CN104487268B - 车辆用悬架装置、使用该装置的汽车以及转向控制方法 - Google Patents
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Abstract
在具有交叉连杆构造的下连杆的悬架装置中,对转向时的磨胎半径的降低、转向主销倾角的增大进行抑制。本发明的悬架装置具有:第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们分别将轴托架和车身侧支撑部连结,彼此相交叉,其中,该轴托架具有可自由旋转支撑转向轮的车轴;以及2个第1上连杆部件以及第2上连杆部件,第1下连杆部件以及第2下连杆部件具有使由俯视时的两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向车宽方向外侧并且前方移动的成分,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件具有使假想上枢轴点在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少向车宽方向外侧移动的成分。
Description
技术领域
本发明涉及一种对车身进行悬挂的车辆用悬架装置、使用该车辆用悬架装置的汽车以及转向控制方法。
背景技术
当前,在车辆用的悬架装置中,利用转向主销轴线的设定,而实现目标悬架性能。
例如,在专利文献1记载的技术中公开有通过设为如下连杆配置,从而使操纵性·稳定性提高,即在轴托架的车轴的下侧以及上侧,在同一点彼此支撑由2根I型的臂构成的上臂以及下臂,而对构成转向主销的上下枢轴点在转向时在车辆前后方向的动作进行抑制。
此外,例如,在专利文献2记载的技术中,在轴托架的车轴的下侧以及上侧,设置由彼此相交叉的2根臂构成的下横拉杆和共用2根臂的以连杆轴承支撑的上横拉杆,将下横拉杆的2根臂连结的交点所表示的假想下枢轴点、和上横拉杆的连杆轴承的中心所表示的上枢轴点的转向主销轴线,以负倾角延长,与路面的接地点位于转向轮的车宽方向内侧。
专利文献1:日本特开2010-126014号公报
专利文献2:国际公开第2009/062823号小册子
发明内容
然而,在车辆的行驶中进行转向的情况下,在与行驶速度对应的横向力输入至轮胎接地点时,在专利文献1记载的技术中,未考虑该横向力造成的影响。此外,在转弯时进行制动的情况下,除了横向力还向车轮作用车辆前后方向的力(朝向后方的力)时,也需要考虑该前后力所波及到的连杆的变化。
另外,如专利文献2记载的技术那样,在利用2根臂构成下横拉杆的情况下,能够通过设为使2根臂相交叉的交叉连杆构造,从而将两者的交点作为假想枢轴点。此时,通常,磨胎半径变大,转向主销倾角变小,所以能够使转向时的齿条轴向力减小。
但是,由于下连杆的假想枢轴点由于转向而逐渐变化,所以转向时难以得到期望的磨胎半径、转向主销倾角。尤其在专利文献2记载的技术中,转向主销轴线在从车辆的前方侧观察时,上方经过转向轮的车宽方向内侧端部,下方成为作为转向轮的车宽方向内侧的转向主销倾角,所以在使转向轮进行转向时,轮胎接地面积较小,车辆的稳定极限较低。
但是,下连杆的假想枢轴点由于转向而逐渐变化,所以在转向时难以得到期望的磨胎半径、转向主销倾角。
本发明的课题为,在车辆用悬架装置中,对设为交叉连杆构造的下臂在转向时的磨胎半径以及转向主销倾角的变化进行抑制。
为了解决以上的课题,本发明涉及的车辆用悬架装置具有:轴托架,其具有可自由旋转地支撑转向轮的车轴;第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结;以及第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结。并且,所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,且成为下述的下连杆构造,即,使由俯视时的两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向俯视时车宽方向外侧且向前方移动,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件成为下述的上连杆构造,即,使由俯视时的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少具有向车宽方向外侧移动的成分。
发明的效果
根据本发明,通过使下连杆构造成为使第1下连杆部件以及第2下连杆部件相交叉的结构,从而第1下连杆部件以及第2下连杆部件的交点成为假想下枢轴点。该假想下枢轴点在车轮的转向时向车宽方向外侧移动。因此,通过利用第1上连杆部件以及第2上连杆部件构成上连杆构造,且成为使假想上枢轴点在转向时至少具有向车宽方向外侧移动的成分的结构,从而能够抑制磨胎半径以及转向主销倾角的变化。
附图说明
图1是表示第1实施方式涉及的汽车1的结构的概略图。
图2是示意地示出悬架装置1B的结构的斜视图。
图3是示意地示出悬架装置1B的结构的俯视图。
图4是示意地示出悬架装置1B的结构的正视图。
图5是示意地示出悬架装置1B的结构的侧视图。
图6是示意地示出悬架装置1B的下连杆结构的(a)局部俯视图(左前轮)以及(b)示出轮胎接地面(右前轮)的图。
图7是示出悬架装置1B的结构的示意图,(a)是示出上连杆结构的示意图,(b)是示出下连杆结构的示意图。
图8是示出转向时的齿条行程和齿条轴向力的关系的图。
图9是示出转向时的轮胎接地面中心的轨迹的图。
图10是在将转向主销倾角和磨胎半径作为轴的座标中,示出齿条轴向力的分布的一个例子的等值线图。
图11是示出下连杆部件未相交叉的受压型的悬架装置以及本发明的情况中的束角和磨胎半径的关系的图。
图12是示出转向主销轴线的路面着地点和横向力的关系的图形。
图13是示意地示出转向主销倾角和磨胎半径的关系的图。
图14是示出悬架装置1B和对比例中的(a)横向力柔性偏向以及(b)横向刚性的图。
图15是示出悬架装置1B和对比例中的前后力柔性偏向的图。
图16是示出图1的转向控制装置的具体的结构的框图。
图17是示出用于计算自动回正扭矩的发生扭矩控制对应图的图。
图18是示出悬架装置的特性的图,(a)是示出主销后倾角和响应性以及稳定性的关系的图,(b)是示出后倾拖距和横向力减小量以及直行性的关系的图。
图19是示出转向响应特性的图,(a)是示出车辆的响应特性的变化的特性线图,(b)是示出控制特性的切换定时的图。
图20是示出转向控制处理顺序的一个例子的流程图。
图21是示出本发明的第2实施方式的具体的结构的斜视图。
图22是示出本发明的第2实施方式的具体的结构的后视图。
图23是示出本发明的第2实施方式的上连杆构造以及下连杆构造的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图说明应用本发明的汽车的实施方式。
(第1实施方式)
(结构)
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的汽车1的结构的概略图。
在图1中,汽车1具有车身1A、方向盘2、输入侧转向轴3、转向操纵角度传感器4、转向操纵扭矩传感器5、转向操纵反作用力致动器6、转向操纵反作用力致动器角度传感器7、转向致动器8、转向致动器角度传感器9、输出侧转向轴10、转向扭矩传感器11、小齿轮12、小齿轮角度传感器13、转向齿条部件14、转向横拉杆15、转向横拉杆轴向力传感器16、车轮17FR、17FL、17RR、7RL、车辆状态参数取得部21、轮速传感器24FR、24FL、24RR、24RL、控制器/驱动电路单元26、以及机械备用部27。
方向盘2构成为与输入侧转向轴3一体地旋转,将驾驶员的转向操纵输入传递至输入侧转向轴3。
输入侧转向轴3具有转向操纵反作用力致动器6,相对于从方向盘2输入的转向操纵输入,由转向操纵反作用力致动器6施加转向操纵反作用力。
转向操纵角度传感器4设置在输入侧转向轴3上,用于检测输入侧转向轴3的旋转角度(即,通过驾驶员而作用在方向盘2上的转向操纵输入角度)。并且,转向操纵角度传感器4将检测出的输入侧转向轴3的旋转角度输出至控制器/驱动电路单元26。
转向操纵扭矩传感器5设置在输入侧转向轴3上,用于检测输入侧转向轴3的旋转扭矩(即,作用在方向盘2上的转向操纵输入扭矩)。并且,转向操纵扭矩传感器5将检测出的输入侧转向轴3的旋转扭矩输出至控制器/驱动电路单元26。
转向操纵反作用力致动器6的与电动机轴一体旋转的齿轮,与形成在输入侧转向轴3的一部分处的齿轮啮合,且该转向操纵反作用力致动器6按照控制器/驱动电路单元26的指示,对通过方向盘2而进行的输入侧转向轴3的旋转施加反作用力。
转向操纵反作用力致动器角度传感器7用于检测转向操纵反作用力致动器6的旋转角度(即,传递至转向操纵反作用力致动器6的转向操纵输入的旋转角度),并将检测出的旋转角度输出至控制器/驱动电路单元26。
转向致动器8的与电动机轴一体旋转的齿轮,与形成在输出侧转向轴10的一部分处的齿轮啮合,该转向致动器8按照控制器/驱动电路单元26的指示而使输出侧转向轴10旋转。
转向致动器角度传感器9用于检测转向致动器8的旋转角度(即,转向致动器8所输出的用于转向的旋转角度),并将检测出的旋转角度输出至控制器/驱动电路单元26。
输出侧转向轴10具有转向致动器8,将转向致动器8所输入的旋转传递至小齿轮12。
转向扭矩传感器11设置在输出侧转向轴10上,用于检测输出侧转向轴10的旋转扭矩(即,经由转向齿条部件14的车轮17FR、17FL的转向扭矩)。并且,转向扭矩传感器11将检测到的输出侧转向轴10的旋转扭矩输出至控制器/驱动电路单元26。
小齿轮12与在转向齿条部件14上形成的直齿啮合,并将从输出侧转向轴10输入的旋转传递至转向齿条部件14。
小齿轮角度传感器13用于检测小齿轮12的旋转角度(即,经由转向齿条部件14而输出的车轮17FR、17FL的转向角度),并将检测出的小齿轮12的旋转角度输出至控制器/驱动电路单元26。
转向齿条部件14具有与小齿轮12啮合的齿条,将小齿轮12的旋转变换为车宽方向的直线运动。在本实施方式中,转向齿条部件14与前轮的车轴相比位于车辆前方侧。
转向横拉杆15经由球窝关节分别与转向齿条部件14的两端部和车轮17FR、17FL的转向臂连结。
转向横拉杆轴向力传感器16分别设置于在转向齿条部件14的两端部设置的转向横拉杆15上,用于检测作用在转向横拉杆15上的轴向力。并且,转向横拉杆轴向力传感器16将检测出的转向横拉杆15的轴向力输出至控制器/驱动电路单元26。
车轮17FR、17FL、17RR、17RL是通过将轮胎安装在轮毂上而构成的,经由悬架装置1B而设置在车身1A上。在这些车轮之中,对于前轮(车轮17FR、17FL),通过利用转向横拉杆15而转向臂进行摆动,从而车轮17FR、17FL相对于车身1A的朝向发生变化。
车辆状态参数取得部21基于从轮速传感器24FR、24FL、24RR、24RL输出的表示车轮的旋转速度的脉冲信号而取得车速。此外,车辆状态参数取得部21基于车速和各车轮的旋转速度,取得各车轮的滑移率。并且,车辆状态参数取得部21将所取得的各参数输入至控制器/驱动电路单元26。
轮速传感器24FR、24FL、24RR、24RL将表示各车轮的旋转速度的脉冲信号输出至车辆状态参数取得部21以及控制器/驱动电路单元26。
控制器/驱动电路单元26对汽车1整体进行控制,基于从在各部分处设置的传感器输入的信号,对于输入侧转向轴3的转向操纵反作用力、前轮的转向角、或者机械备用部27的连结,将各种控制信号输出至转向操纵反作用力致动器6、转向致动器8、或者机械备用部27等。
此外,控制器/驱动电路单元26将各传感器涉及的检测值换算为与使用目的对应的值。例如,控制器/驱动电路单元26将利用转向操纵反作用力致动器角度传感器7检测出的旋转角度换算为转向操纵输入角度,将利用转向致动器角度传感器9检测出的旋转角度换算为车轮的转向角,或者将利用小齿轮角度传感器13检测出的小齿轮12的旋转角度换算为车轮的转向角。
另外,控制器/驱动电路单元26能够对利用转向操纵角度传感器4检测出的输入侧转向轴3的旋转角度、利用转向操纵反作用力致动器角度传感器7检测出的转向操纵反作用力致动器6的旋转角度、利用转向致动器角度传感器9检测出的转向致动器8的旋转角度、以及利用小齿轮角度传感器13检测出的小齿轮12的旋转角度进行监视,并基于这些参数的关系,对转向操纵系统中的故障的发生进行检测。并且,如果检测到转向操纵系统中的故障,则控制器/驱动电路单元26对机械备用部27输出使输入侧转向轴3和输出侧转向轴10连结的指示信号。
机械备用部27是按照控制器/驱动电路单元26的指示,将输入侧转向轴3和输出侧转向轴10连结,确保从输入侧转向轴3向输出侧转向轴10的力的传递的机构。
此处,对于机械备用部27,通常时,从控制器/驱动电路单元26指示输入侧转向轴3与输出侧转向轴10不连结的状态。
