(57)【要約】  クロスリンク構造のロアリンクを有するサスペンション装置で、転舵時のスクラブ半径の低下、キングピン傾角の増大を抑制する。転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと車体側支持部とを個別に連結し、互いに交差する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、過本の第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を備えている、第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材は平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させ、前記第１アッパーリンク部材および前記第２アッパーリンク部材は仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有する。
2014013682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、
前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、
前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、
前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、
前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている
ことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項２】
前記アッパーピボット点および前記ロアピボット点を結ぶキングピン軸が、タイヤ接地面内を通ることを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項３】
前記第１ロアリンク部材および前記第２ロアリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２ロアリンク部材が車両前方側に傾きを持つテンションリンク型のロアリンク構造とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項４】
前記第１ロアリンク部材はトランスバースリンク部材で構成され、前記第２ロアリンク部材はテンションリンク部材で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用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前記第２アッパーリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２アッパーリング部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両前方側に大きな傾きを持つテンションリンク型のアッパーリンク構造と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項に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項６】
前記第１アッパーリンク部材はトランスバースリンクで構成され、前記第２アッパーリンク部材はテンションリンクで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項７】
前記第１アッパーリンク部材および前記第２アッパーリンク部材は、車幅方向に対して前記第２アッパーリンク部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両後方側に傾きを持ち車輪側延長部が交差するコンプレッションロッド型のアッパーリンク構造と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項に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項８】
前記第１アッパーリンク部材はトランスバースリンク部材で構成され、前記第２アッパーリンク部材はテンションリンク部材で構成されていることを特徴とする請求項７に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項９】
ステアリングホイールの変位を検出し、検出結果に基づいてステアリングラックをアクチュエータで変位させるステアバイワイヤシステムによる転舵輪を懸架することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項１０】
ステアリングホイールの操舵状態に応じて当該ステアリングホイールと分離された転舵輪を制御する転舵制御装置と、
前記転舵輪を車体に支持する請求項２から８に記載のサスペンション装置とを備え、
前記サスペンション装置はタイヤ接地面を通るようにキングピン軸を設定して直進性より転舵応答性を重視した構成とされ、
前記転舵制御装置は、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータと、前記転舵輪の転舵角が前記ステアリングホイールの操舵角に対応するように前記転舵アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備え、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する
ことを特徴とする自動車。
【請求項１１】
前記転舵制御装置はステアバイワイヤシステムで構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の自動車。
【請求項１２】
前記ステアバイワイヤシステムは、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する直進性担保部を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の自動車。
【請求項１３】
前記直進性担保部は、セルフアライニングトルクを算出して前記サスペンション装置の直進性を担保することを特徴とする請求項１２に記載の自動車。
【請求項１４】
前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を調整して初期転舵応答性を前記サスペンション装置自体の転舵応答性に設定する転舵応答性設定部を備えていること特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１５】
前記転舵制御装置は、コンプライアンスステアを推定して転舵輪の変位補正を行う転舵角制御部を有することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１６】
前記転舵制御装置は、少なくとも前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、初期転舵状態では、前記サスペンション装置自体の転舵応答性で高い転舵応答性を設定し、前記初期転舵状態を経過した転舵状態であるときに、前記直進性担保部による直進性担保制御によって必要とする転舵応答性を設定する転舵応答性設定部を備えていること特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１７】
前記転舵応答性設定部は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を遅らせる遅延制御部を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の自動車。
【請求項１８】
前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を調整するゲイン調整部を有することを特徴とする請求項１７に記載の自動車。
【請求項１９】
前記遅延制御部は、直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右または左に操舵した操舵開始タイミングから０．１秒遅延させた後に開始させることを特徴とする請求項１７または１８に記載の自動車。
【請求項２０】
前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記転舵アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えていることを特徴とする請求項１０から１９のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項２１】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータにより前記転舵輪を転舵すると共に、
前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行う
ことを特徴とする転舵制御方法。
【請求項２２】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを制御すると共に、
前記転舵アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行い、且つ
前記ステアリングホイールを中立位置からの転舵の開始時に、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始する
ことを特徴とする転舵制御方法。
【請求項２３】
前記車両の直進性を担保する制御は、転舵状態に基づいてセルフアライニングトルクを算出し、算出したセルフアライニングトルクを転舵輪に付与することを特徴とする請求項２１または２２に記載の転舵制御方法。
【請求項２４】
前記初期設定時間は０．１秒に設定されていることを特徴とする請求項２２に記載の転舵輪の転舵制御方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体を懸架する車両用サスペンション装置、これを使用した自動車および転舵制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のサスペンション装置では、キングピン軸の設定によって、目的とするサスペンション性能の実現を図っている。
例えば、特許文献１に記載の技術では、アクスルキャリアの車軸の下側および上側で互いに２本のＩ型のアームで構成されるアッパーアームおよびロアアームを同一点で支持してキングピンを構成する上下ピボット点の転舵時における車両前後方向の動きを抑制するリンク配置とすることにより、操縦性・安定性を向上させることとしている。【０００３】
また、例えば、特許文献２に記載の技術では、アクスルキャリアの車軸の下側および上側に、互いに交差する２本のアームで構成されるロアトランスバースリンクと２本のアームを共通のリンクベアリングで支持するアッパートランスバースリンクとを設け、ロアトランスバースリンクの２本のアームの交点で表される仮想ロアピボット点とアッパートランスバースリンクのリンクベアリングの中心で表されるアッパーピボット点とを結ぶキングピン軸がネガティブ傾角で延長し路面との接地点が転舵輪の車幅方向内側となるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２６０１４号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０６２８２３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の走行中に転舵を行った場合、走行速度に応じた横力がタイヤ接地点に入力するところ、特許文献１に記載の技術では、この横力による影響を考慮していない。さらに、旋回時に制動を行った場合、横力に加えて車輪に車両前後方向の力（後方向きの力）が作用するところ、その前後力が及ぼすリンクの変化についても考慮する必要がある。【０００６】
ところで、特許文献２に記載の技術のように、２本のアームでロアトランスバースリンクを構成する場合、２本のアームを交差させるクロスリンク構造とすることで、両者の交点を仮想ピボット点とすることができる。このとき、一般に、スクラブ半径は大きくなり、キングピン傾角は小さくなることから、転舵時のラック軸力を低減させることができる。【０００７】
しかし、ロアリンクの仮想ピボット点は転舵により逐次変化することから、転舵時に所望のスクラブ半径、キングピン傾角を得ることが困難となる。特に、特許文献２に記載の技術では、キングピン軸が車両の前方側から見たときに上方では転舵輪の車幅方向内側端部を通り、下方では転舵輪の車幅方向内側となるキングピン傾角となることから、転舵輪を転舵させたとき、タイヤ接地面積が小さく、車両の安定限界が低い。
しかし、ロアリンクの仮想ピボット点は転舵により逐次変化することから、転舵時に所望のスクラブ半径、キングピン傾角を得ることが困難となる。
本発明の課題は、車両用サスペンション装置において、クロスリンク構造としたロアアームの転舵時のスクラブ半径およびキングピン傾角の変化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用サスペンション装置は、転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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を備えたサスペンション装置である。そして、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ロアリンク構造を第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材を交差させた構成とすることにより、第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材との交点が仮想ロアピボット点となる。この仮想ロアピボット点は車輪の転舵時に車幅方向外側に移動する。このため、アッパーリンク構造を第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材で構成し、仮想アッパーピボット点を転舵時に少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有する構成とすることで、スクラブ半径およびキングピン傾角の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】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】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】サスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す正面図である。
【図５】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。
【図６】サスペンション装置１Ｂのロアリンク構成を模式的に示す（ａ）部分平面図（左前輪）および（ｂ）タイヤ接地面（右前輪）を示す図である。
【図７】サスペンション装置１Ｂの構成を示す模式図であって、（ａ）はアッパーリンク構成を示す模式図、（ｂ）はロアリンク構成を示す模式図である。
【図８】転舵時におけるラックストロークとラック軸力との関係を示す図である。
【図９】転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡を示す図である。
【図１０】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１１】ロアリンク部材が交差していないコンプレッション型のサスペンション装置および本発明の場合におけるトー角とスクラブ半径との関係を示す図である。
【図１２】キングピン軸の路面着地点と横力との関係を示すグラフである。
【図１３】キングピン傾角とスクラブ半径との関係を模式的に示す図である。
【図１４】サスペンション装置１Ｂと比較例とにおける（ａ）横力コンプライアンスステアおよび（ｂ）横剛性を示す図である。
【図１５】サスペンション装置１Ｂと比較例とにおける前後力コンプライアンスステアを示す図である。
【図１６】図１の転舵制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図１７】セルフアライニングトルクを算出するための発生トルク制御マップを示す図である。
【図１８】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１９】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２０】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２１】本発明の第２の実施形態の具体的構成を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第２実施形態の具体的構成を示す背面図である。
【図２３】本発明の第２実施形態のアッパーリンク構造およびロアリンク構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
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。
【００１６】
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。
ピニオンギア１２は、ステアリングラック部材１４に形成した平歯と噛合しており、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。
【００１７】
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。
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。
【００１８】
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り、サスペンション装置１Ｂを介して車体１Ａに設置してある。これらのうち、前輪（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に対する車輪１７ＦＲ，１７ＦＬの向きが変化する。
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。
【００１９】
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。
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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が入力する。
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等によって構成することができる。
【００２４】
図２は、第１実施形態に係るサスペンション装置１Ｂを模式的に示す斜視図である。図３は、図２の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のサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す正面図、図５は図２の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。図６は、図２のサスペンション装置１Ｂのロアリンク構造を模式的に示す（ａ）部分平面図（左前輪）および（ｂ）タイヤ接地面（右前輪）を示す図である。
【００２５】
