JPS60197412A - 自動車のサスペンシヨン - 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、自動車のサスペンションに関し、特に車速に
応じてトー角を変化させて走行安定性および操舵性の改
善を図ったサスペンションに関するものである。

（従来技術） 自動車の車輪における１・−角変化はステアリング特性
に影響を与えるものである。そして、このステアリング
特性においては、アンダーステアリング傾向を強めると
走行安定性が得られ、一方アンダーステアリング傾向を
弱めると操縦性が向上する。

ここで、例えば後輪についてみると、ハンプトーインを
強めるごとによりアンダーステアリングが強まり走行安
定性が向−１−シ、逆バンブトーインを弱めることによ
り操縦性が向上する。従って、車輪のトー角を適宜変化
させることにより、所望の走行安定性および操縦性を得
ることが出来る。

かかるトー角制御を行うには、例えば実開昭５６−１３
２６７号公報に示されているように、サスペンション装
置におけるサスペンションジオメトリを変化させればよ
い。ずなわら、上記公開実用新案公報に示された装置に
おいては、車輪に接続されたサスペンションア−１、を
車輪の回転軸に平行な方向（水平方向）に移動さ・Ｕる
ことにより直接にトー角を変化させている。しかしなが
ら、このようにしてトー角を直接変化さ・υると、サス
ペンションアームを駆動するにあたって数１００ｋｇの
力が必要となる。更に、このようにト一方向を直接に変
化させることは、走行安定性を損なう要因ともなり、好
ましくない。

一方、ステアリング特性としては、高速走行時には走行
安定性を確保するためアンダーステアリング傾向を強め
る必要があり、低速走行時には操縦性を向上させるため
にアンダーステアリング傾向を弱める必要がある。従っ
て、トー角を変化させるにあたっても車速に基づき所望
の走行安定性および操縦性が得られるように制御するこ
とが要請される。

（発明の目的） 本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたもので、車
速に基づき所望のステアリング特性を得ることが出来る
ようにトー角を制御し得る自動車のサスペンションを提
供するごとにある。

（発明の構成） 本発明は、各車輪が、車体の上下方向に揺動可能に該車
体に取りイ］けられた複数本のサスペンションリンクに
よって支持されており、各リンクの揺動軌跡の差によっ
て車輪にトー変化が生しるように構成された自動車のサ
スペンションであって、前記複数本のサスペンションリ
ンクのうち少なくとも１本のサスペンションリンクの揺
動軌跡を変化させるため、該サスペンションリンクの車
体側取付点を上下方向に変化させるアクチュエータ、車
両の走行速度を検出する車速センサ、およびこの車速セ
ンサの出力信号を受け、車速の上昇に応じてトーイン方
向のトー変化量が増加する方向にアクチュエータを駆動
制御するコントローラを備えたことを特徴とするもので
ある。

（本発明の効果） このように構成した本発明の自動車のサスペンションに
おいては、車速の変化に応して少なくとも１本のサスペ
ンションアームの車体側取付点を変化させ、サスペンシ
ョンジオメトリを変化させるでいる。この結果、各車輪
のハンプ時あるいはリパウンド′時における車輪支持点
の移動軌跡が、車速に応じて変化し、これによってトー
角を変化させることができるので、車速に応じた好適な
走行安定性および操縦性を得ることができる。

また、本発明によれば、実際の１・−角の変化は車輪の
パンプカあるいはリハウンド力を利用してなされ、上記
アクチュエータは単にサスペンションアームの車体側取
付点の位置を変化さセているだけであるので、従来装置
における車輪を直接に転舵してトー角を変化させる場合
に比べて、トー角を変化させるために要する力が１／ｌ
Ｏ程度の数１０ｋｇに軽減できる。更に、トー角を直接
に変化させる場合に比べて、装置の異常発生時における
安全性が高まる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よる自動車のサスペンションについて説明する。

まず、第１図ないし第３図を参照して、本発明の自動車
のサスペンションにおけるトー変化の原理を左後車輪を
例にとって説明する。

第１図および第２図において、符号Ｗは地面Ｇ上の左後
車輪（以下単に車輪と称す）を示し、この車輪Ｗは、上
下方向に揺動可能な第１および第２サスペンションリン
クＬ、１によって支持され°ζいる。第１図および第２
図から明らかなように、この例では第１サスペンシヨン
リンクＬが第２サスペンシヨンリンクｌより長く設定さ
れている。

この第１および第２サスペンシヨンリンクＬおよびｌの
車輪側取付点り、　、ｘ、は、第１図に示されているよ
うに同一水平面上に配置されているが、第１サスペンシ
ヨンリンクＬの車体Ｂへの取付点すなわち車体側取付点
Ｌ２は、第２サスペンシヨンリンクｌの車体側取付点１
２■より高い位置に設定されている。また、この車体側
地（」点ｐ２は、車体Ｂに対して上下動可能に取り付け
られている。

