(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置されるアーム部材と、車両上下方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置される減衰器とを備えたサスペンションにおいて、
ばね下が上下にストロークした際に、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量が設定されることを特徴とするサスペンション。
【請求項２】
車両前後方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置されるアーム部材と、車両上下方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置される減衰器とを備えたサスペンションにおいて、
車速を検出する車速検出手段と、
前記サスペンションの設定を変更する設定変更手段と、
を備え、
前記設定変更手段は、前記車速検出手段が検出した前記車速に応じて、ばね下が上下にストロークした際に、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量の設定を変更することを特徴とするサスペンション。
【請求項３】
前記アーム部材の配置を変更するアーム部材配置変更手段と、
前記減衰器の配置を変更する減衰器配置変更手段と、
を更に備えることを特徴とする、請求項２に記載のサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の乗り心地を向上させるためのサスペンションとして、特許文献１に記載のサスペンションが知られている。このサスペンションは、トレーリングアーム式リアサスペンションにおいて、アクスルの瞬間回転中心をホイルセンターよりも前方且つ上方に位置させ、ばね下が上下にストロークした際のホイルセンター軌跡を後傾化させるように設定することで、リアタイヤから入力される前後力を低減させ、ブッシュの剛性を低くすることなくハーシュネスの低減を図っている。
【特許文献１】特開２００１−２７０３１３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、上記のサスペンションにおいて、ホイルセンター軌跡の後傾化だけでは、タイヤから入力される前後力の低減が十分ではないという問題があった。
【０００４】
加えて、走行中の車両が障害物を乗り越えると、車速によって、フロントタイヤとリアタイヤとから入力される前後力の間隔が異なってくるが、上記のサスペンションではサスペンションの配置等が固定されているため、所定車速以外の車速で走行する場合は、タイヤから入力される前後力を十分に低減できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、車両全体として、タイヤから入力される前後力を低減することができるサスペンションを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで、発明者らは、鋭意検討の結果、減衰器の配置等も、タイヤからばね下に入力される前後力の低減に影響があるとの知見に至り、この減衰器の配置等とタイヤからばね下に入力される前後力との関係を導き出すことに成功した。
【０００７】
そこで、本発明に係るサスペンションは、上記の発明者らによる知見に基づきなされたものであり、車両前後方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置されるアーム部材と、車両上下方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置される減衰器とを備えたサスペンションにおいて、ばね下が上下にストロークした際に、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量が設定されることを特徴とする。
【０００８】
このサスペンションによれば、減衰器の設定も加味して、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるようにサスペンションが設定されるため、車両全体として、タイヤから入力される前後力を効果的に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
【０００９】
そして、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性と、スピンドル軸回りの剛性と、減衰器の減衰係数と、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角と、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角と、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量と、ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量と、が設定される。このため、車両全体として、タイヤから入力される前後力をより高精度に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るサスペンションは、車両前後方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置されるアーム部材と、車両上下方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置される減衰器とを備えたサスペンションにおいて、車速を検出する車速検出手段と、サスペンションの設定を変更する設定変更手段と、を備え、設定変更手段は、車速検出手段が検出した車速に応じて、ばね下が上下にストロークした際に、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量の設定を変更することを特徴とする。
【００１１】
このサスペンションによれば、減衰器の設定を加味しながら、車速に応じて、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるようにサスペンションが設定変更されるため、車速の変化にかかわらず、車両全体として、タイヤから入力される前後力を効果的に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
【００１２】
そして、車速に応じて、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性と、スピンドル軸回りの剛性と、減衰器の減衰係数と、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角と、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角と、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量と、ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量と、が設定変更される。このため、タイヤから入力される前後力をより高精度に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
【００１３】
また、アーム部材の配置を変更するアーム部材配置変更手段と、減衰器の配置を変更する減衰器配置変更手段と、を更に備えることが好ましい。このサスペンションによれば、アーム部材の配置を変更することで、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、及び、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量の設定を変更することができる。また、減衰器の配置を変更することで、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、及び、ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量の設定を変更することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両全体として、タイヤから入力される前後力を低減することができ、車両の乗心地を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係るサスペンションの実施形態について説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【００１６】
［第１実施形態］
図１及び図２を参照して、第１の実施形態に係るサスペンション１について説明する。図１は、実施形態に係るサスペンションを適用した車両を模式的に示した図である。図２は、サスペンションの配置を説明するための図である。
【００１７】
車両２に適用されるサスペンション１は、フロントサスペンション３と、リアサスペンション４とから構成されている。なお、本実施形態では、説明を容易にするため、フロントサスペンション３とリアサスペンション４とは同一形式のサスペンションとし、サスペンションのアームは１本で構成されるものとして説明する。また、下付の“ｆ”がある記号はフロントサスペンションに関するものであることを表し、下付の“ｒ”がある記号はリアサスペンションに関するものであることを表す。
【００１８】
フロントサスペンション３は、フロントタイヤ６から入力される振動を吸収すると共に、車体５を車両前方において懸架するものであり、アーム７やアブソーバ８等を備える。
【００１９】
アーム７は、車体５とフロントタイヤ６との間で連結されて、フロントタイヤ６の動きをコントロールする部材である。アーム７は、スピンドル軸９を回動自在に支持するハブ（不図示）に連結されており、そこから僅かに車両上方に傾斜しながら車両前方に向けて延び、車体５に連結されている。
【００２０】
そして、アーム７とハブとの連結点は、フロントサスペンション３側のばね下の重心位置よりも距離Ｈｆだけ車両下方にずれた位置に配置されている。なお、本実施形態では、フロントサスペンション３側のばね下の重心位置は、フロントタイヤ６のスピンドル軸９にあることとする。
【００２１】
ところで、フロントサスペンション３のある点に略車両前後方向の力を加えると、この力を加えた方向とフロントサスペンション３が動く方向とが一致する点があり、この点が通る仮想的な軸を、前後弾性主軸Ａｆという。なお、本実施形態では、アームが１本で構成されているため、アーム７及びハブが連結される点とアーム７及び車体５が連結される点とを結ぶ線、つまり、アーム７の中心を通る軸が、前後弾性主軸Ａｆとなる。また、車両前後方向の線である水平線Ｄに対して前後弾性主軸Ａｆが上方に傾斜する角を、前後弾性主軸上反角βｆという。
【００２２】
また、アーム７には、車体５との連結部分に、コンプライアンスブッシュ１０が嵌め込まれている。このコンプライアンスブッシュ１０は、車体５とアーム７とを弾力的に連結すると共に、車両前後方向の振動を吸収する部材である。このため、アーム７の剛性、つまり、前後弾性主軸Ａｆの前後弾性主軸剛性Ｋｘｆは、コンプライアンスブッシュ１０のばね定数により決まる。
【００２３】
アブソーバ８は、車体５とフロントタイヤ６との間で連結されて、フロントタイヤ６からフロントサスペンション３に入力される力を、車両上下方向にストロークしながら減衰させる部材である。アブソーバ８は、スピンドル軸９を回動自在に支持するハブに連結されており、そこから車両前方に傾斜しながら車両上方に向けて延び、車体５に連結されている。そして、アーム７とハブとの連結点は、フロントサスペンション３側のばね下の重心位置（スピンドル軸９）よりも距離Ｌｆだけ車両後方にずれた位置に配置されている。なお、アブソーバ８には、コイルスプリング（不図示）が組み込まれて構成されている。
【００２４】
ここで、アブソーバ８の減衰力が作用する方向の軸を、減衰主軸Ｂｆという。なお、本実施形態では、アブソーバ８及びハブが連結される点とアブソーバ８及び車体５が連結される点とを結ぶ線、つまり、アブソーバ８の中心を通る軸が、減衰主軸Ｂｆとなる。また、車両上下方向の線である鉛直線Ｅに対してアブソーバ８（減衰主軸Ｂｆ）が前方に傾斜する角を、減衰主軸前傾角αｆという。
【００２５】
リアサスペンション４は、リアタイヤ１１から入力される振動を吸収すると共に、車体５を車両後方において懸架するものであり、アーム１２やアブソーバ１３等を備える。
【００２６】
アーム１２は、車体５とリアタイヤ１１との間で連結されて、リアタイヤ１１の動きをコントロールする部材である。アーム１２は、スピンドル軸１４を回動自在に支持するハブ（不図示）に連結されており、そこから僅かに車両上方に傾斜しながら車両前方に向けて延び、車体５に連結されている。
【００２７】
そして、アーム１２とハブとの連結点は、リアサスペンション４側のばね下の重心位置よりも距離Ｈｒだけ車両下方にずれた位置に配置されている。なお、リアサスペンション４側のばね下の重心位置は、リアタイヤ１１のスピンドル軸１４にあることとする。
【００２８】
ところで、リアサスペンション４のある点に略車両前後方向の力を加えると、この力を加えた方向とリアサスペンション４が動く方向とが一致する点があり、この点が通る仮想的な軸を、前後弾性主軸Ａｒという。なお、本実施形態では、アームが１本で構成されているため、アーム１２及びハブが連結される点とアーム１２及び車体５が連結される点とを結ぶ線、つまり、アーム１２の中心を通る軸が、前後弾性主軸Ａｒとなる。また、車両前後方向の線である水平線Ｄに対して前後弾性主軸Ａｒが上方に傾斜する角を、前後弾性主軸上反角βｒという。
【００２９】
また、アーム１２には、車体５との連結部分に、コンプライアンスブッシュ１５が嵌め込まれている。このコンプライアンスブッシュ１５は、アーム１２と車体５とを弾性的に連結する部材である。図３に示すように、コンプライアンスブッシュ１５は、略圧肉円筒状に形成されており、車体５の下部に設けられたブッシュ取り付け穴２１に圧入されている。コンプライアンスブッシュ１５は、車体５に固定されてゴムなどの弾性材で形成される弾性部２２と、弾性部２２の半径方向内側に位置してアーム１２を軸回り方向に揺動自在に取り付けるアーム取り付け部２３とを備えている。そして、弾性部２２とアーム取り付け部２３とは、コンプライアンスブッシュ１５の軸周りに回転するベアリング（不図示）を介して連結されており、車体５に取り付けられた前後弾性主軸剛性変更装置２０により、回転されるように構成されている。この、前後弾性主軸剛性変更装置２０は、モータ等で構成されており、コンプライアンスブッシュ１５を回転させて、コンプライアンスブッシュ１５における前後弾性主軸Ａの方向のばね定数を変更させて、前後弾性主軸剛性Ｋｘｒを変更するものである。
【００３０】
また、コンプライアンスブッシュ１５の弾性部２２には、すぐり（弾性部２２に設けられる穴）２４が形成されている。このすぐり２４は、アーム取り付け部２３を挟んで車両上下方向に１箇所ずつ形成されている。
【００３１】
図３（ａ）は、前後弾性主軸上反角βｒが比較的大きい場合を示しており、図３（ｂ）は、前後弾性主軸上反角βｒが比較的小さい場合を示している。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、前後弾性主軸上反角βｒが大きく、車両側面視において、アーム１２とすぐり２４の一部が重なっていると、すぐり２４の空間によって、前後弾性主軸Ａｒ方向における弾性部２２の密度が小さくなる。このため、前後弾性主軸Ａｒ方向におけるコンプライアンスブッシュ１５のばね定数が小さくなり、前後弾性主軸剛性Ｋｘｒが小さくなる。一方、図３（ｂ）に示すように、前後弾性主軸上反角βｒが小さく、車両側面視において、アーム１２とすぐり２４が重なっていないと、前後弾性主軸Ａｒ方向におけるコンプライアンスブッシュ１５のばね定数はすぐり２４の影響を殆ど受けにくくなるため、前後弾性主軸剛性Ｋｘｒが大きくなる。
【００３３】
このように、前後弾性主軸上反角βｒが変動すると、すぐり２４に対するアーム１２の位置に応じてコンプライアンスブッシュ１５における前後弾性主軸Ａｒ方向のばね定数が変動し、アーム１２の剛性、つまり、前後弾性主軸剛性Ｋｘｒが変動する。
【００３４】
また、アーム１２とハブとの間には、前後弾性主軸配置変更装置１６が配置されている。この前後弾性主軸配置変更装置１６は、アーム１２を移動させて、前後弾性主軸Ａｒの配置を変更させるものである。この前後弾性主軸配置変更装置１６は、例えば、図４に示すように、スピンドル軸１４を回動自在に支持するハブ１７に、スクリューネジ１８を軸回りに回転するアクチュエータ１９が固定されており、このスクリューネジ１８とアーム１２とがボールジョイントで連結される構成となっている。そして、アクチュエータ１９によりスクリューネジ１８を回転させることで、アーム１２の一端を車両上下方向に移動させて、前後弾性主軸上反角βｒと、ばね下重心位置と前後弾性主軸Ａｒとの車両上下方向のずれ量Ｈｒと、を変更するものである。
【００３５】
アブソーバ１３は、車体５とリアタイヤ１１との間で連結されて、リアタイヤ１１からリアサスペンション４に入力される力を、車両上下方向にストロークしながら減衰させる部材である。アブソーバ１３は、スピンドル軸１４を回動自在に支持するハブに連結されており、そこから車両前方に傾斜しながら車両上方に向けて延び、車体５に連結されている。そして、アーム１２とハブとの連結点は、リアサスペンション４側のばね下の重心位置（スピンドル軸１４）よりも距離Ｌｒだけ車両後方にずれた位置に配置されている。なお、アブソーバ１３には、コイルスプリング（不図示）が組み込まれて構成されている。
【００３６】
また、アブソーバ１３は、減衰力可変式の減衰器であり、減衰係数変更装置２６により、アブソーバ１３の減衰係数が変更可能となっている。この減衰係数変更装置２６は、例えば、アブソーバ１３内に充填されている作動流体の流動抵抗を変更することで、アブソーバ１３の減衰力を変更するものであり、これにより、アブソーバ１３（減衰主軸Ｂｒ）の減衰係数Ｃが変更される。
【００３７】
ここで、アブソーバ１３の減衰力が作用する方向の軸を、減衰主軸Ｂｒという。なお、本実施形態では、アブソーバ１３及びハブが連結される点とアブソーバ１３及び車体５が連結される点とを結ぶ線、つまり、アブソーバ１３の中心を通る軸が、減衰主軸Ｂｒとなる。また、車両上下方向の線である鉛直線Ｅに対してアブソーバ１３（減衰主軸Ｂｒ）が前方に傾斜する角を、減衰主軸前傾角αｒという。
【００３８】
