CN107848351A - 车辆 - Google Patents

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Abstract

一种车辆(10)，具有配置在前轮(12)的弹簧之下的轮毂电机，前悬架(16)的抗点头角度(θ1)设定为相对于从前轮(12)的接地点(38)朝向车辆后方的水平线向车辆上方形成角度，由前悬架(16)的位移形成的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹(40)设定为能够向车辆上方且向车辆后方移动。

Description

车辆
技术领域
本发明涉及在前轮设有轮毂电机的车辆。
背景技术
例如，对于具有车轮的车辆，通常，在驶过路面的凹凸的情况下车轮(车轮中心；Wheel Center，以下，称为WC)向上方位移(行程)。此时，因柔性衬套的缓冲作用而通过悬架使车轮(车轮中心)向后方位移，从而驶过路面的凹凸时的冲击得到缓和。
后悬架通过设定为利用其自身的机构上的动作，使车轮整体在向上方位移(行程)的同时向后方位移，从而在柔性衬套的作用的基础上，使得驶过路面的凹凸时的冲击得到缓和。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－184758号公报
另外，能够将前悬架设定为：像所述后悬架那样，使车轮中心(WC)在朝向上方位移的同时向后方位移。但是，像这样设定前悬架时，对于搭载发动机(on-board engine)且前驱式的车辆，即驱动源配置在弹簧之上且经由传动轴向至少前轮传递转矩的车辆，由于驱动力的作用点位于车轮中心(WC)，因此加速时弹簧之上车身的俯仰角的变动变大。结果，乘坐舒适性有可能会降低。
另外，例如，如专利文献1所示那样驱动源配置在弹簧之下的车辆中，与驱动源配置在弹簧之上的车辆不同，驱动力的作用点及制动力的作用点均为车轮与接地面的接地点。因此，专利文献1中，与在弹簧之上具有驱动源的车辆相比较，弹簧之上车身俯仰的中心点不同，因此，若为与通常车辆同样的悬架设定，则乘坐舒适性有可能会降低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够进一步提高乘坐舒适性的车辆。
为了达到所述目的，本发明是一种车辆，其具有配置在前轮的弹簧之下的轮毂电机，该车辆的特征在于，前悬架的抗点头角度(θ1)设定为相对于从所述前轮的接地点朝向车辆后方的水平线向车辆上方形成角度，由所述前悬架的位移形成的车轮中心(WC)的轨迹设定为能够向车辆上方且向车辆后方移动。
采用本发明，由前悬架的位移形成的车轮中心(WC)的轨迹设定为能够向车辆上方且向车辆后方移动，从而，因路面的突起而对前轮赋予输入负荷(F)时，输入负荷(F)的水平方向分力(Fh)变小，驶过凹凸时的冲击得到缓和，能够提高乘坐舒适性。这里，“抗点头角”是指连接接地点和伴随着前悬架的位移形成的接地点的假想旋转中心(RC)的直线与接地点的水平线之间所成的角度(θ1)。
另外，本发明的特征在于，假想旋转中心(RC)的铅垂上下方向的高度设定为比所述接地点高且在所述车轮中心(WC)的高度以下。
采用本发明，假想旋转中心(RC)的铅垂上下方向的高度设定为比接地点高且在车轮中心(WC)的高度以下，从而由前悬架的位移形成的车轮中心(WC)的轨迹能够向车辆上方且向车辆后方移动。
此外，本发明的特征在于，因路面的突起而施加于所述前轮的负荷具有水平方向分力，所述水平方向分力比驱动源配置在弹簧之上且经由驱动轴向至少前轮传递转矩的(搭载发动机且前驱式)车辆中因路面的突起而在前轮产生的水平方向分力小。
采用本发明，与搭载发动机且前驱式的车辆相比较，能够减小因路面的突起而在前轮产生的水平方向分力(Fh)。由此，采用本发明，被赋予由路面的突起引起的输入负荷(F)时，朝向车辆后方拉拽车身的力变小，驶过凹凸时的冲击得到缓和，能够提高乘坐舒适性。
发明的效果
采用本发明，能够获得一种能够进一步提高乘坐舒适性的车辆。
附图说明
图1是本发明的实施方式的车辆的局部放大侧视图。
图2的(a)是图1所示的仅在前轮设有轮毂电机的车辆的示意图，图2的(b)是表示图1所示的车辆的前轮的来自突起的输入负荷的分力的示意图。
图3的(a)是比较例的车辆的示意图，图3的(b)是表示图3的(a)所示的比较例的车辆的前轮的来自突起的输入负荷的分力的示意图。
图4的(a)是作为左前轮的前悬架应用了双横臂悬架的平面示意图，图4的(b)是从图4的(a)中的箭头A方向进行观察的侧透视向视图。
具体实施方式
接着，适当参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。图1是本发明的实施方式的车辆的局部放大侧视图。另外，在各图中，“前后”表示车辆前后方向，“左右”表示车辆左右方向(车宽方向)，“上下”表示铅垂上下方向。
如图1所示，本实施方式的车辆10构成为包括：车轮(前轮)12、轮毂电机14、以及前悬架16。另外，车辆10包括左右车轮12、12、左右轮毂电机14、14、以及左右前悬架16、16，仅图示出了左侧的构成要素，省略了右侧的构成要素的图示。
轮毂电机14由电动机20和传动机构22构成，电动机20具有电机轴18并驱动车轮12，传动机构22将电动机20的驱动力向车轮12传递。轮毂电机14配置在弹簧之下。传动机构22借助传动轴24将电动机20的驱动力向车轮12的输出轴26传递。输出轴26具有车轮12的车轮中心(WC)。
前悬架16具有：将车轮12轴支承为能够旋转的转向节28、以及下臂、上臂等未图示的悬架臂。另外，在比车轮12的车轮中心(WC)靠下方且在车辆前部的车身侧配置有柔性衬套31。转向节28包括：配置在车轮12的车轮中心(WC)的大致下方的下臂接头30、配置在车轮12的车轮中心(WC)的下方侧且是配置在比下臂接头30靠车辆后方的拉杆接头32、以及配置在车轮12的车轮中心(WC)的大致上方的上臂接头34。
柔性衬套31例如由隔振衬套构成，由内筒及外筒、被夹持在内筒和外筒之间的筒状的橡胶弹性体构成。柔性衬套31吸收在车辆前后方向上承受的力，提高前后柔量(弹性力)。
在本实施方式的车辆10中，轮毂电机14配置在弹簧之下，因此从轮毂电机14传递来的驱动力(F1)的作用点为车轮12与路面36的接地点38(参照图1)。并且，制动力(F2)的作用点与驱动力(F1)的作用点相同，为车轮12与路面36的接地点38。这里，驱动力(F1)及制动力(F2)的力的朝向为彼此相反方向。
因而，本实施方式的车辆10的情况下，驱动力(F1)的作用点与制动力(F2)的作用点相同，均为接地点38，因此使用抗点头几何结构的抗点头角(θ1)及抗抬头角(θ2)进行以下说明。
另外，作为应用本实施方式的车辆10，在左右的前轮12分别设有轮毂电机14，适用于前驱方式的车辆、四轮驱动车辆。该车辆10不限于四轮，例如也可以是六轮(在位于车辆最前方的前轮设有轮毂电机的车辆)。
与之相对地，在如后述的图3的(a)所示，驱动源(发动机)设于弹簧之上的比较例的车辆(搭载发动机且前驱式的车辆、搭载发动机且四轮驱动车辆)100的情况下，前轮12的车轮中心(WC)成为驱动力的作用点。
图2的(a)是图1所示的仅在前轮设有轮毂电机的车辆的示意图，图2的(b)是表示图1所示的车辆的前轮的来自突起的输入负荷的分力的示意图。这里，在图2的(a)及图2的(b)中，将车轮12分为前轮12和后轮12进行说明，并且，对前轮12和后轮12之间通用的构成要素使用了相同的附图标记。
