JP5068638B2 - Vehicle rear wheel toe angle control device and rear wheel toe angle control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両の後輪トー角制御装置および後輪トー角制御方法に関し、特に、自動車等の四輪車両において、左右後輪のトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置および後輪トー角制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle rear wheel toe angle control device and a rear wheel toe angle control method, and more particularly to a rear wheel toe angle control device capable of individually controlling the toe angles of left and right rear wheels in a four-wheeled vehicle such as an automobile. The present invention relates to a rear wheel toe angle control method.
自動車等の四輪車両において、左右の後輪を各々支持するハブキャリア(ナックル)が、途中に電動式あるいは油圧式のリニアアクチュエータを含んで車体に連結され、リニアアクチュエータの伸縮駆動によって後輪のトー角を左右個別に変化させる後輪操舵装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a four-wheeled vehicle such as an automobile, a hub carrier (knuckle) that supports the left and right rear wheels is connected to the vehicle body including an electric or hydraulic linear actuator on the way, and the rear wheel A rear-wheel steering device that changes the toe angle separately on the left and right is known (see, for example, Patent Document 1).
この種の後輪トー角制御装置を備えた車両では、車両の加減速状態に応じて後輪をトーインまたはトーアウト状態とすることが知られており、例えば、車両が制動状態にあるか否かを判定し、制動状態にある場合には後輪をトーイン方向に転舵させるように制御して走行安定性を図るものがある(例えば、特許文献2参照)。
従来の後輪トー角制御装置は、車両の加減速状態等、走行環境に関係なく、専ら車両の運転状態に応じてトー角を決定するようになっている。 The conventional rear wheel toe angle control device determines the toe angle exclusively in accordance with the driving state of the vehicle regardless of the driving environment such as the acceleration / deceleration state of the vehicle.
このことに対し、降雨によって走行路面が濡れて走行路面に対するタイヤの摩擦係数が低下したり、通常タイヤよりタイヤ幅が狭い応急スペアタイヤによる走行であったり、タイヤの摩耗によってタイヤのグリップ性能が劣化した場合などは、車両挙動が、そうでない通常時とは異なり、それに対する操舵操作感が違ったものになる。 On the other hand, the road surface gets wet due to rain and the coefficient of friction of the tire against the road surface decreases, the vehicle runs with an emergency spare tire whose tire width is narrower than the normal tire, or the tire grip performance deteriorates due to tire wear In such a case, the vehicle behavior is different from the normal time, and the steering operation feeling is different.
本発明が解決しようとする課題は、降雨や応急スペアタイヤ使用等、走行環境の変化に拘わらず安定した操舵操作感が得られ、併せて更なる走行安定性の向上を図ることである。 The problem to be solved by the present invention is to obtain a stable feeling of steering operation regardless of changes in the driving environment such as rain or use of emergency spare tires, and to further improve the driving stability.
本発明による車両の後輪トー角制御装置は、車両の左右後輪のトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置であって、前記車両のタイヤグリップ力と相関性を有すパラメータを検出するグリップ力相関パラメータ検出手段と、前記グリップ力相関パラメータ検出手段により検出されるグリップ力相関パラメータより前記車両のタイヤグリップ力が低下した判断された場合には、そうでない場合に比して左右後輪のトー角をトーイン方向に制御するトーイン傾向増大手段とを有する。 A vehicle rear wheel toe angle control device according to the present invention is a rear wheel toe angle control device capable of individually controlling the toe angles of the left and right rear wheels of a vehicle, the parameter having a correlation with the tire grip force of the vehicle. A grip force correlation parameter detecting means for detecting the tire force and the grip force correlation parameter detected by the grip force correlation parameter detecting means when the tire grip force of the vehicle is judged to be lower than that when it is not And a toe-in tendency increasing means for controlling the toe angle of the left and right rear wheels in the toe-in direction.
本発明による車両の後輪トー角制御装置は、好ましくは、前記グリップ力相関パラメータ検出手段は車載の雨滴センサであり、前記雨滴センサによって雨滴が検出された場合には、前記車両のタイヤグリップ力が低下した判断する。 In the vehicle rear wheel toe angle control device according to the present invention, preferably, the grip force correlation parameter detecting means is an in-vehicle raindrop sensor, and when a raindrop is detected by the raindrop sensor, the tire grip force of the vehicle is detected. Judge that has declined.
本発明による車両の後輪トー角制御装置は、好ましくは、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサと、後輪のトー角を検出するトー角センサとを有し、前記トー角センサによって検出されるトー角に対する前記ヨーレイトセンサによって検出されるヨーレイトの比率値を前記グリップ力相関パラメータとし、前記トーイン傾向増大手段は、前記比率値が低下した場合には、前記車両のタイヤグリップ力が低下した判断する。 The vehicle rear wheel toe angle control device according to the present invention preferably has a yaw rate sensor for detecting the yaw rate of the vehicle and a toe angle sensor for detecting a toe angle of the rear wheel, and is detected by the toe angle sensor. The ratio value of the yaw rate detected by the yaw rate sensor with respect to the toe angle is used as the grip force correlation parameter, and the toe-in tendency increasing means determines that the tire grip force of the vehicle has decreased when the ratio value decreases. To do.
