サスペンション装置、自動車、及びサスペンション特性調整方法
【課題】ロール剛性を含むサスペンション特性の調整を可能にしつつ、車両前方の視認性の低下を抑制する。
【解決手段】バネ下の車軸に連結されたストラット外筒１１と、バネ上の車体１２に連結され且つストラット外筒１１に進退可能に挿入されたピストンロッド１４と、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが圧縮方向にストロークするときにストラット外筒１１と当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパ１６と、で構成されたショックアブソーバ３を備え、ストラット外筒１１とバンプストッパ１６との間に当接方向に進退可能な当接板１７を介装し、この当接板１７を進退させる進退機構１８をストラット外筒１１の外周に設けた。
【解決手段】バネ下の車軸に連結されたストラット外筒１１と、バネ上の車体１２に連結され且つストラット外筒１１に進退可能に挿入されたピストンロッド１４と、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが圧縮方向にストロークするときにストラット外筒１１と当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパ１６と、で構成されたショックアブソーバ３を備え、ストラット外筒１１とバンプストッパ１６との間に当接方向に進退可能な当接板１７を介装し、この当接板１７を進退させる進退機構１８をストラット外筒１１の外周に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション装置、これを備えた自動車、及びサスペンション特性調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショックアブソーバの上端部に、バンプストッパの上下位置を調整するためのアクチュエータを設け、このアクチュエータによってバッファクリアランスを調整することにより、ロール剛性を変更し、所望の旋回性能を得ようとするものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−５９１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、アクチュエータをショックアブソーバの上端部に設けているので、その分、サスペンション・アッセンブリの高さが増加してしまい、フロントボディではフード（ボンネット）の高さを全面にわたって上げなければならない。これは、サスペンション・アッセンブリの分だけフードを局部的に凸形状とするのは現実的ではないからである。したがって、前方の視界が狭くなることでコーナが見えにくくなり、視認性が低下してしまう。
本発明の課題は、ロール剛性を含むサスペンション特性の調整を可能にしつつ、車両前方の視認性の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明に係るサスペンション装置は、バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、車体及び車軸の他方に連結され且つシリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、シリンダとピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときにシリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、シリンダとバンプストッパとの間に介装され当接方向に進退可能な当接部材と、シリンダの外周に設けられ当接部材を進退させる進退機構と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係るサスペンション装置によれば、シリンダとバンプストッパとの間に当接方向に進退可能な当接部材を介装し、この当接部材の上下位置を進退機構で変更することでバッファクリアランスを調整できるので、ロール剛性を含めたサスペンション特性を調整し、車両の旋回性能を所望の特性に一致させることができる。また、当接部材を進退させる進退機構をシリンダの外周に設けたことで、サスペンション・アッセンブリの高さ方向への増大を抑制することができる。これにより、フロントボディにおけるフードの高さを抑制し、車両前方の視界が狭くなることを抑制できるので、視認性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
《一実施形態》
《構成》
図１は、本発明の概略構成図である。自動車１の各車輪２ＦＬ〜２ＲＲには、ストラット式のショックアブソーバ３ＦＬ〜３ＲＲを有するサスペンションが採用されており、夫々、サスペンションストロークのバウンド方向への余裕距離、つまりバッファクリアランスを調整できるように構成されている。
【０００７】
ショックアブソーバ３は、図２に示すように、バネ下の車軸に連結されたストラット外筒１１と、バネ上の車体１２にストラットマウント１３を介して連結され、ストラット外筒１１に進退可能に挿入されたピストンロッド１４と、を備えている。ストラット外筒１１にはダンパーオイルが充填され、ピストンロッド１４のピストンにはダンパーオイルが通過可能なオリフィスが形成されている（図示省略）。したがって、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが相対的にストロークするときの、ダンパーオイルの流動抵抗によってサスペンションストロークが減衰される。
【０００８】
また、ピストンロッド１４の基端側には、ストラット外筒１１のグランドパッキン１５に対向する筒状のバンプストッパ１６が周設されている。また、グランドパッキン１５とバンプストッパ１６との間には、ピストンロッド１４に挿通された状態で軸方向に進退可能な当接板１７が介装され、この当接板１７を進退させる進退機構１８が、ストラット外筒１１の外周面におけるストラット外筒１１を挟んで対向する２箇所に固定されている。したがって、進退機構１８によって支持された当接板１７がバンプストッパ１６に当接するときに、ストラット外筒１１とピストンロッド１４との圧縮方向（バウンド方向）のストロークが係止されるので、このバンプストッパ１６と当接板１７との離隔距離が、バッファクリアランスとなる。
【０００９】
ここで、図３に示すように、ストラット外筒１１とピストンロッド１４との圧縮方向のストロークによって当接板１７とバンプストッパ１６とが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように、当接板１７の当接方向の厚み（高さ）を、車体横方向に変化させ、内側よりも外側の方を厚く（高く）している。
また、図２に示すように、進退機構１８は、ストラット外筒１１の外周面に軸方向に沿って固定された油圧シリンダ１９と、この油圧シリンダ１９に供給される油圧に応じて上下に進退する進退ロッド２０と、で構成されており、この進退ロッド２０の先端に当接板１７が固定されている。
【００１０】
油圧シリンダ１９は、進退ロッド２０の上下動の双方を油圧によって作動させる復動型のシリンダで構成されている。そして、後述する油圧制御回路３０から供給される油圧によって、当接板１７をグランドパッキン１５に接触するまで下降させてバッファクリアランスを最大にした下限位置と、この下限位置から所定量だけ当接板１７を上昇させてバッファクリアランスを最小にした上限位置と、の間で進退ロッド２０を上下に進退させ、且つ任意の位置を維持することができる。
【００１１】
また、グランドパッキン１５における当接板１７との接触面には、シート状の弾性体２１が貼設されている。また、グランドパッキン１５と非接触状態にある当接板１７がバンプストッパ１６に当接すると、車重が油圧シリンダ１９にかかるので、その下端をブラケット２２によって補強しているが、勿論、油圧シリンダ１９をストラット外筒１１に溶接する等して十分な強度が得られれば、ブラケット２２を省略してもよい。
【００１２】
また、ショックアブソーバ３は、車体１２を懸架するコイルスプリング２３の内側に配置されており、油圧シリンダ１９とその油圧配管とが、コイルスプリング２３の下端を担持しているロアシート２４を貫通するように設けられている。なお、油圧シリンダ１９の全長やロアシート２４の上下位置を調整し、油圧シリンダ１９の全体をロアシート２４の上方に収めることにより、その油圧配管だけをロアシート２４に貫通させるようにしてもよい。
【００１３】
また、図４に示すように、一つのショックアブソーバ３に対して配設される一対の油圧シリンダ１９は、ストラット外筒１１を車体前後方向に挟んで対向する２箇所に配置されている。また、当接板１７のストローク量（上下位置）を検出するストロークセンサ２５が、ストラット外筒１１における車両内側に取付けられている。
そして、図２に示すように、油圧制御回路３０は、油圧シリンダ１９の下室１９ａに連通したポートＡ、油圧シリンダ１９の上室１９ｂに連通したポートＢ、オイルタンク３１に連通したポートＴ、及びポンプ３２に連通したポートＰを備えた方向制御弁３３を備えている。この方向制御弁３３は、『オールクローズ』位置と、『Ａ⇔Ｐ，Ｂ⇔Ｔ』位置と、『Ａ⇔Ｔ，Ｂ⇔Ｐ』位置と、に切換え可能な４ポート３ポジション切換え／クローズドセンタ／両ソレノイド・スプリングセンタ式の電磁操作弁で構成されている。
【００１４】
したがって、方向制御弁３３が非励磁の『オールクローズ』位置にあると、油圧シリンダ１９の下室１９ａ及び上室１９ｂが閉鎖されるので、進退ロッド２０が不動状態となり当接板１７の上下位置が維持される。また、方向制御弁３３が励磁されて『Ａ⇔Ｐ，Ｂ⇔Ｔ』位置にあるときにポンプ３２を駆動すると、その吐出圧が方向制御弁３３を介して油圧シリンダ１９の下室１９ａに供給されるので、進退ロッド２０が上方に前進し当接板１７が上昇する。また、方向制御弁３３が励磁されて『Ａ⇔Ｔ，Ｂ⇔Ｐ』位置にあるときにポンプ３２を駆動すると、その吐出圧が方向制御弁３３を介して油圧シリンダ１９の上室１９ｂに供給されるので、進退ロッド２０が下方に後退し当接板１７が下降する。
【００１５】
また、方向制御弁３３のポートＰとポンプ３２とを連通した流路には、油圧回路内のハンマリングや脈動を吸収するアキュムレータ３４が接続されている。また、方向制御弁３３のポートＡと油圧シリンダ１９の下室１９ａとを連通した流路には、油圧が所定値を超えたときにオイルタンク３１への還流によって油圧を所定値以下に制限するリリーフ弁３５が接続されている。
【００１６】
この油圧制御回路３０を駆動制御するのは、図１に示すように、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ４であり、コントローラ４は、当接板１７のストローク量、車速、操舵角、ヨーレイト、横加速度、ブレーキ操作量、路面摩擦係数などの各種データに基づいて、図５の駆動制御処理を実行する。
なお、路面摩擦係数は、車輪の復元モーメントとコーナリングフォースとに基づいて推定したり、或いは特開平８−３２４４１４号公報に記載されているように、ホイールとタイヤ表面との共振の揺らぎ現象に基づいて推定したりする。更には、スリップ率とブレーキ操作量とに基づいて推定したり、路面の画像データと気温とに基づいて推定したり、路面判別センサ（ＧＶＳ：Grand View Censor）の検出結果に基づいて推定したり、更にはインフラストラクチャから取得したりしてもよい。
その他のデータについては、各種センサによって検出する。
【００１７】
次に、コントローラ４で実行される駆動制御処理を、図５のフローチャートに従って説明する。なお、本実施形態では、目標旋回特性をニュートラルステアに設定した場合について説明する。
先ずステップＳ１では、イグニッションがＯＮにされたときの初期設定として、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲにおける夫々の当接板１７が初期位置に到達するように、油圧制御回路３０を駆動制御する。この初期位置は、運転者が選択した走行モードに応じて可変とするが、予め設定された所定位置でもよい。
【００１８】
続くステップＳ２では、車速Ｖが所定値Ｖｓ以上で且つ操舵角θが所定値θｓ以上であるかるか否かを判定する。
各所定値Ｖｓ及びθｓは、路面摩擦係数μに応じて設定する。具体的には、図６に示すように、路面摩擦係数μが所定値μｓ以上であるときには、車速Ｖｓを所定値Ｖ１（例えば４０ｋｍ／ｈ）、操舵角θｓを所定値θ１（例えば９０ｄｅｇ）に設定し、路面摩擦係数μが所定値μｓ未満であるときには、車速Ｖｓを所定値Ｖ２（例えば２０ｋｍ／ｈ）、操舵角θｓを所定値θ２（例えば４５ｄｅｇ）に設定する。
【００１９】
ここで、判定結果が『Ｖ＜Ｖｓ又はθ＜θｓ』である間は、旋回外輪でサスペンションがストロークエンドに達するほどの、つまり当接板１７にバンプストッパ１６が当接するほどの旋回走行ではないと判断してステップＳ２の処理を継続して行う。一方、判定結果が『Ｖ≧Ｖｓ且つθ≧θｓ』であるときには、旋回外輪でサスペンションがストロークエンドに達するほどの旋回走行であると判断してステップＳ３に移行する。
【００２０】
ステップＳ３では、操舵角やヨーレイトに基づいて、車両の旋回状態がアンダーステア傾向にあるか否かを判定する。ここで、アンダーステア傾向ではないと判定されたら、後述するステップＳ５に移行する。一方、アンダーステア傾向であると判定されたら、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、アンダーステア傾向を抑制することを目的として、旋回外側後輪の当接板１７が上昇するように、油圧制御回路３０を駆動制御してから前記ステップＳ２に戻る。
【００２１】
アンダーステア傾向を抑制するためには、後輪コーナリングフォースを減少させればよい。ここで、輪荷重とコーナリングフォースの関係を、図７に示すように、輪荷重が増加してゆくと、これに伴って最初はコーナリングフォースも増加するが、次第にその増加率は減少してゆき、ある時点からコーナリングフォースは減少し始める。すなわち、コーナリングフォースが上限値（限界値）近傍にあるときに、輪荷重を更に増加させれば、コーナリングフォースを減少させることができる。旋回外輪で当接板１７にバンプストッパ１６が当接するようなときには、既に旋回外輪のコーナリングフォースが上限値近傍にあると考えられるので、その後輪の当接板１７を押上げて輪荷重を増加させれば、旋回外側後輪のコーナリングフォースが減少するので、左右輪を合せた後輪コーナリングフォースが減少し、結果としてアンダーステア傾向が抑制される。
【００２２】
したがって、アンダーステア傾向が強いほど、旋回外側後輪の当接板１７を押上げる圧力が大きくなるように、油圧制御回路３０を駆動制御する。
一方、ステップＳ５では、操舵角やヨーレイトに基づいて、車両の旋回状態がオーバーステア傾向にあるか否かを判定する。ここで、オーバーステア傾向ではないと判定されたら、略ニュートラルステア状態にあると判断して、そのまま前記ステップＳ２に戻る。一方、オーバーステア傾向であると判定されたら、ステップＳ６に移行する。
【００２３】
ステップＳ６では、オーバーステア傾向を抑制することを目的として、旋回外側前輪の当接板１７が上昇するように、油圧制御回路３０を駆動制御してから前記ステップＳ２に戻る。
オーバーステア傾向を抑制するためには、今度は逆に前輪コーナリングフォースを減少させればよい。旋回外輪で当接板１７にバンプストッパ１６が当接するようなときには、既に旋回外輪のコーナリングフォースが上限値近傍にあると考えられるので、その前輪の当接板１７を押上げて輪荷重を増加させれば、旋回外側前輪のコーナリングフォースが減少するので、左右輪を合せた前輪コーナリングフォースが減少し、結果としてオーバーステア傾向が抑制される。
【００２４】
したがって、オーバーステア傾向が強いほど、旋回外側前輪の当接板１７を押上げる圧力が大きくなるように、油圧制御回路３０を駆動制御する。
以上より、ストラット外筒１１が「シリンダ」に対応し、当接板１７が「当接部材」に対応し、油圧シリンダ１９が「流体圧シリンダ」に対応し、リリーフ弁３５が「リリーフ回路」に対応し、油圧制御回路３０とコントローラ４とが「制御手段」に対応する。
【００２５】
《動作》
次に、一実施形態の動作について説明する。
図２に示すように、サスペンションがストロークしてない状態で、当接板１７がグランドパッキン１５に接触する下限位置にあるときには、当接板１７とバンプストッパ１６との離隔距離、つまりバッファクリアランスが最大となる。この状態で、サスペンションがバウンド方向にストロークすると、グランドパッキン１５とバンプストッパ１６とが当接する従来品と略同等のサスペンションストロークが許容されるので、図８に示すように、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、通常のノーマルモードとなる。
【００２６】
また、サスペンションがストロークしていない状態で、方向制御弁３３を『Ａ⇔Ｐ，Ｂ⇔Ｔ』位置に切換え、且つポンプ３２を駆動して、油圧シリンダ１９の下室１９ａの油圧を増加させると、進退ロッド２０が上昇するので、当接板１７がバンプストッパ１６に接近し、バッファクリアランスが減少する。そして、当接板１７が所望の位置に到達した時点で、再び方向制御弁３３を『オールクローズ』位置に切換え、且つポンプ３２の駆動を停止することにより、進退ロッド２０が不動状態となり、当接板１７の上下位置が維持される。この状態で、サスペンションがバウンド方向にストロークすると、より早くバンプストッパ１６が係止されるので、図８に示すように、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、ノーマルモードよりも早いスポーツモードとなる。
【００２７】
また、当接板１７にバンプストッパ１６が当接している状態で、油圧シリンダ１９の下室１９ａの油圧を増加させると、図９に示すように、当接板１７でバンプストッパ１６を押上げることになるので、その分、車重を受けて輪荷重が増加する。