図２から図６に示すように、サスペンション装置１Ｂは、ホイールハブ機構ＷＨに取り付けられた車輪１７ＦＲ，１７ＦＬを懸架するサスペンション装置であり、車輪１７ＦＲ，１７ＦＬを回転自在に支持する車軸（アクスル）３２を有するアクスルキャリア３３、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３３に連結する複数のリンク部材、およびコイルスプリング等のバネ部材３４を備えている。
【００２６】
複数のリンク部材は、ロアリンク構造を構成する第１ロアリンク部材としてのトランスバースリンク（トランスバースリンク部材）３７と第２ロアリンク部材としてのテンションリンク（テンションリンク部材）３８、アッパーリンク構造を構成する第１アッパーリンク部材としてのトランスバースリンク（トランスバースリンク部材）３９と第２アッパーリンク部材としてのテンションリンク（テンションリンク部材）４０、タイロッド（タイロッド部材）１５、ストラット（バネ部材３４およびショックアブソーバ４１）、およびスタビライザ４２から構成されている。
【００２７】
ロアリンク構造を構成するトランスバースリンク３７とテンションリンク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の下端とを連結する。本実施形態において、トランスバースリンク３７とテンションリンク３８とは、独立した部材からなるＩアームとなっている。これらトランスバースリンク３７およびテンションリンク３８は、車体側と各１箇所の支持部で連結し、アクスルキャリア３３側と各１箇所の取り付け部で連結している。さらに、本実施形態におけるトランスバースリンク３７とテンションリンク３８とは、互いに交差した状態で車体１Ａとアクスルキャリア３３とを連結する（以下、トランスバースリンク３７とテンションリンク３８とが構成する仮想リンクの交点を適宜「仮想ロアピボット点ＰＬ」と称する。）。
【００２８】
これらロアリンク構造のうち、トランスバースリンク３７は、車軸と略平行に設置してあり、車両上面視において、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢａは、車輪中心（車軸）よりも車両前後方向前側となっている。また、テンションリンク３８は、トランスバースリンク３７よりも車軸に対して傾斜（車輪側支持点がより後側、車体側支持点がより前側となる向きに配置）させて設置してある。そして、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳａは、車輪中心よりも車両前後方向後側となっている。また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢｂは、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳａよりも車両前後方向前側となっている。また、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳｂは、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢａよりも車両前後方向前側となっている。
【００２９】
このようなリンク配置とした場合、車輪に入力する横力を主にトランスバースリンク３７に受け持たせることができる。また、上記リンク配置では、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂを車輪中心よりも車両前後方向前側に位置させている。
このようなリンク配置を行う理由は以下の通りである。
転舵時にタイヤ接地中心点（着力点）に車体の旋回外側に向かう遠心力が作用すると、この遠心力に抗するように旋回中心に向かう横力が発生する。この横力（車両内向きの力）が入力したとき、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両内向きに移動し、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは車両外向きに移動する。したがって、入力する横力に対して、車輪をトーイン方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。すなわち、車両の横方向コンプライアンスステアを確保することができる。
【００３０】
タイロッド１５は、車軸３２の下側に位置して、ステアリングラック部材１４とアクスルキャリア３３を連結し、ステアリングラック部材１４は、ステアリングホイール２から入力した回転力（操舵力）を伝達し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キャリア３３に車幅方向の軸力が加わり、アクスルキャリア３３を介して車輪１７ＦＲ，１７ＦＬを転舵する。
【００３１】
本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂのロアリンク構造では、車両上面視において、タイロッド１５の車輪側（アクスルキャリア３３側）の支持点Ｘａがトランスバースリンク３７およびテンションリンク３８の車輪側支持点ＴＢａ，ＴＳａよりも車幅方向内側に位置している。また、タイロッド１５の車体側支持点Ｘｂ（ステアリングラック部材１４の端部との連結部となるボールジョイント位置）が、図２に示すように、車輪側支持点Ｘａよりも車両前後方向後側に位置している。
【００３２】
なお、上述の通り、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａが車輪中心よりも車両前後方向後側、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａが車輪中心よりも車両前後方向前側に位置している。また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬａがテンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａよりも車両前後方向前側、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳｂがトランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａよりも車両前後方向前側に位置している。
【００３３】
このようなリンク配置としたため、車両前後方向の力が支配的な状況（比較的強い制動を行っている旋回制動時等）において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の力（車両後方向きの力）に対し、タイロッド１５の車輪側支持点Ｘａは車体側支持点Ｘｂを中心に回転して車両外向きに移動し、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳａは車両内向きに移動する。また、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両外向きに移動する。そのため、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。即ち、車両の前後方向コンプライアンスステアを確保することができる。
【００３４】
本願発明においては、図６（ｂ）に示すように、上記サスペンション装置１Ｂのキングピン軸を、ステアリングホイール２が中立位置にある状態で、キングピン軸の路面との接地点がタイヤ接地面内に位置させている。また、キャスタ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。より具体的には、本実施形態におけるサスペンション装置１Ｂでは、キャスタ角をゼロに近い値とし、キャスタトレイルがゼロに近づくようにキングピン軸を設定している。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。
【００３５】
また、本願発明においては、ロアリンク構造を構成するトランスバースリンク３７およびテンションリンク３８は、互いに交差した状態で車体１Ａとアクスルキャリア３３下端を連結している。これにより、トランスバースリンク３７およびテンションリンク３８が交差していない構造に比べて、初期キングピン傾角を小さくすることができると共に、初期スクラブ半径をポジティブスクラブ側に大きくすることができる。そのため、転舵時のタイヤ捻りトルクを小さくでき、転舵に要するラック軸力を低減できる。さらに、本願発明においては、転舵時に車輪に働く横力によって、仮想ロアピボット点ＰＬが車体外側に移動するため、転舵応答性を高めることができる。
【００３６】
（具体的構成例）
図７は本発明におけるサスペンション装置１Ｂのアッパーリンク構造およびロアリンク構造を共にテンション型によって構成した例を示す模式図である。図７（ａ）はアッパーリンク構造、図７（ｂ）はロアリンク構造をそれぞれ示す。
サスペンション装置１Ｂのロアリンク構造は、図７（ｂ）に示すように、前述したテンション型によって構成されている。
テンション型のサスペンション装置において、ロアリンク部材を互いに交差させたダブルピボット方式とした場合、各ロアリンク部材は、車体側支持点を中心に車両前方に回転することで旋回外輪としての転舵が可能となる（一点鎖線図示の状態）。このとき、仮想ロアピボット点ＰＬは、ロアリンク部材が交差する点となるが、この仮想ロアピボット点ＰＬをロアリンク部材が交差していないサスペンション形式よりも車体車幅方向内側に形成できるため、初期スクラブ半径をポジティブスクラブ方向に大きくできる。
【００３７】
図７（ｂ）に示すテンション型のロアリンク構造では、転舵時におけるテンションリンク３８の回転角が大きいため、仮想ロアピボット点ＰＬは車体外側に移動する。この場合、車両上面視において、タイヤ前後方向におけるタイヤ中心線から仮想ロアピボット点までの距離に着目すると、アッパーリンクを例えばＡアーム等で構成した場合、仮想アッパーピボット点ＰＵが平面視で略固定される。このため、仮想ロアピボット点ＰＬがタイヤ中心線よりも車体車幅方向外側方向に移動すると、スクラブ半径はポジティブスクラブの範囲内でより小さくなる。
【００３８】
したがって、ロアリンク構造をテンション型に設定するサスペンション装置では、本発明を適用すると、旋回外輪としての転舵を行うことにより、スクラブ半径がポジティブスクラブの範囲内で小さくなることによりラック軸力は大きくなるが、転舵しない場合すなわち直進走行時の初期スクラブ半径は十分大きく取れているため、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンション装置に比べて、ラック軸力値は小さく設定できる。
【００３９】
ちなみに、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンション装置の場合、転舵時におけるテンションリンクの回転角が大きいため、仮想ロアピボット点は車体内側に移動する。この場合、車両上面視において、タイヤ前後方向におけるタイヤ中心線から仮想ピボット点までの距離が、タイヤ中心線よりも車体内側に位置しているため、スクラブ半径は、ポジティブスクラブ方向に大きくなる。したがって、転舵を行うことにより、ラック軸力は小さくなる。しかしながら、仮想ロアピボット点は、各リンクの延長線上にあるため、転舵しない初期状態でのスクラブ半径が小さく、ラック軸力の大幅な低減につながりにくい。
【００４０】
一方、アッパーリンク構造を構成する第１のアッパーリンク部材としてのトランスバースリンク（トランスバースリンク部材）３９および第２のアッパーリンク部材としてのテンションリンク（テンションリンク部材）４０は、図４および図５に示すように、車軸３２より上方に位置する車体側の支持部とアクスルキャリア３３の上端とを連結する。
本実施形態において、トランスバースリンク３９とテンションリンク４０とは、独立した部材からなるＩアームとなっている。これらトランスバースリンク３９およびテンションリンク４０は、車体側と各１箇所の支持部で連結し、アクスルキャリア３３側と各１箇所の取り付け部で連結している。
【００４１】
さらに、本実施形態におけるトランスバースリンク３９とテンションリンク４０とは、互いに交差した状態で車体１Ａとアクスルキャリア３３とを連結する（以下、トランスバースリンク３９とテンションリンク４０とが構成する仮想リンクの交点を適宜「仮想アッパーピボット点ＰＵ」と称する。）。
これらアッパーリンク構造のうち、トランスバースリンク３９は、車軸と略平行に設置してあり、車両上面視において、トランスバースリンク３９の車輪側支持点ＴＢａは、車輪中心（車軸）よりも車両前後方向前側となっている。
【００４２】
また、テンションリンク４０は、トランスバースリンク３９よりも車軸に対して傾斜（車輪側支持点がより後側、車体側支持点がより前側となる向きに配置）させて設置してある。そして、テンションリンク４０の車輪側支持点ＴＳＵａは、車輪中心よりも車両前後方向後側となっている。また、トランスバースリンク３９の車体側支持点ＴＢＵｂは、テンションリンク４０の車輪側支持点ＴＳＵａよりも車両前後方向前側となっている。また、テンションリンク４０の車体側支持点ＴＳＵｂは、トランスバースリンク３９の車輪側支持点ＴＢＵａよりも車両前後方向前側となっている。
【００４３】
さらに、アッパーリンク構造でも、図７（ａ）に示すように、第１アッパーリンクがトランスバースリンク３９となり、第２アッパーリンクがテンションリンク４０となって互いに交差するテンションリンク型に構成されている。このため、トランスバースリンク３９とテンションリンク４０の平面視における交点が仮想アッパーピボット点ＰＵとなる。この仮想アッパーピボット点ＰＵが前述した仮想ロアピボット点ＰＬと同様に、転舵輪１７ＦＬを旋回外輪となるように転舵したときに、仮想アッパーピボット点ＰＵは車幅方向外側前方に移動する。
【００４４】
このため、仮想ロアピポット点ＰＬと仮想アッパーピボット点ＰＵとが略平行な状態で、車幅方向外側前方に移動することになる。したがって、アッパーリンクをＡアーム等で構成してアッパーピボット点が車両平面視で車幅方向に移動しない場合に比較してキングピン傾角の拡大を抑制することができるとともに、ポジティブスクラブ半径の減少も抑制することができる。このため、転舵時のラック軸力の増大を抑制することができる。
【００４５】
以下、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。
（ラック軸力成分の分析）
図８は、転舵時におけるラックストロークとラック軸力との関係を示す図である。
図８に示すように、ラック軸力成分には、主にタイヤの捻りトルクと、車輪の持ち上げトルクとが含まれ、これらのうち、タイヤの捻りトルクが支配的である。
したがって、タイヤの捻りトルクを小さくすることで、ラック軸力を低減することができることとなる。
【００４６】
（タイヤの捻りトルク最小化）
図９は、転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡を示す図である。
図９においては、転舵時におけるタイヤ接地面中心の移動量が大きい場合と小さい場合とを併せて示している。
上記ラック軸力成分の分析結果より、ラック軸力を低減するためには、転舵時のタイヤ捻りトルクを最小化することが有効である。
転舵時のタイヤ捻りトルクを最小化するためには、図９に示すように、タイヤ接地面中心の軌跡をより小さくすれば良い。
即ち、タイヤ接地面中心とキングピン接地点を一致させることで、タイヤ捩りトルクを最小化できる。
具体的には、キャスタトレイル０ｍｍ、スクラブ半径０ｍｍ以上とすることが有効である。
【００４７】
（キングピン傾角の影響）
図１０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１０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。
なお、図１０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。
【００４８】
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。ただし、スクラブ半径が負の領域であっても、他の条件を本実施形態で示すものとすることで、一定の効果を得るものとなる。
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１０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。
【００４９】
また、図７に示す例では、車両上面視において、転舵時に車輪中心は旋回内側に移動する。そのため、本実施形態のように、ステアリングラック部材１４を車軸より前に位置させることで、ラック軸力を低減させる効果をさらに高めることができる。
図１１は、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンション装置および本発明の場合におけるトー角とスクラブ半径との関係を示す図である。
図１１に示すように、本発明の場合、ロアリンク部材を交差させていない場合に比べて、中立位置（トー角が０）付近でのスクラブ半径をより大きくできる。また、旋回外輪となる転舵角が大きくなる方向（図１１における−方向）では、スクラブ半径がより大きくなり、ラック軸力をより小さくできる。
【００５０】
また、キャスタ角を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る。
さらに、図１２は、キングピン軸ＫＳの路面着地点ＰＴと横力との関係を示す図である。この図１２では、キングピン軸ＫＳの路面着地点を車両前方側から車両後方側に符号１〜５で表している。キャスタトレイル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図１２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、これによって横力低減効果をより向上させることができる。
【００５１】
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の接地点が前方側の符号２および後方側の符号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の路面着地点がタイヤ接地中心点（着力点）Ｏより車両前方側である場合の方がタイヤ接地中心点（着力点）Ｏ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。
【００５２】
（ポジティブスクラブによる直進性確保）
前述した図６（ｂ）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６（ｂ）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６（ｂ）参照）をキャスタトレイルとみなすことができる。
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は大きくなる。
【００５３】
本実施形態においては、キングピン軸の設定をポジティブスクラブとすると共に、ロアリンク部材を交差させない場合に比べて、初期スクラブ半径を大きく確保できることで、キャスタ角を０に近づけることによる直進性への影響を低減するものである。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を確保することができる。
【００５４】
（サスペンション装置の作用）
次に、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂの作用について説明する。
本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂでは、２つのロアリンク部材をＩアームとしている。そして、トランスバースリンク３７をアクスルキャリア３３から車幅方向に沿って設置し、テンションリンク３８をトランスバースリンク３７と交差する状態で、アクスルキャリア３３の下端から車両前方側に斜行させて設置している。
具体的には、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは、車輪中心よりも車両前後方向後側、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは、車輪中心よりも車両前後方向前側となっている。
