(57)【要約】【課題】  直進時における保舵力を調整可能として車両流れを抑制する保舵力調整機構を提供する。【解決手段】  キングピン軸Ｋに固定されたストラットを兼ねるショックアブソーバー３にスタビライザ６の支点５ａを有しているサスペンション構造であって、スタビライザ６は、支点５ａとスタビライザリンク５によって接続されており、スタビライザリンク５は、長さ調整機構５２により、その全長を調整することが可能な構成をとる。スタビライザリンク５の長さを調整することで、路面カントによって発生するキングピン軸回りのモーメント（矢印Ａ）と逆向きのスタビライザ反力によるモーメント（矢印Ｂ）を調整し、これを相殺する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キングピン軸に固定される部分にスタビライザの支点を有するサスペンション構造を有し、左右で独立に長さ調整可能に構成したスタビライザリンクを備えており、該スタビライザリンクの長さを調整することで左右のスタビライザ反力バランスを調整することにより保舵力を調整可能に構成したことを特徴とする保舵力調整機構。
【請求項２】
キングピン軸に固定される部分にスタビライザの支点を有するサスペンション構造を有し、サスペンション側のスタビライザーリンク取り付け位置をスタビライザ反力方向と交差する方向に左右で独立して調整可能とすることで、保舵力を調整可能に構成したことを特徴とする保舵力調整機構。
【請求項３】
キングピン軸に固定される部分にスタビライザの支点を有し、アクティブスタビライザを備えているサスペンション構造を有し、
操舵に対する実際の横方向の車両流れを判定する手段と、
直進操作時の横方向の車両流れを打ち消すように車両左右の前記アクティブスタビライザの駆動量を独立に調整する手段と、
を備えていることを特徴とする保舵力調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両走行時の直進性を左右する保舵力を調整する機構に関し、特に、保舵力をスタビライザ反力を利用して調整可能に構成した保舵力調整機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が走行する路面は、横断面方向に平坦ではなく、両端より中央部が高い横断勾配を有している。この路面横断勾配による軸重の横方向成分により、サスペンションのキングピン軸回りにモーメントが発生し、これに釣り合うようタイヤにスリップ角が発生するために、運転者がステアリングホイールを保持していないと車両が自然に直進方向から横方向にずれる車両流れが発生することになり、直進を維持するためには、運転者が所定の保舵力でステアリングホイールを保持しなければならなくなる。
【０００３】
これに対して、路面の横断勾配に合わせてタイヤに所定の残留横力を付加しておくことで、車両流れを抑制し、直進時の保舵力を軽減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１１５４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、タイヤの公差による残留横力のばらつきやステアリング系の公差やアライメントの公差による左右差のばらつきにより発生する車両流れの違いにより、実際には、残留横力が過剰または不足して車両流れの抑制が不足したり、逆の車両流れを発生させる可能性がある。また、車両を異なる路面横断勾配のもとで使用する場合には、タイヤ交換が必要となってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、直進時における保舵力を調整可能として車両流れを抑制する保舵力調整機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明にかかる保舵力調整機構は、キングピン軸に固定される部分にスタビライザの支点を有するサスペンション構造を有し、左右で独立に長さ調整可能に構成したスタビライザリンクを備えており、このスタビライザリンクの長さを調整することで左右のスタビライザ反力バランスを調整することにより保舵力を調整可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
左右のスタビライザリンクの長さを変えることで、左右のサスペンションそれぞれにおいてスタビライザ反力によって発生するモーメントを調整可能とする。このスタビライザ反力によって発生するモーメントにより路面横断勾配によって発生するモーメントを相殺することで、保舵力を調整する。
【０００８】
あるいは、本発明にかかる保舵力調整機構は、キングピン軸に固定される部分にスタビライザの支点を有するサスペンション構造を有し、サスペンション側のスタビライザーリンク取り付け位置をスタビライザ反力方向と交差する方向に左右で独立して調整可能とすることで、保舵力を調整可能に構成したことを特徴とするものでもよい。
【０００９】
スタビライザーリンクの交差位置を変えることにより、スタビライザ反力の作用点とキングピン軸との距離を変化させて、モーメントアーム長を変化させる。これによりスタビライザ反力によって発生するモーメントを調整し、保舵力を調整可能とする。
【００１０】
または、本発明にかかる保舵力調整機構は、キングピン軸に固定される部分にスタビライザの支点を有し、アクティブスタビライザを備えているサスペンション構造を有し、操舵に対する実際の横方向の車両流れを判定する手段と、直進操作時の横方向の車両流れを打ち消すように車両左右の前記アクティブスタビライザの駆動量を独立に調整する手段と、を備えていることを特徴とするものでもよい。
【００１１】
アクティブスタビライザの駆動量を調整してスタビライザ反力によって発生するモーメントを調整することで、保舵力を調整する。
【発明の効果】
【００１２】
スタビライザ反力によって発生するモーメントを調整して道路勾配によって発生するモーメントと相殺することで、非保舵時の車両流れを抑制して直進性を向上させ、直進操舵時の保舵力を低減することができる。また、車両特性（例えば、装着タイヤの特性やステアリング系の特性）や道路の特性に応じて微調整が可能であり、操縦性の向上と車両の制御性の向上にも役立つ。
【００１３】
特に、アクティブスタビライザを利用して道路横断勾配によって発生するモーメントを相殺するようにすると、車両特性や道路特性に応じて自動調整を行うことができるため、直進性を維持し、直進操舵時の保舵力を略０に維持することが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる保舵力調整機構の第１の実施形態を有するサスペンション構造を示す構成図である。このサスペンションは、Ｌ型ロワーアーム１を有するマクファーソンストラット式の前輪用サスペンションであり、図は右前輪を示している。
【００１６】
図１に示されるように、車輪が取り付けられるスピンドル２の上部にショックアブソーバー３が固定されており、下部にはボールジョイント２０によりロワーアーム１の一端が接続されている。ショックアブソーバー３は支柱（ストラット）を兼ねており、その上部の周囲には、アッパーシート４０とロアシート４１に挟み込まれたコイルスプリング４２が配置されている。ショックアブソーバー３の上端３０は、図示していないインシュレータ等を介して車両本体に接続される。ショックアブソーバー３のロアシート４１より若干下には、スタビライザリンク５が取り付けられ、その他端には、スタビライザ６の一端が接続されている。
【００１７】
これにより、スタビライザ６の支点（図１中のスタビライザリンク５の上端５ａ）がキングピン軸Ｋ（ショックアブソーバー３の上端３０とボールジョイント２０とを結ぶ軸）に対して固定されていることになる。なお、このスタビライザ６の他端は、図示していない左前輪のスタビライザリンク５の下端と接続される。
【００１８】
ここで、スタビライザリンク５は、上部リンク５０と下部リンク５１とを長さ調整機構５２で連結したものである。長さ調整機構５２としては、例えば、上部に対して下部が長手方向を回転軸として転動可能に構成され、下部リンク５１の上部または、上部リンク５０の下部とのねじ接続のねじ込み量を変えることで全体の長さを調整可能とすればよい。
【００１９】
図１に示されるようなサスペンション系においては、路面横断勾配（路面カント）によりキングピン軸Ｋ回りに矢印Ａで示されるモーメントＭＫが発生する（図２参照）。このＭＫは、以下の（１）式により表される。
【００２０】
【数１】
2006143013.tif 000003
【００２１】
ここで、ＳＴＤ、ＬＦＤは、それぞれタイヤのユニフォーミティのうちの、ステアトルクデビエーション、ラテラルフォースデビエーションであり、Ｋｙは、コーナリングスティフネス、Ａｓはアライニングスティフネス、αはスリップ角、ｅ１はメカニカルトレール（キングピン軸Ｋと路面との交点との距離）、Ｗはタイヤ荷重、θは路面カントである。
【００２２】
これに対して、スタビライザ６によって作用する力（スタビライザ反力）をＦｓｔ、このスタビライザ反力線をＳとする。本実施形態では、Ｓはスタビライザリンク５の長手方向に一致する。そして、図３に示されるように、Ｓとキングピン軸Ｋとの距離をｌｓｔ、Ｋに対するＳの傾きをφとすると、スタビライザ反力により発生するモーメントＭｓｔ（図１の矢印Ｂ）は、以下の（２）式により与えられる。
【００２３】
【数２】
2006143013.tif 000004
【００２４】
スタビライザリンク５の長さを調整すると、スタビライザ反力線Ｓの方向が変化する。これにより、φ、ｌｓｔが変化するため、モーメントＭｓｔを変更することができる。
【００２５】
ここで、車両が直進するためには、以下の（３）式が成立する必要がある。
【００２６】
【数３】
2006143013.tif 000005
【００２７】
（３）式が成立するスリップ角αにおいて、ＭＫ＋Ｍｓｔ≒０となるよう、スタビライザリンク５の長さを調整して、Ｍｓｔを調整すれば、運転者がステアリングホイールを保持しない保舵力＝０の状態においても車両の直進性を確保することができる。この調整時の路面カントθとしては、その車両の使用環境下における一般的な路面カントを用いればよい。
【００２８】
なお、実際のスタビライザリンクの調整に際しては、必ずしも（１）〜（３）式を用いて理論的に調整を行う必要はなく、例えば、車両流れが発生する場合に、それを低減する方向にスタビライザリンク５の長さの微調整を繰り返すことで車両流れあるいは保舵力を所定の閾値以下となるよう調整を行えばよい。
【００２９】
本実施形態によれば、このようにスタビライザリンク５の長さを調整することで、保舵力を調整し、車両流れを抑制することができるため、タイヤの残留横力のばらつきやステアリング系のアライメント状態等に基づいて発生する保舵力の相違を吸収し、確実に車両流れを抑制して保舵力を低減することが可能となる。また、路面カントの異なる環境において使用する際もタイヤを交換することなく調整を行うことができる。
【００３０】
図４は、本発明にかかる保舵力調整機構の第２の実施形態を有するサスペンション構造を示す構成図である。このサスペンション構造は基本構成は図１に示される第１の実施形態と同様である。
【００３１】
本実施形態は、図１に示される第１の実施形態と、スタビライザリンク５とショックアブソーバー３の取り付け部分で相違する。具体的には、本実施形態では、ショックアブソーバー３から略水平方向（キングピン軸Ｋとは交差する方向）に延びるリンク取り付け部７を設け、このリンク取り付け部７は、延在方向に溝７０が形成されている。これにより、スタビライザリンク５のリンク取り付け部７への取り付け位置を水平方向にずらすことを可能としている。
【００３２】
このように、スタビライザリンク５のリンク取り付け部７を水平方向にずらすと、スタラビライザ反力線Ｓとキングピン軸Ｋとの距離を大きく変えることができるようになる。これにより、（２）式におけるモーメント長ｌstの変化量を大きくすることができるため、スタビライザ反力によるモーメントＭｓｔの調整幅が大きくとれる。この結果、第１の実施形態と同様の効果が得られるほかに、路面カントによるモーメントＭＫが大きい場合でも対応することができる。このとき、スタビライザリンク５の長さを合わせて調整するようにしてもよい。
【００３３】
図５は、本発明にかかる保舵力調整機構の第３の実施形態を有するサスペンション構造を示す構成図である。このサスペンション構造は基本構成は図１に示される第１の実施形態、図４に示される第２の実施形態と同様である。
【００３４】
本実施形態は、図１に示される第１の実施形態と、スタビライザリンク５、スタビライザ６の構成が異なっている。この実施形態では、スタビライザリンク５は長さが固定された非伸縮式であり、スタビライザ６には、アクチュエータ６５が接続されることで、アクチュエータ６５の回転によりスタビライザ６に捩れを生じさせ、スタビライザリンク５へスタビライザ反力を伝達する構成をとる。そして、このスタビライザ反力をアクチュエータ６５により自在に設定可能である。
【００３５】
図６は、本実施形態の制御部のブロック構成図である。制御部であるＥＣＵ６８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、アクチュエータ６５の駆動量を制御することでスタラビライザ反力Ｆｓｔを自在に変更する。ＥＣＵ６８には、図示していないステアリングホイール・ステアリングシャフトに配置されて、運転者による操舵量を検出する操舵トルクセンサ６６と、車両に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ６７の出力信号がそれぞれ入力されている。
【００３６】
本実施形態では、操舵トルクセンサ６６とヨーレートセンサ６７の出力信号を基にしてＥＣＵ６８がアクチュエータ６５を制御してスタビライザ反力Ｆｓｔを付与することにより、（２）式から明らかなように、モーメントＭｓｔを変更し、路面カントによるモーメントＭＫを相殺するよう制御する。
【００３７】
図７は、本実施形態における操舵トルクとヨーレートの関係を示す図である。車両流れ時に運転者がステアリングホイールを操作していない、いわゆる手放し時には、操舵トルクは０となるが、車両流れに応じたヨーレートが発生する。一方、ヨーレートが０であるのに、操舵トルクが０でない場合には、車両流れを保舵力によって抑制している直進保舵状態である。本実施形態では、操舵トルクに応じたヨーレートが発生するよう、アクチュエータ６５により付与するスタビライザ反力を調整して目標の操舵トルク−ヨーレートの実現を図る。この制御には、フィードバック制御、フィードフォワード制御、ＰＩＤ制御やこれらの組み合わせを用いることができる。
【００３８】
本実施形態によれば、タイヤ特性やステアリング系の特性にかかわらずに、路面カントを確実、かつ、自動的に相殺することができる。したがって、路面カントの異なる状況やタイヤ特性、ステアリング特性の経年変化等による変化に対しても対応できるので、直進性の向上とその維持が図れる。
【００３９】
ここでは、アクチュエータ６５の駆動量を自動的に制御する例を説明したが、例えば、スイッチやスライダ等により、駆動量の強弱を段階的あるいは無段階的に設定できるようにして、運転者が手動により調整できるようにしてもよい。また、車両の横流れを判定できれば判定に用いる車両状態量は、ヨーレート−操舵トルクの組み合わせに限られるものではなく、例えば、ヨーレートに代えて横加速度、操舵トルクに代えて操舵角を用いてもよい。
【００４０】
以上の説明では、ショックアブソーバー３（ストラットとして機能する）にスタビライザ６の支点を有するサスペンション構造を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、キングピン軸に固定される部分、例えばナックル等にスタビライザの支点を有する構造のサスペンションにおいても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかる保舵力調整機構の第１の実施形態を有するサスペンション構造を示す構成図である。
【図２】路面横断勾配（路面カント）によりキングピン軸Ｋ回りに発生するモーメントＭＫを示す図である。
【図３】スタビライザ反力線とキングピン軸Ｋの位置とモーメントの関係を示す図である。
【図４】本発明にかかる保舵力調整機構の第２の実施形態を有するサスペンション構造を示す構成図である。
【図５】本発明にかかる保舵力調整機構の第３の実施形態を有するサスペンション構造を示す構成図である。
【図６】図５の保舵力調整機構の制御部のブロック図である。
【図７】第３の実施形態における操舵トルクとヨーレートの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…ロワーアーム、２…スピンドル、３…ショックアブソーバー、５…スタビライザリンク、５ａ…スタビライザリンクの上端（スタビライザの支点）、６…スタビライザ、７…部、２０…ボールジョイント、３０…ショックアブソーバーの上端、４０…アッパーシート、４１…ロアシート、４２…コイルスプリング、５０…上部リンク、５１…下部リンク、５２…長さ調整機構、６５…アクチュエータ、６６…操舵トルクセンサ、６７…ヨーレートセンサ、６８…ＥＣＵ、７０…溝。
【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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