JP6136136B2 - Steering device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、転舵輪を支持する車両用サスペンション装置と、転舵輪を転舵制御するステアバイワイヤシステムと備えた車両用転舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus that includes a vehicle suspension apparatus that supports steered wheels and a steer-by-wire system that performs steering control of the steered wheels.
従来、車両用のサスペンション装置では、キングピン軸の設定によって、目的とするサスペンション性能の実現を図っている。
例えば、特許文献1に記載の技術では、アクスルキャリアの車軸の下側および上側で互いに2本のI型のアームで構成されるロアアームおよびアッパーアームを同一点で支持してキングピンを構成する上下ピボット点の転舵時における車両前後方向の動きを抑制するリンク配置とすることにより、操縦性・安定性を向上させることとしている。
Conventionally, in a suspension device for a vehicle, a desired suspension performance is achieved by setting a kingpin shaft.
For example, in the technique described in
また、例えば、特許文献2に記載の技術では、アクスルキャリアの車軸の下側および上側に、互いに交差する2本のアームで構成されるロアトランスバースリンクと2本のアームを共通のリンクベアリングで支持するアッパートランスバースリンクとを設け、ロアトランスバースリンクの2本のアームの交点で表される仮想ロアピボット点とアッパートランスバースリンクのリンクベアリングの中心で表されるアッパーピボット点とを結ぶキングピン軸がネガティブ傾角で延長し路面との接地点が転舵輪の車幅方向内側となるようにしている。
Further, for example, in the technique described in
しかしながら、車両の走行中に転舵を行った場合、走行速度に応じた横力がタイヤ接地点に入力するところ、特許文献1に記載の技術では、この横力による影響を考慮していない。さらに、旋回時に制動を行った場合、横力に加えて車輪に車両前後方向の力(後方向きの力)が作用するところ、その前後力が及ぼすリンクの変化についても考慮する必要がある。
However, when steering is performed while the vehicle is traveling, the lateral force corresponding to the traveling speed is input to the tire ground contact point. However, the technique described in
ところで、特許文献2に記載の技術のように、2本のアームでロアトランスバースリンクを構成する場合、2本のアームを交差させるクロスリンク構造とすることで、両者の交点を仮想ピボット点とすることができる。このとき、一般に、スクラブ半径は大きくなり、キングピン傾角は小さくなることから、転舵時のラック軸力を低減させることができる。
By the way, as in the technique described in
しかし、ロアリンクの仮想ピボット点は転舵により逐次変化することから、転舵時に所望のスクラブ半径、キングピン傾角を得ることが困難となる。特に、特許文献2に記載の技術では、キングピン軸が車両の前方側から見たときに上方では転舵輪の車幅方向内側端部を通り、下方では転舵輪の車幅方向内側となるキングピン傾角となることから、転舵輪を転舵させたとき、タイヤ接地面積が小さく、車両の安定限界が低い。
However, since the virtual pivot point of the lower link is sequentially changed by turning, it is difficult to obtain a desired scrub radius and kingpin inclination angle at the time of turning. In particular, in the technique described in
一方、ステアリングホイールの操舵状態に応じて当該ステアリングホイールと分離された転舵輪の転舵を制御するステアバイワイヤシステムを備えた車両用転舵装置では、ステアバイワイヤシステムで転舵輪の転舵を制御する場合に、車両用サスペンション装置では車両の直進性に比較して転舵応答性を重視するようにしており、ステアバイワイヤシステムに異常が生じたときに車両用サスペンション装置の直進性が低下したままとなる。
本発明の課題は、車両用サスペンション装置において、転舵制御装置による転舵輪の転舵制御が不十分となったときに直進性を確保してフェイルセーフ機能を発揮するようにしたものである。
On the other hand, in a vehicle steering apparatus equipped with a steer-by-wire system that controls the steering of a steered wheel separated from the steering wheel according to the steering state of the steering wheel, the steer-by-wire system controls the steered wheels. In this case, in the vehicle suspension device, the steering response is emphasized as compared with the straight traveling performance of the vehicle, and when the abnormality occurs in the steer-by-wire system, the straight traveling performance of the vehicle suspension device remains lowered. Become.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fail-safe function in a vehicle suspension device by ensuring straight travel when steering control of a steered wheel by a steering control device becomes insufficient.
以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用サスペンション装置は、ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵制御する転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備えている。そして、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有する。さらに、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備えている In order to solve the above-described problems, a vehicle suspension device according to the present invention includes a steering control device that controls the turning of a steered wheel by operating an actuator according to the steering state of the steering wheel, and the steered wheel is rotatable. And a vehicle suspension device supported by the vehicle. The vehicle suspension device includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side of the axle. Furthermore, at least when the steering control of the steering control device is insufficient, the pivot point of at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure is tilted backward in the vehicle side view. It has a pivot point moving part to move
本発明によれば、転舵制御装置での転舵輪の転舵制御が不十分となって直進性が低下する状態で、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の少なく一方のキングピン軸のピボット点を移動させて、転舵輪の転舵時にキングピン軸を後傾させるので、直進性を確保することができ、フェイルセーフ機能を発揮することができる。 According to the present invention, the pivot point of the kingpin shaft of at least one of the lower link structure and the upper link structure is moved in a state where the steered wheel steering control by the steered control device is insufficient and the straight traveling performance is deteriorated. Thus, since the kingpin shaft is tilted backward when the steered wheels are steered, straightness can be ensured and a fail-safe function can be exhibited.
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
(第1実施形態)
(構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る自動車1の構成を示す概略図である。
図1において、自動車1は、車体1Aと、ステアリングホイール2と、入力側ステアリング軸3と、操舵角センサ4と、操舵トルクセンサ5と、操舵反力アクチュエータ6と、操舵反力アクチュエータ角度センサ7と、転舵アクチュエータ8と、転舵アクチュエータ角度センサ9と、出力側ステアリング軸10と、転舵トルクセンサ11と、ピニオンギヤ12と、ピニオン角度センサ13と、ステアリングラック部材14と、タイロッド15と、タイロッド軸力センサ16と、車輪17FR,17FL,17RR,17RLと、車両状態パラメータ取得部21と、車輪速センサ24FR,24FL,24RR,24RLと、コントロール/駆動回路ユニット26と、メカニカルバックアップ27とを備えている。
Embodiments of an automobile to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
In FIG. 1, an
ステアリングホイール2は、入力側ステアリング軸3と一体に回転するよう構成され、運転者による操舵入力を入力側ステアリング軸3に伝達する。
入力側ステアリング軸3は、操舵反力アクチュエータ6を備えており、ステアリングホイール2から入力された操舵入力に対し、操舵反力アクチュエータ6による操舵反力を加える。
The
The input-
操舵角センサ4は、入力側ステアリング軸3に備えられ、入力側ステアリング軸3の回転角度(即ち、運転者によるステアリングホイール2への操舵入力角度)を検出する。そして、操舵角センサ4は、検出した入力側ステアリング軸3の回転角度をコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
操舵トルクセンサ5は、入力側ステアリング軸3に設置してあり、入力側ステアリング軸3の回転トルク(即ち、ステアリングホイール2への操舵入力トルク)を検出する。そして、操舵トルクセンサ5は、検出した入力側ステアリング軸3の回転トルクをコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
The
The
操舵反力アクチュエータ6は、モータ軸と一体に回転するギアが入力側ステアリング軸3の一部に形成されたギアに噛合しており、コントロール/駆動回路ユニット26の指示に従って、ステアリングホイール2による入力側ステアリング軸3の回転に対して反力を付与する。
操舵反力アクチュエータ角度センサ7は、操舵反力アクチュエータ6の回転角度(即ち、操舵反力アクチュエータ6に伝達した操舵入力による回転角度)を検出し、検出した回転角度をコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
In the steering
The steering reaction force
転舵アクチュエータ8は、モータ軸と一体に回転するギアが出力側ステアリング軸10の一部に形成されたギアに噛合しており、コントロール/駆動回路ユニット26の指示に従って、出力側ステアリング軸10を回転させる。
転舵アクチュエータ角度センサ9は、転舵アクチュエータ8の回転角度(即ち、転舵アクチュエータ8が出力した転舵のための回転角度)を検出し、検出した回転角度をコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
The steered
The steering
出力側ステアリング軸10は、転舵アクチュエータ8を備えており、転舵アクチュエータ8が入力した回転をピニオンギヤ12に伝達する。
転舵トルクセンサ11は、出力側ステアリング軸10に設置してあり、出力側ステアリング軸10の回転トルク(即ち、ステアリングラック部材14を介した車輪17FR,17FLの転舵トルク)を検出する。そして、転舵トルクセンサ11は、検出した出力側ステアリング軸10の回転トルクをコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
The output
The
ピニオンギヤ12は、ステアリングラック部材14に形成した平歯と噛合しており、出力側ステアリング軸10から入力した回転をステアリングラック部材14に伝達する。
ピニオン角度センサ13は、ピニオンギヤ12の回転角度(即ち、ステアリングラック部材14を介して出力される車輪17FR,17FLの転舵角度)を検出し、検出したピニオンギヤ12の回転角度をコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
The
The
ステアリングラック部材14は、ピニオンギヤ12と噛合するラックを有し、ピニオンギヤ12の回転を車幅方向の直線運動に変換する。本実施形態において、ステアリングラック部材14は、前輪の車軸よりも車両前方側に位置している。
タイロッド15は、ステアリングラック部材14の両端部と車輪17FR,17FLのナックルアームとを、ボールジョイントを介してそれぞれ連結している。
The
The
タイロッド軸力センサ16は、ステアリングラック部材14の両端部に設置されたタイロッド15それぞれに設置してあり、タイロッド15に作用している軸力を検出する。そして、タイロッド軸力センサ16は、検出したタイロッド15の軸力をコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
ここで、操舵反力アクチュエータ6、転舵アクチュエータ8、ピニオンギヤ12、ステアリングラック部材14、タイロッド15、コントロール/駆動回路ユニット26でステアバイワイヤシステムSBWが構成されている。
The tie rod
Here, a steer-by-wire system SBW is configured by the steering
車輪17FR,17FL,17RR,17RLは、タイヤホイールにタイヤを取り付けて構成したものであり、サスペンション装置1Bを介して車体1Aに設置してある。これらのうち、前輪(車輪17FR,17FL)は、ステアバイワイヤシステムSBWUによって駆動されるタイロッド15によってナックルアームが揺動することにより、車体1Aに対する車輪17FR,17FLの向きが変化する。
The wheels 17FR, 17FL, 17RR, and 17RL are configured by attaching tires to tire wheels, and are installed on the
車両状態パラメータ取得部21は、車輪速センサ24FR,24FL,24RR,24RLから出力される車輪の回転速度を示すパルス信号を基に車速を取得する。また、車両状態パラメータ取得部21は、車速と各車輪の回転速度とを基に、各車輪のスリップ率を取得する。そして、車両状態パラメータ取得部21は、取得した各パラメータをコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
車輪速センサ24FR,24FL,24RR,24RLは、各車輪の回転速度を示すパルス信号を、車両状態パラメータ取得部21およびコントロール/駆動回路ユニット26に出力する。
The vehicle state
The wheel speed sensors 24FR, 24FL, 24RR, 24RL output a pulse signal indicating the rotational speed of each wheel to the vehicle state
コントロール/駆動回路ユニット26は、自動車1全体を制御するものであり、各部に設置したセンサから入力する信号を基に、入力側ステアリング軸3の操舵反力、前輪の転舵角、あるいはメカニカルバックアップ27の連結について、各種制御信号を、操舵反力アクチュエータ6、転舵アクチュエータ8、あるいはメカニカルバックアップ27等に出力する。
The control /
また、コントロール/駆動回路ユニット26は、各センサによる検出値を使用目的に応じた値に換算する。例えば、コントロール/駆動回路ユニット26は、操舵反力アクチュエータ角度センサ7によって検出された回転角度を操舵入力角度に換算したり、転舵アクチュエータ角度センサ9によって検出された回転角度を車輪の転舵角に換算したり、ピニオン角度センサ13によって検出されたピニオンギヤ12の回転角度を車輪の転舵角に換算したりする。
Further, the control /
なお、コントロール/駆動回路ユニット26は、操舵角センサ4によって検出された入力側ステアリング軸3の回転角度、操舵反力アクチュエータ角度センサ7によって検出された操舵反力アクチュエータ6の回転角度、転舵アクチュエータ角度センサ9によって検出された転舵アクチュエータ8の回転角度、および、ピニオン角度センサ13によって検出されたピニオンギヤ12の回転角度を監視し、これらの関係を基に、操舵系統におけるフェールの発生を検出することができる。そして、操舵系統におけるフェールを検出すると、コントロール/駆動回路ユニット26は、メカニカルバックアップ27に対し、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを連結させる指示信号を出力する。
The control /
メカニカルバックアップ27は、コントロール/駆動回路ユニット26の指示に従って、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを連結し、入力側ステアリング軸3から出力側ステアリング軸10への力の伝達を確保する機構である。ここで、メカニカルバックアップ27に対しては、通常時には、コントロール/駆動回路ユニット26から、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを連結しない状態を指示している。そして、操舵系統におけるフェールの発生により、操舵角センサ4、操舵トルクセンサ5および転舵アクチュエータ8等を介することなく操舵操作を行う必要が生じた場合に、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを連結させる指示が入力する。
なお、メカニカルバックアップ27は、例えばケーブル式ステアリング機構等によって構成することができる。
The
The
図2は、第1実施形態に係るサスペンション装置1Bを模式的に示す斜視図である。図3は、図2のサスペンション装置1Bの構成を模式的に示す平面図である。図4は、図2のサスペンション装置1Bの構成を模式的に示す正面図、図5は図2のサスペンション装置1Bの構成を模式的に示す側面図である。図6は、図2のサスペンション装置1Bのロアリンク構造を模式的に示す(a)部分平面図(左前輪)および(b)タイヤ接地面(右前輪)を示す図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the
図2から図6に示すように、サスペンション装置1Bは、ホイールハブ機構WHに取り付けられた車輪17FR,17FLを懸架するサスペンション装置であり、車輪17FR,17FLを回転自在に支持する車軸(アクスル)32を有するアクスルキャリア33、車体側の支持部から車体幅方向に配置されてアクスルキャリア33に連結する複数のリンク部材、およびコイルスプリング等のバネ部材34を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 6, the
複数のリンク部材は、ロアリンク構造を構成する第1ロアリンク部材としてのコンプレッションリンク(コンプレッションリンク部材)37と第2ロアリンク部材としてのテンションリンク(テンションリンク部材)38、アッパーリンク構造を構成する第1アッパーリンク部材としてのトランスバースリンク(トランスバースリンク部材)39と第2アッパーリンク部材としてのコンプレッションリンク(コンプレッションリンク部材)40と、タイロッド(タイロッド部材)15、ストラット(バネ部材34およびショックアブソーバ41)、およびスタビライザ42とから構成されている。
The plurality of link members constitute a compression link (compression link member) 37 as a first lower link member constituting a lower link structure, a tension link (tension link member) 38 as a second lower link member, and an upper link structure. A transverse link (transverse link member) 39 as a first upper link member, a compression link (compression link member) 40 as a second upper link member, a tie rod (tie rod member) 15, a strut (spring member 34 and a shock absorber) 41) and a
ロアリンク構造を構成するコンプレッションリンク37とテンションリンク38は、車軸32より下方に位置する車体側の支持部とアクスルキャリア33の下端とを連結する。本実施形態において、コンプレッションリンク37とテンションリンク38とは、独立した部材からなるIアームとなっている。これらコンプレッションリンク37およびテンションリンク38は、車体側と各1箇所の支持部で連結し、アクスルキャリア33側と各1箇所の取り付け部で連結している。さらに、本実施形態におけるコンプレッションリンク37とテンションリンク38とは、互いに交差した状態で車体1Aとアクスルキャリア33とを連結する(以下、コンプレッションリンク37とテンションリンク38とが構成する仮想リンクの交点を適宜「仮想ロアピボット点PL」と称する。)。
The
これらロアリンク構造のうち、コンプレッションリンク37は、車軸32に対して前方に傾斜(車輪側支持点CPLaが車軸32より後側で車体側支持点CPLbが車軸32より前側となる向きに配置)させて設置してある。また、テンションリンク38は、コンプレッションリンク37とは逆に車軸32に対して後方に傾斜(車輪側支持点TSLaが車軸32より後側、車体側支持点TSLbがより前側となる向きに配置)させて設置してある。
Of these lower link structures, the
このようなリンク配置を行う理由は以下を図6(b)について説明する。
旋回外輪となる転舵時にタイヤ接地中心点(着力点)に車体の旋回外側に向かう遠心力が作用すると、この遠心力に抗するように旋回中心に向かう横力が発生する。この横力(車両内向きの力)が入力したとき、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaは車両外向きに移動し、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaは車両外向きに移動する。したがって、入力する横力に対して、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
The reason why such link arrangement is performed will be described below with reference to FIG.
When a centrifugal force directed toward the outer corner of the vehicle body acts on the tire ground contact center point (applying force point) during turning as a turning outer wheel, a lateral force toward the turning center is generated against the centrifugal force. When this lateral force (force inward of the vehicle) is input, the wheel side support point CPLa of the
タイロッド15は、車軸32の下側に位置して、ステアリングラック部材14とアクスルキャリア33を連結し、ステアリングラック部材14は、ステアリングホイール2から入力した回転力(操舵力)を伝達して転舵用の軸力を発生させる。従って、タイロッド15により、ステアリングホイール2の回転に応じてアクスルキャリア33に車幅方向の軸力が加わり、アクスルキャリア33を介して車輪17FR,17FLを転舵する。
The
本実施形態に係るサスペンション装置1Bのロアリンク構造では、車両上面視において、タイロッド15の車輪側(アクスルキャリア33側)の支持点Xaがコンプレッションリンク37およびテンションリンク38の車輪側支持点CPLa,TSLaよりも車幅方向外側に位置している。また、タイロッド15の車体側支持点Xb(ステアリングラック部材14の端部との連結部となるボールジョイント位置)が、図2に示すように、車輪側支持点Xaよりも車両前後方向後側に位置している。なお、上述の通り、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaが車輪中心よりも車両前後方向前側、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaが車輪中心よりも車両前後方向後側に位置している。また、コンプレッションリンク37の車体側支持点CPLaがテンションリンク38の車輪側支持点TSLaよりも車両前後方向後側、テンションリンク38の車体側支持点TSbがコンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaよりも車両前後方向前側に位置している。
In the lower link structure of the
このようなリンク配置としたため、車両前後方向の力が支配的な状況(比較的強い制動を行っている旋回制動時等)において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の力(車両後方向きの力)に対し、タイロッド15の車輪側支持点Xaは車体側支持点Xbを中心に回転して車両外向きに移動し、テンションリンク38の車輪側支持点TSaは車両内向きに移動する。また、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaは車両外向きに移動する。そのため、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。即ち、車両の前後方向コンプライアンスステアを確保することができる。
Because of this link arrangement, in the situation where the vehicle longitudinal force is dominant (such as during turning braking where relatively strong braking is applied), the vehicle longitudinal force input to the tire contact point (vehicle rearward direction) Force), the wheel side support point Xa of the
本願発明においては、図6(b)に示すように、上記サスペンション装置1Bのキングピン軸を、ステアリングホイール2が中立位置にある状態で、キングピン軸の路面との接地点がタイヤ接地面内に位置させている。また、キャスタトレイルがタイヤ接地面内に位置するよう設定している。より具体的には、本実施形態におけるサスペンション装置1Bでは、キャスタ角をゼロに近い値とし、キャスタトレイルがゼロに近づくようにキングピン軸を設定している。これにより、転舵時のタイヤ捻りトルクを低減でき、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。また、スクラブ半径はゼロ以上のポジティブスクラブとしている。これにより、転舵時のタイヤ横滑り角に対し、スクラブ半径分のキャスタトレイルが生じることから、直進性を確保することができる。
In the present invention, as shown in FIG. 6 (b), the contact point between the kingpin shaft of the
また、本願発明においては、ロアリンク構造を構成するコンプレッションリンク37およびテンションリンク38は、互いに交差した状態で車体1Aとアクスルキャリア33下端を連結している。これにより、コンプレッションリンク37およびテンションリンク38が交差していない構造に比べて、初期キングピン傾角を小さくすることができると共に、初期スクラブ半径をポジティブスクラブ側に大きくすることができる。そのため、転舵時のタイヤ捻りトルクを小さくでき、転舵に要するラック軸力を低減できる。さらに、本願発明においては、転舵時に車輪に働く横力によって、仮想ロアピボット点PLが車体外側に移動するため、転舵応答性を高めることができ、直進性に比較して転舵応答性を重視したサスペンション構成とすることができる。
In the present invention, the
(具体的構成例)
図7は本発明におけるサスペンション装置1Bのアッパーリンク構造を2本のリンク部材自体は交差せず、車輪側の延長線が交差するように構成し、ロアリンク構造を2本のリンク部材が互いに交差する構造とした例を示す模式図である。図7(a)はアッパーリンク構造、図7(b)はロアリンク構造をそれぞれ模式的に示す。
サスペンション装置1Bのロアリンク構造は、図7(b)に示すように、前述したロアリンク構造のコンプレッションリンク37およびテンションリンク38によって構成されている。
(Specific configuration example)
FIG. 7 shows that the upper link structure of the
As shown in FIG. 7B, the lower link structure of the
クロスリンク構造のサスペンション装置において、2本のロアリンク部材を互いに交差させたダブルピボット方式とした場合、各ロアリンク部材は、車体側支持点を中心に車両前方に回転することで旋回外輪としての転舵が可能となる(一点鎖線図示の状態)。このとき、仮想ロアピボット点PLは、ロアリンク部材が交差する点となるが、この仮想ロアピボット点PLをロアリンク部材が交差していないサスペンション形式よりも車体車幅方向内側に形成できるため、初期スクラブ半径をポジティブスクラブ方向に大きくできる。具体的には、仮想ロアピボット点PLは、図7(b)で○印で示すように、転舵輪となる車輪17FLの車幅方向内側端よりは僅かに外側(車輪17FLの内側)で、車輪17FLの中心軸より僅かに車両後方側に設定されている。 In a suspension device having a cross link structure, when a double pivot system is used in which two lower link members intersect each other, each lower link member rotates as a turning outer wheel by rotating forward about the vehicle body side support point. Steering is possible (the state shown in the dashed line). At this time, the virtual lower pivot point PL is a point where the lower link member intersects. However, since this virtual lower pivot point PL can be formed on the inner side in the vehicle body width direction than the suspension type where the lower link member does not intersect, the initial scrub The radius can be increased in the positive scrub direction. Specifically, the virtual lower pivot point PL is slightly outside the wheel width direction inner end of the wheel 17FL serving as a steered wheel (inside the wheel 17FL), as indicated by a circle in FIG. It is set slightly behind the vehicle from the central axis of 17FL.