【００５５】
また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂは、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａよりも車両前後方向前側、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳＬｂは、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａよりも車両前後方向前側となっている。
上記サスペンション構造とした場合、操舵時等に車輪に入力する横力をトランスバースリンク３７により多く負担させることができる。また、旋回外輪となったときに、車両内向きの横力が入力した場合、トランスバースリンク３７が車両外側、テンションリンク３８が車両内側に回転することにより、入力する横力に対して、車輪にトーアウト特性を持たせることができる。
【００５６】
上記サスペンション構造とした場合、図６（ａ）に示すように、車両前後方向の力が支配的な状況において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の力（車両後方向きの力）に対し、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両内向きに移動する。また、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは車両外向きに移動する。そのため、入力する車両後方向きの力に対して、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
【００５７】
また、上記サスペンション構造において、図６（ａ）に示すように、各ロアリンク部材および各アッパーリンク部材について車輪側支持点ＴＢＬａ，ＴＳＬａおよびＴＢＵａ，ＴＢＵｂと車体側支持点ＴＢＬｂ，ＴＳＬｂおよびＴＢＵｂ，ＴＳＢｂとを結ぶ直線を仮想する。すると、それら直線の交点が、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の仮想ピボット点ＰＬおよびＰＵとなる。これら仮想ロアピボット点ＰＬおよび仮想アッパーピボット点ＰＵを結ぶ直線がキングピン軸ＫＳとなる。
【００５８】
本実施形態では、このキングピン軸ＫＳがタイヤ接地面内を通るように設定されている。また、このキングピン軸ＫＳをキャスタトレイルがタイヤ接地面内に位置する設定としている。したがって、転舵輪１７ＦＬが直進走行状態すなわち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の接地点ＰＴはタイヤ前後方向中心線より前側で転舵輪１７ＦＬの車幅方向内側端より車幅方向外側位置となる。
【００５９】
より具体的には、例えば、キングピン軸の設定を、キャスタ角０度、キャスタトレイル０ｍｍ、スクラブ半径０ｍｍ以上のポジティブスクラブとしている。また、キングピン傾角については、スクラブ半径をポジティブスクラブとできる範囲で、より小さい角度となる範囲（例えば１５度以下）で設定する。
こ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できることから、キングピン軸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。
【００６０】
さらに、ロアリンク部材を交差させて設置することにより、ロアリンク部材の支持点を車輪中心に近い位置とできるため、アクスルキャリア３３の重量を低減することができる。
本実施形態におけるサスペンション装置１Ｂでは、２つのロアリンク部材を交差させて設置しているため、仮想ロアピボット点をタイヤ接地面中心よりも車体内側に配置し易い構造となっている。
そのため、キングピン傾角を０度に近づけ易くなるとともに、スクラブ半径をポジティブスクラブ側に大きく取ることが容易となる。
【００６１】
また、キャスタ角を０度、キャスタトレイルを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、その影響を軽減している。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での転舵を行うので、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。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂでは、ロアリンク構造についてはトランスバースリンク３７を車軸と略平行に設置し、車両上面視において、テンションリンク３８をトランスバースリンク３７と交差させて配置した。そのため、仮想ロアピボット点を車幅方向において車体内側に近づけることができる。そして、この仮想ロアピボット点が定義するキングピン軸を、キングピン傾角が小さいものとし、キングピン軸がタイヤ接地面内を通り、またタイヤ接地面内にキャスタトレイルが位置する設定としたため、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。
したがって、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、操縦性・安定性を向上させることができる。
【００６３】
また、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる結果、ステアリングラック部材１４およびタイロッド１５に加わる負荷を低減でき、部材を簡素化することができる。
また、ステアバイワイヤを実現するための転舵アクチュエータ８として、駆動能力のより低いものを用いることができ、車両の低コスト化および軽量化を図ることができる。
例えば、従来のステアバイワイヤ方式のサスペンション装置と比較した場合、本発明の構成では、主にロアリンク部材の簡素化と転舵アクチュエータ８の小型化によって、重量において約１０％、コストにおいて約５０％を低減することができる。
【００６４】
また、転舵時においてキャスタトレイルが増加する構造であるため、高い横加速度が発生する旋回時において、転舵角の切れ増しが生ずることを抑制できる。
また、転舵時に車輪に働く横力によって、仮想ロアピボット点ＰＬが車体外側前方に移動するため、仮想ロアピボット点ＰＬが車幅方向外側に移動してスクラブ半径が減少し、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）による直進性を低下させることになる。
【００６５】
しかしながら、本実施形態によると、アッパーリンク構造についてもトランスバースリンク３９とテンションリンク４０とでテンションリンク型構成を有するので、転舵時に、仮想アッパーピボット点ＰＵが車体車幅方向外側前方に移動することになり、仮想ロアピボット点ＰＬのみが車幅方向外側へ移動する場合に比較してポジティブスクラブのスクラブ半径の減少を抑制することができる。このため、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）による直進性を確保することができる。
【００６６】
これに加えて、仮想ロアピポット点ＰＬおよび仮想アッパーピボット点ＰＵが略平行移動することにより、キャスタ角の増加を抑制することができるとともに、キングピン傾角の増加も抑制することができ、転舵時においても、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、操縦性・安定性を向上させることができる。
【００６７】
図１３は、本発明におけるキングピン傾角とスクラブ半径との関係を模式的に示す図である。なお、図１３においては、本発明を上記テンション型とした場合、比較例として、ロアリンク部材を交差させない構造のテンション型とした場合、さらに、シングルピボット方式とした場合を併せて示している。
図１３に示すように、本発明によってロアリンク構造をテンション型として実現した場合、シングルピボット方式およびロアリンク部材を交差させないダブルピボット方式の各方式に比べ、キングピン傾角を１５度より０度側に寄せることできると共に、スクラブ半径をポジティブスクラブ側により大きくすることが可能となっている。しかも、アッパーリンク構造もテンション型として実現しているので、キングピン傾角を０度近くまで設定することができる。
【００６８】
また、本発明においては、ロアリンク構造としてトランスバースリンク３７を、車軸と略平行に設置し、車両上面視において、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａを、車輪中心よりも車両前後方向後側としている。また、テンションリンク３８を、トランスバースリンク３７よりも車軸に対して傾斜（車輪側支持点がより後側、車体側支持点がより前側となる向きに配置）させて設置している。そして、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａを、車輪中心よりも車両前後方向前側としている。また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂを、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａよりも車両前後方向前側としている。また、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳＬｂを、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａよりも車両前後方向前側としている。
【００６９】
このようなロアリンク構造とした場合、車輪に入力する横力を主にトランスバースリンク３７に受け持たせることができる。また、上記ロアリンク構造では、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂを車輪中心よりも車両前後方向前側に位置させている。そのため、車輪に横力（車両内向きの力）が入力したとき、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両内向きに移動し、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは車両外向きに移動する。したがって、入力する横力に対して、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
【００７０】
また、本発明においては、タイロッド１５の車輪側の支持点Ｘａがトランスバースリンク３７およびテンションリンク３８の車輪側支持点ＴＢＬａ，ＴＳＬａよりも車幅方向外側に位置している。また、タイロッド１５の車体側支持点Ｘｂが車輪側支持点Ｘａよりも車両前後方向後側に位置している。
このようなロアリンク構造とした場合、車両前後方向の力が支配的な状況において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の力（車両後方向きの力）に対し、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両内向きに移動する。また、タイロッド１５の車輪側支持点Ｘａは車体側支持点Ｘｂを中心に回転して車両内向きに移動し、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは車幅方向内向きに移動する。そのため、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
したがって、本発明によれば、車両用サスペンション装置において、車両前後方向の力に対するコンプライアンスステア特性をより適切なものとすることが可能となる。
【００７１】
図１４は、本発明に係るサスペンション装置１Ｂと比較例とにおける（ａ）横力コンプライアンスステアおよび（ｂ）横剛性を示す図である。
図１４において、比較例として、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンションを想定している。
図１４に示すように、本発明に係るサスペンション装置１Ｂの構成とした場合（図１４中の実線）、比較例（図１４中の破線）に対し、横力コンプライアンスステアは３５％向上し、横剛性は２９％向上している。
【００７２】
また、図１５は、本発明に係るサスペンション装置１Ｂと比較例とにおける前後力コンプライアンスステアを示す図である。
図１５において、比較例として、ロアリンク部材が交差していないコンプレッション型のサスペンションを想定している。
図１５に示すように、本発明に係るサスペンション装置１Ｂの構成とした場合（図１５中の実線）、比較例（図１５中の破線）に対し、前後力コンプライアンスステアは２８％向上している。
なお、本実施形態において、車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬがタイヤホイール、タイヤおよびホイールハブ機構ＷＨに対応し、トランスバースリンク３７および３９がトランスバースリンク部材に対応し、テンションリンク３８および４０がテンションリンク部材に対応する。また、タイロッド１５がタイロッドに対応する。
【００７３】
（コントロール／駆動回路の具体的構成例）
次に、コントロール／駆動回路ユニット２６を実現する具体的な構成例を図１６〜図１９について説明する。
コントロール／駆動回路ユニット２６は、図１６に示すように、転舵制御装置５０を備えている。この転舵制御装置５０は、目標転舵角演算部５１、転舵角制御部５２、直進性補完部５３、外乱補償部５４、遅延制御部５６、転舵角偏差演算部５８、転舵モータ制御部５９、電流偏差演算部６０およびモータ電流制御部６２を備えている。
目標転舵角演算部５１は、車速Ｖおよび操舵角度センサ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。
【００７４】
転舵角制御部５２は、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。これら変化量ΔｆｌおよびΔｆｒは、左右の駆動輪である転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの駆動力を配分制御する駆動力制御装置６５から出力される左右輪の駆動力ＴＬおよびＴＲとロアリンク構造を構成するトランスバースリンク３７およびテンションリンク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）式の演算を行うことにより算出する。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）
【００７５】
直進性補完部５３は、駆動輪駆動力を配分制御する駆動力制御装置７１から出力されるからの左右輪の駆動力ＴＬおよびＴＲが入力されると共に、操舵トルクセンサ５で検出された操舵トルクＴｓが入力され、これらに基づい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に所定舵角補正ゲインＫｓａを乗算して直進性担保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。
ここで、直進性補完部５３におけるセルフアライニングトルクＴｓａの算出は、先ず、左右輪の駆動力ＴＲおよびＴＬの駆動力差ΔＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）を算出し、算出した駆動力差ΔＴをもとに図１７に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクＴｈを推定する。
【００７６】
発生トルク推定制御マップは、スクラブ半径が正である、すなわちポジティブスクラブである車両用に設定されている。この発生トルク推定制御マップは、図１７に示すように、横軸に駆動力差ΔＴを、縦軸に発生トルクＴｈをそれぞれとり、駆動力差ΔＴが零から正方向に増加する、すなわち、左輪駆動力ＴＬが右輪駆動力ＴＲを上回って増加するときには、これに比例して発生トルクＴｈが零から車両を右旋回させる方向（正方向）に増加するように設定されている。
【００７７】
一方、駆動力差ΔＴが零から負方向に増加する、すなわち右輪駆動力ＴＲが左輪駆動力ＴＬを上回って増加するときには、これに比例して発生トルクＴｈが零から車両を左旋回させる方向（負方向）に増加するように設定されている。
そして、直進性補完部５３では、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。
なお、セルフアライニングトルクＴｓａの算出は、上述したように左右の駆動力差ΔＴに基づいて算出する場合に限らず、左右の制動力差に基づいて同様に算出することができる。
【００７８】
また、セルフアライニングトルクＴｓａの算出は、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサおよび車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサを設け、車両の運動方程式に基づいてヨーレート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。
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度センサ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。
さらに、セルフアライニングトルクＴｓａの算出は、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）式の演算を行うようにしてもよい。
【００７９】
【数１】
2014013682.tif 000003
【００８０】
ここで、εｃはキャスタトレイル、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トレイルεｃ０から本実施形態で設定するキャスタトレイル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。
【００８１】
外乱補償部５４は、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回転角度センサ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。
この外乱補償部５４では、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に通した値と、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とに通した値との差に基づいて外乱を推定する複数の外乱推定部を有する。各外乱推定部は、ローパスフィルタ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。
【００８２】
そして、外乱補償部５４および直進性補完部５３で算出された外乱補償値Ａｄｉｓおよびセルフアライニングトルク制御値Ａｓａが加算器５５ａで加算される。この加算器５５ａの加算出力と転舵角制御部５２で演算されたコンプライアンスステア制御値Ａｃとが加算器５５ｂで加算されて直進性担保制御値δａを算出する。この直進性担保制御値δａは、遅延制御部５６に供給される。
ここで、図１６に示すように、転舵角制御部５２、直進性補完部５３、外乱補償部５４および加算器５５ａ，５５ｂで直進性担保部ＳＧを構成し、この直進性担保部ＳＧと以下に述べる遅延制御部５６とで転舵応答性設定部ＳＲＳを構成している。
【００８３】
遅延制御部５６は、図１６に示すように、操舵開始検出部５６ａ、単安定回路５６ｂ、ゲイン調整部５６ｃおよび乗算器５６ｄを有する。
操舵開始検出部５６ａは、操舵角度センサ４で検出した操舵角θｓに基づいて中立位置を維持する状態から右操舵または左操舵したタイミングを検出して中立状態からの操舵開始を表す操舵開始信号ＳＳを単安定回路５６ｂに出力する。
【００８４】
また、単安定回路５６ｂは操舵開始検出部５６ａから出力される操舵開始信号に基づいて所定の遅延時間例えば０．１秒の間オン状態となる制御開始遅延信号をゲイン調整部５６ｃに出力する。
