JP7540973B2 - Vehicle steering device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用転舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering device.
従来、各車輪が独立して転舵可能な独立転舵車両において、旋回中心を切り替え可能な装置が知られている。 Conventionally, devices capable of switching the turning center are known for independently steering vehicles in which each wheel can be steered independently.
例えば特許文献1に開示された車両用操舵装置では、旋回中心の車両前後方向の位置を運転者の操作により指示可能なスライダ(車両前後方向位置入力手段)がステアリングホイールの脇に設けられている。操舵コントローラは、入力された旋回中心の位置に基づき、各車輪の転舵角制御を行う。
For example, in the vehicle steering device disclosed in
特許文献1の装置では、旋回中心に応じて乗員にかかる横加速度が変化するため、乗り心地が悪化するおそれがある。
In the device described in
本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、独立転舵車両の旋回時に乗員にかかる横加速度を低減し、乗り心地を向上させる車両用転舵装置を提供することにある。 The present invention was created in consideration of the above points, and its purpose is to provide a vehicle steering device that reduces the lateral acceleration applied to the occupant when turning an independently steered vehicle, thereby improving the ride comfort.
本発明による車両用転舵装置は、三輪以上のタイヤ(91-94)が独立して転舵可能な独立転舵車両(100)において各タイヤを転舵させる。この車両用転舵装置は、乗員の乗車位置を検出する乗員乗車位置検出装置(30)、及び、車両の重心を測定する車両重心測定装置(40)を備えた車両に搭載され、転舵角制御部(15)と、旋回半径指示部(17)と、目標乗員位置指示部(18)と、を備える。転舵角制御部は、車両特性記憶装置(20)から取得した車両特性に基づいて、各タイヤを個別に転舵させる転舵角を算出する。旋回半径指示部は、車両の旋回半径を指示する。目標乗員位置指示部は、車両特性記憶装置に記憶された複数の乗員位置から目標とする乗員位置を指示する。 The vehicle steering device according to the present invention steers each tire of an independently steering vehicle (100) having three or more tires (91-94) that can be steered independently. This vehicle steering device is mounted on a vehicle equipped with an occupant riding position detection device (30) that detects the riding position of an occupant, and a vehicle center of gravity measurement device (40) that measures the center of gravity of the vehicle, and includes a steering angle control unit (15), a turning radius indication unit (17), and a target occupant position indication unit (18) . The steering angle control unit calculates a steering angle for individually steering each tire based on vehicle characteristics acquired from a vehicle characteristic storage device (20). The turning radius indication unit indicates the turning radius of the vehicle. The target occupant position indication unit indicates a target occupant position from a plurality of occupant positions stored in the vehicle characteristic storage device.
転舵角制御部は、車両前後方向における旋回中心の位置を、[A]予め設定された標準位置、[B]目標乗員位置指示部に指示された乗員位置、[C]乗員乗車位置検出装置から取得した乗員の乗車位置、又は、複数の乗員の乗車範囲における代表位置、[D]車両重心測定装置から取得した車両の重心、のうちいずれかを通る車両左右軸上に定める。転舵角制御部は、旋回中心と、旋回半径指示部が指示した旋回半径とから、各タイヤの転舵角を算出する。 The steering angle control unit determines the position of the turning center in the vehicle longitudinal direction on the vehicle left-right axis passing through any one of the following: [A] a preset standard position, [B] an occupant position instructed by the target occupant position instructing unit , [C] an occupant riding position obtained from an occupant riding position detection device or a representative position in a riding range of a plurality of occupants, or [D] a center of gravity of the vehicle obtained from a vehicle center of gravity measuring device . The steering angle control unit calculates the turning angle of each tire from the turning center and the turning radius instructed by the turning radius instructing unit .
転舵角制御部は、目標乗員位置指示部、乗員乗車位置検出装置又は車両重心測定装置からの情報に基づき定められた旋回中心の位置が異なる場合、いずれかの旋回中心の位置を優先して選択するように調停する。The steering angle control unit arbitrates to select one of the turning center positions given priority when the positions of the turning center determined based on information from the target occupant position indication unit, the occupant riding position detection device, or the vehicle center of gravity measurement device are different.
