CN105324257A - 转向操纵轮用悬架装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供转向操纵轮用悬架装置。本发明的转向操纵轮用悬架装置(10)具备：将转向操纵轮支承为能够旋转的作为支承部件的转向节；与设置在转向节的下部的作为2个下部连结点的联轴器(21、22)分别独立地连结的2个下臂(31、32)；与设置在转向节的上部的作为2个上部连结点的联轴器(23、24)分别独立地连结的2个上臂(41、42)，2个下臂以及2个上臂与转向节的连结位置被设定为：与呈直线状连结2个联轴器的第1延伸线(AP1)相比，呈直线状连结2个联轴器的第2延伸线(AP2)随着趋向车辆前方而趋向车辆内侧的量变大。由此，能够提供不对臂布局、齿条行程设置限制便可降低转向操纵时的齿条轴力的有效的技术。

Description

转向操纵轮用悬架装置

技术领域

本发明涉及设置于车辆的转向操纵轮的转向操纵轮用悬架装置。

背景技术

在日本特开平5-270224号公报中，公开了设置于车辆的转向操纵轮的转向操纵轮用悬架装置。该悬架装置为将上臂以及下臂一起双铰接化的结构，为了得到制动时的转向不足特性，具有将在转弯状态下支配转弯特性的外轮的磨胎半径由负切换为正的结构。

另外，在将上臂以及下臂一起双铰接化的这种转向操纵轮用悬架装置中，存在想要降低在使转向操纵轮转向时所需的动力转向齿轮等的推力亦即齿条轴力的需求。对于该需求当采用特开平5-270224号公报所公开的悬架装置的情况下，在车辆转弯时承受负载的该转弯外轮中，虚拟转向主销轴与轮胎接地点的距离变大，因此齿条轴力增加。因此，针对该需求，考虑变更臂安装在车身侧的安装点的第1对策、缩短方向盘的齿条行程的第2对策、使动力转向侧的输出上升的第3对策等。然而，当采用第1对策的情况下，会对臂布局形成大的限制，产生设计的自由度降低的问题。另外，当采用第2对策的情况下，轮胎的转向角减少，产生无法缩小车辆的最小转弯半径的问题。另外，当采用第3对策的情况下，产生辅助所需的能量增加致使燃油效率降低的问题。因此，当在进行这种转向操纵轮用悬架装置的设计时减少齿条轴力的情况下，希望采用能够消除上述的问题点的新的对策。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述情况而形成的，其目的之一在于针对设置于车辆的转向操纵轮的转向操纵轮用悬架装置，提供不对臂布局、齿条行程设置限制便可降低转向操纵时的齿条轴力的有效的技术。

为了实现上述目的，本发明的转向操纵轮用悬架装置设置于车辆的转向操纵轮，并具备支承部件、2个下臂、2个上臂。支承部件将转向操纵轮支承为能够旋转。2个下臂与设置于支承部件的下部的2个下部连结点分别独立地连结。2个上臂与设置于支承部件的上部的2个上部连结点分别独立地连接。这些2个下臂以及2个上臂与支承部件的连结位置被设定为：与呈直线状连结2个下部连结点的第1延伸线相比，呈直线状连结2个上部连结点的第2延伸线随着趋向车辆前方而趋向车辆内侧的量变大。在这种情况下，能够使连结2个下臂的各轴线的虚拟交点在转向操纵轮的转向时所移动的移动轨迹与连结2个上臂的各轴线的虚拟交点在转向操纵轮的转向时所移动的移动轨迹相互接近。因此，能够抑制经过2个虚拟交点的虚拟转向主销轴的倾斜率，其结果，能够减小虚拟转向主销轴与接地面的交点同轮胎接地点的距离。由此，轮胎打滑量得到抑制，实现齿条轴力的减少。特别是，不对臂布局、齿条行程设置限制，能够通过仅对于将转向操纵轮支承为能够旋转的支承部件(转向节)侧的前后点的变更使齿条轴力下降。

在上述的转向操纵轮用悬架装置中，优选为，第1延伸线相对于沿车辆前后方向在车辆中心延伸的车辆基准线以随着趋向车辆前方而从该基准线逐渐离开的方式倾斜。在这种情况下，能够使连结2个下臂的各轴线的虚拟交点在转向操纵轮的转向时所移动的移动轨迹与连结2个上臂的各轴线的虚拟交点在转向操纵轮的转向时所移动的移动轨迹相互接近，并且以接近平行的状态相对配置。其结果，在转向操纵轮沿成为转弯内轮的方向转向时的轮胎打滑量被进一步抑制，实现了齿条轴力的进一步的减少。

如上所述，根据本发明，在设置于车辆的转向操纵轮的转向操纵轮用悬架装置中，不对臂布局、齿条行程设置限制便能够减少转向操纵时的齿条轴力。

附图说明

图1为示意性示出从车辆后方的斜上方侧观察本实施方式的转向操纵轮用悬架装置10的右前轮结构部20的状态的图。

图2为以俯视视角示意性示出图1中的右前轮结构部20的齿条轴力减少结构的图。

图3为表示图2中前后一对下臂31、32的虚拟交点M的移动轨迹M1、M2的图。

图4为表示图2中前后一对上臂41、42的虚拟交点N的移动轨迹N1、N2的图。

图5为表示虚拟转向主销轴与接地面的交点KP的移动轨迹以及交点KP与轮胎接地点J之间的距离D的图。

具体实施方式

以下，参照附图对作为本发明的“转向操纵轮用悬架装置”的一个例子的转向操纵轮用悬架装置10进行说明。该转向操纵轮用悬架装置10设置在车辆的转向操纵轮。

图1中示意性示出从车辆后方的斜上方侧观察转向操纵轮用悬架装置10的右前轮结构部20的状态。在该图1以及其他的附图中，箭头“Fr”表示车辆前方向，箭头“RH”表示车辆右方向。右前轮结构部20具备将作为转向操纵轮的右前轮支承为能够旋转的作为支承部件的转向节20a。该转向节20a分别经由下臂部30、上臂部40以及横拉杆50连结于车身60。该转向节20a与本发明的“支承部件”相当。与左前轮对应的悬架结构同与右前轮对应的悬架结构相同，因此此处仅对与右前轮对应的悬架结构进行说明，省略与左前轮对应的悬架结构的说明。

下臂部30均具备在车宽方向(车辆的左右方向)呈长条状延伸的前后一对(2个)下臂31、32。车辆前方侧的下臂31(以下，称为“前下臂”)的车辆内侧的一端部31a经由轴套61连结于车身60侧，车辆外侧的另一端部31b经由作为下部连结点的联轴器21连结于转向节20a的下部区域。同样，车辆后方侧的下臂32(以下，称为“后下臂”)的车辆内侧的一端部32a经由轴套62连结于车身60侧，车辆外侧的另一端部32b经由作为下部连结点的联轴器22连结于转向节20a的下部区域。前下臂31以及后下臂32的各轴线在虚拟交点M相互交叉。这些前下臂31以及后下臂32与本发明的“2个下臂”相当。

上臂部40均具备在车宽方向(车辆的左右方向)呈长条状延伸的前后一对(2个)上臂41、42。车辆前方侧的上臂41(以下，称为“前上臂”)的车辆内侧的一端部41a经由轴套63连结于车身60侧，车辆外侧的另一端部41b经由作为上部连结点的联轴器23连结于转向节20a的上部区域。同样，车辆后方侧的上臂42(以下，称为“后下臂”)的车辆内侧的一端部42a经由轴套64连结于车身60侧，车辆外侧的另一端部42b经由作为上部连结点的联轴器24连结于转向节20a的上部区域。前上臂41以及后上臂42的各轴线在虚拟交点N相互交叉。通过将该虚拟交点N与前述的虚拟交点M直线连结的线形成虚拟转向主销轴。这些前上臂41以及后上臂42与本发明的“2个上臂”相当。

横拉杆50为沿车宽方向(车辆的左右方向)延伸的长条状的部件，车辆内侧的一端部50a连结于齿条轴(省略图示)，车辆外侧的另一端部50b经由联轴器25连结于转向节20a。该齿条轴根据驾驶员操作方向盘时产生的小齿轮轴(省略图示)的旋转沿车宽方向移动。在这种情况下，作用于齿条轴的齿条轴力为在使作为转向操纵轮的右前轮转向时所需的动力转向齿轮的辅助力与驾驶员的方向盘的操作力相加而得的推力，经由横拉杆50以及转向节20a作用于右前轮。该齿条轴力也被作为使右前轮转向时所需的转向力定义。

另外，当将虚拟转向主销轴与接地面的交点设为KP、右前轮的轮胎接地点设为J的情况下，在转向时，轮胎接地点J围绕交点KP旋转，因此交点KP与轮胎接地点J之间的距离D(称为“磨胎半径(scrubradius)”)越长，右前轮被转向操纵至相同的轮胎转向角时的轮胎打滑量越多。即，该轮胎打滑量同距离D与轮胎转向角的积的积分大体一致。此外，已知通过该轮胎打滑量的增加使前述的齿条轴力增加的技术。因此，在本实施方式的右前轮结构部20中，特征为通过控制与轮胎打滑量的增减相关的虚拟转向主销轴的移动方式来实现齿条轴力的减少的齿条轴力减少结构，参照图2～图5对该齿条轴力减少结构的具体例进行说明。

如图2所示，虚拟转向主销轴为连结下臂部30的虚拟交点M与上臂部40的虚拟交点N的直线。因此，通过控制这些虚拟交点M、N的移动方式，能够控制虚拟转向主销轴的移动方式。出于该目的，本实施方式的齿条轴力减少结构将直线地连结下臂部30的转向节20a侧的前后点亦即2个联轴器21、22的第1延伸线设为AP1，将直线地连结上臂部40的转向节20a侧的前后点亦即2个联轴器23、24的第2延伸线设为AP2，且关于AP1与AP2的相对配置具有特征。

作为齿条轴力减少结构的第1特征，以与第1延伸线AP1相比第2延伸线AP2随着趋向车辆前方而趋向车辆内侧的量变大的方式，设定相对于转向节20a的2个下臂31、32以及2个上臂41、42的连结位置。即，在图2中，第1延伸线AP1以及第2延伸线AP2以随着趋向车辆前方而相互分离的方式呈前开状延伸，并且与第1延伸线AP1相比，第2延伸线AP2的相对于沿车辆前后方向在车辆中心延伸的车辆基准线L的倾斜角度更大。在这种情况下，第2延伸线AP2可以如图2所示相比第1延伸线AP1配置于车辆内侧，或者可以相比第1延伸线AP1配置于车辆外侧。另外，作为齿条轴力减少结构的进一步的第2特征，第1延伸线AP1相对于车辆基准线L以随着趋向车辆前方而从该车辆基准线L逐渐离开的方式倾斜。在这种情况下，第1延伸线AP1也是将前下臂31的另一端部31b与后下臂32的另一端部32b直线连结的线(连结转向节20a侧的前后点的线)。另外，第2延伸线AP2也是将前上臂41的另一端部41b与后上臂42的另一端部42b直线连结的线(连结转向节20a侧的前后点的线)。

为了实现第1延伸线AP1的上述的配置，参照图3，使联轴器21的位置如图中的箭头所示在前下臂31的轴线上向虚拟交点M侧移动，并且使联轴器22的位置如图中的箭头所示在后下臂32的轴线上向与虚拟交点M相反侧移动。在这种情况下，当右前轮被朝作为右方向的第1方向A1以及作为左方向的第2方向A2转向操纵时的虚拟交点M的移动轨迹通过联轴器21、22的位置变更而从M1向M2朝左侧倾斜移动。第1方向A1是右前轮为转弯内轮的方向，第2方向A2是右前轮为转弯外轮的方向。

为了实现第2延伸线AP2的上述的配置，参照图4，使联轴器23的位置如图中的箭头所示在前上臂41的轴线上向与虚拟交点N相反侧移动，并且使联轴器24的位置如图中的箭头所示在后上臂42的轴线上向虚拟交点N侧移动。在这种情况下，当右前轮被朝作为右方向的第1方向A1以及作为左方向的第2方向A2转向操纵时的虚拟交点N的移动轨迹通过联轴器23、24的位置变更而从N1向N2沿右侧倾斜移动。

通过联轴器21、22的位置变更使虚拟交点M的移动轨迹向左旋方向旋转，并且通过联轴器23、24的位置变更使虚拟交点N的移动轨迹向右旋方向旋转，由此能使移动轨迹M2以及移动轨迹N2相互接近，特别是能够将移动轨迹M2以及移动轨迹N2呈接近平行的状态相对配置。在这种情况下，参照图5，关于将虚拟交点M与虚拟交点N直线连结的虚拟转向主销轴与接地面的交点KP，右前轮被朝第1方向A1以及第2方向A2转向操纵时的交点KP的移动轨迹从双点划线所示的KP1向实线所示的KP2变化。移动轨迹KP1与虚拟交点M的移动轨迹为M1并且虚拟交点N的移动轨迹为N1的情况对应，移动轨迹KP2与虚拟交点M的移动轨迹为M2并且虚拟交点N的移动轨迹为N2的情况对应。在这种情况下，交点KP的移动轨迹从KP1向KP2朝左侧倾斜移动。

此处，参照图5，由于右前轮的虚拟转向主销轴与接地面的交点KP在朝向作为右方向的第1方向A1的转向操纵时格外地大幅移位，因此交点KP与轮胎接地点J之间的距离D在朝向第1方向A1的转向操纵时变大。因此，在本实施方式中，在朝向作为右方向的第1方向A1的转向操纵时，以交点KP更向车辆内侧移动的方式、即避免虚拟转向主销轴倒向车辆外侧的方式来设定虚拟交点M、N的移动轨迹。其结果，通过抑制交点KP与轮胎接地点J之间的距离D，能够减少齿条轴力。另外，虚拟交点M以及轴套61、62的位置不会由于联轴器21、22的位置变更而变化，虚拟交点N以及轴套63、64的位置不会由于联轴器23、24的位置变更而变化。因此，不对2个下臂31、32以及2个上臂41、42的臂布局、齿条行程设置限制，能够通过只有转向节20a侧的前后点的变更来降低齿条轴力。

本发明并不局限于上述的典型的实施方式，可以考虑各种应用、变形。例如，可以实施应用了上述实施方式的下面各方式。

在上述实施方式的齿条轴力减少结构中，对于同时具备与第1延伸线AP1相比第2延伸线AP2随着趋向车辆前方而趋向车辆内侧的量变大的第1特征、第1延伸线AP1相对于沿车辆前后方向在车辆中心延伸的车辆基准线L以随着趋向车辆前方而从该车辆基准线L逐渐离开的方式倾斜的第2特征的情况进行了记载，不过在本发明中，齿条轴力减少结构至少具备第1特征便可。因此，例如在图2中，可以将第1延伸线AP1由右上直线变更为左上直线。当齿条轴力减少结构具备第1特征以及第2特征双方的情况下，与仅具备第1特征的情况相比，能够使2个下臂31、32的虚拟交点M的移动轨迹与2个上臂41、42的虚拟交点N的移动轨迹接近平行，其结果，能够提高齿条轴力的减少效果。

Claims (2)

1.一种转向操纵轮悬架装置，设置于车辆的转向操纵轮，其中，

该转向操纵轮用悬架装置具备：

支承部件，该支承部件将所述转向操纵轮支承为能够旋转；2个下臂，所述2个下臂与设置于所述支承部件的下部的2个下部连结点分别独立地连结；以及2个上臂，所述2个上臂与设置于所述支承部件的上部的2个上部连结点分别独立地连结，

所述2个下臂以及所述2个上臂与所述支承部件的连结位置被设定为：与呈直线状连结所述2个下部连结点的第1延伸线相比，呈直线状连结所述2个上部连结点的第2延伸线随着趋向车辆前方而趋向车辆内侧的量变大。

2.根据权利要求1所述的转向操纵轮悬架装置，其中，

所述第1延伸线相对于沿车辆前后方向在车辆中心延伸的车辆基准线以随着趋向车辆前方而从该基准线逐渐离开的方式倾斜。