ゲイン調整部５６ｃは、制御開始遅延信号がオン状態であるときに、制御ゲインＧａを“０”に設定し、制御開始遅延信号がオフ状態であるときに制御ゲインＧａを“１”に設定し、設定した制御ゲインＧａを乗算器５６ｄに出力する。
乗算器５６ｄでは、直進性担保部ＳＧから出力される直進性担保制御値δａが入力され、この直進性担保制御値δａに制御ゲインＧａを乗算し、乗算結果を目標転舵角演算部５１からの目標転舵角δ*が入力された加算器５６ｅに供給する。
【００８５】
したがって、遅延制御部５６では、操舵開始検出部５６ａで中立状態を維持している状態から右操舵または左操舵を行った操舵開始状態を検出したときに、直進性担保部ＳＧで算出された直進性担保制御値δａを目標転舵角δ*に加算する直進性担保制御を単安定回路５６ｂで設定される所定時間例えば０．１秒間停止させるようにゲイン調整部５６ｃで、直進性担保制御値δａに乗算する制御ゲインＧａを“０”に設定する。そして、ゲイン調整部５６ｃでは、０．１秒経過後に単安定回路５６ｂの出力信号がオフ状態に反転すると、ゲイン調整部５６ｃで、直進性担保制御値δａを目標転舵角δ*に加算する直進性担保制御を開始するように制御ゲインＧａを“１”に設定する。
【００８６】
また、遅延制御部５６は、ステアリングホイール２の操舵が継続されているときには、操舵開始検出部５６ａで中立状態からの操舵開始を検出しないので、単安定回路５６ｂの出力がオフ状態を維持することにより、ゲイン調整部５６ｃで制御ゲインＧａが“１”に設定される。このため、直進性担保部ＳＧで演算された直進性担保制御値δａをそのまま加算器５６ｅに供給する。このため、目標転舵角δ*に直進性担保制御値δａと制御ゲインＧａとの乗算置Ｇａ・δａが加算されて直進性担保制御が行われる。
【００８７】
転舵角偏差演算部５８は、加算器５６ｃから出力される目標転舵角δ*に直進性担保制御値δａが加算された加算後目標転舵角δ*ａから転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの転舵アクチュエータ回転角度センサ９から出力される実転舵角δｒを減算して転舵角偏差Δδを算出し、算出した転舵角偏差Δδを転舵モータ制御部５９に出力する。
【００８８】
転舵モータ制御部５９は、入力される角度偏差Δδが零となるように転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの目標駆動電流ｉｍ*を算出し、算出した目標駆動電流ｉｍ*を電流偏差演算部６０に出力する。
電流偏差演算部６０は、入力される目標駆動電流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６１から出力される実モータ駆動電流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６２に出力する。
モータ電流制御部６２は、入力される電流偏差Δｉが零となるように、すなわち、実モータ駆動電流ｉｍｒが目標駆動電流ｉｍ*に追従するようにフィードバック制御し、実モータ駆動電流ｉｍｒを転舵モータ８ａに出力する。
【００８９】
ここで、転舵角偏差演算部５８、転舵モータ制御部５９、電流偏差演算部６０、モータ電流検出部６１、モータ電流制御部６２でアクチュエータ制御装置６３が構成されている。このアクチュエータ制御装置６３は、転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの回転角度を検出する転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出した回転角度δｒが目標転舵角δ*と一致するように制御する。このため、車両が直進走行状態であって、目標転舵角δ*が“０”となったときに、この目標転舵角δ*に回転角度δｒが一致するように制御するので、前述した直進性担保部ＳＧを主直進性担保部としたときに、副直進性担保部を構成することになる。
【００９０】
（転舵制御装置の作用）
次に、上記第１実施形態における転舵制御装置の作用を図１８および図１９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、目標転舵角演算部５１で演算される目標転舵角δ*が零となる。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いるので、左右の駆動輪となる転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの駆動力または制動力が等しくなる。このため、転舵角制御部５２で前記（１）式および（２）式で算出されるコンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの舵角の変位量ΔｆｌおよびΔｆｒは等しい値となる。このため、コンプライアンスステア補正量Ａｃは変位量Δｆｌから変位量Δｆｒ減算した値であるので、コンプライアンスステア補正量Ａｃは零となる。
【００９１】
同様に、直進性補完部５３でも、駆動力ＴＬおよびＴＲが等しいので、駆動力差ΔＴが零となることにより、図１７に示す発生トルク推定制御マップを参照して算出される発生トルクＴｈも零となる。一方、直進走行状態でステアリングホイール２を操舵していないので、操舵トルクＴｓも零であり、セルフアライニングトルクＴｓａも零となって、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａも零となる。
【００９２】
一方、外乱補償部５４では、外乱を抑制する外乱補償値Ａｄｉｓが算出される。したがって、直進性担保制御値δａは外乱補償値Ａｄｉｓのみの値となる。この直進性担保制御値δａが遅延制御部５６の乗算器５６ｄに供給される。
この遅延制御部５６では、操舵開始検出部５６ａで操舵開始が検出されないので、単安定回路５６ｂの出力はオフ状態を維持する。このため、ゲイン調整部５６ｃでは制御ゲインＧａが“１”に設定され、この制御ゲインＧａが乗算器５６ｄへ供給される。この乗算器５６ｄからは、直進性担保制御値δａがそのまま加算器５６ｅに供給されて、零の目標転舵角δ*に加算される。したがって、外乱補償値Ａｄｉｓに応じた加算後目標転舵角δ*ａが算出され、この加算後目標転舵角δ*ａに一致するように転舵アクチュエータ８の転舵モータ８ａの転舵角が制御される。このため、外乱の影響を除去した直進走行を行うことができる。
【００９３】
したがって、路面の段差や前輪１７ＦＲおよび１７ＦＬの路面摩擦係数が異なることなどにより、路面からの入力による外乱によって前輪１７ＦＲおよび１７ＦＬが転舵された場合には、転舵アクチュエータ８が回転される。これに応じて転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出される回転角θｍｏが変化することにより、この回転角θｍｏの変化に応じた外乱補償値Ａｄｉｓが出力される。
このため、外乱補償値Ａｄｉｓにしたがって転舵アクチュエータ８が制御されて、サスペンション装置１Ｂの路面入力による転舵に抗するトルクを発生することができる。したがって、直進性担保部ＳＧでサスペンション装置１Ｂの直進性を担保することができる。
【００９４】
また、車両の直進走行状態で、外乱補償部５４で外乱を検出していない場合には、直進性担保部ＳＧで算出される直進性担保制御値δａが零となり、目標転舵角演算部５１から出力される目標転舵角δ*も零となるので、加算器５６ｅから出力される加算後目標転舵角δ*も零となる。
このため、アクチュエータ制御装置６３によって、転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａに転舵角変位が生じると、この転舵角変位を解消するようにアクチュエータ制御装置６３でモータ電流ｉｍｒを出力するので、転舵輪１７ＦＲおよび１６ＦＬが直進走行状態の転舵角に戻される。したがって，アクチュエータ制御装置６３で直進性を担保することができる。
【００９５】
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、この直進走行状態からの操舵による旋回状態への移行が操舵開始検出部５６ａで検出される。
このため、単安定回路５６ｂから所定時間例えば０．１秒間オン状態となる制御遅延信号がゲイン調整部５６ｃに出力される。したがって、ゲイン調整部５６ｃで、制御遅延信号がオン状態を継続している間制御ゲインＧａが“０”に設定される。このため、乗算器５６ｄから出力される乗算出力は“０”となり、直進性担保制御値δａの加算器５６ｅへの出力が停止される。
したがって、ステアリングホイール２の中立位置から操舵を開始した時点から０．１秒の初期応答期間Ｔ１の間は制御ゲインＧａが“０”に設定されるので、乗算器５６ｄから出力される乗算出力が“０”となり、目標転舵角δ*に対する直進性担保制御が図１９（ｂ）で実線図示のように停止される。
【００９６】
このため、操舵角度センサ４で検出した操舵角θｓが目標転舵角演算部５１に供給され、この目標転舵角演算部５１で演算された目標転舵角δ*がそのまま転舵角偏差演算部５８に供給される。このため、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、直進性担保部ＳＧにおける直進性担保制御が停止される。
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に設定され、且つキャスタ角が零に設定されたサスペンション装置１Ｂによる転舵が開始される。
【００９７】
このとき、サスペンション装置１Ｂのキャスタ角が零に設定されている。このキャスタ角と転舵応答性と操縦安定性との関係は、図１８（ａ）に示すように、キャスタ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。すなわち、キャスタ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。
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直進性担保制御は実行されないことにより、この初期転舵をサスペンション装置１Ｂが賄うことになる。
【００９８】
この初期応答期間Ｔ１では、サスペンション装置１Ｂは、上述したように、キャスタ角が零あり、操縦応答性が高いので、図１９（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（ヨーレイト）より高い転舵応答特性（ヨーレイト）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。
【００９９】
ところが、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１９（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。
このため、上記第１実施形態では、図１９（ｂ）に示すように、初期応答期間Ｔ１が経過する例えば０．１秒後に、転舵角制御部５２、直進性補完部５３および外乱補償部５４で構成される直進性担保部ＳＧによる目標転舵角δ*に対する直進性担保制御がステップ状に開始される。このため、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１８（ｂ）で点線図示のように、ステアバイワイヤ制御によって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。
【０１００】
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、直進性担保部ＳＧによる直進性担保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１９（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。
【０１０１】
以上のように、本実施形態に係る車両の操舵装置によれば、サスペンション装置１Ｂにおいて、ロアリンク構造を構成する第１のリンク３７と第２のリンク３８とが車両上面視で交差され、キングピン軸ＫＳをステアリングホイールが中立位置にある状態で、タイヤ接地面内を通るようにし、タイヤ接地面内にキャスタトレイルを設定しているため、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。
したがって、第１実施形態でも、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。すなわち、操縦性・安定性を向上させることができる。
【０１０２】
このように、上記第１実施形態では、少なくともキングピン軸ＫＳがタイヤ接地面内を通るように設定することにより、サスペンション装置１Ｂ自体が転舵応答性を向上させた構成とされ、これに加えてステアバイワイヤシステムＳＢＷの直進性担保部ＳＧによって転舵特性を制御する転舵角制御、直進性補完および外乱補償を行ってサスペンション装置１Ｂの直進性を担保している。
【０１０３】
このため、ステアリングホイール２を中立位置に保持している状態から右または左操舵を行った場合に、初期応答期間Ｔ１ではサスペンション装置１Ｂ自体の高い転舵応答性を利用して高応答性を確保する。その後、初期応答期間Ｔ１を経過して中期応答期間Ｔ２に入ると、転舵応答性を重視するよりは操縦安定性を重視する必要があり、ステアバイワイヤシステムＳＢＷにおける遅延制御部５６のゲイン調整部５６ｃで制御ゲインＧａが“１”に設定されることにより、直進性担保部ＳＧで算出した直進性担保制御値δａによる直進性担保制御を開始する。
【０１０４】
このため、転舵角制御、直進性補完および外乱補償等の直進性担保制御が開始されることにより、サスペンション装置１Ｂによる高い転舵応答性を抑制して操縦安定性を確保する。さらに、後期応答期間Ｔ３では、車両の内側への巻き込み現象を抑制するように転舵応答性をさらに低減させてアンダーステア傾向として車両のふらつきをより抑制して理想的な転舵応答性制御を確立することができる。
【０１０５】
さらに、転舵角制御部５２を備えて、コンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの変位量を考慮した直進性担保制御を行うことができる。このため、ロアリンク部材である第１リンク３７と第２リンク３８との車体１Ａ側の支持部に介挿されるブッシュの剛性を弱く設定することが可能であり、第１リンク３７と第２のリンク３８とを通じて路面から車体１Ａへの振動伝達率を低下させて乗心地を向上させることができる。
【０１０６】
なお、上記第１実施形態においては、転舵制御装置５０をハードウェア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く、例えば目標転舵角演算部５１、直進性担保部ＳＧを例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成し、この演算処理装置で、図２０に示す転舵制御処理を実行するようにしてもよい。
この転舵制御処理は、図２０に示すように、先ず、ステップＳ１で、車速Ｖ、操舵角度センサ４で検出した操舵角θｓ、転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出した回転角θｍｏ、駆動力制御装置７１の左右輪の駆動力ＴＬ，ＴＲ、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、操舵角度センサ４で検出した操舵角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。
【０１０７】
このステップＳ４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、前述した目標転舵角演算部５１と同様に車速Ｖと操舵角θｓに基づいて目標転舵角δ*を算出する。
【０１０８】
次いで、ステップＳ６に移行して、前述した転舵角制御部５２と同様に、左右輪の駆動力ＴＬおよびＴＲにコンプライアンスステア係数ｓｆを乗算してコンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの変位量ΔｆｌおよびΔｆｒを算出し、これら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。
次いで、ステップＳ７に移行して、前述した直進性補完部５３と同様に、左右輪の駆動力ＴＬおよびＴＲの駆動力差ΔＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）に基づいて図１７に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクＴｈを推定する。そして、この発生トルクＴｈを操舵トルクＴｓから減算してセルフアライニングトルクＴｓａを算出し、このセルフアライニングトルクＴｓａに所定ゲインＫｓａを乗算してセルフアライニングトルク制御値Ａｓａを算出する。ここで、セルフアライニングトルクＴｓａの算出には、上記に限定されるものではなく、前述した直進性補完部５３で説明した種々の算出方法を適用することができる。
【０１０９】
次いで、ステップＳ８に移行して、転舵アクチュエータ回転角度センサ９からのモータ回転角θｍｏ、操舵トルクＴｓおよびモータ電流検出部６１で検出したモータ電流ｉｍｒに基づいて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。
次いで、ステップＳ９に移行して、目標転舵角δ*と、コンプライアンスステア制御値Ａｃと、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａと、外乱補償値Ａｄｉｓとに基づいて下記（４）式の演算を行って加算後目標転舵角δ*ａを算出する。
δ*ａ＝δ*＋Ｇａ（Ａｃ＋Ａｓａ＋Ａｄｉｓ）      …………（４）
【０１１０】
次いで、ステップＳ１０に移行して、ステップＳ９で算出した加算後目標転舵角δ*ａを図１６における転舵角偏差演算部５８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に移行して、制御フラグＦを“１”にセットしてからステップＳ１２に移行する。さらに、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直接ステップＳ１２に移行する。
このステップＳ１２では、予め設定された遅延時間（例えば０．１秒）が経過したか否かを判定する。このとき、遅延時間が経過していないときには、ステップＳ１３に移行し、制御ゲインＧａを“０”に設定してから前記ステップＳ５に移行して、目標転舵角δ*を算出する。
【０１１１】
また、ステップＳ１２の判定結果が、所定の遅延時間（例えば０．１秒）が経過したときには、ステップＳ１４に移行して、制御フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ４に移行して、制御ゲインＧａを“１”に設定する。
この図２０に示す転舵指令角度演算処理でも、ステアリングホイール２が中立位置に保持されている状態から右または左に操舵が開始された操舵開始状態ではないときには、目標転舵角δ*に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Ａｄｉｓを加算した直進性担保制御値δａを目標転舵角δ*に加算する直進性担保制御が行われる。
【０１１２】
これに対して、ステアリングホイール２が中立位置に保持されている状態から右または左に操舵が開始された操舵開始状態であるときには、予め設定された遅延時間が経過するまでは、制御ゲインＧａが“０”に設定されるため、直進性担保制御が停止される。このため、目標転舵角δ*のみが転舵角偏差演算部５８に出力され、これによって転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａが回転駆動される。このため、初期転舵応答性はサスペンション装置自体の高転舵応答性が設定されることになり、高転舵応答性を得ることができる。
【０１１３】
