JP2009090825A - 車両用懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースでホイールベースを可変する機能を搭載することができる車両用懸架装置の提供。
【解決手段】本発明による車両用懸架装置１は、一端が車輪側に連結され、他端がアクスル後方で車幅方向に延在する回転軸１４で車体に対して回転支持されるアッパーアーム１０と、一端が車輪側に連結され、他端がアクスル前方で車幅方向に延在する回転軸２４で車体に対して回転支持されるロアアーム２０と、前記アッパーアーム及びロアアームのうちの少なくとも一方に、前記回転軸まわりの回転駆動力を付与するアクチュエータ３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールベースを可変する機能を有する車両用懸架装置に関する。

従来から、アクスルビームとストラットとの結合をワンタッチで脱着可能なストラット脱着機構を具備し、ストラットとの結合が解除されたアクスルビームをトレーリングアームと一体に車体前方へ回転させてホイールベースを短縮するように構成した３リンク式リアサスペンションが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平３−１９７０４号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の構成では、ホイールベース変更時の車輪の軌跡が円弧状となり、直線的な軌道に比べてスペースが必要となる問題がある。また、ホイールベースの短縮に、アクスルビームとストラットとの結合を解除する操作が必要であり、車両の走行状態に応じてホイールベースを変更できないという問題がある。

そこで、本発明は、第１に、省スペースでホイールベースを可変する機能を搭載することができる車両用懸架装置の提供を目的とする。また、本発明は、その他、車両の走行状態に応じてホイールベースを可変できる車両用懸架装置の提供等を目的とする。

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、一端が車輪側に連結され、他端がアクスル後方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるアッパーアームと、
一端が車輪側に連結され、他端がアクスル前方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるロアアームと、
前記アッパーアーム及びロアアームのうちの少なくとも一方に、前記回転軸まわりの回転駆動力を付与するアクチュエータとを備えることを特徴とする。

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、
前記アッパーアーム及びロアアームは、バウンド時に車輪が車体に対して車両後方に動き且つリバウンド時に車輪が車体に対して車両前方へ動くように構成されることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は２の発明に係る車両用懸架装置において、
車両の走行状態に応じて、車両の姿勢変化を抑制する回転駆動力を前記アクチュエータに発生させる制御手段を更に備えることを特徴とする。

第４の発明は、第１〜３のうちのいずれかの発明に係る車両用懸架装置において、
前記制御手段の制御内容は、車両減速時に車両前輪の前記アクチュエータに該車両前輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、車両加速時に車両前輪の前記アクチュエータに該車両前輪がバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、車両旋回時に旋回内側の車輪の前記アクチュエータに該旋回内側の車輪がバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、及び、車両旋回時に旋回外側の車輪の前記アクチュエータに該旋回外側の車輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、のうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする。

第５の発明は、第１〜４のうちのいずれかの発明に係る車両用懸架装置において、
前記アッパーアームは、車輪のタイヤよりも上方に位置し、且つ、車両幅方向で車輪のタイヤとオーバーラップすることを特徴とする。

第６の発明は、前輪用懸架装置と後輪用懸架装置とを備える車両用懸架装置であって、
前輪用懸架装置及び後輪用懸架装置のうちの少なくともいずれか一方は、第１〜５のうちのいずれかの発明に係る車両用懸架装置からなることを特徴とする。即ち、前輪用懸架装置のみが、第１〜５のうちのいずれかの発明に係る車両用懸架装置からなってもよく、若しくは、後輪用懸架装置のみが、第１〜５のうちのいずれかの発明に係る車両用懸架装置からなってもよく、又は、前輪用懸架装置及び後輪用懸架装置の双方が、第１〜５のうちのいずれかの発明に係る車両用懸架装置からなってもよい。

第６の発明は、前輪用懸架装置と後輪用懸架装置とを備える車両用懸架装置であって、
前輪用懸架装置は、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の車両用懸架装置からなり、
後輪用懸架装置は、
一端が車輪側に連結され、他端がアクスル前方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるアッパーアームと、
一端が車輪側に連結され、他端がアクスル後方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるロアアームと、
前記アッパーアーム及びロアアームのうちの少なくとも一方に、前記回転軸まわりの回転駆動力を付与するアクチュエータとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、省スペースでホイールベースを可変する機能を搭載することができる車両用懸架装置が得られる。