并且,在由于转向操纵系统中故障的产生,需要不经由转向操纵角度传感器4、转向操纵扭矩传感器5以及转向致动器8等而进行转向操纵操作的情况下,输入使输入侧转向轴3和输出侧转向轴10连结的指示。
另外,机械备用部27能够利用例如缆索式转向机构等而构成。
图2是示意地示出第1实施方式涉及的悬架装置1B的斜视图。图3是示意地示出图2的悬架装置1B的结构的俯视图。图4是示意地示出图2的悬架装置1B的结构的正视图,图5是示意地示出图2的悬架装置1B的结构的侧视图。图6是示意地示出图2的悬架装置1B的下连杆构造的(a)局部俯视图(左前轮)以及(b)示出轮胎接地面(右前轮)的图。
如图2到图6所示,悬架装置1B是对在轮毂机构WH上安装的车轮17FR、17FL进行悬挂的悬架装置,具有:轴托架33,其具有可自由旋转地支撑车轮17FR、17FL的车轴(轴)32;多个连杆部件,它们从车身侧的支撑部开始配置在车身宽度方向,与轴托架33连结;以及螺旋弹簧等弹簧部件34。
多个连杆部件由下述部分构成:构成下连杆构造的作为第1下连杆部件的横拉杆(横拉杆部件)37和作为第2下连杆部件的张力杆(张力杆部件)38、构成上连杆构造的作为第1上连杆部件的横拉杆(横拉杆部件)39和作为第2上连杆部件的张力杆(张力杆部件)40、转向横拉杆(转向横拉杆部件)15、撑杆(弹簧部件34以及减震器41)、以及稳定器42。
构成下连杆构造的横拉杆37和张力杆38,将与车轴32相比位于下方的车身侧的支撑部和轴托架33的下端连结。在本实施方式中,横拉杆37和张力杆38成为由独立的部件构成的I臂。这些横拉杆37以及张力杆38通过各1处的支撑部与车身侧连结,通过各1处的安装部与轴托架33侧连结。此外,本实施方式中的横拉杆37和张力杆38在彼此相交叉的状态下,将车身1A和轴托架33连结(以下,将横拉杆37和张力杆38构成的假想的连杆的交点适当地称为“假想下枢轴点PL”。)。
在这些下连杆构造之中,横拉杆37与车轴大致平行地设置,在车辆俯视时,横拉杆37的车轮侧支撑点TBa与车轮中心(车轴)相比位于车辆前后方向前侧。此外,张力杆38与横拉杆37相比相对于车轴倾斜(配置为车轮侧支撑点位于更后侧,车身侧支撑点位于更前侧的朝向)设置。并且,张力杆38的车轮侧支撑点TSa与车轮中心相比位于车辆前后方向后侧。此外,横拉杆37的车身侧支撑点TBb与张力杆38的车轮侧支撑点TSa相比位于车辆前后方向前侧。此外,张力杆38的车身侧支撑点TSb与横拉杆37的车轮侧支撑点TBa相比位于车辆前后方向前侧。
在设为如上述的连杆配置的情况下,能够使输入至车轮的横向力主要由横拉杆37承担。此外,在上述连杆配置中,使横拉杆37的车身侧支撑点TBLb与车轮中心相比位于车辆前后方向前侧。
进行如上述的连杆配置的理由如以下所述。
如果在转向时,朝向车身的转弯外侧的离心力作用在轮胎接地中心点(着力点)上,则为了抵抗该离心力而产生朝向转弯中心的横向力。在该横向力(向车辆内方的力)输入时,横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa向车辆内方移动,张力杆38的车轮侧支撑点TSLa向车辆外方移动。因此,能够相对于所输入的横向力,实现将车轮朝向前束方向的柔性偏向。即,能够确保车辆的横向柔性偏向。
转向横拉杆15位于车轴32的下侧,将转向齿条部件14和轴托架33连结,转向齿条部件14传递从方向盘2输入的旋转力(转向操纵力)而产生转向用的轴向力。因此,通过转向横拉杆15,与方向盘2的旋转相对应而对轴托架33施加车宽方向的轴向力,经由轴托架33而对车轮17FR、17FL进行转向。
在本实施方式涉及的悬架装置1B的下连杆构造中,在车辆俯视时,转向横拉杆15的车轮侧(轴托架33侧)的支撑点Xa与横拉杆37以及张力杆38的车轮侧支撑点TBa、TSa相比,位于车宽方向内侧。此外,转向横拉杆15的车身侧支撑点Xb(作为与转向齿条部件14的端部的连结部的球窝关节位置)如图2所示,与车轮侧支撑点Xa相比,位于车辆前后方向后侧。
另外,如上所述,张力杆38的车轮侧支撑点TSLa与车轮中心相比位于车辆前后方向后侧,横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa与车轮中心相比位于车辆前后方向前侧。此外,横拉杆37的车身侧支撑点TBLa与张力杆38的车轮侧支撑点TSLa相比位于车辆前后方向前侧,张力杆38的车身侧支撑点TSb与横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa相比位于车辆前后方向前侧。
由于设为如上所述的连杆配置,所以在车辆前后方向的力为主导型的状况(进行较强的制动的转弯制动时等)中,相对于输入轮胎接地点的车辆前后方向的力(向车辆后方的力),转向横拉杆15的车轮侧支撑点Xa以车身侧支撑点Xb为中心旋转而向车辆外方移动,张力杆38的车轮侧支撑点TSa向车辆内方移动。此外,横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa向车辆外方移动。因此,能够实现使车轮朝向后束方向的柔性偏向。即,能够确保车辆的前后方向柔性偏向。
在本发明中,如图6(b)所示,将上述悬架装置1B的转向主销轴线设定为,在方向盘2处于中立位置的状态下,转向主销轴线的与路面的接地点位于轮胎接地面内。此外,后倾拖距设定为位于轮胎接地面内。更具体而言,在本实施方式的悬架装置1B中,将主销后倾角设为接近于0的值,对转向主销轴线进行设定,以使得后倾拖距接近于0。由此,能够减小转向时的轮胎扭转扭矩,能够进一步使围绕转向主销轴线的力矩减小。此外,磨胎半径设为大于或等于0的正磨胎半径。由此,相对于转向时的轮胎侧滑角,产生与磨胎半径相对应的后倾拖距,所以能够确保直行性。
此外,在本发明中,构成下连杆构造的横拉杆37以及张力杆38,在彼此相交叉的状态下将车身1A和轴托架33下端连结。由此,与横拉杆37以及张力杆38未相交叉的构造相比,能够使初期转向主销倾角减小,并且能够将初期磨胎半径在正磨胎半径侧设为较大。因此,能够使转向时的轮胎扭转扭矩减小,能够减小转向所要求的齿条轴向力。此外,在本发明中,利用转向时作用到车轮上的横向力,假想下枢轴点PL向车身外侧移动,因此能够提高转向响应性。
(具体的结构例)
图7是表示与本发明的悬架装置1B的上连杆构造以及下连杆构造一起,利用受拉型构成的例子的示意图。图7(a)示出上连杆构造,图7(b)示出下连杆构造。
悬架装置1B的下连杆构造如图7(b)所示,由前述的受拉型构成。
在受拉型的悬架装置中,在设为使下连杆部件彼此相交叉的双支点方式的情况下,各下连杆部件通过以车身侧支撑点为中心向车辆前方旋转,从而能够实现作为转弯外轮的转向(虚线图示的状态)。此时,假想下枢轴点PL成为下连杆部件相交叉的点,但是能够将该假想下枢轴点PL与下连杆部件未相交叉的悬架形式相比形成在车身车宽方向内侧,所以能够将初期磨胎半径在正磨胎半径方向设为较大。
在如图7(b)所示的受拉型的下连杆构造中,转向时的张力杆38的旋转角较大,因此假想下枢轴点PL向车身外侧移动。在该情况下,在车辆俯视时,如果着眼于沿轮胎前后方向的从轮胎中心线至假想下枢轴点为止的距离,则在由例如A臂等构成上连杆的情况下,假想上枢轴点PU在俯视时大致固定。因此,如果假想下枢轴点PL与轮胎中心线相比向车身车宽方向外侧方向移动,则磨胎半径在正磨胎半径的范围内进一步变小。
因此,在将下连杆构造设定为受拉型的悬架装置中,如果应用本发明,则通过进行作为转弯外轮的转向,而由于磨胎半径在正磨胎半径的范围内变小,从而齿条轴向力变大,但不进行转向的情况,即直行行驶时的初期磨胎半径取为充分大,因此与下连杆部件未相交叉的受拉型的悬架装置相比,齿条轴向力值能够设定为较小。
此外,在下连杆部件未相交叉的受拉型的悬架装置的情况下,转向时的张力杆的旋转角较大,因此假想下枢轴点向车身内侧移动。在该情况下,在车辆俯视时,沿轮胎前后方向的从轮胎中心线至假想枢轴点为止的距离,与轮胎中心线相比位于车身内侧,因此磨胎半径在正磨胎半径方向变为较大。因此,通过进行转向,齿条轴向力变为较小。然而,由于假想下枢轴点位于各连杆的延长线上,因此不进行转向的初期状态下的磨胎半径较小,难以带来齿条轴向力的大幅减小。
另一方面,构成上连杆构造的作为第1上连杆部件的横拉杆(横拉杆部件)39以及作为第2上连杆部件的张力杆(张力杆部件)40,如图4以及图5所示,将与车轴32相比位于上方的车身侧的支撑部和轴托架33的上端连结。
在本实施方式中,横拉杆39和张力杆40成为由独立的部件构成的I臂。这些横拉杆39以及张力杆40通过各1处的支撑部与车身侧连结,通过各1处的安装部与轴托架33侧连结。
此外,本实施方式中的横拉杆39和张力杆40在彼此相交叉的状态下将车身1A和轴托架33连结(以下,将横拉杆39和张力杆40构成的假想的连杆的交点适当地称为“假想上枢轴点PU”)。
在这些上连杆构造之中,横拉杆39与车轴大致平行地设置,在车辆俯视时,横拉杆39的车轮侧支撑点TBa与车轮中心(车轴)相比位于车辆前后方向前侧。
此外,张力杆40与横拉杆39相比相对于车轴倾斜(配置为车轮侧支撑点位于更后侧,车身侧支撑点位于更前侧的朝向)设置。并且,张力杆40的车轮侧支撑点TSUa与车轮中心相比位于车辆前后方向后侧。此外,横拉杆39的车身侧支撑点TBUb与张力杆40的车轮侧支撑点TSUa相比位于车辆前后方向前侧。此外,张力杆40的车身侧支撑点TSUb与横拉杆39的车轮侧支撑点TBUa相比位于车辆前后方向前侧。
此外,在上连杆构造中,如图7(a)所示,也构成为第1上连杆为横拉杆39,第2上连杆为张力杆40而彼此相交叉的张力杆型。因此,横拉杆39和张力杆40的俯视时的交点成为假想上枢轴点PU。该假想上枢轴点PU与前述的假想下枢轴点PL同样地,在转向以使转向轮17FL成为转弯外轮时,假想上枢轴点PU向车宽方向外侧前方移动。
因此,假想下枢轴点PL和假想上枢轴点PU在大致平行的状态下,向车宽方向外侧前方移动。因此,与利用A臂等构成上连杆而上枢轴点在车辆俯视时不在车宽方向移动的情况相比较,能够抑制转向主销倾角的扩大,并且也能够抑制正磨胎半径的减少。因此,能够抑制转向时的齿条轴向力的增大。
以下,详细地研究悬架装置1B的悬架几何结构。
(齿条轴向力成分的分析)
图8是示出转向时的齿条行程和齿条轴向力的关系的图。
如图8所示,在齿条轴向力成分中,主要包含轮胎的扭转扭矩和车轮的提升扭矩,在这些扭矩中,轮胎的扭转扭矩是主导型的。
因此,通过使轮胎的扭转扭矩减小,能够减小齿条轴向力。
(轮胎的扭转扭矩最小化)
图9是示出转向时的轮胎接地面中心的轨迹的图。
在图9中,同时表示出转向时的轮胎接地面中心的移动量较大的情况和较小的情况。
根据上述齿条轴向力成分的分析结果,为了减小齿条轴向力,将转向时的轮胎扭转扭矩最小化是有效的。
为了将转向时的轮胎扭转扭矩最小化,如图9所示,只要进一步使轮胎接地面中心的轨迹减小即可。
即,通过使轮胎接地面中心和转向主销接地点一致,从而能够将轮胎扭转扭矩最小化。
具体而言,后倾拖距设为0mm,磨胎半径设为大于或等于0mm是有效的。
(转向主销倾角的影响)
图10是在将转向主销倾角和磨胎半径作为轴的座标中,示出齿条轴向力的分布的一个例子的等值线图。
在图10中,以齿条轴向力为小、中以及大这3个情况中的等值线为例进行表示。
相对于轮胎扭转扭矩输入,转向主销倾角越大,其旋转力矩越大,齿条轴向力越大。因此,作为转向主销倾角,优选设定为小于一定的值,但从与磨胎半径的关系来看,如果转向主销倾角设为例如小于或等于15度,则能够使齿条轴向力减小至期望的水平。
另外,图10中的由点划线(边界线)围成的区域表示下述区域:在转弯的极限区域中,能够推定为横向力超过摩擦的极限而转向主销倾角小于15度,并且考虑上述轮胎扭转扭矩,磨胎半径大于或等于0mm。
在本实施方式中,将该区域(横轴中,转向主销倾角从15度减小的方向,纵轴中,磨胎半径从0增加的方向)设为进一步适于设定的区域。其中,即使在磨胎半径为负的区域中,通过使其它的条件为以本实施方式表示的条件,也能够得到一定的效果。
在具体决定磨胎半径和转向主销倾角的情况下,例如,将图10所示的示出齿条轴向力的分布的等值线近似为n次曲线(n为大于或等于2的整数),从上述点划线围成的区域之中来看,能够采用由n次曲线的拐点(或者峰值)的位置而决定的值。
此外,在图7所示的例子中,在车辆俯视时,在转向时,车轮中心向转弯内侧移动。因此,如本实施方式这样,通过使转向齿条部件14与车轴相比位于前方,从而能够进一步提高使齿条轴向力减小的效果。
图11是示出下连杆部件未相交叉的受拉型的悬架装置以及本发明的情况中的束角和磨胎半径的关系的图。
如图11所示,在本发明的情况下,与未使下连杆部件相交叉的情况相比,能够进一步使中立位置(束角为0)附近处的磨胎半径增大。此外,在作为转弯外轮的转向角变大的方向(图11中的-方向)中,能够使磨胎半径进一步变大,使齿条轴向力进一步减小。
此外,将主销后倾角设为0度,能够使悬架刚性提高。
