JPH0829656B2

JPH0829656B2 - 車両用サスペンション

Info

Publication number: JPH0829656B2
Application number: JP13673489A
Authority: JP
Inventors: 博路野崎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH03514A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、車両用サスペンションに係り、とくに、
車体側に設けられたサスペンションメンバの車体に対す
る上下方向位置を変えることにより、車両のロールセン
タを走行状態に対応して調整できるようにした車両用サ
スペンションに関する。

〔従来の技術〕

従来のサスペンション構造としては、第６図に示す構
成のものが知られている。このものは、ダブルウィッシ
ュボーン形式のものを示している。同図中、１は車輪，
２は車体であって、３は車体２に設けたサスペンショ
ンメンバである。そして、車輪１側の図示しないナック
ル及びサスペンションメンバ３間には、アッパアーム4,
ロアアーム５が配設されており、各アーム4,5の車輪側
端部はボールジョイント６を介してナックルに連結さ
れ、且つ、車体側端部はゴムブッシュ７を介してサスペ
ンションメンバ３に連結されている。

このようなサスペンション構造において、ロールセン
タ高さは周知の如く、アッパアーム4,ロアアーム５の延
長線状の交点IC（サスペンションストロークの瞬間中
心）とタイヤトレッドの中心（接地部）とを結んだ線分
（スウィングアーム）が、車体中心線と交わる点RC（ロ
ールセンタ）の路面からの高さＨ_RCとして得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のサスペンション構造
にあっては、サスペンションのストロークに伴い瞬間中
心ICが移動し、これに伴ってロールセンタRCも移動し
て、その高さＨ_RCが変化するものであるが、車速やその
変化率である前後加速度が変わってもロールセンタが変
わることの無い構造となっていたために、ロールセンタ
高さＨ_RCに因る回頭性及び車両安定性の特性は車速や前
後加速度に対して一定であり、通常の車両に要求され
る、中低速・限界旋回（高Ｇ）時の良好な回頭性と、高
速・限界旋回（高Ｇ）時の高い安定性との両立が困難で
あるという問題があった。また、加減速中に高Ｇ旋回を
行うと、スキッドやスピンが発生し易く、車両挙動が不
安定になるという問題もあった。

このような問題点に解決するために、従来、特開昭60
-209315号に記載されているように、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
ンションでは小さく、後輪サスペンションでは大きく設
定されている一方、各サスペンションにおける車体を支
持する流体アクチュ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、高速時に車高を
低く、低速時に車高を高くするように上述車高調整装置
を制御する制御手段とを設けた自動車のサスペンション
装置が提案されている。

しかしながら、この従来例にあっては、車速によって
車高を変化させてロールセンター高さを変更するように
しているので、高速時に車高を低くすると、液体アクチ
ュエータのピストンが中立位置より下側となることによ
り、車輪がバンプ可能なストロークが短くなり、逆に低
速時に車高を高くすると、液体アクチュエータのピスト
ンが中立位置より上側となることにより、車輪がリバウ
ンド可能なストロークが短くなり、何れにしても車両の
乗心地に影響を与えるという新たな問題点がある。

この発明は、このような従来のサスペンションの有す
る問題に着目してなされたもので、車速や前後加速度等
の走行状態の変化に応じて車両のロールセンサ高さを車
高を変化させることなく変えて、良好な回頭性と高い車
両安定性とを両立させることをその解決しようとする第
１の課題としている。また、加減速中に高Ｇ旋回を行っ
た。場合でも、車両挙動が安定するようにすることを、
その解決しようとする第２の課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の課題を解決するために、請求項（１）記載
の発明は、車体に対して上下動可能に取り付けられたサ
スペンションメンバと、このサスペンションメンバを路
面に対して上下動させるアクチュエータとを備えるとと
もに、車速を検出する車速検出器と、この車速検出器の
検出信号に応じて前記アクチュエータの作動を制御する
制御手段とを備え、この制御手段は、車速の増加に伴っ
て前輪側のサスペンションメンバが上昇する方向に前記
アクチュエータを制御する制御機構と、車速の増加に伴
って後輪側のサスペンションメンバが下降する方向に前
記アクチュエータを制御する制御機構との内、少なくと
も一方を有している。

また、第２の課題を解決するために、請求項（２）記
載の発明は、車体に対して上下動可能に取り付けられた
サスペンションメンバと、このサスペンションメンバを
路面に対して上下動させるアクチュエータとを備えると
ともに、車両の前後加速度を検出する前後加速度検出器
と、この前後加速度検出器の検出信号に応じて前記アク
チュエータの作動を制御する制御手段とを備え、この制
御手段は、加減速の増加に伴って前輪側のサスペンショ
ンメンバが上昇する方向に前記アクチュエータを制御す
る制御機構と、加減速の増加に伴って後輪側のサスペン
ションメンバが下降する方向に前記アクチュエータを制
御する制御機構との内、少なくも一方を有している。

