(57)【要約】【課題】省スペース化を効率的に図ることが可能な車両用懸架装置の提供。【解決手段】本発明に係る車両用懸架装置は、車体側部材１２と車輪側部材１６とを、それらの相対位置関係が変更可能となるように連結するリンク機構であって、３節以上で接続された２つ以上のリンク（２２，２４）を含むリンク機構（２０，３０，４０，５０）を少なくとも２組以上備え、前記リンク機構のそれぞれの３つ以上の節（２６，２７，２８）のうちの少なくとも２節（２６，２７）に設けられ、該少なくとも２節で前記リンク（２２，２４）を回動させるアクチュエータ（Ｍ１，Ｍ２）と、前記アクチュエータの作動を制御する制御装置（６０，６００）とを更に備えることを特徴とする。【選択図】図１
2008155759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側部材と車輪側部材とを、それらの相対位置関係が変更可能となるように連結するリンク機構であって、３節以上で接続された２つ以上のリンクを含むリンク機構を少なくとも２組以上備え、
前記リンク機構のそれぞれの３つ以上の節のうちの少なくとも２節に設けられ、該少なくとも２節で前記リンクを回動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータの作動を制御する制御装置とを更に備えることを特徴とする、車両用懸架装置。
【請求項２】
前記リンク機構が、車両上下方向における車体側部材と車輪側部材との相対位置関係が変更可能となるように構成されている、請求項１に記載の車両用懸架装置。
【請求項３】
前記リンク機構が、キャンバ角が変更可能となるように構成されており、
前記制御装置が、車両停止状態で所定条件が満たされた場合に、キャンバ角がプラス方向に大きくなるように前記アクチュエータの作動を制御するキャンバ角増大制御部を含む、請求項１に記載の車両用懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３節以上で接続された３つ以上のリンクを含むリンク機構を少なくとも２組以上備え、これらのリンク機構を介して、車体側部材と車輪側部材とを相対変位可能に連結させた車両用懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ホイールを回転可能に支持するホイールキャリアと；コントロールアームの車体側端に配置されてコントロールアームをホイール側に押しあるいは引くことによって、キャンバ角を調節するキャンバ調節手段と；コントロールアームの車体側端に配置されてコントロールアームを車体の前面と後面に移動させることによって、キャスタ角を調節するキャスタ調節手段と；ホイールキャリアと連結されてトウを調節するトウ調節手段と；車両の走行状態を感知するセンサと；センサから信号を受けてキャンバ調節手段、キャスタ調節手段及びトウ調節手段を制御する電子制御ユニットと
を具備する操向可能な車輪用車両懸架システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表平０９−５０７８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的に、サスペンションを略直線運動させるためには、リンクの長さがある程度必要となる。また、サスペンションの５自由度を拘束するためには、５本のリンク又はストラット等を用いる必要がある。また、サスペンションの必要な性能を確保するためには、バネやアブソーバが必要である。これらの要件は、サスペンションの省スペース化を図る上で大きな制約となる。
【０００４】
この点、上述の特許文献１に記載の発明では、車体に蝶番結合されたヒンジプレートを介してコントロールアームとアクチュエータのピストンロッドとを連結させているので、ヒンジプレートを含めたリンク機構全体としての可動範囲が制限され、その分だけ、コントロールアームやアクチュエータのピストンロッドの長さをある程度長くする必要がある。また、上述の特許文献１に記載の発明では、サスペンションのストローク方向での変位を制御する機構を備えていないので、バネやアブソーバが必要である。したがって、上述の特許文献１に記載の発明は、サスペンションの省スペース化を図る観点からは不十分な側面がある。
【０００５】
そこで、本発明は、省スペース化を効率的に図ることが可能な車両用懸架装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両用懸架装置は、車体側部材と車輪側部材とを、それらの相対位置関係が変更可能となるように連結するリンク機構であって、３節以上で接続された２つ以上のリンクを含むリンク機構を少なくとも２組以上備え、
前記リンク機構のそれぞれの３つ以上の節のうちの少なくとも２節に設けられ、該少なくとも２節で前記リンクを回動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータの作動を制御する制御装置とを更に備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る車両用懸架装置において、
前記リンク機構が、車両上下方向における車体側部材と車輪側部材との相対位置関係が変更可能となるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明に係る車両用懸架装置において、
前記リンク機構が、キャンバ角が変更可能となるように構成されており、
前記制御装置が、車両停止状態で所定条件が満たされた場合に、キャンバ角がプラス方向に大きくなるように前記アクチュエータの作動を制御するキャンバ角増大制御部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、省スペース化を効率的に図ることが可能な車両用懸架装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明による車両用懸架装置１０の一実施例を示す斜視図である。図１は、車両の一の車輪における車両用懸架装置１０を示しているが、他の車輪においても同様の車両用懸架装置１０が設定されてよい。この場合、前輪側又は後輪側に車両用懸架装置１０が設定されてもよい。また、車両用懸架装置１０は、操舵輪や非操舵輪、駆動輪や従動輪といった、車輪の機能・種類を問わず適用可能である。
【００１２】
本実施例の車両用懸架装置１０は、４組のリンク機構２０，３０，４０，５０を備える。リンク機構２０，３０，４０，５０は、それぞれ、車体側部材１２と車輪側部材１６との間に接続される。リンク機構２０，３０，４０，５０は、以下で詳説するように、互いに協働して、車体側部材１２に対する車輪側部材１６の動きの自由度を適切に拘束する（サスペンションのストローク方向の並進移動以外の５自由度を拘束する）ように構成される。尚、図示の例では、車体側部材１２は、サスペンションメンバの一部を構成するブラケットであり、車輪側部材１６は、ハブアセンブリ１４を保持するキャリアにより構成されている。
【００１３】
リンク機構２０は、第１リンク２２と、第２リンク２４とを備える。
【００１４】
第１リンク２２の車体側端部は、第１の節２６を介して、車体側部材１２に対して連結される。第１の節２６は、車両前後方向に略平行な回動軸Ｘ１を構成し、当該回動軸Ｘ１に関する第１リンク２２の回動を許容する。第１の節２６には、サーボモータM１が内蔵される。サーボモータM１は、例えば正逆回転可能なアウタロータタイプのモータである。この場合、第１リンク２２の車体側端部は、サーボモータM１のロータに直結されてもよいし、ロータを一体的に構成してもよい。サーボモータM１が駆動されると、第１リンク２２は、第１の節２６（回動軸Ｘ１）を支点として回動されることになる。
【００１５】
第１リンク２２の車輪側端部は、第２の節２７を介して、第２リンク２４の車体側端部に対して連結される。第２の節２７は、車両前後方向に略平行な回動軸Ｘ２を構成し、当該回動軸Ｘ２に関して、第１リンク２２と第２リンク２４との間の相対的な回動を許容する。回動軸Ｘ１及びＸ２は、互いに平行に設定される。尚、第２の節２７は、第１リンク２２と第２リンク２４以外の要素によって、車体側部材１２及び車輪側部材１６に対して拘束されていない。第２の節２７には、サーボモータM２が内蔵される。サーボモータM２は、例えば正逆回転可能なインナーロータタイプのモータである。この場合、第２リンク２４のコ字型の端部が、サーボモータM２の回転シャフト（ロータ）の前後端部に結合されてよい。サーボモータM２が駆動されると、第２リンク２４は、第２の節２６（回動軸Ｘ２）を支点として回動されることになる。この図示の例では、第２リンク２４が第１リンク２２に対して回動されるように構成されているが、逆に、第１リンク２２が第２リンク２４に対して回動されるように構成されてもよい。
【００１６】
第２リンク２４の車輪側端部は、第３の節２８を介して、車輪側部材１６に対して連結される。第３の節２８は、第２リンク２４の車輪側端部の回転支点を構成し、当該第２リンク２４の車輪側端部を回転支持する（第２リンク２４の車輪側端部の位置のみを拘束する）。第３の節２８は、例えばボールジョイントやブッシュ（ゴムブッシュ）により構成されてよい。
【００１７】
このように、リンク機構２０は、３節２６，２７，２８で接続された２つリンク２２，２４からなる。他のリンク機構３０，４０，５０についても同様であり、それぞれ、同様に３節で接続された２つリンクからなり、３節のうちの２節（第１リンクの両端の２節）にはサーボモータが内蔵される。各リンク機構２０，３０，４０，５０の回動軸Ｘ１，Ｘ２はそれぞれ平行にされてもよい。以下では、リンク機構３０に係る２つのサーボモータを、参照符号Ｍ３，Ｍ４にて指示し、リンク機構４０に係る２つのサーボモータを、参照符号Ｍ５，Ｍ６にて指示し、リンク機構５０に係る２つのサーボモータを、参照符号Ｍ７，Ｍ８にて指示する。
【００１８】
尚、車体側部材１２と車輪側部材１６と間には、バネ及びアブソーバが設けられてもよい。この場合、バネについては、スプリングコイル、空気バネの如何なる形式のバネであってもよく、アブソーバについても、上下入力に対して減衰作用を付与する油圧アブソーバの他、回転入力に対して減衰作用を付与する回転式電磁アブソーバが用いられてもよい。
【００１９】
以上のように構成された車両用懸架装置１０においては、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の作動を制御して、リンク機構２０，３０，４０，５０における各リンクの回動状態を調整することにより、車体側部材１２に対する車輪側部材１６の位置を所定領域内で自由に変化させることができる。例えば、図２（Ａ）に示すノミナル状態から、サーボモータＭ１〜Ｍ８を図の時計回り方向にそれぞれ所定角度回転させることで、図２（Ａ）に示すリバンウンド状態を形成することができる。即ち、車体側部材１２に対する車輪側部材１６の位置を、サスペンションのストローク方向に沿って変化させることができる。
【００２０】
また、以上のように構成された車両用懸架装置１０においては、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の作動を制御して、通常のサスペンションにおけるバネ及びアブソーバの機能を発揮させることができる。例えば、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の回転角度を制御して、上述の如く車体側部材１２に対して車輪側部材１６の位置をストローク方向に変化させつつ、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の回転トルクを制御して、車体側部材１２に対する車輪側部材１６の移動量に応じた反力を発生させることで、弾性機能を発揮させることができる。また、同様に、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の回転角度を制御して、上述の如く車体側部材１２に対して車輪側部材１６の位置をストローク方向に変化させつつ、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の回転トルクを制御して、車体側部材１２に対する車輪側部材１６のストローク方向の移動速度に応じた反力を発生させることで、減衰機能を発揮させることができる。換言すると、車輪から入力荷重（上下荷重）に応じた所望の弾性・減衰特性でのストローク態様（時系列での目標ストローク位置）を決定し、当該決定したストローク態様に従って車体側部材１２に対して車輪側部材１６の位置（ストローク）を変化させることで、所望の弾性・減衰特性を発揮させることができる。
【００２１】
図３は、車両用懸架装置１０の制御系を示すブロック図である。車両用懸架装置１０は、制御装置６０を備える。制御装置６０は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）として構成されて良く、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００２２】
制御装置６０には、制御対象として、上述の各サーボモータＭ１〜Ｍ８が接続される。制御装置６０には、ＣＡＮ（controller  area  network）などの適切な通信ネットワークを介して、車両センサ７０が接続される。車両センサ７０は、車両用懸架装置１０の制御に必要な各種情報・データを取得するセンサであり、例えば車高センサや、Gセンサ、車輪速センサ、ステアリングセンサ等を含んでよい。
【００２３】
制御装置６０は、車両センサ７０からの情報に基づいて、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の作動を制御することにより、車両用懸架装置１０の減衰特性や弾性特性を制御する。この種の制御は、例えば車輪速センサの情報に基づいて、車速に応じて減衰力を調整することにより、低速時の乗り心地と高速時の操縦性・安定性の両立を図る車速感応制御や、その他、アンチダイブ・アンチスクワット制御、ロール姿勢制御や、Gセンサ等からの情報に基づくあおり制御（Ｈ∞制御）、車両センサ７０からの情報に基づくバネ下制振制御、車両の挙動を安定化させる制御（ＶＳＣ）との協調制御等を含んでよい。
【００２４】
また、制御装置６０は、必要に応じて、車両センサ７０からの情報に基づいて、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の作動を制御することにより、アライメント調整を行ってもよい。例えば、制御装置６０は、キャンバ角やトー角等を調整しても良く、或いは、車高センサからの情報に基づいて、車高を調整してもよい。
【００２５】
以上説明した本実施例１による車両用懸架装置１０によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００２６】
先ず、上述の如く、従来的には５本のリンクで構成されていたリンク機構を、上述の如く３節を備える折りたたみ可能なリンク機構２０，３０，４０，５０で構成することにより、省スペース化を図ることができる。
【００２７】
また、各サーボモータＭ１〜Ｍ８を用いてストローク方向の制御を実行することにより、図示しないバネやアブソーバの負荷を軽減することができる。これにより、バネやアブソーバを小型化することができる。また、究極的には、バネやアブソーバを無くすことも可能となる。これにより、省スペース化を更に図ることができる。
【００２８】
従って、車両用懸架装置１０は、このような省スペース化を実現できるので、ホイールインサスペンションとして具現化することも可能である。即ち、リンク機構２０，３０，４０，５０の全体若しくは大部分をホイール内の円筒形の空間に収めることが可能である。
【００２９】
また、上述の如く、各サーボモータＭ１〜Ｍ８の回転角を調整することで、アライメント変化も任意に設定することができ、車両センサ７０からの情報に基づいて、アライメントを調整すること可能である。
【００３０】
尚、以上説明した本実施例１による車両用懸架装置１０においては、以下のような変形例が考えられる。
【００３１】
例えば、上述した実施例１による車両用懸架装置１０においては、４組のリンク機構２０，３０，４０，５０を介して、車体側部材１２と車輪側部材１６とを連結させているが、３組又は５組以上の同様のリンク機構で連結させることとしてもよい。
【００３２】
或いは、上述した実施例１による車両用懸架装置１０においては、４組のリンク機構２０，３０，４０，５０を介して、車体側部材１２と車輪側部材１６とを連結させているが、２組の同様のリンク機構で連結させることとしてもよい。この場合、２組のリンク機構のそれぞれにおいて、第３の節（第２リンクの車輪側部材１６側の節）を、回動軸Ｘ１及びＸ２に平行な回動軸周りの回動のみを許容する節として構成することで、５自由度を拘束させることができる。例えば、この場合、第３の節は、回動軸Ｘ１及びＸ２に平行な回動軸を構成するピンを用いて実現してよい。或いは、例えばリンク機構２０，３０，４０，５０のうちの２組のリンク機構と、通常のリンク（ストラットを含む。）ないしアームとの組み合わせにより、５自由度を拘束することとしてもよい。
【実施例２】
【００３３】
実施例２による車両用懸架装置１００は、ハードウェア構成（機構等の各種構造や制御系を含む。）については、上述の実施例１と同様であるが、制御装置６００が、キャンバ角増大制御部を備える点が主に異なる。以下では、実施例２に特有の構成を重点的に説明し、上述の実施例１と同様であってよい構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３４】
車両用懸架装置１００は、上述の実施例１と同様に、車体側部材１２と車輪側部材１６とが、４組のリンク機構２０，３０，４０，５０を介して連結されている。リンク機構２０，３０，４０，５０は、上述の実施例１と同様に、サーボモータＭ１〜Ｍ８を備えている。
【００３５】
図４は、車両用懸架装置１００の制御系を示すブロック図である。車両用懸架装置１００は、制御装置６００を備える。制御装置６００は、キャンバ角増大制御部６１０を備える。
【００３６】
図５は、キャンバ角増大制御部６１０により実現される主要処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ステップ７００では、キャンバ角増大制御部６１０は、車両が停止状態であるか否かを判定する。この判定は、例えばシフトレバーがパーキング位置（Ｐレンジ）にあるときに、車両が停止状態であると判断してよい。或いは、車輪速センサや、ＧＰＳ測位結果の履歴等を用いて、車速が０になったときに、車両が停止状態であると判断してもよい。車両が停止状態である場合には、ステップ７１０に進み、それ以外の場合には、今回の処理ルーチンはそのまま終了する。
【００３８】
ステップ７１０では、キャンバ角増大制御部６１０は、ユーザが、車両のルーフへのアクセスする意図を有しているか否かを判定する。ユーザがルーフにアクセスする場合としては、洗車時にルーフを清掃する場合や、ルーフボックスへの荷の出し入れを行う場合等が考えられる。この判定は、例えば車外を撮影するカメラの画像認識結果を用いてもよいし、或いは、ユーザからの指示に基づいて実現されてもよい。ユーザからの指示は、所定のスイッチに対するスイッチ操作であってもよいし、音声認識装置に対する所定のフレーズの発話により実現されてもよい。ユーザのルーフへのアクセス意図が検出された場合には、ステップ７２０に進み、それ以外の場合には、今回の処理ルーチンはそのまま終了する。
【００３９】
ステップ７２０では、キャンバ角増大制御部６１０は、サーボモータＭ１〜Ｍ８を制御して、図６に示すように、キャンバ角をプラス方向に増大させる。具体的には、キャンバ角増大制御部６１０は、図７（Ａ）に示すノミナル状態から、サーボモータＭ１〜Ｍ８をそれぞれ所定角度回転させることで、図７（Ｂ）に示すようなリンク機構２０，３０，４０，５０の回動状態を形成する。キャンバ角の増大量は、キャンバ角が増大された状態で、タイヤの上面をユーザが踏み台として利用できるような値に設定される。例えば、キャンバ角の増大量は、２０°〜３０°の範囲であってよい。
【００４０】
以上説明した本実施例２による車両用懸架装置１００によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００４１】
ユーザ（作業者）がルーフにアクセスする際に、キャンバ角がプラス方向に増大されるので、ユーザは、タイヤの上面を踏み台としてルーフに容易にアクセスすることができ、且つ、安定した作業姿勢を取ることができる。即ち、キャンバ角が増大されることで、タイヤの上面が車体から車両外側に突出するので（張り出すので）、タイヤの上面上に立って安定した作業姿勢で作業することが容易となる。また、トレッドを増大するのではなく、キャンバ角を増大することで、トレッドを増大する場合に生ずるタイヤと地面との引き摺りが防止されるので、タイヤの磨耗を防止できると共に、リンク機構２０，３０，４０，５０等の機構に必要以上の負荷がかからないようにすることができる。
【００４２】
尚、本実施例２による車両用懸架装置１００は、ミニバンやスポーツユーティリティ車（SUV：Sports  Utility  Vehicle）などの背の高い車両に対して特に好適である。これは、背の高い車両のルーフへのアクセス又はルーフ上での作業は、困難を伴う場合が多いからである。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による車両用懸架装置１０の一実施例を示す斜視図である。
【図２】車両背面視で車両用懸架装置１０を示す図であり、図２（Ａ）は、ノミナル状態（通常状態）の車両用懸架装置１０を示し、図２（Ｂ）は、リバウンド状態の車両用懸架装置１０を示す図である。
【図３】車両用懸架装置１０の制御系を示すブロック図である。
【図４】車両用懸架装置１００の制御系を示すブロック図である。
【図５】実施例２による車両用懸架装置１００における制御装置６００により実現される主要処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】キャンバ角増大制御の説明図であり、キャンバ角が略ゼロの状態からプラス方向に増大された状態を概略的に示す車両背面視である。
【図７】車両背面視で車両用懸架装置１００を示す図であり、図７（Ａ）は、ノミナル状態（通常状態）の車両用懸架装置１００を示し、図７（Ｂ）は、キャンバ角増大状態の車両用懸架装置１００を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１００    車両用懸架装置
２０，３０，４０，５０    リンク機構
２６    第１の節
２７    第２の節
２８    第３の節
Ｍ１〜Ｍ８    サーボモータ
６０，６００    制御装置
７０    車両センサ
【図１】
2008155759.tif 000003
【図２】
2008155759.tif 000004
【図３】
2008155759.tif 000005
【図４】
2008155759.tif 000006
【図５】
2008155759.tif 000007
【図６】
2008155759.tif 000008
【図７】
2008155759.tif 000009