此外,图12是示出转向主销轴线KS的路面着地点PT和横向力的关系的图。在该图12中,将转向主销轴线KS的路面着地点从车辆前方侧向车辆后方侧以标号1~5进行表示。后倾拖距设为0mm,是指如在图12中以标号3示出转向主销轴线KS的路面着地点和横向力的关系所示,使转向主销轴线KS的路面着地点与轮胎接地面中的轮胎接地中心点(着力点)O一致,由此,能够使横向力减小效果进一步提高。
另外,在包含轮胎接地中心点(着力点)O在内的轮胎接地面内的转向主销轴线KS的接地点,是前方侧的标号2以及后方侧的标号4的情况下,与转向主销轴线KS的接地点也如用标号1以及标号5所示,设为从轮胎接地面向远离前后方向的位置的情况相比较,也能够使横向力减小。特别地,转向主销轴线KS的路面着地点与轮胎接地中心点(着力点)O相比位于车辆前方侧的情况,与设为与轮胎接地中心点(着力点)O相比位于车辆后方的情况相比,能够将横向力抑制为较小。
(利用正磨胎半径确保直行性)
前述的图6(b)是说明设为正磨胎半径的情况下的自动回正扭矩的示意图。
如图6(b)所示,作用至轮胎的复原力(自动回正扭矩)与后倾拖距、侧抗拖距的和成正比地变大。
此处,在正磨胎半径的情况下,可以从转向主销轴线的接地点向经过轮胎接地中心的轮胎的侧滑角β方向的直线作垂线,将由该垂线的垂足的位置确定的距轮毂中心的距离εc(参照图6(b)),视为后倾拖距。
因此,正磨胎半径的磨胎半径越大,转向时作用至轮胎的复原力越大。
在本实施方式中,将转向主销轴线的设定为正磨胎半径,并且与使下连杆部件未相交叉的情况相比,通过能够将初期磨胎半径确保为较大,从而减小由于主销后倾角接近于0而向直行性施加的影响。此外,由于采用线控转向方式,所以能够利用转向致动器8最终确保目标直行性。
(悬架装置的作用)
下面,对本实施方式涉及的悬架装置1B的作用进行说明。
在本实施方式涉及的悬架装置1B中,使2个下连杆部件为I臂。并且,从轴托架33沿车宽方向设置横拉杆37,以与横拉杆37相交叉的状态,从轴托架33的下端向车辆前方侧斜行地设置张力杆38。
具体而言,横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa与车轮中心相比位于车辆前后方向后侧,张力杆38的车轮侧支撑点TSLa与车轮中心相比位于车辆前后方向前侧。
此外,横拉杆37的车身侧支撑点TBLb与张力杆38的车轮侧支撑点TSLa相比位于车辆前后方向前侧,张力杆38的车身侧支撑点TSLb与横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa相比位于车辆前后方向前侧。
在设为上述悬架构造的情况下,能够在转向操纵时等利用横拉杆37较多地负担输入车轮的横向力。此外,在成为转弯外轮时,在向车辆内方的横向力输入的情况下,通过横拉杆37向车辆外侧旋转,张力杆38向车辆内侧旋转,从而能够使车轮相对于输入的横向力保持后束特性。
在上述悬架构造的情况下,如图6(a)所示,在车辆前后方向的力为主导型的状况中,相对于输入至轮胎接地点的车辆前后方向的力(向车辆后方的力),横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa向车辆内方移动。此外,张力杆38的车轮侧支撑点TSLa向车辆外方移动。此外,横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa向车辆外方移动。因此,能够相对于所输入的向车辆后方的力,实现使车轮朝向后束方向的柔性偏向。
此外,在上述悬架构造中,如图6(a)所示,对于各下连杆部件以及各上连杆部件,假想出将车轮侧支撑点TBLa、TSLa以及TBUa、TBUb与车身侧支撑点TBLb、TSLb以及TBUb、TSBb连结的直线。这样,这些直线的交点成为下连杆构造以及上连杆构造的假想枢轴点PL以及PU。将这些假想下枢轴点PL以及假想上枢轴点PU连结的直线成为转向主销轴线KS。
在本实施方式中,该转向主销轴线KS设定为经过轮胎接地面内。此外,将该转向主销轴线KS设定为使后倾拖距位于轮胎接地面内。因此,在转向轮17FL为直行行驶状态,即方向盘2在中立位置的状态下,转向主销轴线KS的接地点PT与轮胎前后方向中心线相比位于前侧,与转向轮17FL的车宽方向内侧端相比位于车宽方向外侧位置。
更具体而言,例如,将转向主销轴线设定为:主销后倾角为0度,后倾拖距为0mm,磨胎半径为大于或等于0mm的正磨胎半径。此外,对于转向主销倾角,在能够将磨胎半径设为正磨胎半径的范围中,以成为更小角度的范围(例如小于或等于15度)进行设定。
通过设为如上述的悬架几何结构,从而转向时的轮胎接地面中心的轨迹更小,能够减小轮胎扭转扭矩。
因此,由于能够将齿条轴向力设为更小的量,所以能够使围绕转向主销轴线的力矩进一步减小,能够减小转向致动器8的输出。此外,能够以更小的力控制车轮的朝向。即,能够实现操纵性·稳定性的提高。
此外,能够通过使下连杆部件交叉设置,从而使下连杆部件的支撑点位于接近车轮中心的位置,因此能够减小轴托架33的重量。
在本实施方式的悬架装置1B中,使2个下连杆部件相交叉而设置,因此,成为容易将假想下枢轴点配置在与轮胎接地面中心相比为车身内侧的构造。
因此,容易使转向主销倾角接近0度,并且容易在正磨胎半径侧将磨胎半径取为较大。
此外,随着将主销后倾角设为0度,将后倾拖距设为0mm,有可能对悬架构造上的直行性产生影响,但通过设定为正磨胎半径从而减轻该影响。此外,与通过转向致动器8进行的控制一起,确保直行性。即,能够实现操纵性·稳定性的提高。
此外,相对于将转向主销倾角限制在一定的范围中,由于进行利用转向致动器8的转向,因此能够避免驾驶员在转向操纵操作中感觉到重量。此外,即使对于由来自路面的外力导致的反冲,由于能够利用转向致动器8抗衡外力,因此也能够避免对驾驶员的影响。即,能够实现操纵性·稳定性的提高。
如以上所述,在本实施方式涉及的悬架装置1B中,对于下连杆构造,将横拉杆37设置为与车轴大致平行,在车辆俯视时,使张力杆38与横拉杆37相交叉而配置。因此,能够使假想下枢轴点在车宽方向上接近车身内侧。并且,由于进行了下述设定,即,将该假想下枢轴点所定义的转向主销轴线设为转向主销倾角较小,转向主销轴线经过轮胎接地面内,此外后倾拖距位于轮胎接地面内,因此能够使围绕转向主销轴线的力矩进一步减小。
因此,能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向,因此能够使操纵性·稳定性提高。
此外,能够使围绕转向主销轴线的力矩进一步减小,其结果,能够减小施加在转向齿条部件14以及转向横拉杆15上的负载,能够将部件简单化。
此外,作为用于实现线控转向的转向致动器8,能够使用驱动能力更低的致动器,能够实现车辆的低成本化以及轻量化。
例如,在与现有的线控转向方式的悬架装置相比较的情况下,在本发明的结构中,主要通过下连杆部件的简单化和转向致动器8的小型化,能够使重量减小约10%,成本减小约50%。
此外,由于是转向时后倾拖距增加的构造,因此,在产生较高的横向加速度的转弯时,能够抑制产生转向角的过度增加。
此外,利用转向时作用至车轮的横向力,假想下枢轴点PL向车身外侧前方移动,因此,假想下枢轴点PL向车宽方向外侧移动而磨胎半径减少,会使由自动回正扭矩(SAT)引起的直行性降低。
然而,根据本实施方式,对于上连杆构造,也利用横拉杆39和张力杆40而具有张力杆型结构,因此在转向时,假想上枢轴点PU向车身车宽方向外侧前方移动,与仅假想下枢轴点PL向车宽方向外侧移动的情况相比,能够抑制正磨胎半径的磨胎半径的减少。因此,能够确保由自动回正扭矩(SAT)引起的直行性。
在此基础上,通过假想下枢轴点PL以及假想上枢轴点PU大致平行移动,从而能够抑制主销后倾角的增加,并且也能够抑制转向主销倾角的增加,在转向时,也能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且以更小的力控制车轮的朝向,因此能够使操纵性·稳定性提高。
图13是示意地示出本发明中的转向主销倾角和磨胎半径的关系的图。另外,在图13中,同时示出使本发明为上述受拉型的情况、作为对比例设为未使下连杆部件相交叉的构造的受拉型的情况、以及设为单支点方式的情况。
如图13所示,在利用本发明将下连杆构造作为受拉型而实现的情况下,与单支点方式以及未使下连杆部件相交叉的双支点的各方式相比,能够使转向主销倾角与15度相比接近0度侧,能够使磨胎半径在正磨胎半径侧进一步增大。而且,由于将上连杆构造也作为受拉型而实现,因此能够将转向主销倾角设定为接近0度为止。
此外,在本发明中,作为下连杆构造将横拉杆37设置为与车轴大致平行,在车辆俯视时,将横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa设为与车轮中心相比位于车辆前后方向后侧。此外,使张力杆38与横拉杆37相比相对于车轴倾斜(配置为车轮侧支撑点位于更后侧,车身侧支撑点位于更前侧的朝向)设置。并且,张力杆38的车轮侧支撑点TSa与车轮中心相比位于车辆前后方向后侧。此外,横拉杆37的车身侧支撑点TBb与张力杆38的车轮侧支撑点TSLa相比位于车辆前后方向前侧。此外,张力杆38的车身侧支撑点TSLb与横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa相比位于车辆前后方向前侧。
在设为如上述的下连杆构造的情况下,能够使输入至车轮的横向力主要由横拉杆37承担。此外,在上述连杆构造中,使横拉杆37的车身侧支撑点TBLb与车轮中心相比位于车辆前后方向前侧。因此,在横向力(向车辆内方的力)输入至车轮时,横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa向车辆内方移动,张力杆38的车轮侧支撑点TSLa向车辆外方移动。因此,能够相对于所输入的横向力,实现使车轮朝向后束方向的柔性偏向。
此外,在本发明中,转向横拉杆15的车轮侧的支撑点Xa与横拉杆37以及张力杆38的车轮侧支撑点TBLa、TSLa相比位于车宽方向外侧。此外,转向横拉杆15的车身侧支撑点Xb与车轮侧支撑点Xa相比位于车辆前后方向后侧。
在如上述的下连杆构造的情况下,在车辆前后方向的力为主导型的状况中,相对于输入至轮胎接地点的车辆前后方向的力(向车辆后方的力),横拉杆37的车轮侧支撑点TBLa向车辆内方移动。此外,转向横拉杆15的车轮侧支撑点Xa以车身侧支撑点Xb为中心旋转而向车辆内方移动,张力杆38的车轮侧支撑点TSLa向车宽方向内方移动。因此,能够实现使车轮朝向后束方向的柔性偏向。
因此,根据本发明,在车辆用悬架装置中,能够将相对于车辆前后方向的力的柔性偏向特性设为更适当。
图14是示出本发明涉及的悬架装置1B和对比例中的(a)横向力柔性偏向以及(b)横向刚性的图。
在图14中,作为对比例,假定为下连杆部件未相交叉的受拉型的悬架。
如图14所示,在设为本发明涉及的悬架装置1B的结构的情况下(图14中的实线),相对于对比例(图14中的虚线),横向力柔性偏向提高35%,横向刚性提高29%。
此外,图15是示出本发明涉及的悬架装置1B和对比例中的前后力柔性偏向的图。
在图15中,作为对比例,假定为下连杆部件未相交叉的受压型的悬架。
如图15所示,在设为本发明涉及的悬架装置1B的结构的情况下(图15中的实线),相对于对比例(图15中的虚线),前后力柔性偏向提高28%。
另外,在本实施方式中,车轮17FR、17FL、17RR、17RL与轮胎轮毂、轮胎以及轮毂机构WH相对应,横拉杆37以及39与横拉杆部件相对应,张力杆38以及40与张力杆部件相对应。此外,转向横拉杆15与转向横拉杆相对应。
(控制器/驱动电路的具体的结构例)
下面,针对图16~图19,说明实现控制器/驱动电路单元26的具体的结构例。
控制器/驱动电路单元26如图16所示,具有转向控制装置50。该转向控制装置50具有目标转向角运算部51、转向角控制部52、直行性补充部53、干扰补偿部54、延迟控制部56、转向角偏差运算部58、转向电动机控制部59、电流偏差运算部60以及电动机电流控制部62。
目标转向角运算部51输入利用车速V以及转向操纵角度传感器4检测出的转向操纵角θs,并基于该转向操纵角θs计算出目标转向角δ*。
转向角控制部52计算出由柔性偏向产生的转向轮17FL以及17FR的转向角的变化量Δfl以及Δfr。这些变化量Δfl以及Δfr基于从驱动力控制装置65输出的左右轮的驱动力TL以及TR,以及与构成下连杆构造的横拉杆37以及张力杆38的衬套的弯曲相对应的柔性偏向系数af,通过进行下述(1)式以及(2)式的运算而计算出,其中,驱动力控制装置65对左右的驱动轮即转向轮17FL以及17FR的驱动力进行分配控制。并且,对计算出的位移量Δfl以及Δfr的位移量差进行计算,从而计算出作为转向角控制值的柔性偏向控制值Ac(=Δfl-Δfr)。
Δfl=af·TL…………(1)
Δfr=af·TR…………(2)
