JP3078054B2 - Apparatus for improving rolling dynamics of vehicles - Google Patents

Apparatus for improving rolling dynamics of vehicles

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JP3078054B2
JP3078054B2 JP25265591A JP25265591A JP3078054B2 JP 3078054 B2 JP3078054 B2 JP 3078054B2 JP 25265591 A JP25265591 A JP 25265591A JP 25265591 A JP25265591 A JP 25265591A JP 3078054 B2 JP3078054 B2 JP 3078054B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は車両のローリング動力学
的特性を改良する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for improving the rolling dynamics of a vehicle.

【０００２】[0002]

【従来の技術】走行路に対して重心位置が高い自動車あ
るいは輪距が小さい自動車は横風を受けた時、道路に凹
凸がある時あるいはカーブ走行時に際だったローリング
運動を起こす傾向がある。このような車両の走行安定性
を確実にするために、車両のサスペンション装置、すな
わちスプリングおよび／あるいはダンパー装置を堅く設
計している。これは例えば剛性の大きなスタビライザー
によりローリング運動を減少させることにより行なわれ
ている。この場合以下に述べる二つの点を考慮しなけれ
ばならない。2. Description of the Related Art An automobile having a high center of gravity or a small wheeling distance with respect to a traveling path tends to cause a remarkable rolling motion when receiving a crosswind, when there is unevenness on a road, or when traveling on a curve. In order to ensure such running stability of the vehicle, a suspension device of the vehicle, that is, a spring and / or a damper device is designed rigidly. This is done, for example, by reducing rolling motion with a stiffer stabilizer. In this case, the following two points must be considered.

【０００３】（１）車輪のサスペンション装置を堅く構
成すると、しばしばタイヤの弾性が車輪のサスペンショ
ン装置よりも大きくなってしまう。従って車輪のサスペ
ンション装置を堅めに構成することによりローリング運
動を減衰することはタイヤの弾性により制限を受けるこ
とになる。(1) If the suspension system for the wheel is made rigid, the elasticity of the tire often becomes greater than that of the suspension system for the wheel. Therefore, damping the rolling motion by making the wheel suspension device rigid is limited by the elasticity of the tire.

【０００４】（２）従って車輪のサスペンション装置を
堅く設計すると、例えば道路の凹凸により車両が一方向
から力を受けると場合によって車体は顕著なローリング
運動を起こしてしまう。(2) Therefore, if the suspension system of the wheels is designed rigidly, the vehicle body may undergo a remarkable rolling motion when the vehicle receives a force from one direction due to, for example, unevenness of the road.

【０００５】前輪及び後輪のステアリング装置にステア
リング信号を供給することが例えばＤＥ−ＰＳ３５０６
０４８に記載されている。[0005] Supplying steering signals to the front and rear wheel steering devices is, for example, DE-PS3506.
048.

【０００６】ＳＡＥ論文８８５０８７には自動車の四輪
ステアリングが記載されている。ここでは後車軸の受動
的なローリング特性をシュミレーションするために後車
軸のステアリング装置が車体のローリング角度にしたが
って操作されている。このような装置をシュミレーショ
ンの目的ではなく実際の車両のローリング運動を減少さ
せるのに利用しようとする場合以下に述べる問題が発生
する。[0006] SAE paper 885087 describes a four-wheel steering of a motor vehicle. Here, the rear axle steering device is operated according to the rolling angle of the vehicle body to simulate the passive rolling characteristics of the rear axle. The following problems arise when such an apparatus is to be used for the purpose of reducing the actual rolling motion of a vehicle, not for the purpose of simulation.

【０００７】（１）このシステムには後輪のステアリン
グ装置が前提となっている。(1) This system is premised on a rear wheel steering device.

【０００８】（２）ローリング運動は後輪のステアリン
グ装置を操作することによっては最適に減衰させること
ができない。これは特にＳＡＥ論文８８５０８７に記載
されているように後輪のステアリング装置を車体のロー
リング角度に従って操作させる場合に当てはまる。(2) The rolling motion cannot be optimally attenuated by operating the rear wheel steering device. This is particularly the case when operating the rear wheel steering device according to the rolling angle of the vehicle body, as described in SAE paper 885087.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、四輪ステアリングの車両並びに前輪ステアリングの
車両のローリング運動を最適に減衰させることが可能な
装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a device which is capable of optimally damping the rolling motion of a four-wheel steering vehicle and a front-wheel steering vehicle.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、車両のステアリング装置を制御すること
により少なくとも２車軸の車両のローリング動力学的特
性を改良する装置において、ローリング角速度を検出す
る手段と、運転者の走行方向の意図を表す前輪用ステア
リング角度信号δf0と、前記検出されたローリング角速
度から求められる前輪用ステアリング角度信号δf1とを
加算的に結合することによりステアリング角度信号δf
を発生する手段とを有し、前記加算的な結合により得ら
れるステアリング角度信号δfを前車軸のステアリング
装置に供給し、ステアリング可能な前車軸の車輪を該ス
テアリング角度信号δfに従ってステアリング角度δfだ
け旋回させる構成を採用した。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention provides an apparatus for improving the rolling dynamics of a vehicle having at least two axles by controlling a vehicle steering system. Detect
Means and front wheel steering indicating the driver's intention in the direction of travel
The ring angle signal Δf0 and the detected rolling angular velocity
And the front wheel steering angle signal δf1
The steering angle signal δf
Means for generating
The steering angle signal δf
The wheels of the front axle that are supplied to the
The steering angle δf according to the steering angle signal δf
It adopts a configuration that turns .

