(57)【要約】【課題】路面状況に拘わらず、所期のキングピンオフセット変更を得ること。【解決手段】車両用懸架装置では、サスペンション２０がアクチュエータ６０を備えていて、アクチュエータ６０の作動によって車輪のキングピンオフセットが変更可能に構成されている。アクチュエータ６０は、作動制御手段（７０）によって、インホイールモータの出力（電気制御装置５０により検出される出力）に応じて作動を制御される。作動制御手段（７０）では、前記インホイールモータの出力が一定であるとき、車輪のキングピンオフセットが初期値となるようにアクチュエータ６０の作動が制御され、前記インホイールモータの出力が変化するとき、出力変化に応じて前記車輪のキングピンオフセットが初期値から変更されるようにアクチュエータ６０の作動が制御される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インホイールモータ車の車輪を支持するサスペンションがアクチュエータを備えていて、前記アクチュエータの作動によって前記車輪のキングピンオフセットが変更可能に構成されている車両用懸架装置であり、
前記インホイールモータの出力を検出する出力検出手段と、
この出力検出手段が検出する前記インホイールモータの出力に応じて前記アクチュエータの作動を制御する作動制御手段を備えていて、
前記作動制御手段では、前記インホイールモータの出力が一定であるとき前記車輪のキングピンオフセットが初期値となるように前記アクチュエータの作動を制御し、前記インホイールモータの出力が変化するとき出力変化に応じて前記車輪のキングピンオフセットが初期値から変更されるように前記アクチュエータの作動を制御するように設定されている車両用懸架装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用懸架装置であり、
前記サスペンションは、前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部材に連結されるジョイント部を有するサスペンションアームを備えていて、前記アクチュエータは、前記ジョイント部の位置を変更可能に構成されている車両用懸架装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用懸架装置であり、
前記サスペンションアームは、前後一対で構成されていて、何れか一方のサスペンションアームの中間部と前記車輪支持部材はコントロールアームで連結されており、前記アクチュエータが、前記コントロールアームの長さを変えることで、前記サスペンションアームと前記車輪支持部材の連結角度が変更されて、前記ジョイント部の位置を変更可能に構成されている車両用懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用懸架装置、特に、インホイールモータ車（左右前車輪と左右後車輪がインホイールモータをそれぞれ備えている４輪車両）の車輪を支持するサスペンションがアクチュエータを備えていて、前記アクチュエータの作動によって前記車輪のキングピンオフセットが変更可能に構成されている車両用懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用懸架装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６８８３２号公報
【発明の概要】
【０００４】
上記特許文献１に記載されているインホイールモータ車では、各車輪に制／駆動力が作用した場合の各車輪の上下運動（ホイールストローク変化）に基づいて、各車輪のキングピンオフセットが変更されて、車両の安定性が向上するように設定されている。
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載されているインホイールモータ車では、車両の走行状況（路面状態等）によっては、各車輪に制／駆動力が作用した場合に、必ずしも、所期のホイールストローク変化が得られない場合があり、そのときには、所期のキングピンオフセット変更が得られず、所期の目的が達成されない可能性がある。なお、上記したインホイールモータ車では、車両の安定性向上を図ることが可能であるが、車両の回頭性向上には配慮がなされていない。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、
インホイールモータ車の車輪を支持するサスペンションがアクチュエータを備えていて、前記アクチュエータの作動によって前記車輪のキングピンオフセットが変更可能に構成されている車両用懸架装置であり、
