(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリング操舵時における転舵初期応答性の向上を図ることができる車体変形制御装置を提供する。【解決手段】フロントサイドメンバ１，１とサイドシル４，４との間に、転舵時におけるフロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形を抑制する反力発生手段としてオイル（粘性流体）を封入した油圧式のショックアブソーバ８，８を介装した。【選択図】図１
2009208520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室より車体前後方向前側において、車体前後方向に延在するフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバに対して車体幅方向外側に配置して、かつ、車体外板の一部として形成、または、車体外板に連結して形成したサイドシルとの間に、転舵時における前記フロントサイドメンバの車幅方向への変形を抑制する反力発生手段を設けたことを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段を、車幅方向と平行に配置したことを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段の前記サイドシル側の取り付け位置を、前記サイドシルの前端部とホイールアーチの後端部との接合部分としたことを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段は、前記フロントサイドメンバの車幅方向への変形に応じて縮退し、縮退量が所定値以下の場合には、縮退量が所定値を超える場合よりも縮退量の増加に対する反力の増加率が高くなる反力特性を有することを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段を、粘性流体を用いた手段としたことを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段を、ショックアブソーバとしたことを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段を、電磁流体を用いた手段としたことを特徴とする車体変形制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車体変形制御装置において、
前記反力発生手段を、前記サイドシルと前記フロントサイドメンバの少なくとも一方と自在継手を介して連結したことを特徴とする車体変形制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転舵時におけるフロントサイドメンバの変形量を制御する車体変形制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車輪のキャスター角を制御するアクチュエータを備え、車両の走行状態に基づいてキャスター角を変更することで、走行状態に応じてアクスルに作用する力を変更し、乗り心地の向上と運動性能向上との両立を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−３１０４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両の運動性能の一つとして、ステアリング操舵時における転舵応答性が挙げられる。この転舵応答性は、車体変形の影響が大きいため、キャスター角を可変してアクスルに作用する力のみを制御する引用文献１の技術では、転舵初期応答性の改善代が小さいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、転舵初期応答性の向上を図ることができる車体変形制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、フロントサイドメンバとサイドシルとの間に、転舵時におけるフロントサイドメンバの車幅方向への変形を抑制する反力発生手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、転舵時の車体変形が小さく抑えられるため、転舵初期応答性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、実施例１の車体変形制御装置を適用した車体の前部構造を示す底面図である。
フロントサイドメンバ１，１は、車体前部の車幅方向両側で車体前後方向に延在し、サスペンションメンバ２を支持している。フロントサイドメンバ１，１の前端には、フロントバンパ３を取り付けている。
サスペンションメンバ２は、サスペンションの骨格となる部材で、図外のアームやロッドなどを取り付けてサスペンションを構成する。
【０００９】
サイドシル４，４は、フロアパネル５の車幅方向両側で車体前後方向に延在し、フロアパネル５を支持している。サイドシル４，４の前端部４ａ，４ａは、ホイールアーチ６，６の後端部６ａ，６ａと接合している。
サイドシル４，４とホイールアーチ６，６の接合部と、フロントサイドメンバ１，１との間には、車幅方向に延在し、箱断面形状を有するアウトリガー７，７を配設している。
【００１０】
実施例１では、アウトリガー７，７の内部に、転舵時におけるフロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形を抑制する反力発生手段としてのショックアブソーバ８，８を設けている。このショックアブソーバ８は、サイドシル４側の取り付け位置をサイドシル４とホイールアーチ６との接合部分とし、フロントサイドメンバ２側の取り付け位置を前記接合部分から車幅方向と平行な位置としている。すなわち、ショックアブソーバ８の軸方向を車幅方向と平行に配置している。
【００１１】
実施例１では、ショックアブソーバ８として、オイル（粘性流体）を封入した油圧式のショックアブソーバを用いている。図２は、ショックアブソーバ８の反力特性図であり、反力特性は、ショックアブソーバ８の縮退量（変形量）が所定値以下の場合には、縮退量が所定値を超える場合よりも縮退量の増加に対する反力の増加率が高くなる反力特性を有している。なお、ショックアブソーバ８は、縮退量ゼロ（反力ゼロ）の状態で車体に取り付けている。