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。

図１は、本発明による車両用懸架装置１の一実施例の要部構成を示す車両側面図である。図１では、車両外側から視た側面図であるが、車輪内の構成を見やすくするために、ホイールやブレーキ等の非主要構成の図示を省略している。また、図１は、車輪の中立状態を示す。図２は、車両用懸架装置１の要部構成を車両斜め後方から視た図であり、図３は、車両用懸架装置１の要部構成を車両斜め前方から視た図である。

尚、以下では、車両のある１つの車輪に関する車両用懸架装置１の構成を説明するが、以下で説明する車両用懸架装置１の構成は、前後左右の任意の車輪に適用可能であり、例えば前２輪後１輪の車両において、２つの前輪のそれぞれに対して適用されてもよい。

本実施例の車両用懸架装置１は、車輪を懸架する装置である。車輪は、ベアリング（図示せず）を介してアクスルハブ６０を回転可能に支持するナックル５０を備える。アクスルハブ６０には、車輪のホイール及びタイヤがボルト等により固定される。尚、図示の例では、ナックル５０は、ボルト５２で一体に連結される上側の部材５４と下側の部材５６からなっているが、一部材で構成されてもよい。

本実施例の車両用懸架装置１は、ナックル５０に連結されるアッパーアーム１０と、同ナックル５０に連結されるロアアーム２０と、モータ３０とを備える。

アッパーアーム１０は、図１に示すように、全体として車両前後方向に延在し、車両前側の端部が、ナックル５０に回転軸１２で回転可能に支持される。回転軸１２は、例えば、図２に示すように、車幅方向に軸を有するゴムブッシュにより構成されてもよい。アッパーアーム１０の車両後側の端部は、アクスル６２の後方（車軸中心よりも車両後方）にて、車体に回転軸１４で回転支持される。回転軸１４は、車幅方向に延在し、モータ３０の回転軸に連結される。回転軸１４とモータ３０の回転軸は、一体に連結されてもよいし、或いは、減速機構やクラッチ等を介して連結されてもよい。

尚、図示の例では、アッパーアーム１０は、図２及び図３に示すように、タイヤよりも上方に、車幅方向でタイヤとオーバーラップした位置に配置されている。これにより、車幅方向の省スペース化を効率的に図ることができ、特にアッパーアーム１０の車両後側の端部に連結されるモータ３０の搭載性が良好となる。

ロアアーム２０は、図１に示すように、全体として車両前後方向に延在し、車両前側の端部が、アクスル６２の前方（車軸中心よりも車両前方）にて、車体に回転軸２４で回転支持される。回転軸２４は、図３に示すように、車幅方向に軸を有するゴムブッシュにより構成されてもよい。ロアアーム２０の車両後側の端部は、ナックル５０に回転軸２２（図２も参照）で回転可能に支持される。回転軸２２は、ボールジョイントで構成されるが、その他ゴムブッシュにより構成されてもよい。

モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりの回転駆動力を発生する。回転駆動力の大きさ及び方向は、制御装置４０により制御される。通常、バウンドやリバウンドが発生しない場合や車両が停止している場合では、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりの回転が完全に阻止されるような回転駆動力を発生する。即ち、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりの回転を不能とする。また、後述の特別な車両の走行状態の場合を除いて、モータ３０は、バウンド／リバウンド時の車輪の動きに対してスプリング及びアブソーバとして機能するような回転駆動力を発生する。

また、車両用懸架装置１は、図１に模式的に示すように、モータ３０を制御する制御装置４０を更に備える。制御装置４０は、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。ＲＯＭには、後述する各種制御を実行すべくＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。制御装置４０により実現される主要な制御については後に詳説する。

次に、上述の構成の車両用懸架装置１により実現されるバウンド／リバウンド時の車輪の動きについて説明する。

図４は、バウンド／リバウンド時の車輪の動きを示す図１相当の側面図である。図４では、車両外側から視た側面図であるが、車輪内の構成を見やすくするために、ナックル５０の下側の部材５６、ホイールやブレーキ等の動作に関係しない部材の図示を省略している。また、図４では、車輪の中立状態（通常時の状態）が実線で示されると共に、バウンド時の状態が２点鎖線で示され、リバウンド時の状態が１点鎖線で示されている。

