JP5326019B2 - Rear wheel toe angle controller - Google Patents

Rear wheel toe angle controller Download PDF

Info

Publication number
JP5326019B2
JP5326019B2 JP2012058265A JP2012058265A JP5326019B2 JP 5326019 B2 JP5326019 B2 JP 5326019B2 JP 2012058265 A JP2012058265 A JP 2012058265A JP 2012058265 A JP2012058265 A JP 2012058265A JP 5326019 B2 JP5326019 B2 JP 5326019B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rear wheel
toe angle
steering
vehicle
wheel toe
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012058265A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012148771A (en
Inventor
泰 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2012058265A priority Critical patent/JP5326019B2/en
Publication of JP2012148771A publication Critical patent/JP2012148771A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5326019B2 publication Critical patent/JP5326019B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

本発明は、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変車両において後輪トー角の制御に供される後輪トー角制御装置に関し、特に、ヨーレートと横加速度とに応じて後輪トー角を制御する技術に関する。   The present invention relates to a rear wheel toe angle control device that is used to control a rear wheel toe angle in a rear wheel toe angle variable vehicle that changes a toe angle of a rear wheel, and more particularly to a rear wheel toe angle according to a yaw rate and a lateral acceleration. The present invention relates to a technique for controlling a corner.

自動車は、直進走行中に横風を受けたり不整路等でタイヤ外力を受けたりすると直進しなくなるため、ドライバはハンドルを微妙に修正しながら運転を続ける。この問題を解決する手段として、パワーステアリングに補正反力を発生させて運転操作を助けるものや、前輪のアクティブ操舵や後輪操舵で直進性を向上させるもの、4WSによるもの、そしてこれらの組み合わせ等が提案されている。   Since the automobile does not go straight if it receives a crosswind or a tire external force on an irregular road during straight running, the driver continues driving while slightly correcting the steering wheel. As a means to solve this problem, one that generates a correction reaction force in the power steering to assist the driving operation, one that improves straightness by active steering of the front wheels and rear wheel steering, 4WS, and combinations thereof, etc. Has been proposed.

また、前輪アクティブ操舵としては、伝達率を可変制御する伝達率可変制御装置をステアリングホイールからステアリングギヤボックスに至る操舵系統に備えた車両において、転舵角に基づいて算出した横加速度と車体の実横加速度とから外乱による横加速度を求め、外乱による横加速度による車両挙動の変化を予測してこれを打ち消す補正操舵を行うように伝達率可変制御装置を作動させたものが提案されている(特許文献1参照)。   For front wheel active steering, in a vehicle equipped with a variable transmission ratio control device that variably controls the transmission ratio in the steering system from the steering wheel to the steering gear box, the lateral acceleration calculated based on the turning angle and the actual vehicle body are calculated. It has been proposed that a variable transmission rate control device is operated so as to perform a correction steering that obtains a lateral acceleration due to a disturbance from the lateral acceleration, predicts a change in vehicle behavior due to the lateral acceleration due to the disturbance, and cancels this (Patent) Reference 1).

後輪操舵としても様々な制御手法が提案されており、例えば、車両が不安定となり易い操舵直後の走行安定性を確保するために、ドライバが前輪を操舵した際、操舵直後には旋回外側の後輪のみをトーインに変化させ、その後旋回内側の後輪のみをトーインに操舵することにより、旋回直後の走行安定性を高めるとともに、アンダステア特性が強くなりすぎることを防止したものが提案されている(特許文献2参照)。   Various control methods have been proposed for rear wheel steering.For example, when a driver steers a front wheel to ensure traveling stability immediately after steering, the vehicle tends to become unstable. By changing only the rear wheels to toe-in and then steering only the rear wheels inside the turn to the toe-in, it has been proposed to improve the running stability immediately after turning and to prevent the understeer characteristics from becoming too strong. (See Patent Document 2).

特開平05−77751号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-77751 特開平08−25482号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-25482

しかしながら、直進安定性を乱す外乱の着力点は必ずしも一定ではなく、外乱による車両の反応は横運動と回転運動とを複雑に伴っているため、これを抑制するための操作は複雑で、ドライバの負担を増大させる。そして従来技術の挙動制御は、基本的に車両の回転運動または横運動を抑制するものであるため、実際の外乱に対してはドライバの修正操舵が必要であり、完全に直進安定性を確保するものとはなっていなかった。   However, the applied point of the disturbance that disturbs the straight-line stability is not always constant, and the reaction of the vehicle due to the disturbance is complicated with lateral movement and rotational movement. Therefore, the operation for suppressing this is complicated, and the driver's reaction is complicated. Increase the burden. And since the behavior control of the prior art basically suppresses the rotational motion or lateral motion of the vehicle, the driver needs to correct the steering for the actual disturbance, and completely ensure straight running stability. It was not a thing.

