JP2010269640A - 操舵機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】 横力や制動力の入力時における修正操舵量を軽減可能な操舵角調整機構を提供すること。
【解決手段】 タイヤを回転可能に支持する第1ナックルと、該第1ナックルを回動可能に支持し、第1ナックル10の回動中心と異なる回動中心を有する第2ナックルと、車体側に形成された第1連結点と前記第2ナックル側に形成された第2連結点との間を連結する第1リンク部材と、車体側に形成された第3連結点と前記第2ナックル側に形成された第4連結点とを連結する第2リンク部材と、を有し、前記第4連結点を、前記第1連結点と前記第2連結点と前記第3連結点を含む平面以外に配置した。
【選択図】 図1
【解決手段】 タイヤを回転可能に支持する第1ナックルと、該第1ナックルを回動可能に支持し、第1ナックル10の回動中心と異なる回動中心を有する第2ナックルと、車体側に形成された第1連結点と前記第2ナックル側に形成された第2連結点との間を連結する第1リンク部材と、車体側に形成された第3連結点と前記第2ナックル側に形成された第4連結点とを連結する第2リンク部材と、を有し、前記第4連結点を、前記第1連結点と前記第2連結点と前記第3連結点を含む平面以外に配置した。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両の操舵を行う機構に関する。
従来、操舵機構として特許文献1に記載の技術が知られている。この技術では、トーションビームにナックルスピンドルを有する部材(以下、ナックル部材)が取り付けられ、このナックル部材とトーションビームとの間に連結部材が設けられている。そして、横力や制動力の入力時には、ナックル部材と連結部材の連結点に設けられたゴムブッシュが変形することでナックル部材をトーイン方向に微小回動させている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術にあっては、連結部材等の長さに対するゴムブッシュの変形量の割合が非常に小さく、微小範囲でしか角度調整できないため、極微小にしかドライバの修正操舵量が軽減されないという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、横力や制動力の入力時における修正操舵量を軽減可能な操舵角調整機構を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明では、タイヤを回転可能に支持する第1ナックルと、該第1ナックルを回動可能に支持し、第1ナックルの回動中心と異なる回動中心を有する第2ナックルと、車体側に形成された第1連結点と前記第2ナックル側に形成された第2連結点との間を連結する第1リンク部材と、車体側に形成された第3連結点と前記第2ナックル側に形成された第4連結点とを連結する第2リンク部材と、を有し、前記第3連結点を、前記第1連結点と前記第2連結点と前記第4連結点を含む平面以外に配置した。
よって、ロールステアを発生させることが可能となり、アクチュエータ等を用いることなく操舵修正を行うことができる。
図1は実施例1の操舵角調整機構が搭載された車両前方部の構成を表す概略図である。図1(a)は車両の底面側から見た底面図であり、図1(b)は車両の前方から見た正面図である。尚、この車両は、ロール角が大きくなると、前輪が旋回内側に切れ込む傾向が強い所謂オーバーステア特性の車両である。詳細については後述する。実施例1の前輪操舵機構は、前輪FR,FLを回転可能に支持するナックルスピンドル11を有する第1ナックル10と、第1ナックル10をベアリング12を介して相対回動可能に支持する第2ナックル20と、第2ナックル20が取り付けられたストラット50とを有する。第1ナックル10には図外のナックルアームが形成され、ナックルアームにタイロッドを介してラック軸が接続されている。基本的に第1ナックル10の回動量はこのラック軸移動量(運転者の操舵量)によって決定される。第2ナックル20はストラット50を中心に回動可能とされている。第2ナックル20の下方には、車体1と第2ナックル20とを連結するロアアーム30(第1リンク部材)及び回転止めリンク40(第2リンク部材)を有する。
ロアアーム30は略V字状であり、第1アーム30aと第2アーム30bと両アームが接続されるナックル側アーム30cとを有する。第1アーム30aは車体側と取り付け点31により上下方向に回動可能に取り付けられ、第2アーム30bは車体側と取り付け点32により上下方向に回動可能に取り付けられている。ナックル側アーム30cは第2ナックル20と取り付け点33に連結されている。ここで、ロアアーム30の取り付け点について、車体側に形成された取り付け点31と32の中心(重心座標)を第1連結点M1として代表して表記するものとし、第2ナックル側に形成された取り付け点33を第2連結点M2として表記する。尚、第2ナックル側の取り付け点が複数の場合には、その中心(重心座標)や、回動中心座標等を第2連結点として代表させればよい。
