JP5125403B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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Description

本発明は、運転者が操舵する操舵機構と、該操舵機構とは切り離されて転舵輪を転舵する転舵機構とを有する所謂ステアバイワイヤ構成を有する車両の操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus having a so-called steer-by-wire configuration that includes a steering mechanism that is steered by a driver and a steering mechanism that is separated from the steering mechanism and steers steered wheels.

この種の車両の操舵装置としては、例えば、格別の操舵モータを備える左右の前輪のキングピンを、夫々のナックルアームの先端を連結するリンク部材により連携させ、例えば、一方の操舵モータがフェイル状態となったとき、この操舵モータに対応する前輪が、リンク部材を介して伝えられる他方の操舵モータの回転により操舵される構成とした車両用操舵装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−170849号公報(第1頁、図1)
As this type of vehicle steering device, for example, the king pins of the left and right front wheels equipped with special steering motors are linked by link members that connect the tips of the respective knuckle arms, for example, one steering motor is in a failed state. When this happens, a vehicle steering device has been proposed in which the front wheel corresponding to the steering motor is steered by the rotation of the other steering motor transmitted through a link member (see, for example, Patent Document 1). .
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-170849 (first page, FIG. 1)

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、一方の操舵モータがフェイル状態となったとき、この操舵モータに対応する前輪が、リンク部材を介して他方の操舵モータの回転により操舵されるので、一方の操舵モータに異常が発生した場合でも他方の操舵モータにより異常となった操舵モータ側の転舵輪の転舵制御を継続することができるものであるが、左右の転舵輪のナックルの先端がリンク部材によって連結されているので、左右の操舵モータを個別に制御して転舵輪のスリップ角を独立して制御することはできないという未解決の課題がある。   However, in the conventional example described in Patent Document 1, when one steering motor is in a failed state, the front wheel corresponding to this steering motor is steered by the rotation of the other steering motor via the link member. Therefore, even when an abnormality occurs in one steering motor, it is possible to continue the steering control of the steered wheels on the side of the steering motor that has become abnormal due to the other steering motor. Since the tip of the knuckle is connected by the link member, there is an unsolved problem that the left and right steering motors cannot be individually controlled to independently control the slip angle of the steered wheels.

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、左右の転舵輪を独立してスリップ角制御することができると共に、左右の一方の転舵アクチュエータに異常が発生した場合にフェイルセーフ動作を確保することができる車両用操舵装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and can control the slip angle of the left and right steered wheels independently, and abnormally detects one of the left and right steered actuators. An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can ensure a fail-safe operation when the above occurs.

上記目的を達成するために、請求項1に係る車両用操舵装置は、運転者が操舵する操舵機構と、該操舵機構とは切り離されて転舵輪を転舵する転舵機構とを有し、前記転舵機構は、左右の転舵輪に対して個別に転舵力を付与する転舵アクチュエータを有する一対の転舵部と、該一対の転舵部間を連結する可動抵抗を与えながら可動可能で可動可能範囲が規制された連結部材とを少なくとも有し、前記連結部材は、可動抵抗を粘性及び摩擦の少なくとも一方で発生させるように構成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a vehicle steering apparatus according to claim 1 includes a steering mechanism that is steered by a driver, and a steering mechanism that is steered from a steered wheel by being separated from the steering mechanism. The steering mechanism is movable while providing a pair of steered parts having a steered actuator that individually imparts a steered force to the left and right steered wheels, and a movable resistance that connects the pair of steered parts. at least a connecting member movable range is restricted in said connecting member is characterized that you have configured the movable resistor to generate at least one of viscosity and friction.

また、請求項2に係る車両用操舵装置は、運転者が操舵する操舵機構と、該操舵機構とは切り離されて転舵輪を転舵する転舵機構とを有し、前記転舵機構は、左右の転舵輪に対して個別に転舵力を付与する転舵アクチュエータを有する一対の転舵部と、該一対の転舵部間を連結する可動抵抗を与えながら可動可能で可動可能範囲が規制された連結部材とを少なくとも有し、さらに前記一対の転舵部の転舵アクチュエータを前記転舵輪に作用する横力に基づいて独立制御する転舵制御手段を備えていることを特徴としている。   Further, the vehicle steering apparatus according to claim 2 includes a steering mechanism that is steered by a driver, and a steering mechanism that steers the steered wheels by being separated from the steering mechanism, and the steering mechanism includes: A pair of steered portions having a steered actuator that individually imparts a steered force to the left and right steered wheels and a movable resistance that connects the pair of steered portions while being movable, and the movable range is restricted. And a steering control means for independently controlling the steering actuators of the pair of steering units based on a lateral force acting on the steered wheels.

さらに、請求項3に係る車両用操舵装置は、請求項2に係る発明において、前記転舵制御手段は、前記転舵輪に作用する横力を検出する横力検出手段と、前記転舵輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記横力検出手段で検出した横力と前記車輪速検出手段で検出した車輪速とに基づいて前記転舵輪のスリップ角を独立にフィードバック制御する転舵制御部とを備えていることを特徴としている。   Furthermore, the vehicle steering apparatus according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the turning control means includes a lateral force detecting means for detecting a lateral force acting on the steered wheel, and a wheel of the steered wheel. Wheel speed detection means for detecting speed, and steering control for independently feedback control of the slip angle of the steered wheel based on the lateral force detected by the lateral force detection means and the wheel speed detected by the wheel speed detection means It is characterized by having a part.

さらにまた、請求項4に係る車両用操舵装置は、請求項3に係る発明において、前記横力検出手段及び車輪速検出手段は、前記車輪のハブに内蔵されていることを特徴としている。 Furthermore, a steering apparatus for a vehicle according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the lateral force detecting means and the wheel speed detection means, you are characterized by being built into the hub of the wheel.

本発明によれば、転舵機構は、左右の転舵輪に対して個別に転舵力を付与する転舵アクチュエータを有する一対の転舵部と、該一対の転舵部間を連結する可動抵抗を与えながら可動可能で可動可能範囲が規制された連結部材とを少なくとも有するので、左右の転舵輪に対する転舵アクチュエータを個別にスリップ角制御することができると共に、一方の転舵アクチュエータに異常が発生した場合でも正常な転舵アクチュエータにより連結部材を介して異常が発生した転舵アクチュエータ側の転舵輪を転舵させることができるという効果が得られる。   According to the present invention, the steering mechanism includes a pair of steered portions having a steered actuator that individually imparts a steered force to the left and right steered wheels, and a movable resistance that connects the pair of steered portions. At least a connecting member that is movable while restricting the movable range, so that it is possible to individually control the steering angle for the left and right steered wheels, and an abnormality occurs in one of the steered actuators. Even if it does, the effect that the steered wheel by the side of the steered actuator in which abnormality generate | occur | produced via the connection member with a normal steered actuator can be steered is acquired.

また、左右の転舵部の転舵アクチュエータを転舵輪に作用する横力と転舵輪の車輪速度とに基づいて独立制御することにより、両転舵輪のスリップ角を、別途アクチュエータを用いることなく個別に制御することができ、燃費を向上させることができると共に、運動性能の向上を図ることができるという効果が得られる。   In addition, by independently controlling the steering actuators of the left and right steered parts based on the lateral force acting on the steered wheels and the wheel speed of the steered wheels, the slip angles of both steered wheels can be individually controlled without using separate actuators. Thus, the fuel efficiency can be improved, and the performance of the vehicle can be improved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す概略構成図であって、図中、1はステアバイワイヤ式の車両用操舵装置であり、この車両用操舵装置1は、運転者が操舵する操舵機構2と、この操舵機構2から切り離されて左右の前輪でなる転舵輪3FL,3FRを転舵する転舵機構4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a steer-by-wire type vehicle steering device. The vehicle steering device 1 is a steering mechanism that is steered by a driver. 2 and a steered mechanism 4 that steers steered wheels 3FL and 3FR that are separated from the steering mechanism 2 and are front and right wheels.

操舵機構2は、運転者が操舵するステアリングホイール21を装着したステアリングシャフト22と、このステアリングシャフト22に対して内蔵する電動モータ23によって操舵反力を発生させる操舵反力発生部24と備えている。
また、転舵機構4は、各転舵輪3FL,3FRのハブ31L,31Rに連結されたナックルアーム32L,32Rに一端が連結されたタイロッド41L,41Rと、これらタイロッド41L,41Rの他端に連結されたピットマンアーム42L,42Rと、これらピットマンアーム42L,42Rを揺動駆動する転舵アクチュエータとしてのピットマンアクチュエータ43L,43Rと、ピットマンアーム42L,42Rを連結する連結部材44とを備えている。ここで、タイロッド41L,41R、ピットマンアーム42L,42R、及びピットマンアクチュエータ43L,43Rで一対の転舵部が構成されている。
The steering mechanism 2 includes a steering shaft 22 on which a steering wheel 21 to be steered by a driver is mounted, and a steering reaction force generator 24 that generates a steering reaction force by an electric motor 23 built in the steering shaft 22. .
Further, the steering mechanism 4 is connected to the tie rods 41L and 41R having one ends connected to the knuckle arms 32L and 32R connected to the hubs 31L and 31R of the steered wheels 3FL and 3FR, and to the other ends of the tie rods 41L and 41R. Pitman arms 42L and 42R, pitman actuators 43L and 43R as turning actuators for swinging and driving the pitman arms 42L and 42R, and a connecting member 44 for connecting the pitman arms 42L and 42R. Here, the tie rods 41L and 41R, the pitman arms 42L and 42R, and the pitman actuators 43L and 43R constitute a pair of steered portions.

