JP2012111250A - 車両用懸架装置および車両の制動偏向抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の直進制動時の偏向を簡易な手法で抑制する。
【解決手段】ある態様の車両用懸架装置においては、車幅方向に延在する本体の中間部が車体に支持されるスタビライザバー３４と、スタビライザバー３４の左右両端部と左右のロアアーム２２とをそれぞれ上下に連結する左右のスタビライザリンク３６と、を備える。そして、車両制動時の制動力が、左右の車輪のうち上下方向の荷重分担の大きい右前輪１４ａの接地荷重を低減する方向に作用し、上下方向の荷重分担の小さい左前輪１４ｂの接地荷重を増加させる方向に作用するよう、左右のスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾きが異なるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のロールを抑制するスタビライザを備えた車両用懸架装置に関する。

従来より、車両の構造が左右非対称であることに起因して車両の直進制動時に重心回りの回転モーメントが発生し、車両が緩やかに旋回する偏向（以下、「制動偏向」ともいう）が発生することが知られている。すなわち、車両の構造は、例えばエンジン、燃料タンク、制動装置等の構造や配置、あるいは乗員・積載物の積載位置など、車両における重量分布が必ずしも左右対称にはなっていない。このような車両の構造における左右非対称性により、車両の直進制動時に種々の態様にて車体に横力やヨーモーメントが発生し、車体が偏向することがある。この制動偏向は車両に運転者の意図とは異なる挙動を起こすことがある。

そこで、例えば車両の左右輪の間で制動力差を付与する制動制御を実行したり、車両の運転者の操舵とは独立に操舵制御を実行する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、車両直進中に制動操作された直進制動状態である場合に、左右輪の軸重の差である左右軸重差を減少させる軸重制御を実行する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。具体的には、燃料室内の燃料を移動させて燃料タンクの左右方向の重量配分を変更するなどして左右軸重差の減少を実現している。

特開２００８−０３７２５９号公報 特開２００９−１８４４７１号公報

しかしながら、車両の偏向を抑制するためにこうした特別な制動制御、操舵制御、軸重制御等を取り入れると、システムを複雑化させてしまうという問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の直進制動時の偏向を簡易な手法で抑制することにある。

本発明のある態様の車両用懸架装置は、車幅方向に延在する本体の中間部が車体に支持されるスタビライザバーと、スタビライザバーの左右両端部と左右の車輪支持部材とをそれぞれ上下に連結する左右のスタビライザリンクと、を備える。そして、車両制動時の制動力が、左右の車輪のうち上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する方向に作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる方向に作用するよう、左右のスタビライザリンクの車両前後方向の傾きが異なるように構成される。

ここでいう「スタビライザバー」は車両の前輪側および後輪側の一方または双方に対して設けられる。車両の直進制動時には慣性力によって前輪側に荷重が移動するため、少なくとも制動偏向の要因となり易い前輪側にはスタビライザバーを設け、スタビライザリンクの傾きを上述のように設定するのが好ましい。

この態様によると、車両の構造により左右の車輪の上下方向の荷重分担が非対称となる場合、左右のスタビライザリンクがその車両前後方向の傾きが互いに異なるように構成される。その結果、直進制動時に左右車輪に発生する制動力の分力が、上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する向きに作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる向きに作用する。その結果、左右の車輪に作用する接地荷重の差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制することができる。また、スタビライザリンクの傾斜角度を構造的に異ならせるという簡易な手法で偏向抑制を実現できる。

具体的には、左右の車輪支持部材とスタビライザバーとが、車体ロール時のバウンド輪側、すなわち荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクが圧縮荷重を受ける配置にて連結され、左右のスタビライザリンクのうち、上下方向の荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクがスタビライザバーとの連結点から後方に傾斜するように設けられ、上下方向の荷重分担の小さい側のスタビライザリンクがスタビライザバーとの連結点から前方に傾斜するように設けられていてもよい。

この態様によれば、直進制動時に左右車輪に発生する制動力の分力が、上下方向の荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクにはその圧縮荷重を低減する向きに作用し、上下方向の荷重分担の小さい車輪側のスタビライザリンクにはその圧縮荷重を増加させる向きに作用する。その結果、スタビライザリンクの反力によって左右の車輪に作用する接地荷重の差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制することができる。

また、左右の車輪支持部材とスタビライザバーとが、車体ロール時のバウンド輪側、すなわち荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクが引張荷重を受ける配置にて連結され、左右のスタビライザリンクのうち、上下方向の荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクがスタビライザバーとの連結点から前方に傾斜するように設けられ、上下方向の荷重分担の小さい側のスタビライザリンクがスタビライザバーとの連結点から後方に傾斜するように設けられていてもよい。

この態様によれば、直進制動時に左右車輪に発生する制動力の分力が、上下方向の荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクにはその引張荷重を低減する向きに作用し、上下方向の荷重分担の小さい車輪側のスタビライザリンクにはその引張荷重を増加させる向きに作用する。その結果、スタビライザリンクの反力によって左右の車輪に作用する接地荷重の差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制することができる。

本発明の別の態様は、車両の制動偏向抑制方法である。この方法は、車幅方向に延在するスタビライザバーと、スタビライザバーの左右両端部と左右の車輪支持部材とをそれぞれ上下に連結する左右のスタビライザリンクとを備える車両における直進制動時の制動偏向を抑制する方法である。車両制動時の制動力が、左右の車輪のうち上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する方向に作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる方向に作用するよう、左右のスタビライザリンクの車両前後方向の傾きを異ならせることで、直進制動時の左右の車輪の上下方向の荷重差を低減し、それにより制動偏向を抑制する。

ここでいう「スタビライザバー」も車両の前輪側および後輪側の一方または双方に対して設けられる。車両の直進制動時には慣性力によって前輪側に荷重が移動するため、少なくとも制動偏向の要因となり易い前輪側にはスタビライザバーを設け、スタビライザリンクの傾きを上述のように設定するのが好ましい。

この態様によると、車両の構造により左右の車輪の上下方向の荷重分担が非対称となる場合、左右のスタビライザリンクがその車両前後方向の傾きが互いに異なるようにされる。その結果、直進制動時に左右車輪に発生する制動力の分力が、上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する向きに作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる向きに作用する。その結果、左右の車輪に作用する接地荷重の差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制することができる。また、スタビライザリンクの傾斜角度を構造的に異ならせるという簡易な手法で偏向抑制を実現できる。

本発明によれば、車両の直進制動時の偏向を簡易な手法で抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両用懸架装置およびその周辺の構成を示す斜視図である。 車両用懸架装置の特徴的構成を模式的に示す説明図である。 実施形態の車両用懸架装置による作用を示す模式図である。 実施形態の車両用懸架装置による効果を例示する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用懸架装置およびその周辺の構成を示す斜視図である。本実施形態の車両用懸架装置は、車両の前輪側に左右対称に設けられたダブルウィッシュボーン式のサスペンション１０を、車幅方向に延在するスタビライザ１２により連結して構成されている。

サスペンション１０は、車輪１４（右前輪１４ａ、左前輪１４ｂ）を回転可能に支持するナックル１６を有している。ナックル１６は、その中央部前方に延出するナックルアームにてタイロッド１８に連結されている。ステアリング操作によりタイロッド１８が長手方向（車幅方向）に移動し、ナックル１６がキングピン軸Ｋを中心に回転することで、ナックル１６に支持された車輪１４が転舵される。

ナックル１６の上端部にはＵ字形のアッパアーム２０が取り付けられ、下端部にはＵ字形のロアアーム２２が取り付けられている。これらナックル１６、アッパアーム２０およびロアアーム２２により「車輪支持部材」が構成される。アッパアーム２０は、その中間部がジョイントを介してナックル１６の上端部に接続され、両先端部がゴムブッシュを介して車体の側部に回動可能に軸支される。それにより、ナックル１６の上部がアッパアーム２０にキングピン軸Ｋを中心に回動可能に軸支される。

一方、ロアアーム２２は、その中間部がジョイントを介してナックル１６の下端部に接続され、両先端部がゴムブッシュを介して車体の側部（アッパアーム２０との接続部の下方）に回動可能に軸支される。それにより、ナックル１６の下部がアッパアーム２０にキングピン軸Ｋを中心に回動可能に軸支されている。

車体とロアアーム２２との間にはショックアブソーバ２４が配設される。ショックアブソーバ２４は、ハウジング２６内のピストンに形成されたオリフィスを作動液が通過する際の粘性抵抗によって減衰力を発生させる。ハウジング２６の下端部は、ボールジョイントを介してロアアーム２２に連結されている。ハウジング２６から突出するピストンロッドが、アッパサポート２８を介して車体に取り付けられる。ハウジング２６の軸方向中央部にはロアサポート３０が取り付けられている。アッパサポート２８とロアサポート３０との間には、圧縮コイルスプリング３２が介装されている。

図示しないステアリングホイールから入力される操舵トルクは、図示しないステアリングコラムを介してギヤボックスに伝達される。ギヤボックスにおいては、ステアリングホイールの回転運動が車幅方向の直線運動に変換されて、タイロッド１８に伝達される。タイロッド１８の運動によってナックル１６が揺動し、車輪が転舵される。

スタビライザ１２は、長尺状のスタビライザバー３４と、その両端に接続されるスタビライザリンク３６とを備える。スタビライザバー３４は、車幅方向に延在する本体の中間部の左右２箇所がそれぞれブッシュを含む取付部材３８を介して車体に取り付けられる。これにより、スタビライザ１２が車体に支持される。一方、スタビライザバー３４の両端部からそれぞれほぼ直角方向にスタビライザリンク３６が延びるように接続され、スタビライザリンク３６の先端がロアアーム２２に連結されている。これによって、左右のサスペンション１０がスタビライザ１２によって連結されている。

このような構成により、左右のサスペンション１０の高さ（上下方向の位置）に差が生じると、左右のスタビライザリンク３６の高さ（上下方向の位置）に差が生じるため、スタビライザバー３４が捩じり変形され、スタビライザリンク３６が振れる。この弾性反力で、左右のサスペンション１０はそれぞれ、高さの差を解消する方向に付勢される。すなわち、スタビライザ１２の捩れに対する復元力によって車体のロール剛性が高められ、車両旋回時のロールが抑制されるようになる。

次に、本実施形態における特徴的構成について説明する。
図２は、車両用懸架装置の特徴的構成を模式的に示す説明図である。（Ａ）は車両用懸架装置およびその周辺構成の正面視を示し、（Ｂ）は右輪側の側面視を示し、（Ｃ）は左輪側の側面視を示している。なお、本実施形態では、車両の構造が左右非対称であるために、右前輪１４ａのほうが左前輪１４ｂよりも上下方向の荷重分担が大きい場合を想定している。

本実施形態では上述のように、左右対称なサスペンション１０と、それらを連結するスタビライザ１２とを設けているが、左右のスタビライザリンク３６のサスペンション１０に対する車両前後方向の傾きが互いに異なるように構成している。それにより、車両の構造の左右非対称に起因して直進制動時に制動偏向が発生することを抑制している。

すなわち、図２（Ａ）に示すように、右前輪１４ａのほうが左前輪１４ｂよりも上下方向の荷重分担が大きいため、右前輪１４ａのほうが左前輪１４ｂよりも路面に対する接地荷重が大きくなる。特に、車両の直進制動時の慣性力により前輪側に荷重が移動すると、右前輪１４ａおよび左前輪１４ｂがバウンドするが、接地荷重に左右差があるため、左右輪でのバウンドストロークが異なる。すなわち、接地荷重の大きい右前輪１４ａのほうが接地荷重の小さい左前輪１４ｂよりも大きくバウンドするようになる。サスペンション１０はバウンドストロークに伴ってステア変化を伴うため、そのバウンドストロークの左右差がステア角の左右差となって制動偏向を生じさせてしまう。

本実施形態ではこの点に着目し、サスペンション１０とスタビライザ１２との接続構造を工夫するとともに制動力を利用することで接地荷重の左右差を小さくし、それによりバウンドストロークの左右差を小さくすることにより制動偏向を抑制する。すなわち、直進制動時の制動力が、左右の車輪のうち上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する方向に作用し、小さい側の車輪の接地荷重を増加させる方向に作用するよう、左右のスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾きを異ならせる。

具体的には、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、上下方向の荷重分担の大きい右前輪１４ａ側のスタビライザリンク３６がスタビライザバー３４の端部から車両後下方に傾斜し、上下方向の荷重分担の小さい左前輪１４ｂ側のスタビライザリンク３６がスタビライザバー３４の端部から車両前下方に傾斜するようにスタビライザ１２の構造および配置構成を設定している。

これにより、直進制動時において、右前輪１４ａのスタビライザリンク３６には制動力の分力（白矢印）が下方、つまり接地荷重と逆方向に作用するようになり、左前輪１４ｂのスタビライザリンク３６には制動力の分力（白矢印）が上方、つまり接地荷重と同方向に作用するようになる。これらの分力は、取付部材３８を介して車体５０に入力され、その反力が接地荷重と釣り合うようになる。すなわち、左右車輪に発生する制動力の分力が、上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する向きに作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる向きに作用する。その結果、左右の車輪に作用する接地荷重の差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制できるようになる。

図３は、実施形態の車両用懸架装置による作用を示す模式図である。（Ａ）は、比較例としてスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を左右輪で等しくした場合を示している。（Ｂ）は、スタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を本実施形態のように左右輪で異ならせた場合に作用する制動力の分力を示している。（Ｃ）は、本実施形態により実現される接地荷重を示している。

すなわち、従来のようにスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を左右輪で等しくした場合には、図３（Ａ）に白矢印にて示すように、上下方向の荷重分担の大きい右前輪１４ａに左前輪１４ｂよりも大きな接地荷重が作用する。その結果、直進制動時には左右輪でのバウンドストロークが大きく異なり、それがステア角の左右差となって制動偏向を生じさせてしまう。

これに対し、本実施形態のようにスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を左右輪で異ならせると、図３（Ｂ）に白矢印にて示すように、直進制動時の制動力の分力が、上下方向の荷重分担の大きい右前輪１４ａ側の接地荷重を低減する向きに作用し、上下方向の荷重分担の小さい左前輪１４ｂ側の接地荷重を増加させる向きに作用する。その結果、図３（Ｃ）に白矢印にて示すように、右前輪１４ａと左前輪１４ｂのそれぞれに作用する接地荷重の差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制できるようになる。

図４は、実施形態の車両用懸架装置による効果を例示する図である。（Ａ）は、比較例としてスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を左右輪で等しくした場合に生じる接地荷重を示している。（Ｂ）は、スタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を本実施形態のように左右輪で異ならせた場合に生じる接地荷重を示している。各図において縦軸が接地荷重（Ｎ）を示し、横軸がバウンドストローク（ｍｍ）を示している。図中の黒丸は右前輪１４ａ側の接地荷重を示し、白丸は左前輪１４ｂ側の接地荷重を示している。ここでは、車両の構造の左右差から直進制動時に右前輪１４ａのバウンドストロークが１５ｍｍ、左前輪１４ｂのバウンドストロークが５ｍｍとなり、制動力１０００Ｎが作用した場合を示している。

すなわち、従来のようにスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を左右輪で等しくした場合には、図４（Ａ）に示すように、右前輪１４ａの接地荷重が５２００Ｎ、左前輪１４ｂの接地荷重が４４６４Ｎとなり、その接地荷重の左右差が７３６Ｎとなっている。これに対し、本実施形態のようにスタビライザリンク３６の車両前後方向の傾斜角度を左右輪で異ならせると、図４（Ｂ）に示すように、右前輪１４ａの接地荷重が５０６６Ｎ、左前輪１４ｂの接地荷重が４６００Ｎとなり、その接地荷重の左右差が４６６Ｎとなっている。すなわち、スタビライザリンク３６の傾斜角度を左右輪で異ならせることにより接地荷重の左右差が小さくなり、直進制動時の偏向を抑制できるようになる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

上記実施形態では、左右のロアアーム２２とスタビライザバー３４とが、車体ロール時のバウンド輪側、すなわち荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンク３６が圧縮荷重を受ける配置にて連結される例を示した。変形例においては、左右の車輪支持部材とスタビライザバー３４とが、車両制動時にスタビライザリンク３６が引張荷重を受ける配置にて連結されるようにしてもよい。その場合には、上記実施形態とは逆に、上下方向の荷重分担の大きい右前輪１４ａ側のスタビライザリンク３６がスタビライザバー３４との連結点から前上方に傾斜するように設けられ、上下方向の荷重分担の小さい左前輪１４ｂ側のスタビライザリンク３６がスタビライザバー３４との連結点から後上方に傾斜するように設けるとよい。こうすることで、上記実施形態と同様に接地荷重の左右差を小さくし、直進制動時の偏向を抑制できるようになる。

上記実施形態では、車両の前輪側にサスペンション１０およびスタビライザ１２を設ける例を示したが、後輪側にも同様のサスペンション１０およびスタビライザ１２を設けるようにしてもよい。

１０ サスペンション、 １２ スタビライザ、 １４ａ 右前輪、 １４ｂ 左前輪、 １６ ナックル、 １８ タイロッド、 ２０ アッパアーム、 ２２ ロアアーム、 ２４ ショックアブソーバ、 ２６ ハウジング、 ２８ アッパサポート、 ３０ ロアサポート、 ３２ 圧縮コイルスプリング、 ３４ スタビライザバー、 ３６ スタビライザリンク。

Claims (4)

1. 車幅方向に延在する本体の中間部が車体に支持されるスタビライザバーと、
   前記スタビライザバーの左右両端部と左右の車輪支持部材とをそれぞれ上下に連結する左右のスタビライザリンクと、
   を備え、
   車両制動時の制動力が、左右の車輪のうち上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する方向に作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる方向に作用するよう、左右のスタビライザリンクの車両前後方向の傾きが異なるように構成されていることを特徴とする車両用懸架装置。
2. 左右の車輪支持部材と前記スタビライザバーとが、車体ロール時に荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクが圧縮荷重を受けるよう、各車輪支持部材が前記スタビライザバーより下方に配置されるように連結され、
   左右のスタビライザリンクのうち、上下方向の荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクが前記スタビライザバーとの連結点から後方に傾斜するように設けられ、上下方向の荷重分担の小さい側のスタビライザリンクが前記スタビライザバーとの連結点から前方に傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。
3. 左右の車輪支持部材と前記スタビライザバーとが、車体ロール時に荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクが引張荷重を受けるよう、各車輪支持部材が前記スタビライザバーより上方に配置されるように連結され、
   左右のスタビライザリンクのうち、上下方向の荷重分担の大きい車輪側のスタビライザリンクが前記スタビライザバーとの連結点から前方に傾斜するように設けられ、上下方向の荷重分担の小さい側のスタビライザリンクが前記スタビライザバーとの連結点から後方に傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。
4. 車幅方向に延在するスタビライザバーと、前記スタビライザバーの左右両端部と左右の車輪支持部材とをそれぞれ上下に連結する左右のスタビライザリンクとを備える車両における直進制動時の制動偏向を抑制する方法であって、
   車両制動時の制動力が、左右の車輪のうち上下方向の荷重分担の大きい側の車輪の接地荷重を低減する方向に作用し、上下方向の荷重分担の小さい側の車輪の接地荷重を増加させる方向に作用するよう、左右のスタビライザリンクの車両前後方向の傾きを異ならせることで、直進制動時の左右の車輪の上下方向の荷重差を低減し、それにより制動偏向を抑制することを特徴とする車両の制動偏向抑制方法。

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