JP2019142334A - 車両用操向システム - Google Patents
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Abstract
【課題】小型軽量化を図ることができる車両用操向システムを提供する。【解決手段】車輪Ｗ毎に配置され、車輪Ｗのトー角を変化させるアクチュエータ１０と、車輪Ｗ毎に配置され、車輪Ｗのトー角の変化を規制するロック手段２０と、アクチュエータ１０とロック手段２０とを制御する制御手段３０と、を車両用操向システム１に設け、制御手段３０で、ロック手段２０毎に、ロックを解除する個別解除動作と、ロック状態を緩和するロック緩和動作とを同時に行う。【選択図】図４
Description
本発明は、車輪のトー角を制御する車両用操向システムに関する。
自動車には、走行安定性の向上などを目的として車体の挙動を制御する各種の車両挙動制御装置が搭載されている。例えば、左右の後輪のトー角を個別に制御して旋回性能や走行安定性を向上させる後輪トー角制御（以下「ＲＴＣ」：Rear Toe Control と称す）を行うもの（特許文献１参照）が知られている。
ＲＴＣは、車速や前輪舵角、制動状態等の車両の運動状態に応じて後輪をトー角制御するとともに、トー角を、それぞれ車速や、前輪舵角に応じて段階的に変化させている。かかる技術によれば、低速走行時に車両の回頭性を高めるとともに高速走行時に走行安定性を高め、旋回時の車体の尻振りおよび制動時の走行安定性低下の効果的な防止が図られる。
ＲＴＣは、車速や前輪舵角、制動状態等の車両の運動状態に応じて後輪をトー角制御するとともに、トー角を、それぞれ車速や、前輪舵角に応じて段階的に変化させている。かかる技術によれば、低速走行時に車両の回頭性を高めるとともに高速走行時に走行安定性を高め、旋回時の車体の尻振りおよび制動時の走行安定性低下の効果的な防止が図られる。
ところで、ＲＴＣを構成し、トー角の変更を行うアクチュエータには、駐車時等にトー角が不用意に変化しないようにロック機構が設けられている。そして、アクチュエータは、ロック機構を備えることで外形寸法が大きくなるため、車体側ではなく、設置スペースに比較的余裕のある車輪側に配置されることが行われている。
しかしながら、アクチュエータのような重量物がバネ下に配置されると、車輪の路面追従性が悪くなり、乗り心地が悪くなるため、アクチュエータを車体側に配置することが求められている。
しかしながら、アクチュエータのような重量物がバネ下に配置されると、車輪の路面追従性が悪くなり、乗り心地が悪くなるため、アクチュエータを車体側に配置することが求められている。
本発明は、前述の点に鑑みてなされたものであり、小型軽量化を図ることができる車両用操向システムを提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明に係る車両用操向システムは、複数の車輪を備える車両の該車輪毎に配置され、該車輪のトー角を変化させるアクチュエータと、該車輪毎に配置され、該車輪のトー角の変化を規制するロック手段と、該アクチュエータと該ロック手段とを制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、該ロック手段毎に、ロックを解除する個別解除動作と、ロック状態を緩和するロック緩和動作とを同時に行うことを特徴とする。
本発明によれば、小型軽量化を図ることができる車両用操向システムを提供することができる。
本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１に示すように、本実施形態の車両用操向システム１は、操舵輪である前輪ＷＦ以外の車輪である後輪ＷＲのトー角を制御するものである。また、車両用操向システム１は、図２に示すように、車輪Ｗを車体ＢＤに支持するサスペンションＳＰに対して、車体ＢＤ側に配置されている。
車両用操向システム１は、アクチュエータ１０、ロック手段２０、および制御手段３０を備えている。
なお、本実施形態では、後輪ＷＲは右後輪ＷＲＲと左後輪ＷＲＬで構成されている。
したがって、本実施形態の車両用操向システム１は、アクチュエータ１０とロック手段２０とがそれぞれ左右に２つ配置され、１つの制御手段３０でこれらを制御している。
車両用操向システム１は、アクチュエータ１０、ロック手段２０、および制御手段３０を備えている。
なお、本実施形態では、後輪ＷＲは右後輪ＷＲＲと左後輪ＷＲＬで構成されている。