直行性补充部53输入从对驱动轮驱动力进行分配控制的驱动力控制装置71输出的左右轮的驱动力TL以及TR,并且输入利用转向操纵扭矩传感器5检测出的转向操纵扭矩Ts,基于这些量计算自动回正扭矩Tsa,使计算出的自动回正扭矩Tsa乘以规定转向角校正增益Ksa而计算作为直行性确保值的自动回正扭矩控制值Asa(=Ksa·Tsa)。
此处,对于直行性补充部53中的自动回正扭矩Tsa的计算,首先,计算出左右轮的驱动力TR以及TL的驱动力差ΔT(=TL-TR),根据计算出的驱动力差ΔT,参照图17所示的发生扭矩推定控制对应图,推定因偏转现象而在转向时所产生的发生扭矩Th。
在发生扭矩推定控制对应图中,磨胎半径为正值,即设定为正磨胎半径的车辆用。该发生扭矩推定控制对应图如图17所示,分别将横轴取为驱动力差ΔT,将纵轴取为发生扭矩Th,并且设定为在驱动力差ΔT从零向正方向增加时,即左轮驱动力TL超过右轮驱动力TR而增加时,与其成正比地,发生扭矩Th从零向使车辆右转弯的方向(正方向)增加。
另一方面,设定为在驱动力差ΔT从零向负方向增加时,即右轮驱动力TR超过左轮驱动力TL而增加时,与此成正比地,发生扭矩Th从零向使车辆左转弯的方向(负方向)增加。
并且,在直行性补充部53中,从利用转向操纵扭矩传感器5检测出的转向操纵扭矩Ts减去发生扭矩Th而计算出自动回正扭矩Tsa。
另外,自动回正扭矩Tsa的计算不限于如上所述基于左右的驱动力差ΔT而进行计算的情况,能够基于左右的制动力差同样地进行计算。
此外,自动回正扭矩Tsa的计算能够通过下述过程而计算出,即设置用于检测车辆的偏航率γ的偏航率传感器以及用于检测车辆的横向加速度Gy的横向加速度传感器,基于车辆的运动方程式计算出偏航率的微分值,基于横向加速度Gy计算出横向力Fy,使该横向力Fy乘以侧抗拖距εn。
此外,也能够以车速V作为参数,实际测量方向盘2的转向操纵角θs和自动回正扭矩Tsa的关系,或者参照利用仿真计算出的控制对应图,从而基于利用转向操纵角度传感器4检测出的转向操纵角θs和车速V计算出自动回正扭矩Tsa。
此外,自动回正扭矩Tsa的计算,也可以基于转向轮17FR、17FL的实际转向角δr、和利用偏航率传感器22b检测出的偏航率γ而进行下述(3)式的运算,其中,转向轮17FR、17FL的实际转向角δr基于车速V以及利用小齿轮角度传感器13检测出的小齿轮角度而计算出。
【式1】
此处,εc是后倾拖距,Kf是前轮每1个轮的轮胎侧偏刚度,β是重心点滑角,Lf是重心点前轮轴间距离,Kr是后轮每1个轮的轮胎侧偏刚度,Lr是重心点后轮轴间距离,m是车辆的质量,L是前轮后轮轴间距离。
在该(3)式中,通过将后倾拖距ε设定为从在通常的悬架装置中设定的后倾拖距εc0减去在本实施方式中设定的后倾拖距εc2而得到的值,从而能够计算出应用于本发明中的前悬架装置1B中不足而应该补充的自动回正扭矩Tsa。
在干扰补偿部54中,输入来自转向操纵扭矩传感器5的转向操纵扭矩Ts、来自转向致动器角度传感器9的旋转角θmo、以及来自电动机电流检测部61的电动机电流imr,对输入至车辆的干扰按照频带进行分离并分别推定,计算出用于抑制这些干扰的干扰补偿值Adis。
在该干扰补偿部54中,例如如日本特开平2007-237840号公报所述,在将由驾驶员的转向操纵输入即转向操纵扭矩Ts、以及由转向致动器8的转向输入作为控制输入,将实际的转向操纵状态量作为控制量的模型中,具有多个干扰推定部,它们基于使所述控制输入通过低通滤波器的值、以及使所述控制量通过所述模型的反向特性和所述低通滤波器的值的差,对干扰进行推定。各干扰推定部通过使低通滤波器的截止频率不同,从而将干扰按照多个频带进行分离。
并且,利用干扰补偿部54以及直行性补充部53计算出的干扰补偿值Adis以及自动回正扭矩控制值Asa,由加法器55a相加。该加法器55a的加法输出和利用转向角控制部52运算出的柔性偏向控制值Ac,由加法器55b相加,而计算直行性确保控制值δa。该直行性确保控制值δa供给至延迟控制部56。
此处,如图16所示,利用转向角控制部52、直行性补充部53、干扰补偿部54以及加法器55a、55b构成直行性确保部SG,利用该直行性确保部SG和以下所述的延迟控制部56,构成转向响应性设定部SRS。
延迟控制部56如图16所示,具有转向操纵开始检测部56a、单稳态电路56b、增益调整部56c以及乘法器56d。
转向操纵开始检测部56a基于利用转向操纵角度传感器4检测出的转向操纵角θs,检测出从维持中立位置的状态进行右转向操纵或者左转向操纵的定时,并将表示从中立状态的转向操纵开始的转向操纵开始信号SS输出至单稳态电路56b。
此外,单稳态电路56b基于从转向操纵开始检测部56a输出的转向操纵开始信号,将在规定的延迟时间例如0.1秒的期间成为接通状态的控制开始延迟信号输出至增益调整部56c。
增益调整部56c在控制开始延迟信号为接通状态时,将控制增益Ga设定为“0”,在控制开始延迟信号为断开状态时,将控制增益Ga设定为“1”,并将所设定的控制增益Ga输出至乘法器56d。
在乘法器56d中,输入从直行性确保部SG输出的直行性确保控制值δa,使该直行性确保控制值δa乘以控制增益Ga,并将乘法结果供给至加法器56e,其中,该加法器56e输入来自目标转向角运算部51的目标转向角δ*。
因此,在延迟控制部56中,在利用转向操纵开始检测部56a检测出从维持中立状态的状态进行右转向操纵或者左转向操纵的转向操纵开始状态时,在增益调整部56c中,将乘至直行性确保控制值δa的控制增益Ga设定为“0”,以使得直行性确保控制停止由单稳态电路56b设定的规定时间、例如0.1秒间隔,其中,直行性确保控制是使利用直行性确保部SG计算出的直行性确保控制值δa与目标转向角δ*相加。并且,在增益调整部56c中,如果经过0.1秒后单稳态电路56b输出信号反转为断开状态,则在增益调整部56c中,将控制增益Ga设定为“1”,以开始使直行性确保控制值δa与目标转向角δ*相加的直行性确保控制。
此外,延迟控制部56在方向盘2的转向操纵持续进行时,由于未利用转向操纵开始检测部56a检测出从中立状态的转向操纵开始,因此通过单稳态电路56b的输出维持断开状态,从而利用增益调整部56c控制增益Ga设定为“1”。因此,利用直行性确保部SG运算出的直行性确保控制值δa直接供给至加法器56e。因此,使目标转向角δ*与直行性确保控制值δa和控制增益Ga的乘法值Ga·δa相加而进行直行性确保控制。
转向角偏差运算部58,从加法运算后目标转向角δ*a减去从构成转向致动器8的转向电动机8a的转向致动器角度传感器9输出的实际转向角δr,而计算出转向角偏差Δδ,并将计算出的转向角偏差Δδ输出至转向电动机控制部59,其中,加法运算后目标转向角δ*a通过使从加法器56c输出的目标转向角δ*与直行性确保控制值δa相加而得到。
转向电动机控制部59以使所输入的角度偏差Δδ为零的方式,计算构成转向致动器8的转向电动机8a的目标驱动电流im*,并将计算出的目标驱动电流im*输出至电流偏差运算部60。
电流偏差运算部60从所输入的目标驱动电流im*减去从电动机电流检测部61输出的实际电动机驱动电流imr而计算电流偏差Δi,并将计算出的电流偏差Δi输出至电动机电流控制部62,其中,电动机电流检测部61用于检测供给至构成转向致动器8的转向电动机8a的电动机电流。
电动机电流控制部62以使输入的电流偏差Δi为零的方式,即,实际电动机驱动电流imr追随目标驱动电流im*的方式进行反馈控制,并将实际电动机驱动电流imr输出至转向电动机8a。
此处,利用转向角偏差运算部58、转向电动机控制部59、电流偏差运算部60、电动机电流检测部61、电动机电流控制部62构成致动器控制装置63。该致动器控制装置63将利用转向致动器角度传感器9检测出的旋转角度δr控制为与目标转向角δ*一致,其中,转向致动器旋转角度传感器9用于检测构成转向致动器8的转向电动机8a的旋转角度。因此,在车辆为直行行驶状态,且目标转向角δ*为“0”时,控制为使旋转角度δr与该目标转向角δ*一致,因此,在将前述的直行性确保部SG作为主直行性确保部时,其构成副直行性确保部。
(转向控制装置的作用)
下面,伴随图18以及图19,说明上述第1实施方式中的转向控制装置的作用。
当前,设为将方向盘2保持在中立位置而进行直行行驶的状态。
在该直行行驶状态中,利用目标转向角运算部51运算出的目标转向角δ*为零。此时,方向盘2保持中立位置,因此作为左右的驱动轮的转向轮17FL以及17FR的驱动力或者制动力相等。因此,在转向角控制部52中,利用所述(1)式以及(2)式计算出的由柔性偏向产生的转向轮17FL以及17FR的转向角的位移量Δfl以及Δfr为相等的值。因此,柔性偏向校正量Ac是从位移量Δfl减去位移量Δfr的值,因此柔性偏向校正量Ac为零。
同样地,在直行性补充部53中,由于驱动力TL以及TR相等,因此通过驱动力差ΔT为零,从而参照图17所示的发生扭矩推定控制对应图而计算出的发生扭矩Th也为零。另一方面,在直行行驶状态下,不对方向盘2进行转向操纵,因此转向操纵扭矩Ts也为零,自动回正扭矩Tsa也为零,自动回正扭矩控制值Asa也为零。
另一方面,在干扰补偿部54中,计算出对干扰进行抑制的干扰补偿值Adis。因此,直行性确保控制值δa成为仅是干扰补偿值Adis的值。该直行性确保控制值δa被供给至延迟控制部56的乘法器56d。
在该延迟控制部56中,利用转向操纵开始检测部56a没有检测出转向操纵开始,因此单稳态电路56b的输出维持断开状态。因此,在增益调整部56c中控制增益Ga设定为“1”,该控制增益Ga向乘法器56d进行供给。从该乘法器56d,直行性确保控制值δa直接供给至加法器56e,并与为零的目标转向角δ*相加。因此,计算出与干扰补偿值Adis相对应的加法运算后目标转向角δ*a,将转向致动器8的转向电动机8a的转向角控制为与该加法运算后目标转向角δ*a一致。因此,能够进行去除干扰的影响的直行行驶。
因此,由于路面的高低差、前轮17FR以及17FL的路面摩擦系数不同等,由来自路面的输入导致的干扰而前轮17FR以及17FL进行转向的情况下,转向致动器8进行旋转。与之相对应,利用转向致动器角度传感器9检测出的旋转角θmo发生变化,从而与该旋转角θmo的变化相对应的干扰补偿值Adis输出。
因此,按照干扰补偿值Adis控制转向致动器8,能够产生抵抗由悬架装置1B的路面输入而导致的转向的扭矩。因此,能够利用直行性确保部SG确保悬架装置1B的直行性。
此外,在车辆的直行行驶状态中,在利用干扰补偿部54没有检测出干扰的情况下,利用直行性确保部SG计算出的直行性确保控制值δa为零,从目标转向角运算部51输出的目标转向角δ*也为零,因此从加法器56e输出的加法运算后目标转向角δ*也为零。
因此,利用致动器控制装置63,如果在构成转向致动器8的转向电动机8a中产生转向角位移,则利用致动器控制装置63输出电动机电流imr以消除该转向角位移,因此,转向轮17FR以及17FL恢复至直行行驶状态的转向角。因此,能够利用致动器控制装置63确保直行性。
但是,如果成为从维持直行行驶状态的状态将方向盘2向右(或者左)进行转向操纵的状态,则从该直行行驶状态向利用转向操纵而进行的转弯状态的转换,利用转向操纵开始检测部56a检测出。
因此,从单稳态电路56b,在规定时间例如0.1秒期间成为接通状态的控制延迟信号输出至增益调整部56c。因此,利用增益调整部56c,在控制延迟信号持续接通状态的期间,控制增益Ga设定为“0”。因此,从乘法器56d输出的乘法输出为“0”,直行性确保控制值δa向加法器56e的输出停止。
因此,从方向盘2的中立位置开始转向操纵的时刻开始0.1秒的初期响应期间T1的期间,控制增益Ga设定为“0”,因此从乘法器56d输出的乘法运算输出为“0”,相对于目标转向角δ*的直行性确保控制如图19(b)中实线图示所示停止。
因此,利用转向操纵角度传感器4检测出的转向操纵角θs供给至目标转向角运算部51,利用该目标转向角运算部51运算出的目标转向角δ*直接供给至转向角偏差运算部58。因此,将转向电动机8a旋转驱动为与目标转向角δ*一致。在该期间,直行性确保部SG中的直行性确保控制停止。
因此,在初期响应期间T1中,转向主销轴线KS的路面接地点设定在轮胎的接地面内的接地中心位置,并且主销后倾角设定为零的通过悬架装置1B进行的转向开始。
此时,悬架装置1B的主销后倾角设定为零。该主销后倾角、转向响应性和操纵稳定性的关系如图18(a)所示,主销后倾角为零时,转向响应性成为较高的状态,但是不能确保操纵稳定性。即,相对于主销后倾角的转向响应性和操纵稳定性存在权衡的关系。
因此,在从中立位置开始转向操纵的初期状态中,通过不执行利用线控转向控制进行的直行性确保控制,悬架装置1B维持该初期转向。
在该初期响应期间T1中,悬架装置1B中如上所述,主销后倾角为零,操纵响应性较高,因此如在图19(a)中实线图示的特性线L1所示,能够设为比虚线图示的特性线L2所示的具有通常的线控转向形式的转向操纵系统的车辆中的转向响应特性(偏航率)高的转向响应特性(偏航率)。此时,成为与通过驾驶员的方向盘2的转向操纵进行的转向操纵角变化对应的转向角变化,因此不会给驾驶员带来不适感。