その後、遅延時間が経過すると、制御ゲインＧａが“１”に設定されるため、目標転舵角δ*に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Ａｄｉｓが加算された直進性担保制御値δａを目標転舵角δ*に加えた値によって転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａを回転駆動する。このため、サスペンション装置１Ｂの高転舵応答性が抑制されると共に、サスペンション装置１Ｂの直進性が担保されて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
【０１１４】
この転舵制御処理でも、車両の直進走行状態では、目標転舵角δ*が零となり、外乱が生じない場合には、この目標転舵角δ*が直接図１６の転舵角偏差演算部５８に供給されるので、前述したと同様にアクチュエータ制御装置６３によって直進性が担保される。
この図２０の転舵制御処理において、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の処理が転舵角制御部５２に対応し、ステップＳ７の処理が直進性補完部５３に対応し、ステップＳ５〜Ｓ７の処理が直進性担保部ＳＧに対応し：ステップＳ２〜Ｓ４、Ｓ１１〜Ｓ１４の処理が遅延制御部５６に対応し、ステップＳ２〜Ｓ１４の処理が転舵応答性設定部ＳＲＳに対応している。
【０１１５】
なお、図２０の転舵制御処理では、転舵応答性設定部ＳＲＳで行う制御をソフトウェアで実現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、転舵応答性設定部ＳＲＳの制御とアクチュエータ制御装置６３の制御とを含めてソフトウェア処理するようにしてもよい。
また、上記第１実施形態においては、直進性担保部ＳＧを転舵角制御部５２、直進性補完部５３および外乱補償部５４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く、転舵角制御部５２、直進性補完部５３および外乱補償部５４のいずれか１つまたは２つを省略するようにしてもよい。
【０１１６】
（第１実施形態の効果）
（１）前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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を備えている。そして、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは平面視における仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている
【０１１７】
これにより、転舵輪の転舵時に互いに交差する第１ロアリンク部材と第２ロアリンク部材との交点の仮想ロアピボット点が車幅方向外側に移動することにより、スクラブ半径をポジティブスクラブの範囲で小さくなろうとする。このとき、第１アッパーリンク部材と第２アッパーリンク部材とで形成される仮想アッパーピボット点が車幅方向外側に移動する成分を有することにより、スクラブ半径の縮小を抑制することができる。
このとき、仮想アッパーピボット点の移動方向を仮想ロアピボット点の移動方向に合わせると、スクラブ半径の縮小を抑制する他に、キングピン傾角やキャスタ角の変化を抑制し、転舵輪の転舵時のラック軸力を小さく維持することが可能となる。
【０１１８】
（２）前記アッパーピボット点および前記ロアピボット点を結ぶキングピン軸が、タイヤ接地面内を通る構成とした。
これにより、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、操縦性・安定性を向上させることができる。
【０１１９】
（３）前記第１ロアリンク部材および前記第２ロアリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第１ロアリンク部材が車両前方側に傾きを持つテンションリンク型のロアリンク構造とされている。
このため、第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材の平面視における交点で表される仮想ロアピボット点を車幅方向内側に設定することができる。このため、仮想アッパーピボット点との関係でスクラブ半径をポジティブスクラブの範囲内で大きく設定することができる。
【０１２０】
（４）前記第１ロアリンク部材はテンションリンクで構成され、前記第２ロアリンク部材はトランスバースリンクで構成されている。
この構成によると、車両前後方向の力が支配的な状況において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の後方向きの力に対し、トランスバースリンク部材の車輪側の連結部が車両内向きに移動する。また、タイロッド部材の車輪側の連結部は車体側の連結部を中心に回転して車両外向きに移動する。さらに、テンションリンク部材の車輪側の連結部は車両内向きに移動する。
そのため、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
したがって、車両用サスペンション装置において、車両前後方向の力に対するコンプライアンスステア特性をより適切なものとすることが可能となる。
【０１２１】
（５）前記第１アッパーリンク部材および前記第２アッパーリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２アッパーリング部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両前方側に傾きを持つテンションリンク型のアッパーリンク構造とされている。
したがって、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平面視における交点で表される仮想アッパーピボット点を第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材の平面視における交点で表される仮想ロアピボット点と略平行に車幅方向外側前方に移動させることができる。このため、スクラブ半径のポジティブスクラブ範囲内での縮小を抑制することができると共に、キングピン傾角、キャスタ角の変化を抑制することができる。
【０１２２】
（６）前記第１アッパーリンク部材はテンションリンクで構成され、前記第２アッパーリンク部材はトランスバースリンクで構成されている。
このため、車両前後方向の力が支配的な状況において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の後方向きの力に対し、トランスバースリンク部材の車輪側の連結部が車両内向きに移動する。また、タイロッド部材の車輪側の連結部は車体側の連結部を中心に回転して車両外向きに移動する。さらに、テンションリンク部材の車輪側の連結部は車両内向きに移動する。
【０１２３】
そのため、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
したがって、車両用サスペンション装置において、車両前後方向の力に対するコンプライアンスステア特性をより適切なものとすることが可能となる。
（７）車両用サスペンション装置でステアバイワイヤシステムによる転舵輪を懸架することとした。
したがって、ステアバイワイヤシステムにおける転舵アクチュエータを利用して、本発明におけるキングピン軸の設定やキャスタトレイルの設定に対応させて直進性を補完する制御を行うことができ、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
【０１２４】
（８）サスペンション装置はタイヤ接地面を通るようにキングピン軸を設定して直進性より転舵応答性を重視した構成とされ、転舵制御装置は、転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータと、前記転舵輪の転舵角がステアリングホイールの操舵角に対応するように前記転舵アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備え、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する。
これにより、サスペンション装置のキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、転舵応答性を向上させることができる。このとき、キャスタ角を零近傍の値とすることにより、転舵応答性をより高めたサスペンション装置を構成することができる。
【０１２５】
（９）前記転舵制御装置はステアバイワイヤシステムで構成されている。
この構成とすることにより、サスペンション装置の転舵応答性を確保することによる直進性の低下をステアバイワイヤシステムで補完することができる。
（１０）前記ステアバイワイヤシステムは、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する直進性担保部を備えている。
この構成とすることにより、直進性担保部で、サスペンション装置の直進性の低下を補うことができ、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
【０１２６】
（１１）前記直進性担保部は、セルフアライニングトルクを算出して前記サスペンション装置の直進性を担保する。
この構成とすることにより、直進性担保部で、サスペンション装置の高応答性を確保することにより低下した直進性をセルフアライニングトルクで担保することができ、操縦・安定性を向上させることができる。
（１２）前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を調整して初期転舵応答性を前記サスペンション装置自体の転舵応答性に設定する転舵応答性設定部を備えている。
この構成によると、ステアリングホイールの中立位置から転舵を開始したときに、初期応答特性を高転舵応答性とすることができる。その後、サスペンション装置自体の転舵応答性を直進性担保部による直進性担保制御で調整することにより、理想的な転舵応答性を確保することができる。
【０１２７】
（１３）前記転舵制御装置は、コンプライアンスステアを推定して転舵輪の変位補正を行う転舵角制御部を有する。
この構成によると、したがって、サスペンション装置を構成するロアアームの車体側支持部に介挿したブッシュの剛性を低下させることが可能となり、車両の乗心地を向上させることができる。
【０１２８】
（１４）前記転舵制御装置は、少なくとも前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、初期転舵状態では、前記サスペンション装置自体の転舵応答性で高い転舵応答性を設定し、前記初期転舵状態を経過した転舵状態であるときに、前記直進性担保部による直進性担保制御によって必要とする転舵応答性を設定する転舵応答性設定部を備えている。
この構成によると、初期転舵にサスペンション装置の高い転舵応答特性を確保し、初期設定時間経過後に直進性担保部で前記転舵アクチュエータの前記サスペンション装置自体の直進性を担保する制御を行うことができ、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
【０１２９】
（１５）前記転舵応答性設定部は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を遅ら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、直進性担保部による直進性担保制御の開始を遅らせるので、初期転舵応答特性を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。
（１６）前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を調整するゲイン調整部を有する。
この構成によると、これにより、ゲイン調整部で、例えば直進性担保制御における直進性担保制御値に対するゲインを“０”に設定することにより、直進性担保制御を行わず、ゲインを“０”より大きい値例えば“１”に設定することにより、直進性担保制御を開始することができる。このため、ゲイン調整部を設けることにより、直進性担保制御の開始の調整を容易に行うことができる。
【０１３０】
（１７）前記遅延制御部は、直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右または左に操舵した操舵開始タイミングから０．１秒遅延させた後に開始させる。
この構成によると、初期転舵応答特性をサスペンション装置自体の高転舵応答特性を有効に利用することができ、０．１秒の初期期間が経過した後に直進性担保部による直進性担保制御を開始させて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
【０１３１】
（１８）前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記転舵アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えている。
【０１３２】
この構成によると、目標転舵角演算部で、ステアリングホイールの操舵角に応じた目標転舵角を演算し、この目標転舵角に加算器で直進性担保制御値を加算し、転舵モータ制御部で、加算器の加算出力にアクチュエータを構成する転舵モータの回転角度を一致させる目標モータ電流を形成し、モータ電流制御部で目標モータ指令電流に一致させるモータ駆動電流を形成し、これを転舵モータに出力することにより、転舵モータをステアリングホイールの操舵角に応じて駆動制御することができる。ここで、目標転舵角演算部から出力される目標転舵角を転舵応答性制御部で調整しているので、最適な転舵制御を行うことができる。
【０１３３】
（１９）転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータにより前記転舵輪を転舵すると共に、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行うようにしている。
【０１３４】
この方法によると、サスペンション装置のキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、転舵応答性を向上させることができる。このとき、キャスタ角を零近傍の値とすることにより、転舵応答性をより高めたサスペンション装置を構成することができる。そして、このサスペンション装置で不足する直進性を転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与することにより担保する。
【０１３５】
（２０）転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを制御すると共に、
前記転舵アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行い、且つ
前記ステアリングホイールを中立位置からの転舵の開始時に、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始する。
【０１３６】
この方法によると、サスペンション装置のキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、転舵応答性を向上させることができる。このとき、キャスタ角を零近傍の値とすることにより、転舵応答性をより高めたサスペンション装置を構成することができる。そして、このサスペンション装置で不足する直進性を転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与することにより担保する。
【０１３７】
さらに、ステアリングホイールを中立位置からの転舵の開始時に、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始することにより、旋回初期にサスペンション装置の転舵応答性によって旋回開始し、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始する。このため、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、転舵制御によってサスペンション装置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。
【０１３８】
（２１）前記車両の直進性を担保する制御は、転舵状態に基づいてセルフアライニングトルクを算出し、算出したセルフアライニングトルクを転舵輪に付与する。
この方法によると、サスペンション装置の高応答性を確保することにより低下した直進性をセルフアライニングトルクで担保することができ、操縦・安定性を向上させることができる。
（２２）前記初期設定時間は０．１秒に設定されている。
この方法によると、初期転舵応答特性をサスペンション装置自体の高転舵応答特性を有効に利用することができ、０．１秒の初期期間が経過した後に直進性担保部による直進性担保制御を開始させて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
【０１３９】
（応用例１）
第１実施形態では、タイヤ接地面内にキングピン軸を設定するものとし、その一例として、キャスタトレイルをゼロに近い値として、キングピン軸の路面着地点をタイヤ接地面中心点に一致させる場合について説明した。
これに対し、本応用例では、キングピン軸の設定条件をタイヤ接地面中心点からタイヤ接地面の前端までの範囲に限定するものとする。
（効果）
キングピン軸の路面着地点をタイヤ接地面中心からタイヤ接地面の前端までに設定すると、直進性の確保と操舵操作の重さの低減を両立できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
【０１４０】
（応用例２）
第１実施形態においては、図１０に示す座標平面において、一点鎖線で囲んだ領域を設定に適する領域として例に挙げた。これに対し、注目するラック軸力の等値線を境界線とし、その境界線が示す範囲より内側の領域（キングピン傾角の減少方向でスクラブ半径の増加方向）を設定に適する領域とすることができる。
（効果）
ラック軸力の最大値を想定して、その最大値以下の範囲にサスペンションジオメトリを設定することができる。
【０１４１】
（応用例３）
第１および第２実施形態および各応用例では、ステアバイワイヤ方式の操舵装置を備える車両にサスペンション装置１Ｂを適用する場合を例に挙げて説明したが、ステアバイワイヤ方式ではなく、機械的な操舵機構の操舵装置を備える車両にサスペンション装置１Ｂを適用することが可能である。
この場合、キングピン軸を上記検討結果に基づく条件に従って決定し、キャスタトレイルをタイヤ接地面内に設定した上で、機械的な操舵機構のリンク配置をそれに合わせて構成する。
（効果）
機械的な構造を有する操舵機構においても、キングピン軸周りのモーメントを低減して運転者に要する操舵力をより小さいものとでき、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
【０１４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図２１〜図２３について説明する。
この第２実施形態は、前述した第１実施形態のアッパーリンク構造をテンション型の構造とする場合に代えて、コンプレッション型のアッパーリンク構造としたものである。
すなわち、第２実施形態では、図２１に示すように、転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲを支持するナックル７０の車軸７０ａの下端側に連結されたロアリンク構造は、前述した第１実施形態と同様にトランスバースリンク（第１ロアリンク部材）３７およびテンションリンク（第２ロアリンク部材）３８を交差させたテンション型の構造とされている。
【０１４３】
これに対して、ナックル７０の上端に連結されたアッパーリンク構造は、平面視でタイヤ中心軸の僅か車両前後方向後方側に車軸方向に延長して配置された第１アッパーリンクとしてのトランスバースリンク（トランスバースリンク部材）７１と、このトランスバースリンク７１の車両前後方向後方側に配置された第２アッパーリンクとしてのコンプレッションリンク（コンプレッションリンク部材）７２とでリンク自体は交差しないが車輪側の延長線が交差する構造とされている。これらトランスバースリンク７１およびコンプレッションリンク７２のそれぞれはＩアームで構成され、ナックル７０の上端に支持された２つのボールジョイント７４に個別に支持されている。