したがって、本実施形態の車両用操向システム１は、アクチュエータ１０とロック手段２０とがそれぞれ左右に２つ配置され、１つの制御手段３０でこれらを制御している。
アクチュエータ１０は、図１に示すように、モータ１１、送りネジ機構１２を備えている。
モータ１１は、正転、逆転が可能に設定されており、送りネジ機構１２と連係した状態で配置されている。
アクチュエータ１０は、モータ１１の正転、逆転によって、送りネジ機構１２を伸縮させて、トー角の左右の向き、角度の大きさを調整する。
モータ１１は、正転、逆転が可能に設定されており、送りネジ機構１２と連係した状態で配置されている。
アクチュエータ１０は、モータ１１の正転、逆転によって、送りネジ機構１２を伸縮させて、トー角の左右の向き、角度の大きさを調整する。
次に、ロック手段２０について説明する（図１、図３参照）。
ロック手段２０は、右後輪ＷＲＲ、左後輪ＷＲＬのそれぞれに配置されている。
ロック手段２０は、レシーバ２１、ロックピン２２、ピンバネ２３、電磁ソレノイド２４を備えている。
レシーバ２１は、モータ１１の出力軸（図示せず）と一体に形成され、出力軸とともに回転する。
また、レシーバ２１は、係合突起２１ａを備えている。
ロック手段２０は、右後輪ＷＲＲ、左後輪ＷＲＬのそれぞれに配置されている。
ロック手段２０は、レシーバ２１、ロックピン２２、ピンバネ２３、電磁ソレノイド２４を備えている。
レシーバ２１は、モータ１１の出力軸（図示せず）と一体に形成され、出力軸とともに回転する。
また、レシーバ２１は、係合突起２１ａを備えている。
ロックピン２２は、軸状の部材からなり、係合位置と退出位置との間を移動可能に配置されている。
係合位置では、ロックピン２２は、レシーバ２１の係合突起２１ａと係合し、レシーバ２１、およびモータ１１の回転を規制する。
退出位置では、ロックピン２２は、係合突起２１ａから離間し、レシーバ２１、およびモータ１１の回転を可能にする。
係合位置では、ロックピン２２は、レシーバ２１の係合突起２１ａと係合し、レシーバ２１、およびモータ１１の回転を規制する。
退出位置では、ロックピン２２は、係合突起２１ａから離間し、レシーバ２１、およびモータ１１の回転を可能にする。
ピンバネ２３は、付勢手段として、ロックピン２２を係合位置に向かって付勢保持している。
電磁ソレノイド２４は、通電することで磁力を発生し、ロックピン２２を退出位置へ吸引する。
つまり、ロックピン２２は、係合位置に位置した状態で保持されて、係合突起２１ａと係合し、モータ１１の回転を規制する（ロック状態）。
また、ロックピン２２は、電磁ソレノイド２４に通電した場合にのみ、退出位置へ移動して、モータ１１の回転を可能にする（ロック解除状態）。
電磁ソレノイド２４は、通電することで磁力を発生し、ロックピン２２を退出位置へ吸引する。
つまり、ロックピン２２は、係合位置に位置した状態で保持されて、係合突起２１ａと係合し、モータ１１の回転を規制する（ロック状態）。
また、ロックピン２２は、電磁ソレノイド２４に通電した場合にのみ、退出位置へ移動して、モータ１１の回転を可能にする（ロック解除状態）。
次に、制御手段３０について説明する（図１、図３参照）。
制御手段３０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１を備えている。
ＥＣＵ３１は、各アクチュエータ１０（モータ１１）と各ロック手段２０とを制御している。
ＥＣＵは、一斉解除動作、個別解除動作、ロック緩和操作を行う。
一斉解除動作では、全てのロック手段２０のロック解除を行う。
つまり、ＥＣＵ３１は、全ての電磁ソレノイド２４に通電し、ロックピン２２をまとめて退出位置へ吸引する。
制御手段３０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１を備えている。
ＥＣＵ３１は、各アクチュエータ１０（モータ１１）と各ロック手段２０とを制御している。
ＥＣＵは、一斉解除動作、個別解除動作、ロック緩和操作を行う。
一斉解除動作では、全てのロック手段２０のロック解除を行う。
つまり、ＥＣＵ３１は、全ての電磁ソレノイド２４に通電し、ロックピン２２をまとめて退出位置へ吸引する。
個別解除動作では、ロック手段２０毎に順番にロック解除を行う。
つまり、ＥＣＵ３１は、電磁ソレノイド２４を順番に通電し、ロックピン２２を１つずつ退出位置へ吸引する。
ロック緩和動作では、係合突起２１ａとロックピン２２との噛み込みを緩和し、ロックピン２２を引き抜きやすくする。