本実施例において、上述の如く、車輪（ナックル５０）の動きは、上述のアッパーアーム１０及びロアアーム２０のみにより規定される。この際、アッパーアーム１０及びロアアーム２０は、図４に示すように、バウンド時に車輪が車体に対して車両後方に動き且つリバウンド時に車輪が車体に対して車両前方へ動くように構成される。

図示の例では、バウンド時には、アッパーアーム１０は、図４中に２点鎖線で示すように、回転軸１４に関して反時計回りに回転し、ロアアーム２０は、回転軸２４に関して時計回りに回転する。これにより、車輪は、通常時の状態に比べて、車両後方側に動く。即ち、ホイールベースが通常時の状態に比べて短くなる。また、逆に、リバウンド時には、アッパーアーム１０は、図４中に１点鎖線で示すように、回転軸１４に関して時計回りに回転し、ロアアーム２０は、回転軸２４に関して反時計回りに回転する。これにより、車輪は、通常時の状態に比べて、車両前方側に動く。即ち、ホイールベースが通常時の状態に比べて長くなる。

このようにして、本実施例によれば、アッパーアーム１０及びロアアーム２０の各回転軸１２，１４，２２及び２４を車幅方向に設定することで、省スペースでホイールベースを可変する機能を搭載することができる。

次に、本実施例の制御装置４０により実現される主要な制御（制御内容１乃至４）について説明する。ここでは、車両が前２輪後１輪であり、上述の構成の車両用懸架装置１が前２輪に適用された場合を想定して説明する。

＜制御内容１＞制御装置４０は、車両減速時に車両前輪に係るモータ３０（前２輪のそれぞれのモータ３０、以下、同じ）を制御して、車両が後傾姿勢となるように、該車両前輪がリバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させる。即ち、図１に示すビューでは、モータ３０は、回転軸１４まわりで時計方向に回転駆動力を発生する。これにより、車両減速時にホイールベースが増加するので、制動による前方への荷重移動を抑えることができ、制動安定性が向上する。即ち、車両減速時に車両が後傾姿勢となるので（重心が後方に移動するので）、車両に効率的に制動力を付与することができる。具体的には、制御装置４０は、例えば車輪速センサやブレーキセンサ（踏力センサやブレーキ圧センサ等）等のようなセンサに基づいて、車両の減速を検出又は予測した場合には、前輪がリバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させることとしてよい。この際、制御装置４０は、一定の大きさの回転駆動力を発生させてもよいが、検出若しくは予測した減速度に応じた大きさの回転駆動力を算出し、当該算出した大きさの回転駆動力を発生させてもよい。

＜制御内容２＞制御装置４０は、車両加速時に車両前輪に係るモータ３０（前２輪のそれぞれのモータ３０、以下、同じ）を制御して、車両が前傾姿勢となるように、該車両前輪がバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させる。即ち、図１に示すビューでは、モータ３０は、回転軸１４まわりで反時計方向に回転駆動力を発生する。これにより、車両加速時に車両が前傾姿勢となるので、車両に効率的に前方向への駆動力を付与することができる。具体的には、制御装置４０は、例えばアクセルセンサ（スロットルセンサ等）のようなセンサに基づいて、車両の加速を検出又は予測した場合には、前輪がバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させることとしてよい。この際、制御装置４０は、一定の大きさの回転駆動力を発生させてもよいが、検出若しくは予測した加速度に応じた大きさの回転駆動力を算出し、当該算出した大きさの回転駆動力を発生させてもよい。

＜制御内容３＞制御装置４０は、旋回時の車体旋回内側の浮き上がりが抑制されるように、車両旋回時に旋回内側の車輪に係るモータ３０（前２輪のうちの旋回内側の輪のモータ３０）に該旋回内側の車輪がバウンドする方向の回転駆動力を発生させる。即ち、図１に示すビューでは、旋回内側の車輪に係るモータ３０は、回転軸１４まわりで反時計方向に回転駆動力を発生する。これにより、車両旋回時に旋回内側の浮き上がりが抑制されるので、旋回性能が向上する。具体的には、制御装置４０は、例えばヨーレートセンサや加速度センサのようなセンサに基づいて、車両の旋回走行（横加速度）を検出又は予測した場合には、旋回内側の車輪がバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させることとしてよい。この際、制御装置４０は、一定の大きさの回転駆動力を発生させてもよいが、検出若しくは予測した横加速度に応じた大きさの回転駆動力を算出し、当該算出した大きさの回転駆動力を発生させてもよい。