【０１４４】
ここで、トランスバースリンク７１は、図２３（ａ）に模式的に示すように、ナックル７０の上端の車輪側取付点ＴＢＵａが転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向内側でタイヤ中心軸の僅か車両前後方向後方側に配置され、車体側取付点ＴＢＵｂが同様に車幅方向内側でタイヤ中心軸の僅か車両前後方向後方側に配置されている。
また、コンプレッションリンク７２は、図２３（ａ）に模式的に示すように、ナックル７０の上端の車輪側取付点ＣＰＵａが転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向内側でトランスバースリンク７１の車輪側取付点ＴＢＵａから車両前後方向後方側に配置され、車体側取付点ＣＰＵｂが車輪側取付点ＣＰＵａから車両前後方向後方側で車幅方向内方に配置されている。したがって、コンプレッションリンク７２は、車輪側取付点ＣＰＵａから斜め後方に延長している。
【０１４５】
上記アッパーリンク構造は、仮想アッパーピポット点ＰＵが平面視で前述した第１実施形態のアッパーリンク構造とは異なってトランスバースリンク７１およびコンプレッションリンク７２の転舵輪側の延長線が交差する点となる。このアッパーピボット点ＰＵは、図２３（ａ）に示すように、転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向の僅か内側で車軸中心線より僅か車両前後方向後方側に設定されている。
【０１４６】
一方、ロアリンク構造では、図２３（ｂ）に示すように、前述した第１実施形態と同様に、仮想ロアピボット点ＰＬが転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向内側端部近傍で且つ車軸中心線より車両前後方向で僅か前側に設定されている。
したがって、仮想アッパーピボット点ＰＵおよび仮想ロアピボット点ＰＬを結ぶキングピン軸ＫＳは、図２２に示すように、その路面着地点がタイヤ接地面内でタイヤ接地面中心点より車両前方側となる。このため、キングピン傾角を１５度以下とすることができるとともに、キャスタ角が零度近傍となって、前述した第１の実施形態と同様にキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。このため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。これにより、操縦性・安定性を向上させることができる。
【０１４７】
そして、転舵輪１７ＦＬおよび１７ＲＲが直進走行状態から転舵された場合に、ロアリンク構造では、テンション型の構造とされているので、前述した第１の実施形態と同様に、転舵により仮想ピボット点ＰＬが図２３（ｂ）に示すように、車幅方向外側で車両前後方向前側の方向に斜め前方に移動する。
これに対して、アッパーリンクでは、図２３（ａ）に示すように、直進走行状態では、仮想アッパーピボット点ＰＵが平面視において転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車軸中心軸の近傍で、車両前後方向の僅か後方側で転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向の内側となる位置となる。この状態から旋回外輪となるように転舵すると、仮想アッパーピポット点ＰＵは、車幅方向外側で且つ車両前後方向後方側に移動することになる。
【０１４８】
このため、車幅方向の成分でみると、仮想ロアピボット点ＰＬが車幅方向外側に移動することによるポジティブスクラブ領域内でのスクラブ半径の減少を、仮想アッパーピボット点ＰＵの車幅方向外側に移動することにより、抑制することができる。これと同時にキングピン傾角の増加も抑制することができる。
このとき、車両前後方向の成分では、仮想ロアピボット点ＰＬが車両前方に移動し、仮想アッパーピボット点ＰＵが車両後方に移動することにより、転舵時にキャスタ角が大きくなり、キャスタトレイルが増加し、高い横加速度が発生する旋回時において、転舵角の切れ増しが生ずることを確実に抑制できる。
【０１４９】
（第２実施形態の効果）
（１）アッパーリンク構造を第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の２本のリンクで構成し、旋回時に第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側の延長線が平面視で交差する点で表される仮想アッパーピボット点が車幅方向外側に移動する成分を有するアッパーリンク構造とした。
この構成によると、転舵輪の転舵時に互いに交差する第１ロアリンク部材と第２ロアリンク部材との交点の仮想ロアピボット点が車幅方向外側に移動することにより、スクラブ半径をポジティブスクラブの範囲で小さくなろうとする。このとき、第１アッパーリンク部材と第２アッパーリンク部材との交点の仮想アッパーピボット点が車幅方向外側に移動する成分を有することにより、スクラブ半径の縮小を抑制することができる。
【０１５０】
このとき、仮想アッパーピボット点の移動方向を仮想ロアピボット点の移動方向に合わせると、スクラブ半径の縮小を抑制する他に、キングピン傾角の変化を抑制し、転舵輪の転舵時のラック軸力を小さく維持することが可能となる。また、旋回時に仮想アッパーピボット点が車両前後方向後方に移動する成分を有させることにより、キャスタ角が大きくなって、キャスタトレイルが増加することなり、高い横加速度が発生する旋回時において、転舵角の切れ増しが生ずることを確実に抑制できる。
【０１５１】
（２）前記第１アッパーリンク部材はトランスバースリンク部材で構成され、前記第２アッパーリンク部材はコンプレッションリンク部材で構成されている。
この構成によると、転舵時に仮想アッパーピボット点を車幅方向外側で車両前後方向後方に移動させることができる。したがって、互いに交差する第１ロアリンク部材と第２ロアリンク部材との交点の仮想ロアピボット点が転舵輪の転舵時に車幅方向外側且つ車両前後方向前方側に移動する場合に、第１アッパーリンク部材と第２アッパーリンク部材との交点の仮想アッパーピボット点が車幅方向外側に移動する成分を有することにより、スクラブ半径の縮小を抑制することができる。このとき、キングピン傾角の変化も抑制することができる。さらに、旋回時に仮想アッパーピボット点が車両前後方向後方に移動する成分を有させることにより、キャスタ角が大きくなって、キャスタトレイルが増加することなり、高い横加速度が発生する旋回時において、転舵角の切れ増しが生ずることを確実に抑制できる。
【符号の説明】
【０１５２】
１…自動車、１Ａ…車体、１Ｂ…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…操舵角度センサ、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、１４…ステアリングラック部材、１５…タイロッド、１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬ…車輪、２１…車両状態パラメータ取得部、２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬ…車輪速センサ、２６…コントロール／駆動回路、２７…メカニカルバックアップ、３２…車軸、３３…アクスルキャリア、３４…バネ部材、３７…トランスバースリンク（トランスバースリンク部材）、３８…テンションリンク（テンションリンク部材）、４０…ショックアブソーバ、５０…転舵制御部、５１…目標転舵角演算部、５２…転舵角制御部、５３…直進性補完部、５４…外乱補償部、５５…加算器、５６…遅延制御部、５６ａ…操舵開始検出部、５６ｂ…単安定回路、５６ｃ…ゲイン調整部、５６ｄ…乗算器、５６ｅ…加算器、５８…転舵角偏差演算部、５９…転舵モータ制御部、６０…電流偏差演算部、６１…モータ電流検出部、６２…モータ電流制御部、６３…アクチュエータ制御装置、６５…駆動力制御装置、７０…ナックル、７１…トランスバースリンク、７２…コンプレッションリンク
【図１】
2014013682.tif 000004
【図２】
2014013682.tif 000005
【図３】
2014013682.tif 000006
【図４】
2014013682.tif 000007
【図５】
2014013682.tif 000008
【図６】
2014013682.tif 000009
【図７】
2014013682.tif 000010
【図８】
2014013682.tif 000011
【図９】
2014013682.tif 000012
【図１０】
2014013682.tif 000013
【図１１】
2014013682.tif 000014
【図１２】
2014013682.tif 000015
【図１３】
2014013682.tif 000016
【図１４】
2014013682.tif 000017
【図１５】
2014013682.tif 000018
【図１６】
2014013682.tif 000019
【図１７】
2014013682.tif 000020
【図１８】
2014013682.tif 000021
【図１９】
2014013682.tif 000022
【図２０】
2014013682.tif 000023
【図２１】
2014013682.tif 000024
【図２２】
2014013682.tif 000025
【図２３】
2014013682.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月25日(2013.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、
前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、
前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、
前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、
前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている
ことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項２】
前記アッパーピボット点および前記ロアピボット点を結ぶキングピン軸が、タイヤ接地面内を通ることを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項３】
前記第１ロアリンク部材および前記第２ロアリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２ロアリンク部材が車両前方側に傾きを持つテンションリンク型のロアリンク構造とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項４】
前記第１ロアリンク部材はトランスバースリンク部材で構成され、前記第２ロアリンク部材はテンションリンク部材で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用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前記第２アッパーリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２アッパーリング部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両前方側に大きな傾きを持つテンションリンク型のアッパーリンク構造と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項に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項６】
前記第１アッパーリンク部材はトランスバースリンクで構成され、前記第２アッパーリンク部材はテンションリンクで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項７】
前記第１アッパーリンク部材および前記第２アッパーリンク部材は、車幅方向に対して前記第２アッパーリンク部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両後方側に傾きを持ち車輪側延長部が交差するコンプレッションロッド型のアッパーリンク構造と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項に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項８】
前記第１アッパーリンク部材はトランスバースリンク部材で構成され、前記第２アッパーリンク部材はテンションリンク部材で構成されていることを特徴とする請求項７に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項９】
ステアリングホイールの変位を検出し、検出結果に基づいてステアリングラックをアクチュエータで変位させるステアバイワイヤシステムによる転舵輪を懸架することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項１０】
ステアリングホイールの操舵状態に応じて当該ステアリングホイールと分離された転舵輪を制御する転舵制御装置と、
前記転舵輪を車体に支持する請求項２から８に記載のサスペンション装置とを備え、
前記サスペンション装置はタイヤ接地面を通るようにキングピン軸を設定して直進性より転舵応答性を重視した構成とされ、
前記転舵制御装置は、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータと、前記転舵輪の転舵角が前記ステアリングホイールの操舵角に対応するように前記転舵アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備え、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する
ことを特徴とする自動車。
【請求項１１】
前記転舵制御装置はステアバイワイヤシステムで構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の自動車。
【請求項１２】
前記ステアバイワイヤシステムは、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する直進性担保部を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の自動車。
【請求項１３】
前記直進性担保部は、セルフアライニングトルクを算出して前記サスペンション装置の直進性を担保することを特徴とする請求項１２に記載の自動車。
【請求項１４】
前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を調整して初期転舵応答性を前記サスペンション装置自体の転舵応答性に設定する転舵応答性設定部を備えていること特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１５】
前記転舵制御装置は、コンプライアンスステアを推定して転舵輪の変位補正を行う転舵角制御部を有することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１６】
前記転舵制御装置は、少なくとも前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、初期転舵状態では、前記サスペンション装置自体の転舵応答性で高い転舵応答性を設定し、前記初期転舵状態を経過した転舵状態であるときに、前記直進性担保部による直進性担保制御によって必要とする転舵応答性を設定する転舵応答性設定部を備えていること特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１７】
前記転舵応答性設定部は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を遅らせる遅延制御部を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の自動車。
【請求項１８】
前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を調整するゲイン調整部を有することを特徴とする請求項１７に記載の自動車。
【請求項１９】
前記遅延制御部は、直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右または左に操舵した操舵開始タイミングから０．１秒遅延させた後に開始させることを特徴とする請求項１７または１８に記載の自動車。
【請求項２０】
前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記転舵アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えていることを特徴とする請求項１０から１９のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項２１】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータにより前記転舵輪を転舵すると共に、
前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行う
ことを特徴とする転舵制御方法。
【請求項２２】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを制御すると共に、
前記転舵アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行い、且つ
前記ステアリングホイールを中立位置からの転舵の開始時に、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始する
ことを特徴とする転舵制御方法。
【請求項２３】
前記車両の直進性を担保する制御は、転舵状態に基づいてセルフアライニングトルクを算出し、算出したセルフアライニングトルクを転舵輪に付与することを特徴とする請求項２１または２２に記載の転舵制御方法。
【請求項２４】
前記初期設定時間は０．１秒に設定されていることを特徴とする請求項２２に記載の転舵輪の転舵制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
アッパーリンク部材とを備えたサスペンション装置である。そして、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピポット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている。
発明の効果
［０００９］
本発明によれば、ロアリンク構造を第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材を交差させた構成とすることにより、第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材との交点が仮想ロアピボット点となる。この仮想ロアピボット点は車輪の転舵時に車幅方向外側に移動する。このため、アッパーリンク構造を第１アッパーリンク部材および第２アッパーリンク部材で構成し、仮想アッパーピボット点を転舵時に少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有する構成とすることで、スクラブ半径およびキングピン傾角の変化を抑制することができる。
図面の簡単な説明
［００１０］