在图2的(a)中，前轮12的车轮中心(WC)及前面的接地点38设为能够以位于车身的最下端且车辆前侧的前面的假想旋转中心(RC；Rotation Center)为中心转动规定角度。由于前悬架16的位移(摆动)，而形成前轮12的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40(参照图2的(a)及图2的(b))，并且，形成前面的接地点38的圆弧状轨迹42(参照图2的(a))。在连接前面的接地点38和假想旋转中心(RC)的延长线上设有弹簧之上车身俯仰中心点(Pc)。另外，G表示弹簧之上车身的重心点。
另外，在前轮12，以相对于从前轮12的接地点38朝向车辆后方的水平线(与沿着路面36的直线相同)朝向车辆上方形成角度的方式设定了前悬架16的抗点头角(θ1)。这里，“抗点头角”是指连接接地点38和伴随着前悬架16的位移形成的接地点38的假想旋转中心(RC)的直线与接地点38的水平线之间所成的角度(θ1)。在后轮12，以相对于从后轮12的接地点38朝向车辆前方的水平线朝向车辆上方地形成角度的方式设定了后悬架的抗抬头角(θ2)。
另外，如图2的(b)所示，因前悬架16的位移(行程)形成的前轮12的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40设定为：随着从下侧朝向上侧而向车辆上方且向车辆后方延伸。换言之，由于前悬架16的位移而形成的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40的延伸方向设定为：不是正上方方向及车辆前方方向，而是向车辆上方且向车辆后方沿圆弧状移动。
另一方面，后轮12的车轮中心(WC)及后面的接地点38设为能够以配置在车身的后方侧的后面的假想旋转中心(RC)为中心转动规定角度。由于后悬架的位移(行程)，在形成后轮12的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹44的同时，形成后面的接地点38的圆弧状轨迹46。在连接后轮12的车轮中心(WC)及后面的假想旋转中心(RC)的延长线上设有弹簧之上车身俯仰中心点(Pc)。
本实施方式的车辆10基本上如以上那样构成，接着，一边与比较例的车辆100进行比较，一边对本实施方式的车辆10的作用效果进行说明。
图3的(a)是比较例的车辆的示意图，图3的(b)是表示图3的(a)所示的比较例的车辆的前轮的来自突起的输入负荷的分力的示意图。这里，对与本实施方式相同的构成要素标注同一附图标记地进行以下说明。
比较例的车辆100为驱动源配置在弹簧之上的搭载发动机且前驱式的车辆。
比较例的车辆100的情况下，驱动源(发动机)配置在弹簧之上，因此，前轮12的车轮中心(WC)为驱动力(F1)的作用点，与接地点38为驱动源(F1)的作用点的本实施方式的车辆10不同。另外，比较例的车辆100的情况下，前面的假想旋转中心(RC)配置在比车身的最下端靠上方且靠近车身中央的位置。此外，比较例的车辆100的情况下，弹簧之上车身俯仰中心点(Pc)位于车身后方。另外，比较例的车辆100的情况下，如图3的(b)所示，前轮12的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40形成为从下侧向大致正上方延伸。
如图2的(b)及图3的(b)所示，前轮12驶过路面36上形成的突起48时，因路面36的突起48而给前轮12带来输入负荷(F)。本实施方式的车辆10及比较例的车辆100的情况下，输入负荷(F)分解为水平方向分力(Fh)和车轮中心轨迹的切线方向分力(Ft)。
在该情况下，如对在图2的(b)所示的本实施方式的车辆10产生的水平方向分力Fh和在图3的(b)所示的比较例的车辆100产生的水平方向分力Fh进行比较可了解的那样，与比较例的车辆100相比，本实施方式的车辆10的水平方向分力Fh较小。由此，本实施方式的车辆10的情况下，被赋予由路面36的突起48引起的输入负荷(F)时，朝向车辆后方拉拽车身的力变小，驶过凹凸时的冲击得到缓和，能够提高乘坐舒适性。
与之相对地，比较例的车辆100的情况下，与本实施方式相比较，水平方向分力Fh较大，因此，朝向车辆后方拉拽车身的力引起的冲击变大，驶过突起48时的乘坐舒适性降低。其中，本实施方式和比较例的前悬架16的弹簧系数相同。
接着，以下示出车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40能够向车辆上方且向车辆后方移动的前悬架16的具体例。图4的(a)是作为左前轮的前悬架应用了双横臂悬架的平面示意图，图4的(b)是从图4的(a)中的箭头A方向进行观察的侧透视向视图。
在图4的(a)及图4的(b)中，附图标记50表示下臂、附图标记52表示上臂，附图标记54表示拉杆，附图标记56表示上臂接头，附图标记58表示下臂接头。另外，单点划线60表示车身(例如，副车架)。
如图4的(b)所示，该双横臂悬架62的特征在于，从车身侧面观察，车轮中心(WC)与接地点38的假想旋转中心(RC)的铅垂上下方向的高度(H1)设定为比接地点38高且在车轮中心(WC)的高度(H)以下(0＜H1≤H)。
在铅垂上下方向上，车轮中心(WC)及接地点38的假想旋转中心(RC)的高度(H1)设定为车轮中心(WC)的高度(H)以下，从而被赋予由路面36的突起48引起的输入负荷(F)时，能够减小朝向车辆后方拉拽车身的力(水平方向分力(Fh))，驶过凹凸时的冲击得到缓和，能够提高乘坐舒适性。
另外，作为能够适用的前悬架16，使用双横臂悬架62进行了说明，但是不局限于此，例如，也可以适用于多连杆悬架。
在本实施方式中，因前悬架16的位移形成的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40设定为能够向车辆上方且向车辆后方移动，从而，因路面36的突起48而给前轮12带来输入负荷(F)时，输入负荷(F)的水平方向分力(Fh)变小，驶过凹凸时的冲击得到缓和，能够提高乘坐舒适性。
另外，在本实施方式中，将假想旋转中心(RC)的铅垂上下方向的高度(H1)设定为比接地点38高且在车轮中心(WC)的高度(H)以下，从而能够使因前悬架16的位移形成的车轮中心(WC)的圆弧状轨迹40朝向车辆上方且朝向车辆后方。
此外，本实施方式的情况下，与在前悬架16的弹簧之上具有驱动源的比较例的车辆100相比较，能够减小因路面36的突起48而在前轮12产生的水平方向分力(Fh)(参照对比图2的(b)和图3的(b))。由此，本实施方式的情况下，被赋予由路面36的突起48引起的输入负荷(F)时，朝向车辆后方拉拽车身的力变小，驶过凹凸时的冲击得到缓和，能够提高乘坐舒适性。
附图标记说明
10 车辆
12 车轮(前轮)
14 轮毂电机
16 前悬架
36 路面
38 接地点
40 圆弧状轨迹(车轮中心的轨迹)
48 突起
WC 车轮中心
RC 假想旋转中心
θ1 抗点头角
F 输入负荷
Fh 水平方向分力

Claims (3)

1.一种车辆，其具有配置在前轮的弹簧之下的轮毂电机，该车辆的特征在于，
前悬架的抗点头角度(θ1)设定为相对于从所述前轮的接地点朝向车辆后方的水平线向车辆上方形成角度，
由所述前悬架的位移形成的车轮中心(WC)的轨迹设定为能够向车辆上方且向车辆后方移动。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，
假想旋转中心(RC)的铅垂上下方向的高度设定为比所述接地点高且在所述车轮中心(WC)的高度以下。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，
因路面的突起而输入到所述前轮的负荷具有水平方向分力，
所述水平方向分力比驱动源配置在弹簧之上且经由驱动轴向至少前轮传递转矩的车辆、即搭载发动机且前驱式的车辆中因路面的突起而在前轮产生的水平方向分力小。
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