ピットマンアクチュエータ43L,43Rの夫々は、図2に示すように、車体側部材51に固定されたハウジング52と、このハウジング52内に組み込まれた遊星歯車式減速機構53と、ハウジング52の上端に配設されて出力軸54aが遊星歯車式減速機構53の入力側に連結された電動モータ54L,54Rとを備えており、遊星歯車式減速機構53の出力軸にピットマンアーム42L,42Rが連結されている。   As shown in FIG. 2, each of the pitman actuators 43L and 43R is arranged at the upper end of the housing 52, a housing 52 fixed to the vehicle body side member 51, a planetary gear speed reduction mechanism 53 incorporated in the housing 52, and the housing 52. And an electric motor 54L, 54R connected to the input side of the planetary gear type reduction mechanism 53. The pitman arms 42L, 42R are connected to the output shaft of the planetary gear type reduction mechanism 53. Yes.

遊星歯車式減速機構53は、通常の2KH型遊星減速機55と3K型遊星減速機56とを組み合わせることにより、コンパクトな構成で1/200程度の減速比で大きなトルクが出力されるように構成されている。具体的には、電動モータ54L,54Rの出力軸54aに連結された中心軸57を有し、この中心軸57の下端側に通常の2KH型遊星減速機55が配設され、上端側に3K型遊星減速機56が配設されている。   The planetary gear type reduction mechanism 53 is configured to output a large torque with a reduction ratio of about 1/200 in a compact configuration by combining a normal 2KH type planetary reduction device 55 and a 3K type planetary reduction device 56. Has been. Specifically, it has a center shaft 57 connected to the output shaft 54a of the electric motors 54L and 54R, a normal 2KH type planetary reduction gear 55 is disposed on the lower end side of the center shaft 57, and 3K on the upper end side. A type planetary speed reducer 56 is provided.

通常の2KH型遊星減速機55は、入力部となる中心軸57に連結されたサンギヤ61と、出力部となる第1ピニオンキャリア62によって支持され、サンギヤ61に噛合する第1ピニオンギヤ63と、この第1ピニオンギヤ63と噛合するハウジング52に固定された第1リングギヤ64とで構成されている。そして、中心軸57が回転すると、第1リングギヤ64がハウジング52に固定されているので、第1ピニオンギヤ63がサンギヤ61と第1リングギヤ64との歯数比に従って自転しながら公転して、第1ピニオンキャリア62から減速出力がえられる。   A normal 2KH type planetary reduction gear 55 includes a sun gear 61 connected to a central shaft 57 serving as an input unit, a first pinion gear 63 supported by a first pinion carrier 62 serving as an output unit, and meshing with the sun gear 61, The first ring gear 64 is fixed to the housing 52 that meshes with the first pinion gear 63. When the central shaft 57 rotates, the first ring gear 64 is fixed to the housing 52, so that the first pinion gear 63 revolves while rotating according to the gear ratio between the sun gear 61 and the first ring gear 64, and the first A deceleration output is obtained from the pinion carrier 62.

3K型遊星減速機56は、第1ピニオンキャリア62に連結されたサンギヤ71と、このサンギヤ71及び前述した第1リングギヤ64間に噛合する第2ピニオンギヤ72と、この第2ピニオンギヤ72に弾性キー73を介して一体に連結された第2ピニオンギヤ72より多くの歯数が設定された第3ピニオンギヤ74と、この第3ピニオンギヤ74を支持するピニオンキャリア75と、第3ピニオンギヤ74に噛合する回転自在な第2リングギヤ76と、この第2リングギヤ76に固定された出力軸77とで構成されている。ここで、出力軸77は、ハウジング52の上端部に転がり軸受78によって回転自在に支持された円筒部77aと、この円筒部77aの下端に一体に連結された一部がハウジング52より外方に突出された水平板部77bとで構成され、水平板部77bの下面が第2リングギヤ76にビス留めされていると共に、水平板部77bのハウジング52から突出した板部の上面にピットマンアーム42L,42Rがビス留めされている。   The 3K-type planetary speed reducer 56 includes a sun gear 71 connected to the first pinion carrier 62, a second pinion gear 72 that meshes between the sun gear 71 and the first ring gear 64 described above, and an elastic key 73 to the second pinion gear 72. A third pinion gear 74 having a larger number of teeth than the second pinion gear 72 integrally connected thereto, a pinion carrier 75 supporting the third pinion gear 74, and a rotatable freely meshing with the third pinion gear 74 The second ring gear 76 and an output shaft 77 fixed to the second ring gear 76 are configured. Here, the output shaft 77 includes a cylindrical portion 77 a rotatably supported by a rolling bearing 78 on the upper end portion of the housing 52, and a part integrally connected to the lower end of the cylindrical portion 77 a outward from the housing 52. The horizontal plate portion 77b is protruded, and the lower surface of the horizontal plate portion 77b is screwed to the second ring gear 76, and the pitman arm 42L and the upper surface of the plate portion protruding from the housing 52 of the horizontal plate portion 77b. 42R is screwed.

連結部材44は、一端が夫々ピットマンアーム42L,42Rの先端に回動可能に連結された連結ロッド81L,81Rと、これら連結ロッド81L,81Rを連結する伸縮可能で伸縮範囲が規制されたリレーロッド82とで構成されている。リレーロッド82は、連結ロッド81Rの他端に連結された外筒部83と、連結ロッド81Lの他端に連結されて外筒部83内に所定の摺動抵抗を持って摺動可能に配設された摺動軸部84とで構成されている。外筒部83は連結ロッド81R側の大径筒部83aと連結ロッド81L側の小径筒部83bとで構成されている。摺動軸部84は外筒部83の大径筒部83a内に係合する大径軸84aと、外筒部83の小径筒部83b内に所定の摩擦抵抗を持って摺接するように嵌合させた小径軸部84bとを有し、小径軸部84bが連結ロッド81Lに連結されている。ここで、外筒部83の小径筒部83bと摺動軸部84の小径軸部84bとの間の摺動抵抗は、図1に示すように、小径筒部83bと小径軸部84bとを嵌合させたり、両者の何れか一方にOリングを介挿したり、両者間に高粘度グリースを塗布したり、両者の何れか一方にバネ、ゴム等の弾性体を配設して他方の摺動面に圧接したりすることにより付与することができる。また、外筒部83に対する摺動軸部84の伸縮範囲は、左右の転舵輪3FL及び3FRの制御可能なスリップ角の差分を吸収可能な長さとなるように規制され、この伸縮範囲を規制するように外筒部83の大径部83aの軸方向長さと摺動軸部84の大径軸部84aの軸方向長さが設定されている。   The connecting member 44 has connecting rods 81L and 81R, one end of which is rotatably connected to the tip of each of the pitman arms 42L and 42R, and a relay rod that is extendable and connects the connecting rods 81L and 81R and whose expansion range is restricted. 82. The relay rod 82 is connected to the other end of the connecting rod 81R and the other end of the connecting rod 81L so as to be slidable with a predetermined sliding resistance. The sliding shaft portion 84 is provided. The outer cylinder portion 83 includes a large-diameter cylinder portion 83a on the connecting rod 81R side and a small-diameter cylinder portion 83b on the connecting rod 81L side. The sliding shaft portion 84 is fitted so as to be in sliding contact with a predetermined frictional resistance within the large diameter shaft portion 84a that engages in the large diameter tube portion 83a of the outer tube portion 83 and the small diameter tube portion 83b of the outer tube portion 83. The small-diameter shaft portion 84b is connected to the connecting rod 81L. Here, as shown in FIG. 1, the sliding resistance between the small-diameter cylindrical portion 83b of the outer cylindrical portion 83 and the small-diameter shaft portion 84b of the sliding shaft portion 84 causes the small-diameter cylindrical portion 83b and the small-diameter shaft portion 84b to move. They are fitted, O-rings are inserted into either of them, high-viscosity grease is applied between them, or an elastic body such as a spring or rubber is disposed on either of them, and the other slide It can be applied by pressing on the moving surface. In addition, the expansion / contraction range of the sliding shaft portion 84 with respect to the outer cylinder portion 83 is regulated to be a length capable of absorbing the difference between the controllable slip angles of the left and right steered wheels 3FL and 3FR, and restricts the expansion / contraction range. As described above, the axial length of the large diameter portion 83 a of the outer cylinder portion 83 and the axial length of the large diameter shaft portion 84 a of the sliding shaft portion 84 are set.

また、各転舵輪3FL,3FRは、図3に示すように、ハブ31L,31Rがハブ本体31aとこのハブ本体31aから車両内方に延長する内筒部31bとで構成されている。そして、ハブ31L,31Rの内筒部31bと懸架装置を構成するナックル31cに取付けた外筒部31dとの間に軸方向の両端部側で夫々保持器31eで保持された転動体としてのボール31fを介在させて複列アンギュラ玉軸受構成とされている。   Further, as shown in FIG. 3, each steered wheel 3FL, 3FR is composed of a hub body 31a and an inner cylinder portion 31b extending from the hub body 31a toward the inside of the vehicle. Balls as rolling elements held by the retainers 31e on both ends in the axial direction between the inner cylinder part 31b of the hubs 31L and 31R and the outer cylinder part 31d attached to the knuckle 31c constituting the suspension device A double row angular contact ball bearing structure is formed with 31f interposed.

そして、転舵輪3FL,3FRに作用するアキシアル荷重即ち横力が横力センサ91によって検出されると共に、ハブ31L及び31Rの内筒部31bの回転速度即ち車輪速VwFL及びVwFRが車輪速センサ92によって検出される。
ここで、横力センサ91は、図4に示すように、車両に作用する車両外側のボール31fの公転速度Nを算出し、算出した公転速度Nから車両のアキシアル荷重即ち横力を算出するように構成されている。この横力センサ91は、保持器31eに形成した円周方向にN極及びS極を交互に形成した第1のエンコーダ91aと、この第1のエンコーダ91aに対向して外筒部31dに固定配置された接線方向に所定距離Dだけ離間し、円周方向に角度(中心角ピッチ)θだけ離間した一対の磁気センサ91b,91cと、これら磁気センサ91b及び91cで検出したパルス信号を信号処理すると共に、所定の演算処理を行って公転速度Nを算出し、算出した公転速度Nから車輪に作用する横力FyFL及びFyFRを算出する信号処理回路91dとを備えている。
The steerable wheels 3FL, with axial load or lateral force is detected by the lateral force sensor 91, the rotational speed or wheel speed of the inner cylindrical portion 31b of the hub 31L and 31R Vw FL and Vw FR is a wheel speed sensor acting on 3FR 92.
Here, as shown in FIG. 4, the lateral force sensor 91 calculates the revolution speed N of the ball 31f outside the vehicle acting on the vehicle, and calculates the axial load, ie, lateral force, of the vehicle from the calculated revolution speed N. It is configured. The lateral force sensor 91 is fixed to the outer cylinder portion 31d so as to face the first encoder 91a and the first encoder 91a in which N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction formed in the cage 31e. A pair of magnetic sensors 91b and 91c separated by a predetermined distance D in the arranged tangential direction and separated by an angle (center angle pitch) θ in the circumferential direction, and pulse signals detected by these magnetic sensors 91b and 91c are signal processed. In addition, a signal processing circuit 91d that performs a predetermined calculation process to calculate the revolution speed N and calculates lateral forces Fy FL and Fy FR acting on the wheels from the calculated revolution speed N is provided.