［図１］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２］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］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］サスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す正面図である。
［図５］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。
［図６］サスペンション装置１Ｂのロアリンク構成を模式的に示す（ａ）部分平面図（左前輪）および（ｂ）タイヤ接地面（右前輪）を示す図である。
［図７］サスペンション装置１Ｂの構成を示す模式図であって、（ａ）はアッパーリンク構成を示す模式図、（ｂ）はロアリンク構成を示す模式図である。
［図８］転舵時におけるラックストロークとラック軸力との関係を示す図である
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
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の下端とを連結する。本実施形態において、トランスバースリンク３７とテンションリンク３８とは、独立した部材からなるＩアームとなっている。これらトランスバースリンク３７およびテンションリンク３８は、車体側と各１箇所の支持部で連結し、アクスルキャリア３３側と各１箇所の取り付け部で連結している。さらに、本実施形態におけるトランスバースリンク３７とテンションリンク３８とは、互いに交差した状態で車体１Ａとアクスルキャリア３３とを連結する（以下、トランスバースリンク３７とテンションリンク３８とが構成する仮想リンクの交点を適宜「仮想ロアピボット点ＰＬ」と称する。）。
［００２８］
これらロアリンク構造のうち、トランスバースリンク３７は、車軸と略平行に設置してあり、車両平面視において、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢａは、車輪中心（車軸）よりも車両前後方向前側となっている。また、テンションリンク３８は、トランスバースリンク３７よりも車軸に対して傾斜（車輪側支持点がより後側、車体側支持点がより前側となる向きに配置）させて設置してある。そして、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳａは、車輪中心よりも車両前後方向後側となっている。また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢｂは、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳａよりも車両前後方向前側となっている。また、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳｂは、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢａよりも車両前後方向前側となっている。
［００２９］
このようなリンク配置とした場合、車輪に入力する横力を主にトランスバースリンク３７に受け持たせることができる。また、上記リンク配置では、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂを車輪中心よりも車両前後方向前側に位置させている。
このようなリンク配置を行う理由は以下の通りである。
転舵時にタイヤ接地中心点（着力点）に車体の旋回外側に向かう遠心力が作用すると、この遠心力に抗するように旋回中心に向かう横力が発生する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この横力（車両内向きの力）が入力したとき、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両内向きに移動し、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは車両外向きに移動する。したがって、入力する横力に対して、車輪をトーイン方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。すなわち、車両の横方向コンプライアンスステアを確保することができる。
［００３０］
タイロッド１５は、車軸３２の下側に位置して、ステアリングラック部材１４とアクスルキャリア３３を連結し、ステアリングラック部材１４は、ステアリングホイール２から入力した回転力（操舵力）を伝達し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キャリア３３に車幅方向の軸力が加わり、アクスルキャリア３３を介して車輪１７ＦＲ，１７ＦＬを転舵する。
［００３１］
本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂのロアリンク構造では、車両平面視において、タイロッド１５の車輪側（アクスルキャリア３３側）の支持点Ｘａがトランスバースリンク３７およびテンションリンク３８の車輪側支持点ＴＢａ，ＴＳａよりも車幅方向内側に位置している。また、タイロッド１５の車体側支持点Ｘｂ（ステアリングラック部材１４の端部との連結部となるボールジョイント位置）が、図２に示すように、車輪側支持点Ｘａよりも車両前後方向後側に位置している。
［００３２］
なお、上述の通り、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａが車輪中心よりも車両前後方向後側、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａが車輪中心よりも車両前後方向前側に位置している。また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬａがテンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａよりも車両前後方向前側、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳｂがトランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａよりも車両前後方向前側に位置している。
［００３３］
このようなリンク配置としたため、車両前後方向の力が支配的な状況（比較的強い制動を行っている旋回制動時等）において、タイヤ接地点に入力し
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図７は本発明におけるサスペンション装置１Ｂのアッパーリンク構造およびロアリンク構造を共にテンション型によって構成した例を示す模式図である。図７（ａ）はアッパーリンク構造、図７（ｂ）はロアリンク構造をそれぞれ示す。
サスペンション装置１Ｂのロアリンク構造は、図７（ｂ）に示すように、前述したテンション型によって構成されている。
テンション型のサスペンション装置において、ロアリンク部材を互いに交差させたダブルピボット方式とした場合、各ロアリンク部材は、車体側支持点を中心に車両前方に回転することで旋回外輪としての転舵が可能となる（一点鎖線図示の状態）。このとき、仮想ロアピボット点ＰＬは、ロアリンク部材が交差する点となるが、この仮想ロアピボット点ＰＬをロアリンク部材が交差していないサスペンション形式よりも車体車幅方向内側に形成できるため、初期スクラブ半径をポジティブスクラブ方向に大きくできる。
［００３７］
図７（ｂ）に示すテンション型のロアリンク構造では、転舵時におけるテンションリンク３８の回転角が大きいため、仮想ロアピボット点ＰＬは車体外側に移動する。この場合、車両平面視において、タイヤ前後方向におけるタイヤ中心線から仮想ロアピボット点までの距離に着目すると、アッパーリンクを例えばＡアーム等で構成した場合、仮想アッパーピボット点ＰＵが平面視で略固定される。このため、仮想ロアピボット点ＰＬがタイヤ中心線よりも車体車幅方向外側方向に移動すると、スクラブ半径はポジティブスクラブの範囲内でより小さくなる。
［００３８］
したがって、ロアリンク構造をテンション型に設定するサスペンション装置では、本発明を適用すると、旋回外輪としての転舵を行うことにより、スクラブ半径がポジティブスクラブの範囲内で小さくなることによりラック軸力は大きくなるが、転舵しない場合すなわち直進走行時の初期スクラブ半径は十分大きく取れているため、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンション装置に比べて、ラック軸力値は小さく設定できる。
［００３９］
ちなみに、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンショ
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ン装置の場合、転舵時におけるテンションリンクの回転角が大きいため、仮想ロアピボット点は車体内側に移動する。この場合、車両平面視において、タイヤ前後方向におけるタイヤ中心線から仮想ピボット点までの距離が、タイヤ中心線よりも車体内側に位置しているため、スクラブ半径は、ポジティブスクラブ方向に大きくなる。したがって、転舵を行うことにより、ラック軸力は小さくなる。しかしながら、仮想ロアピボット点は、各リンクの延長線上にあるため、転舵しない初期状態でのスクラブ半径が小さく、ラック軸力の大幅な低減につながりにくい。
［００４０］
一方、アッパーリンク構造を構成する第１のアッパーリンク部材としてのトランスバースリンク（トランスバースリンク部材）３９および第２のアッパーリンク部材としてのテンションリンク（テンションリンク部材）４０は、図４および図５に示すように、車軸３２より上方に位置する車体側の支持部とアクスルキャリア３３の上端とを連結する。
本実施形態において、トランスバースリンク３９とテンションリンク４０とは、独立した部材からなるＩアームとなっている。これらトランスバースリンク３９およびテンションリンク４０は、車体側と各１箇所の支持部で連結し、アクスルキャリア３３側と各１箇所の取り付け部で連結している。
［００４１］
さらに、本実施形態におけるトランスバースリンク３９とテンションリンク４０とは、互いに交差した状態で車体１Ａとアクスルキャリア３３とを連結する（以下、トランスバースリンク３９とテンションリンク４０とが構成する仮想リンクの交点を適宜「仮想アッパーピボット点ＰＵ」と称する。）。
これらアッパーリンク構造のうち、トランスバースリンク３９は、車軸と略平行に設置してあり、車両平面視において、トランスバースリンク３９の車輪側支持点ＴＢａは、車輪中心（車軸）よりも車両前後方向前側となっている。
［００４２］
また、テンションリンク４０は、トランスバースリンク３９よりも車軸に対して傾斜（車輪側支持点がより後側、車体側支持点がより前側となる向き
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［００４８］
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。ただし、スクラブ半径が負の領域であっても、他の条件を本実施形態で示すものとすることで、一定の効果を得るものとなる。
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１０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。
［００４９］
また、図７に示す例では、車両平面視において、転舵時に車輪中心は旋回内側に移動する。そのため、本実施形態のように、ステアリングラック部材１４を車軸より前に位置させることで、ラック軸力を低減させる効果をさらに高めることができる。
図１１は、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンション装置および本発明の場合におけるトー角とスクラブ半径との関係を示す図である。
図１１に示すように、本発明の場合、ロアリンク部材を交差させていない場合に比べて、中立位置（トー角が０）付近でのスクラブ半径をより大きくできる。また、旋回外輪となる転舵角が大きくなる方向（図１１における一方向）では、スクラブ半径がより大きくなり、ラック軸力をより小さくできる。
［００５０］
また、キャスタ角を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る。
さらに、図１２は、キングピン軸ＫＳの路面着地点ＰＴと横力との関係を示す図である。この図１２では、キングピン軸ＫＳの路面着地点を車両前方側から車両後方側に符号１〜５で表している。キャスタトレイル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図１２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
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
りも車体内側に配置し易い構造となっている。
そのため、キングピン傾角を０度に近づけ易くなるとともに、スクラブ半径をポジティブスクラブ側に大きく取ることが容易となる。
［００６１］
また、キャスタ角を０度、キャスタトレイルを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、その影響を軽減している。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での転舵を行うので、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。
［００６２］
以上のように、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂでは、ロアリンク構造についてはトランスバースリンク３７を車軸と略平行に設置し、車両平面視において、テンションリンク３８をトランスバースリンク３７と交差させて配置した。そのため、仮想ロアピボット点を車幅方向において車体内側に近づけることができる。そして、この仮想ロアピボット点が定義するキングピン軸を、キングピン傾角が小さいものとし、キングピン軸がタイヤ接地面内を通り、またタイヤ接地面内にキャスタトレイルが位置する設定としたため、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。
したがって、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、操縦性・安定性を向上させることができる。
［００６３］
また、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる結果、ステアリングラック部材１４およびタイロッド１５に加わる負荷を低減でき、部材を簡素化することができる。
また、ステアバイワイヤを実現するための転舵アクチュエータ８として、
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
型とした場合、さらに、シングルピボット方式とした場合を併せて示している。
図１３に示すように、本発明によってロアリンク構造をテンション型として実現した場合、シングルピボット方式およびロアリンク部材を交差させないダブルピボット方式の各方式に比べ、キングピン傾角を１５度より０度側に寄せることできると共に、スクラブ半径をポジティブスクラブ側により大きくすることが可能となっている。しかも、アッパーリンク構造もテンション型として実現しているので、キングピン傾角を０度近くまで設定することができる。
［００６８］
また、本発明においては、ロアリンク構造としてトランスバースリンク３７を、車軸と略平行に設置し、車両平面視において、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａを、車輪中心よりも車両前後方向後側としている。また、テンションリンク３８を、トランスバースリンク３７よりも車軸に対して傾斜（車輪側支持点がより後側、車体側支持点がより前側となる向きに配置）させて設置している。そして、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａを、車輪中心よりも車両前後方向前側としている。また、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂを、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａよりも車両前後方向前側としている。また、テンションリンク３８の車体側支持点ＴＳＬｂを、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａよりも車両前後方向前側としている。
［００６９］
このようなロアリンク構造とした場合、車輪に入力する横力を主にトランスバースリンク３７に受け持たせることができる。また、上記ロアリンク構造では、トランスバースリンク３７の車体側支持点ＴＢＬｂを車輪中心よりも車両前後方向前側に位置させている。そのため、車輪に横力（車両内向きの力）が入力したとき、トランスバースリンク３７の車輪側支持点ＴＢＬａは車両内向きに移動し、テンションリンク３８の車輪側支持点ＴＳＬａは車両外向きに移動する。したがって、入力する横力に対して、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
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。
［００９９］
ところが、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１９（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。
このため、上記第１実施形態では、図１９（ｂ）に示すように、初期応答期間Ｔ１が経過する例えば０．１秒後に、転舵角制御部５２、直進性補完部５３および外乱補償部５４で構成される直進性担保部ＳＧによる目標転舵角δ＊に対する直進性担保制御がステップ状に開始される。このため、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１８（ｂ）で点線図示のように、ステアバイワイヤ制御によって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。
［０１００］
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、直進性担保部ＳＧによる直進性担保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１９（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。
［０１０１］
以上のように、本実施形態に係る車両の操舵装置によれば、サスペンション装置１Ｂにおいて、ロアリンク構造を構成する第１のリンク３７と第２のリンク３８とが車両平面視で交差され、キングピン軸ＫＳをステアリングホイールが中立位置にある状態で、タイヤ接地面内を通るようにし、タイヤ接地面内にキャスタトレイルを設定しているため、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。
したがって、第１実施形態でも、より小さいラック軸力で転舵を行うこと
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月4日(2014.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用サスペンション装置は、転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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を備えたサスペンション装置である。そして、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
このため、仮想ロアピボット点ＰＬと仮想アッパーピボット点ＰＵとが略平行な状態で、車幅方向外側前方に移動することになる。したがって、アッパーリンクをＡアーム等で構成してアッパーピボット点が車両平面視で車幅方向に移動しない場合に比較してキングピン傾角の拡大を抑制することができるとともに、ポジティブスクラブ半径の減少も抑制することができる。このため、転舵時のラック軸力の増大を抑制することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
これに加えて、仮想ロアピボット点ＰＬおよび仮想アッパーピボット点ＰＵが略平行移動することにより、キャスタ角の増加を抑制することができるとともに、キングピン傾角の増加も抑制することができ、転舵時においても、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、操縦性・安定性を向上させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
外乱補償部５４は、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。
この外乱補償部５４では、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に通した値と、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とに通した値との差に基づいて外乱を推定する複数の外乱推定部を有する。各外乱推定部は、ローパスフィルタ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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
転舵角偏差演算部５８は、加算器５６ｅから出力される目標転舵角δ*に直進性担保制御値δａが加算された加算後目標転舵角δ*ａから転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの転舵アクチュエータ角度センサ９から出力される実転舵角δｒを減算して転舵角偏差Δδを算出し、算出した転舵角偏差Δδを転舵モータ制御部５９に出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
ここで、転舵角偏差演算部５８、転舵モータ制御部５９、電流偏差演算部６０、モータ電流検出部６１、モータ電流制御部６２でアクチュエータ制御装置６３が構成されている。このアクチュエータ制御装置６３は、転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの回転角度を検出する転舵アクチュエータ角度センサ９で検出した回転角度δｒが目標転舵角δ*と一致するように制御する。このため、車両が直進走行状態であって、目標転舵角δ*が“０”となったときに、この目標転舵角δ*に回転角度δｒが一致するように制御するので、前述した直進性担保部ＳＧを主直進性担保部としたときに、副直進性担保部を構成することになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
したがって、路面の段差や前輪１７ＦＲおよび１７ＦＬの路面摩擦係数が異なることなどにより、路面からの入力による外乱によって前輪１７ＦＲおよび１７ＦＬが転舵された場合には、転舵アクチュエータ８が回転される。これに応じて転舵アクチュエータ角度センサ９で検出される回転角θｍｏが変化することにより、この回転角θｍｏの変化に応じた外乱補償値Ａｄｉｓが出力される。
このため、外乱補償値Ａｄｉｓにしたがって転舵アクチュエータ８が制御されて、サスペンション装置１Ｂの路面入力による転舵に抗するトルクを発生することができる。したがって、直進性担保部ＳＧでサスペンション装置１Ｂの直進性を担保することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
また、車両の直進走行状態で、外乱補償部５４で外乱を検出していない場合には、直進性担保部ＳＧで算出される直進性担保制御値δａが零となり、目標転舵角演算部５１から出力される目標転舵角δ*も零となるので、加算器５６ｅから出力される加算後目標転舵角δ*も零となる。
このため、アクチュエータ制御装置６３によって、転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａに転舵角変位が生じると、この転舵角変位を解消するようにアクチュエータ制御装置６３でモータ電流ｉｍｒを出力するので、転舵輪１７ＦＲおよび１７ＦＬが直進走行状態の転舵角に戻される。したがって，アクチュエータ制御装置６３で直進性を担保することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
なお、上記第１実施形態においては、転舵制御装置５０をハードウェア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く、例えば目標転舵角演算部５１、直進性担保部ＳＧを例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成し、この演算処理装置で、図２０に示す転舵制御処理を実行するようにしてもよい。
この転舵制御処理は、図２０に示すように、先ず、ステップＳ１で、車速Ｖ、操舵角度センサ４で検出した操舵角θｓ、転舵アクチュエータ角度センサ９で検出した回転角θｍｏ、駆動力制御装置７１の左右輪の駆動力ＴＬ，ＴＲ、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、操舵角度センサ４で検出した操舵角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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
次いで、ステップＳ８に移行して、転舵アクチュエータ角度センサ９からのモータ回転角θｍｏ、操舵トルクＴｓおよびモータ電流検出部６１で検出したモータ電流ｉｍｒに基づいて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。
次いで、ステップＳ９に移行して、目標転舵角δ*と、コンプライアンスステア制御値Ａｃと、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａと、外乱補償値Ａｄｉｓとに基づいて下記（４）式の演算を行って加算後目標転舵角δ*ａを算出する。
δ*ａ＝δ*＋Ｇａ（Ａｃ＋Ａｓａ＋Ａｄｉｓ）      …………（４）
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
（第１実施形態の効果）
（１）前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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を備えている。そして、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは平面視における仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
（５）前記第１アッパーリンク部材および前記第２アッパーリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２アッパーリンク部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両前方側に傾きを持つテンションリンク型のアッパーリンク構造とされている。
したがって、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平面視における交点で表される仮想アッパーピボット点を第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材の平面視における交点で表される仮想ロアピボット点と略平行に車幅方向外側前方に移動させることができる。このため、スクラブ半径のポジティブスクラブ範囲内での縮小を抑制することができると共に、キングピン傾角、キャスタ角の変化を抑制することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
（１９）転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータにより前記転舵輪を転舵すると共に、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行うようにしている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
（２０）転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、車幅方向外側で且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持され転舵輪の転舵制御方法であって、前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを制御すると共に、前記転舵アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行い、且つ前記ステアリングホイールを中立位置からの転舵の開始時に、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４５】
上記アッパーリンク構造は、仮想アッパーピボット点ＰＵが平面視で前述した第１実施形態のアッパーリンク構造とは異なってトランスバースリンク７１およびコンプレッションリンク７２の転舵輪側の延長線が交差する点となる。このアッパーピボット点ＰＵは、図２３（ａ）に示すように、転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向の僅か内側で車軸中心線より僅か車両前後方向後方側に設定されている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
そして、転舵輪１７ＦＬおよび１７ＲＲが直進走行状態から転舵された場合に、ロアリンク構造では、テンション型の構造とされているので、前述した第１の実施形態と同様に、転舵により仮想ピボット点ＰＬが図２３（ｂ）に示すように、車幅方向外側で車両前後方向前側の方向に斜め前方に移動する。
これに対して、アッパーリンクでは、図２３（ａ）に示すように、直進走行状態では、仮想アッパーピボット点ＰＵが平面視において転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車軸中心軸の近傍で、車両前後方向の僅か後方側で転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向の内側となる位置となる。この状態から旋回外輪となるように転舵すると、仮想アッパーピボット点ＰＵは、車幅方向外側で且つ車両前後方向後方側に移動することになる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
１…自動車、１Ａ…車体、１Ｂ…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…操舵角度センサ、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、１４…ステアリングラック部材、１５…タイロッド、１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬ…車輪、２１…車両状態パラメータ取得部、２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬ…車輪速センサ、２６…コントロール／駆動回路、２７…メカニカルバックアップ、３２…車軸、３３…アクスルキャリア、３４…バネ部材、３７，３９…トランスバースリンク（トランスバースリンク部材）、３８，４０…テンションリンク（テンションリンク部材）、４１…ショックアブソーバ、５０…転舵制御部、５１…目標転舵角演算部、５２…転舵角制御部、５３…直進性補完部、５４…外乱補償部、５５…加算器、５６…遅延制御部、５６ａ…操舵開始検出部、５６ｂ…単安定回路、５６ｃ…ゲイン調整部、５６ｄ…乗算器、５６ｅ…加算器、５８…転舵角偏差演算部、５９…転舵モータ制御部、６０…電流偏差演算部、６１…モータ電流検出部、６２…モータ電流制御部、６３…アクチュエータ制御装置、６５…駆動力制御装置、７０…ナックル、７１…トランスバースリンク、７２…コンプレッションリンク
【手続補正１８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、
前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、
前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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を備え、
前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、
前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされている
ことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記仮想アッパーピボット点および前記仮想ロアピボット点を結ぶキングピン軸が、タイヤ接地面内を通ることを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション装置。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記第１アッパーリンク部材および前記第２アッパーリンク部材は、互いに交差し、車幅方向に対して前記第２アッパーリンク部材が前記第１アッパーリンク部材よりも車両前方側に大きな傾きを持つテンションリンク型のアッパーリンク構造と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項に記載の車両用サスペンション装置。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を調整して初期転舵応答性を前記サスペンション装置自体の転舵応答性に設定する転舵応答性設定部を備えていること特徴とする請求項１２または１３に記載の自動車。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右または左に操舵した操舵開始タイミングから０．１秒遅延させた後に開始させることを特徴とする請求項１７または１８に記載の自動車。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記転舵アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えていることを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記載の自動車。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持された転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータにより前記転舵輪を転舵すると共に、
前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行う
ことを特徴とする転舵制御方法。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２２】
転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを個別に連結する第１ロアリンク部材および第２ロアリンク部材と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリア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、前記第１ロアリンク部材と前記第２ロアリンク部材とは互いに交差し、且つ平面視における両者の交点で表される仮想ロアピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、平面視で車幅方向外側且つ前方に移動させるロアリンク構造とされ、前記第１アッパーリンク部材と前記第２アッパーリンク部材とは、平面視における両者の交点で表される仮想アッパーピボット点を、前記転舵輪が直進走行状態であるときから転舵されたときに、少なくとも車幅方向外側に移動させる成分を有するアッパーリンク構造とされ、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定したサスペンション装置に支持された転舵輪の転舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを制御すると共に、
前記転舵アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を付与し車両の直進性を担保する制御を行い、且つ
前記ステアリングホイールを中立位置からの転舵の開始時に、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの車両の直進性を担保する制御を開始する
ことを特徴とする転舵制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月25日(2015.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
ステアリングホイールの操舵状態に応じて当該ステアリングホイールと分離された転舵輪を制御する転舵制御装置と、
前記転舵輪を車体に支持する請求項２から８のいずれか１項に記載のサスペンション装置とを備え、
前記サスペンション装置はタイヤ接地面を通るようにキングピン軸を設定して直進性より転舵応答性を重視した構成とされ、
前記転舵制御装置は、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータと、前記転舵輪の転舵角が前記ステアリングホイールの操舵角に対応するように前記転舵アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備え、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する
ことを特徴とする自動車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
そして、転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲが直進走行状態から転舵された場合に、ロアリンク構造では、テンション型の構造とされているので、前述した第１の実施形態と同様に、転舵により仮想ピボット点ＰＬが図２３（ｂ）に示すように、車幅方向外側で車両前後方向前側の方向に斜め前方に移動する。
これに対して、アッパーリンクでは、図２３（ａ）に示すように、直進走行状態では、仮想アッパーピボット点ＰＵが平面視において転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車軸中心軸の近傍で、車両前後方向の僅か後方側で転舵輪１７ＦＬおよび１７ＦＲの車幅方向の内側となる位置となる。この状態から旋回外輪となるように転舵すると、仮想アッパーピボット点ＰＵは、車幅方向外側で且つ車両前後方向後方側に移動することになる。
【国際調査報告】
2014013682.tif 000027
2014013682.tif 000028
2014013682.tif 000029
2014013682.tif 000030