また、特許文献1に記載のステアリング制御装置では、伝達率可変制御装置を駆動したときに発生する操舵反力を打ち消すパワーステアリングを備えていなければ、ドライバが操舵トルクの増減による違和感を覚えたり、ドライバがステアリングホイールを確実に保持していない場合には、タイヤ側が操舵されずにステアリングホイール側だけが回転してしまったりするため、車両の挙動制御が困難である。例えパワーステアリングを備えてこの問題を解決したとしても、横力が発生する制御を行うため、直進走行時の制御誤差はそのまま車両挙動を不安定にさせる。   Further, in the steering control device described in Patent Literature 1, if the driver does not have a power steering that cancels the steering reaction force generated when the variable transmission rate control device is driven, the driver may feel uncomfortable due to increase or decrease of the steering torque, If the driver does not hold the steering wheel securely, the tire side is not steered and only the steering wheel side rotates, making it difficult to control the behavior of the vehicle. Even if this problem is solved by providing a power steering, a control error during straight traveling causes the vehicle behavior to be unstable as it is because control for generating lateral force is performed.

また、特許文献2に記載のトー角可変制御装置では、車両の旋回状態に基づいて後輪トー角を制御するため、直進走行時には制御装置が機能せず、直進走行時に横風等の外乱を受けた場合には車両の挙動が不安定になってしまう。   Further, in the toe angle variable control device described in Patent Document 2, since the rear wheel toe angle is controlled based on the turning state of the vehicle, the control device does not function during straight traveling, and is subject to disturbance such as cross wind during straight traveling. If this happens, the behavior of the vehicle becomes unstable.

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、直進走行時であっても外乱に対する直進走行性を有効に高めることのできる車両挙動制御を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide vehicle behavior control that can effectively improve straight traveling performance against disturbance even during straight traveling.

上記課題を解決するために本発明は、後輪トー角が可変制御される後輪トー角可変車両に設けられ、前記後輪トー角の制御に供される後輪トー角制御装置において、ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、横加速度を検出する横加速度検出手段とを備え、車体に外力が働いているか否かを判定し、外力が働いていると判定された場合、当該外力の着力点が車体重心よりも前方であるか後方であるかを判定し、当該外力の着力点が車体重心よりも前方である場合には、前記ヨーレート検出手段の検出結果と前記横加速度検出手段の検出結果とに基づいて前記後輪トー角をトーイン側に制御し、当該外力の着力点が車体重心よりも後方である場合には、前記ヨーレート検出手段の検出結果と前記横加速度検出手段の検出結果とに基づいて前記後輪トー角をトーアウト側に制御するように構成する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a rear wheel toe angle control device provided in a rear wheel toe angle variable vehicle in which a rear wheel toe angle is variably controlled, and used for controlling the rear wheel toe angle. A yaw rate detecting means for detecting the lateral acceleration, and a lateral acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration. It is determined whether or not an external force is acting on the vehicle body. Is determined to be in front of or behind the vehicle body center of gravity, and when the applied point of the external force is in front of the vehicle body center of gravity, the detection result of the yaw rate detection means and the detection result of the lateral acceleration detection means The rear wheel toe angle is controlled to the toe-in side, and when the applied point of the external force is behind the center of gravity of the vehicle body, the detection result of the yaw rate detection means and the detection result of the lateral acceleration detection means Based on before The rear wheel toe angle be configured to control the toe-out side.

上記構成の後輪トー角制御装置においては、運転者による操舵に応じてステアリング系に印加されるパワーステアリング装置の補助トルクに対し、前記ヨーレート検出手段の検出結果と前記横加速度検出手段の検出結果とに基づいて、付加トルクを設定するようにするとよい。   In the rear wheel toe angle control device having the above configuration, the detection result of the yaw rate detection means and the detection result of the lateral acceleration detection means with respect to the auxiliary torque of the power steering device applied to the steering system in accordance with steering by the driver. Based on the above, it is preferable to set the additional torque.

本発明によれば、回転運動または横運動だけでなく、その両方についてこれを打ち消す操舵が可能となるため、従来の直進安定制御装置に比べて飛躍的に直進安定性を高めることができる。そして、回転運動と横運動との両方について挙動が制御されるため、修正操舵を殆ど行わずに直進走行が維持され、ドライバの負担が軽減される。また、制御誤差が生じたとしても、直進走行時のトーイン量またはトーアウト量の誤差から旋回力が発生することはないため、制御誤差がそのまま車両挙動を乱すようなことはない。   According to the present invention, it is possible to perform steering that cancels both rotational motion and lateral motion, as well as both of them, so that the straight running stability can be dramatically improved as compared with the conventional straight running stability control device. Since the behavior is controlled for both the rotational motion and the lateral motion, straight traveling is maintained with little correction steering, and the burden on the driver is reduced. Even if a control error occurs, a turning force is not generated from an error in the toe-in amount or toe-out amount during straight traveling, so that the control error does not directly disturb the vehicle behavior.

