(57)【要約】【課題】電動パワステアリングの本来機能である操舵補助力の発生のために必要な電動パワーステアリングのモータの応答周波数は、操舵系の振動の周波数に比べて低いことから、操舵系の振動を低減させるためにはモータの仕様を変更する必要がある。【解決手段】車輪１１の仮想回転中心Ｏがアッパーアームアクスル側連結点Ａよりも車両前方に位置し、アッパーアームアクスル側連結点Ａと仮想回転中心Ｏを結ぶ直線Ｌの地面との交点Ｂから車輪中心Ｃまでの距離ｄがタイヤのニューマチックトレール最大確率密度位置に等しい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転自在に支持する車軸を有するアクスルキャリアと、
車体側の支持部から車体幅方向に配置されて前記アクスルキャリアに連結されている複数のリンク部材を備え、
前記複数のリンク部材は、
車軸上方に位置するアッパーアーム部材、車軸下方に位置する第１リンク部材、車軸下方に位置する第２リンク部材、及び車軸下方に位置し操舵力を伝達するタイロッド部材を有して構成され、
車両側面視において、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材で構成される車輪の仮想回転中心が、前記アッパーアーム部材の前記アクスルキャリアとの連結点よりも車両前方に位置し、
車両側面視において、前記アッパーアーム部材の前記アクスルキャリアとの連結点と前記仮想回転中心を結ぶ直線と地面との交点から、車輪中心までの車両前後方向距離が、前記車輪に装着されるタイヤのニューマチックトレール最大確率密度位置に等しい
ことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記アッパーアーム部材は、Ａアーム形状を有する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】
前記仮想回転中心は、前記第１リンク部材を車両幅方向外側に延長した仮想線と、前記第２リンク部材を車両幅方向外側に延長した仮想線との車両上面視における交点であることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリングにより操舵する車輪を懸架する車両のサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリングの駆動力を利用して、操舵系の振動、即ち、ステアリングホイールの振動現象（シミー）を低減する「電動パワーステアリング装置」（特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の「電動パワーステアリング装置」において、電動パワステアリングの本来機能である操舵補助力の発生のために必要な電動パワーステアリングのモータの応答周波数は、操舵系の振動の周波数に比べて低い場合があり、このような場合には、ステアリングホイールの振動現象を十分に低減できないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るサスペンション装置は、車輪の仮想回転中心がアッパーアームアクスル側連結点よりも車両前方に位置し、アッパーアームアクスル側連結点と仮想回転中心を結ぶ直線の接地点から車輪中心までの距離がタイヤのニューマチックトレール最大確率密度位置に等しいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ラック軸力を低減することにより、操舵系の振動であるシミーを低減することができるので、操舵系の振動低減のために電動パワーステアリングの駆動力を利用することなく、より確実にステアリングホイールの振動現象を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の一実施の形態に係るサスペンション装置の構成を模式的に示す斜視説明図である。
【図２】図１のサスペンション装置の構成を模式的に示す平面説明図である。
【図３】図１のサスペンション装置の構成を模式的に示す正面説明図である。
【図４】図１のサスペンション装置の構成を模式的に示す車両側方から見た側面説明図である。
【図５】仮想回転中心とアッパーアームアクスル側連結点の位置関係を車両上面から見た状態で模式的に示す説明図である。
【図６】仮想回転中心とアッパーアームアクスル側連結点の位置関係を車両側面から見た状態で模式的に示す説明図である。
【図７】ニューマチックトレールについての説明図である。