信号処理回路91dは、磁気センサ91b及び91cから入力されるパルス信号の一方の立ち上がり時点から他方の立ち上がり時点までの遅延時間Tを検出し、検出した遅延時間Tと磁気センサ91b及び91c間の距離D又は角度θに基づいて下記(1)式又は(2)式の演算を行って公転速度Nを算出する。
N=(60/πT)×sin-1(D/2R) …………(1)
N=(30/π)×(θ/T) …………(2)
ここで、Rはエンコーダ91aの回転中心から磁気センサ91b及び91cの検出部が対向している部分までの回転半径である。
The signal processing circuit 91d detects a delay time T from one rising point of the pulse signals input from the magnetic sensors 91b and 91c to the other rising point, and a distance between the detected delay time T and the magnetic sensors 91b and 91c. The revolution speed N is calculated by performing the following equation (1) or (2) based on D or the angle θ.
N = (60 / πT) × sin −1 (D / 2R) (1)
N = (30 / π) × (θ / T) (2)
Here, R is a rotation radius from the rotation center of the encoder 91a to the portion where the detection units of the magnetic sensors 91b and 91c are opposed to each other.

なお、距離Dと角度θとは下記(3)式の関係がある。
θ=2sin-1(D/2R) …………(3)
このように、ボール31fの公転速度Nを、磁気センサ91b及び91cのパルス信号間の遅延時間Tを算出することにより、算出するので、エンコーダ91aの磁気特性が変化する点即ちN極とS極との境界が磁気センサ91b及び91cを通過する毎に、公転速度Nを算出できる。上記境界は、エンコーダ91aの片側面に多数存在するので、各ボール31fの公転速度Nを略リアルタイムで求めることができる。また、エンコーダ91aの回転に拘らず、磁気センサ91b及び91c間の距離Dは変化することはないので、エンコーダ91aの製造誤差や組付け誤差に関係なく、公転速度Nを正確に検出することができる。
Note that the distance D and the angle θ have the relationship of the following equation (3).
θ = 2sin −1 (D / 2R) (3)
Thus, since the revolution speed N of the ball 31f is calculated by calculating the delay time T between the pulse signals of the magnetic sensors 91b and 91c, the magnetic characteristic of the encoder 91a changes, that is, the N pole and the S pole. The revolution speed N can be calculated every time the boundary between and passes the magnetic sensors 91b and 91c. Since there are many boundaries on one side of the encoder 91a, the revolution speed N of each ball 31f can be obtained in substantially real time. Further, since the distance D between the magnetic sensors 91b and 91c does not change regardless of the rotation of the encoder 91a, the revolution speed N can be accurately detected regardless of the manufacturing error or the assembly error of the encoder 91a. it can.

このように、信号処理回路91dで各ボール31fの公転速度Nを算出することにより、転舵輪3FL,3FRを構成するホイール35とナックル31cとの間に作用し、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重即ち横力を検出することができる。
すなわち、内筒部31b及び外筒部31dとボール31fとで複列アンギュラ玉軸受構成を有するので、これにアキシアル荷重を負荷すると、上記各ボール31fの接触角が変化する。例えば図3に矢印αで示すように、内向きのアキシアル荷重が加わると、外側(図3の左側)の列のボール31fの接触角が大きくなる。転がり軸受の分野で周知のように、アンギュラ型の玉軸受を構成するボール31fの公転速度は、これらをボール31fの接触角が変化すると変化する。具体的には、上記アキシアル荷重を支承する、上記外側の列に関しては、このアキシアル荷重が大きくなる程、上記各ボール31fの公転速度が速くなる。したがって、この公転速度の変化を測定することで上記転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を求めることができる。
Thus, by calculating the revolution speed N of each ball 31f by the signal processing circuit 91d, the axial load acting on the rolling bearing unit, which acts between the wheel 35 and the knuckle 31c constituting the steered wheels 3FL and 3FR, is applied. Lateral force can be detected.
That is, since the inner cylindrical portion 31b and the outer cylindrical portion 31d and the ball 31f have a double-row angular ball bearing configuration, when an axial load is applied thereto, the contact angle of each ball 31f changes. For example, as shown by an arrow α in FIG. 3, when an inward axial load is applied, the contact angle of the balls 31f in the outer (left side in FIG. 3) row increases. As is well known in the field of rolling bearings, the revolution speed of the balls 31f constituting the angular ball bearings changes as the contact angle of the balls 31f changes. Specifically, with respect to the outer row that supports the axial load, the revolution speed of the balls 31f increases as the axial load increases. Therefore, the axial load applied to the rolling bearing unit can be obtained by measuring the change in the revolution speed.

例えば、図5は図3に示した構造を有する、背面組合せ型の複列転がり軸受ユニットに上記矢印α方向のアキシアル荷重を付加した場合における、このアキシアル荷重の大きさとボール31fの公転速度との関係を示している。
この図5の実線aがアキシアル荷重と外側(図3の左側)の列のボール31fの公転速度との関係を、破線bがアキシアル荷重と内側の列のボール31fの公転速度との関係を、夫々表している。なお、ラジアル荷重は一定とした。このような図5の特性曲線から明らかなように、アキシアル荷重を受ける側の列のボール31fに関しては、アキシアル荷重の大きさとこれら各ボール31fの公転速度Nとは略比例関係にある。したがって、これら各ボール31fの公転速度Nを測定することにより、図5の特性曲線を参照して、アキシアル荷重を算出することができる。ここで、図5の特性曲線は実験により求めるか、シミュレーションによって求めることができる。この図5の特性曲線を横力算出マップとして信号処理回路91dに記憶させておくことにより、公転速度Nから転舵輪3FL,3FRに作用する横力FyFL及びFyFRを算出することができる。また、上記構成を有する横力センサ91は後輪3RL及び3RRにも備えられており、後輪3RL及び3RRの横力FyRL及びFyRRを算出するようにしている。
For example, FIG. 5 shows the relationship between the magnitude of the axial load and the revolution speed of the ball 31f when the axial load in the direction of the arrow α is added to the back-row combined type double row rolling bearing unit having the structure shown in FIG. Showing the relationship.
The solid line a in FIG. 5 represents the relationship between the axial load and the revolution speed of the balls 31f in the outer (left side of FIG. 3) line, and the broken line b represents the relationship between the axial load and the revolution speed of the balls 31f in the inner row. Represents each. The radial load was constant. As is apparent from the characteristic curve of FIG. 5, the magnitude of the axial load and the revolution speed N of each of the balls 31f are in a substantially proportional relationship with respect to the balls 31f on the side receiving the axial load. Therefore, by measuring the revolution speed N of each ball 31f, the axial load can be calculated with reference to the characteristic curve of FIG. Here, the characteristic curve of FIG. 5 can be obtained by experiment or by simulation. By storing the characteristic curve of FIG. 5 in the signal processing circuit 91d as a lateral force calculation map, the lateral forces Fy FL and Fy FR acting on the steered wheels 3FL and 3FR can be calculated from the revolution speed N. Further, the lateral force sensor 91 having the above configuration is also provided in the rear wheels 3RL and 3RR, and calculates the lateral forces Fy RL and Fy RR of the rear wheels 3RL and 3RR.

また、車輪速センサ92は、ハブ31L,31Rの内筒部31bの車両内側端面に、上述した第1のエンコーダ91aと同様の第2のエンコーダ92aを設け、この第2のエンコーダ92aに対向させて1つの磁気センサ92bを設けることにより、この磁気センサ92bから出力される短時間当たりのパルス信号数を計数するか又は1つのパルス信号の立ち上がり時点から次のパルス信号の立ち上がり時点までの時間を計測することにより、車輪速VwFL及びVwFRを算出する。 Further, the wheel speed sensor 92 is provided with a second encoder 92a similar to the first encoder 91a described above on the vehicle inner end face of the inner cylinder portion 31b of the hubs 31L and 31R, and is opposed to the second encoder 92a. By providing one magnetic sensor 92b, the number of pulse signals per short time output from the magnetic sensor 92b is counted, or the time from the rising point of one pulse signal to the rising point of the next pulse signal is counted. By measuring, the wheel speeds Vw FL and Vw FR are calculated.

そして、各車輪3FL〜3RRに設けた横力センサ91で検出した横力FyFL〜FyRRと車輪速センサ92で検出した車輪速VwFL及びVwFRが車両の制御系を統括する車両統合コントロールユニット100に入力されると共に、車両の他の走行状況を表すヨーレート、アクセル開度、ブレーキ踏込量、エンジン情報等も車両統合コントロールユニット100に入力され、この車両統合コントロールユニット100にステアバイワイヤコントロールユニット101が車載LAN等のネットワークを介して接続され、ステアバイワイヤコントロールユニット101で必要とする情報が車両統合コントロールユニット100から伝送される。 The vehicle integrated control in which the lateral forces Fy FL to Fy RR detected by the lateral force sensor 91 provided on each wheel 3FL to 3RR and the wheel speeds Vw FL and Vw FR detected by the wheel speed sensor 92 control the vehicle control system. In addition to being input to the unit 100, the yaw rate, the accelerator opening, the brake depression amount, the engine information, and the like representing other traveling conditions of the vehicle are also input to the vehicle integrated control unit 100. 101 is connected via a network such as an in-vehicle LAN, and information required by the steer-by-wire control unit 101 is transmitted from the vehicle integrated control unit 100.

