JP2008120129A - Behavior control device of vehicle - Google Patents
Behavior control device of vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008120129A JP2008120129A JP2006303033A JP2006303033A JP2008120129A JP 2008120129 A JP2008120129 A JP 2008120129A JP 2006303033 A JP2006303033 A JP 2006303033A JP 2006303033 A JP2006303033 A JP 2006303033A JP 2008120129 A JP2008120129 A JP 2008120129A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- vehicle
- radius
- suspension
- turning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、車輪を転舵させずに車両を旋回させることができる車両の挙動制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle behavior control device capable of turning a vehicle without turning wheels.
一般に、車両では、運転者によるステアリングホイールの操作に応じて前輪を転舵させて旋回している。前輪を転舵させると、前輪が向いている方向と実際に車両が向いている方向とがずれ、その角度(スリップ角)の分だけタイヤがスリップしながら回転している。このスリップ角によってタイヤ接地面に抵抗(コーナリング抵抗)が発生し、このコーナリング抵抗によって進行方向に対して垂直方向にコーナリングフォースが発生する。このコーナリングフォースが旋回力となり、車両が旋回する。 In general, in a vehicle, a front wheel is steered according to an operation of a steering wheel by a driver, and the vehicle turns. When the front wheel is steered, the direction in which the front wheel is facing and the direction in which the vehicle is actually facing are shifted, and the tire rotates while slipping by the angle (slip angle). This slip angle generates resistance (cornering resistance) on the tire ground contact surface, and cornering force is generated in the direction perpendicular to the traveling direction due to the cornering resistance. This cornering force becomes a turning force, and the vehicle turns.
しかしながら、車輪(タイヤ)を転舵させて車両を旋回させる場合、旋回する毎にコーナリング抵抗が発生するので、この抵抗によって駆動力がロスする。また、転舵時にタイヤがフェンダと干渉することを避けるためにフェンダを半円状に切り欠いているので、その切り欠き部分に空気が入り込み、その入り込んだ空気が乱流となって空気抵抗が発生する。これらが要因となって、燃費が悪化する。さらに、タイヤを転舵させる分のスペースを確保するために、タイヤハウスがエンジンルームやキャビン内に大きく張り出る構造となるので、エンジンルームやキャビンのスペースが制限される。また、車輪を転舵させて旋回すると遠心力によって車両の外輪側が沈み込むロールが発生するので、そのロールを抑制するために、スタビライザやアブソーバなどのサスペンションの各種チューニングが必要となる。そこで、特許文献1には、右輪と左輪とで車輪の半径を異ならせることによって、車両を旋回させる車両の挙動制御装置が開示されている。この車両の挙動制御装置では、アクチュエータによってインナホイール及びアウタホイールのうちの少なくとも一方を車両幅方向にスライドさせることによってリム幅を変化させ、車輪の半径を変化させる。
上記した車両の挙動制御装置は、車両を旋回させるために、左右輪のうちの少なくとも一方の車輪のホイールのリム幅を変化させる。そのため、車両が旋回するときには、少なくとも一方の車輪の中心位置(車幅方向)が変化し、車両のトレッドが変化する。したがって、サスペンションはその一端部が車体に取り付けられているので、車両旋回中にはその取り付け位置と車輪の中心位置との距離が変化する。その結果、サスペンションに入力される荷重が変化する。また、サスペンションでは、通常、入力される荷重などを想定して、アブソーバの減衰力やスプリングのバネ定数などの特性が車両に応じて最適にセッティングされている。そのため、車両旋回中にサスペンションに入力される荷重が変化すると、車両の姿勢が変化したり、挙動(過渡特性)が悪化したりして、車両の乗心地や操縦安定性が低下する虞がある。 The vehicle behavior control apparatus described above changes the rim width of the wheel of at least one of the left and right wheels in order to turn the vehicle. Therefore, when the vehicle turns, the center position (vehicle width direction) of at least one wheel changes, and the tread of the vehicle changes. Accordingly, since one end of the suspension is attached to the vehicle body, the distance between the attachment position and the center position of the wheel changes during turning of the vehicle. As a result, the load input to the suspension changes. Also, in the suspension, characteristics such as the damping force of the absorber and the spring constant of the spring are usually set optimally according to the vehicle, assuming an input load and the like. For this reason, if the load input to the suspension changes while the vehicle is turning, the posture of the vehicle may change or the behavior (transient characteristics) may deteriorate, which may reduce the riding comfort and handling stability of the vehicle. .
そこで、本発明は、車両の挙動を制御するためにホイールのリム幅を変化させる場合でも車両の乗心地や操縦安定性の低下を抑制する車両の挙動制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle behavior control device that suppresses a decrease in the riding comfort and steering stability of a vehicle even when the rim width of the wheel is changed in order to control the behavior of the vehicle.
本発明に係る車両の挙動制御装置は、左右輪の半径を設定する半径設定手段と、車輪のリム幅によって車輪の半径を変化させる半径変更手段と、サスペンションの特性を変化させるサスペンション特性変更手段とを備え、半径設定手段で設定した半径に応じて半径変更手段により左輪又は/及び右輪の半径を変化させた場合、半径変更手段による車輪のリム幅の変化に応じてサスペンション特性変更手段によりサスペンションの特性を変化させることを特徴とする。 The vehicle behavior control apparatus according to the present invention includes a radius setting means for setting the radii of the left and right wheels, a radius changing means for changing the radius of the wheel according to the rim width of the wheels, and a suspension characteristic changing means for changing the characteristics of the suspension. When the radius of the left wheel or / and the right wheel is changed by the radius changing means according to the radius set by the radius setting means, the suspension is changed by the suspension characteristic changing means according to the change of the rim width of the wheel by the radius changing means. It is characterized by changing the characteristics of
この車両の挙動制御装置では、半径設定手段により、車両の旋回、車両の走行状況、車両の積載状況、路面状況などに応じて左右輪の半径を設定する。例えば、車両を旋回する場合、車輪の半径を左右輪で差を設けることにより、左右輪が同一の回転速度で回転するなら、半径を小さくした側の車輪が内輪、大きくした側の車輪が外輪となって車両が旋回する。そして、挙動制御装置では、半径変更手段により設定した各車輪の半径に応じてホイールのリム幅を変化させ、各車輪の半径を変化させる。ホイールのリム幅を変化させることによってタイヤの幅が変化するので、タイヤの高さが変化し、タイヤ外径(車輪の半径)が変化する。このように、この挙動制御装置では、ホイールのリム幅を変化させることにより、タイヤの偏平率を変化させ、車輪の半径を変更する。これを車両旋回に適用することにより、車輪を転舵させずに、車両を旋回させることが可能となる。さらに、この挙動制御装置では、ホイールのリム幅を変化させた場合、サスペンション特性変更手段により、そのリム幅の変化に応じてサスペンションの特性(減衰力特性、バネ特性など)を変化させる。ホイールのリム幅が変化すると、車輪の車幅方向の中心位置(トレッド)が変化する。この変化によって、サスペンションの車体との取り付け位置と車輪の車幅方向の中心位置との距離が変化するので、サスペンションに入力される荷重が変化する。そこで、その荷重の変化分に応じて、サスペンションの特性を変化させる。このように、この挙動制御装置では、ホイールのリム幅を変化させた場合でも、サスペンションの特性がそのときのトレッドの変化に見合った特性に変化するので、車両の乗心地や操縦安定性の低下を抑制することができる。 In this vehicle behavior control apparatus, the radius setting means sets the radii of the left and right wheels in accordance with the turning of the vehicle, the traveling state of the vehicle, the loading state of the vehicle, the road surface state, and the like. For example, when turning a vehicle, if the left and right wheels rotate at the same rotational speed by providing a difference in the wheel radius between the left and right wheels, the wheel with the smaller radius is the inner ring and the wheel with the larger side is the outer wheel. The vehicle turns. And in a behavior control apparatus, the rim width | variety of a wheel is changed according to the radius of each wheel set by the radius change means, and the radius of each wheel is changed. Changing the wheel rim width changes the tire width, so the tire height changes and the tire outer diameter (wheel radius) changes. Thus, in this behavior control device, the flatness of the tire is changed and the radius of the wheel is changed by changing the rim width of the wheel. By applying this to turning the vehicle, it is possible to turn the vehicle without turning the wheels. Further, in this behavior control device, when the rim width of the wheel is changed, the suspension characteristics change means changes the characteristics of the suspension (damping force characteristics, spring characteristics, etc.) according to the change of the rim width. When the rim width of the wheel changes, the center position (tread) of the wheel in the vehicle width direction changes. Due to this change, the distance between the attachment position of the suspension to the vehicle body and the center position of the wheel in the vehicle width direction changes, so the load input to the suspension changes. Therefore, the characteristics of the suspension are changed according to the change in the load. As described above, in this behavior control device, even when the rim width of the wheel is changed, the suspension characteristic changes to a characteristic corresponding to the change in the tread at that time, so that the ride comfort and steering stability of the vehicle are reduced. Can be suppressed.