また、パワーステアリング装置の補助トルクに対し付加トルクを設定することにより、ドライバの操舵(保舵力)が不適切で直進安定性が有効に発揮されない場合や、旋回走行時の制御誤差によってドライバの操舵が必要になった場合でも、ドライバは容易にステアリングを保持し、或いは容易に修正操舵を行うことができる。   In addition, by setting an additional torque for the auxiliary torque of the power steering device, the driver's steering (steering force) is inappropriate and the straight running stability cannot be exhibited effectively, or the driver's steering error is caused by a control error during turning. Even when steering becomes necessary, the driver can easily hold the steering, or can easily perform the correction steering.

後輪トー角制御装置を備えた自動車の概略構成図Schematic configuration diagram of an automobile equipped with a rear wheel toe angle control device 後輪トー角制御装置を備えた自動車の運動モデル図Vehicle motion model with rear wheel toe angle controller 後輪トー角制御のフローチャートRear wheel toe angle control flowchart

≪実施形態の構成≫
<自動車の全体構成>
以下、図面を参照して、本発明に係る後輪トー角制御装置11を備えた後輪トー角可変車両の一実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、例えばタイヤや電動アクチュエータ等については、それぞれ符号の数字に左右を示す添字lまたはrを付して、例えば、左側後輪5l、右側後輪5rと記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪5または後輪5l,5rと記す。
<< Configuration of Embodiment >>
<Overall configuration of automobile>
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a rear wheel toe angle variable vehicle including a rear wheel toe angle control device 11 according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, for the wheels and members arranged for them, such as tires and electric actuators, suffixes l or r indicating left and right are attached to the numerals respectively, for example, left rear wheel 5l, right rear wheel For example, the rear wheel 5 or the rear wheels 5l and 5r are denoted as 5r.

図1は実施形態に係る後輪トー角制御装置11を備えた自動車Vの概略構成を示す平面図である。自動車Vは、タイヤ2l,2rが装着された前輪3l・3rと、タイヤ4l,4rが装着された後輪5l,5rとを備えており、これら前輪3l,3rおよび後輪5l,5rが、左右のフロントサスペンション6l,6rおよびリヤサスペンション7l,7rによってそれぞれ車体1に懸架されている。   FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an automobile V provided with a rear wheel toe angle control device 11 according to the embodiment. The vehicle V includes front wheels 3l and 3r fitted with tires 2l and 2r, and rear wheels 5l and 5r fitted with tires 4l and 4r. The front wheels 3l and 3r and the rear wheels 5l and 5r are It is suspended from the vehicle body 1 by left and right front suspensions 6l and 6r and rear suspensions 7l and 7r.

また、自動車Vは、手動操舵力を軽減すべくステアリング系に補助トルクを印加する電動パワーステアリング装置21(EPS)を備え、ステアリングホイール22の操舵によって操向車輪としての前輪3を直接転舵する前輪操舵装置20と、左右のリヤサスペンション7l,7rに対して設けられた左右の電動アクチュエータ12l,12rを伸縮駆動することにより、左右後輪5l,5rのトー角θl,θrを個別に変化させる後輪トー角制御装置11とを備えている。   The vehicle V also includes an electric power steering device 21 (EPS) that applies an auxiliary torque to the steering system to reduce manual steering force, and directly steers the front wheels 3 as steering wheels by steering the steering wheel 22. The toe angles θl and θr of the left and right rear wheels 5l and 5r are individually changed by extending and contracting the front wheel steering device 20 and the left and right electric actuators 12l and 12r provided to the left and right rear suspensions 7l and 7r. And a rear wheel toe angle control device 11.

前輪操舵装置20は、ステアリングシャフト23を介してステアリングホイール22に一体的に連結されたピニオン24と、タイロッド25等を介してその両端が左右の前輪左右の前輪3に連結され、ピニオン24に噛合して車幅方向に往復動するラック軸26とからなるラック・アンド・ピニオン機構と、手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生すべくラック軸26に同軸的に設けられた電動機27を備えた電動パワーステアリング装置21とを主要構成要素としている。   The front wheel steering device 20 includes a pinion 24 that is integrally connected to the steering wheel 22 via the steering shaft 23, and both ends that are connected to the front wheels 3 on the left and right front wheels via the tie rods 25 and the like. Then, a rack and pinion mechanism comprising a rack shaft 26 reciprocating in the vehicle width direction, and an electric motor 27 provided coaxially with the rack shaft 26 to generate an auxiliary steering force for reducing manual steering force. The main component is an electric power steering device 21 including

ステアリングシャフト23には、ステアリングホイール22の操舵角を検出する操舵角センサ29が設けられ、ピニオン24の近傍には、ピニオン24に作用する手動操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ(図示省略)が設けられており、これらセンサの出力信号がEPS・ECU(Electronic Control Unit)28に入力することにより、EPS・ECU28が電動機27に流れる電流を可変制御し、電動機27に補助操舵力を発生させる。   A steering angle sensor 29 that detects the steering angle of the steering wheel 22 is provided on the steering shaft 23, and a steering torque sensor (not shown) that detects manual steering torque that acts on the pinion 24 is provided in the vicinity of the pinion 24. When the output signals of these sensors are input to an EPS / ECU (Electronic Control Unit) 28, the EPS / ECU 28 variably controls the current flowing through the electric motor 27 and causes the electric motor 27 to generate an auxiliary steering force.