また、アブソーバ１３とハブとの間には、減衰主軸配置変更装置２５が配置されている。この減衰主軸配置変更装置２５は、アブソーバ１３を移動させて、減衰主軸Ｂｒの配置を変更させるものである。この減衰主軸配置変更装置２５は、例えば、図５に示すように、スピンドル軸１４を回動自在に支持するハブ１７に、スクリューネジ２８を軸回りに回転するアクチュエータ２９が固定されており、このスクリューネジ２８とアブソーバ１３とがボールジョイントで連結される構成となっている。そして、アクチュエータ２９によりスクリューネジ２８を回転させることで、アブソーバ１３の一端を車両前後方向に移動させて、減衰主軸前傾角αｒと、ばね下重心位置と減衰主軸Ｂとの車両前後方向のずれ量Ｌｒと、を変更するものである。
【００３９】
次に、サスペンション１の設定方法について説明する。
【００４０】
始めに、サスペンション１の初期設定の方法について説明する。なお、サスペンション１の初期設定は、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４も同じであるため、併せて説明する。
【００４１】
まず、ばね下が上下にストロークした際に、フロントタイヤ６及びリアタイヤ１１からそれぞれフロントサスペンション３及びリアサスペンション４に対して入力される車両前後方向の力（以下「前後力」という）をＦｔｖ（ｖ）とする。そして、サスペンション１の各諸元を下記とすると、フロントタイヤ６及びリアタイヤ１１からそれぞれフロントサスペンション３及びリアサスペンション４に入力される前後力Ｆｔｖ（ｖ）は、式（１）により表される。なお、式（１）において、Ｆｔｖ（ｓ）及びＺ（ｓ）は、それぞれ、Ｆｔｖ（ｖ）及びＺをラプラス変換したものであり、ｓはラプラス演算子である。また、図２の矢印方向を正方向として表している。
【００４２】
Ｃ：アブソーバの減衰係数
Ｋｔｚ：タイヤの車両上下方向剛性
Ｋｔｘ：タイヤの車両前後方向剛性
Ｐｘ：ドライビングスティフネス
Ｚ：ばね下重心位置の上下変位
Ｘ：ばね下重心位置の前後変位
Ｗ：垂直荷重
ｍ：ばね下重量
Ｉｔ：タイヤとホイールの慣性モーメント
ｒ０：タイヤ動荷重半径
ε：［動荷重半径（タイヤ撓み）変動量］／［静加重半径（タイヤ撓み）変動量］
Ｖ０：車速
【数１】
0005151307.tif 000002
【００４３】
一方、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４が上下にストロークした際に、アブソーバ８（減衰主軸Ｂｆ）及びアブソーバ１３（減衰主軸Ｂｒ）がそれぞれ発生する前後力をＦｋｚとする。そして、サスペンション１の各諸元を下記とすると、アブソーバ８（減衰主軸Ｂｆ）及びアブソーバ１３（減衰主軸Ｂｒ）がそれぞれ発生する前後力Ｆｋｚは、式（２）で表される。なお、式（２）において、Ｆｋｚは、Ｆｋｚ（ｓ）をラプラス変換したものである。
【００４４】
Ｃ：アブソーバの減衰係数
α：減衰主軸前傾角（車両側面視において、鉛直線Ｅに対してアブソーバ（減衰主軸Ｂ）が車両前方に傾く角度）
β：前後弾性主軸上反角（車両側面視において、水平線Ｄに対して前後弾性主軸Ａが車両上方に傾く角度）
Ｋθ：ワインドアップ剛性（アクスルキャリア（不図示）がスピンドル軸回りに回転する際の剛性）
Ｋｘ：前後弾性主軸剛性
Ｈ：ばね下重心位置と前後弾性主軸Ａとの車両上下方向のずれ量
Ｌ：ばね下重心位置と減衰主軸Ｂとの車両前後方向のずれ量
【数２】
0005151307.tif 000003
【００４５】
また、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４が上下にストロークした際に、前後弾性主軸Ａｆ（アーム７及びコンプライアンスブッシュ１０）及び前後弾性主軸Ａｒ（アーム１２及びコンプライアンスブッシュ１５）が発生する前後力をＦｋｘとすると、この前後力Ｆｋｘは、式（３）で表される。なお、式（３）において、Ｆｋｘ（ｓ）は、Ｆｋｘをラプラス変換したものである。
【数３】
0005151307.tif 000004
【００４６】
すると、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４にそれぞれ入力される前後力Ｆｘは、式（４）で表される。
【数４】
0005151307.tif 000005
【００４７】
そして、フロントサスペンション３に入力される前後力Ｆｘを前後力Ｆｘｆとし、リアサスペンション４に入力される前後力Ｆｘを前後力Ｆｘｒとすると、前後力Ｆｘｆと前後力Ｆｘｒとが相殺されるように、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４を設定する。つまり、
Ｆｘｒ＝−Ｆｘｆ…（５）
を満たす、減衰主軸前傾角αｆ，αｒ、前後弾性主軸上反角βｆ，βｒ、ワインドアップ剛性Ｋθｆ，Ｋθｒ、前後弾性主軸剛性Ｋｘｆ，Ｋｘｒ、アブソーバの減衰係数Ｃｆ，Ｃｒ、ばね下重心位置と前後弾性主軸Ａｆ，Ａｒとの車両上下方向のずれ量Ｈｆ，Ｈｒ、及び、ばね下重心位置と減衰主軸Ｂｆ，Ｂｒとの車両前後方向のずれ量Ｌｆ，Ｌｒを求め、この求めた値により、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４を設定する。
【００４８】
ところで、各タイヤから入力される前後力Ｆｔｖ（ｖ）は、車速（ｖ）により変化する関数であり、車速、ばね下重量、タイヤ諸元等が決まれば略一義的に定まる値となる。そこで、使用頻度が高い車速条件と、使用頻度が高い乗車重量条件とを用いて、上記各値を求め、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４を設定するようにしても良い。
【００４９】
このように、第１の実施形態に係るサスペンション１によれば、フロントサスペンション３に入力される前後力Ｆｘｆとリアサスペンション４に入力される前後力Ｆｘｒとが相殺されるように、フロントサスペンション３及びリアサスペンション４が設定されるため、車両全体として、タイヤから入力される前後力Ｆｘを低減することができる。しかも、アブソーバ８，１３の配置、剛性、及び減衰係数も加味してフロントサスペンション３及びリアサスペンション４が設定されるため、車両全体として、タイヤから入力される前後力Ｆｘを、より高精度に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
【００５０】
そして、使用頻度が高い車速条件と使用頻度が高い乗車重量条件とを用いサスペンション１を設定することで、タイヤからばね下に入力される前後力Ｆｔｖ（ｖ）をより効率的に低減することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、図６及び図７をも参照して、第２の実施形態に係るサスペンション３１について説明する。図６は、第２の実施形態に係るサスペンションの機能構成を示した図である。
【００５２】
サスペンション３１は、第１の実施形態に係るサスペンション１に、車速センサ３２と、リアサスペンション４の配置を変更制御するＥＣＵ３３とを更に備えたものである。
【００５３】
車速センサ３２は、車両２の走行速度を検出するセンサである。車速センサ３２は、各車輪の回転速度を検出することによって車速を検出し、この検出した車速を車速信号としてＥＣＵ３３へ送信する。
【００５４】
ＥＣＵ３３は、フロントサスペンション３に入力される前後力Ｆｘｆとリアサスペンション４に入力される前後力Ｆｘｒとが相殺されるように、リアサスペンション４の配置、剛性、及び減衰力（以下等「配置等」という）を変更するものである。ＥＣＵ３３には、車速センサ３２、前後弾性主軸配置変更装置１６、前後弾性主軸剛性変更装置２０、減衰主軸配置変更装置２５、及び、減衰係数変更装置２６が接続されている。そして、ＥＣＵ３３は、車速センサ３２で検出した車速に基づき、前後弾性主軸配置変更装置１６、前後弾性主軸剛性変更装置２０、減衰主軸配置変更装置２５、及び、減衰係数変更装置２６を制御して、リアサスペンション４の配置等を変更する。なお、ＥＣＵ３３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成される。
【００５５】
次に、図７を参照しながら、ＥＣＵ３３によるサスペンション３１の設定動作について説明する。図７は、ＥＣＵによるサスペンションの設定動作を示したフローチャートである。
【００５６】
まず、ＥＣＵ３３は、車速センサ３２が検出した車速を取得する（ステップＳ１）。次に、ＥＣＵ３３は、上記式（４）を用いて、ステップＳ１で取得した車速に基づき、フロントサスペンション３が発生する前後力Ｆｘｆの位相ωｆを演算し（ステップＳ２）、フロントタイヤ６に対するリアタイヤ１１の路面変位の位相遅れωｚを演算する（ステップＳ３）。
【００５７】
次に、ＥＣＵ３３は、ステップＳ２で演算した位相ωｆとステップＳ３で演算した位相ωｚとに基づき、リアサスペンション４に前後力が入力される目標位相ωｒを演算する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ４において、目標位相ωｒは、ωｒ＝−ωｆ＋ωｚにより求めることができる。
【００５８】
一方、ＥＣＵ３３は、上記式（４）を用いて、フロントサスペンション３が発生する前後力ＦｘｆのゲインＧｆを演算し、この前後力Ｆｘｆを、リアサスペンション４に発生させる目標ゲインＧｒとする（ステップＳ５）。
【００５９】
次に、ＥＣＵ３３は、ステップＳ４で演算した目標位相ωｒにおいて、ステップＳ５で演算した目標ゲインＧｒとなるように、リアサスペンション４に発生させる前後力Ｆｘｒを演算する（ステップＳ６）。そして、ＥＣＵ３３は、ステップＳ６において演算した前後力Ｆｘｒに基づき、式（４）を用いて、リアサスペンション４を設定するための配置等、つまり、減衰主軸前傾角αｒ、前後弾性主軸上反角βｒ、ワインドアップ剛性Ｋθｒ、前後弾性主軸剛性Ｋｘｒ、アブソーバの減衰係数Ｃｒ、ばね下重心位置と前後弾性主軸Ａｒとの車両上下方向のずれ量Ｈｒ、及び、ばね下重心位置と減衰主軸Ｂｒとの車両前後方向のずれ量Ｌｒを演算して求める（ステップＳ７）。
【００６０】
その後、このように、リアサスペンション４の配置等を求めると、ＥＣＵ３３は、前後弾性主軸配置変更装置１６、前後弾性主軸剛性変更装置２０、減衰主軸配置変更装置２５、及び、減衰係数変更装置２６を適宜制御して、リアサスペンション４の配置等がステップＳ７で演算した配置等になるように設定変更する（ステップＳ８）。
【００６１】
このように、第２の実施形態に係るサスペンション３１によれば、車速が変化しても、フロントサスペンション３に入力される前後力Ｆｘｆがリアサスペンション４で発生される前後力Ｆｘｒにより相殺されるように、リアサスペンション４の設定が適切に変更されるため、車速の変化にかかわらず、車両全体として、タイヤから入力される前後力Ｆｘを低減することができる。しかも、アブソーバ８，１３の配置等を含む式（４）を用いてリアサスペンション４の配置等を演算するため、車両全体として、タイヤから入力される前後力Ｆｘを、より高精度に低減することができる。その結果、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
【００６２】
そして、前後弾性主軸配置変更装置１６によりアーム１２を移動させることで、前後弾性主軸上反角βｒ、及び、ばね下重心位置と前後弾性主軸Ａｒとの車両上下方向のずれ量Ｈｒの設定を変更することができ、減衰主軸配置変更装置２５によりアブソーバ１３を移動させることで、減衰主軸前傾角αｒ、及び、ばね下重心位置と減衰主軸Ｂｒとの車両前後方向のずれ量Ｌｒの設定を変更することができる。
【００６３】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、サスペンションは１本のアームで構成されるものとして説明したが、特にアームの本数や、サスペンションの形式に限定されるものではなく、例えばダブルウィッシュボーン式サスペンションやマルチリンク式サスペンションなどのサスペンション形式であっても良い。
【００６５】
また、第２の実施形態では、リアサスペンション４の配置等のみを設定変更するように説明したが、フロントサスペンション３の配置等を設定変更するようにしてもよく、フロントサスペンション３とリアサスペンション４の双方の配置等を設定変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施形態に係るサスペンションを適用した車両を模式的に示した図である。
【図２】サスペンションの配置を説明するためのである。
【図３】コンプライアンスブッシュとアームの関係を示した図であり、（ａ）はアームの傾斜角が大きい場合を示し、（ｂ）はアームの傾斜角が小さい場合を示している。
【図４】前後弾性主軸とハブの連結例を示した図である。
【図５】減衰主軸とハブの連結例を示した図である。
【図６】第２の実施形態に係るサスペンションの機能構成を示した図である。
【図７】ＥＣＵによるサスペンションの設定動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１…サスペンション、２…車両、３…フロントサスペンション、４…リアサスペンション、５…車体、７，１２…アーム（アーム部材）、８，１３…アブソーバ（減衰器）、９，１４…スピンドル軸、１０，１５…コンプライアンスブッシュ（アーム部材）、１６…前後弾性主軸配置変更装置（アーム部材配置変更手段）、２０…前後弾性主軸剛性変更装置、２５…減衰主軸配置変更装置（減衰器は位置変更手段）、２６…減衰係数変更装置、３２…車速センサ、３３…ＥＣＵ（設定変更手段）、Ｃ…減衰係数、Ｋｘ…前後弾性主軸剛性（アーム部材の剛性）、Ｋθ…ワインドアップ剛性（スピンドル軸回りの剛性）、α…減衰主軸前傾角（車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角）、β…前後弾性主軸上反角（車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角）、Ｈ…ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、Ｌ…ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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