【００１１】[0011]

【作用】本発明の装置により少なくとも一つの車軸がス
テアリング可能に設計された少なくとも２車軸を有する
車両のローリング動力学的特性が改善される。このため
に少なくとも一つの車軸のステアリング装置が本発明に
より制御される。The device according to the invention improves the rolling dynamics of a vehicle having at least two axles in which at least one axle is designed to be steerable. For this purpose, the steering device of at least one axle is controlled according to the invention.

【００１２】これはステアリング可能な車輪を制御する
ことにより行なわれる。この制御は車体のローリング動
力学的特性に従って行なわれる。ローリング動力学的特
性は直接あるいは間接的にローリング角速度を示す信号
により検出される。This is done by controlling the steerable wheels. This control is performed according to the rolling dynamic characteristics of the vehicle body. The rolling dynamics are detected directly or indirectly by a signal indicating the rolling angular velocity.

【００１３】本発明装置によって車輪のサスペンション
装置の減衰がどのくらい向上するかはモデル計算によっ
て示すことができる。タイヤの斜行剛性、検出されたロ
ーリング動力学的特性を示す信号の増幅率及び／あるい
は車両に固有な形状パラメータのようなパラメータを所
定に設定することによりローリング運動の減衰を制御す
ることができる。[0013] It can be shown by model calculations how much the damping of the wheel suspension device is improved by the device according to the invention. The damping of the rolling motion can be controlled by setting parameters such as the skew stiffness of the tire, the gain of the signal indicative of the detected rolling dynamics and / or the vehicle-specific shape parameters. .

【００１４】[0014]

【実施例】以下図面を参照して２車軸の車両を例にとっ
て本発明を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings by taking a two-axle vehicle as an example.

【００１５】図１において、符号１は運転者を示し、２
は運転者の意図を変換するユニットを示す。又符号３、
４は加算的な結合回路を示し、符号５は車両を、又符号
６、７は乗算ユニットを示す。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a driver, 2
Denotes a unit that converts the driver's intention. And 3,
Reference numeral 4 denotes an additive coupling circuit, reference numeral 5 denotes a vehicle, and reference numerals 6 and 7 denote multiplication units.

【００１６】図２及び図３には営業用車両を上から見た
図及び後部から見た図が示されている。又図４には力の
関係が、又図５には速度の関係が図示されている。FIGS. 2 and 3 show a commercial vehicle viewed from above and a rear view thereof. FIG. 4 shows the relation of force, and FIG. 5 shows the relation of speed.

【００１７】運転者１の走行方向の意図δ0は運転者の
意図を変換するユニット２において前車軸、後車軸のス
テアリング装置を駆動する信号δf0、δr0に変換され
る。この場合値δ0、δf0、δr0、δr1、δf1、δr、δ
fはそれぞれ信号が印加されたステアリング装置がステ
アリング角度δf0、δr0、δr1、δf1、δr、δf旋回す
ることを示すステアリング角度信号である。The driving direction intention δ0 of the driver 1 is converted into signals δf0 and δr0 for driving the front axle and rear axle steering devices in a unit 2 for converting the driver's intention. In this case, the values δ0, δf0, δr0, δr1, δf1, δr, δ
f is a steering angle signal indicating that the steering device to which the signal is applied turns the steering angles Δf0, Δr0, Δr1, Δf1, Δr, Δf.

【００１８】運転者の意図を変換するユニット２は、例
えば前輪は運転者の意図に従って旋回され（δ0＝δf
0）、一方後輪の旋回角δr0は車両の速度に従って決ま
るような駆動信号δf0、δr0を形成するユニットであ
る。In the unit 2 for converting the driver's intention, for example, the front wheels are turned according to the driver's intention (δ0 = δf).
0) On the other hand, the turning angle δr0 of the rear wheel is a unit for forming drive signals δf0, δr0 determined according to the speed of the vehicle.