但是,如果仅以悬架装置1B涉及的转向响应性越过初期响应期间T1而持续转向,则如在图19(a)中虚线图示的特性线L3所示,在中期响应期间T2以及后期响应期间T3,利用转向操纵进行的车辆的转向响应性变得敏感。此外,从中期响应期间T2至后期响应期间T3的车辆的向内侧的卷入现象较多。
因此,在上述第1实施方式中,如图19(b)所示,在经过初期响应期间T1的例如0.1秒后,利用直行性确保部SG进行的针对目标转向角δ*的直行性确保控制以阶梯状开始,其中,直行性确保部SG利用转向角控制部52、直行性补充部53以及干扰补偿部54构成。因此,对悬架装置1B涉及的车辆的转向响应性进行抑制而抑制车辆的失速,并且如图18(b)中虚线图示所示,利用线控转向控制对悬架装置1B的直行性进行补充,而能够确保操纵稳定性。
其后,在中期响应期间T2结束例如经过0.3秒后,通过利用直行性确保部SG进行的直行性确保控制,与通常的车辆的转向响应特性相比较,也能够进一步抑制转向响应特性而成为转向不足倾斜。由此,如在图19(a)中实线图示的特性线L1所示,能够使操纵稳定性提高,能够实现特性线L1所示的理想的车辆的转向响应特性。
如以上所述,根据本实施方式涉及的车辆的转向操纵装置,在悬架装置1B中,构成下连杆构造的第1连杆37和第2连杆38在车辆俯视时相交叉,使转向主销轴线KS在方向盘位于中立位置的状态下,在轮胎接地面内通过,将后倾拖距设定在轮胎接地面内,因此能够使围绕转向主销轴线KS的力矩进一步减小。
因此,在第1实施方式中,也能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向。即,能够使操纵性·稳定性提高。
如上述地,在上述第1实施方式中,通过设定为至少转向主销轴线KS在轮胎接地面内通过,从而设为悬架装置1B自身使转向响应性提高的结构,在此基础上,利用线控转向系统SBW的直行性确保部SG,而进行控制转向特性的转向角控制、直行性补充以及干扰补偿,从而确保悬架装置1B的直行性。
因此,在对方向盘2从保持为中立位置的状态进行右或者左转向操纵的情况下,在初期响应期间T1,利用悬架装置1B自身的较高的转向响应性而确保高响应性。其后,如果经过初期响应期间T1而进入中期响应期间T2,则与重视转向响应性相比,需要重视操纵稳定性,通过利用线控转向系统SBW中的延迟控制部56的增益调整部56c将控制增益Ga设定为“1”,从而开始通过利用直行性确保部SG计算出的直行性确保控制值δa进行的直行性确保控制。
因此,通过开始转向角控制、直行性补充以及干扰补偿等直行性确保控制,对悬架装置1B涉及的较高的转向响应性进行抑制并确保操纵稳定性。此外,在后期响应期间T3中,能够使转向响应性进一步减小以抑制向车辆的内侧的卷入现象,并作为转向不足倾向而进一步抑制车辆的失速,而建立理想的转向响应性控制。
此外,具有转向角控制部52,能够进行考虑了由柔性偏向产生的转向轮17FL以及17FR的位移量的直行性确保控制。因此,能够将插入作为下连杆部件的第1连杆37和第2连杆38的车身1A侧的支撑部的衬套的刚性设定为较弱,能够使经过第1连杆37和第2连杆38而从路面向车身1A的振动传递率降低,从而提高乘坐舒适性。
另外,在上述第1实施方式中,对以硬件构成转向控制装置50的情况进行了说明,但不限定于此,也可以是例如由微型计算机等运算处理装置构成例如目标转向角运算部51、直行性确保部SG,在该运算处理装置中,执行图20所示的转向控制处理。
该转向控制处理如图20所示,首先,在步骤S1中,读入对车速V、利用转向操纵角度传感器4检测出的转向操纵角θs、利用转向致动器角度传感器9检测出的旋转角θmo、驱动力控制装置71的左右轮的驱动力TL、TR、利用转向操纵扭矩传感器5检测出的转向操纵扭矩Ts等的运算处理所需的数据。其次,转至步骤S2,基于利用转向操纵角度传感器4检测出的转向操纵角θs,判断是否是方向盘2从保持中立位置的状态向右或者左进行转向操纵的转向操纵开始状态,在不是转向操纵开始状态时转至步骤S3。
在该步骤S4中,判定表示是转向操纵开始控制状态的控制标识F是否设置为“1”,在控制标识F复位为“0”时,转至步骤S4,在将控制增益Ga设定为“1”之后,转至步骤S5。
在该步骤S5中,与前述的目标转向角运算部51同样地,基于车速V和转向操纵角θs计算目标转向角δ*。
然后,转至步骤S6,与前述的转向角控制部52同样地,使左右轮的驱动力TL以及TR与柔性偏向系数sf相乘而计算由柔性偏向产生的转向轮17FL以及17FR的位移量Δfl以及Δfr,并基于这些位移量计算柔性偏向控制值Ac。
然后,转至步骤S7,与前述的直行性补充部53同样地,基于左右轮的驱动力TL以及TR的驱动力差ΔT(=TL-TR),参照图17所示的发生扭矩推定控制对应图,对因扭力转向现象而转向时产生的发生扭矩Th进行推定。并且,从转向操纵扭矩Ts减去该发生扭矩Th而计算自动回正扭矩Tsa,使该自动回正扭矩Tsa与规定增益Ksa相乘而计算自动回正扭矩控制值Asa。此处,自动回正扭矩Tsa的计算不限于上述方法,能够应用前述的直行性补充部53所说明的各种计算方法。
然后,转至步骤S8,基于来自转向致动器角度传感器9的电动机旋转角θmo、利用转向操纵扭矩Ts以及电动机电流检测部61检测出的电动机电流imr,按照每个频带对输入至车辆中的干扰进行分离并分别推定,计算用于抑制这些干扰的干扰补偿值Adis。
然后,转至步骤S9,基于目标转向角δ*、柔性偏向控制值Ac、自动回正扭矩控制值Asa、以及干扰补偿值Adis,进行下述(4)式的运算而计算加法运算后目标转向角δ*a。
δ*a=δ*+Ga(Ac+Asa+Adis)…………(4)
然后,转至步骤S10,在将利用步骤S9计算出的加法运算后目标转向角δ*a输出至图16中的转向角偏差运算部58之后,返回所述步骤S1。
此外,在步骤S2的判定结果是转向操纵开始状态时转至步骤S11,在将控制标识F设置为“1”之后转至步骤S12。此外,步骤S3的判定结果在控制标识F设置为“1”时,直接转至步骤S12。
在该步骤S12中,判定是否经过了预先设定的延迟时间(例如0.1秒)。此时,在没有经过延迟时间时,转至步骤S13,在将控制增益Ga设定为“0”之后转至所述步骤S5,而计算目标转向角δ*。
此外,步骤S12的判定结果经过了规定的延迟时间(例如0.1秒)时,转至步骤S14,在将控制标识F复位为“0”之后,转至所述步骤S4,将控制增益Ga设定为“1”。
在该图20所示的转向指令角度运算处理中,在不是从将方向盘2保持为中立位置的状态向右或者向左开始转向操纵的转向操纵开始状态时,也使目标转向角δ*和柔性偏向控制值Ac、自动回正扭矩控制值Asa以及干扰补偿值Adis相加而得到直行性确保控制值δa,进行使该直行性确保控制值δa与目标转向角δ*相加的直行性确保控制。
相对于此,在是从将方向盘2保持为中立位置的状态向右或者向左开始转向操纵的转向操纵开始状态时,在经过预先设定的延迟时间之前,将控制增益Ga设定为“0”,因此直行性确保控制停止。因此,只有目标转向角δ*输出至转向角偏差运算部58,由此,构成转向致动器8的转向电动机8a被旋转驱动。因此,作为初期转向响应性,设定悬架装置自身的高转向响应性,能够得到高转向响应性。
其后,如果经过延迟时间,则控制增益Ga设定为“1”,使目标转向角δ*与柔性偏向控制值Ac、自动回正扭矩控制值Asa以及干扰补偿值Adis相加而得到直行性确保控制值δa,利用将该直行性确保控制值δa与目标转向角δ*相加而得到的值旋转驱动构成转向致动器8的转向电动机8a。因此,能够抑制悬架装置1B的高转向响应性,并且能够确保悬架装置1B的直行性,得到理想的转向响应特性。
在该转向控制处理中,在车辆的直行行驶状态下,在目标转向角δ*为零,不产生干扰的情况下,由于该目标转向角δ*直接供给至图16的转向角偏差运算部58,因此与前述同样地,利用致动器控制装置63确保直行性。
在该图20的转向控制处理中,步骤S5的处理与目标转向角运算部51对应,步骤S6的处理与转向角控制部52对应,步骤S7的处理与直行性补充部53对应,步骤S5~S7的处理与直行性确保部SG对应,步骤S2~S4、S11~S14的处理与延迟控制部56对应,步骤S2~S14的处理与转向响应性设定部SRS对应。
另外,在图20的转向控制处理中,对由软件实现利用转向响应性设定部SRS进行的控制的情况进行了说明,但不限于此,也可以是包含转向响应性设定部SRS的控制和致动器控制装置63的控制在内进行软件处理。
此外,在上述第1实施方式中,对利用转向角控制部52、直行性补充部53以及干扰补偿部54构成直行性确保部SG的情况进行了说明,但不限于此,也可以省略转向角控制部52、直行性补充部53以及干扰补偿部54中的任意1个或者2个。
(第1实施方式的效果)
(1)车辆用悬架装置具有:第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结;以及第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结。并且,所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,并且成为下述的下连杆构造,即,使由俯视时的两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向车宽方向外侧且向前方移动,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件,成为下述上连杆构造,即,使由俯视时的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少具有向车宽方向外侧移动的成分。
由此,通过在转向轮的转向时彼此相交叉的第1下连杆部件和第2下连杆部件的交点的假想下枢轴点向车宽方向外侧移动,从而使磨胎半径在正磨胎半径的范围内变小。此时,通过由第1上连杆部件和第2上连杆部件形成的假想上枢轴点具有向车宽方向外侧移动的成分,从而能够抑制磨胎半径的缩小。
此时,如果使假想上枢轴点的移动方向与假想下枢轴点的移动方向一致,则除了抑制磨胎半径的缩小之外,还能够抑制转向主销倾角、主销后倾角的变化,能够将转向轮的转向时的齿条轴向力维持为较小。
(2)将所述上枢轴点以及所述下枢轴点连结的转向主销轴线设为在轮胎接地面内通过的结构。
由此,由于能够使围绕转向主销轴线的力矩进一步减小,因此能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向。
因此,能够使操纵性·稳定性提高。
(3)所述第1下连杆部件以及所述第2下连杆部件彼此相交叉,且成为张力杆型的下连杆构造,其相对于车宽方向,所述第1下连杆部件具有向车辆前方侧的倾斜。
因此,能够将第1下连杆部件以及第2下连杆部件的俯视时的交点所表示的假想下枢轴点设定在车宽方向内侧。因此,能够利用与假想上枢轴点的关系将磨胎半径在正磨胎半径的范围内设定为较大。
(4)所述第1下连杆部件由张力杆构成,所述第2下连杆部件由横拉杆构成。
根据该结构,在车辆前后方向的力为主导型的状况下,相对于输入轮胎接地点的车辆前后方向的朝向后方的力,横拉杆部件的车轮侧的连结部向车辆内方移动。此外,横拉杆部件的车轮侧的连结部以车身侧的连结部为中心旋转而向车辆外方移动。此外,张力杆部件的车轮侧的连结部向车辆内方移动。
因此,能够实现使车轮朝向后束方向的柔性偏向。
因此,在车辆用悬架装置中,能够将相对于车辆前后方向的力的柔性偏向特性设为更适当的特性。
(5)所述第1上连杆部件以及所述第2上连杆部件彼此相交叉,且成为张力杆型的上连杆构造,其相对于车宽方向,所述第2上连杆部件与所述第1上连杆部件相比具有向车辆前方侧的倾斜。
因此,能够使第1上连杆部件以及第2上连杆部件的俯视时的交点所表示的假想上枢轴点,与第1下连杆部件以及第2下连杆部件的俯视时的交点所表示的假想下枢轴点大致平行地向车宽方向外侧前方移动。因此,能够抑制在磨胎半径的正磨胎半径范围内的缩小,并且能够抑制转向主销倾角、主销后倾角的变化。
(6)所述第1上连杆部件由张力杆构成,所述第2上连杆部件由横拉杆构成。
因此,在车辆前后方向的力为主导型的状况下,相对于输入轮胎接地点的车辆前后方向的朝向后方的力,横拉杆部件的车轮侧的连结部向车辆内方移动。此外,横拉杆部件的车轮侧的连结部以车身侧的连结部为中心旋转而向车辆外方移动。此外,张力杆部件的车轮侧的连结部向车辆内方移动。
因此,能够实现使车轮向后束方向的柔性偏向。
因此,在车辆用悬架装置中,能够将相对于车辆前后方向的力的柔性偏向特性设为更适当的特性。
(7)利用车辆用悬架装置,对通过线控转向系统进行控制的转向轮进行悬挂。
因此,利用线控转向系统中的转向致动器,能够与本发明中的转向主销轴线的设定、后倾拖距的设定对应而进行对直行性进行补充的控制,能够实现操纵性·稳定性的提高。
(8)悬架装置设为将转向主销轴线设定为在轮胎接地面通过,且与直行性相比重视转向响应性的结构,转向控制装置具有:转向致动器,其使转向轮进行转向;以及致动器控制装置,其对所述转向致动器进行控制,以使得所述转向轮的转向角与方向盘的转向操纵角对应,所述转向控制装置对所述转向致动器进行控制,以使得对由所述悬架装置的转向响应性的重视而导致的直行性的降低进行补偿。