一方、詳細な図示は省略するが、電動アクチュエータ12は、車体1側に連結されたハウジングや、ハウジング内に収容されたモータ、減速機、台形ねじを用いた送りねじ機構、送りねじ機構の雌ねじ部材を構成するとともに、後輪5側に連結された出力ロッド等から構成されており、モータの回転運動を送りねじ機構でスラスト運動に変換することにより直線的に伸縮動する。なお、送りねじ機構は、ねじのリード角と摩擦角との関係によりセルフロック機能を備えており、出力ロッド側から入力があっても逆差動しない構造となっている。   On the other hand, although not shown in detail, the electric actuator 12 includes a housing connected to the vehicle body 1 side, a motor housed in the housing, a speed reducer, a feed screw mechanism using a trapezoidal screw, and a female screw of the feed screw mechanism. It constitutes a member and is composed of an output rod or the like connected to the rear wheel 5 side, and linearly expands and contracts by converting the rotational motion of the motor into a thrust motion by a feed screw mechanism. The feed screw mechanism has a self-locking function depending on the relationship between the lead angle and the friction angle of the screw, and has a structure that does not reverse-differentiate even if there is an input from the output rod side.

また、自動車Vには、各種システムを統括制御するメインECU8や、車体1に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ9、車体1に働く横加速度を検出する横加速度センサ10、車速センサ30の他、図示しない種々のセンサが適所に設置されており、各センサの検出信号はメインECU8に入力して車両の制御に供される。   In addition, the automobile V includes a main ECU 8 that performs overall control of various systems, a yaw rate sensor 9 that detects a yaw rate generated in the vehicle body 1, a lateral acceleration sensor 10 that detects lateral acceleration acting on the vehicle body 1, a vehicle speed sensor 30, Various sensors (not shown) are installed at appropriate positions, and detection signals from the sensors are input to the main ECU 8 to be used for vehicle control.

メインECU8は、マイクロコンピュータやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線を介して各センサ9,10,29,30や、EPS・ECU28、後述するMCU(Motor Control Unit)13と接続されている。メインECU8は、各センサ9,10等の検出結果に基づいて目標とする後輪5のトー角θRTCを算出し、各電動アクチュエータ12のストローク量を算出した上でMCU13に対して駆動制御信号を出力することにより、後輪5l,5rのトー制御を左右別々に行うことができる。 The main ECU 8 is composed of a microcomputer, ROM, RAM, peripheral circuit, input / output interface, various drivers, and the like. The sensors 9, 10, 29, 30 and the EPS / ECU 28, an MCU to be described later, are connected via a communication line. (Motor Control Unit) 13 is connected. The main ECU 8 calculates the target toe angle θ RTC of the rear wheels 5 based on the detection results of the sensors 9, 10, etc., calculates the stroke amount of each electric actuator 12, and then sends a drive control signal to the MCU 13. , The toe control of the rear wheels 5l and 5r can be performed separately on the left and right.

左右の電動アクチュエータ12には、近接配置されたマグネットの位置を差動変圧から検出することによって各電動アクチュエータ12のストローク量を検出するストロークセンサ16l,16rが設定されており、MCU13は、メインECU8から出力された駆動制御信号に基づいて電動アクチュエータ12を駆動制御するとともに、ストロークセンサ16によって検出されたストローク量に基づいて電動アクチュエータ12のフィードバック制御を行うことにより、メインECU8が算出したストローク量だけ伸縮動して後輪5l,5rを所望のトー角θRTCへと変化させる。 The left and right electric actuators 12 are provided with stroke sensors 16l and 16r that detect the stroke amounts of the electric actuators 12 by detecting the positions of magnets arranged close to each other from the differential transformer. The drive control of the electric actuator 12 is performed based on the drive control signal output from the control signal, and the feedback control of the electric actuator 12 is performed based on the stroke amount detected by the stroke sensor 16, so that only the stroke amount calculated by the main ECU 8 is obtained. The rear wheels 5l and 5r are expanded and contracted to change to a desired toe angle θ RTC .