本発明の上記車両の挙動制御装置では、サスペンション特性変更手段は、サスペンションの減衰力特性を変化させる構成としてもよい。 In the vehicle behavior control apparatus according to the present invention, the suspension characteristic changing means may be configured to change the damping force characteristic of the suspension.
この車両の挙動制御装置では、ホイールのリム幅を変化させた場合、サスペンション特性変更手段により、そのリム幅の変化に応じてサスペンションの減衰力特性を変化させる。このように、この挙動制御装置では、サスペンションに入力される荷重の変化分に対応できるように減衰力を増減する。 In this vehicle behavior control device, when the rim width of the wheel is changed, the suspension damping characteristic is changed by the suspension characteristic changing means in accordance with the change in the rim width. As described above, in this behavior control apparatus, the damping force is increased or decreased so as to correspond to the change in the load input to the suspension.
本発明の上記車両の挙動制御装置では、サスペンション特性変更手段は、サスペンションのバネ特性を変化させる構成としてもよい。 In the vehicle behavior control apparatus of the present invention, the suspension characteristic changing means may be configured to change the spring characteristic of the suspension.
この車両の挙動制御装置では、ホイールのリム幅を変化させた場合、サスペンション特性変更手段により、そのリム幅の変化に応じてサスペンションのバネ特性を変化させる。このように、この挙動制御装置では、サスペンションに入力される荷重の変化分に対応できるようにバネの強弱を調整する。 In this vehicle behavior control apparatus, when the rim width of the wheel is changed, the spring characteristic of the suspension is changed according to the change of the rim width by the suspension characteristic changing means. As described above, in this behavior control device, the strength of the spring is adjusted so as to cope with a change in the load input to the suspension.
本発明の上記車両の挙動制御装置では、車両の旋回量を設定する旋回量設定手段を備え、半径設定手段は、旋回量設定手段で設定した旋回量が大きいほど、旋回内輪の半径に対する旋回外輪の半径を大きくする構成としてもよい。 The vehicle behavior control apparatus of the present invention includes a turning amount setting means for setting the turning amount of the vehicle, and the radius setting means increases the turning amount set by the turning amount setting means as the turning outer wheel with respect to the radius of the turning inner wheel. The radius may be increased.
この車両の挙動制御装置では、旋回量設定手段により車両の旋回量を設定する。この旋回量としては、例えば、運転者のステアリング操作による操舵量、自動操舵による操舵量、レーンキープによる操舵量、車両挙動を安定化させるための操舵量である。そして、挙動制御装置では、半径設定手段により、旋回方向側の車輪を旋回内輪、他方側の車輪を旋回外輪として、旋回量が大きいほど旋回内輪の半径に対する旋回外輪の半径を大きくするような各車輪の半径を設定する。このように、挙動制御装置では、設定した旋回量に応じて旋回内輪と旋回外輪の相対的な半径比を制御することにより、車輪を転舵させずに目標とする旋回量分だけ車両を旋回させることができる。 In this vehicle behavior control device, the turning amount of the vehicle is set by the turning amount setting means. Examples of the turning amount include a steering amount by a driver's steering operation, a steering amount by automatic steering, a steering amount by lane keeping, and a steering amount for stabilizing vehicle behavior. In the behavior control device, the radius setting means uses the turning direction side wheel as the turning inner wheel and the other side wheel as the turning outer wheel, and increases the radius of the turning outer wheel relative to the radius of the turning inner wheel as the turning amount increases. Sets the wheel radius. In this way, the behavior control device controls the relative radius ratio between the turning inner wheel and the turning outer wheel according to the set turning amount, thereby turning the vehicle by the target turning amount without turning the wheels. Can be made.
本発明の上記車両の挙動制御装置では、半径変更手段は、車両幅方向の内側に配置されるインナホイールと外側に配置されるアウタホイールからなるホイールと、インナホイールのリムとアウタホイールのリムにそれぞれ結合される空気タイヤと、インナホイール及びアウタホイールのうちの少なくとも一方を車両幅方向にスライドさせるアクチュエータとを備える構成としてもよい。 In the vehicle behavior control apparatus according to the present invention, the radius changing means includes a wheel including an inner wheel arranged on the inner side in the vehicle width direction and an outer wheel arranged on the outer side, a rim of the inner wheel, and a rim of the outer wheel. It is good also as a structure provided with the pneumatic tire respectively couple | bonded and the actuator which slides at least one of an inner wheel and an outer wheel in a vehicle width direction.
この車両の挙動制御装置の半径変更手段は、ホイールがインナホイールとアウタホイールからなり、インナホイール及びアウタホイールの少なくとも一方が車両幅方向にスライド可能な構造となっている。また、半径変更手段は、空気タイヤがインナホイールのリムとアウタホイールのリムにそれぞれ結合している。したがって、半径変更手段では、アクチュエータによってインナホイール又は/及びアウタホイールの少なくとも一方をスライドさせることによって、ホイールのリム幅が変化し、リム幅の変化に応じて空気タイヤの幅が変化する。空気タイヤの幅が変化すると、空気タイヤの高さが変化するので、車輪の半径が変化する。このように、この挙動制御装置では、インナホイールとアウタホイールとの間でスライドさせてホイールのリム幅を変化させる簡単な構成によって、車輪の半径を変更することができる。 The radius changing means of the vehicle behavior control device has a structure in which a wheel includes an inner wheel and an outer wheel, and at least one of the inner wheel and the outer wheel can slide in the vehicle width direction. In the radius changing means, the pneumatic tire is coupled to the rim of the inner wheel and the rim of the outer wheel, respectively. Therefore, in the radius changing means, the rim width of the wheel is changed by sliding at least one of the inner wheel and / or the outer wheel by the actuator, and the width of the pneumatic tire is changed in accordance with the change of the rim width. When the width of the pneumatic tire changes, the height of the pneumatic tire changes, so the radius of the wheel changes. Thus, in this behavior control device, the radius of the wheel can be changed with a simple configuration in which the rim width of the wheel is changed by sliding between the inner wheel and the outer wheel.
本発明は、車両の挙動を制御するためにホイールのリム幅を変化させた場合でも、リム幅の変化に応じてサスペンションの特性を変化させることにより、車両の乗心地や操縦安定性の低下を抑制することができる。 Even when the rim width of the wheel is changed to control the behavior of the vehicle, the present invention reduces the ride comfort and steering stability of the vehicle by changing the suspension characteristics according to the change of the rim width. Can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明に係る車両の挙動制御装置の実施の形態を説明する。 Embodiments of a vehicle behavior control apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施の形態では、本発明を、エンジンによる後輪駆動の車両に搭載される挙動制御装置に適用する。本実施の形態に係る挙動制御装置は、全ての車輪においてインナホイールに対してアウタホイールをスライドさせることによってホイールのリム幅が変化し、そのリム幅の変化によって車輪の半径を変更する。そして、本実施の形態に係る挙動制御装置では、各車輪の半径を変更することによって、車両旋回、車両姿勢調整、空力抵抗低減などを行う。また、本実施の形態に係る挙動制御装置は、各サスペンションに電磁可変式アブソーバを備えており、電磁可変式アブソーバによってサスペンションの減衰力特性を変更する。 In the present embodiment, the present invention is applied to a behavior control device mounted on a vehicle driven by a rear wheel by an engine. In the behavior control apparatus according to the present embodiment, the rim width of the wheel is changed by sliding the outer wheel with respect to the inner wheel in all the wheels, and the radius of the wheel is changed by changing the rim width. And in the behavior control apparatus which concerns on this Embodiment, a vehicle turning, vehicle attitude | position adjustment, aerodynamic resistance reduction, etc. are performed by changing the radius of each wheel. In addition, the behavior control apparatus according to the present embodiment includes an electromagnetic variable absorber in each suspension, and changes the damping force characteristics of the suspension by the electromagnetic variable absorber.