回転止めリンク40は、車体側の端部に形成されリンク長さ方向に伸縮する伸縮機構41を備えた取り付け点42と、第2ナックル側に形成された取り付け点43とを有する。ここで、回転止めリンク40の取り付け点について、車体側に形成された取り付け点42を第3連結点M3として表記し、第2ナックル側に形成された取り付け点43を第4連結点M4として表記する。
第1〜第4連結点M1,M2,M3,M4は、それぞれ車体側及び第2ナックル側とゴムブッシュ等を介して連結されており、3次元的に所定範囲内で歪やねじれを許容するように取り付けられている。第1連結点M1は、この第1連結点M1を中心としてロアアーム30が上下方向に回動する方向には小さな抵抗で回動可能であり、前後,左右方向へは僅かの変位量を許容する程度に設定されている。第2連結点M2は、第2連結点M2を中心として第2ナックル20が転舵方向に回動する方向には小さな抵抗で回転可能であり、前後,左右及び上下方向へは僅かの変位量を許容する程度に設定されている。第3連結点M3は、車体ロール時に発生する変位量を許容する程度に設定されている。第4連結点M4は、第4連結点M4を中心として第2ナックル20が転舵方向に回動する方向には小さな抵抗で回動可能であり、前後,左右及び上下方向へは僅かの変位量を許容する程度に設定されている。
(各連結点の位置関係)
次に、各連結点の位置関係について説明する。第1連結点M1と第3連結点M3とは車幅方向(左右方向)において同じ位置に配置され、かつ、高さ方向において第3連結点M3は第1連結点M1よりも上方に配置されている。また、第2連結点M2と第4連結点M4とは同じ高さ位置であって、かつ、左右方向においても同じ位置に配置されている。言い換えると、正面視においてロアアーム30と回転止めリンク40とは相対的な角度を持つように設定されている。このことは、第3連結点M3を、第1連結点M1と第2連結点M2と第4連結点M4を含む平面以外に配置しているといえる。特に、オーバーステア特性の車両にあっては、上記平面の上方に第3連結点M3を配置している。また、第1連結点M1と第2連結点M2の上下方向寸法(実施例1では0)よりも、第3連結点M3と第4連結点M4の上下方向寸法(実施例1ではB)が大きくなるように回転止めリンク40を配置している。
次に、各連結点の位置関係について説明する。第1連結点M1と第3連結点M3とは車幅方向(左右方向)において同じ位置に配置され、かつ、高さ方向において第3連結点M3は第1連結点M1よりも上方に配置されている。また、第2連結点M2と第4連結点M4とは同じ高さ位置であって、かつ、左右方向においても同じ位置に配置されている。言い換えると、正面視においてロアアーム30と回転止めリンク40とは相対的な角度を持つように設定されている。このことは、第3連結点M3を、第1連結点M1と第2連結点M2と第4連結点M4を含む平面以外に配置しているといえる。特に、オーバーステア特性の車両にあっては、上記平面の上方に第3連結点M3を配置している。また、第1連結点M1と第2連結点M2の上下方向寸法(実施例1では0)よりも、第3連結点M3と第4連結点M4の上下方向寸法(実施例1ではB)が大きくなるように回転止めリンク40を配置している。
実施例1では、底面視において、ロアアーム30によって規定される第1連結点M1と第2連結点M2との左右方向長さはAに設定され、回転止めリンク40によって規定される第3連結点M3と第4連結点との左右方向長さも同じくAに設定されている。また、正面視において、第1連結点M1と第3連結点M3との上下方向長さはBに設定されている。尚、この長さ関係は、車体ロール時に第2ナックル20に所望の回動作用を与えることができる関係を維持していることが重要であり、必ずしもロアアーム30と回転止めリンク40とが同じ長さである必要は無い。
(第1ナックルの回動中心と第2ナックルの回動中心の関係)
次に、第1ナックル10と第2ナックル20の回動中心の関係について説明する。第1ナックル10は第2ナックル20に形成された第1回動軸O1を中心に、第2ナックル20と相対回転可能とされている。また、第2ナックル20はストラット50に取り付けられており、このストラット50を第2回動軸O2として回動する。第1回動軸O1と第2回動軸O2とは平行に設定されている。また、第1回動軸O1は第2回動軸O2と異なる位置に配置されている。すなわち、第2ナックル20が第2回動軸O2を中心として回動すると、前輪転舵角は回動量に応じて変更される。言い換えると、第2ナックル20の回動が転舵角に影響を与えるように設定されており、第1ナックル10と第2ナックル20との間が相対回動可能であったとしても、第2ナックル20の回動が第1ナックル10との相対回動により打ち消されて転舵角に影響が出ないといったことはない。また、回転止めリンク40はストラット50よりも車両前方側に配置され、ロアアーム30はストラット50よりも車両後方側に配置されている。これにより第2ナックル20にはロール時において旋回方向と反対側に回転止めリンク40の力が入力されることを意味する。