由此,由于能够使围绕悬架装置的转向主销轴线的力矩进一步减小,因此能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向。
因此,能够使转向响应性提高。此时,通过将主销后倾角设为零附近的值,从而能够构成使转向响应性更高的悬架装置。
(9)所述转向控制装置由线控转向系统构成。
通过设为该结构,能够利用线控转向系统,对由确保悬架装置的转向响应性而导致的直行性的降低进行补充。
(10)所述线控转向系统具有直行性确保部,该直行性确保部对所述转向致动器进行控制,以使得对由所述悬架装置的转向响应性的重视而导致的直行性的降低进行补偿。
通过该结构,能够利用直行性确保部对悬架装置的直行性的降低进行补偿,能够实现操纵性·稳定性的提高。
(11)所述直行性确保部计算自动回正扭矩并确保所述悬架装置的直行性。
通过该结构,能够利用直行性确保部,利用自动回正扭矩确保由于确保悬架装置的高响应性而降低的直行性,能够使操纵·稳定性提高。
(12)所述转向控制装置具有转向响应性设定部,该转向响应性设定部在开始对所述方向盘进行从中立位置的转向操纵时,对利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制进行调整,并将初期转向响应性设定为所述悬架装置自身的转向响应性。
根据该结构,在从方向盘的中立位置开始转向时,能够将初期响应特性设为高转向响应性。其后,通过利用直行性确保部进行的直行性确保控制对悬架装置自身的转向响应性进行调整,从而能够确保理想的转向响应性。
(13)所述转向控制装置具有对柔性偏向进行推定并进行转向轮的位移校正的转向角控制部。
根据该结构,因此,能够使插入构成悬架装置的下臂的车身侧支撑部的衬套的刚性降低,能够使车辆的乘坐舒适性提高。
(14)所述转向控制装置具有转向响应性设定部,该转向响应性设定部在至少开始对所述方向盘进行从中立位置的转向操纵时,在初期转向状态下,对所述悬架装置自身的转向响应性较高的转向响应性进行设定,并且该转向响应性设定部在经过所述初期转向状态之后的转向状态时,对利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制所需的转向响应性进行设定。
根据该结构,能够在初期转向确保悬架装置的较高的转向响应特性,能够在经过初期设定时间后,利用直行性确保部进行确保所述转向致动器的所述悬架装置自身的直行性的控制,能够得到理想的转向响应特性。
(15)所述转向响应性设定部具有延迟控制部,该延迟控制部在对所述方向盘进行从中立位置的转向操纵时,使利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制进行延迟。
根据该结构,由于利用延迟控制部对通过直行性确保部进行的直行性确保控制的开始进行延迟,因此能够将初期转向响应特性设为悬架装置自身的高转向响应性。
(16)所述延迟控制部具有增益调整部,该增益调整部对利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制的开始进行调整。
根据该结构,由此,在增益调整部中,通过将相对于例如直行性确保控制中的直行性确保控制值的增益设定为“0”,从而不进行直行性确保控制,通过将增益设定为大于“0”的值例如设定为“1”,从而能够开始直行性确保控制。因此,能够通过设置增益调整部,从而容易地进行对直行性确保控制的开始的调整。
(17)所述延迟控制部使利用直行性确保部进行的直行性确保控制从转向操纵开始定时延迟0.1秒之后开始,其中,该转向操纵是所述方向盘从保持中立位置的状态向右或者向左进行转向操纵。
根据该结构,对于初期转向响应特性,能够有效地利用悬架装置自身的高转向响应特性,在经过0.1秒的初期期间之后,使通过直行性确保部进行的直行性确保控制开始,而能够得到理想的转向响应特性。
(18)所述转向控制装置具有:目标转向角运算部,其运算与转向操纵角对应的目标转向角;加法器,其使利用该目标转向角运算部运算出的目标转向角与所述直行性确保部的直行性确保控制值相加;转向电动机控制部,其形成使该加法器的加法运算输出,与构成所述转向致动器的转向电动机的旋转角度一致的电动机指令电流;以及电流控制部,其形成与所述电动机指令电流一致的、供给至所述转向电动机的电动机驱动电流。
根据该结构,在目标转向角运算部中,对与方向盘的转向操纵角相对应的目标转向角进行运算,利用加法器将该目标转向角和直行性确保控制值相加,在转向电动机控制部中,形成使加法器的加法运算输出与构成致动器的转向电动机的旋转角度一致的目标电动机电流,在电动机电流控制部中,形成与目标电动机指令电流一致的电动机驱动电流,通过将其输出至转向电动机,从而能够将转向电动机与方向盘的转向操纵角相对应而进行驱动控制。此处,从目标转向角运算部输出的目标转向角利用转向响应性控制部进行调整,因此能够进行最优的转向控制。
(19)一种转向控制方法,其是在下述悬架装置上支撑的转向轮的转向控制方法,该悬架装置具有:轴托架,其具有可自由旋转地支撑转向轮的车轴;第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧分别连结车身侧支撑部和所述轴托架;以及第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧分别连结车身侧支撑部和所述轴托架,所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,并且设为使由俯视时的两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向车宽方向外侧并且前方移动的下连杆构造,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件设为下述上连杆构造,即具有使由俯视时的两者的交点所表示的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少向车宽方向外侧移动的成分,且该悬架装置设定为使转向主销轴线在方向盘的中立位置在轮胎接地面内通过,该转向控制方法与所述方向盘的转向操纵状态相对应而利用致动器对所述转向轮进行转向,并且进行使所述致动器动作而对所述转向轮施加用于自动回正的复原力,并确保车辆的直行性的控制。
根据该方法,由于能够使围绕悬架装置的转向主销轴线的力矩进一步减小,因此能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向。
因此,能够使转向响应性提高。此时,通过将主销后倾角设为零附近的值,从而能够构成使转向响应性更高的悬架装置。并且,能够通过对转向轮施加用于自动回正的复原力而确保在该悬架装置中不足的直行性。
(20)一种转向控制方法,其是在下述悬架装置上支撑的转向轮的转向控制方法,该悬架装置具有:轴托架,其具有可自由旋转地支撑转向轮的车轴;第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结;以及第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结,所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,并且成为下述的下连杆构造,即,使由俯视时的两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向车宽方向外侧且向前方移动,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件成为下述的上连杆构造,即,使由俯视时的两者的交点所表示的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少具有向车宽方向外侧移动的成分,且该悬架装置设定为使转向主销轴线在方向盘的中立位置在轮胎接地面内通过,
在所述转向控制方法中,对转向致动器进行控制,其中,该转向致动器检测对所述方向盘进行转向操纵时的转向操纵角的位移,并基于检测结果使转向轮进行转向,
并且,进行使所述转向致动器动作而对所述转向轮施加用于自动回正的复原力,并确保车辆的直行性的控制,
在开始对所述方向盘进行从中立位置的转向时,在转向开始初期将所述悬架装置自身的转向响应性作为初期转向响应特性,并在经过初期设定时间之后开始所述转向致动器的确保车辆的直行性的控制。
根据该方法,由于能够使围绕悬架装置的转向主销轴线的力矩进一步减小,因此能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向。
因此,能够使转向响应性提高。此时,通过将主销后倾角设为零附近的值,从而能够构成使转向响应性更高的悬架装置。并且,能够通过对转向轮施加用于自动回正的复原力而确保在该悬架装置中不足的直行性。
此外,在对方向盘开始从中立位置的转向时,通过在转向开始初期将所述悬架装置自身的转向响应性作为初期转向响应特性,在经过初期设定时间后开始确保所述转向致动器的车辆的直行性的控制,从而在转弯初期利用悬架装置的转向响应性开始转弯,在经过初期设定时间后开始确保所述转向致动器的车辆的直行性的控制。因此,对悬架装置1B涉及的车辆的转向响应性进行抑制而抑制车辆的失速,并且利用转向控制对悬架装置的直行性进行补充,而能够确保操纵稳定性。
(21)确保所述车辆的直行性的控制,基于转向状态计算自动回正扭矩,并将计算出的自动回正扭矩施加到转向轮上。
根据该方法,能够利用自动回正扭矩确保由于确保悬架装置的高响应性而降低的直行性,能够使操纵·稳定性提高。
(22)所述初期设定时间设定为0.1秒。
根据该方法,对于初期转向响应特性,能够有效地利用悬架装置自身的高转向响应特性,在经过0.1秒的初期期间之后,使通过直行性确保部进行的直行性确保控制开始,而能够得到理想的转向响应特性。
(应用例1)
在第1实施方式中,将转向主销轴线设定在轮胎接地面内,作为其一个例子,对将后倾拖距设为接近0的值,使转向主销轴线的路面着地点与轮胎接地面中心点一致的情况进行说明。
相对于此,在本应用例中,将转向主销轴线的设定条件限定在从轮胎接地面中心点至轮胎接地面的前端为止的范围内。
(效果)
如果将转向主销轴线的路面着地点设定在从轮胎接地面中心至轮胎接地面的前端,则能够兼顾直行性的确保和转向操纵操作的重量的减小。即,能够实现操纵性·稳定性的提高。
(应用例2)
在第1实施方式中,在图10所示的座标平面中,将由点划线围成的区域作为适于设定的区域而举例。相对于此,能够将所关注的齿条轴向力的等值线作为边界线,将与该边界线所示的范围相比位于内侧的区域(转向主销倾角的减少方向且磨胎半径的增加方向)作为适于设定的区域。
(效果)
假定齿条轴向力的最大值,而能够在小于等于该最大值的范围内设定悬架几何结构。
(应用例3)
在第1以及第2实施方式以及各应用例中,以在具有线控转向方式的转向操纵装置的车辆中应用悬架装置1B的情况为例进行了说明,但不限于线控转向方式,也能够在具有机械的转向操纵机构的转向操纵装置的车辆中应用悬架装置1B。
在该情况下,按照基于上述讨论结果的条件决定转向主销轴线,并在将后倾拖距设定在轮胎接地面内之后,使机械的转向操纵机构的连杆配置与其配合而构成。
(效果)
在具有机械的构造的转向操纵机构中,也能够减小围绕转向主销轴线的力矩而使驾驶员所求的转向操纵力进一步减小,能够实现操纵性·稳定性的提高。
(第2实施方式)
下面,针对图21~图23说明本发明的第2实施方式。
该第2实施方式取代前述的第1实施方式的将上连杆构造设为受拉型的构造的情况,而设为受压型的上连杆构造。
即,在第2实施方式中,如图21所示,与支撑转向轮17FL以及17FR的转向节70的车轴70a的下端侧连结的下连杆构造,与前述的第1实施方式同样地,设为使横拉杆(第1下连杆部件)37以及张力杆(第2下连杆部件)38相交叉的受拉型的构造。
相对于此,与转向节70的上端连结的上连杆构造,设为如下构造,即在作为第1上连杆的横拉杆(横拉杆部件)71和作为第2上连杆的受压连杆(受压连杆部件)72中,连杆自身未相交叉,但车轮侧的延长线相交叉,其中,该横拉杆71在俯视时在轮胎中心轴线的车辆前后方向稍后方侧沿车轴方向延长而配置,该受压连杆72在该横拉杆71的车辆前后方向后方侧配置。这些横拉杆71以及受压连杆72的每一个由I臂构成,分别支撑于在转向节70的上端支撑的2个球窝关节74上。
此处,横拉杆71如图23(a)示意地所示,转向节70的上端的车轮侧安装点TBUa配置在转向轮17FL以及17FR的车宽方向内侧处,轮胎中心轴线的车辆前后方向稍后方侧,车身侧安装点TBUb同样地配置在车宽方向内侧处轮胎中心轴线的车辆前后方向稍后方侧。