このように構成された自動車Vによれば、左右の電動アクチュエータ12l,12rを同時に対称的に変位させることにより、左右後輪5l,5rのトーイン/トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる他、左右の電動アクチュエータ12l,12rの一方を伸ばして他方を縮めれば、左右後輪5l,5rを左右に転舵することも可能である。例えば自動車Vは、操縦安定性を高めるべく、各種センサによって把握される車両の運動状態に基づき、加速時には後輪5をトーアウトに、制動時には後輪5をトーインに変化させ、高速旋回走行時には後輪5を前輪舵角と同相に、低速旋回走行時には後輪5を前輪舵角と逆相にトー変化(転舵)させる。   According to the vehicle V configured in this way, the left and right electric actuators 12l and 12r are simultaneously symmetrically displaced to freely control the toe-in / to-out of the left and right rear wheels 5l and 5r under appropriate conditions. In addition, if one of the left and right electric actuators 12l and 12r is extended and the other is contracted, the left and right rear wheels 5l and 5r can be steered left and right. For example, the vehicle V changes the rear wheel 5 to toe-out during acceleration, the rear wheel 5 to to-in during braking, and the rear wheel 5 during high-speed turning, based on the vehicle motion state grasped by various sensors in order to improve steering stability. The wheel 5 is in phase with the front wheel rudder angle, and the rear wheel 5 is toe-changed (turned) in phase opposite to the front wheel rudder angle during low-speed turning.

≪実施形態の車両の運動≫
次に、自動車Vに外力Fpが働いたときの車両の運動について説明する。図2は後輪トー角制御装置11を備えた自動車Vの運動モデルを示す平面図である。図2に示すように、横風等による外力Fpが車体重心CGから距離Lpの位置に働いたときに、横力および回転力についてこれと釣り合う前後のタイヤの横力Fは、次式で表される。
Fp=−Ff−Fr・・・(1)
Lp・Fp=−Lf・Ff+Lr・Fr・・・(2)
なお、
L=Lf+Lr・・・(3)
である。
但し、Fp:外力、Ff:前輪タイヤの横力、Fr:後輪タイヤの横力、Lp:車体重心CGからの距離、L:ホイールベース、Lf:車体重心CGから前輪車軸までの距離、Lr:車体重心CGから後輪車軸までの距離である。これを変形すると、以下のようになる。
Ff=−(1/L)・Lp・Fp−(Lr/L)・Fp・・・(4)
Fr=+(1/L)・Lp・Fp−(Lf/L)・Fp・・・(5)
<< Vehicle Movement of Embodiment >>
Next, the movement of the vehicle when the external force Fp is applied to the automobile V will be described. FIG. 2 is a plan view showing a motion model of the automobile V provided with the rear wheel toe angle control device 11. As shown in FIG. 2, when an external force Fp caused by a cross wind or the like is applied at a distance Lp from the vehicle body center of gravity CG, the lateral force F of the tire before and after balancing the lateral force and the rotational force is expressed by the following equation. The
Fp = −Ff−Fr (1)
Lp · Fp = −Lf · Ff + Lr · Fr (2)
In addition,
L = Lf + Lr (3)
It is.
Where Fp: external force, Ff: lateral force of front wheel tire, Fr: lateral force of rear wheel tire, Lp: distance from vehicle body center of gravity CG, L: wheelbase, Lf: distance from vehicle body center of gravity CG to front wheel axle, Lr : Distance from the vehicle body center of gravity CG to the rear wheel axle. When this is modified, it becomes as follows.
Ff = − (1 / L) · Lp · Fp− (Lr / L) · Fp (4)
Fr = + (1 / L) · Lp · Fp− (Lf / L) · Fp (5)

また、ヨーレートγの微分値γ’および横加速度αyは、次式としてセンシングすることができる。
(Lp・Fp)/I=γ’・・・(6)
Fp/m=αy・・・(7)
但し、I:車両ヨー慣性回転質量、γ:ヨーレート、γ’:ヨーレートの微分値、m:車両質量、αy:横加速度である。
Further, the differential value γ ′ and the lateral acceleration αy of the yaw rate γ can be sensed as the following equations.
(Lp · Fp) / I = γ ′ (6)
Fp / m = αy (7)
Here, I: vehicle yaw inertial rotation mass, γ: yaw rate, γ ′: differential value of yaw rate, m: vehicle mass, αy: lateral acceleration.