次に、第1ナックル10と第2ナックル20の回動中心の関係について説明する。第1ナックル10は第2ナックル20に形成された第1回動軸O1を中心に、第2ナックル20と相対回転可能とされている。また、第2ナックル20はストラット50に取り付けられており、このストラット50を第2回動軸O2として回動する。第1回動軸O1と第2回動軸O2とは平行に設定されている。また、第1回動軸O1は第2回動軸O2と異なる位置に配置されている。すなわち、第2ナックル20が第2回動軸O2を中心として回動すると、前輪転舵角は回動量に応じて変更される。言い換えると、第2ナックル20の回動が転舵角に影響を与えるように設定されており、第1ナックル10と第2ナックル20との間が相対回動可能であったとしても、第2ナックル20の回動が第1ナックル10との相対回動により打ち消されて転舵角に影響が出ないといったことはない。また、回転止めリンク40はストラット50よりも車両前方側に配置され、ロアアーム30はストラット50よりも車両後方側に配置されている。これにより第2ナックル20にはロール時において旋回方向と反対側に回転止めリンク40の力が入力されることを意味する。
(ロール角が及ぼす車両特性)
次に、実施例1のロール角が及ぼす車両特性について説明する。図2はオーバーステア特性の車両において、一定の旋回半径で旋回するときのロール角の変化に対する運転者の操舵量の関係を表す特性図である。図2に示すように、ロール角が比較的小さい旋回初期にあっては、オーバーステア特性であっても操舵量自体が大きく変化することはなく、僅かに操舵量が減少する程度である。しかし、あるロール角に到達する旋回後期にあっては、図2の点線に示すように、オーバーステア傾向が大きくなり、それを打ち消すべく、操舵量としては大きく低下させる操作を必要とし、ドライバ負担が大きいといえる。実施例1では、このドライバ負担の軽減を図るものである。
次に、実施例1のロール角が及ぼす車両特性について説明する。図2はオーバーステア特性の車両において、一定の旋回半径で旋回するときのロール角の変化に対する運転者の操舵量の関係を表す特性図である。図2に示すように、ロール角が比較的小さい旋回初期にあっては、オーバーステア特性であっても操舵量自体が大きく変化することはなく、僅かに操舵量が減少する程度である。しかし、あるロール角に到達する旋回後期にあっては、図2の点線に示すように、オーバーステア傾向が大きくなり、それを打ち消すべく、操舵量としては大きく低下させる操作を必要とし、ドライバ負担が大きいといえる。実施例1では、このドライバ負担の軽減を図るものである。
(伸縮機構の構成)
次に、伸縮機構41の構成について説明する。図3は伸縮機構41の構成を表す概略図である。伸縮機構41は、シリンダ41eと、回転止めリンク40に接続されシリンダ41e内を摺動するピストン41dと、ピストン41dとシリンダ41eとの間に介在された弾性部材であるスプリング41cと、ピストン41dを所定位置において係止する伸び側ストッパ41aと、ピストン41dを所定位置において係止する縮み側ストッパ41bとを有する。伸び側ストッパ41aと縮み側ストッパ41bとに挟まれた領域内においてピストン41dが摺動する。実施例1の伸縮機構41の初期位置、すなわちスプリングセット荷重が0を示す位置は、伸び側ストッパ41aと縮み側ストッパ41bとの略中間位置となるように設定されている。
回転止めリンク40にスプリング41cの弾性力以上の伸び側の力が作用すると、伸び側ストッパ41aに当接するまで弾性力に抗して車体1と第2ナックル20との間の距離が長くなる。一方、回転止めリンク40にスプリング41cの弾性力以上の縮み側の力が作用すると、縮み側ストッパ41bに当接するまで弾性力に抗して車体1と第2ナックル20との間の距離が短くなる。いずれの方向にあっても、ストッパの位置以上に変位することはなく、それ以降は伸縮しないリンクと同じ作用を生じる。この伸縮量の設定は、旋回半径一定で加速走行したときのロール角−操舵量特性における変曲点付近からロールステアによる操舵修正が行われるように設定する。これにより、ドライバの操舵量変化の極性が変わらないため、ドライバに違和感を与えることなく、ロールステアによる修正操舵を行うものである。
次に、伸縮機構41の構成について説明する。図3は伸縮機構41の構成を表す概略図である。伸縮機構41は、シリンダ41eと、回転止めリンク40に接続されシリンダ41e内を摺動するピストン41dと、ピストン41dとシリンダ41eとの間に介在された弾性部材であるスプリング41cと、ピストン41dを所定位置において係止する伸び側ストッパ41aと、ピストン41dを所定位置において係止する縮み側ストッパ41bとを有する。伸び側ストッパ41aと縮み側ストッパ41bとに挟まれた領域内においてピストン41dが摺動する。実施例1の伸縮機構41の初期位置、すなわちスプリングセット荷重が0を示す位置は、伸び側ストッパ41aと縮み側ストッパ41bとの略中間位置となるように設定されている。