〔作用〕

請求項（１）記載の発明では、制御手段は、走行状態
としての車速の増大に応じて、アクチュエータの作動を
制御し、これにより、少なくとも、前輪側のサスペンシ
ョンメンバが上昇する方向にアクチュエータを制御する
か、又は、後輪側のサスペンションメンバが下降する方
向にアクチュエータを制御するかの制御を行う。これに
より、前輪側のロールセンタ高さが後輪側のロールセン
タ高さよりも高くなるから、高速になるほど、その旋回
時における前輪側の内外輪荷重移動量が後輪側のそれよ
りも大きくなり、これによって、ステア特性がアンダー
ステア側の特性となり、車両安定性が向上する。また中
低速時には、前輪側，後輪側の内外輪荷重移動量に大差
が無いから、ステア性がニュートラル側の特性となり、
良好な回頭性が得られる。

また、請求項（２）記載の発明では、制御手段は、走
行状態としての前後加減速度の増大に応じて、アクチュ
エータの作動を制御し、これにより、少なくとも、前輪
側のサスペンションメンバが上昇する方向にアクチュエ
ータを制御するか、又は、後輪側のサスペンションメン
バが下降する方向にアクチュエータを制御するかの制御
を行う。そこで、急加速，急減速の状態になるほど、そ
の旋回時における前輪側の内外輪荷重移動量が後輪側の
それよりも大きくなり、車両安定性がより高められる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。

（第１実施例）第１実施例を第１図乃至第３図に示す。

第１図は、前後輪共に、ダブルウィッシュボール形式
のサスペンションを有して成る車両に、本発明の一実施
例を適用したものである（図は車両前側より見た構成を
示す）。

同図中、11FL,11FRは前左，前右車輪,12は車体であっ
て、13は車体12側に設けられたサスペンションメンバで
ある。そして、車輪側の図示しないナックル及びサスペ
ンションメンバ13間には、前述した従来例と同様に、ア
ッパアーム14,ロアアーム15が配設されており、各アー
ム14,15の車輪側端部はボールジョイント16を介してナ
ックルに連結され、且つ、車体側端部はゴムブッシュ17
を介してサスペンションメンバ13に夫々連結されてい
る。

また、本実施例の車両には、車体12及びサスペンショ
ンメンバ13間にそのアクチュエータを介装させたロール
センタ高さ制御装置18が設けてある。このロールセンタ
高さ制御装置18は、車体12の底部に設けられたメンバ支
持軸20と、車体12及びサスペンションメンバ13間に設け
られたアクチュエータとしての油圧シリンダ21FL〜21RR
（第２図参照）と、油圧源22との間で作動油を往来させ
て油圧シリンダ21FL〜21RRの作動を前後別に制御する前
側，後側圧力制御弁23F,23Rと、この圧力制御弁23F,23R
の指令値Ｉを与えるコントローラ24と、車速検出器25と
を備えて成る。この内、圧力制御弁23F,23R及びコント
ローラ24が制御手段を構成する。

前記メンバ支持軸20は、車体12の底部から逆Ｔ字状に
垂下されてサスペンションメンバ13を上下動自在に支持
するとともに、その下端のストッパ部20Aがインシュレ
ータ21を挟んで前記サスペンションメンバ13に当接し、
該メンバ13の最下端位置を規制するようになっている。

油圧シリンダ21FL〜21RRの夫々は、シングルロッドの
単動形シリンダであり、そのシリンダチューブ側が車体
12に、ピストンロッド側がサスペンションメンバ13に連
結され、シリンダ室Ｒが前側（又は後側）圧力制御弁23
F（又は23R）の出力ポートに夫々接続されている。な
お、ピストンロッド側には、ピストンとチューブ間に所
定ばね定数のスプリング21Aを挿入してある。

前側，後側圧力制御弁23F,23Rは、前側の油圧シリン
ダ21FL,21FR、後側の油圧シリンダ21RL,21RRを各々１組
とし、該２組に対応して装備されたもので、その供給，
戻りポートが油圧源22に連結された、従来周知の３ポー
トの電磁式比例減圧弁（例えば、特開昭62-187609号参
照）で成る。この圧力制御弁23F,23Rには、コントロー
ラ24から電流値でなる指令値Ｉが供給されるので、この
指令値Ｉの値に比例して出力圧が変化し、その結果シリ
ンダ圧を制御する。