以上のような構成において、第２サスペンシコンリンク
ｌの車体側取付点がβ２で示されている位置にあるとき
には、ハンプ時において車輪側取付点Ｌ１、β１は、第
１図および第２図にＩ７＋。、”１０で示される位置に
移動し、従っ゛（第３図に実線で示されているようなハ
ンプト−イン・リバウンドトーアウト特性が得られる。

以上のような状態から、上記車体側取付点がＪ２１の位
置に下げられると、車輪側取付点Ｉ、Ｉ　、Ｉ２＋がハ
ンプ時においてり、いβ１．で示される位置に移動し、
車輪Ｗは１点鎖線で示した状態となり、従って第３図に
１点鎖線で示されているように、バンプトーイン、リバ
ウンドトーアウト傾向の強まったバンプトーイン・リハ
ウン１′−トーアウト特性が得られる。一方、上記車体
側取付点がｉ２□の位置に上げられると、車輪側取付点
Ｉ４３．１１が、ハンプ時において今度はＬ１□、１１
□で示される位置に移動し、従って第３図に２点鎖線で
しめされたハンプトーアウト・リバウンドトーイン特性
が得られる。なお、ごごで、バンブトーアウト１頃向ば
、バンプトーインンが特に弱められた場合であると考え
ることができる。

以上のような構成および作用において、高速時に第２サ
スペンシヨンリンクｌの車体側取付点Ｉ１２を１２１の
位置に下げれば、強められたトーイン・トーアウト特性
が得られるので、アンダステアリング傾向が強められ、
従って走行安定性が向上する。一方、低速時に、上記車
体側取付点１２を／２２の位置に上げれば、１・−アウ
ト・トーイン傾向が得られるので、アンダステアリング
傾向が弱められ、あるいはオーバステアリング傾向とな
り、従っ゛ζ操縦性能が向上する。

次に第４図以降を参照して、上記構成のサスペンション
を、後輪サスペンションを例にとって説明する。

第４図においζ、符号ｌは車体幅方向に延びるサスペン
ション取付台を示し、このサスペンション取付台１はそ
の両端においてボルト等により車体に固定されている。

上記取付台１の車体前後方向の前面ＩＦには軸３Ｒおよ
び３　Ｌのまわりに自動自在にＬ形アーム５Ｒおよび５
Ｌが配設されている。これら両アーム５Ｒ１５Ｌの水平
部の端部７Ｒ１７Ｌにはそれぞれ第２サスペンシヨンリ
ンクであるロアーリンク９Ｒ１９Ｌが回動自在に連結さ
れている。この連結部が、上記車体側取付点β２である
。ロアーリンク９Ｌ、９Ｒの他端はそれぞれ図示してい
ない左、右車輪側に連結される。この連結部が、−に記
車輪側取付点ｌ、である。

一方、Ｌ形アーム５Ｒ１５Ｌの垂直部の端部１１Ｒ１１
１１，には該アームの端部７Ｒ１７Ｌを上下動させるた
めのアクチュエータ１３のプランジャ１５Ｒ２１５Ｌが
それぞれ回動自在に連結されている。上記取付台１の後
面ＩＢには、左右対称に第１サスペンシヨンリンクであ
るロアーリンク１７Ｒ１１７Ｌが、その一端において回
動自在に配設されており、それらロアーリンク１７Ｒ１
１７Ｌの他端側か不図示の車輪に連結されている。

このロアーリンクの車輪側連結部が上記車輪側取付点Ｌ
＋であり、車体側連結部が−Ｆ記車体側取付点Ｌ２であ
る。

次に、第５図を参照してアクチュエータ１３の具体的構
造の一例を説明する。図示のように、アクチュエータ１
３ば油圧シリンダにより構成され、シリンダ内に画成さ
れた中央の油圧室Ｉ３１と左右の油圧室］３２．１３３
との間の圧力差によっζ、プランジャ１５Ｌ、１５Ｒの
基部に設けられたピストン１５Ｌ＋　、１５Ｒ＋　、な
らびに両プランジャ１５Ｌ、１５Ｒは矢印の方向へ往復
動する。

油圧室間の圧力差は、ポンプ２１、リリーフ弁２３、方
向制御弁２５等から構成される油圧制御回路により制御
され、方向制御弁２５の切り換え制御はコントローラ２
７により行われる。すなわち、コントローラ２７におい
ては、車速センサ２９から供給される検出信号に基づい
て方向制御弁２５のソレノイド２５ａをオンオフし、油
の圧送方向を制御する。