つまり、ＥＣＵ３１は、モータ１１、およびレシーバ２１の正転と逆転を行い、トー角を左右に振ることで、係合突起２１ａとロックピン２２との係合を緩和する。
つまり、ＥＣＵ３１は、電磁ソレノイド２４を順番に通電し、ロックピン２２を１つずつ退出位置へ吸引する。
ロック緩和動作では、係合突起２１ａとロックピン２２との噛み込みを緩和し、ロックピン２２を引き抜きやすくする。
つまり、ＥＣＵ３１は、モータ１１、およびレシーバ２１の正転と逆転を行い、トー角を左右に振ることで、係合突起２１ａとロックピン２２との係合を緩和する。
次に、車両用操向システム１の動作について説明する（図４、図５参照）。
まず、ステップＳ１は、イグニッションオフの状態で、全ての電磁ソレノイド２４への通電が遮断されている。このため、全てのロックピン２２がピンバネ２３によって、係合位置に付勢保持されている。そして、ロックピン２２は、レシーバ２１の係合突起２１ａと係合し、モータ１１の回転を規制する（ロック状態）。
まず、ステップＳ１は、イグニッションオフの状態で、全ての電磁ソレノイド２４への通電が遮断されている。このため、全てのロックピン２２がピンバネ２３によって、係合位置に付勢保持されている。そして、ロックピン２２は、レシーバ２１の係合突起２１ａと係合し、モータ１１の回転を規制する（ロック状態）。
次に、イグニッションオンとともに、一斉解除動作を行う（ステップＳ２、ステップＳ３）。
一斉解除動作では、全ての電磁ソレノイド２４に対して、ロックピン２２を引き抜くための電力を通電する（ステップＳ２）。
そして、通電時間を計測し、所定時間Ｔ１が経過するまで、全ての電磁ソレノイド２４への通電を継続する（ステップＳ３）。
一斉解除動作では、全ての電磁ソレノイド２４に対して、ロックピン２２を引き抜くための電力を通電する（ステップＳ２）。
そして、通電時間を計測し、所定時間Ｔ１が経過するまで、全ての電磁ソレノイド２４への通電を継続する（ステップＳ３）。
これによって、全てのロックピン２２が退出位置側へ吸引される。
そして、係合突起２１ａに係合していないロックピン２２、および係合力の弱いロックピン２２は、退出位置へ移動する。
また、係合突起２１ａとロックピン２２とが噛み込んでいる場合（係合力が強い場合）、ロックピン２２は係合位置に保持される。
そして、係合突起２１ａに係合していないロックピン２２、および係合力の弱いロックピン２２は、退出位置へ移動する。
また、係合突起２１ａとロックピン２２とが噛み込んでいる場合（係合力が強い場合）、ロックピン２２は係合位置に保持される。
次に、左後輪ＷＲＬについて、個別解除動作とロック緩和動作を行う（ステップＳ４〜ステップＳ９）。
まず、右後輪ＷＲＲ側の電磁ソレノイド２４に、ロックピン２２を退出位置に保持する電力を通電する（ステップＳ４、Ｓ５）。
これによって、右後輪ＷＲＲのロックピン２２が退出位置へ移動済みの場合に、ロックピン２２を退出位置に保持する。
また、ステップＳ４、Ｓ５では、左後輪ＷＲＬの電磁ソレノイド２４にロックピン２２を退出位置へ吸引する電力を通電する（個別解除動作開始）。
まず、右後輪ＷＲＲ側の電磁ソレノイド２４に、ロックピン２２を退出位置に保持する電力を通電する（ステップＳ４、Ｓ５）。
これによって、右後輪ＷＲＲのロックピン２２が退出位置へ移動済みの場合に、ロックピン２２を退出位置に保持する。
また、ステップＳ４、Ｓ５では、左後輪ＷＲＬの電磁ソレノイド２４にロックピン２２を退出位置へ吸引する電力を通電する（個別解除動作開始）。
そして、各電磁ソレノイド２４への通電を継続したまま、左後輪ＷＲＬのモータ１１を駆動する（ステップＳ６、Ｓ７）。
モータ１１を駆動する際には、トー角を右側へ所定の角度振り、所定時間Ｔ１保持した後に、トー角を左側へ所定の角度振り、さらに所定時間Ｔ１保持した後に、モータ１１を初期位置に戻す（ロック緩和動作）。
モータ１１を駆動する際には、トー角を右側へ所定の角度振り、所定時間Ｔ１保持した後に、トー角を左側へ所定の角度振り、さらに所定時間Ｔ１保持した後に、モータ１１を初期位置に戻す（ロック緩和動作）。
このように、個別解除動作とロック緩和動作を組み合わせることによって、左後輪ＷＲＬのロックピン２２と係合突起２１ａとの噛み込みが緩和され、ロックピン２２が、退出位置へ移動する。
右後輪ＷＲＲのロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続しつつ、左後輪ＷＲＬのロックピン２２を退出位置に保持する電力を通電する（ステップＳ８）。