一方、車速検出器25は、車両の変速機，推進軸などの
車速に対応する回転数を磁気的或いは光学的に検出し、
回転数に応じた電圧振幅値でなる車速信号Ｖをコントロ
ーラ24に出力するようになっている。

コントローラ24は、具体的には第２図に示すように、
前側，後側に対応して設けられた関数発生器28F,28R及
び駆動回路29F,29Rを有している。関数発生器28F,28Rは
入力する車速信号Ｖに比例して変化する電流値でなるロ
ールセンタ高さ目標値Ｈ_RCを出力するものである。この
内、前側の関数発生器28Fは、車速Ｖ＝０のときに基準
高さ目標値Ｈ_Nに応じた値をとり、車速が増加するにつ
れて所定の比例ゲイン「−Ｋ₁」で減少する高さ目標値
Ｈ_RCを駆動回路29Fに出力する。反対に、後側の関数発
生器28Rは、車速Ｖ＝０のときに基準高さ目標値Ｈ_Nに応
じた値をとり、車速が増加するにつれて所定の比例ゲイ
ン「Ｋ₁」で上昇する高さ目標値Ｈ_RCを駆動回路29Rに出
力する。これらの関数発生器28F,28Rの特性は、後述す
る第３図の車速Ｖに対するロールセンタ高さの変化特性
に反対傾きで対応させたものである。一方、駆動回路29
F,29Rは、各々、入力するロールセンタ高さ目標値Ｈ_RC
を増幅して電流値でなる指令値Ｉに変換し、該指令値Ｉ
を対応する圧力制御弁23F,23Rに出力するようになって
いる。

次に、本第１実施例の動作を説明する。

車両が停止状態であるときは、コントローラ24に入力
する車速検出器からの検出信号Ｖは零となるので、前
側，後側の関数発生器28F,28Rの出力信号（ロールセン
タ高さ目標値）Ｈ_RC＝Ｈ_Nの値をとり、圧力制御弁23F,2
3Rに出力する指令値Ｉもその中立値Ｉ_Nとなる。このた
め、各圧力制御弁23F,23Rは、対応する油圧シリンダ21F
L,21FR,21RL,21RRのシリンダ圧を中立指令値Ｉ_Nに応じ
た中立圧Ｐ_Nに制御する。そこで、各シリンダ21FR〜21R
Rでは、シリンダ圧Ｐ_Nに係る力とスプリング21Aのばね
力が釣り合い、そのストロークが予め設定された値を保
持する。したがって、前述の如く決まるロールセンタRC
の高さも所定値に維持されている。

この停止状態から走行を開始し、車速Ｖを徐々に上昇
させたとする。これに伴い車速検出信号Ｖが上昇するの
で、これに比例して、前輪側の指令値Ｉは中立値Ｉ_Nか
ら徐々に下降し、且つ、後輪側の指令値Ｉは中立値Ｉ_N
から徐々に増大する。このため、前輪側の油圧シリンダ
21FL,21FRの作動圧も共に徐々に下降し、スプリング21A
のばね力によって上方向への力が増大し、そのストロー
クが縮小するとともに、後輪側の油圧シリンダ21RL,21R
Rでは反対にストロークが徐々に伸長する。したがっ
て、前輪側のサスペンションメンバ13は路面に対して上
昇し、且つ、後輪側のサスペンションメンバ13は下降す
るので、前述の如く前輪側の瞬間中心が高くなって、第
４図に示すようにロールセンタ高さも上昇するととも
に、後輪側の瞬間中心は低くなって、同図に示すように
ロールセンタ高さも下降する。

このように、車速Ｖに応じてロールセンタ高さが増大
（又は減少）すると、ロール角が少なく（又は大きく）
なり、ロール剛性が大きく（又は小さく）なる。

これにより、高速域での旋回等に際しては、内外輪荷
重移動量は後輪側よりも前輪側の方が適度に大きくな
り、この結果、内外輪のトータルのコーナリングパワー
及び内外輪のトータルの最大コーナリングフォースは、
前輪側よりも後輪側の方が適度に大きくなる。つまり、
スタビリティファクタが増加し、車両のステア特性がア
ンダーステア特性となり、車両安定性が向上することに
なる。

また、中低速域での旋回等における内外輪荷重移動量
は、前輪側と後輪側とで大きな差は無いため、内外輪の
トータルのコーナリングパワー及び内外輪のトータルの
最大コーナリングフォームは、前輪側と後輪側とでほぼ
バランスする。つまり、スタビリティファクタがより減
少して、ステア特性がよりニュートラル特性に近いもの
となり、良好な回頭性を得ることができる。