本発明による車両の後輪トー角制御方法は、車両の左右後輪のトー角を個別に制御する後輪トー角制方法であって、前記車両のタイヤグリップ力と相関性を有すパラメータを検出し、当該グリップ力相関パラメータの変化によって車両のタイヤグリップ力が低下した判断された場合には、そうでない場合に比して左右後輪のトー角をトーイン方向に制御する。 A vehicle rear wheel toe angle control method according to the present invention is a rear wheel toe angle control method for individually controlling the toe angles of the left and right rear wheels of a vehicle, the parameter having a correlation with the tire grip force of the vehicle. When it is detected and it is determined that the tire grip force of the vehicle has decreased due to the change in the grip force correlation parameter, the toe angle of the left and right rear wheels is controlled in the toe-in direction compared to the case where this is not the case.
本発明による車両の後輪トー角制御装置、方法によれば、車両のタイヤグリップ力と相関性を有すパラメータ(グリップ力相関パラメータ)の変化によって車両のタイヤグリップ力が低下した判断された場合には、そうでない場合に比して左右後輪のトー角をトーイン方向に制御するから、晴天時に比してタイヤグリップ力が低下する降雨や、通常タイヤ使用時にしてタイヤグリップ力が応急スペアタイヤ使用時には、左右後輪がトーイン方向に転舵され、タイヤグリップ力低下が補償される。これにより、降雨や応急スペアタイヤ使用等、走行環境の変化に拘わらず安定した操舵操作感が得られ、更なる走行安定性の向上が図られる。 According to the rear wheel toe angle control device and method of the present invention, when it is determined that the tire grip force of the vehicle has decreased due to a change in a parameter (grip force correlation parameter) having a correlation with the tire grip force of the vehicle. Compared to the other cases, the toe angle of the left and right rear wheels is controlled in the toe-in direction. When the tire is used, the left and right rear wheels are steered in the toe-in direction to compensate for a decrease in tire grip force. As a result, a stable steering operation feeling can be obtained regardless of changes in the driving environment such as rain or use of emergency spare tires, and further improvement in driving stability can be achieved.
以下に、本発明による車両の後輪トー角制御装置、後輪トー角制御方法の実施形態を、図1〜図4を参照して説明する。 Embodiments of a vehicle rear wheel toe angle control device and a rear wheel toe angle control method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
まず、本発明による後輪トー角制御装置、後輪トー角制御方法が適用される四輪自動車を、図1を参照して説明する。 First, a four-wheeled vehicle to which a rear wheel toe angle control device and a rear wheel toe angle control method according to the present invention are applied will be described with reference to FIG.
本実施形態の四輪自動車1は、左右の前輪4L、4Rと、左右の後輪6L、6Rとを有する。前輪4L、4Rは、各々、タイヤ3L、3Rを装着され、左右のフロントサスペンション7L、7Rによって車体2により懸架され、ナックル7aL、7aRによって車体2に対して転向自在に取り付けられている。後輪6L、6Rは、各々、タイヤ5L、5Rを装着され、左右のリヤサスペンション8L,8Rによってそれぞれ車体2により懸架され、ナックル8aL、8aRによって車体2に対して転向自在に取り付けられている。
The four-wheel vehicle 1 of the present embodiment includes left and right
前輪4L、4R、後輪6L、6Rには、各々、ディスクブレーキ16L、16R、17L、17Rが設けられている。
四輪自動車1は、ステアリングホイール11の操舵によって左右の前輪4L、4Rを直接的に転舵操作する前輪操舵装置10を備えている。前輪操舵装置10は、ステアリングホイール11にステアリングシャフト12を介して一体的に回転可能に連結されたピニオン13と、ピニオン13に噛合する歯部を有して車幅方向に往復動可能に設けられたラック軸14とを有するラック・アンド・ピニオン機構を備えている。ラック軸14の両端はタイロッド15を介して左右のナックル7aL、7aRに連結されている。左右の前輪4L、4Rは、ステアリングホイール11の回転操作によってラック軸14が車幅方向に移動することにより、転舵(転向)される。
The four-wheel vehicle 1 includes a front
