JP2007106207A - Rolling speed detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロール速度検出装置に関するものである。特に、この発明は、構成の簡素化を図ることのできるロール速度検出装置に関するものである。 The present invention relates to a roll speed detection device. In particular, the present invention relates to a roll speed detection device capable of simplifying the configuration.
従来の車両には、車両走行時における乗り心地や操縦安定性の向上を図るため、車両の走行状態を検出し、検出した走行状態に応じて適宜懸架手段の特性を変更しているものがある。また、このように走行状態を検出する際には、走行状態の1つとしてロール速度を検出しているものがある。例えば、特許文献1では、ショックアブソーバにストロークセンサを設け、ストロークセンサで車体の左右方向における両ショックアブソーバのストローク速度を検出している。さらに、検出した両ショックアブソーバのストローク速度の差より、ロール速度を求め、このロール速度に基づいてショックアブソーバの減衰特性を制御している。これにより、車両走行時における乗り心地や操縦安定性の向上を図ることができる。 Some conventional vehicles detect the traveling state of the vehicle and appropriately change the characteristics of the suspension means according to the detected traveling state in order to improve riding comfort and handling stability during vehicle traveling. . Further, when detecting the traveling state in this way, there is one that detects the roll speed as one of the traveling states. For example, in Patent Document 1, a stroke sensor is provided in a shock absorber, and the stroke speed of both shock absorbers in the left-right direction of the vehicle body is detected by the stroke sensor. Further, the roll speed is obtained from the difference between the detected stroke speeds of both shock absorbers, and the damping characteristics of the shock absorber are controlled based on the roll speed. As a result, it is possible to improve ride comfort and steering stability during vehicle travel.
しかしながら、上述したように、左右方向の両ショックアブソーバのストローク速度を検出し、ストローク速度の差によりロール速度を求める場合には、ストロークセンサや加速度センサなどのセンサが必要になる。また、ロール速度を直接把握することもできるが、この場合には、レートジャイロが必要になり、いずれの場合においても、ロール速度の検出用のジャイロやセンサが必要になる。このため、車両にロール速度を検出するロール速度検出装置を設ける場合には、部品点数が増大する虞があった。 However, as described above, a sensor such as a stroke sensor or an acceleration sensor is required when the stroke speed of both shock absorbers in the left-right direction is detected and the roll speed is obtained from the difference in stroke speed. Although the roll speed can be directly grasped, in this case, a rate gyro is required, and in any case, a gyro and a sensor for detecting the roll speed are required. For this reason, when providing the roll speed detection apparatus which detects a roll speed in a vehicle, there existed a possibility that the number of parts might increase.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数の増大を抑制しつつロール速度を検出できるロール速度検出装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the roll speed detection apparatus which can detect roll speed, suppressing the increase in a number of parts.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るロール速度検出装置は、車両に複数設けられる車輪の転動の速度である車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記車両に設けられると共に前記車輪を回動可能に支持する懸架手段の、前記車両の側面視における前記回動の中心である瞬間中心から前記車輪の接地点までの距離と前記車両の幅方向における左右の前記車輪の前記車輪速差との積と、前記車輪のトレッドと、に基づいて前記車体のロール速度を検出するロール速度検出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a roll speed detection device according to the present invention includes a wheel speed detection unit that detects a wheel speed that is a rolling speed of a wheel provided in a vehicle, and the vehicle. And a suspension means for rotatably supporting the wheel, the distance from the instantaneous center, which is the center of the rotation in a side view of the vehicle, to the ground contact point of the wheel and the left and right in the width direction of the vehicle Roll speed detecting means for detecting a roll speed of the vehicle body based on a product of the wheel speed difference of the wheel and a tread of the wheel.
この発明では、ロール速度検出手段を設けて、このロール速度検出手段により懸架手段の瞬間中心から車輪の接地点までの距離と車両の幅方向における左右の車輪の車輪速差との積と車輪のトレッドに基づいてロール速度を検出している。また、車輪速を検出する車輪速検出手段は、車両のブレーキ制御システムであるABS(Antilock Brake System:車輪固着防止装置)で用いられているものを使用することにより、ロール速度検出装置用として新たに車輪速検出手段を設けなくても、車輪速を検出することができる。この結果、部品点数の増大を抑制しつつロール速度を検出することができる。 In the present invention, roll speed detection means is provided, and by this roll speed detection means, the product of the distance from the instantaneous center of the suspension means to the wheel contact point and the wheel speed difference between the left and right wheels in the vehicle width direction is calculated. The roll speed is detected based on the tread. In addition, the wheel speed detecting means for detecting the wheel speed is newly used for a roll speed detecting device by using an ABS (Antilock Brake System) which is a vehicle brake control system. The wheel speed can be detected without providing the wheel speed detecting means. As a result, it is possible to detect the roll speed while suppressing an increase in the number of parts.
また、この発明に係るロール速度検出装置は、前記ロール速度検出手段は、前記車両の幅方向における左右の前記車輪の前記車輪速のうち、いずれか一方の前記車輪の前記車輪速を検出して前記車輪速の変化速度である車輪速変化速度を導出し、前記車輪速変化速度を2倍することにより前記車輪速差を導出することを特徴とする。 Further, in the roll speed detection device according to the present invention, the roll speed detection means detects the wheel speed of any one of the wheels among the wheel speeds of the left and right wheels in the width direction of the vehicle. A wheel speed change speed that is a change speed of the wheel speed is derived, and the wheel speed difference is derived by doubling the wheel speed change speed.