前記インホイールモータの出力を検出する出力検出手段と、
この出力検出手段が検出する前記インホイールモータの出力に応じて前記アクチュエータの作動を制御する作動制御手段を備えていて、
前記作動制御手段では、前記インホイールモータの出力が一定であるとき前記車輪のキングピンオフセットが初期値となるように前記アクチュエータの作動を制御し、前記インホイールモータの出力が変化するとき出力変化に応じて前記車輪のキングピンオフセットが初期値から変更されるように前記アクチュエータの作動を制御するように設定されている。
【０００７】
本発明の車両用懸架装置においては、インホイールモータの出力に応じてキングピンオフセットを変更することが可能であるため、路面状況に拘わらず所期のキングピンオフセット変更を得ることが可能である。また、本発明では、例えば、当該インホイールモータ車における左右前車輪と左右後車輪の各インホイールモータの出力（モータトルク）が一定であるとき（定速走行時）の各キングピンオフセットの初期値がゼロとされ、左右前車輪と左右後車輪の各インホイールモータの出力が増大変化するとき（加速走行時）の、左右前車輪の各キングピンオフセットが初期値からポジティブ（車両外方）に変更され、左右後車輪の各キングピンオフセットが初期値からネガティブ（車両内方）に変更されるように設定することが可能である。
【０００８】
この場合には、車両の定速走行時において、左右の車輪での出力（モータトルク）差によるトルクステアを防止することができて、車両の安定性向上を図ることが可能である。また、車両の加速走行時において、左右前車輪にてキングピン軸回りのモーメントをトーアウトモーメントとし、左右後車輪にてキングピン軸回りのモーメントをトーインモーメントとして、車両の安定性向上を図ることが可能である。
【０００９】
また、本発明の車両用懸架装置では、例えば、左右前車輪と左右後車輪の各インホイールモータの出力（モータトルク）が一定であるときの各キングピンオフセットの初期値がゼロとされ、左右前車輪と左右後車輪の各インホイールモータの出力が増大変化するときの、左右前車輪の各キングピンオフセットが初期値からネガティブに変更され、左右後車輪の各キングピンオフセットが初期値からポジティブに変更されるように設定することが可能である。
【００１０】
この場合には、車両の定速走行時において、左右の車輪での出力（モータトルク）差によるトルクステアを防止することができて、車両の安定性向上を図ることが可能である。また、車両の加速走行時において、左右前車輪にてキングピン軸回りのモーメントをトーインモーメントとし、左右後車輪にてキングピン軸回りのモーメントをトーアウトモーメントとして、車両の回頭性向上を図ることが可能である。
【００１１】
なお、本発明の車両用懸架装置では、左右前車輪と左右後車輪の各インホイールモータの出力（モータトルク）が一定であるときの各キングピンオフセットの初期値をゼロ以外に設定することも可能である。また、左右前車輪と左右後車輪の各インホイールモータの出力が減少変化するとき（減速走行時）の、左右前車輪の各キングピンオフセットが初期値からポジティブまたはネガティブに変更され、左右後車輪の各キングピンオフセットが初期値からネガティブまたはポジティブに変更されるように設定することも可能である。
【００１２】
上記した本発明の実施に際して、前記サスペンションは、前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部材に連結されるジョイント部を有するサスペンションアームを備えていて、前記アクチュエータは、前記ジョイント部の位置を変更可能に構成されていることも可能である。この場合には、上記特許文献１に記載されているサスペンション機構（ロアアームまたはアッパアームの構成部材であるサスペンションアームが伸縮可能（長さを変更可能）に構成されていて、アクチュエータがサスペンションアームの長さを変更することにより、ジョイント部の位置を変更可能であるサスペンション機構）を使用して実施することも可能である。
【００１３】
また、前記サスペンションアーム（前記車輪支持部材を支持するロアアームまたはアッパアームの構成部材であるサスペンションアームであり、前記車輪支持部材に連結されるジョイント部を有するサスペンションアーム）は、前後一対で構成されていて、何れか一方のサスペンションアームの中間部と前記車輪支持部材はコントロールアームで連結されており、前記アクチュエータが、前記コントロールアームの長さを変えることで、前記サスペンションアームと前記車輪支持部材の連結角度が変更されて、前記ジョイント部の位置を変更可能に構成されていることも可能である。この場合には、ジョイント部の位置を変更することで、キングピンオフセットを変更することが可能である。また、この場合には、サスペンションアームの長さを変えることなく実施可能である。このため、サスペンションアームの小型・軽量化を図りながら、サスペンションアームの剛性を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用可能な４輪車両の構成を概略的に示す概略図である。
【図２】図１に示した車両の右前方車輪と同車輪に適用されるサスペンションの構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】図２に示したサスペンションのロアアームと同ロアアームに適用されるコントロールアームの構成を概略的に示す平面図である。
【図４】図３に示した構成の作動状態を概略的に示す平面図である。
【図５】図２に示したサスペンションのロアアームとアッパアームによって構成されるキングピン軸と、図２に示したロアアームが図４に示したロアアームのように作動した場合のキングピン軸との関係を概略的に示す背面図である。
【図６】図３および図４に示したコントロールアームと同コントロールアームを伸縮させるアクチュエータの構成を概略的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用可能な４輪車両Ｖ１の構成を概略的に示していて、この実施形態の４輪車両Ｖ１では、左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４がインホイールモータ１５，１６，１７，１８をそれぞれ備えている。各車輪１１，１２，１３，１４では、図２にて車輪１２を例として示したように、車輪１２がサスペンション２０によって支持されている。
【００１６】
各インホイールモータ１５，１６，１７，１８は、図１に示したように、インバータ３０を介して、蓄電装置４０と電気制御装置（ＥＣＵ）５０に接続されていて、電気制御装置（ＥＣＵ）５０によりアクセルペダル（図示省略）の踏込量に応じて出力（モータトルク）が制御されるように構成されている。電気制御装置（ＥＣＵ）５０では、各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力（モータトルク）がそれぞれ検出可能であり、電気制御装置（ＥＣＵ）５０がインホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力を検出する出力検出手段としても機能する。
【００１７】
図２に示したサスペンション２０は、ダブルウィシュボーン式のサスペンションであり、アッパアーム２１と前後一対のロアアーム２２，２３を備えるとともに、タイロッド（トーコンアーム）２４を備えている。アッパアーム２１は、車内端２１ａ１、２１ａ２にて車体（図示省略）に連結され、車外端２１ｂ（ジョイント部）にてキャリア１１ａ（図３参照）に連結されている。キャリア１１ａは、アッパアーム２１、ロアアーム２２，２３等によって支持されて車輪１２を回転可能に支持する車輪支持部材であり、その上部が車外端２１ｂ（ジョイント部）に連結されている。
【００１８】
ロアアーム２２は、図２および図３に示したように、前方のロアアーム（ロアＮｏ１アーム）であり、車内端２２ａにて車体（図示省略）に連結され、車外端２２ｂ（ジョイント部）にてキャリア１１ａの下部に連結されている。ロアアーム２３は、図２および図３に示したように、後方のロアアーム（ロアＮｏ２アーム）であり、車内端２３ａにて車体（図示省略）に連結され、車外端２３ｂ（ジョイント部）にてキャリア１１ａの下部に連結されている。タイロッド（トーコンアーム）２４は、図２に示したように、車内端２４ａにて車体（図示省略）に連結され、車外端２４ｂ（ジョイント部）にてキャリア１１ａに連結されている。
【００１９】
図２〜図５に示したサスペンション２０では、アッパアーム２１の車外端２１ｂと、両ロアアーム２２，２３の交点（ロアダブルジョイントアームの交点）Ｘを結ぶ線が仮想キングピン軸Ｌｏであって、キングピンオフセットがＫｏであり、サスペンション２０に作用するインホイールモータ１６の駆動力（Ｆｄ）／制動力（Ｆｂ）はタイヤの路面との接地面に作用する。このため、インホイールモータ１６により車輪１２が駆動されるときには、仮想キングピン軸Ｌｏ回りに駆動時トルク（Ｍｄ＝Ｆｄ×Ｋｏ）が生じ、インホイールモータ１６により車輪１２が制動（回生制動）されるときには、仮想キングピン軸Ｌｏ回りに制動時トルク（Ｍｂ＝Ｆｂ×Ｋｏ）が生じる。
【００２０】
ところで、この実施形態のサスペンション２０では、図３および図４に示したように、ロアアーム２２の中間部とキャリア１１ａがキングピンコントロールアーム２５によって連結されていて、アクチュエータ６０がキングピンコントロールアーム２５の長さを変えることで、ロアアーム２２とキャリア１１ａの連結角度と、ロアアーム２３とキャリア１１ａの連結角度がそれぞれ変更されて（キャリア１１ａと、ロアアーム２２，２３等によって形成される台形形状が変更されて）、ロアアーム２２，２３の車外端２２ｂ，２３ｂ（ジョイント部）の位置を変更可能に構成されている。これにより、両ロアアーム２２，２３の交点Ｘを図４および図５に示したように移動させることが可能であり、車輪１２のキングピンオフセットＫｏを初期値から変更することが可能である。
【００２１】
キングピンコントロールアーム２５は、図６に示したように、伸縮可能なボールねじ部２５ａと、アーム側ジョイント部２５ｂと、キャリア側ピロボール部２５ｃを備えていて、アクチュエータ６０によってボールねじ部２５ａを伸縮することにより、その長さを変えることが可能である。アクチュエータ６０は、図３および図４に示したように、キングピンコントロールアーム２５を伸縮することで、キャリア１１ａに連結されるジョイント部（２２ｂ、２３ｂ）の位置を変更可能であり、その作動を作動制御装置７０によって制御されるように構成されている。
【００２２】
作動制御装置７０は、アクチュエータ６０の作動を制御する作動制御手段であり、図１と図３に示したように、電気制御装置（ＥＣＵ）５０に接続されていて、インホイールモータ１６の出力が一定であるとき車輪１２のキングピンオフセットＫｏが初期値となるようにアクチュエータ６０の作動を制御し、インホイールモータ１６の出力が変化するとき出力変化に応じて車輪１２のキングピンオフセットＫｏが初期値から変更されるようにアクチュエータ６０の作動を制御するように設定されている。
【００２３】
上記した実施形態の車両用懸架装置では、各インホイールモータ（１６）の出力に応じてキングピンオフセット（Ｋｏ）を変更することが可能であるため、路面状況に拘わらず所期のキングピンオフセット変更を得ることが可能である。また、この実施形態の車両用懸架装置では、例えば、当該４輪車両Ｖ１（インホイールモータ車）における左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４の各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力（モータトルク）が一定であるとき（定速走行時）の各キングピンオフセットＫｏの初期値がゼロとされ、左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４の各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力が増大変化するとき（加速走行時）の、左右前車輪１１，１２の各キングピンオフセットＫｏが初期値からポジティブ（車両外方）に変更され、左右後車輪１３，１４の各キングピンオフセットＫｏが初期値からネガティブ（車両内方）に変更されるように設定することが可能である。
【００２４】
この場合には、車両Ｖ１の定速走行時において、左右の車輪１１，１２と１３，１４での出力（モータトルク）差によるトルクステアを防止することができて、車両Ｖ１の安定性向上を図ることが可能である。また、車両Ｖ１の加速走行時において、左右前車輪１１，１２にてキングピン軸回りのモーメントをトーアウトモーメントとし、左右後車輪１３，１４にてキングピン軸回りのモーメントをトーインモーメントとして、車両の安定性向上を図ることが可能である。
【００２５】
また、この実施形態の車両用懸架装置では、例えば、左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４の各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力（モータトルク）が一定であるときの各キングピンオフセットＫｏの初期値がゼロとされ、左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４の各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力が増大変化するときの、左右前車輪１１，１２の各キングピンオフセットＫｏが初期値からネガティブに変更され、左右後車輪１３，１４の各キングピンオフセットＫｏが初期値からポジティブに変更されるように設定することが可能である。