ステアリングシャフト12には前輪4L、4Rの実舵角に相当するステアリングホイール11の操舵角を検出する操舵角センサ26が設けられている。以降、操舵角センサ26は、前輪実舵角を示すセンサ信号を出力するものとする。
The
四輪自動車1は、後輪操舵装置(後輪トー角可変装置)20として、一端を車体2に連結され、他端を左側の後輪6Lのナックル8aLに連結された左側のリニアアクチュエータ21Lと、一端を車体2に連結され、他端を右側の後輪6Rのナックル8aRに連結された右側のリニアアクチュエータ21Rとを有する。左右のリニアアクチュエータ21L、21Rは、電動式あるいは油圧式のものであり、リニア動作により伸縮し、左右の後輪6L、6Rのトー角を個別に変化させる。このように構成された後輪操舵装置20では、左右のリニアアクチュエータ21L、21Rによって左右の後輪6L、6Rのトー角を、トーイン〜中立(ノーマル)〜トーアウトに設定することができる。
The four-wheeled vehicle 1 is a rear wheel steering device (rear wheel toe angle varying device) 20 having one end connected to the
左右のリニアアクチュエータ21L、21Rは、後輪トー角制御装置(ECU)40によって制御される。後輪トー角制御装置40は、マイクロコンピュータを含む電子制御式のものであり、センサ信号の入力を行う入力インタフェース41と、後輪トー角制御目標値演算部42と、グリップ力相関パラメータ検出部43と、トーイン傾向増大補正演算部44と、駆動信号生成部45と、アクチュエータ駆動信号の出力を行う出力インタフェース46とを有する。
The left and right
後輪トー角制御目標値演算部42は、四輪自動車1の車速を検出する車速センサ24より車速を示すセンサ信号を、車体2の前後加減速度を検出する前後加減速度センサ25より車体2の前後加減速度を示すセンサ信号を、アクセル開度(アクセルペダル踏込量)を検出するアクセル開度センサ27よりアクセル開度を示すセンサ信号を、ブレーキペダル踏込量を検出するブレーキペダル踏込量センサ28よりブレーキペダル踏込量を示すセンサ信号を各々入力し、これらセンサ信号を用い、予め設定された制御則に従って、左右の後輪トー角制御目標値(制御目標リア操舵角)を演算する。
The rear wheel toe angle control target
本実施形態での基本的な後輪トー角制御則は、前後加減速度センサ25、アクセル開度センサ27、ブレーキペダル踏込量センサ28のセンサ信号によって、車体2の前後加速、前後減速を検出し、定速時には、中立(ノーマル)〜ややトーイン設定、車体2の前後加速時には、操舵応答性の向上のためにトーアウト設定を行い、車体2の前後減速時には、安定性向上のためにトーアウト設定を行う。これにより、加速度の増大に応じてトーアウト傾向が大きくなり、減速度の増大に応じてトーイン傾向が大きくなるように設定される。
The basic rear wheel toe angle control law in the present embodiment detects the longitudinal acceleration / deceleration of the
グリップ力相関パラメータ検出部43は、雨滴(降雨)の有無を検出する車載の雨滴センサ30より雨滴(降雨)の有無を示すセンサ信号を、車両2のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ29よりヨーレイトを示すセンサ信号を、リニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量を検出するストロークセンサ23L、23Rよりリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量を示すセンサ信号を各々入力し、これらセンサ信号に基づいてタイヤグリップ力と相関性を有すパラメータを検出する。ストロークセンサ23L、23Rにより検出されるリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量は、後輪トー角に相関するから、ストロークセンサ23L、23Rはトー角センサと言い換えることができる。
The grip force correlation
タイヤグリップ力とは、タイヤ3L、3R、5L、5Rが走行路面をつかむ力であり、タイヤグリップ力が大きい方がドリフト現象を起こさず、操縦安定性がよい。降雨により走行路面が濡れている(ウェット)場合は、走行路面が濡れていない(ドライ)の場合に比して摩擦係数が低減することによりタイヤグリップ力が低減する。これ以外に、パンク時の応急処置に用いられる応急用スペアタイヤ(Tタイヤ)による走行の場合は、応急用スペアタイヤのタイヤ幅が通常のタイヤのタイヤ幅より狭く、タイヤの接地面積の低減によってタイヤグリップ力が低減する。また、タイヤの摩耗によってトレッドが摩損している場合も、摩擦係数の低減によってタイヤグリップ力が低減する。
The tire grip force is a force with which the
グリップ力相関パラメータ検出部43は、グリップ力相関パラメータの一つとして、雨滴センサ30のセンサ信号によって雨滴を検出し、雨滴が検出された場合には、降雨等によりタイヤグリップ力が低下した判断する。雨滴センサ30は、オートワイパ用のものを援用することができる。
The grip force correlation
グリップ力相関パラメータ検出部43は、ストロークセンサ23L、23Rによって検出されるリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量(トー角)に対するヨーレイトセンサ29によって検出されるヨーレイトの比率値を、もう一つのグリップ力相関パラメータとして算出する。タイヤグリップ力が低減すると、実ストローク量に対するヨーレイトの比率値が小さくなることから、当該比率値をもってタイヤグリップ力の低減を判断し、応急用スペアタイヤの使用、タイヤ摩耗等を間接的に検知することができる。
The grip force correlation
このように、本実施形態では、グリップ力相関パラメータとして、雨滴センサ30により検出される雨滴の有無と、ストロークセンサ23L、23Rによって検出されるリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量(トー角)に対するヨーレイトセンサ29によって検出されるヨーレイトの比率値が用いられる。
Thus, in the present embodiment, as the grip force correlation parameter, the presence / absence of raindrops detected by the