図1〜図5を参照して、本実施の形態に係る挙動制御装置1について説明する。図1は、本実施の形態に係る挙動制御装置の構成図である。図2は、本実施の形態に係る挙動制御装置の車輪(前輪側)の一部破断正面図である。図3は、本実施の形態に係る右輪側の軸送出機構部の正断面図である。図4は、本実施の形態に係る左右の半径差による旋回の原理図である。図5は、本実施の形態に係る車両旋回時の車両を後方から見た場合の模式図である。 With reference to FIGS. 1-5, the behavior control apparatus 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a configuration diagram of a behavior control apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a partially broken front view of the wheel (front wheel side) of the behavior control device according to the present embodiment. FIG. 3 is a front sectional view of the shaft delivery mechanism on the right wheel side according to the present embodiment. FIG. 4 is a principle diagram of turning by the difference between the left and right radii according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram when the vehicle at the time of vehicle turning according to the present embodiment is viewed from the rear.
挙動制御装置1では、各車輪の半径を独立して変更するとともにサスペンションの減衰力を変更することによって、車両旋回など様々な車両の挙動を制御する。そのために、挙動制御装置1では、ホイールがインナホイールとアウタホイールからなり、インナホイールに対してアウタホイールがスライドすることによってホイールのリム幅を変化させ、タイヤの偏平率を変化させる。特に、挙動制御装置1は、リム幅(ひいては、トレッド)を変化させたときの車両の操縦安定性と乗心地を向上させるために、トレッドの変化分に応じてサスペンションの減衰力を変化させる。挙動制御装置1は、操舵角センサ2、車速センサ3、サス用ストロークセンサ4、着座センサ5、連結軸用ストロークセンサ6、右前輪7A、左前輪7B、右後輪7C、左後輪7D、左右の車輪間の連結機構、右前サスペンション8A、左前サスペンション8B、右後サスペンション8C、左後サスペンション8D及びECU[Electronic Control Unit]9を備えている。なお、本実施の形態では、右前輪7A、左前輪7B、右後輪7C、左後輪7Dが特許請求の範囲に記載する半径変更手段に相当する。
The behavior control device 1 controls various vehicle behaviors such as vehicle turning by changing the radius of each wheel independently and changing the damping force of the suspension. Therefore, in the behavior control apparatus 1, the wheel is composed of an inner wheel and an outer wheel, and the outer wheel slides with respect to the inner wheel, thereby changing the rim width of the wheel and changing the flatness of the tire. In particular, the behavior control device 1 changes the damping force of the suspension according to the change in the tread in order to improve the steering stability and riding comfort of the vehicle when the rim width (and thus the tread) is changed. The behavior control device 1 includes a
操舵角センサ2は、運転者によって入力されるステアリングホイールの操舵角を検出するセンサである。操舵角センサ2では、検出した操舵角を操舵角信号としてECU9に送信する。この操舵角信号に示される操舵角には、大きさの情報と操舵方向の情報が含まれる。
The
車速センサ3は、車両の速度を検出するセンサである。車速センサ3では、検出した車速を車速信号としてECU9に送信する。
The
サス用ストロークセンサ4は、各輪におけるサスペンション8のストロークを検出するセンサである。サス用ストロークセンサ4では、検出したストロークをサス用ストローク信号としてECU9に送信する。なお、図1には、サス用ストロークセンサ4を1つして描いていないが、各輪にそれぞれ設けられ、ECU9には各輪のサス用ストロークセンサ4からのサス用ストローク信号がそれぞれ送信される。
The suspension stroke sensor 4 is a sensor that detects the stroke of the suspension 8 in each wheel. The suspension stroke sensor 4 transmits the detected stroke to the
着座センサ5は、各座席に人が座っているか否かを検出するセンサである。着座センサ5では、検出した着座情報を着座信号としてECU9に送信する。なお、図1には、着座センサ5を1つして描いていないが、各座席にそれぞれ設けられ、ECU9には各座席の着座センサ5からの着座信号がそれぞれ送信される。
The
連結軸用ストロークセンサ6は、下記で説明する各輪における連結軸7mの車幅方向のストロークを検出するセンサである。連結軸用ストロークセンサ6は、図3に示すように、軸送出機構部7c内に設けられ、外側連結軸7iの車幅方向のストローク量を検出する。連結軸用ストロークセンサ6では、検出したストローク量を連結軸用ストローク信号としてECU9に送信する。なお、図1には、連結軸用ストロークセンサ6を1つして描いていないが、各輪にそれぞれ設けられ、ECU9には各輪の連結軸用ストロークセンサ6からの連結軸用ストローク信号がそれぞれ送信される。
The connecting
右前輪7A、左前輪7B、右後輪7C、左後輪7Dは、同様の構成を有している。車輪7は、主なものとして、ホイール7a、タイヤ7b、軸送出機構部7cを備えている。各車輪7では、軸送出機構部7cによってアウタホイール7eが車幅方向に沿って移動し、ホイール7aのリム幅を変化させる。これによって、タイヤ7bの断面幅が変化し、その断面幅の変化に応じてタイヤ7bの高さが変化し(したがって、タイヤ7bの偏平率(=タイヤ高さ/タイヤ断面幅)が変化し)、タイヤ7bの外径(車輪径)が変化する。ここでは、従動輪(前輪)における機構について説明するが、駆動輪(後輪)も従動輪と同様の構成を有している。
The
ホイール7aは、車幅方向の内側に配置されるインナホイール7dと外側に配置されるアウタホイール7eからなる。インナホイール7dは、円形の凹形状であり、凹形状の底部の中央に円形状の孔が形成され、車幅方向の内側にリムを有している。アウタホイール7eは、インナホイール7dより径が若干大きい円形の凹形状であり、凹形状の底部の中央に円形状の孔が形成され、車幅方向の外側にリムを有している。インナホイール7dはアウタホイール7eの内側に嵌め込まれ、インナホイール7dの外周面とアウタホイール7eの内周面とはスプライン機構によって結合されている。そのため、アウタホイール7eはインナホイール7dに対して所定長さスライド可能であり、ホイール7aはリム幅(インナホイール7dのリムとアウタホイール7eのリムとの間隔)が変更可能である。また、インナホイール7dとアウタホイール7eとは、スプライン機構により一体となって同期回転する。
The
タイヤ7bは、両端のビードがインナホイール7dのリムとアウタホイール7eのリムにそれぞれ結合される。この結合方法としては、例えば、勘合、接着である。タイヤ7bの内部には、複数箇所(例えば、8箇所、16箇所)にその内面に沿って補強材7f,・・・が取り付けられている。補強材7f,・・・は、所定幅を有するヘアバンドのような形状であり、タイヤ7bの周方向に沿って一定間隔毎に配置される。補強材7fは、例えば、樹脂、ワイヤなどで形成される。また、タイヤ7bには、補強材7f,・・・の内側に気密用のチューブ7gが設けられている。タイヤ7bは、ホイール7aのリム幅の変化に応じてその断面幅が変化し、断面幅が広がるほどタイヤ高さが低くなり、断面幅が狭くなるほどタイヤ高さが高くなる。このタイヤ7bの形状の変化に応じて、補強材7f,・・・とチューブ7gもその形状が変化する。
In the
左右の車輪間の連結機構として前輪における機構について説明するが、後輪も前輪と同様の構成を有している。右前輪7Aと左前輪7Bとは、連結軸7mによって連結されており、同じ回転速度で回転する。また、各前輪7A,7Bは、軸送出機構部7cによって連結軸7mが回転自在に支持される。
Although a mechanism in the front wheel will be described as a coupling mechanism between the left and right wheels, the rear wheel has the same configuration as the front wheel. The
連結軸7mは、中央連結軸7n、左右の外側連結軸7i,7i及び左右の等速ジョイント7o,7oからなる。中央連結軸7n、外側連結軸7i,7i及び等速ジョイント7o,7oは、前輪7Aと前輪7Bとの間に、同一軸上に配置される。中央連結軸7nは、車体BDに回転自在に取り付けられ、その各端部が左右の等速ジョイント7o,7oの一端部にそれぞれ結合される。各外側連結軸7i,7iは、その一端が等速ジョイント7o,7oの他端部にそれぞれ結合される。等速ジョイント7o,7oは中央連結軸7nと外側連結軸7i,7iとを同じ回転速度で回転させるので(相対回転自由度を規制するので)、中央連結軸7nを介して左右の外側連結軸7i,7iは同じ回転速度で回転する。したがって、連結軸7mは、全域にわたって同じ回転速度で回転する。