この発明では、ロール速度を検出する際に、車両の幅方向における左右の車輪のうち、いずれか一方の車輪の車輪速を検出して車輪速変化速度を求めることにより、左右輪の車輪速を求めてロール速度を検出している。つまり、車体がロールする際には、左右の車輪のうち一方の車輪は、上方に移動するように瞬間中心を中心として回動し、他方の車輪は下方に移動するように瞬間中心を中心として回動する。車輪は瞬間中心を中心として回動する際に、上方または下方に移動すると同時に車両の前後方向にも移動し、上方に移動した場合と下方に移動した場合とでは、前後方向の移動は互いに反対方向になる。このため、一方の車輪の車輪速を検出し、この車輪速から、当該車輪の車輪速変化速度を求め、この車輪速変化速度を2倍することにより、容易に左右の車輪の車輪速差を求めることができる。この結果、より容易にロール速度を検出することができる。 In this invention, when detecting the roll speed, the wheel speeds of the left and right wheels are determined by detecting the wheel speed of one of the left and right wheels in the width direction of the vehicle and obtaining the wheel speed change speed. The roll speed is detected. That is, when the vehicle body rolls, one of the left and right wheels rotates around the instantaneous center so that it moves upward, and the other wheel moves around the instantaneous center so that it moves downward. Rotate. When the wheel rotates about the center of the moment, it moves upward or downward and at the same time in the longitudinal direction of the vehicle. The movement in the longitudinal direction is opposite between the upward movement and the downward movement. Become a direction. For this reason, the wheel speed of one wheel is detected, the wheel speed change speed of the wheel is obtained from this wheel speed, and the wheel speed difference between the left and right wheels can be easily determined by doubling the wheel speed change speed. Can be sought. As a result, the roll speed can be detected more easily.
また、この発明に係るロール速度検出装置は、前記車輪速を検出される前記車輪は、前記車両の走行時における従動輪であることを特徴とする。 Moreover, the roll speed detection device according to the present invention is characterized in that the wheel whose wheel speed is detected is a driven wheel when the vehicle is traveling.
この発明では、従動輪の車輪速を検出することによりロール速度を検出している。車両走行時における従動輪は、駆動力が作用しないため、車輪と路面との速度差に準じて車輪は転動する。このため、車体の幅方向における左右の従動輪の車輪速差は、より正確に車両走行時に車体がロールした際における車輪速差になる。従って、左右の車輪の車輪速差を検出する際に、従動輪の車輪速を検出することにより、より正確に車輪速差を検出することができる。この結果、より正確にロール速度を検出することができる。 In the present invention, the roll speed is detected by detecting the wheel speed of the driven wheel. Since the driving force does not act on the driven wheel when the vehicle travels, the wheel rolls according to the speed difference between the wheel and the road surface. For this reason, the wheel speed difference between the left and right driven wheels in the width direction of the vehicle body is more accurately the wheel speed difference when the vehicle body rolls during vehicle travel. Therefore, when detecting the wheel speed difference between the left and right wheels, the wheel speed difference can be detected more accurately by detecting the wheel speed of the driven wheel. As a result, the roll speed can be detected more accurately.
本発明に係るロール速度検出装置は、部品点数の増大を抑制しつつロール速度を検出することができる、という効果を奏する。 The roll speed detection device according to the present invention has an effect that the roll speed can be detected while suppressing an increase in the number of parts.
以下に、本発明に係るロール速度検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, an embodiment of a roll speed detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
以下の説明において、上下方向とは、車両の走行状態における上下方向、即ち、重力の作用方向を示しており、下方とは重力が作用する方向を示しており、上方とは重力が作用する方向の反対方向を示している。図1は、本発明の実施例に係るロール速度検出装置を備える車両の概略図である。同図に示す車両1は、当該車両1の走行時に路面に接地して転動する車輪15を有している。この車輪15は、車両1が有する車体5の幅方向の左右と、前後にそれぞれ並べられるように4箇所に設けられている。これらの4つの車輪15は、懸架手段であるサスペンション装置20によって車体5に取り付けられている。このサスペンション装置20は、4つ車輪15がそれぞれ独立して略上下方向に移動できるように設けられており、各車輪15の近傍には略上下方向に伸縮可能なショックアブソーバ21が設けられている。サスペンション装置20は、このショックアブソーバ21と、車体5と車輪15とを接続するアーム類(図示省略)とにより構成されている。これらの車輪15は、それぞれ回転軸(図示省略)を中心として回転可能になっている。このように回転可能な4つの車輪15のうちの前側の2つの車輪15、即ち前輪16は、車両1の走行時において駆動する駆動輪となっており、4つの車輪15のうちの後ろ側の2つの車輪15、即ち後輪17は、当該後輪17と路面との速度差に準じて転動する従動輪となっている。
In the following description, the vertical direction indicates the vertical direction in the traveling state of the vehicle, that is, the direction in which gravity acts, the lower direction indicates the direction in which gravity acts, and the upper direction in the direction in which gravity acts. The opposite direction is shown. FIG. 1 is a schematic view of a vehicle including a roll speed detection device according to an embodiment of the present invention. The vehicle 1 shown in FIG. 1 has wheels 15 that roll on the road surface when the vehicle 1 travels. The wheels 15 are provided at four locations so as to be arranged in the left-right direction and the front-rear direction of the vehicle body 5 of the vehicle 1. These four wheels 15 are attached to the vehicle body 5 by a suspension device 20 which is a suspension means. This suspension device 20 is provided so that the four wheels 15 can move independently in a substantially vertical direction, and a shock absorber 21 that can extend and contract in a substantially vertical direction is provided in the vicinity of each wheel 15. . The suspension device 20 includes the shock absorber 21 and arms (not shown) that connect the vehicle body 5 and the wheels 15. Each of these wheels 15 is rotatable about a rotation axis (not shown). Of the four wheels 15 that can rotate in this manner, the two front wheels 15, that is, the
