Моторное транспортное средство и способ управления выполнением руления для управляемого колеса

Моторное транспортное средство и способ управления выполнением руления для управляемого колеса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к моторному транспортному средству, имеющему устройство подвески транспортного средства, поддерживающее кузов транспортного средства, и к способу управления выполнением руления для управляемого колеса.

Уровень техники

[0002] В устройстве подвески транспортного средства намеченная характеристика подвески реализована посредством задания оси поворотного шкворня.

В технологии, раскрытой в патентном документе 1, например, тяги выполнены с возможностью ограничивать перемещение в направлении вперед и назад транспортного средства верхних и нижних точек поворота, формирующих поворотный шкворень, во время руления и, вследствие этого, улучшать стабильность и управляемость.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. JP 2010-126014 A

Сущность изобретения

Задача, которая должна быть решена изобретением

[0004] Тем не менее, технология этого патентного документа не уделяет внимания влиянию боковой силы, введенной в точке контакта шины и земли в соответствии со скоростью движения транспортного средства в случае операции выполнения руления во время движения транспортного средства. Соответственно, существует запас для улучшения касательно уменьшения момента вокруг оси поворотного шкворня во время операции выполнения руления. Таким образом, в устройстве подвески традиционного транспортного средства, существует запас для улучшения касательно повышения стабильности и управляемости.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить стабильность и управляемость моторного транспортного средства, включающего в себя устройство подвески.

Средство решения задачи

[0005] Чтобы разрешать вышеуказанную проблему, моторное транспортное средство согласно настоящему изобретению включает в себя устройство подвески, содержащее первый и второй элементы тяг, соединяющие механизм ступицы колеса и кузов транспортного средства на нижней стороне от полуоси в направлении вверх и вниз транспортного средства в пересекающейся компоновке, в которой первый и второй элементы тяг пересекают друг друга при просмотре в виде сверху транспортного средства.

Кроме того, ось поворотного шкворня, проходящая через верхнюю точку поворота устройства подвески и нижнюю точку поворота, расположенную в точке пересечения первого элемента тяги и второго элемента тяги установлена с возможностью проходить через поверхность контакта шины и земли или пятно контакта в нейтральной позиции рулевого колеса.

Кроме того, обеспечено устройство управления выполнением руления для выполнения руления управляемым колесом посредством образования восстанавливающей силы для стабилизации (самовыравнивания) управляемого колеса посредством приведения в действие актуатора.

Результат изобретения

[0006] Согласно настоящему изобретению, возможно задать воображаемую нижнюю точку поворота в позиции ближе к транспортному средству на внутренней стороне в направлении ширины транспортного средства, и, следовательно, уменьшить момент вокруг оси поворотного шкворня. Следовательно, возможно выполнить операцию выполнения руления с меньшей осевой силой зубчатой рейки и управлять направлением колеса с меньшей силой.

Более того, возможно обеспечить способность к прямолинейному движению транспортного средства посредством приложения восстанавливающей силы для стабилизации (самовыравнивания) управляемого колеса посредством приведения в действие актуатора.

Следовательно, возможно улучшить стабильность и управляемость моторного транспортного средства.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 является схематичным видом, показывающим конструкцию моторного транспортного средства 1 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 является видом в перспективе, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески.

Фиг. 3 является видом в плане, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески.

Фиг. 4 показывает вид спереди в частичном сечении и вид сбоку в частичном сечении, схематично показывающие конструкцию устройства 1B подвески.

Фиг. 5 является видом, показывающим взаимосвязь между ходом зубчатой рейки и осевой силой зубчатой рейки во время операции выполнения руления.

Фиг. 6 является видом, показывающим траекторию или след центра поверхности контакта или пятна контакта шины и земли во время операции выполнения руления.

Фиг. 7 является видом изоплетической схемы, показывающей один пример распределения осевой силы зубчатой рейки в системе координат с использованием, в качестве осей, поперечного наклона поворотного шкворня и радиуса плеча обкатки колеса.

Фиг. 8 является схематичным видом, показывающим пример, в котором устройство 1B подвески формируется с помощью системы подвески работающего на сжатие типа.