後輪5のトー角θRTCによって後輪5に発生する横力Frは、次式のように表される。なお、下式の根拠については、本願出願人によって出願された特願2006−231543を参照されたい。
Fr=−K・Kr・αy・θRTC・・・(8)
但し、K:ロール剛性係数、Kr:後輪5のコーナリングパワーである。
従って、後輪5のトー角θRTCは下式を満足する必要がある。
−K・Kr・αy・θRTC=(1/L)・(I・γ’−Lf・m・αy)・・・(9)
これを整理すると次式のようになる。

Figure 0005326019
The lateral force Fr generated on the rear wheel 5 by the toe angle θ RTC of the rear wheel 5 is expressed by the following equation. For the basis of the following formula, refer to Japanese Patent Application No. 2006-231543 filed by the applicant of the present application.
Fr = −K · Kr · αy · θ RTC (8)
However, K: Roll rigidity coefficient, Kr: Cornering power of the rear wheel 5.
Therefore, the toe angle θ RTC of the rear wheel 5 needs to satisfy the following expression.
−K · Kr · αy · θ RTC = (1 / L) · (I · γ′−Lf · m · αy) (9)
This can be organized as follows:
Figure 0005326019

したがって、

Figure 0005326019
の場合、すなわち、Lp>0の場合、後輪5をトーイン側に制御し、
Figure 0005326019
の場合、すなわち、Lp<0の場合、後輪5をトーアウト側に制御すれば外乱に対する車両挙動の変化を抑制することができる。また、積分制御としてγ’をγに、αyを∇βに置き換えて制御することも可能である。 Therefore,
Figure 0005326019
In this case, that is, when Lp> 0, the rear wheel 5 is controlled to the toe-in side,
Figure 0005326019
In this case, that is, when Lp <0, if the rear wheel 5 is controlled to the toe-out side, the change in the vehicle behavior with respect to the disturbance can be suppressed. Further, it is also possible to perform control by replacing γ ′ with γ and αy with ∇β as integral control.

そして、上記式(6),(7)より、パワーステアリングの付加トルクTEPSは、次式のように表される。
EPS=−KEPS(I・γ’+Lr・m・αy)・・・(11)
但し、KEPS:キャスタートレールおよびホイールベースLより決まる比例定数である。通常の自動車では、Lf<Lrであることが多く、その場合、Ffの方向はαyの逆向きとなる。
From the above formulas (6) and (7), the power steering additional torque T EPS is expressed as the following formula.
T EPS = −K EPS (I · γ ′ + Lr · m · αy) (11)
However, K EPS : a proportional constant determined from the caster rail and the wheel base L. In a normal automobile, Lf <Lr is often satisfied, and in this case, the direction of Ff is opposite to αy.

≪実施形態の制御フロー≫
次に、本実施形態の制御フローについて説明する。図3は実施形態に係る後輪トー角可変式の自動車Vによる後輪トー角制御手順を示すフローチャートである。自動車V走行を開始始動すると、すなわち車速V>0となると、所定のインターバルをもって以下の後輪トー角設定処理を行う。
<< Control Flow of Embodiment >>
Next, the control flow of this embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a rear wheel toe angle control procedure by the rear wheel toe angle variable vehicle V according to the embodiment. When the vehicle V starts to start, that is, when the vehicle speed V> 0, the following rear wheel toe angle setting process is performed at predetermined intervals.

メインECU8は先ず、車体1に外力Fpが働いているか否かを判定する(ステップ1)。外力Fpが働いているか否かは、操舵角センサ29や車速センサ30等から算出される規範ヨーレートとヨーレートセンサ9によって検出された実ヨーレートとの差を監視することにより判定される。   First, the main ECU 8 determines whether or not the external force Fp is acting on the vehicle body 1 (step 1). Whether or not the external force Fp is working is determined by monitoring the difference between the standard yaw rate calculated from the steering angle sensor 29, the vehicle speed sensor 30, and the like and the actual yaw rate detected by the yaw rate sensor 9.

ステップ1で外力なし(No)と判定された場合、メインECU8は後輪5のトー角θRTCを0度に設定し(ステップ2)、電動パワーステアリング装置21の付加トルクTEPSを式11に従って設定する。なお、外力なしと判定された場合、付加トルクTEPSは0となる。そしてメインECU8は上記手順を繰り返す。一方、ステップ1で外力あり(Yes)と判定された場合、メインECU8は次に、車体重心CGから外力Fpの着力点までの距離Lpを算出し、Lpが0より大きいか否か、すなわち外力Fpの着力点が車体重心CGよりも前方であるか否かを判定する(ステップ3)。 If it is determined in step 1 that there is no external force (No), the main ECU 8 sets the toe angle θ RTC of the rear wheel 5 to 0 degrees (step 2), and sets the additional torque T EPS of the electric power steering device 21 according to equation (11). Set. If it is determined that there is no external force, the additional torque TEPS is zero. Then, the main ECU 8 repeats the above procedure. On the other hand, if it is determined in step 1 that there is an external force (Yes), the main ECU 8 next calculates a distance Lp from the vehicle body center of gravity CG to the applied point of the external force Fp, and whether or not Lp is greater than 0, that is, external force It is determined whether the force point of Fp is ahead of the vehicle body center of gravity CG (step 3).