また、4つの各車輪15の外周部分よりも、車輪15の回転軸寄りの部分には、ブレーキユニット(図示省略)が設けられている。このブレーキユニットは、車両1の制動を制御するブレーキ制御システムであるABS(図示省略)が設けられており、車輪15の回転軸付近には、ABSの一部であり車輪速検出手段である車輪速センサ25が設けられている。この車輪速センサ25は全ての車輪15に設けられており、各車輪15の転動の速度である車輪速を検出できるように設けられている。
Further, a brake unit (not shown) is provided in a portion closer to the rotation axis of the wheel 15 than the outer peripheral portion of each of the four wheels 15. This brake unit is provided with an ABS (not shown) that is a brake control system for controlling braking of the vehicle 1, and a wheel that is a part of the ABS and is a wheel speed detection means in the vicinity of the rotating shaft of the wheel 15. A
また、車輪速センサ25は、車両1の各部を制御するECU(Electronic Control Unit)からなる制御部30に接続されている。この制御部30は、車体5のロール速度を検出するロール速度検出手段としても設けられており、車輪速センサ25で検出された車輪速は、制御部30に伝達される。また、車両1に設けられるこれらの車輪速センサ25及び制御部30は、ロール速度検出装置10を構成している。
Further, the
ECUからなるこの制御部30には、記憶部(図示省略)及び処理部(図示省略)が設けられている。このうち記憶部には、本発明に係るロール速度検出装置10を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
The
また、処理部は、メモリ(図示省略)及びCPU(Central Processing Unit)により構成されている。当該ロール速度検出装置10による車体5のロール速度の検出は、車輪速センサ25から伝達された車輪速に基づいて、処理部が前記コンピュータプログラムを当該処理部に組み込まれたメモリに読み込んで演算する。その際に処理部は、適宜記憶部へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このようにロール速度検出装置10を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ECUとは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
The processing unit includes a memory (not shown) and a CPU (Central Processing Unit). The roll speed of the vehicle body 5 is detected by the roll
この実施例に係るロール速度検出装置10は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記車両1が走行時する際には、車両1に搭載される内燃機関(図示省略)で発生した力が駆動輪である前輪16に伝わり、前輪16は回転軸を中心として転動する。これにより、車両1全体が移動する。また、車両1が移動することにより、従動輪である後輪17も移動し、後輪17は外周面と路面との摩擦力によって、回転軸を中心として転動する。このため、車両1の走行時には、4つの車輪15は全て転動する。
The roll
また、車両1の走行中において制動する際には、ブレーキユニットが作動し、車輪15の車輪速が遅くなるようにする。また、この車輪15の車輪速は、車両1の走行時においては、常に制御部30に伝達されている。これにより、車両1の走行を強く制動する場合や、摩擦係数の低い路面を走行中に制動する場合において、車両1は停止していないにも関わらず車輪15の回転が停止していることを車輪速センサ25が検出した場合には、ABSが作動する。即ち、回転が停止している車輪15に設けられるブレーキユニットの作動を低減し、回転が停止した車輪15の回転を回復させ、再びブレーキユニットを作動させて制動力を発生させる。
In addition, when braking is performed while the vehicle 1 is traveling, the brake unit is activated so that the wheel speed of the wheel 15 is reduced. The wheel speed of the wheel 15 is always transmitted to the
図2は、車体がロールしている状態を示す外形図である。また、当該車両1には、車輪15を車体5に取り付けるサスペンション装置20が設けられており、サスペンション装置20はショックアブソーバ21を有している。このショックアブソーバ21は、長さ方向に伸縮可能に設けられており、無負荷時では最も伸びており、ショックアブソーバ21を縮める方向に負荷をかけることにより、負荷に応じて長さが短くなる。ショックアブソーバ21は、負荷に応じて伸縮するため、ショックアブソーバ21を有するサスペンション装置20によって車体5に取り付けられている車輪15は、ショックアブソーバ21の伸縮に応じて略上下方向に移動可能になっている。つまり、車輪15に対して無負荷の場合には、ショックアブソーバ21は伸びた状態になり、車輪15を上方に向かわせる、或いは車体5を下方に向かわせる方向の負荷が作用した場合には、その負荷に応じて車輪15は上方に移動する、或いは車体5は沈み込む。 FIG. 2 is an outline view showing a state where the vehicle body is rolling. Further, the vehicle 1 is provided with a suspension device 20 for attaching the wheel 15 to the vehicle body 5, and the suspension device 20 has a shock absorber 21. The shock absorber 21 is provided so as to be extendable and contractible in the length direction, and is most extended when there is no load. When the load is applied in the direction in which the shock absorber 21 is contracted, the length is shortened according to the load. Since the shock absorber 21 expands and contracts according to the load, the wheel 15 attached to the vehicle body 5 by the suspension device 20 having the shock absorber 21 can move substantially vertically according to the expansion and contraction of the shock absorber 21. Yes. That is, when no load is applied to the wheel 15, the shock absorber 21 is in an extended state, and when a load is applied in a direction that causes the wheel 15 to be directed upward or the vehicle body 5 to be directed downward, Depending on the load, the wheel 15 moves upward or the vehicle body 5 sinks.
また、車両1は、走行時には直進走行やコーナリングを行なう。平坦な道路を一定の速度で直進走行をする場合には、車輪15に作用する荷重は一定となるため、車体5と車輪15との相対的な位置関係は、あまり変化しない。 Further, the vehicle 1 performs straight traveling and cornering during traveling. When the vehicle travels straight on a flat road at a constant speed, the load acting on the wheels 15 is constant, so the relative positional relationship between the vehicle body 5 and the wheels 15 does not change much.
これに対し、車両1の走行中にコーナリングを行なった場合には、車両1の重心はコーナリングの外側方向に移動する。このため、コーナリングの外側方向に位置する車輪15には、直進走行時に作用する荷重よりも大きな荷重が作用し、コーナリングの内側方向に位置する車輪15には、直進走行時に作用する荷重よりも小さい荷重が作用する。これにより、コーナリングの外側方向に位置するショックアブソーバ21は車両1の直進走行時よりも長さが縮み、コーナリングの内側方向に位置するショックアブソーバ21は車両1の直進走行時よりも長さが長くなる。従って、コーナリング中の車体5は、コーナリングの外側方向に位置する部分が沈み込み、コーナリングの内側方向に位置する部分が浮き上がる方向に車体5全体が傾き、車体5はロールする。 On the other hand, when cornering is performed while the vehicle 1 is traveling, the center of gravity of the vehicle 1 moves toward the outside of the cornering. For this reason, a load larger than the load acting during the straight traveling is applied to the wheel 15 located in the outer direction of the cornering, and the load acting during the straight traveling is smaller than the load acting during the straight traveling. A load acts. As a result, the length of the shock absorber 21 positioned in the outer direction of the cornering is shorter than that when the vehicle 1 is traveling straight, and the length of the shock absorber 21 positioned in the inner direction of the cornering is longer than that when the vehicle 1 is traveling straight. Become. Accordingly, in the vehicle body 5 during cornering, the portion positioned in the outer direction of the cornering sinks, the entire vehicle body 5 is tilted in the direction in which the portion positioned in the inner direction of the cornering is lifted, and the vehicle body 5 rolls.
図3は、車体のロール時における前輪の移動の状態を示す側面視説明図である。図4は、車体のロール時における後輪の移動の状態を示す側面視説明図である。車輪15はサスペンション装置20によって略上下方向に移動できるように車体5に取り付けられているため、車体5がロールすると、車輪15は上方または下方に移動する。その移動は、車両1を側面方向から見た場合、或いは車両1のピッチ軸方向に見た場合、即ち、側面視において、回動の中心となる瞬間中心40を中心として回動することにより、上下方向に移動する。また、この瞬間中心40は、4つの車輪15に接続されるサスペンション装置20の全てがそれぞれ独立して有しており、全て路面よりも上方に位置している。また、これらの瞬間中心40は、前輪16の瞬間中心40は前輪16よりも後方に位置しており、後輪17の瞬間中心40は後輪17よりも前方に位置している。このため、後輪17は、後輪17の前方に位置する瞬間中心40を中心として回動する。これらを換言すると、サスペンション装置20は、車輪15を車体5に取り付けると共に、車両1の側面視における瞬間中心40を中心として車輪15を回動可能に支持している。
FIG. 3 is an explanatory side view showing a state of movement of the front wheels when the vehicle body is rolled. FIG. 4 is an explanatory side view showing a state of movement of the rear wheels when the vehicle body is rolled. Since the wheel 15 is attached to the vehicle body 5 so that it can be moved substantially vertically by the suspension device 20, when the vehicle body 5 rolls, the wheel 15 moves upward or downward. When the vehicle 1 is viewed from the side surface direction or when viewed from the pitch axis direction of the vehicle 1, that is, by rotating about the
車両1の走行時には、車輪15は路面に接地しているが、車輪15が路面に接地している部分である接地点45は、瞬間中心40よりも下方に位置している。即ち、瞬間中心40は、路面よりも上方に位置しており、接地点45よりも上方に位置している。このため、瞬間中心40が車輪15の前方に位置している後輪17で説明すると、ショックアブソーバ21が縮み、後輪17が上方に移動、或いは車体5が沈み込んだ場合、即ちバウンドした場合には、瞬間中心40を中心として後輪17が回動した際に、接地点45は後方に移動する。反対に、ショックアブソーバ21が伸び、後輪17が下方に移動、或いは車体5が浮き上がった場合、即ちリバウンドした場合には、瞬間中心40を中心として後輪17が回動した際に、接地点45は前方に移動する。また、瞬間中心40が車輪15の後方に位置している前輪16では、バウンドした場合には、瞬間中心40を中心として前輪16が回動した際に、接地点45は前方に移動し、リバウンドした場合には、瞬間中心40を中心として前輪16が回動した際に、接地点45は後方に移動する。
While the vehicle 1 is traveling, the wheel 15 is in contact with the road surface, but the contact point 45, which is a portion where the wheel 15 is in contact with the road surface, is located below the
また、車体5がロールした場合には、車両1または車体5の幅方向における左右に位置する車輪15のうち、一方の側に位置する車輪15はバウンドし、他方の側に位置する車輪15はリバウンドする。このため、ロール時に車体5が沈み込む側、即ち、バウンド側では、前輪16の接地点45は前方に移動し、後輪17の接地点45は後方に移動する。逆に、ロール時に車体5が浮き上がる側、即ち、リバウンド側では、前輪16の接地点45は後方に移動し、後輪17の接地点45は前方に移動する。
Moreover, when the vehicle body 5 rolls, the wheel 15 located on one side of the wheels 15 located on the left and right in the width direction of the vehicle 1 or the vehicle body 5 bounces, and the wheel 15 located on the other side Rebound. For this reason, on the side where the vehicle body 5 sinks during rolling, that is, on the bounce side, the ground contact point 45 of the
図5は、図4の瞬間中心と接地点との位置関係を示す説明図である。後輪17のバウンド時の瞬間中心40と接地点45との位置関係及び動きを詳細に説明すると、瞬間中心40から接地点45までの距離をLとし、後輪17が瞬間中心40を中心として回動した際の角速度をθとすると、バウンド時における接地点45の略上下方向の移動速度である上下方向ストローク速度は、Lθになる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the instantaneous center and the ground point in FIG. The positional relationship and movement between the
また、後輪17のバウンド時には、接地点45は前方から後方に移動するが、バウンド時に後輪17が上方に移動した場合で考えると、バウンド前接地点46とバウンド後接地点47と移動後接地点48との各位置を頂点とする三角形は、瞬間中心40とバウンド前接地点46とバウンド後接地点47との各位置を頂点とする三角形と略相似の形状になっている。なお、後輪17のバウンド前接地点46とは、後輪17のバウンド前の接地点であり、後輪17のバウンド後接地点47とは、後輪17のバウンド後の接地点であり、後輪17の移動後接地点48とは、上下方向の位置がバウンド前接地点46の上下方向の位置と同じ位置におけるバウンド後接地点47に相当する位置である。
Further, when the rear wheel 17 bounces, the ground contact point 45 moves from the front to the rear. However, considering that the rear wheel 17 moves upward during the bounce, the pre-bounding
このため、瞬間中心40を頂点として、バウンド前接地点46に伸びる辺とバウンド後接地点47に伸びる辺とによって形成される角部である瞬間中心角部50の角度は、バウンド後接地点47を頂点として、バウンド前接地点46に伸びる辺と、移動後接地点48に伸びる辺とによって形成される角部であるバウンド後接地点角部51の角度と、ほぼ同じ大きさになっている。これにより、後輪17がバウンドし、瞬間中心40を中心として接地点45がバウンド前接地点46からバウンド後接地点47まで移動する際における瞬間中心角部50の角速度θと、バウンド前接地点46から移動後接地点48まで移動する際におけるバウンド後接地点角部51の角速度θとは、共に同じ大きさになっている。
For this reason, the angle of the
また、バウンド時におけるバウンド前接地点46からバウンド後接地点47までの上下方向ストローク速度がLθとなっているため、バウンド前接地点46から移動後接地点48までの速度、つまり、後輪17がバウンドした際における接地点45の前後方向の移動速度は、Lθ2になる。後輪17のバウンド時には、後輪17と路面との接地点45は、このように前後方向にも所定の速度で移動するが、車両1の走行中には、後輪17は車両1の速度に準じた車輪速で転動している。この車輪速は、後輪17がバウンドしたりリバウンドしたりしない場合には、車両1の速度に準じた速度になるが、後輪17がバウンドすると、このバウンド時に接地点45が前後方向に移動するため、バウンド時の後輪17の速度は、車両1の速度とは若干異なった速度で移動することになる。このため、車輪速も同様に、後輪17がバウンドしていない場合とは異なった速度になる。従って、バウンド前接地点46から移動後接地点48までの移動速度Lθ2は、バウンド時における後輪17の車輪速の変化速度である車輪速変化速度Lθ2となる。
Further, since the vertical stroke speed from the
また、後輪17がバウンドした際には、上述したように瞬間中心40を基準に見た場合に下方から上方に接地点が移動するように後輪17は瞬間中心40を中心として回動するが、後輪17がリバウンドした場合には、これとは逆に、後輪17は瞬間中心40を基準に見た場合に接地点45が上方から下方に移動するように瞬間中心40を中心として回動する。このため、後輪17がリバウンドした際には、バウンド時とは反対に、接地点45は後方から前方に移動する。
Further, when the rear wheel 17 bounces, the rear wheel 17 rotates about the
ここで、車体5がロールする際には、車両1の幅方向における左右に位置する車輪15、即ち左右輪のうち、一方の側の車輪15はバウンドし、反対側の車輪15はリバウンドするが、その上下方向のストローク量は、ほぼ同程度になり、ストロークの方向が逆向きになる。このため、ロール時における左右の車輪15は、大きさが同程度で、前後方向の向きが互いに逆向きとなる向きで前後方向に移動する。これにより、ロール時における左右の車輪15の車輪速の変化は、ロール前の車輪速に対する速度変化はほぼ同一で、速度変化の方向は互いに逆方向になる。このため、車体5のロール時における左右輪の車輪速差は、ロール時における左右輪のうちの一方の車輪15の車輪速変化速度の2倍になる。つまり、上述した後輪17では、バウンド時における車輪速変化速度はLθ2となっているため、後輪17の左右輪の車輪速差はLθ2の2倍になり、左右輪の車輪速差dvは、下記式(1)のように表すことができる。
dv=2Lθ2・・・(1)
Here, when the vehicle body 5 rolls, the wheel 15 located on the left and right in the width direction of the vehicle 1, that is, the wheel 15 on one side of the left and right wheels bounces, while the wheel 15 on the opposite side rebounds. The stroke amount in the vertical direction is substantially the same, and the stroke direction is reversed. For this reason, the left and right wheels 15 at the time of rolling are of the same size and move in the front-rear direction so that the directions in the front-rear direction are opposite to each other. Thereby, the change of the wheel speed of the left and right wheels 15 at the time of rolling is substantially the same as the speed change with respect to the wheel speed before the roll, and the direction of the speed change is opposite to each other. For this reason, the wheel speed difference between the left and right wheels when the vehicle body 5 is rolled is twice the wheel speed change speed of one wheel 15 of the left and right wheels when rolling. That is, in the rear wheel 17 described above, the wheel speed change speed at the time of bouncing is Lθ 2 , so the wheel speed difference between the left and right wheels of the rear wheel 17 is twice Lθ 2 , and the wheel speed difference between the left and right wheels. dv can be expressed as in the following formula (1).
dv = 2Lθ 2 (1)
図6は、図4のA−A矢視図であり、ロール時における左右輪の変化の状態を示す説明図である。また、車体5がロールする際には、左右輪の一方がバウンドし、他方がリバウンドするが、バウンド及びリバウンド時の上下方向ストローク速度は、共にLθになり、移動の方向が互いに反対方向になる。このため、左右輪の上下方向ストローク速度の速度差は、左右輪のうちの一方の車輪15の上下方向ストローク速度の速度差の2倍になり、左右輪の上下方向ストローク速度の速度差は2Lθとなる。 FIG. 6 is a view taken along the line AA in FIG. 4 and is an explanatory diagram illustrating a state of change of the left and right wheels during the roll. Further, when the vehicle body 5 rolls, one of the left and right wheels bounces and the other rebounds, but the vertical stroke speed at the time of bounce and rebound is both Lθ, and the directions of movement are opposite to each other. . For this reason, the speed difference between the vertical stroke speeds of the left and right wheels is twice the speed difference of the vertical stroke speed of one of the left and right wheels 15, and the speed difference of the vertical stroke speeds of the left and right wheels is 2Lθ. It becomes.
また、車体5のロールは、左右輪の一方がバウンドし、他方がリバウンドすることにより生じるものであるため、換言すると、左右輪のうちの一方の車輪15を基準とした場合には、他方の車輪15が2Lθの速度で上下方向にストロークしたものと同等になる。このため、車体5のロール角速度φは、左右輪のうちの一方の車輪15を基準とし、車両1の幅方向における左右輪の距離であるトレッドをtdとすることにより、下記式(2)のように表すことができる。
φ=(2Lθ)/td・・・(2)
In addition, since the roll of the vehicle body 5 is generated when one of the left and right wheels bounces and the other rebounds, in other words, when one wheel 15 of the left and right wheels is used as a reference, This is equivalent to the wheel 15 stroked in the vertical direction at a speed of 2Lθ. For this reason, the roll angular velocity φ of the vehicle body 5 is expressed by the following equation (2) by setting td as the distance between the left and right wheels in the width direction of the vehicle 1 as td with reference to one wheel 15 of the left and right wheels. Can be expressed as:
φ = (2Lθ) / td (2)
このため、上記式(1)及び式(2)より、ロール角速度φは、下記式(3)のように表すことができる。
φ=(√(2Ldv))/td・・・(3)
For this reason, roll angular velocity (phi) can be represented like following formula (3) from the said Formula (1) and Formula (2).
φ = (√ (2Ldv)) / td (3)
車体5のロール角速度φは、このように表すことができるため、瞬間中心40から車輪15の接地点45までの距離Lと、車輪15のトレッドtdとを予め制御部30に記憶しておき、後輪17の左右輪の車輪速差dvを式(3)に代入することによって求める。
Since the roll angular velocity φ of the vehicle body 5 can be expressed in this way, the distance L from the
つまり、車両1の走行中に後輪17の車輪速を車輪速センサ25で検出して制御部30に伝達し、左右の後輪17の車輪速が変化した場合に、車輪速センサ25で検出した一方の後輪17の車輪速変化速度Lθ2を2倍することにより左右輪の車輪速差dvを制御部30で求め、この車輪速差dvと、瞬間中心40から車輪15の接地点45までの距離Lと、車輪15のトレッドtdとを式(3)に代入することにより、ロール角速度φを制御部30で求める。
In other words, the wheel speed of the rear wheel 17 is detected by the
以上のロール速度検出装置10は、瞬間中心40から車輪15の接地点45までの距離Lと車両1の幅方向における左右の車輪15の車輪速差dvとの積と、車輪15のトレッドtdと、に基づいて車体5のロール角速度φ、即ちロール速度を制御部30によって検出している。このうち、瞬間中心40から車輪15の接地点45までの距離L、及び車輪15のトレッドtdは、車両1の設計段階で知ることができ、左右の車輪15の車輪速差dvは、車両1に搭載されているブレーキ制御システムであるABSで使用される車輪速センサ25で検出することができる。これにより、ロール速度検出装置10用として新たに車輪速検出手段を設けなくても、車輪速を検出することができる。従って、ロール速度検出装置10用として新たに検出手段を用いなくても、ロール速度を検出することができる。この結果、部品点数の増大を抑制しつつロール角速度φであるロール速度を検出することができる。また、部品点数の増大を抑制できるので、製造コストの低減を図ることができる。
The roll
また、ロール角速度φを検出する際に、左右の車輪15の車輪速のうちの一方の車輪15の車輪速変化速度Lθ2を検出し、この車輪速変化速度Lθ2を2倍して左右輪の車輪速差dvを算出することにより検出している。つまり、車体5がロールする際には、左右輪のうち一方の車輪15は、上方に移動するように瞬間中心40を中心として回動し、他方の車輪15は下方に移動するように瞬間中心40を中心として回動する。車輪15は瞬間中心40を中心として回動する際に、上方または下方に移動すると同時に車両1の前後方向にも移動し、上方に移動した場合と下方に移動した場合とでは、前後方向の移動は互いに反対方向になる。
Further, when the roll angular velocity φ is detected, the wheel speed change speed Lθ 2 of one of the left and right wheels 15 is detected, and the wheel speed change speed Lθ 2 is doubled to determine the left and right wheels. Is detected by calculating the wheel speed difference dv. That is, when the vehicle body 5 rolls, one wheel 15 of the left and right wheels rotates around the
ここで、ロール角速度φは、左右輪のうちの一方の車輪15を支持するサスペンション装置20の瞬間中心40から当該車輪15の接地点45までの距離Lと車輪速変化速度Lθ2との積を2倍することにより、左右の車輪15に設けられる車輪速センサ25によって左右の車輪15の車輪速変化速度Lθ2を求め、左右輪の車輪速変化速度Lθ2より、これらの車輪15の車輪速差dvを求め、さらに、この車輪速差dvと瞬間中心40から車輪15の接地点45までの距離Lとの積と、車輪15のトレッドtdとにより求める。これに対し、左右の車輪15の車輪速のうちの一方の車輪15の車輪速変化速度Lθ2を検出して左右輪の車輪速差dvを求め、この車輪速差dvと、瞬間中心40から車輪15の接地点45までの距離Lと、車輪15のトレッドtdと、によりロール角速度φを求めることにより、前記のように左右輪の両方の車輪15の車輪速変化速度Lθ2を検出してロール角速度φを求めた場合と同等の結果を得ることができる。この結果、より容易にロール速度を検出することができる。
Here, the roll angular velocity φ is the product of the distance L from the
また、前記ロール速度検出装置10では、従動輪である後輪17の車輪速を検出することにより、ロール角速度φを検出している。車両走行時における従動輪は、駆動力が作用しないため、車輪15と路面との速度差に準じて車輪15は転動する。このため、車両1の幅方向における左右の従動輪の車輪速差dvは、より正確に、車体5のロール時に、瞬間中心40を中心として車輪15が回動することに起因して生じる車輪速差dvになる。従って、左右の車輪15の車輪速差dvを検出する際に、従動輪である後輪17の車輪速を検出することにより、より正確にロール時における左右輪の車輪速差dvを検出することができる。この結果、より正確にロール角速度φを検出でき、ロール速度を検出することができる。
Further, the roll
図7は、実施例に係るロール速度検出装置の変形例を示す説明図である。なお、上述した説明では、後輪17の車輪速を検出することにより車輪速変化速度Lθ2を検出し、そのままロール角速度φを求めているが、ロール角速度φを求める際に、補正してもよい。例えば、前輪16が駆動輪、後輪17が従動輪である車両1において、後輪17の車輪速を検出することによりロール角速度φを求める場合、図6に示すようにコーナリングすることにより、左右輪の車輪速の差、即ち内外輪差が発生する。この場合でも、内外輪差を補正することにより、より正確にロール角速度φを求めることができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a modification of the roll speed detection device according to the embodiment. In the above description, the wheel speed change speed Lθ 2 is detected by detecting the wheel speed of the rear wheel 17 and the roll angular speed φ is obtained as it is. However, when the roll angular speed φ is obtained, it may be corrected. Good. For example, in the vehicle 1 in which the
具体的には、車両1のコーナリング時における旋回の半径である旋回半径をR、後輪17のトレッドをtd、車両1の速度、つまり車体速をVとし、ヨーレートをrとした場合に、左右の後輪17のうち、コーナリング時においてコーナリングの外側方向に位置する側、或いはバウンド側の後輪17である外側後輪17outの車輪速である外側車輪速Voutは、下記式(4)によって求めることができる。
Vout=(R+(td/2))×r=V+(td/2)×r・・・(4)
Specifically, when the turning radius, which is the turning radius when cornering the vehicle 1, is R, the tread of the rear wheel 17 is td, the speed of the vehicle 1, that is, the vehicle body speed is V, and the yaw rate is r, Outer wheel speed Vout which is the wheel speed of the outer rear wheel 17out which is the rear wheel 17 which is located on the outer side of the cornering during cornering or the rear wheel 17 on the bounce side is obtained by the following equation (4). be able to.
Vout = (R + (td / 2)) × r = V + (td / 2) × r (4)
なお、ヨーレートrは、車両1にヨーレートセンサ(図示省略)を設け、走行中の車両1のヨーレートrをヨーレートセンサによって直接測定してもよく、また、ステアリング(図示省略)の操舵角や車速などの情報から推定してもよい。 As for the yaw rate r, a yaw rate sensor (not shown) may be provided in the vehicle 1, and the yaw rate r of the running vehicle 1 may be directly measured by the yaw rate sensor, and the steering angle of the steering (not shown), the vehicle speed, etc. It may be estimated from the information.
また、同様に左右の後輪17のうち、コーナリング時においてコーナリングの内側方向に位置する側、或いはリバウンド側の後輪17である内側後輪17inの車輪速である内側車輪速Vinは、下記式(5)によって求めることができる。
Vin=(R−(td/2))×r=V−(td/2)×r・・・(5)
Similarly, of the left and right rear wheels 17, the inner wheel speed Vin which is the wheel speed of the inner rear wheel 17 in which is the side located in the inner direction of the cornering during cornering or the rear wheel 17 on the rebound side is expressed by the following equation: (5).
Vin = (R− (td / 2)) × r = V− (td / 2) × r (5)
このように、車両1のコーナリング時における外側車輪速Vout及び内側車輪速Vinは、旋回半径R、及びヨーレートrによって算出することができるため、これらを考慮し、補正した左右の車輪速差dvである補正車輪速差dv´は、下記式(6)によって求めることができる。
dv´=dv+(Vout−Vin)=dv+tdr・・・(6)
Thus, since the outer wheel speed Vout and the inner wheel speed Vin at the time of cornering of the vehicle 1 can be calculated by the turning radius R and the yaw rate r, the right and left wheel speed difference dv corrected in consideration of these is used. A certain corrected wheel speed difference dv ′ can be obtained by the following equation (6).
dv ′ = dv + (Vout−Vin) = dv + tdr (6)
これにより、コーナリングによって生じる車体5のロールのロール角速度φを検出する際に、ヨーレートrを含めることによりコーナリング時における内外輪差を考慮した補正車輪速差dv´を求めることができ、この補正車輪速差dv´を用いることにより、より正確にコーナリング時におけるロール角速度φを求めることができる。この結果、より正確にロール速度を検出することができる。 As a result, when detecting the roll angular velocity φ of the roll of the vehicle body 5 caused by cornering, the corrected wheel speed difference dv ′ can be obtained in consideration of the inner and outer wheel differences during cornering by including the yaw rate r. By using the speed difference dv ′, the roll angular velocity φ during cornering can be obtained more accurately. As a result, the roll speed can be detected more accurately.
なお、上述した説明では、車輪速センサ25で車輪速を検出する車輪15は、従動輪である後輪17になっているが、車輪速を検出する車輪15は前輪16でもよく、また、前輪16及び後輪17の双方の車輪15の車輪速を検出してもよい。また、ロール速度検出装置10を備える上記の車両1は、前輪16が駆動輪で後輪17が従動輪となっているが、前輪16が従動輪で後輪17が駆動輪となっていてもよく、また、前輪16及び後輪17の双方が駆動輪となっていてもよい。車輪速を検出する車輪15は、前輪16や後輪17、或いは従動輪や駆動輪のいずれの車輪15でもよい。いずれの車輪15の車輪速で検出する場合においても、前後方向における位置が同じ位置となる左右輪の車輪速差dvを検出することにより、容易にロール角速度φ、即ちロール速度を検出することができる。
In the above description, the wheel 15 that detects the wheel speed by the
さらに、車輪速差dvを検出する車輪15は、車両1の幅方向における左右の車輪15の車輪速差dvを検出できればよく、この左右の車輪15は、車両1の前後方向が必ずしも同じ位置でなくてもよい。前後方向の位置が異なっている左右の車輪15同士でも、車体5がロールした際に前後方向の位置が同じ位置となる車輪15同士と同等の車輪速差dvとなり、瞬間中心40から接地点までの距離Lが同一の車輪15同士であれば、容易にロール角速度φ、即ちロール速度を検出することができる。
Furthermore, the wheel 15 that detects the wheel speed difference dv only needs to be able to detect the wheel speed difference dv between the left and right wheels 15 in the width direction of the vehicle 1, and the left and right wheels 15 are not necessarily in the same position in the front-rear direction of the vehicle 1. It does not have to be. Even between the left and right wheels 15 having different positions in the front-rear direction, when the vehicle body 5 rolls, the wheel speed difference dv is equivalent to the wheels 15 having the same position in the front-rear direction, and from the
また、検出した車輪速からロール角速度φを求める際には、車輪速を検出した車輪15に応じた補正を行なうことが好ましい。つまり、前輪16であるか後輪17であるか、または、従動輪であるか駆動輪であるかによって、左右輪の車輪速差は変化する場合があるので、この場合には、その変化に応じた補正を行なうのが好ましい。この結果、より正確にロール速度を検出することができる。
Moreover, when calculating | requiring roll angular velocity (phi) from the detected wheel speed, it is preferable to correct | amend according to the wheel 15 which detected the wheel speed. That is, the wheel speed difference between the left and right wheels may vary depending on whether the
以上のように、本発明に係るロール速度検出装置は、車両走行時のロール速度を検出する場合に有用であり、特に、コストの低減を図る場合に適している。 As described above, the roll speed detection device according to the present invention is useful for detecting the roll speed during vehicle travel, and is particularly suitable for reducing costs.
1 車両
5 車体
10 ロール速度検出装置
15 車輪
16 前輪
17 後輪
17in 内側後輪
17out 外側後輪
20 サスペンション装置
21 ショックアブソーバ
25 車輪速センサ
30 制御部
40 瞬間中心
45 接地点
46 バウンド前接地点
47 バウンド後接地点
48 移動後接地点
50 瞬間中心角部
51 バウンド後接地点角部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 5
Claims (3)
前記車両に設けられると共に前記車輪を回動可能に支持する懸架手段の、前記車両の側面視における前記回動の中心である瞬間中心から前記車輪の接地点までの距離と前記車両の幅方向における左右の前記車輪の前記車輪速差との積と、前記車輪のトレッドと、に基づいて前記車体のロール速度を検出するロール速度検出手段と、
を備えることを特徴とするロール速度検出装置。 A wheel speed detecting means for detecting a wheel speed which is a rolling speed of a plurality of wheels provided in the vehicle;
A suspension means provided on the vehicle and rotatably supporting the wheel in a distance from an instantaneous center, which is the center of the rotation in a side view of the vehicle, to a contact point of the wheel and in a width direction of the vehicle A roll speed detecting means for detecting a roll speed of the vehicle body based on a product of the wheel speed difference between the left and right wheels and a tread of the wheel;
A roll speed detecting device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005297741A JP2007106207A (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Rolling speed detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005297741A JP2007106207A (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Rolling speed detection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007106207A true JP2007106207A (en) | 2007-04-26 |
Family
ID=38032424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005297741A Pending JP2007106207A (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Rolling speed detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007106207A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013010427A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Nissan Motor Co Ltd | Suspension control device |
JP2013010428A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Nissan Motor Co Ltd | Suspension control device |
KR101261324B1 (en) | 2012-04-30 | 2013-05-06 | 주식회사 나름 | Method for calculating angular velocity of moving apparatus |
-
2005
- 2005-10-12 JP JP2005297741A patent/JP2007106207A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013010427A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Nissan Motor Co Ltd | Suspension control device |
JP2013010428A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Nissan Motor Co Ltd | Suspension control device |
KR101261324B1 (en) | 2012-04-30 | 2013-05-06 | 주식회사 나름 | Method for calculating angular velocity of moving apparatus |
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