JPH0399924A

JPH0399924A - 車両のサスペンション装置

Info

Publication number: JPH0399924A
Application number: JP23941589A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Edahiro; 毅志枝廣; Hirotaka Kanazawa; 金澤　啓隆; Shin Takehara; 伸竹原; Atsuo Tomota; 友田　敦雄
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-25

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、車高を調整可能とする車両のサスペンション
装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、車両のサスペンション装置として、例えば特
公昭５９−１４３６５号公報に開示されるように、車体
と各車輪との間にそれぞれシリンダを配設し、該各シリ
ンダに対する作動流体の給排を各車輪毎に独立的に制御
することにより、車体をフラットな姿勢に保ったり、乗
心地や走行安定性を高めるようサスペンション特性をソ
フトまたはハードに変更するようにしたいわゆるアクテ
ィブサスペンション装Ｒ（ＡＣＳ装置）は知られている
。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このようなＡＣ３装置では、通常、車両の旋
回走行時には旋回外側の車輪側のシリンダが伸長し、旋
回内側の車輪側のシリンダが短縮することにより、車体
をフラットな姿勢に保つようになっているが、旋回走行
時での安定性をより高め観点から、非操舵輪（通常は後
輪）、特に旋回外側の非操舵輪をトーイン方向に向ける
ことが要請されている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、特に、ＡＣ８装置を備える車両の旋
回走行時には旋回外側の車輪側のシリンダが伸長作動す
ることに着目し、この作動に伴なう力を利用して車輪を
トーイン方向に変位させて、安定性の向上を図り得るよ
うにするものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、車両の
サスペンション装置として、車体と各車輪との間にそれ
ぞれシリンダが配設され、該各シリンダに対し流体を給
排して車高を制御するものを前提とする。そして、上記
シリンダを、その伸長作動時に該シリンダからホイール
サポートに作用する押圧力により該ホイールサポートが
車輪のトーイン方向に変位するように配置する構成にし
たものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、車両の旋回走行時、旋
回外側の車輪側のシリンダが伸長し、旋回内側の車輪側
のシリンダが短縮することにより、車体がフラットな姿
勢に保たれる。それと同時に、旋回外側の車輪のうち、
特に非操舵輪は、シリンダの伸長作動に伴なって該シリ
ンダからホイールサポートに作用する押圧力により該ホ
イールサポートと共にトーイン方向に変位することにな
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図は車両のサスペンション装置の全体概略構成を示
す。同図において、１は車体、２Ｆは前輪、２Ｒは後輪
であって、車体１と前輪２Ｆとの間および車体１と後輪
２Ｒとの間には、各々流体シリンダ３が配置されている
。該各流体シリンダ３内は、シリンダ本体３ａ内に嵌挿
したピストン３ｂにより液圧室３ｃが画成されている。

上記ピストン３ｂに連結したロッド３ｄの下端部は各々
対応する車輪２Ｆ、２Ｒに連結され、シリンダ本体３ａ
の上部は車体１に連結されている。

上記各流体シリンダ３の液圧室３ｃには、各々、連通路
４を介してガスばね５が連通接続されている。該各ガス
ばね５は、ダイヤフラム５ｅによりガス室５ｒと液圧室
５ｇとに区画され、該液圧室５ｇは流体シリンダ３の液
圧室３Ｃに連通している。

また、８は油圧ポンプ、９，９は該油圧ポンプ８に液圧
通路１０を介して接続された比例流量制御弁であって、
各流体シリンダ３の液圧室３ｃへの流体の供給、排出を
行って液圧室３Ｃの流量を調整する機能を有する。

さらに、１２は油圧ポンプ８の油吐出圧を検出する吐出
圧針、１３は各流体シリンダ３の液圧室３ｃの液圧を検
出する液圧センサ、１４は対応する車輪２Ｆ、２Ｈの車
高（シリンダストロークｆｆ１）を検出する車高センサ
、１５は車両の上下加速度（車輪２Ｐ、２Ｈのばね上の
上下加速度）を検出する上下加速度センサであって、車
両の略水平面上で左右の前輪２Ｆの上方に各々１個及び
左右の後輪２Ｒ間の車体左右方向の中央部に１個の合計
３個配置されている。しかして、上記各計器及びセンサ
の検出信号は各々内部にＣＰＵ等を有するサスペンショ
ン特性の可変制御用のコントローラ１９に入力されて、
サスペンション特性の可変制御に供される。

次に、流体シリンダ３の液圧室３Ｃへの油の給排制御用
の油圧回路を第４図に示す。同図において、油圧ポンプ
８は、駆動源２０により駆動されるパワーステアリング
装置用の油圧ポンプ２１と二連に接続されている。油圧
ポンプ８の吐出管８ａには、アキュムレータ２２が連通
接続され、その下流側は前輪側通路１０Ｆ及び後輪側通
路１０Ｒが並列接続され、前輪側通路１０Ｆには左輪側
通路１０ＰＬ及び右輪側通路１０ＦＲが並列接続され、
該各通路１０ＦＬ、ｌ０ＰＲには対応する車輪の流体シ
リンダ３ＦＬ、　　３ＰＲの液圧室３Ｃが連通接続され
ている。同様に、後輪側通路１０Ｒには左輪側及び右輪
側の通路１０ＲＬ、ｌ０ＲＲが並列接続され、該各通路
１０ＲＬ、ｌ０ＲＲには対応する車輪の流体シリンダ３
ＲＬ、　３ＲＲの液圧室３ｃが連通接続されている。

上記各流体シリンダ３ＦＬ〜３ＲＲに接続するガスばね
５ＦＬ〜５ＲＲは、各々、具体的には複数個（４個）ず
つ備えられ、これ等は対応する流体シリンダ３の液圧室
３ｃに連通する共通連通路４に対して分岐連通路４ａ〜
４ｄを介して互いに並列に接続されている。また、上記
各車輪毎の複数個（第１〜第４）のガスばね５ａ〜５ｄ
は、その分岐連通路４ａ〜４ｄに介設したオリフィス２
５ａ〜２５ｄを備えていて、その各々の減衰作用と、ガ
ス室５ｒに封入されたガスの緩衝作用の双方により、サ
スペンション装置として基本的な機能を発揮する。

また、各車輪のガスばね５ＦＬ〜５ＲＲでは、各々、第
１ばね５ａと第２ばね５ｂとの間の連通路に該連通路の
通路面積を調整する減衰力切換バルブ２６が介設されて
いる。該切換バルブ２６は、連通路を開く開位置と、そ
の通路面積を絞る絞位置との二位置を有する。そして、
車両の旋回走行時には絞位置に切換えて、第２及び第３
バネ５ｂ、５Ｃの各液圧室５ｇに対する油の流入、流出
を抑制し、このことにより車両旋回時での液圧シリンダ
３の液圧室５Ｃに対する浦の必要給排量を少なく制限し
て、その制御の応答性の向上を図るようにしている。

同様に、分岐連通路４ｄには、開位置と絞位置を有する
切換弁２７が介設されており、該切換弁２７の開位置へ
の切換により、ｍ４ばね５ｄの液圧室５ｇに対する油の
流入、流出を許容して、その分サスペンション特性をソ
フト化し、一方、絞位置への切換により油の流入、流出
を抑制して、その分サスペンション特性をハード化する
するように構成されている。

さらに、油圧ポンプ８の吐出管８ａには、アキュムレー
タ２２近傍にてアンロードリリーフ弁２８が接続されて
いる。該リリーフ弁２８は、開位置と閉位置とを有し、
吐出圧計１２で計測した油吐出圧が上限設定値以上の場
合に開位置に切換制御されて油圧ポンプ８の油をリザー
ブタンク２つに戻し、アキュムレータ２２の油の蓄圧値
を設定値に保持制御する機能を有する。そして、各流体
シリンダ３への油の供給はアキュムレータ２２の１油で
もって行われる。

以下、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の構成は同一で
あるので、左前輪側のみを説明し、他はその説明を省略
する。つまり、左前輪側通路１０ＦＬには上記比例流量
制御弁９が介設されている。

該比例流量制御弁９は、全ボートを閉じる停止位置と、
左前輪側通路１０ＦＬを開く供給位置と、左前輪側通路
１０ＰＬの流体シリンダ３側をリターン配管３２に連通
ずる排出位置との三位置を有すると共に、圧力補償弁９
ａを内蔵し、該圧力補償弁９ａにより上記供給位置及び
排出位置の二位置にて流体シリンダ３の液圧室３ｃ内の
液圧を所定値に保持する。

加えて、上記比例流量制御弁９の流体シリンダ３側には
、左前輪側通路１０ＰＬを開閉するパイロット圧応動型
の開閉弁３３が介設されている。該開閉弁３３は、比例
流量制御弁９の油ポンプ８側の左前輪側通路１０ＰＬの
液圧を導く電磁弁３４の開時にその液圧がパイロット圧
として導入され、このパイロット圧が所定値以上の時に
開作動して左前輪側通路１０Ｆしを開き、比例流量制御
弁９による流体シリンダ３への流量の制御を可能とする
と共に、その閉時に前輪側通路１０ＦＬを液密的に閉じ
て、液圧シリンダ３の液圧室３ｃの曲の漏れを確実に防
止する機能を有する。

尚、図中、３５は流体シリンダ３の液圧室３ｃの液圧の
異常上昇時に開作動してその油をリターン配管３２に戻
すリリーフ弁である。また、３６は油圧ポンプ８の吐出
管８ａのアキュムレータ２２近傍に接続されたイグニッ
ションキ一連動弁であって、イグニッションオフ後に開
制御されてアキュムレータ２２の１油をタンク２９に戻
し、高圧状態を解除する機能を有する。３７は油ポンプ
８の油吐出圧の異常上昇時にその油をタンク２９に戻し
て降圧するポンプ内リリーフ弁、３８はリターン配管３
２に接続されたリターンアキュムレータであって、流体
シリンダ３からの油の排圧時に蓄圧作用を行うものであ
る。

次に、コントローラ１７によるサスペンション特性の可
変制御、つまり各流体シリンダ３の流量制御を第６図に
基づいて説明する。

同図では、基本的に、各車輪の車高センサ１４の検出信
号に基いて車高を目標単品に（シリンダストローク量を
目標量に）制御する制御系Ａと、３個の上下加速度セン
サ１５の検出信号に基いて車両の上下振動の低減を図る
制御系Ｂと、各車輪の液圧センサ１３の検出信号に基い
て前輪側及び後輪側で各々左右の車輪間の支持荷重の均
一化を図る制御系Ｃとを有する。

そして、制御系Ａにおいて、４０は車高センサ１４のう
ち、左右の前輪２Ｆ側の出力ＸＦＩ？、　ＸＦＬを合計
すると共に左右の後輪２Ｒ側の出力ＸＲＲ。

ＸＲＬを合計して、車両のバウンス成分を演算するバウ
ンス成分演算部である。また、４１は左右の前輪２Ｆ側
の出力ＸＰＲ，ＸＦＬの合計値から、左右の後輪２Ｒ側
の出力ＸＲＲ，ＸＲＬの合計値を減算して、車両のピッ
チ成分を演算するピッチ成分演算部、４２は左右の前輪
２Ｅ側の出力の差分ＸＰＲ−ＸＦＬと、左右の後輪２Ｒ
側の出力の差分ＸＲＲ−ＸＲＬを加算して、車両のロー
ル成分を演算するロール成分演算部である。

また、４３は上記バウンス成分演算部４０で演算した車
両のバウンス成分を入力して下記のＰＤ副制御比例−微
分制御）式％式％）に基づいてバウンス制御での各車輪の流量制御弁９に対
する制御量を演算するバウンス制御部である。また、４
４はピッチ成分演算部４１で演算した車両のピッチ成分
を入力して上記と同様の比例−微分制御式に基づいてピ
ッチ制御での各流量制御弁９の制御量を演算するピッチ
制御部、同様に４５はロール成分演算部４２で演算した
車両のロール成分、及び車両の目標ロール角ＴＲ０ＬＬ
（後述）を入力して上記と同様の比例−微分制御式に基
づいて、目標ロール角Ｔ　Ｉ？ＯＬＬに傾斜した車高に
するよう、ロール制御での各流量制御弁９の制御量を演
算するロール制御部である。

そして、−車高を目標車高に制御すべく、上記各制御部
４３〜４５で演算した各制御量を各車輪毎で反転（車高
センサ１４の信号入力の正負方向とは逆方向に反転）さ
せた後、各車輪に対するバウンス、ピッチ、ロールの各
制御量を加算して対応する比例流量制御弁９の制御ＥＩ
ＱＦＲ，ＱＦＬ、　ＱＩ？Ｒ、ＱＲＬとする。

また、制御系Ｂにおいて、５０は３個の上下加速度セン
サ１５の出力ＧＦＲ，ＧＰＬ、　ＧＲを合計して車両の
バウンス成分を演算するバウンス成分演算部、５１は３
個の上下加速度センサ１５のうち、左右の前輪２Ｆ側の
出力ＧＦＲ，ＧＰＬの各半分値の合計値から後輪２Ｒ側
の出力ＧＲを減算して、車両のピッチ成分を演算するピ
ッチ成分演算部、５２は右側前輪２Ｆ側の出力ＧＦＲか
ら、左側前輪２Ｆ側の出力ＧＰＬを減算して、車両のロ
ール成分を演算するロール成分演算部である。

加えて、５３は上記バウンス成分演算部５０で演算した
車両のバウンス成分を入力して下記のｌＰＤ制御（積分
−比例一徹分制御）式％式％）に基づいてバウンス制御での各車輪の流量制御弁９に対
する制御量を演算するバウンス制御部である。また、５
４はピッチ成分演算部５１で演算した車両のピッチ成分
を入力して上記と同様の積分−比例一徹分制御式に基づ
いてピッチ制御での各流量制御弁９の制御量を演算する
ピッチ制御部、同様に５５はロール成分演算部５２で演
算した車両のロール成分を入力して上記と同様の積分−
比例一徹分制御式に基づいてロール制御での各流量制御
弁９の制御量を演算するロール制御部である。

そして、車両の上下振動をバウンス成分、ピッチ成分、
ロール成分で抑えるべく、上記各制御部５３〜５５で演
算した各制御量を各車輪毎で上記と同様に反転させた後
、各車輪に対するバウンス、ピッチ、ロールの各制御量
を加算して、対応する流量制御弁９の制御量ＱＦＲ，Ｑ
ＦＬ、　ＱＲＲ，ＱＲＬとする。尚、各制御部５３〜５
５で演算した車輪毎の制御量は、前後輪の分担荷重が異
なる関係上、前輪側の制御量を重み付は係数ｋ（ｋ−１
，０８）で大仏に補正している。

さらに、制御系Ｃにおいて、６０はウォープ制御部であ
って、該ウォーブ制御部６０は、前輪側の２個の液圧セ
ンサ１３の液圧ＰＦＲ，ＰＦＬ信号を入力し、前輪側の
合計液圧に対する左右輪の液圧差（Ｐ　ＦＲ−Ｐ　ＦＬ
）の比（荷重移動比）を演算する前輪側の荷重移動比演
算部６０ａと、後輪側で同様の荷重移動比を演算する後
輪側の荷重移動比演算部６０ｂとからなる。そして、後
輪側の荷重移動比を係数Ｗｒで所定倍した後、前輪側の
荷重移動比からこれを減算し、その結果を係数ｗＡで所
定倍すると共に前輪側で重み付けし、その後、各車輪に
対する制御ｆｆｉを左右輪間で均一化すべく反転して、
対応する流量制御弁９の制御量ＱＦＲ，Ｑ１コ１）．　
　ＱＲＲ，ＱＲＬとする。

加えて、第６図においては、車両の旋回時で各流体シリ
ンダ３の流量制御の応答性を高めるべく、制御系りで各
種の切換制御が行われる。

つまり、制御系りでは、ステアリングの舵角速度θＨと
車速Ｖとを乗算し、その結果θＨ・■から基準値Ｇ１を
減算した値Ｓ１を旋回判定部６５に入力する。また、車
両の現在の横加速度ａＳから基準値Ｇ２を減算した値Ｓ
２を旋回判定部６５に人力する。そして、旋回判定部６
５にて、人力Ｓ１又はＳ２≧０の場合には、車両の旋回
時と判断して、サスペンション特性のハード化信号Ｓａ
を出力して、各流体シリンダ３に対する流量制御の追随
性を向上すべく、減衰力切換バルブ２６を絞り位置に切
換えると共に、上記各比例定数Ｋｌ（１＝ｅ＋−ｓｓ％
ｐ＋−ＰＳｓＲＩ　〜Ｒ５）を各々大仏ＫＨａｒｄに設
定し、また目標ロール角ＴＲ０ＩＩを予め記憶するマツ
プＧ　ｌ１ａｐ（Ｇｓ）　（横加速度Ｇｓの増大に応じ
て大仏になり、所定値ＧｓｌでＴＲ０ＩＩ−０。

Ｇｓ１未満で負値、Ｇｓｌを越える領域で正値のマツプ
）から、その時の横加速度Ｇｓに対応する値に設定する
。

一方、旋回判定部６５で入力Ｓ１及びＳ：　＜Ｑの場合
には、直進時と判断して、サスペンション特性のソフト
化信号ｓｂを出力して、減衰力切換バルブ２６を開位置
に切換えると共に、比例定数Ｋｌを各々通常値ＫＳｏｆ
’Ｌに設定し、また目標ロール角ＴＲ０１）−０に設定
する。

第１図ないし第３図は後輪２Ｒを車体に懸架するサスペ
ンション構造を示す。同図において、７１は後輪２Ｒを
回転自在に支持するホイールサポートであって、該ホイ
ールサポート７１の上部はアッパアームを構成する一本
のラテラルリンク７２を介して車体に連結されていると
ともに、下部はロアアームを構成する二本のラテラルリ
ンク７３．７４を介して車体に連結されており、上記ラ
テラルリンク７３．７４は、平面的に見てへの字状に配
置されている。上記各ラテラルリンク７２゜７３．７４
とホイールサポート７１との連結部にはそれぞれボール
ジヨイント７５，７６．７７が介設されている一方、各
ラテラルリンク７２，７３７４の内端（車体との連結部
）にはラバーブツシュ７ｇ、７９．８０が設けられてい
る。

また、８１は車体前後方向に延びるトレーリングロッド
であって、該トレーリングロッド８１の前端はラバーブ
ツシュ８２を介して車体に枢着されている一方、後端は
ラテラルリンク７３に連結されている。上記トレーリン
グロッド８１の前部には分岐ロッド８３の前端が枢着さ
れ、該分岐ロッド８３の後端はラテラルリンク７２に連
結されており、よって、後輪２Ｒに作用する制動力等の
前後力を上記トレーリングロッド８１および分岐ロッド
８３を介して車体で支持するようになっている。

ここで、後輪２Ｒの仮想キングピン軸ＫＰは、上側のラ
テラルリンク７２とホイールサポート７１との連結点（
ボールジヨイント７５）Ｐｌ　と、下側二本のラテラル
リンク７３．７４の軸延長線同士の交点Ｐ２とを通る直
線である。本実施例の場合、この仮想キングピン軸ＫＰ
は、車体側方から見ると、第２図に示す如く下方前向き
に傾斜しかつ後輪２Ｒの回転中心付近で該後輪２Ｒの中
、心線交と交わっており、車体後方から見ると、第３図
に示す如く下方外向きに傾斜１．かつ路面付近で後輪２
Ｒの中心線９と交わっている。

さらに、流体シリンダ３は、車体側方から見ると、後輪
２Ｒの中心線９よりも車体後方においてロッド３ｄを下
側にして上下方向に略平行に延び、車体後方から見ると
、後輪２Ｒの車体内方においてロッド３ｄを車体外側に
向けた下方外向きに傾斜しており、ロッド３ｄの下端は
ホイールサポート７１に連結されている。よって、流体
シリンダ３は、その伸長作動時に該シリンダ３からホイ
ールサポート７１に作用する押圧力により該ホイールサ
ポート７１が後輪２Ｒのトーイン方向に変位するように
配置されている。

次に、上記実施例の作用・効果を説明するに、車両が旋
回走行する場合には、遠心力により車体１が旋回外側に
傾くようになるが、コントローラ１９の制御の下に、旋
回外側の車輪側の流体シリンダ３の液圧室３Ｃに対して
は流体が供給されて、該流体シリンダ３が伸長作動し、
他方、旋回内側の車輪側の流体シリンダ３においてはそ
の液圧室３ｃ内の流体が排出されて、該流体シリンダ３
が短縮作動をし、これにより、車体１は、遠心力の作用
に拘らずフラットな姿勢を保つことになる。

その上、旋回外側の車輪のうち、非操舵輪たる後輪２Ｒ
においては、流体シリンダ３が伸長作動すると該流体シ
リンダ３からホイールサポート７１に作用する押圧力に
より該ホイールサポート７１が後輪２Ｒと共に仮想キン
グピン軸ＫＰ廻りにトーイン方向（前輪２Ｆに対しては
同じ向きの同位相方向）に変位される。この結果、上述
のフラットな姿勢制御と相俟って旋回走行時の安定性を
大幅に高めることができる。

第７図および第８図はサスペンション構造における流体
シリンダ３の配置レイアウトの変形例を示す。この変形
例の場合、仮想キングピン軸ＫＰは、車体側方から見る
と、下方前向きに傾斜しかつ後輪２Ｒの回転中心付近で
該後輪２Ｒの中心線９と交わっており、車体後方から見
ると、下方外向きに傾斜しかつ路面と後輪２Ｒの回転中
心との中間で後輪２Ｒの中心線交と交わっている。また
、流体シリンダ３は、車体側方から見ると、後輪２Ｒの
中心線交よりも車体前方においてロッド３ｄを下側にし
て上下方向に延び、車体後方から見ると、後輪２Ｒの車
体内方において上下方向に延びて配置されている。

そして、このような配置レイアウトにおいても、流体シ
リンダ３の伸長作動時には該シリンダ３からホイールサ
ポートに作用する押圧力の仮想キングピン軸ＫＰと平面
的に直交する方向の分力により後輪２Ｒがホイールサポ
ートと共にトーイン方向に変位せしめられ、それにより
、旋回走行時の安定性を高めることができる。

（発明の効果）以上の如く、本発明における車両のサスペンション装置
によれば、車両の旋回走行時には、各シリンダに対する
流体の給排を車輪毎に独立的に制御して車体をフラット
な姿勢に保つことができるとともに、旋回外側の車輪を
、シリンダの伸長作動に伴なって該シリンダからホイー
ルサポートに作用する押圧力によりトーイン方向に変位
させるることができ、安定性の向上を大幅に図ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は後輪を車
体に懸架するサスペンション構造の斜視図、第２図およ
び第３図は同サスペンション構造における流体シリンダ
の配置状態を示す模式図であり、第２図は車体側方から
見た状態を示し、第３図は車体後方から見た状態を示す
。第４図はサスペンション装置の全体概略構成を示す模
式図、第５図は油圧回路図、第６図はコントローラによ
るサスペンション特性の可変制御を示す制御ブロック図
である。第７図および第８図はそれぞれサスペンション
構造における流体シリンダの配置レイアウトの変形例を
示す第２図相当図および第３図相当図である。１・・・車体、２Ｆ、２Ｒ・・・車輪、３　（３ＰＬ、　　３ＦＲ，３ＲＬ、　　３ＲＲ）・・
・流体シリンダ、７１・・・ホイールサポート。１・・・車体２Ｆ２Ｒ・・・車輪（３ＦＬ。３　ＦＲ。３ＲＬ。３１？Ｒ）・・・流体シリンダ７１・・・ホイールサポート第２図第３図第図第第国

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車体と各車輪との間にそれぞれシリンダが配設さ
れ、該各シリンダに対し流体を給排して車高を制御する
車両のサスペンション装置において、上記シリンダは、
その伸長作動時に該シリンダからホィールサポートに作
用する押圧力により該ホィールサポートが車輪のトーイ
ン方向に変位するように配置されていることを特徴とす
る車両のサスペンション装置。