図7(b)に示すロアリンク構造では、転舵時におけるコンプレッションリンク37の回転角とテンションリンク38の回転角が略等しいため、仮想ロアピボット点PLは車両前後方向前側に移動する。この場合、車両平面視において、車両車幅方向におけるタイヤ中心線WCから仮想ロアピボット点PLまでの距離に着目すると、アッパーリンク構造を例えばAアーム等で構成した場合、仮想アッパーピボット点PUが平面視で略固定され、仮想ロアピボット点PLが車幅方向外側には殆ど移動しないので、ポジティブスクラブ状態を維持することができる。しかも、仮想ロアピボット点PLがタイヤ中心線よりも車両前後方向前側に移動すると、キャスタ角が大きくなってキャスタトレイルが増加し、直進性を確保することができる。
In the lower link structure shown in FIG. 7B, since the rotation angle of the
したがって、ロアリンク構造を2本のリンク部材が互いに交差する構造に設定するサスペンション装置では、本発明を適用すると、旋回外輪としての転舵を行うことにより、スクラブ半径がポジティブスクラブ変化を抑制することができ、ロアリンク部材が交差していないサスペンション装置に比べて、ラック軸力値は小さく設定できる。 Therefore, in the suspension device in which the lower link structure is set to a structure in which two link members intersect each other, when the present invention is applied, the scrub radius suppresses a positive scrub change by turning as a turning outer wheel. The rack axial force value can be set smaller than that of a suspension device in which the lower link members do not intersect.
ちなみに、ロアリンク部材が交差していない車輪側支持点の間隔に対して車体側支持点の間隔が大きい2本のIリンク37P及び38Pで構成され、且つリンク部材上では交差せず、車輪側の延長線が交差するパラレルリンク構造のサスペンション装置の場合、図8(a)に示すように、仮想ロアピボット点PLが両リンクの車輪側延長線の交点となるため、図8(b)のように2本のリンク部材を交差させたリンク構造とした場合に比較して、旋回外輪となる転舵時に仮想ロアピボット点PLが車両前後方向後側へ移動することになる。このため、キャスタ角がネガティブとなり、直進性が大きく低下するとともに、巻き込み現象が発生し、走行安定性が低下する。
By the way, it is composed of two I
一方、アッパーリンク構造を構成するトランスバースリンク39およびコンプレッションリンク40は、図4及び図5に示すように、車軸32より上方に位置する車体側の支持部とアクスルキャリア33の上端とを互いに交差しない状態で連結する。本実施形態において、トランスバースリンク39とコンプレッションリンク40とは、独立した部材からなるIアームとなっている。
On the other hand, the
これらトランスバースリンク39およびコンプレッションリンク40は、車体側と各1箇所の支持部で連結し、アクスルキャリア33側と各1箇所の取り付け部で連結している。さらに、本実施形態におけるトランスバースリンク39とコンプレッションリンク40とは、車体1Aとアクスルキャリア33とを連結する(以下、トランスバースリンク39とコンプレッションリンク40の車輪側延長線の交点を適宜「仮想アッパーピボット点PU」と称する。)。
The
これらアッパーリンク構造のうち、トランスバースリンク39は、車軸と略平行に設置してあり、車両平面視において、トランスバースリンク39の車輪側支持点TBHaは、車輪中心(車軸)よりも車両前後方向後側で車輪の車幅方向内側端より内側となっている。また、コンプレッションリンク40は、トランスバースリンク39よりも車軸に対して後方内側に傾斜(車輪側支持点CPUaより車体側支持点CPUbが車幅方向内側で車両前後方向後側となる配置)させて設置してある。
Among these upper link structures, the
そして、コンプレッションリンク40の車輪側支持点CPUaは、車輪中心よりも車両前後方向後側となっている。また、トランスバースリンク39の車体側支持点TBUbは、コンプレッションリンク40の車輪側支持点CPUaよりも車両前後方向前側となっている。また、コンプレッションリンク40の車体側支持点CPUbは、トランスバースリンク39の車体側支持点TBUbよりも車両前後方向後側となっている。
And the wheel side support point CPUa of the
このように、アッパーリンク構造を2本のリンク部材が車輪側の延長線が交差するコンプレッション型のリンク構造とすることにより、トランスバースリンク39とコンプレッションリンク40の平面視における車輪側延長線の交点が仮想アッパーピボット点PUとなる。この仮想アッパーピボット点PUは、前述した仮想ロアピボット点PLとは逆に、転舵輪17FLを旋回外輪となるように転舵したときに、車両前後方向後側に移動するとともに、車幅方向外側に僅かに移動する。
Thus, by making the upper link structure a compression-type link structure in which two link members intersect with the extension line on the wheel side, the intersection of the wheel side extension line in a plan view of the
このため、仮想ロアピボット点PLと仮想アッパーピボット点PUとが車両前後方向で互いに逆方向に移動することになる。したがって、アッパーリンク構造をAアーム等で構成してアッパーピボット点が車両平面視で車両前後方向に移動しない場合に比較してキングピン軸KSの後傾量を大きくすることができる。このため、キャスタ角を大きくすることができ、キャスタトレイルも大きくすることができ、直進性を確保することができる。 For this reason, the virtual lower pivot point PL and the virtual upper pivot point PU move in directions opposite to each other in the vehicle front-rear direction. Therefore, the rearward tilt amount of the kingpin axis KS can be increased as compared with the case where the upper link structure is constituted by an A arm or the like and the upper pivot point does not move in the vehicle front-rear direction in the vehicle plan view. For this reason, a caster angle can be enlarged, a caster trail can also be enlarged, and straight advanceability can be ensured.
以下、サスペンション装置1Bにおけるサスペンションジオメトリについて詳細に検討する。
(ラック軸力成分の分析)
図9は、転舵時におけるラックストロークとラック軸力との関係を示す図である。
図9に示すように、ラック軸力成分には、主にタイヤの捻りトルクと、車輪の持ち上げトルクとが含まれ、これらのうち、タイヤの捻りトルクが支配的である。
したがって、タイヤの捻りトルクを小さくすることで、ラック軸力を低減することができることとなる。
Hereinafter, the suspension geometry in the
(Analysis of rack axial force component)
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the rack stroke and the rack axial force during steering.
As shown in FIG. 9, the rack axial force component mainly includes a tire twisting torque and a wheel lifting torque, and of these, the tire twisting torque is dominant.
Therefore, the rack axial force can be reduced by reducing the torsional torque of the tire.
(タイヤの捻りトルク最小化)
図10は、転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡を示す図である。
図10においては、転舵時におけるタイヤ接地面中心の移動量が大きい場合と小さい場合とを併せて示している。
上記ラック軸力成分の分析結果より、ラック軸力を低減するためには、転舵時のタイヤ捻りトルクを最小化することが有効である。
転舵時のタイヤ捻りトルクを最小化するためには、図10に示すように、タイヤ接地面中心の軌跡をより小さくすれば良い。
即ち、タイヤ接地面中心とキングピン接地点を一致させることで、タイヤ捩りトルクを最小化できる。
具体的には、キャスタトレイル0mm、スクラブ半径0mm以上とすることが有効である。
(Minimizing tire twisting torque)
FIG. 10 is a diagram illustrating a trajectory of the center of the tire ground contact surface at the time of turning.
In FIG. 10, the case where the movement amount of the tire ground contact surface center at the time of turning is large and the case where it is small are shown together.
From the analysis result of the rack axial force component, in order to reduce the rack axial force, it is effective to minimize the tire twisting torque at the time of turning.
In order to minimize the tire twisting torque at the time of turning, as shown in FIG. 10, the trajectory at the center of the tire contact surface may be made smaller.
That is, the tire torsion torque can be minimized by matching the center of the tire contact surface with the kingpin contact point.
Specifically, it is effective to set the caster trail to 0 mm and the scrub radius to 0 mm or more.
(キングピン傾角の影響)
図11は、キングピン傾角とスクラブ半径とを軸とする座標において、ラック軸力の分布の一例を示す等値線図である。
図11においては、ラック軸力が小、中および大の3つの場合における等値線を例として示している。
タイヤ捻りトルク入力に対し、キングピン傾角が大きくなるほど、その回転モーメントが大きくなり、ラック軸力は大きくなる。したがって、キングピン傾角としては、一定の値より小さく設定することが望まれるが、スクラブ半径との関係から、例えばキングピン傾角15度以下とすると、ラック軸力を望ましいレベルまで小さくすることができる。
(Effect of kingpin tilt angle)
FIG. 11 is an isoline diagram showing an example of rack axial force distribution in coordinates with the kingpin tilt angle and the scrub radius as axes.
In FIG. 11, the contour lines in the case where the rack axial force is small, medium and large are shown as examples.
As the kingpin tilt angle increases with respect to tire torsion torque input, the rotational moment increases and the rack axial force increases. Therefore, it is desirable to set the kingpin tilt angle to be smaller than a certain value, but from the relationship with the scrub radius, for example, if the kingpin tilt angle is 15 degrees or less, the rack axial force can be reduced to a desired level.
なお、図11における一点鎖線(境界線)で囲んだ領域は、旋回の限界領域において、横力が摩擦の限界を超える値と推定できるキングピン傾角15度より小さく、かつ、上記タイヤ捻りトルクの観点から、スクラブ半径が0mm以上の領域を示している。本実施形態では、この領域(横軸においてキングピン傾角が15度より減少する方向で、縦軸においてスクラブ半径がゼロより増加する方向)を、より設定に適した領域としている。ただし、スクラブ半径が負の領域であっても、他の条件を本実施形態で示すものとすることで、一定の効果を得るものとなる。
In addition, the area surrounded by the one-dot chain line (boundary line) in FIG. 11 is smaller than the
具体的にスクラブ半径とキングピン傾角とを決定する場合には、例えば、図11に示すラック軸力の分布を示す等値線をn次曲線(nは2以上の整数)として近似し、上記一点鎖線で囲んだ領域の中から、n次曲線の変曲点(またはピーク値)の位置によって定めた値を採用することができる。
また、図7に示す例では、車両上面視において、転舵時に車輪中心は旋回内側に移動する。そのため、本実施形態のように、ステアリングラック部材14を車軸より前に位置させることで、ラック軸力を低減させる効果をさらに高めることができる。
Specifically, when determining the scrub radius and the kingpin tilt angle, for example, the isoline indicating the rack axial force distribution shown in FIG. 11 is approximated as an nth-order curve (n is an integer of 2 or more), and the one point A value determined by the position of the inflection point (or peak value) of the n-th order curve from the region surrounded by the chain line can be adopted.
In the example shown in FIG. 7, the wheel center moves to the inside of the turn at the time of turning in the vehicle top view. Therefore, the effect of reducing the rack axial force can be further enhanced by positioning the
図12は、ロアリンク部材が交差していないテンション型のサスペンション装置および本発明の場合におけるトー角とスクラブ半径との関係を示す図である。
図12に示すように、本発明の場合、ロアリンク部材を交差させていない場合に比べて、中立位置(トー角が0)付近でのスクラブ半径をより大きくできる。また、旋回外輪となる転舵角が大きくなる方向(図12における−方向)では、スクラブ半径がより大きくなり、ラック軸力をより小さくできる。
また、キャスタ角を0度とすることは、サスペンション剛性を向上させることができる。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the toe angle and the scrub radius in the case of the tension type suspension device in which the lower link members do not intersect and the present invention.
As shown in FIG. 12, in the case of the present invention, the scrub radius near the neutral position (toe angle is 0) can be made larger than in the case where the lower link members are not crossed. Moreover, in the direction (the minus direction in FIG. 12) in which the turning angle that becomes the turning outer wheel becomes larger, the scrub radius becomes larger and the rack axial force can be made smaller.
Also, setting the caster angle to 0 degrees can improve the suspension rigidity.
さらに、図13は、キングピン軸KSの路面着地点と横力との関係を示す図である。この図13では、キングピン軸KSの路面着地点を車両前方側から車両後方側に符号1〜5で表している。キャスタトレイル0mmとすることは、キングピン軸KSの路面着地点と横力との関係を図13において符号3で示すように、キングピン軸KSの路面着地点がタイヤ接地面におけるタイヤ接地中心点(着力点)Oに一致させることを意味し、これによって横力低減効果をより向上させることができる。
Further, FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the road landing point of the kingpin axis KS and the lateral force. In FIG. 13, road landing points of the kingpin axis KS are denoted by
なお、タイヤ接地中心点(着力点)Oを含むタイヤ接地面内のキングピン軸KSの接地点が前方側の符号2及び後方側の符号4である場合にも、キングピン軸KSの接地点が符号1及び符号5で示すようにタイヤ接地面から前後方向に外れた位置とする場合に比較して横力を小さくすることができる。特に、キングピン軸KSの路面着地点がタイヤ接地中心点(着力点)Oより車両前方側である場合の方がタイヤ接地中心点(着力点)Oより車両後方とした場合に比較して横力を小さく抑制することができる。
Even when the ground contact point of the kingpin axis KS within the tire ground contact surface including the tire ground contact center point (adhesion point) O is the
(ポジティブスクラブによる直進性確保)
前述した図6(b)は、ポジティブスクラブとした場合のセルフアライニングトルクを説明する概念図である。
図6(b)に示すように、タイヤに働く復元力(セルフアライニングトルク)は、キャスタトレイル、ニューマチックトレイルの和に比例して大きくなる。
ここで、ポジティブスクラブの場合、キングピン軸の接地点から、タイヤ接地中心を通るタイヤの横すべり角β方向の直線に下ろした垂線の足の位置によって定まるホイールセンタからの距離εc(図6(b)参照)をキャスタトレイルとみなすことができる。
そのため、ポジティブスクラブのスクラブ半径が大きければ大きいほど、転舵時にタイヤに働く復元力は大きくなる。
(Ensuring straightness by positive scrub)
FIG. 6B described above is a conceptual diagram for explaining the self-aligning torque in the case of a positive scrub.
As shown in FIG. 6B, the restoring force (self-aligning torque) acting on the tire increases in proportion to the sum of the caster trail and the pneumatic trail.
Here, in the case of positive scrubbing, the distance εc from the wheel center determined by the position of the foot of the perpendicular line drawn from the contact point of the kingpin shaft to the straight line in the direction of the side slip angle β of the tire passing through the tire contact center (FIG. 6B) Can be considered a caster trail.
Therefore, the greater the scrub radius of the positive scrub, the greater the restoring force acting on the tire during turning.
本実施形態においては、キングピン軸の設定をポジティブスクラブとすると共に、ロアリンク部材を交差させない場合に比べて、初期スクラブ半径を大きく確保できることで、キャスタ角を0に近づけることによる直進性への影響を低減するものである。また、ステアバイワイヤ方式を採用していることから、転舵アクチュエータ8によって最終的に目的とする直進性を確保することができる。
In the present embodiment, the setting of the kingpin axis is positive scrub and the initial scrub radius can be secured larger than when the lower link member is not crossed. Is reduced. In addition, since the steer-by-wire system is adopted, it is possible to ensure the final straightness by the steered
(サスペンション装置の作用)
次に、本実施形態に係るサスペンション装置1Bの作用について説明する。
本実施形態に係るサスペンション装置1Bでは、2つのロアリンク部材をIアームとしている。そして、コンプレッションリンク37をアクスルキャリア33から車両前後方向後側で車幅方向内側となる斜め後方に延長して設置し、テンションリンク38をコンプレッションリンク37と交差する状態で、アクスルキャリア33の下端から車両前後方向前側で車幅方向内側となる斜め前方に斜行させて設置している。具体的には、コンプレッションリンク37の車輪側支持点TBLaは、車輪中心よりも車両前後方向前側、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaは、車輪中心よりも車両前後方向後側となっている。また、コンプレッションリンク37の車体側支持点TBLbは、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaよりも車両前後方向後側、テンションリンク38の車体側支持点TSLbは、コンプレッションリンク37の車輪側支持点TBLaよりも車両前後方向前側となっている。
(Operation of suspension device)
Next, the operation of the
In the
上記サスペンション構造とした場合、図6(a)に示すように、車両前後方向の力が支配的な状況において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の力(車両後方向きの力)に対し、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaは車両外向きに移動する。また、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaは車両内向きに移動する。そのため、入力する車両後方向きの力に対して、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
In the case of the above suspension structure, as shown in FIG. 6 (a), in the situation where the force in the vehicle front-rear direction is dominant, the force in the vehicle front-rear direction input to the tire contact point (force in the vehicle rearward direction) The wheel side support point CPLa of the
また、上記サスペンション構造において、図6(a)に示すように、各ロアリンク構造および各アッパーリンク構造について車輪側支持点TBLa,TSLaおよびTBUa,TBUbと車体側支持点TBLb,TSLbおよびTBUb,TSBbとを結ぶ直線を仮想する。すると、ロアリンク構造についてはそれら直線の交点が、仮想ロアピボット点PLとなり、アッパーリンク構造については車輪側の延長線の交点が仮想アッパーピボット点PUとなる。これら仮想ロアピボット点PLおよびPUを結ぶ直線がキングピン軸KSとなる。 In the suspension structure, as shown in FIG. 6A, the wheel side support points TBLa, TSLa and TBUa, TBUb and the vehicle body side support points TBLb, TSLb and TBUb, TSBb for each lower link structure and each upper link structure. Imagine a straight line connecting Then, for the lower link structure, the intersection of these straight lines becomes the virtual lower pivot point PL, and for the upper link structure, the intersection of the extension lines on the wheel side becomes the virtual upper pivot point PU. A straight line connecting these virtual lower pivot points PL and PU is a kingpin axis KS.
本実施形態では、このキングピン軸KSがタイヤ接地面内を通るように設定されている。また、このキングピン軸KSをキャスタトレイルがタイヤ接地面内に位置する設定としている。
より具体的には、例えば、キングピン軸の設定を、キャスタ角略0度、キャスタトレイル0mm、スクラブ半径0mm以上のポジティブスクラブとしている。また、キングピン傾角については、スクラブ半径をポジティブスクラブとできる範囲で、より小さい角度となる範囲(例えば15度以下)で設定する。
In the present embodiment, the kingpin axis KS is set so as to pass through the tire ground contact surface. The kingpin axis KS is set so that the caster trail is located within the tire ground contact surface.
More specifically, for example, the setting of the kingpin axis is a positive scrub having a caster angle of approximately 0 degrees, a caster trail of 0 mm, and a scrub radius of 0 mm or more. The kingpin inclination angle is set within a range where the scrub radius can be a positive scrub and a smaller angle (for example, 15 degrees or less).
このようなサスペンションジオメトリとすることにより、転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡がより小さいものとなり、タイヤ捻りトルクを低減できる。
そのため、ラック軸力をより小さいものとできることから、キングピン軸周りのモーメントをより小さくでき、転舵アクチュエータ8の出力を低減することができる。また、より小さい力で車輪の向きを制御できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
By setting it as such a suspension geometry, the locus | trajectory of the tire ground-contact surface center at the time of steering becomes smaller, and a tire torsion torque can be reduced.
Therefore, since the rack axial force can be made smaller, the moment around the kingpin axis can be made smaller, and the output of the
さらに、ロアリンク部材を交差させて設置することにより、ロアリンク部材の支持点を車輪中心に近い位置とできるため、アクスルキャリア33の重量を低減することができる。
本実施形態におけるサスペンション装置1Bでは、2つのロアリンク部材を交差させて設置しているため、仮想ロアピボット点PLをタイヤ接地面中心よりも車体内側に配置し易い構造となっている。
そのため、キングピン傾角を0度に近づけ易くなるとともに、スクラブ半径をポジティブスクラブ側に大きく取ることが容易となる。
Further, by installing the lower link members so as to intersect with each other, the support point of the lower link member can be located close to the center of the wheel, so that the weight of the
In the
Therefore, it becomes easy to make the kingpin inclination angle close to 0 degrees, and it becomes easy to make the scrub radius large on the positive scrub side.
また、キャスタ角を略0度、キャスタトレイルを0mmとしたことに伴い、サスペンション構造上の直進性に影響が生じる可能性があるところ、ポジティブスクラブに設定することにより、その影響を軽減している。さらに、転舵アクチュエータ8による制御と併せて、直進性を確保している。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
また、キングピン傾角を一定の範囲に制限したことに対しては、転舵アクチュエータ8での転舵を行うので、運転者が操舵操作に重さを感じることを回避できる。また、路面からの外力によるキックバックについても、転舵アクチュエータ8によって外力に対抗できるため、運転者への影響を回避できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
In addition, since the caster angle is set to approximately 0 degrees and the caster trail is set to 0 mm, there is a possibility that the straight traveling performance on the suspension structure may be affected. By setting the positive scrub, the influence is reduced. . Further, in addition to the control by the
Further, since the turning by the turning
以上のように、本実施形態に係るサスペンション装置1Bでは、ロアリンク構造についてはコンプレッションリンク37を車両前後方向前側で車幅方向内側の斜め後方に延長して設置し、車両平面視において、テンションリンク38をコンプレッションリンク37と交差させて配置した。そのため、仮想ロアピボット点PLを車幅方向において車体内側に近づけることができる。そして、この仮想ロアピボット点PL及び仮想アッパーピボット点PUが定義するキングピン軸KSを、キングピン傾角が小さいものとし、キングピン軸KSがタイヤ接地面内を通り、またタイヤ接地面内にキャスタトレイルが位置する設定としたため、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。
したがって、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、操縦性・安定性を向上させることができる。
As described above, in the
Accordingly, the steering can be performed with a smaller rack axial force, and the direction of the wheel can be controlled with a smaller force, so that the maneuverability and stability can be improved.
また、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる結果、ステアリングラック部材14およびタイロッド15に加わる負荷を低減でき、部材を簡素化することができる。
また、ステアバイワイヤを実現するための転舵アクチュエータ8として、駆動能力のより低いものを用いることができ、車両の低コスト化および軽量化を図ることができる。
例えば、従来のステアバイワイヤ方式のサスペンション装置と比較した場合、本発明の構成では、主にロアリンク部材の簡素化と転舵アクチュエータ8の小型化によって、重量において約10%、コストにおいて約50%を低減することができる。
Further, since the moment around the kingpin axis can be further reduced, the load applied to the
Further, as the
For example, when compared with a conventional steer-by-wire type suspension device, the configuration of the present invention is approximately 10% in weight and approximately 50% in cost mainly due to simplification of the lower link member and downsizing of the
また、転舵時においてキャスタトレイルが増加する構造であるため、高い横加速度が発生する旋回時において、転舵角の切れ増しが生ずることを抑制できる。
また、旋回外輪としての転舵時に、ロアリンク構造の仮想ロアピボット点PLが車両前後方向前側に移動することにより、キャスタ角を大きくしてキャスタトレイルを大きくすることができる。しかも、アッパーリンクの仮想アッパーピボット点PUは仮想ロアピボット点PLとは逆に車両前後方向後側に移動するため、キャスタ角をより大きくすることができるとともに、キャスタトレイルもより大きくすることができ、直進性が高められアンダーステア傾向となる。
In addition, since the caster trail increases at the time of turning, it is possible to suppress the turning angle from increasing when turning at a high lateral acceleration.
Further, at the time of turning as a turning outer wheel, the virtual lower pivot point PL of the lower link structure moves forward in the vehicle front-rear direction, so that the caster angle can be increased and the caster trail can be increased. Moreover, since the virtual upper pivot point PU of the upper link moves to the rear side in the vehicle front-rear direction contrary to the virtual lower pivot point PL, the caster angle can be increased and the caster trail can be increased. Straightness is improved and there is an understeer tendency.
したがって、この転舵時の直進性が高められる点を、ステアバイワイヤシステムSBWによって転舵アクチュエータ8を制御することにより、必要な転舵力をステアリングラック部材14およびタイロッド15を介して転舵輪17FL及び17FRに伝達して、良好な転舵特性を得ることができる。
Therefore, by controlling the steered
一方、ステアバイワイヤシステムSBWで、後述する異常判定処理によって異常を検出して転舵アクチュエータ8の制御を行うことができない場合に、旋回外輪となる転舵状態で直進性を高めることができるので、走行安定性を確保することができる。したがって、旋回時に走行安定性を確保してフェイルセーフ機能を発揮することができる。
これに加えて、旋回外輪となる転舵時にキャスタ角は増加することになるがポジティブスクラブの変化およびキングピン傾角の変化は抑制することができ、これらによる直進性の変化を抑制することができる。
On the other hand, in the steer-by-wire system SBW, when it is not possible to control the turning
In addition to this, the caster angle increases at the time of turning as a turning outer wheel, but the change in the positive scrub and the change in the kingpin tilt angle can be suppressed, and the change in the straightness due to these can be suppressed.
また、本発明においては、ロアリンク構造としてコンプレッションリンク37を、車両斜め後方に延長して設置し、車両平面視において、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaを、車輪中心よりも車両前後方向前側としている。また、テンションリンク38を、コンプレッションリンク37とは逆に車軸に対して車両斜め前方に延長して設置している。そして、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaを、車輪中心よりも車両前後方向後側としている。また、コンプレッションリンク37の車体側支持点CPLbを、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaよりも車両前後方向前側としている。また、テンションリンク38の車体側支持点TSLbを、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaよりも車両前後方向前側としている。
Further, in the present invention, the
このようなロアリンク構造とした場合、車輪に横力(ホイールセンタより後方側の着力点に車両内向きの力)が入力したとき、コンプレッションリンク37の車輪側支持点CPLaは車両外向きに移動し、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaは車両内向きに移動する。したがって、入力する横力に対して、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
In the case of such a lower link structure, when a lateral force (force inward to the applied force point on the rear side of the wheel center) is input to the wheel, the wheel side support point CPLa of the
また、本発明においては、タイロッド15の車輪側の支持点Xaがコンプレッションリンク37およびテンションリンク38の車輪側支持点CPLa,TSLaよりも車幅方向外側に位置している。また、タイロッド15の車体側支持点Xbが車輪側支持点Xaよりも車両前後方向後側に位置している。
このようなリンク配置とした場合、車両前後方向の力が支配的な状況において、タイヤ接地点に入力した車両前後方向の力(車両後方向きの力)に対し、コンプレッションリンク37の車輪側支持点TBLaは車両外向きに移動する。また、タイロッド15の車輪側支持点Xaは車体側支持点Xbを中心に回転して車両外向きに移動し、テンションリンク38の車輪側支持点TSLaは車幅方向内向きに移動する。そのため、車輪をトーアウト方向に向けるコンプライアンスステアを実現することができる。
したがって、本発明によれば、車両用サスペンション装置において、車両前後方向の力に対するコンプライアンスステア特性をより適切なものとすることが可能となる。
Further, in the present invention, the wheel side support point Xa of the
In such a link arrangement, in a situation where the vehicle longitudinal force is dominant, the wheel side support point of the
Therefore, according to the present invention, in the vehicle suspension device, the compliance steer characteristic with respect to the force in the vehicle longitudinal direction can be made more appropriate.
図14は、本発明に係るサスペンション装置1Bと比較例とにおける(a)横力コンプライアンスステアおよび(b)横剛性を示す図である。
図14において、比較例として、ロアリンク部材が交差していないロアリンク構造のサスペンションを想定している。
図14に示すように、本発明に係るサスペンション装置1Bの構成とした場合(図14中の実線)、比較例(図14中の破線)に対し、横力コンプライアンスステアは35%向上し、横剛性は29%向上している。
FIG. 14 is a diagram showing (a) lateral force compliance steer and (b) lateral stiffness in the
In FIG. 14, as a comparative example, a suspension having a lower link structure in which the lower link members do not intersect is assumed.
As shown in FIG. 14, in the case of the configuration of the
また、図15は、本発明に係るサスペンション装置1Bと比較例とにおける前後力コンプライアンスステアを示す図である。
図15において、比較例として、ロアリンク部材が交差していないロアリンク構造のサスペンションを想定している。
図15に示すように、本発明に係るサスペンション装置1Bの構成とした場合(図15中の実線)、比較例(図15中の破線)に対し、前後力コンプライアンスステアは28%向上している。
FIG. 15 is a diagram showing the longitudinal force compliance steer in the
In FIG. 15, as a comparative example, a suspension having a lower link structure in which the lower link members do not intersect is assumed.
As shown in FIG. 15, in the case of the configuration of the
なお、本実施形態において、車輪17FR,17FL,17RR,17RLがタイヤホイール、タイヤおよびホイールハブ機構WHに対応し、コンプレッションリンク37および40がコンプレッションリンク部材に、テンションリンク38がテンションリンク部材に対応し、トランスバースリンク39がトランスバースリンク部材に対応し、ロアリンク構造を構成するコンプレッションリンク37およびテンションリンク38のリンク配置とアッパーリンク構造を構成するトランスバースリンク39およびコンプレッションリンク40のリンク配置がピボット点移動部に対応する。また、タイロッド15がタイロッドに対応する。
In this embodiment, the wheels 17FR, 17FL, 17RR, and 17RL correspond to the tire wheel, the tire, and the wheel hub mechanism WH, the compression links 37 and 40 correspond to the compression link member, and the
(コントロール/駆動回路の具体的構成例)
次に、コントロール/駆動装置ユニット26を実現する具体的な構成例を図16〜図19について説明する。
コントロール/駆動装置ユニット26は、図16に示すように、転舵制御装置50を備えている。この転舵制御装置50は、目標転舵角演算部51、転舵角制御部52、直進性補完部53、外乱補償部54、遅延制御部56、転舵角偏差演算部58、転舵モータ制御部59、電流偏差演算部60およびモータ電流制御部62を備えている。
(Specific configuration example of control / drive circuit)
Next, specific configuration examples for realizing the control /
As shown in FIG. 16, the control /
目標転舵角演算部51は、車速Vおよび操舵角センサ4で検出した操舵角θsが入力され、これらに基づいて目標転舵角δ*を算出する。
転舵角制御部52は、コンプライアンスステアによる転舵輪17FLおよび17FRの舵角の変化量ΔflおよびΔfrを算出する。これら変化量ΔflおよびΔfrは、左右の駆動輪である転舵輪17FLおよび17FRの駆動力を配分制御する駆動力制御装置64から出力される左右輪の駆動力TLおよびTRとロアリンク構造を構成するコンプレッションリンク37およびテンションリンク38のブッシュの撓みに応じたコンプライアンスステア係数afとに基づいて下記(1)式および(2)式の演算を行うことにより算出する。そして、算出した変位量ΔflおよびΔfrの変位量差を算出して転舵角制御値としてのコンプライアンスステア制御値Ac(=Δfl−Δfr)を算出する。
Δfl=af・TL …………(1)
Δfr=af・TR …………(2)
The target turning
The steered
Δfl = af · TL (1)
Δfr = af · TR (2)
直進性補完部53は、駆動輪駆動力を配分制御する駆動力制御装置64から出力されるからの左右輪の駆動力TLおよびTRが入力されると共に、操舵トルクセンサ5で検出された操舵トルクTsが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクTsaを算出し、算出したセルフアライニングトルクTsaに所定舵角補正ゲインKsaを乗算して直進性担保値としてのセルフアライニングトルク制御値Asa(=Ksa・Tsa)を算出する。
ここで、直進性補完部53におけるセルフアライニングトルクTsaの算出は、先ず、左右輪の駆動力TRおよびTLの駆動力差ΔT(=TL−TR)を算出し、算出した駆動力差ΔTをもとに図17に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクThを推定する。
The
Here, the calculation of the self-aligning torque Tsa in the
発生トルク推定制御マップは、スクラブ半径が正である、すなわちポジティブスクラブである車両用に設定されている。この発生トルク推定制御マップは、図17に示すように、横軸に駆動力差ΔTを、縦軸に発生トルクThをそれぞれとり、駆動力差ΔTが零から正方向に増加する、すなわち、左輪駆動力TLが右輪駆動力TRを上回って増加するときには、これに比例して発生トルクThが零から車両を右旋回させる方向(正方向)に増加するように設定されている。 The generated torque estimation control map is set for a vehicle whose scrub radius is positive, that is, positive scrub. As shown in FIG. 17, the generated torque estimation control map has the driving force difference ΔT on the horizontal axis and the generated torque Th on the vertical axis, and the driving force difference ΔT increases from zero to the positive direction. When the driving force TL increases above the right wheel driving force TR, the generated torque Th is set so as to increase in proportion to this in the direction of turning the vehicle to the right (positive direction).
一方、駆動力差ΔTが零から負方向に増加する、すなわち右輪駆動力TRが左輪駆動力TLを上回って増加するときには、これに比例して発生トルクThが零から車両を左旋回させる方向(負方向)に増加するように設定されている。
そして、直進性補完部53では、操舵トルクセンサ5で検出した操舵トルクTsから発生トルクThを減じてセルフアライニングトルクTsaを算出する。
なお、セルフアライニングトルクTsaの算出は、上述したように左右の駆動力差ΔTに基づいて算出する場合に限らず、左右の制動力差に基づいて同様に算出することができる。
On the other hand, when the driving force difference ΔT increases from zero to the negative direction, that is, when the right wheel driving force TR increases above the left wheel driving force TL, the generated torque Th is proportionally proportional to the direction in which the vehicle turns left from zero. It is set to increase in the (negative direction).
The
The calculation of the self-aligning torque Tsa is not limited to the calculation based on the left and right driving force difference ΔT as described above, and can be similarly calculated based on the left and right braking force difference.
また、セルフアライニングトルクTsaの算出は、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサおよび車両の横加速度Gyを検出する横加速度センサを設け、車両の運動方程式に基づいてヨーレートの微分値と横加速度Gyとに基づいて横力Fyを算出し、この横力Fyにニューマチックトレイルεnを乗算することにより、算出することができる。
さらには、ステアリングホイール2の操舵角θsと、セルフアライニングトルクTsaとの関係を車速Vをパラメータとして実測するかまたはシミュレーションによって算出した制御マップを参照して操舵角センサ4で検出した操舵角θsと車速Vとに基づいてセルフアライニングトルクTsaを算出することもできる。
For calculating the self-aligning torque Tsa, a yaw rate sensor for detecting the yaw rate γ of the vehicle and a lateral acceleration sensor for detecting the lateral acceleration Gy of the vehicle are provided, and the differential value of the yaw rate and the lateral acceleration Gy based on the motion equation of the vehicle are provided. Is calculated by multiplying the lateral force Fy by the pneumatic trail εn.
Furthermore, the steering angle θs detected by the
また、転舵アクチュエータを構成する電動モータの慣性J、静摩擦係数Frを定数として予め求め、モータ角速度ωm、モータ角加速度αmおよび転舵アクチュエータ8で発生する転舵トルクTm(転舵トルクTmに比例する後述する目標駆動電流im*で代用)に基づいて下式の演算を行うことにより、セルフアライニングトルクTsaを算出するようにしてもよい。
Tsa(s)=Tm(s)−J・αm(s)−Fr・sin(ωm(s))
ここで、sはラプラス演算子である。
Further, the inertia J and static friction coefficient Fr of the electric motor constituting the steering actuator are obtained in advance as constants, the motor angular velocity ωm, the motor angular acceleration αm, and the steering torque Tm generated by the steering actuator 8 (proportional to the steering torque Tm). The self-aligning torque Tsa may be calculated by performing the following expression based on a target drive current im * described later.
Tsa (s) = Tm (s) −J · αm (s) −Fr · sin (ωm (s))
Here, s is a Laplace operator.
外乱補償部54は、操舵トルクセンサ5からの操舵トルクTs、転舵アクチュエータ角度センサ9からの回転角θmo、およびモータ電流検出部61からのモータ電流imrが入力され、車両に入力される外乱を周波数帯域毎に分離してそれぞれ推定し、これらの外乱を抑制するための外乱補償値Adisを算出する。
この外乱補償部54では、例えば特開平2007−237840号公報に記載されているように、運転者による操舵入力である操舵トルクTsと転舵アクチュエータ8による転舵入力を制御入力とし、実際の操舵状態量を制御量とするモデルにおいて、前記制御入力をローパスフィルタに通した値と、前記制御量を前記モデルの逆特性と前記ローパスフィルタとに通した値との差に基づいて外乱を推定する複数の外乱推定部を有する。各外乱推定部は、ローパスフィルタのカットオフ周波数を異ならせることにより、外乱を複数の周波数帯域毎に分離する。
The
In the
そして、外乱補償部54および直進性補完部53で算出された外乱補償値Adisおよびセルフアライニングトルク制御値Asaが加算器55aで加算される。この加算器55aの加算出力と転舵角制御部52で演算されたコンプライアンスステア制御値Acとが加算器55bで加算されて直進性担保制御値δaを算出する。この直進性担保制御値δaは、遅延制御部56に供給される。
ここで、図16に示すように、転舵角制御部52、直進性補完部53、外乱補償部54および加算器55a,55bで直進性担保部SGを構成し、この直進性担保部SGと以下に述べる遅延制御部56とで転舵応答性設定部SRSを構成している。
Then, the disturbance compensation value Adis and the self-aligning torque control value Asa calculated by the
Here, as shown in FIG. 16, the turning
遅延制御部56は、図16に示すように、操舵開始検出部56a、単安定回路56b、ゲイン調整部56cおよび乗算器56dを有する。
操舵開始検出部56aは、操舵角センサ4で検出した操舵角θsに基づいて中立位置を維持する状態から右操舵または左操舵したタイミングを検出して中立状態からの操舵開始を表す操舵開始信号SSを単安定回路56bに出力する。
As shown in FIG. 16, the
The steering
また、単安定回路56bは操舵開始検出部56aから出力される操舵開始信号に基づいて所定の遅延時間例えば0.1秒の間オン状態となる制御開始遅延信号をゲイン調整部56cに出力する。
ゲイン調整部56cは、制御開始遅延信号がオン状態であるときに、制御ゲインGaを“0”に設定し、制御開始遅延信号がオフ状態であるときに制御ゲインGaを“1”に設定し、設定した制御ゲインGaを乗算器56dに出力する。
乗算器56dでは、直進性担保部SGから出力される直進性担保制御値δaが入力され、この直進性担保制御値δaに制御ゲインGaを乗算し、乗算結果を目標転舵角演算部51からの目標転舵角δ*が入力された加算器56eに供給する。
Further, the
The
In the
したがって、遅延制御部56では、操舵開始検出部56aで中立状態を維持している状態から右操舵または左操舵を行った操舵開始状態を検出したときに、直進性担保部SGで算出された直進性担保制御値δaを目標転舵角δ*に加算する直進性担保制御を単安定回路56bで設定される所定時間例えば0.1秒間停止させるようにゲイン調整部56cで、直進性担保制御値δaに乗算する制御ゲインGaを“0”に設定する。そして、ゲイン調整部56cでは、0.1秒経過後に単安定回路56bの出力信号がオフ状態に反転すると、ゲイン調整部56cで、直進性担保制御値δaを目標転舵角δ*に加算する直進性担保制御を開始するように制御ゲインGaを“1”に設定する。
Therefore, when the
また、遅延制御部56は、ステアリングホイール2の操舵が継続されているときには、操舵開始検出部56aで中立状態からの操舵開始を検出しないので、単安定回路56bの出力がオフ状態を維持することにより、ゲイン調整部56cで制御ゲインGaが“1”に設定される。このため、直進性担保部SGで演算された直進性担保制御値δaをそのまま加算器56eに供給する。このため、目標転舵角δ*に直進性担保制御値δaと制御ゲインGaとの乗算置Ga・δaが加算されて直進性担保制御が行われる。
Further, when the
転舵角偏差演算部58は、加算器56cから出力される目標転舵角δ*に直進性担保制御値δaが加算された加算後目標転舵角δ*aからアクチュエータ8を構成する転舵モータ8aの転舵アクチュエータ角度センサ9から出力される実転舵角δrを減算して転舵角偏差Δδを算出し、算出した転舵角偏差Δδを転舵モータ制御部59に出力する。
転舵モータ制御部59は、入力される角度偏差Δδが零となるようにアクチュエータ8を構成する転舵モータ8aの目標駆動電流im*を算出し、算出した目標駆動電流im*を電流偏差演算部60に出力する。
The turning angle
The steered
電流偏差演算部60は、入力される目標駆動電流im*からアクチュエータ8を構成する転舵モータ8aに供給するモータ電流を検出するモータ電流検出部61から出力される実モータ駆動電流imrを減算して電流偏差Δiを算出し、算出した電流偏差Δiをモータ電流制御部62に出力する。
モータ電流制御部62は、入力される電流偏差Δiが零となるように、すなわち、実モータ駆動電流imrが目標駆動電流im*に追従するようにフィードバック制御し、実モータ駆動電流imrを転舵モータ8aに出力する。
The
The motor
ここで、転舵角偏差演算部58、転舵モータ制御部59、電流偏差演算部60、モータ電流検出部61、モータ電流制御部62でアクチュエータ制御装置63が構成されている。このアクチュエータ制御装置63は、転舵アクチュエータ8を構成する転舵モータ8aの回転角度を検出する転舵アクチュエータ角度センサ9で検出した回転角度δrが目標転舵角δ*と一致するように制御する。このため、車両が直進走行状態であって、目標転舵角δ*が“0”となったときに、この目標転舵角δ*に回転角度δrが一致するように制御するので、前述した直進性担保部SGを主直進性担保部としたときに、副直進性担保部を構成することになる。
Here, the turning angle
(転舵制御装置の作用)
次に、上記第1実施形態における転舵制御装置の作用を図18および図19を伴って説明する。
今、ステアリングホイール2を中立位置に保持して直進走行しているものとする。
この直進走行状態では、目標転舵角演算部51で演算される目標転舵角δ*が零となる。このとき、ステアリングホイール2が中立位置を保持しているので、左右の駆動輪となる転舵輪17FLおよび17FRの駆動力または制動力が等しくなる。このため、転舵角制御部52で前記(1)式および(2)式で算出されるコンプライアンスステアによる転舵輪17FLおよび17FRの舵角の変位量ΔflおよびΔfrは等しい値となる。このため、コンプライアンスステア補正量Acは変位量Δflから変位量Δfr減算した値であるので、コンプライアンスステア補正量Acは零となる。
(Operation of the steering control device)
Next, the operation of the steering control device in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
Now, it is assumed that the vehicle is traveling straight with the
In this straight traveling state, the target turning angle δ * calculated by the target turning
同様に、直進性補完部53でも、駆動力TLおよびTRが等しいので、駆動力差ΔTが零となることにより、図17に示す発生トルク推定制御マップを参照して算出される発生トルクThも零となる。一方、直進走行状態でステアリングホイール2を操舵していないので、操舵トルクTsも零であり、セルフアライニングトルクTsaも零となって、セルフアライニングトルク制御値Asaも零となる。
Similarly, since the driving force TL and TR are also equal in the straight
一方、外乱補償部54では、外乱を抑制する回覧補償値Adisが算出される。したがって、直進性担保制御値δaは回覧補償値Adisのみの値となる。この直進性担保制御値δaが遅延制御部56の乗算器56dに供給される。
この遅延制御部56では、操舵開始検出部56aで操舵開始が検出されないので、単安定回路56bの出力はオフ状態を維持する。このため、ゲイン調整部56cでは制御ゲインGaが“1”に設定され、この制御ゲインGaが乗算器56dへ供給される。この乗算器56dからは、直進性担保制御値δaがそのまま加算器56eに供給されて、零の目標転舵角δ*に加算される。したがって、外乱補償値Adisに応じた加算後目標転舵角δ*aが算出され、この加算後目標転舵角δ*aに一致するようにアクチュエータ8の転舵モータ8aの転舵角が制御される。このため、外乱の影響を除去した直進走行を行うことができる。
On the other hand, the
In the
したがって、路面の段差や前輪17FRおよび17FLの路面摩擦係数が異なることなどにより、路面からの入力による外乱によって前輪17FRおよび17FLが転舵された場合には、転舵アクチュエータ8が回転される。これに応じて転舵アクチュエータ角度センサ9で検出される回転角θmoが変化することにより、この回転角θmoの変化に応じた外乱補償値Adisが出力される。
このため、外乱補償値Adisにしたがって転舵アクチュエータ8が制御されて、サスペンション装置1Bの路面入力による転舵に抗するトルクを発生することができる。したがって、直進性担保部SGでサスペンション装置1Bの直進性を担保することができる。
Therefore, when the front wheels 17FR and 17FL are steered due to disturbance caused by input from the road surface due to differences in road surface steps and road surface friction coefficients of the front wheels 17FR and 17FL, the turning
For this reason, the turning
また、車両の直進走行状態で、外乱補償部54で外乱を検出していない場合には、直進性担保部SGで算出される直進性担保制御値δaが零となり、目標転舵角演算部51から出力される目標転舵角δ*も零となるので、加算器56eから出力される加算後目標転舵角δ*も零となる。
このため、アクチュエータ制御装置63によって、転舵アクチュエータ8を構成する転舵モータ8aに転舵角変位が生じると、この転舵角変位を解消するようにアクチュエータ制御装置63でモータ電流imrを出力するので、転舵輪17FRおよび16FLが直進走行状態の転舵角に戻される。したがって,アクチュエータ制御装置63で直進性を担保することができる。
In addition, when the vehicle is traveling straight and no disturbance is detected by the
For this reason, when the turning angle displacement occurs in the turning
ところが、ステアリングホイール2を中立位置に保持した直進走行状態を維持している状態からステアリングホイール2を右(または左)に操舵する状態となると、この直進走行状態からの操舵による旋回状態への移行が操舵開始検出部56aで検出される。
このため、単安定回路56bから所定時間例えば0.1秒間オン状態となる制御遅延信号がゲイン調整部56cに出力される。したがって、ゲイン調整部56cで、制御遅延信号がオン状態を継続している間制御ゲインGaが“0”に設定される。このため、乗算器56dから出力される乗算出力は“0”となり、直進性担保制御値δaの加算器56eへの出力が停止される。
したがって、ステアリングホイール2の中立位置から操舵を開始した時点から0.1秒の初期応答期間T1の間は制御ゲインGaが“0”に設定されるので、乗算器56dから出力される乗算出力が“0”となり、目標転舵角δ*に対する直進性担保制御が図19(b)で実線図示のように停止される。
However, when the
For this reason, the control delay signal that is in the ON state for a predetermined time, for example, 0.1 second is output from the
Therefore, since the control gain Ga is set to “0” during the initial response period T1 of 0.1 seconds from the time when the steering is started from the neutral position of the
このため、操舵角センサ4で検出した操舵角θsが目標転舵角演算部51に供給され、この目標転舵角演算部51で演算された目標転舵角δ*がそのまま転舵角偏差演算部58に供給される。このため、目標転舵角δ*に一致するように転舵モータ8aが回転駆動される。この間、直進性担保部SGにおける直進性担保制御が停止される。
したがって、初期応答期間T1では、キングピン軸KSの路面接地点がタイヤの接地面内の接地中心位置に設定され、且つキャスタ角が零に設定されたサスペンション装置1Bによる転舵が開始される。
Therefore, the steering angle θs detected by the
Therefore, in the initial response period T1, the turning by the
このとき、サスペンション装置1Bのキャスタ角が零に設定されている。このキャスタ角と転舵応答性と操縦安定性との関係は、図18(a)に示すように、キャスタ角が略零であるときには転舵応答性が高い状態(転舵応答性を重視した状態)をとなるが、操縦安定性を確保することはできない、すなわち、キャスタ角に対する転舵応答性と操縦安定性とはトレードオフの関係が存在する。
このため、中立位置から操舵を開始した初期状態では、ステアバイワイヤ制御による直進性担保制御は実行されないことにより、この初期転舵をサスペンション装置1Bが賄うことになる。
At this time, the caster angle of the
For this reason, in the initial state where the steering is started from the neutral position, the straight travel guarantee control by the steer-by-wire control is not executed, and the
この初期応答期間T1では、サスペンション装置1Bは、上述したように、キャスタ角が略零あり、転舵応答性が高いので、図19(a)で実線図示の特性線L1で示すように、一点鎖線図示の特性線L2で示す一般的なステアバイワイヤ形式の操舵系を有する車両における転舵応答特性(ヨーレイト)より高い転舵応答特性(ヨーレイト)とすることができる。このとき、運転者のステアリングホイール2の操舵による操舵角変化に対応した転舵角変化となるので、運転者に違和感を与えることはない。
In the initial response period T1, as described above, the
ところが、サスペンション装置1Bによる転舵応答性のみで初期応答期間T1を越えて転舵を継続すると、図19(a)で破線図示の特性線L3のように中期応答期間T2および後期応答期間T3で操舵による車両の転舵応答性が敏感になる。また、中期応答期間T2から後期応答期間T3に掛けての車両の内側への巻き込み現象が大きくなってしまう。
このため、上記第1実施形態では、図19(b)に示すように、初期応答期間T1が経過する例えば0.1秒後に、転舵角制御部52、直進性補完部53および外乱補償部54で構成される直進性担保部SGによる目標転舵角δ*に対する直進性担保制御がステップ状に開始される。このため、サスペンション装置1Bによる車両の転舵応答性を抑制して車両のふらつきを抑制するとともに、図18(b)で点線図示のように、ステアバイワイヤ制御によってサスペンション装置1Bの直進性を補完して、操縦安定性を確保することができる。
However, if the steering is continued beyond the initial response period T1 only by the steering response by the
For this reason, in the first embodiment, as shown in FIG. 19B, for example, 0.1 seconds after the initial response period T1 elapses, the turning
その後、中期応答期間T2が終了する例えば0.3秒経過後には、直進性担保部SGによる直進性担保制御により一般的な車両の転舵応答特性に比較しても転舵応答特性をより抑制してアンダーステア傾向とすることができる。これにより、図19(a)で実線図示の特性線L1で示すように、操縦安定性を向上させることができ、特性線L1で示す理想的な車両の転舵応答特性を実現することができる。 Thereafter, after 0.3 seconds have elapsed, for example, when the medium-term response period T2 ends, the steering response characteristic is further suppressed even when compared with a general vehicle steering response characteristic by the straight traveling security control by the straight traveling security unit SG. And understeer tendency. Thereby, as shown by the characteristic line L1 shown by the solid line in FIG. 19A, the steering stability can be improved, and an ideal vehicle turning response characteristic indicated by the characteristic line L1 can be realized. .
以上のように、本実施形態に係る車両の操舵装置によれば、サスペンション装置1Bにおいて、ロアリンク構造を構成する第1のロアリンク部材としてのコンプレッションリンク37と第2のロアリンク部材としてのテンションリンク38とが車両上面視で交差され、キングピン軸KSをステアリングホイールが中立位置にある状態で、タイヤ接地面内を通るようにし、タイヤ接地面内にキャスタトレイルを設定しているため、キングピン軸KS周りのモーメントをより小さくすることができる。
したがって、第1実施形態でも、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。すなわち、操縦性・安定性を向上させることができる。
As described above, according to the vehicle steering apparatus of the present embodiment, in the
Therefore, also in the first embodiment, the steering can be performed with a smaller rack axial force, and the direction of the wheel can be controlled with a smaller force. That is, maneuverability and stability can be improved.
このように、上記第1実施形態では、少なくともキングピン軸KSがタイヤ接地面内を通るように設定することにより、サスペンション装置1B自体が転舵応答性を向上させた構成とされ、これに加えてステアバイワイヤシステムSBWの直進性担保部SGによって転舵特性を制御する転舵角制御、直進性補完および外乱補償を行ってサスペンション装置1Bの直進性を担保している。
As described above, in the first embodiment, by setting at least the kingpin axis KS to pass through the tire contact surface, the
このため、ステアリングホイール2を中立位置に保持している状態から右または左操舵を行った場合に、初期応答期間T1ではサスペンション装置1B自体の高い転舵応答性を利用して高応答性を確保する。その後、初期応答期間T1を経過して中期応答期間T2に入ると、転舵応答性を重視するよりは操縦安定性を重視する必要があり、ステアバイワイヤシステムSBWにおける遅延制御部56のゲイン調整部56cで制御ゲインGaが“1”に設定されることにより、直進性担保部SGで算出した直進性担保制御値δaによる直進性担保制御を開始する。
Therefore, when right or left steering is performed from the state where the
このため、転舵角制御、直進性補完および外乱補償等の直進性担保制御が開始されることにより、サスペンション装置1Bによる高い転舵応答性を抑制して操縦安定性を確保する。さらに、後期応答期間T3では、車両の内側への巻き込み現象を抑制するように転舵応答性をさらに低減させてアンダーステア傾向として車両のふらつきをより抑制して理想的な転舵応答性制御を確立することができる。
For this reason, by starting straightness guarantee control such as turning angle control, straightness complementation, and disturbance compensation, high steering response by the
さらに、転舵角制御部52を備えて、コンプライアンスステアによる転舵輪17FLおよび17FRの変位量を考慮した直進性担保制御を行うことができる。このため、ロアリンク構造を構成するコンプレッションリンク37とテンションリンク38との車体1A側の支持部に介挿されるブッシュの剛性を弱く設定することが可能であり、コンプレッションリンク37とテンションリンク38とを通じて路面から車体1Aへの振動伝達率を低下させて乗心地を向上させることができる。
なお、上記第1実施形態においては、転舵制御装置50をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば目標転舵角演算部51、直進性担保部SGを例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成し、この演算処理装置で、図20に示す転舵制御処理を実行するようにしてもよい。
Furthermore, the turning
In addition, in the said 1st Embodiment, although the case where the
この転舵制御処理は、図20に示すように、先ず、ステップS1で、車速V、操舵角センサ4で検出した操舵角θs、転舵アクチュエータ角度センサ9で検出した回転角θmo、駆動力制御装置64の左右輪の駆動力TL,TR、操舵トルクセンサ5で検出した操舵トルクTs等の演算処理に必要なデータを読込む。次いで、ステップS2に移行して、操舵角センサ4で検出した操舵角θsに基づいてステアリングホイール2が中立位置を保持している状態から右または左に操舵された操舵開始状態であるか否かを判定し、操舵開始状態ではないときにはステップS3に移行する。
As shown in FIG. 20, in this steering control process, first, in step S1, the vehicle speed V, the steering angle θs detected by the
このステップS4では、操舵開始制御状態であることを表す制御フラグFが“1”にセットされているか否かを判定し、制御フラグFが“0”にリセットされているときには、ステップS4に移行して、制御ゲインGaを“1”に設定してからステップS5に移行する。
このステップS5では、前述した目標転舵角演算部51と同様に車速Vと操舵角θsに基づいて目標転舵角δ*を算出する。
In this step S4, it is determined whether or not the control flag F indicating the steering start control state is set to “1”. When the control flag F is reset to “0”, the process proceeds to step S4. Then, after the control gain Ga is set to “1”, the process proceeds to step S5.
In this step S5, the target turning angle δ * is calculated based on the vehicle speed V and the steering angle θs as in the target turning
次いで、ステップS6に移行して、前述した転舵角制御部52と同様に、左右輪の駆動力TLおよびTRにコンプライアンスステア係数sfを乗算してコンプライアンスステアによる転舵輪17FLおよび17FRの変位量ΔflおよびΔfrを算出し、これらに基づいてコンプライアンスステア制御値Acを算出する。
次いで、ステップS7に移行して、前述した直進性補完部53と同様に、左右輪の駆動力TLおよびTRの駆動力差ΔT(=TL−TR)に基づいて図17に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクThを推定する。そして、この発生トルクThを操舵トルクTsから減算してセルフアライニングトルクTsaを算出し、このセルフアライニングトルクTsaに所定ゲインKsaを乗算してセルフアライニングトルク制御値Asaを算出する。
Subsequently, the process proceeds to step S6, and similarly to the above-described turning
Next, the process proceeds to step S7, and the generated torque estimation control shown in FIG. Referring to the map, the generated torque Th generated at the time of turning due to the torque steer phenomenon is estimated. Then, the generated torque Th is subtracted from the steering torque Ts to calculate the self-aligning torque Tsa, and the self-aligning torque Tsa is multiplied by a predetermined gain Ksa to calculate the self-aligning torque control value Asa.
次いで、ステップS8に移行して、転舵アクチュエータ角度センサ9からのモータ回転角θmo、操舵トルクTsおよびモータ電流検出部61で検出したモータ電流imrに基づいて車両に入力される外乱を周波数帯域毎に分離してそれぞれ推定し、これらの外乱を抑制するための外乱補償値Adisを算出する。
次いで、ステップS9に移行して、目標転舵角δ*と、コンプライアンスステア制御値Acと、セルフアライニングトルク制御値Asaと、外乱補償値Adisとに基づいて下記(3)式の演算を行って加算後目標転舵角δ*aを算出する。
δ*a=δ*+Ga(Ac+Asa+Adis) …………(3)
Next, the process proceeds to step S8, and the disturbance input to the vehicle is determined for each frequency band based on the motor rotation angle θmo from the steering
Next, the process proceeds to step S9, and the following equation (3) is calculated based on the target turning angle δ * , the compliance steer control value Ac, the self-aligning torque control value Asa, and the disturbance compensation value Adis. To calculate the target turning angle δ * a after addition.
δ * a = δ * + Ga (Ac + Asa + Adis) (3)
次いで、ステップS10に移行して、ステップS9で算出した加算後目標転舵角δ*aを図16における転舵角偏差演算部58に出力してから前記ステップS1に戻る。
また、ステップS2の判定結果が操舵開始状態であるときにはステップS11に移行して、制御フラグFを“1”にセットしてからステップS12に移行する。さらに、ステップS3の判定結果が、制御フラグFが“1”にセットされているときに直接ステップS12に移行する。
このステップS12では、予め設定された遅延時間(例えば0.1秒)が経過したか否かを判定する。このとき、遅延時間が経過していないときには、ステップS13に移行し、制御ゲインGaを“0”に設定してから前記ステップS5に移行して、目標転舵角δ*を算出する。
Next, the process proceeds to step S10, where the added target turning angle δ * a calculated in step S9 is output to the turning angle
When the determination result in step S2 is the steering start state, the process proceeds to step S11, the control flag F is set to “1”, and then the process proceeds to step S12. Furthermore, when the determination result of step S3 is that the control flag F is set to “1”, the process directly proceeds to step S12.
In step S12, it is determined whether a preset delay time (for example, 0.1 second) has elapsed. At this time, when the delay time has not elapsed, the process proceeds to step S13, the control gain Ga is set to “0”, then the process proceeds to step S5, and the target turning angle δ * is calculated.
また、ステップS12の判定結果が、所定の遅延時間(例えば0.1秒)が経過したときには、ステップS14に移行して、制御フラグFを“0”にリセットしてから前記ステップS4に移行して、制御ゲインGaを“1”に設定する。
この図20に示す転舵指令角度演算処理でも、ステアリングホイール2が中立位置に保持されている状態から右または左に操舵が開始された操舵開始状態ではないときには、目標転舵角δ*にコンプライアンスステア制御値Ac、セルフアライニングトルク制御値Asaおよび外乱補償値Adisを加算した直進性担保制御値δaを目標転舵角δ*に加算する直進性担保制御が行われる。
If the determination result in step S12 is that a predetermined delay time (for example, 0.1 second) has elapsed, the process proceeds to step S14, the control flag F is reset to “0”, and then the process proceeds to step S4. Thus, the control gain Ga is set to “1”.
Even in the steering command angle calculation process shown in FIG. 20, when the
これに対して、ステアリングホイール2が中立位置に保持されている状態から右または左に操舵が開始された操舵開始状態であるときには、予め設定された遅延時間が経過するまでは、制御ゲインGaが“0”に設定されるため、直進性担保制御が停止される。このため、目標転舵角δ*のみが転舵角偏差演算部58に出力され、これによって転舵アクチュエータ8を構成する転舵モータ8aが回転駆動される。このため、初期転舵応答性はサスペンション装置自体の高転舵応答性が設定されることになり、高転舵応答性を得ることができる。
On the other hand, when the
その後、遅延時間が経過すると、制御ゲインGaが“1”に設定されるため、目標転舵角δ*にコンプライアンスステア制御値Ac、セルフアライニングトルク制御値Asaおよび外乱補償値Adisが加算された直進性担保制御値δaを目標転舵角δ*に加えた値によって転舵アクチュエータ8を構成する転舵モータ8aを回転駆動する。このため、サスペンション装置1Bの高転舵応答性が抑制されると共に、サスペンション装置1Bの直進性が担保されて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
Thereafter, when the delay time elapses, the control gain Ga is set to “1”, so that the compliance steering control value Ac, the self-aligning torque control value Asa, and the disturbance compensation value Adis are added to the target turning angle δ * . The turning
この転舵制御処理でも、車両の直進走行状態では、目標転舵角δ*が零となり、外乱が生じない場合には、この目標転舵角δ*が直接図16の転舵角偏差演算部58に供給されるので、前述したと同様にアクチュエータ制御装置63によって直進性が担保される。
この図20の転舵制御処理において、ステップS5の処理が目標転舵角演算部51に対応し、ステップS6の処理が転舵角制御部52に対応し、ステップS7の処理が直進性補完部53に対応し、ステップS5〜S7の処理が直進性担保部SGに対応し:ステップS2〜S4、S11〜S14の処理が遅延制御部56に対応し、ステップS2〜S14の処理が転舵応答性設定部SRSに対応している。
Even in this steering control process, when the vehicle is traveling straight, the target turning angle δ * is zero, and when no disturbance occurs, the target turning angle δ * is directly converted into the turning angle deviation calculation unit of FIG. 58, the straightness is ensured by the
In the steering control process of FIG. 20, the process of step S5 corresponds to the target steering
なお、図20の転舵制御処理では、転舵応答性設定部SRSで行う制御をソフトウェアで実現する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、転舵応答性設定部SRSの制御とアクチュエータ制御装置63の制御とを含めてソフトウェア処理するようにしてもよい。
また、上記第1実施形態においては、直進性担保部SGを転舵角制御部52、直進性補完部53および外乱補償部54で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、転舵角制御部52、直進性補完部53および外乱補償部54のいずれか1つまたは2つを省略するようにしてもよい。
In the steering control process of FIG. 20, the case where the control performed by the steering response setting unit SRS is realized by software is described. However, the present invention is not limited to this, and the control of the steering response setting unit SRS is performed. In addition, software processing including control of the
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the case where the straight travel guarantee part SG was comprised by the turning
ところで、上述したようにステアバイワイヤシステムSBWが正常に動作している状態では、車両用サスペンション装置1Bの転舵応答性を重視した構成による直進性の低下を転舵応答性設定部SRSで補完することができるものであるが、ステアバイワイヤシステムSBWに異常が発生した場合には、車両用サスペンション装置1Bの直進性を補完して直進性を担保することができなくなる。
By the way, in the state in which the steer-by-wire system SBW is operating normally as described above, the steering response characteristic setting unit SRS compensates for the reduction in straightness due to the configuration that emphasizes the steering response characteristic of the
すなわち、コントロール/駆動回路ユニット26では、操舵角センサ4によって検出された入力側ステアリング軸3の回転角度、操舵反力アクチュエータ角度センサ7によって検出された操舵反力アクチュエータ6の回転角度、転舵アクチュエータ角度センサ9によって検出された転舵アクチュエータ8の回転角度、および、ピニオン角度センサ13によって検出されたピニオンギヤ12の回転角度を監視し、これらの関係を基に、操舵系統におけるフェールの発生を検出することができる。
That is, in the control /
このフェールの発生を検出したときに、コントロール/駆動回路ユニット26によってメカニカルバックアップ27が作動される。このため、メカニカルバックアップ27によって、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを連結し、入力側ステアリング軸3から出力側ステアリング軸10への力の伝達を確保する。
このフェールの発生状態で、ステアリングホイール2を転舵することにより、例えば転舵輪17FLが旋回外輪側となる転舵を行うことにより、転舵輪17FLが転舵を開始すると、前述したようにロアリンク構造では、コンプレッションリンク37とテンションリンク38の交点で表される仮想ロアピボット点PLが図7(b)に示すように車両前方側に移動する。
When the occurrence of this failure is detected, the
When the
一方、アッパーリンク構造では、トランスバースリンク39とコンプレッションリンク40との平面視における転舵輪17FL側の延長線における交点で表される仮想アッパーピボット点PUが車両前後方向後方側で車幅方向に僅かに外側となる斜め後方側に移動する。
このため、仮想ロアピボット点PLおよび仮想アッパーピボット点PUを結ぶキングピン軸KSの車両側面視における傾斜角が大きくなって、キャスタ角が増加し、これに応じてキャスタトレイルが増加する。このため、直進性を確保できるようになる。
On the other hand, in the upper link structure, the virtual upper pivot point PU represented by the intersection point of the extension line on the steered wheel 17FL side in the plan view of the
Therefore, the inclination angle of the kingpin axis KS connecting the virtual lower pivot point PL and the virtual upper pivot point PU in the vehicle side view is increased, the caster angle is increased, and the caster trail is increased accordingly. For this reason, it becomes possible to ensure straightness.
このとき、仮想アッパーピボット点PUが車幅方向内側に僅かに移動することにより、キングピン傾角は小さくなるため、ステアリングラック部材14に入る力も同時に低減することができる。
この結果、ステアバイワイヤシステムSBWにフェールが発生した場合でも、転舵輪17FLおよび17FRにトー角が生じたときに、直進性を確保することができ、フェイルセーフ機能を発揮することができる。
At this time, since the virtual upper pivot point PU slightly moves inward in the vehicle width direction, the kingpin inclination angle becomes small, so that the force entering the
As a result, even when a failure occurs in the steer-by-wire system SBW, when the toe angle is generated in the steered wheels 17FL and 17FR, it is possible to ensure straight travel performance and to exhibit a fail-safe function.
また、コントロール/駆動回路ユニット26では、図21に示す異常判定処理を所定時間毎(例えば10μsec程度)のタイマ割込処理として実行する。
この異常判定処理では、先ず,ステップS21で、操舵角センサ4で検出した操舵角θs、操舵反力アクチュエータ角度センサ7によって検出した操舵反力アクチュエータ回転角θr、転舵アクチュエータ角度センサ9によって検出した転舵アクチュエータ回転角θa、ピニオン角度センサ13によって検出したピニオンギヤ回転角θpを読込んでからステップS22に移行する。
Further, the control /
In this abnormality determination process, first, in step S21, the steering angle θs detected by the
このステップS22では、操舵反力アクチュエータ角θrを操舵入力角θiに変換し、次いでステップS23に移行して、転舵アクチュエータ回転角θaを転舵輪17FRおよび17FLの転舵角δr1に変換し、次いでステップS24に移行して、ピニオンギヤ回転角θpを転舵輪17FRおよび17FLの転舵角δr2に変換してからステップS25へ移行する。 In this step S22, the steering reaction force actuator angle θr is converted into the steering input angle θi, and then the process proceeds to step S23, where the turning actuator rotation angle θa is converted into the turning angle δr1 of the steered wheels 17FR and 17FL, and then The process proceeds to step S24, the pinion gear rotation angle θp is converted into the steered angle δr2 of the steered wheels 17FR and 17FL, and then the process proceeds to step S25.
このステップS25では、操舵角θsから操舵入力角θiを減算した操舵角偏差の絶対値|θs−θi|が予め設定した閾値θthを超えているか否かを判定し、|θs−θi|>θthであるときには、操舵角センサ4または操舵反力制御系が異常であると判断してステップS26に移行し、メカニカルバックアップ27を作動状態として入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10を機械的に連結し、次いでステップS27に移行して操舵反力アクチュエータ6及び転舵アクチュエータ8の駆動を停止してから異常判定処理を終了する。
In this step S25, it is determined whether or not the absolute value | θs−θi | of the steering angle deviation obtained by subtracting the steering input angle θi from the steering angle θs exceeds a preset threshold θth, and | θs−θi |> θth. If it is, it is determined that the
また、ステップS25の判定結果が、|θs−θi|≦θthであるときには、操舵角センサ4及び操舵反力制御系が正常であると判断してステップS28へ移行する。このステップS27では、転舵角δr1から転舵角δr2との偏差の絶対値|δr1−δr2|が予め設定した転舵角閾値δthを超えているか否かを判定し、|δr1−δr2|>δthであるときには転舵制御系に異常が発生しているものと判断して前述したステップS26へ移行し、|δr1−δr2|≦δthであるときには転舵制御系が正常であると判断してステップS29に移行する。
If the determination result in step S25 is | θs−θi | ≦ θth, it is determined that the
このステップS29では、操舵角θsから転舵角δr1を減算した偏差の絶対値|δs−δr1|が予め設定した閾値θth1を超えているか否かを判定し、|δs−δr1|>θth1であるときには操舵角センサまたは転舵アクチュエータ系統が異常であると判断して前記ステップS26へ移行し、|δs−δr1|≦θth1であるときには操舵角センサまたは転舵アクチュエータ系統が正常であると判断してステップS30へ移行する。 In this step S29, it is determined whether or not the absolute value | δs−δr1 | of the deviation obtained by subtracting the turning angle δr1 from the steering angle θs exceeds a preset threshold value θth1, and | δs−δr1 |> θth1. Sometimes it is determined that the steering angle sensor or the steering actuator system is abnormal, and the process proceeds to step S26. When | δs−δr1 | ≦ θth1, it is determined that the steering angle sensor or the steering actuator system is normal. The process proceeds to step S30.
このステップS30では、操舵角θsから転舵角δr1を減算した偏差の絶対値|δs−δr2|が予め設定した閾値θth1を超えているか否かを判定し、|δs−δr2|>θth1であるときには操舵角センサまたは転舵アクチュエータ系統が異常であると判断して前記ステップS30へ移行し、|δs−δr2|≦θth2であるときには操舵角センサまたは転舵アクチュエータ系統が正常であると判断してステップS31に移行する。
このステップS31では、メカニカルバックアップ27の作動を停止させてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
In this step S30, it is determined whether or not the absolute value | δs−δr2 | of the deviation obtained by subtracting the turning angle δr1 from the steering angle θs exceeds a preset threshold θth1, and | δs−δr2 |> θth1. Sometimes it is determined that the steering angle sensor or the steering actuator system is abnormal, and the process proceeds to step S30. When | δs−δr2 | ≦ θth2, it is determined that the steering angle sensor or the steering actuator system is normal. Control goes to step S31.
In step S31, the operation of the
(異常判定処理の動作)
図21に示す異常判定処理では、操舵角θs、操舵反力アクチュエータ回転角θr、転舵アクチュエータ回転角θa、ピニオンギヤ回転角θpを読込み(ステップS21)、操舵反力アクチュエータ回転角θrを操舵入力角θiに変換し(ステップS22)、転舵アクチュエータ回転角θaを転舵角δr1に変換し(ステップS23)、ピニオンギヤ回転角θpを転舵角θr2に変換する(ステップS24)。
(Abnormality judgment processing operation)
In the abnormality determination process shown in FIG. 21, the steering angle θs, the steering reaction force actuator rotation angle θr, the turning actuator rotation angle θa, and the pinion gear rotation angle θp are read (step S21), and the steering reaction force actuator rotation angle θr is read as the steering input angle. The angle is converted to θi (step S22), the turning actuator rotation angle θa is converted to the turning angle δr1 (step S23), and the pinion gear rotation angle θp is converted to the turning angle θr2 (step S24).
そして、操舵角θsと操舵入力角θiとを比較し、その偏差の絶対値|θs−θi|が閾値θthより大きいときには、操舵角センサ4または操舵反力制御系に異常が発生しているものと判断し(ステップS25)、メカニカルバックアップ27を作動状態とし(ステップS26)、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを機械的に連結状態とする。さらに、ステアバイワイヤシステムSBWの操舵反力アクチュエータ6及び転舵アクチュエータ8の駆動を停止する(ステップS27)。
When the steering angle θs is compared with the steering input angle θi and the absolute value | θs−θi | of the deviation is larger than the threshold θth, an abnormality has occurred in the
ここで、操舵角θsが正常であると判定できる場合には、この操舵角θsを使用して転舵アクチュエータ8で操舵補助力を発生させる操舵補助制御処理を行うようにしてもよい。
このように、異常判定処理によって異常が検出されてメカニカルバックアップ27が作動し、前述した転舵制御装置50による転舵アクチュエータ8の駆動が停止されると、転舵制御装置50によるサスペンション装置1Bの直進性の補完を行うことができなくなり、直進性を担保することができなくなる。
Here, when it can be determined that the steering angle θs is normal, a steering assist control process for generating a steering assist force by the
As described above, when the abnormality is detected by the abnormality determination process, the
しかしながら、本願発明では、前述したように、転舵輪17FL及び17FRが旋回外輪となる転舵時に、ロアリンク構造では仮想ロアピボット点PLが車両前後方向前方に移動し、アッパーリンク構造では仮想アッパーピボット点PUが車両前後方向後方に移動することにより、キングピン軸KSの傾きが大きくなり、キャスタ角が増加してキャスタトレイルが増加するので、直進性を確保することができる。このため、アンダーステア傾向となって車両の操縦性・安定性を向上させるフェイルセーフ機能を発揮することができる。 However, in the present invention, as described above, when turning the steered wheels 17FL and 17FR as turning outer wheels, the virtual lower pivot point PL moves forward in the vehicle front-rear direction in the lower link structure, and the virtual upper pivot point in the upper link structure. When the PU moves rearward in the vehicle front-rear direction, the inclination of the kingpin axis KS is increased, the caster angle is increased, and the caster trail is increased, so that straightness can be ensured. For this reason, it becomes an understeer tendency and can exhibit the fail safe function which improves the maneuverability and stability of a vehicle.
一方、操舵角センサ4及び操舵反力制御系が正常である場合には、転舵角δr1と転舵角δr2とを比較し、その偏差の絶対値|δr1−δr2|が閾値δthより大きいときには、転舵アクチュエータ制御系に異常があるものと判断して、ステップS26へ移行し、上記と同様に、メカニカルバックアップ作動を行わせるとともに、操舵反力アクチュエータ6および転舵アクチュエータ8の駆動を停止してタイマ割込処理を終了する。
On the other hand, when the
さらに、転舵アクチュエータ制御系が正常であるものと判断したときには、操舵角θsと転舵角δr1とを比較し、その偏差の絶対値|θs−δr1|が閾値δthより大きいときには、転舵アクチュエータ制御系に異常があるものと判断して、ステップS26へ移行し、上記と同様に、メカニカルバックアップ作動を行わせるとともに、操舵反力アクチュエータ6および転舵アクチュエータ8の作動を停止させてからタイマ割込処理を終了する。
Further, when it is determined that the steering actuator control system is normal, the steering angle θs is compared with the steering angle δr1, and when the absolute value | θs−δr1 | of the deviation is larger than the threshold value δth, the steering actuator When it is determined that there is an abnormality in the control system, the process proceeds to step S26, and in the same manner as described above, the mechanical backup operation is performed and the operations of the steering
さらに、操舵角θsと転舵角δr2とを比較し、その偏差の絶対値|θs−δr2|が閾値δthより大きいときには、転舵アクチュエータ制御系に異常があるものと判断して、ステップS26へ移行し、上記と同様に、メカニカルバックアップ作動を行わせるとともに、操舵反力アクチュエータ6および転舵アクチュエータ8の駆動を停止してタイマ割込処理を終了する。
Further, the steering angle θs is compared with the turning angle δr2, and when the absolute value | θs−δr2 | of the deviation is larger than the threshold value δth, it is determined that there is an abnormality in the turning actuator control system, and the process proceeds to step S26. In the same manner as described above, the mechanical backup operation is performed, the driving of the steering
そして、操舵角センサ4、操舵反力アクチュエータ制御系、転舵アクチュエータ制御系の全てが正常であるものとするとメカニカルバックアップ27を非動作状態としてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムへ復帰する。
このように、ステアバイワイヤシステムSBWの各種センサや制御系が正常であるときには、メカニカルバックアップ27を非動作状態として入力側ステアリング軸3及び出力側ステアリング軸10を分離した状態とする。
この図21に示す異常判定処理において、ステップS25〜ステップS30の処理が異常制御部に対応している。
Then, assuming that the
As described above, when the various sensors and the control system of the steer-by-wire system SBW are normal, the
In the abnormality determination process shown in FIG. 21, the processes in steps S25 to S30 correspond to the abnormality control unit.
なお、上記第1実施形態においては、転舵時外輪となる転舵輪のロアリンク構造の仮想ロアピボット点PLを車両前後方向前側へ移動させ、アッパーリンク構造の仮想アッパーピボット点PUを車両前後方向後側へ移動させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の何れか一方をAアーム等のピボット点の移動が略無いリンク構造とすることもできる。 In the first embodiment, the virtual lower pivot point PL of the lower link structure of the steered wheel that is the outer wheel at the time of steering is moved to the front side in the vehicle front-rear direction, and the virtual upper pivot point PU of the upper link structure is moved rearward in the vehicle front-rear direction. Although the case of moving to the side has been described, the present invention is not limited to this, and any one of the lower link structure and the upper link structure may be a link structure in which the pivot point such as the A arm does not substantially move.
また、上記第1実施形態においては、転舵制御装置を構成するコントロール/駆動回路ユニット26で異常と判定されたときに、キングピン軸KSを後傾させる場合について説明したが、コントロール/駆動回路ユニット26による転舵輪の転舵制御が不十分となったときにも当然に転舵時にキングピン軸KSを後傾させることができる。
In the first embodiment, the case where the kingpin axis KS is tilted backward when it is determined that the control /
(第1実施形態の効果)
(1)ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵制御する転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備え、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備えている。
これにより、転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を移動させてキングピン軸を後傾させることができ、直進性を確保することができ、操縦性・安定性を確保することができる。
(Effect of 1st Embodiment)
(1) The vehicle suspension includes: a steering control device that controls the steering wheel by operating an actuator according to a steering state of the steering wheel; and a vehicle suspension device that rotatably supports the steering wheel. The apparatus includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that couples a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and a vehicle body side above the axle. An upper link structure for connecting the support portion and the axle carrier, and at least one of the king pins of the lower link structure and the upper link structure when the steering control of the steering control device is insufficient. A pivot point moving unit is provided for moving the pivot point of the shaft so that the kingpin shaft tilts backward in a vehicle side view.
As a result, when the steering control of the steering control device is insufficient, it is possible to move the pivot point of at least one of the lower link structure and the upper link structure to tilt the kingpin shaft backward, ensuring straightness It is possible to ensure maneuverability and stability.
(2)ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備えている。そして、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有する。さらに、前記ロアリンク構造のロアピボット点と前記アッパーリンク構造のアッパーピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、前記転舵制御装置は、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニング用の復元力を発生するように当該転舵輪を転舵制御して前記サスペンション装置の直進性を担保し、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備えている。 (2) A steering control device that turns an steered wheel by operating an actuator according to a steering state of the steering wheel, and a vehicle suspension device that rotatably supports the steered wheel. The vehicle suspension device includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side of the axle. Further, the kingpin shaft passing through the lower pivot point of the lower link structure and the upper pivot point of the upper link structure is set so as to pass through the tire ground contact surface at a neutral position of the steering wheel, and the steering control device includes: The steered wheels are steered so as to generate self-aligning restoring force on the steered wheels by actuating an actuator to ensure straightness of the suspension device, and at least steer control of the steered control device A pivot point moving part that moves the pivot point of at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure so that the kingpin shaft tilts backward in a side view of the vehicle. Yes.
これにより、転舵制御装置による直進性担保制御が不十分であるときに、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を移動させてキングピン軸を後傾させることができ、直進性を確保してフェイルセーフ機能を発揮することができ、操縦性・安定性を確保することができる。 As a result, when the straightness guarantee control by the steering control device is insufficient, the pivot point of the lower link structure and the upper link structure can be moved to tilt the kingpin shaft backward, thereby improving the straightness. It can be ensured to exhibit a fail-safe function, and the maneuverability and stability can be ensured.
また、キングピン軸を、ステアリングホイールの中立位置で、タイヤ接地面内を通るように設定しているので、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら車両の操縦性・安定性を向上させることができる。
In addition, since the kingpin shaft is set to pass through the tire ground contact surface at the neutral position of the steering wheel, the moment around the kingpin shaft can be made smaller, so steering can be performed with a smaller rack axial force. And can control the direction of the wheels with a smaller force.
Therefore, in this embodiment, it is possible to improve the maneuverability and stability of the vehicle while reducing the weight of the suspension device.
(3)ステアリングホイールの操舵状態に応じてステアリングホイールと機械的に分離された転舵輪を、アクチュエータを作動させて転舵制御するステアバイワイヤシステムからなる転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備えている。そして、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有する。さらに、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備えている。 (3) A steered control device comprising a steer-by-wire system that operates and steers a steered wheel mechanically separated from the steering wheel according to the steering state of the steering wheel, and the steered wheel is rotatable. And a vehicle suspension device supported by the vehicle. The vehicle suspension device includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side of the axle. Furthermore, at least when the steering control of the steering control device is insufficient, the pivot point of at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure is tilted backward in the vehicle side view. A pivot point moving unit that moves as described above is provided.
この構成によると、ステアバイワイヤシステムによる転舵制御が不十分となったときに、少なくとも転舵輪の転舵時に、ロアリンク構造又はアッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点をキャスタトレイルが増加する方向すなわちロアリンク構造のロアピボット点を車両前後方向前方側に移動させるかアッパーリンク構造のアッパーピボット点を車両前後方向後方側に移動させるか、またはロアリンク構造のロアピボット点を車両前後方向前方側に移動させ且つアッパーリンク構造のアッパーピボット点を車両前後方向後方側に移動させることができる。このため、キングピン軸を後傾させてキャスタ角を大きくして、キャスタトレイルを増加させて直進性を確保することができ、フェイルセーフ機能を発揮することができる。
このとき、仮想アッパーピボット点の移動方向を車幅方向内側にも移動させることにより、キングピン傾角を小さくすると共に、ポジティブスクラブ半径を車幅方向内側に大きくすることができ、ステアリングラック部材に入る力も同時に低減できる。
According to this configuration, when the steering control by the steer-by-wire system becomes insufficient, the caster trail increases the pivot point of at least one kingpin shaft of the lower link structure or the upper link structure at least when the steered wheels are steered. Direction, that is, the lower pivot point of the lower link structure is moved forward in the vehicle longitudinal direction, the upper pivot point of the upper link structure is moved backward in the vehicle longitudinal direction, or the lower pivot point of the lower link structure is moved forward in the vehicle longitudinal direction. And the upper pivot point of the upper link structure can be moved rearward in the vehicle front-rear direction. For this reason, it is possible to increase the caster angle by tilting the kingpin shaft backward to increase the caster trail and to ensure the straight traveling performance, and to exhibit the fail-safe function.
At this time, by moving the moving direction of the virtual upper pivot point also inward in the vehicle width direction, the king pin inclination angle can be reduced, the positive scrub radius can be increased inward in the vehicle width direction, and the force that enters the steering rack member can also be increased. It can be reduced at the same time.
(5)ステアリングホイールの操舵状態に応じてステアリングホイールと機械的に分離された転舵輪を、アクチュエータを作動させて転舵するステアバイワイヤシステムからなる転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備えている。そして、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、前記ロアリンク構造のロアピボット点と前記アッパーリンク構造のアッパーピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定している。さらに、前記転舵制御装置は、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニング用の復元力を発生するように当該転舵輪を転舵制御して前記サスペンション装置の直進性を担保し、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を、キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を設けている。 (5) A steered control device comprising a steer-by-wire system that steers the steered wheels mechanically separated from the steering wheel according to the steering state of the steering wheel by operating an actuator, and the steered wheels are rotatable. And a vehicle suspension device to be supported. The vehicle suspension device includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side of the axle, and a kingpin shaft passing through the lower pivot point of the lower link structure and the upper pivot point of the upper link structure is connected to the steering wheel. It is set to pass through the tire ground contact surface at the neutral position. Further, the steered control device operates the actuator to steer the steered wheels so as to generate a restoring force for self-alignment on the steered wheels, thereby ensuring straightness of the suspension device, A pivot that moves at least one pivot point of the lower link structure and the upper link structure so that the kingpin shaft tilts backward in a side view of the vehicle when steering control of the steering control device is insufficient. A point moving part is provided.
この構成によると、ステアバイワイヤシステムで構成される転舵制御装置が、サスペンション装置の前記ロアリンク構造のロアピボット点と前記アッパーリンク構造のアッパーピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定することによる直進性の低下を補完して直進性を担保することができる。このため、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性の向上を図ることができる。 According to this configuration, the steering control device configured by the steer-by-wire system has a kingpin shaft passing through the lower pivot point of the lower link structure and the upper pivot point of the upper link structure of the suspension device at the neutral position of the steering wheel. It is possible to ensure straightness by compensating for the decrease in straightness due to setting so as to pass through the tire contact surface. For this reason, in this embodiment, it is possible to improve the maneuverability and stability of the vehicle while reducing the weight of the suspension device.
そして、ステアバイワイヤシステムで構成される転舵制御装置による転舵制御が不十分であるときに、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を移動させてキングピン軸を後傾させることができ、直進性を確保してフェイルセーフ機能を発揮することができ、操縦性・安定性を確保することができる。 And, when the turning control by the turning control device constituted by the steer-by-wire system is insufficient, the pivot point of at least one of the lower link structure and the upper link structure can be moved to tilt the kingpin shaft backward It is possible to ensure straightness and to exhibit a fail-safe function, and to ensure maneuverability and stability.
(6)転舵制御装置に直進性担保部を設け、この直進性担保部で車両用のサスペンション装置の直進性を担保することとした。
したがって、例えばステアバイワイヤシステムで構成される転舵制御装置における電動アクチュエータを利用して、本発明におけるキングピン軸の設定に対応する直進性担保制御を行うことができる。このため、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性の向上を図ることができる。
(6) The straightness ensuring part is provided in the steering control device, and the straightness ensuring part ensures the straightness of the vehicle suspension device.
Therefore, for example, by using the electric actuator in the steering control device configured by the steer-by-wire system, it is possible to perform the straightness ensuring control corresponding to the setting of the kingpin axis in the present invention. For this reason, in this embodiment, it is possible to improve the maneuverability and stability of the vehicle while reducing the weight of the suspension device.
(7)前記ロアリンク構造は、互いに交差する前記第1のリンク部材及び第2のリンク部材を有し、前記第1のリンク部材および前記第2のリンク部材の交点で表される仮想ロアピボット点を、転舵輪の転舵時に少なくとも車両前後方向前方に移動させるリンク配置とされている。
これにより、転舵輪の転舵時に仮想ロアピボット点が車両前後方向前方に移動するので、キャスタ角を大きくしてキャスタトレイルを増加させることができ、直進性を確保することができる。このため、ステアバイワイヤシステムのフェール時に操縦性・安定性を確保することができる。
この場合、第1ロアリンク部材および第2ロアリンク部材の平面視における交点で表される仮想ロアピボット点を車幅方向内側に設定することができる。このため、仮想アッパーピボット点との関係でスクラブ半径をポジティブスクラブの範囲内で大きく設定することができる。
(7) The lower link structure includes the first link member and the second link member that intersect each other, and is a virtual lower pivot point that is represented by an intersection of the first link member and the second link member. Is arranged so as to move at least forward in the vehicle front-rear direction when the steered wheels are steered.
As a result, the virtual lower pivot point moves forward in the vehicle front-rear direction when the steered wheels are steered, so that the caster angle can be increased and the caster trail can be increased, and straightness can be ensured. For this reason, maneuverability and stability can be ensured at the time of failure of the steer-by-wire system.
In this case, the virtual lower pivot point represented by the intersection of the first lower link member and the second lower link member in plan view can be set on the inner side in the vehicle width direction. For this reason, the scrub radius can be set large within the range of the positive scrub in relation to the virtual upper pivot point.
(8)前記アッパーリンク構造は、第1のアッパーリンク部材および第2のアッパーリンク部材を有し、前記第1のアッパーリンク部材および前記第2のアッパーリンク部材の仮想アッパーピボット点を、転舵輪の転舵時に少なくとも車両前後方向後方に移動させるリンク配置とされている。
これにより、転舵輪の転舵時に仮想アッパーピボット点が車両前後方向後方に移動するので、キャスタ角を大きくしてキャスタトレイルを増加させることができ、直進性を確保することができる。このため、ステアバイワイヤシステムのフェール時に操縦性・安定性を向上させることができる。
(8) The upper link structure includes a first upper link member and a second upper link member, and a virtual upper pivot point of the first upper link member and the second upper link member is set as a steered wheel. It is set as the link arrangement | positioning which moves at least to the vehicle front-back direction back at the time of steering.
As a result, the virtual upper pivot point moves rearward in the vehicle front-rear direction when the steered wheels are steered, so that the caster angle can be increased and the caster trail can be increased, thereby ensuring straightness. For this reason, it is possible to improve the maneuverability and stability at the time of failure of the steer-by-wire system.
(9)前記ステアバイワイヤシステムは、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータと、前記転舵輪の転舵角が前記ステアリングホイールの操舵角に対応するように前記転舵アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備え、前記サスペンション装置の転舵応答性の重視による直進性の低下を補うように前記転舵アクチュエータを制御する。
これにより、サスペンション装置のキングピン軸が転舵輪の直進走行位置で、タイヤ接地面内を通ることにより、キングピン軸周りのモーメントをより小さくしてより小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる転舵応答性を直進性に比較して重視した構成としたときに、サスペンション装置の転舵応答性を確保することによる直進性の低下をステアバイワイヤシステムで補完することができる。
(9) The steer-by-wire system includes a steering actuator that steers the steered wheel, and an actuator control device that controls the steered actuator so that the steered angle of the steered wheel corresponds to the steering angle of the steering wheel. And the steering actuator is controlled so as to compensate for the decrease in straightness due to the importance of the steering response of the suspension device.
As a result, the kingpin shaft of the suspension device can be steered with a smaller rack axial force by reducing the moment around the kingpin shaft by passing through the tire contact surface at the straight traveling position of the steered wheel. Steer-by-wire system that reduces the straightness by ensuring the steering response of the suspension device when the steering response that can control the direction of the wheel with a smaller force is emphasized compared to the straightness It can be complemented with.
(10)前記直進性担保部は、セルフアライニングトルクを推定して前記サスペンション装置の直進性を担保する。
この構成とすることにより、直進性担保部で、サスペンション装置の高応答性を確保することにより低下した直進性をセルフアライニングトルクで担保することができ、操縦・安定性を向上させることができる。
(10) The straightness guaranteeing part estimates a self-aligning torque and guarantees the straightness of the suspension device.
By adopting this configuration, the straightness guaranteeing section can secure the straightness reduced by securing the high responsiveness of the suspension device with the self-aligning torque, and the steering and stability can be improved. .
(11)前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を調整して初期転舵応答性を前記サスペンション装置自体の転舵応答性に設定する転舵応答性設定部を備えている。
この構成によると、ステアリングホイールの中立位置から転舵を開始したときに、初期応答特性を高転舵応答性とすることができる。その後、サスペンション装置自体の転舵応答性を直進性担保部による直進性担保制御で調整することにより、理想的な転舵応答性を確保することができる。
(11) When the steering control device starts steering the steering wheel from the neutral position, the steering control device adjusts the straight travel performance ensuring control by the straight travel performance securing section to change the initial turning response to the suspension device itself. A steering response setting unit for setting the steering response is provided.
According to this configuration, when turning is started from the neutral position of the steering wheel, the initial response characteristic can be set to high turning response. Then, ideal steering response can be ensured by adjusting the steering response of the suspension device itself by the straight travel guarantee control by the straight travel guarantee section.
(12)前記転舵制御装置は、コンプライアンスステアを推定して転舵輪の変位補正を行う転舵角制御部を有する。
この構成によると、したがって、サスペンション装置を構成するロアアームの車体側支持部に介挿したブッシュの剛性を低下させることが可能となり、車両の乗心地を向上させることができる。
(12) The turning control device includes a turning angle control unit that estimates the compliance steer and corrects the displacement of the turning wheels.
According to this configuration, therefore, the rigidity of the bush inserted in the vehicle body side support portion of the lower arm that constitutes the suspension device can be reduced, and the riding comfort of the vehicle can be improved.
(13)前記転舵制御装置は、少なくとも前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、初期転舵状態では、前記サスペンション装置自体の転舵応答性で高い転舵応答性を設定し、前記初期転舵状態を経過した転舵状態であるときに、前記直進性担保部による直進性担保制御によって必要とする転舵応答性を設定する転舵応答性設定部を備えている。
この構成によると、初期転舵にサスペンション装置の高い転舵応答特性を確保し、初期設定時間経過後に直進性担保部で前記転舵アクチュエータの前記サスペンション装置自体の直進性を担保する制御を行うことができ、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
(13) When the steering control device starts steering at least from the neutral position, the steering control device sets a high steering response in the steering response of the suspension device in the initial steering state. When the vehicle is in the steered state after the initial steered state, a steered response setting unit is provided that sets the steered response required by the straight travel guarantee control by the straight travel guarantee unit.
According to this configuration, a high steering response characteristic of the suspension device is ensured for the initial turning, and control is performed to ensure the straightness of the suspension device itself of the steered actuator in the straightness ensuring portion after the initial set time has elapsed. And ideal steering response characteristics can be obtained.
(14)前記転舵応答性設定部は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を遅らせる遅延制御部を備えている。
この構成によると、遅延制御部で、直進性担保部による直進性担保制御の開始を遅らせるので、初期転舵応答特性をサスペンション装置自体の高転舵応答性とすることができる。
(14) The steering response setting unit includes a delay control unit that delays the straightness ensuring control by the straightness ensuring unit when the steering wheel is steered from a neutral position.
According to this configuration, since the delay control unit delays the start of the straightness ensuring control by the straightness ensuring unit, the initial turning response characteristic can be set to the high turning response of the suspension device itself.
(15)前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を調整するゲイン調整部を有する。
この構成によると、これにより、ゲイン調整部で、例えば直進性担保制御における直進性担保制御値に対するゲインを“0”に設定することにより、直進性担保制御を行わず、ゲインを“0”より大きい値例えば“1”に設定することにより、直進性担保制御を開始することができる。このため、ゲイン調整部を設けることにより、直進性担保制御の開始の調整を容易に行うことができる。
(15) The delay control unit includes a gain adjustment unit that adjusts the start of straightness ensuring control by the straightness ensuring unit.
According to this configuration, by this, the gain adjustment unit sets the gain for the straightness guarantee control value in the straightness guarantee control, for example, to “0”, so that the straightness guarantee control is not performed and the gain is set to “0”. By setting a large value, for example, “1”, it is possible to start straightness guarantee control. For this reason, by providing the gain adjustment unit, it is possible to easily adjust the start of the straight travel performance ensuring control.
(16)前記遅延制御部は、直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右または左に操舵した操舵開始タイミングから0.1秒遅延させた後に開始させる。
この構成によると、初期転舵応答特性をサスペンション装置自体の高転舵応答特性を有効に利用することができ、0.1秒の初期期間が経過した後に直進性担保部による直進性担保制御を開始させて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。
(16) The delay control unit delays the rectilinearity ensuring control by the rectilinearity ensuring unit by 0.1 second from the steering start timing at which the steering wheel is steered right or left from the neutral position. Let it begin.
According to this configuration, the initial turning response characteristic can effectively use the high turning response characteristic of the suspension device itself, and the straightness guaranteeing control by the straightness guaranteeing part is performed after the initial period of 0.1 seconds has elapsed. The ideal steering response characteristic can be obtained by starting.
(17)前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記転舵アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えている。 (17) The turning control device includes a target turning angle calculation unit that calculates a target turning angle according to a steering angle, and the straight travel performance guarantee unit at a target turning angle calculated by the target turning angle calculation unit. An adder for adding the straightness ensuring control value, a turning motor control unit for forming a motor command current for matching the addition output of the adder and the rotation angle of the turning motor constituting the turning actuator, and A current control unit that forms a motor drive current supplied to the steered motor that matches the motor command current.
この構成によると、目標転舵角演算部で、ステアリングホイールの操舵角に応じた目標転舵角を演算し、この目標転舵角に加算器で直進性担保制御値を加算し、転舵モータ制御部で、加算器の加算出力にアクチュエータを構成する転舵モータの回転角度を一致させる目標モータ電流を形成し、モータ電流制御部で目標モータ指令電流に一致させるモータ駆動電流を形成し、これを転舵モータに出力することにより、転舵モータをステアリングホイールの操舵角に応じて駆動制御することができる。ここで、目標転舵角演算部から出力される目標転舵角を転舵応答性制御部で調整しているので、最適な転舵制御を行うことができる。 According to this configuration, the target turning angle calculation unit calculates the target turning angle corresponding to the steering angle of the steering wheel, and adds the straight travel guarantee ensuring control value to the target turning angle by the adder, and the turning motor The control unit forms a target motor current that matches the rotation angle of the steering motor that constitutes the actuator with the addition output of the adder, and the motor current control unit forms a motor drive current that matches the target motor command current. Can be driven and controlled in accordance with the steering angle of the steering wheel. Here, since the target turning angle output from the target turning angle calculation part is adjusted by the turning response control part, optimal turning control can be performed.
(18)転舵制御装置は、少なくとも前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、前記転舵アクチュエータによる前記転舵輪の転舵動作を検出する転舵動作検出部と、前記操舵角検出部で検出した操舵角及び前記転舵動作検出部で検出した転舵動作を監視して異常判定を行い、異常と判定したときに前記転舵アクチュエータの制御を停止する異常制御部とを備えている。
この構成によると、転舵制御装置で自己診断を行って異常判定を行い、異常と判定したときに転舵アクチュエータの制御を停止することができ、誤動作を確実に防止することができる。
(18) The steering control device includes at least a steering angle detection unit that detects a steering angle of the steering wheel, a steering operation detection unit that detects a steering operation of the steered wheels by the steering actuator, and the steering angle. An abnormality control unit that monitors the steering angle detected by the detection unit and the steering operation detected by the steering operation detection unit, performs abnormality determination, and stops control of the steering actuator when it is determined as abnormal. ing.
According to this configuration, the steering control device performs self-diagnosis to determine abnormality, and when it is determined to be abnormal, control of the steering actuator can be stopped, and malfunction can be reliably prevented.
(応用例1)
第1実施形態では、タイヤ接地面内にキングピン軸を設定するものとし、その一例として、キャスタトレイルをゼロに近い値として、キングピン軸の路面着地点をタイヤ接地面中心点に一致させる場合について説明した。
これに対し、本応用例では、キングピン軸の設定条件をタイヤ接地面中心点からタイヤ接地面の前端までの範囲に限定するものとする。
(効果)
キングピン軸の路面着地点をタイヤ接地面中心からタイヤ接地面の前端までに設定すると、直進性の確保と操舵操作の重さの低減を両立できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
(Application 1)
In the first embodiment, the kingpin axis is set in the tire ground contact surface. As an example, the case where the caster trail is set to a value close to zero and the road landing point of the kingpin shaft coincides with the tire ground contact surface center point will be described. did.
On the other hand, in this application example, the setting condition of the kingpin axis is limited to the range from the center point of the tire contact surface to the front end of the tire contact surface.
(effect)
If the road landing point of the kingpin shaft is set from the center of the tire contact surface to the front end of the tire contact surface, it is possible to ensure both straightness and a reduction in the weight of the steering operation. That is, maneuverability and stability can be improved.
(応用例2)
第1実施形態においては、図11に示す座標平面において、一点鎖線で囲んだ領域を設定に適する領域として例に挙げた。これに対し、注目するラック軸力の等値線を境界線とし、その境界線が示す範囲より内側の領域(キングピン傾角の減少方向でスクラブ半径の増加方向)を設定に適する領域とすることができる。
(効果)
ラック軸力の最大値を想定して、その最大値以下の範囲にサスペンションジオメトリを設定することができる。
(Application example 2)
In the first embodiment, in the coordinate plane shown in FIG. 11, a region surrounded by a one-dot chain line is taken as an example of a region suitable for setting. On the other hand, an isoline of the rack axial force of interest is used as a boundary line, and an area inside the range indicated by the boundary line (in the decreasing direction of the kingpin tilt angle and the increasing direction of the scrub radius) is set as an area suitable for setting. it can.
(effect)
Assuming the maximum value of the rack axial force, the suspension geometry can be set within the range below the maximum value.
(応用例3)
第1および第2実施形態および各応用例では、ステアバイワイヤ方式の操舵装置を備える車両にサスペンション装置1Bを適用する場合を例に挙げて説明したが、ステアバイワイヤ方式ではなく、機械的な操舵機構の操舵装置を備える車両にサスペンション装置1Bを適用することが可能である。
この場合、キングピン軸を上記検討結果に基づく条件に従って決定し、キャスタトレイルをタイヤ接地面内に設定した上で、機械的な操舵機構のリンク配置をそれに合わせて構成する。
(効果)
機械的な構造を有する操舵機構においても、キングピン周りのモーメントを低減して運転者に要する操舵力をより小さいものとでき、操縦性・安定性の向上を図ることができる。
(Application 3)
In the first and second embodiments and each application example, the case where the
In this case, the kingpin axis is determined according to the conditions based on the above examination results, the caster trail is set in the tire contact surface, and the link arrangement of the mechanical steering mechanism is configured accordingly.
(effect)
Even in a steering mechanism having a mechanical structure, it is possible to reduce the moment around the kingpin and reduce the steering force required by the driver, and to improve maneuverability and stability.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図22〜図28について説明する。
この第2実施形態は、前述した第1実施形態のアッパーリンク構造をリンク部材同士が交差しないコンプレッション型の構造とする場合に代えて、リンク部材同士が交差するコンプレッション型の構造としたものである。
すなわち、第2実施形態では、転舵輪17FLおよび17FRのうち転舵輪17FLについて説明すると、図22〜図27に示すように、アクスルキャリアの車軸より下端側に連結されたロアリンク構造は、前述した第1実施形態と同様にコンプレッションリンク(第1ロアリンク部材)37およびテンションリンク(第2ロアリンク部材)38を交差させた構造とされている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the upper link structure of the first embodiment described above is replaced with a compression-type structure in which link members do not intersect with each other, and a compression-type structure in which link members intersect with each other is employed. .
That is, in the second embodiment, of the steered wheels 17FL and 17FR, the steered wheel 17FL will be described. As shown in FIGS. 22 to 27, the lower link structure connected to the lower end side from the axle of the axle carrier has been described above. Similar to the first embodiment, a compression link (first lower link member) 37 and a tension link (second lower link member) 38 are crossed.
これに対して、アクスルキャリアの上端に連結されたアッパーリンク構造は、平面視でタイヤ中心軸の僅か車両前後方向後方側に車軸方向に延長して配置された第1アッパーリンクとしてのトランスバースリンク(トランスバースリンク部材)71と、このトランスバースリンク71の車両前後方向後方側に配置された第2アッパーリンクとしてのコンプレッションリンク(コンプレッションリンク部材)72とを交差させた構造とされている。これらトランスバースリンク71およびコンプレッションリンク72のそれぞれはIアームで構成され、アクスルキャリアの上端側に個別に支持されている。
On the other hand, the upper link structure connected to the upper end of the axle carrier has a transverse link as a first upper link that extends in the axial direction slightly behind the tire center axis in the vehicle longitudinal direction in plan view. (Transverse link member) 71 and a compression link (compression link member) 72 serving as a second upper link disposed on the rear side in the vehicle front-rear direction of the
ここで、トランスバースリンク71は、図26および図27(a)に模式的に示すように、アクスルキャリアの上端の車輪側支持点TBUaが転舵輪17FLの車幅方向内側端より外側でタイヤ中心軸の僅か車両前後方向後方側に配置され、車体側支持点TBUbが車幅方向内側でタイヤ中心軸の僅か車両前後方向後方側に配置されている。
Here, as schematically shown in FIG. 26 and FIG. 27 (a), the
また、コンプレッションリンク72は、図26および図27(a)に模式的に示すように、アクスルキャリアの上端の車輪側支持点CPUaが転舵輪17FLの車幅方向内側でトランスバースリンク71の車輪側支持点TBUaから車両前後方向前側に配置され、車体側支持点CPUbがトランスバースリンク71の車体側支持点TBUbより車両前後方向後方側で車幅方向内側に配置されている。したがって、コンプレッションリンク72は、車輪側支持点CPUaから斜め後方に延長している。
Further, as schematically shown in FIGS. 26 and 27 (a), the
上記アッパーリンク構造は、仮想アッパーピボット点PUが平面視で前述した第1実施形態のアッパーリンク構造とは異なってトランスバースリンク71およびコンプレッションリンク72の交点となる。この仮想アッパーピボット点PUは、図26に示すように、転舵輪17FLの車幅方向の内側で車軸中心線より僅か車両前後方向後方側に設定されている。
In the upper link structure, the virtual upper pivot point PU is an intersection of the
一方、ロアリンク構造では、図27(b)に示すように、前述した第1実施形態と同様に、仮想ロアピボット点PLが転舵輪17FLの車幅方向内側端部近傍で且つ車軸中心線より車両前後方向で僅か前側に設定されている。
したがって、仮想アッパーピボット点PUおよび仮想ロアピボット点PLを結ぶキングピン軸KSは、図25に示すように、その路面着地点がタイヤ接地面内でタイヤ接地面中心点より車両前方側となる。このため、キングピン傾角を15度以下とすることができるとともに、キャスタ角が零度近傍となって、前述した第1の実施形態と同様にキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。このため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。これにより、操縦性・安定性を向上させることができる。
On the other hand, in the lower link structure, as shown in FIG. 27 (b), the virtual lower pivot point PL is near the inner end in the vehicle width direction of the steered wheels 17FL and from the axle centerline as in the first embodiment described above. It is set slightly forward in the front-rear direction.
Therefore, as shown in FIG. 25, the kingpin axis KS connecting the virtual upper pivot point PU and the virtual lower pivot point PL has its road landing point on the front side of the vehicle with respect to the tire ground contact surface center point within the tire contact surface. For this reason, the kingpin tilt angle can be set to 15 degrees or less, and the caster angle is close to zero degrees, so that the moment around the kingpin axis can be further reduced as in the first embodiment. For this reason, the steering can be performed with a smaller rack axial force, and the direction of the wheel can be controlled with a smaller force. Thereby, maneuverability and stability can be improved.
また、第2実施形態では、アッパーリンク構造のコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbのブッシュ剛性が車輪側支持点CPUaのブッシュ剛性、トランスバースリンク71の車輪側支持点TBUa及び車体側支持点TBUbのブッシュ剛性に比較して小さく設定されている。
したがって、非制動時の旋回外輪としての転舵時には、コンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbの移動はなく、コンプレッションリンク72が実線図示の通常支持点Puを中心に時計方向に回転して一点鎖線図示の位置となる。これと同様に、トランスバースリンク71も車体側支持点TBUbを中心に時計方向に回転して一点鎖線図示の位置となる。このため、両リンク71及び72の交点である仮想アッパーピボット点PUは一点鎖線図示のように車幅方向内側で車両前後方向前側となる斜め前方に移動する。
In the second embodiment, the bush rigidity of the vehicle body side support point CPUb of the
Therefore, at the time of turning as a turning outer wheel during non-braking, there is no movement of the vehicle body side support point CPUb of the
このとき、ロアリンク構造では前述した第1実施形態で説明したように、仮想ロアピボット点PLがやや車幅方向外側に傾いて車両前後方向前側に移動する。
このため、仮想ロアピボット点PL及び仮想アッパーピボット点PUを結んだキングピン軸KSはキングピン傾角が大きくなるが車両側面視での傾きの増加は抑制される。このため、スクラブ半径はポジティブスクラブ領域で減少することになり、この分直進性が低下するが、車両正面視でキングピン軸KSのキングピン傾角が大きくなることにより、直進性を確保することができる。
At this time, in the lower link structure, as described in the first embodiment, the virtual lower pivot point PL slightly tilts outward in the vehicle width direction and moves forward in the vehicle front-rear direction.
For this reason, the kingpin axis KS connecting the virtual lower pivot point PL and the virtual upper pivot point PU has a larger kingpin inclination angle, but an increase in inclination in a side view of the vehicle is suppressed. For this reason, the scrub radius is reduced in the positive scrub region, and the straight running performance is reduced by this amount.
一方、車両側面視では仮想ロアピボット点PL及び仮想アッパーピボット点PUがともに車両前後方向前側に移動するので、キャスタ角の変化が抑制されてキャスタトレイルの増加も抑制される。したがって、ラック軸力を小さい状態に維持することができ、第1実施形態で前述したように、ステアバイワイヤシステムSBWで異常が発生して転舵アクチュエータ8の駆動が停止されて、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とがメカニカルバックアップ27で直結された場合でも比較的軽い操舵を行うことができる。
On the other hand, since both the virtual lower pivot point PL and the virtual upper pivot point PU move forward in the vehicle front-rear direction when viewed from the side of the vehicle, the change in caster angle is suppressed and the increase in caster trail is also suppressed. Therefore, the rack axial force can be maintained in a small state, and as described above in the first embodiment, an abnormality occurs in the steer-by-wire system SBW and the driving of the
ところが、旋回外輪となる転舵状態で、制動状態となった場合には、転舵輪17FLに横力に加えて車輪に車両前後方向の力(後方向きの力)が作用することになる。この状態となると、ロアリンク構造ではブッシュ剛性が大きいので、コンプレッションリンク37及びテンションリンク38の車体支持点CPLb及びTSLbの後方への移動量は殆どないので、車両前後方向後方への力がアッパーリンク構造に作用することになる。この車両前後方向の力がアッパーリンク構造に作用すると、この車両前後方向の力を、コンプレッションリンク72が主に受け持つことになる。
However, when the vehicle is in a braking state in a steered state that is a turning outer wheel, a force in the vehicle front-rear direction (rearward force) acts on the wheel in addition to lateral force on the steered wheel 17FL. In this state, since the bush rigidity is large in the lower link structure, there is almost no rearward movement amount of the body support points CPLb and TSLb of the
そして、コンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbのブッシュ剛性の他の支持点のブッシュ剛性に比較して低く設定されているので、このコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbが図28で拡大図示するように、実線図示の状態から点線図示のように車両前後方向後方に移動する。つまり、コンプレッションリンク72が一点鎖線図示の状態から点線図示の状態に移動することになり、これに応じてトランスバースリンク71も車体側支持点TBUbを中心として反時計方向に回動して直進走行時の実線と略重なる位置となる。
Since the bushing rigidity of the
したがって、仮想アッパーピボット点PUは一点鎖線図示のPU1から車幅方向外側で車両前後方向後側となる●図示のPU2へ左斜め後方に移動することになる。このため、車両側面視でキャスタ角が大きくなってキャスタトレイルが増加して、直進性を確保してアンダーステア傾向となる。この結果、第1実施形態で前述したように、ステアバイワイヤシステムSBWに異常が発生して、ステアバイワイヤシステムSBWによる転舵アクチュエータ8の制御を停止したフェール発生時に、転舵輪17FLを旋回外輪とする転舵時に制動状態となったときに、サスペンション装置1B側で直進性を確保することができるので、車両の操縦性・安定性を向上させて良好なフェイルセーフ機能を発揮することができる。また、車両の直進走行状態の制動時でもアッパーリンク構造のコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbが車両前後方向後方に移動するので、キャスタ角を大きくしてキャスタトレイルを増加させることができる。このため、直進性をより高めることができ、車両の操縦性・安定性を確保することができる。
Accordingly, the virtual upper pivot point PU moves diagonally leftward and rearward from PU1 shown in the alternate long and short dash line to the rear side in the vehicle longitudinal direction on the outer side in the vehicle width direction. For this reason, the caster angle is increased in a side view of the vehicle and the caster trail is increased, so that the straight traveling performance is ensured and an understeering tendency occurs. As a result, as described above in the first embodiment, when the failure occurs in the steer-by-wire system SBW and the control of the steered
なお、本実施形態において、ロアリンク構造を構成するコンプレッションリンク37およびテンションリンク38のリンク配置とアッパーリンク構造を構成するトランスバースリンク71およびコンプレッションリンク72のリンク配置とブッシュ剛性を低下させたコンプレッションリンク72のブッシュとがピボット点移動部に対応する。
In the present embodiment, the link arrangement of the
(第2実施形態の効果)
(1)前記アッパーリンク構造は、前記第1のアッパーリンク部材がトランスバースリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材がコンプレッションリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性が前記第1のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性より小さく設定されている。
したがって、旋回制動時に直進性を確保することができ、ステアバイワイヤシステムSBWに異常が発生してサスペンション装置1Bの直進性を補完することができない状態となった場合でも直進性を確保して、操縦性・安定性を確保することができ、良好なフェイルセーフ機能を発揮することができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
(1) In the upper link structure, the first upper link member is a transverse link member, the second upper link member is a compression link member, and the second upper link member is on the vehicle body side. The rigidity of the connection point is set smaller than the rigidity of the connection point on the vehicle body side of the first upper link member.
Therefore, it is possible to ensure straightness during turning braking and to ensure straightness even in the case where an abnormality occurs in the steer-by-wire system SBW and the straightness of the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図29〜図33について説明する。
この第3の実施形態は、ステアバイワイヤシステムの異常発生時に前述した第2実施形態におけるコンプレッションリンク72の車体側支持点を強制的に車両後方側に移動させて直進性を確保するようにしたものである。
すなわち、第3実施形態では、図29に示すように、アッパーリンク構造のトランスバースリンク71の車体側支持点TBUbが前述した第2の実施形態のトランスバースリンク71の車体側支持点TBUbよりやや車両後方側に設定されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, when the abnormality occurs in the steer-by-wire system, the vehicle body side support point of the
That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 29, the vehicle body side support point TBUb of the upper link structure
また、図30に示すように、アッパーリンク構造のコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbを強制的に後方に移動させて仮想アッパーピボット点PUを後方に移動させるピボット点移動部を構成するピボット点強制移動部79を備えている。
このピボット点強制移動部79は、アッパーリンク構造のコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbに配設した支持位置可変ブッシュ80を備えている。この支持位置可変ブッシュ80は、車両前後方向で車体側支持軸81を挟む前後対称位置に一対のすぐり80a及び80bを形成している。
Further, as shown in FIG. 30, the pivot point constituting the pivot point moving unit for forcibly moving the vehicle body side support point CPUb of the
The pivot point forced moving
そして、支持位置可変ブッシュ80のすぐり80a及び80bは4ポート電磁切換弁82を介して油圧源83に接続されている。ここで、4ポート電磁切換弁82の一方の入力ポートが油圧源83に接続され、他方の入力ポートが油タンク84に接続され、一方の出力ポートが支持位置可変ブッシュ80のすぐり80aに接続され、他方の出力ポートが支持位置可変ブッシュ80のすぐり80bに接続されている。そして、4ポート電磁切換弁82は、制御信号CSがオフ状態であるときの第1の切換位置で油圧源83からの油圧をすぐり80a及び80bの双方に供給し、制御信号CSがオン状態であるときの第2の切換位置で油圧源83をすぐり80bに接続し、すぐり80aを油タンク84に接続する。
Further, the
したがって、すぐり80a及び80bに油圧が供給されている状態では、図30で実線図示のように、支持位置可変ブッシュ80の外周円が車体側支持軸85の中心軸に対して同心円を維持しているが、すぐり80aの油圧が油タンク84に戻されると、支持位置可変ブッシュ80の外周円の中心軸が図30で点線図示のように前述した第2実施形態における制動時と同様に車体側支持軸85の中心軸より車両後方側に移動する。
Therefore, in the state where the hydraulic pressure is supplied to the
そして、4ポート電磁切換弁82が、前述したコントロール/駆動回路ユニット26で実行する図31に示す異常判定処理によって切換制御される。
この異常判定処理は、図31に示すように、前述した図21の異常判定処理において、ステップS27の次に、オン状態の制御信号CSを4ポート電磁切換弁82に出力するステップS33が追加されるとともに、ステップS32の次に、4ポート電磁切換弁82に出力する制御信号CSをオフ状態とステップS34が追加されていることを除いては図21と同様のステップを有し、図21との対応するステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
Then, the 4-port
As shown in FIG. 31, in this abnormality determination process, step S33 for outputting the control signal CS in the ON state to the 4-port
(第3実施形態の動作)
今、コントローラ/駆動回路ユニット26で実行される図31の異常判定処理で、操舵角θs、操舵入力角θi、第1の転舵角δr1及び第2の転舵角δr2が正常であるステアバイワイヤシステムSBWが正常である状態では、ステップS21〜S24を経てステップS25に移行し、ステップS28〜S30を経てステップS31に移行して、メカニカルバックアップ27を非作動状態として、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とを分離した状態とする。
(Operation of Third Embodiment)
Now, in the abnormality determination process of FIG. 31 executed by the controller /
次いで、ステップS32に移行して、操舵反力アクチュエータ6及び転舵アクチュエータ8を駆動してステアリングホイール2の操舵角θsに応じた操舵反力を発生するとともに操舵角θsに応じた転舵角δr1およびδr2となるように制御する。
次いで、ステップS34に移行して、制御信号CSをオフ状態とする。このため、4ポート電磁切換弁82が第1の切換位置を維持し、支持位置可変ブッシュ80のすぐり80a及び80bの双方に油圧源83の油圧が供給されるので、コンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbは図29および図32(a)で実線図示の位置を維持する。
このため、前述した第2実施形態と同様に、車両の直進走行状態で、アッパーリンク構造の仮想アッパーピボット点PUは、図29および図32(a)に示すように、転舵輪17FLの車幅方向の内側で車軸中心線より車両前後方向後方側に設定されている。
Next, the process proceeds to step S32, where the steering
Next, the process proceeds to step S34, and the control signal CS is turned off. For this reason, the 4-port
Therefore, as in the second embodiment described above, when the vehicle is traveling straight, the virtual upper pivot point PU of the upper link structure is the vehicle width of the steered wheels 17FL as shown in FIGS. 29 and 32 (a). It is set to the rear side in the vehicle front-rear direction from the axle center line inside the direction.
また、ロアリンク構造については、前述した第1及び第2実施形態と同様に、仮想ロアピボット点PLが転舵輪17FLの車幅方向内側端部近傍で且つ車軸中心線より車両前後方向で後側に設定されている。
したがって、仮想アッパーピボット点PUおよび仮想ロアピボット点PLを結ぶキングピン軸KSは、図29に示すように、その路面着地点PTがタイヤ接地面内でタイヤ接地面中心点より車両前方側となる。このため、キングピン傾角を15度以下とすることができるとともに、キャスタ角が零度近傍となって、前述した第1の実施形態と同様にキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。このため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。これにより、操縦性・安定性を向上させることができる。
As for the lower link structure, similarly to the first and second embodiments described above, the virtual lower pivot point PL is near the inner end in the vehicle width direction of the steered wheels 17FL and on the rear side in the vehicle longitudinal direction from the axle centerline. Is set.
Accordingly, as shown in FIG. 29, the kingpin axis KS connecting the virtual upper pivot point PU and the virtual lower pivot point PL has its road landing point PT on the front side of the vehicle from the tire ground contact surface center point within the tire ground contact surface. For this reason, the kingpin tilt angle can be set to 15 degrees or less, and the caster angle is close to zero degrees, so that the moment around the kingpin axis can be further reduced as in the first embodiment. For this reason, the steering can be performed with a smaller rack axial force, and the direction of the wheel can be controlled with a smaller force. Thereby, maneuverability and stability can be improved.
また、旋回外輪としての転舵時には、コンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbの移動はなく、コンプレッションリンク72が実線図示の通常支持点Puを中心に時計方向に回転して一点鎖線図示の位置となる。これと同様に、トランスバースリンク71も車体側支持点TBUbを中心に時計方向に回転して一点鎖線図示の位置となる。このため、両リンク71及び72の交点である仮想アッパーピボット点PUは一点鎖線図示のように車幅方向内側で車両前後方向前側となる斜め前方に移動する。
このとき、ロアリンク構造では前述した第1実施形態で説明したように、仮想ロアピボット点PLがやや車幅方向外側に傾いて車両前後方向前側に移動する。
Further, at the time of turning as a turning outer wheel, the vehicle body side support point CPUb of the
At this time, in the lower link structure, as described in the first embodiment, the virtual lower pivot point PL slightly tilts outward in the vehicle width direction and moves forward in the vehicle front-rear direction.
このため、仮想ロアピボット点PL及び仮想アッパーピボット点PUを結んだキングピン軸KSはキングピン傾角が大きくなるが車両側面視での傾きの増加は抑制される。このため、スクラブ半径はポジティブスクラブ領域で減少することになり、この分直進性が低下するが、車両正面視でキングピン軸KSのキングピン傾角が大きくなることにより、直進性を確保することができる。 For this reason, the kingpin axis KS connecting the virtual lower pivot point PL and the virtual upper pivot point PU has a larger kingpin inclination angle, but an increase in inclination in a side view of the vehicle is suppressed. For this reason, the scrub radius decreases in the positive scrub region, and the straight running performance is reduced by this amount. However, the straight running performance can be ensured by increasing the kingpin tilt angle of the kingpin axis KS in the vehicle front view.
このステアバイワイヤシステムSBWの正常状態から操舵角センサ4、操舵反力制御系、転舵制御系の何れかに異常が発生すると、図31の異常検出処理で、ステップS26へ移行し、メカニカルバックアップ27が作動されて、入力側ステアリング軸3と出力側ステアリング軸10とが連結される。これと略同時に操舵反力アクチュエータ6及び転舵アクチュエータ8の駆動が停止される(ステップS27)。
If an abnormality occurs in any of the
さらに、制御信号CSがオン状態となって(ステップS33)、4ポート電磁切換弁82を第2の切換位置に切換え、支持位置可変ブッシュ80のすぐり80aを油タンク84に接続し、すぐり80bへの油圧源83の油圧の供給は継続される。このため、すぐり80aの油圧が低下することにより、支持位置可変ブッシュ80はその中心軸が車体側支持軸85の中心軸に対して車両前後方向後方側に移動することなる。
このため、前述した第2実施形態における旋回外輪としての転舵時における制動時と同様にコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUaが図32(a)及びこれを拡大した図33で点線図示のように車両後方側の車体側支持点CPUb′に強制的に移動される。
Further, the control signal CS is turned on (step S33), the four-port
For this reason, the vehicle-body-side support point CPUa of the
このコンプレッションリンク72の後方への移動に伴って、トランスバースリンク71も車体側支持点TBUbを中心に平面視で反時計方向に回動する。このとき、トランスバースリンク71の車体側支持点CPUbが車輪側支持点CPUaより車両前後方向後方側に配置されているので、車輪側支持点CPUaは、図32(a)および図33に示すように、車幅方向外側に僅かに移動することになる。このため、転舵輪17FLは、図32(a)及び図33に示すように、トーイン方向に僅かに傾斜することになり、直進性を確保することができる。
As the
これと同時に仮想アッパーピボット点PUは点線図示のPU1へ車両前後方向後方で且つ車幅方向外側となる左斜め後方に移動することになる。
このため、前述した第2の実施形態と同様にキングピン軸KSの側面視の傾きが大きくなり、キャスタ角が増加するとともに、キャスタトレイルが増加して直進性が増加し、ステアバイワイヤシステムSBWの転舵制御による直進性の補完処理の停止による直進性の低下を補うことができる。
At the same time, the virtual upper pivot point PU moves to the PU1 shown by the dotted line in the backward and forward direction of the vehicle and diagonally leftward and outward in the vehicle width direction.
For this reason, as in the second embodiment described above, the inclination of the kingpin shaft KS in a side view is increased, the caster angle is increased, the caster trail is increased, and the straight travel performance is increased. It is possible to compensate for the decrease in straightness due to the stop of the straightness complementation processing by the rudder control.
そして、転舵制御系の異常が継続している状態で、転舵輪17FLを旋回外輪となる転舵状態とすると、図32(a)および図33で一点鎖線図示のように、コンプレッションリンク72は車体側支持点CPUb′を中心に時計方向に回動する。これに伴ってトランスバースリンク71も車体側支持点TBUbを中心にして平面視時計方向に回動し、仮想アッパーピボット点PUがPU1から車幅方向内側で車両前後方向前側の●印のPU2へ右斜め前に移動する。
Then, when the steered wheel 17FL is in a steered state where the turning wheel 17FL becomes a turning outer wheel in a state where the abnormality of the steered control system continues, the
一方、転舵制御系の異常が発生して29で破線図示のように、トランスバースリンク71が車体側支持点TBUbを中心として平面視時計方向に回動する。また、コンプレッションリンク72は、実線図示の車体側支持点CPUbを中心に破線図示のように回動する。
このため、トランスバースリンク71とコンプレッションリンク72との交点で表される仮想アッパーピボット点PUはPUからPU3へ車幅方向内側で且つ車両前後方向前側のPU3へ右斜め前に移動する。
したがって、転舵制御系の異常が発生して転舵制御ができなくなったときの転舵輪17FLの旋回外輪となる転舵状態では、仮想アッパーピボット点PU2が転舵制御系の異常が発生していないときの仮想アッパーピボット点PU3に比較して車幅方向外側で車両前後方向後側に左斜め後方に移動していることなる。
On the other hand, when the abnormality of the steering control system occurs, the
For this reason, the virtual upper pivot point PU represented by the intersection of the
Therefore, in the steered state where the steered wheel 17FL becomes a turning outer wheel when the steered control system becomes abnormal and the steered control cannot be performed, the virtual upper pivot point PU2 is malfunctioning in the steered control system. Compared to the virtual upper pivot point PU3 when there is not, the vehicle is moving left diagonally rearward to the vehicle longitudinal direction rear side outside in the vehicle width direction.
したがって、前述した第2実施形態と同様に、転舵制御系の異常が発生している直進性低下状態で、仮想アッパーピボット点PUを車幅方向外側で且つ車両前後方向後側に移動させることができ、キングピン軸KSを車両側面視で傾斜を大きくし、キャスタ角が増加するとともに、キャスタトレイルが増加してステアバイワイヤシステムSBWの制御停止による直進性低下分を補って直進性を確保することができる。 Therefore, as in the second embodiment described above, the virtual upper pivot point PU is moved outward in the vehicle width direction and rearward in the vehicle front-rear direction in a state where the straightness is deteriorated in which the abnormality of the steering control system has occurred. To increase the inclination of the kingpin shaft KS in a side view of the vehicle, to increase the caster angle, and to increase the caster trail to compensate for the decrease in straightness due to the stop of control of the steer-by-wire system SBW to ensure straightness Can do.
なお、上記第3の実施形態では、ピボット点強制移動部79をすぐり80a及び80bを有する支持位置可変ブッシュ80と、4ポート電磁切換弁82及び油圧源83とで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動直動アクチュエータや油圧シリンダ等の直線移動機構によってコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbを後方側へ移動させるようにしてもよい。
In the third embodiment, the case where the pivot point forcibly moving
また、コンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbの移動方向は車両前後方向後方に限らず、コンプレッションリンク72の延長方向に後方側に移動させるようにしてもよい。
また、アッパーリンク構造のコンプレッションリンク72の車体側支持点CPUbをピボット点強制移動部79によって移動させる場合に代えて、ロアリンク構造のテンションリンク38の車体側支持点CPLbをピボット点強制移動部で車両前後方向前側に移動させるようにしてもよい。
Further, the movement direction of the vehicle body side support point CPUb of the
Further, instead of moving the vehicle body side support point CPUb of the
(第3実施形態の効果)
(1)ステアバイワイヤシステムによる転舵輪の転舵制御ができなくなる直進性低下状態で、前記ロアリンク構造及びアッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を、直進性を増す方向に強制的に移動させるピボット点強制移動部を備えている。
この構成によると、ステアバイワイヤシステムに異常が発生して転舵輪の転舵制御ができなくなる直進性低下状態で、ピボット点を、直進性を増す方向すなわちキャスタ角を大きくしてキャスタトレイルを増加させることができ、ステアバイワイヤシステムによる直進性低下分を補うことができる。
(Effect of the third embodiment)
(1) A pivot that forcibly moves at least one pivot point of the lower link structure and the upper link structure in a direction in which the straightness is increased in a state in which the steered wheel cannot be steered by the steer-by-wire system. A point compulsory moving part is provided.
According to this configuration, when the steer-by-wire system is abnormal and the steered wheels cannot be steered, the pivot point is increased, that is, the caster angle is increased by increasing the caster angle, that is, the caster angle. It is possible to compensate for the decrease in straightness due to the steer-by-wire system.
(2)ステアバイワイヤシステムは、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、前記転舵アクチュエータによる前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出部と、前記操舵角及び前記転舵角の偏差が所定値以上であるときに異常と判定して前記転舵アクチュエータの制御を停止する異常制御部を備え、前記異常制御部は、異常と判定したときに前記ピボット点強制移動部を作動させる。 (2) The steer-by-wire system includes a steering angle detector that detects a steering angle of the steering wheel, a turning angle detector that detects a turning angle of the steered wheels by the turning actuator, the steering angle, and the steering angle When the deviation of the turning angle is greater than or equal to a predetermined value, an abnormality control unit is provided that determines an abnormality and stops the control of the steering actuator, and the abnormality control unit forcibly moves the pivot point when the abnormality is determined to be abnormal Actuate the part.
この構成によると、ステアバイワイヤシステムで自己診断を行って異常判定を行い、異常と判定したときに転舵アクチュエータの制御を停止し、このときにピボット点強制移動部を作動させるので、直進性の低下分を確実に補うことができる。この場合には、転舵輪の転舵の有無にかかわらず直進性を増加させることができる。
なお、第3実施形態では、異常検出処理で異常を検出したときにピボット点強制移動部79を作動させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、転舵アクチュエータ8による転舵輪の転舵制御が不十分となる状態、特に直進性担保が不十分となる状態となったときにピボット点強制移動部79を作動させるようにしてもよい。
According to this configuration, the steer-by-wire system performs self-diagnosis to determine abnormality, and when it is determined to be abnormal, the control of the steering actuator is stopped, and at this time the pivot point forced movement unit is activated, The decrease can be compensated for surely. In this case, the straightness can be increased regardless of whether or not the steered wheels are steered.
In the third embodiment, the case where the pivot point forcibly moving
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を図34および図35について説明する。
この第4実施形態は、例えば第1実施形態において転舵制御装置としてステアバイワイヤシステムに代えて電動パワーステアリング装置を適用したものである。
すなわち、第4実施形態は、図34に示すように、自動車1は、車体1Aを備えている。この車体1Aには、車輪WFR,WFL,WRR,WRLを支持するサスペンション装置1Bと、前輪側の転舵輪WFR及びWFLを操舵する操舵装置SSとが設けられている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the fourth embodiment, for example, an electric power steering device is applied instead of the steer-by-wire system as a steering control device in the first embodiment.
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 34, the
操舵装置SSは、ステアリング機構SMとこのステアリング機構SMに操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置EPとを備えている。
ステアリング機構SMは、入力側ステアリング軸SSi、出力側ステアリング軸SSo、ステアリングホイールSW、ピニオンギアPG、ラック軸LS、タイロッドTRを備えている。
入力側ステアリング軸SSiには、車両後方側の先端にステアリングホイールSWが装着されている。そして、入力側ステアリング軸SSi及び出力側ステアリング軸SSoは、車体1Aに回転可能に支持されており、互いにトーションバー(図示せず)を介して連結されている。
The steering device SS includes a steering mechanism SM and an electric power steering device EP that applies a steering assist force to the steering mechanism SM.
The steering mechanism SM includes an input side steering shaft SSi, an output side steering shaft SSo, a steering wheel SW, a pinion gear PG, a rack shaft LS, and a tie rod TR.
A steering wheel SW is mounted on the input-side steering shaft SSi at the tip on the vehicle rear side. The input side steering shaft SSi and the output side steering shaft SSo are rotatably supported by the
出力側ステアリング軸SSoの車両前端側には、ピニオンギアPGが連結されており、このピニオンギアPGがラック軸LSに形成されたラックギアに噛合してピニオンアンドラック機構が形成されている。このピニオンアンドラック機構では、ステアリングホイールSWの回転運動を車幅方向の直線運動に変換する。そして、ラック軸LSの両端と転舵輪WFR及びWRLとの間にそれぞれタイロッドTRが連結されている。これらタイロッドTRは、ラック軸LSの両端部と車輪WFR,WFLのナックルアームとを、ボールジョイントを介してそれぞれ連結している。 A pinion gear PG is connected to the vehicle front end side of the output side steering shaft SSo, and this pinion gear PG meshes with a rack gear formed on the rack shaft LS to form a pinion and rack mechanism. In this pinion and rack mechanism, the rotational motion of the steering wheel SW is converted into a linear motion in the vehicle width direction. Tie rods TR are coupled between both ends of the rack shaft LS and the steered wheels WFR and WRL. These tie rods TR connect both ends of the rack shaft LS and the knuckle arms of the wheels WFR and WFL via ball joints.
一方、電動パワーステアリング装置EPは、入力側ステアリング軸SSiに装着されたステアリングホイールSWの操舵角を検出する操舵角センサASと、入力側ステアリング軸SSi及び出力側ステアリング軸SSoとの回転角差に基づいて操舵トルクを検出する操舵トルクセンサTSと、出力側ステアリング軸SSoに対して操舵制御力を伝達する電動アクチュエータEAと、この電動アクチュエータEAの回転角を検出する回転角センサRSとを備えている。ここで、電動アクチュエータEAは、電動モータで構成され、モータ軸と一体に回転するギアが出力側ステアリング軸SSoの一部に形成されたギアに噛合しており、出力側ステアリング軸SSoを回転させる。 On the other hand, the electric power steering device EP is based on the difference in rotation angle between the steering angle sensor AS that detects the steering angle of the steering wheel SW mounted on the input side steering shaft SSi, and the input side steering shaft SSi and the output side steering shaft SSo. A steering torque sensor TS that detects a steering torque based on the electric actuator EA that transmits a steering control force to the output-side steering shaft SSo, and a rotation angle sensor RS that detects a rotation angle of the electric actuator EA. Yes. Here, the electric actuator EA is composed of an electric motor, and a gear that rotates integrally with the motor shaft meshes with a gear that is formed in a part of the output side steering shaft SSo, and rotates the output side steering shaft SSo. .
また、電動パワーステアリング装置EPは、電動アクチュエータEAを駆動制御する転舵制御装置CTと、各車輪WFR〜WRLの車輪速を検出する車輪速センサWSFR〜WSRLと、車両状態パラメータ取得部CPとを備えている。
車両状態パラメータ取得部CPは、車輪速センサWFR〜WRLから出力される車輪の回転速度を示すパルス信号を基に車速を取得する。また、車両状態パラメータ取得部CPは、車速と各車輪の回転速度とを基に、各車輪のスリップ率を取得する。そして、車両状態パラメータ取得部CPは、取得した各パラメータを転舵制御装置CTに出力する。
The electric power steering device EP includes a steering control device CT for driving and controlling the electric actuator EA, wheel speed sensors WSFR to WSRL for detecting the wheel speeds of the wheels WFR to WRL, and a vehicle state parameter acquisition unit CP. I have.
The vehicle state parameter acquisition unit CP acquires the vehicle speed based on a pulse signal indicating the rotational speed of the wheels output from the wheel speed sensors WFR to WRL. Moreover, vehicle state parameter acquisition part CP acquires the slip ratio of each wheel based on a vehicle speed and the rotational speed of each wheel. And vehicle state parameter acquisition part CP outputs each acquired parameter to steering control apparatus CT.
転舵制御装置CTには、車両状態パラメータ取得部CPから入力される各パラメータの他、操舵角センサ4で検出した操舵角θs、操舵トルクセンサTSで検出した操舵トルクTs、回転角センサRSで検出したアクチュエータ回転角θaが入力されている。
この転舵制御装置CTは、パワーステアリング制御部PCと直進性担保部SGとを備えている。パワーステアリング制御部PCは、操舵トルクTsと車速Vとに基づいて目標補助操舵トルクを算出し、算出した目標操舵補助トルクに基づいて電動アクチュエータEAを駆動する駆動電流を算出し、この駆動電流を電動アクチュエータEAに供給して電動アクチュエータEAを駆動制御する。
In addition to the parameters input from the vehicle state parameter acquisition unit CP, the steering control device CT includes a steering angle θs detected by the
The steering control device CT includes a power steering control unit PC and a straight travel guarantee unit SG. The power steering control unit PC calculates a target auxiliary steering torque based on the steering torque Ts and the vehicle speed V, calculates a driving current for driving the electric actuator EA based on the calculated target steering auxiliary torque, and calculates the driving current. The electric actuator EA is supplied and controlled to drive the electric actuator EA.
直進性担保部SGは、後述するようにサスペンション装置1Bの直進性を補完する直進性補完制御を行う。
車輪WFR,WFL,WRR,WRLは、ホイールハブ機構WHにタイヤを取り付けて構成したものであり、前述した第1〜第3実施形態のサスペンション装置1Bを介して車体1Aに設置してある。これらのうち、転舵輪となる前輪(車輪WFR,WFL)は、タイロッド15によってナックルアームが揺動することにより、車体1Aに対する車輪WFR,WFLの向きが変化する。
As will be described later, the rectilinearity ensuring unit SG performs rectilinear complementation control that complements the rectilinearity of the
The wheels WFR, WFL, WRR, WRL are configured by attaching tires to the wheel hub mechanism WH, and are installed in the
次に、転舵制御装置CTの具体的構成を図35および図36について説明する。
パワーステアリング制御部PCは、図35に示すように、目標補助トルク電流指令値演算部TOとアクチュエータ電流制御部ACとを備えている。目標補助トルク電流指令値演算部TOは、操舵トルクセンサTSで検出した操舵トルクTsと車速Vとに基づいて制御マップを参照して操舵トルクTsに応じた目標補助トルク電流指令値It*を算出し、算出した目標補助トルク電流指令値It*を、加算器ADに出力する。この加算器ADでは、目標補助トルク電流指令値It*に後述する直進性担保用電流指令値Isa*を加算して目標アクチュエータ電流Ia*を算出し、算出した目標アクチュエータ電流Ia*を減算器SBに出力する。この減算器SBにはアクチュエータ電流センサCSで検出される電動アクチュエータEAに供給されるアクチュエータ電流Iadがフィードバックされている。したがって、減算器SBで、目標アクチュエータ電流指令値Ia*からアクチュエータ電流Iadを減算して電流偏差ΔIを算出する。
アクチュエータ電流制御部ACは、減算器SBから入力される電流偏差ΔIを例えばPID制御してアクチュエータ電流Iadを算出し、算出したアクチュエータ電流Iadを電動アクチュエータEAに出力する。
Next, a specific configuration of the steering control device CT will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 35, the power steering control unit PC includes a target auxiliary torque current command value calculation unit TO and an actuator current control unit AC. The target auxiliary torque current command value calculation unit TO calculates a target auxiliary torque current command value It * corresponding to the steering torque Ts with reference to the control map based on the steering torque Ts detected by the steering torque sensor TS and the vehicle speed V. Then, the calculated target auxiliary torque current command value It * is output to the adder AD. In the adder AD, a target actuator current Ia * is calculated by adding a straight travel guarantee current command value Isa * to be described later to the target auxiliary torque current command value It * , and the calculated target actuator current Ia * is subtracted by the subtractor SB. Output to. An actuator current Iad supplied to the electric actuator EA detected by the actuator current sensor CS is fed back to the subtractor SB. Accordingly, the subtractor SB subtracts the actuator current Iad from the target actuator current command value Ia * to calculate the current deviation ΔI.
The actuator current control unit AC calculates the actuator current Iad by performing, for example, PID control on the current deviation ΔI input from the subtractor SB, and outputs the calculated actuator current Iad to the electric actuator EA.
一方、直進性担保部SGでは、前述した第1実施形態における直進性補完部53と同様に、左右の駆動輪駆動力を配分制御する駆動力制御装置DCから出力される左右輪の駆動力TR及びTLが入力されると共に、操舵トルクセンサSTで検出した操舵トルクTsが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクTsaを算出する。すなわち、直進性担保部SGでは、先ず、左右輪の駆動力TR及びTLの駆動力差ΔT(=TL−TR)を算出し、算出した駆動力差ΔTをもとに図12に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクThを推定する。
また、直進性担保部SGでは、算出したセルフアライニングトルクTsaに所定電流ゲインKiを乗算して直進性担保用電流指令値Isa*(=Ki・Tsa)を算出する。
On the other hand, in the straight travel guarantee unit SG, as with the straight
Further, the straight travel guarantee unit SG multiplies the calculated self-aligning torque Tsa by a predetermined current gain Ki to calculate a straight travel guarantee current command value Isa * (= Ki · Tsa).
ここで、直進性担保部SGにおけるセルフアライニングトルクTsaの算出は、先ず、左右輪の駆動力TR及びTLの駆動力差ΔT(=TL−TR)を算出し、算出した駆動力差ΔTをもとに前述した図17に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクThを推定し、操舵トルクセンサ5で検出した操舵トルクTsから発生トルクThを減じてセルフアライニングトルクTsaを算出する。
なお、セルフアライニングトルクTsaは、上述した第1実施形態のように任意の方法で算出することができる。
Here, the calculation of the self-aligning torque Tsa in the straight travel guarantee part SG first calculates the driving force difference ΔT (= TL−TR) between the driving forces TR and TL of the left and right wheels, and calculates the calculated driving force difference ΔT. Referring to the generated torque estimation control map shown in FIG. 17 described above, the generated torque Th generated at the time of turning is estimated by the torque steer phenomenon, and the generated torque Th is calculated from the steering torque Ts detected by the
The self-aligning torque Tsa can be calculated by any method as in the first embodiment described above.
そして、直進性担保部SGで算出した直進性担保用電流指令値Isa*は、前述した加算器ADに供給される。この加算器ADでは、目標補助トルク電流指令値演算部TOで算出された目標補助トルク電流指令値I*に直進性担保用電流指令値Isa*を加算して目標アクチュエータ電流指令値Ia*を算出し、算出した目標アクチュエータ電流指令値Ia*を減算器SBに供給する。
したがって、転舵制御装置CTのパワーステアリング制御部PCでは、ステアリングホイールSWに入力される操舵トルクTsと車速Vとに応じて算出される目標補助トルク電流指令値It*に直進性担保部SGで算出した直進性担保用電流指令値Isa*が加算されて目標アクチュエータ電流指令値Ia*が算出される。
この目標アクチュエータ電流指令値Ia*に基づいて電動アクチュエータEAが制御されるので、電動アクチュエータEAで、ステアリングホイールSWに伝達される操舵力に応じた操舵補助トルクに加えて、サスペンション装置1Bの直進性を担保する転舵トルクを発生し、これらを出力側ステアリング軸SSoに伝達する。
Then, the straightness ensuring current command value Isa * calculated by the straightness ensuring unit SG is supplied to the adder AD described above. In this adder AD, the target actuator current command value Ia * is calculated by adding the straight travel guarantee current command value Isa * to the target assist torque current command value I * calculated by the target assist torque current command value calculation unit TO. Then, the calculated target actuator current command value Ia * is supplied to the subtractor SB.
Accordingly, in the power steering control unit PC of the steering control device CT, the straight traveling performance ensuring unit SG uses the target auxiliary torque current command value It * calculated according to the steering torque Ts and the vehicle speed V input to the steering wheel SW. The calculated straight current ensuring current command value Isa * is added to calculate the target actuator current command value Ia * .
Since the electric actuator EA is controlled based on the target actuator current command value Ia * , in addition to the steering assist torque corresponding to the steering force transmitted to the steering wheel SW by the electric actuator EA, the straightness of the
また、転舵制御装置CTでは、操舵トルクセンサ5の異常やパワーステアリング制御部PC自身の異常や直進性担保部SGの異常診断を常時行っており、操舵トルクセンサ5やパワーステアリング制御部PC自身の異常を検出したときに、例えばアクチュエータ電流制御部AC及び電動アクチュエータEA間に配置したアクチュエータリレー(図示せず)をオフ状態として電動アクチュエータEAへアクチュエータ電流Iadの出力を停止する。
この電動アクチュエータEAへのアクチュエータ電流Iadの出力が停止されると、運転者のステアリングホイール2の操舵による転舵輪WFRおよびWFLの転舵は継続されるが、直進性担保部SGによる直進性を担保する転舵トルクの発生が停止される。
Further, in the steering control device CT, the abnormality of the
When the output of the actuator current Iad to the electric actuator EA is stopped, the turning of the steered wheels WFR and WFL by the steering of the
しかしながら、サスペンション装置1Bが前述した第1実施形態と同様に構成されているので、運転者がステアリングホイール2を中立位置から右切りまたは左切りする転舵状態となったときに、旋回外輪側となるサスペンション装置1Bで、第1実施形態と同様に、ロアリンク構造で仮想ロアピボット点PLが車両前後方向前方に移動し、アッパリンク構造で仮想アッパーピボット点PUが車両前後方向後方に移動する。このため、キングピン軸KSが後傾することになり、キャスタ角が小さくなって、キャスタトレイルが増加して直進性を確保することができる。
However, since the
また、上記実施形態では、サスペンション装置1Bのキャスタ角が略零に設定されている。このキャスタ角と転舵応答性と操縦安定性との関係は、図36(a)に示すように、キャスタ角が零であるときには転舵応答性が高い状態をとなるが、操縦安定性を確保することはできない、すなわち、キャスタ角に対する転舵応答性と操縦安定性とはトレードオフの関係が存在する。
Moreover, in the said embodiment, the caster angle of the
一方、キングピン軸KSの路面接地点位置と横力低減代及び直進性との関係は、図36(b)に示すようになる。すなわち、キングピン軸KSの接地点がタイヤ接地面中心にある状態では、実線図示のように横力低減代が最大となる。しかしながら、直進性は破線図示のように確保できない状態となる。そして、キングピン軸KSの接地点をタイヤ接地面中心から前方に移動させると、キングピン軸KSの接地点がタイヤ接地面中心から離れるにしたがって、横力低減代は徐々に低減し、直進性は徐々に向上する。 On the other hand, the relationship between the road surface contact point position of the kingpin axis KS, the lateral force reduction allowance, and the straightness is as shown in FIG. That is, when the grounding point of the kingpin axis KS is at the center of the tire grounding surface, the lateral force reduction allowance is maximized as shown by the solid line. However, the straight travel performance cannot be ensured as shown by the broken line. When the grounding point of the kingpin axis KS is moved forward from the center of the tire grounding surface, the lateral force reduction margin is gradually reduced as the grounding point of the kingpin shaft KS moves away from the tire grounding surface center, and the straightness is gradually increased. To improve.
その後、キングピン軸KSの接地点がタイヤ接地面の前端に達すると、横力低減代は最大値の半分程度に減少し、逆に直進性は良好な状態になる。さらにキングピン軸KSの接地点がタイヤ接地面の前端を超えて前方に移動すると、横力低減代は最大値の半分程度からさらに減少し、逆に直進性はさらに良好となる。
上記実施形態では、横力低減代を大きくするために、ステアリングホイールSWが中立位置にある状態で、キングピン軸KSがタイヤ接地面内を通るように設定している。このため、サスペンション装置1Bの直進性が低下した状態となっており、この直進性の低下分を直進性担保部SGで電動アクチュエータEAを制御することにより補完することができる。このため、上記第1の実施形態では、直進性担保部SGによって、サスペンション装置1Bでの直進性の低下分を補って十分な直進性を確保することができる。
なお、第4実施形態においても、前述した第1実施形態と同様に、ロアリンク構造またはアッパーリンク構造をAアーム等のピボット点が移動しない構造とすることができる。
Thereafter, when the contact point of the kingpin shaft KS reaches the front end of the tire contact surface, the lateral force reduction allowance is reduced to about half of the maximum value, and on the contrary, the straight traveling performance is in a good state. Further, when the grounding point of the kingpin axis KS moves forward beyond the front end of the tire grounding surface, the lateral force reduction allowance is further reduced from about half of the maximum value, and on the contrary, the straightness is further improved.
In the above-described embodiment, in order to increase the lateral force reduction allowance, the kingpin shaft KS is set so as to pass through the tire ground contact surface with the steering wheel SW in the neutral position. For this reason, the linearity of the
Also in the fourth embodiment, as in the first embodiment described above, the lower link structure or the upper link structure can be configured such that the pivot point of the A arm or the like does not move.
また、第4実施形態においは、サスペンション装置1Bが第1実施形態の構成である場合に限らず、第2実施形態または第3実施形態のサスペンション装置のアッパーリンク構造を適用することができる。この場合、第3実施形態のサスペンション装置のアッパーリンク構造を適用する場合には、転舵制御装置CTの異常診断処理によって、電動アクチュエータEAの駆動が停止される異常が発生したときに、ピボット点強制移動部79を作動させる他、直進性担保部SGで生成される直進性担保トルクの発生が不足する場合にもピボット点強制移動部79を作動させてキングピン軸KSを後傾させて直進性を確保することが好ましい。
In the fourth embodiment, the
(第4実施形態の効果)
(1)ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵制御する転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備え、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備えている。
これにより、転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を移動させてキングピン軸を後傾させることができ、直進性を確保することができ、操縦性・安定性を確保することができる。
(Effect of 4th Embodiment)
(1) The vehicle suspension includes: a steering control device that controls the steering wheel by operating an actuator according to a steering state of the steering wheel; and a vehicle suspension device that rotatably supports the steering wheel. The apparatus includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that couples a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and a vehicle body side above the axle. An upper link structure for connecting the support portion and the axle carrier, and at least one of the king pins of the lower link structure and the upper link structure when the steering control of the steering control device is insufficient. A pivot point moving unit is provided for moving the pivot point of the shaft so that the kingpin shaft tilts backward in a vehicle side view.
As a result, when the steering control of the steering control device is insufficient, it is possible to move the pivot point of at least one of the lower link structure and the upper link structure to tilt the kingpin shaft backward, ensuring straightness It is possible to ensure maneuverability and stability.
(2)ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備えている。そして、前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有する。さらに、前記ロアリンク構造のロアピボット点と前記アッパーリンク構造のアッパーピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、前記転舵制御装置は、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪にセルフアライニング用の復元力を発生するように当該転舵輪を転舵制御して前記サスペンション装置の直進性を担保し、少なくとも前記転舵制御装置の転舵制御が不十分であるときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備えている。 (2) A steering control device that turns an steered wheel by operating an actuator according to a steering state of the steering wheel, and a vehicle suspension device that rotatably supports the steered wheel. The vehicle suspension device includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheels, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side of the axle. Further, the kingpin shaft passing through the lower pivot point of the lower link structure and the upper pivot point of the upper link structure is set so as to pass through the tire ground contact surface at a neutral position of the steering wheel, and the steering control device includes: The steered wheels are steered so as to generate self-aligning restoring force on the steered wheels by actuating an actuator to ensure straightness of the suspension device, and at least steer control of the steered control device A pivot point moving part that moves the pivot point of at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure so that the kingpin shaft tilts backward in a side view of the vehicle. Yes.
これにより、転舵制御装置による直進性担保制御が不十分であるときに、ロアリンク構造およびアッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を移動させてキングピン軸を後傾させることができ、直進性を確保してフェイルセーフ機能を発揮することができ、操縦性・安定性を確保することができる。 As a result, when the straightness guarantee control by the steering control device is insufficient, the pivot point of the lower link structure and the upper link structure can be moved to tilt the kingpin shaft backward, thereby improving the straightness. It can be ensured to exhibit a fail-safe function, and the maneuverability and stability can be ensured.
また、キングピン軸を、ステアリングホイールの中立位置で、タイヤ接地面内を通るように設定しているので、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら車両の操縦性・安定性を向上させることができる。
In addition, since the kingpin shaft is set to pass through the tire ground contact surface at the neutral position of the steering wheel, the moment around the kingpin shaft can be made smaller, so steering can be performed with a smaller rack axial force. And can control the direction of the wheels with a smaller force.
Therefore, in this embodiment, it is possible to improve the maneuverability and stability of the vehicle while reducing the weight of the suspension device.
(3)転舵制御装置に直進性担保部を設け、この直進性担保部で車両用のサスペンション装置の直進性を担保することとした。
したがって、電動パワーステアリング装置における電動アクチュエータを利用して、本発明におけるキングピン軸の設定に対応する直進性担保制御を行うことができる。このため、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性の向上を図ることができる。
(3) The straightness ensuring part is provided in the steering control device, and the straightness ensuring part ensures the straightness of the vehicle suspension device.
Therefore, the straightness ensuring control corresponding to the setting of the kingpin axis in the present invention can be performed using the electric actuator in the electric power steering apparatus. For this reason, in this embodiment, it is possible to improve the maneuverability and stability of the vehicle while reducing the weight of the suspension device.
(4)直進性担保部は、セルフアライニングトルクを推定して直進性を担保するようにしている。
したがって、直進性担保部で、サスペンション装置の高応答性を確保することにより低下した直進性をセルフアライニングトルクで担保することができ、操縦・安定性を向上させることができる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性を向上させることができる。
(4) The straightness guaranteeing part estimates the self-aligning torque to ensure straightness.
Therefore, the straight travel performance guaranteeing section can secure the straight travel performance reduced by securing the high responsiveness of the suspension device with the self-aligning torque, and the steering and stability can be improved.
Therefore, in this embodiment, it is possible to improve the maneuverability and stability of the vehicle while reducing the weight of the suspension device.
(変形例)
なお、上記第4実施形態においては、転舵制御装置CTが、パワーステアリング制御部PCと直進性担保部SGとで構成される場合について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、転舵制御装置CSとして、パワーステアリング制御部PCを省略して直進性担保部SGのみを設けるようにしてもよい。この場合には、図11の構成において、目標補助トルク電流指令値演算部TO及び加算器ADを省略して、直進性担保部SGから出力される直進性担保用電流指令値Isa*を直接減算器SBに入力するようにすれば良い。
また、上記第4実施形態では、直進性担保部SGでセルフアライニングトルクTsaに基づいて直進性担保用電流指令値Isa*を算出したが、これに限定されるものではなく、例えばセルフアライニングトルクTsaの平均値で表される固定値を設定するようにしてもよい。
(Modification)
In addition, in the said 4th Embodiment, steering control apparatus CT demonstrated the case where it comprised by power steering control part PC and the straight travel guarantee part SG. However, the present invention is not limited to the above-described configuration, and as the steering control device CS, the power steering control unit PC may be omitted and only the straight travel guarantee unit SG may be provided. In this case, in the configuration of FIG. 11, the target auxiliary torque current command value calculation unit TO and the adder AD are omitted, and the straightness ensuring current command value Isa * output from the straightness ensuring unit SG is directly subtracted. What is necessary is just to make it input into the device SB.
Further, in the fourth embodiment, the straight travel performance ensuring unit SG calculates the straight travel performance ensuring current command value Isa * based on the self aligning torque Tsa. However, the present invention is not limited to this. A fixed value represented by an average value of the torque Tsa may be set.
1…自動車、1A…車体、1B…サスペンション装置、2…ステアリングホイール、3…入力側ステアリング軸、4…ハンドル角度センサ、5…操舵トルクセンサ、6…操舵反力アクチュエータ、7…操舵反力アクチュエータ角度センサ、8…転舵アクチュエータ、9…転舵アクチュエータ角度センサ、10…出力側ステアリング軸、11…転舵トルクセンサ、12…ピニオンギヤ、14…ステアリングラック部材、15…タイロッド、17FR,17FL,17RR,17RL…車輪、21…車両状態パラメータ取得部、24FR,24FL,24RR,24RL…車輪速センサ、26…コントロール/駆動回路ユニット、27…メカニカルバックアップ、32…車軸、33…アクスルキャリア、34…バネ部材、37…コンプレッションリンク(コンプレッションリンク部材)、38…テンションリンク(テンションリンク部材)、39…トランスバースリンク(トランスバースリンク部材)、40…コンプレッションリンク(コンプレッションリンク部材)、41…ショックアブソーバ、50…転舵制御部、51…目標転舵角演算部、52…転舵角制御部、53…直進性補完部、54…外乱補償部、55…加算器、56…遅延制御部、56a…操舵開始検出部、56b…単安定回路、56c…ゲイン調整部、56d…乗算器、56e…加算器、58…転舵角偏差演算部、59…転舵モータ制御部、60…電流偏差演算部、61…モータ電流検出部、62…モータ電流制御部、63…アクチュエータ制御装置、64…駆動力制御装置、70…ナックル、71…トランスバースリンク、72…コンプレッションリンク、79…ピボット点強制移動部、80…支持位置可変ブッシュ、82…4ポート電磁切換弁、83…油圧源、84…油タンク
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備え、
前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、
前記転舵輪が旋回外輪であるときに、少なくとも前記転舵輪が直進走行状態から転舵状態となり、且つ制動状態となったときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備え、
前記アッパーリンク構造は、前記第1のアッパーリンク部材がトランスバースリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材がコンプレッションリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性が前記第1のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性より小さく設定されていることを特徴とする車両用転舵装置。 A steering control device that controls the steered wheels by operating an actuator according to a steering state of the steering wheel;
A vehicle suspension device that rotatably supports the steered wheel,
The vehicle suspension apparatus includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheel, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and the axle. An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side;
When the steered wheel is a turning outer wheel, at least when the steered wheel is in a steered state from a straight traveling state and in a braking state , at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure A pivot point moving part that moves the pivot point so that the kingpin shaft tilts backward in a vehicle side view ,
In the upper link structure, the first upper link member is constituted by a transverse link member, the second upper link member is constituted by a compression link member, and a vehicle body side connection point of the second upper link member is formed. A vehicle steering apparatus, wherein the rigidity is set to be smaller than the rigidity of a vehicle body side connection point of the first upper link member .
前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備え、
前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、前記ロアリンク構造のロアピボット点と前記アッパーリンク構造のアッパーピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
前記転舵制御装置は、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪の舵角が復元するように当該転舵輪を転舵制御して前記車両の直進性を担保し、
前記転舵輪が旋回外輪であるときに、少なくとも前記転舵輪が直進走行状態から転舵状態となり、且つ制動状態となったときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備え、
前記アッパーリンク構造は、前記第1のアッパーリンク部材がトランスバースリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材がコンプレッションリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性が前記第1のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性より小さく設定されていることを特徴とする車両用転舵装置。 A steering control device for operating the actuator according to the steering state of the steering wheel to steer the steered wheels;
A vehicle suspension device that rotatably supports the steered wheel,
The vehicle suspension apparatus includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheel, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and the axle. An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side, and a kingpin shaft passing through the lower pivot point of the lower link structure and the upper pivot point of the upper link structure is set to a neutral position of the steering wheel And set it to pass through the tire ground contact surface,
The steered control device operates the actuator to steer the steered wheels so that the steered angle of the steered wheels is restored, thereby ensuring straightness of the vehicle,
When the steered wheel is a turning outer wheel, at least when the steered wheel is in a steered state from a straight traveling state and in a braking state , at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure A pivot point moving part that moves the pivot point so that the kingpin shaft tilts backward in a vehicle side view ,
In the upper link structure, the first upper link member is constituted by a transverse link member, the second upper link member is constituted by a compression link member, and a vehicle body side connection point of the second upper link member is formed. A vehicle steering apparatus, wherein the rigidity is set to be smaller than the rigidity of a vehicle body side connection point of the first upper link member .
前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備え、
前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、
前記転舵輪が旋回外輪であるときに、少なくとも前記転舵輪が直進走行状態から転舵状態となり、且つ制動状態となったときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のキングピン軸のピボット点を、当該キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を備え、
前記アッパーリンク構造は、前記第1のアッパーリンク部材がトランスバースリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材がコンプレッションリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性が前記第1のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性より小さく設定されている
ことを特徴とする車両用転舵装置。 A steered wheel control system comprising a steer-by-wire system that steers and controls steered wheels mechanically separated from the steering wheel according to the steering state of the steering wheel;
A vehicle suspension device that rotatably supports the steered wheel,
The vehicle suspension apparatus includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheel, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and the axle. An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side;
When the steered wheel is a turning outer wheel, at least when the steered wheel is in a steered state from a straight traveling state and in a braking state , at least one kingpin shaft of the lower link structure and the upper link structure A pivot point moving part that moves the pivot point so that the kingpin shaft tilts backward in a vehicle side view ,
In the upper link structure, the first upper link member is constituted by a transverse link member, the second upper link member is constituted by a compression link member, and a vehicle body side connection point of the second upper link member is formed. The vehicle steering apparatus, wherein rigidity is set to be smaller than rigidity of a vehicle body side connection point of the first upper link member .
前記転舵輪を回転自在に支持する車両用サスペンション装置とを備え、
前記車両用サスペンション装置は、前記転舵輪を回転自在に支持する車軸を備えたアクスルキャリアと、前記車軸の下側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するロアリンク構造と、前記車軸の上側で車体側支持部と前記アクスルキャリアとを連結するアッパーリンク構造とを有し、前記ロアリンク構造のロアピボット点と前記アッパーリンク構造のアッパーピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
前記転舵制御装置は、前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪の舵角が復元するように当該転舵輪を転舵制御して前記車両の直進性を担保し、
前記転舵輪が旋回外輪であるときに、少なくとも前記転舵輪が直進走行状態から転舵状態となり、且つ制動状態となったときに、前記ロアリンク構造および前記アッパーリンク構造の少なくとも一方のピボット点を、キングピン軸が車両側面視で後傾するように移動するピボット点移動部を設け、
前記アッパーリンク構造は、前記第1のアッパーリンク部材がトランスバースリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材がコンプレッションリンク部材で構成され、前記第2のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性が前記第1のアッパーリンク部材の車体側連結点の剛性より小さく設定されていることを特徴とする車両用転舵装置。 A steering control device comprising a steer-by-wire system that steers the steered wheels mechanically separated from the steering wheel according to the steering state of the steering wheel by actuating an actuator;
A vehicle suspension device that rotatably supports the steered wheel,
The vehicle suspension apparatus includes an axle carrier having an axle that rotatably supports the steered wheel, a lower link structure that connects a vehicle body side support portion and the axle carrier below the axle, and the axle. An upper link structure for connecting the vehicle body side support portion and the axle carrier on the upper side, and a kingpin shaft passing through the lower pivot point of the lower link structure and the upper pivot point of the upper link structure is set to a neutral position of the steering wheel And set it to pass through the tire ground contact surface,
The steered control device operates the actuator to steer the steered wheels so that the steered angle of the steered wheels is restored, thereby ensuring straightness of the vehicle,
When the steered wheel is a turning outer wheel, at least one pivot point of the lower link structure and the upper link structure is set when at least the steered wheel changes from a straight traveling state to a steered state and enters a braking state. , Provided with a pivot point moving part that moves so that the kingpin shaft tilts backward in a vehicle side view ,
In the upper link structure, the first upper link member is constituted by a transverse link member, the second upper link member is constituted by a compression link member, and a vehicle body side connection point of the second upper link member is formed. A vehicle steering apparatus, wherein the rigidity is set to be smaller than the rigidity of a vehicle body side connection point of the first upper link member .
前記ピボット点移動部は、前記第1のリンク部材及び第2のリンク部材の交点で表される仮想ロアピボット点を、転舵輪の転舵時に少なくとも車両前後方向前方に移動させるリンク配置とされていることを特徴とする請求項1に記載の車両用転舵装置。 The lower link structure has a first link member and a second link member intersecting each other,
The pivot point moving unit has a link arrangement that moves a virtual lower pivot point represented by an intersection of the first link member and the second link member at least forward in the vehicle front-rear direction when the steered wheels are steered. The vehicle steering apparatus according to claim 1 , wherein:
前記ピボット点移動部は、前記第1のアッパーリンク部材および前記第2のアッパーリンク部材の仮想アッパーピボット点を、転舵輪の転舵時に少なくとも車両前後方向後方に移動させるリンク配置とされていることを特徴とする請求項1または5に記載の車両用転舵装置。 The upper link structure has a first upper link member and a second upper link member,
The pivot point moving unit is configured to be a link arrangement that moves the virtual upper pivot point of the first upper link member and the second upper link member at least rearward in the vehicle front-rear direction when turning the steered wheels. The vehicular steering apparatus according to claim 1 or 5 .
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