旋回中心が定められた車両左右軸上では、操舵中の、又は修正舵などによる旋回半径の変化に伴う横加速度が低減する。したがって、旋回中心を含む車両左右軸上の目標位置に乗車した乗員に対し、旋回時にかかる横加速度を低減し、乗り心地を向上させることができる。On the vehicle's left-right axis where the turning center is determined, the lateral acceleration caused by the change in turning radius during steering or due to corrective steering is reduced. Therefore, the lateral acceleration applied during turning can be reduced for an occupant who is seated at a target position on the vehicle's left-right axis including the turning center, thereby improving the ride comfort.
以下、本発明の一実施形態による車両用転舵装置を図面に基づいて説明する。本実施形態の車両用転舵装置は、各タイヤが独立して転舵可能な独立転舵車両において各タイヤを転舵させる。 Below, a vehicle steering device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The vehicle steering device of this embodiment steers each tire on an independently steering vehicle in which each tire can be steered independently.
従来、一般的な車両は左右対のタイヤがリンクを介して機械的に結合されており、ステアリングの操舵によってタイヤが転舵する。今後、ステアリングと左右対タイヤのリンクとが機械的に分離したステアバイワイヤや、左右前輪に加え、左右後輪も独立して転舵可能な四輪独立転舵車両に発展していくと考えられる。 Conventionally, in a typical vehicle, the pair of left and right tires are mechanically connected via a link, and the tires are turned by steering the steering wheel. In the future, developments are expected to progress to steer-by-wire, in which the steering wheel and the link between the pair of left and right tires are mechanically separated, and to four-wheel independently steering vehicles in which the left and right rear wheels can be steered independently in addition to the left and right front wheels.
前輪のみ転舵可能な従来の前輪転舵車両では、旋回時の旋回中心を、後輪軸を通る車両左右軸上にしか設定できない。それに対し四輪独立転舵車両では、前輪に加えて後輪を転舵させることで、車両前後方向における旋回中心の位置を自由に設定することができる。本実施形態は、このような独立転舵車両の特性を活かし、旋回時における乗員の乗り心地を向上させることを目的とする。 In conventional front-wheel steering vehicles, where only the front wheels can be steered, the turning center during turning can only be set on the vehicle's left-right axis that passes through the rear axle. In contrast, in four-wheel independently steering vehicles, the rear wheels can be steered in addition to the front wheels, allowing the position of the turning center in the vehicle's fore-aft direction to be freely set. The purpose of this embodiment is to take advantage of the characteristics of such independently steering vehicles and improve the riding comfort of the occupants when turning.
(一実施形態)
図1を参照し、一実施形態による車両用転舵装置10の構成を説明する。図1に示す四輪の独立転舵車両100は、四つのタイヤ91-94が全て独立に転舵可能である。前列左タイヤ91には「FL」、前列右タイヤ92には「FR」、後列左タイヤ93には「RL」、後列右タイヤ94には「RR」と記す。
(One embodiment)
The configuration of a
車両100には、車両用転舵装置10の他に、車両特性や乗員位置を記憶した車両特性記憶装置20、乗員の乗車位置を検出する乗員乗車位置検出装置30、及び、車両の重心を測定する車両重心測定装置40が搭載されている。車両特性記憶装置20が記憶する車両特性にはホイールベースやトレッド幅等の車両寸法が含まれる。乗員位置は、各座席の座標として記憶される。乗員乗車位置検出装置30の検出信号としては、シートベルトの着座信号や車室内カメラによる人物認証信号等が出力される。車両重心測定装置40の構成例については後述する。
In addition to the
車両用転舵装置10は、標準構成として転舵角制御部15及び旋回半径指示部17を備える。転舵角制御部15は、車両特性記憶装置20から取得した車両特性に基づいて、各タイヤ91-94を個別に転舵させる転舵角を算出する。旋回半径指示部17はステアリングホイール等で構成され、車両100の旋回半径を指示する。
The
また車両用転舵装置10は、オプション構成として目標乗員位置指示部18を備える。目標乗員位置指示部18は、車両特性記憶装置20に記憶された複数の乗員位置から目標とする乗員位置を指示する。目標とする乗員位置は、運転席、又は、大切な家族や客人が乗車した座席等をドライバが手動で設定してもよいし、システムにより自動的に設定されるようにしてもよい。
The
転舵角制御部15は、車両前後方向における旋回中心の位置を、目標位置を通る車両左右軸上に定める。目標位置として、次のA~Dのうちのいずれかが用いられる。各目標位置A~Dは、重複する場合があってもよい。
The steering
目標位置A:予め設定された標準位置(例えば運転席)。
目標位置B:目標乗員位置指示部18により指示された乗員位置。
目標位置C:乗員乗車位置検出装置30から取得した乗員の乗車位置、又は、複数の乗員の乗車範囲における代表位置。
目標位置D:車両重心測定装置40から取得した車両の重心。
Target position A: A preset standard position (e.g., the driver's seat).
Target position B: an occupant position indicated by the target occupant
Target position C: The passenger's riding position obtained from the passenger riding
Target position D: the center of gravity of the vehicle obtained from the vehicle center of
図2(a)に、運転席82にドライバのみが乗車したときの旋回中心の設定例を示す。例えば目標位置A、B、Cとして、運転席82を通る車両左右軸(実線)上に旋回中心を設定することが可能である。比較例として、後輪93、94の軸を通る車両左右軸を破線で示す。この設定例による効果については図5~図7を参照して後述する。
Figure 2(a) shows an example of setting the turning center when only the driver is seated in the driver's
図2(b)に、前列2席、後列2席の全座席81~84に4人の乗員が乗車したときの旋回中心の設定例を示す。例えば目標位置A、Cとして(或いは目標位置Dに近い位置として)、車両中央を通る車両左右軸(実線)上に旋回中心を設定することが可能である。比較例として、後輪93、94の軸を通る車両左右軸を破線で示す。この設定例による効果については図8を参照して後述する。
Figure 2(b) shows an example of setting the turning center when four passengers are seated in all seats 81-84, the two in the front row and the two in the back row. For example, the turning center can be set on the vehicle's left-right axis (solid line) passing through the center of the vehicle as target positions A and C (or as a position close to target position D). As a comparative example, the vehicle's left-right axis passing through the axes of the
転舵角制御部15は、旋回中心と、旋回半径指示部が指示した旋回半径とから、各タイヤ91-94の転舵角を算出する。転舵角制御部15が各タイヤ91-94に転舵角を指令することで、車両100は所望の方向に旋回する。
The steering
次に図3を参照し、独立転舵車両の旋回時における乗り心地を向上させる手法について説明する。乗員の乗り心地に関連する要素として、ロールレートやピッチレートの低減など、車両挙動の大きさとその変化率を低減することが重要である。 Next, referring to Figure 3, we will explain a method for improving the ride comfort of an independently steered vehicle when it turns. As a factor related to the ride comfort of the occupants, it is important to reduce the magnitude and rate of change of the vehicle behavior, such as reducing the roll rate and pitch rate.
旋回時に乗員(例えばドライバ)にかかる横加速度には2種類ある。一つは旋回半径と速度に伴う遠心力である。もう一つは旋回中心が移動することによる進行方向の変化による横加速度である。例えば図3(b)に示すように、後輪軸を通る車両左右軸上に旋回中心がある場合、旋回中心がC1からC2に移動すると進行方向がP1からP2に変化し、それに伴って横加速度αxが発生する。旋回中心が移動する状況の例として、操舵開始初期に操舵角を徐々に増加させるときや操舵終了時に操舵角を徐々に減少させるとき、一定旋回中に修正舵を入れるときなどがある。 There are two types of lateral acceleration acting on a passenger (e.g. the driver) when turning. One is the centrifugal force associated with the turning radius and speed. The other is the lateral acceleration caused by a change in direction of travel due to the movement of the turning center. For example, as shown in Figure 3(b), if the turning center is on the vehicle's left-right axis that passes through the rear wheel axle, when the turning center moves from C1 to C2, the direction of travel changes from P1 to P2, and a lateral acceleration αx is generated accordingly. Examples of situations in which the turning center moves include when the steering angle is gradually increased at the beginning of steering or gradually decreased at the end of steering, and when corrective steering is applied during a constant turn.
これに対し図3(a)に示すように、運転席82を通る車両左右軸上に旋回中心を定めた場合、旋回中心がC1からC2に移動してもドライバの進行方向P1、P2は常に同一である。そのため、旋回初期や修正舵を入れる場合にも横加速度は発生せず、遠心力以外の加速度がドライバに付与されることが防止される。よって、ドライバの乗り心地が向上する。
In contrast, as shown in FIG. 3(a), if the turning center is set on the vehicle's left-right axis that passes through the driver's
このように本実施形態では、独立転舵車両100の旋回半径を自由に調整できる特徴を活かし、車両前後方向における旋回中心の位置を、設定した目標位置を通る車両左右軸上に定めて四輪の転舵角を制御する。これにより、旋回時に乗員にかかる横加速度を低減し、乗り心地を向上させる。
In this way, in this embodiment, the turning radius of the independently steered
図4を参照し、旋回時における転舵角の計算について説明する。各タイヤ91-94の回転方向が、各タイヤ91-94の中心と旋回中心とを結んだ直線に対して垂直になるように転舵角が計算される。車両重心を原点(0,0)とし、車両左右軸をx軸、車両前後軸をy軸とするxy座標を定義する。x軸は右を正、左を負とし、y軸は前を正、後を負とする。旋回中心の座標を(x1,y1)、運転席座標を(x2,y2)とする。例えば図2(a)に示す状態では、「y2=y1」である。 The calculation of the steering angle during turning will be described with reference to Figure 4. The steering angle is calculated so that the direction of rotation of each tire 91-94 is perpendicular to the line connecting the center of each tire 91-94 and the turning center. The xy coordinate system is defined with the vehicle's center of gravity as the origin (0,0), the vehicle's left-right axis as the x axis, and the vehicle's front-rear axis as the y axis. On the x axis, the right is positive and the left is negative, and on the y axis, the front is positive and the rear is negative. The coordinates of the turning center are (x1, y1), and the driver's seat coordinates are (x2, y2). For example, in the state shown in Figure 2(a), "y2 = y1".
旋回半径Rtは、旋回中心と重心との距離であり、式(1)で表される。
Rt=√(x12+y12) ・・・(1)
The turning radius Rt is the distance between the turning center and the center of gravity, and is expressed by equation (1).
Rt=√(x1 2 +y1 2 )...(1)
車両のホイールベースL及びトレッド幅Df、Drは、車両特性記憶装置20から取得される。y軸方向における重心から前輪91、92の軸までの距離をLf、重心から後輪93、94の軸までの距離をLrと表す。各タイヤ91-94の転舵角δFL、δFR、δRL、δRRは、時計回転方向を正とし、式(2.1)~(2.4)によりタンジェント値で表される。図4及び図9中の下付文字「FL、FR、RL、RR」を明細書中では通常文字で記載する。
The wheelbase L and tread widths Df, Dr of the vehicle are obtained from the vehicle
tanδFL= (Lf-y1)/{x1+(Df/2)} ・・・(2.1)
tanδFR= (Lf-y1)/{x1-(Df/2)} ・・・(2.2)
tanδRL=-(Lr+y1)/{x1+(Dr/2)} ・・・(2.3)
tanδRR=-(Lr+y1)/{x1-(Dr/2)} ・・・(2.4)
tanδFL= (Lf-y1)/{x1+(Df/2)}...(2.1)
tan δFR= (Lf-y1)/{x1-(Df/2)}...(2.2)
tanδRL=-(Lr+y1)/{x1+(Dr/2)}...(2.3)
tan δRR=-(Lr+y1)/{x1-(Dr/2)}...(2.4)
次に図5~図7を参照し、本実施形態による旋回時の横加速度低減効果についてシミュレーション解析結果に基づき説明する。このシミュレーションでは、直進走行から約5秒後に一定の旋回半径で右折(時計回転方向に旋回)を開始し、約15秒後に修正舵を入れる動作を想定する。修正舵では1秒間に左右に各1回転舵する。各図における縦軸には0以外の数値を記載しない。ただし、量の次元を示すため単位のみ記載する。 Next, referring to Figures 5 to 7, the effect of reducing lateral acceleration during turning according to this embodiment will be described based on the results of a simulation analysis. In this simulation, it is assumed that a right turn (clockwise turn) is initiated with a constant turning radius about 5 seconds after driving straight ahead, and corrective steering is applied about 15 seconds later. The corrective steering is performed by turning the steering wheel once each to the left and right per second. No numerical values other than 0 are listed on the vertical axis in each figure. However, only units are listed to indicate the dimension of the quantity.
車両前後方向における旋回中心は、[d]運転席を通る車両左右軸上、[r]後輪軸を通る車両左右軸上の2種類に設定される。以下、[d]の設定を「運転席中心」、[r]の設定を「後輪軸中心」と省略して記す。図4において運転席中心の場合、「y1=y2」となり、後輪軸中心の場合、「y1=-Lr」となる。 The turning center in the vehicle's longitudinal direction is set to two points: [d] on the vehicle's left-right axis passing through the driver's seat, and [r] on the vehicle's left-right axis passing through the rear wheel axle. Hereinafter, the setting for [d] will be abbreviated to "driver's seat center" and the setting for [r] to "rear wheel axle center." In Figure 4, when it is the driver's seat center, "y1 = y2", and when it is the rear wheel axle center, "y1 = -Lr".
図5(a)に運転席中心、図5(b)に後輪軸中心での旋回時における各タイヤ91-94の転舵角を示す。運転席中心の場合、前輪91、92(FL、FR)は右方向に転舵し、後輪93、94(RL、RR)は左方向に転舵する。旋回中心に近い右輪92、94(FR、RR)の転舵角の絶対値は、旋回中心から遠い左輪91、93(FL、RL)の転舵角の絶対値より大きくなる。後輪軸中心の場合、前輪91、92(FL、FR)は右方向に転舵し、後輪93、94(RL、RR)は直進状態のままである。
Figure 5(a) shows the steering angles of the tires 91-94 when turning with the driver's seat at the center, and Figure 5(b) shows the rear wheel axle at the center. When the driver's seat is at the center, the
図6(a)及び図7(a)に、シミュレーション条件での旋回半径の時間変化を示す。図6(b)及び図7(b)に、旋回時にドライバにかかる横加速度を示す。解析の結果、転舵角の徐変終了時、運転席中心(実線)では後輪軸中心(破線)に比べ横加速度のオーバーシュートが抑制された。修正舵を入れた時、運転席中心での横加速度αx_dは、後輪軸中心での横加速度αx_rの半分以下に低減した。 Figures 6(a) and 7(a) show the change in turning radius over time under simulation conditions. Figures 6(b) and 7(b) show the lateral acceleration acting on the driver when turning. Analysis results show that when the gradual change in steering angle is completed, lateral acceleration overshoot is suppressed at the center of the driver's seat (solid line) compared to the center of the rear axle (dashed line). When corrective steering is applied, the lateral acceleration αx_d at the center of the driver's seat is reduced to less than half of the lateral acceleration αx_r at the center of the rear axle.
次に図8を参照し、複数の座席に複数人が乗車したとき、旋回時に乗員にかかる横加速度の解析結果について説明する。例として、図2(b)に示すように、左前席(助手席)81、右前席(運転席)82、左後席83、右後席84の全座席に4人の乗員が乗車した場合を想定する。
Next, referring to Figure 8, we will explain the results of an analysis of the lateral acceleration acting on occupants during turning when multiple occupants are seated in multiple seats. As an example, we will assume that there are four occupants seated in all seats, the left front seat (passenger seat) 81, the right front seat (driver's seat) 82, the left
車両前後方向における旋回中心は、図2(b)に示すように、[c]車両中央を通る車両左右軸上、[r]後輪軸を通る車両左右軸上の2種類に設定される。車両中央とは、例えばホイールベースの中央値であり、「複数の乗員の乗車範囲における代表位置」として選択される。以下、[c]の設定を「車両中央中心」、[r]の設定を図5~図7の説明と同様に「後輪軸中心」と省略して記す。旋回中心以外のシミュレーション条件は、図5~図7の条件と同じであり、直進から右折して修正舵を入れる。 As shown in FIG. 2(b), the turning center in the longitudinal direction of the vehicle is set to two positions: [c] on the left-right axis of the vehicle passing through the center of the vehicle, and [r] on the left-right axis of the vehicle passing through the rear wheel axle. The center of the vehicle is, for example, the median of the wheelbase, and is selected as the "representative position in the riding range of multiple occupants." Hereinafter, the setting of [c] will be abbreviated to "vehicle center center," and the setting of [r] will be abbreviated to "rear wheel axle center" as in the explanation of FIG. 5 to FIG. 7. The simulation conditions other than the turning center are the same as those in FIG. 5 to FIG. 7, and the vehicle goes from straight ahead to a right turn and corrective steering is applied.
図8(a)に右前席(運転席)82、図8(b)に右後席84の乗員にかかる横加速度を示す。右前席(運転席)82では、車両中央中心(実線)での横加速度αx_cは、後輪軸中心(破線)での横加速度αx_rの半分以下に低減した。右後席84では、車両中央中心(実線)での横加速度αx_cは、後輪軸中心(破線)での横加速度αx_rと同等であった。左前席(助手席)81での横加速度は、右前席(運転席)82での横加速度を全体に低くオフセットしたものとなり、左後席83での横加速度は、右後席84での横加速度を全体に低くオフセットしたものとなった。
Figure 8(a) shows the lateral acceleration acting on an occupant in the right front seat (driver's seat) 82, and Figure 8(b) shows the lateral acceleration acting on an occupant in the right
このように、複数の座席に複数の乗員が乗車した場合、複数の乗員の乗車範囲における代表位置を通る車両左右軸上に旋回中心を定めることで、旋回時に複数の乗員にかかる横加速度を全体的に低減することができる。後部座席に3人乗車した場合や3列シート等の車両についても、適宜、代表位置を設定すればよい。 In this way, when multiple occupants are seated in multiple seats, the lateral acceleration acting on the multiple occupants during turning can be reduced overall by setting the turning center on the vehicle's left-right axis that passes through a representative position in the passenger area of the multiple occupants. For vehicles with three passengers in the back seat or three rows of seats, the representative position can be set appropriately.
次に、車両重心測定装置40による車両の重心の測定について説明する。車両重心測定装置40は、予め車両特性から水平面方向の重心位置を導出してもよい。或いは図9に示すように、車両重心測定装置40は、各タイヤの輪荷重WFR、WFL、WRR、WRLに基づき、前後方向の重心位置Lf、Lr、及び、車幅方向の重心位置Tl、Trを算出して重心を推定してもよい。各タイヤの輪荷重はセンサで検出されてもよく、サスペンションのストロークセンサとばね定数から算出されてもよい。図9ではトレッド幅の記号として、都合により図4の「Df、Dr」とは異なる「T」を用いる。
Next, the measurement of the center of gravity of the vehicle by the vehicle center of
輪荷重WFR、WFL、WRR、WRLと重心位置Lf、Lr、Tl、Trとの関係は、式(3.1)~(3.4)で表される。
(WFR+WFL)Lf=(WRR+WRL)Lr ・・・(3.1)
Lf+Lr=L ・・・(3.2)
(WFR+WRR)Tr=(WFL+WRL)Tl ・・・(3.3)
Tr+Tl=T ・・・(3.4)
The relationships between the wheel loads WFR, WFL, WRR, and WRL and the center of gravity positions Lf, Lr, Tl, and Tr are expressed by equations (3.1) to (3.4).
(WFR+WFL)Lf=(WRR+WRL)Lr...(3.1)
Lf+Lr=L...(3.2)
(WFR+WRR)Tr=(WFL+WRL)Tl...(3.3)
Tr+Tl=T...(3.4)
図10のフローチャートに、本実施形態の転舵角制御部15による旋回時転舵処理のルーチンを示す。フローチャートの説明で記号「S」はステップを意味する。S1で転舵角制御部15は、目標位置A、B、C、Dのうちいずれかを通る車両左右軸を設定する。
The flowchart in Figure 10 shows a routine for steering processing during turning by the steering
上述の通り目標位置Aは、予め設定された標準位置である。目標位置Bは、目標乗員位置指示部18により指示された乗員位置である。目標位置Cは、乗員乗車位置検出装置30から取得した乗員の乗車位置、又は、複数の乗員の乗車範囲における代表位置である。目標位置Dは、車両重心測定装置40から取得した車両の重心である。
As described above, target position A is a preset standard position. Target position B is an occupant position indicated by the target occupant
S2で転舵角制御部15は、設定した車両左右軸上に、車両前後方向における旋回中心の位置を定める。S3で転舵角制御部15は、旋回半径指示部17が指示した旋回半径を取得する。S4で転舵角制御部15は、旋回中心と旋回半径とから各タイヤ91-91の転舵角を算出する。S5で転舵角制御部15は、算出した転舵角に各タイヤ91-94を転舵させる。
At S2, the steering
(本実施形態の効果)
(1)転舵角制御部15は、車両前後方向における旋回中心の位置を、例えば予め設定された標準位置を通る車両左右軸上に定める。旋回中心が定められた車両左右軸上では、操舵中の、又は修正舵などによる旋回半径の変化に伴う横加速度が低減する。したがって、旋回中心を含む車両左右軸上の目標位置に乗車した乗員に対し、旋回時にかかる横加速度を低減し、乗り心地を向上させることができる。
(Effects of this embodiment)
(1) The steering
主に運転席にドライバのみが乗車するか、又は、運転席と助手席に2人の乗員が乗車する車両では、予め運転席を標準位置として設定することで、ドライバや助手席の乗員の乗り心地を向上させることができる。また、客人や高齢者、子供、病人等が後部座席に乗車する機会が多い車両では、予め後部座席を標準位置として設定してもよい。 In vehicles where only the driver sits in the driver's seat, or where two passengers sit in the driver's seat and the passenger seat, the driver's seat can be set as the standard position in advance to improve the comfort of the driver and the passenger in the passenger seat. Also, in vehicles where guests, elderly people, children, sick people, etc. often sit in the rear seats, the rear seats can be set as the standard position in advance.
(2)或いは、転舵角制御部15は、車両前後方向における旋回中心の位置を、目標乗員位置指示部18に指示された乗員位置を通る車両左右軸上に定める。「乗り心地を向上させることを最優先する人」として、例えば大切な家族や客人が乗車した座席をドライバが手動で設定することで、都度、目標とする乗員位置を指示して旋回中心を変更することができる。
(2) Alternatively, the steering
(3)或いは、転舵角制御部15は、車両前後方向における旋回中心の位置を、乗員乗車位置検出装置30から取得した乗員の乗車位置、又は、複数の乗員の乗車範囲における代表位置を通る車両左右軸上に定める。例えば複数の乗員の乗車時に、乗車範囲の中央を通る車両左右軸上に旋回中心を定めることで、旋回時に複数の乗員にかかる横加速度を全体的に低減することができる。
(3) Alternatively, the steering
(4)或いは、転舵角制御部15は、車両前後方向における旋回中心の位置を、車両重心測定装置40から取得した車両の重心を通る車両左右軸上に定める。車両の重心を通る車両左右軸上に旋回中心を定めることで、旋回時に乗員及び乗車荷物にかかる横加速度を最小にすることができる。
(4) Alternatively, the steering
(その他の実施形態)
(a)本発明の車両用転舵装置10によりタイヤが転舵される制御される独立転舵車両は、四輪車両に限らず、三輪以上のタイヤが独立して転舵可能な車両であればよい。
Other Embodiments
(a) An independently steered vehicle whose tires are steered and controlled by the
(b)目標乗員位置指示部18、乗員乗車位置検出装置30又は車両重心測定装置40からの情報に基づき定められた旋回中心の位置が異なる場合、転舵角制御部15は、そのいずれかを優先して選択するように調停してもよい。
(b) In the case where the positions of the turning center determined based on information from the target occupant
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
10・・・車両用転舵装置、
15・・・転舵角制御部、
17・・・旋回半径指示部、
20・・・車両特性記憶装置、
91-94・・・タイヤ、
100・・・独立転舵車両。
10...vehicle steering device,
15...Steering angle control unit,
17...Turning radius indication unit,
20... Vehicle characteristic storage device,
91-94... Tires,
100...Vehicle with independent steering.
Claims (1)
車両特性記憶装置(20)から取得した車両特性に基づいて、各タイヤを個別に転舵させる転舵角を算出する転舵角制御部(15)と
車両の旋回半径を指示する旋回半径指示部(17)と、
前記車両特性記憶装置に記憶された複数の乗員位置から目標とする乗員位置を指示する目標乗員位置指示部(18)と、
を備え、
前記転舵角制御部は、
車両前後方向における旋回中心の位置を、
予め設定された標準位置、
前記目標乗員位置指示部に指示された乗員位置、
前記乗員乗車位置検出装置から取得した乗員の乗車位置、又は、複数の乗員の乗車範囲における代表位置、
前記車両重心測定装置から取得した車両の重心、
のうちいずれかを通る車両左右軸上に定め、
旋回中心と、前記旋回半径指示部が指示した旋回半径とから、各タイヤの転舵角を算出し、
前記目標乗員位置指示部、前記乗員乗車位置検出装置又は前記車両重心測定装置からの情報に基づき定められた旋回中心の位置が異なる場合、いずれかの旋回中心の位置を優先して選択するように調停する車両用転舵装置。 A vehicle steering device for steering each tire of an independently steering vehicle (100) having three or more tires (91-94) that can be steered independently, the vehicle steering device being mounted on a vehicle equipped with an occupant riding position detection device (30) that detects the riding position of an occupant, and a vehicle center of gravity measurement device (40) that measures the center of gravity of the vehicle,
a steering angle control unit (15) that calculates a steering angle for individually steering each tire based on vehicle characteristics acquired from a vehicle characteristics storage device (20); and a turning radius instruction unit (17) that instructs a turning radius of the vehicle.
a target occupant position designation unit (18) for designating a target occupant position from among a plurality of occupant positions stored in the vehicle characteristic storage device;
Equipped with
The steering angle control unit is
The position of the turning center in the fore-and-aft direction of the vehicle is
Pre-set standard positions ,
an occupant position indicated by the target occupant position indicating unit ;
The passenger's riding position acquired from the passenger riding position detection device , or a representative position in a riding range of a plurality of passengers;
The center of gravity of the vehicle obtained from the vehicle center of gravity measuring device;
It is determined on the left and right axis of the vehicle passing through either of the
Calculating a steering angle of each tire from the turning center and the turning radius indicated by the turning radius indication unit ;
A vehicle steering device that arbitrates between the positions of the turning center determined based on information from the target occupant position indication unit, the occupant riding position detection device, or the vehicle center of gravity measurement device in order to select one of the positions of the turning center as a priority when the positions of the turning center determined based on information from the target occupant position indication unit, the occupant riding position detection device, or the vehicle center of gravity measurement device are different .
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004256071A (en) | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicle steering system |
| JP2008254630A (en) | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nissan Motor Co Ltd | Turning behavior control device, automobile, and turning behavior control method |
| JP2013112079A (en) | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Jtekt Corp | Vehicle attitude controller |
| WO2014061108A1 (en) | 2012-10-16 | 2014-04-24 | パイオニア株式会社 | Centroid estimation device and centroid estimation method |
| US20160016582A1 (en) | 2014-07-01 | 2016-01-21 | Hyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Fault tolerant apparatus for an independent controlled steering in a four wheel system |
| DE102018204065A1 (en) | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Zf Friedrichshafen Ag | A method and apparatus for preventing occupant travel of a vehicle and vehicle having a device |
| JP2020097291A (en) | 2018-12-17 | 2020-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle equipped with a special steering device |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004256071A (en) | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicle steering system |
| JP2008254630A (en) | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nissan Motor Co Ltd | Turning behavior control device, automobile, and turning behavior control method |
| JP2013112079A (en) | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Jtekt Corp | Vehicle attitude controller |
| WO2014061108A1 (en) | 2012-10-16 | 2014-04-24 | パイオニア株式会社 | Centroid estimation device and centroid estimation method |
| US20160016582A1 (en) | 2014-07-01 | 2016-01-21 | Hyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Fault tolerant apparatus for an independent controlled steering in a four wheel system |
| DE102018204065A1 (en) | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Zf Friedrichshafen Ag | A method and apparatus for preventing occupant travel of a vehicle and vehicle having a device |
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