The connecting
なお、1つのエンジンやモータによる駆動方式の車両における駆動輪の場合、連結軸7mがドライブシャフトに相当し、ドライブシャフトが、中央ドライブシャフト、左右の外側ドライブシャフト及び左右の等速ジョイントからなる。そして、エンジンによる駆動力がミッション及びファイナル機構などを介して中央ドライブシャフトに伝達され、中央ドライブシャフトが回転する。中央ドライブシャフトの回転に伴って、左右の等速ジョイントを介して左右の外側ドライブシャフトが同じ回転速度で回転する。したがって、ドライブシャフトは、エンジンの駆動力に応じて、全域にわたって同じ回転速度で回転する。また、インホイールモータ式の駆動方式の場合、各輪のインホイールモータによって左右輪を同じ回転速度に制御することができるので、上記のような左右輪が同一の回転速度で回転するための機構が無くてもよい。
In the case of drive wheels in a vehicle driven by a single engine or motor, the connecting
外側連結軸7iは、その他端がボルト形状となっている。また、アウタホイール7eの凹形状の底部の中央に、外側連結軸7iが嵌通する円形状の孔が形成されている。各外側連結軸7i,7iは、その他端が各アウタホイール7e,7eの各孔を嵌通し、各アウタホイール7e,7eにナット7j,7jによってボルト締め固定されている。したがって、左右のアウタホイール7e,7eは、連結軸7mによって連結され、同じ回転速度で回転する。また、外側連結軸7iは、軸送出機構部7cの内部を挿通し、アウタホイール7eの車幅方向に沿ったスライドに応じて車幅方向に伸縮する。
The other end of the outer connecting
等速ジョイント7oは、ジョイント内のボールベアリングが伸縮方向(車幅方向)にスライドする。これによって、等速ジョイント7oでは、外側連結軸7iの伸縮及び左右の車輪7A,7Bの相対距離の変化(路面外乱やボディの動きによって左右の車輪7A,7Bが動くことによる変化)を吸収する。
In the constant velocity joint 7o, the ball bearing in the joint slides in the expansion / contraction direction (vehicle width direction). As a result, the constant velocity joint 7o absorbs the expansion and contraction of the outer connecting
挙動制御装置1では、従動輪側の右前輪7Aと左前輪7B及び駆動輪側の右後輪7Cと左後輪7Dとは同じ回転速度で回転する機構となっている。そのため、左右の車輪の径に差を設けることにより、車両が径が小さい方側に旋回する。
In the behavior control device 1, the
軸送出機構部7cは、筒状のケース7q内にベアリング7r、ラック7s、ピニオン7t、アクチュエータ7u(モータ7v、減速機構7w)を備えている。軸送出機構部7cは、インナホイール7dの内側に配置され、内部に外側連結軸7iが挿通する。軸送出機構部7cでは、外側連結軸7iを回転自在に支持するとともに、モータ7vのモータトルク(回転駆動力)によって外側連結軸7iを車幅方向の外側に向けて伸縮させ、アウタホイール7eをインナホイール7dに対してスライド移動させる。
The shaft
ベアリング7rのインナレースには、外側連結軸7iが挿入され、外側連結軸7iが取り付けられる。したがって、外側連結軸7iは、回転自在である。ベアリング7rのアウタレースの一部分には、ラック7sの一面(ラックギアの面とは反対面)側が取り付けられる。したがって、外側連結軸7iは、ベアリング7rを介してラック7sに結合している。ベアリング7r及びラック7sは、ケース7q内に、車幅方向に沿って移動自在に設けられている。
The outer connecting
ラック7sの他面側にはピニオン7tが配置され、ラックギアにピニオンギアが噛み合っている。ピニオン7tには、減速機構7wを介してモータ7vの回転駆動力が伝達される。ピニオン7t、モータ7v及び減速機構7wは、ケース7q内に、位置固定されて設けられている。
A
モータ7vの回転は、減速機構7wを介してピニオン7tに伝達され、ピニオン7tを回転させる。ピニオン7tの回転は、ラック7sに伝達され、ラック7sを車幅方向に沿って移動させる。このラック7sの移動に伴って、ベアリング7rが移動し、さらに、外側連結軸7iが車幅方向の外側に向けて伸縮する。
The rotation of the
また、軸送出機構部7cのケース7qは、その外周部7kが車幅方向の外側に向けて突出している。外周部7kは、インナホイール7dの中央の孔まで延び、インナホイール7dにベアリング7lを介して取り付けられている。したがって、インナホイール7dは、軸送出機構部7cに対して位置が移動しないが、軸送出機構部7cに対して回転自在である。
Further, the outer
軸送出機構部7cの車幅方向の内端部には、サスペンション8の電磁可変式アブソーバ8aの一端部が取り付けられるとともに、ロアアーム8cの一端部が取り付けられている。電磁可変式アブソーバ8aの他端部及びロアアーム8cの他端部は、車体BDに取り付けられている。したがって、軸送出機構部7c(ひいては、インナホイール7d)は、電磁可変式アブソーバ8aやロアアーム8cを介して車体BDに取り付けられている。
One end portion of the electromagnetic
モータ7vの回転駆動力によって減速機構7w及びピニオン7tを介してラック7s及びベアリング7rが車幅方向の外側に移動すると、外側連結軸7iが車幅方向の外側に伸び、アウタホイール7eがインナホイール7dに対して車幅方向の外側にスライド移動し、ホイール7aのリム幅が広がってタイヤ7bの高さが低くなる。この場合、車輪7の車幅方向の中心位置は車幅方向の外側に移動するので、車両のトレッドが広くなる。一方、モータ7vの回転駆動力によって減速機構7w及びピニオン7tを介してラック7s及びベアリング7rが車幅方向の内側に移動すると、外側連結軸7iが車幅方向の内側に縮み、アウタホイール7eがインナホイール7dに対して車幅方向の内側にスライド移動し、ホイール7aのリム幅が狭まってタイヤ7bの高さが高くなる。この場合、車輪7の車幅方向の中心位置は車幅方向の内側に移動するので、車両のトレッドが狭くなる。この際、外側連結軸7iの伸縮を、等速ジョイント7oが吸収する。
When the
右前サスペンション8A、左前サスペンション8B、右後サスペンション8C、左後サスペンション8Dは、マックファーソンストラット形式であり、同様の構成を有している。サスペンション8は、主なものとして、電磁可変式アブソーバ8a、スプリング8b及びロアアーム8cなどの各種アーム類やリンク類を備えている。各サスペンション8では、電磁可変式アブソーバ8aによってサスペンションの減衰力を変化させることが可能であり、サスペンションの特性を変化させることができる。なお、本実施の形態では、電磁可変式アブソーバ8aが特許請求の範囲に記載するサスペンション特性変更手段に相当する。
The
電磁可変式アブソーバ8aは、油圧式のアブソーバであり、ピストンに設けられたオリフィス(オイルの通路)の径を変化させることにより減衰力を変化させる。電磁可変式アブソーバ8aは、アクチュエータ8dを備えており、アクチュエータ8dの駆動によってオリフィスの径を変化させる。電磁可変式アブソーバ8aでは、オリフィスの径を小さくすることによって減衰力が増加し、オリフィスの径を大きくすることによって減衰力が減少する。電磁可変式アブソーバ8aでは、ECU9から減衰力制御信号を受信すると、その減衰力制御信号に応じてアクチュエータ8dが駆動してオリフィスの径を変化させる。
The electromagnetic
ECU9は、CPU[Central ProcessingUnit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]、モータ駆動回路などからなる電子制御ユニットである。ECU9では、操舵角センサ2などの各種センサが接続され、一定時間毎に各種センサからの検出信号を取り入れる。そして、ECU9では、各検出信号に基づいて車両旋回制御、高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御、モータ駆動制御、サス減衰力制御などの制御を行い、車輪7A,7B,7C,7Dの各モータ7vを制御するとともにサスペンション8A,8B,8C,8Dの各アクチュエータ8dを制御する。なお、本実施の形態では、ECU9における各処理が特許請求の範囲に記載する半径設定手段、旋回量設定手段に相当する。
The
車両旋回制御について説明する。図4に示すように、円錐台形状(例えば、紙コップ)のものを倒して転がした場合、左右の径の差により、径が小さい方側に旋回してゆく。車両旋回制御では、この原理を利用し、操作角の操舵方向に応じて旋回内輪の径を旋回外輪の径より小さくし、操舵角の大きさが大きくなるほどこの左右輪の径の差が大きくなるような制御を行う。 The vehicle turning control will be described. As shown in FIG. 4, when a truncated cone (for example, a paper cup) is tilted and rolled, it turns to the smaller diameter side due to the difference between the left and right diameters. In vehicle turning control, using this principle, the diameter of the inner turning wheel is made smaller than the diameter of the turning outer wheel in accordance with the steering direction of the operation angle, and the difference in diameter between the left and right wheels increases as the steering angle increases. Perform such control.
具体的には、ECU9では、操舵角信号に示される操舵角に基づいて、直進(操舵角が0又はほぼ0)かあるいは旋回かを判定する。直進と判定した場合、ECU9では、全ての車輪7A,7B,7C,7Dの半径が同一となるリム幅を設定し、全ての車輪7A,7B,7C,7Dのリム幅が設定したリム幅となるような各モータ7vのモータトルクをそれぞれ設定する。直進時には、通常、図2の実線に示すように、比較的大きい車輪半径を設定する(比較的狭いリム幅を設定する)。この車輪半径は、走行時の基準となり、旋回時には旋回外輪がこの車輪半径となる。なお、この直進時の車輪半径は車速などによって予め求められており、ECU9内に保持しているマップなどから設定する。
Specifically, the
旋回と判定した場合、ECU9では、操舵角信号に示される操舵角から旋回方向を判定し、その旋回内輪となる前後の車輪7,7の半径を操舵角の大きさに応じて設定する。そして、ECU9では、その設定した半径となるリム幅を設定し、旋回内輪となる車輪7,7のリム幅が設定したリム幅となるような各モータ7vのモータトルクをそれぞれ設定する。旋回時には、旋回外輪のリム幅は直進時のリム幅に固定する。また、旋回内輪となる前後の車輪7,7の半径は、操舵角が大きいほど小さい値が設定される。なお、この旋回時の旋回内輪の半径は直進時のリム幅及び操舵角に応じて予め求められており、ECU9内に保持しているマップなどから設定する。
When it is determined that the vehicle is turning, the
旋回内輪の径を旋回外輪の径より小さくすることによって旋回する場合、図5に示すように、車体は旋回内側に傾く理想的なロールとなり、車両が安定する。また、旋回時、タイヤを転舵させないので、スリップ角が発生しない。そのため、タイヤ接地面においてコーナリング抵抗が0かあるいはほぼ0となっている。 When turning by making the diameter of the turning inner wheel smaller than the diameter of the turning outer wheel, the vehicle body becomes an ideal roll that tilts inward as shown in FIG. 5, and the vehicle is stabilized. Further, since the tire is not steered during turning, no slip angle is generated. Therefore, the cornering resistance is 0 or almost 0 on the tire ground contact surface.
高速走行制御について説明する。高速走行時には車両の重心高を低下し、空気抵抗を低減して高速走行性能を向上させることが望ましい。そこで、高速走行制御では、高速走行時には全ての車輪7A,7B,7C,7Dの径を小さくし、車高を低くする。したがって、高速走行時には、通常の直線走行時の比較的大きい車輪半径から小さい車輪半径(偏平率)となる。具体的には、ECU9では、車速信号に示される車速に基づいて高速走行か否かを判定し、高速走行と判定した場合には車速に応じて全ての車輪7A,7B,7C,7Dの半径を設定する。そして、ECU9では、その設定した半径となるリム幅を設定し、全ての車輪7A,7B,7C,7Dのリム幅が設定したリム幅となるような各モータ7vのモータトルクをそれぞれ設定する。高速走行時には、車輪7A,7B,7C,7Dの半径は、車速が高くなるほど小さい値が設定される。なお、この車速に応じた車輪半径は予め求められており、ECU9内に保持しているマップなどから設定する。
High-speed traveling control will be described. It is desirable to improve the high-speed running performance by reducing the center of gravity of the vehicle during high-speed running and reducing air resistance. Therefore, in high-speed traveling control, the diameters of all the
路面状況制御について説明する。凹凸の多い路面では乗心地が悪化するので、乗心地を向上させることが望ましい。逆に、フラットな路面では乗心地が悪化しないので、操縦安定性や動力性を向上させることが望ましい。そこで、路面状況制御では、凹凸の多い路面では全ての車輪7A,7B,7C,7Dの径を大きくし、タイヤの偏平率を大きくし、凹凸の少ない路面では全ての車輪7A,7B,7C,7Dの径を小さくし、タイヤの偏平率を小さくする。具体的には、ECU9では、各車輪のストローク信号に示されるストロークから4つの車輪間でストロークの差が閾値以上か否かを判定し、閾値以上の差がある場合には凹凸の多い路面と判定する。凹凸の多い路面と判定した場合、ECU9では、ストロークの差に応じて偏平率を設定し、全ての車輪7A,7B,7C,7Dの半径をその設定した偏平率となるように設定する。そして、ECU9では、その設定した半径となるリム幅を設定し、全ての車輪7A,7B,7C,7Dのリム幅が設定したリム幅となるような各モータ7vのモータトルクをそれぞれ設定する。ストロークの差が閾値未満の場合には、凹凸が少ない路面なので、直進時の比較的大きい車輪半径(偏平率)に固定される。なお、この偏平率は車輪間のストロークの差などに応じて予め求められており、ECU9内に保持しているマップなどから設定する。
The road surface condition control will be described. Since the riding comfort deteriorates on a road surface with many irregularities, it is desirable to improve the riding comfort. On the contrary, since the riding comfort does not deteriorate on a flat road surface, it is desirable to improve the steering stability and the power. Therefore, in the road surface condition control, the diameter of all the
積載状況制御について説明する。各座席に人が座っている場合と座っていない場合には、車両姿勢が変化し、座っている位置近傍が少し沈み込む。そこで、積載状況制御では、座席に座っている位置に対応する車輪の半径を一定量大きし、車両姿勢を調整する。具体的には、ECU9では、各座席に対応する着座信号に示される着座情報から人が座っている座席に対応する車輪を判定し、その判定した車輪の半径を一定量大きくした半径に設定する。そして、ECU9では、その判定した車輪に対して設定した半径となるリム幅を設定し、その判定した車輪のリム幅が設定したリム幅となるような各モータ7vのモータトルクをそれぞれ設定する。
The loading status control will be described. When a person is sitting or not sitting in each seat, the vehicle posture changes, and the vicinity of the sitting position sinks slightly. Therefore, in the loading status control, the vehicle radius is adjusted by increasing the radius of the wheel corresponding to the position sitting on the seat by a certain amount. Specifically, the
モータ駆動制御について説明する。各モータ7vのモータトルクを設定すると、ECU9では、それぞれ設定したモータトルクを各モータ7vで発生させるために必要な目標電流をそれぞれ設定する。そして、ECU9では、目標電流となるように、モータ駆動回路から各モータ7vに電流をそれぞれ供給する。この際、モータ7vに実際に流れるモータ電流などを検出し、設定した目標電流になるようにフィードバック制御を行ってもよい。
The motor drive control will be described. When the motor torque of each
サス減衰力制御について説明する。上記のような各制御においてリム幅を変化させた場合、そのリム幅を変化させた車輪の車幅方向の中心位置が変化するため、車両のトレッドが変化する。そのため、サスペンション(特に、リム幅を変化させた車輪のサスペンション)に入力される荷重が変化する。ちなみに、各サスペンション8では、直進時(基準トレッド時)にサスペンションに入力される荷重を想定し、その荷重に対応する減衰力が設定されている。 The suspension damping force control will be described. When the rim width is changed in each control as described above, the center position in the vehicle width direction of the wheel that has changed the rim width changes, so the tread of the vehicle changes. Therefore, the load input to the suspension (particularly, the suspension of the wheel whose rim width is changed) changes. Incidentally, in each suspension 8, a damping force corresponding to the load is set assuming a load input to the suspension when traveling straight (during a reference tread).
このサスペンションに入力される荷重の変化について、車両旋回制御によって旋回内輪のリム幅を広げた場合を例として具体的に説明する。例えば、図2に示すように、右前輪(旋回内輪)7Aのリム幅を広げた場合、右前輪7Aの中心位置が車幅方向の外側に移動し、その中心位置とサスペンション8Aの上端部の車体BDとの取り付け位置との間の車幅方向の距離がL1からL2と長くなる。そのため、サスペンション8Aに作用する曲げモーメントが変化し、その距離の変化分(L2−L1)にタイヤ輪荷重Wを乗算した曲げモーメント増加分ΔM=(L2−L1)×Wがサスペンション8A(電磁可変式アブソーバ8a)の軸方向に作用する。なお、タイヤ輪荷重は、車両によって決まる値であり、一定値である。
The change in the load input to the suspension will be specifically described by taking as an example the case where the rim width of the turning inner wheel is widened by vehicle turning control. For example, as shown in FIG. 2, when the rim width of the right front wheel (turning inner wheel) 7A is widened, the center position of the
この曲げモーメント増加分ΔMにより、電磁可変式アブソーバ8aは縮む。つまり、電磁可変式アブソーバ8aの軸方向に入力される荷重が増大するため、電磁可変式アブソーバ8aを縮める方向の軸力が増大し、電磁可変式アブソーバ8aの見かけ上の減衰力が低下する。その結果、車両姿勢が変化したり、あるいは、旋回中の挙動(過渡特性)が低下する虞がある。そこで、電磁可変式アブソーバ8aの減衰力をこの減衰力低下分(曲げモーメント増加分ΔM)増加させることにより、安定した車両姿勢を維持するとともに、旋回中の挙動の低下を抑制する。
The electromagnetic
なお、逆に、車輪のリム幅を狭めた場合、その車輪の中心位置が車幅方向の内側に移動するため、その中心位置とサスペンション8の取り付け位置との間の車幅方向の距離が短くなる。そのため、上記した曲げモーメントが減少するため、電磁可変式アブソーバ8aの見かけ上の減衰力が増加するので、電磁可変式アブソーバ8aの減衰力をこの減衰力増加分(曲げモーメント減少分)減少させる。
Conversely, when the rim width of the wheel is narrowed, the center position of the wheel moves inward in the vehicle width direction, so the distance in the vehicle width direction between the center position and the mounting position of the suspension 8 is short. Become. Therefore, since the above-described bending moment is reduced, the apparent damping force of the electromagnetic
具体的には、ECU9では、車輪毎に、各車輪の連結軸用ストロークセンサ6に示されるストロークに基づいて、車輪7の中心位置とサスペンション8の上端部の車体BDとの取り付け位置との間の車幅方向の距離Lを算出する。そして、ECU9では、車輪毎に、その算出した距離Lが直進時(基準トレッド時)の車輪7の中心位置とサスペンション8の上端部の車体BDとの取り付け位置との間の車幅方向の距離Lbから変化しているか否かを判定する。ECU9では、距離Lが距離Lbから変化している場合にはその車輪7のリム幅(トレッド)が変化していると判定する。なお、車両旋回制御、高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御の各制御において車輪7の半径を変更する必要があると判定した場合には車輪7のリム幅を変化させるので、車両旋回制御、高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御の各制御からこのような判定結果を取得することにより、距離Lと距離Lbの比較による判定を行わなくてもよい。
Specifically, the
車輪のリム幅が変化したと判定した場合、ECU9では、距離の変化分(L−Lb)に基づいて、電磁可変式アブソーバ8aの見かけ上の減衰力変化分ΔG=k×(L−Lb)を算出する。そして、ECU9では、減衰力変化分ΔGに基づいて減衰力を変化させるための減衰力制御信号を設定し、その減衰力制御信号を対応する電磁可変式アブソーバ8aのアクチュエータ8dに送信する。リム幅(トレッド)が広くなる場合(L>Lbの場合)、この減衰力変化分ΔGはプラス値になり、減衰力を増加させるための減衰力制御信号が設定される。一方、リム幅(トレッド)が狭くなる場合(L<Lbの場合)、この減衰力変化分ΔGはマイナス値になり、減衰力を減少させるための減衰力制御信号が設定される。なお、kは、ΔGの変化係数であり、サスペンションの配置、形式、ばね定数、直進時(基準トレッド時)の減衰力などに基づいて予め設定される。
When it is determined that the wheel rim width has changed, the
なお、全ての車輪のリム幅が変化していないと判定した場合(つまり、全てのリム幅が基準のリム幅の場合)、上記した高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御を電磁可変式アブソーバ8aの減衰力制御によって行うようにしてもよい。あるいは、車輪のリム幅(すなわち、車輪径)を変化させて高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御を行うのでなく、常時、これらの制御を電磁可変式アブソーバ8aの減衰力制御によって行うようにしてもよい。
When it is determined that the rim widths of all the wheels have not changed (that is, when all the rim widths are the reference rim widths), the above-described high-speed traveling control, road surface state control, and loading state control are electromagnetically variable. You may make it carry out by damping force control of the
図1〜図3を参照して、挙動制御装置1の動作について説明する。ここでは、車両が直進から運転者のステアリング操作に応じて右旋回する場合の挙動制御装置1における動作について説明する。 With reference to FIGS. 1-3, operation | movement of the behavior control apparatus 1 is demonstrated. Here, the operation in the behavior control apparatus 1 when the vehicle turns right from the straight line according to the steering operation of the driver will be described.
直進時、挙動制御装置1では、全ての車輪7A,7B,7C,7Dに対して比較的大きい半径を設定し、その設定した半径になるために必要なリム幅に調整している。したがって、車両は、右輪7A,7Cと左輪7B,7Dとが同一の比較的大きい半径で、連結軸7mによって右前輪7Aと左前輪7B及びドライブシャフトによって右後輪7Cと左後輪7Dとが同じ回転速度で回転し、直進走行する。このとき、運転者が、ステアリングホイールを時計周り操作する。すると、ステアリングホイールの操舵角が0から変化していく。操舵角センサ2では、ステアリングホイールの操舵角を検出し、その検出値を操舵角信号としてECU9に送信している。この検出される操舵角の大きさは、ステアリングホイールの操作量に応じて0から大きくなり、変化する。
When traveling straight, the behavior control apparatus 1 sets a relatively large radius for all the
ECU9では、一定時間毎に、操舵角センサ2からの操舵角信号を受信し、その操舵角から操舵方向を右方向と判定する。そして、ECU9では、右操舵方向から旋回内輪を右車輪7A,7C、旋回外輪を左車輪7B,7Dと判別し、その旋回内輪7A,7Cの半径を操舵角の大きさに応じて設定する。そして、ECU9では、その設定した半径に応じてリム幅を設定し、設定したリム幅となるために必要なモータトルクを設定する。さらに、ECU9では、設定したモータトルクを各モータ7vで発生させるために必要な目標電流を設定し、目標電流となるようにモータ駆動回路から旋回内輪7A,7Cの各モータ7vに電流をそれぞれ供給する。この際、旋回外輪7B,7Dの各モータ7vには電流が供給されない。
The
旋回内輪7A,7Cにおける各モータ7vは、供給された電流に応じたモータトルクを発生し、回転駆動する。このモータ7vの回転は、減速機構7wを介してピニオン7tに伝達され、ピニオン7tを回転させる。このピニオン7tの回転は、ラック7sに伝達され、ラック7sを車幅方向の外側に移動させる。このラック7sの移動に伴って、ベアリング7rも車幅方向の外側に移動する。このベアリング7rの移動に伴って、外側連結軸7i、外側ドライブシャフトが車幅方向の外側に移動し、外側連結軸7i、外側ドライブシャフトの軸長が長くなる。この外側連結軸7i、外側ドライブシャフトの軸長の変化は、等速ジョイント7oが吸収する。この外側連結軸7i、外側ドライブシャフトの移動によって、アウタホイール7eがインナホイール7dに対して車幅方向の外側へスライド移動する。
The
このアウタホイール7eのスライド移動によって、旋回内輪7A,7Cの各ホイール7aのリム幅が直進時より広くなり、旋回内輪7A,7Cの半径が小さくなる。旋回内輪7A,7Cの半径は、操舵角の大きさが大きいほど小さくなる。この際、旋回外輪7B,7Dの半径は、直進時の半径に固定される。
Due to the sliding movement of the
旋回内輪7A,7Cの半径が直進時より小さくなることにより、旋回内輪7A,7Cの半径と旋回外輪7B,7Dの半径とに差が生じる。また、連結軸7mによって右輪7Aと左輪7Bとが同じ回転速度で回転するとともに、ドライブシャフトによって右輪7Cと左輪7Dとが同じ回転速度で回転している。そのため、この左右輪の半径の差と同速回転によって、車両は旋回内輪7A,7Cの方向に旋回する。この際、左右輪の半径の差が大きくなるほど、旋回半径が小さくなる。
Since the radius of the turning
このとき、旋回内輪7A,7C側では、リム幅が広くなったため、旋回内輪7A,7Cの中心位置とサスペンション8A,8Cの上端部の車体BDとの取り付け位置との間の車幅方向の距離が長くなる。連結軸用ストロークセンサ6では、連結軸7mのストローク量を検出し、その検出値を連結軸用ストローク信号としてECU9に送信している。この検出されるストローク量は、旋回内輪7A,7Cについては直進時より増加している。
At this time, since the rim width is wide on the turning
ECU9では、一定時間毎に、連結軸用ストロークセンサ6からの連結軸用ストローク信号を受信し、その連結軸用ストローク信号に基づいて各車輪7の中心位置と各サスペンション8の上端部の車体BDとの取り付け位置との間の車幅方向の距離Lをそれぞれ算出する。そして、ECU9では、車輪毎に、その算出した距離Lが直進時の距離Lbから変化しているか否かを判定する。このとき、ECU9では、旋回内輪7A,7Cについて、距離Lが距離Lbから増加していると判定する。
The
ECU9では、旋回内輪7A,7Cについて、距離増加分(L−Lb)に基づいて、電磁可変式アブソーバ8aの見かけ上の減衰力減少分ΔG=k×(L−Lb)を算出する。そして、ECU9では、減衰力減少分ΔGを増加させるための減衰力制御信号を設定し、その減衰力制御信号を旋回内輪のサスペンション8A,8Cの電磁可変式アブソーバ8aのアクチュエータ8dにそれぞれ送信する。
The
旋回内輪における各電磁可変式アブソーバ8aでは、減衰力制御信号に基づいてアクチュエータ8dが駆動する。このアクチュエータ8dの駆動によって、オリフィスの径が小さくなり、電磁可変式アブソーバ8aの減衰力が増加する。この減衰力の増加分は、旋回内輪側のトレッドの増加に応じたサスペンション8A,8Cに入力される荷重の増加分(曲げモーメント増加分ΔM)に応じた量である。この電磁可変式アブソーバ8aの減衰力の増加によって、電磁可変式アブソーバ8aの見かけ上の減衰力は直進時の減衰力と同程度になり、電磁可変式アブソーバ8aの軸方向の縮みが抑制される。これによって、旋回時に車両のトレッドが広くなるが、車両姿勢が安定して旋回することができ、乗心地も低下しない。
In each electromagnetic
この挙動制御装置1によれば、インナホイール7dに対してアウタホイール7eをスライド移動させる簡単な構成によって、ホイール7aのリム幅を任意に変更できる。これによって、タイヤ7bの高さ(偏平率)を任意に変更することができ、車輪7の径を変更することができ、様々な挙動制御を行うことができる。さらに、挙動制御装置1によれば、ホイール7aのリム幅を変化させた場合でも(車両のトレッドが変化した場合でも)、そのトレッドの変化に応じてサスペンションの特性を制御することにより、車両の乗心地や操縦安定性の低下を抑制することができる。
According to this behavior control device 1, the rim width of the
特に、挙動制御装置1では、電磁可変式アブソーバ8aにより減衰力特性を調整することにより、サスペンションの特性を高精度に制御することができる。また、挙動制御装置1では、ホイール7aのリム幅制御と電磁可変式アブソーバ8aの減衰力制御により、高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御などの車高制御を行うことができ、車両の乗心地や操縦安定性を向上させることができる。また、挙動制御装置1では、旋回内輪の半径と旋回外輪の半径とに差を設けることにより、車輪を転舵させずに車両を旋回させることができる。
In particular, the behavior control apparatus 1 can control the suspension characteristics with high accuracy by adjusting the damping force characteristics by the electromagnetic
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、本実施の形態ではエンジンによる後輪駆動の車両に適用する構成としたが、インホイールモータ式の車両に適用してもよいし、モータによる駆動の車両に適用してもよいし、あるいは、前輪駆動又は四輪駆動の車両に適用してもよい。なお、インホイールモータ式のように車輪の回転を個々に制御できる場合、左右輪を同じ回転数に制御できるので、本実施の形態のような左右輪が同一の回転速度で回転する機構を必要としない。 For example, in the present embodiment, the configuration is applied to a vehicle driven by a rear wheel by an engine, but may be applied to a vehicle driven by an in-wheel motor, may be applied to a vehicle driven by a motor, or The present invention may be applied to a front-wheel drive or four-wheel drive vehicle. If the wheel rotation can be controlled individually as in the in-wheel motor type, the left and right wheels can be controlled to the same rotation speed, so a mechanism for rotating the left and right wheels at the same rotation speed as in this embodiment is required. And not.
また、本実施の形態ではマックファーソンストラット形式のサスペンションの車両に適用したが、ダブルウィッシュボーン形式などの他のサスペンション形式の車両も適用可能である。 In this embodiment, the present invention is applied to a vehicle with a MacPherson strut type suspension, but other suspension type vehicles such as a double wishbone type can also be applied.
また、本実施の形態ではホイール内に軸送出機構部を設ける構成としたが、アウトホイールとインナホイールとのスライドする部分の外周側や内周側にスライド機構駆動部を配置する構成としてもよい。 In this embodiment, the shaft delivery mechanism is provided in the wheel. However, the slide mechanism drive unit may be arranged on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the sliding portion between the outwheel and the inner wheel. .
また、本実施の形態ではサスペンションの減衰力特性を変化させるために電磁可変式アブソーバを備えるサスペンションに適用したが、サスペンションの特性(バネ特性、減衰力特性など)を変化させる手段として他の手段を備えるサスペンションでもよく、例えば、エアサスペンションがある。バネ特性を変化させるサスペンションの場合、リム幅の変化に応じてバネの強弱を制御する。 In the present embodiment, the present invention is applied to a suspension having an electromagnetic variable absorber to change the damping force characteristic of the suspension. However, other means can be used as means for changing the suspension characteristics (spring characteristics, damping force characteristics, etc.). For example, there is an air suspension. In the case of a suspension that changes the spring characteristics, the strength of the spring is controlled according to the change in the rim width.
また、本実施の形態では車輪のリム幅を広くした場合(トレッドが長くなる場合)にサスペンションの減衰力を増加させる構成としたが、車両の特性によっては車輪のリム幅を広くした場合にサスペンションの減衰力を減少させるパターンもある。 In the present embodiment, the suspension damping force is increased when the wheel rim width is widened (when the tread is long). However, depending on the characteristics of the vehicle, the suspension may be increased when the wheel rim width is widened. There is also a pattern that reduces the damping force.
また、本実施の形態ではリム幅を変化させた側の車輪におけるサスペンションの減衰力を変化させる構成としたが、車両全体のバランスを考慮して、リム幅を変化させない側の車輪におけるサスペンションの減衰力も変化させる構成としてもよい。 Further, in this embodiment, the suspension damping force in the wheel on the side where the rim width is changed is changed. However, in consideration of the balance of the entire vehicle, the suspension is attenuated in the wheel on the side where the rim width is not changed. It is good also as a structure which also changes force.
また、本実施の形態では車輪半径を変えることによって旋回制御以外にも、高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御を行う挙動制御装置に適用したが、旋回のみを行う旋回装置に適用してもよいし、高速走行制御、路面状況制御、積載状況制御のみを行う装置に適用してもよいし、あるいは、これらの以外にも、ヨーレート、横加速度、サスペンションのストロークなどに基づいて車両の挙動を判定し、挙動が安定化するような制御に適用してもよい。 In this embodiment, in addition to turning control by changing the wheel radius, it is applied to a behavior control device that performs high-speed traveling control, road surface state control, and loading state control, but it is applied to a turning device that performs only turning. Alternatively, it may be applied to a device that performs only high-speed traveling control, road surface condition control, and loading condition control, or in addition to these, vehicle behavior based on yaw rate, lateral acceleration, suspension stroke, etc. And may be applied to control that stabilizes the behavior.
また、本実施の形態では運転者のステアリング操作に応じて車両を旋回させる場合に適用したが、レーンキープによって車両を旋回させる場合、車両の挙動を安定化させるために車両の旋回量を制御する場合、あるいは、自動操舵によって車両を旋回させる場合などにも適用可能である。あるいは、各駆動方式に適した制御を行ってもよい。例えば、後輪駆動車の場合、大きな駆動力を発生させるときには、空力的に有利な前のめりの車両姿勢とするために、前輪の径より後輪の径が大きくなるように制御し、前傾のピッチング方向の車両姿勢調整を行う。 In the present embodiment, the present invention is applied to the case where the vehicle is turned according to the driver's steering operation. However, when the vehicle is turned by lane keeping, the turning amount of the vehicle is controlled in order to stabilize the behavior of the vehicle. The present invention is also applicable to a case where the vehicle is turned by automatic steering. Alternatively, control suitable for each driving method may be performed. For example, in the case of a rear-wheel drive vehicle, when a large driving force is generated, the rear wheel diameter is controlled to be larger than the front wheel diameter in order to obtain a front-turned vehicle posture that is aerodynamically advantageous. Adjust the vehicle attitude in the pitching direction.