さらに、本実施例におけるアッパアーム14及びロアア
ーム15の配置においては、車速Ｖが増加するにつれて、
前輪側でロールセンタ高さの増加に加え、対地キャンバ
ー角がポジティブな方向に変化し、反対に後輪側でロー
ルセンタ高さの減少に加え、対地キャンバー角がネガテ
ィブな方向に変化する。この結果、キャンバー変化の点
においても、高速高Ｇ域の安定性がさらに向上するとい
う相乗効果がある。

なお、本発明における車速Ｖに対するロールセンタ高
さの変化特性は、必ずしも上述したものに限定されるこ
となく、例えば中低速域までは前，後輪側のロールセン
タ高さを同一に保持しておき、所定の高速域に入ると第
１実施例の如く、前輪側のロールセンタ高さを徐々に或
いはステップ状に上昇させ且つ後輪側のそれを徐々に或
いはステップ状に下降させるように、関数発生器28F,28
Rの特性を変更してもよい。

（第２実施例）次に、第２実施例を第４図及び第５図に基づき説明す
る。ここで、第１実施例と同一の構成要素については同
一符号を用いる。

本第２実施例の構成は、前述した第１実施例と殆ど同
一であるが、車速検出器の代わりに、車両の前後方向の
加速度を検知して該加速度に応じた電圧値でなる前後加
速度信号Ｇをコントローラ24に出力する前後加速度検出
器32を備えている。この前後加速度検出器32は、例え
ば、車両の加速時に正値，減速時に負値の信号Ｇをとる
ようになっている。

また、本第２実施例におけるコントローラ24には、第
１実施例の場合と同様に、関数発生器及び駆動回路を前
後輪別に搭載してなるが、その加減速度Ｇに対するロー
ルセンタ高さの特性は、第５図（ａ）に対応したものと
なっている。つまり、加速状態では、所定加速度Ｇ₁ま
では前後のロールセンタ高さＨ_RCを同一の基準値Ｈ_Nに
保持し、所定加速度Ｇ₁を越えると、加速度Ｇ₁の増大に
比例（比例ゲインＫ₂）して前輪側の高さＨ_RCを徐々に
下降させる。また、減速状態では、所定減速度Ｇ₂まで
は比例ゲインＫ₃で加速時と同様に変化させ、所定減速
度Ｇ₂を過ぎると別の比例ゲインＫ₄（＞−Ｋ₃）で同様
に変化させる。なお、第５図（ａ）中で直線Ａは従来例
に係るロールセンタ高さＨ_RCの特性を示す。

このため、例えばFR（フロントエンジン・リヤドライ
ブ）車が減速を行うと、その減速度Ｇに応じて、前輪側
の油圧シリンダ21FL,21FRのストロークが収縮し、且
つ、後輪側の油圧シリンダ21RL,21RRのストロークが伸
長して、前輪側のロールセンタ高さＨ_RCが基準値Ｈ_Nよ
りも増し、且つ、後輪側の高さＨ_RCが減る。したがっ
て、このような減速状態中に旋回を行うと、後輪側に対
する内外輪のトータルコーナリングパワー及び内外輪の
トータル最大コーナリングフォースが前輪側よりも大き
くなる。この結果、第５図（ｂ）に示すように車両のス
タビリティファクタが従来のもの（同図中の曲線Ｂ）に
比べて格段に上昇するので、従来に比べてリヤスキッ
ド，スピン等の発生を大幅に減らすことができ、車両安
定性を向上させることができる。この利点は、源速度が
Ｇ₂を越えるような急減速状態において限界旋回（高
Ｇ）を行う場合には、とくに顕著に得られる。

また、FR車で加速を行う場合は、所定加速度Ｇ₁に至
るまでの、比較的緩やかな加速状態では、前後のロール
センタ高さＨ_RCを制御することはなく、これによって、
加速しながらコーナリングを行う場合の良好な回頭性を
向上させている。そして、所定加速度Ｇ₁を越えるよう
な急加速状態になると、減速時と同様に高さＨ_RCの制御
が行われ、スタビリティファクタが第５図（ｂ）に示す
ように高められる。これによって、急加速時の旋回に伴
うスピン等が確実に防止され、車両安定性が高められる
という利点がある。

なお、前記各実施例においてはコントローラを関数発
生器及び駆動回路で構成するとしたが、これと同等なソ
フトウエアを格納したマイクロコンピュータで構成して
もよいことは勿論である。

また、本発明のアクチュエータとしての油圧シリンダ
の取付け位置は必ずしも前記各実施例記載のものに限定
されることなく、例えば、ロアアーム或いはアッパアー
ムのサスペンションメンバへの取付点において、各アー
ムとサスペンションメンバ間に介装し、これによりサス
ペンションメンバの上下位置を変更するように構成して
もよい。