ステアバイワイヤコントロールユニット101は、図6に示すように、車両統合コントロールユニット100から読込んだ転舵輪3FL,3FRに作用する横力FyFLFyFRに基づいて反力アクチュエータ23を制御する反力制御部102と、車両統合コントロールユニット100から読込んだ前後4輪に作用する横力FyFL、FyFR、FyRL及びFyRRに基づいて簡易車両モデルに従ってヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyを推定する車両挙動推定部103と、この車両挙動推定部103で推定したヨーレート微分値γ′と横加速度Gyと非駆動輪の車輪速VwFL及びVwFRに基づいて車体のスリップ角θを推定するスリップ角推定部104と、転舵輪3FL,3FRに作用する横力FyFL及びFyFRと車輪速VwFL及びVwFRとスリップ角θとに基づいて路面摩擦係数μを推定する路面摩擦係数推定部105と、反力アクチュエータ23による操舵角δを検出する操舵角センサ25から出力される操舵角δと路面摩擦係数推定部105から出力される路面摩擦係数μに基づいて所定の規範モデルに従って目標ヨーレート微分値γt′及び目標横加速度Gytでなる規範挙動目標値を出力する規範モデル106と、この規範モデル106から出力される規範挙動目標値と、スリップ角推定部104から出力されるスリップ角θと、路面摩擦係数推定部105から出力される路面摩擦係数μと、車両挙動推定部103から出力されるヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyと車輪速VwFL及びVwFRとに基づいて安定化制御を行って転舵角指令値δtを加算器108L及び108Rに出力する安定化制御器107とを備えている。 As shown in FIG. 6, the steer-by-wire control unit 101 is a reaction force control that controls the reaction force actuator 23 based on the lateral force Fy FL Fy FR acting on the steered wheels 3FL and 3FR read from the vehicle integrated control unit 100. The yaw rate differential value γ ′ and lateral acceleration Gy are estimated according to the simple vehicle model based on the lateral forces Fy FL , Fy FR , Fy RL and Fy RR acting on the front and rear four wheels read from the unit 102 and the vehicle integrated control unit 100. Vehicle behavior estimation unit 103, and a slip for estimating the slip angle θ of the vehicle body based on the yaw rate differential value γ ′ estimated by the vehicle behavior estimation unit 103, the lateral acceleration Gy, and the wheel speeds Vw FL and Vw FR of the non-driven wheels an angular estimation unit 104, the steered wheels 3FL, lateral force Fy FL and Fy FR wheel speed Vw FL and Vw FR and Sri acting 3FR The road surface friction coefficient estimating unit 105 that estimates the road surface friction coefficient μ based on the steering angle θ, and the steering angle δ and the road surface friction coefficient estimating unit that are output from the steering angle sensor 25 that detects the steering angle δ by the reaction force actuator 23. Based on the road surface friction coefficient μ output from 105, a reference model 106 for outputting a reference behavior target value composed of a target yaw rate differential value γt ′ and a target lateral acceleration Gyt according to a predetermined reference model, and output from the reference model 106 The reference behavior target value, the slip angle θ output from the slip angle estimation unit 104, the road surface friction coefficient μ output from the road surface friction coefficient estimation unit 105, and the yaw rate differential value γ ′ output from the vehicle behavior estimation unit 103 Further, stabilization control is performed based on the lateral acceleration Gy and the wheel speeds Vw FL and Vw FR, and the turning angle command value δt is output to the adders 108L and 108R. And a stabilizing controller 107 to be applied.

ここで、反力制御部102では、車両統合コントロールユニット100から読込んだ転舵輪3FL及び3FRに作用する横力FyFL及びFyFRに基づいてステアリングホイール21に作用させる操舵反力を演算し、操舵反力に応じたトルク指令値を反力アクチュエータ23に出力して、この反力アクチュエータ23を制御するように構成されている。
また、車両挙動推定部103では、車両を簡易な4輪モデルと考え、車両に係る横力FyFL〜FyRRを表すと図7に示す簡易4輪モデルが考えられる。
Here, the reaction force control unit 102 calculates a steering reaction force to be applied to the steering wheel 21 based on the lateral forces Fy FL and Fy FR acting on the steered wheels 3FL and 3FR read from the vehicle integrated control unit 100, A torque command value corresponding to the steering reaction force is output to the reaction force actuator 23, and the reaction force actuator 23 is controlled.
Further, the vehicle behavior estimation unit 103 considers the vehicle as a simple four-wheel model, and a simple four-wheel model shown in FIG. 7 is considered when the lateral forces Fy FL to Fy RR related to the vehicle are represented.

このときの運動方程式は、
M・Gy=FyFL+FyFR+FyRL+FyRR …………(1)
I・γ′=FyFL×LFL+FyFR×LFR+FyRL×LRL+FyRR×LRR……(2)
ここで、Mは車体重量、Gyは横加速度、Iは車両慣性モーメント、γ′はヨーレート微分値である。
The equation of motion at this time is
M · Gy = Fy FL + Fy FR + Fy RL + Fy RR (1)
I · γ ′ = Fy FL × L FL + Fy FR × L FR + Fy RL × L RL + Fy RR × L RR (2)
Here, M is the weight of the vehicle body, Gy is the lateral acceleration, I is the vehicle inertia moment, and γ ′ is the yaw rate differential value.

この(1)式から横加速度Gyは
Gy=(FyFL+FyFR+FyRL+FyRR)/M …………(3)
で算出され、ヨーレート微分値γ′は、
γ′={(LF(FyFL+FyFR)−LR(FyRL+FyRR)}/I……(4)
で算出される。ここで、LFは重心から前輪を結ぶ軸までの距離、LRは重心から後輪を結ぶ軸までの距離である。
From this equation (1), the lateral acceleration Gy is Gy = (Fy FL + Fy FR + Fy RL + Fy RR ) / M (3)
The yaw rate differential value γ ′ is calculated by
γ ′ = {(L F (Fy FL + Fy FR ) −L R (Fy RL + Fy RR )} / I (4)
Is calculated by Here, L F is the distance from the center of gravity to the axis connecting the front wheels, and L R is the distance from the center of gravity to the axis connecting the rear wheels.

したがって、各車輪の横力FyFL、FyFR、FyRL及びFyRRが分かると横加速度Gy及びヨーレート微分値γ′を算出することができ、このうちヨーレート微分値γ′は、直接計測することが困難であり、さらにこれら値は実際のサスペンションが装着された車両では、実ヨーレートや実横加速度よりも先に変化する。すなわち、車両の挙動が変化する前に挙動の変化を予測することができ、高度な制御が可能となることからヨーレート微分値及び横加速度の先読み値と称することができ、これらヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyがスリップ角推定部104及び後述する安定化制御器107に出力される。 Therefore, if the lateral forces Fy FL , Fy FR , Fy RL and Fy RR of each wheel are known, the lateral acceleration Gy and the yaw rate differential value γ ′ can be calculated. Of these, the yaw rate differential value γ ′ should be measured directly. Further, these values change before the actual yaw rate and actual lateral acceleration in a vehicle equipped with an actual suspension. That is, a change in behavior can be predicted before the behavior of the vehicle changes, and since advanced control is possible, it can be referred to as a yaw rate differential value and a pre-read value of lateral acceleration. These yaw rate differential values γ ′ And the lateral acceleration Gy are output to the slip angle estimation unit 104 and a stabilization controller 107 described later.

また、スリップ角推定部104は、車両挙動推定部103で算出されたヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyに基づいて車体スリップ角θを算出する。
この車体スリップ角θの算出は、先ず、ヨーレート微分値γ′を下記(5)式に示すように積分してヨーレートγを算出すると共に、非駆動輪となる転舵輪3FL,3FRの車輪速VwFL及びVwFRの平均値を算出して車速V(=(VwFL+VwFR)/2))を算出する。
Further, the slip angle estimation unit 104 calculates the vehicle body slip angle θ based on the yaw rate differential value γ ′ and the lateral acceleration Gy calculated by the vehicle behavior estimation unit 103.
For calculating the vehicle body slip angle θ, first, the yaw rate differential value γ ′ is integrated as shown in the following equation (5) to calculate the yaw rate γ, and the wheel speeds Vw of the steered wheels 3FL, 3FR to be non-driven wheels are calculated. The vehicle speed V (= (Vw FL + Vw FR ) / 2)) is calculated by calculating the average value of FL and Vw FR .

γ=∫{(LF(FyFL+FyFR)−LR(FyRL+FyRR)/I)}dt……(5)
ここで、ヨーレートγは上記(5)式に従って算出する場合に限らず、車両に設けたヨーレートセンサで検出したヨーレートを適用するようにしてもよい。
次いで、算出したヨーレートγ、車速V及と横加速度Gyとに基づいて下記(6)式の演算を行って車体スリップ角θを算出する。
γ = ∫ {(L F (Fy FL + Fy FR ) −L R (Fy RL + Fy RR ) / I)} dt (5)
Here, the yaw rate γ is not limited to the calculation according to the above equation (5), and the yaw rate detected by the yaw rate sensor provided in the vehicle may be applied.
Next, based on the calculated yaw rate γ, vehicle speed V and lateral acceleration Gy, the following equation (6) is calculated to calculate the vehicle body slip angle θ.