また、本実施の形態では連結軸ストロークセンサによってリム幅(トレッド)の変化を検出する構成としたが、リム幅の変化を検出する手段としては他の手段でもよく、例えば、インナホイールとアウタホイールとのスライド部分(つまり、リム幅)の変化を検出する手段、車輪の径の変化を検出し、その径の変化からリム幅の変化を求める手段がある。 In the present embodiment, the change in the rim width (tread) is detected by the connecting shaft stroke sensor. However, other means may be used as a means for detecting the change in the rim width, for example, an inner wheel and an outer wheel. There are means for detecting a change in the slide portion (that is, the rim width) and means for detecting a change in the diameter of the wheel and obtaining a change in the rim width from the change in the diameter.
また、本実施の形態ではインナホイールに対してアウタホイールをスライドさせる構成としたが、インナホイール及びアウタホイールをスライドさせる構成としてもよいし、あるいは、インナホイールをスライドさせる構成としてもよい。インナホイールをスライドさせる構成の場合、インナホイールを外側にスライドさせて、左右の車輪間のトレッドを拡大することによって、ロールを抑制する効果が得られる。 Further, in the present embodiment, the outer wheel is slid with respect to the inner wheel. However, the inner wheel and the outer wheel may be slid, or the inner wheel may be slid. In the case of a configuration in which the inner wheel is slid, the effect of suppressing the roll can be obtained by sliding the inner wheel outward and enlarging the tread between the left and right wheels.
また、本実施の形態ではインナホイールとアウトホイールとを備え、インナホイールに対してアウタホイールをスライドさせることによってリム幅を可変とする構成としたが、他の機構によってリム幅を可変とする構成としてもよい。 Further, in the present embodiment, an inner wheel and an out wheel are provided, and the rim width is variable by sliding the outer wheel with respect to the inner wheel. However, the rim width is variable by another mechanism. It is good.
また、本実施の形態ではタイヤにチューブを備える構成としたが、インナホイールとアウタホイールとのスライド部分に十分な気密性が確保されていれば、チューブが無くてもよい。 In the present embodiment, the tire is provided with a tube. However, the tube may be omitted if sufficient airtightness is ensured in the sliding portion between the inner wheel and the outer wheel.
また、本実施の形態ではタイヤ内の複数箇所に補強材を設ける構成としたが、タイヤが変形に対して十分な耐性を有している場合には補強材が無くてもよい。 Further, in the present embodiment, the reinforcing material is provided at a plurality of locations in the tire, but the reinforcing material may not be provided when the tire has sufficient resistance to deformation.
1…挙動制御装置、2…操舵角センサ、3…車速センサ、4…サス用ストロークセンサ、5…着座センサ、6…連結軸用ストロークセンサ、7…車輪、7A…右前輪、7B…左前輪、7C…右後輪、7D…左後輪、7a…ホイール、7b…タイヤ、7c…軸送出機構部、7d…インナホイール、7e…アウタホイール、7f…補強材、7g…チューブ、7i…外側連結軸、7j…ナット、7k…外周部、7l…ベアリング、7m…連結軸、7n…中央連結軸、7o…等速ジョイント、7q…ケース、7r…ベアリング、7s…ラック、7t…ピニオン、7u…アクチュエータ、7v…モータ、7w…減速機構、8…サスペンション、8A…右前サスペンション、8B…左前サスペンション、8C…右後サスペンション、8D…左後サスペンション、8a…電磁可変式アブソーバ、8b…スプリング、8c…ロアアーム、8d…アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Behavior control apparatus, 2 ... Steering angle sensor, 3 ... Vehicle speed sensor, 4 ... Suspension stroke sensor, 5 ... Seating sensor, 6 ... Stroke sensor for connecting shaft, 7 ... Wheel, 7A ... Right front wheel, 7B ... Left
Claims (5)
車輪のリム幅によって車輪の半径を変化させる半径変更手段と、
サスペンションの特性を変化させるサスペンション特性変更手段と
を備え、
前記半径設定手段で設定した半径に応じて前記半径変更手段により左輪又は/及び右輪の半径を変化させた場合、前記半径変更手段による車輪のリム幅の変化に応じて前記サスペンション特性変更手段によりサスペンションの特性を変化させることを特徴とする車両の挙動制御装置。 Radius setting means for setting the radius of the left and right wheels;
Radius changing means for changing the radius of the wheel according to the rim width of the wheel;
Suspension characteristic changing means for changing the characteristics of the suspension,
When the radius of the left wheel or / and the right wheel is changed by the radius changing means according to the radius set by the radius setting means, the suspension characteristic changing means according to the change in the rim width of the wheel by the radius changing means. A vehicle behavior control device characterized by changing a characteristic of a suspension.
前記半径設定手段は、前記旋回量設定手段で設定した旋回量が大きいほど、旋回内輪の半径に対する旋回外輪の半径を大きくすることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載する車両の挙動制御装置。 A turning amount setting means for setting a turning amount of the vehicle;
The radius setting means increases the radius of the outer turning wheel with respect to the radius of the inner turning wheel as the turning amount set by the turning amount setting means is larger. A vehicle behavior control device to be described.
車両幅方向の内側に配置されるインナホイールと外側に配置されるアウタホイールからなるホイールと、
前記インナホイールのリムと前記アウタホイールのリムにそれぞれ結合される空気タイヤと、
前記インナホイール及び前記アウタホイールのうちの少なくとも一方を車両幅方向にスライドさせるアクチュエータと
を備えることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載する車両の挙動制御装置。 The radius changing means is
A wheel composed of an inner wheel arranged on the inner side in the vehicle width direction and an outer wheel arranged on the outer side,
Pneumatic tires respectively coupled to the rim of the inner wheel and the rim of the outer wheel;
The vehicle behavior control device according to claim 1, further comprising: an actuator that slides at least one of the inner wheel and the outer wheel in a vehicle width direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006303033A JP2008120129A (en) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Behavior control device of vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006303033A JP2008120129A (en) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Behavior control device of vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008120129A true JP2008120129A (en) | 2008-05-29 |
Family
ID=39505394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006303033A Pending JP2008120129A (en) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Behavior control device of vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008120129A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102896992A (en) * | 2012-10-29 | 2013-01-30 | 昆明理工大学 | Automatic side-tipping suspension |
-
2006
- 2006-11-08 JP JP2006303033A patent/JP2008120129A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102896992A (en) * | 2012-10-29 | 2013-01-30 | 昆明理工大学 | Automatic side-tipping suspension |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7543825B2 (en) | In-wheel motor vehicle | |
US6386553B2 (en) | Vehicle wheel suspension arrangement | |
JP5784509B2 (en) | Automotive suspension | |
US7823673B2 (en) | Variable wheel positioning vehicle | |
US7516965B2 (en) | Variable rear wheel toe angle control system for a vehicle | |
EP1440826A2 (en) | Active vehicle suspension system | |
JP2010208619A (en) | Vehicle behavior control device | |
US9150070B2 (en) | Actively controlled torsion bar suspension | |
JP4633175B2 (en) | Rear wheel toe angle controller | |
JP2009035081A (en) | Control system | |
US20180178611A1 (en) | Active suspension system allowing load-bearing axis of spring to be controlled | |
JP4449893B2 (en) | Vehicle behavior control device and wheels | |
EP3548318B1 (en) | A method for controlling wheel axle suspension of a vehicle | |
JP2008120129A (en) | Behavior control device of vehicle | |
JP2004114876A (en) | Vehicle control device | |
KR20100093641A (en) | Vehicle stability control apparatus | |
US11643143B2 (en) | Spherical wheel leaning systems for vehicles | |
JP2019026195A (en) | Vehicular suspension apparatus | |
JP2005306249A (en) | Vehicle steering control device | |
JP4457842B2 (en) | Roll motion control device for vehicle | |
JP4961878B2 (en) | Vehicle behavior control device and wheels | |
JP2012076501A (en) | Camber angle control device | |
JP5043804B2 (en) | Vehicle behavior control device | |
JP2894393B2 (en) | Caster angle control device for vehicles | |
JP2007131073A (en) | Suspension system |