また、当接板１７を上昇させている状態で、方向制御弁３３を『Ａ⇔Ｔ，Ｂ⇔Ｐ』位置に切換え、且つポンプ３２を駆動して、油圧シリンダ１９の上室１９ｂの油圧を増加させると、進退ロッド２０が下降するので、当接板１７がバンプストッパ１６から遠ざかり、バッファクリアランスが増加する。そして、当接板１７が所望の位置に到達した時点で、再び方向制御弁３３を『オールクローズ』位置に切換え、且つポンプ３２の駆動を停止することにより、進退ロッド２０が不動状態となり、当接板１７の上下位置が維持される。
【００２８】
《作用》
次に、一実施形態の作用について説明する。
今、運転者が自動車１のイグニッションをＯＮにすると、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲのバッファクリアランスが初期設定される（ステップＳ１）。すなわち、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが圧縮方向にストロークするときの、そのストロークの係止位置が調整されることによってサスペンション特性が調整される。
【００２９】
例えば、運転者が通常のノーマルモードを選択していれば、当接板１７をグランドパッキン１５に接触するまで下降させてバッファクリアランスを最大にすることで、図８に示すように、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、通常のノーマルモードにされる。一方、運転者がスポーツモードを選択していれば、当接板１７を上昇させてバッファクリアランスを減少させることで、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、ノーマルモードよりも早いスポーツモードにされる。
【００３０】
ところで、悪路を走行しているときや大きな突起を乗り上げたときのサスペンションストロークによって、グランドパッキン１５と非接触状態にある当接板１７にバンプストッパ１６が当接すると、油圧シリンダ１９に過大な荷重がかかる可能性がある。しかしながら、油圧シリンダ１９の下室１９ａの油圧が所定値を超えると、オイルタンク３１への還流を行うリリーフ弁３５が備えられているので、油圧シリンダ１９の油圧は常に所定値以下に制限される。
【００３１】
また、図１０に示すように、ショックアブソーバ３の軸と車輪２の接地点がＬだけずれているので、サスペンションがバウンド方向にストロークして車輪２からＷの反力を受けると、ショックアブソーバ３には曲げモーメントＭ（＝Ｌ×Ｗ）が作用する。一方、当接板１７の厚みを、内側よりも外側の方を厚くしているので、当接板１７にバンプストッパ１６が当接する際、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接する。このとき、ショックアブソーバ３の軸と当接板１７の当接位置がＬ１だけずれているので、バンプストッパ１６からＷ１の荷重を受けると、ショックアブソーバ３には曲げモーメントＭと反対方向のモーメントＭ１が作用する。したがって、サスペンションストローク時にショックアブソーバ２に作用する曲げモーメントＭは、当接板１７とバンプストッパ１６との接触時に発生するモーメントＭ１によって打ち消され、低減される。
【００３２】
そして、サスペンションがストロークエンドに達するほどの旋回走行を行うときには（ステップＳ２の判定が“Yes”）、ニュートラルステアを維持するために、必要に応じて各車輪２ＦＬ〜２ＲＲにおける当接板１７の上下位置を調整する。
例えば、左旋回をしているときに、アンダーステア傾向になったとする（ステップＳ３の判定が“Yes”）。この場合、図７に示すように、コーナリングフォースが上限値近傍にある右後輪２ＲＲの輪荷重が増加するように、当接板１７を押上げる方向に油圧シリンダ１９を作動させる（ステップＳ４）。これにより、右後輪２ＲＲのコーナリングフォースが減少し、左右輪を合わせた後輪コーナリングフォースが減少するので、アンダーステア傾向が抑制される。
【００３３】
一方、左旋回をしているときに、オーバーステア傾向になったとする（ステップＳ５の判定が“Yes”）。この場合、コーナリングフォースが上限値近傍にある右前輪２ＦＲの輪荷重が増加するように、当接板１７を押上げる方向に油圧シリンダ１９を作動させる（ステップＳ６）。これにより、右前輪２ＦＲのコーナリングフォースが減少し、左右輪を合わせた前輪コーナリングフォースが減少するので、オーバーステア傾向が抑制される。
【００３４】
また、当接板１７を上昇させている状態から、グランドパッキン１５と接触する下限位置まで下降させると、当接板１７は弾性体２１を介してグランドパッキン１５に接触するので、このときのショックが緩和される。
ところで、従来技術のように、バンプストッパ１６の上下位置を調整するためのアクチュエータをショックアブソーバ３の上端部に設けると、その分、サスペンション・アッセンブリの高さが増加してしまい、フロントボディではフード（ボンネット）の高さを上げなければならない。すなわち、図１１に示すように、サスペンション・アッセンブリの分だけフードを局部的に凸形状とするのは現実的ではないので、太線で示すように、フード高さを全面にわたって高くしなければならない。
【００３５】
運転者のアイポイントを変えずに、フードを例えば約１００ｍｍ高くすると、前方下側の死角が増加し、その距離は前輪の接地点を基準にするとフードを高くする前の約１.７倍となり、運転者にとって前方の視界が狭くなってしまう。したがって、コーナが見えにくくなるので、特にワインディング路などで、所望の旋回速度で走行できなくなったり、所望の旋回速度で走行できても精神的な疲労感が増加したりして、広義の旋回性が低下してしまう。
【００３６】
なお、フード高さと共にアイポイントを高くすることも考えられるが、例えば着座位置を上昇させると乗降性が低下してしまい、また車高全体を高くすると車両重量が増加したり、重心高さの上昇によって旋回性能が低下したりして、新たな問題を招来してしまう。
そこで、本実施形態では、当接板１７を進退させる進退機構１８をストラット外筒１１の外周に設けたことで、サスペンション・アッセンブリの高さ方向への増大を抑制することができる。これにより、フロントボディにおけるフードの高さを抑制し、車両前方の視界が狭くなることを抑制できるので、視認性の低下を抑制することができる。
【００３７】
《応用例》
なお、上記の一実施形態では、ストラット外筒１１がバネ下の車軸に連結され、ピストンロッド１４がバネ上の車体１２に連結されたショックアブソーバ３を採用しているが、これに限定されるものではなく、ストラット外筒１１をバネ上の車体１２に連結し、ピストンロッド１４をバネ下の車軸に連結したショックアブソーバを採用してもよい。
【００３８】
また、上記の一実施形態では、バンプストッパ１６及び当接板１７がピストンロッド１４と同軸上に配設されているが、これに限定されるものではなく、オフセット配置してもよい。
また、上記の一実施形態では、当接板１７を上下に進退させる進退機構１８に、油圧シリンダ１９を採用しているが、これに限定されるものではなく、圧縮空気を利用した空気圧シリンダを採用してもよい。更には、電動モータの回転運動を直線運動に変換して当接板１７を上下に進退させる電動駆動機構を採用してもよい。
【００３９】
また、上記の一実施形態では、当接板１７の初期位置を、ノーマルモードとスポーツモードの２段階に変更可能としているが、これに限定されるものではなく、３段階以上、或いは連続的無段階に変更可能としてもよい。
また、上記の一実施形態では、当接板１７における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させているが、これに限定されるものではない。要は、当接板１７とバンプストッパ１６とが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように構成すればよいので、バンプストッパ１６における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させるようにしてもよいし、更には当接板１７とバンプストッパ１６との双方の厚みを変化させるようにしてもよい。
【００４０】
また、上記の一実施形態では、目標旋回特性をニュートラルステアに設定しているが、これに限定されるものではなく、アンダーステアやオーバーステアに設定してもよい。すなわち、アンダーステア傾向を強めるには、コーナリングフォースが上限値近傍にある旋回外側前輪の輪荷重が増加するように進退機構１８を駆動制御すればよい。逆に、オーバーステア傾向を強めるには、コーナリングフォースが上限値近傍にある旋回外側後輪の輪荷重が増加するように進退機構１８を駆動制御すればよい。
【００４１】
《効果》
（１）バネ下の車軸に連結されたストラット外筒１１と、バネ上の車体１２に連結され且つストラット外筒１１に進退可能に挿入されたピストンロッド１４と、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが圧縮方向にストロークするときにストラット外筒１１と当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパ１６と、ストラット外筒１１とバンプストッパ１６との間に介装され当接方向に進退可能な当接板１７と、ストラット外筒１１の外周に設けられ当接板１７を進退させる進退機構１８とを備えた。
【００４２】
これにより、当接板１７の上下位置を変更することでバッファクリアランスを調整できるので、ロール剛性を含めたサスペンション特性を調整し、車両の旋回性能を所望の特性に一致させることができる。また、当接板１７を進退させる進退機構１８をストラット外筒１１の外周に設けたことで、サスペンション・アッセンブリの高さ方向への増大を抑制することができる。これにより、フロントボディにおけるフードの高さを抑制し、車両前方の視界が狭くなることを抑制できるので、視認性の低下を抑制することができる。
【００４３】
しかも、ストラットマウント１３は、従来品をそのまま採用することができ、車体１２への取付け部分についても設計変更が不要となるので車体１２の共用化もできる。また、剛体であるストラット外筒１１に進退機構１８を取付けたことで、当接板１７とバンプストッパ１６とが当接するときの衝撃にも耐える十分な強度を確保することができる。
【００４４】
（２）コイルスプリング２３の内側に、当接板１７と進退機構１８とを配置した。
これにより、当接板１７や進退機構１８を跳ね石等から保護することができる。また、コイルスプリング２３を覆う車体構造（通称、ストラットタワー）についても設計変更が不要となり共用化ができる。
【００４５】
（３）ストラット外筒１１を車体前後方向に挟んで対向する２箇所に進退機構１８を配置した。
これにより、当接板１７を安定して支持し、バンプストッパ１６との当接時に偏心荷重が入力されることを防止でき、且つ双方の進退機構１８を跳ね石等から保護することができる。すなわち、進退機構１８を車体横方向で対向させると、外側の進退機構が跳ね石等を受けやすくなるからである。
（４）進退機構１８を油圧シリンダ１９で構成した。
これにより、大型化を抑制することができる。
（５）油圧シリンダ１９の油圧を所定値以下に制限するリリーフ弁３５を設けた。
これにより、悪路を走行しているときや大きな突起を乗り上げたときのような過大な入力から油圧回路を保護することができる。
【００４６】
（６）ストラット外筒１１とピストンロッド１４との圧縮方向のストロークによって当接板１７とバンプストッパ１６とが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように、当接板１７における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させた。
これにより、サスペンションストローク時にショックアブソーバ２に作用する曲げモーメントＭを、当接板１７とバンプストッパ１６との接触時に発生するモーメントＭ１によって打ち消し、低減することができ、結果として乗り心地を向上させることができる。
【００４７】
（７）グランドパッキン１５と当接板１７との間に弾性体２１を介装したこ。
これにより、当接板１７がグランドパッキン１５に接触するときのショックを緩和し、その干渉音を軽減することができる。
（８）前後左右輪における進退機構１８を個別に駆動制御し、夫々の当接板１７の上下位置を変更する制御手段を備えた。
これにより、各輪のバッファクリアランスを調整できるので、車両の旋回性能を所望の特性に一致させることができる。
【００４８】
（９）制御手段は、夫々の当接板１７の位置を車両の旋回走行状態に応じて変更する。
これにより、ニュートラルステア、アンダーステア、オーバーステア等、任意の旋回特性に調整することができる。
（１０）制御手段は、夫々の当接板１７の初期位置を選択された走行モードに応じて変更する。
これにより、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりを、通常のノーマルモードや、ノーマルモードよりも早いスポーツモード等に任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】ショックアブソーバの概略構成図である。
【図３】ショックアブソーバを車体正面から見た図である。
【図４】油圧シリンダの配置図である。
【図５】駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図６】所定値Ｖｓ及びθｓの設定について説明するグラフである。
【図７】輪荷重とコーナリングフォースの関係を示すグラフ、及び後輪コーナリングフォースの減少によるアンダーステア傾向の抑制について説明した図である。
【図８】バンプストッパに作用する荷重の立ち上がり特性を示すグラフである。
【図９】当接板でバンプストッパを押上げている様子である。
【図１０】曲げモーメントの低減について説明した図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明した図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 自動車
２ＦＬ〜２ＲＲ 車輪
３ＦＬ〜３ＲＲ ショックアブソーバ
４ コントローラ
１１ ストラット外筒（シリンダ）
１２ 車体
１３ ストラットマウント
１４ ピストンロッド
１５ グランドパッキン
１６ バンプストッパ
１７ 当接板（当接部材）
１８ 進退機構
１９ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
２０ 進退ロッド
２１ 弾性体
２２ ブラケット
２３ コイルスプリング
２４ ロアシート
２５ ストロークセンサ
３０ 油圧制御回路
３１ オイルタンク
３２ ポンプ
３３ 方向制御弁
３４ アキュムレータ
３５ リリーフ弁（リリーフ回路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション装置、これを備えた自動車、及びサスペンション特性調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショックアブソーバの上端部に、バンプストッパの上下位置を調整するためのアクチュエータを設け、このアクチュエータによってバッファクリアランスを調整することにより、ロール剛性を変更し、所望の旋回性能を得ようとするものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−５９１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、アクチュエータをショックアブソーバの上端部に設けているので、その分、サスペンション・アッセンブリの高さが増加してしまい、フロントボディではフード（ボンネット）の高さを全面にわたって上げなければならない。これは、サスペンション・アッセンブリの分だけフードを局部的に凸形状とするのは現実的ではないからである。したがって、前方の視界が狭くなることでコーナが見えにくくなり、視認性が低下してしまう。
本発明の課題は、ロール剛性を含むサスペンション特性の調整を可能にしつつ、車両前方の視認性の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明に係るサスペンション装置は、バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、車体及び車軸の他方に連結され且つシリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、シリンダとピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときにシリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、シリンダとバンプストッパとの間に介装され当接方向に進退可能な当接部材と、シリンダの外周に設けられ当接部材を進退させる進退機構と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係るサスペンション装置によれば、シリンダとバンプストッパとの間に当接方向に進退可能な当接部材を介装し、この当接部材の上下位置を進退機構で変更することでバッファクリアランスを調整できるので、ロール剛性を含めたサスペンション特性を調整し、車両の旋回性能を所望の特性に一致させることができる。また、当接部材を進退させる進退機構をシリンダの外周に設けたことで、サスペンション・アッセンブリの高さ方向への増大を抑制することができる。これにより、フロントボディにおけるフードの高さを抑制し、車両前方の視界が狭くなることを抑制できるので、視認性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
《一実施形態》
《構成》
図１は、本発明の概略構成図である。自動車１の各車輪２ＦＬ〜２ＲＲには、ストラット式のショックアブソーバ３ＦＬ〜３ＲＲを有するサスペンションが採用されており、夫々、サスペンションストロークのバウンド方向への余裕距離、つまりバッファクリアランスを調整できるように構成されている。
【０００７】
ショックアブソーバ３は、図２に示すように、バネ下の車軸に連結されたストラット外筒１１と、バネ上の車体１２にストラットマウント１３を介して連結され、ストラット外筒１１に進退可能に挿入されたピストンロッド１４と、を備えている。ストラット外筒１１にはダンパーオイルが充填され、ピストンロッド１４のピストンにはダンパーオイルが通過可能なオリフィスが形成されている（図示省略）。したがって、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが相対的にストロークするときの、ダンパーオイルの流動抵抗によってサスペンションストロークが減衰される。
【０００８】
また、ピストンロッド１４の基端側には、ストラット外筒１１のグランドパッキン１５に対向する筒状のバンプストッパ１６が周設されている。また、グランドパッキン１５とバンプストッパ１６との間には、ピストンロッド１４に挿通された状態で軸方向に進退可能な当接板１７が介装され、この当接板１７を進退させる進退機構１８が、ストラット外筒１１の外周面におけるストラット外筒１１を挟んで対向する２箇所に固定されている。したがって、進退機構１８によって支持された当接板１７がバンプストッパ１６に当接するときに、ストラット外筒１１とピストンロッド１４との圧縮方向（バウンド方向）のストロークが係止されるので、このバンプストッパ１６と当接板１７との離隔距離が、バッファクリアランスとなる。
【０００９】
ここで、図３に示すように、ストラット外筒１１とピストンロッド１４との圧縮方向のストロークによって当接板１７とバンプストッパ１６とが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように、当接板１７の当接方向の厚み（高さ）を、車体横方向に変化させ、内側よりも外側の方を厚く（高く）している。
また、図２に示すように、進退機構１８は、ストラット外筒１１の外周面に軸方向に沿って固定された油圧シリンダ１９と、この油圧シリンダ１９に供給される油圧に応じて上下に進退する進退ロッド２０と、で構成されており、この進退ロッド２０の先端に当接板１７が固定されている。
【００１０】
油圧シリンダ１９は、進退ロッド２０の上下動の双方を油圧によって作動させる復動型のシリンダで構成されている。そして、後述する油圧制御回路３０から供給される油圧によって、当接板１７をグランドパッキン１５に接触するまで下降させてバッファクリアランスを最大にした下限位置と、この下限位置から所定量だけ当接板１７を上昇させてバッファクリアランスを最小にした上限位置と、の間で進退ロッド２０を上下に進退させ、且つ任意の位置を維持することができる。
【００１１】
また、グランドパッキン１５における当接板１７との接触面には、シート状の弾性体２１が貼設されている。また、グランドパッキン１５と非接触状態にある当接板１７がバンプストッパ１６に当接すると、車重が油圧シリンダ１９にかかるので、その下端をブラケット２２によって補強しているが、勿論、油圧シリンダ１９をストラット外筒１１に溶接する等して十分な強度が得られれば、ブラケット２２を省略してもよい。
【００１２】
また、ショックアブソーバ３は、車体１２を懸架するコイルスプリング２３の内側に配置されており、油圧シリンダ１９とその油圧配管とが、コイルスプリング２３の下端を担持しているロアシート２４を貫通するように設けられている。なお、油圧シリンダ１９の全長やロアシート２４の上下位置を調整し、油圧シリンダ１９の全体をロアシート２４の上方に収めることにより、その油圧配管だけをロアシート２４に貫通させるようにしてもよい。
【００１３】
また、図４に示すように、一つのショックアブソーバ３に対して配設される一対の油圧シリンダ１９は、ストラット外筒１１を車体前後方向に挟んで対向する２箇所に配置されている。また、当接板１７のストローク量（上下位置）を検出するストロークセンサ２５が、ストラット外筒１１における車両内側に取付けられている。
そして、図２に示すように、油圧制御回路３０は、油圧シリンダ１９の下室１９ａに連通したポートＡ、油圧シリンダ１９の上室１９ｂに連通したポートＢ、オイルタンク３１に連通したポートＴ、及びポンプ３２に連通したポートＰを備えた方向制御弁３３を備えている。この方向制御弁３３は、『オールクローズ』位置と、『Ａ⇔Ｐ，Ｂ⇔Ｔ』位置と、『Ａ⇔Ｔ，Ｂ⇔Ｐ』位置と、に切換え可能な４ポート３ポジション切換え／クローズドセンタ／両ソレノイド・スプリングセンタ式の電磁操作弁で構成されている。
【００１４】
したがって、方向制御弁３３が非励磁の『オールクローズ』位置にあると、油圧シリンダ１９の下室１９ａ及び上室１９ｂが閉鎖されるので、進退ロッド２０が不動状態となり当接板１７の上下位置が維持される。また、方向制御弁３３が励磁されて『Ａ⇔Ｐ，Ｂ⇔Ｔ』位置にあるときにポンプ３２を駆動すると、その吐出圧が方向制御弁３３を介して油圧シリンダ１９の下室１９ａに供給されるので、進退ロッド２０が上方に前進し当接板１７が上昇する。また、方向制御弁３３が励磁されて『Ａ⇔Ｔ，Ｂ⇔Ｐ』位置にあるときにポンプ３２を駆動すると、その吐出圧が方向制御弁３３を介して油圧シリンダ１９の上室１９ｂに供給されるので、進退ロッド２０が下方に後退し当接板１７が下降する。
【００１５】
また、方向制御弁３３のポートＰとポンプ３２とを連通した流路には、油圧回路内のハンマリングや脈動を吸収するアキュムレータ３４が接続されている。また、方向制御弁３３のポートＡと油圧シリンダ１９の下室１９ａとを連通した流路には、油圧が所定値を超えたときにオイルタンク３１への還流によって油圧を所定値以下に制限するリリーフ弁３５が接続されている。
【００１６】
この油圧制御回路３０を駆動制御するのは、図１に示すように、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ４であり、コントローラ４は、当接板１７のストローク量、車速、操舵角、ヨーレイト、横加速度、ブレーキ操作量、路面摩擦係数などの各種データに基づいて、図５の駆動制御処理を実行する。
なお、路面摩擦係数は、車輪の復元モーメントとコーナリングフォースとに基づいて推定したり、或いは特開平８−３２４４１４号公報に記載されているように、ホイールとタイヤ表面との共振の揺らぎ現象に基づいて推定したりする。更には、スリップ率とブレーキ操作量とに基づいて推定したり、路面の画像データと気温とに基づいて推定したり、路面判別センサ（ＧＶＳ：Grand View Censor）の検出結果に基づいて推定したり、更にはインフラストラクチャから取得したりしてもよい。
その他のデータについては、各種センサによって検出する。
【００１７】
次に、コントローラ４で実行される駆動制御処理を、図５のフローチャートに従って説明する。なお、本実施形態では、目標旋回特性をニュートラルステアに設定した場合について説明する。
先ずステップＳ１では、イグニッションがＯＮにされたときの初期設定として、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲにおける夫々の当接板１７が初期位置に到達するように、油圧制御回路３０を駆動制御する。この初期位置は、運転者が選択した走行モードに応じて可変とするが、予め設定された所定位置でもよい。
【００１８】
続くステップＳ２では、車速Ｖが所定値Ｖｓ以上で且つ操舵角θが所定値θｓ以上であるかるか否かを判定する。
各所定値Ｖｓ及びθｓは、路面摩擦係数μに応じて設定する。具体的には、図６に示すように、路面摩擦係数μが所定値μｓ以上であるときには、車速Ｖｓを所定値Ｖ１（例えば４０ｋｍ／ｈ）、操舵角θｓを所定値θ１（例えば９０ｄｅｇ）に設定し、路面摩擦係数μが所定値μｓ未満であるときには、車速Ｖｓを所定値Ｖ２（例えば２０ｋｍ／ｈ）、操舵角θｓを所定値θ２（例えば４５ｄｅｇ）に設定する。
【００１９】
ここで、判定結果が『Ｖ＜Ｖｓ又はθ＜θｓ』である間は、旋回外輪でサスペンションがストロークエンドに達するほどの、つまり当接板１７にバンプストッパ１６が当接するほどの旋回走行ではないと判断してステップＳ２の処理を継続して行う。一方、判定結果が『Ｖ≧Ｖｓ且つθ≧θｓ』であるときには、旋回外輪でサスペンションがストロークエンドに達するほどの旋回走行であると判断してステップＳ３に移行する。
【００２０】
ステップＳ３では、操舵角やヨーレイトに基づいて、車両の旋回状態がアンダーステア傾向にあるか否かを判定する。ここで、アンダーステア傾向ではないと判定されたら、後述するステップＳ５に移行する。一方、アンダーステア傾向であると判定されたら、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、アンダーステア傾向を抑制することを目的として、旋回外側後輪の当接板１７が上昇するように、油圧制御回路３０を駆動制御してから前記ステップＳ２に戻る。
【００２１】
アンダーステア傾向を抑制するためには、後輪コーナリングフォースを減少させればよい。ここで、輪荷重とコーナリングフォースの関係を、図７に示すように、輪荷重が増加してゆくと、これに伴って最初はコーナリングフォースも増加するが、次第にその増加率は減少してゆき、ある時点からコーナリングフォースは減少し始める。すなわち、コーナリングフォースが上限値（限界値）近傍にあるときに、輪荷重を更に増加させれば、コーナリングフォースを減少させることができる。旋回外輪で当接板１７にバンプストッパ１６が当接するようなときには、既に旋回外輪のコーナリングフォースが上限値近傍にあると考えられるので、その後輪の当接板１７を押上げて輪荷重を増加させれば、旋回外側後輪のコーナリングフォースが減少するので、左右輪を合せた後輪コーナリングフォースが減少し、結果としてアンダーステア傾向が抑制される。
【００２２】
したがって、アンダーステア傾向が強いほど、旋回外側後輪の当接板１７を押上げる圧力が大きくなるように、油圧制御回路３０を駆動制御する。
一方、ステップＳ５では、操舵角やヨーレイトに基づいて、車両の旋回状態がオーバーステア傾向にあるか否かを判定する。ここで、オーバーステア傾向ではないと判定されたら、略ニュートラルステア状態にあると判断して、そのまま前記ステップＳ２に戻る。一方、オーバーステア傾向であると判定されたら、ステップＳ６に移行する。
【００２３】
ステップＳ６では、オーバーステア傾向を抑制することを目的として、旋回外側前輪の当接板１７が上昇するように、油圧制御回路３０を駆動制御してから前記ステップＳ２に戻る。
オーバーステア傾向を抑制するためには、今度は逆に前輪コーナリングフォースを減少させればよい。旋回外輪で当接板１７にバンプストッパ１６が当接するようなときには、既に旋回外輪のコーナリングフォースが上限値近傍にあると考えられるので、その前輪の当接板１７を押上げて輪荷重を増加させれば、旋回外側前輪のコーナリングフォースが減少するので、左右輪を合せた前輪コーナリングフォースが減少し、結果としてオーバーステア傾向が抑制される。
【００２４】
したがって、オーバーステア傾向が強いほど、旋回外側前輪の当接板１７を押上げる圧力が大きくなるように、油圧制御回路３０を駆動制御する。
以上より、ストラット外筒１１が「シリンダ」に対応し、当接板１７が「当接部材」に対応し、油圧シリンダ１９が「流体圧シリンダ」に対応し、リリーフ弁３５が「リリーフ回路」に対応し、油圧制御回路３０とコントローラ４とが「制御手段」に対応する。
【００２５】
《動作》
次に、一実施形態の動作について説明する。
図２に示すように、サスペンションがストロークしてない状態で、当接板１７がグランドパッキン１５に接触する下限位置にあるときには、当接板１７とバンプストッパ１６との離隔距離、つまりバッファクリアランスが最大となる。この状態で、サスペンションがバウンド方向にストロークすると、グランドパッキン１５とバンプストッパ１６とが当接する従来品と略同等のサスペンションストロークが許容されるので、図８に示すように、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、通常のノーマルモードとなる。
【００２６】
また、サスペンションがストロークしていない状態で、方向制御弁３３を『Ａ⇔Ｐ，Ｂ⇔Ｔ』位置に切換え、且つポンプ３２を駆動して、油圧シリンダ１９の下室１９ａの油圧を増加させると、進退ロッド２０が上昇するので、当接板１７がバンプストッパ１６に接近し、バッファクリアランスが減少する。そして、当接板１７が所望の位置に到達した時点で、再び方向制御弁３３を『オールクローズ』位置に切換え、且つポンプ３２の駆動を停止することにより、進退ロッド２０が不動状態となり、当接板１７の上下位置が維持される。この状態で、サスペンションがバウンド方向にストロークすると、より早くバンプストッパ１６が係止されるので、図８に示すように、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、ノーマルモードよりも早いスポーツモードとなる。
【００２７】
また、当接板１７にバンプストッパ１６が当接している状態で、油圧シリンダ１９の下室１９ａの油圧を増加させると、図９に示すように、当接板１７でバンプストッパ１６を押上げることになるので、その分、車重を受けて輪荷重が増加する。
また、当接板１７を上昇させている状態で、方向制御弁３３を『Ａ⇔Ｔ，Ｂ⇔Ｐ』位置に切換え、且つポンプ３２を駆動して、油圧シリンダ１９の上室１９ｂの油圧を増加させると、進退ロッド２０が下降するので、当接板１７がバンプストッパ１６から遠ざかり、バッファクリアランスが増加する。そして、当接板１７が所望の位置に到達した時点で、再び方向制御弁３３を『オールクローズ』位置に切換え、且つポンプ３２の駆動を停止することにより、進退ロッド２０が不動状態となり、当接板１７の上下位置が維持される。
【００２８】
《作用》
次に、一実施形態の作用について説明する。
今、運転者が自動車１のイグニッションをＯＮにすると、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲのバッファクリアランスが初期設定される（ステップＳ１）。すなわち、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが圧縮方向にストロークするときの、そのストロークの係止位置が調整されることによってサスペンション特性が調整される。
【００２９】
例えば、運転者が通常のノーマルモードを選択していれば、当接板１７をグランドパッキン１５に接触するまで下降させてバッファクリアランスを最大にすることで、図８に示すように、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、通常のノーマルモードにされる。一方、運転者がスポーツモードを選択していれば、当接板１７を上昇させてバッファクリアランスを減少させることで、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりが、ノーマルモードよりも早いスポーツモードにされる。
【００３０】
ところで、悪路を走行しているときや大きな突起を乗り上げたときのサスペンションストロークによって、グランドパッキン１５と非接触状態にある当接板１７にバンプストッパ１６が当接すると、油圧シリンダ１９に過大な荷重がかかる可能性がある。しかしながら、油圧シリンダ１９の下室１９ａの油圧が所定値を超えると、オイルタンク３１への還流を行うリリーフ弁３５が備えられているので、油圧シリンダ１９の油圧は常に所定値以下に制限される。
【００３１】
また、図１０に示すように、ショックアブソーバ３の軸と車輪２の接地点がＬだけずれているので、サスペンションがバウンド方向にストロークして車輪２からＷの反力を受けると、ショックアブソーバ３には曲げモーメントＭ（＝Ｌ×Ｗ）が作用する。一方、当接板１７の厚みを、内側よりも外側の方を厚くしているので、当接板１７にバンプストッパ１６が当接する際、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接する。このとき、ショックアブソーバ３の軸と当接板１７の当接位置がＬ１だけずれているので、バンプストッパ１６からＷ１の荷重を受けると、ショックアブソーバ３には曲げモーメントＭと反対方向のモーメントＭ１が作用する。したがって、サスペンションストローク時にショックアブソーバ２に作用する曲げモーメントＭは、当接板１７とバンプストッパ１６との接触時に発生するモーメントＭ１によって打ち消され、低減される。
【００３２】
そして、サスペンションがストロークエンドに達するほどの旋回走行を行うときには（ステップＳ２の判定が“Yes”）、ニュートラルステアを維持するために、必要に応じて各車輪２ＦＬ〜２ＲＲにおける当接板１７の上下位置を調整する。
例えば、左旋回をしているときに、アンダーステア傾向になったとする（ステップＳ３の判定が“Yes”）。この場合、図７に示すように、コーナリングフォースが上限値近傍にある右後輪２ＲＲの輪荷重が増加するように、当接板１７を押上げる方向に油圧シリンダ１９を作動させる（ステップＳ４）。これにより、右後輪２ＲＲのコーナリングフォースが減少し、左右輪を合わせた後輪コーナリングフォースが減少するので、アンダーステア傾向が抑制される。
【００３３】
一方、左旋回をしているときに、オーバーステア傾向になったとする（ステップＳ５の判定が“Yes”）。この場合、コーナリングフォースが上限値近傍にある右前輪２ＦＲの輪荷重が増加するように、当接板１７を押上げる方向に油圧シリンダ１９を作動させる（ステップＳ６）。これにより、右前輪２ＦＲのコーナリングフォースが減少し、左右輪を合わせた前輪コーナリングフォースが減少するので、オーバーステア傾向が抑制される。
【００３４】
また、当接板１７を上昇させている状態から、グランドパッキン１５と接触する下限位置まで下降させると、当接板１７は弾性体２１を介してグランドパッキン１５に接触するので、このときのショックが緩和される。
ところで、従来技術のように、バンプストッパ１６の上下位置を調整するためのアクチュエータをショックアブソーバ３の上端部に設けると、その分、サスペンション・アッセンブリの高さが増加してしまい、フロントボディではフード（ボンネット）の高さを上げなければならない。すなわち、図１１に示すように、サスペンション・アッセンブリの分だけフードを局部的に凸形状とするのは現実的ではないので、太線で示すように、フード高さを全面にわたって高くしなければならない。
【００３５】
運転者のアイポイントを変えずに、フードを例えば約１００ｍｍ高くすると、前方下側の死角が増加し、その距離は前輪の接地点を基準にするとフードを高くする前の約１.７倍となり、運転者にとって前方の視界が狭くなってしまう。したがって、コーナが見えにくくなるので、特にワインディング路などで、所望の旋回速度で走行できなくなったり、所望の旋回速度で走行できても精神的な疲労感が増加したりして、広義の旋回性が低下してしまう。
【００３６】
なお、フード高さと共にアイポイントを高くすることも考えられるが、例えば着座位置を上昇させると乗降性が低下してしまい、また車高全体を高くすると車両重量が増加したり、重心高さの上昇によって旋回性能が低下したりして、新たな問題を招来してしまう。
そこで、本実施形態では、当接板１７を進退させる進退機構１８をストラット外筒１１の外周に設けたことで、サスペンション・アッセンブリの高さ方向への増大を抑制することができる。これにより、フロントボディにおけるフードの高さを抑制し、車両前方の視界が狭くなることを抑制できるので、視認性の低下を抑制することができる。
【００３７】
《応用例》
なお、上記の一実施形態では、ストラット外筒１１がバネ下の車軸に連結され、ピストンロッド１４がバネ上の車体１２に連結されたショックアブソーバ３を採用しているが、これに限定されるものではなく、ストラット外筒１１をバネ上の車体１２に連結し、ピストンロッド１４をバネ下の車軸に連結したショックアブソーバを採用してもよい。
【００３８】
また、上記の一実施形態では、バンプストッパ１６及び当接板１７がピストンロッド１４と同軸上に配設されているが、これに限定されるものではなく、オフセット配置してもよい。
また、上記の一実施形態では、当接板１７を上下に進退させる進退機構１８に、油圧シリンダ１９を採用しているが、これに限定されるものではなく、圧縮空気を利用した空気圧シリンダを採用してもよい。更には、電動モータの回転運動を直線運動に変換して当接板１７を上下に進退させる電動駆動機構を採用してもよい。
【００３９】
また、上記の一実施形態では、当接板１７の初期位置を、ノーマルモードとスポーツモードの２段階に変更可能としているが、これに限定されるものではなく、３段階以上、或いは連続的無段階に変更可能としてもよい。
また、上記の一実施形態では、当接板１７における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させているが、これに限定されるものではない。要は、当接板１７とバンプストッパ１６とが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように構成すればよいので、バンプストッパ１６における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させるようにしてもよいし、更には当接板１７とバンプストッパ１６との双方の厚みを変化させるようにしてもよい。
【００４０】
また、上記の一実施形態では、目標旋回特性をニュートラルステアに設定しているが、これに限定されるものではなく、アンダーステアやオーバーステアに設定してもよい。すなわち、アンダーステア傾向を強めるには、コーナリングフォースが上限値近傍にある旋回外側前輪の輪荷重が増加するように進退機構１８を駆動制御すればよい。逆に、オーバーステア傾向を強めるには、コーナリングフォースが上限値近傍にある旋回外側後輪の輪荷重が増加するように進退機構１８を駆動制御すればよい。
【００４１】
《効果》
（１）バネ下の車軸に連結されたストラット外筒１１と、バネ上の車体１２に連結され且つストラット外筒１１に進退可能に挿入されたピストンロッド１４と、ストラット外筒１１とピストンロッド１４とが圧縮方向にストロークするときにストラット外筒１１と当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパ１６と、ストラット外筒１１とバンプストッパ１６との間に介装され当接方向に進退可能な当接板１７と、ストラット外筒１１の外周に設けられ当接板１７を進退させる進退機構１８とを備えた。
【００４２】
これにより、当接板１７の上下位置を変更することでバッファクリアランスを調整できるので、ロール剛性を含めたサスペンション特性を調整し、車両の旋回性能を所望の特性に一致させることができる。また、当接板１７を進退させる進退機構１８をストラット外筒１１の外周に設けたことで、サスペンション・アッセンブリの高さ方向への増大を抑制することができる。これにより、フロントボディにおけるフードの高さを抑制し、車両前方の視界が狭くなることを抑制できるので、視認性の低下を抑制することができる。
【００４３】
しかも、ストラットマウント１３は、従来品をそのまま採用することができ、車体１２への取付け部分についても設計変更が不要となるので車体１２の共用化もできる。また、剛体であるストラット外筒１１に進退機構１８を取付けたことで、当接板１７とバンプストッパ１６とが当接するときの衝撃にも耐える十分な強度を確保することができる。
【００４４】
（２）コイルスプリング２３の内側に、当接板１７と進退機構１８とを配置した。
これにより、当接板１７や進退機構１８を跳ね石等から保護することができる。また、コイルスプリング２３を覆う車体構造（通称、ストラットタワー）についても設計変更が不要となり共用化ができる。
【００４５】
（３）ストラット外筒１１を車体前後方向に挟んで対向する２箇所に進退機構１８を配置した。
これにより、当接板１７を安定して支持し、バンプストッパ１６との当接時に偏心荷重が入力されることを防止でき、且つ双方の進退機構１８を跳ね石等から保護することができる。すなわち、進退機構１８を車体横方向で対向させると、外側の進退機構が跳ね石等を受けやすくなるからである。
（４）進退機構１８を油圧シリンダ１９で構成した。
これにより、大型化を抑制することができる。
（５）油圧シリンダ１９の油圧を所定値以下に制限するリリーフ弁３５を設けた。
これにより、悪路を走行しているときや大きな突起を乗り上げたときのような過大な入力から油圧回路を保護することができる。
【００４６】
（６）ストラット外筒１１とピストンロッド１４との圧縮方向のストロークによって当接板１７とバンプストッパ１６とが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように、当接板１７における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させた。
これにより、サスペンションストローク時にショックアブソーバ２に作用する曲げモーメントＭを、当接板１７とバンプストッパ１６との接触時に発生するモーメントＭ１によって打ち消し、低減することができ、結果として乗り心地を向上させることができる。
【００４７】
（７）グランドパッキン１５と当接板１７との間に弾性体２１を介装したこ。
これにより、当接板１７がグランドパッキン１５に接触するときのショックを緩和し、その干渉音を軽減することができる。
（８）前後左右輪における進退機構１８を個別に駆動制御し、夫々の当接板１７の上下位置を変更する制御手段を備えた。
これにより、各輪のバッファクリアランスを調整できるので、車両の旋回性能を所望の特性に一致させることができる。
【００４８】
（９）制御手段は、夫々の当接板１７の位置を車両の旋回走行状態に応じて変更する。
これにより、ニュートラルステア、アンダーステア、オーバーステア等、任意の旋回特性に調整することができる。
（１０）制御手段は、夫々の当接板１７の初期位置を選択された走行モードに応じて変更する。
これにより、バンプストッパ１６に作用する荷重の立ち上がりを、通常のノーマルモードや、ノーマルモードよりも早いスポーツモード等に任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】ショックアブソーバの概略構成図である。
【図３】ショックアブソーバを車体正面から見た図である。
【図４】油圧シリンダの配置図である。
【図５】駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図６】所定値Ｖｓ及びθｓの設定について説明するグラフである。
【図７】輪荷重とコーナリングフォースの関係を示すグラフ、及び後輪コーナリングフォースの減少によるアンダーステア傾向の抑制について説明した図である。
【図８】バンプストッパに作用する荷重の立ち上がり特性を示すグラフである。
【図９】当接板でバンプストッパを押上げている様子である。
【図１０】曲げモーメントの低減について説明した図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明した図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 自動車
２ＦＬ〜２ＲＲ 車輪
３ＦＬ〜３ＲＲ ショックアブソーバ
４ コントローラ
１１ ストラット外筒（シリンダ）
１２ 車体
１３ ストラットマウント
１４ ピストンロッド
１５ グランドパッキン
１６ バンプストッパ
１７ 当接板（当接部材）
１８ 進退機構
１９ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
２０ 進退ロッド
２１ 弾性体
２２ ブラケット
２３ コイルスプリング
２４ ロアシート
２５ ストロークセンサ
３０ 油圧制御回路
３１ オイルタンク
３２ ポンプ
３３ 方向制御弁
３４ アキュムレータ
３５ リリーフ弁（リリーフ回路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダと前記バンプストッパとの間に介装され当接方向に進退可能な当接部材と、前記シリンダの外周に設けられ前記当接部材を進退させる進退機構と、を備えたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記車体を懸架するコイルスプリングの内側に、前記当接部材と前記進退機構とを配置したことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記シリンダを車体前後方向に挟んで対向する２箇所に前記進退機構を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記進退機構を流体圧シリンダで構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項５】
前記流体圧シリンダの流体圧を所定値以下に制限するリリーフ回路を設けたことを特徴とする請求項４に記載のサスペンション装置。
【請求項６】
前記シリンダと前記ピストンロッドとの圧縮方向のストロークによって前記当接部材と前記バンプストッパとが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように、前記当接部材及び前記バンプストッパの少なくとも一方における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させたことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項７】
前記シリンダの一端と前記当接部材との間に弾性体を介装したことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項８】
前後左右輪における前記進退機構を個別に駆動制御し、夫々の前記当接部材の位置を変更する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項９】
前記制御手段は、夫々の前記当接部材の位置を車両の旋回走行状態に応じて変更することを特徴とする請求項８に記載のサスペンション装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、夫々の前記当接部材の初期位置を選択された走行モードに応じて変更することを特徴とする請求項８又は９に記載のサスペンション装置。
【請求項１１】
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダの外周に設けられ当該シリンダにおける前記バンプストッパとの当接部を当接方向に進退させる進退機構とを備え、
前記進退機構で前記シリンダの当接部を当接方向に進退させることによって、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときの当該ストロークの係止位置を調整することを特徴とするサスペンション装置。
【請求項１２】
サスペンション装置を備えた自動車において、
前記サスペンション装置は、
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダと前記バンプストッパとの間に介装され当接方向に進退可能な当接部材と、前記シリンダの外周に設けられ前記当接部材を進退させる進退機構と、を備えたことを特徴とする自動車。
【請求項１３】
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダの外周に設けられ当該シリンダにおける前記バンプストッパとの当接部を当接方向に進退させる進退機構とを備え、
前記進退機構で前記シリンダの当接部を当接方向に進退させることによって、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときの当該ストロークの係止位置を調整することを特徴とするサスペンション特性調整方法。
【請求項１】
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダと前記バンプストッパとの間に介装され当接方向に進退可能な当接部材と、前記シリンダの外周に設けられ前記当接部材を進退させる進退機構と、を備えたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記車体を懸架するコイルスプリングの内側に、前記当接部材と前記進退機構とを配置したことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記シリンダを車体前後方向に挟んで対向する２箇所に前記進退機構を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記進退機構を流体圧シリンダで構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項５】
前記流体圧シリンダの流体圧を所定値以下に制限するリリーフ回路を設けたことを特徴とする請求項４に記載のサスペンション装置。
【請求項６】
前記シリンダと前記ピストンロッドとの圧縮方向のストロークによって前記当接部材と前記バンプストッパとが当接する際に、車体横方向の内側よりも外側の方が早く当接するように、前記当接部材及び前記バンプストッパの少なくとも一方における当接方向の厚みを、車体横方向の内側と外側で変化させたことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項７】
前記シリンダの一端と前記当接部材との間に弾性体を介装したことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項８】
前後左右輪における前記進退機構を個別に駆動制御し、夫々の前記当接部材の位置を変更する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項９】
前記制御手段は、夫々の前記当接部材の位置を車両の旋回走行状態に応じて変更することを特徴とする請求項８に記載のサスペンション装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、夫々の前記当接部材の初期位置を選択された走行モードに応じて変更することを特徴とする請求項８又は９に記載のサスペンション装置。
【請求項１１】
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダの外周に設けられ当該シリンダにおける前記バンプストッパとの当接部を当接方向に進退させる進退機構とを備え、
前記進退機構で前記シリンダの当接部を当接方向に進退させることによって、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときの当該ストロークの係止位置を調整することを特徴とするサスペンション装置。
【請求項１２】
サスペンション装置を備えた自動車において、
前記サスペンション装置は、
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダと前記バンプストッパとの間に介装され当接方向に進退可能な当接部材と、前記シリンダの外周に設けられ前記当接部材を進退させる進退機構と、を備えたことを特徴とする自動車。
【請求項１３】
バネ上の車体及びバネ下の車軸の何れか一方に連結されたシリンダと、前記車体及び前記車軸の他方に連結され且つ前記シリンダにストローク可能に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときに当該シリンダと当接して圧縮方向のストロークを係止するバンプストッパと、前記シリンダの外周に設けられ当該シリンダにおける前記バンプストッパとの当接部を当接方向に進退させる進退機構とを備え、
前記進退機構で前記シリンダの当接部を当接方向に進退させることによって、前記シリンダと前記ピストンロッドとが圧縮方向にストロークするときの当該ストロークの係止位置を調整することを特徴とするサスペンション特性調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１７０５０９（Ｐ２００７−１７０５０９Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６７４９９（Ｐ２００５−３６７４９９）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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