さらに、この発明のサスペンションにおけるアクチュ
エータとしては、前記各実施例の油圧シリンダの他に、
例えば空気圧シリンダを用いてもよい。一方、アクチュ
エータとしての油圧シリンダは、前記各実施例に示した
単動式シリンダとスプリングとを組み合わせたものの
他、これと同等の機能を果たす複動式シリンダを用い、
このシリンダの両室の圧力を制御して、そのストローク
を変えるようにしてもよい。

さらにまた、前記各実施例のサスペンションはダブル
ウィッシュボーン形式のものについて説明したが、本発
明はそれらの形式のものに限定されるものではなく、サ
スペンションメンバの上下位置を変更してロールセンタ
高さを調節できる構造のものであればよい。さらにま
た、前記各実施例では前後輪側の両方のロールセンタ高
さを個別に制御するとしたが、必要に応じて、何れか一
方のみの制御するとし、構造を簡単化してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項（１）記載の発明によれ
ば、車体に対して上下動可能に取り付けられたサスペン
ションメンバと、このサスペンションメンバを路面に対
して上下動させるアクチュエータとを備え、少なくと
も、車速の増加に伴って前輪側のサスペンションメンバ
が上昇する方向に前記アクチュエータを制御するか、車
速の増加に伴って後輪側のサスペンションメンバが下降
する方向に前記アクチュエータを制御するようにしたた
め、車速に応じて車高を変化させることなくロールセン
ター高さを変更することができ、車輪のバンプ・リバウ
ンドストロークが規制されることがなく良好な乗心地を
確保することができると共に、中低速域・限界旋回時に
は内外輪荷重移動量が前後輪で大差は無いことから、良
好な回頭性が保持され、且つ、高速域・限界旋回時には
前輪側の内外輪荷重移動量が後輪側よりも格段に大きく
なることに基づいて、高い車両安定性が確保され、その
両立が図られるという効果がある。

また、請求項（２）記載の発明によれば、上述の制御
を前後加速度について実施するようにしたため、加減速
状態での高Ｇ旋回中のリヤスキッド，スピン等の車両挙
動が適宜排除され、車両安定性が向上という効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を車両前側よりみた状態
で示す概略構成図、第２図は第１実施例のコントローラ
のブロック図、第３図は第１実施例における車速変化に
対する前後輪別のロールセンタ高さ変化の特性図、第４
図はこの発明の第２実施例を車両前側よりみた状態で示
す概略構成図、第５図（ａ）は第２実施例における加減
速度変化に対する前後輪別のロールセンタ高さ変化の特
性図、第５図（ｂ）は第２実施例における加減速度変化
に対するスタビリティファクタ変化の特性図、第６図は
従来例を車両前側よりみた状態で示す概略構成図であ
る。図中、12は車体、13はサスペンションメンバ、14はアッ
パアーム、15はロアアーム、18はロールセンタ高さ制御
装置、20はメンバ支持軸、20Aはストッパ部、21FL〜21R
Rは油圧シリンダ（アクチュエータ）、23F,23Rは圧力制
御弁、24はコントローラ、25は車速検出器、32は前後加
速度検出器である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体に対して上下動可能に取り付けられた
サスペンションメンバと、このサスペンションメンバを
路面に対して上下動させるアクチュエータとを備えると
ともに、車速を検出する車速検出器と、この車速検出器
の検出信号に応じて前記アクチュエータの作動を制御す
る制御手段とを備え、この制御手段は、車速の増加に伴
って前輪側のサスペンションメンバが上昇する方向に前
記アクチュエータを制御する制御機構と、車速の増加に
伴って後輪側のサスペンションメンバが下降する方向に
前記アクチュエータを制御する制御機構との内、少なく
とも一方を有したことを特徴とする車両用サスペンショ
ン。
【請求項２】車体に対して上下動可能に取り付けられた
サスペンションメンバと、このサスペンションメンバを
路面に対して上下動させるアクチュエータとを備えると
ともに、車両の前後加速度を検出する前後加速度検出器
と、この前後加速度検出器の検出信号に応じて前記アク
チュエータの作動を制御する制御手段とを備え、この制
御手段は、加減速の増加に伴って前輪側のサスペンショ
ンメンバが上昇する方向に前記アクチュエータを制御す
る制御機構と、加減速の増加に伴って後輪側のサスペン
ションメンバが下降する方向に前記アクチュエータを制
御する制御機構との内、少なくとも一方を有したことを
特徴とする車両用サスペンション。