JPH07102820B2 - 車両の舵角制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タイロッドから出力されるステアリング装置
の操舵出力に対して発生する車輪の舵角を制御する車両
の舵角制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、このような舵角制御装置として特開昭64−22611
号公報に開示された装置が知られている。この従来例
は、車速及び舵角に応じてタスペンションアームの車体
側取付位置を車幅方向に変位させるものであり、大舵角
時等に旋回内輪側のサスペンションアームを車幅方向外
方に変位させることにより、車輪の最大舵角を増大させ
て最小旋回半径を縮小させようとするものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例のものは、サスペンションア
ームの車体側取付位置をアクチュエータにより車幅方向
に変位させるものであるため、サスペンション機構全体
を車幅方向に変位させることになり、アームの車体側取
付位置の変位によりサスペンションのアライメントが大
きく変化し安定したサスペンション性能を確保できなく
なる虞れがある。

さらに、上記従来のものは油圧装置および電子制御装置
を使用してタイロッド出力に対する車輪の舵角を制御す
るものであったため、構造が複雑で効果なものとなると
共に電波障害等で誤作動することも考えられ信頼性にも
問題のあるものであった。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の点に鑑みて創案されたもので、車輪を回
転自在に支持すると共に同車輪が操舵可能となるようサ
スペンション機構を介して車体に支持されたナックル
と、同ナックルに設けられるナックルアームとタイロッ
ドの外端との間に設けられ同タイロッドの外端と上記ナ
ックルの操舵回動中心線との距離を可変ならしめるナッ
クルアーム長可変機構と、上記ナックルに回動自在に枢
着されたロータと、同ロータとサスペンションアームと
に両端を枢着され上記サスペンションアームの上下変位
に応じて上記ロータを上記ナックルに対して回動変位さ
せるよう設けられた車高検出リンクと、上記ロータと上
記ナックルアーム長可変機構とに連結され上記ロータの
回動変位に応じて上記ナックルアーム長可変機構を作動
させるコントロールリンクとを備えたことを特徴とする
車両の舵角制御装置である。

（作用） 本発明によれば、サスペンション機構にストローク変化
が生じるとサスペンションアームの上下変位が車高検出
リンクによりロータに伝達され、ナックルに回動自在に
枢着されたロータがこれにより回動し、ロータの回動変
位がコントロールリンクによりナックルアーム長可変機
構に伝達されてナックルアーム長可変機構が作動するも
のである。そして、ナックルアーム長可変機構はタイロ
ッドの外端と上記ナックルの操舵回動中心線との距離を
可変ならしめるよう構成されているため、サスペンショ
ンの上下ストロークに応じて実質的なナックルアーム長
が変化して、タイロッド出力に対する車輪の発生舵角が
変化するものである。

また、タイロッドの外端と上記ナックルの操舵回動中心
線との距離をサスペンションストロークに応じて制御し
てタイロッド出力に対する車輪の舵角を制御するもので
あるため、サスペンション装置を変位させる必要がな
く、制御状態に応じてサスペンションアライメントが変
化することがないものである。

ところで、一般の車両における車輪の最大舵角は車輪と
シャシフレームとの距離が最も小さくなるサスペンショ
ンストローク領域（一般にサスペンションに大きなスト
ロークが発生すると車輪全体が車幅方向内方に変位する
ため、この領域は最大ストローク域となる場合が多い）
においても車輪がシャシフレームに干渉しない範囲で設
定されている。このため、サスペンションの中立域では
最大舵角を増大できる余裕があるが、中立域において限
界まで最大舵角を大きく設定するとサスペンションが上
下に大きくストロークした時に発生する車輪の内方変位
により車輪が車体に干渉してしまうことになる。

このため、本発明をサスペンションの上下ストロークに
応じて、実質的なナックルアーム長が長くなるよう使用
すれば、実用域における最小旋回半径を効率良く縮小で
きるものである。