回転止めリンク40にスプリング41cの弾性力以上の伸び側の力が作用すると、伸び側ストッパ41aに当接するまで弾性力に抗して車体1と第2ナックル20との間の距離が長くなる。一方、回転止めリンク40にスプリング41cの弾性力以上の縮み側の力が作用すると、縮み側ストッパ41bに当接するまで弾性力に抗して車体1と第2ナックル20との間の距離が短くなる。いずれの方向にあっても、ストッパの位置以上に変位することはなく、それ以降は伸縮しないリンクと同じ作用を生じる。この伸縮量の設定は、旋回半径一定で加速走行したときのロール角−操舵量特性における変曲点付近からロールステアによる操舵修正が行われるように設定する。これにより、ドライバの操舵量変化の極性が変わらないため、ドライバに違和感を与えることなく、ロールステアによる修正操舵を行うものである。
(回転止めリンクの作用)
次に回転止めリンク40の作用について説明する。図4は旋回初期の回転止めリンク40の関係を表す概略図、図5は旋回後期の回転止めリンク40の関係を表わす概略図である。尚、旋回初期とは車体のロール角が小さい領域を表し、旋回後期とは車体のロール角が大きい領域を現す。
操舵によって旋回すると、車体は横加速度の作用によって旋回外側が沈み込むようにロールする。図4は右旋回時の状態を表す。旋回外側輪である左前輪FLにおいて、車体1が傾くと、ロアアーム30の長さは変わらないことから、第1連結点M1よりも車体上下方向上側にBだけ離れた第3連結点M3は第2ナックル20に近づこうとする。このとき、旋回初期にあっては伸縮機構41が縮むことで、車体1のロールによる影響が吸収され、回転止めリンク40が第2ナックル20に過剰な力を付与するようなことはない。一方、旋回内側輪である右前輪FRにおいて、車体1が傾くと、ロアアーム30の長さは変わらないことから、第3連結点M3は第2ナックル20から遠ざかろうとする。このとき、旋回初期にあっては伸縮機構41が伸びることで、車体1のロールによる影響が吸収され、回転止めリンク40が第2ナックル20に過剰な力を付与するようなことはない。また、旋回外輪及び旋回内輪のどちらにあっても、横力の作用する方向と、回転止めリンク40が収縮する方向とが一致しているため、作用反作用が生じ、伸縮機構41が効果的に作動する。
次に回転止めリンク40の作用について説明する。図4は旋回初期の回転止めリンク40の関係を表す概略図、図5は旋回後期の回転止めリンク40の関係を表わす概略図である。尚、旋回初期とは車体のロール角が小さい領域を表し、旋回後期とは車体のロール角が大きい領域を現す。
操舵によって旋回すると、車体は横加速度の作用によって旋回外側が沈み込むようにロールする。図4は右旋回時の状態を表す。旋回外側輪である左前輪FLにおいて、車体1が傾くと、ロアアーム30の長さは変わらないことから、第1連結点M1よりも車体上下方向上側にBだけ離れた第3連結点M3は第2ナックル20に近づこうとする。このとき、旋回初期にあっては伸縮機構41が縮むことで、車体1のロールによる影響が吸収され、回転止めリンク40が第2ナックル20に過剰な力を付与するようなことはない。一方、旋回内側輪である右前輪FRにおいて、車体1が傾くと、ロアアーム30の長さは変わらないことから、第3連結点M3は第2ナックル20から遠ざかろうとする。このとき、旋回初期にあっては伸縮機構41が伸びることで、車体1のロールによる影響が吸収され、回転止めリンク40が第2ナックル20に過剰な力を付与するようなことはない。また、旋回外輪及び旋回内輪のどちらにあっても、横力の作用する方向と、回転止めリンク40が収縮する方向とが一致しているため、作用反作用が生じ、伸縮機構41が効果的に作動する。
次に、横加速度の作用によってロール角が大きくなる旋回後期になると、旋回外側輪である左前輪FLおいて、伸縮機構41のピストン41dが縮み側ストッパ31bに当接し、これ以上縮めない状態となる。その上で第3連結点M3には第2ナックル20に近づこうとする力が作用する一方、ロアアーム30の長さは変わらないことから、第2ナックル20に転舵方向と反対側に回動させる力が働き、ロール角の大きさに応じて第2ナックル20は旋回方向とは反対側に転舵される(以下、ロールステアと記載する。)。また、伸縮機構41による伸縮が終了した以後は、横力の作用する方向と、回転止めリンク40が第2ナックル20を押し出す方向とが一致しているため、作用反作用が効果的に生じる。尚、仮に、第3連結点M3を第1連結点M1よりも上下方向で低い位置に配置すると、ロール発生時に横力が作用する方向と回転止めリンク40が第2ナックル20に作用する力の方向とが反転してしまうことから、ロールステアをうまく発生させることは難しいといえる。
すなわち、図2に示したように、回転止めリンク40がない通常車両にあっては、旋回後期において急激にオーバーステア傾向となり、操舵角を戻さなければ同じ旋回半径で旋回を続けることができない。すなわち、ドライバはオーバーステア特性の変化に応じて大きな修正操舵を必要とし、ドライバへの負担が大きい。これに対し、実施例1の構成にあっては、旋回初期では伸縮機構41の作用によって通常の操舵と同じ状況を作り、旋回後期では伸縮機構41の作用が無くなり、ロールステアを発生させることでロールによる過度のヨーレイトを打ち消すことができ、ドライバの修正操舵を小さくすることができる。
以上説明したように、実施例1にあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)タイヤを回転可能に支持する第1ナックル10と、第1ナックル10を回動可能に支持し、第1ナックル10の回動中心と異なる回動中心を有する第2ナックル20と、車体側に形成された第1連結点M1と第2ナックル20側に形成された第2連結点M2との間を連結するロアアーム30(第1リンク部材)と、車体側に形成された第3連結点M3と第2ナックル20側に形成された第4連結点M4とを連結する回転止めリンク40(第2リンク部材)と、を有し、第3連結点M3を、第1連結点M1と第2連結点M2と第4連結点M4を含む平面以外に配置した。よって、車体のロールによってロールステアを発生させることができ、アクチュエータ等を設けることなく、操舵修正を行うことができる。
(1)タイヤを回転可能に支持する第1ナックル10と、第1ナックル10を回動可能に支持し、第1ナックル10の回動中心と異なる回動中心を有する第2ナックル20と、車体側に形成された第1連結点M1と第2ナックル20側に形成された第2連結点M2との間を連結するロアアーム30(第1リンク部材)と、車体側に形成された第3連結点M3と第2ナックル20側に形成された第4連結点M4とを連結する回転止めリンク40(第2リンク部材)と、を有し、第3連結点M3を、第1連結点M1と第2連結点M2と第4連結点M4を含む平面以外に配置した。よって、車体のロールによってロールステアを発生させることができ、アクチュエータ等を設けることなく、操舵修正を行うことができる。
(2)回転止めリンク40に伸縮機構41を設け、車体のロール角が所定値以下の運転条件下では、伸縮機構41の伸縮によりロールステアによる舵角変化を抑制し、車体のロール角が所定値より大きな運転条件下では、伸縮機構41の作動を制限することでロールステアによる舵角変化を発生させる。よって、ロール角が小さいときは通常時の車両特性を阻害せず、ロール角が大きいときのみロールステアを発生させることで、通常時の車両特性を実現しつつドライバの修正操舵量を抑制できる。
(3)旋回半径一定で加速走行したときのロール角−操舵量特性における変曲点付近からロールステアによる操舵修正を行うこことで、ドライバの操舵量変化の極性が変わらないため、ドライバに違和感を与えることなく、ロールステアによる修正操舵を行うことができる。
(4)旋回半径一定で加速走行したときの運転者の修正操舵の変化量以下となるように、ロールステアによる修正操舵の変化量を設定する。よって、操舵量変化の極性は変わらないため、ドライバに違和感を与えることなく、ロールステアによる修正操舵を行うことができる。
(5)第1連結点M1と第2連結点M2の上下方向寸法よりも、第3連結点M3と第4連結点M4の上下方向寸法のほうが大きくなるように回転止めリンク40を配置することで、横力の作用する方向と、回転止めリンク40が第2ナックル20を押し出す方向とが一致しているため、作用反作用によるロールステアを効果的に発生させることができる。
次に実施例2について説明する。図6は実施例2の操舵角調整機構が搭載された車両前方部の構成を表す概略図であって、旋回初期の状態を表す図である。図6(a)は車両の底面側から見た底面図であり、図6(b)は車両の前方から見た正面図である。尚、この車両は、ロール角が大きくなると、前輪が旋回外側に膨らむ傾向が強い所謂アンダーステア特性の車両である。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。
(各連結点の位置関係)
実施例1では、回転止めリンク40はストラット50よりも車両前方側に配置され、ロアアーム30はストラット50よりも車両後方側に配置されていた。すなわち、第3及び第4連結点M3,M4は、第1及び第2連結点M1,M2よりも車両前方に配置されていた。これに対し、実施例2では、回転止めリンク40はストラット50よりも車両後方側に配置され、言い換えると、ロアアーム30はストラット50よりも車両前方側に配置されている点が異なる。これにより第2ナックル20にはロール時において旋回方向側に回転止めリンク40の力が入力されることを意味する。
実施例1では、回転止めリンク40はストラット50よりも車両前方側に配置され、ロアアーム30はストラット50よりも車両後方側に配置されていた。すなわち、第3及び第4連結点M3,M4は、第1及び第2連結点M1,M2よりも車両前方に配置されていた。これに対し、実施例2では、回転止めリンク40はストラット50よりも車両後方側に配置され、言い換えると、ロアアーム30はストラット50よりも車両前方側に配置されている点が異なる。これにより第2ナックル20にはロール時において旋回方向側に回転止めリンク40の力が入力されることを意味する。
(回転止めリンクの作用)
次に回転止めリンク40の作用について説明する。図6は旋回初期の回転止めリンク40の関係を表す概略図、図7は旋回後期の回転止めリンク40の関係を表わす概略図である。尚、旋回初期とは車体のロール角が小さい領域を表し、旋回後期とは車体のロール角が大きい領域を現す。伸縮機構41の作動については実施例1と同じであるため、省略する。
次に回転止めリンク40の作用について説明する。図6は旋回初期の回転止めリンク40の関係を表す概略図、図7は旋回後期の回転止めリンク40の関係を表わす概略図である。尚、旋回初期とは車体のロール角が小さい領域を表し、旋回後期とは車体のロール角が大きい領域を現す。伸縮機構41の作動については実施例1と同じであるため、省略する。
横加速度の作用によってロール角が大きくなる旋回後期になると、旋回外側輪である左前輪FLおいて、伸縮機構41のピストン41dが縮み側ストッパ31bに当接し、これ以上縮めない状態となる。その上で第3連結点M3には第2ナックル20に近づこうとする力が作用する一方、ロアアーム30の長さは変わらないことから、第2ナックル20に転舵方向側に回動させる力が働き、ロール角の大きさに応じて第2ナックル20は旋回方向側に転舵される(ロールステア)。また、伸縮機構41による伸縮が終了した以後は、横力の作用する方向と、回転止めリンク40が第2ナックル20を押し出す方向とが一致しているため、作用反作用が効果的に生じる。
すなわち、図8に示したように、回転止めリンク40がない通常車両にあっては、旋回後期において急激にアンダーステア傾向となり、操舵角を更に切り増さなければ同じ旋回半径で旋回を続けることができない。すなわち、ドライバはアンダーステア特性の変化に応じて大きな修正操舵を必要とし、ドライバへの負担が大きい。これに対し、実施例2の構成にあっては、旋回初期では伸縮機構41の作用によって通常の操舵と同じ状況を作り、旋回後期では伸縮機構41の作用が無くなり、ロールステアを発生させることでロールによるヨーレイト不足を補うことができ、ドライバの修正操舵を小さくすることができる。
(ロール角が及ぼす車両特性)
次に、実施例2のロール角が及ぼす車両特性について説明する。図9は限界付近走行時における旋回特性を表す図である。図9(a)に示すように、半径ρ=80mの円周上をホイールベースl=2.8mの車両を横加速度が0.9Gとなるように左回りに定常円旋回させる。このときのタイヤの状態は、図9(b)に示すように、スリップ角にあっては前輪側のスリップ角はβf、後輪側のスリップ角はβrで表される(後述の図10に示す設計値によれば、βf=9.17°,βr=5.44°となる。以下、カッコ内の数値は図10に示す設計値に基づいて算出した値である)。尚、βfは左右前輪の各スリップ角の平均等により代表させ、βrは左右後輪の各スリップ角の平均等により代表させる所謂2輪モデルで検討したものである。また、タイヤ接地荷重を見てみると、左前輪荷重及び左後輪荷重が小さく、右前輪荷重及び右後輪荷重が大きいことが分かる。
以上の特性から、ドライバの操舵量δは下記の式により表される。
δ=l/ρ+βf−βr
よって、ドライバは0.9Gの定常円旋回を行うにあたり、ニュートラルステア成分であるl/ρ(=2°)に加え、βf−βr(=3.7°)の修正操舵を加えて定常状態を維持することになる。
次に、実施例2のロール角が及ぼす車両特性について説明する。図9は限界付近走行時における旋回特性を表す図である。図9(a)に示すように、半径ρ=80mの円周上をホイールベースl=2.8mの車両を横加速度が0.9Gとなるように左回りに定常円旋回させる。このときのタイヤの状態は、図9(b)に示すように、スリップ角にあっては前輪側のスリップ角はβf、後輪側のスリップ角はβrで表される(後述の図10に示す設計値によれば、βf=9.17°,βr=5.44°となる。以下、カッコ内の数値は図10に示す設計値に基づいて算出した値である)。尚、βfは左右前輪の各スリップ角の平均等により代表させ、βrは左右後輪の各スリップ角の平均等により代表させる所謂2輪モデルで検討したものである。また、タイヤ接地荷重を見てみると、左前輪荷重及び左後輪荷重が小さく、右前輪荷重及び右後輪荷重が大きいことが分かる。
以上の特性から、ドライバの操舵量δは下記の式により表される。
δ=l/ρ+βf−βr
よって、ドライバは0.9Gの定常円旋回を行うにあたり、ニュートラルステア成分であるl/ρ(=2°)に加え、βf−βr(=3.7°)の修正操舵を加えて定常状態を維持することになる。
図10は実施例2を具体的に適用したモデルによるロールステア特性を表す概略図である。Aを300mm,第2連結点M2と第4連結点M4との距離を100mm,車体1の横幅を800mmとして設計する。仮に、図8に示す定常旋回を回転止めリンク40が無い通常車両で行うと、ロール角が5°のときにドライバに要求される修正操舵は3.7°となる(図9参照)。一方、実施例2の構成の場合、ロールステアによって1.9°の修正操舵が行われるため、ドライバに要求される修正操舵は1.8°に軽減される。この結果からも、ロールステアによる修正操舵の軽減を図ることができることがわかる。尚、各リンクの長さや連結点の位置関係は、旋回半径一定で加速走行したときの運転者の修正操舵の変化量以下となるように、ロールステアによる修正操舵の変化量を設定する。すなわち、図8の点線で示すNG特性のように、旋回後期で再度操舵量を減少しなければならないような特性には設定しないという意味である。このような極性の変化は、アンダーステア特性の車両ではなく、オーバーステア特性の車両になってしまい、かえってドライバに違和感を与えるからである。
以上説明したように、実施例2のようにアンダーステア特性の車両にあっては、回転止めリンク40とロアアーム30との前後方向の位置関係を入れ替えることで、同様にロールステアによる修正操舵の軽減を図ることができる。
次に、実施例3について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図11は実施例3の回転止めリンク40に設けられた伸縮機構41A,Bを表す概略図である。実施例1では回転止めリンク40の車体側にのみ伸縮機構41を設けたが、実施例3では第2ナックル20側にも設けた点が異なる。
車体側伸縮機構41Aは、シリンダ41Aeと、回転止めリンク40に接続されシリンダ41Ae内を摺動するピストン41Adと、ピストン41Adとシリンダ41Aeとの間に介在された弾性部材であるスプリング41Acと、ピストン41Adを所定位置において係止する伸び側ストッパ41Aa及び縮み側ストッパ41Abとを有する。また、第2ナックル側伸縮機構41Bは、シリンダ41Beと、回転止めリンク40に接続されシリンダ41Be内を摺動するピストン41Bdと、ピストン41Bdとシリンダ41Beとの間に介在された弾性部材であるスプリング41Bcと、ピストン41Bdを所定位置において係止する伸び側ストッパ41Ba及び縮み側ストッパ41Bbを有する。実施例3の伸縮機構41A,Bの初期位置、すなわちスプリングセット荷重が0を示す位置は、伸び側ストッパ41Baとピストン41Bdの長さと、縮み側ストッパ41bとピストン41Adの長さが略等しい位置となるように設定されている。これにより、実施例1と同様の作用効果が得られる。
次に、実施例4について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図12は実施例4の回転止めリンク40に設けられた伸縮機構41を表す概略図である。実施例1では、ピストンとスプリングの組み合わせによって構成したが、実施例4では、略カップ状の摺動部材41gと、伸び側ストッパ41aと、摺動部材41g内に形成された凹部41g2内に収容されたゴム等からなる弾性部材41hを有する。回転止めリンク40に縮み側の力が作用すると、摺動部材41gの端面41g1がシリンダ端面と当接して縮み側ストッパの役割を果たす。それ以外の作用については実施例1と同様であるため説明を省略する。尚、このように弾性部材41gを用いた伸縮機構41を実施例3の構成に適用したのが図13に示す例である。車体側伸縮機構41Cについては各構成にCを付し、第2ナックル側伸縮機構41Dについては各構成にDを付してある。作用等は実施例3,4と同様であるため説明を省略する。
次に、実施例5について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため異なる点についてのみ説明する。図14は実施例5の伸縮機構41Eの構成を表す概略図である。実施例1では伸び側と縮み側とで同じ可動範囲を設定した。これに対し、実施例5では、縮み側の可動範囲を狭くし、伸び側の可動範囲を広くした点が異なる。すなわち、旋回走行時に操舵角を変化させると、それに伴ってスリップ角が変化し、更に横力も変化する。このとき、大ロール角時には旋回内輪側と旋回外輪側とで輪荷重が異なり(図2参照)、スリップ角に対するタイヤ横力の感度も、内輪側<外輪側となる。そこで、縮み側の可動範囲を狭く設定することにより、旋回外輪側のロールステアを早めに発生させるものである。
実施例5にあっては下記の作用効果が得られる。
(6)回転止めリンク40の伸び方向よりも縮み方向の可動範囲を小さくすることで、輪荷重が大きな旋回外輪側のロールステアを早めに発生させることができ、更に修正操舵量を軽減することができる。
尚、この実施例5の構成は、実施例3,4において説明した各伸縮機構に適用可能であり、可動範囲を調整するだけであるため、詳細な説明は省略する。
(6)回転止めリンク40の伸び方向よりも縮み方向の可動範囲を小さくすることで、輪荷重が大きな旋回外輪側のロールステアを早めに発生させることができ、更に修正操舵量を軽減することができる。
尚、この実施例5の構成は、実施例3,4において説明した各伸縮機構に適用可能であり、可動範囲を調整するだけであるため、詳細な説明は省略する。
以上各実施例について説明したが、本発明の目的を達成できる構成であれば他の構成であっても含まれる。例えば、実施例では、ロアアームを備えたスイングアクスル型のサスペンション装置を示したが、マクファーソンストラット型や、ダブルウィッシュボーン型、マルチリンク型といった各種サスペンション形式にあっても適用可能である。
また、実施例1,2では、ロアアームよりも上方に回転止めリンクを配置し、オーバーステア特性車両とアンダーステア特性車両とで車両前後方向における配置を反転させることとしたが、回転止めリンクをロアアームよりも下方に配置し、車両前後方向における配置を逆転することで同様の特性を得るようにしてもよい。
10 第1ナックル
20 第2ナックル
30 ロアアーム(第1リンク部材)
40 回転止めリンク(第2リンク部材)
41 伸縮機構
50 ストラット
20 第2ナックル
30 ロアアーム(第1リンク部材)
40 回転止めリンク(第2リンク部材)
41 伸縮機構
50 ストラット
Claims (6)
- タイヤを回転可能に支持する第1ナックルと、
該第1ナックルを回動可能に支持し、第1ナックルの回動中心と異なる回動中心を有する第2ナックルと、
車体側に形成された第1連結点と前記第2ナックル側に形成された第2連結点との間を連結する第1リンク部材と、
車体側に形成された第3連結点と前記第2ナックル側に形成された第4連結点とを連結する第2リンク部材と、
を有し、
前記第3連結点を、前記第1連結点と前記第2連結点と前記第4連結点を含む平面以外に配置したことを特徴とする操舵角調整機構。 - 請求項1に記載の操舵調整機構において、
前記回転止めリンクに伸縮機構を設け、
車体のロール角が所定値以下の運転条件下では、前記伸縮機構の伸縮によりロールステアによる舵角変化を抑制し、車体のロール角が所定値より大きな運転条件下では、前記伸縮機構の作動を制限することでロールステアによる舵角変化を発生させることを特徴とする操舵角調整機構。 - 請求項2に記載の操舵角調整機構において、
旋回半径一定で加速走行したときのロール角−操舵量特性における変曲点付近からロールステアによる操舵修正を行うことを特徴とする操舵角調整機構。 - 請求項2または3に記載の操舵角調整機構において、
旋回半径一定で加速走行したときの運転者の修正操舵の変化量以下となるように、ロールステアによる修正操舵の変化量を設定することを特徴とする操舵角調整機構。 - 請求項2ないし4いずれか一つに記載の操舵角調整機構において、
前記回転止めリンクの伸び方向よりも縮み方向の可動範囲を小さくすることを特徴とする操舵角調整機構。 - 請求項1ないし5いずれか一つに記載の操舵角調整機構において、
前記第1連結点と前記第2連結点の上下方向寸法よりも、前記第3連結点と前記第4連結点の上下方向寸法のほうが大きくなるように前記回転止めリンクを配置することを特徴とする操舵角調整機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009121496A JP2010269640A (ja) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | 操舵機構 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009121496A JP2010269640A (ja) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | 操舵機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010269640A true JP2010269640A (ja) | 2010-12-02 |
Family
ID=43418055
Family Applications (1)
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JP2009121496A Pending JP2010269640A (ja) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | 操舵機構 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010269640A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107139669A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-08 | 吉林大学 | 一种应用于分布式驱动电动汽车的可折叠悬架机构 |
-
2009
- 2009-05-20 JP JP2009121496A patent/JP2010269640A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN107139669A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-08 | 吉林大学 | 一种应用于分布式驱动电动汽车的可折叠悬架机构 |
CN107139669B (zh) * | 2017-06-14 | 2018-08-03 | 吉林大学 | 一种应用于分布式驱动电动汽车的可折叠悬架机构 |
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