【図８】ニューマチックトレール確率分布の概要をグラフで示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るサスペンション装置の構成を模式的に示す斜視説明図である。図２は、図１のサスペンション装置の構成を模式的に示す平面説明図である。図３は、図１のサスペンション装置の構成を模式的に示す正面説明図である。
【０００９】
図１から図３に示すように、サスペンション装置１０は、車両（図示しない）に備えられた車輪１１（ここでは、前輪を一例として示す）を懸架しており、車輪１１を回転自在に支持する車軸（アクスル）１２を有するアクスルキャリア１３、車体側の支持部（図示しない）から車体幅方向に配置されてアクスルキャリア１３に連結されている複数のリンク部材、及びコイルスプリング等のバネ部材１４を備えている。なお、図において、支持部が設けられる車体は、概念表示された車体構成部１５により、模式的に示している。
【００１０】
複数のリンク部材は、アッパーリンク部材であるアッパーアーム（アッパーアーム部材）１６、ロアリンク部材である第１リンク（第１リンク部材）１７と第２リンク（第２リンク部材）１８、及びタイロッド（タイロッド部材）１９から構成されている。アッパーアーム１６は、車軸１２の上側に位置して、車体側の支持部とアクスルキャリア１３を連結し、第１リンク１７と第２リンク１８は、車軸１２の下側に位置して、車体側の支持部とアクスルキャリア１３を連結する。このアッパーアーム１６は、車体側と２箇所で支持され、車軸１２側と１箇所で連結されるＡアーム形状（図１，２参照）を有している。
【００１１】
タイロッド１９は、車軸１２の下側に位置して、ステアリングラック２０とアクスルキャリア１３を連結し、ステアリングラック２０は、ステアリングホイール２１からの回転力（操舵力）が伝達されて転舵用の軸力を発生させる。従って、タイロッド１９により、ステアリングホイール２１の回転に応じてアクスルキャリア１３に車幅方向の軸力が加えられ、アクスルキャリア１３を介して車輪１１が転舵される。
なお、バネ部材１４は、例えば、ショックアブソーバ２２と共に用いられる。
【００１２】
そして、第１リンク１７と第２リンク１８で構成される車輪１１の仮想回転中心は、アッパーアーム１６の車軸１２側との連結点である、アッパーアームアクスル側連結点との間で、以下に示す位置関係を有するように、規定されている。
図４は、図１のサスペンション装置の構成を模式的に示す車両側方から見た側面説明図である。図５は、仮想回転中心とアッパーアームアクスル側連結点の位置関係を車両上面から見た状態で模式的に示す説明図である。図６は、仮想回転中心とアッパーアームアクスル側連結点の位置関係を車両側面から見た状態で模式的に示す説明図である。
【００１３】
図４から図６に示すように、車両側面視において、第１リンク１７と第２リンク１８で構成される車輪の仮想回転中心Ｏが、アッパーアーム１６と車軸１２側（アクスルキャリア１３）との連結点であるアッパーアームアクスル側連結点Ａよりも車両前方に位置し（図４及び図５参照）、且つ、車両側面視において、アッパーアームアクスル側連結点Ａと仮想回転中心Ｏを結ぶ直線Ｌの地面との交点Ｂから車輪中心（ホイールセンタ：Ｗ／Ｃｔｒ）Ｃ迄の車両前後方向距離ｄ（図４及び図６参照）が、ホイールに装着されたタイヤのニューマチックトレール最大確率密度位置、即ち、タイヤ接地面の荷重中心位置と等しい。
なお、仮想回転中心Ｏは、第１リンク１７を車両幅方向外側に延長した仮想線と、第２リンク１８を車両幅方向外側に延長した仮想線との車両上面視における交点である（図５参照）。
【００１４】
ここで、タイヤのニューマチックトレールについて説明する。
図７は、ニューマチックトレールについての説明図である。図７に示すように、タイヤにコーナリングフォース（Ｆ）が発生すると、タイヤには、ニューマチックトレール（ε）、即ち、タイヤ接地点とタイヤ横力（Ｆ）の着力中心とのズレと共に、接地点回りのモーメントであるセルフアライニングトルク（Ｍ）が生じる。
【００１５】
ニューマチックトレール（ε）は、タイヤの回転中心Ｏｔから後方への移動として表れるが、その移動量は、走行シチュエーション（車両速度、タイヤ空気圧等）によって様々である。しかしながら、タイヤ空気圧が設計基準状態で常用領域の使用を目的とした場合、ニューマチックトレール（ε）は確率分布を持つ。
図８は、ニューマチックトレール確率分布の概要をグラフで示す説明図である。
一般的に、ニューマチックトレール（ε）は、セルフアライニングトルク（Ｍ）とコーナリングフォース（Ｆ）を用いて、以下の式で表すことができる。
Ｍ＝εＦ
【００１６】
ステアリングホイールの回転方向における振動現象（シミー）を低減するために、ステアリング系の剛性、即ち、ステアリングラックの軸力（ラック（Ｒａｃｋ）軸力）を低減させることが行われるが、ラック軸力を低減するということは、上記式において、セルフアライニングトルク（Ｍ）を小さくするということと等価である。しかしながら、コーナリングフォース（Ｆ）は操舵特性上小さくすることができないため、ニューマチックトレール（ε）を小さくしなければならない。
【００１７】
ここで、サスペンションのキャスタートレイル（ε０）は、動的なタイヤ接地点に相当するため、ニューマチックトレール（ε）とキャスタートレイル（ε０）を等しくすることにより相殺することができ、セルフアライニングトルク（Ｍ）をゼロ（Ｍ＝０）にすることができる。このことから、ニューマチックトレール最大確率密度ポイント（図８参照）とサスペンションのキャスタートレイルを等しくすることにより、ラック軸力を低減することができる。
【００１８】
以上により、ラック軸力を低減できるサスペンションのキングピン（Ｋｉｎｇ  Ｐｉｎ）位置を、予め特定することができる。
一方、操舵応答性との両立（ここでは、接地点横剛性、横力：Ｃ（タイヤの剛性）／Ｓ（タイヤの接地面におけるスリップ率））を考慮すると、キングピン位置を構成する仮想ピボット点は、車輪中心（Ｗ／Ｃｔｒ）直下に置くことが最も効率が良い。従って、ラック軸力を低減することができる、上記キングピン配置を実現させる場合、車軸１２の上側に位置するリンク部材であるアッパーアーム１６のアクスル側取付点（アッパーアームアクスル側連結点）Ａは、仮想ピボット点、即ち、仮想回転中心Ｏよりも車両後方に配置することになる。
【００１９】
上述したように、セルフアライニングトルク（Ｍ）をゼロ（Ｍ＝０）として、ラック軸力を低減すれば、高速（例えば、１２０ｋｍ／ｈ）走行時等に、車輪１１が転舵方向に振動する現象が生じた場合に、タイロッド１９を介してステアリングホイール２１が回転する現象（操舵系の振動であるシミー）を低減することができる。ここで、車輪１１が転舵方向に振動する現象としては、タイヤの回転方向の質量の不均衡（アンバランス）に起因して車輪１１が転舵方向に振動するアンバランスシミー現象や、ブレーキによる制動時に、ブレーキロータの肉厚変動に応じて制動力が変動することに起因して車輪１１が転舵方向に振動するブレーキシミー現象等がある。
【００２０】
従って、操舵系の振動低減のために電動パワーステアリングの駆動力を利用する必要が無く、電動パワーステアリングのモータの応答周波数が操舵系の振動の周波数と比べて低い場合でも適用できるため、車両への適用が容易になる。
また、アッパーアーム１６は、Ａアーム形状、即ち、車体側部材との２つの連結部とアクスルキャリアとの１つの連結部を備えつつ一体成形されているため、キングピン軸を決めるアッパーアーム１６側の位置を、物理的に決まるアクスルキャリア１３との連結部とすることができる（なお、ロアアームは、第１リンク１７と第２リンク１８の延長線の交点が仮想回転中心となる）。これにより、キングピン軸の設定が容易になる。
【００２１】
また、アッパーアーム１６は、Ａアーム形状を有することでプレス部品にすることができるので、製造コストの低減が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明により、操舵系の振動を低減させることができるサスペンション装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  サスペンション装置
１１  車輪
１２  車軸
１３  アクスルキャリア
１４  バネ部材
１５  車体構成部
１６  アッパーアーム
１７  第１リンク
１８  第２リンク
１９  タイロッド
２０  ステアリングラック
２１  ステアリングホイール
２２  ショックアブソーバ
Ａ  アッパーアームアクスル側連結点
Ｂ  地面との交点
Ｃ  車輪中心
Ｌ  直線
Ｏ  仮想回転中心
ｄ  車両前後方向距離
【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】
2010179838.tif 000009
【図８】
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