そして、左後輪ＷＲＬのロックピン２２が退出位置に保持されつつ、左後輪ＷＲＬのロック緩和動作が終了し、モータ１１が初期位置にあることを確認する（ステップＳ９）。
右後輪ＷＲＲのロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続しつつ、左後輪ＷＲＬのロックピン２２を退出位置に保持する電力を通電する（ステップＳ８）。
そして、左後輪ＷＲＬのロックピン２２が退出位置に保持されつつ、左後輪ＷＲＬのロック緩和動作が終了し、モータ１１が初期位置にあることを確認する（ステップＳ９）。
次に、右後輪ＷＲＲについて、個別解除動作とロック緩和動作を行う（ステップＳ１０〜ステップＳ１４）
まず、左後輪ＷＲＬ側の電磁ソレノイド２４に、ロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続する（ステップＳ１０）。
これによって、退出位置へ移動した左後輪ＷＲＬのロックピン２２を退出位置に保持する。
また、ステップＳ１０では、右後輪ＷＲＲの電磁ソレノイド２４にロックピン２２を退出位置へ吸引する電力を通電する（個別解除動作開始）。
まず、左後輪ＷＲＬ側の電磁ソレノイド２４に、ロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続する（ステップＳ１０）。
これによって、退出位置へ移動した左後輪ＷＲＬのロックピン２２を退出位置に保持する。
また、ステップＳ１０では、右後輪ＷＲＲの電磁ソレノイド２４にロックピン２２を退出位置へ吸引する電力を通電する（個別解除動作開始）。
そして、各電磁ソレノイド２４への通電を継続したまま、右後輪ＷＲＲのモータ１１を駆動する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。
モータ１１を駆動する際には、所定時間Ｔ２をかけて、トー角を右側へ所定の角度まで振り、所定時間Ｔ１保持した後に、トー角を左側へ所定の角度まで振る。
トー角を左側へ所定の角度まで振った状態でさらに所定時間Ｔ１保持した後に、所定時間Ｔ２をかけて、モータ１１を初期位置に戻す（ロック緩和動作）。
モータ１１を駆動する際には、所定時間Ｔ２をかけて、トー角を右側へ所定の角度まで振り、所定時間Ｔ１保持した後に、トー角を左側へ所定の角度まで振る。
トー角を左側へ所定の角度まで振った状態でさらに所定時間Ｔ１保持した後に、所定時間Ｔ２をかけて、モータ１１を初期位置に戻す（ロック緩和動作）。
個別解除動作とロック緩和動作を組み合わせることによって、右後輪ＷＲＲのロックピン２２と係合突起２１ａとの噛み込みが緩和され、ロックピン２２が、退出位置へ移動する。
左後輪ＷＲＬのロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続しつつ、右後輪ＷＲＲのロックピン２２を退出位置に保持する電力を通電する（ステップＳ１３）。
そして、右後輪ＷＲＲのロック緩和動作が終了していることを確認する（ステップＳ１４）。
最後に、左右のロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続したまま制御を終了する。
左後輪ＷＲＬのロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続しつつ、右後輪ＷＲＲのロックピン２２を退出位置に保持する電力を通電する（ステップＳ１３）。
そして、右後輪ＷＲＲのロック緩和動作が終了していることを確認する（ステップＳ１４）。
最後に、左右のロックピン２２を退出位置に保持する電力の通電を継続したまま制御を終了する。
図４の下段のタイムチャートに示すように、一斉解除動作とロック緩和動作を同時に行い、全ての車輪Ｗについてロックを解除する場合と比較して、本実施形態の車両用操向システム１では、消費される電力のピークを下げることができる。
なお、ロックピン２２を退出位置へ吸引する電力と、ロックピン２２を退出位置に保持する電力とは、次式の関係を満たすように設定されている。
（ロックピン２２を退出位置へ吸引する電力） ＞ （ロックピン２２を退出位置に保持する電力）
これによって、より小容量の電磁ソレノイド２４が採用可能になり、装置全体の小型軽量化が図られ、車体側への設置が可能になる。
なお、ロックピン２２を退出位置へ吸引する電力と、ロックピン２２を退出位置に保持する電力とは、次式の関係を満たすように設定されている。
（ロックピン２２を退出位置へ吸引する電力） ＞ （ロックピン２２を退出位置に保持する電力）
これによって、より小容量の電磁ソレノイド２４が採用可能になり、装置全体の小型軽量化が図られ、車体側への設置が可能になる。
次に、本実施形態に係る車両用操向システム１の作用効果について説明する。
本実施形態では、左右のロック解除を個別に行うことで、システム容量が小さくても確実にロック解除することができる。
これによって、ロック手段２０の小容量化による小型軽量化を図ることができる。
本実施形態では、左右のロック解除を個別に行うことで、システム容量が小さくても確実にロック解除することができる。
これによって、ロック手段２０の小容量化による小型軽量化を図ることができる。
本実施形態では、一斉解除動作の後に個別解除動作を行っているため、ロック解除時に発生する解除音の回数を減らすことが可能になる。
これによって、商品性を向上することができる。
これによって、商品性を向上することができる。
本実施形態では、サスペンションＳＰに対して車体側に、アクチュエータ１０とロック手段２０とが配置されている。
これによって、車輪Ｗ側にアクチュエータ１０とロック手段２０とが配置される構成と比べて、サスペンションＳＰのバネ下荷重が低減され、乗り心地を向上することができる。
これによって、車輪Ｗ側にアクチュエータ１０とロック手段２０とが配置される構成と比べて、サスペンションＳＰのバネ下荷重が低減され、乗り心地を向上することができる。
本実施形態のロック手段２０は、車輪Ｗのトー角変化に連動して変位するレシーバ２１と、レシーバ２１に係脱可能に配置されるロックピン２２と、を備えている。
これによって、比較的簡便な構成でロック手段２０が構成されるため、さらなる小型軽量化を図ることができる。
これによって、比較的簡便な構成でロック手段２０が構成されるため、さらなる小型軽量化を図ることができる。
１ 車両用操向システム
１０ アクチュエータ
１１ モータ
２０ ロック手段
２１ レシーバ
２１ａ 係合突起
２２ ロックピン
２３ ピンバネ
２４ 電磁ソレノイド
３０ 制御手段
３１ ＥＣＵ
ＢＤ 車体
ＳＰ サスペンション
Ｗ 車輪
ＷＦ 前輪
ＷＲ 後輪
ＷＲＲ 右後輪
ＷＲＬ 左後輪
１０ アクチュエータ
１１ モータ
２０ ロック手段
２１ レシーバ
２１ａ 係合突起
２２ ロックピン
２３ ピンバネ
２４ 電磁ソレノイド
３０ 制御手段
３１ ＥＣＵ
ＢＤ 車体
ＳＰ サスペンション
Ｗ 車輪
ＷＦ 前輪
ＷＲ 後輪
ＷＲＲ 右後輪
ＷＲＬ 左後輪
Claims (4)
- 複数の車輪を備える車両の該車輪毎に配置され、該車輪のトー角を変化させるアクチュエータと、
該車輪毎に配置され、該車輪のトー角の変化を規制するロック手段と、
該アクチュエータと該ロック手段とを制御する制御手段と、
を備え、
該制御手段は、
該ロック手段毎に、
ロックを解除する個別解除動作と、ロック状態を緩和するロック緩和動作とを
同時に行う
ことを特徴とする車両用操向システム。 - 前記制御手段は、
全ての前記ロック手段をロック解除する一斉解除動作の後に、
該ロック手段毎にロックを解除する個別解除動作と、
ロック状態を緩和するロック緩和動作と
を同時に行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用操向システム。 - 前記アクチュエータと前記ロック手段とが、
前記車輪を車体に支持するサスペンションに対して、該車体側に配置される
ことを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の車両用操向システム。 - 前記ロック手段は、
前記車輪毎に配置され、該車輪のトー角変化に連動して変位するレシーバと、
該レシーバ毎に係脱可能に配置され、係合時には、該レシーバの変位を規制するロックピンと、
を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用操向システム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018027733A JP6586181B2 (ja) | 2018-02-20 | 2018-02-20 | 車両用操向システム |
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