車両用懸架装置
【課題】車両の操作性を向上させること。
【解決手段】車両用懸架装置１は、車輪２を回転自在に支持する車輪支持部３と、車輪支持部３を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム７及びロアアームと、一対の屈曲アーム１２の屈曲を制御して、車輪２を転舵させるアーム制御手段と、を備えている。アッパアーム７及びロアアームのうち少なくとも一方は、屈曲可能な一対の屈曲アーム１２を有している
【解決手段】車両用懸架装置１は、車輪２を回転自在に支持する車輪支持部３と、車輪支持部３を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム７及びロアアームと、一対の屈曲アーム１２の屈曲を制御して、車輪２を転舵させるアーム制御手段と、を備えている。アッパアーム７及びロアアームのうち少なくとも一方は、屈曲可能な一対の屈曲アーム１２を有している
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアッパアーム又はロアアームを屈曲又は伸縮させることで、車輪を転舵させる車両用懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪を支持するキャリアをアッパアーム及びロアアームにより揺動可能に支持し、タイロッドを介して車輪が操舵される車両用懸架装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４７２９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、上記従来の車両用懸架装置においては、車輪が操舵される際に、車輪のホイールと、アッパアーム、ロアアーム、及びタイロッドとが干渉しないように構成される為、車輪の操舵角度は一定角度以下に制限される。したがって、車両駐車時などの車両を大きく曲げたい場合等において、車両の操作性の面で不十分となる虞がある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の操作性を向上させることができる車両用懸架装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、屈曲可能な一対の屈曲アームを有し、
前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置である。
【０００６】
この一態様によれば、アーム制御手段は一対の屈曲アームの屈曲を制御して、車輪を転舵させる。これにより、車輪をより大きな転舵角度で転舵させることができる為、車両の操作性が向上する。
【０００７】
また、この一態様において、前記アーム制御手段は、前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御するのが好ましい。これにより、車輪と路面との接地面制御を容易に行うことができる。
【０００８】
さらに、この一態様において、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を更に備え、
前記アーム制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態に基づいて、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御するのが好ましい。これにより、車両の走行状態に応じて、車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御でき、車両の走行性能が向上する。
【０００９】
この一態様において、前記屈曲アームは、例えば、回動可能な関節部を介して連結された複数のリンクを有し、
前記アーム制御手段は前記関節部の回動を制御することで、前記屈曲アームの屈曲を制御してもよい。
【００１０】
この一態様において、前記リンクは、伸縮可能に構成されており、
前記アーム制御手段は、前記リンクの伸縮を制御するのが好ましい。
【００１１】
この一態様において、前記アッパアーム及びロアアームのうち一方は、車両幅方向へ伸縮可能な伸縮アームを有し、
前記アーム制御手段は、前記伸縮アームの伸縮を制御するのが好ましい。
【００１２】
この一態様において、車両前後方向へ延在し、車両本体側部材に対して、軸周り方向へ回転可能に取り付けられたアームベースを更に備え、
前記一対の屈曲アームは、前記アームベースに対して、軸周り方向に固定され、軸直方向に可動に取り付けられているのが好ましい。これにより、一対の屈曲アームは、軸周り方向において、同一の回転角度を維持しつつ回動する。
【００１３】
この一態様において、例えば、前記アッパアーム及びロアアームのうちの一方と、車両本体側部材との間には、車両上下方向に伸縮可能な弾性要素と、該弾性要素の振動を減衰する減衰要素と、が配設されている。
【００１４】
なお、上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、伸縮可能な一対の伸縮アームを有し、
前記一対の伸縮アームの伸縮を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両の操作性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】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用懸架装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を模式的に示す概略図であり、車両内側から見た概略の斜視図である。図２は、本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両上方から見た車両平面視である。図３は、本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両後方から見た車両背面視である。なお、代表例として右側前輪に配設される車両用懸架装置１について、以下に説明する。
【００１８】
本実施例に係る車両用懸架装置１は、車輪２を回転可能に支持する車輪支持部３を備えている。車輪支持部３は、車輪２の内側に配設され、車輪２を回転駆動させ、又は回生制動するモータ３ａを有している。
【００１９】
車輪２は、アルミニュウム合金等を円筒状に形成したホイール２ａと、ホイール２ａのリム部に嵌合され、内部に空気が封入されたタイヤ２ｂと、から構成されている。なお、タイヤ２ｂは、ゴム材等からなり、円環状に形成されている。
【００２０】
モータ３ａは、ホイール２ａ内に配設されるモータハウジングと、モータハウジング内周面に配設され、コイル等からなるステータと、を有している。ステータの内側には、ステータと僅かなクリアランスを維持して、同軸心状にロータが配置されている。ロータはその両端がモータハウジングに配設された一対のベアリング（例えば、ローラベアリング）により、回転可能に軸支されている。
【００２１】
なお、モータ３ａとしては、例えば交流同期電動機が用いられている。ステータのコイルに車両本体の電源から電力が供給されると、永久磁石を保持したロータが回転させられ、ロータに接続された駆動軸が回転する。一方、モータ３ａはジェネレータとしての発電機能を有している。モータ３ａの発電時（回生時）には、ロータの回転に発電抵抗が負荷され、この負荷が車輪２の回転に対し、制動力として作用する。
【００２２】
ホイール２ａには、ディスクロータ４のハット部およびハブのハブフランジが、車両外側からこの順で、ハブボルトおよびナットにより連結されている。また、ハブにはモータ３ａの駆動軸が連結されている。なお、ハブとモータ３ａの駆動軸との間に、プラネタリギア等からなる減速機が介装されていてもよい。この減速機は、モータ３ａの駆動軸の回転を所定の減速比で減速し、ハブに伝達する。
【００２３】
車輪支持部材３はモータ３ａを収納する、略円筒状のキャリア５を有している。略円筒状のキャリア５の中心部には、ローラベアリング等のベアリングが配設され、このベアリングはモータ３ａの駆動軸を回転可能に軸支している。
【００２４】
キャリア５の上端部には、断面が略コ字状のブレーキキャリパ６が車両幅方向に摺動可能に取付けられている。コ字状のブレーキキャリパ６の内面には、ディスクロータ４の摺動面を挟み込むようにして、一対のブレーキパッドが配設されている。
【００２５】
ブレーキペダルが踏込まれると、ブレーキキャリパ６が車両幅方向に摺動し、ブレーキキャリパ６のブレーキパッドが、ディスクロータ４の摺動面に押圧される。この押圧により、ブレーキパッドとディスクロータ４の摺動面との間に摩擦力が生じ、この摩擦力によりディスクロータ４の回転が制動される。
【００２６】
また、キャリア５の上端部には、車輪２のホイール２ａを回避するように形成された、車両背面視で略逆コ字状の接続部材５ａの一端が接続されている。この接続部材５ａの他端には、ボールジョイント８を介して、車両幅方向に延在するアッパアーム７の一端が連結されている。アッパアーム７の他端は、車両本体側部材にベアリング等を介して、揺動可能に連結されている。
【００２７】
アッパアーム７の他端には、車両上下方向に延在するショックアブソーバ等の減衰要素９の一端がブッシュ等を介して連結されている。ショックアブソーバ９は、内部に油液等が流動する油路が形成されたシリンダ９ａと、シリンダ９ａ内部に摺動自在に配設されたピストン９ｂと、を有している。ショックアブソーバ９の他端は、車両本体側部材にブッシュ等を介して連結されている。なお、ブッシュは、ゴム部材等からなり、車輪２から入力される振動が車両本体側部材に伝達されるのを防止する防振機能を有している。
【００２８】
ショックアブソーバ９の外周には、路面から車輪２を介して入力される振動を吸収するコイルスプリング等の弾性要素１０が同軸状に配設されている。ショックアブソーバ９は、コイルスプリング１０の振動を減衰させる機能を有している。
【００２９】
また、アッパアーム７は、アッパアーム７の中心から車両内側寄りの支持部１１ａにおいて、タイヤハウジング１１の一部に連結されている。アッパアーム７は、支持部１１ａにおいて、回動可能に軸支されている。
【００３０】
キャリア５の下端側には、屈曲可能な一対の屈曲アーム（ロアアーム）１２の一端がボールジョイント１３を介して、連結されている。各屈曲アーム１２は、任意の方向へ回動可能な機構からなる関節部１２ａを介して、連結された２つのリンク１２ｂを有している。各屈曲アーム１２は、関節部１２ａを回動することにより、車両前後方向及び車両幅方向に屈曲可能なように構成されている。
【００３１】
なお、各屈曲アーム１２は、１つの関節部１２ａと、この関節部１２ａを介して連結される２つのリンク１２ｂを有しているが、２以上の関節部１２ａと、３つ以上のリンク１２ｂを有していてもよい。屈曲アーム１２の関節部１２ａの数を増やすことにより、屈曲アーム１２をより柔軟に屈曲させることができる。
【００３２】
一対の屈曲アーム１２の他端は、車両前後方向に延在する連結軸１４に、ベアリング等を介して連結されている。すなわち、一対の屈曲アーム１２は、連結軸１４に対して、軸直方向に可動に支持され、軸周り方向には固定されている。連結軸１４は、車両前後方向に延在するロアアームベース１５に接続されている。ロアアームベース１５は、車両本体に対して、その軸周りに回転可能に連結されている。このように構成されることで、一対の屈曲アーム１２が車両上下方向へ揺動するのに伴い、この連結軸１４及びロアアームベース１５は軸周り回動する。
【００３３】
各屈曲アーム１２の関節部１２ａには、関節部１２ａの回転角度を検出するエンコーダ・ポテンショメータ５０が夫々配設されている。また、各関節部１２ａには、関節部１２ａを任意の角度に回転させる、アクチュエータ５１が夫々配設されている。なお、アクチュエータ５１は、例えば、公知の電動モータや、油圧ポンプと油圧シリンダを組み合わせたもの等を用いて構成すればよい。
【００３４】
これらエンコーダ・ポテンショメータ５０及びアクチュエータ５１は、車両の操舵を制御する操舵ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御装置）５３に接続されている（図４）。
【００３５】
なお、操舵ＥＣＵ５３は、マイクロコンピュータから構成されており、プログラムに従って各種処理を実行するとともに、当該装置の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５３ａ、このＣＰＵ５３ａの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５３ｂ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３ｃ、タイマ、カウンタ、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）５３ｄ等を有している。これらＣＰＵ５３ａ、ＲＯＭ５３ｂ、ＲＡＭ５３ｃ、及び入出力インターフェイス５３ｄは、データバス５３ｅにより相互に接続され、相互にデータの送受信を行っている。
【００３６】
操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１に制御信号を送信することで、関節部１２ａの回転角度を制御して、一対の屈曲アーム１２の屈曲を制御する。また、操舵ＥＣＵ５３は、エンコーダ・ポテンショメータ５０により検出された関節部１２ａの回転角度に基づいて、関節部１２ａの回転角度が目標回転角度となるように、例えば、フィードバック制御を行う。
【００３７】
操舵ＥＣＵ５３は、ステアリングの操舵軸に設けられ、ステアリングの操舵角度を検出し、磁気抵抗素子等からなる操舵センサ５４が接続されている。操舵ＥＣＵ５３は、操舵センサ５４により検出された操舵角度に基づいて、関節部１２ａの目標回転角度を決定し、関節部１２ａの回転角度がこの目標回転角度となるように、アクチュエータ５１を制御する。これにより、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１により、関節部１２ａを回動させ、一対の屈曲アーム１２の屈曲を制御して、車輪２を転舵させる。
【００３８】
操舵ＥＣＵ５３には、ショックアブソーバ９に配設され、ショックアブソーバ９のストローク量を検出するストロークセンサ５５が接続されている。操舵ＥＣＵ５３は、例えば、ストロークセンサ５５により検出されたショックアブソーバ９のストローク量に基づいて、車両旋回時等におけるロール状態を判断する。
【００３９】
操舵ＥＣＵ５３は、車両のロール状態に応じて、最適な車輪２のキャンバー角度及びトー角度を予めＲＯＭ５３ｂに記憶されたテーブル、マップ等に基づいて、決定する。操舵ＥＣＵ５３は、車輪２が決定されたキャンバー角度及びトー角度となるような、関節部１２ａの目標回転角度を決定し、この目標回転角度となるように、アクチュエータ５１を制御する。
【００４０】
なお、車両背面視で、タイヤ２ｂの中心線を車両内側（ネガティブ）又は外側（ポジティブ）に傾倒させることをキャンバーといい、タイヤ２ｂの中心線と路面に対する垂直線とが成す角度をキャンバー角度という。一方、車両を上方から見たときに、タイヤ２ｂの前部を車両内側に傾けて、車両を予め内側に進ませようとする力を作用させることをトーインといい、タイヤ２ｂの前部を車両外側に傾けて、車両を予め外側に進ませようとする力を作用させることをトーアウトという。また、車両上方から見たときに、車両前後方向の軸に対して、タイヤ２ｂの中心線が成す角度をトー角度という。
【００４１】
次に、本実施例に係る車両用懸架装置１の作用について説明する。
【００４２】
操舵ＥＣＵ５３は、操舵センサ５４により検出された操舵角度に基づいて、各関節部１２ａの目標回転角度を夫々決定し、決定した目標回転角度となるように関節部１２ａのアクチュエータ５１に制御信号を送信する。アクチュエータ５１は、操舵ＥＣＵ５３から送信された制御信号に基づいて、関節部１２ａを目標回転角度となるように回転させる。関節部１２ａが回転すると、一対の屈曲アーム１２が屈曲を行い、車輪２が転舵し、又は車輪２のキャンバー角度、トー角度が設定される。
【００４３】
図５（ａ）は、車輪２が直進状態にあるときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。また、図５（ｂ）は、車輪２が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【００４４】
車輪が直進状態にあるとき、図５（ａ）に示す如く、前方側の屈曲アーム１２は略逆く字状に、後方側の屈曲アーム１２は略く字状に、屈曲した状態にある。この直進状態から、例えば、車輪２が右側に転舵される場合、図５（ｂ）に示す如く、前方側の屈曲アーム１２は、屈曲を小さくする（屈曲角度θを増加させる）。また、後方側の屈曲アーム１２は、車輪２のホイール２ａを回避しつつ、屈曲を大きくする（屈曲角度θを減少させる）。
【００４５】
さらに、アッパアーム７及び屈曲アーム１２の各リンク１２ｂにおいて、アーム長を調整することで、より大きな転舵角度（例えば、９０〜１２０度）等の任意の最大転舵角度に設定することができる。すなわち、車輪２のホイール２ｂと屈曲アーム１２との距離をより柔軟に維持できることから、車輪２のホイール２ｂと屈曲アーム１２との干渉を効率的に回避して、より大きな転舵角度（例えば、９０度〜１２０度）を確保することができる。
【００４６】
図６（ａ）は、車輪２が直進状態にあるときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。図６（ｂ）は、車輪２が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【００４７】
図６（ａ）に示す如く、アッパアーム７及び屈曲アーム１２の各リンク１２ｂのアーム長を調整して、図６（ｂ）に示す如く、例えば、車輪２の最大転舵角度を約９０度（車輪２が車両幅方向を向く）に設定することができる。これにより、車両の小回りが可能となり、例えば車両の縦列駐車、車庫入れ駐車等の駐車時、狭い路地の走行において、利便性が向上する。
【００４８】
また、操舵ＥＣＵ５３は、一対の屈曲アーム１２の関節部１２ａのアクチュエータ５１を制御して、車輪２のトー角度を制御してもよい。
【００４９】
具体的には、図５（ａ）に示す如く、車輪２の真直ぐ状態から、図５（ｂ）に示す如く、前方側の屈曲アーム１２の屈曲を小さくする（屈曲角度θを増加させる）。また、後方側の屈曲アーム１２の屈曲を大きくする（屈曲角度θを減少させる）。これにより、車輪２のトーアウト角度を増加させることができる。
【００５０】
一方、図５（ａ）に示す如く、車輪２が真直ぐ状態から、前方側の屈曲アーム１２の屈曲を大きくする（屈曲角度θを減少させる）。また、後方側の屈曲アーム１２の屈曲を小さくする（屈曲角度θを増加させる）。これにより、車輪２のトーイン角度を増加させることができる。
【００５１】
また、操舵ＥＣＵ５３は、一対の屈曲アーム１２の関節部１２ａのアクチュエータ５１を制御して、車輪２のキャンバー角度を制御してもよい。
【００５２】
図７（ａ）は、車輪２のキャンバー角度が略０となるときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。また、図７（ｂ）は、車輪２がネガティブのキャンバー角度に設定されたときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。
【００５３】
図７（ａ）に示す、車輪２のキャンバー角度が略０の状態おいて、一対の屈曲アーム１２は車両上方に屈曲角度θ１で屈曲している。この状態から図７（ｂ）に示す如く、屈曲アーム１２は、屈曲を小さくする（屈曲角度θ１を増加させる）ことで、車輪２が車両内側へ傾倒し、ネガティブのキャンバー角度が設定される。一方、図７（ａ）に示す、車輪２のキャンバー角度が略０の状態から屈曲アーム１２は、屈曲を大きくする（屈曲角度θ１を減少させる）ことで、車輪２が車両外側へ傾倒し、ポジティブのキャンバー角度が設定される。
【００５４】
以上、本実施例に係る車両用懸架装置１において、操舵ＥＣＵ５３は、一対の屈曲アーム１２のアクチュエータ５１を制御して、一対の屈曲アーム１２を屈曲させることで、車輪２を転舵させる。これにより、車輪２をより大きな転舵角度で転舵させることができる為、車両の操作性が向上する。
【００５５】
また、一対の屈曲アーム１２を屈曲させて、車輪２のキャンバー角度、及び／又はトー角度を制御することで、車輪２と路面との接地面制御を容易に行うことができる。
【００５６】
さらに、操舵ＥＣＵ５３は、ストロークセンサ５５からのストローク量に基づいて、一対の屈曲アーム１２のアクチュエータ５１を制御して、一対の屈曲アーム１２を屈曲させることで、車輪２のキャンバー角度、及び／又はトー角度を制御する。これにより、車両の走行状態に応じて、車輪２のキャンバー角度、及び／又はトー角度を最適に制御できる為、車両の走行性能が向上する。
【００５７】
なお、図１乃至図７において、車両の右側前輪に係る車両用懸架装置１について説明しているが、左側前輪に係る車両用懸架装置も、右側前輪に係る車両用懸架装置１と略同一構成、作用となる為、詳細な説明は省略する。
【００５８】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５９】
上記一実施例において、アッパアーム７は、ロア側の屈曲アーム１２と同様の一対の屈曲アームを有していてもよい。操舵ＥＣＵ５３は、アッパ側の屈曲アームの関節部１２ａに配設されたアクチュエータ５１を制御することで、アッパ側の屈曲アームの屈曲を制御する。すなわち、操舵ＥＣＵ５３は、アッパ側に配設された一対の屈曲アーム、及びロア側に配設された一対の屈曲アーム１２、の屈曲を制御することで、車輪２の転舵、キャンバー角度、及びトー角度を制御する。
【００６０】
例えば、操舵ＥＣＵ５３は、アッパ側の屈曲アームを屈曲させることで、車輪２のキャンバー角度を制御する。この場合、タイヤ２ｂは、路面との接触面を支点にして、傾倒することから、タイヤ２ｂと路面との間の抉りが少ない。この為、タイヤ２ｂの耐摩耗性が向上し、コスト低減に繋がる。なお、アッパ側の屈曲アームにおける車輪２の転舵制御及びトー角度制御は、ロア側の屈曲アーム１２の制御と略同一であることから、詳細な説明は省略する。
【００６１】
また、上記一実施例において、アッパアーム７は車両幅方向へ伸縮可能な機構を有していてもよい。アッパアーム７は、操舵ＥＣＵ５３に接続されたアクチュエータ５１によりアッパアーム７を車両幅方向へ伸縮させる。例えば、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１を制御して、アッパアーム７を縮退させることにより、車輪２のネガティブのキャンバー角度を増加させることができる。一方、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１を制御して、アッパアーム７を伸長させることにより、車輪２のポジティブのキャンバー角度を増加させることができる。
【００６２】
さらに、上記一実施例において、ロア側の屈曲アーム１２の各リンク１２ｂは、伸縮自在な機構を有していてもよい。操舵ＥＣＵ５３は、各リンク１２ｂに配設されたアクチュエータ５１を制御することで、各リンク１２ｂを伸縮させる。この場合、ロアの屈曲アーム１２の各リンク１２ｂを必要に応じて（例えば、縦列駐車等の駐車時、車両の右左折時等）、伸縮させて、より効率的に車両を転舵させることができる。より具体的には、車両直進時には、各リンク１２ｂを縮退させて、車両用懸架装置１の全体を小型化し、車両転舵時には、必要に応じて、各リンク１２ｂを伸長させて、車両の転舵角度を大きくし、操作性の向上を図る。
【００６３】
上記一実施例において、ロアアームは、一対の屈曲アーム１２を有しているが、一対の伸縮アーム２２を有していてもよい。この場合、キャリア５には車両前後方向に延在する一対の延設部２３が接続されている。この延設部２３には、ボールジョイント２４等を介して、伸縮アーム２２の一端が夫々接続されている。なお、伸縮アーム２２は、例えば、公知の電動リニアモータや、電動モータとボールネジ機構とを組み合わせたもの、油圧ポンプと油圧シリンダを組み合わせたもの等を用いて構成すればよい。
【００６４】
操舵ＥＣＵ５３は、一対の伸縮アーム２２に配設されたアクチュエータ５１を制御することで、各伸縮アーム２２の伸縮を制御する。
【００６５】
図８（ａ）は、車輪２が直進状態にあるときの一対の伸縮アーム２２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。また、図８（ｂ）は、車輪２が右側へ転舵されたときの一対の伸縮アーム２２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【００６６】
車輪２が直進状態にあるとき、図８（ａ）に示す如く、一対の伸縮アーム２２は略ハ状にある。この直進状態から、例えば、車輪２が右側に転舵される場合、図８（ｂ）に示す如く、前方側の伸縮アーム２２は、伸長する。
【００６７】
また、操舵ＥＣＵ５３はアクチュエータ５１を制御して、一対の伸縮アーム２２を伸長させることで、車輪２を車両内側へ傾倒させ、ネガティブのキャンバー角度を設定する。一方、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１を制御して、一対の伸縮アーム２２を縮退させることで、車輪２を車両外側へ傾倒させ、ポジティブのキャンバー角度を設定する。
【００６８】
上記一実施例において、車両用懸架装置１はモータ３ａにより駆動させる駆動輪に適用されているが、駆動力を有しない従動輪にも適用可能である。
【００６９】
上記一実施例において、車両用懸架装置１は車両前輪に適用されているが、車両後輪にも適用可能である。
【００７０】
上記一実施例において、操舵ＥＣＵ５３は、ストロークセンサ５５により検出されたストローク量に基づいて、車輪２のキャンバー角度及びトー角度を制御しているが、車両の横加速度等の他の走行情報に基づいて、車輪２のキャンバー角度及びトー角度を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、車輪を転舵させる車両用懸架装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を模式的に示す概略図であり、車両内側から見た概略の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両上方から見た車両平面視である。
【図３】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両後方から見た車両背面視である。
【図４】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図５】（ａ）車輪が直進状態にあるときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。（ｂ）車輪が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【図６】（ａ）車輪が直進状態にあるときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。（ｂ）車輪が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【図７】（ａ）車輪のキャンバー角度が略０となるときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。（ｂ）車輪がネガティブのキャンバー角度に設定されたときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。
【図８】（ａ）車輪が直進状態にあるときの一対の伸縮アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。（ｂ）車輪が右側へ転舵されたときの一対の伸縮アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 車両用懸架装置
２ 車輪
３ 車輪支持部
７ アッパアーム
１２ 屈曲アーム
１２ａ 関節部
１２ｂ リンク
５１ アクチュエータ
５３ 操舵ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアッパアーム又はロアアームを屈曲又は伸縮させることで、車輪を転舵させる車両用懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪を支持するキャリアをアッパアーム及びロアアームにより揺動可能に支持し、タイロッドを介して車輪が操舵される車両用懸架装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４７２９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、上記従来の車両用懸架装置においては、車輪が操舵される際に、車輪のホイールと、アッパアーム、ロアアーム、及びタイロッドとが干渉しないように構成される為、車輪の操舵角度は一定角度以下に制限される。したがって、車両駐車時などの車両を大きく曲げたい場合等において、車両の操作性の面で不十分となる虞がある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の操作性を向上させることができる車両用懸架装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、屈曲可能な一対の屈曲アームを有し、
前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置である。
【０００６】
この一態様によれば、アーム制御手段は一対の屈曲アームの屈曲を制御して、車輪を転舵させる。これにより、車輪をより大きな転舵角度で転舵させることができる為、車両の操作性が向上する。
【０００７】
また、この一態様において、前記アーム制御手段は、前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御するのが好ましい。これにより、車輪と路面との接地面制御を容易に行うことができる。
【０００８】
さらに、この一態様において、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を更に備え、
前記アーム制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態に基づいて、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御するのが好ましい。これにより、車両の走行状態に応じて、車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御でき、車両の走行性能が向上する。
【０００９】
この一態様において、前記屈曲アームは、例えば、回動可能な関節部を介して連結された複数のリンクを有し、
前記アーム制御手段は前記関節部の回動を制御することで、前記屈曲アームの屈曲を制御してもよい。
【００１０】
この一態様において、前記リンクは、伸縮可能に構成されており、
前記アーム制御手段は、前記リンクの伸縮を制御するのが好ましい。
【００１１】
この一態様において、前記アッパアーム及びロアアームのうち一方は、車両幅方向へ伸縮可能な伸縮アームを有し、
前記アーム制御手段は、前記伸縮アームの伸縮を制御するのが好ましい。
【００１２】
この一態様において、車両前後方向へ延在し、車両本体側部材に対して、軸周り方向へ回転可能に取り付けられたアームベースを更に備え、
前記一対の屈曲アームは、前記アームベースに対して、軸周り方向に固定され、軸直方向に可動に取り付けられているのが好ましい。これにより、一対の屈曲アームは、軸周り方向において、同一の回転角度を維持しつつ回動する。
【００１３】
この一態様において、例えば、前記アッパアーム及びロアアームのうちの一方と、車両本体側部材との間には、車両上下方向に伸縮可能な弾性要素と、該弾性要素の振動を減衰する減衰要素と、が配設されている。
【００１４】
なお、上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、伸縮可能な一対の伸縮アームを有し、
前記一対の伸縮アームの伸縮を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両の操作性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】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用懸架装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を模式的に示す概略図であり、車両内側から見た概略の斜視図である。図２は、本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両上方から見た車両平面視である。図３は、本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両後方から見た車両背面視である。なお、代表例として右側前輪に配設される車両用懸架装置１について、以下に説明する。
【００１８】
本実施例に係る車両用懸架装置１は、車輪２を回転可能に支持する車輪支持部３を備えている。車輪支持部３は、車輪２の内側に配設され、車輪２を回転駆動させ、又は回生制動するモータ３ａを有している。
【００１９】
車輪２は、アルミニュウム合金等を円筒状に形成したホイール２ａと、ホイール２ａのリム部に嵌合され、内部に空気が封入されたタイヤ２ｂと、から構成されている。なお、タイヤ２ｂは、ゴム材等からなり、円環状に形成されている。
【００２０】
モータ３ａは、ホイール２ａ内に配設されるモータハウジングと、モータハウジング内周面に配設され、コイル等からなるステータと、を有している。ステータの内側には、ステータと僅かなクリアランスを維持して、同軸心状にロータが配置されている。ロータはその両端がモータハウジングに配設された一対のベアリング（例えば、ローラベアリング）により、回転可能に軸支されている。
【００２１】
なお、モータ３ａとしては、例えば交流同期電動機が用いられている。ステータのコイルに車両本体の電源から電力が供給されると、永久磁石を保持したロータが回転させられ、ロータに接続された駆動軸が回転する。一方、モータ３ａはジェネレータとしての発電機能を有している。モータ３ａの発電時（回生時）には、ロータの回転に発電抵抗が負荷され、この負荷が車輪２の回転に対し、制動力として作用する。
【００２２】
ホイール２ａには、ディスクロータ４のハット部およびハブのハブフランジが、車両外側からこの順で、ハブボルトおよびナットにより連結されている。また、ハブにはモータ３ａの駆動軸が連結されている。なお、ハブとモータ３ａの駆動軸との間に、プラネタリギア等からなる減速機が介装されていてもよい。この減速機は、モータ３ａの駆動軸の回転を所定の減速比で減速し、ハブに伝達する。
【００２３】
車輪支持部材３はモータ３ａを収納する、略円筒状のキャリア５を有している。略円筒状のキャリア５の中心部には、ローラベアリング等のベアリングが配設され、このベアリングはモータ３ａの駆動軸を回転可能に軸支している。
【００２４】
キャリア５の上端部には、断面が略コ字状のブレーキキャリパ６が車両幅方向に摺動可能に取付けられている。コ字状のブレーキキャリパ６の内面には、ディスクロータ４の摺動面を挟み込むようにして、一対のブレーキパッドが配設されている。
【００２５】
ブレーキペダルが踏込まれると、ブレーキキャリパ６が車両幅方向に摺動し、ブレーキキャリパ６のブレーキパッドが、ディスクロータ４の摺動面に押圧される。この押圧により、ブレーキパッドとディスクロータ４の摺動面との間に摩擦力が生じ、この摩擦力によりディスクロータ４の回転が制動される。
【００２６】
また、キャリア５の上端部には、車輪２のホイール２ａを回避するように形成された、車両背面視で略逆コ字状の接続部材５ａの一端が接続されている。この接続部材５ａの他端には、ボールジョイント８を介して、車両幅方向に延在するアッパアーム７の一端が連結されている。アッパアーム７の他端は、車両本体側部材にベアリング等を介して、揺動可能に連結されている。
【００２７】
アッパアーム７の他端には、車両上下方向に延在するショックアブソーバ等の減衰要素９の一端がブッシュ等を介して連結されている。ショックアブソーバ９は、内部に油液等が流動する油路が形成されたシリンダ９ａと、シリンダ９ａ内部に摺動自在に配設されたピストン９ｂと、を有している。ショックアブソーバ９の他端は、車両本体側部材にブッシュ等を介して連結されている。なお、ブッシュは、ゴム部材等からなり、車輪２から入力される振動が車両本体側部材に伝達されるのを防止する防振機能を有している。
【００２８】
ショックアブソーバ９の外周には、路面から車輪２を介して入力される振動を吸収するコイルスプリング等の弾性要素１０が同軸状に配設されている。ショックアブソーバ９は、コイルスプリング１０の振動を減衰させる機能を有している。
【００２９】
また、アッパアーム７は、アッパアーム７の中心から車両内側寄りの支持部１１ａにおいて、タイヤハウジング１１の一部に連結されている。アッパアーム７は、支持部１１ａにおいて、回動可能に軸支されている。
【００３０】
キャリア５の下端側には、屈曲可能な一対の屈曲アーム（ロアアーム）１２の一端がボールジョイント１３を介して、連結されている。各屈曲アーム１２は、任意の方向へ回動可能な機構からなる関節部１２ａを介して、連結された２つのリンク１２ｂを有している。各屈曲アーム１２は、関節部１２ａを回動することにより、車両前後方向及び車両幅方向に屈曲可能なように構成されている。
【００３１】
なお、各屈曲アーム１２は、１つの関節部１２ａと、この関節部１２ａを介して連結される２つのリンク１２ｂを有しているが、２以上の関節部１２ａと、３つ以上のリンク１２ｂを有していてもよい。屈曲アーム１２の関節部１２ａの数を増やすことにより、屈曲アーム１２をより柔軟に屈曲させることができる。
【００３２】
一対の屈曲アーム１２の他端は、車両前後方向に延在する連結軸１４に、ベアリング等を介して連結されている。すなわち、一対の屈曲アーム１２は、連結軸１４に対して、軸直方向に可動に支持され、軸周り方向には固定されている。連結軸１４は、車両前後方向に延在するロアアームベース１５に接続されている。ロアアームベース１５は、車両本体に対して、その軸周りに回転可能に連結されている。このように構成されることで、一対の屈曲アーム１２が車両上下方向へ揺動するのに伴い、この連結軸１４及びロアアームベース１５は軸周り回動する。
【００３３】
各屈曲アーム１２の関節部１２ａには、関節部１２ａの回転角度を検出するエンコーダ・ポテンショメータ５０が夫々配設されている。また、各関節部１２ａには、関節部１２ａを任意の角度に回転させる、アクチュエータ５１が夫々配設されている。なお、アクチュエータ５１は、例えば、公知の電動モータや、油圧ポンプと油圧シリンダを組み合わせたもの等を用いて構成すればよい。
【００３４】
これらエンコーダ・ポテンショメータ５０及びアクチュエータ５１は、車両の操舵を制御する操舵ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御装置）５３に接続されている（図４）。
【００３５】
なお、操舵ＥＣＵ５３は、マイクロコンピュータから構成されており、プログラムに従って各種処理を実行するとともに、当該装置の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５３ａ、このＣＰＵ５３ａの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５３ｂ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３ｃ、タイマ、カウンタ、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）５３ｄ等を有している。これらＣＰＵ５３ａ、ＲＯＭ５３ｂ、ＲＡＭ５３ｃ、及び入出力インターフェイス５３ｄは、データバス５３ｅにより相互に接続され、相互にデータの送受信を行っている。
【００３６】
操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１に制御信号を送信することで、関節部１２ａの回転角度を制御して、一対の屈曲アーム１２の屈曲を制御する。また、操舵ＥＣＵ５３は、エンコーダ・ポテンショメータ５０により検出された関節部１２ａの回転角度に基づいて、関節部１２ａの回転角度が目標回転角度となるように、例えば、フィードバック制御を行う。
【００３７】
操舵ＥＣＵ５３は、ステアリングの操舵軸に設けられ、ステアリングの操舵角度を検出し、磁気抵抗素子等からなる操舵センサ５４が接続されている。操舵ＥＣＵ５３は、操舵センサ５４により検出された操舵角度に基づいて、関節部１２ａの目標回転角度を決定し、関節部１２ａの回転角度がこの目標回転角度となるように、アクチュエータ５１を制御する。これにより、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１により、関節部１２ａを回動させ、一対の屈曲アーム１２の屈曲を制御して、車輪２を転舵させる。
【００３８】
操舵ＥＣＵ５３には、ショックアブソーバ９に配設され、ショックアブソーバ９のストローク量を検出するストロークセンサ５５が接続されている。操舵ＥＣＵ５３は、例えば、ストロークセンサ５５により検出されたショックアブソーバ９のストローク量に基づいて、車両旋回時等におけるロール状態を判断する。
【００３９】
操舵ＥＣＵ５３は、車両のロール状態に応じて、最適な車輪２のキャンバー角度及びトー角度を予めＲＯＭ５３ｂに記憶されたテーブル、マップ等に基づいて、決定する。操舵ＥＣＵ５３は、車輪２が決定されたキャンバー角度及びトー角度となるような、関節部１２ａの目標回転角度を決定し、この目標回転角度となるように、アクチュエータ５１を制御する。
【００４０】
なお、車両背面視で、タイヤ２ｂの中心線を車両内側（ネガティブ）又は外側（ポジティブ）に傾倒させることをキャンバーといい、タイヤ２ｂの中心線と路面に対する垂直線とが成す角度をキャンバー角度という。一方、車両を上方から見たときに、タイヤ２ｂの前部を車両内側に傾けて、車両を予め内側に進ませようとする力を作用させることをトーインといい、タイヤ２ｂの前部を車両外側に傾けて、車両を予め外側に進ませようとする力を作用させることをトーアウトという。また、車両上方から見たときに、車両前後方向の軸に対して、タイヤ２ｂの中心線が成す角度をトー角度という。
【００４１】
次に、本実施例に係る車両用懸架装置１の作用について説明する。
【００４２】
操舵ＥＣＵ５３は、操舵センサ５４により検出された操舵角度に基づいて、各関節部１２ａの目標回転角度を夫々決定し、決定した目標回転角度となるように関節部１２ａのアクチュエータ５１に制御信号を送信する。アクチュエータ５１は、操舵ＥＣＵ５３から送信された制御信号に基づいて、関節部１２ａを目標回転角度となるように回転させる。関節部１２ａが回転すると、一対の屈曲アーム１２が屈曲を行い、車輪２が転舵し、又は車輪２のキャンバー角度、トー角度が設定される。
【００４３】
図５（ａ）は、車輪２が直進状態にあるときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。また、図５（ｂ）は、車輪２が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【００４４】
車輪が直進状態にあるとき、図５（ａ）に示す如く、前方側の屈曲アーム１２は略逆く字状に、後方側の屈曲アーム１２は略く字状に、屈曲した状態にある。この直進状態から、例えば、車輪２が右側に転舵される場合、図５（ｂ）に示す如く、前方側の屈曲アーム１２は、屈曲を小さくする（屈曲角度θを増加させる）。また、後方側の屈曲アーム１２は、車輪２のホイール２ａを回避しつつ、屈曲を大きくする（屈曲角度θを減少させる）。
【００４５】
さらに、アッパアーム７及び屈曲アーム１２の各リンク１２ｂにおいて、アーム長を調整することで、より大きな転舵角度（例えば、９０〜１２０度）等の任意の最大転舵角度に設定することができる。すなわち、車輪２のホイール２ｂと屈曲アーム１２との距離をより柔軟に維持できることから、車輪２のホイール２ｂと屈曲アーム１２との干渉を効率的に回避して、より大きな転舵角度（例えば、９０度〜１２０度）を確保することができる。
【００４６】
図６（ａ）は、車輪２が直進状態にあるときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。図６（ｂ）は、車輪２が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【００４７】
図６（ａ）に示す如く、アッパアーム７及び屈曲アーム１２の各リンク１２ｂのアーム長を調整して、図６（ｂ）に示す如く、例えば、車輪２の最大転舵角度を約９０度（車輪２が車両幅方向を向く）に設定することができる。これにより、車両の小回りが可能となり、例えば車両の縦列駐車、車庫入れ駐車等の駐車時、狭い路地の走行において、利便性が向上する。
【００４８】
また、操舵ＥＣＵ５３は、一対の屈曲アーム１２の関節部１２ａのアクチュエータ５１を制御して、車輪２のトー角度を制御してもよい。
【００４９】
具体的には、図５（ａ）に示す如く、車輪２の真直ぐ状態から、図５（ｂ）に示す如く、前方側の屈曲アーム１２の屈曲を小さくする（屈曲角度θを増加させる）。また、後方側の屈曲アーム１２の屈曲を大きくする（屈曲角度θを減少させる）。これにより、車輪２のトーアウト角度を増加させることができる。
【００５０】
一方、図５（ａ）に示す如く、車輪２が真直ぐ状態から、前方側の屈曲アーム１２の屈曲を大きくする（屈曲角度θを減少させる）。また、後方側の屈曲アーム１２の屈曲を小さくする（屈曲角度θを増加させる）。これにより、車輪２のトーイン角度を増加させることができる。
【００５１】
また、操舵ＥＣＵ５３は、一対の屈曲アーム１２の関節部１２ａのアクチュエータ５１を制御して、車輪２のキャンバー角度を制御してもよい。
【００５２】
図７（ａ）は、車輪２のキャンバー角度が略０となるときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。また、図７（ｂ）は、車輪２がネガティブのキャンバー角度に設定されたときの一対の屈曲アーム１２を示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。
【００５３】
図７（ａ）に示す、車輪２のキャンバー角度が略０の状態おいて、一対の屈曲アーム１２は車両上方に屈曲角度θ１で屈曲している。この状態から図７（ｂ）に示す如く、屈曲アーム１２は、屈曲を小さくする（屈曲角度θ１を増加させる）ことで、車輪２が車両内側へ傾倒し、ネガティブのキャンバー角度が設定される。一方、図７（ａ）に示す、車輪２のキャンバー角度が略０の状態から屈曲アーム１２は、屈曲を大きくする（屈曲角度θ１を減少させる）ことで、車輪２が車両外側へ傾倒し、ポジティブのキャンバー角度が設定される。
【００５４】
以上、本実施例に係る車両用懸架装置１において、操舵ＥＣＵ５３は、一対の屈曲アーム１２のアクチュエータ５１を制御して、一対の屈曲アーム１２を屈曲させることで、車輪２を転舵させる。これにより、車輪２をより大きな転舵角度で転舵させることができる為、車両の操作性が向上する。
【００５５】
また、一対の屈曲アーム１２を屈曲させて、車輪２のキャンバー角度、及び／又はトー角度を制御することで、車輪２と路面との接地面制御を容易に行うことができる。
【００５６】
さらに、操舵ＥＣＵ５３は、ストロークセンサ５５からのストローク量に基づいて、一対の屈曲アーム１２のアクチュエータ５１を制御して、一対の屈曲アーム１２を屈曲させることで、車輪２のキャンバー角度、及び／又はトー角度を制御する。これにより、車両の走行状態に応じて、車輪２のキャンバー角度、及び／又はトー角度を最適に制御できる為、車両の走行性能が向上する。
【００５７】
なお、図１乃至図７において、車両の右側前輪に係る車両用懸架装置１について説明しているが、左側前輪に係る車両用懸架装置も、右側前輪に係る車両用懸架装置１と略同一構成、作用となる為、詳細な説明は省略する。
【００５８】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５９】
上記一実施例において、アッパアーム７は、ロア側の屈曲アーム１２と同様の一対の屈曲アームを有していてもよい。操舵ＥＣＵ５３は、アッパ側の屈曲アームの関節部１２ａに配設されたアクチュエータ５１を制御することで、アッパ側の屈曲アームの屈曲を制御する。すなわち、操舵ＥＣＵ５３は、アッパ側に配設された一対の屈曲アーム、及びロア側に配設された一対の屈曲アーム１２、の屈曲を制御することで、車輪２の転舵、キャンバー角度、及びトー角度を制御する。
【００６０】
例えば、操舵ＥＣＵ５３は、アッパ側の屈曲アームを屈曲させることで、車輪２のキャンバー角度を制御する。この場合、タイヤ２ｂは、路面との接触面を支点にして、傾倒することから、タイヤ２ｂと路面との間の抉りが少ない。この為、タイヤ２ｂの耐摩耗性が向上し、コスト低減に繋がる。なお、アッパ側の屈曲アームにおける車輪２の転舵制御及びトー角度制御は、ロア側の屈曲アーム１２の制御と略同一であることから、詳細な説明は省略する。
【００６１】
また、上記一実施例において、アッパアーム７は車両幅方向へ伸縮可能な機構を有していてもよい。アッパアーム７は、操舵ＥＣＵ５３に接続されたアクチュエータ５１によりアッパアーム７を車両幅方向へ伸縮させる。例えば、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１を制御して、アッパアーム７を縮退させることにより、車輪２のネガティブのキャンバー角度を増加させることができる。一方、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１を制御して、アッパアーム７を伸長させることにより、車輪２のポジティブのキャンバー角度を増加させることができる。
【００６２】
さらに、上記一実施例において、ロア側の屈曲アーム１２の各リンク１２ｂは、伸縮自在な機構を有していてもよい。操舵ＥＣＵ５３は、各リンク１２ｂに配設されたアクチュエータ５１を制御することで、各リンク１２ｂを伸縮させる。この場合、ロアの屈曲アーム１２の各リンク１２ｂを必要に応じて（例えば、縦列駐車等の駐車時、車両の右左折時等）、伸縮させて、より効率的に車両を転舵させることができる。より具体的には、車両直進時には、各リンク１２ｂを縮退させて、車両用懸架装置１の全体を小型化し、車両転舵時には、必要に応じて、各リンク１２ｂを伸長させて、車両の転舵角度を大きくし、操作性の向上を図る。
【００６３】
上記一実施例において、ロアアームは、一対の屈曲アーム１２を有しているが、一対の伸縮アーム２２を有していてもよい。この場合、キャリア５には車両前後方向に延在する一対の延設部２３が接続されている。この延設部２３には、ボールジョイント２４等を介して、伸縮アーム２２の一端が夫々接続されている。なお、伸縮アーム２２は、例えば、公知の電動リニアモータや、電動モータとボールネジ機構とを組み合わせたもの、油圧ポンプと油圧シリンダを組み合わせたもの等を用いて構成すればよい。
【００６４】
操舵ＥＣＵ５３は、一対の伸縮アーム２２に配設されたアクチュエータ５１を制御することで、各伸縮アーム２２の伸縮を制御する。
【００６５】
図８（ａ）は、車輪２が直進状態にあるときの一対の伸縮アーム２２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。また、図８（ｂ）は、車輪２が右側へ転舵されたときの一対の伸縮アーム２２を示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【００６６】
車輪２が直進状態にあるとき、図８（ａ）に示す如く、一対の伸縮アーム２２は略ハ状にある。この直進状態から、例えば、車輪２が右側に転舵される場合、図８（ｂ）に示す如く、前方側の伸縮アーム２２は、伸長する。
【００６７】
また、操舵ＥＣＵ５３はアクチュエータ５１を制御して、一対の伸縮アーム２２を伸長させることで、車輪２を車両内側へ傾倒させ、ネガティブのキャンバー角度を設定する。一方、操舵ＥＣＵ５３は、アクチュエータ５１を制御して、一対の伸縮アーム２２を縮退させることで、車輪２を車両外側へ傾倒させ、ポジティブのキャンバー角度を設定する。
【００６８】
上記一実施例において、車両用懸架装置１はモータ３ａにより駆動させる駆動輪に適用されているが、駆動力を有しない従動輪にも適用可能である。
【００６９】
上記一実施例において、車両用懸架装置１は車両前輪に適用されているが、車両後輪にも適用可能である。
【００７０】
上記一実施例において、操舵ＥＣＵ５３は、ストロークセンサ５５により検出されたストローク量に基づいて、車輪２のキャンバー角度及びトー角度を制御しているが、車両の横加速度等の他の走行情報に基づいて、車輪２のキャンバー角度及びトー角度を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、車輪を転舵させる車両用懸架装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を模式的に示す概略図であり、車両内側から見た概略の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両上方から見た車両平面視である。
【図３】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置を車両後方から見た車両背面視である。
【図４】本発明の一実施例に係る車両用懸架装置のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図５】（ａ）車輪が直進状態にあるときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。（ｂ）車輪が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【図６】（ａ）車輪が直進状態にあるときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。（ｂ）車輪が右側へ転舵されたときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【図７】（ａ）車輪のキャンバー角度が略０となるときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。（ｂ）車輪がネガティブのキャンバー角度に設定されたときの一対の屈曲アームを示す図であり、車両後方から見た車両背面視である。
【図８】（ａ）車輪が直進状態にあるときの一対の伸縮アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。（ｂ）車輪が右側へ転舵されたときの一対の伸縮アームを示す図であり、車両上方から見た車両平面視である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 車両用懸架装置
２ 車輪
３ 車輪支持部
７ アッパアーム
１２ 屈曲アーム
１２ａ 関節部
１２ｂ リンク
５１ アクチュエータ
５３ 操舵ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、屈曲可能な一対の屈曲アームを有し、
前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用懸架装置であって、
前記アーム制御手段は、前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両懸架装置であって、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を更に備え、
前記アーム制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態に基づいて、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
前記屈曲アームは、回動可能な関節部を介して連結された複数のリンクを有し、
前記アーム制御手段は前記関節部の回動を制御することで、前記屈曲アームの屈曲を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項５】
請求項４記載の車両用懸架装置であって、
前記リンクは、伸縮可能に構成されており、
前記アーム制御手段は、前記リンクの伸縮を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち一方は、車両幅方向へ伸縮可能な伸縮アームを有し、
前記アーム制御手段は、前記伸縮アームの伸縮を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
車両前後方向へ延在し、車両本体側部材に対して、軸周り方向へ回転可能に取り付けられたアームベースを更に備え、
前記一対の屈曲アームは、前記アームベースに対して、軸周り方向に固定され、軸直方向に可動に取り付けられていることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうちの一方と、車両本体側部材との間には、車両上下方向に伸縮可能な弾性要素と、該弾性要素の振動を減衰する減衰要素と、が配設されていることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項９】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、伸縮可能な一対の伸縮アームを有し、
前記一対の伸縮アームの伸縮を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項１】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、屈曲可能な一対の屈曲アームを有し、
前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用懸架装置であって、
前記アーム制御手段は、前記一対の屈曲アームの屈曲を制御して、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両懸架装置であって、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を更に備え、
前記アーム制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態に基づいて、前記車輪のキャンバー角度及び／又はトー角度を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
前記屈曲アームは、回動可能な関節部を介して連結された複数のリンクを有し、
前記アーム制御手段は前記関節部の回動を制御することで、前記屈曲アームの屈曲を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項５】
請求項４記載の車両用懸架装置であって、
前記リンクは、伸縮可能に構成されており、
前記アーム制御手段は、前記リンクの伸縮を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち一方は、車両幅方向へ伸縮可能な伸縮アームを有し、
前記アーム制御手段は、前記伸縮アームの伸縮を制御することを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
車両前後方向へ延在し、車両本体側部材に対して、軸周り方向へ回転可能に取り付けられたアームベースを更に備え、
前記一対の屈曲アームは、前記アームベースに対して、軸周り方向に固定され、軸直方向に可動に取り付けられていることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうちの一方と、車両本体側部材との間には、車両上下方向に伸縮可能な弾性要素と、該弾性要素の振動を減衰する減衰要素と、が配設されていることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項９】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部を車両上下方向へ揺動可能に支持するアッパアーム及びロアアームと、を備える車両用懸架装置であって、
前記アッパアーム及びロアアームのうち少なくとも一方は、伸縮可能な一対の伸縮アームを有し、
前記一対の伸縮アームの伸縮を制御して、前記車輪を転舵させるアーム制御手段を備えることを特徴とする車両用懸架装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１１８７４９（Ｐ２００７−１１８７４９Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１２４９７（Ｐ２００５−３１２４９７）
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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