JP2008105599A

JP2008105599A - Suspension device, automobile and vehicle motion control method

Info

Publication number: JP2008105599A
Application number: JP2006291430A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Makita; 光弘牧田; Tetsuro Kamata; 鉄郎鎌田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-05-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict a variation generated in a motion of an entire automobile when an automobile body is moved in a relative parallel relation with a plane of road surface in respect to the wheels. <P>SOLUTION: An automobile 1 has an automobile body 1A and sub-frames for individual driving wheels both of which can be adjusted in distance in the automobile width direction and the automobile forward/rearward direction, and the angle of the sub-frame to the automobile body 1A can be adjusted. The automobile body 1A can be turned in a yawing direction in relation to the four wheels in response to the running state of the automobile body, and the automobile body can be moved in parallel with the automobile body forward/rearward direction and lateral direction. In addition, when the automobile body 1A is moved in relation to the four wheels, an inertia force generated through motion of this automobile body 1A in relation to the four wheels is controlled and eliminated by steering four wheels (a variation of toe angle). Accordingly, when the automobile body is moved in parallel with the plane of a road surface relatively to the wheels, variation generated in the motion of the entire automobile can be restricted. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車輪と車体とを連結するサスペンション装置、それを備えた自動車および車両運動制御方法に関する。 The present invention relates to a suspension device that connects a wheel and a vehicle body, an automobile equipped with the suspension device, and a vehicle motion control method.

従来、曲線路走行時等の車両運動状態に応じて、運転者の視線方向を制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、操舵時に運転者が感じる車両の運動感覚に関し、視覚と運動知覚（体感）それぞれの認知特性において車両ヨー運動周波数依存性が異なるという実験的事実に基づき、視覚と運動知覚との間に乖離が生ずると想定される車両運動状態では、運転者の車両運動感覚が向上するよう、運転者の視線方向を誘導する技術が記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for controlling a driver's line-of-sight direction according to a vehicle motion state such as when traveling on a curved road is known.
For example, Patent Document 1 describes the visual and motion related to the vehicle motion sensation felt by the driver during steering based on the experimental fact that the cognitive characteristics of vision and motion perception (body experience) have different vehicle yaw motion frequency dependencies. There is described a technique for guiding the driver's line-of-sight direction so as to improve the driver's sense of vehicle movement in a vehicle movement state in which a deviation from the perception is assumed.

この技術においては、運転席に備えられた可動機構を駆動することによって、運転席をヨー方向に回転させ、運転者の向きを制御している。また、車体やキャビンに可動機構を備え、これらをヨー方向に回転させることによっても運転者の向きを変えることができる。
特開平６−９２１５９号公報 In this technology, by driving a movable mechanism provided in the driver's seat, the driver's seat is rotated in the yaw direction to control the direction of the driver. In addition, the vehicle body and the cabin are provided with a movable mechanism, and the direction of the driver can be changed by rotating them in the yaw direction.
JP-A-6-92159

しかしながら、上述のように４輪に対して車体（運転席やキャビン等の車体の一部あるいは車体全体）をヨー方向に回転させる等、４輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させると、その反動が車輪に作用し、車両全体の運動に変化を生じさせる可能性がある。
本発明の課題は、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することである。 However, as described above, the vehicle body (a part of the vehicle body such as the driver's seat or the cabin or the entire vehicle body) is rotated in the yaw direction with respect to the four wheels, and the vehicle body is moved relative to the four wheels in parallel with the road surface plane. Then, the reaction may act on the wheels, causing a change in the movement of the entire vehicle.
The subject of this invention is suppressing the change which arises in the motion of the whole vehicle, when carrying out relative motion of a vehicle body with respect to a wheel in parallel with a road surface plane.

以上の課題を解決するため、本発明に係るサスペンション装置は、
運転席を有する車体と、車体と車輪とを連結し、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢を変化させる駆動手段を備えたサスペンション機構と、車両の走行状態に応じて、車体のヨー方向の向きを設定する車体姿勢演算手段と、前記サスペンション装置の駆動手段を制御して、設定された車両中心点と各車輪との位置関係を維持しつつ、前記車体姿勢演算手段によって設定されたヨー方向の向きに各車輪に対して車体を回転させると共に、各車輪をその車体の回転運動に応じた反作用力が発生する姿勢に制御するサスペンション制御手段とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a suspension device according to the present invention is:
A vehicle body having a driver's seat, a suspension mechanism that connects the vehicle body and the wheel, and has a driving mechanism that changes the position and posture of the wheel relative to the vehicle body in the front-rear and left-right directions, and the yaw direction of the vehicle body according to the traveling state of the vehicle The vehicle body posture calculation means for setting the direction of the vehicle and the drive means for the suspension device are controlled to maintain the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel, and the yaw set by the vehicle body posture calculation means. Suspension control means for rotating the vehicle body relative to each wheel in the direction of the direction and controlling each wheel to a posture in which a reaction force corresponding to the rotational motion of the vehicle body is generated is provided.

また、本発明に係る自動車は、
運転席を有する車体と、運転席の前部位置に設置され、操舵操作が入力されるステアリングホイールと、車体と車輪とを連結し、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢を変化させる駆動手段を備えたサスペンション機構と、車両の走行状態に応じて、車体のヨー方向の向きを設定する車体姿勢演算手段と、前記サスペンション装置の駆動手段を制御して、設定された車両中心点と各車輪との位置関係を維持しつつ、前記車体姿勢演算手段によって設定されたヨー方向の向きに各車輪に対して車体を回転させると共に、各車輪をその車体の回転運動に応じた反作用力が発生する姿勢に制御するサスペンション制御手段とを備えることを特徴としている。 In addition, the automobile according to the present invention is
A vehicle that has a driver's seat, a steering wheel that is installed at a front position of the driver's seat and that receives a steering operation, and that connects the vehicle body and the wheel, and changes the position and posture of the wheel in the front-rear and left-right directions. A suspension mechanism provided with means, a vehicle body posture calculating means for setting the direction of the yaw direction of the vehicle body in accordance with the traveling state of the vehicle, a driving means for the suspension device, While maintaining the positional relationship with the wheel, the vehicle body is rotated with respect to each wheel in the yaw direction set by the vehicle body posture calculating means, and each wheel generates a reaction force according to the rotational movement of the vehicle body. And suspension control means for controlling the posture to be performed.

また、本発明に係る車両運動制御方法は、
車体を車輪に対して前後左右あるいはヨー方向に相対運動させる車体運動ステップと、車体の相対運動によって各車輪に働く力を打ち消す反作用力を、各車輪において発生させる反作用力発生ステップとを含むことを特徴としている。 The vehicle motion control method according to the present invention includes:
A vehicle body movement step for moving the vehicle body relative to the wheel in the front-rear, left-right, or yaw direction, and a reaction force generation step for generating a reaction force in each wheel that counteracts the force acting on each wheel by the relative movement of the vehicle body. It is a feature.

本発明に係るサスペンション装置によれば、サスペンション機構に備えられた駆動手段によって、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢が変化可能であり、サスペンション制御手段によって、車体姿勢演算手段が設定した車体のヨー方向の向きに、設定された車両中心点と各車輪との位置関係が維持されつつ、各車輪に対して車体を回転される。また、このとき、サスペンション制御手段によって、各車輪は、車体の回転運動に応じた反作用力を発生する姿勢に制御される。 According to the suspension device of the present invention, the position and posture of the wheel in the front-rear and left-right directions with respect to the vehicle body can be changed by the driving means provided in the suspension mechanism, and the vehicle body posture calculation means set by the suspension control means. The vehicle body is rotated with respect to each wheel while maintaining the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel in the direction of the yaw direction. At this time, the suspension control means controls each wheel to a posture that generates a reaction force according to the rotational motion of the vehicle body.

したがって、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、その相対運動による慣性力を各車輪において発生される反作用力によって打ち消すことができ、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することが可能となる。
また、本発明に係る自動車によれば、サスペンション機構に備えられた駆動手段によって、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢が変化可能であり、ステアリングホイールに入力された操舵操作に応じて、サスペンション制御手段によって、車体姿勢演算手段が設定した車体のヨー方向の向きに、設定された車両中心点と各車輪との位置関係が維持されつつ、各車輪に対して車体を回転される。また、このとき、サスペンション制御手段によって、各車輪は、車体の回転運動に応じた反作用力を発生する姿勢に制御される。 Therefore, when the vehicle body is moved relative to the wheel in parallel with the road surface plane, the inertial force due to the relative movement can be canceled out by the reaction force generated in each wheel, and the change generated in the movement of the entire vehicle is suppressed. It becomes possible.
Further, according to the vehicle of the present invention, the position and posture of the wheel in the front-rear and left-right directions with respect to the vehicle body can be changed by the driving means provided in the suspension mechanism, and according to the steering operation input to the steering wheel, The suspension control means rotates the vehicle body with respect to each wheel while maintaining the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel in the direction of the vehicle body yaw direction set by the vehicle body posture calculation means. At this time, the suspension control means controls each wheel to a posture that generates a reaction force according to the rotational motion of the vehicle body.

したがって、各車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、その相対運動による慣性力を各車輪において発生される反作用力によって打ち消すことができ、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することが可能となる。
また、本発明に係る車両運動制御方法によれば、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、車体が発生する慣性力を車輪において吸収でき、車両全体の運動に変化を生じさせることを抑制できる。 Therefore, when the vehicle body is moved relative to each wheel in parallel with the road surface plane, the inertial force due to the relative movement can be canceled out by the reaction force generated at each wheel, thereby suppressing changes in the movement of the entire vehicle. It becomes possible to do.
Further, according to the vehicle motion control method of the present invention, when the vehicle body is moved relative to the wheel in parallel with the road surface plane, the inertial force generated by the vehicle body can be absorbed by the wheel, and the movement of the entire vehicle is changed. It can suppress producing.

以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動車１の構成を示す概略図である。
図１において、自動車１は、前後左右の駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲと車体１Ａとが、サブフレーム４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲそれぞれを介して連結された構造を有し、サブフレーム４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲと車体１Ａとは、後述するように、車体運動用アクチュエータおよび平面摺動機構を介して連結されている。 Embodiments of an automobile to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an automobile 1 according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a vehicle 1 has a structure in which front, rear, left and right drive wheels 2FL, 2FR, 2RL, 2RR and a vehicle body 1A are connected via subframes 4FL, 4FR, 4RL, 4RR, respectively. , 4FR, 4RL, 4RR and the vehicle body 1A are connected via a vehicle body motion actuator and a plane sliding mechanism, as will be described later.

図２は、自動車１のサスペンション構造の具体例を示す図である。
なお、自動車１のサスペンション構造は、前後左右の駆動輪それぞれにおいて同様であるため、左前輪部分を例に挙げて説明する。
図２において、自動車１のサスペンション構造は、インホイールモータ３ＦＬを備える駆動輪２ＦＬと、駆動輪２ＦＬを駆動するインホイールモータ３ＦＬと、駆動輪２ＦＬの上方に配置される水平板部およびその車両内側端部から車両下方に延びる垂直板部を有するサブフレーム４ＦＬと、駆動ロッドおよびそれを駆動するシリンダを有し、車体１Ａとサブフレーム４ＦＬとを連結する車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３と、一端をインホイールモータ３ＦＬの下端に連結され、他端をサブフレーム４ＦＬの垂直板部下端に連結されたロアアーム６ＦＬと、ロアアーム６ＦＬの上面に下端を固定され、サブフレーム４ＦＬの水平板部下面に上端を固定されたストラット７ＦＬと、サブフレーム４ＦＬの垂直板部側面にシリンダを固定され、駆動ロッドの先端をボールジョイントを介してタイロッド９ＦＬの一端に連結された転舵用アクチュエータ８ＦＬと、転舵用アクチュエータ８ＦＬの駆動ロッド先端とボールジョイントを介して連結されると共に、インホイールモータ３ＦＬの車両後方側端部にボールジョイントを介して連結されたタイロッド９ＦＬとを有している。 FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the suspension structure of the automobile 1.
The suspension structure of the automobile 1 is the same for each of the front, rear, left and right drive wheels, and will be described by taking the left front wheel portion as an example.
In FIG. 2, the suspension structure of the automobile 1 includes a driving wheel 2FL provided with an in-wheel motor 3FL, an in-wheel motor 3FL for driving the driving wheel 2FL, a horizontal plate portion disposed above the driving wheel 2FL, and an inner side of the vehicle. Car body motion actuators 5FL-1 to 5FL-3 having a sub-frame 4FL having a vertical plate portion extending from the end portion below the vehicle, a driving rod and a cylinder for driving the sub-frame, and connecting the vehicle body 1A and the sub-frame 4FL. And a lower arm 6FL having one end connected to the lower end of the in-wheel motor 3FL and the other end connected to the lower end of the vertical plate portion of the subframe 4FL, and a lower end fixed to the upper surface of the lower arm 6FL, and a horizontal plate portion of the subframe 4FL Strut 7FL with the upper end fixed to the lower surface, and a cylinder on the side of the vertical plate of subframe 4FL The steering actuator 8FL is connected to one end of the tie rod 9FL via a ball joint and the tip of the drive rod is connected to the tip of the drive rod of the steering actuator 8FL via a ball joint. The wheel motor 3FL has a tie rod 9FL connected to the vehicle rear side end portion via a ball joint.

図２に示す構成のうち、ロアアーム６ＦＬとインホイールモータ３ＦＬとの連結部は、インホイールモータ３ＦＬが垂直軸の周りに回転可能に構成されている。また、ロアアーム６ＦＬとサブフレーム４ＦＬとの連結部は、サブフレーム４ＦＬの垂直板部下端の車両前後方向に沿う軸を中心にロアアーム６ＦＬが車両上下方向に揺動可能に構成されている。 In the configuration shown in FIG. 2, the connecting portion between the lower arm 6FL and the in-wheel motor 3FL is configured such that the in-wheel motor 3FL can rotate around the vertical axis. Further, the connecting portion between the lower arm 6FL and the sub frame 4FL is configured such that the lower arm 6FL can swing in the vehicle vertical direction around an axis along the vehicle longitudinal direction at the lower end of the vertical plate portion of the sub frame 4FL.

車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３は、車体１Ａおよびサブフレーム４ＦＬそれぞれとの連結部において、水平方向に揺動可能な構成とされており、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１，５ＦＬ−２は、駆動ロッドの先端をサブフレーム４ＦＬの垂直板部における車両内側面に連結されていると共にシリンダの端部を車体１Ａの左側面と連結され、これら車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１，５ＦＬ−２は、同一の高さ位置で車両前後方向に並べて配設されている。また、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−３は、駆動ロッドの先端をサブフレーム４ＦＬの垂直板部における車両前側側面に連結されていると共にシリンダの端部をサブフレーム４ＦＬ前方に位置する車体１Ａの側面に連結されている。なお、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−３も、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１，５ＦＬ−２と同一の高さ位置に配設されている。 The body motion actuators 5FL-1 to 5FL-3 are configured to be swingable in the horizontal direction at the connection portions between the vehicle body 1A and the subframe 4FL, and the body motion actuators 5FL-1 and 5FL-2. The front end of the drive rod is connected to the vehicle inner surface of the vertical plate portion of the sub-frame 4FL, and the end of the cylinder is connected to the left side surface of the vehicle body 1A, and these vehicle body motion actuators 5FL-1, 5FL-2 Are arranged side by side in the vehicle longitudinal direction at the same height position. In addition, the body motion actuator 5FL-3 has the tip of the drive rod connected to the vehicle front side surface of the vertical plate portion of the subframe 4FL and the cylinder end portion on the side surface of the vehicle body 1A located in front of the subframe 4FL. It is connected. The body motion actuator 5FL-3 is also disposed at the same height as the body motion actuators 5FL-1 and 5FL-2.

サブフレーム４ＦＬの水平板部上面と、それに対向する車体１Ａの下面との間には、ベアリングを介してサブフレーム４ＦＬと車体１Ａとを平面運動させる平面摺動機構が形成されており、この平面摺動機構を介して、サブフレーム４ＦＬが車体１Ａの荷重を支持している。
上記の構成により、駆動輪２ＦＬは、インホイールモータ３ＦＬによって駆動されると共に、駆動輪２ＦＬに車両上下方向の外力が入力されると、ロアアーム６ＦＬが車両上下方向に揺動することに対応して、ストラット７ＦＬのコイルスプリングおよびダンパが外力を吸収する。また、転舵用アクチュエータ８ＦＬが駆動ロッドをストロークさせることにより、タイロッド９ＦＬを介してインホイールモータ３ＦＬを垂直軸周りに回転させ、サブフレーム４ＦＬに対して駆動輪２ＦＬが転舵される。さらに、転舵用アクチュエータ８ＦＬの動作により、駆動輪２ＦＬの転舵に加え、駆動輪２ＦＬのトー角調整が行われる。 A plane sliding mechanism is formed between the upper surface of the horizontal plate portion of the subframe 4FL and the lower surface of the vehicle body 1A facing the subframe 4FL. The plane sliding mechanism moves the subframe 4FL and the vehicle body 1A through a bearing. The subframe 4FL supports the load of the vehicle body 1A through the sliding mechanism.
With the above configuration, the driving wheel 2FL is driven by the in-wheel motor 3FL, and when an external force in the vehicle vertical direction is input to the driving wheel 2FL, the lower arm 6FL swings in the vehicle vertical direction. The coil spring and the damper of the strut 7FL absorb the external force. Further, when the steering actuator 8FL strokes the drive rod, the in-wheel motor 3FL is rotated around the vertical axis via the tie rod 9FL, and the drive wheel 2FL is steered with respect to the subframe 4FL. Further, by the operation of the steering actuator 8FL, the toe angle of the driving wheel 2FL is adjusted in addition to the steering of the driving wheel 2FL.

また、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１，５ＦＬ−２が駆動ロッドを軸方向に駆動すると、車体１Ａとサブフレーム４ＦＬとの距離が変化し、その変位と対応して車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−３も駆動ロッドの軸方向距離を変化可能である。さらに、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３それぞれの駆動ロッドを個別に調整すると、車体１Ａに対するサブフレーム４ＦＬの相対角度が変化する。
即ち、各駆動輪のサブフレーム４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲにおける車体運動用アクチュエータを統合して制御することにより、４輪に対して車幅方向に車体１Ａを平行移動させたり、４輪に対して車体１Ａをヨー方向に回転運動させたりすることができる。 When the vehicle body motion actuators 5FL-1 and 5FL-2 drive the drive rod in the axial direction, the distance between the vehicle body 1A and the subframe 4FL changes, and the vehicle body motion actuator 5FL-3 also corresponds to the displacement. The axial distance of the drive rod can be changed. Further, when the driving rods of the body motion actuators 5FL-1 to 5FL-3 are individually adjusted, the relative angle of the sub frame 4FL with respect to the vehicle body 1A changes.
That is, by integrating and controlling the vehicle motion actuators in the sub-frames 4FL, 4FR, 4RL, and 4RR of each drive wheel, the vehicle body 1A can be translated in the vehicle width direction with respect to the four wheels, Thus, the vehicle body 1A can be rotated in the yaw direction.

次に、自動車１の制御系統について説明する。
図３は、自動車１の制御系統の構成を示すブロック図である。
図３において、自動車１は、操舵角センサ１０と、速度センサ２０と、横加速度センサ３０と、車体姿勢演算回路４０と、サスペンション作動量演算回路５０と、アクチュエータ駆動回路６０と、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３，５ＦＲ−１〜５ＦＲ−３，５ＲＬ−１〜５ＲＬ−３，５ＲＲ−１〜５ＲＲ−３とを備えている。なお、図３には図示しないが、自動車１は、操舵角センサ１０および速度センサ２０の検出結果に基づいて、車両の転舵を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）が４輪の転舵角を算出し、その算出結果に応じて、各車輪に設置された転舵用アクチュエータ８ＦＬ，８ＦＲ，８ＲＬ，８ＲＲを駆動することにより、車両の進行方向を制御している。 Next, the control system of the automobile 1 will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system of the automobile 1.
In FIG. 3, the automobile 1 includes a steering angle sensor 10, a speed sensor 20, a lateral acceleration sensor 30, a vehicle body posture calculation circuit 40, a suspension operation amount calculation circuit 50, an actuator drive circuit 60, and a vehicle motion actuator. 5FL-1 to 5FL-3, 5FR-1 to 5FR-3, 5RL-1 to 5RL-3, and 5RR-1 to 5RR-3. Although not shown in FIG. 3, in the automobile 1, an ECU (Electronic Control Unit) that controls the turning of the vehicle based on the detection results of the steering angle sensor 10 and the speed sensor 20 determines the turning angles of the four wheels. The traveling direction of the vehicle is controlled by driving the steering actuators 8FL, 8FR, 8RL, 8RR installed on each wheel according to the calculation result.

操舵角センサ１０は、ステアリングコラムに設置されたエンコーダあるいはポテンショメータ等によって構成されており、運転者による操舵入力角度を検出し、検出結果を車体姿勢演算回路４０に出力する。
速度センサ２０は、車軸に設置されたパルス発生器から発生されるパルス信号を検出することにより、自動車１の車速を検出し、検出結果を車体姿勢演算回路４０に出力する。
横加速度センサ３０は、半導体加速度センサ等を用いて車両の横加速度を検出するセンサであり、検出した横加速度を車体姿勢演算回路４０に出力する。 The steering angle sensor 10 is configured by an encoder or a potentiometer installed on the steering column, detects a steering input angle by the driver, and outputs the detection result to the vehicle body posture calculation circuit 40.
The speed sensor 20 detects the vehicle speed of the automobile 1 by detecting a pulse signal generated from a pulse generator installed on the axle, and outputs the detection result to the vehicle body posture calculation circuit 40.
The lateral acceleration sensor 30 is a sensor that detects the lateral acceleration of the vehicle using a semiconductor acceleration sensor or the like, and outputs the detected lateral acceleration to the vehicle body posture calculation circuit 40.

車体姿勢演算回路４０は、車両の走行状態、即ち、操舵角センサ１０によって入力された操舵入力角度と、速度センサ２０によって入力された車速と、横加速度センサ３０によって入力された横加速度とから、自動車１の旋回軌跡と、その旋回状態における４輪に対する車体１Ａの向き（以下、「ヨー角姿勢」という。）を算出する。このとき、車体姿勢演算回路４０は、後述する車体姿勢演算方法に従って、４輪に対する車体１Ａの向きを算出する。そして、車体姿勢演算回路４０は、算出した旋回軌跡および車体１Ａの向き（ヨー角姿勢）をサスペンション作動量演算回路５０に出力する。 The vehicle body posture calculation circuit 40 is based on the traveling state of the vehicle, that is, the steering input angle input by the steering angle sensor 10, the vehicle speed input by the speed sensor 20, and the lateral acceleration input by the lateral acceleration sensor 30. The turning trajectory of the automobile 1 and the direction of the vehicle body 1A with respect to the four wheels in the turning state (hereinafter referred to as “yaw angle posture”) are calculated. At this time, the vehicle body posture calculation circuit 40 calculates the orientation of the vehicle body 1A with respect to the four wheels according to a vehicle body posture calculation method described later. The vehicle body posture calculation circuit 40 outputs the calculated turning locus and the direction of the vehicle body 1A (yaw angle posture) to the suspension operation amount calculation circuit 50.

サスペンション作動量演算回路５０は、車体姿勢演算回路４０によって入力された旋回軌跡および車体１Ａのヨー角姿勢に応じて、駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲそれぞれの転舵角および車体１Ａとの距離を算出する。このとき、サスペンション作動量演算回路５０は、車体姿勢演算回路４０と同様に、後述する車体姿勢演算方法に従って、駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲそれぞれの転舵角を算出する。そして、サスペンション作動量演算回路５０は、算出した駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲそれぞれの転舵角および車体１Ａとの距離をアクチュエータ駆動回路６０に出力する。 The suspension operation amount calculation circuit 50 determines the turning angles of the driving wheels 2FL, 2FR, 2RL, and 2RR and the distance from the vehicle body 1A according to the turning trajectory input by the vehicle body posture calculation circuit 40 and the yaw angle posture of the vehicle body 1A. Is calculated. At this time, the suspension operation amount calculation circuit 50 calculates the turning angles of the drive wheels 2FL, 2FR, 2RL, and 2RR in accordance with the vehicle body posture calculation method described later, similarly to the vehicle body posture calculation circuit 40. Then, the suspension operation amount calculation circuit 50 outputs the calculated steered angles of the drive wheels 2FL, 2FR, 2RL, and 2RR and the distance from the vehicle body 1A to the actuator drive circuit 60.

アクチュエータ駆動回路６０は、サスペンション作動量演算回路５０によって入力された駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲそれぞれの転舵角および車体１Ａとの距離を基に、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３，５ＦＲ−１〜５ＦＲ−３，５ＲＬ−１〜５ＲＬ−３，５ＲＲ−１〜５ＲＲ−３それぞれの作動量を算出し、各車体運動用アクチュエータを、算出した作動量だけ作動させる。 The actuator drive circuit 60 is based on the turning angles of the drive wheels 2FL, 2FR, 2RL, and 2RR inputted by the suspension operation amount calculation circuit 50 and the distance from the vehicle body 1A, and the vehicle motion actuators 5FL-1 to 5FL- The operation amounts of 3, 5FR-1 to 5FR-3, 5RL-1 to 5RL-3, 5RR-1 to 5RR-3 are calculated, and each vehicle body motion actuator is operated by the calculated operation amount.

（車体運動制御方法）
次に、本実施形態における車体運動の制御方法について説明する。
図４は、ドライバの運転制御モデルの概念を示す図である。
図４に示すように、ドライバは、走行コースを視覚認識して車両を操作し、車両運動により自らの視覚情報にフィードバックを受けると共に、車体運動により運動情報にフィードバックを受ける。
したがって、ドライバの運転感覚を向上させるためには、この視覚と運動感覚の調和を維持する必要がある。 (Car body motion control method)
Next, a vehicle body motion control method according to this embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating the concept of the driving control model of the driver.
As shown in FIG. 4, the driver visually recognizes the traveling course, operates the vehicle, receives feedback on his / her visual information by the vehicle motion, and receives feedback on the motion information by the body motion.
Therefore, in order to improve the driving sensation of the driver, it is necessary to maintain harmony between this visual sense and the motor sensation.

図５は、ドライバの前方注視点のイメージを示す図である。
図５に示すように、ドライバは、走行コース上の自車前方に視点を置き、その位置に自車を進行させようとする。この点は前方注視点と呼ばれる。なお、本実施形態においては、自車から前方注視点までの距離を前方注視点距離Ｌと表す。
前方注視点距離Ｌは、一般的に速度に比例して増大すると考えられる。したがって、走行速度と走行コースが決まれば、前方注視点を設定することが可能である。そこで、車両の運転感覚を向上させるために、４輪に対し、車体全体を前方注視点方向に回転させ、所定のヨー角を付与することにより、より少ない頭部動作で前方注視点にドライバの視覚を誘導できることとなる。 FIG. 5 is a diagram illustrating an image of the driver's forward gazing point.
As shown in FIG. 5, the driver places a viewpoint in front of the host vehicle on the traveling course and tries to advance the host vehicle to that position. This point is called forward gaze. In the present embodiment, the distance from the host vehicle to the front gazing point is represented as a front gazing point distance L.
The forward gaze distance L is generally considered to increase in proportion to the speed. Therefore, if the traveling speed and the traveling course are determined, it is possible to set the forward gazing point. Therefore, in order to improve the driving sensation of the vehicle, the entire vehicle body is rotated in the direction of the forward gazing point and the predetermined yaw angle is given to the four wheels, so that the driver can move to the front gazing point with less head movement. It will be possible to induce vision.

図６は、車体運動時における車両全体重心と車体重心との関係を示す概念図である。
図６に示すように、路面平面に平行な面内で、車両全体重心に対して車体を相対的に２次元移動させる際には、車体重心が車両全体重心に対して相対加速度をもつために、車輪において矢印で示す方向に加速度が発生する。
例えば、図６（ａ）の直進状態（車両全体重心に対して車体を２次元移動させない状態）に対して、図６（ｂ）では、車両全体重心に対して、車体を右横方向に並進移動させている。その際、車両全体重心に対して車体の相対加速度を発生させるための作用力は各車輪のアクチュエータによって生成されるが、このアクチュエータの作用力は、各車輪と路面との摩擦によって吸収する必要がある。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing the relationship between the overall center of gravity of the vehicle and the center of gravity of the vehicle body during vehicle body motion.
As shown in FIG. 6, when the vehicle body is moved two-dimensionally relative to the vehicle center of gravity in a plane parallel to the road surface plane, the vehicle body center of gravity has a relative acceleration with respect to the vehicle center of gravity. Acceleration occurs in the direction indicated by the arrow on the wheel.
For example, in contrast to the straight traveling state of FIG. 6A (the state in which the vehicle body is not moved two-dimensionally with respect to the overall center of gravity of the vehicle), in FIG. It is moved. At that time, the acting force for generating the relative acceleration of the vehicle body with respect to the center of gravity of the entire vehicle is generated by the actuator of each wheel, and the acting force of this actuator needs to be absorbed by the friction between each wheel and the road surface. is there.

図６（ｃ）では、車体を車両全体重心に対して加速させる方向に移動させているが、この場合にも各輪に前後方向の反作用力が作用することになるので、車両全体の運動を変化させないためには、この反作用力分をタイヤの制駆動力として吸収する必要がある。
図６（ｄ）では、後輪付近を中心としてヨー角方向に角加速度を発生させているが、この場合にも、車両全体運動を変化させないためには、前輪に発生するアクチュエータ作用力の反作用力分を前輪と路面との摩擦によって吸収する必要がある。 In FIG. 6 (c), the vehicle body is moved in a direction that accelerates with respect to the overall center of gravity of the vehicle, but in this case as well, a reaction force in the front-rear direction acts on each wheel. In order not to change, it is necessary to absorb this reaction force as the braking / driving force of the tire.
In FIG. 6 (d), angular acceleration is generated in the yaw angle direction around the vicinity of the rear wheel, but in this case as well, in order not to change the overall vehicle motion, the reaction force of the actuator acting force generated on the front wheel is counteracted. It is necessary to absorb the force by friction between the front wheels and the road surface.

図７は、車体が車両全体重心に対して運動する際に、その運動が車両運動に与える影響の概念を示す図であり、図７においては、左旋回中の車両において車体が車両全体重心に対して運動する場合の例を示している。
図７に示すように、車両が運動状態にある場合（図７の場合には旋回状態）、各車輪がその運動を維持するために路面との間で力（横力等）を発生している。このとき、車体が車両全体重心に対して運動することにより、車体に慣性力が働くことになるが、この慣性力は車両の内部では打ち消せないため、最終的にはタイヤがその反作用力を受けることになる。すると、本来タイヤが発生している力と、車体運動の慣性力のうち、各車輪における分担分の和が、そのタイヤにおいて車両全体運動に影響することとなる。即ち、車体が車両全体重心に対して運動することにより、本来想定していた車両運動とは異なる挙動を示すことになる。
そこで、本発明においては、車体を車両全体重心に対して運動させる際に、各車輪において、その反作用を吸収させる転舵制御を行うことにより、車両運動を維持しつつ、車体運動を行うものとする。 FIG. 7 is a diagram showing the concept of the effect of the movement on the vehicle motion when the vehicle body moves with respect to the overall center of gravity of the vehicle. In FIG. The example in the case of exercising is shown.
As shown in FIG. 7, when the vehicle is in motion (turning in the case of FIG. 7), each wheel generates force (lateral force, etc.) with the road surface to maintain its motion. Yes. At this time, an inertial force acts on the vehicle body by moving the vehicle body relative to the center of gravity of the entire vehicle, but since this inertial force cannot be canceled inside the vehicle, the tire eventually exerts its reaction force. Will receive. Then, the sum of the share of each wheel among the force originally generated by the tire and the inertial force of the vehicle body motion affects the overall vehicle motion in the tire. That is, when the vehicle body moves with respect to the center of gravity of the entire vehicle, the vehicle exhibits a behavior different from the originally assumed vehicle movement.
Therefore, in the present invention, when the vehicle body is moved relative to the center of gravity of the entire vehicle, the vehicle body motion is performed while maintaining the vehicle motion by performing the steering control that absorbs the reaction in each wheel. To do.

（車体姿勢演算方法）
以下、車両全体重心に対して車体を運動させるための制御量を具体的に演算する方法について説明する。
図８は、本実施形態において設定する車両の運動中心を示す図である。
上述のように、本実施形態においては、車体を車両全体重心に対して運動させるにあたり、車両の幾何学運動中心を設定し、車体部分での過渡運動の発生に対して、車両の幾何学運動中心の運動が影響を受けないように車輪を制御する。この幾何学運動中心としては、種々の点を設定することが可能であるが、本実施形態では、ホイールベースとトレッドで構成される長方形を想定し、この長方形の面心を仮想の運動中心（幾何学運動中心）とする。
なお、車両の運動中心は、車体上の任意点（例えば運転者の乗車位置等）に設定することができる。 (Car body posture calculation method)
Hereinafter, a method for specifically calculating the control amount for moving the vehicle body with respect to the overall center of gravity of the vehicle will be described.
FIG. 8 is a diagram showing the motion center of the vehicle set in the present embodiment.
As described above, in the present embodiment, when the vehicle body is moved with respect to the center of gravity of the entire vehicle, the geometric motion center of the vehicle is set, and the geometric motion of the vehicle against the occurrence of the transient motion in the vehicle body portion. Control the wheels so that the center movement is not affected. Although various points can be set as the geometric motion center, in the present embodiment, a rectangle composed of a wheelbase and a tread is assumed, and the face center of the rectangle is assumed to be a virtual motion center ( Geometric movement center).
The vehicle motion center can be set at an arbitrary point on the vehicle body (for example, the ride position of the driver).

図９は、図８において設定した幾何学運動中心と各車輪との配置関係を相対的に変化させることなく、４輪に対して車体を運動させる場合の制御ロジック示す図である。
上述のように、仮想の運動中心（幾何学運動中心）を基準とした対地車両運動を変化させることなく、４輪に対する車体の運動を実現させるには、車体運動の慣性力を各車輪で打ち消す必要がある。その際、前後輪ともに左右輪が車軸で連結されている場合と同様に、左右輪で車体の慣性力を負担すればよいと考えることができる。これにより、車体は左右輪を連結した仮想の軸線上を移動していくと想定できる。車両を平面モデルとして捉え、操舵による過渡運動時の車体姿勢制御を考えると、車体の運動は、横運動とヨー運動に二分される。
まず、横運動を考えると、このときに車体が発生する慣性力Ｆ_ＢＹは、 FIG. 9 is a diagram illustrating control logic when the vehicle body is moved with respect to the four wheels without relatively changing the positional relationship between the geometric motion center set in FIG. 8 and the respective wheels.
As described above, in order to realize the motion of the vehicle body with respect to the four wheels without changing the ground vehicle motion based on the virtual motion center (geometric motion center), the inertia force of the vehicle motion is canceled by each wheel. There is a need. In that case, it can be considered that the right and left wheels should bear the inertial force of the vehicle body, as in the case where the left and right wheels are connected by axles. Accordingly, it can be assumed that the vehicle body moves on a virtual axis line connecting the left and right wheels. Considering the vehicle as a plane model and considering vehicle body posture control during transient motion by steering, the motion of the vehicle body is divided into lateral motion and yaw motion.
First, considering lateral motion, the inertial force F _BY generated by the vehicle body at this time is

となる。
このとき、前輪および後輪の仮想左右連結軸に加わる慣性力の反作用力は、軸に加わる車体荷重の比率に応じて、

It becomes.
At this time, the reaction force of the inertial force applied to the virtual left and right connecting shafts of the front wheels and the rear wheels depends on the ratio of the vehicle body load applied to the shafts.

となるように制御すればよい。
次に、ヨー運動について考える。
車体に加わる慣性力によるモーメントは、車体のヨー慣性モーメントと車体の車両仮想中心軸に対する相対角加速度とから、

Control may be performed so that
Next, consider the yaw movement.
The moment due to the inertial force applied to the vehicle body is calculated from the yaw moment of inertia of the vehicle body and the relative angular acceleration of the vehicle body relative to the virtual center axis of the vehicle.

となる。
このとき、前輪および後輪の仮想左右連結軸に加わる慣性力の反作用力は、

It becomes.
At this time, the reaction force of the inertial force applied to the virtual left and right connecting shafts of the front and rear wheels is

となるように制御すればよい。
したがって、上述の横運動およびヨー運動の合成された慣性力を打ち消すためには、各仮想車軸に作用する力の１／２ずつを左右輪で同方向に分担すればよい。
この際、左右輪が同じ方向に同じ大きさの反作用力を発生させることで、車両全体の運動（仮想中心とタイヤ配置で決定される運動）が、４輪に対する車体の過渡運動の影響を受けることを防止できる。
即ち、タイヤ特性の線形領域においては、必要となるタイヤスリップ角付加分α_ｆ、α_ｒは以下のようになる。

Control may be performed so that
Therefore, in order to cancel the inertial force obtained by combining the lateral motion and the yaw motion, half of the force acting on each virtual axle may be shared by the left and right wheels in the same direction.
At this time, since the left and right wheels generate reaction forces of the same magnitude in the same direction, the movement of the entire vehicle (movement determined by the virtual center and the tire arrangement) is affected by the transient movement of the vehicle body with respect to the four wheels. Can be prevented.
That is, in the linear region of tire characteristics, necessary tire slip angle additions α _f and α _r are as follows.

したがって、車両全体の運動に影響を与えることなく、４輪に対して車体を運動させる場合、（７）、（８）式に従うスリップ角を前後輪に付加すればよい。

Therefore, when the vehicle body is moved with respect to the four wheels without affecting the movement of the entire vehicle, a slip angle according to equations (7) and (8) may be added to the front and rear wheels.

（制御フローチャート）
次に、自動車１における車体運動制御処理のフローチャートについて説明する。
図１０は、自動車１の車体姿勢演算回路４０およびサスペンション作動量演算回路５０において実行される車体運動制御処理のフローチャートを示す図である。
図１０に示す処理は、自動車１のイグニションオンと共に開始される。
図１０において、処理が開始されると、車体姿勢演算回路４０は、操舵角センサ１０、速度センサ２０および横加速度センサ３０から、操舵入力角度、車速および横加速度をそれぞれ取得する（ステップＳ１）。 (Control flowchart)
Next, the flowchart of the vehicle body motion control process in the automobile 1 will be described.
FIG. 10 is a diagram illustrating a flowchart of the vehicle body motion control process executed in the vehicle body posture calculation circuit 40 and the suspension operation amount calculation circuit 50 of the automobile 1.
The process shown in FIG. 10 is started when the ignition of the automobile 1 is turned on.
In FIG. 10, when the process is started, the vehicle body posture calculation circuit 40 acquires the steering input angle, the vehicle speed, and the lateral acceleration from the steering angle sensor 10, the speed sensor 20, and the lateral acceleration sensor 30, respectively (step S1).

次に、車体姿勢演算回路４０は、車両運動から運転者の前方注視点を予測する（ステップＳ２）。ここで、前方注視点の予測手法は、種々のものを採用可能であるが、例えば、前方注視距離Ｌを車速Ｖの関数として表したマップを参照する方法を用いることができる。
そして、車体姿勢演算回路４０は、車体１Ａを前方注視点側に向けるヨー角姿勢を算出する（ステップＳ３）。このとき、車体姿勢演算回路４０は、図５に示す車体中心方向とステップＳ２において予測した前方注視点の方向とがなす角を制御量として算出する。 Next, the vehicle body posture calculation circuit 40 predicts the driver's forward gazing point from the vehicle motion (step S2). Here, various methods for predicting the forward gazing point can be employed. For example, a method of referring to a map in which the forward gazing distance L is expressed as a function of the vehicle speed V can be used.
Then, the vehicle body posture calculation circuit 40 calculates a yaw angle posture for directing the vehicle body 1A toward the front gazing point (step S3). At this time, the vehicle body posture calculation circuit 40 calculates, as a control amount, an angle formed by the vehicle body center direction shown in FIG. 5 and the direction of the forward gazing point predicted in step S2.

次に、サスペンション作動量演算回路５０は、ステップＳ３において車体姿勢演算回路４０が算出したヨー角姿勢とするために、現在の車両全体重心に対して車体１Ａを移動させる際に必要となる加速度を算出する（ステップＳ４）。
そして、サスペンション作動量演算回路５０は、ステップＳ４において算出した加速度が、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３，５ＦＲ−１〜５ＦＲ−３，５ＲＬ−１〜５ＲＬ−３，５ＲＲ−１〜５ＲＲ−３の駆動力の限界を上回っているか否かの判定を行う（ステップＳ５）。ステップＳ４において算出された加速度が車体運動用アクチュエータの駆動力の限界を上回っているか否かは、予め規定した駆動力の限界を表す設定値と、ステップＳ４において算出された加速度とを比較することにより判定する。 Next, the suspension operation amount calculation circuit 50 calculates the acceleration required when moving the vehicle body 1A relative to the current center of gravity of the entire vehicle in order to obtain the yaw angle posture calculated by the vehicle body posture calculation circuit 40 in step S3. Calculate (step S4).
In the suspension operation amount calculation circuit 50, the accelerations calculated in step S4 are the vehicle body motion actuators 5FL-1 to 5FL-3, 5FR-1 to 5FR-3, 5RL-1 to 5RL-3, 5RR-1 to. It is determined whether or not the limit of the driving force of 5RR-3 is exceeded (step S5). Whether or not the acceleration calculated in step S4 exceeds the limit of the driving force of the vehicle body movement actuator is compared with a set value that represents a predetermined driving force limit and the acceleration calculated in step S4. Judgment by

ステップＳ５において、ステップＳ４で算出された加速度が車体運動用アクチュエータの駆動力の限界を上回っていると判定した場合、サスペンション作動量演算回路５０は、車両全体重心に対して車体１Ａを移動させる際の加速度を予め設定した上限値に固定する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の後、および、ステップＳ５において、ステップＳ４で算出された加速度が車体運動用アクチュエータの駆動力の限界を上回っていないと判定した場合、サスペンション作動量演算回路５０は、（１）式に従って車両の横加速度に伴う慣性力Ｆ_ＢＹを算出し、さらに、（２），（３）式に従って前輪および後輪の仮想左右連結軸における反作用力を算出する（ステップＳ７）。 If it is determined in step S5 that the acceleration calculated in step S4 exceeds the limit of the driving force of the vehicle body motion actuator, the suspension operation amount calculation circuit 50 moves the vehicle body 1A relative to the overall center of gravity of the vehicle. Is fixed to a preset upper limit value (step S6).
After step S6 and in step S5, if it is determined that the acceleration calculated in step S4 does not exceed the limit of the driving force of the body motion actuator, the suspension operation amount calculation circuit 50 follows the equation (1). The inertial force F _BY associated with the lateral acceleration of the vehicle is calculated, and the reaction force on the virtual left and right connecting shafts of the front and rear wheels is calculated according to the equations (2) and (3) (step S7).

次いで、サスペンション作動量演算回路５０は、車体１Ａのヨー角姿勢を変化させる際のヨー角加速度に伴う慣性モーメントＮ_ＢＺを（４）式に従って算出し、さらに、（５），（６）式に従って前輪および後輪の仮想左右連結軸における反作用力を算出する（ステップＳ８）。
そして、サスペンション作動量演算回路５０は、前輪および後輪の仮想左右連結軸それぞれについて、ステップＳ７において算出した横加速度に関する反作用力とステップＳ８において算出したヨー運動に関する反作用力とを加算する（ステップＳ９）。 Next, the suspension operation amount calculation circuit 50 calculates the inertia moment N _BZ accompanying the yaw angular acceleration when changing the yaw angle posture of the vehicle body 1A according to the equation (4), and further according to the equations (5) and (6). The reaction force on the virtual left and right connecting shafts of the front and rear wheels is calculated (step S8).
Then, the suspension operation amount calculation circuit 50 adds the reaction force related to the lateral acceleration calculated in step S7 and the reaction force related to the yaw motion calculated in step S8 for each of the virtual left and right connecting shafts of the front wheels and the rear wheels (step S9). ).

さらに、サスペンション作動量演算回路５０は、（７），（８）式に従って、ステップＳ９において算出した反作用力を各車輪において分担するためのタイヤスリップ角を算出する（ステップＳ１０）。このとき、本実施形態においては、前輪および後輪それぞれにおいて、算出したタイヤスリップ角を左右の車輪に均等にトー角として付加する。
その後、ステップＳ１０において算出されたタイヤスリップ角を示す信号がサスペンション作動量演算回路５０からアクチュエータ駆動回路６０に出力され、アクチュエータ駆動回路６０が、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３，５ＦＲ−１〜５ＦＲ−３，５ＲＬ−１〜５ＲＬ−３，５ＲＲ−１〜５ＲＲ−３それぞれを、そのタイヤスリップ角とするための作動量を算出して、各車体運動用アクチュエータを制御する。
ステップＳ１０の後、車体姿勢演算回路４０およびアクチュエータ作動量演算回路５０は車体運動制御処理を繰り返す。 Further, the suspension operation amount calculation circuit 50 calculates a tire slip angle for sharing the reaction force calculated in step S9 in each wheel according to the equations (7) and (8) (step S10). At this time, in the present embodiment, the calculated tire slip angle is equally added to the left and right wheels as the toe angle in each of the front wheels and the rear wheels.
Thereafter, a signal indicating the tire slip angle calculated in step S10 is output from the suspension operation amount calculation circuit 50 to the actuator drive circuit 60, and the actuator drive circuit 60 performs the vehicle body motion actuators 5FL-1 to 5FL-3, 5FR-. 1-5FR-3, 5RL-1 to 5RL-3, 5RR-1 to 5RR-3 are calculated for their respective tire slip angles to control each vehicle motion actuator.
After step S10, the vehicle body posture calculation circuit 40 and the actuator operation amount calculation circuit 50 repeat the vehicle body motion control process.

（動作）
次に、自動車１の動作を説明する。
自動車１がイグニションオン状態とされると、車体運動制御処理が開始され、自動車１の運転中は、常時、車体運動制御処理が実行される。
そして、運転者が自動車１を運転し、例えば、直進状態から旋回状態へと操舵操作を行うと、車体姿勢演算回路４０が、その旋回状態に適する前方注視点を予測し、車体１Ａをその前方注視点側に向けるためのヨー角姿勢を算出する。 (Operation)
Next, the operation of the automobile 1 will be described.
When the automobile 1 is in an ignition-on state, the vehicle body motion control process is started, and the vehicle body motion control process is always executed while the automobile 1 is in operation.
Then, when the driver drives the automobile 1 and performs a steering operation from a straight traveling state to a turning state, for example, the vehicle body posture calculation circuit 40 predicts a forward gazing point suitable for the turning state, and moves the vehicle body 1A to the front side. Calculate the yaw angle posture to point to the gazing point.

すると、サスペンション作動量演算回路５０が、現在の車両全体重心に対して車体１Ａを移動させる際に必要となる加速度を算出し、車体運動用アクチュエータ５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３，５ＦＲ−１〜５ＦＲ−３，５ＲＬ−１〜５ＲＬ−３，５ＲＲ−１〜５ＲＲ−３の駆動力の限界を上回っていれば、車体１Ａを運動させる際の加速度を上限値に固定し、限界を上回っていなければ、横加速度およびヨー運動に伴う前後輪の仮想左右連結軸における反作用力を算出し、さらに、各車輪のタイヤスリップ角を算出する。 Then, the suspension operation amount calculation circuit 50 calculates the acceleration required when moving the vehicle body 1A with respect to the current overall center of gravity of the vehicle, and the vehicle body motion actuators 5FL-1 to 5FL-3, 5FR-1 to 5FR. -3, 5RL-1 to 5RL-3, 5RR-1 to 5RR-3, if the driving force limit is exceeded, the acceleration at the time of moving the vehicle body 1A is fixed to the upper limit value, and if the limit is not exceeded The reaction force on the virtual left and right connecting shafts of the front and rear wheels accompanying the lateral acceleration and yaw motion is calculated, and the tire slip angle of each wheel is calculated.

そして、算出したタイヤスリップ角に対応するトー角を前後輪に付加すべく、アクチュエータ駆動回路６０が各車体運動用アクチュエータを制御する。
その結果、車体１Ａを４輪に対して変化させ、前方注視点側を向かせることができると共に、その際の車体１Ａの運動により、車両全体の挙動に変化が生ずることを抑制できる。 Then, the actuator drive circuit 60 controls each vehicle body motion actuator so as to add toe angles corresponding to the calculated tire slip angles to the front and rear wheels.
As a result, the vehicle body 1A can be changed with respect to the four wheels and can be directed toward the front gazing point, and a change in the behavior of the entire vehicle due to the movement of the vehicle body 1A at that time can be suppressed.

以上のように、本実施形態に係る自動車１は、車体１Ａと各駆動輪のサブフレームとが、車幅方向および車両前後方向に距離を調節可能であると共に、車体１Ａに対するサブフレームの角度を調節可能な構造を有し、車両の走行状態に応じて、４輪に対し、車体１Ａをヨー方向に回転させたり、車両前後方向および左右方向に平行移動させたりすることができる。また、４輪に対して車体１Ａを運動させる際、この車体運動による慣性力を４輪の転舵（トー角変化）によって打ち消す制御を行う。 As described above, in the automobile 1 according to the present embodiment, the distance between the vehicle body 1A and the sub-frames of the respective drive wheels can be adjusted in the vehicle width direction and the vehicle front-rear direction, and the angle of the sub-frame with respect to the vehicle body 1A is set. It has an adjustable structure, and the vehicle body 1A can be rotated in the yaw direction or translated in the vehicle front-rear direction and the left-right direction with respect to the four wheels according to the traveling state of the vehicle. Further, when the vehicle body 1A is moved with respect to the four wheels, control is performed to cancel the inertial force due to the vehicle body motion by turning the four wheels (toe angle change).

したがって、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することができる。
なお、本実施形態においては、車体運動用アクチュエータおよび転舵用アクチュエータが駆動手段を構成し、その車体運動用アクチュエータおよび転舵用アクチュエータと、インホイールモータ、サブフレーム、ロアアームおよびストラットとがサスペンション機構を構成し、車体姿勢演算回路が車体姿勢演算手段を構成し、サスペンション作動量演算回路およびアクチュエータ駆動回路がサスペンション制御手段を構成している。 Therefore, when the vehicle body is moved relative to the wheels in parallel with the road surface plane, changes in the movement of the entire vehicle can be suppressed.
In the present embodiment, the vehicle body motion actuator and the steering actuator constitute drive means, and the vehicle body motion actuator and the steering actuator, and the in-wheel motor, the subframe, the lower arm, and the strut include the suspension mechanism. The vehicle body posture calculation circuit forms vehicle body posture calculation means, and the suspension operation amount calculation circuit and actuator drive circuit form suspension control means.

（第１実施形態の効果）
（１）本発明に係るサスペンション装置によれば、サスペンション機構に備えられた駆動手段によって、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢が変化可能であり、サスペンション制御手段によって、車体姿勢演算手段が設定した車体のヨー方向の向きに、設定された車両中心点と各車輪との位置関係が維持されつつ、各車輪に対して車体を回転される。また、このとき、サスペンション制御手段によって、各車輪は、車体の回転運動に応じた反作用力を発生する姿勢に制御される。
したがって、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、その相対運動による慣性力を各車輪において発生される反作用力によって打ち消すことができ、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することが可能となる。 (Effect of 1st Embodiment)
(1) According to the suspension apparatus of the present invention, the position and posture of the wheel in the front-rear and left-right directions relative to the vehicle body can be changed by the driving means provided in the suspension mechanism, and the vehicle body posture calculation means is changed by the suspension control means. The vehicle body is rotated with respect to each wheel while maintaining the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel in the set yaw direction of the vehicle body. At this time, the suspension control means controls each wheel to a posture that generates a reaction force according to the rotational motion of the vehicle body.
Therefore, when the vehicle body is moved relative to the wheel in parallel with the road surface plane, the inertial force due to the relative movement can be canceled out by the reaction force generated in each wheel, and the change generated in the movement of the entire vehicle is suppressed. It becomes possible.

（２）サスペンション機構が、サブフレームによって車輪を支持し、車体運動用アクチュエータによって、そのサブフレームを車体に対して前後左右方向に移動する構成であるため、従来のサスペンション構造を活用しつつ、簡単な構成を付加することで、本発明の機能を実現することができる。
（３）サスペンション制御手段が、車輪のトー角変化によって車体の回転運動に対する反作用力を発生させるので、転舵制御と同様の機構を用いて、簡単に反作用力を発生させることができる。
（４）車体姿勢演算手段が、車両の走行状態に応じた前方注視点の方向に車体の向きを設定するので、運転者は、より少ない動作で視線を前方注視点に向けることができる。 (2) Since the suspension mechanism is configured to support the wheel by the sub-frame and move the sub-frame in the front-rear and left-right directions with respect to the vehicle body by the vehicle body motion actuator, it is easy to use the conventional suspension structure and easily By adding a simple configuration, the function of the present invention can be realized.
(3) Since the suspension control means generates a reaction force with respect to the rotational movement of the vehicle body by a change in the toe angle of the wheel, the reaction force can be easily generated using a mechanism similar to the steering control.
(4) Since the vehicle body posture calculation means sets the direction of the vehicle body in the direction of the forward gazing point according to the traveling state of the vehicle, the driver can turn the line of sight toward the forward gazing point with fewer operations.

（５）本発明に係る自動車によれば、サスペンション機構に備えられた駆動手段によって、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢が変化可能であり、ステアリングホイールに入力された操舵操作に応じて、サスペンション制御手段によって、車体姿勢演算手段が設定した車体のヨー方向の向きに、設定された車両中心点と各車輪との位置関係が維持されつつ、各車輪に対して車体を回転される。また、このとき、サスペンション制御手段によって、各車輪は、車体の回転運動に応じた反作用力を発生する姿勢に制御される。
したがって、各車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、その相対運動による慣性力を各車輪において発生される反作用力によって打ち消すことができ、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することが可能となる。
（６）本発明に係る車両運動制御方法によれば、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、車体が発生する慣性力を車輪において吸収でき、車両全体の運動に変化を生じさせることを抑制できる。 (5) According to the vehicle of the present invention, the position and posture of the wheel in the front-rear and left-right directions relative to the vehicle body can be changed by the driving means provided in the suspension mechanism, and according to the steering operation input to the steering wheel. The suspension control means rotates the vehicle body with respect to each wheel while maintaining the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel in the yaw direction of the vehicle body set by the vehicle body posture calculating means. At this time, the suspension control means controls each wheel to a posture that generates a reaction force according to the rotational motion of the vehicle body.
Therefore, when the vehicle body is moved relative to each wheel in parallel with the road surface plane, the inertial force due to the relative movement can be canceled out by the reaction force generated at each wheel, thereby suppressing changes in the movement of the entire vehicle. It becomes possible to do.
(6) According to the vehicle motion control method of the present invention, when the vehicle body is moved relative to the wheel in parallel with the road surface plane, the inertial force generated by the vehicle body can be absorbed by the wheel, and the overall vehicle motion is changed. Can be suppressed.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係る自動車２は、第１実施形態に係る自動車１に対し、車体１Ａと駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲとを連結するサスペンション構造が異なるものであり、車体運動制御方法および車体姿勢演算方法については同様である。
したがって、以下、自動車２のサスペンション構造を主として説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The vehicle 2 according to the present embodiment is different from the vehicle 1 according to the first embodiment in the suspension structure that connects the vehicle body 1A and the drive wheels 2FL, 2FR, 2RL, and 2RR. The attitude calculation method is the same.
Therefore, the suspension structure of the automobile 2 will be mainly described below.

（構成）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る自動車２の構成を示す概略図である。
図１１において、自動車２は、前後左右の駆動輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲそれぞれと車体１Ａとが複数（ここでは６本）の直動型アクチュエータを介して連結されたサスペンション構造を有し、これら複数のアクチュエータにおける駆動ロッドの伸縮を制御することで、各駆動輪の転舵角、キャンバ角、トー角および車体１Ａとの距離を調整することが可能となっている。 (Constitution)
FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the automobile 2 according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 11, the automobile 2 has a suspension structure in which front and rear, left and right driving wheels 2FL, 2FR, 2RL, 2RR and a vehicle body 1A are connected via a plurality of (here, six) linear motion actuators. By controlling the expansion and contraction of the drive rod in the plurality of actuators, it is possible to adjust the turning angle, camber angle, toe angle, and distance from the vehicle body 1A of each drive wheel.

図１２は、自動車２のサスペンション構造を示す図である。
なお、自動車２のサスペンション構造は、前後左右の駆動輪それぞれにおいて同様であるため、左前輪部分を例に挙げて説明する。
図１２において、自動車２のサスペンション構造は、車体１Ａに固定された６角形のアクチュエータ支持板１Ｂと、アクチュエータ支持板１Ｂの各頂点にボールジョイントを介してシリンダを連結されると共に、インホイールモータ３ＦＬにおいてアクチュエータ支持板１Ｂの各頂点と対向する位置に、駆動ロッドの先端をボールジョイントを介して連結されたアクチュエータ１０１ＦＬ〜１０６ＦＬとを有する構成である。
これら６本のアクチュエータ１０１ＦＬ〜１０６ＦＬはパラレルメカニズムを構成しており、アクチュエータ１０１ＦＬ〜１０６ＦＬを連動させて制御することにより、それによって支持されているホイールインモータ３ＦＬと駆動輪２ＦＬを３次元的に動かすことが可能になる。 FIG. 12 is a diagram showing a suspension structure of the automobile 2.
The suspension structure of the automobile 2 is the same for the front, rear, left, and right drive wheels, and therefore the left front wheel portion will be described as an example.
In FIG. 12, the suspension structure of the automobile 2 includes a hexagonal actuator support plate 1B fixed to the vehicle body 1A, a cylinder connected to each apex of the actuator support plate 1B via a ball joint, and an in-wheel motor 3FL. In FIG. 2, the actuators 101FL to 106FL are connected to the tip of the drive rod via ball joints at positions facing the apexes of the actuator support plate 1B.
These six actuators 101FL to 106FL constitute a parallel mechanism. By controlling the actuators 101FL to 106FL in conjunction with each other, the wheel-in motor 3FL and the driving wheel 2FL supported thereby are moved three-dimensionally. It becomes possible.

図１３は、自動車２のサスペンション構造における動作状態の例を示す図である。
図１３（ａ）においては、アクチュエータ１０１ＦＬ〜１０６ＦＬを制御して駆動輪３ＦＬが転舵された状態となっており、図１３（ｂ）においては、アクチュエータ１０１ＦＬ〜１０６ＦＬをさらに制御して、キャンバ角も変化された状態となっている。 FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an operation state in the suspension structure of the automobile 2.
In FIG. 13A, the actuators 101FL to 106FL are controlled to drive the driving wheel 3FL, and in FIG. 13B, the actuators 101FL to 106FL are further controlled to provide a camber angle. Has also changed.

（動作）
次に、自動車２の動作を説明する。
自動車２がイグニションオン状態とされると、車体運動制御処理が開始され、自動車２の運転中は、常時、車体運動制御処理が実行される。
そして、運転者が自動車２を運転し、例えば、直進状態から旋回状態へと操舵操作を行うと、車体姿勢演算回路４０が、その旋回状態に適する前方注視点を予測し、車体１Ａをその前方注視点側に向けるためのヨー角姿勢を算出する。 (Operation)
Next, the operation of the automobile 2 will be described.
When the automobile 2 is in an ignition-on state, the vehicle body motion control process is started, and the vehicle body motion control process is always executed while the automobile 2 is in operation.
Then, when the driver drives the automobile 2 and performs a steering operation from the straight traveling state to the turning state, for example, the vehicle body posture calculation circuit 40 predicts a forward gazing point suitable for the turning state, and moves the vehicle body 1A to the front side. Calculate the yaw angle posture to point to the gazing point.

すると、サスペンション作動量演算回路５０が、現在の車両全体重心に対して車体１Ａを移動させる際に必要となる加速度を算出し、各駆動輪における６本のアクチュエータそれぞれの駆動力の限界を上回っていれば、車体１Ａを運動させる際の加速度を上限値に固定し、限界を上回っていなければ、横加速度およびヨー運動に伴う前後輪の仮想左右連結軸における反作用力を算出し、さらに、各車輪のタイヤスリップ角を算出する。
そして、算出したタイヤスリップ角に対応するトー角を前後輪に付加すべく、アクチュエータ駆動回路６０がアクチュエータを制御する。
その結果、車体１Ａを４輪に対して変化させ、前方注視点側を向かせることができると共に、その際の車体１Ａの運動により、車両全体の挙動に変化が生ずることを抑制できる。 Then, the suspension operation amount calculation circuit 50 calculates the acceleration required when moving the vehicle body 1A with respect to the current overall center of gravity of the vehicle, and exceeds the limit of the driving force of each of the six actuators in each driving wheel. Then, the acceleration at the time of moving the vehicle body 1A is fixed to the upper limit value, and if not exceeding the limit, the reaction force on the virtual left and right connecting shafts of the front and rear wheels accompanying the lateral acceleration and the yaw motion is calculated. The tire slip angle is calculated.
Then, the actuator drive circuit 60 controls the actuator so as to add a toe angle corresponding to the calculated tire slip angle to the front and rear wheels.
As a result, the vehicle body 1A can be changed with respect to the four wheels and can be directed toward the front gazing point, and a change in the behavior of the entire vehicle due to the movement of the vehicle body 1A at that time can be suppressed.

図１４は、車体１Ａを４輪に対してヨー方向へ姿勢変化させることなく、車輪が左に転舵された場合の自動車２の状態を示す図である。
図１４においては、例えば、高速道路での車線変更時等、前方注視点が直進状態とほぼ変わらない場合に、車体１Ａの向きを維持したまま、４輪を転舵して進路を変更する際の動作を示している。
図１５は、車体１Ａを４輪に対してヨー方向へ姿勢変化させつつ、車輪が左に転舵された場合の自動車２の状態を示す図である。
図１５においては、例えば、街中の交差点における左折時等、前方注視点が直進状態から左方向に大きく変化し、車体１Ａの向きを４輪に対して左に回転させつつ、４輪を転舵して進路を変更する際の動作を示している。 FIG. 14 is a diagram illustrating a state of the automobile 2 when the wheel is steered to the left without changing the posture of the vehicle body 1A in the yaw direction with respect to the four wheels.
In FIG. 14, for example, when changing the course by turning the four wheels while maintaining the orientation of the vehicle body 1A when the forward gazing point is not substantially different from the straight traveling state, such as when changing lanes on an expressway. Shows the operation.
FIG. 15 is a diagram illustrating a state of the automobile 2 when the wheel is steered to the left while changing the posture of the vehicle body 1A in the yaw direction with respect to the four wheels.
In FIG. 15, for example, when turning left at an intersection in the city, the forward gazing point greatly changes from the straight traveling state to the left direction, and the four wheels are steered while rotating the direction of the vehicle body 1A to the left with respect to the four wheels. The operation when changing the course is shown.

ここで、本実施形態に係る自動車２においては、車体１Ａを４輪に対してヨー方向に回転させる際に、各駆動輪をトー角方向に変化させて車体運動の反作用力を発生させることの他、キャンバ角を変化させて車体運動の反作用力を発生させることもできる。このように、キャンバ角を変化させて車体運動の反作用力を発生させることによっても、車両全体の運動が、４輪に対する車体の過渡運動の影響を受けることを防止できる。 Here, in the automobile 2 according to the present embodiment, when the vehicle body 1A is rotated in the yaw direction with respect to the four wheels, each drive wheel is changed in the toe angle direction to generate a reaction force of the vehicle body motion. In addition, the reaction force of the vehicle body motion can be generated by changing the camber angle. Thus, by changing the camber angle to generate the reaction force of the vehicle body movement, the movement of the entire vehicle can be prevented from being affected by the transient movement of the vehicle body with respect to the four wheels.

以上のように、本実施形態に係る自動車２は、４輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、６本のアクチュエータ１０１ＦＬ〜１０６ＦＬによって構成された６自由度のパラレルメカニズムによって車輪の姿勢を制御し、車体運動の慣性力に対する反作用力を発生させることができる。
そのため、車輪のトー角変化の他、キャンバ角変化といった姿勢変化を利用して、車輪における反作用力を発生させることができ、より適切に車体運動の慣性力を吸収することができる。 As described above, the automobile 2 according to the present embodiment has a six-degree-of-freedom parallel mechanism configured by the six actuators 101FL to 106FL when the vehicle body moves relative to the four wheels in parallel with the road surface. The attitude of the wheel can be controlled to generate a reaction force against the inertial force of the vehicle body motion.
Therefore, a reaction force in the wheel can be generated by using a posture change such as a change in the camber angle in addition to a change in the toe angle of the wheel, and the inertia force of the vehicle body motion can be absorbed more appropriately.

即ち、車輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際に、車両全体の運動に生ずる変化をより効果的に抑制することができる。
なお、上記実施形態においては、アクチュエータ支持板と、６本のアクチュエータと、インホイールモータとを１組として６自由度のパラレルメカニズムが構成されている。 That is, when the vehicle body is moved relative to the wheels in parallel with the road surface plane, changes that occur in the movement of the entire vehicle can be more effectively suppressed.
In the above-described embodiment, a parallel mechanism with 6 degrees of freedom is configured by combining the actuator support plate, the six actuators, and the in-wheel motor.

（第２実施形態の効果）
（１）６自由度のパラレルメカニズムによって車体と車輪とが連結されているので、車体運動の慣性力をより適切に吸収する車輪姿勢を実現することができる。
（応用例）
上記実施形態においては、転舵角あるいはキャンバ角といった車輪の姿勢変化によって、４輪に対して車体を路面平面と平行に相対運動させる際の、車両全体の運動に生ずる変化を抑制するものとして説明したが、車輪の姿勢変化以外によって、車体運動に対する反作用力を発生することもできる。 (Effect of 2nd Embodiment)
(1) Since the vehicle body and the wheel are connected by a parallel mechanism having 6 degrees of freedom, a wheel posture that more appropriately absorbs the inertial force of the vehicle body motion can be realized.
(Application examples)
In the embodiment described above, it is assumed that the change in the movement of the entire vehicle when the vehicle body is moved relative to the four wheels in parallel with the road surface plane due to a change in the wheel attitude such as the turning angle or the camber angle is described. However, a reaction force against the vehicle body motion can be generated by other than the posture change of the wheel.

例えば、４輪に対して、車体を前後方向に運動させる場合には、駆動力あるいは制動力を用いて、車両全体の運動に生ずる変化を抑制することができる。
即ち、４輪に対して、車体を前方に運動させる場合、車輪には後ろ向きの力が加わるため、これを駆動力によって打ち消し、車両全体の速度が低下することを防止できる。
また、４輪に対して、車体を後方に運動させる場合、車輪には前向きの力が加わるため、これを制動力によって打ち消し、車両全体の速度が上昇することを防止できる。 For example, when the vehicle body is moved in the front-rear direction with respect to the four wheels, a change that occurs in the movement of the entire vehicle can be suppressed by using a driving force or a braking force.
That is, when the vehicle body is moved forward with respect to the four wheels, a backward force is applied to the wheels, so that this can be canceled out by the driving force, and the overall speed of the vehicle can be prevented from decreasing.
Further, when the vehicle body is moved rearward with respect to the four wheels, a forward force is applied to the wheels, so that this can be canceled out by the braking force and the overall speed of the vehicle can be prevented from increasing.

本発明の第１実施形態に係る自動車１の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an automobile 1 according to a first embodiment of the present invention. 自動車１のサスペンション構造の具体例を示す図である。2 is a diagram illustrating a specific example of a suspension structure of the automobile 1. FIG. 自動車１の制御系統の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the automobile 1. FIG. ドライバの運転制御モデルの概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the driving | operation control model of a driver. ドライバの前方注視点のイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the driver's front gazing point. 車体運動時における車両全体重心と車体重心との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the vehicle center of gravity and vehicle body gravity center at the time of vehicle body movement. 車体が車両全体重心に対して運動する際に、その運動が車両運動に与える影響の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the influence which the exercise | movement has on a vehicle motion, when a vehicle body moves with respect to the vehicle whole gravity center. 本実施形態において設定する車両の運動中心を示す図である。It is a figure which shows the motion center of the vehicle set in this embodiment. 幾何学運動中心と各車輪との配置関係を相対的に変化させることなく、４輪に対して車体を運動させる場合の制御ロジック示す図である。It is a figure which shows the control logic in the case of moving a vehicle body with respect to four wheels, without changing the arrangement | positioning relationship between a geometric motion center and each wheel relatively. 自動車１の車体姿勢演算回路４０およびサスペンション作動量演算回路５０において実行される車体運動制御処理のフローチャートを示す図である。FIG. 3 is a flowchart of a vehicle body motion control process executed in a vehicle body posture calculation circuit 40 and a suspension operation amount calculation circuit 50 of the automobile 1. 本発明の第２実施形態に係る自動車２の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motor vehicle 2 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 自動車２のサスペンション構造を示す図である。2 is a diagram showing a suspension structure of an automobile 2. FIG. 自動車２のサスペンション構造における動作状態の例を示す図である。4 is a diagram illustrating an example of an operation state in the suspension structure of the automobile 2. FIG. 車体１Ａを４輪に対してヨー方向へ姿勢変化させることなく、車輪が左に転舵された場合の自動車２の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the motor vehicle 2 when a wheel is steered to the left, without changing the attitude | position of the vehicle body 1A with respect to four wheels in the yaw direction. 車体１Ａを４輪に対してヨー方向へ姿勢変化させつつ、車輪が左に転舵された場合の自動車２の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the motor vehicle 2 when a wheel is steered to the left, changing the attitude | position of the vehicle body 1A with respect to four wheels in the yaw direction.

符号の説明Explanation of symbols

１，２自動車、２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ駆動輪、３ＦＬインホイールモータ、４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲサブフレーム、５ＦＬ−１〜５ＦＬ−３，５ＦＲ−１〜５ＦＲ−３，５ＲＬ−１〜５ＲＬ−３，５ＲＲ−１〜５ＲＲ−３車体運動用アクチュエータ、６ＦＬロアアーム、７ＦＬストラット、８ＦＬ転舵用アクチュエータ、９ＦＬタイロッド、１０操舵角センサ、２０速度センサ、３０横加速度センサ、４０車体姿勢演算回路、５０サスペンション作動量演算回路、６０アクチュエータ駆動回路、１０１ＦＬ〜１０６ＦＬアクチュエータ 1, 2 automobile, 2FL, 2FR, 2RL, 2RR drive wheel, 3FL in-wheel motor, 4FL, 4FR, 4RL, 4RR subframe, 5FL-1 to 5FL-3, 5FR-1 to 5FR-3, 5RL-1 to 5RL-3, 5RR-1 to 5RR-3 body motion actuator, 6FL lower arm, 7FL strut, 8FL steering actuator, 9FL tie rod, 10 steering angle sensor, 20 speed sensor, 30 lateral acceleration sensor, 40 body posture calculation circuit , 50 Suspension operation amount calculation circuit, 60 Actuator drive circuit, 101FL to 106FL Actuator

Claims

運転席を有する車体と、
車体と車輪とを連結し、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢を変化させる駆動手段を備えたサスペンション機構と、
車両の走行状態に応じて、車体のヨー方向の向きを設定する車体姿勢演算手段と、
前記サスペンション装置の駆動手段を制御して、設定された車両中心点と各車輪との位置関係を維持しつつ、前記車体姿勢演算手段によって設定されたヨー方向の向きに各車輪に対して車体を回転させると共に、各車輪をその車体の回転運動に応じた反作用力が発生する姿勢に制御するサスペンション制御手段と、
を備えることを特徴とするサスペンション装置。 A vehicle body having a driver's seat;
A suspension mechanism comprising a driving means for connecting the vehicle body and the wheel, and changing the position and posture of the wheel in the longitudinal and lateral directions with respect to the vehicle body;
Vehicle body posture calculation means for setting the direction of the yaw direction of the vehicle body according to the running state of the vehicle;
By controlling the driving means of the suspension device and maintaining the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel, the vehicle body is moved relative to each wheel in the yaw direction set by the vehicle body posture calculating means. Suspension control means for rotating and controlling each wheel to a posture in which a reaction force is generated according to the rotational movement of the vehicle body;
A suspension device comprising:

前記サスペンション機構は、
各車輪を支持するサブフレームと、
前記サブフレームを車体に対して前後左右方向に移動可能に連結する車体運動用アクチュエータと、
前記車輪を転舵する転舵用アクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。 The suspension mechanism is
A subframe that supports each wheel;
A vehicle body motion actuator that connects the sub-frame movably in the front-rear and left-right directions to the vehicle body;
A steering actuator for steering the wheel;
The suspension apparatus according to claim 1, further comprising:

前記サスペンション機構は、車輪と車体とを並列な複数本のアクチュエータによって連結した６自由度のパラレルメカニズムによって構成されていることを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。 2. The suspension apparatus according to claim 1, wherein the suspension mechanism is configured by a 6-degree-of-freedom parallel mechanism in which a wheel and a vehicle body are connected by a plurality of parallel actuators.

前記サスペンション制御手段は、各車輪のトー角を変化させることによって、ヨー方向の向きに各車輪に対して車体を回転させる際の回転運動に応じた反作用力を発生させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のサスペンション装置。 The suspension control means generates a reaction force according to a rotational motion when the vehicle body is rotated with respect to each wheel in the direction of the yaw direction by changing a toe angle of each wheel. The suspension device according to any one of 1 to 3.

前記車体姿勢演算手段は、車両の走行状態に基づいて設定される前方注視点の方向に車体の向きを設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のサスペンション装置。 The suspension apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle body posture calculation means sets the direction of the vehicle body in a direction of a forward gazing point set based on a traveling state of the vehicle.

運転席を有する車体と、
運転席の前部位置に設置され、操舵操作が入力されるステアリングホイールと、
車体と車輪とを連結し、車体に対する車輪の前後左右方向の位置および姿勢を変化させる駆動手段を備えたサスペンション機構と、
車両の走行状態に応じて、車体のヨー方向の向きを設定する車体姿勢演算手段と、
前記サスペンション装置の駆動手段を制御して、設定された車両中心点と各車輪との位置関係を維持しつつ、前記車体姿勢演算手段によって設定されたヨー方向の向きに各車輪に対して車体を回転させると共に、各車輪をその車体の回転運動に応じた反作用力が発生する姿勢に制御するサスペンション制御手段と、
を備えることを特徴とする自動車。 A vehicle body having a driver's seat;
A steering wheel installed at the front position of the driver's seat, to which steering operation is input,
A suspension mechanism comprising a driving means for connecting the vehicle body and the wheel, and changing the position and posture of the wheel in the longitudinal and lateral directions with respect to the vehicle body;
Vehicle body posture calculation means for setting the direction of the yaw direction of the vehicle body according to the running state of the vehicle;
By controlling the driving means of the suspension device and maintaining the positional relationship between the set vehicle center point and each wheel, the vehicle body is moved relative to each wheel in the yaw direction set by the vehicle body posture calculating means. Suspension control means for rotating and controlling each wheel to a posture in which a reaction force is generated according to the rotational movement of the vehicle body;
An automobile characterized by comprising:

車体を車輪に対して前後左右あるいはヨー方向に相対運動させる車体運動ステップと、
車体の相対運動によって各車輪に働く力を打ち消す反作用力を、各車輪において発生させる反作用力発生ステップと、
を含むことを特徴とする車両運動制御方法。 A vehicle body movement step for moving the vehicle body relative to the wheel in the front / rear, left / right or yaw direction;
A reaction force generation step for generating a reaction force in each wheel to cancel the force acting on each wheel by the relative movement of the vehicle body;
A vehicle motion control method comprising: