JP2005178574A - Steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve both reduction of a vehicle body slip angle and insurance of a target yaw rate. <P>SOLUTION: The steering device is provided with LSD 9 provided between a right side rear wheel 6a and a left side rear wheel 6b and capable of changing distribution of driving force transmitted from an engine to the rear wheels 6a, 6b; a front wheel steering actuator 7 for varying steering angles of the front wheels 4a, 4b; a rear wheel steering actuator 8 for varying steering angles of the rear wheels 6a, 6b; and a four-wheel steering controller 10 for outputting control instruction for varying the steering angle to the front wheel steering actuator 7 and the rear wheel steering actuator 8 in response to the traveling state. When engine torque is not varied, the four-wheel steering controller 10 outputs the control instruction for making the front wheel steering angle and the rear wheel steering angle large in proportion to a control current value of the LSD 9. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンの駆動力を左右の駆動輪に配分する駆動力配分手段と、駆動輪を転舵させる駆動輪転舵機構とを備えたステアリング装置の技術分野に属する。   The present invention belongs to a technical field of a steering device including a driving force distribution unit that distributes a driving force of an engine to left and right driving wheels, and a driving wheel steering mechanism that steers the driving wheels.

従来のステアリング装置としては、左右の駆動輪の駆動力配分差に応じて、駆動輪の転舵角を制御することにより、車体スリップアングルを補正し、運転者に与える違和感の低減を図るものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、車体スリップアングルとは、旋回状態にある車両を上から見たとき、車両の進行方向と車両中心面の向きとのなす角度をいう。
特開平5−262253号公報
As a conventional steering device, a vehicle body slip angle is corrected by controlling a turning angle of a driving wheel according to a driving force distribution difference between left and right driving wheels, thereby reducing a sense of incongruity given to a driver. It is known (see, for example, Patent Document 1).
Here, the vehicle body slip angle refers to an angle formed by the traveling direction of the vehicle and the direction of the vehicle center plane when the vehicle in a turning state is viewed from above.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-262253

しかしながら、上記従来技術にあっては、目標ヨーレイトが大きい場合、ヨーレイトが減少してしまい、車体スリップアングルの低減と目標とするヨーレイトの確保とが両立できないという問題があった。   However, in the above-described prior art, when the target yaw rate is large, the yaw rate is decreased, and there is a problem in that reduction of the vehicle body slip angle and securing of the target yaw rate cannot be achieved at the same time.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、車体スリップアングルの低減と目標とするヨーレイトの確保を両立できるステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering device capable of achieving both reduction of a vehicle body slip angle and securing of a target yaw rate.

上述の目的を達成するため、本発明では、左右の駆動輪の間に設けられ、エンジンから駆動輪に伝達される駆動力の配分を変更可能な駆動力配分手段と、操向輪の転舵角を変化させる操向輪転舵機構と、前記駆動輪の転舵角を変化させる駆動輪転舵機構と、走行状態に応じて、操向輪転舵機構と駆動輪転舵機構に対し、転舵角を変化させる制御指令を出力する転舵制御手段と、を備えたステアリング装置において、前記転舵制御手段は、左右の駆動輪の駆動力配分量差に応じて、転舵角を変化させる制御指令を出力することとした。   In order to achieve the above object, in the present invention, driving force distribution means provided between the left and right driving wheels and capable of changing the distribution of driving force transmitted from the engine to the driving wheels, and steering of the steered wheels The steered wheel steering mechanism for changing the angle, the drive wheel steered mechanism for changing the steered angle of the driving wheel, and the steered wheel steered mechanism and the drive wheel steered mechanism according to the traveling state, A steering control means for outputting a control command to be changed, wherein the steering control means outputs a control command for changing a turning angle in accordance with a difference in a driving force distribution amount between left and right drive wheels. I decided to output it.

本発明のステアリング装置にあっては、駆動力配分量差に応じて駆動輪転舵角に加えて操向輪転舵角を制御するため、目標ヨーレイトを確保しつつ、運転者に違和感を与える車体スリップアングルを減少させることができる。   In the steering device according to the present invention, the steering wheel turning angle is controlled in addition to the driving wheel turning angle in accordance with the difference in the amount of distribution of the driving force, so that the vehicle body slip that makes the driver feel uncomfortable while ensuring the target yaw rate. The angle can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜3に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Examples 1 to 3.

まず、構成を説明する。
図1は、実施例1のステアリング装置を適用した車両のシステムブロック図であり、実施例1のステアリング装置は、ステアリングホイール1と、コラムシャフト2と、前輪転舵機構(操向輪転舵機構)3と、前輪(操向輪)4a,4bと、後輪転舵機構(駆動輪転舵機構)5と、後輪(駆動輪)6a,6bと、前輪転舵アクチュエータ7と、後輪転舵アクチュエータ8と、リミテッドスリップデフ(駆動力配分手段)9と、4輪転舵コントローラ10(転舵制御手段)と、操舵角センサ11と、車輪速センサ12a〜12dと、を備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a system block diagram of a vehicle to which the steering device of the first embodiment is applied. The steering device of the first embodiment includes a steering wheel 1, a column shaft 2, and a front wheel steering mechanism (steered wheel steering mechanism). 3, front wheels (steering wheels) 4a, 4b, rear wheel steering mechanism (drive wheel steering mechanism) 5, rear wheels (drive wheels) 6a, 6b, front wheel steering actuator 7, and rear wheel steering actuator 8 And a limited slip differential (driving force distribution means) 9, a four-wheel steering controller 10 (steering control means), a steering angle sensor 11, and wheel speed sensors 12a to 12d.

前輪転舵機構3は、ステアリングホイール1からコラムシャフト2に入力された回転を、ラックアンドピニオンにより車両の横方向運動へ変換し、前輪4a,4bを転舵させる。また、後輪転舵機構5は、後輪転舵アクチュエータ8の入力を車両横方向運動に変換し、後輪6,6を転舵させる。   The front wheel steering mechanism 3 converts the rotation input to the column shaft 2 from the steering wheel 1 into a lateral movement of the vehicle by a rack and pinion, and steers the front wheels 4a and 4b. Further, the rear wheel steering mechanism 5 converts the input of the rear wheel steering actuator 8 into vehicle lateral movement, and steers the rear wheels 6 and 6.

前輪転舵アクチュエータ7は、例えば、モータと減速機等により構成され、モータの回転軸がコラムシャフト2に連結されている。この前輪転舵アクチュエータ7は、4輪転舵コントローラ10からの指令信号に基づいて、前輪転舵角δに対する操舵角θの比であるステアリングギア比(θ/δ)を可変に制御する。   The front wheel steering actuator 7 includes, for example, a motor and a speed reducer, and the rotation shaft of the motor is connected to the column shaft 2. The front wheel steering actuator 7 variably controls the steering gear ratio (θ / δ), which is the ratio of the steering angle θ to the front wheel steering angle δ, based on a command signal from the four-wheel steering controller 10.

後輪転舵アクチュエータ8は、前輪転舵アクチュエータ7と同様に、モータと減速機等により構成され、モータの回転軸が後輪転舵機構5のラック軸と連結されている。この後輪転舵アクチュエータ8は、4輪転舵コントローラ10からの指令信号に基づいて、後輪6a,6bの転舵角を可変に制御する。   The rear wheel steering actuator 8 is configured by a motor, a reduction gear, and the like, like the front wheel steering actuator 7, and the rotation shaft of the motor is connected to the rack shaft of the rear wheel steering mechanism 5. The rear wheel steering actuator 8 variably controls the steering angles of the rear wheels 6 a and 6 b based on a command signal from the four-wheel steering controller 10.

リミテッドスリップデフ(Limited slip differrential:以下、LSD)9は、リアデフ13に設けられ、例えば、多板クラッチ機構を用いた摩擦式の差動制限装置が用いられている。LSD9の駆動力配分量(後輪6aと後輪6bの駆動力配分量差)は、多板クラッチに油圧を供給する図外の油圧コントロールバルブユニットにより制御される。この油圧コントロールバルブユニットは、4輪転舵コントローラ10から出力される指令電流に基づいて制御される。   A limited slip differential (LSD) 9 is provided in the rear differential 13 and, for example, a friction type differential limiting device using a multi-plate clutch mechanism is used. The driving force distribution amount (the difference in driving force distribution amount between the rear wheel 6a and the rear wheel 6b) of the LSD 9 is controlled by a hydraulic control valve unit (not shown) that supplies hydraulic pressure to the multi-plate clutch. The hydraulic control valve unit is controlled based on a command current output from the four-wheel steering controller 10.

4輪転舵コントローラ10は、操舵角センサ11から入力される操舵角と、各車輪速センサ12a〜12dから入力される各車輪速から推定した車体速(=車速)とに基づいて、LSD9の駆動力配分量を制御する。また、4輪転舵コントローラ10は、操舵角、車体速およびLSD9の駆動力配分量に基づいて、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを生成する。そして、前輪転舵アクチュエータ7と後輪転舵アクチュエータ8からフィードバックされる実際の前輪転舵角と後輪転舵角が、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrと一致するように、前輪転舵アクチュエータ7と後輪転舵アクチュエータ8に対し、指令電流を出力する。   The four-wheel steering controller 10 drives the LSD 9 based on the steering angle input from the steering angle sensor 11 and the vehicle body speed (= vehicle speed) estimated from the wheel speeds input from the wheel speed sensors 12a to 12d. Control power distribution. Further, the four-wheel turning controller 10 generates a target front wheel turning angle θf and a target rear wheel turning angle θr based on the steering angle, the vehicle body speed, and the driving force distribution amount of the LSD 9. The front wheel turning angle and the rear wheel turning angle fed back from the front wheel turning actuator 7 and the rear wheel turning actuator 8 are adjusted so that the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr coincide with each other. A command current is output to the wheel steering actuator 7 and the rear wheel steering actuator 8.

次に、作用を説明する。
[目標転舵角設定制御処理]
図2は、4輪転舵コントローラ10で実行される目標転舵角設定制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
Next, the operation will be described.
[Target turning angle setting control process]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the target turning angle setting control process executed by the four-wheel turning controller 10, and each step will be described below.

ステップS1では、操舵角センサ11の出力値、各車輪速センサ12a〜12dの出力から推定される車体速に基づいて、LSD9の駆動力配分量を設定する。そして、LSD9を駆動する油圧コントロールバルブユニットに対し、指令電流を出力し、ステップS2へ移行する。   In step S1, the driving force distribution amount of the LSD 9 is set based on the output value of the steering angle sensor 11 and the vehicle body speed estimated from the outputs of the wheel speed sensors 12a to 12d. Then, a command current is output to the hydraulic control valve unit that drives the LSD 9, and the process proceeds to step S2.

ステップS2では、LSD9に出力された指令電流値から、目標後輪転舵角θrを決定し、ステップS3へ移行する。   In step S2, the target rear wheel turning angle θr is determined from the command current value output to the LSD 9, and the process proceeds to step S3.

ステップS3では、前輪4a,4bの目標前輪転舵角θfを決定し、ステップS4へ移行する。   In step S3, the target front wheel turning angle θf of the front wheels 4a and 4b is determined, and the process proceeds to step S4.

ステップS4では、実前輪転舵角,実後輪転舵角が、目標前輪転舵角θf,目標後輪転舵角θrと一致するように、前輪転舵アクチュエータ7と後輪転舵アクチュエータ8に対し、制御電流を出力し、本制御を終了する。   In step S4, the front wheel turning actuator 7 and the rear wheel turning actuator 8 are set so that the actual front wheel turning angle and the actual rear wheel turning angle coincide with the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr. The control current is output and this control is terminated.

[駆動力配分量に基づく目標転舵角の決定]
定常状態の車両運動方程式を下記の式1,2とおくと、
mGy=Cf+Cr …式1
CfLf−CrLr=0 …式2
なお、mは車重、Gyは横G、Cfは前輪コーナリングフォース、Crは後輪コーナリングフォース、Lfは車の重心から前輪までの前輪ホイールベース、Lrは車の重心から後輪までの後輪ホイールベースである。
[Determination of target turning angle based on driving force distribution]
If the equation of motion of the vehicle in the steady state is set as the following formulas 1 and 2,
mGy = Cf + Cr ... Formula 1
CfLf−CrLr = 0 Equation 2
M is the vehicle weight, Gy is the lateral G, Cf is the front wheel cornering force, Cr is the rear wheel cornering force, Lf is the front wheel base from the center of gravity to the front wheel, and Lr is the rear wheel from the center of gravity of the car to the rear wheel. It is a wheelbase.

LSDによるモーメントMLSDを加えた場合、
mGy=Cf+Cr …式1'
Cf'Lf−Cr'Lr+MLSD=0 …式2'
となり、下記の式3,4を得る。なお、MLSDはLSD9が発生するモーメントである。
Cf'=Cf−MLSD/(Lf−Lr) …式3
Cr'=Cr+MLSD/(Lf+Lr) …式4
When moment MLSD by LSD is added,
mGy = Cf + Cr ... Formula 1 '
Cf'Lf-Cr'Lr + MLSD = 0 ... Formula 2 '
Thus, the following formulas 3 and 4 are obtained. MLSD is a moment generated by LSD9.
Cf ′ = Cf−MLSD / (Lf−Lr) Equation 3
Cr ′ = Cr + MLSD / (Lf + Lr) Equation 4

ここで、
Cf=Kfβf …式5
Cr=Krβr …式6
とすると、
Cf'=Kfβf' …式5'
Cr'=Krβr' …式6'
となる。なお、Kfは前輪コーナリングパワー、Krは前輪コーナリングパワー、βfは前輪タイヤスリップアングル、βrは後輪タイヤスリップアングルである。
here,
Cf = Kfβf Equation 5
Cr = Krβr Equation 6
Then,
Cf '= Kfβf' ... Formula 5 '
Cr '= Krβr' ... Formula 6 '
It becomes. Here, Kf is a front wheel cornering power, Kr is a front wheel cornering power, βf is a front wheel tire slip angle, and βr is a rear wheel tire slip angle.

このとき、式4のMLSDによって、
Cr'≧Cr …式7
よって、
βr'≧βr …式8
となり
β'=βr' …式9
であるとすると、車体スリップアングルβも増加する。
At this time, the MLSD of Equation 4
Cr ′ ≧ Cr (Formula 7)
Therefore,
βr ′ ≧ βr (Formula 8)
Β ′ = βr ′ Equation 9
If so, the vehicle body slip angle β also increases.

また、式4を式6,6'で書き換えると、
Krβr'=Krβr+MLSD/L …式10
よって、
βr'−βr=MLSD/L・Kr …式11
となり、(βr'−βr)が後輪転舵角の制御転舵分となる。
すなわち、LSD9による後輪6a,6bの駆動力配分量は、出力電流値に比例するため、この出力電流値に基づいて目標後輪転舵角θrが決定できる。
Also, if Equation 4 is rewritten with Equations 6 and 6 ′,
Krβr ′ = Krβr + MLSD / L Equation 10
Therefore,
βr′−βr = MLSD / L · Kr Equation 11
Thus, (βr′−βr) becomes the control turning amount of the rear wheel turning angle.
That is, since the driving force distribution amount of the rear wheels 6a and 6b by the LSD 9 is proportional to the output current value, the target rear wheel turning angle θr can be determined based on the output current value.

また、目標前輪転舵角θfは、4輪転舵制御を作動させた場合でも、前輪コーナリングフォースCf'に変化がないように前輪タイヤスリップアングルβfを変更する。つまり、(β'−β)だけ増加するようにすればよい。   Further, the target front wheel turning angle θf changes the front wheel tire slip angle βf so that the front wheel cornering force Cf ′ does not change even when the four-wheel steering control is operated. That is, it should be increased by (β′−β).

ただし、LSD9が発生するモーメントMLSDは、下記のように算出される。
MLSD=L・ΔFx/2×2
ΔFx=Teng×Gmf×Tdist/R
なお、Lはホイールベース(L=Lf+Lr)、Tengはエンジントルク推定値、Gmfはギア比(T/M×Final)、Tdistは配分トルク、Rはタイヤ半径である。
ここで、エンジントルクが変化しないとき、配分トルクTdistは、図3に示すトルク配分特性図に示すように、LSD9の制御電流値Aに比例して与えられる。
また、エンジントルク推定値Tengは、アクセル開度−エンジン回転数マップ等から算出する。
However, the moment MLSD generated by the LSD 9 is calculated as follows.
MLSD = L · ΔFx / 2 × 2
ΔFx = Teng × Gmf × Tdist / R
L is a wheel base (L = Lf + Lr), Teng is an estimated engine torque value, Gmf is a gear ratio (T / M × Final), Tdist is a distribution torque, and R is a tire radius.
Here, when the engine torque does not change, the distribution torque Tdist is given in proportion to the control current value A of the LSD 9 as shown in the torque distribution characteristic diagram shown in FIG.
Further, the estimated engine torque value Teng is calculated from an accelerator opening-engine speed map or the like.

以上より、
MLSD=Kdist×Teng×Tdist …式12
なお、Kdistは定数であり、図3に示したトルク配分特性の傾きである。
From the above,
MLSD = Kdist × Teng × Tdist Equation 12
Kdist is a constant and is the slope of the torque distribution characteristic shown in FIG.

式11,12より、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrは、下式となる。
θr=(Kdist×Teng/L・Kr×Ka)×A
θf=θr
From Equations 11 and 12, the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr are expressed by the following equations.
θr = (Kdist × Teng / L · Kr × Ka) × A
θf = θr

[駆動力配分量に基づく4輪転舵制御作用]
従来技術(特開平5−262253号公報)には、LSD等の駆動力配分装置による駆動力の発生と、発生した駆動力に基づく後輪転舵により、旋回性能の向上を図る技術が記載されている。
[4-wheel steering control action based on driving force distribution]
The prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 5-262253) describes a technique for improving turning performance by generating a driving force by a driving force distribution device such as an LSD and turning a rear wheel based on the generated driving force. Yes.

しかしながら、従来技術のように、駆動力に基づいて後輪のみを転舵させる構成では、車体スリップアングルの減少と目標ヨーレイトへの追従の両立が困難である。図4(a)に示すように、駆動力配分制御のみの状態では、車体スリップアングルが大きくついて、運転者に違和感を与えてしまう。また、図4(b)では、後輪を転舵させて車体スリップアングルを補正しているが、目標ヨーレイトが大きい場合には、ヨーレイトが減少し、車体スリップアングルの減少との両立が図れない。   However, in the configuration in which only the rear wheels are steered based on the driving force as in the prior art, it is difficult to achieve both reduction of the vehicle body slip angle and tracking of the target yaw rate. As shown in FIG. 4 (a), in the state where only the driving force distribution control is performed, the vehicle body slip angle becomes large, and the driver feels uncomfortable. In FIG. 4 (b), the rear wheel is steered to correct the vehicle body slip angle. However, when the target yaw rate is large, the yaw rate is reduced and the vehicle body slip angle cannot be reduced. .

また、従来技術では、図5(b)に示すように、より大きな目標ヨーレイトとなった場合に、後輪を逆相制御してヨーレイトを発生させる構成であるため、車体スリップアングルは適正な値を保つことができない。すなわち、駆動力配分制御によってヨーレイトを増加させているが、後輪の転舵制御によって車体スリップアングルを減少させると、ヨーレイトが減少してしまい、目標ヨーレイトの確保と車体スリップアングルの減少とがトレードオフの関係になるという問題があった。   Further, in the prior art, as shown in FIG. 5 (b), when the target yaw rate is larger, the rear wheel is controlled in reverse phase to generate the yaw rate. Can't keep up. In other words, the yaw rate is increased by the driving force distribution control, but if the vehicle body slip angle is decreased by the steering control of the rear wheels, the yaw rate is decreased, and the securing of the target yaw rate and the reduction of the vehicle body slip angle are trade There was a problem of being in an off relationship.

これに対し、実施例1のステアリング装置では、図6(b)に示すように、後輪の駆動力配分量に応じて、後輪と前輪の転舵角を変化させるため、駆動力配分制御に起因する車体スリップアングルの増加を後輪転舵制御により打ち消しつつ、前輪転舵制御により目標とするヨーレイトを確保できる。   On the other hand, in the steering device of the first embodiment, as shown in FIG. 6B, the driving force distribution control is performed to change the turning angle of the rear wheels and the front wheels according to the driving force distribution amount of the rear wheels. The target yaw rate can be ensured by the front wheel steering control while the increase in the vehicle body slip angle caused by the above is canceled by the rear wheel steering control.

次に、効果を説明する。
実施例1のステアリング装置にあっては、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1) 4輪転舵コントローラ10は、LSD9の制御電流値Aに基づいて、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを決定するため、目標ヨーレイトの確保と車体スリップアングルの減少とを両立できる(請求項1に対応する効果)。   (1) The four-wheel steering controller 10 determines the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr based on the control current value A of the LSD 9, and therefore ensures the target yaw rate and reduces the vehicle body slip angle. Both can be achieved (effect corresponding to claim 1).

(2) 4輪転舵コントローラ10は、エンジントルクが変化しないとき、LSD9の制御電流値Aに比例して、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを大きくするため、発生する車体スリップアングルの増加に伴ってそれを打ち消す転舵角を与えることができる。よって、リニアリティのある走行感が得られ、運転者に違和感を与えない(請求項2に対応する効果)。   (2) The four-wheel steering controller 10 increases the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr in proportion to the control current value A of the LSD 9 when the engine torque does not change. As the angle increases, a turning angle can be given to cancel it. Therefore, a running feeling with linearity is obtained, and the driver does not feel uncomfortable (effect corresponding to claim 2).

(3) 4輪転舵コントローラ10は、目標前輪転舵角θfを目標後輪転舵角θrと一致させるため、変化する車体スリップアングルを全て打ち消すことができる。さらに、なおかつ発生するヨーレイトも全く変化しない(請求項7に対応する効果)。   (3) Since the four-wheel turning controller 10 matches the target front wheel turning angle θf with the target rear wheel turning angle θr, all the vehicle body slip angles can be canceled. Furthermore, the generated yaw rate does not change at all (effect corresponding to claim 7).

まず、構成を説明する。
実施例1では、4輪転舵コントローラ10によりLSDの駆動力配分を制御する構成を示したが、実施例2のステアリング装置は、駆動力配分装置として、回転数感応式の差動制限装置を用いた点で実施例1と異なる。
First, the configuration will be described.
In the first embodiment, the configuration in which the LSD driving force distribution is controlled by the four-wheel steering controller 10 is shown. However, the steering device of the second embodiment uses a rotation speed-sensitive differential limiting device as the driving force distribution device. This is different from the first embodiment.

図7は、実施例2のステアリング装置を適用した車両のシステムブロック図であり、リアデフ13には、ビスカスLSD14が設けられている。図8に示すように、このビスカスLSD14は、右側後輪6aと左側後輪6bの車輪速差により、駆動力配分量が決定される。すなわち、車輪速差により目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrが決定される。   FIG. 7 is a system block diagram of a vehicle to which the steering device of the second embodiment is applied. The rear differential 13 is provided with a viscous LSD 14. As shown in FIG. 8, in the viscous LSD 14, the driving force distribution amount is determined by the wheel speed difference between the right rear wheel 6a and the left rear wheel 6b. That is, the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr are determined by the wheel speed difference.

実施例1の式11,12より、(βr'−βr)は、ビスカスLSD14のモーメントMLSDに比例となるため、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrは、右側後輪6aと左側後輪6bの車輪速差によって決定できる。この車輪速差は、車輪速センサ12c,12dの出力から求まる。   Since (βr′−βr) is proportional to the moment MLSD of the viscous LSD 14 from the equations 11 and 12 of the first embodiment, the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr are set to the right rear wheel 6a and the left side. It can be determined by the wheel speed difference of the rear wheel 6b. This wheel speed difference is obtained from the outputs of the wheel speed sensors 12c and 12d.

4輪転舵コントローラ10は、エンジントルクが変化しないとき、右側後輪6aと左側後輪6bの車輪速差が大きいほど、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを大きくする。   When the engine torque does not change, the four-wheel turning controller 10 increases the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr as the wheel speed difference between the right rear wheel 6a and the left rear wheel 6b increases.

次に、作用を説明する。
[後輪車輪速差に基づく4輪転舵制御作用]
図9(a)に示すように、左旋回時には、左側後輪の車輪速は、右側後輪の車輪速よりも小さくなる。このとき、ビスカスLSD14によって車輪速差に比例した駆動力配分がなされ、左側後輪側により多くの駆動力が配分されるため、車両ヨーレイトが減少する。
Next, the operation will be described.
[4-wheel steering control action based on rear wheel speed difference]
As shown in FIG. 9 (a), when turning left, the wheel speed of the left rear wheel is smaller than the wheel speed of the right rear wheel. At this time, the driving force distribution proportional to the wheel speed difference is made by the viscous LSD 14, and more driving force is distributed to the left rear wheel side, so that the vehicle yaw rate is reduced.

実施例2では、図9(b)に示すように、エンジントルクが変化しないとき、車輪速差が大きいほど後輪と前輪の転舵角を共に大きくするため、車体スリップアングルを減少させつつ、車両ヨーレイトを確保できる。   In the second embodiment, as shown in FIG. 9 (b), when the engine torque does not change, the larger the wheel speed difference, the larger the turning angle of the rear wheel and the front wheel. Vehicle yaw rate can be secured.

次に、効果を説明する。
実施例2のステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device according to the second embodiment, the following effects can be obtained.

(4) 4輪転舵コントローラ10は、右側後輪6aと左側後輪6bの車輪速差に基づいて、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを決定するため、回転数感応式の差動制限装置(ビスカスLSD14)を用いた構成において、目標とするヨーレイトを確保しつつ、車体スリップアングルを減少させることができる(請求項3に対応する効果)。   (4) The four-wheel steering controller 10 determines the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr based on the wheel speed difference between the right rear wheel 6a and the left rear wheel 6b. In the configuration using the differential limiting device (viscus LSD 14), the vehicle body slip angle can be reduced while ensuring the target yaw rate (effect corresponding to claim 3).

(5) 4輪転舵コントローラ10は、エンジントルクが変化しないとき、車輪速差が大きいほど目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを共に大きくするため、発生する車体スリップアングルの増加に伴って、それを打ち消す転舵角を与えることができ、リニアリティのある走行感が得られ、運転者に与える違和感を低減できる(請求項4に対応する効果)。   (5) When the engine torque does not change, the four-wheel steering controller 10 increases both the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr as the wheel speed difference increases. Along with this, it is possible to give a turning angle that cancels the turning angle, to obtain a running feeling with linearity, and to reduce a sense of incongruity given to the driver (effect corresponding to claim 4).

まず、構成を説明する。
実施例3のステアリング装置は、駆動力配分装置として、トルク比例式LSDを用いた点で実施例2と異なり、他の部分の構成は、図7に示した実施例2の構成と同一であるため、説明を省力する。
First, the configuration will be described.
The steering device of the third embodiment is different from the second embodiment in that a torque proportional LSD is used as a driving force distribution device, and the configuration of the other parts is the same as that of the second embodiment shown in FIG. Therefore, save the explanation.

実施例3では、実施例2の図8に示した駆動輪車輪速差と駆動力配分量の関係を、図10に示すような、エンジントルク出力と駆動力配分量との関係に置き換えることができる。なお、エンジントルクの推定については、複数の実用的な方法があるが、例えば、エンジン回転数(図11(a))とアクセル開度(図11(b))から、図11(c)のように推定するのが簡便である。   In the third embodiment, the relationship between the driving wheel speed difference and the driving force distribution amount shown in FIG. 8 of the second embodiment may be replaced with the relationship between the engine torque output and the driving force distribution amount as shown in FIG. it can. There are a plurality of practical methods for estimating the engine torque. For example, from the engine speed (FIG. 11 (a)) and the accelerator opening (FIG. 11 (b)), the engine torque shown in FIG. It is easy to estimate as follows.

図11(d)は、エンジントルクに基づく駆動力配分量であり、駆動力配分量に基づく目標後輪転舵角θrと目標前輪転舵角θfは、図11(e),(f)のように決定される。すなわち、エンジントルクが大きいほど、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrは大きくなるように設定される。   FIG. 11D shows a driving force distribution amount based on the engine torque. The target rear wheel turning angle θr and the target front wheel turning angle θf based on the driving force distribution amount are as shown in FIGS. 11E and 11F. To be determined. That is, the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr are set to increase as the engine torque increases.

次に、作用を説明する。
[エンジントルクに基づく4輪転舵制御作用]
図12(a)に示すように、左旋回時には、左側後輪の車輪速は、右側後輪の車輪速よりも小さくなる。このとき、トルク比例式LSDによって車輪速差に比例した駆動力配分がなされ、左側後輪により多くの駆動力が配分されるため、車両ヨーレイトが減少する。
Next, the operation will be described.
[4-wheel steering control action based on engine torque]
As shown in FIG. 12 (a), when turning left, the wheel speed of the left rear wheel is smaller than the wheel speed of the right rear wheel. At this time, the driving force distribution proportional to the wheel speed difference is made by the torque proportional LSD, and more driving force is distributed to the left rear wheel, so that the vehicle yaw rate is reduced.

実施例3では、図12(b)に示すように、エンジントルクが大きいほど後輪と前輪の転舵角を共に大きくするため、車体スリップアングルを減少させつつ、車両ヨーレイトを確保できる。   In the third embodiment, as shown in FIG. 12 (b), the larger the engine torque, the larger the turning angles of the rear wheels and the front wheels. Therefore, the vehicle yaw rate can be ensured while reducing the vehicle body slip angle.

次に、効果を説明する。
実施例3のステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the third embodiment, the effects listed below can be obtained.

(6) 4輪転舵コントローラ10は、エンジントルクに応じて、目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを決定するため、駆動力配分装置としてトルク比例式LSDを用いた構成において、目標とするヨーレイトを確保しつつ、車体スリップアングルを減少させることができる(請求項5に対応する効果)。   (6) The four-wheel steering controller 10 determines the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr according to the engine torque, and therefore, in the configuration using the torque proportional LSD as the driving force distribution device, The vehicle body slip angle can be reduced while ensuring the yaw rate as described above (effect corresponding to claim 5).

(7) 4輪転舵コントローラ10は、エンジントルクが大きいほど目標前輪転舵角θfと目標後輪転舵角θrを共に大きくするため、発生する車体スリップアングルの増加に伴って、それを打ち消す転舵角を与えることができ、リニアリティのある走行感が得られ、運転者に与える違和感を低減できる(請求項6に対応する効果)。   (7) Since the four-wheel steering controller 10 increases both the target front wheel turning angle θf and the target rear wheel turning angle θr as the engine torque increases, the steering that cancels the increase as the vehicle body slip angle increases. A corner can be given, a running feeling with linearity can be obtained, and a sense of incongruity given to the driver can be reduced (effect corresponding to claim 6).

(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜3に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1〜3に限定されるものではなく、駆動輪が前輪または前後輪の場合でも適用されるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
(Other examples)
The best mode for carrying out the present invention has been described based on the first to third embodiments. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the first to third embodiments. The present invention is also applied to the case of the front wheel or the front and rear wheels, and design changes and the like within the scope not departing from the gist of the invention are also included in the present invention.

実施例1のステアリング装置を適用した車両のシステムブロック図である。1 is a system block diagram of a vehicle to which a steering device according to a first embodiment is applied. 4輪転舵コントローラ10で実行される目標転舵角設定制御処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of target turning angle setting control processing executed by a four-wheel turning controller 10; トルク配分特性図である。It is a torque distribution characteristic view. 従来例の問題点を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the problem of a prior art example. 従来例の問題点を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the problem of a prior art example. 実施例1の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of Example 1. FIG. 実施例2のステアリング装置を適用した車両のシステムブロック図である。FIG. 6 is a system block diagram of a vehicle to which a steering device of Embodiment 2 is applied. 後輪車輪速差に対する駆動力配分量の特性図である。It is a characteristic view of the driving force distribution amount with respect to the rear wheel speed difference. 実施例2の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of Example 2. FIG. エンジントルク出力に対する駆動力配分量の特性図である。It is a characteristic view of the driving force distribution amount with respect to the engine torque output. エンジントルク推定方法、および目標前輪転舵角と目標後輪転舵角の決定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the engine torque estimation method and the determination method of a target front wheel turning angle and a target rear wheel turning angle. 実施例3の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステアリングホイール
2 コラムシャフト
3 前輪転舵機構
4a 右側前輪
4b 前輪
5 後輪転舵機構
6a 右側後輪
6b 左側後輪
7 前輪転舵アクチュエータ
8 後輪転舵アクチュエータ
9 リミテッドスリップデフ
10 輪転舵コントローラ
11 操舵角センサ
12a〜12d 車輪速センサ
13 リアデフ
14 ビスカスLSD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Column shaft 3 Front wheel steering mechanism 4a Right front wheel 4b Front wheel 5 Rear wheel steering mechanism 6a Right rear wheel 6b Left rear wheel 7 Front wheel steering actuator 8 Rear wheel steering actuator 9 Limited slip differential 10 Wheel steering controller 11 Steering angle Sensors 12a to 12d Wheel speed sensor 13 Rear differential 14 Viscous LSD

Claims (7)

左右の駆動輪の間に設けられ、エンジンから駆動輪に伝達される駆動力の左右への配分を変更可能な駆動力配分手段と、
操向輪の転舵角を変化させる操向輪転舵機構と、
前記駆動輪の転舵角を変化させる駆動輪転舵機構と、
走行状態に応じて、操向輪転舵機構と駆動輪転舵機構とに対し、転舵角を変化させる制御指令を出力する転舵制御手段と、
を備えたステアリング装置において、
前記転舵制御手段は、左右の駆動輪の駆動力配分量差に応じて、転舵角を変化させる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
Drive force distribution means provided between the left and right drive wheels, and capable of changing the distribution of the drive force transmitted from the engine to the drive wheels to the left and right;
A steered wheel turning mechanism for changing the steered wheel turning angle;
A drive wheel turning mechanism for changing the turning angle of the drive wheel;
Steering control means for outputting a control command to change the steering angle to the steered wheel steering mechanism and the drive wheel steering mechanism according to the traveling state;
In a steering device with
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering control means outputs a control command for changing a steering angle in accordance with a difference in driving force distribution amount between left and right driving wheels.
請求項1に記載のステアリング装置において、
前記操向輪は、駆動力が伝達されない従動輪であり、
前記転舵制御手段は、エンジントルクが変化しないとき、左右の駆動輪の駆動力配分量差が大きいほど、操向輪と駆動輪の転舵角を共に大きくさせる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 1, wherein
The steering wheel is a driven wheel to which no driving force is transmitted,
When the engine torque does not change, the steered control means outputs a control command for increasing both the steered wheels and the steered wheels as the driving force distribution amount difference between the left and right drive wheels increases. Steering device.
請求項1または請求項2に記載のステアリング装置において、
前記駆動力配分手段を、回転数感応式の作動制限装置とし、
前記転舵制御手段は、左右の駆動輪の車輪速差に応じて、転舵角を変化させる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 1 or 2,
The driving force distribution means is a rotation speed sensitive operation limiting device,
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering control means outputs a control command for changing a steering angle in accordance with a wheel speed difference between left and right drive wheels.
請求項3に記載のステアリング装置において、
前記転舵制御手段は、エンジントルクが変化しないとき、左右の駆動輪の車輪速差が大きいほど、操向輪と駆動輪の転舵角を共に大きくさせる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 3, wherein
The steering control means outputs a control command for increasing both the steered wheel and the steered angle of the drive wheel as the wheel speed difference between the left and right drive wheels is larger when the engine torque does not change. Steering device.
請求項1または請求項2に記載のステアリング装置において、
前記駆動力配分手段を、トルク比例式の作動制限装置とし、
前記転舵制御手段は、エンジントルクに応じて、転舵角を変化させる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 1 or 2,
The driving force distribution means is a torque proportional operation limiting device,
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering control means outputs a control command for changing a steering angle in accordance with an engine torque.
請求項5に記載のステアリング装置において、
前記転舵制御手段は、エンジントルクが大きいほど、操向輪と駆動輪の転舵角を共に大きくさせる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 5, wherein
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering control means outputs a control command to increase both the steering angles of the steered wheels and the drive wheels as the engine torque increases.
請求項1ないし請求項6に記載のステアリング装置において、
前記転舵制御手段は、操向輪と駆動輪の転舵角を一致させる制御指令を出力することを特徴とするステアリング装置。
The steering apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering control means outputs a control command for matching steering angles of steered wheels and drive wheels.
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CN112339854A (en) * 2019-08-09 2021-02-09 株式会社捷太格特 Control device and steering device

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