此外,受压连杆72如图23(a)示意地所示,转向节70的上端的车轮侧安装点CPUa在转向轮17FL以及17FR的车宽方向内侧处,从横拉杆71的车轮侧安装点TBUa向车辆前后方向后方侧配置,车身侧安装点CPUb从车轮侧安装点CPUa在车辆前后方向后方侧向车宽方向内方配置。因此,受压连杆72从车轮侧安装点CPUa向斜后方延长。
上述上连杆构造中,假想上枢轴点PU在俯视时与前述的第1实施方式的上连杆构造不同,是横拉杆71以及受压连杆72的转向轮侧的延长线相交叉的点。该上枢轴点PU如图23(a)所示,设定在转向轮17FL以及17FR的车宽方向的稍内侧,且与车轴中心线相比,在车辆前后方向稍后方侧。
另一方面,在下连杆构造中,如图23(b)所示,与前述的第1实施方式同样地,假想下枢轴点PL设定在转向轮17FL以及17FR的车宽方向内侧端部附近,且与车轴中心线相比处于车辆前后方向稍前侧。
因此,将假想上枢轴点PU以及假想下枢轴点PL连结的转向主销轴线KS如图22所示,其路面着地点在轮胎接地面内,与轮胎接地面中心点相比位于车辆前方侧。因此,能够将转向主销倾角设为小于或等于15度,并且使主销后倾角为接近零度,从而与前述的第1实施方式同样地,能够使围绕转向主销轴线的力矩进一步减小。因此,能够以更小的齿条轴向力进行转向,并且能够以更小的力控制车轮的朝向。由此,能够使操纵性·稳定性提高。
并且,在转向轮17FL以及17RR从直行行驶状态进行转向的情况下,在下连杆构造中,由于设为受拉型的构造,因此与前述的第1实施方式同样地,通过转向,假想枢轴点PL如图23(b)所示,在车宽方向外侧向车辆前后方向前侧的方向上向斜前方移动。
相对于此,在上连杆中,如图23(a)所示,在直行行驶状态中,假想上枢轴点PU在俯视时,在转向轮17FL以及17FR的车轴中心轴线的附近,在车辆前后方向的稍后方侧处,转向轮17FL以及17FR的车宽方向的内侧的位置。如果从该状态进行转向成为转弯外轮,则假想上枢轴点PU向车宽方向外侧且车辆前后方向后方侧移动。
因此,如果以车宽方向的成分来看,能够通过假想上枢轴点PU向车宽方向外侧移动,从而对由于假想下枢轴点PL向车宽方向外侧移动而导致的在正磨胎半径区域内的磨胎半径的减少进行抑制。与此同时,也能够抑制转向主销倾角的增加。
此时,通过在车辆前后方向的成分中,假想下枢轴点PL向车辆前方移动,假想上枢轴点PU向车辆后方移动,从而在转向时主销后倾角变大,后倾拖距增加,产生较高的横向加速度的转弯时,能够可靠地抑制产生转向角的过度增加。
(第2实施方式的效果)
(1)利用第1上连杆部件以及第2上连杆部件这2根连杆构成上连杆构造,并成为如下的上连杆构造,即,在转弯时第1上连杆部件以及第2上连杆部件的车轮侧安装点侧的延长线在俯视时相交叉的点所表示的假想上枢轴点,具有向车宽方向外侧移动的成分。
根据该结构,通过转向轮的转向时彼此相交叉的第1下连杆部件和第2下连杆部件的交点的假想下枢轴点向车宽方向外侧移动,从而使磨胎半径在正磨胎半径的范围内减小。此时,通过第1上连杆部件和第2上连杆部件的交点的假想上枢轴点具有向车宽方向外侧移动的成分,能够抑制磨胎半径的缩小。
此时,如果使假想上枢轴点的移动方向与假想下枢轴点的移动方向一致,则除了抑制磨胎半径的缩小之外,能够抑制转向主销倾角的变化,能够将转向轮的转向时的齿条轴向力维持为较小。此外,通过在转弯时使假想上枢轴点具有向车辆前后方向后方移动的成分,从而能够在主销后倾角变大,后倾拖距增加,产生较高的横向加速度的转弯时,可靠地抑制产生转向角的过度增加。
(2)所述第1上连杆部件由横拉杆部件构成,所述第2上连杆部件由受压连杆部件构成。
根据该结构,能够在转向时使假想上枢轴点在车宽方向外侧向车辆前后方向后方移动。因此,在彼此相交叉的第1下连杆部件和第2下连杆部件的交点的假想下枢轴点在转向轮的转向时向车宽方向外侧并且车辆前后方向前方侧移动的情况下,通过第1上连杆部件和第2上连杆部件的交点的假想上枢轴点具有向车宽方向外侧移动的成分,从而能够抑制磨胎半径的缩小。此时,也能够抑制转向主销倾角的变化。此外,通过在转弯时使假想上枢轴点具有向车辆前后方向后方移动的成分,从而能够在主销后倾角变大,后倾拖距增加,产生较高的横向加速度的转弯时,可靠地抑制产生转向角的过度增加。
标号的说明
1…汽车,1A…车身,1B…悬架装置,2…方向盘,3…输入侧转向轴,4…转向操纵角度传感器,5…转向操纵扭矩传感器,6…转向操纵反作用力致动器,7…转向操纵反作用力致动器角度传感器,8…转向致动器,9…转向致动器角度传感器,10…输出侧转向轴,11…转向扭矩传感器,12…小齿轮,14…转向齿条部件,15…转向横拉杆,17FR、17FL、17RR、17RL…车轮,21…车辆状态参数取得部,24FR、24FL、24RR、24RL…轮速传感器,26…控制器/驱动电路,27…机械备用部,32…车轴,33…轴托架,34…弹簧部件,37、39…横拉杆(横拉杆部件),38、40…张力杆(张力杆部件),41…减震器,50…转向控制部,51…目标转向角运算部,52…转向角控制部,53…直行性补充部,54…干扰补偿部,55…加法器,56…延迟控制部,56a…转向操纵开始检测部,56b…单稳态电路,56c…增益调整部,56d…乘法器,56e…加法器,58…转向角偏差运算部,59…转向电动机控制部,60…电流偏差运算部,61…电动机电流检测部,62…电动机电流控制部,63…致动器控制装置,65…驱动力控制装置,70…转向节,71…横拉杆,72…受压连杆
Claims (24)
1.一种车辆用悬架装置,其特征在于,具有:
轴托架,其具有可自由旋转地支撑转向轮的车轴;
第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结;以及
第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结,
所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,且构造为,使由俯视时两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向俯视时车宽方向外侧且向前方移动,
所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件构造为,使由俯视时两者的交点所表示的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少具有向车宽方向外侧移动的成分,
在转向时,在转弯外轮中,所述第1下连杆部件的车轮侧支撑点向车辆内方移动,所述第2下连杆部件的车轮侧支撑点向车辆外方移动。
2.根据权利要求1所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
将所述上枢轴点以及所述下枢轴点连结的转向主销轴线,在轮胎接地面内通过。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
所述第1下连杆部件以及所述第2下连杆部件彼此相交叉,且成为张力杆型的下连杆构造,其相对于车宽方向,所述第2下连杆部件具有向车辆前方侧的倾斜。
4.根据权利要求3所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
所述第1下连杆部件由横拉杆部件构成,所述第2下连杆部件由张力杆部件构成。
5.根据权利要求1所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
所述第1上连杆部件以及所述第2上连杆部件彼此相交叉,且成为张力杆型的上连杆构造,其相对于车宽方向,所述第2上连杆部件与所述第1上连杆部件相比具有向车辆前方侧较大的倾斜。
6.根据权利要求5所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
所述第1上连杆部件由横拉杆构成,所述第2上连杆部件由张力杆构成。
7.根据权利要求1所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
所述第1上连杆部件以及所述第2上连杆部件,成为车轮侧延长部相交叉的受压杆型的上连杆构造,其相对于车宽方向,所述第2上连杆部件具有与所述第1上连杆部件相比向车辆后方侧的倾斜。
8.根据权利要求7所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
所述第1上连杆部件由横拉杆部件构成,所述第2上连杆部件由张力杆部件构成。
9.根据权利要求1所述的车辆用悬架装置,其特征在于,
对利用线控转向系统控制的转向轮进行悬挂,其中,该线控转向系统对方向盘的位移进行检测,并基于检测结果利用致动器使转向齿条位移。
10.一种汽车,其特征在于,具有:
转向控制装置,其与方向盘的转向操纵状态相对应,控制与该方向盘分离的转向轮;以及
权利要求2至8所述的悬架装置,其将所述转向轮支撑在车身上,
所述悬架装置的结构为,将转向主销轴线设定为在轮胎接地面上通过,与直行性相比更重视转向响应性,
所述转向控制装置具有:转向致动器,其使所述转向轮转向;以及致动器控制装置,其对所述转向致动器进行控制,以使得所述转向轮的转向角与所述方向盘的转向操纵角对应,所述转向控制装置对所述转向致动器进行控制,以使得对由所述悬架装置的转向响应性的重视而导致的直行性的降低进行补偿。
11.根据权利要求10所述的汽车,其特征在于,
所述转向控制装置由线控转向系统构成。
12.根据权利要求11所述的汽车,其特征在于,
所述线控转向系统具有直行性确保部,该直行性确保部对所述转向致动器进行控制,以使得对由所述悬架装置的转向响应性的重视而导致的直行性的降低进行补偿。
13.根据权利要求12所述的汽车,其特征在于,
所述直行性确保部对自动回正扭矩进行计算,而确保所述悬架装置的直行性。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的汽车,其特征在于,
所述转向控制装置具有转向响应性设定部,该转向响应性设定部在开始对所述方向盘进行从中立位置的转向操纵时,对利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制进行调整,将初期转向响应性设定为所述悬架装置自身的转向响应性。
15.根据权利要求11所述的汽车,其特征在于,
所述转向控制装置具有转向角控制部,其对柔性偏向进行推定而进行转向轮的位移校正。
16.根据权利要求11所述的汽车,其特征在于,
所述转向控制装置具有转向响应性设定部,该转向响应性设定部在至少在开始对所述方向盘进行从中立位置的转向操纵时,在初期转向状态下,设定所述悬架装置自身的转向响应性较高的转向响应性,并且该转向响应性设定部在经过所述初期转向状态之后的转向状态时,设定利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制所需的转向响应性。
17.根据权利要求14所述的汽车,其特征在于,
所述转向响应性设定部具有延迟控制部,该延迟控制部在对所述方向盘进行从中立位置的转向操纵时,使利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制延迟。
18.根据权利要求17所述的汽车,其特征在于,
所述延迟控制部具有增益调整部,该增益调整部对利用所述直行性确保部进行的直行性确保控制的开始进行调整。
19.根据权利要求17或18所述的汽车,其特征在于,
所述延迟控制部使利用直行性确保部进行的直行性确保控制从转向操纵开始定时延迟0.1秒之后开始,其中,该转向操纵是所述方向盘从保持中立位置的状态向右或者向左进行转向操纵。
20.根据权利要求12所述的汽车,其特征在于,
所述转向控制装置具有:目标转向角运算部,其运算与转向操纵角对应的目标转向角;加法器,其使利用该目标转向角运算部运算出的目标转向角与所述直行性确保部的直行性确保控制值相加;转向电动机控制部,其形成使该加法器的加法运算输出、与构成所述转向致动器的转向电动机的旋转角度一致的电动机指令电流;以及电流控制部,其形成与所述电动机指令电流一致的、供给至所述转向电动机的电动机驱动电流。
21.一种转向控制方法,其是在下述悬架装置上支撑的转向轮的转向控制方法,该悬架装置具有:轴托架,其具有可自由旋转地支撑转向轮的车轴;第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结;以及第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结,所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,且构造为,使由俯视时两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向俯视时车宽方向外侧且向前方移动,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件构造为,使由俯视时两者的交点所表示的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少具有向车宽方向外侧移动的成分,且该悬架装置设定为,使转向主销轴线在方向盘的中立位置,在轮胎接地面内通过,该转向控制方法的特征在于,
与所述方向盘的转向操纵状态相对应而利用致动器对所述转向轮进行转向,
并且,进行使所述致动器动作而对所述转向轮施加用于自动回正的复原力,并确保车辆的直行性的控制,
在转向时,在转弯外轮中,所述第1下连杆部件的车轮侧支撑点向车辆内方移动,所述第2下连杆部件的车轮侧支撑点向车辆外方移动。
22.一种转向控制方法,其是在下述悬架装置上支撑的转向轮的转向控制方法,该悬架装置具有:轴托架,其具有可自由旋转地支撑转向轮的车轴;第1下连杆部件以及第2下连杆部件,它们在所述车轴的下侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结;以及第1上连杆部件以及第2上连杆部件,它们在所述车轴的上侧,分别将车身侧支撑部和所述轴托架连结,所述第1下连杆部件和所述第2下连杆部件彼此相交叉,且构造为,使由俯视时两者的交点所表示的假想下枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,向俯视时车宽方向外侧且向前方移动,所述第1上连杆部件和所述第2上连杆部件构造为,使由俯视时的两者的交点所表示的假想上枢轴点,在所述转向轮从直行行驶状态时进行转向时,至少具有向车宽方向外侧移动的成分,且该悬架装置设定为,使转向主销轴线在方向盘的中立位置,在轮胎接地面内通过,该转向控制方法的特征在于,
对转向致动器进行控制,其中,该转向致动器检测对所述方向盘进行转向操纵时的转向操纵角的位移,并基于检测结果使转向轮进行转向,
并且,进行使所述致动器动作而对所述转向轮施加用于自动回正的复原力,并确保车辆的直行性的控制,
在开始对所述方向盘进行从中立位置的转向时,在转向开始初期将所述悬架装置自身的转向响应性作为初期转向响应特性,并在经过初期设定时间之后开始所述转向致动器的确保车辆的直行性的控制,
在转向时,在转弯外轮中,所述第1下连杆部件的车轮侧支撑点向车辆内方移动,所述第2下连杆部件的车轮侧支撑点向车辆外方移动。
23.根据权利要求21或22所述的转向控制方法,其特征在于,
确保所述车辆的直行性的控制,是基于转向状态计算自动回正扭矩,并将计算出的自动回正扭矩施加到转向轮上。
24.根据权利要求22所述的转向轮的转向控制方法,其特征在于,
所述初期设定时间设定为0.1秒。
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JP6382597B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-08-29 | Ntn株式会社 | 車両 |
JP6127076B2 (ja) * | 2015-02-10 | 2017-05-10 | 本田技研工業株式会社 | 揺動型車両 |
EP3090907B1 (en) * | 2015-05-05 | 2020-08-12 | Volvo Car Corporation | Secondary steering system unit, secondary steering system, vehicle and a method for secondary steering |
CN105015618B (zh) * | 2015-08-17 | 2017-11-24 | 长春孔辉汽车科技股份有限公司 | 一种电动轮悬架主动回正控制系统 |
US20170190355A1 (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-06 | GM Global Technology Operations LLC | Wheel alignment monitoring |
DE102016001592A1 (de) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | Audi Ag | Verfahren zur Beeinflussung der Fahrtrichtung von Kraftfahrzeugen |
JP6872138B2 (ja) * | 2016-10-05 | 2021-05-19 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
US10787192B1 (en) | 2017-04-11 | 2020-09-29 | Apple Inc. | Steer-by-wire system with multiple steering actuators |
CN111201180A (zh) * | 2017-10-10 | 2020-05-26 | 沃尔沃卡车集团 | 用于控制车辆的转向系统的方法 |
US20190351942A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-21 | GM Global Technology Operations LLC | Traction steer compensation with steering torque overlay |
TWM584751U (zh) * | 2018-09-04 | 2019-10-11 | 沃爾奇動力機電股份有限公司 | 獨立式後懸吊系統 |
JP7398454B2 (ja) * | 2018-11-15 | 2023-12-14 | アプライド・エレクトリック・ビークル・リミテッド | 車両用サスペンション、及び仮想ステアリングピボットを用いた駆動機構 |
JP7192605B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2022-12-20 | 株式会社アドヴィックス | 車両の走行制御装置 |
JP7188273B2 (ja) * | 2019-05-13 | 2022-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用サスペンション装置 |
US12227054B2 (en) | 2019-05-21 | 2025-02-18 | Ree Automotive Ltd | Wheel suspension system with mobile steering axis |
JP7412322B2 (ja) * | 2020-12-11 | 2024-01-12 | 株式会社クボタ | 作業車 |
CN114532017B (zh) * | 2022-03-18 | 2022-10-28 | 江苏玖顺农业机械有限公司 | 一种水稻种植用自动导航小型高速插秧机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005092644A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Radaufhängung für ein lenkbares fahrzeugrad |
JP2009090762A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション装置 |
CN102186685A (zh) * | 2008-10-20 | 2011-09-14 | 贝以系统哈格伦斯公司 | 用于轮式车辆的车轮悬架 |
CN202088834U (zh) * | 2010-02-25 | 2011-12-28 | 日产自动车株式会社 | 车辆用悬架装置 |
CN202192954U (zh) * | 2011-08-01 | 2012-04-18 | 万向钱潮股份有限公司 | 弹性多连杆直线导引独立悬架 |
WO2012073469A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 日産自動車株式会社 | 車両及びその操舵制御方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2671298A (en) * | 1949-09-10 | 1954-03-09 | Allis Chalmers Mfg Co | Cotton picker |
US3096696A (en) * | 1957-03-05 | 1963-07-09 | Vernon H Reisser | Motor grader frame extension |
US2957701A (en) * | 1957-11-08 | 1960-10-25 | Alan H Rich | Torsion suspension system for vehicles |
US3021152A (en) * | 1958-03-11 | 1962-02-13 | Daimler Benz Ag | Independent wheel suspension |
US3338327A (en) * | 1966-03-07 | 1967-08-29 | Bishop Muriel Janet | Drive arrangement for vehicles with an articulated frame |
JP3076541B2 (ja) | 1997-11-04 | 2000-08-14 | 本田技研工業株式会社 | 操向車輪制御構造 |
JP2007237840A (ja) | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵制御装置、自動車及び操舵制御方法 |
JP2008018924A (ja) | 2006-06-12 | 2008-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション装置 |
SE532107C2 (sv) | 2006-11-03 | 2009-10-27 | Swedish Advanced Automotive Bu | Hjulupphängningsarrangemang och motorfordon |
DE102007047787A1 (de) | 2007-11-15 | 2009-05-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Einzelradaufhängung |
JP5217963B2 (ja) | 2008-11-28 | 2013-06-19 | 日産自動車株式会社 | フロント・サスペンション装置 |
JP5459332B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2014-04-02 | 日産自動車株式会社 | 車両用サスペンション装置およびそのジオメトリ調整方法 |
-
2013
- 2013-06-28 WO PCT/JP2013/004048 patent/WO2014013682A1/ja active Application Filing
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005092644A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Radaufhängung für ein lenkbares fahrzeugrad |
JP2009090762A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション装置 |
CN102186685A (zh) * | 2008-10-20 | 2011-09-14 | 贝以系统哈格伦斯公司 | 用于轮式车辆的车轮悬架 |
CN202088834U (zh) * | 2010-02-25 | 2011-12-28 | 日产自动车株式会社 | 车辆用悬架装置 |
WO2012073469A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 日産自動車株式会社 | 車両及びその操舵制御方法 |
CN202192954U (zh) * | 2011-08-01 | 2012-04-18 | 万向钱潮股份有限公司 | 弹性多连杆直线导引独立悬架 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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