Фиг. 9 является видом, показывающим взаимосвязь между углом схождения-расхождения колес и радиусом плеча обкатки колеса в системе подвески работающего на сжатие типа, включающей в себя элементы нижних тяг в непересекающейся компоновке и систему подвески согласно первому варианту осуществления.

Фиг. 10 является графическим видом, показывающим взаимосвязь между точкой пересечения с землей оси поворотного шкворня и боковой силой.

[0008] Фиг. 11 является концептуальным видом для иллюстрации стабилизирующего крутящего момента при задании положительного плеча обкатки колеса.

Фиг. 12 является видом, схематично показывающим взаимосвязь между поперечным наклоном (углом поперечного наклона) поворотного шкворня и радиусом плеча обкатки колеса.

Фиг. 13 является видом, показывающим пример конструкции, в котором первый вариант осуществления применяется к системе подвески, имеющей поворотный кулак.

Фиг. 14 является видом сбоку, показывающим устройство 1B подвески, сформированное посредством системы подвески на двойных поперечных рычагах.

Фиг. 15 является видом спереди системы подвески по фиг. 14.

Фиг. 16 является видом снизу системы подвески по фиг. 14.

Фиг. 17 является блок-схемой, показывающей конкретный пример устройства управления выполнением руления по фиг. 1.

Фиг. 18 является видом, показывающим карту управления сформированным крутящим моментом для оценки стабилизирующего крутящего момента.

Фиг. 19 показывает характеристики устройства подвески. Фиг. 19(a) является видом, показывающим взаимосвязь между углом продольного наклона поворотного шкворня и чувствительностью и стабильностью. Фиг. 19(b) является видом, показывающим взаимосвязь между плечом стабилизации и снижением боковой силы и способностью к прямолинейному движению.

Фиг. 20 показывает характеристику отклика при выполнении руления. Фиг. 20(a) является характеристической схемой, показывающей варьирование характеристики отклика транспортного средства. Фиг. 20(b) является видом, показывающим распределение по времени переключения характеристики управления.

Фиг. 21 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей пример процесса управления углом поворота при выполнении руления.

Фиг. 22 является схематичным видом, показывающим пример, в котором устройство 1B подвески сконструировано с помощью системы подвески работающего на растяжение типа.

Фиг. 23 является блок-схемой, показывающей пример разновидности секции управления выполнением руления в первом варианте осуществления.

Фиг. 24 является блок-схемой, показывающей другой пример разновидности секции управления выполнением руления в первом варианте осуществления.

Фиг. 25 является видом в перспективе, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески согласно второму варианту осуществления.

Фиг. 26 является видом в плане, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 25.

Фиг. 27 показывает вид спереди в частичном сечении и вид сбоку в частичном сечении, схематично показывающие конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 25.

Фиг. 28(a) является видом в плане в частичном сечении (для левого переднего колеса), схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 25, и фиг. 28(b) является видом, показывающим пятно контакта шины и земли (для правого переднего колеса).

Фиг. 29 является схематичным видом, показывающим пример, в котором устройство 1B подвески сконструирован с помощью системы подвески работающего на сжатие типа.

Фиг. 30(a) и 30(b) являются видами, показывающими боковую силу или подруливание за счет поперечной податливости и поперечную жесткость в устройстве 1B подвески и сравнительном примере.

Фиг. 31 является видом в перспективе, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески согласно третьему варианту осуществления.

Фиг. 32 является видом в плане, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 31.

Фиг. 33(a) и фиг. 33(b) являются видом спереди в частичном сечении и видом сбоку в частичном сечении, схематично показывающими конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 31.

Фиг. 34(a) является видом в плане в частичном сечении (для левого переднего колеса), схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 31, и фиг. 34(b) является видом, показывающим пятно контакта шины и земли (для правого переднего колеса).

Фиг. 35 является схематичным видом, показывающим пример, в котором устройство 1B подвески формируется с помощью системы подвески работающего на растяжение типа.

Фиг. 36 является видом в перспективе, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески согласно четвертому варианту осуществления.

Фиг. 37 является видом в плане, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 36.

Фиг. 38(a) и 38(b) являются видом спереди в частичном сечении и видом сбоку в частичном сечении, схематично показывающими конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 36.

Фиг. 39(a) является видом в плане в частичном сечении (для левого переднего колеса), схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 36, и фиг. 39(b) является видом, показывающим пятно контакта шины и земли (для правого переднего колеса).

Фиг. 40 является схематичным видом, показывающим пример, в котором устройство 1B подвески сконструировано с помощью системы подвески работающего на сжатие типа.

Фиг. 41(a) и 41(b) являются видами, показывающими боковую силу или подруливание за счет поперечной податливости и поперечную жесткость в устройстве 1B подвески и сравнительном примере.

Фиг. 42 является видом, показывающим подруливание за счет податливости под действием продольной силы в устройстве подвески и сравнительном примере.

Фиг. 43 является видом в перспективе, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески согласно пятому варианту осуществления.

Фиг. 44 является видом в плане, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 43.

Фиг. 45(a) и 45(b) являются видом спереди в частичном сечении и видом сбоку в частичном сечении, схематично показывающими конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 43.

Фиг. 46(a) является видом в плане в частичном сечении (для левого переднего колеса), схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 43, и фиг. 46(b) является видом, показывающим пятно контакта шины и земли (для правого переднего колеса).

Фиг. 47 является схематичным видом, показывающим пример, в котором устройство 1B подвески формируется с помощью системы подвески работающего на растяжение типа.

Фиг. 48 является блок-схемой, показывающей один пример устройства управления выполнением руления согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 49 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей один пример процесса управления углом поворота при выполнении руления согласно шестому варианту осуществления.

Фиг. 50 является блок-схемой, показывающей один пример устройства управления выполнением руления согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 51 является характерным видом, показывающим карту вычисления первого времени задержки, применимую в седьмом варианте осуществления.

Фиг. 52 является характерным видом, показывающим карту вычисления второго времени задержки, применимую в седьмом варианте осуществления.

Фиг. 53 является графическим видом, показывающим время задержки, заданное в соответствии с взаимосвязью между скоростью транспортного средства и угловой скоростью руления.

Фиг. 54 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей один пример процесса управления углом поворота при выполнении руления согласно седьмому варианту осуществления.

Фиг. 55 является блок-схемой секции управления выполнением руления для показа примера разновидности седьмого варианта осуществления.

Фиг. 56 является блок-схемой секции управления выполнением руления для показа другого примера разновидности седьмого варианта осуществления.

Фиг. 57 является блок-схемой секции управления выполнением руления для показа еще одного другого примера разновидности седьмого варианта осуществления.

Фиг. 58 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей один пример процесса регулирования характеристики отклика при выполнении руления в секции управления выполнением руления, показывающей пример разновидности первого, шестого и седьмого вариантов осуществления.

Оптимальный режим осуществления изобретения

[0009] Далее приводится пояснение в отношении моторных транспортных средств или автомобилей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

Первый вариант осуществления

Фиг. 1 является схематичным видом, показывающим конструкцию моторного транспортного средства 1 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1, моторное транспортное средство 1 включает в себя кузов 1A транспортного средства, рулевое колесо 2, входной рулевой вал 3, датчик 4 угла поворота при выполнении руления, датчик 5 крутящего момента поворота при выполнении руления, актуатор 6 реакции (или силы реакции) при выполнении руления, датчик 7 угла поворота актуатора реакции при выполнении руления, актуатор 8 рулевого управления, датчик 9 угла поворота актуатора рулевого управления, выходной рулевой вал 10, датчик 11 крутящего момента поворота при выполнении руления, ведущую шестерню 12, датчик 13 угла поворота ведущей шестерни, элемент 14 рулевой зубчатой рейки, поперечные рулевые тяги 15, датчики 16 силы на валу (или осевой силы) поперечных рулевых тяг, колеса 17FR, 17FL, 17RR и 17RL, секцию 21 получения (или обнаружения) параметров состояния транспортного средства, датчики 24FR, 24FL, 24RR и 24RL скорости вращения колес, модуль или устройство 26 схемы управления/приведения в действие и механическое дублирующее средство 27.

[0010] Рулевое колесо 2 сконструировано с возможностью вращаться в качестве единого блока с входным рулевым валом 3 и передавать ввод руления, введенный водителем, на входной рулевой вал 3.

Входной рулевой вал 3 содержит актуатор 6 реакции при выполнении руления, который суммирует реакцию при выполнении руления или силу реакции при выполнении руления с вводом руления, введенным из рулевого колеса 2.

[0011] Датчик 4 угла поворота при выполнении руления предоставляется на входном рулевом валу 3 и выполнен с возможностью считывать угол поворота входного рулевого вала 3 (т.е. входной угол поворота при выполнении руления, введенный в рулевое колесо 2 водителем). Датчик 4 угла поворота при выполнении руления отправляет считываемый угол поворота входного рулевого вала 3 в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

Датчик 5 крутящего момента поворота при выполнении руления предоставляется на входном рулевом валу 3 и выполнен с возможностью считывать крутящий момент вращения входного рулевого вала 3 (т.е. входной крутящий момент поворота при выполнении руления, введенный в рулевое колесо 2). Датчик 5 крутящего момента поворота при выполнении руления отправляет считываемый крутящий момент вращения входного рулевого вала 3 в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

[0012] Актуатор 6 реакции при выполнении руления включает в себя шестерню, которая выполнена с возможностью вращаться в качестве единого блока с валом электромотора и которая зацепляется с шестерней, сформированной в части входного рулевого вала 3. Согласно команде модуля 26 схемы управления/приведения в действие актуатор 6 реакции при выполнении руления передает силу реакции вращению входного рулевого вала 3, вращаемого посредством рулевого колеса 2.

Датчик 7 угла поворота актуатора реакции при выполнении руления считывает угол поворота актуатора 6 реакции при выполнении руления (т.е. угол поворота, сформированный посредством ввода руления, передаваемого в актуатор 6 реакции при выполнении руления) и отправляет считываемый угол поворота в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

[0013] Актуатор 8 рулевого управления включает в себя шестерню, которая выполнена с возможностью вращаться в качестве единого блока с валом электромотора и которая зацепляется с шестерней, сформированной в части выходного рулевого вала 10. Согласно команде модуля 26 схемы управления/приведения в действие актуатор 8 рулевого управления вращает выходной рулевой вал 10.

Датчик 9 угла поворота актуатора рулевого управления считывает угол поворота актуатора 8 рулевого управления (т.е. угол поворота, сформированный посредством актуатора 8 рулевого управления для того, чтобы выполнять руление колесами) и отправляет считываемый угол поворота в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

[0014] Выходной рулевой вал 10 содержит актуатор 8 рулевого управления и выполнен с возможностью передавать вращение, введенное из актуатора 8 рулевого управления, на ведущую шестерню 12.

Датчик 11 крутящего момента поворота при выполнении руления предоставляется на выходном рулевом валу 10 и выполнен с возможностью считывать крутящий момент вращения выходного рулевого вала 10 (т.е. крутящий момент поворота при выполнении руления, чтобы выполнять руление колесами 17FR и 17FL через элемент 14 рулевой зубчатой рейки). Датчик 11 крутящего момента поворота при выполнении руления отправляет считываемый крутящий момент вращения выходного рулевого вала 10 в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

[0015] Ведущая шестерня 12 зацепляется с прямозубой шестерней, сформированной в элементе 14 рулевой зубчатой рейки, сформированном, например, посредством вала зубчатой рейки или зубчатой рейки, и выполнена с возможностью передавать вращение, введенное из выходного рулевого вала 10, в элемент 14 рулевой зубчатой рейки.

Датчик 13 угла поворота ведущей шестерни считывает угол поворота ведущей шестерни 12 (т.е. угол поворота при выполнении руления колес 17FR и 17FL, выведенный через элемент 14 рулевой зубчатой рейки) и отправляет считываемый угол поворота ведущей шестерни 12 в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

[0016] Элемент 14 рулевой зубчатой рейки включает в себя прямозубую шестерню, зацепленную с ведущей шестерней 12, и преобразует вращательное движение ведущей шестерни 12 в линейное (или прямолинейное) движение в направлении ширины транспортного средства. В этом варианте осуществления, элемент 14 рулевой зубчатой рейки находится на передней стороне или стороне спереди транспортного средства относительно осей передних колес, в направлении передней части транспортного средства.

Поперечные рулевые тяги 15 соединяют оба конца элемента 14 рулевой зубчатой рейки, соответственно, с рычагами с поворотными кулаками колес 17FR и 17FL через шаровые шарниры.

[0017] Датчик 16 осевой силы поперечных рулевых тяг предоставляется в каждой из поперечных рулевых тяг 15, расположенных на обоих концах элемента 14 рулевой зубчатой рейки, и выполнен с возможностью считывать осевую силу, действующую на поперечную рулевую тягу 15. Датчики 16 осевой силы поперечных рулевых тяг отправляют считываемые осевые силы соответствующих поперечных рулевых тяг 15 в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

Система SWB рулевого управления по проводам формируется посредством актуатора 6 реакции при выполнении руления, актуатора 8 рулевого управления, ведущей шестерни 12, элемента 14 рулевой зубчатой рейки, поперечных рулевых тяг 15 и модуля 26 схемы управления/приведения в действие.

[0018] Каждое из колес 17FR, 17FL, 17RR и 17RL сконструировано посредством присоединения шины к колесу для шины и соединено с кузовом 1A транспортного средства через систему или устройство 1B подвески. Передние колеса (17FR, 17FL) выполнены с возможностью варьировать направления колес 17FR и 17FL относительно кузова 1A транспортного средства с помощью рычагов с поворотными кулаками, которые качаются посредством поперечных рулевых тяг 15, формирующих систему SWB рулевого управления по проводам.

[0019] Секция 21 получения параметров состояния транспортного средства получает скорость транспортного средства из импульсных сигналов, представляющих скорости вращения колес, отправленные из датчиков 24FR, 24FL, 24RR и 24RL скорости вращения колес. Кроме того, секция 21 получения параметров состояния транспортного средства получает скорость проскальзывания каждого колеса из скорости транспортного средства и скорости вращения каждого колеса. Секция 21 получения параметров состояния транспортного средства отправляет такие полученные параметры в модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

[0020] Датчики 24FR, 24FL, 24RR и 24RL скорости вращения колес отправляют соответствующие импульсные сигналы, представляющие скорости вращения колес, в секцию 21 получения параметров состояния транспортного средства и модуль 26 схемы управления/приведения в действие.

Модуль или устройство 26 схемы управления/приведения в действие является модулем для того, чтобы управлять всем моторным транспортным средством 1. На основе сигналов, принимаемых из датчиков, предоставляемых в различных частях, модуль 26 схемы управления/приведения в действие выводит различные управляющие сигналы относительно реакции при выполнении руления входного рулевого вала 3, угла поворота передних колес при выполнении руления или соединения механического дублирующего средства 27, в актуатор 6 реакции при выполнении руления, актуатор 8 рулевого управления или механическое дублирующее средство 27.

[0021] Модуль 26 схемы управления/приведения в действие дополнительно выполнен с возможностью преобразовывать величины или значения, считываемые посредством датчиков, в величины или значения, подходящие для намеченных целей. Например, модуль 26 схемы управления/приведения в действие преобразует угол поворота, считываемый посредством датчика 7 угла поворота актуатора реакции при выполнении руления, во входной угол поворота при выполнении руления, преобразует угол поворота, считываемый посредством датчика 9 угла поворота актуатора рулевого управления, в угол поворота колеса при выполнении руления, и преобразует угол поворота ведущей шестерни 12, считываемый посредством датчика 13 угла поворота ведущей шестерни, в угол поворота колеса при выполнении руления.

[0022] Модуль 26 схемы управления/приведения в действие может отслеживать угол поворота входного рулевого вала 3, считываемый посредством датчика 4 угла поворота при выполнении руления, угол поворота актуатора 6 реакции при выполнении руления, считываемый посредством датчика 7 угла поворота актуатора реакции при выполнении руления, угол поворота актуатора 8 рулевого управления, считываемый посредством датчика 9 угла поворота актуатора рулевого управления, и угол поворота ведущей шестерни 12, считываемый посредством датчика 13 угла поворота ведущей шестерни, и определять неисправности в системе рулевого управления из взаимосвязи между этими углами. После определения неисправности в системе рулевого управления модуль 26 схемы управления/приведения в действие выводит командный сигнал в механическое дублирующее средство 27, чтобы соединять входной рулевой вал 3 и выходной рулевой вал 10.

[0023] Механическое дублирующее средство 27 является механизмом для того, чтобы соединять входной рулевой вал 3 и выходной рулевой вал 10 в ответ на команду модуля 26 схемы управления/приведения в действие и тем самым обеспечивать передачу силы из входного рулевого вала 3 на выходной рулевой вал 10. Обычно, модуль 26 схемы управления/приведения в действие командует активацию состояния отсутствия соединения без соединения входного рулевого вала 3 и выходного рулевого вала 10 с механическим дублирующим средством 27. Команда соединения для того, чтобы соединять входной рулевой вал 3 и выходной рулевой вал 10, вводится из модуля 26 схемы управления/приведения в действие в механическое дублирующее средство 27, если, вследствие возникновения неисправности в системе рулевого управления, возникает необходимость в операции руления без участия датчика 4 угла поворота при выполнении руления, датчика 5 крутящего момента поворота при выполнении руления, актуатора 8 рулевого управления и т.д.

[0024] Механическое дублирующее средство 27 может состоять, например, из механизма рулевого управления кабельного типа.

Фиг. 2 является видом в перспективе, схематично показывающим конструкцию устройства подвески или системы 1B подвески согласно первому варианту осуществления. Фиг. 3 является видом в плане, схематично показывающим конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 2. Фиг. 4(a) и фиг. 4(b) являются видом спереди в частичном сечении и видом сбоку в частичном сечении, схематично показывающими конструкцию устройства 1B подвески по фиг. 2.

[0025] Как показано на фиг. 2-4, устройство подвески или система 1B подвески поддерживает колеса 17FR и 17FL, присоединенные к механизмам WH ступиц колес, и включает в себя, на каждой из правой и левой сторон, стакан 33 полуоси, включающий в себя ось 32 или вал колеса (полуось), поддерживающую колесо 17FR или 17FL с возможностью вращения, множество элементов тяг, расположенных в направлении ширины кузова транспортного средства от поддерживающего участка на стороне кузова транспортного средства и соединенных со стаканом 33 полуоси, и пружинный элемент 34, такой как спиральная пружина.

[0026] Элементы тяг включают в себя первую тягу 37 (первый элемент тяги) и вторую тягу 38 (второй элемент тяги), которые являются элементами нижних тяг, поперечную рулевую тягу 15 (элемент поперечной рулевой тяги) и стойку (пружинный элемент 34 и амортизатор 40). В этом варианте осуществления, устройство 1B подвески является системой подвески стоечного типа, и стойка ST, сформированная в качестве единого блока посредством пружинного элемента 34 и амортизатора 40, протягивается к верхнему концу, соединенному с поддерживающим участком на стороне кузова транспортного средства, расположенным выше полуоси 32 (в дальнейшем в этом документе, верхний конец стойки ST упоминается как "верхняя точка поворота" надлежащим образом).

[0027] Первая тяга 37 и вторая тяга 38, формирующие нижние тяги, соединяют поддерживающий участок на стороне кузова транспортного средства, расположенный ниже полуоси 32, с нижним концом стакана 33 полуоси. В этом варианте осуществления, первая тяга 37 и вторая тяга 38 имеют форму I-образного рычага, независимого друг от друга. Первая тяга 37 и вторая тяга 38 соединяются с кузовом транспортного средства в двух соответствующих поддерживающих участках и соединяются со стороной полуоси 32 в двух соответствующих поддерживающих участках (соединительных участках). Кроме того, первая тяга 37 и вторая тяга 38 в этом варианте осуществления выполнены с возможностью соединять кузов 1A транспортного средства и сторону полуоси 32 (стакан 33 полуоси) друг с другом в пересекающемся или перекрещивающемся состоянии, в котором первая и вторая тяги 37 и 38 пересекают друг друга (в дальнейшем в этом документе, точка пересечения между воображаемыми тягами, сформированная посредством первой тяги 37 и второй тяги 38, упоминается как "нижняя точка поворота" надлежащим образом).

[0028] Поперечная рулевая тяга 15 находится на нижней стороне от полуоси 32 и выполнена с возможностью соединять вал 14 зубчатой рейки со стаканом 33 полуоси. Вал 14 зубчатой рейки выполнен с возможностью передавать вращающую силу (силу поворота при выполнении руления), введенную из рулевого колеса 2, и тем самым формировать силу на валу или осевую силу для поворота или руления колесами. Следовательно, стакан 33 полуоси принимает силу на валу в направлении ширины транспортного средства из поперечной рулевой тяги 15 через вал 14 зубчатой рейки в соответствии с вращением рулевого колеса 2 и, вследствие этого, поворачивает либо выполняет руление колесом 17FR или 17FL. Вал 14 зубчатой рейки находится на передней стороне от полуоси 32 в направлении вперед и назад транспортного средства.

Кроме того, стабилизатор 41 предоставляется между трубками левого и правого амортизаторов 40.

[0029] В устройстве 1B подвески согласно этому варианту осуществления ось KS поворотного шкворня задается так, что она проходит через поверхность контакта или пятно контакта шины и земли. Кроме того, ось поворотного шкворня задается таким образом, что плечо стабилизации проходит через поверхность контакта шины и земли. В частности, в устройстве 1B подвески по этому варианту осуществления, угол продольного наклона поворотного шкворня задается равным значению около нуля, и ось поворотного шкворня задается таким образом, что плечо стабилизации приближается к нулю. Это задание позволяет уменьшать крутильный крутящий момент шины или крутящий момент шины на кручение во время операции выполнения руления, чтобы выполнять руление колесом, и уменьшать момент вокруг оси KS поворотного шкворня. Кроме того, радиус плеча обкатки колеса задается как положительное плечо обкатки колеса, при котором радиус плеча обкатки колеса превышает или равен нулю. При таком задании плечо стабилизации формируется с величиной, соответствующей радиусу плеча обкатки колеса относительно угла бокового скольжения на стороне шины во время операции выполнения руления, чтобы выполнять руление колесом, и, следовательно, система подвески может обеспечивать способность к прямолинейному движению или рабочие характеристики движения по прямой.

[0030] В этом варианте осуществления, первая тяга 37 и вторая тяга 38, выступающие в качестве элементов нижних тяг, соединяют кузов 1 транспортного средства и сторону полуоси 32 (нижний конец стакана 33 полуоси) друг с другом в пересекающемся или перекрещивающемся состоянии, в котором первая и вторая тяги 37 и 38 пересекают друг друга. Эта пересекающаяся компоновка позволяет задавать поперечный наклон (угол поперечного наклона) поворотного шкворня меньшим и задавать радиус плеча обкатки колеса большим на стороне положительного плеча обкатки колеса по сравнению с непересекающейся компоновкой, в которой первая и вторая тяги 37 и 38 не пересекают друг друга. Следовательно, система подвески может снижать крутильный крутящий момент шины во время операции выполнения руления и уменьшать осевую силу зубчатой рейки, требуемую для операции выполнения руления. Кроме того, согласно этому варианту осуществления, воображаемая нижняя точка поворота перемещается к расположенной внутри или внутренней стороне кузова транспортного средства за счет действия боковой силы, действующей на колесо во время операции выполнения руления, так что можно улучшать способность к прямолинейному движению вследствие стабилизирующего крутящего момента (SAT).

[0031] В дальнейшем в этом документе подробно анализируется геометрия подвески в устройстве 1B подвески.

Анализ компонента осевой силы зубчатой рейки

Фиг. 5 является видом, показывающим взаимосвязь между ходом зубчатой рейки и осевой силой зубчатой рейки во время операции выполнения руления.

Как показано на фиг. 5, осевая сила зубчатой рейки содержит, главным образом, крутильный крутящий момент шины и крутящий момент при подъеме колеса. Из этих компонентов осевой силы зубчатой рейки, крутильный крутящий момент шины является преобладающим.

[0032] Следовательно, можно уменьшать осевую силу зубчатой рейки посредством снижения крутильного крутящего момента шины.

[0033] Минимизация крутильного крутящего момента шины

Фиг. 6 является видом, показывающим траекторию или след центра поверхности контакта шины и земли во время операции выполнения руления. Фиг. 6 показывает характеристику в случае, если перемещение центра поверхности контакта шины и земли или центра пятна контакта шины и земли является большим при операции выполнения руления, и характеристику в случае, если перемещение центра поверхности контакта шины и земли является небольшим при операции выполнения руления.

Как видно из вышеуказанного результата компонентов осевой силы зубчатой рейки, является эффективным минимизировать крутильный крутящий момент шины во время операции выполнения руления с тем, чтобы уменьшать осевую силу зубчатой рейки. Чтобы минимизировать крутильный крутящий момент шины при операции выполнения руления, уместно уменьшать траекторию центра поверхности контакта шины и земли, как показано на фиг. 6. А именно, можно минимизировать крутильный крутящий момент шины посредством задания центра поверхности контакта шины и земли и точки контакта или точки пересечения поворотного шкворня и земли в согласованной или в идентичной позиции. Конкретно, эффективно задавать плечо стабилизации равным 0 мм и радиус плеча обкатки колеса равным или превышающим 0 мм.

[0034] Влияние поперечного наклона поворотного шкворня

Фиг. 7 является видом изолинейной или изоплетической схемы, показывающей один пример распределения осевой силы зубчатой рейки в системе координат с использованием, в качестве осей, поперечного наклона поворотного шкворня и радиуса плеча обкатки колеса. Фиг. 7 показывает три изоплетических линии или линии равного значения для небольших, средних и больших значений осевой силы зубчатой рейки. Относительно ввода крутильного крутящего момента шины, по мере того, как поперечный наклон поворотного шкворня становится больше, его момент вращения становится больше, и осевая сила зубчатой рейки становится больше. Соответственно, желательно задавать поперечный наклон поворотного шкворня меньшим предварительно определенного значения. Тем не менее, из взаимосвязи с радиусом плеча обкатки колеса, можно снижать осевую силу зубчатой рейки до требуемого уровня посредством задания поперечного наклона поворотного шкворня, например, меньшим или равным 15 градусов.

[0035] Область, окруженная посредством штрихпунктирных линий с одной точкой (граничных линий) на фиг. 7, является областью, в которой поперечный наклон поворотного шкворня меньше угла в 15 градусов, что представляет собой значение, оцененное как значение, при котором боковая сила превышает предел трения, и в то же время радиус плеча обкатки колеса превышает или равен 0 мм с вышеуказанной точки зрения крутильного крутящего момента шины. В этом варианте осуществления, эта область (в направлении снижения поперечного наклона поворотного шкворня от 15 градусов по горизонтальной оси и в направлении повышения радиуса плеча обкатки колеса от нуля по вертикальной оси) трактуется в качестве области, более подходящей для задания. Тем не менее, даже в области, в которой радиус плеча обкатки колеса является отрицательным, можно получать определенное преимущество посредством показа другого состояния в этом варианте осуществления.

[0036] Конкретно, при определении радиуса плеча обкатки колеса и поперечного наклона поворотного шкворня, например, можно аппроксимировать изоплетическую линию или линию равного значения, представляющую распределение осевой силы зубчатой рейки, с помощью кривой под n градусов (n является целым числом, большим или равным 2) и использовать значение, определенное в соответствии с позицией точки изгиба кривой под n градусов (или пикового значения) в области, окруженной посредством штрихпунктирных линий с одной точкой.

[0037] Конкретные примеры конструкции

Далее приводится пояснение в отношении конкретных примеров конструкций, реа