【００１２】
次に、作用を説明する。
タイヤの転舵時、タイヤに横力がかかり、車体にその力が伝達される。このとき、車体前部は、サスペンションメンバ２に入力された力で、フロントサイドメンバ１，１が車幅方向に変形する。
【００１３】
従来の車両では、フロントサイドメンバの変形を直接規制する部材は、フロントサイドメンバとサイドシルとの間に配置したアウトリガーのみである。アウトリガーは、通常、箱断面形状の薄板を溶接しているだけであるため、図２に示すように、フロントサイドメンバの変形速度は一定である。
【００１４】
ここで、アウトリガーの剛性を高めることで、転舵時における車幅方向の剛性を高めることは可能であるが、アウトリガーの強度を高くすると、車幅方向以外の車体剛性も変化するため、他のメンバに悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、アウトリガーの強度が高くなり過ぎると、フロントサイドメンバやサイドシルとの接合部分に亀裂が生じるおそれがある。
【００１５】
これに対し、実施例１では、フロントサイドメンバ１とサイドシル４との間に、フロントサイドメンバ１の車幅方向への変形を抑制するショックアブソーバ８を介装したため、フロントサイドメンバ１が車幅方向に変形する際の変形速度を抑制して転舵初期のフロントサイドメンバ１の変形量を小さく抑えることができる。つまり、転舵初期の応答性を決めるタイヤ設置点における車幅方向の剛性に寄与する、操舵開始直後の車体剛性を高くすることができるため、転舵初期の応答性の向上を図ることができる。
【００１６】
そして、ショックアブソーバ８は車幅方向の変形に対してのみ反力を発生するため、車幅方向以外の車体変形に与える影響がほとんど無く、車体前部剛性の設計変更を強いられることもない。
【００１７】
また、実施例１では、ショックアブソーバ８の一方を、サイドシル４の前端部４ａとホイールアーチ６の後端部６ａとの接合部分に連結している。すなわち、ショックアブソーバ８を、アウトリガー７と同一箇所に設けている。一般的に、アウトリガー７の設置箇所は、転舵時にフロントサイドメンバ１が最も早く変形し、その変形量が最も大きくなる箇所である。
よって、操舵に対して最も感度が高いこの部分にショックアブソーバ８を設けることで、転舵初期のフロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形を効果的に抑制することができる。
【００１８】
実施例１では、ショックアブソーバ８を車幅方向と平行に配置している。理由は、ショックアブソーバ８の配置方向を、車幅方向に対して角度を持たせた場合、フロントサイドメンバ１の車幅方向の変形に対してショックアブソーバ８が軸方向以外にも変形し、耐久性が低下すると共に、設定した所望の反力特性を得られないからである。
【００１９】
また、実施例１では、ショックアブソーバ８として、油圧式のショックアブソーバを用いている。油圧式のショックアブソーバは、内部のオリフィス機構を調整することで所望の反力特性を容易に実現することができる。また、油圧式のショックアブソーバは安価であるし、長期間に亘って安定動作させることができる。
【００２０】
次に、効果を説明する。
実施例１の車体変形制御装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
【００２１】
(1) フロントサイドメンバ１，１とサイドシル４，４との間に、転舵時におけるフロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形を抑制するショックアブソーバ８，８を設けたため、転舵初期の車幅方向の剛性を高めることができ、転舵初期応答性の向上を図ることができる。
【００２２】
(2) ショックアブソーバ８を、車幅方向と平行に配置したため、フロントサイドメンバ１，１の車幅方向の変形に対してショックアブソーバ８を軸方向にのみ縮退させることができ、ショックアブソーバ８の耐久性の向上と所望の反力特性の実現とを共に図ることができる。
【００２３】
(3) ショックアブソーバ８のサイドシル４側の取り付け位置を、サイドシル４の前端部４ａとホイールアーチ６の後端部６ａとの接合部分とした。すなわち、操舵に対して最も感度が高い部分にショックアブソーバ８を設けたため、転舵初期のフロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形を効果的に抑制することができる。
【００２４】
(4) ショックアブソーバ８は、フロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形に応じて縮退し、縮退量が所定値以下の場合には、縮退量が所定値を超える場合よりも縮退量の増加に対する反力の増加率が高くなる反力特性を有する。これにより、転舵初期応答性を確実に高くすることができる。
【００２５】
(5) ショックアブソーバ８を、粘性流体を封入した油圧式のショックアブソーバとしたため、所望の反力特性を簡単かつ安価な構成で実現することができる。
【００２６】
(6) 反力発生手段を、ショックアブソーバ８としたため、既存の装置を用いてフロントサイドメンバ１，１の車幅方向への変形を抑制する構成を安価に実現することができる。
【実施例２】
【００２７】
実施例２は、反力発生手段として電磁流体（電導性流体）式のショックアブソーバを用いた例である。なお、車両の構成については、図１に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。
【００２８】
図３は、実施例２の制御ブロック図であり、実施例２では、図１に示した油圧式のショックアブソーバ８，８に代えて、電磁流体式のショックアブソーバ１１，１１を設けると共に、ショックアブソーバ１１，１１を制御するコントローラ１２と操舵角センサ１３とを備えている。
ショックアブソーバ１１，１１は、通電時の粘度が非通電時の粘度よりも高くなる特性を高くなる電磁流体を封入したショックアブソーバである。
【００２９】
コントローラ１２は、操舵角センサ１３と操舵時間とに基づいてショックアブソーバ１１，１１の電磁流体への電流供給を制御する。コントローラ１２は、操舵角センサ１３の検出信号が操舵開始を示す所定角度（例えば、５度）を上回った場合、操舵開始と判断し、所定時間（例えば、0.3秒間）ショックアブソーバ１１，１１の電磁流体に電流を供給し、所定時間が経過した場合、電流の供給を停止する。
【００３０】
次に、作用を説明する。
実施例２では、操舵開始から所定時間が経過するまでの間、ショックアブソーバ１１の粘度を高め、所定時間経過後に粘度を低くするため、転舵初期では転舵中期および後期と比較して縮退量の増加に対する反力の増加率が高くなるようなショックアブソーバ１１の反力特性を実現することができる。
これにより、実施例１と同様、転舵初期のフロントサイドメンバ１，１の変形量を小さく抑えることができ、転舵初期の応答性の向上を図ることができる。
【００３１】
また、実施例２では、電磁流体を封入したショックアブソーバ１１を用いているため、フロントサイドメンバ１，１の変形量にかかわらず、任意のタイミングで反力特性を切り替えることが可能である。よって、操舵時以外のときには、ショックアブソーバ１１の反力を小さくしておくことができ、車体前部の剛性に対する影響を最小限に抑えることができる。
【００３２】
次に、効果を説明する。
実施例２の車体変形制御装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(4),(6)に加え、以下の効果を奏する。
【００３３】
(7) ショックアブソーバ１１を、電磁流体を封入した電磁流体式のショックアブソーバとしたため、転舵初期のみ反力を大きくする特性を容易に実現することができる。また、車体前部の剛性に対する影響を最小限に抑えることができる。
【実施例３】
【００３４】
実施例３は、反力発生手段とサイドシルおよびフロントサイドメンバとの連結に自在継手を用いた例である。
図４(a)は実施例３の反力発生手段の連結構造を示す車体底面図、図４(b)は実施例３の反力発生手段の連結構造を示す車体正面図である。
【００３５】
実施例３では、反力発生手段として、実施例１と同様の油圧式ショックアブソーバ８を用いている。フロントサイドメンバ１とサイドシル４には、それぞれブラケット１ａ，４ｂを設け、このブラケット１ａ，４ｂに自在継手であるピローボールジョイント１４，１４を介してショックアブソーバ８の端部をそれぞれ連結している。
【００３６】
次に、作用を説明する。
実施例３では、ショックアブソーバ８とフロントサイドメンバ１およびサイドシル４との連結に、ピローボールジョイント１４，１４を用いているため、フロントサイドメンバ１とサイドシル４との車体前後方向への相対変位をピローボールジョイント１４，１４で吸収することができる。
【００３７】
これにより、フロントサイドメンバ１，１の車幅方向の変形に対してショックアブソーバ８を軸方向にのみ伸縮させることができるため、ショックアブソーバ８に曲げ方向の力が作用するのを回避でき、耐久性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、ショックアブソーバ８はフロントサイドメンバ１と直接接していないため、エンジンルームの熱が左右フロントサイドメンバ１，１を介してショックアブソーバ８に入力されるのを抑制することができる。一般的に、ショックアブソーバ８に封入されるオイルは高温環境下で粘度が低下し、狙った反力特性が得られない。また、長時間高温環境下に置かれた場合、熱劣化や酸化劣化により初期性能を維持できなくなるおそれがある。
【００３９】
これに対し、実施例３では、ショックアブソーバ８とフロントサイドメンバ１とをピローボールジョイント１４を介して連結したため、ショックアブソーバ８に入力される熱を小さく抑えてオイルが高温となるのを抑制することができる。
【００４０】
次に、効果を説明する。
実施例３の車体変形制御装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(4),(6)に加え、以下の効果を奏する。
【００４１】
(8) ショックアブソーバ８を、サイドシル４およびフロントサイドメンバ１とピローボールジョイント１４，１４を介してそれぞれ連結したため、長期に亘って初期性能を維持でき、長期信頼性の向上を図ることができる。
【００４２】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例１〜３により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１〜３に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００４３】
例えば、実施例２では、電流値に応じて粘度を変える電磁流体を用いたショックアブソーバを例に示したが、電磁流体に代えて磁性流体を用い、磁性流体の近傍に設置した電磁石の通電状態と非通電状態とを切り替えることで、磁性流体の反力特性を変更する構成としてもよい。
また、実施例２では、操舵角センサを用いて操舵開始を検出する例を示したが、タイヤの転舵角等から操舵開始を検出してもよい。
【００４４】
実施例３では、自在継手としてピローボールジョイントを用いた例を示したが、自在継手としては任意のものを用いることができ、実施例３と同様の作用効果を得ることができる。
実施例３では、ショックアブソーバの両端にピローボールジョイントを設けた例を示したが、ショックアブソーバの少なくとも一端側にピローボールジョイントを設けた構成であれば、フロントサイドメンバとサイドシルとの車体前後方向への相対変位を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１の車体変形制御装置を適用した車体の前部構造を示す底面図である。
【図２】実施例１のショックアブソーバ８の反力特性図である。
【図３】実施例２の制御ブロック図である。
【図４】実施例３の反力発生手段の連結構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１  フロントサイドメンバ
２  サスペンションメンバ
３  フロントバンパ
４，４  サイドシル
５  フロアパネル
６  ホイールアーチ
７，７  アウトリガー
８，８  ショックアブソーバ（反力発生手段）
【図１】
2009208520.tif 000003
【図２】
2009208520.tif 000004
【図３】
2009208520.tif 000005
【図４】
2009208520.tif 000006