トーイン傾向増大補正演算部44は、グリップ力相関パラメータ検出部43よりグリップ力相関パラメータに関する情報を入力し、後輪トー角制御目標値演算部42より取り込む左右後輪のトー角制御目標値をグリップ力相関パラメータに応じてトーイン方向に補正する。このトーイン方向の補正は、トーイン傾向増大補正であり、グリップ力相関パラメータに応じて定められたトーイン傾向増大値(ゼロを含む)を後輪トー角制御目標値に加算する加算補正と、グリップ力相関パラメータに応じて定められたトーイン傾向増大係数(1を含む)を後輪トー角制御目標値に乗算する乗算補正とがある。なお、トーイン傾向増大補正は、左右の後輪6L、6Rで互いに同一であってよい。
The toe-in tendency increase
トーイン傾向増大補正の具体例として、雨滴センサ30が雨滴を検出しない時は、ドライ路面で、グリップ力低下がないとして、加算補正ではトーイン傾向増大値をゼロ、乗算補正ではトーイン傾向増大係数を1とし、後輪トー角制御目標値演算部42よりの後輪トー角制御目標値を、そのまま駆動信号生成部45に渡す。つまり、トーイン傾向増大補正を行わない。
As a specific example of the toe-in tendency increase correction, when the
これに対し、雨滴センサ30が雨滴を検出した時は、ウェット路面で、グリップ力が低いとして、加算補正ではトーイン傾向増大値をゼロより大きい値、乗算補正ではトーイン傾向増大係数を1より大きい値にし、後輪トー角制御目標値演算部42よりの後輪トー角制御目標値にトーイン傾向増大補正を施し、トーイン傾向に増大補正された後輪トー角制御目標値を駆動信号生成部45に渡す。
On the other hand, when the
また、ストロークセンサ23L、23Rよって検出されるリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量(トー角)に対するヨーレイトセンサ29によって検出されるヨーレイトの比率値が所定値以上である場合には、通常タイヤの使用下等で、グリップ力低下がないとし、加算補正ではトーイン傾向増大値をゼロ、乗算補正ではトーイン傾向増大係数を1とし、後輪トー角制御目標値演算部42よりの後輪トー角制御目標値をそのまま駆動信号生成部45に渡す。つまり、トーイン傾向増大補正を行わない。
When the ratio value of the yaw rate detected by the
また、ストロークセンサ23L、23Rよって検出されるリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量(トー角)に対するヨーレイトセンサ29によって検出されるヨーレイトの比率値が所定値未満である場合には、応急用スペアタイヤの使用等によってグリップ力低下として、乗算補正ではトーイン傾向増大係数を1より大きい値、乗算補正ではトーイン傾向増大係数を前記比率値の低下量に応じて1前記比率値の低下量に応じてより大きい値にし、後輪トー角制御目標値演算部42よりの後輪トー角制御目標値にトーイン傾向増大補正を施し、トーイン傾向に増大補正された後輪トー角制御目標値を駆動信号生成部45に渡す。
Further, when the ratio value of the yaw rate detected by the
駆動信号生成部45は、トーイン傾向増大補正演算部44よりの後輪トー角制御目標値をリニアアクチュエータ21L、21Rの制御目標ストローク量に換算し、リニアアクチュエータ21L、21Rに設けられているストロークセンサ23L、23Rよりリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量を示すセンサ信号を入力し、制御目標ストローク量と実ストローク量との制御偏差、制御目標ストローク量と実ストローク量SRとの制御偏差が各々ゼロになるように、出力インタフェース46よりリニアアクチュエータ21L、21Rの各々に制御目標信号を出力する。これにより、左右の後輪6L、6Rのトー角が目標後輪トー角になるようにフィードバック制御される。
The drive
つぎに、本実施形態の後輪トー角制御の処理ルーチンを、図3に示されているフローチャートを参照して説明する。当該処理ルーチンは、時間割り込みで、所定時間毎に繰り返し実行される。 Next, a processing routine for rear wheel toe angle control according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. The processing routine is repeatedly executed at predetermined intervals by time interruption.
先ず、車両が定速走行中であるか否かを判別する(ステップ1)。定速走行中である場合には、後輪トー角制御目標値(目標トー角)を予め定められている定速走行適正値とする(ステップ13)。この定速走行適正値は、例えば、後輪トー角を中立(ノーマル)、或いは、ややトーインにするものであってよい。 First, it is determined whether or not the vehicle is traveling at a constant speed (step 1). If the vehicle is traveling at a constant speed, the rear wheel toe angle control target value (target toe angle) is set to a predetermined constant speed traveling appropriate value (step 13). This constant speed running appropriate value may be, for example, a neutral (normal) or slightly toe-in rear wheel toe angle.
これに対し、車両の走行速度が変化していると判断された場合には、車両が加速(前後加速)中であるか減速中であるかを判別する(ステップ2)。 On the other hand, if it is determined that the traveling speed of the vehicle is changing, it is determined whether the vehicle is accelerating (accelerating and decelerating) or decelerating (step 2).
加速中であると判断された場合(ステップ2肯定)には、つぎに、現在の車速が、加速時トー角可変制御の実行が許可される所定車速Vaに達しているか否かを判別する(ステップ3)。車速が所定車速Vaに達しないと判断され場合には、後輪トー角制御目標値を予め定められているデフォルト値とする(ステップ7)。デフォルト値、例えば、後輪トー角を中立(ノーマル)、或いは、ややトーインにするものであってよい。 If it is determined that the vehicle is accelerating (Yes at Step 2), it is then determined whether or not the current vehicle speed has reached a predetermined vehicle speed Va that is permitted to execute acceleration toe angle variable control ( Step 3). When it is determined that the vehicle speed does not reach the predetermined vehicle speed Va, the rear wheel toe angle control target value is set to a predetermined default value (step 7). The default value, for example, the rear wheel toe angle may be neutral (normal) or slightly toe-in.
これに対し、所定車速Vaに達していると判断された場合には、アクセル開度センサ28より検出されるアクセル開度、つまりアクセルペダルの操作量に基づいて目標トー角を演算する(ステップ4)。この加速時の目標トー角は、後輪トー角をトーアウトにするものである。
On the other hand, if it is determined that the vehicle speed Va has been reached, the target toe angle is calculated based on the accelerator opening detected by the
次に、前後加減速度センサ25によって検出される前後加減速度に基づいて、実際に車両2に作用している加速度に基づいて目標トー角を演算する(ステップ5)。ここでは、アクセルペダルの操作量に基づく目標トー角値が再評価される。つまり、同一アクセルペダル操作量であっても、走行抵抗によって車両の加速度が違ってくるので、アクセルペダル操作量が大きいのに、それに見合った加速度が生じていない場合等には、目標トー角をトーアウト減少側に修正する。そして、修正された目標トー角を後輪トー角制御目標値とする(ステップ6)。
Next, a target toe angle is calculated based on the acceleration actually acting on the
減速中であると判断された場合(ステップ2否定)には、つぎに、現在の車速が、減速時トー角可変制御の実行が許可される所定車速Vbに達しているか否かを判別する(ステップ8)。車速が所定車速Vbに達しないと判断され場合には、後輪トー角制御目標値を予め定められているデフォルト値とする(ステップ12)。このデフォルト値も、例えば、後輪トー角を中立(ノーマル)、或いは、ややトーインにするものであってよい。 If it is determined that the vehicle is decelerating (No at Step 2), it is next determined whether or not the current vehicle speed has reached a predetermined vehicle speed Vb that is permitted to execute the toe angle variable control during deceleration ( Step 8). If it is determined that the vehicle speed does not reach the predetermined vehicle speed Vb, the rear wheel toe angle control target value is set to a predetermined default value (step 12). This default value may be, for example, a neutral (normal) or slightly toe-in rear wheel toe angle.
これに対し、所定車速Vbに達していると判断された場合には、ブレーキペダル踏込量センサ28より検出されるブレーキペダルの踏込量に基づいて目標トー角を演算する(ステップ9)。この減速時の目標トー角は、後輪トー角をトーインにするものである。 On the other hand, if it is determined that the vehicle speed has reached the predetermined vehicle speed Vb, the target toe angle is calculated based on the brake pedal depression amount detected by the brake pedal depression amount sensor 28 (step 9). The target toe angle during deceleration is such that the rear wheel toe angle is toe-in.
次に、前後加減速度センサ25によって検出される前後加減速度に基づいて、実際に車両2に作用している減速度に基づいて目標トー角を演算する(ステップ10)。ここでは、ブレーキペダルの操作量に基づく目標トー角値が再評価される。つまり、同一ブレーキペダル操作量であっても、走行抵抗によって車両の減速度が違ってくるので、ブレーキペダル操作量が大きいのに、それに見合った減速度が生じていない場合等には、目標トー角をトーイン減少側に修正する。そして、修正された目標トー角を後輪トー角制御目標値とする(ステップ11)。
Next, based on the longitudinal acceleration / deceleration detected by the longitudinal acceleration /
以上のステップ1〜13の処理は後輪トー角制御目標値演算部42が行う。ステップ6、7、11、12、13何れかで、後輪トー角制御目標値が決められると、次に、グリップ力相関パラメータ検出を行う(ステップ14)。グリップ力相関パラメータ検出は、グリップ力相関パラメータ検出部43によるものであり、本実施形態では、雨滴センサ30による雨滴の有無、ストロークセンサ23L、23Rよって検出されるリニアアクチュエータ21L、21Rの実ストローク量(トー角)に対するヨーレイトセンサ29によって検出されるヨーレイトの比率値である。
The processing in steps 1 to 13 is performed by the rear wheel toe angle control target
次に、トーイン傾向増大補正演算部44によって、グリップ力相関パラメータが定常値より低下したか否かを判別する(ステップ15)。グリップ力相関パラメータが低下していない場合には、後輪トー角制御目標値にトーイン傾向増大補正を施さず、当該後輪トー角制御目標値に基づいてアクチュエータ駆動指令をリニアアクチュエータ21L、21Rに出力する処理を行う(ステップ17)。
Next, the toe-in tendency increasing
これに対し、グリップ力相関パラメータが低下している場合には、後輪トー角制御目標値にトーイン傾向増大補正を施し(ステップ16)、トーイン傾向増大補正された後輪トー角制御目標値に基づいて、前述のフィード制御のもとに、アクチュエータ駆動指令をリニアアクチュエータ21L、21Rに出力する処理を行う(ステップ17)。
す。
On the other hand, when the grip force correlation parameter is decreased, the rear wheel toe angle control target value is corrected to increase the toe-in tendency (step 16), and the rear wheel toe angle control target value corrected to increase the toe-in tendency is set. Based on the above-described feed control, a process of outputting an actuator drive command to the
The
上述の制御により、晴天時に比してタイヤグリップ力が低下する降雨や、通常タイヤ使用時にしてタイヤグリップ力が応急スペアタイヤ使用時には、左右後輪がトーイン方向に転舵され、タイヤグリップ力低下が補償される。これにより、降雨や応急スペアタイヤ使用等、走行環境の変化に拘わらず安定した操舵操作感が得られ、更なる走行安定性の向上が図られる。 Due to the above control, the left and right rear wheels are steered in the toe-in direction when the tire grip force is lower than that in fine weather, or when the tire grip force is an emergency spare tire when using normal tires. Is compensated. As a result, a stable steering operation feeling can be obtained regardless of changes in the driving environment such as rain or use of emergency spare tires, and further improvement in driving stability can be achieved.
つぎに、本発明による車両の後輪トー角制御装置の他の実施形態を、図4を参照して説明する。 Next, another embodiment of the vehicle rear wheel toe angle control device according to the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態では、後輪トー角制御を行うECUとして、モデル規範式の後輪舵角制御装置50を有する。後輪舵角制御装置50は、フロント(前輪)操舵伝達特性演算部51A、51Bと、リア(後輪)操舵伝達特性演算部52A、52Bと、規範ヨーレイト伝達特性演算部53A、53Bと、グリップ力相関パラメータ検出部54と、制御目標リア操舵角演算部55とを有する。なお、グリップ力相関パラメータ検出部54は、上述の実施形態のグリップ力相関パラメータ検出部43と同等のものである。
In the present embodiment, a model reference type rear wheel steering
まず、本実施形態の後輪操舵の制御則の概略を説明する。操舵角センサ26によって検出される前輪操舵角(実舵角)をδf、後輪操舵角(実舵角)をδrとすると、前輪操舵角δf、後輪操舵角δrに対する車両(四輪自動車)1のヨーレイト特性γは、下式(1)によって表される。
First, an outline of a control rule for rear wheel steering according to the present embodiment will be described. When the front wheel steering angle (actual steering angle) detected by the
γ=(Gf・δf)−(Gr・δr) …(1)
但し、Gfはフロント操舵伝達特性であり、Grはリア操舵伝達特性である。
γ = (Gf · δf) − (Gr · δr) (1)
However, Gf is a front steering transmission characteristic, and Gr is a rear steering transmission characteristic.
前輪操舵角δfに対して実現したいヨーレイト特性、つまり、規範ヨーレイト伝達特性をGidealとすると、γideal=(Gideal・δf)で、γideal=γとなる後輪操舵角δrを設定すれば、規範ヨーレイト伝達特性Gidealを実現することができる。このことを踏まえて、後輪舵角制御装置50は、下記の演算処理を行い、規範ヨーレイト伝達特性Gidealを実現する制御目標リア操舵角δr*を算出する。
Assuming that the yaw rate characteristic to be realized with respect to the front wheel steering angle δf, that is, the reference yaw rate transmission characteristic, is set to Gideal, if the rear wheel steering angle δr is set such that γideal = (Gideal · δf) and γideal = γ, the reference yaw rate transmission is performed. The characteristic Gideal can be realized. In consideration of this, the rear wheel steering
そして、フロント操舵伝達特性Gf、リア操舵伝達特性Gr、規範ヨーレイト伝達特性Gidealの3つのモデルについて、ドライ走行モードA(グリップ力相関パラメータが低下していない状態時用)と、ウェット走行モードB(グリップ力相関パラメータが低下している状態時用)とに、グリップ力相関パラメータ検出部54により検出されるグリップ力相関パラメータに応じて切り換える。ウェット走行モードBは、トーイン傾向増大補正モードあり、ドライ走行モードAに比して、全体的に左右後輪のトー角をトーイン方向(トーイン傾向増大)に設定する。
For the three models of the front steering transmission characteristic Gf, the rear steering transmission characteristic Gr, and the standard yaw rate transmission characteristic Gideal, the dry traveling mode A (when the grip force correlation parameter is not lowered) and the wet traveling mode B ( The grip force correlation parameter is switched according to the grip force correlation parameter detected by the grip force correlation
以下、フロント操舵伝達特性演算部51A、リア操舵伝達特性演算部52A、規範ヨーレイト伝達特性演算部53Aは、ドライ走行モードAに適合する演算部であり、フロント操舵伝達特性演算部51B、リア操舵伝達特性演算部52B、規範ヨーレイト伝達特性演算部53Bは、ウェット走行モードBに適合する演算部である。
Hereinafter, the front steering transmission
フロント操舵伝達特性演算部51A、51Bは、操舵角センサ26より前輪実舵角δrを示すセンサ信号を、車速センサ24より車速Vを示すセンサ信号を各々入力し、1次・2次の伝達関数として、下式(2)によってフロント操舵伝達特性Gfを演算する。
The front steering transfer
Gf=K(af・s+1)/(b1・s2+b2・s+1) …(2) Gf = K (af · s + 1) / (b 1 · s 2 + b 2 · s + 1) (2)
リア操舵伝達特性演算部52A、52Bは、操舵角センサ26より前輪実舵角δrを示すセンサ信号を、車速センサ24より車速Vを示すセンサ信号を各々入力し、1次・2次の伝達関数として、下式(3)によってリア操舵伝達特性Grを演算する。
The rear steering transfer
Gr=K(ar・s+1)/(b1・s2+b2・s+1) …(3) Gr = K (ar · s + 1) / (b 1 · s 2 + b 2 · s + 1) (3)
規範ヨーレイト伝達特性演算部53A、53Bは、操舵角センサ26より前輪実舵角δrを示すセンサ信号を、車速センサ24より車速Vを示すセンサ信号を各々入力し、下式(4)によって規範ヨーレイト伝達特性Gidealを演算する。
The reference yaw rate transfer
Gideal=(V/L){1/(1+A・V2)(c1・s+1)/(d2・s2+
d1・s+1)} …(4)
式(2)〜式(4)の各パラメータは下式(5)〜式(10)によって演算される。
K=(V/L){1/(1+A・V2)} …(5)
A=−(m/L2){(Lf・Kf−Lr・Kr)/(Kf・Kr)} …(6)
af=(V/L)(m・Lf/Kr) …(7)
ar=(V/L)(m・Lr/Kf) …(8)
b1 =K(m・V・I)/(Kf・Kr・L) …(9)
b2 =K{m(Lf・Kf2+Lr・Kr2)+I(Kf+Kr)}/(Kf・Kr・L) …(10)
Ideal = (V / L) {1 / (1 + A · V 2 ) (c 1 · s + 1) / (d 2 · s 2 +
d 1 · s + 1)} (4)
Each parameter of the equations (2) to (4) is calculated by the following equations (5) to (10).
K = (V / L) {1 / (1 + A · V 2 )} (5)
A = − (m / L 2 ) {(Lf · Kf−Lr · Kr) / (Kf · Kr)} (6)
af = (V / L) (m · Lf / Kr) (7)
ar = (V / L) (m · Lr / Kf) (8)
b 1 = K (m · V · I) / (Kf · Kr · L) (9)
b 2 = K {m (Lf · Kf 2 + Lr · Kr 2 ) + I (Kf + Kr)} / (Kf · Kr · L) (10)
但し、m:車両質量
L:ホイールベース
Lf:重心−前輪車軸間距離
Lr:重心−後輪車軸間距離
Kf:前輪コーナリングパワー
Kr:後輪コーナリングパワー
V:車体速度
s:ラプラス演算子
A:スタビリティファクタ
I:車両ヨー慣性回転質量
c1、d1、d2:任意に設定する係数
Where m: vehicle mass L: wheel base Lf: center of gravity-front wheel axle distance Lr: center of gravity-rear wheel axle distance Kf: front wheel cornering power Kr: rear wheel cornering power V: vehicle speed s: Laplace operator A: star Bility factor I: vehicle yaw inertial rotating mass c 1 , d 1 , d 2 : arbitrarily set coefficients
係数c1、d1、d2は、ドライ走行モードAとウェット走行モードBとで異なる値に設定される。これにより、ウェット走行モードBでは、ドライ走行モードAに比して、全体的に左右後輪のトー角がトーイン方向(トーイン傾向増大)に設定される。 The coefficients c 1 , d 1 , d 2 are set to different values in the dry travel mode A and the wet travel mode B. Thereby, in the wet travel mode B, as compared with the dry travel mode A, the toe angles of the left and right rear wheels are generally set in the toe-in direction (toe-in tendency increase).
制御目標リア操舵角演算部55は、フロント操舵伝達特性演算部51Aあるいは51B31よりフロント操舵伝達特性Gfを示す信号を、リア操舵伝達特性演算部52Aあるいは52Bよりリア操舵伝達特性Grを示す信号を、規範ヨーレイト伝達特性演算部53Aあるいは53Bより規範ヨーレイト伝達特性Gidealを示す信号を、操舵角センサ26より前輪実舵角δrを示すセンサ信号を各々入力し、下式(11)によって左右後輪の制御目標リア操舵角δr*を演算する。
The control target rear steering
δr*=Gr−1(Gf−Gideal)δf …(11) δr * = Gr −1 (Gf−Gideal) δf (11)
グリップ力相関パラメータ検出部54により検出されるグリップ力相関パラメータが所定値以上である場合には、フロント操舵伝達特性演算部51A、リア操舵伝達特性演算部52A、規範ヨーレイト伝達特性演算部53Aが選ばれ、ドライ走行モードAによるトー角、舵角が設定される。
When the grip force correlation parameter detected by the grip force correlation
これに対し、グリップ力相関パラメータ検出部54により検出されるグリップ力相関パラメータが所定値未満である場合には、フロント操舵伝達特性演算部51A、リア操舵伝達特性演算部52A、規範ヨーレイト伝達特性演算部53Aに代えて、フロント操舵伝達特性演算部51B、リア操舵伝達特性演算部52B、規範ヨーレイト伝達特性演算部53Bが選ばれ、ウェット走行モードBによるトー角、舵角が設定される。
On the other hand, when the grip force correlation parameter detected by the grip force correlation
これにより、本実施形態においても、晴天時に比してタイヤグリップ力が低下する降雨や、通常タイヤ使用時にしてタイヤグリップ力が応急スペアタイヤ使用時には、左右後輪がトーイン方向に転舵され、タイヤグリップ力低下が補償される。これにより、降雨や応急スペアタイヤ使用等、走行環境の変化に拘わらず安定した操舵操作感が得られ、更なる走行安定性の向上が図られる。 Thereby, also in the present embodiment, when the rain grip where the tire grip force is reduced as compared with the time of fine weather or when the tire grip force is an emergency spare tire when using a normal tire, the left and right rear wheels are steered in the toe-in direction, A decrease in tire grip force is compensated. As a result, a stable steering operation feeling can be obtained regardless of changes in the driving environment such as rain or use of emergency spare tires, and further improvement in driving stability can be achieved.
4L、4R 前輪
6L、6R 後輪
21L、21R リニアアクチュエータ
23L、23R ストロークセンサ
24 車速センサ
25 前後加減速度センサ
26 操舵角センサ
27 アクセル開度センサ
28 ブレーキペダル踏込量センサ
29 ヨーレイトセンサ
30 雨滴センサ
40 後輪トー角制御装置
42 後輪トー角制御目標値演算部
43 グリップ力相関パラメータ検出部
44 トーイン傾向増大補正演算部
45 駆動信号生成部
51A、51B フロント操舵伝達特性演算部
52A、52B リア操舵伝達特性演算部
53A、53B 規範ヨーレイト伝達特性演算部
54 グリップ力相関パラメータ検出部
55 制御目標リア操舵角演算部
4L,
Claims (2)
前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサと、
前記後輪のトー角を検出するトー角センサと、
前記トー角センサによって検出されるトー角に対する前記ヨーレイトセンサによって検出されるヨーレイトの比率値を、前記車両のタイヤグリップ力と相関性を有するパラメータとして検出するグリップ力相関パラメータ検出手段と、
前記グリップ力相関パラメータ検出手段によって検出される前記比率値が低下した場合には、前記車両のタイヤグリップ力が低下した判断して、そうでない場合に比して左右後輪のトー角をトーイン方向に制御するトーイン傾向増大手段と、
を有する車両の後輪トー角制御装置。 A rear wheel toe angle control device capable of individually controlling the toe angles of left and right rear wheels of a vehicle,
A yaw rate sensor for detecting the yaw rate of the vehicle ;
A toe angle sensor for detecting a toe angle of the rear wheel;
Grip force correlation parameter detection means for detecting a ratio value of the yaw rate detected by the yaw rate sensor with respect to the toe angle detected by the toe angle sensor as a parameter having a correlation with the tire grip force of the vehicle;
When the ratio value detected by the grip force correlation parameter detecting means is reduced, it is determined that the tire grip force of the vehicle is reduced, and the toe angle of the left and right rear wheels is compared with the case where the ratio is not so. Toe-in tendency increasing means to control
A rear wheel toe angle control device having a vehicle.
トー角センサによって検出される前記後輪のトー角に対するヨーレイトセンサによって検出されるヨーレイトの比率値を前記車両のタイヤグリップ力と相関性を有すパラメータとして検出し、前記比率値が低下した場合には、前記車両のタイヤグリップ力が低下した判断して、そうでない場合に比して左右後輪のトー角をトーイン方向に制御する車両の後輪トー角制御方法。 A rear wheel toe angle control method for individually controlling the toe angles of the left and right rear wheels of a vehicle,
When the ratio value of the yaw rate detected by the yaw rate sensor with respect to the toe angle of the rear wheel detected by the toe angle sensor is detected as a parameter having a correlation with the tire grip force of the vehicle, and the ratio value decreases Is a vehicle rear wheel toe angle control method that determines that the tire grip force of the vehicle has decreased and controls the toe angle of the left and right rear wheels in the toe-in direction compared to when the tire grip force is not.
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