θ=∫(Gy/V−γ)dt …………(6)
このようにして得られたスリップ角θは、積分時のドリフトにより値がズレで行くが、横力FyFL及びFyFRと路面摩擦係数μとスリップ角θとの関係を利用して補正を行うことが好ましい。
また、路面摩擦係数推定部105では、転舵輪3FL及び3FRの横力FyFL及びFyFRとスリップ角推定部104で推定したスリップ角θとに基づいて下記(7)式の演算を行って路面摩擦係数μを推定する。
θ = ∫ (Gy / V−γ) dt (6)
The slip angle θ obtained in this manner is shifted in value due to drift at the time of integration, but is corrected using the relationship among the lateral forces Fy FL and Fy FR , the road surface friction coefficient μ, and the slip angle θ. It is preferable.
Further, the road surface friction coefficient estimating unit 105 calculates the following equation (7) based on the lateral forces Fy FL and Fy FR of the steered wheels 3FL and 3FR and the slip angle θ estimated by the slip angle estimating unit 104, thereby calculating the road surface. Estimate the coefficient of friction μ.

μ={(FyFL+FyFR)/2}/(Kf×θ) …………(7)
ここで、Kfはタイヤの諸元から求めたコーナリングパワーの定数である。
さらに、規範モデル106では、入力される操舵角δに基づいて転舵角の基準となる規範挙動値を演算するが、路面摩擦係数推定部105から路面摩擦係数μが供給されることより、例えば、雪路、凍結路、降雨路等の低摩擦係数路面では大きなヨーレートを得ようとせず、車両のスピンを防止するために車体のスリップ角θを小さく保つことを規範とする等、規範モデル自体を路面状況に応じて変化させ、より安定な目標ヨーレート微分値γt′及び目標横加速度Gytでなる規範挙動値を算出する。
μ = {(Fy FL + Fy FR ) / 2} / (Kf × θ) (7)
Here, Kf is a cornering power constant determined from tire specifications.
Further, in the reference model 106, a reference behavior value serving as a reference for the turning angle is calculated based on the input steering angle δ. From the road surface friction coefficient estimation unit 105, the road surface friction coefficient μ is supplied. The normative model itself, such as a standard that keeps the slip angle θ of the vehicle body small in order to prevent vehicle spin, without trying to obtain a large yaw rate on road surfaces with low friction coefficient such as snowy roads, frozen roads, and rainy roads Is changed according to the road surface condition, and a standard behavior value composed of a more stable target yaw rate differential value γt ′ and a target lateral acceleration Gyt is calculated.

さらに、安定化制御器107では、規範モデル106から出力される目標ヨーレート微分値γt′及び目標横加速度Gytでなる規範挙動値と、車両挙動推定部103で推定された先読み値であるヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyと、スリップ角推定部104で推定されたスリップ角θと、路面摩擦係数推定部105で推定された路面摩擦係数μとに基づいて転舵角指令値δtを算出し、算出した転舵角指令値δtを加算器108L及び108Rの一方の入力側に出力する。   Further, in the stabilization controller 107, a normative behavior value composed of the target yaw rate differential value γt ′ and the target lateral acceleration Gyt output from the normative model 106, and a yaw rate differential value that is a look-ahead value estimated by the vehicle behavior estimation unit 103 is obtained. A turning angle command value δt is calculated based on γ ′ and lateral acceleration Gy, the slip angle θ estimated by the slip angle estimation unit 104, and the road surface friction coefficient μ estimated by the road surface friction coefficient estimation unit 105, The calculated turning angle command value δt is output to one input side of the adders 108L and 108R.

この安定化制御器107では、規範モデル106の規範挙動値と実際の挙動が等しくなるように転舵角指令値δtを算出する制御器で、ヨーレート微分値γ′、横加速度Gyの先読み値が車両挙動推定部103から入力されることにより、車両の挙動が変化する前に挙動の変化情報が分かることから、従来の制御器に比べて大幅な安定性の向上が可能となる。   This stabilization controller 107 is a controller that calculates the turning angle command value δt so that the actual behavior is equal to the normative behavior value of the normative model 106, and the look-ahead values of the yaw rate differential value γ ′ and the lateral acceleration Gy are By inputting from the vehicle behavior estimation unit 103, the change information of the behavior can be known before the behavior of the vehicle changes, so that the stability can be greatly improved as compared with the conventional controller.

また、加算器108L及び108Rの他方の入力側には、アクティブトー角コントローラ109からトー角指令値として転舵輪3FL及び3FRのスリップ角θF及びθRが入力され、これら加算器108L及び108Rの出力が個別にモータ駆動回路110L及び110Rに供給され、これらモータ駆動回路110L及び110Rによって各ピットマンアクチュエータ43L及び43Rの電動モータ54L,54Rが駆動制御される。 Further, slip angles θ F and θ R of the steered wheels 3FL and 3FR are input from the active toe angle controller 109 as toe angle command values to the other input side of the adders 108L and 108R. Outputs are individually supplied to the motor drive circuits 110L and 110R, and the electric motors 54L and 54R of the pitman actuators 43L and 43R are driven and controlled by the motor drive circuits 110L and 110R.

アクティブトー角コントローラ109は、図8に示すトー角制御処理を実行する。
このアクティブトー角制御は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS1で、車載LANを介して車両統合コントロールユニット100から転舵輪3FL,3FRに作用する横力FyFL及びFyFRと車輪速VwFL及びVwFRとを読込み、次いで、ステップS2に移行して、読込んだ横力FyFL及びFyFRと車輪速VwFL及びVwFRとに基づいて仕事の次元を持つ以下に表される目的関数を最小化する演算を行って転舵輪3FL,3FRの転がり抵抗を最小化する左右の転舵輪3FL,3FRのスリップ角θL及びθRを算出する。
The active toe angle controller 109 executes a toe angle control process shown in FIG.
This active toe angle control is executed as a timer interruption process every predetermined time (for example, 10 msec). First, in step S1, a lateral force acting on the steered wheels 3FL and 3FR from the vehicle integrated control unit 100 via the in-vehicle LAN. Fy FL and Fy FR and wheel speeds Vw FL and Vw FR are read, and then the process proceeds to step S2, and work is performed based on the read lateral forces Fy FL and Fy FR and wheel speeds Vw FL and Vw FR . The slip angles θ L and θ R of the left and right steered wheels 3FL, 3FR that minimize the rolling resistance of the steered wheels 3FL, 3FR are calculated by performing an operation that minimizes the objective function expressed below.

FyFL・θL・VwFL+FyR・θR・VwFR
次いで、ステップS3に移行して、算出したスリップ角θL及びθRを加算器108L及び108Rに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
Fy FL・ θ L・ Vw FL + Fy R・ θ R・ Vw FR
Then, the processing proceeds to step S3, the calculated slip angle theta L and theta R from the output of the adder 108L and 108R end the timer interrupt processing returns to the predetermined main program.
Next, the operation of the above embodiment will be described.

今、ステアリングホイール21が中立にあって、車両が良路を直進走行状態であるものとすると、この直進走行状態では、車両の各輪に作用する横力FyFL、FyFR、FyRL及びFyRRは略零であり、車両挙動推定部103で前記(3)式及び(4)式に従って算出される横加速度Gy及びヨーレート微分値γ′は共に略零となる。
このため、スリップ角推定部104で前記(5)式に従って算出されるヨーレートγも略零となって前記(6)式で算出される車体スリップ角θも略零となる。
Assuming that the steering wheel 21 is neutral and the vehicle is traveling straight on a good road, the lateral forces Fy FL , Fy FR , Fy RL and Fy acting on each wheel of the vehicle in this straight traveling state are assumed. RR is substantially zero, and the lateral acceleration Gy and the yaw rate differential value γ ′ calculated by the vehicle behavior estimating unit 103 according to the equations (3) and (4) are both substantially zero.
Therefore, the yaw rate γ calculated by the slip angle estimation unit 104 according to the equation (5) is also substantially zero, and the vehicle body slip angle θ calculated by the equation (6) is also substantially zero.

また、路面摩擦係数推定部105で前記(7)式に従って算出される路面摩擦係数μも略零となるが、前回の旋回時に算出した路面摩擦係数μが維持される。
また、転舵輪3FL及び3FRに作用する横力FyFL及びFyFRが略零であるので、反力制御部102で出力されるトルク指令もステアリングホイール21が振れ回らない程度の小さい値となっており、これが反力アクチュエータ23に供給されることにより、この反力アクチュエータ23で、ステアリングホイール21の振れ回りを防止する程度の操舵反力が発生されて、ステアリングホイール21の振れ回りが抑制される。
Further, the road surface friction coefficient μ calculated by the road surface friction coefficient estimating unit 105 according to the equation (7) becomes substantially zero, but the road surface friction coefficient μ calculated at the previous turn is maintained.
Further, since the lateral forces Fy FL and Fy FR acting on the steered wheels 3FL and 3FR are substantially zero, the torque command output from the reaction force control unit 102 is also a small value that does not cause the steering wheel 21 to swing. When this is supplied to the reaction force actuator 23, the reaction force actuator 23 generates a steering reaction force that prevents the steering wheel 21 from swinging, and the steering wheel 21 is prevented from swinging. .

このとき、ステアリングホイール21が中立位置にあるので、操舵角センサ25から出力される操舵角δも略零であり、規範モデル106で算出される、ヨーレート微分値の目標値、横加速度目標値等の規範挙動値も略零に設定され、安定化制御器107で車両挙動推定部103から入力されるヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyを規範挙動値に一致させる転舵角が算出されるが、この転舵角も略零となる。   At this time, since the steering wheel 21 is in the neutral position, the steering angle δ output from the steering angle sensor 25 is also substantially zero, the target value of the yaw rate differential value, the lateral acceleration target value, etc. calculated by the reference model 106 Is also set to substantially zero, and the steering controller 107 calculates the turning angle at which the yaw rate differential value γ ′ and the lateral acceleration Gy input from the vehicle behavior estimation unit 103 coincide with the reference behavior value. The turning angle is also substantially zero.