また、サスペンションの上下ストロークに連動して発生
舵角が変化する点を車両のロール運動に関連させ、車両
の操縦安定性の向上策として利用することもできる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき詳細に説明
する。

第１図に示すように、ナックル１は下部アーム部1aをボ
ールジョイント２を介してロワアーム３の外端に支持さ
れると共に上記アーム部1bをボルト4,4によりストラッ
トアセンブリ５の下端に固定されている。ボールジョイ
ント２の中心は符号Ｃにより図示されており、ロワアー
ム３の内端の車体取付部の中心が符号Ｂにより図示され
ている。また、ストラットアセンブリ５の上端は車体６
に支持されており、このためナックル１はロワアーム３
およびストラットアセンブリ５により車体６に対して上
下揺動自在に支持されると共に図中AC線により形成され
るキングピン軸回りに旋回可能に支持されるものとなっ
ている。

ナックル１の中央部には略円筒状に形成されたセンタボ
ス部1cが設けられている。このセンタボス部1cの内周に
は、ベアリング12のアウタハウジングが嵌着されてお
り、ベアリング12のインナハウジングはホイールハブ13
の外周に嵌着されている。このため、ナックル１はベア
リング12を介してホイールハブ13を回転自在に支持する
ものとなっている。そして、ホイールハブ13の中心部に
はドライブシャフト14の出力端が嵌着されており、ホイ
ールハブ13はこのドライブシャフト14から駆動力を受け
て回転するものとなっている。ホイールハブ13に形成さ
れる円環フランジ部13aにはデイスクブレーキ装置のブ
レーキディスク15が図示しないボルトにより固定されて
おり、またこの円環フランジ部13aに植設されたハブボ
ルト16とホイールナット17とにより車輪のホイール17が
ホイールハブ13に固定されている。

ナックル１は、第2,3図に示すように車体後方に延設さ
れたナックルアーム1dを有している。ナックルアーム1d
の先端には第３図に示すように水平面内において車幅方
向に対して角度γだけ前傾して配置されたピボット軸22
を介して補助リンク24の上端が枢支されている。そし
て、図示しないステアリング装置に応動して車幅方向に
変位するタイロッド23の外端が、補助リンク24の下端に
ボールジョイント25を介して連結されている。なお、こ
れらのピボット軸22,補助リンク24およびボールジョイ
ント25は、ナックルアーム長可変機構をなすものであ
る。

また、ナックル１には、下部アーム部1aの基部内側に突
出し車幅方向に対して角度βだけ前傾し且つ角度αだけ
上傾して配置されたロータ軸41が取り付けられており、
このロータ軸41にロータ42の後端がベアリングを介して
回動自在に枢着されている。ロータ42の前端には車幅方
向内方に突出する形で前後２つのボールジョイント43,4
4か取り付けられている。そして、後方のボールジョイ
ントにはコントロールアーム26の前端が固定され、この
コントロールアーム26の後端は、タイロッド外端に接続
されたボールジョイント25のケースに枢着されている。
また、ロワアーム３の上面にはボールジョイント45取り
付けられており、このボールジョイント45とロータ42に
設けられたボールジョイント43が車高検出リンク46によ
り連結されている。なお、これらコントロールアーム2
6,ロータ軸41,ロータ42,ボールジョイント43,44,45,車
高検出リンク46は作動機構をなすものである。そして上
記した車高検出リンク46は、ロワアーム３の上下変位に
応じてロータ42の角度を変化させるよう設けられてお
り、ロータ42はその角度位置の変化をコントロールアー
ム26を介して補助リンク24に伝達することにより補助リ
ンク24の前後方向への振れ角を制御するよう設けられて
いる。これにより、ボールジョイント25の前後位置が制
御され、実質的なナックルアーム長Ｒが可変制御される
ものとなっている。また、これらの車高検出リンク46,
ロータ42,コントロールアーム25は、車両の空車状態に
対応するロワアーム３の角度位置において、第２図に示
すように側面視にてロータ軸41とＤ点およびＨ点が同一
直線上に配置されるものとなっており、このとき前述の
実質的なナックルアーム長Ｒが最短になるよう配置され
ている。なお、第１〜３図中に示した符号D,E,H,Fは、
それぞれボールジョイント25,43,44,45の中心位置を示
すもので、また第３図中の符号Ｋは、第３図に示した平
面にけおるナックル１の操舵回動中心である。

デイスクブレーキ装置のキャリパ30は、車軸中心に対し
て前述した油圧アクチュエータ９及びナックルアーム1d
とは反対側（車体前方側）に位置してナックル１に取り
付けられている。このキャリパ30は、ナックル１に固定
されてブレーキデイスク15の内側に位置するサポートブ
ラケット31と、サポートブラケット31の外周縁部に形成
された突起状ボス部31aに螺着されて車幅方向外方に突
出する２つの固定ピン32,32と、これら２つの固定ピン3
2,32にスライド自在に装着されたキャリパボテー33と、
キャリパボデー33とブレーキデイスク15との間に装着さ
れたブレーキパッド34,34とを有している。このため、
スライダ７のナックル１に対する相対変位により発生す
るブレーキデイスク15の車幅方向変位に対して、キャリ
パボデー33は固定ピン32,32に対してスライド変位する
ことにより追従するものとなっている。さらに、固定ピ
ン32,32の周囲にはキャリパボテー33とサポートブラケ
ット31とに連結される蛇腹状のベローズが設けられ、キ
ャリパボテー33と固定ピン32,32との摺動部分に塵埃、
泥水等の侵入が防止されるものとなっている。

上記実施例の作用を以下に説明する。

まず、図示の状態からサスペンション機構がバンプ方向
（第１図中BM方向）にストロークした場合について説明
すると、第１図中Ｂ点を中心にロワアーム３が上方に回
動することにより、ロワアーム３とナックル１の下部ア
ーム部1aとの成す角度が大きくなり、ボールジョイント
45とロータ軸41との距離が大きくなることになる。そし
ボールジョイント45とロータ軸41は、車高検出リンク4
6,ボールジョイント43およびロータ42を介して接続され
ているため、ロワアーム３の変位がボールジョイント4
5,車高検出リンク46およびボールジョイント43を介して
ロータ42に伝達されて、ロータ42はロータ軸41を中心に
下方（第２図中bm方向）に回動変位する。そして、この
ロータ42の変位がボールジョイント44,コントロールリ
ンク26およびボールジョイント25を介して補助リンク24
に伝達され、補助リンク24はピボット軸22を中心に第２
図中右方（車体後方）に回動変位する。このため、補助
リンクの下端にボールジョイント25介して連結されたタ
イロッド23の外端も車体後方に変位するすることにな
り、ボールジョイント25の中心点Ｄの位置により変化す
る実質的なナックルアーム長さＲが長くなる。そして、
このナックルアーム長さＲが長くなることにより、タイ
ロッド出力に対して車輪に発生する舵角が減少すること
になる。

また、図示の状態からサスペンション機構がリバウンド
方向（第１図中RB方向）にストロークした場合は、ロー
タ42が第２図中上方（第２図中bm方向）に変位するが、
この場合のロータ42の変位を補助リンク24を第２図中右
方に回動変位させる力として補助リンク24に伝達される
ものとなる。このため、上記の場合と同様に実質的なナ
ックルアーム長さＲが長くなり、タイロッド出力に対し
て車輪に発生する舵角が減少することになる。

なお、ピボット軸22の設定角度γは、コントロールアー
ム26によるボールジョイント25の変位制御をタイロッド
の変位に干渉させることなく円滑且つ効率良く行うため
に設定したものであり、またロータ軸41の設定角度α，
βは車高検出アーム46の変位を、円滑且つ効率良くしか
もリンク干渉を発生させることなくコントロールアーム
26を介して補助リンク24へ伝達するために設定したもの
である。

上記実施例によれば、サスペンションの上下ストローク
の増大に応じて実質的なナックルアーム長Ｒが増大する
ため、サスペンションの大ストローク時の最大舵角が減
少されるものである。このため、サスペンションの中立
域に於ける車輪の最大舵角を、車輪とシャシフレームと
の干渉が発生しない限界まで大きく設定しても、サスペ
ンションの大ストローク時に発生する車輪全体の内方変
位により車輪がシャシフレームに干渉することを有効に
防止することができる。従って、不具合を発生すること
なく効率良く実用域に於ける最大舵角を増大させ車両の
最小旋回半径を減少させることができる効果を奏する。
特に、車両の最小旋回半径を減少を求められるのは、車
庫入れ時や狭い路地の走行時であり、このような状況で
サスペンションが大きくストロークすることはないの
で、サスペンションの大ストローク時に最大舵角が変化
しても何ら不具合を発生することはないものである。

また、上記実施例は、油圧制御や電子制御を何ら使用す
ることなく、機械的な構成だけで上記の作用を実現でき
るものであるため、構成が簡単で信頼性に優れると同時
にコストが安価である利点がある。

また、実質的なナックルアーム長さを制御してタイロッ
ド出力に対する車輪の発生舵角を制御するものとしたた
め、制御状態に応じてキャンバ、キャスタ等のサスペン
ションアライメントが変化することがなく、安定した操
縦安定性を確保できると共に、サスペンションアーム等
は従来のものをそのまま使用できるの利点がある。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、例えばピボット軸22とボールジョイント25の配置さ
れる場所を相互に入れ換えても同等の機能が発揮され
る。

また、サスペンションの上下ストロークに連動して発生
舵角が変化する点を車両のロール運動に関連させて適用
すれば、車両の操縦安定性の向上策として利用すること
もできる。

このほか、本発明の要旨を変えない範囲内で種々の変形
実施が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例と共に具体的に説明したように、サスペン
ションアームの上下変位をリンク機構によりナックルア
ーム長可変機構に伝達してナックルアーム長可変機構を
サスペンション機構の上下ストロークに応じて作動させ
ることにより、実質的なナックルアーム長さを変化させ
てタイロッド出力に対する車輪の舵角を制御するもので
あるため、複雑な油圧装置や電子制御装置を必要とする
ことがなく構造が簡単で信頼性に優れ小型で且つ安価で
ある効果を奏すると同時にサスペンションの上下動に応
じた適切な舵角特性の設定を簡単に行うことができ、ま
た制御状態に応じてサスペンションアライメントが変化
することがなくサスペンションの性能を安定して確保で
きる車両の舵角制御装置を提供する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す後面図、第２図は第１
図のII矢視側面図、第３図は第１図のIII矢視側面図、
第４図は上記実施例の概略斜視図である。 １…ナックル,1d…ナックルアーム,3…ロワアーム,22…
ピボット軸,23…タイロッド,24…補助リンク,25,43,44,
45,…ボールジョイント,26…コントロールアーム,41…
ロータ軸,42…ロータ,46…車高検出リンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪を回転自在に支持すると共に同車輪が
   操舵可能となるようサスペンション機構を介して車体に
   支持されたナックルと、同ナックルに設けられるナック
   ルアームとタイロッドの外端との間に設けられ同タイロ
   ッドの外端と上記ナックルの操舵回動中心線との距離を
   可変ならしめるナックルアーム長可変機構と、上記ナッ
   クルに回動自在に枢着されたロータと、同ロータとサス
   ペンションアームとに両端を枢着され上記サスペンショ
   ンアームの上下変位に応じて上記ロータを上記ナックル
   に対して回動変位させるよう設けられた車高検出リンク
   と、上記ロータと上記ナックルアーム長可変機構とに連
   結され上記ロータの回動変位に応じて上記ナックルアー
   ム長可変機構を作動させるコントロールリンクとを備え
   たことを特徴とする車両の舵角制御装置