(57)【要約】      （修正有）【課題】車両用リヤサスペンション装置のコンプライアンスステアを考慮することなく変形によるトー角変化を抑制する。【解決手段】前記車軸より上側で、前記車輪支持部材と前記車体側部材とを個別に連結する第１アッパーリンク部材７７および第２アッパーリンク部材７８と、前記車軸より下側で且つ車軸より車両前後方向前側で、前記車輪側支持部材と前記車体側部材とを連結するＡアーム構成のロアリンク部材６７と、前記車軸より下側で且つ車軸より車両前後方向後側で、前記車輪側支持部材と前記車体側部材とを連結する横剛性調整リンク部材７９とを備えている。【選択図】図１６
2014124998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後輪を支持する車軸を有する車輪支持部材と車体側部材とをサスペンションリンクで連結するリヤサスペンション装置であって、
前記車軸より上側で、前記車輪支持部材と前記車体側部材とを個別に連結する第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材と、
前記車軸より下側で且つ車軸より車両前後方向前側で、前記車輪側支持部材と前記車体側部材とを連結するＡアーム構成のロアリンク部材と、
前記車軸より下側で且つ車軸より車両前後方向後側で、前記車輪側支持部材と前記車体側部材とを連結する横剛性調整リンク部材と
を備えていることを特徴とする車両用リヤサスペンション装置。
【請求項２】
ステアリングホイールと機械的に切り離された転舵輪を転舵するアクチュエータを制御してステア特性を制御するステアバイワイヤシステムで構成される転舵制御装置を備え、前記転舵制御装置を、転舵初期に所定時間ステア特性制御を停止してフロントサスペンション装置の転舵応答性により転舵し、所定時間が経過したときにステア特性制御を開始するように構成した車両に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用リヤサスペンション装置。
【請求項３】
前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールが中立位置から操舵されたときに、ステア制御の開始を所定時間遅延させる遅延制御部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両用リヤサスペンション装置。
【請求項４】
前記ロアリンク部材の前記車輪側取付点が上面視で前記第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材の車輪側取付点より車両車幅方向外側に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用リヤサスペンション装置。
【請求項５】
前記第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材は、車輪側支持点から車体側支持点に行くに従い車両上下方向の高さが低くなるように傾斜配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用リヤサスペンション装置。
【請求項６】
前記剛性調整リンク部材は、車輪側取付部および車体側取付部のブッシュ剛性を他のリンク部材のブッシュ剛性より高めたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用リヤサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪を支持する車輪支持部材と車体側部材とをサスペンションリンクで連結する車両用リヤサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用リヤアサスペンション装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、後輪を支持する車輪支持部材の上端と車体側支持部材とを連結するＡアーム構成のアッパーリンクと、前側ロアリンクおよび後側ロアリンクと、トーコントロールリンクとで構成し、アッパーリンクの車輪側取付点でなるアッパーピボット点と前側ロアリンクと後側ロアリンクとの先端側の交点でなるロアピボット点とを結ぶキングピン軸をタイヤが接地可能な分布領域内に位置するようにしたリヤサスペンション装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２６２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、リヤサスペンション装置では、転舵時に高い車体側剛性が求められるとともに、サスペンションの横剛性も高くすることが求められる。
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、アッパーリンクをＡアームで構成し、リアリンクを前側リンク部材および後側リンク部材で構成し、さらにトーコントロールリンクを設け、横力入力に対して各入力分担の関係が、後側ロアリンク＞前側ロアリンク＞トーコントロールリンクとなるように取付位置を調整して、タイヤ横力に対する仮想キングピン軸回りのモーメントを小さくするようにしている。
【０００５】
このため、特許文献１に記載の技術では、車体側剛性を向上させるためには、車体側ではサスペンションの取付点の動きを抑制するため、剛性向上を狙ってピン間バーなどの補強用の補剛性部品を追加する必要がある。また、特許文献１に記載の技術では、サスペンション横剛性を向上させるためには、横剛性と横力コンプライアンスステアとがトレードオフの関係にあるので、リンク配置やブッシュ剛性差を工夫する必要がある。
本発明の課題は、横力コンプライアンスステアを考慮することなく転舵初期時の横力に対する剛性を向上させることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用リヤサスペンション装置は、転舵初期時に、タイヤ接地面に作用する横力に対する剛性を向上させてトー角変化を抑制するように調整している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、転舵初期時にタイヤ接地面に横力が作用したときに、アッパーリンク部材およびＡアームで構成されるロアリンク部材と車軸より車両上下方向に下側に配置した横剛性調整リンクとで横力に対する剛性を向上させるとともに、横力コンプライアンスステアを低減させる。このため、リンク配置の調整、ブッシュ剛性の調整や車体側部材の補剛部品を省略することができ、リヤサスペンション装置を小型でかつ軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を適用し得る自動車の構成を示す概略図である。
【図２】フロントサスペンション装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】フロントサスペンション装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】フロントサスペンション装置の構成を模式的に示す図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図５】キングピン傾角およびスクラブ半径とラック軸力との関係を示す特性線図である。
【図６】キングピン軸の路面着地点と横力との関係を示す特性線図である。
【図７】ポジティブスクラブとした場合のセルフアライニングトルクを説明する概念図である。
【図８】アクチュエータを駆動するアクチュエータ制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図９】転舵制御部で実行する転舵制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】操舵角速度と第１遅延時間との関係を表す第１遅延時間算出マップを示す特性線図である。
【図１１】車速と第２遅延時間との関係を表す第２遅延時間算出マップを示す特性線図である。
【図１２】操舵角速度と車速との関係に基づいて設定される遅延時間を表すグラフである。
【図１３】サスペンション装置の特性を示す図であって、（ａ）はキャスター角と応答性および安定性との関係を示す図、（ｂ）はキャスタートレイルと横力低減代および直進性との関係を示す図である。
【図１４】転舵応答特性を示す図であって、（ａ）は車両の応答特性の変化を示す特性線図、（ｂ）は制御特性の切換タイミングを示す図である。
【図１５】転舵時における車体剛性、リヤサスペンション剛性、リヤサスペンションステア特性のリヤタイヤ横力への寄与率を示す特性線図である。
【図１６】リヤサスペンション装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１７】リヤサスペンション装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図１８】リヤサスペンション装置の構成を模式的に示す図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１９】リヤサスペンション装置のアライメント変化を示す図であって、（ａ）はタイヤ端ストロークとトー角変化量との関係を示す特性線図であり、（ｂ）は接地点横力とトー角変化量との関係を示す特性線図である。
【図２０】本発明に適用し得るフロントサスペンション装置の応用例１を模式的に示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）部分正面図である。
【図２１】本発明に適用し得るフロントサスペンション装置の応用例２を模式的に示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動車１の構成を示す概略図である。
図１において、自動車１は、ステアバイワイヤシステムＳＢＷを備えている。このステアバイワイヤシステムＳＢＷは、車体１Ａと、ステアリングホイール２と、入力側ステアリング軸３と、操舵角度センサ４と、操舵トルクセンサ５と、操舵反力アクチュエータ６と、操舵反力アクチュエータ角度センサ７と、転舵アクチュエータ８と、転舵アクチュエータ角度センサ９と、出力側ステアリング軸１０と、転舵トルクセンサ１１と、ピニオンギア１２と、ピニオン角度センサ１３と、ステアリングラック部材１４と、タイロッド１５と、タイロッド軸力センサ１６と、車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬと、車両状態パラメータ取得部２１と、車輪速センサ２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬと、コントロール／駆動回路ユニット２６と、メカニカルバックアップ２７とを備えている。
【００１０】
ステアリングホイール２は、入力側ステアリング軸３と一体に回転するよう構成され、運転者による操舵入力を入力側ステアリング軸３に伝達する。
入力側ステアリング軸３は、操舵反力アクチュエータ６を備えており、ステアリングホイール２から入力された操舵入力に対し、操舵反力アクチュエータ６による操舵反力を加える。
【００１１】
操舵角度センサ４は、入力側ステアリング軸３に備えられ、入力側ステアリング軸３の回転角度（即ち、運転者によるステアリングホイール２への操舵入力角度）を検出する。そして、操舵角度センサ４は、検出した入力側ステアリング軸３の回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
操舵トルクセンサ５は、入力側ステアリング軸３に設置してあり、入力側ステアリング軸３の回転トルク（即ち、ステアリングホイール２への操舵入力トルク）を検出する。そして、操舵トルクセンサ５は、検出した入力側ステアリング軸３の回転トルクをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００１２】
操舵反力アクチュエータ６は、モータ軸と一体に回転するギアが入力側ステアリング軸３の一部に形成されたギアに噛合しており、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、ステアリングホイール２による入力側ステアリング軸３の回転に対して反力を付与する。
操舵反力アクチュエータ角度センサ７は、操舵反力アクチュエータ６の回転角度（即ち、操舵反力アクチュエータ６に伝達した操舵入力による回転角度）を検出し、検出した回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００１３】
転舵アクチュエータ８は、モータ軸と一体に回転するギアが出力側ステアリング軸１０の一部に形成されたギアに噛合しており、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、出力側ステアリング軸１０を回転させる。
転舵アクチュエータ角度センサ９は、転舵アクチュエータ８の回転角度（即ち、転舵アクチュエータ８が出力した転舵のための回転角度）を検出し、検出した回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００１４】
出力側ステアリング軸１０は、転舵アクチュエータ８を備えており、転舵アクチュエータ８が入力した回転をピニオンギア１２に伝達する。
転舵トルクセンサ１１は、出力側ステアリング軸１０に設置してあり、出力側ステアリング軸１０の回転トルク（即ち、ステアリングラック部材１４を介した車輪１７ＦＲ，１７ＦＬの転舵トルク）を検出する。そして、転舵トルクセンサ１１は、検出した出力側ステアリング軸１０の回転トルクをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００１５】
ピニオンギア１２は、ステアリングラック部材１４に形成したラックと噛合しており、出力側ステアリング軸１０から入力した回転をステアリングラック部材１４に伝達する。
ピニオン角度センサ１３は、ピニオンギア１２の回転角度（即ち、ステアリングラック部材１４を介して出力される車輪１７ＦＲ，１７ＦＬの転舵角度）を検出し、検出したピニオンギア１２の回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００１６】
ステアリングラック部材１４は、ピニオンギア１２と噛合するラックを有し、ピニオンギア１２の回転を車幅方向の直線運動に変換する。本実施形態において、ステアリングラック部材１４は、前輪の車軸よりも車両前方側に位置している。
タイロッド１５は、ステアリングラック部材１４の両端部と車輪１７ＦＲ，１７ＦＬのナックルアームとを、ボールジョイントを介してそれぞれ連結している。
【００１７】
タイロッド軸力センサ１６は、ステアリングラック部材１４の両端部に設置されたタイロッド１５それぞれに設置してあり、タイロッド１５に作用している軸力を検出する。そして、タイロッド軸力センサ１６は、検出したタイロッド１５の軸力をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬは、タイヤホイールにタイヤを取り付けて構成したものである。
【００１８】
ここで、前輪（車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ）はフロントサスペンション装置１Ｂを介して車体１Ａに設置してあり、これら車輪１７ＦＲ，１７ＦＬは、タイロッド１５によってナックルアームが揺動することにより、車体１Ａに対する向きが変化する。
後輪（車輪１７ＲＲ，１６ＲＬ）はリヤサスペンション装置１Ｃを介して車体１Ａに設置してある。
【００１９】
また、車両１には車両１のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ２２が設けられ、このヨーレートセンサ２２で検出したヨーレートγをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。さらに、車両１には車両１の駆動輪となる後輪１７ＲＲおよび１７ＲＬの駆動力配分を制御する駆動力制御装置２３が設けられ、この駆動力制御装置２３で設定された左右の駆動力ＴＲ，ＴＬをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００２０】
車両状態パラメータ取得部２１は、車輪速センサ２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬから出力される車輪の回転速度を示すパルス信号を基に車速を取得する。また、車両状態パラメータ取得部２１は、車速と各車輪の回転速度とを基に、各車輪のスリップ率を取得する。そして、車両状態パラメータ取得部２１は、取得した各パラメータをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
車輪速センサ２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬは、各車輪の回転速度を示すパルス信号を、車両状態パラメータ取得部２１およびコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
【００２１】
コントロール／駆動回路ユニット２６は、自動車１全体を制御するものであり、各部に設置したセンサから入力する信号を基に、入力側ステアリング軸３の操舵反力、前輪の転舵角、あるいはメカニカルバックアップ２７の連結について、各種制御信号を、操舵反力アクチュエータ６、転舵アクチュエータ８、あるいはメカニカルバックアップ２７等に出力する。このコントロール／駆動回路ユニット２６は少なくとも前輪の転舵角をステアリングホイール２の操舵角に応じて制御する転舵制御部５０を備えている。
【００２２】
また、コントロール／駆動回路ユニット２６は、各センサによる検出値を使用目的に応じた値に換算する。例えば、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵反力アクチュエータ角度センサ７によって検出された回転角度を操舵入力角度に換算したり、転舵アクチュエータ角度センサ９によって検出された回転角度を車輪の転舵角に換算したり、ピニオン角度センサ１３によって検出されたピニオンギア１２の回転角度を車輪の転舵角に換算したりする。
【００２３】
なお、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵角度センサ４によって検出された入力側ステアリング軸３の回転角度、操舵反力アクチュエータ角度センサ７によって検出された操舵反力アクチュエータ６の回転角度、転舵アクチュエータ角度センサ９によって検出された転舵アクチュエータ８の回転角度、および、ピニオン角度センサ１３によって検出されたピニオンギア１２の回転角度を監視し、これらの関係を基に、操舵系統におけるフェールの発生を検出することができる。そして、操舵系統におけるフェールを検出すると、コントロール／駆動回路ユニット２６は、メカニカルバックアップ２７に対し、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結させる指示信号を出力する。
【００２４】
メカニカルバックアップ２７は、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結し、入力側ステアリング軸３から出力側ステアリング軸１０への力の伝達を確保する機構である。ここで、メカニカルバックアップ２７に対しては、通常時には、コントロール／駆動回路ユニット２６から、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結しない状態を指示している。そして、操舵系統におけるフェールの発生により、操舵角度センサ４、操舵トルクセンサ５および転舵アクチュエータ８等を介することなく操舵操作を行う必要が生じた場合に、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結させる指示信号が入力される。
なお、メカニカルバックアップ２７は、例えばケーブル式ステアリング機構や電磁クラッチ等によって構成することができる。
【００２５】
（フロントサスペンション装置の構成）
図２は第１実施形態に係るフロントサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す斜視図である。図３は、図２のフロントサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す平面図である。図４は、図２のフロントサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す側面図である。
本発明に適用し得るフロントサスペンション装置１Ｂとしては、例えば国際公開第２０１２／０７３４６９号パンフレットに記載されたフロントサスペンション装置を適用することができる。
【００２６】
このフロントサスペンション装置１Ｂは、図２から図４に示すように、ロアアームを構成する第１リンク３７と第２リンク３８は、車軸３２より下方に位置する車体側の支持部とアクスルキャリア３３の下端を連結する。このロアアームは、車体側と２箇所で支持され、車軸３２側と１箇所で連結されるＡアーム形状を有している（以下、ロアアームとアクスル部材３３との連結部を適宜「ロアピボット点Ｐ２」と称する。）。
そして、左右のショックアブソーバ４０の外筒間にスタビライザ４１が連結されている。このスタビライザ４１は、車両後方側の直線部４１ａが車体側部材に固定されたブラケット４２によって回動可能に支持されている。
【００２７】
タイロッド１５は、車軸３２の下側に位置して、ラック軸１４とアクスル部材３３を連結し、ラック軸１４は、ステアリングホイール２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１５により、ステアリングホイール２の回転に応じてアクスル部材３３に車幅方向の軸力が加えられ、アクスル部材３３を介して転舵輪１７ＦＲ，１７ＦＬが転舵される。
【００２８】
フロントサスペンション装置１Ｂにおいては、ステアリングホイール２の中立位置即ち転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲが直進走行状態となっている状態で、上記フロントサスペンション装置１Ｂのアッパーピボット点Ｐ１およびロアピボット点Ｐ２を結ぶキングピン軸ＫＳを、キングピン軸ＫＳの路面接地点がタイヤ接地面内に位置するようにしている。また、キャスタートレイルがタイヤ接地面内に位置するよう設定している。
【００２９】
より具体的には、本実施形態におけるフロントサスペンション装置１Ｂでは、キャスター角をゼロに近い値とし、キャスタートレイルがゼロに近づくようにキングピン軸ＫＳを設定している。これにより、転舵時のタイヤ捻りトルクを低減でき、キングピン軸ＫＳ周りのモーメントをより小さくすることができる。また、スクラブ半径はゼロ以上のポジティブスクラブとしている。これにより、転舵時のタイヤ横滑り角に対し、スクラブ半径分のキャスタートレイルが生じることから、直進性を確保することができる。
【００３０】
以下、フロントサスペンション装置１Ｂにおけるサスペンションジオメトリについて詳細に検討する。
（キングピン傾角の影響）
図５は、キングピン傾角とスクラブ半径とを軸とする座標において、ラック軸力の分布の一例を示す等値線図である。
図５においては、ラック軸力が小、中および大の３つの場合における等値線を例として示している。
タイヤ捻りトルク入力に対し、キングピン傾角が大きくなるほど、その回転モーメントが大きくなり、ラック軸力は大きくなる。したがって、キングピン傾角としては、一定の値より小さく設定することが望まれるが、スクラブ半径との関係から、例えばキングピン傾角１５度以下とすると、ラック軸力を望ましいレベルまで小さくすることができる。
【００３１】
なお、図５における一点鎖線（境界線）で囲んだ領域は、旋回の限界領域において、横力が摩擦の限界を超える値と推定できるキングピン傾角１５度より小さく、かつ、上記タイヤ捻りトルクの観点から、スクラブ半径が０ｍｍ以上の領域を示している。本実施形態では、この領域（横軸においてキングピン傾角が１５度より減少する方向で、縦軸においてスクラブ半径がゼロより増加する方向）を、より設定に適した領域としている。
具体的にスクラブ半径とキングピン傾角とを決定する場合には、例えば、図５に示すラック軸力の分布を示す等値線をｎ次曲線（ｎは２以上の整数）として近似し、上記一点鎖線で囲んだ領域の中から、ｎ次曲線の変曲点（またはピーク値）の位置によって定めた値を採用することができる。
【００３２】
（ラック軸力の最小化例）
図２〜４に示すフロントサスペンション構造において、キャスター角０度、キャスタートレイル０ｍｍ、スクラブ半径＋１０ｍｍに設定したものとすると、ラック軸力は、フロントサスペンション装置１Ｂと同方式の懸架構造で、キングピン軸に関する設定をステアバイワイヤ方式の操舵装置を備えていない構造に合わせて設定したときの比較例に対し約３０％低減することができる。
【００３３】
このように、キャスター角を０度とすることは、サスペンション剛性を向上させることができ、また、キャスタートレイル０ｍｍとすることは、キングピン軸ＫＳの路面着地点と横力との関係を示す図６において符号３で示すように、キングピン軸ＫＳの路面着地点がタイヤ接地面におけるタイヤ接地中心点（着力点）Ｏに一致させることを意味し、これにより大きな横力低減効果を向上させることができる。
【００３４】
なお、タイヤ接地中心点（着力点）Ｏを含むタイヤ接地面内のキングピン軸ＫＳの接地点が符号２および符号４である場合にも、キングピン軸ＫＳの接地点が符号１および符号５で示すようにタイヤ接地面から前後方向に外れた位置とする場合に比較して横力を小さくすることができる。特に、キングピン軸ＫＳの接地点がタイヤ接地中心点（着力点）より車両前方側とした場合の方がタイヤ接地中心点（着力点）より車両後方とした場合に比較して横力を小さく抑制することができる。
【００３５】
（ポジティブスクラブによる直進性確保）
図７は、ポジティブスクラブとした場合のセルフアライニングトルクを説明する概念図である。
図７に示すように、タイヤに働く復元力（セルフアライニングトルク）は、キャスタートレイル、ニューマチックトレイルの和に比例して大きくなる。
ここで、ポジティブスクラブの場合、キングピン軸の接地点から、タイヤ接地中心を通るタイヤの横すべり角β方向の直線に下ろした垂線の足の位置によって定まるホイールセンタからの距離εc（図１０参照）をキャスタートレイルとみなすことができる。
【００３６】
そのため、ポジティブスクラブのスクラブ半径が大きければ大きいほど、転舵時にタイヤに働く復元力（セルフアライニングトルク）は大きくなる。
本実施形態においては、キャスター角を０に近づけることによる直進性への影響を、ポジティブスクラブとすることで低減することができる。また、ステアバイワイヤ方式を採用していることから、転舵アクチュエータ８によって最終的に目的とする直進性やステア特性を確保することができる。
【００３７】
上記のようなサスペンションジオメトリとすることにより、転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡がより小さいものとなり、タイヤ捻りトルクを低減できる。
そのため、ラック軸力をより小さいものとすることができることから、キングピン軸ＫＳ周りのモーメントをより小さくでき、転舵アクチュエータ８の出力を低減することができる。また、より小さい力で車輪の向きを制御できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、キャスター角を０度、キャスタートレイルを０ｍｍとしたことに伴い、サスペンション構造上の直進性に影響が生じる可能性があるところ、ポジティブスクラブに設定することにより、その影響を軽減できる。さらに、転舵アクチュエータ８による制御と併せて、直進性を確保している。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
また、キングピン傾角を一定の範囲(１５度以下)に制限したことに対しては、転舵アクチュエータ８での転舵を行うことにより、運転者が操舵操作に重さを感じることを回避できる。また、路面からの外力によるキックバックについても、転舵アクチュエータ８によって外力に対抗できるため、運転者への影響を回避できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
【００３９】
（転舵制御部の構成）
次に、転舵アクチュエータ８を制御するコントロール／駆動回路ユニット２６における転舵制御部５０の転舵制御について図１１〜図１５を伴って説明する。
即ち、コントロール／駆動回路ユニット２６には、前述したように、トルクセンサ５で検出する入力側ステアリング軸３の操舵トルクＴｓと、車両状態パラメータ取得部２１で取得した車速Ｖと、操舵反力アクチュエータ角度センサ７で検出したアクチュエータ６の回転角θｍｉとが入力されている。
【００４０】
このコントロール／駆動回路ユニット２６には、図１に示す転舵制御部５０が設けられ、この転舵制御部５０から出力される目標転舵角指令値がアクチュエータ制御装置５４に出力されている。
転舵制御部５０は、前述した国際公開第２０１２／０７３４６９号パンフレットに記載された転舵制御部を基礎とし、これに遅延時間算出部を加えた構成としている。
【００４１】
即ち、転舵制御部５０は、図１に示すように、車速Ｖおよび回転角θｍｉが入力され、これらに基づいて転舵アクチュエータ８を駆動するための目標転舵角δ＊を算出する目標転舵角演算部５１、フロントサスペンション装置１Ｂで不足する復元力（セルフアライニングトルク）を補完して直進性を担保する直進性担保制御値δａを演算するとともに、ステアリングホイールが中立位置にある直進走行状態から操舵開始状態を検出したときに遅延時間τの間ステア特性制御を停止し、遅延時間τが経過したときにステア特性制御を開始する遅延制御部５２ａを含む転舵応答性設定部５２、ステアリングホイール２が中立位置にある状態から転舵を開始した転舵開始時に車速Ｖおよび操舵角θｓを微分した操舵角速度に基づいて遅延時間を算出する遅延時間算出部５３を備えている。
【００４２】
アクチュエータ制御装置５４は、図８に示すように、転舵角偏差Δδを算出する転舵角偏差演算部６１と、転舵モータ制御部６２と、電流偏差演算部６３とモータ電流制御部６５とを備えている。
転舵角偏差演算部６１は、転舵制御部５０から出力される目標舵角補正値δ＊ａから転舵アクチュエータ角度センサ９から出力される転舵アクチュエータ角度に基づく実転舵角δｒを減算して舵角偏差Δδを算出し、算出した舵角偏差Δδを転舵モータ制御部６２に出力する。
【００４３】
転舵モータ制御部６２は、入力される転舵角偏差Δδが零となるようにアクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの駆動指令電流ｉｍ＊を算出し、算出した駆動指令電流ｉｍ＊を電流偏差演算部６３に出力する。
電流偏差演算部６３は、入力される駆動指令電流ｉｍ＊から転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａに供給するモータ電流を検出するモータ電流検出部６４から出力されるモータ電流ｉｍｒを減算して電流偏差Δｉを算出し、算出した電流偏差Δｉをモータ電流制御部６５に出力する。
【００４４】
モータ電流制御部６５は、入力される電流偏差Δｉが零となるように、即ち、実際のモータ電流ｉｍｒが駆動指令電流ｉｍ＊に追従するようにフィードバック制御し、転舵モータ駆動電流ｉｍｒを転舵モータ８ａに出力する。
そして、転舵制御部５０は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えており、図９に示す転舵制御処理を所定時間（例えば１μｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行する。
【００４５】
この転舵制御処理は、先ず、ステップＳ１で、車速Ｖ、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓ、ヨーレートセンサ２２で検出したヨーレートγ、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴｓ等の演算処理に必要なデータを読込む。
次いで、ステップＳ２に移行して、操舵角θｓに基づいてステアリングホイール２が中立位置を保持している状態から右または左に操舵された操舵開始状態であるか否かを判定し、操舵開始状態ではないときにはステップＳ３に移行する。
【００４６】
このステップＳ３では、操舵開始制御状態であることを表す制御フラグＦが“１”にセットされているか否かを判定し、制御フラグＦが“０”にリセットされているときには、ステップＳ４に移行して、制御ゲインＧａを“１”に設定してからステップＳ５に移行する。
このステップＳ５では、車速Ｖおよび操舵角センサ４で検出した操舵角θｓが入力され、これらに基づいて目標転舵角δ＊を算出する。
【００４７】
次いで、ステップＳ６に移行して、左右の駆動輪である転舵輪１７ＲＲおよび１７ＲＬの駆動力を配分制御する駆動力制御装置２３から出力される左右輪の駆動力ＴＬおよびＴＲに基づいてコンプライアンスステア制御値Ａｃを算出する。このコンプライアンスステア制御値Ａｃの算出は、駆動力制御装置２３から出力される左右輪の駆動力ＴＬおよびＴＲとロアリンク３７および３８のブッシュの撓みに応じたコンプライアンスステア係数ａｆとに基づいて下記（１）式および（２）式の演算を行って、コンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの舵角の変化量ΔｆｌおよびΔｆｒを算出する。そして、算出した変位量ΔｆｌおよびΔｆｒの変位量差を算出して転舵角制御値としてのコンプライアンスステア制御値Ａｃ（＝Δｆｌ−Δｆｒ）を算出する。
Δｆｌ＝ａｆ・ＴＬ      …………（１）
Δｆｒ＝ａｆ・ＴＲ      …………（２）
【００４８】
次いで、ステップＳ７に移行して、車速Ｖと、ピニオン角度センサ１３で検出したピニオン角度に基づいて算出される転舵輪１７ＦＲ，１７ＦＬの実転舵角δｒと、ヨーレートセンサ２２ｂで検出したヨーレートγに基づいて下記（３）式の演算を行ってセルフアライニングトルクＴｓａを算出し、算出したセルフアライニングトルクＴｓａに所定ゲインＫｓａを乗算して直進性補正値としてのセルフアライニングトルク制御値Ａｓａ（＝Ｋｓａ・Ｔｓａ）を算出する。
【００４９】
【数１】
2014124998.tif 000003
【００５０】
ここで、εｃはキャスタートレイル、Ｋｆは前輪１輪当たりのコーナリングパワー、βは重心点滑り角、Ｌｆは重心点前輪軸間距離、Ｋｒは後輪１輪当たりのコーナリングパワー、Ｌｒは重心点後輪軸間距離、ｍは車両の質量、Ｌは前輪後輪軸間距離である。
この（３）式において、キャスタートレイルεを通常のサスペンション装置で設定されるキャスタートレイルεｃ０から本実施形態で設定するキャスタートレイルεｃ２を減算した値に設定することにより、本発明に適用するフロントサスペンション装置１Ｂで不足する補完すべきセルフアライニングトルクＴｓａを算出することができる。
【００５１】
なお、セルフアライニングトルクＴｓａは、上記（３）式によって算出する場合に限らず、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサを設け、車両の横加速度Ｇｙと車両のヨーレートγとに基づいて車両の運動方程式に基づいてヨーレートγの微分値と横加速度Ｇｙとに基づいて横力Ｆｙを算出し、この横力Ｆｙにニューマチックトレイルεｎを乗算することにより、算出することができる。
【００５２】
さらには、ステアリングホイール２の操舵角θｓと、セルフアライニングトルクＴｓａとの関係を、車速Ｖをパラメータとして実測するかまたはシミュレーションによって算出した制御マップを参照して操舵角センサ４で検出した操舵角θｓと車速Ｖとに基づいてセルフアライニングトルクＴｓａを算出することもできる。
また、前述した駆動力制御装置２３から出力される駆動力ＴＬおよびＴＲの左右の駆動力差に基づいてトルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクＴｈを推定し、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴｓから発生トルクＴｈを減じてセルフアライニングトルクＴｓａを算出することもできる。同様に、左右の駆動輪１７ＲＲ，１７ＲＬの制動力差に基づいてセルフアライニングトルクＴｓａを算出することができる。
【００５３】
次いで、ステップＳ８に移行して、操舵トルクセンサ５からの操舵トルクＴｓ、転舵アクチュエータ角度センサ９からの回転角θｍｏ、およびモータ電流検出部６１からのモータ電流ｉｍｒが入力され、車両に入力される外乱を周波数帯域毎に分離してそれぞれ推定し、これらの外乱を抑制するための外乱補償値Ａｄｉｓを算出する。この外乱補償値Ａｄｉｓの算出は、例えば特開平２００７−２３７８４０号公報に記載されているように、運転者による操舵入力である操舵トルクＴｓと転舵アクチュエータ８による転舵入力を制御入力とし、実際の操舵状態量を制御量とするモデルにおいて、前記制御入力をローパスフィルタ処理した値と、前記制御量を前記モデルの逆特性と前記ローパスフィルタ書した値との差に基づいて複数の外乱を推定演算し、各推定演算において、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を異ならせることにより、外乱を複数の周波数帯域毎に分離する。
【００５４】
次いで、ステップＳ９に移行して、下記（２）式にしたがって目標転舵角δ*と、コンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ、外乱補償値Ａｄｉｓの加算値に制御ゲインＧａを乗算した値とを加算して加算後目標転舵角δ*ａを算出する。
δ*ａ＝δ*＋Ｇａ（Ａｃ＋Ａｓａ＋Ａｄｉｓ）      …………（２）
【００５５】
次いで、ステップＳ１０に移行して、算出した加算後目標転舵角δ*ａをアクチュエータ制御装置５４に出力してから前記ステップＳ１に戻る。
また、ステップＳ２の判定結果が操舵開始状態であるときには、ステップＳ１１に移行し、ステップＳ１で読込んだ操舵角θｓを微分して操舵角速度θｓｖを算出してからステップＳ１２に移行する。
【００５６】
このステップＳ１２では、前記ステップＳ１０で算出した操舵角速度θｓｖをもとにＲＯＭ等のメモリに記憶した図１０の第１遅延時間算出マップを参照して第１遅延時間τ１を算出してからステップＳ１３に移行する。ここで、第１遅延時間算出マップは、図１０に示すように、操舵角速度θｓｖが０から所定設定値θｓｖ１までの間は第１の遅延時間τ１が例えば最小遅延時間τｍｉｎ１（例えば０．０４秒）に設定され、操舵角速度θｓｖが所定設定値θｓｖ１より増加すると、操舵角速度θｓｖの増加に応じて第１の遅延時間τ１が最大遅延時間τｍａｘ１（例えば０．０６秒）まで増加するように双曲線状の特性曲線Ｌ３１が設定されている。
【００５７】
このステップＳ１３では、ステップＳ１で読込んだ車速Ｖをもとに、ＲＯＭ等のメモリに記憶した前述した図１１の第２遅延時間算出マップを参照して第２遅延時間τ２を算出してからステップＳ１４に移行する。ここで、第２遅延時間算出マップは、図１１に示すように、特性線Ｌ３２が設定されている。この特性線Ｌ３２は、車速Ｖが０から設定車速Ｖ１までの間の低車速状態では、第２の遅延時間τ２が例えば最小遅延時間τｍａｘ２（例えば０．０７秒）を維持する線分Ｌ３２ａに設定されている。そして、車速Ｖが設定車速Ｖ１より増加すると、その増加量に比例して第２の遅延時間τ２が増加するリニアな成分Ｌ３２ｂに設定されている。さらに、車速Ｖが設定車速Ｖ１より大きい設定車速Ｖ２以上となると第２の遅延時間τ２が最大遅延時間τｍｉｎ２（例えば０．０３秒）に維持される線分Ｌ３２ｃに設定されている。
【００５８】
このステップＳ１４では、ステップＳ１１で算出した第１遅延時間τ１とステップＳ１２で算出した第２遅延時間τ２とを加算して遅延時間τ（＝τ１＋τ２）を算出し、次いでステップＳ１５に移行して、操舵開始制御状態であることを表す制御フラグＦを“１”にセットしてからステップＳ１６に移行する。また、前述したステップＳ３の判定結果が制御フラグＦが“１”にセットされているときにもステップＳ１６に移行する。
【００５９】
このステップＳ１６では、ステップＳ１４で算出した遅延時間τが経過したか否か判定し、遅延時間τが経過していないときにはステップＳ１７に移行して制御ゲインＧａを“０”に設定してから前記ステップＳ５へ移行し、遅延時間τが経過したときにステップＳ１８に移行して操舵開始制御状態フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ４へ移行する。
この図１１の処理において、ステップＳ５の処理が目標転舵角演算部５１に対応し、ステップＳ６〜Ｓ１０およびステップＳ１５〜Ｓ１８の処理が転舵応答性制御部５２に対応に対応し、このうちステップＳ１５〜Ｓ１８の処理が遅延制御部５２ａに対応し、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理が遅延時間算出部５３に対応している。
【００６０】
（転舵制御部の動作）
次に、上記転舵制御部５０の動作を図１３および図１４を伴って説明する。
今、ステアリングホイール２を中立位置に保持して直進走行しているものとする。
この直進走行状態では、転舵制御処理におけるステップＳ５で演算される目標転舵角δ＊が零となる。このため、アクチュエータ制御装置５４で制御される転舵モータ８ａによって、ラック軸１４が中立位置に制御され、タイロッド１５を介して転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬの転舵角δｒが零に制御される。
【００６１】
このとき、ステアリングホイール２が中立位置を保持して車両が直進走行状態であるので、転舵制御処理におけるステップＳ６で算出されるコンプライアンスステア制御量Ａｃも零に設定される。
また、ステアリングホイール２が中立位置を保持して直進走行しているので、ヨーレートセンサ２２で検出される車両のヨーレートγは零であり、転舵制御処理におけるステップＳ７で前記（３）式に従って算出されるセルフアライニングトルクＴｓａは、転舵角δｒが零であることにより重心点横滑り角βが零となり、ヨーレートγも零であるので、零となる。
【００６２】
また、転舵制御処理におけるステップＳ８では、外乱を抑制する外乱補償値Ａｄｉｓが算出されるが、この外乱を生じていないときには外乱補償値Ａｄｉｓも零となる。
したがって、転舵制御処理におけるステップＳ９で算出される加算後目標転舵角δ＊ａも零となり、これがアクチュエータ制御装置５４に供給される。このアクチュエータ制御装置５４では、転舵角偏差演算部６１から出力される転舵角偏差Δδも零となり、転舵モータ制御部６２から出力されるモータ電流指令値ｉｍ＊も零となる。このためモータ電流制御部６５からモータ電流ｉｍｔは出力されず、転舵モータ８ａは停止状態を維持し、ラック軸１４が中立位置を維持して転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬの転舵角δｔが“０”に制御される。
【００６３】
この直進走行状態で、転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬの少なくとも一方が轍にはまったり、マンホールの蓋を通過したりして転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬの一方が転舵されたり、ヨー角が発生したりすると、転舵制御処理におけるステップＳ７で算出されるセルフアライニングトルクＴｓａが増加する。このとき、前述したフロントサスペンション装置１Ｂのようにステアリングホイール２が中立位置にある状態でキングピン軸ＫＳがタイヤ接地面を通るように設定して転舵応答性を向上させた場合には、フロントサスペンション装置１Ｂ自体で発生するセルフアライニングトルクＴｓａが不足することになる。
【００６４】
しかしながら、本実施形態では、前述した（３）式に基づいてセルフアライニングトルクを算出するので、この（３）式におけるキャスタートレイルεｃを通常のサスペンション装置と同様の値に設定しておくことにより、算出されるセルフアライニングトルクＴｓａはキャスタートレイルεｃに対応した値を算出することができる。そして、算出したセルフアライニングトルクＴｓａにゲインＫｓａを乗算して、直進性補正値Ａｓａを算出する（ステップＳ７）。このとき、直進走行状態であるのでステップＳ２からステップＳ３を経てステップＳ４に移行し、ゲインＧａが“１”に設定される。このため、ステップＳ９で、直進性補正値Ａｓａが目標転舵角δ＊に加算される。このため、目標転舵角δ＊が直進性補正値Ａｓａで補正されることにより、アクチュエータ制御装置７３で転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａが駆動制御されて、セルフアライニングトルクＴｓａに相当する転舵トルクを発生させ、これがラック軸１４およびタイロッド１５を介して転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬに伝達される。
【００６５】
このため、転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬでセルフアライニングトルクＴｓａを発生させて、フロントサスペンション装置１Ｂへのセルフアライニングトルク不足を補完して車両の直進性を担保することができる。
ところが、ステアリングホイール２を中立位置に保持した直進走行状態を維持している状態からステアリングホイール２を右（または左）に操舵する状態となると、転舵制御処理におけるステップＳ２で直進走行状態からの操舵による旋回状態への移行が検出される。
【００６６】
このため、ステップＳ２からステップＳ１１に移行して、操舵角速度θｓｖに基づいて第１遅延時間τ１を算出し、次いで車速Ｖに基づいて第２遅延時間τ２を算出し（ステップＳ１２）、両者を加算して遅延時間τを算出する（ステップＳ１３）。次いで、操舵開始状態フラグＦを“１”にセットし（ステップＳ１４）、遅延時間τが経過するまでの間制御ゲインＧａが“０”に設定される（ステップＳ１６）。
【００６７】
このため、制御ゲインＧａが“０”であるので、ステップＳ９で算出される加算後目標転舵角δ＊ａが目標転舵角δ＊のみの値となり、目標転舵角δ＊に対するステア特性制御が図１４（ｂ）で実線図示のように停止される。
このため、目標転舵角δ＊がそのままアクチュエータ制御装置５４に供給される。したがって、目標転舵角δ＊に一致するように転舵モータ８ａが回転駆動される。この間、コンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａおよび外乱補償値Ａｄｉｄを加える直進性担保を担保するステア特性制御が停止される。
【００６８】
したがって、初期応答期間Ｔ１では、キングピン軸ＫＳの路面接地点がタイヤの接地面内の接地中心位置より車両前後方向の前方側に設定され、且つキャスター角が零に近い値に設定されたフロントサスペンション装置１Ｂによる転舵が開始される。
このとき、フロントサスペンション装置１Ｂのキャスター角が零に設定されている。このキャスター角と転舵応答性と操縦安定性との関係は、図１３（ａ）に示すように、キャスター角が零であるときには転舵応答性が高い状態をとなるが、操縦安定性を確保することはできない、即ち、キャスター角に対する転舵応答性と操縦安定性とはトレードオフの関係が存在する。
【００６９】
このため、中立位置から操舵を開始した初期状態では、ステアバイワイヤ制御による車両の直進性を担保するステア特性制御は実行されないことにより、この初期転舵をフロントサスペンション装置１Ｂが賄うことになる。
この初期応答期間Ｔ１では、フロントサスペンション装置１Ｂは、上述したように、キャスター角が零に近い値であり、転舵応答性が高いので、図１４（ａ）で実線図示の特性線Ｌ１で示すように、一点鎖線図示の特性線Ｌ２で示す一般的なステアバイワイヤ形式の操舵系を有する車両における転舵応答特性（ヨーレート）より高い転舵応答特性（ヨーレート）とすることができる。このとき、運転者のステアリングホイール２の操舵による操舵角変化に対応した転舵角変化となるので、運転者に違和感を与えることはない。
【００７０】
ところが、フロントサスペンション装置１Ｂによる転舵応答性のみで初期応答期間Ｔ１を越えて転舵を継続すると、図１４（ａ）で破線図示の特性線Ｌ３のように中期応答期間Ｔ２および後期応答期間Ｔ３で操舵による車両の転舵応答性が敏感になる。また、中期応答期間Ｔ２から後期応答期間Ｔ３に掛けての車両の内側への巻き込み現象が大きくなってしまう。
【００７１】
このため、上記第１の実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、遅延時間τが経過する初期応答期間Ｔ１の経過後に、ステップＳ２からステップＳ３を経てステップＳ４に移行して、制御ゲインＧａが“１”に設定され、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａおよび外乱補償値Ａｄｉｓによる目標転舵角δ＊に対する直進性を担保するステア特性制御がステップ状に開始される。このため、フロントサスペンション装置１Ｂによる車両の転舵応答性を抑制して車両のふらつきを抑制するとともに、図１３（ｂ）で点線図示のように、ステアバイワイヤ制御によってフロントサスペンション装置１Ｂの直進性を補完して、操縦安定性を確保することができる。
【００７２】
その後、中期応答期間Ｔ２が終了する例えば０．３秒経過後には、転舵制御部５０によるステア特性制御により一般的な車両の転舵応答特性に比較しても転舵応答特性をより抑制してアンダーステア傾向とすることができる。これにより、図１４（ａ）で実線図示の特性線Ｌ１で示すように、操縦安定性を向上させることができ、特性線Ｌ１で示す理想的な車両の転舵応答特性を実現することができる。
【００７３】
また、転舵制御処理におけるステップＳ２で操舵開始状態を検出したときに、操舵角速度θｓｖに基づいて第１遅延時間τ１を算出し、車速Ｖに基づいて第２遅延時間τ２を算出し、両者を加算して遅延時間τを算出する。
そして、算出した遅延時間τに基づいて制御ゲインＧａを決定するので、前述した第３実施形態と同様に車速Ｖおよび操舵角速度θｓｖに基づいて転舵状態に応じた最適な遅延時間τを設定することができる。
【００７４】
したがって、図１２に示すように、低車速領域では、直進性を担保するステア特性制御の開始が遅くなるので、フロントサスペンション装置１Ｂで設定される高応答性の転舵応答性で機敏な操舵状態を得ることができる。また、中速領域では、直進を担保するステア特性制御の開始が中庸の範囲となって、適度な操舵応答性の操舵状態を得ることができる。さらに、高速領域では、直進性を担保するステア特性制御の開始が速くなるので、フロントサスペンション装置１Ｂで設定される高応答性の転舵応答性が早めに抑制されて安定性の良い操舵状態を得ることができる。
【００７５】
なお、遅延時間τは上述したように、第１の遅延時間τ１および第２の遅延時間τ２を加算して算出する場合に限らず、第１の遅延時間τ１または第２の遅延時間τ２のみを遅延時間として設定するようにしてもよい。この場合には、遅延時間τ１またはτ２を算出する図１０および図１１に示す遅延時間算出マップの遅延時間設定範囲を例えば０．７〜０．１３の範囲で設定することが好ましい。
【００７６】
このように、フロントサスペンション装置１Ｂでは、転舵開始時の転舵応答性を高めた構成とし、これによって低下するセルフアライニングトルク（復元力）を転舵制御部５０で補完して、車両の直進性を担保することができるとともに、転舵制御部５０で車両のステア特性を制御する。
そして、転舵初期の遅延時間τが経過するまでの間で転舵制御部５０によるステア特性制御が停止され、フロントサスペンション装置１Ｂの高い転舵応答性で転舵を行い、遅延時間τが経過した後に転舵制御部５０によるステア特性制御が開始されてフロントサスペンション装置１Ｂを含めた車両のステア特性が制御される。
【００７７】
このような転舵応答性制御を行う結果、リヤサスペンション装置１Ｃでは、車体剛性、リヤサスペンション剛性及びリヤサスペンションステア特性とリヤタイヤ横力への寄与率の関係は、図１５に示すように、転舵開始から遅延時間τが経過するまでの転舵初期時には、車体剛性の寄与率が圧倒的に高く、この車体剛性とリヤサスペンション剛性とでリヤタイヤ横力への寄与率を全て賄うことになる。その後、遅延時間τが経過すると、車体剛性のリヤタイヤ横力への寄与率が急激に低下するとともに、リヤサスペンション剛性のリヤタイヤ横力への寄与率も徐々に低下し、これら寄与率の低下分を転舵制御部５０によるステア特性制御によりサスペンションステア特性の寄与率を増加させて補完することになる。このリヤタイヤ横力の寄与率の関係からリヤサスペンション装置１Ｃの構成を以下述べるように構成している。
【００７８】
（リヤサスペンション装置の構成）
図１６は、リヤサスペンション装置１Ｃの構成を模式的に示す斜視図である。図１７はリヤサスペンション装置１Ｃの構成を模式的に示す部分平面図である。図１８はリヤサスペンション装置１Ｃの構成を模式的に示す図であって、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は部分側面図である。
【００７９】
図１６から図１８に示すように、リヤサスペンション装置１Ｃは、ホイールハブＷＨに取り付けられた車輪１７ＲＲ，１ＲＦＬを懸架しており、車輪１７ＲＲ，１７ＲＬを回転自在に支持する車軸（アクスル）７２を有する車輪支持部材としてのアクスルキャリア７３、車体側の支持部から車体幅方向に配置されてアクスルキャリア７３に連結する複数のリンク部材、コイルスプリング等のバネ部材７４、およびショックアブソーバ７５を備えている。
【００８０】
複数のリンク部材は、Ａアームで構成されるロアリンク部材７６、アップリンク部材を構成する前側アッパーリンク（第１アッパーリンク部材）７７および後側アッパーリンク（第２アッパーリンク部材）７８、横剛性調整リンク（横剛性調整リンク部材）７９、アクスルシャフト８０、ストラット（バネ部材７４およびショックアブソーバ７５）８１、およびスタビライザ８２から構成されている。
【００８１】
本実施形態において、リヤサスペンション装置１Ｃはストラット式のサスペンションであり、バネ部材７４およびショックアブソーバ７５が一体となったストラットＳＴの上端が、車軸３２より上方に位置する車体側の支持部に連結されている。
ロアリンク部材７６は、車輪側取付点７６ａから車両前後方向の前方側に斜めに延長する第１リンク７６ｂと、車輪側取付点７６ａから車両車幅方向内側に延長する第２リンク７６ｃと、第１リンク７６ｂおよび第２リンク７６ｃの車体側取付点７６ｄおよび７６ｅ間を結ぶ第３リンク７６ｆとで構成されている。
【００８２】
そして、ロアリンク部材７６の車輪側取付点７６ａがアクスルキャリア７３から車両前後方向前側に延長する取付片７３ａの前端に取付けられている。したがって、ロアリンク部材７６は、車軸７２より下側に配置され、且つ車輪側取付点７６ａがアクスルキャリア７３に対して車軸３２より車両前後方向前側に取付けられている。このロアリンク部材７６の車輪側取付点７６ａがロアピボット点ＬＰとなる。しかも、ロアリンク部材７６の車輪側取付点７６ａ即ちロアピボット点ＬＰが、図１８（ａ）に示すように、他のリンク部材７７〜７９の車輪側取付点７７ａ〜７９ａよりも車両幅方向外側となるように設定されている。
また、第１リンク７６ｂの車体側取付点７６ｄが第２リンク７６ｃの車体側取付点７６ｅに対し車両上下方向上方に配置され、第３リンク７６ｆは図１８（ｂ）に示すように、後ろ下がりに傾斜している。
【００８３】
アッパーリンク部材を構成する第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８は、車軸３２より上側でアクスルキャリア７３に形成された取付片７３ｂおよび７３ｃに個別に取付けられている。ここで、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８は、図１８（ａ）で特に明らかなように、第２アッパーリンク７８の長さが第１アッパーリンク７７の長さより長く設定され、両リンク７７および７８とも車輪側取付点７７ａおよび７８ａから下側に傾斜延長されている。即ち、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８が、車輪側支持点７７ａおよび７８ａから車体側支持点７７ｂおよび７８ｂに行くに従い車両上下方向の高さが低くなるように傾斜配置されている。
【００８４】
また、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８の車輪側取付位置は、第１アッパーリンク７７のアクスルキャリア７３に対する車輪側取付点７７ａが、図１８（ｂ）に示すように、第２アッパーリンク７８のアクスルキャリア７３に対する車輪側取付点７８ａより車両前後方向でやや前方側で車両上下方向上方側に取付られている。
したがって、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８の車輪側取付点７７ａおよび７８ａがアクスルキャリア７３の車軸３２より上方側で個別に取付けられている。
【００８５】
さらに、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８の車体側取付点は、図１７および図１８（ａ），（ｂ）に示すように、第１アッパーリンク７７の車体側取付点７７ｂが車軸３２より車両前後方向の前方側で車体に取付けられ、第２アッパーリンク７８の車体側取付点７８ｂが車軸３２より車両前後方向の後方側で且つ第１アッパーリンク７７の車体側取付点７７ｂより高い位置に取付られている。
【００８６】
そして、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８の車両車幅方向外側への延長線上の平面視での交点が仮想アッパーピボット点ＵＰとなる。
この仮想アッパーピボット点ＵＰと前述したロアピボット点ＬＰとを結ぶ線がキングピン軸ＫＳとなり、このキングピン軸ＫＳのキングピン傾角が、図１８（ａ）に示すように、垂直に近い例えば６度程度に設定されている。
【００８７】
一方、横剛性調整リンク７９は、図１７および図１８（ｂ）に示すように、車軸７２より下側でストラット８１の車両前後方向後方側を通って車両車幅方向内輪側に延長されている。この横剛性調整リンク７９の車輪側取付点７９ａはアクスルキャリア７３の下後方に延長する取付片７３ｃの先端に取付けられている。そして、横剛性調整タンク７９は、図１８（ａ）に示すように、車輪側取付点７９ａから下側で車幅方向内側に斜めに延長し、先端の車体側取付点７９ｂがロアリンク部材７６の車体側取付点７６ｄと略一致する高さで車体側部材（図示せず）に取付けられている。さらに、横剛性調整リンク７９の車輪側取付部７９ａおよび車体側取付部７９ｂのブッシュ剛性を他のリンク部材のブッシュ剛性より高めて車輪１７ＲＲＰ１７ＲＬのトー変化を抑制している。
【００８８】
（リヤサスペンション装置の作用）
本実施形態のリヤサスペンション装置１Ｃでは、アッパーリンク部材を２本のＩ型リンクでなる第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８で構成することにより、アクセルキャリア３３に連結する車輪側取付点７７ａおよび７８ａより車幅方向外側で仮想アッパーピボット点ＵＰを形成することができる。
これに対して、ロアリンク部材７６は、ロアピボット点ＬＰとなる車輪側取付点７６ａが車両上面視においてホイールセンタよりも車両前後方向前側で、車両前面視において他のリンクよりも車幅方向外側に配置されている。
【００８９】
このため、仮想アッパーピボット点ＵＰとロアピボット点ＬＰとを結ぶ線がキングピン軸ＫＳとなる。ここで、仮想アッパーピボット点ＵＰが第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８の車輪側取付点７７ａおよび７８ａより車幅方向外側に形成されるため、車両前面視におけるキングピン傾角は垂直に近い立った状態となる。
したがって、タイヤ接地面中心を着力点とする横力が発生したとき、この横力をロアリンク部材７６と横剛性調整リンク７９とで分散して受けることができる。このとき、アクスルキャリア７３が横力によってキングピン軸ＫＳ回りに回転するが、ロアリンク部材７６は車輪側取付点７６ａがロアピボット点ＬＰとなっているため、回転モーメントに対しては抗力を発生しない。
【００９０】
しかしながら、横剛性調整リンク７９の車輪側取付点７９ａが車軸３２の中心より車両前後方向後方に配置されているので、この横剛性調整リンク７９で横力による回転モーメントを受けることができる。このため、横剛性調整リンク７９の車輪側取付点７９ａおよび車体側取付点７９ｂに配置するブッシュ剛性を他のリンクのブッシュ剛性より硬くすることにより、タイヤ横力に対する、横剛性およびトー剛性を向上させることができるとともに、リヤサスペンション装置１Ｃの横力コンプライアンスステアを小さくすることができる。この結果、横力発生時の車輪１７ＲＲおよび１７ＲＬのトー角変化を抑制することができる。
【００９１】
また、上記リヤサスペンション装置１Ｃでは、図１８（ｂ）に示すように、車両側面視で、ロアリンク部材７６の車輪側取付点７６ａ（ロアピボット点ＬＰ）、アッパーリンク７７および７８の仮想アッパーピボット点ＵＰおよび横剛性調整リンク７９の車輪側取付点７９ａを線で結ぶと二点鎖線図示の三角形が形成される。そして、アッパーリンク７７および７８が車幅方向内側で且つ下側に傾斜しているので、仮想アッパーピボット点ＵＰは、アッパーリンク７７および７８の車輪側取付点７７ａおよび７８ａよりも車両上下方向上方に存在する。
【００９２】
したがって、上述した三角形の車両上下方向の距離は、アッパーリンク７７および７８の車輪側取付点７７ａおよび７８ａよりも長くなる。このため、車輪１７ＲＲおよび１７ＲＬのタイヤ接地面の中心位置に横力が作用されたときのキャンバー方向の剛性を大きくすることができる。
また、車輪１７ＲＲおよび１７ＲＬがバウンドしてリヤサスペンション装置１Ｃがストロークした場合に、第２アッパーリンク７８の長さが第１アッパーリンク７７より長く、第２アッパーリンク７８の傾斜が第１アッパーリンク７７の傾斜より緩やかである。このため、第２アッパーリンク７８の車輪側取付点７８ａの車幅方向内側への移動量は、第１アッパーリンク７７の車輪側取付点７７ａの車幅方向内側への移動量より小さくなる。
【００９３】
したがって、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８によって形成される仮想アッパーピボット点ＵＰの車幅方向内側への移動量は、第１アッパーリンク７７および第２アッパーリンク７８の車輪側取付点７７ａおよび７８ａの車幅方向内側への移動量より小さくすることができる。
この結果、図１８（ａ）に示すように、車両前面視においてキングピン軸ＫＳのキングピン傾角の変化が少なくなり、キャンバー角変化を抑制することができる。
【００９４】
以上のように本実施形態によるリヤサスペンション装置１Ｃでは、横剛性、前後剛性、キャンバー剛性、ワインドアップ剛性、トー剛性といった各種剛性を一般車の５〜７倍に高めることができる。しかも、ホイール端ストロークに対するトー角変化量は、図１９（ａ）に示すように、バウンド側およびリバウンド側の双方で僅かなトー角変化に抑制することができる。また、接地点横力に対するトー角変化量も図１９（ｂ）に示すように外引き側および内引き側の双方で略変化しない状態とすることができる。
しかも、上記各剛性を向上させるために、車体側部材にピン間バーなどの補剛部品を追加する必要がないとともに、横力コンプライアンスステアの変化を小さくしているので、横力コンプライアンスステアと横剛性とのトレードオフが生じることがなく、リンク配置やブッシュ剛性差を細かく設計する必要もない。
【００９５】
そして、前述したように、転舵制御部５０によって、ステアリングホイール２が中立状態である車両の直進走行状態からステアリングホイール２を右または左に操舵する操舵開始状態となったときに、遅延時間τ分ステア特性制御を中断してフロントサスペンション装置１Ｂの転舵応答性によって転舵を開始する初期転舵時に、前述した図１５に示すように、リヤサスペンション装置１Ｃにおけるリヤサスペンション剛性のリヤタイヤ横力への寄与率が一番多くなるが、上述したように、リヤサスペンション装置１Ｃで十分な横剛性、トー剛性、キャンバー剛性を発揮することができ、十分なリヤサスペンション剛性を確保することができる。そして、遅延時間τが経過して初期転舵期間が終了した後には前述したように転舵制御部５０によるステア制御が開始されるので、このステア制御によってコンプライアンスステア補正やセルフアライニングトルク補正、外乱補正が行われ、図１５で必要とされるリヤサスペンションステア特性については転舵制御部５０で制御される。
【００９６】
（第１実施形態の効果）
（１）後輪を支持する車軸を有する車輪支持部材と車体側部材とをサスペンションリンクで連結するリヤサスペンション装置であって、前記車軸より上側で、前記車輪支持部材と前記車体側部材とを個別に連結する第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材と、前記車軸より下側で且つ当該車軸より車両前後方向前側で、前記車輪側支持部材と前記車体側部材とを連結するＡアーム構成のロアリンク部材と、前記車軸より下側で且つ車軸より車両前後方向後側で、前記車輪側支持部材と前記車体側部材とを連結する横剛性調整リンク部材とを備えている。
【００９７】
このため、第１アッパーリンク部材および第２のアッパーリンク部材による仮想アッパーピボット点を車両車幅方向外側に設定することが可能となり、ロアリンク部材の車輪側取付点を調整することにより、キングピン軸のキングピン傾角を垂直に近い状態とすることができる。このため、タイヤ横力が発生したときのキングピン軸回りの回転モーメントを小さくしてキングピン傾角が大きい場合に比較して小さくすることできる。このときの回転モーメントは横剛性調整リンクによって受けることができ、トー剛性を向上させことができるとともに、横力コンプライアンスステアを小さくすることができる。
【００９８】
また、第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材を個別にアクスルキャリアに連結することにより、車輪のバウンドおよびリバウンド時の仮想アッパーピボット点の車両車幅方向内側への移動量を小さくして仮想アッパーピボット点を車両車幅方向外側に維持してキングピン傾角の変化を抑制し、キャンバー角変化を抑制することができるとともに、キャンバー方向の剛性を向上させることができる。
【００９９】
さらに、Ａアーム構成のロアリンク部材を配置することで、リンクの横力分担を分散することができ、横剛性を向上することができる。
さらに、ロアリンク部材、第１アッパーリンク部材、第２アッパーリンク部材および横剛性調整リンク部材を支持する車体側部材に補剛部品を追加する必要がないとともに、横剛性と横力コンプライアンスステアとのトレードオフを考慮する必要がないので、リンク配置の自由度を向上させることができるとともに、ブッシュ剛性の細かな調整を必要とせず、リヤサスペンション装置を軽量、小型化することができる。
【０１００】
（２）ステアリングホイールと機械的に切り離された転舵輪を転舵するアクチュエータを制御してステア特性を制御するステアバイワイヤシステムで構成される転舵制御装置を備え、前記転舵制御装置を、転舵初期に所定時間ステア特性制御を停止してサスペンション装置の転舵応答性により転舵し、所定時間が経過したときにステア特性制御を開始するように構成した車両にリヤサスペンション装置が搭載されている。
【０１０１】
このような車両では、転舵時のステア特性をステアバイワイヤシステムで構成される転舵制御装置で制御するが、転舵初期時に転舵制御装置が所定時間ステア特性制御を停止したときに必要なリヤサスペンション装置のサスペンション剛性を確保すればよく、転舵初期時の所定時間を経過した後は転舵制御装置によってリヤサスペンション装置のステア特性を制御することができる。
【０１０２】
（３）転舵制御装置は、前記ステアリングホイールが中立位置から操舵されたときに、ステア制御の開始を所定時間遅延させる遅延制御部を備えている。
この構成によると、遅延制御部で、ステア特性制御の開始を遅らせるので、遅延制御を正確に行い、初期転舵応答特性をフロントサスペンション装置自体の高転舵応答性とすることができる。このとき、遅延時間τを車速及び操舵角速度の少なくとも一方に基づいて設定することにより、走行状況に応じた最適な遅延時間を設定することができる。
【０１０３】
（４）前記ロアリンク部材の前記車輪側取付点が上面視で前記第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材の車輪側取付点より車両車幅方向外側に設定されている。
この構成によると、ロアリンク部材の車輪側取付点がロアピボット点となるので、第１アッパーリンク部材および第２のアッパーリンク部材との仮想アッパーピポット点を結ぶキングピン軸のキングピン傾角を垂直に近い立った状態に設定することができる。
【０１０４】
（５）前記第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材は、車輪側支持点から車体側支持点に行くに従い車両上下方向高さが低くなるように傾斜配置されている。
この構成によると、第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材の車輪側の延長線の交点でなる仮想アッパーピボット点が第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材の車輪側取付点より車両上下方向の上方に位置することになり、タイヤ横力が発生したときの横剛性を向上させることができる。
【０１０５】
（６）前記剛性調整リンク部材は、車輪側取付部および車体側取付部のブッシュ剛性を他のリンク部材のブッシュ剛性より高めている。
この構成によると、剛性調整リンク部材で、タイヤ横力が発生したときのキングピン軸回りの回転モーメントを確実に受けることができとともに、タイヤ横力の分担分を増やして横構成およびトー剛性を向上させることができるとともに、リヤサスペンション装置のコンプライアンスステアを小さく抑制することができる。
【０１０６】
（応用例１）
なお、上記第１の実施形態では、フロントサスペンション装置１ＢとしてＡアーム形状を有する２本の第１リンク３７および第２リンク３８で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。即ち、図２０で模式的に示すように、ロアアームを２本のＩ型リンクで構成されるトランスバースリンク９１とコンプレッションリンク９２とで構成し、トランスバースリンク９１とコンプレッションリンク９２とを車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ近傍で互い交差させるように配置するようにしてもよい。
【０１０７】
（応用例１の効果）
フロントサスペンション装置１Ｂを図２０のように構成することにより、上面視でトランスバースリンク９１とコンプレッションリンク９２との交点が仮想ロアピボット点ＬＰとなるので、仮想ロアピボット点ＬＰを車輪１７ＦＲ，１７ＦＬより車両車幅方向内側に設定することができる。このため、仮想ロアピボット点ＬＰを通るキングピン軸ＫＳをステアリングホイール２が中立位置にある状態でタイヤ接地面内を通り、且つポジティブスクラブに設定することができる。
【０１０８】
同様に、フロントサスペンション装置１Ｂのロアアームを、図２１に示すように、互いに交差するトランスバースリンク９３とテンションリンク９４とで構成するようにしても上記と同様の効果を得ることができる。
さらに、上記実施形態では、転舵制御部５０で図９に示す転舵制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、目標転舵角演算部５１、遅延制御部を含む転舵応答性設定部５２、遅延時間算出部５３をハードウェアで構成することもできる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…自動車、１Ａ…車体、１Ｂ…フロントサスペンション装置、１Ｃ…リヤサスペンション装置、２…ステアリングホイール、３…入力側ステアリング軸、４…ハンドル角度センサ、５…操舵トルクセンサ、６…操舵反力アクチュエータ、７…操舵反力アクチュエータ角度センサ、８…転舵アクチュエータ、９…転舵アクチュエータ角度センサ、１０…出力側ステアリング軸、１１…転舵トルクセンサ、１２…ピニオンギア、１３…ピニオン角度センサ、１４…ステアリングラック部材、１５…タイロッド、１６…タイロッド軸力センサ、１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬ…車輪、２１…車両状態パラメータ取得部、２２…ヨーレートセンサ、２３…駆動力制御装置、２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬ…車輪速センサ、２６…駆動回路ユニット、２７…メカニカルバックアップ、３２…車軸、３３…アクスルキャリア、３７…第１リンク、３８…第２リンク、５０…転舵制御部、５１…目標転舵角演算部、５２…転舵応答性設定部、５２ａ…遅延制御部、５３…遅延時間算出部、５４…アクチュエータ制御装置、７２…車軸、７３…アクスルキャリア、７４…コイルバネ、７５…ショックアブソーバ、７６…ロアリンク、７６ａ…車輪側取付点、７６ｂ…第１リンク、７６ｃ…第２リンク、７６ｄ，７６ｅ…車体側取付点、７６ｆ…第３リンク、７７…第１アッパーリンク、７８…第２アッパーリンク、７９…横剛性調整リンク
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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