さらに、アクティブトー角コントローラ109で算出される転がり抵抗を最小とするスリップ角θF及びθRも略零となり、加算器108L及び108Rの出力値も略零となることからピットマンアクチュエータ43L及び43Rの電動モータ54L,54Rが転舵輪3FL及び3FRの転舵角が略零となるようにピットマンアーム42L及び42Rを制御することにより、転舵輪3FL及び3FRが直進走行状態の転舵角に制御される。 Further, the slip angles θ F and θ R that minimize the rolling resistance calculated by the active toe angle controller 109 are also substantially zero, and the output values of the adders 108L and 108R are also substantially zero, so that the pitman actuators 43L and 43R The electric motors 54L and 54R control the pitman arms 42L and 42R so that the steered angles of the steered wheels 3FL and 3FR become substantially zero, so that the steered wheels 3FL and 3FR are controlled to the steered angle in the straight traveling state. .

この直進走行状態から、ステアリングホイール21を左切り(又は右切り)操舵して旋回走行状態に移行する場合には、ステアリングホイール21の操舵に応じて操舵角δが規範モデル106に入力される。この規範モデル106で操舵角δ及び路面摩擦係数推定部105から入力される路面摩擦係数μに基づいて路面状態に応じた目標ヨーレート微分値γt′及び目標横加速度Gytでなる規範挙動値が算出され、これらが安定化制御器107に入力される。   When the steering wheel 21 is steered to the left (or right) to shift to the turning traveling state from the straight traveling state, the steering angle δ is input to the reference model 106 according to the steering of the steering wheel 21. Based on the steering angle δ and the road surface friction coefficient μ input from the road surface friction coefficient estimating unit 105, the reference model 106 calculates a standard behavior value including a target yaw rate differential value γt ′ and a target lateral acceleration Gyt according to the road surface condition. These are input to the stabilization controller 107.

このとき、車両挙動推定部103では、信号処理回路91dで算出した各車輪3FL〜3RRの横力FyFL〜FyRRが入力されているので、これら横力FyFL〜FyRRに基づいて先読み値となるヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyが算出され、これらヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyが安定化制御器107に入力される。
このため、安定化制御器107で、車両挙動推定部103で推定した先読み値となるヨーレート微分値γ′及び横加速度Gyが規範モデル106で算出した目標ヨーレート微分値γt′及び目標横加速度Gytと一致するように転舵角を算出し、この転舵角にスリップ角θを加算すると共に、路面摩擦係数推定部105で推定した路面摩擦係数μを加味して転舵角指令値δtを算出し、この転舵角指令値δtを加算器108L及び108Rに出力する。
At this time, since the lateral forces Fy FL to Fy RR of the respective wheels 3FL to 3RR calculated by the signal processing circuit 91d are input to the vehicle behavior estimating unit 103, the look-ahead value is based on these lateral forces Fy FL to Fy RR. The yaw rate differential value γ ′ and the lateral acceleration Gy are calculated, and the yaw rate differential value γ ′ and the lateral acceleration Gy are input to the stabilization controller 107.
Therefore, the yaw rate differential value γ ′ and the lateral acceleration Gy, which are the look-ahead values estimated by the vehicle behavior estimation unit 103 in the stabilization controller 107, are the target yaw rate differential value γt ′ and the target lateral acceleration Gyt calculated by the reference model 106, respectively. The turning angle is calculated so as to match, the slip angle θ is added to the turning angle, and the turning angle command value δt is calculated by adding the road surface friction coefficient μ estimated by the road surface friction coefficient estimating unit 105. The turning angle command value δt is output to the adders 108L and 108R.

一方、アクティブトー角コントローラ109では、転がり抵抗を最小化しつつコーナリング荷重が得られるように、左右の転舵輪3FL及び3FRのスリップ角分配を最適に行うために、転舵輪3FL及び3FRの横力FyFL及びFyFRと、車輪速VwFL及びVwFRと、スリップ角θL及びθRとで表される仕事の次元を持つ目的関数FyFL・θL・VwFL+FyR・θR・VwFRを最小化するスリップ角θL及びθRを算出し、算出したスリップ角θL及びθRを加算器108L及び108Rに出力する。このように、転舵輪3FL及び3FRの横力FyFL及びFyFRと車輪速VwFL及びVwFRとに基づいてスリップ角θL及びθRを算出することにより、転舵輪3FL及び3FRに路面から入力される反力に応じたスリップ角θL及びθRが算出される。 On the other hand, in the active toe angle controller 109, in order to optimally distribute the slip angle between the left and right steered wheels 3FL and 3FR so as to obtain a cornering load while minimizing the rolling resistance, the lateral force Fy of the steered wheels 3FL and 3FR is obtained. Objective functions Fy FL · θ L · Vw FL + Fy R · θ R · Vw FR having work dimensions represented by FL and Fy FR , wheel speeds Vw FL and Vw FR , and slip angles θ L and θ R Slip angles θ L and θ R are calculated, and the calculated slip angles θ L and θ R are output to the adders 108L and 108R. In this way, by calculating the slip angles θ L and θ R based on the lateral forces Fy FL and Fy FR of the steered wheels 3FL and 3FR and the wheel speeds Vw FL and Vw FR , the steered wheels 3FL and 3FR are moved from the road surface. Slip angles θ L and θ R corresponding to the input reaction force are calculated.

このため、加算器108L及び108Rで安定化制御器107から入力される転舵角指令値δtにアクティブトー角コントローラ109から入力されるスリップ角θL及びθRを加算してモータ駆動回路110L及び110Rに出力することにより、転がり抵抗を最小としつつ必要なコーナリング荷重が得られるように、ピットマンアクチュエータ43L及び43Rの電動モータ54L及び54Rを左右独立に制御し、左右のピットマンアーム42L及び42Rを独立して回動させる。 For this reason, the slip angle θ L and θ R input from the active toe angle controller 109 are added to the turning angle command value δt input from the stabilization controller 107 by the adders 108L and 108R to add the motor drive circuit 110L and By outputting to 110R, the electric motors 54L and 54R of the pitman actuators 43L and 43R are independently controlled so that the required cornering load can be obtained while minimizing the rolling resistance, and the left and right pitman arms 42L and 42R are independent. And rotate.

このとき、左右のピットマンアーム42L及び42Rが連結部材44によって連結され、この連結部材44の連結ロッド81L及び81Rがリレーロッド82によって所定の摺動抵抗を持って連結されており、軸方向に伸縮が可能であるので、左右のピットマンアーム42L及び42Rの独立した回動を許容することができると共に、リレーロッド82の軸方向の伸縮が所定の摺動抵抗を持っている。このため、左右の転舵輪3FL及び3FRに路面から作用する反力が異なり、互いに打ち消し合う方向の反力が発生したり、一方の転舵輪の反力が他方の転舵輪の反力よりかなり大きくなったりする場合があり、この場合の左右の電動モータ54L及び54Rで生じるエネルギロスは、モータトルクは電流に比例し、エネルギロスは電流の二乗に比例するので、通常の左右一体の転舵アクチュエータで生じるエネルギロスより大きくなる。   At this time, the left and right pitman arms 42L and 42R are connected by the connecting member 44, and the connecting rods 81L and 81R of the connecting member 44 are connected by the relay rod 82 with a predetermined sliding resistance, and extend and contract in the axial direction. Therefore, the left and right pitman arms 42L and 42R can be allowed to rotate independently, and the expansion and contraction of the relay rod 82 in the axial direction has a predetermined sliding resistance. For this reason, reaction forces acting on the left and right steered wheels 3FL and 3FR from the road surface are different, reaction forces in the direction of canceling each other are generated, or the reaction force of one steered wheel is considerably larger than the reaction force of the other steered wheel In this case, the energy loss generated in the left and right electric motors 54L and 54R is proportional to the current of the motor torque, and the energy loss is proportional to the square of the current. It becomes larger than the energy loss caused by.

しかしながら、左右のピットマンアーム42L及び42Rがリレーロッド82で所定の摺動抵抗を持って連結されているので、左右のピットマンアーム42L及び42Rを回動させる力をある程度平均化することができ、転舵のエネルギロスを減少させることができる。
ここで、リレーロッド82の摺動抵抗は、左右のピットマンアクチュエータ43L及び43Rを激しく相対運動させる必要性はないので、相対運動に対する抵抗を適切に設定すれば、相対運動によるエネルギロスは小さく、左右独立制御の利点を生かすことができる。
However, since the left and right pitman arms 42L and 42R are connected by the relay rod 82 with a predetermined sliding resistance, the force for rotating the left and right pitman arms 42L and 42R can be averaged to some extent. Rudder energy loss can be reduced.
Here, the sliding resistance of the relay rod 82 is not required to cause the left and right pitman actuators 43L and 43R to violently move relative to each other. You can take advantage of independent control.

一方、左右のピットマンアクチュエータ43L及び43Rの何れか一方例えばピットマンアクチュエータ43Rの制御系統に異常が発生した場合には、当該異常が発生したピットマンアクチュエータ43Rの制御を停止させるが、異常となったピットマンアクチュエータ43Rに対応するピットマンアーム42Rが連結部材44を介して正常なピットマンアクチュエータ43Lで駆動されているピットマンアーム42Lに連結されているので、正常なピットマンアクチュエータ43Lによって、異常となったピットマンアクチュエータ43Rに対応するピットマンアーム42Rを駆動することができ、リレーロッド82が相対運動にある程度抵抗を有するので、フェイル側の転舵輪3FRが振動することが少なくなり、安定した転舵が可能となる。このフェイル時にリレーロッド82へその摺動抵抗より大きな力が伝達されて外筒部83及び摺動軸部84が相対移動し、図1の摺動軸部84の小径軸部84bと連結ロッド81Lとの連結端面と外筒部83の端面との間の距離La又は外筒部83の小径部83b及び大径部83aの段部と摺動軸部84の小径軸部84b及び大径軸部84aの段部との間の距離Lbが零となった時点で外筒部83と摺動軸部84とが一体となって移動することになり、左右が通常操舵可能な程度に確実に連結される。   On the other hand, when an abnormality occurs in one of the left and right pitman actuators 43L and 43R, for example, in the control system of the pitman actuator 43R, the control of the pitman actuator 43R in which the abnormality has occurred is stopped. Since the pitman arm 42R corresponding to 43R is connected to the pitman arm 42L driven by the normal pitman actuator 43L via the connecting member 44, the normal pitman actuator 43L corresponds to the abnormal pitman actuator 43R. The pitman arm 42R can be driven, and the relay rod 82 has some resistance to relative motion, so that the fail-side steered wheels 3FR are less likely to vibrate, and stable steering is possible. That. During this failure, a force greater than the sliding resistance is transmitted to the relay rod 82 and the outer cylinder portion 83 and the sliding shaft portion 84 move relative to each other, and the small diameter shaft portion 84b of the sliding shaft portion 84 and the connecting rod 81L in FIG. The distance La between the connecting end surface and the end surface of the outer cylindrical portion 83 or the small diameter portion 83b of the outer cylindrical portion 83 and the step portion of the large diameter portion 83a and the small diameter shaft portion 84b and the large diameter shaft portion of the sliding shaft portion 84. When the distance Lb between the stepped portion 84a becomes zero, the outer cylinder portion 83 and the sliding shaft portion 84 move together, and the left and right are reliably connected so that they can be normally steered. Is done.