【００２６】
この場合には、車両Ｖ１の定速走行時において、左右の車輪１１，１２と１３，１４での出力（モータトルク）差によるトルクステアを防止することができて、車両Ｖ１の安定性向上を図ることが可能である。また、車両Ｖ１の加速走行時において、左右前車輪１１，１２にてキングピン軸回りのモーメントをトーインモーメントとし、左右後車輪１３，１４にてキングピン軸回りのモーメントをトーアウトモーメントとして、車両Ｖ１の回頭性向上を図ることが可能である。
【００２７】
なお、上記した実施形態の実施に際して、左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４の各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力（モータトルク）が一定であるときの各キングピンオフセットＫｏの初期値をゼロ以外に設定することも可能である。この場合には、左右の車輪での出力（モータトルク）差があるとき、各キングピンオフセットＫｏがゼロに変更されるように設定すれば、左右の車輪での出力（モータトルク）差によるトルクステアを防止することができる。また、上記した実施形態の実施に際して、左右前車輪１１，１２と左右後車輪１３，１４の各インホイールモータ１５，１６，１７，１８の出力が減少変化するときの、左右前車輪１１，１２の各キングピンオフセットＫｏが初期値からポジティブまたはネガティブに変更され、左右後車輪１３，１４の各キングピンオフセットＫｏが初期値からネガティブまたはポジティブに変更されるように設定することも可能である。
【００２８】
また、上記した実施形態の車両用懸架装置では、車輪１２を支持するサスペンション２０のロアアームが前後一対で構成されていて、一方のロアアーム２２の中間部とキャリア（車輪支持部材）１１ａがキングピンコントロールアーム２５で連結されており、アクチュエータ６０が、キングピンコントロールアーム２５の長さを変えることで、ロアアーム２２とキャリア１１ａの連結角度と、ロアアーム２３とキャリア１１ａの連結角度がそれぞれ変更されて、ロアアーム２２、２３の車外端（ジョイント部）２２ｂ、２３ｂの位置を変更可能に構成されている。このため、車外端（ジョイント部）２２ｂ、２３ｂの位置を変更することで、キングピンオフセットＫｏを変更することが可能である。また、この場合には、サスペンションアーム（アッパアーム２１とロアアーム２２，２３）の長さを変えることなく実施可能である。このため、サスペンションアーム（アッパアーム２１とロアアーム２２，２３）の小型・軽量化を図りながら、サスペンションアーム（アッパアーム２１とロアアーム２２，２３）の剛性を確保することが可能である。
【００２９】
上記した実施形態の車両用懸架装置では、前方のロアアーム２２の中間部とキャリア１１ａがキングピンコントロールアーム２５によって連結される構成を採用して実施したが、後方のロアアーム２３の中間部とキャリア１１ａがキングピンコントロールアーム２５によって連結される構成を採用して実施することも可能である。なお、アッパアーム（２１）が前後一対で構成されている場合には、何れか一方のアッパアームの中間部とキャリアがキングピンコントロールアーム（２５）によって連結される構成を採用して実施することも可能である。
【００３０】
また、上記した実施形態の車両用懸架装置では、サスペンションとして、ダブルウィシュボーン式のサスペンションが採用されているが、採用するサスペンションの種類は、適宜変更が可能であり、ストラット式サスペンションや、マルチリンク式サスペンションを採用した車両用懸架装置でも、本発明は実施可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１１，１２，１３，１４…車輪、１１ａ…キャリア（車輪支持部材）、１５，１６，１７，１８…インホイールモータ、２０…サスペンション、２１…アッパアーム、２１ａ１、２１ａ２…車内端、２１ｂ…車外端（ジョイント部）、２２、２３…ロアアーム、２２ａ、２３ａ…車内端、２２ｂ、２３ｂ…車外端（ジョイント部）、２４…タイロッド（トーコンアーム）、２５…キングピンコントロールアーム（コントロールアーム）、３０…インバータ、４０…蓄電装置、５０…電気制御装置（出力検出手段）、６０…アクチュエータ、７０…作動制御装置（作動制御手段）、Ｖ１…４輪車両
【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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