ステップ3でLpが0よりも大きい場合(外力Fpの着力点が車体重心CGよりも前方の場合)(Yes)、メインECU8は後輪5のトー角θRTCを式10に従ってトーイン側に設定し(ステップ4)、ステップ3でLpが0よりも小さい場合(外力Fpの着力点が車体重心CGよりも後方の場合)(No)、メインECU8は後輪5のトー角θRTCを式10に従ってトーアウト側に設定する(ステップ5)。そしてステップ1で外力なし(No)と判定された場合と同様に、式11に従って付加トルクTEPSを設定し(ステップ6)、上記手順を繰り返す。 When Lp is larger than 0 in step 3 (when the applied force point of the external force Fp is ahead of the vehicle body center of gravity CG) (Yes), the main ECU 8 sets the toe angle θ RTC of the rear wheel 5 to the toe-in side according to Equation 10. (Step 4) When Lp is smaller than 0 in Step 3 (when the point of application of the external force Fp is behind the vehicle body center of gravity CG) (No), the main ECU 8 determines the toe angle θ RTC of the rear wheel 5 according to Equation 10. Set to toe-out side (step 5). Then, as in the case where it is determined in Step 1 that there is no external force (No), the additional torque T EPS is set according to Equation 11 (Step 6), and the above procedure is repeated.

このように、上記した式に従って後輪5のトー角θRTCおよび電動パワーステアリング装置21の付加トルクTEPSを設定することにより、外力Fpによる回転運動(ヨーレートγ)および横運動(横加速度αy)の一方だけでなく、その両方が打ち消されるため、従来の直進安定制御装置に比べて著しく高い直進安定性が実現される。そして、ドライバがステアリングホイール22を確実に保持していれば電動パワーステアリング装置21の付加トルクTEPSは車両の挙動に影響しないことは従来技術と変わりないが、後輪5をトー角制御しても直進走行時には旋回力を発生しないため、直進走行時の制御誤差がそのまま車両挙動を乱すようなことはない。そして、回転運動と横運動との両方について挙動が制御され、修正操舵を殆ど行う必要がなく直進走行が維持されるため、ドライバの負担が軽減される。 As described above, by setting the toe angle θ RTC of the rear wheel 5 and the additional torque T EPS of the electric power steering device 21 according to the above-described formula, the rotational motion (yaw rate γ) and lateral motion (lateral acceleration αy) by the external force Fp are set. Since not only one of the two, but both of them are canceled out, significantly higher straight-line stability is realized as compared with the conventional straight-line stability control device. And if the driver holds the steering wheel 22 securely, the additional torque T EPS of the electric power steering device 21 does not affect the behavior of the vehicle. However, since no turning force is generated during straight traveling, the control error during straight traveling does not directly disturb the vehicle behavior. Then, the behavior is controlled for both the rotational motion and the lateral motion, and it is unnecessary to perform corrective steering and the straight traveling is maintained, so the burden on the driver is reduced.

また、電動パワーステアリング装置21の補助トルクに対し付加トルクTEPSが設定されることにより、ドライバの操舵(保舵力)が不適切で直進安定性が有効に発揮されない場合や、旋回走行時の制御誤差によってドライバの操舵が必要になった場合でも、ドライバは容易にステアリングホイール22を保持し、或いは容易に修正操舵を行うことができる。 Also, by adding the torque T EPS is set to the assist torque of the electric power steering device 21, and if inappropriate and straight running stability steering (Hokajiryoku) of the driver is not effectively exhibited, upon turning Even when the driver needs to steer due to a control error, the driver can easily hold the steering wheel 22 or can easily perform corrective steering.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば幅広く変形実施できることは言うまでもない。   Although the description of the specific embodiment is completed as described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

V 自動車
1 車体
2,4 タイヤ
3 前輪
5 後輪
8 ECU
9 ヨーレートセンサ
10 横加速度センサ
11 後輪トー角制御装置
12 電動アクチュエータ
13 MCU
20 前輪操舵装置
21 電動パワーステアリング装置
V Car 1 Car body 2, 4 Tire 3 Front wheel 5 Rear wheel 8 ECU
9 Yaw Rate Sensor 10 Lateral Acceleration Sensor 11 Rear Wheel Toe Angle Control Device 12 Electric Actuator 13 MCU
20 Front wheel steering device 21 Electric power steering device

Claims (2)