かかる制御の下に、油圧シリンダの中央の油圧０ 室１３１の圧力か高まると、両プランジャ１５Ｉ１．１
５Ｒは相互に離間する方向へと移動される。この移動は
ピストン１５Ｒ，，１５Ｌ＋が油圧室１３２．１３３の
外力のストッパ１３２ａ、１３３ａに衝当するまで行わ
れる。この結果、左右のＬ形アームば軸３１１．３Ｒの
まわりに回動し、それらの水平端であるロアーリンク９
　Ｌ、９Ｒの連結部７　Ｌ、７Ｒは所定量だＬＪ上下方
＼移動する。

一方、油圧シリンダの油圧室１３１内の圧力が左右の油
圧室１３２、ｌ；３３よりも低くなると　両プランジャ
１５　Ｌ、Ｉ　５　Ｒ４；４１１１丁に近づくｈ向に移
動され、両ピストン１５Ｒ，，１５Ｌ、が油圧室１３１
内のストッパ１３１ａに衝当した状態となる。この結果
、上述とは逆に両■、形アーム５Ｉ７．５Ｒの連結部７
　Ｌ、７Ｒが上方へ所定量だけ移動する。

上記第２サスペンシヨンリンクであるロアーリンク９Ｒ
１９Ｌの車体側連結部、ずなわち連結部７Ｒ１７Ｌの高
さは、例えば第６図の実線ａで示されているように所定
の車速において２段階に切　・り換えてもよいし、ある
いは破線すで示したように車速に応してリニヤに変化さ
セてもよいし、または１点鎖線Ｃで示したように車速に
応じて高次関数的に変化させてもよい。なお、上記実施
例においては、線す、ｃで示したように連結点の位置を
連続的に調節可能とする場合には、油圧保持手段が必要
である。

上記第５図に示した実施例においてはアクチュエータと
して油圧シリンダを用いた場合を説明したが、第７図に
示した実施例のようにねし機構を用いたタイプのものを
用いることもできる。なお、ごのねし機構を用いたアク
チュエータによれば上記連結点の高さのリニア制御を行
いやずいという利点がある。

第７図において、両プランジャ１５Ｉ５．１５Ｒの外周
表面には所定の範囲に亘ってねじ部が形成され、スリー
ブナツト６１に螺合されている。スリーブナツト６１は
ヘアリング６３を介し一ζ凹転可能な状態で支持部６５
に支持され、ギアトレイン６７を介して伝達されるモー
タ６９の回転力に１ より回転される。ここに、両プランジャのねし部は、逆
向きのねじが設けられ、スリーブナツト６１の回転によ
りそれら両プランジャが左右反対　・方向へ移動するよ
うになっている。モータ６９の駆動制御はコントローラ
２７により行われる。このコントローラ２７は、例えば
マイクロニｌンピコ。

−タにより構成され、そのＲＯＭ内には車速に対する連
結部位置の対応テーブルが展開されており、車速センサ
２９の出力に基づき決定された位置に連結部が至るよう
にモータ６９の駆動が制御される。

このように構成した本実施例によれば、車速に対してよ
り好適なステアリング特性を得ることができる。

第８図は本発明の更に他の実施例を示す。本例はパワー
ステアリング装置のアシスト力特性の可変機構を備えた
車両に本発明を適用したものである。

図において、車速センサ７１からの車速を表すパルス信
号は、ｆ−ｖ変換器７３に入力されて電３ ２ 圧信号に変換された後、比較回路７５および７７の正側
端子に供給される。比較回路７７の負側端子には基準電
圧が供給されている。この基準電圧は、例えば車速Ｖｌ
のときにｆ−ｖ変換器７３から出力される電圧と等しい
値に設定されている。

この結果、比較回路７７の出力は、車速が■１以上とな
ったときにのみハイレベルに立ち上がる。

この比較回路７７の出力信号はトランジスタ７９のベー
スに供給される。トランジスタ７９のコレクタはソレノ
イド８１に接続され、エミッタは接地され°Ｃおり、ベ
ースにハイレベル信号が供給されるとトランジスタ７９
ば導通状態になり、ソレノイｌ”８１が励磁される。こ
こで、ソレノイド８１は第２図に示す実施例における方
向制御弁２５のソレノイド２５ａに相当するものであり
、第５図の例と同様に動作する。すなわち、第６図の実
線ａで示すように、車速がＶｌをこえるとリンク連結部
の高さが下げられるようになっている。

再び第８図において、比較回路７５の負側端子には三角
波発生回路８３から三角波信号が供給さ４ れる。比較回路７５では、車速に応したｆ−ｖ変換器７
３の出力電圧が三角波信号のスライスレベルとされ、こ
の結果、車速に応したデユーティ比のパルス信号が出力
される。ずなわら、車速か大のときはデユーティ比の小
さく、車速か小のときはデユーティ比の大きなパルス信
号が出力され、後述のソレノイド’　ｌ　１９　ａに供
給される。

一方、図示のように、ハンドル１００はステアリングシ
ャフト１０１を介してステアリングピニオン１０２を有
するピニオン軸１０３に接続されている。ピニオン１０
２はステアリングラック軸１０４上のラック１０５と噛
合してオタリ、ラック軸１０４はピニオン１０２の回転
に応して左右に動き、ナックルアーム１０６．１０７を
介して前輪１０Ｂ、１０９に操舵力を伝達する。ごの操
舵力を補助するため、油圧作動のパｉノーアシスト装置
１１０を備えている。この装置はピニオン軸１０３上に
設けられたコントロールバルブ１１１とラック軸１０４
上のパワーシリンダ１１２とを有し、パワーシリンダ１
１２に油圧を供給するた５ めに、エンジン１１３に連結されたオイルポンプ１１４
が設けられている。ポンプ１１４からの圧油は、油圧供
給通路１１５によりコントロールバルブ１１１に導入さ
れ、ハンドル１００の操作に応じてバルブ１１１により
切り換えられて、油圧通路１１６、又は１１７を介して
パワーシリンダ１１２のピストン１１２ａで仕切られる
油圧室１１２ｂ又は１１２Ｃのいずれか電力に導かれ、
ビス］・ンｌ　１２ａを動かし′ζ操舵力をアシストす
る。このとき圧油が供給されない方の油圧通路は油圧戻
り通路１１Ｂに連通し、シリンダ１１２内の作動油をポ
ンプ１１４にリターンさせる。油圧戻り通路１１８には
、通路１１８をｉｔｌってポンプ１１４に戻される油量
を調節するソレノイドバルブ１１９が設けられ、油圧供
給通路１１５にはソレノイドバルブ１１９と連通ずるバ
イパス通路１２０が設けられている。バルブ１１９のソ
レノイド１１９ａは前述した比較回路７５の出力側に接
続され゛（おり、ソレノイドバルブ１１９ばこの比較回
路出力により制御される。すなわち、パル６ ブ１１９ａのプランジャ１１９ｂは比較回路からの電流
すなわち電力に応じた量だけ変位し、それによって通路
１１５内の流量を変化させ、シリンダ１１２内の油圧ず
なわらアシスト力を制御するようになっている。

このように構成した本実施例によれば、アシスト力特性
を制御するために用いる車速に応したｆ−ｖ変換器出力
を、後輪のトー角制御に用いるようにしたので、既存の
回路に簡単な回路を付加するのみで本発明装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための車輪に取り付
けられたサスペンションリンクの概略背面図、 第２図は、第１図に示されたサスペンションリンクの概
略平面図、 第３図は、第１図および第２図に示されたナスペンショ
ンリンクによって得られるトー角の変化の例を示すグラ
フ、 第４図は、上記サスペンションリンクの車体側７ 取付点の高さ位置を制御するための制御機構の１例を示
す概略斜視図、 第５図は、第４図に示した制御機構の特にアクチュエー
タの１例について詳細に示した一部断面図、 第６図は、本発明によって可能な車速にだいするリンク
連結部の高さの制御の例について示した特性線図、 第７図は、アクチュエータの他の例を示す一部断面図、 第８図は、本発明の他の実施例を示す概略構成図である
。 Ｌ、１〜ザスペンシヨンリンク、ｌ　、　−車体側連結
部、５−−−　Ｌ形アーム、７−　リンク連結部、９−
　ロアーリンク、１３−アクチュエータ、１５−プラン
ジャ、２７−制御回路、２９−車速センサ。 特許出願人　東洋工業株式会社 ８ 制零珈９硝 特開昭ＧＯ−１９７４１２（８）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各車輪が、車体の上下方向に揺動可能に該車体に取り付
   けられた複数本のサスペンションリンクによって支持さ
   れており、各リンクの揺動軌跡の差によって車輪にトー
   変化が生じるように構成された自動車のサスペンション
   であって、前記複数本のサスペンシロンリンクのうち少
   なくとも１本のサスペンションリンクの揺動軌跡を変化
   さゼるため、該サスペンションリンクの車体側取イ」点
   を−Ｆ下方向に変化さ一ロるアクチュエータ、車両の走
   行速度を検出する車速センサ、およ′びごの車速センサ
   の出力信号を受り、車速の−上昇に応じて１−一イン方
   向のトー変化量が増加する方向にアクチュエータを駆動
   制御するコントローラを備えたことを特徴とする自動車
   のサスペンション。