＜制御内容４＞制御装置４０は、旋回時の車体旋回外側の沈み込みが抑制されるように、車両旋回時に旋回外側の車輪に係るモータ３０（前２輪のうちの旋回外側の輪のモータ３０）に該旋回外側の車輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させる。即ち、図１に示すビューでは、旋回外側の車輪に係るモータ３０は、回転軸１４まわりで時計方向に回転駆動力を発生する。これにより、車両旋回時に旋回外側の沈み込みが抑制されるので、旋回性能が向上する。具体的には、制御装置４０は、例えばヨーレートセンサや加速度センサのようなセンサに基づいて、車両の旋回走行（横加速度）を検出又は予測した場合には、旋回外側の車輪がリバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させることとしてよい。この際、制御装置４０は、一定の大きさの回転駆動力を発生させてもよいが、検出若しくは予測した横加速度に応じた大きさの回転駆動力を算出し、当該算出した大きさの回転駆動力を発生させてもよい。

この制御内容４は、好ましくは、上述の制御内容３と同時に実行される。これにより、車両の旋回走行時に、旋回内側の車輪がバウンド側に、旋回外側の車輪がリバウンド側に付勢される。このとき、バウンド側の車輪が通常時の位置よりも後方へ動くので（図４参照）、旋回時の重心高が下がり、旋回性能が向上する。

このように、本実施例によれば、アッパーアーム１０及びロアアーム２０を、バウンド時に車輪が車体に対して車両後方に動き且つリバウンド時に車輪が車体に対して車両前方へ動くように構成したので、車両の走行状態に応じてモータ３０を駆動してホイールベースを適切に可変することが可能となる。

尚、上述の説明では、車両が前２輪後１輪であり、上述の構成の車両用懸架装置１が前２輪に適用された場合を想定したが、上述の制御内容１及び２については、車両が前１輪であり、上述の構成の車両用懸架装置１が当該１つの前輪に適用された構成にも適用可能である。

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。

例えば、上述した実施例は、主に、車両の前輪に適用される車両用懸架装置１に関するものである。後輪については、その他の懸架装置を適用してもよいが、上述の実施例の車両用懸架装置１を適用してもよい。この場合、後輪用懸架装置は、アッパーアーム及びロアアームの前後方向の位置関係に関して、図５（Ａ）に示すように、上述の車両用懸架装置１と同様の構成を有してもよいし、或いは、図５（Ｂ）に示すように、前後逆の構成を有してもよい。即ち、後輪用懸架装置は、アッパーアーム及びロアアームを、バウンド時に後輪が車体に対して車両後方に動き且つリバウンド時に後輪が車体に対して車両前方へ動くように構成してもよいし、或いは、前後逆の構成として、アッパーアーム及びロアアームを、バウンド時に後輪が車体に対して車両前方に動き且つリバウンド時に後輪が車体に対して車両後方へ動くように構成してもよい（即ち図１の前後方向を逆にした構成を有してもよい）。以下、前者の構成を「前後同一構成」といい、後者の構成を「前後対称構成」という。また、このようにして、後輪用懸架装置として実現した場合にも、同様のモータ（即ちアッパーアーム及び／又はロアアームの車体側の回転軸まわりの回転駆動力を発生させるモータ）を適切に制御することで、車両の姿勢等を制御することが可能となる。例えば、車両後輪のモータに関して、車両減速時には、車両が後傾姿勢となるように、該後輪がバウンドする方向の回転駆動力を発生させることとしてよく、及び／又は、車両加速時には、車両が前傾姿勢となるように、該後輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させることとしてよく、及び／又は、車両の旋回走行時に、旋回内側の後輪がバウンドする方向の回転駆動力及び旋回外側の後輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させることとしてもよい。ここで、上述の前後同一構成では、例えば車両減速時に上述のモータ制御を実行すると、前後輪が車両前後方向にそれぞれ動くので、ホイールベースが長くなり、且つ、車両の後傾姿勢も実現できるので、制動安定性が向上する。一方、上述の前後対称構成では、例えば車両減速時に上述のモータ制御を実行すると、上述の前後同一構成ほどホイールベースが長くならないものの、車両の後傾姿勢を実現できるので、制動性能が向上する。

また、上述した実施例では、ナックル５０の下側の部材５６は、車輪を駆動するためのモータ（図示せず）の構成要素であってもよい。即ち、車輪内に駆動用モータが配設される場合、ナックル５０の下側の部材５６は、当該駆動用モータの非回転部材で置換されてもよい。この場合、駆動用モータの非回転部材は、例えば駆動用モータのハウジングであってよい。

また、上述した実施例では、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４に設けられるが、それに代えて若しくは加えて、ロアアーム２０の回転軸２４に設けられてもよい。また、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりのモーメント（若しくはロアアーム２０の回転軸２４まわりのモーメント）を生成できるアクチュエータであれば、電気モータ以外のアクチュエータで置換されてもよい。

本発明による車両用懸架装置１の一実施例の要部構成を示す車両側面図である。 車両用懸架装置１の要部構成を車両斜め後方から視た図である。 車両用懸架装置１の要部構成を車両斜め前方から視た図である。 バウンド／リバウンド時の車輪の動きを示す図１相当の側面図である。 後輪用懸架装置として適用された場合の構成（前後同一構成及び前後対称構成）を示す図である。

符号の説明

１ 車両用懸架装置
１０ アッパーアーム
１２ 回転軸
１４ 回転軸
２０ ロアアーム
２２ 回転軸
２４ 回転軸
３０ モータ
４０ 制御装置
５０ ナックル
５２ ボルト
５４ ナックルの上側の部材
５６ ナックルの下側の部材
６０ アクスルハブ
６２ アクスル

Claims (7)

1. 一端が車輪側に連結され、他端がアクスル後方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるアッパーアームと、
   一端が車輪側に連結され、他端がアクスル前方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるロアアームと、
   前記アッパーアーム及びロアアームのうちの少なくとも一方に、前記回転軸まわりの回転駆動力を付与するアクチュエータとを備える、車両用懸架装置。
2. 前記アッパーアーム及びロアアームは、バウンド時に車輪が車体に対して車両後方に動き且つリバウンド時に車輪が車体に対して車両前方へ動くように構成される、請求項１に記載の車両用懸架装置。
3. 車両の走行状態に応じて、車両の姿勢変化を抑制する回転駆動力を前記アクチュエータに発生させる制御手段を更に備える、請求項１又は２に記載の車両用懸架装置。
4. 前記制御手段の制御内容は、車両減速時に車両前輪の前記アクチュエータに該車両前輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、車両加速時に車両前輪の前記アクチュエータに該車両前輪がバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、車両旋回時に旋回内側の車輪の前記アクチュエータに該旋回内側の車輪がバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、及び、車両旋回時に旋回外側の車輪の前記アクチュエータに該旋回外側の車輪がリバウンドする方向の回転駆動力を発生させること、のうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の車両用懸架装置。
5. 前記アッパーアームは、車輪のタイヤよりも上方に位置し、且つ、車両幅方向で車輪のタイヤとオーバーラップする、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の車両用懸架装置。
6. 前輪用懸架装置と後輪用懸架装置とを備える車両用懸架装置であって、
   前輪用懸架装置及び後輪用懸架装置のうちの少なくともいずれか一方は、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の車両用懸架装置からなる、車両用懸架装置。
7. 前輪用懸架装置と後輪用懸架装置とを備える車両用懸架装置であって、
   前輪用懸架装置は、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の車両用懸架装置からなり、
   後輪用懸架装置は、
   一端が車輪側に連結され、他端がアクスル前方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるアッパーアームと、
   一端が車輪側に連結され、他端がアクスル後方で車幅方向に延在する回転軸で車体に対して回転支持されるロアアームと、
   前記アッパーアーム及びロアアームのうちの少なくとも一方に、前記回転軸まわりの回転駆動力を付与するアクチュエータとを備える、車両用懸架装置。

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