後輪トー角が可変制御される後輪トー角可変車両に設けられ、前記後輪トー角の制御に供される後輪トー角制御装置であって、
ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
横加速度を検出する横加速度検出手段と
を備え、
車体に外力が働いているか否かを判定し、外力が働いていると判定された場合、当該外力の着力点が車体重心よりも前方であるか後方であるかを判定し、当該外力の着力点が車体重心よりも前方である場合には、前記ヨーレート検出手段の検出結果と前記横加速度検出手段の検出結果とに基づいて前記後輪トー角をトーイン側に制御し、当該外力の着力点が車体重心よりも後方である場合には、前記ヨーレート検出手段の検出結果と前記横加速度検出手段の検出結果とに基づいて前記後輪トー角をトーアウト側に制御することを特徴とする後輪トー角制御装置。
A rear wheel toe angle control device provided in a rear wheel toe angle variable vehicle in which a rear wheel toe angle is variably controlled and used for controlling the rear wheel toe angle,
A yaw rate detection means for detecting the yaw rate;
Lateral acceleration detection means for detecting the lateral acceleration,
It is determined whether or not an external force is applied to the vehicle body. If it is determined that an external force is applied, it is determined whether the external force application point is ahead or behind the vehicle body center of gravity, and the external force application force is determined. When the point is ahead of the center of gravity of the vehicle body, the rear wheel toe angle is controlled to the toe-in side based on the detection result of the yaw rate detection means and the detection result of the lateral acceleration detection means, and the point of application of the external force Rear wheel toe angle is controlled to the toe-out side based on the detection result of the yaw rate detection means and the detection result of the lateral acceleration detection means when the vehicle is behind the center of gravity of the vehicle body. Toe angle control device.
運転者による操舵に応じてステアリング系に印加されるパワーステアリング装置の補助トルクに対し、前記ヨーレート検出手段の検出結果と前記横加速度検出手段の検出結果とに基づいて、付加トルクを設定することを特徴とする、請求項1に記載の後輪トー角制御装置。   An additional torque is set based on the detection result of the yaw rate detection means and the detection result of the lateral acceleration detection means for the auxiliary torque of the power steering device applied to the steering system in accordance with steering by the driver. The rear wheel toe angle control device according to claim 1, wherein the rear wheel toe angle control device is characterized.
JP2012058265A 2012-03-15 2012-03-15 Rear wheel toe angle controller Expired - Fee Related JP5326019B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012058265A JP5326019B2 (en) 2012-03-15 2012-03-15 Rear wheel toe angle controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012058265A JP5326019B2 (en) 2012-03-15 2012-03-15 Rear wheel toe angle controller

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008109950A Division JP4956477B2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Rear wheel toe angle controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012148771A JP2012148771A (en) 2012-08-09
JP5326019B2 true JP5326019B2 (en) 2013-10-30

Family

ID=46791467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012058265A Expired - Fee Related JP5326019B2 (en) 2012-03-15 2012-03-15 Rear wheel toe angle controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5326019B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10053148B2 (en) 2015-06-15 2018-08-21 GM Global Technology Operations LLC Toe optimization system for a vehicle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04287771A (en) * 1991-03-14 1992-10-13 Nissan Motor Co Ltd Rear wheel steering device for vehicle
JPH05105100A (en) * 1991-09-27 1993-04-27 Honda Motor Co Ltd Vehicle steering system
JP3087527B2 (en) * 1993-08-10 2000-09-11 日産自動車株式会社 Vehicle steering angle control device
JP2005041386A (en) * 2003-07-24 2005-02-17 Aisin Seiki Co Ltd Steering controlling device for vehicle
JP4806930B2 (en) * 2004-12-22 2011-11-02 日産自動車株式会社 Vehicle steering system
JP4956477B2 (en) * 2008-04-21 2012-06-20 本田技研工業株式会社 Rear wheel toe angle controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10053148B2 (en) 2015-06-15 2018-08-21 GM Global Technology Operations LLC Toe optimization system for a vehicle
CN106240629B (en) * 2015-06-15 2018-12-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Prenex optimization system for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012148771A (en) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4924378B2 (en) Vehicle travel control device
JP4720998B2 (en) Vehicle steering control device
JP4528327B2 (en) Steering system
JP5433023B2 (en) Rear wheel toe angle control device for vehicle
JP5140662B2 (en) Rear wheel steering vehicle
WO2014068711A1 (en) Travel control device of vehicle
WO2009104497A1 (en) Rear wheel steering apparatus for a vehicle
JP2006273185A (en) Vehicular steering device
JP4956477B2 (en) Rear wheel toe angle controller
JP2010234841A (en) Rear wheel toe angle control system of vehicle
JP5313739B2 (en) Rear wheel toe angle control device for vehicle
JP5347499B2 (en) Vehicle control apparatus and vehicle control method
JP5326019B2 (en) Rear wheel toe angle controller
JP2011201507A (en) Rear wheel steering control device
JP2007022170A (en) Vehicle steering device and method for suppressing vehicle deviation
JP5310356B2 (en) Vehicle steering control device
JP5313714B2 (en) Electric power steering device
JP4747720B2 (en) Vehicle steering system
JP2007253647A (en) Vehicle travel control device
JP5271662B2 (en) Power steering device
JP5303333B2 (en) Vehicle rear wheel steering control device
JP2005193779A (en) Vehicle steering device
JP5131681B2 (en) Vehicle rear wheel toe angle variable control device
JP2009214774A (en) Rear wheel steering control device
JP2006159960A (en) Steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20130430

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130430

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130709

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5326019

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees