JPH0585369B2

JPH0585369B2 -

Info

Publication number: JPH0585369B2
Application number: JP59066597A
Authority: JP
Inventors: Seita Kanai; Takashi Hirochika
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1993-12-07
Also published as: US4616847A; DE3512047A1; JPS60209315A; DE3512047C2

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車に装備されるサスペンシヨン
装置に関するものである。

（従来技術）従来より、自動車のサスペンシヨン装置とし
て、例えば特開昭57−118907号公報に開示される
ように、車輪を各々車体に懸架する前輪および後
輪サスペンシヨンと、該各サスペンシヨンにおけ
る車輪と車体との間で車体を支持する流体アクチ
ユエータに対し、圧油や圧縮エア等の流体を給排
して車高を調整する車高調整装置とを備えてなる
いわゆるハイドロニユーマチツクサスペンシヨン
は知られている。特に、上記例示のものにおいて
は、車高調整装置の作動により車高が車速に応じ
て変化するようになつている。

一方、自動車のステアリング特性として、アン
ダステアリング特性とオーバステアリング特性と
いう相対立するものがあることはよく知られてい
るが、高速時には走行安定性を確保する上でアン
ダステアリング特性が強くなり、低速時には旋回
操縦性の向上を図る上でアンダステアリング特性
が弱くなつてオーバステアリング特性気味になる
ようにすることが最適であり、その実現化が要請
されている。

（発明の目的）本発明の目的は、かかる要請に答えるための１
つの技術的手段を提供するものであり、旋回走行
時に車輪に作用するコーナリングフオースが車体
傾斜による移動荷重の大きさに応じて減少するこ
と、またこの移動荷重自体がロールセンター高を
１つのフアクタとして定まるものであることに着
目し、この着目に基づいて高速時にはアンダステ
アリング特性を強くし、低速時にはアンダステア
リング特性を弱くし得るようにするものである。

（発明の構成）上記目的を達成するため、本発明の構成は、車
輪のバンプ・リバウンドに伴うロールセンター高
の変化率を、前輪サスペンシヨンに比較して、後
輪サスペンシヨンで大きく設定する一方、各サス
ペンシヨンにおける車体を支持する流体アクチユ
エータに対し圧縮流体を給排して車高を調整する
車高調整装置と、車速を検出する車速検出手段
と、該車速検出手段からの信号を受け、第１所定
車速の時の車高に比較して、上記第１所定車速よ
り高い第２所定車速の時の車高を低くするよう上
記車高調整装置を制御する制御手段とを設けたも
のである。

このことにより、高速時には、車高の減少によ
りロールセンター高の変化率の小さい前輪サスペ
ンシヨンのロールセンター高の方が後輪サスペン
シヨンのロールセンター高よりも高くなることに
よつて、旋回時の車体傾斜による移動荷重が前輪
側で大きくなり、この移動荷重の大きさに応じて
車輪に作用するコーナリングフオースが後輪側に
比べて前輪側でより大きく減少するため、前輪が
旋回方向と反対側に比較的大きな横すべりを起こ
してアンダステアリング特性が強くなる。一方、
低速時には、車高の増加によりロールセンター高
の変化率の大きい後輪サスペンシヨンのロールセ
ンター高の方が逆に後輪サスペンシヨンのロール
センター高よりも高くなることによつて、旋回時
の車体傾斜による移動荷重が後輪側で大きくな
り、コーナリングフオースが前輪側に比べて後輪
側でより大きく減少するため、後輪が旋回方向と
反対側に比較的大きな横すべりを起こしてアンダ
ステアリング特性が弱くなるようにしたものであ
る。

ここで、コーナリングフオースと移動荷重との
関係および移動荷重とロールセンター高との関係
について簡単に説明する。

先ず、車輪に作用するコーナリングフオースと
垂直荷重との間には、従来より知られるように第
１図の曲線で示されるような関係がある。そし
て、旋回時における車体傾斜により車体重量が左
右の車輪に偏つて加わり、±ΔWの移動荷重が作
用した場合には、コーナリングフオースは各車輪
のコーナリングフオースC1，C2の平均値（C1＋
C2）／２となるが、第１図から明らかなように、
この平均値（C1＋C2）／２は、車体重量が左右
の車輪に均等に加わつて移動荷重のない場合のコ
ーナリングフオースC0よりも小さくなる。また、
このような移動荷重によるコーナリングフオース
の減少傾向は、移動荷重ΔWが大きくなるほど顕
著になる。

次に、移動荷重とロールセンター高との関係を
求めるに当り、第２図を参照してサスペンシヨン
の旋回時におけるモーメントのつり合い、例えば
Ｏ点（車体中心線と地面との交点）まわりのモー
メントのつり合いを考える。求心加速度係数μに
おける遠心力をμW，ロールセンター高をＨ，サ
スペンシヨンロール剛性をｋ，車体ロール角を
φ，車輪間隔をｄ，車輪に作用する移動荷重を
ΔWとすれば、 μW・Ｈ＋kφ＝ｄ・ΔW ∴ ΔW＝（μW・Ｈ＋kφ）／ｄとなる。尚、Ｗは自動車のばね上重量のうち、前
輪側または後輪側に作用する重量である。また、
第２図中、ロールセンターに作用する遠心力μW
は、自動車の重心に作用する遠心力のうち、前輪
側または後輪側に作用する分である。ロールセン
ターまわりのモーメントkφは、自動車の重心に
作用する遠心力及びばね上重量により惹起される
ものである。つまり、自動車の重心に作用する遠
心力及びばね上重量を、前輪側のロールセンター
と後輪のロールセンターとに分配しているのであ
る。

上記の式から判るように、車輪に作用する移動
荷重ΔWは、ロールセンター高Ｈが高いほど大き
くなる。

以上のような関係から、前輪または後輪サスペ
ンシヨンのうちロールセンター高の高い方のサス
ペンシヨンでは、ロールセンター高の低い方のサ
スペンシヨンに比べて旋回時の車体傾斜による移
動荷重が大きくなり、かつこの移動荷重の大きさ
に応じて車輪に作用するコーナリングフオースが
より大きく減少するようになり、このことによ
り、上述の如くロールセンター高の変動に伴つて
アンダステアリング特性が強弱変化するようにな
るのである。

（発明の効果）したがつて、本発明の自動車のサスペンシヨン
装置によれば、高速時には、前輪サスペンシヨン
のロールセンター高を後輪サスペンシヨンのロー
ルセンター高よりも高くすることによりアンダテ
スアリング特性を強くすることができる一方、低
速時には、逆に後輪サスペンシヨンのロールセン
ター高を前輪サスペンシヨンのロールセンター高
よりも高くすることによりアンダステアリング特
性を弱くしてオーバステアリング特性気味にする
ことができるので、高速時での走行安定性と低速
時での旋回操縦性とを共に向上させることができ
るものである。

（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３図ないし第６図は本発明の一実施例に係る
自動車のサスペンシヨン装置を示す。第３図にお
いて、１は左右の前輪を各々車体に懸架する前輪
サスペンシヨン、２は左右の後輪を各々車体に懸
架する後輪サスペンシヨン、３は上記各サスペン
シヨン１，２の後述するストラツト１３，２３に
対し圧油を給排して車高を調整する車高調整装置
であつて、該車高調整装置３は、駆動モータ３１
によつて駆動され、各サスペンシヨン１，２のス
トラツト１３，２３の油圧室に油圧回路３２を介
して圧油を供給する油圧ポンプ３３と、上記油圧
回路３２に各サスペンシヨン１，２に対応して介
設された一対の電磁式４ポート３位置切換弁から
なる車高調整弁３４，３４とを備えており、上記
各車高調整弁３４は、供給位置３４ａでは圧油ポ
ンプ３３からの圧油をストラツト１３，２３側に
供給するようにし、排出位置３４ｂでは逆にスト
ラツト１３，２３の油圧室内の圧油を油タンク３
５に排出回収するようにし、さらに中立位置３４
ｃではストラツト１３，２３の油圧室に対する圧
油の給排を中止するようになつている。

また、４は車高を検出する車高検出手段、５は
車速を検出する車速検出手段であり、これらの検
出手段４，５は、車高を調整すべく上記車高調整
弁３４の切換位置３４ａ〜３４ｃを切換制御する
制御手段としてのコントローラ６に信号の授受可
能に接続されている。該コントローラ６は、車高
検出手段４からの信号に基づきフイードバツク制
御をしつつ、車速検出手段５からの信号を受け、
第１所定車速の時（低車速時）の車高に比較し
て、上記第１所定車速より高い第２所定車速の時
（高車速時）の車高を低くするよう車高調整弁３
４の切換位置３４ａ〜３４ｃを切換制御するよう
にしている。

次に、上記サスペンシヨン１，２の構成を、例
えば後輪サスペンシヨン２の場合について第４図
により説明する。すなわち、第４図において、２
１，２１は左右の車輪（後輪）７Ｌ，７Ｒを各々
回転自在に支持する車輪支持部材、２２，２２は
各車輪７Ｌ，７Ｒに対応して車幅方向に配置され
たロアアームであつて、該各ロアアーム２２は、
内端が車体８のフレーム８ａに、外端が車輪支持
部材２１の下部にそれぞれ回動自在に連結されて
いて、車輪７Ｌ，７Ｒの車幅方向の動きを規制す
るようになつている。

また、２３，２３は車体８と各車輪７Ｌ，７Ｒ
との間に上下方向に配置された流体アクチユエー
タとしての左右一対のストラツトであつて、車体
８を支持するものである。該各ストラツト２３
は、それぞれ内部に油圧室を有するシリンダ２３
ａと、一端が該シリンダ２３ａの圧力室に臨んで
その圧力を受け、他端（先端）がシリンダ２３ａ
外に延出するピストンロツド２３ｂとを備えてお
り、上記シリンダ２３ａの下部はブラケツト２４
を介して車輪支持部材２１の上部に連結されてい
る一方、ピストンロツド２３ｂの先端部（上端
部）はマウントラバー２５を介して車体８に連結
されている。そして、上記シリンダ２３ａの油圧
室に対しては上述の如く車高調整装置３により圧
油が給排されることによつて、ピストンロツド２
３ｂがシリンダ２３ａに対して伸張動してストラ
ツト２３の基準長さが変わることにより車高が変
動するように構成されている。

さらに、２６，２６は各々上記ストラツト２
３，２３に対応して設けられたアキユムレータで
あつて、該各アキユームレータ２６は、それぞれ
内部に互いに対抗するガス室２６ａと油圧室２６
ｂとを有している。上記油圧室２６ｂは油圧連通
路２７を介してストラツト２３のシリンダ２３ａ
の油圧室に連通されており、該油圧室で発生する
圧力がアキユームレータ２６の油圧室２６ｂに伝
わり、その圧力をアキユームレータ２６のガス室
２６ａに封入されたガス（例えば窒素ガス等）の
圧縮弾性によつて受ける気体ばねとしての機能を
発揮するように構成されている。尚、前輪サスペ
ンシヨン１の構成については特に図示していない
が、後輪サスペンシヨン２の構成とほぼ同じにな
つている。

ここで、上述の如く構成されたサスペンシヨン
１，２におけるロールセンター高の決め方につい
て、第５図および第６図を用いて説明する。尚、
第５図は前輪サスペンシヨン１における左側の車
輪（前輪）９Ｌに対応する部分を模式的に示した
ものであり、第６図は後輪サスペンシヨン２にお
ける左側の車輪７Ｌに対応する部分を模式的に示
したものである。また、第５図および第６図中、
実線は車輪９Ｌ，７Ｌのバンプ・リバウンドのな
い標準状態を表わし、破線は車輪９Ｌ，７Ｌのバ
ンプ状態を表わす。

先ず、ロアアーム１２，２２の車幅内側への延
長線ｌ１を描くとともに、ストラツト１３，２３
上端の車体連結点から該ストラツト１３，２３と
直角方向に直線ｌ２を描き、この直線ｌ２と上記
延長線ｌ１との交点Ｐ１を定める。次に、この交
点Ｐ１と車輪９Ｌ，７Ｌの接地中心点（路面Ｇと
車輪９Ｌ，７Ｌの中心線ｌ３との交点）Ｐ２と結
ぶ直線ｌ４を描き、この直線ｌ４と車体の中心線
ｌ５との交点Ｐ３を定める。この交点P3が各サ
スペンシヨン１，２のロールセンターであり、該
交点Ｐ３の地面Ｇに対する高さがロールセンター
高HF，HRとなるのである。

そして、上記前輪サスペンシヨン１におけるロ
アアーム１２の長さは後輪サスペンシヨン２にお
けるロアアーム２２の長さよりも長く設定されて
いて、第５図と第６図との比較から容易に判るよ
うに、車輪９Ｌ，７Ｌのバンプ・リバウンドに伴
うロールセンター高HF，HRの変化率が前輪サ
スペンシヨン１に比較して、後輪サスペンシヨン
２で大きくなるように設けられている。尚、第７
図は車輪９Ｌ，７Ｌのバンプ・リバウンドに伴う
ロールセンター高HF，HRの変化特性を示した
ものである。この図から判るように、標準状態
（図の原点）近傍では前輪サスペンシヨン１のロ
ールセンター高HFと後輪サスペンシヨン２のロ
ールセンター高HRとが一致するが、後輪サスペ
ンシヨン２のロールセンター高HRの変化率が前
輪サスペンシヨン１のロールセンター高HFの変
化率よりも大きいため、リバウンド状態では後輪
サスペンシヨン２のロールセンター高HRの方が
前輪サスペンシヨン１のロールセンター高HFよ
りも高くなり、バンプ状態では逆に前輪サスペン
シヨン１のロールセンター高HFの方が後輪サス
ペンシヨン２のロールセンター高HRよりも高く
なる。

したがつて、上記実施例においては、高速走行
時には、車速検出手段５からの信号を受けるコン
トローラ６の制御の下において車高調整装置３が
車高を低くするように作動する。すなわち、前輪
および後輪サスペンシヨン１，２の各ストラツト
１３，２３の油圧室内の圧油が油圧回路３２を介
して油タンク３５に排出回収されることにより、
該各ストラツト１３，２３が収縮動してその分車
高が低くなる。

この場合、上記前輪および後輪サスペンシヨン
１，２においては、それぞれストラツト１３，２
３の伸縮により車輪のバンプ時と同じ状態になる
ため、サスペンシヨン１，２のロールセンター高
HF，HRは、車輪のバンプ・リバウンドに伴う
ロールセンター高HF，HRの変化率の小さい前
輪サスペンシヨン１のロールセンター高HFの方
が後輪サスペンシヨン２のロールセンター高HR
よりも高くなる。このため、旋回時の車体傾斜に
よる移動荷重が前輪サスペンシヨン１側で大きく
なり、この移動荷重の大きさに応じて車輪に作用
するコーナリングフオースが後輪側に比べて前輪
側でより大きく減少するので、前輪が旋回方向と
反対側に比較的大きく横すべりを起こしてアンダ
ステアリング特性が強くなり、その結果、走行安
定性の向上を図ることができる。

一方、低速走行時には、コントローラ６の制御
の下において車高調整装置３が車高を高くするよ
うに作動する。すなわち、車高調整装置３の油圧
ポンプ３３からの圧油が前輪および後輪サスペン
シヨン１，２の各ストラツト１３，２３の油圧室
に供給されることにより、該各ストラツト１３，
２３が伸張動してその分車高が高くなる。

この場合、上記前輪および後輪サスペンシヨン
１，２においては、それぞれストラツト１３，２
３の伸張により車輪のリバウンド時と同じ状態に
なるため、サスペンシヨン１，２のロールセンタ
ー高HF，HRは、車輪のバンプ・リバウンドに
伴うロールセンター高HF，HRの変化率の大き
い後輪サスペンシヨン２のロールセンター高HR
の方が前輪サスペンシヨン１のロールセンター高
HFよりも高くなる。このため、旋回時の車体傾
斜による移動荷重が後輪サスペンシヨン２側で大
きくなり、この移動荷重の大きさに応じてコーナ
リングフオースが前輪側に比べて後輪側でより大
きく減少するので、後輪が旋回方向と反対側に比
較的大きな横すべりを起こしてアンダステアリン
グ特性が弱くなり、オーバステアリング特性気味
となり、その結果、旋回操縦性の向上を図ること
ができる。

しかも、上記車高調整装置３による車高調整
は、高速時に車高を低く、低速時に車高を高くす
るものあるので、高速時での風力抵抗の低減化や
悪路低速走行時での路面干渉防止等をも図ること
ができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。例えば、上記実施例では、本発明を、前輪お
よび後輪サスペンシヨン１，２が共にストラツト
１３，２３を備えてなるいわゆるストラツト式の
サスペンシヨンの場合に適用したが、前輪および
後輪サスペンシヨンが各々別の型式のサスペンシ
ヨンの場合にも同様に適用できるのは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はコーナリングフオースと垂直荷重との
関係を示す図、第２図はサスペンシヨンの旋回時
におけるモーメントのつり合いを説明するための
説明図である。第３図ないし第７図は本発明の実
施例を示すもので、第３図は全体構成図、第４図
は後輪サスペンシヨンの構成図、第５図および第
６図はそれぞれ前輪および後輪サスペンシヨンの
ロールセンター高の決め方を説明するための説明
図であり、第７図はロールセンター高の変化特性
を示す図である。１……前輪サスペンシヨン、２……後輪サスペ
ンシヨン、３……車高調整装置、５……車速検出
手段、６……コントローラ、７Ｌ，７Ｒ……車輪
（後輪）、９Ｌ……車輪（前輪）、１３，２３……
ストラツト、HF，HR……ロールセンター高。

Claims

【特許請求の範囲】

１車輪のバンプ・リバウンドに伴うロールセン
ター高の変化率が前輪サスペンシヨンに比較し
て、後輪サスペンシヨンで大きく設定されている
一方、各サスペンシヨンにおける車体を支持する
流体アクチユエータに対し流体を給排して車高を
調整する車高調整装置と、車速を検出する車速検
出手段と、該車速検出手段からの信号を受け、第
１所定車速の時の車高に比較して、上記第１所定
車速より高い第２所定車速の時の車高を低くする
よう上記車高調整装置を制御する制御手段とが設
けられていることを特徴とする自動車のサスペン
シヨン装置。