このように、上記実施形態によれば、左右のピットマンアーム42L及び42Rが軸方向の伸縮に所定の自由度を有する連結部材44で連結されているので、これらピットマンアーム42L及び42Rをピットマンアクチュエータ43L及び43Rで左右独立して制御することができる。しかも、ピットマンアクチュエータ43L及び43Rの何れか一方の制御系に異常が発生したフェイル時に、正常な他方のピットマンアクチュエータによってフェイル側のピットマンアームを、連結部材44を介して駆動することができる。   As described above, according to the above embodiment, the left and right pitman arms 42L and 42R are connected by the connecting member 44 having a predetermined degree of freedom for expansion and contraction in the axial direction. Therefore, the pitman arms 42L and 42R are connected to the pitman actuator 43L. And 43R can be controlled independently on the left and right. In addition, when a failure occurs in one of the control systems of the pitman actuators 43L and 43R, the pitman arm on the fail side can be driven via the connecting member 44 by the other normal pitman actuator.

さらに、転舵輪3FL及び3FRの横力を内筒部31b及び外筒部31dとボール31fとで構成される複列アンギュラ玉軸受構成を有するハブ31L及び31Rに設けた横力センサ91で、車輪に作用する横力FyFL〜FyRRを直接検出し、検出した横力FyFL〜FyRRに基づいて左右のピットマンアクチュエータ43L及び43Rを独立してアクティブ制御することにより、転がり抵抗を最小化しつつ必要なコーナリング荷重を得ることができ、燃費向上効果が得られると共に、運動性能を向上させることができる。 Further, the lateral force of the steered wheels 3FL and 3FR is measured by the lateral force sensor 91 provided on the hubs 31L and 31R having the double row angular ball bearing configuration constituted by the inner cylindrical portion 31b, the outer cylindrical portion 31d and the ball 31f. the lateral force Fy FL ~Fy RR acting directly detected in, by active control independently left and right of the pitman actuators 43L and 43R on the basis of the detected lateral force Fy FL ~Fy RR, while minimizing rolling resistance A necessary cornering load can be obtained, and an effect of improving fuel efficiency can be obtained, and at the same time, exercise performance can be improved.

しかも、車輪に作用する横力FyFL〜FyRRを直接検出し、検出した横力FyFL〜FyRRに基づいてタイヤのスリップ角θと路面摩擦係数μとを推定するので、これらスリップ角θ及び路面摩擦係数の推定を正確に行うことができる。
さらに、規範モデル106で算出した規範挙動と車両挙動推定部103で横力FyFL〜FyRRから算出した先読み値となるヨーレート微分値γ′と横加速度Gyとでなる実際の車両挙動とが等しくなるように安定化制御器107で転舵角指令値δtを算出することにより、車両挙動が変化する前に挙動の変化を予測することができ、高精度な転舵角制御を行うことができる。ここで、路面摩擦係数μを規範モデル106にもフィードバックしていることにより、例えば低摩擦係数路面では大きなヨーレートを得ようとせず、スピンを防ぐため車体のスリップ角θを小さく保つことを規範とするなど、規範モデル106も路面状況に応じて変化させることができ、より安定な規範挙動を算出することができる。
Moreover, since the lateral forces Fy FL to Fy RR acting on the wheels are directly detected and the tire slip angle θ and the road surface friction coefficient μ are estimated based on the detected lateral forces Fy FL to Fy RR , these slip angles θ In addition, it is possible to accurately estimate the road surface friction coefficient.
Furthermore, the normative behavior calculated by the normative model 106 is equal to the actual vehicle behavior consisting of the yaw rate differential value γ ′, which is the look-ahead value calculated from the lateral forces Fy FL to Fy RR by the vehicle behavior estimation unit 103, and the lateral acceleration Gy. By calculating the turning angle command value δt by the stabilization controller 107, it is possible to predict a change in behavior before the vehicle behavior changes, and to perform highly accurate turning angle control. . Here, the road surface friction coefficient μ is also fed back to the reference model 106, so that, for example, a low yaw rate is not obtained on a low friction coefficient road surface, and the slip angle θ of the vehicle body is kept small to prevent spin. The norm model 106 can also be changed according to the road surface condition, and a more stable norm behavior can be calculated.

なお、上記実施形態においては、連結部材44を連結ロッド81L及び81Rとリレーロッド82とで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、オリフィスを用いたピストンを有する流体式ショックアブソーバのような摺動可能で摺動範囲が規制された連結部材を適用することもできる。
また、上記実施形態においては、アクティブトー角コントローラ109で、所定の目的関数を最小化するようなフィードバック制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、単にスリップ角が左右で均等になるように制御するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the connecting member 44 is configured by the connecting rods 81L and 81R and the relay rod 82 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a fluid-type shock having a piston using an orifice. A connecting member that is slidable and whose sliding range is regulated, such as an absorber, can also be applied.
In the above embodiment, the case where the active toe angle controller 109 performs feedback control that minimizes a predetermined objective function has been described. However, the present invention is not limited to this, and the slip angle is simply left and right. You may make it control so that it may become equal.

さらに、上記実施形態においては、操向機構がピットマンアーム形式である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図9に示すように、ピットマンアーム42L,42R及びピットマンアクチュエータ43L,43Rを省略し、これらに代えて、減速機を装着したギヤードモータ120L及び120Rを適用して転舵角を制御するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the steering mechanism is the pitman arm type has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9, the pitman arms 42L and 42R and the pitman actuators 43L and 43R are used. May be omitted, and instead of these, geared motors 120L and 120R equipped with reduction gears may be applied to control the turning angle.

すなわち、ギヤードモータ120L及び120Rをその減速出力軸121L及び121Rが車幅方向で左右対称となり、且つ同心的となるように車体側部材に固定配置すると共に、減速出力軸121L及び121Rに夫々ねじ軸122L及び122Rを接続する。そして、これらねじ軸122L及び122Rに螺合するナット123L及び123Rにタイロッド41L及び41Rを回動可能に連結する。さらに、各ギヤードモータ120L及び120Rのロータに接続されたモータ出力軸124L及び124Rを減速出力軸121L及び121Rとは反対側から突出させ、これらモータ出力軸124L及び124Rの先端に互いに所定の摩擦抵抗で接触する連結円板125L及び125Rを取付け、これら連結円板125L及び125Rの接触抵抗によって、ギヤードモータ120L及び120Rを独立に制御可能で且つ一方のギヤードモータ120L(又は120R)が異常となったときに、正常な他方のギヤードモータ120R(又は120L)のモータ出力軸124R(又は124L)の回転力を連結円板125L及び125Rを介して異常となったギヤードモータ120L(又は120R)のモータ出力軸124L(又は124R)に伝達するようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。この場合の連結円板125L及び125R間の接触抵抗は連結円板125L及び125R間の摩擦抵抗や両者間に高粘度グリースを使用したり、連結円板125L及び125Rの一方に設けたバネ、ゴム等の弾性体を他方に圧接させたり、さらには、連結円板125L及び125Rに代えて、一方のモータ出力軸124L(又は124R)に例えば円環状の流体室を形成し、この流体室内にオリフィスを有し他方のモータ出力軸124R(又は124L)に連結された仕切板を介挿してオリフィスによる流体抵抗を与えたりすることができる。この場合も連結円板125L及び125Rの相対回転を例えば一方に設けた係合孔に他方に設けた係合ピンを係合させたり、一方の外周面に設けた突起に他方の外周面に設けた係合ピンを係合させたりすることにより、左右の転舵輪3FL及び3FRのスリップ角の差分を吸収することが可能となるように連結円板125L及び125R間の回転範囲を規制する。   That is, the geared motors 120L and 120R are fixedly disposed on the vehicle body side member so that the deceleration output shafts 121L and 121R are symmetrical in the vehicle width direction and are concentric, and the screw shafts are respectively connected to the deceleration output shafts 121L and 121R. 122L and 122R are connected. Then, tie rods 41L and 41R are rotatably connected to nuts 123L and 123R that are screwed onto the screw shafts 122L and 122R. Further, the motor output shafts 124L and 124R connected to the rotors of the geared motors 120L and 120R are projected from the opposite side to the deceleration output shafts 121L and 121R, and predetermined frictional resistances are mutually attached to the tips of the motor output shafts 124L and 124R. The connecting disks 125L and 125R that are in contact with each other are attached, and the geared motors 120L and 120R can be controlled independently by the contact resistance of these connecting disks 125L and 125R, and one of the geared motors 120L (or 120R) becomes abnormal. Sometimes, the motor output of the geared motor 120L (or 120R) in which the rotational force of the motor output shaft 124R (or 124L) of the other normal geared motor 120R (or 120L) becomes abnormal via the coupling disks 125L and 125R On shaft 124L (or 124R) Even to reach, it is possible to obtain the same effect as the above embodiment. In this case, the contact resistance between the connecting disks 125L and 125R is a friction resistance between the connecting disks 125L and 125R, a high-viscosity grease is used between them, or a spring or rubber provided on one of the connecting disks 125L and 125R. For example, an annular fluid chamber is formed on one motor output shaft 124L (or 124R) instead of the connecting disks 125L and 125R, and an orifice is formed in the fluid chamber. It is possible to provide fluid resistance by an orifice through a partition plate connected to the other motor output shaft 124R (or 124L). In this case as well, the relative rotation of the connecting disks 125L and 125R is performed, for example, by engaging the engaging pin provided on the other side with the engaging hole provided on one side, or on the other outer peripheral surface with the protrusion provided on one outer peripheral surface. By engaging the engaging pins, the rotation range between the connecting disks 125L and 125R is regulated so that the difference between the slip angles of the left and right steered wheels 3FL and 3FR can be absorbed.

また、図10(a)〜(c)に示すように、連結円板125L及び125Rを接触させることなく近接対向させ、双方の連結円板125L及び125Rに半径方向に突出する突出部126L及び126Rを形成し、一方の突出部126Rに他方の突出部126Lの円周方向側面に係合する係合ピン127を形成して、モータ出力軸124L及び124Rの円周方向の1回転以内の自由回転を許容するように構成することもでき、この場合には、突出部126Lに係合ピン127が係合するまでの間は摩擦抵抗がないので、連結部材による左右平均効果による転舵アクチュエータとしてのギヤードモータ120L及び120Rのエネルギ低減効果を得ることはできないが、ギヤードモータ120L及び120Rのモータ電流で転舵輪3FL及び3FRの路面からの反力即ちセルフアライニングトルクを計測することができ、この計測したセルフアライニングトルクに基づいて左右のギヤードモータ120L及び120Rを独立制御することができ、転舵輪3FL及び3FRの横力を検出することなく転舵アクチュエータを独立制御することができる。   Further, as shown in FIGS. 10A to 10C, the projecting portions 126L and 126R projecting in the radial direction from both the coupling discs 125L and 125R with the coupling discs 125L and 125R facing each other without being brought into contact with each other. And an engaging pin 127 that engages the circumferential side surface of the other protruding portion 126L is formed on one protruding portion 126R so that the motor output shafts 124L and 124R can rotate freely within one rotation in the circumferential direction. In this case, since there is no frictional resistance until the engagement pin 127 is engaged with the protrusion 126L, as a steering actuator by the left and right average effect by the connecting member Although the energy reduction effect of the geared motors 120L and 120R cannot be obtained, the steered wheels 3FL and The reaction force from the road surface of the FR, that is, the self-aligning torque can be measured, and the left and right geared motors 120L and 120R can be independently controlled based on the measured self-aligning torque, and the steered wheels 3FL and 3FR can be controlled independently. The steered actuator can be independently controlled without detecting lateral force.

本発明のステアバイワイヤ式の車両操舵装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the steer-by-wire type vehicle steering apparatus of this invention. ピットマンアクチュエータを示す減速機構を断面とした側面図である。It is the side view which made the deceleration mechanism which shows a pitman actuator a cross section. 転舵輪のハブを示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the hub of a steered wheel. 車輪の横力を検出する横力センサを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the lateral force sensor which detects the lateral force of a wheel. 転動体の公転速度とアキシアル荷重との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the revolution speed of a rolling element, and an axial load. ステアバイワイヤコントロールユニットを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a steer-by-wire control unit. 簡易4輪モデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a simple 4 wheel model. アクティブトー角コントローラで実行するトー角制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the toe angle control processing procedure performed with an active toe angle controller. 本発明の他の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of this invention. 図9の変形例を示す連結部材の説明図であって、(a)は連結円板を説明する縦断面図、(b)は一方の連結円板の正面図、(c)は他方の連結円板の正面図である。It is explanatory drawing of the connection member which shows the modification of FIG. 9, Comprising: (a) is a longitudinal cross-sectional view explaining a connection disk, (b) is a front view of one connection disk, (c) is the other connection. It is a front view of a disk.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両用操舵装置、2…操舵機構、3FL,3FR…転舵輪(前輪)、3RL,3RR…後輪、4…転舵機構、21…ステアリングホイール、22…ステアリングシャフト、23…電動モータ、24…操舵反力発生部、31L,31R…ハブ、32L,32R…ナックルアーム、41L,41R…タイロッド、42L,42R…ピットマンアーム、43L,43R…ピットマンアクチュエータ、44…連結部材、51…車体側部材、52…ハウジング、53…遊星歯車式減速機構、54L,54R…電動モータ、81L,81R…連結ロッド、82…リレーロッド、83…外筒部、84…摺動軸部、91…横力センサ、92…車輪速センサ、100…車両統合コントロールユニット、101…ステアバイワイヤコントロールユニット、102…反力制御部、103…車両挙動推定部、104…スリップ角推定部、105…路面摩擦係数推定部、106…規範モデル、107…安定化制御器、108L,108R…加算器、109…アクティブトー角コントローラ、110L,110R…モータ駆動回路、120L,120R…ギヤードモータ、121L,121R…減速出力軸、122L,122R…ねじ軸、123L,123R…ナット、124L,124R…モータ出力軸、125L,125R…連結円板、126L,126R…突出部、127…係合ピン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle steering device, 2 ... Steering mechanism, 3FL, 3FR ... Steering wheel (front wheel), 3RL, 3RR ... Rear wheel, 4 ... Steering mechanism, 21 ... Steering wheel, 22 ... Steering shaft, 23 ... Electric motor, 24 ... Steering reaction force generating part, 31L, 31R ... Hub, 32L, 32R ... Knuckle arm, 41L, 41R ... Tie rod, 42L, 42R ... Pitman arm, 43L, 43R ... Pitman actuator, 44 ... Connecting member, 51 ... Car body side Member 52 ... Housing 53 ... Planetary gear type reduction mechanism 54L, 54R ... Electric motor 81L, 81R ... Connecting rod 82 ... Relay rod 83 ... Outer cylinder part 84 ... Sliding shaft part 91 ... Lateral force Sensor, 92 ... Wheel speed sensor, 100 ... Vehicle integrated control unit, 101 ... Steer-by-wire control unit, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Reaction force control part, 103 ... Vehicle behavior estimation part, 104 ... Slip angle estimation part, 105 ... Road surface friction coefficient estimation part, 106 ... Reference model, 107 ... Stabilization controller, 108L, 108R ... Adder, 109 ... Active Toe angle controller, 110L, 110R ... motor drive circuit, 120L, 120R ... geared motor, 121L, 121R ... deceleration output shaft, 122L, 122R ... screw shaft, 123L, 123R ... nut, 124L, 124R ... motor output shaft, 125L, 125R: Connection disk, 126L, 126R ... Projection, 127 ... Engagement pin

Claims (4)

運転者が操舵する操舵機構と、該操舵機構とは切り離されて転舵輪を転舵する転舵機構とを有し、前記転舵機構は、左右の転舵輪に対して個別に転舵力を付与する転舵アクチュエータを有する一対の転舵部と、該一対の転舵部間を連結する可動抵抗を与えながら可動可能で可動可能範囲が規制された連結部材とを少なくとも有し
前記連結部材は、可動抵抗を粘性及び摩擦の少なくとも一方で発生させるように構成されていることを特徴とする車両用操舵装置。
A steering mechanism that is steered by the driver, and a steering mechanism that steers the steered wheels by being separated from the steering mechanism, and the steered mechanism individually imparts a steering force to the left and right steered wheels. Having at least a pair of steered portions having a steered actuator to be applied, and a connecting member that is movable while restricting a movable range while providing a movable resistance for connecting the pair of steered portions ;
The connecting member is a vehicle steering apparatus characterized that you have configured the movable resistor to generate at least one of viscosity and friction.
運転者が操舵する操舵機構と、該操舵機構とは切り離されて転舵輪を転舵する転舵機構とを有し、前記転舵機構は、左右の転舵輪に対して個別に転舵力を付与する転舵アクチュエータを有する一対の転舵部と、該一対の転舵部間を連結する可動抵抗を与えながら可動可能で可動可能範囲が規制された連結部材とを少なくとも有し、さらに前記一対の転舵部の転舵アクチュエータを前記転舵輪に作用する横力に基づいて独立制御する転舵制御手段を備え
前記連結部材は、可動抵抗を粘性及び摩擦の少なくとも一方で発生させるように構成されていることを特徴とする車両用操舵装置。
A steering mechanism that is steered by the driver, and a steering mechanism that steers the steered wheels by being separated from the steering mechanism, and the steered mechanism individually imparts a steering force to the left and right steered wheels. A pair of steered portions having a steered actuator to be applied, and a connecting member that is movable while restricting a movable range while providing a movable resistance for coupling the pair of steered portions; A steering control means for independently controlling the steering actuator of the steering unit based on the lateral force acting on the steered wheels ,
The connecting member is a vehicle steering apparatus characterized that you have configured the movable resistor to generate at least one of viscosity and friction.
前記転舵制御手段は、前記転舵輪に作用する横力を検出する横力検出手段と、前記転舵輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記横力検出手段で検出した横力と前記車輪速検出手段で検出した車輪速とに基づいて前記転舵輪のスリップ角を独立にフィードバック制御する転舵制御部とを備えていることを特徴とする請求項2に記載の車両用操舵装置。 The steering control means includes a lateral force detection means for detecting a lateral force acting on the steered wheels, a wheel speed detection means for detecting a wheel speed of the steered wheels, and a lateral force detected by the lateral force detection means. The vehicle steering apparatus according to claim 2, further comprising: a steering control unit that independently feedback-controls a slip angle of the steered wheel based on a wheel speed detected by the wheel speed detecting unit. . 前記横力検出手段及び車輪速検出手段は、前記車輪のハブに内蔵されていることを特徴とする請求項3に係る車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 3, wherein the lateral force detecting means and the wheel speed detecting means are built in a hub of the wheel.
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