JPH0260815A - 車両用アンチローリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車両の走行中の姿勢を安定化させ
るためのアンチローリング装置に関する。

［従来の技術］ 車両が旋回走行する場合、車体は遠心力によって旋回内
側が浮上がり、旋回外側が沈み込むといったローリング
挙動を示す。ローリングを抑制する手段として、従来は
もっばら棒状金属材を所定形状に曲げたスタビライザが
使われていた。また、スタビライザに相当する機能をも
つものとして、特公昭５１−２１２１９号公報に見られ
るように、懸架装置における油圧緩衝器の油量を制・御
できるような構造とし、旋回時において旋回外側に位置
する油圧緩衝器に油を補給するとともに旋回内側の油圧
緩衝器から油の一部を排出することによって、車体の姿
勢を一定に保つものが提案されている。

しかし従来の懸架機構はコイルばねや板ばね等の懸架用
ばねと油圧緩衝器とを組合わせたものであり、車体に加
わる荷重は懸架用ばねが支持するようになっていた。こ
の場合、懸架用ばねと油圧緩衝器を懸架機構部に設けな
ければならないために比較的大きなスペースが必要であ
り、しかも懸架用ばねの占める重量が大きい。

本発明者らは、従来の懸架装置に代るものとして油気圧
式懸架機構の開発に取組んできた。油気圧式懸架機構の
場合、シリンダ内部の気室に窒素等の不活性ガスを高圧
（例えば１００Ｋｇ／ｃｄ前後）で封入することにより
、車体に加わる荷重をシリンダ内のガスの反発力のみで
支持するようにしたガスばね兼用タイプであるから、別
途に懸架用ばねを使用せずにすむ。この種の懸架機構を
利用したアンチローリング装置は、第３図に概念的に示
したように、左輪用懸架機構１００の油室１０１と右輪
用懸架機構１０２の油室１０３とを油路１０４でむすぶ
とともに、この油路１０４の途中にコントロールシリン
ダ１０５を配置した構造になっている。この車両が例え
ば左旋回する場合、遠心力によって旋回外側の懸架機構
１０２に加わる荷重が増大するとともに、旋回内側の懸
架機構１００に加わる荷重が減少する。この荷重の増加
分と減少分の絶対値は互いにほぼ等しく、旋回外側の懸
架機構１０２ではガスが圧縮されて容積が減少するとと
もに、旋回内側の懸架機構１００ではガスの容積が増加
する方向に荷重が移動する。このためコントロールシリ
ンダ１０５は旋回内側の懸架機構１００から油の一部を
抜くとともに、これと同量の油を旋回外側の懸架機構１
０２に補給することによって、旋回時に車体の平衡度を
保つようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところがガスばね機能をもつ油気圧式懸架機構１００　
、１０２をそのままアンチローリング装置に使用した場
合、次のような問題を生じることがわかった。

前述したように車両が旋回する時、例えば左旋回する時
、コントロールシリンダ１０５は旋回内側の懸架機構１
００から排出した油に相当する量の油を旋回外側の懸架
機構１０２に送り込む。従って油の移動に伴う旋回内側
の懸架機構１００におけるガスの容積増加分と、旋回外
側の懸架機構１０２におけるガスの容積減少分が互いに
等しくなる。しかも旋回外側における荷重増加分（＋Ｗ
）と旋回内側における荷重減少分（−Ｗ）の絶対値は互
いにほぼ等しい。

しかしながらガスばねの荷重・撓み特性は線形ではなく
、第４図に例示したように縮み側に撓むほど荷重の増加
率が増えるといった非線形特性を示す。このため、荷重
の増加分（＋Ｗ）と減少分（−Ｗ）が互いに等しい場合
には、縮み側（旋回外側）の変位ｆｆ１Ｌ１と伸び側（
旋回内側）の変位ｍ　Ｌ　２とは一致しない。つまり、
旋回内側の懸架機構から旋回外側の懸架機構に油が移動
するだけでは、左右の懸架機構は釣合うことができない
。

実際に左右の懸架機構が釣合って平衡になるのは、それ
ぞれ旋回前の正規の位置よりもＨだけ浮上がったところ
、つまり縮み側の懸架機構においては油量の増加に伴う
ガスばねの撓み増加分δからＨを差引いたし、−（δ−
Ｈ）だけ変位し、伸び側の懸架機構においては油量の減
少に伴うガスばねの撓み減少分δにＨを加えたＬ２−（
δ＋Ｈ）だけ変位したところで釣合うようになる。従っ
て旋回中に車体の平衡度は保たれるが、車高は左右両側
とも旋回前に比べてＨだけ高くなってしまい、走行安定
性に問題が残る。

従って本発明の目的は、ローリングを防止できるととも
に重心が浮上がることのないような車両用アンチローリ
ング装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を果たすために本発明者が発明したアンチロー
リング装置は、シリンダおよびロッドを有しかつ内部に
油と圧縮されたガスが封入されていて上記ロッドがシリ
ンダに対して縮み側に変位するほどばね定数が漸増する
ような非線形特性をもつ左右一対の油気圧式懸架機構と
、車両の旋回時に旋回の内側と外側との間に生じる荷重
の移動に応じて上記一対の懸架機構が互いに平衡するよ
うに旋回内側の懸架機構から油の一部を抜くとともに旋
回外側の懸架機構に浦を供給するアンチロールシリンダ
機構と、内部に気室を有する少なくとも１つの補助タン
クと、車両の旋回時に旋回外側に位置する上記懸架機構
の気室と上記補助タンクの気室とが協働するように作動
するばね定数切換え用の弁を具備している。

［作用］ 上記構成の本発明装置において、車体に加わる荷重は懸
架機構内部に封入された高圧ガスの反発力によって支持
される。この懸架機構はガスばねとしての機能を果たす
から、ロッドがシリンダに対して縮み側に変位するほど
ばね定数が漸増するような非線形特性を示す。車両の旋
回に−よって旋回内側と外側との間で荷重が所定値以上
移動する場合、アンチロールシリンダ機構が作動するこ
とによって旋回内側の懸架機構から油の一部が排出され
るとともに旋回外側の懸架機構に油が供給されることに
より左右の懸架機構の平衡が保たれる。

これと同時に、ばね定数切換え用の弁が作動して旋回外
側の懸架機構の気室と補助タンクの気室とが協働する状
態になることにより、旋回外側の懸架機構の実質的な気
室容量が拡大し、ばね定数が下がるため縮み方向への撓
みを大きくとれるようになる。こうして旋回外側の懸架
機構における荷重増加分による縮み方向の撓みと、旋回
内側の懸架機構における荷重減少分による伸び方向の撓
みが互いにほぼ均衡するようになり、旋回前の高さが維
持される。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例について、第１図に示されたア
ンチローリング装置１を参照して説明する。

図示左側の油気圧式懸架機構２は車両の左車輪を支持し
、図示右側の油気圧式懸架機構３は右車輪を支持する。

これら懸架機構２．３は互いに同一の構成であるから、
双方の共通箇所に同一の符号を付し、一方の懸架機構２
を代表して説明する。

この油気圧式懸架機構２は、シリンダ５と、このシリン
ダ５の軸線方向に移動自在に挿入されたロッド６を備え
て構成されている。シリンダ５の内部には、油が満たさ
れた油室７と、窒素等の不活性ガスが封入される気室８
が設けられている。

ガスの封入圧力は、ガスの反発力だけで車体に加わる荷
重を支持できるように高い圧力（例えば１００　Ｋ９　
ｆ　／ｄ前後）にしである。油室７と気室８は、軸方向
に伸縮自在なベローズを用いた仕切部材９によって互い
に仕切られている。気室８内のガスの圧力は仕切部材９
を介して油室７に作用するから、気室８の内圧はロッド
６をシリンダ５から押出す方向に作用する。

ロッド６の内端に、上記油室７内に位置してピストン部
１０が設けられている。シリンダ５の下端は連結部１１
を介して車輪側の部材に連結され、ロッド６の上端は車
体側の部材に連結される。また、シリンダ５とロッド６
との軸方向相対位置、すなわち車高を検出するために、
例えば差動トランス等からなる高さセンサ１２が設けら
れている。

ピストン部１０に設けられた減衰力発生部１３はオリフ
ィスを有している。走行中の路面の凹凸等によってシリ
ンダ５とロッド６が上下方向に相対移動すると、気室８
の容積が増減するとともに仕切部材９が伸縮し、かつ減
衰力発生部１３に油が流れることによって、ロッド６の
往復運動が減衰させられる。

油室７に油圧配管１５が接続されている。この油圧配管
１５は、排油用の電磁弁１６を介して油タンク１７に接
続されているとともに、送油用の電磁弁１８を介して油
圧源としての油圧ポンプ２０に接続されている。シール
部２１の軸受隙間はドレン管２２を介して油タンク１７
に連通している。

また、各懸架機構２，３の油室７，７に、それぞれ油路
２３，２３とばね定数切換え用の電磁弁２４．２５を介
して補助タンク２６．２７が接続されている。補助タン
ク２６．２７はいずれも内部に油室３０，３１と気室３
２．３３を有している。油室３０，３１と気室３２，３
３は、金属ベローズ等を用いた仕切部材３４．３５によ
って完全に仕切られている。気室３２．３３の内部には
、窒素等の圧縮された不活性ガスが封入されている。

ガスの封入圧力は、前述した気室８のガス圧と同等であ
る。

以上の如く構成された左右一対の懸架機構２゜３は、互
いに油路３Ｂ、３９を介してアンチロールシリンダ機構
４０に接続されている。アンチロールシリンダ機構４０
は、左右対称形状のシリンダ４１と、このシリンダ４１
の内部に軸方向に移動自在に設けられたピストン４２と
、このピストン４２の変位量を検出するための検出器４
３とを備えて構成される。シリンダ４１の内部は、ピス
トン４２によって、左油室４５と右油室４６とに仕切ら
れている。そして左油室４５は、油路３８を介して左輪
用懸架機構２の油室７に連通している。右油室４６は、
油路３９を介して右輪用懸架機構３の油室７に連通して
いる。ピストン４２の内側に、左コントロール油室４８
と右コントロル油室４９が設けられている。

上記ピストン４２は、サーボ手段の一例としてのサーボ
弁５１と油圧配管５２．５３等からなる駆動手段５４に
よって、左油室４５側または右油室４６側に移動させる
ことができるようになっている。すなわち、サーボ弁５
１を制御し、油圧ポンプ２０またはアキュムレータ５５
がらの油圧を左右のコントロール油室４８，４９に選択
的に作用させることにより、油圧の加わった方向にピス
トン４２が移動するようになっている。

上記サーボ弁５１を備えた駆動手段５４は、マイクロコ
ンピュータを利用したコントローラ５７によって制御さ
れる。このコントローラ５７には、かじ取り用のステア
リングシャフト部分に設けられたハンドル角センサ５８
と、速度計に設けられた車速センサ５９が接続されてい
る。これらセンサ５８，５９の出力信号はコントローラ
５７に入力され、予めプログラミングされている処理手
順に従って、ハンドル角と車速との関係から旋回に伴う
遠心力の大きさ、すなわち移動荷重の大きさが算出され
る。また、高さセンサ１２からの信号がコントローラ５
７にフィードバックされるようになっている。

次に上記構成のアンチローリング装置１の作用について
説明する。

例えば車両が左旋回する時、センサ５８，５９によって
旋回状態を検知したコントローラ５７からの出力信号に
よって、サーボ弁５１が右コントロール油室４９に油圧
ポンプ２ｏまたはアキュムレータ５５からの油を供給す
るように動（。その結果、ピストン４２が右油室４６側
に移動することにより、シリンダ４１内の油が旋回外側
の懸架機構３の油室７に供給されると同時に、これと同
量の浦が旋回内側の懸架機構２から油室４５に流れ込む
。

これと同時に、旋回外側の懸架機構３における電磁弁２
５が開弁することにより、油室７，３１が互いに連通状
態となり、油室７，３１間で浦が流動できるようになる
。このため２つの気室８゜３３が協働してガスばねとし
て機能できるようになり、旋回外側の懸架機構３のばね
定数は第２図に破線で示すように下がる。これに対し旋
回内側の懸架機構２の電磁弁２４は閉じたままであり、
旋回内側では気室８のみがガスばねとして機能するため
、第２図に実線で示されるようにばね定数は高いままの
状態が維持される。このように旋回の内側と外側との間
でばね定数に差が生じることにより、旋回外側における
荷重増加分（十Ｗ）に対しては縮み方向にδだけ撓み、
旋回内側における荷重減少分（−Ｗ）に対しては伸び方
向にδだけ撓むようになるから、左右の懸架機構２．３
の撓み（±δ）が相殺されることによって左右の平衡が
保たれかつ車体の浮上がりが阻止される。

車両が右旋回する時には、アンチロールシリンダ機構４
０のピストン４２が上記とは逆の方向に移動するように
サーボ弁５１がコントローラ５７によって駆動され、左
輪用懸架機構２の油室７にシリンダ４１内の油室４５の
浦が送り込まれるとともに、右輪用懸架機構３内の油の
一部がシリンダ４１内の油室４６に回収されることによ
り、左右の平衡か保たれる。また、左旋回の時とは逆に
左輪用懸架機構２における電磁弁２４が開弁することに
よって、２つの気室８，３２が協働するようになるから
、左輪用懸架機構２のばね定数が下がることにより、車
体の平衡度が維持されかつ重心の浮上りが阻止される。

第２図に例示された荷重・撓み特性かられかるように、
本実施例装置では、荷重（Ｗ）の時にのみ旋回外側と旋
回内側の懸架機構２，３の撓みが一致する。言換えると
、この荷重値からずれたところでは旋回外側と旋回内側
とで撓みの大きさδに差が出てくるため、正確に言えば
車体が多少浮上がり気味となる。しかしながら、この場
合の車体の浮上りはきわめて少なく、実質的に問題を生
じるほどではない。

上記実施例では補助タンク２６．２７を各懸架機構２，
３に１組ずつ設けた場合について説明したが、本発明を
実施するに当っては、例えば第１図に想像線で示したよ
うに、更に１組以上の電磁弁２４’　、２５’　と補助
タンク２６’　、２７’　を付加し、それぞれをコント
ローラ５７で切換え制御することにより、ばね定数を２
段階以上に切換えることができるようにすれば更に効果
的である。

なお本実施例装置１においては、旋回の程度に応じてア
ンチロールシリンダ機構４０が制御される。つまり、ハ
ンドル角センサ５８と車速センサ５９からの入力にもと
づいてコントローラ５７によって算出された旋回程度を
示す計算値が、予め入力されている基準値と比較される
。そして計算値が基準値に対して所定の範囲内に収まっ
ていれば、ピストン４２は中立位置に保持され、アンチ
ロール制御は行なわれない。計算値が基準、値に対して
所定の範囲を越えた時のみ、計算された旋回の程度に応
じてサーボ弁５１が制御され、旋回の程度が大きい時は
どピストン４２の変位量が大きくなるように制御される
。ピストン４２の変位量は検出器４３によって検出され
、コントローラ５７にフィードバックされる。

また本実施例装置１を備えた車両は、直進走行中に左右
の懸架機構２，３の電磁弁２４．２５を同時に開弁させ
ることにより、懸架機構２，３のばね定数を下げること
によって乗り心地を良くすることができる。また、路面
の凹凸が激しい悪路走行時に電磁弁２４．２５を同時に
閉弁し、ばね定数を上げれば操縦安定性を良くすること
ができる。

［発明の効果］ 前述したように本発明によれば、ガスばね機能をもつ油
気圧式懸架機構を用いたアンチローリング装置において
、カーブ走行や進路変更等に伴う旋回時に車体のローリ
ングを抑制して平衡度を保つことができるとともに、車
高が浮上がることも防止でき、車両の走行安定性を高め
る上できわめて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の構成の概略を示す系統
図、第２図は第１図中の懸架機構の荷重と撓みの関係を
示す図、第３図は左右一対の油気圧式懸架機構を備えた
車両の一部を示す概略図、第４図はガスばねの荷重と撓
みの関係を示す図である。 ２．３・・・油気圧式懸架機構、５・・・シリンダ、６
・・・ロッド、７・・・油室、８・・・気室、１２・・
・高さセンサ、２０・・・油圧ポンプ、２４．２５・・
・ばね定数切換え用の弁、２６．２７・・・補助タンク
、４０・・・アンチロールシリンダ機構、５７・・・コ
ントローラ、５８・・・ハンドル角センサ、 ・・車速センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダおよびロッドを有しかつ内部に油と圧縮
   されたガスが封入されていて上記ロッドがシリンダに対
   して縮み側に変位するほどばね定数が漸増するような非
   線形特性をもつ左右一対の油気圧式懸架機構と、 車両の旋回時に旋回の内側と外側との間に生じる荷重の
   移動に応じて上記一対の懸架機構が互いに平衡するよう
   に旋回内側の懸架機構から油の一部を抜くとともに旋回
   外側の懸架機構に油を供給するアンチロールシリンダ機
   構と、 内部に気室を有する少なくとも１つの補助タンクと、 車両の旋回時に旋回外側に位置する上記懸架機構の気室
   と上記補助タンクの気室とが協働するように作動するば
   ね定数切換え用の弁と、 を具備したことを特徴とする車両用アンチローリング装
   置。
2. （２）上記補助タンクとばね定数切換え用の弁は左右の
   懸架機構ごとに複数組ずつ設けられていて、各懸架機構
   のばね定数を２段階以上に切換えることの可能な請求項
   １記載の車両用アンチローリング装置。
3. （３）旋回時のハンドル操作角および車速を検出する手
   段を具備するとともに、ハンドル操作角と車速との関係
   から旋回中の移動荷重を求めて上記アンチロールシリン
   ダ機構を作動させるコントローラを具備した請求項１記
   載の車両用アンチローリング装置。
4. （４）左右の懸架機構におけるシリンダとロッドの相対
   位置を検出するための高さセンサを具備するとともに、
   この高さセンサからの信号にもとづいて上記アンチロー
   ルシリンダ機構を作動させるコントローラを具備してい
   る請求項１記載の車両用アンチローリング装置。