【００１９】ステアリング角度信号は加算的な結合回路
３、４においてステアリング角度信号δf1、δr1と加算
的に重畳される。ステアリング角度信号δf0とステアリ
ング角度信号δf1を加算的に重畳することによりステア
リング角度信号δfが発生する。又ステアリング角度信
号δr0をステアリング角度信号δr1と加算的に結合する
ことによりステアリング角度信号δrが発生する。ステ
アリング角度信号δf、δrは車両５の前車軸、後車軸の
ステアリング装置に入力される。The steering angle signal is additively superimposed on the steering angle signals δf1, δr1 in additive coupling circuits 3, 4. The steering angle signal Δf is generated by superimposing the steering angle signal Δf0 and the steering angle signal Δf1 additively. Further, the steering angle signal Δr0 is generated by adding the steering angle signal Δr0 and the steering angle signal Δr1 in an additive manner. The steering angle signals δf, δr are input to steering devices for the front axle and the rear axle of the vehicle 5.

【００２０】車両５が単に前輪ステアリングだけを有す
る場合には δr0＝δr1＝δr＝０ となる。この場合符号７、４で示される部分は省略され
る。When the vehicle 5 has only the front wheel steering, δr0 = δr1 = δr = 0. In this case, portions indicated by reference numerals 7 and 4 are omitted.

【００２１】本発明装置の他の実施例として、四輪ステ
アリングの場合で前輪あるいは後輪のステアリング装置
のみに信号が供給される例が考えられる。この場合には
符号７、４で示す部分あるいは６、３で示す部分が省略
される。As another embodiment of the device of the present invention, in the case of four-wheel steering, an example in which a signal is supplied only to the front wheel or rear wheel steering device can be considered. In this case, the portions indicated by reference numerals 7 and 4 or the portions indicated by 6 and 3 are omitted.

【００２２】車両５のローリング角速度θ’（’はθの
上に付される・と等価の微分符号）を検出するセンサは
車両５の出力信号として模式的に示されたローリング角
速度θ’を発生する。このローリング角速度θ’は乗算
ユニット６、７に入力される。この乗算ユニット６、７
でローリング角速度は増幅率ｇｆ、ｇｒにより乗算され
る。この乗算ユニット６、７には車両５の走行状態を表
す他の値が入力される。A sensor for detecting the rolling angular velocity θ ′ of the vehicle 5 (where “is a differential sign equivalent to“. ”Added to θ) generates the rolling angular velocity θ ′ schematically shown as an output signal of the vehicle 5. I do. This rolling angular velocity θ ′ is input to the multiplication units 6 and 7. The multiplication units 6, 7
Is multiplied by the amplification factors gf and gr. Other values indicating the running state of the vehicle 5 are input to the multiplication units 6 and 7.

【００２３】増幅率ｇｆ、ｇｒは車両に固有なパラメー
タとして一定にするか、あるいは乗算ユニット６、７に
入力される走行状態を表す値に従って変化させることが
できる。The amplification factors gf and gr can be made constant as parameters unique to the vehicle, or can be changed in accordance with a value input to the multiplication units 6 and 7 representing the driving state.

【００２４】ローリング角速度を増幅率と乗算的に結合
することにより乗算ユニット６、７の出力には信号δf
1、δr1が現れる。これらの信号は加算的な結合回路
３、４に入力される。By multiplying the rolling angular velocity with the amplification factor, the signals δf
1, δr1 appears. These signals are input to additive coupling circuits 3,4.

【００２５】本発明装置により前輪及び後輪のサスペン
ション装置の減衰常数が増大することを定量的に求める
ために、ローリング動力学的特性に関する以下に述べる
モデルに基づく計算が用いられる。In order to quantitatively determine the increase in the damping constants of the front and rear suspension systems according to the invention, calculations based on the following model of the rolling dynamics are used.

【００２６】図２、図３には車両に固定された座標軸
ｘ、ｙ、ｚを有する座標系が図示されており、その原点
は車両５の重心となっている。図２、図３ではＵ、Ｖ、
Ｗは速度成分を示し、又ｐ、ｑ、ｒは角速度成分を示し
ている。座標系ｘ、ｙ、ｚに沿った力の成分は、Ｘ、
Ｙ、Ｚとなっており、重心に関する回転トルクはＬ、
Ｍ、Ｎとなっている。FIGS. 2 and 3 show a coordinate system having coordinate axes x, y, and z fixed to the vehicle. The origin of the coordinate system is the center of gravity of the vehicle 5. 2 and 3, U, V,
W indicates a velocity component, and p, q, and r indicate angular velocity components. The components of the force along the coordinate system x, y, z are X,
Y and Z, and the rotational torque related to the center of gravity is L,
M and N.

【００２７】まず最初のステップでは車体のピッチング
運動は無視される。従って、In the first step, the pitching movement of the vehicle body is ignored. Therefore,

【００２８】[0028]

【数１】 (Equation 1)

【００２９】となる。又座標系ｘ、ｙ、ｚは慣性テンソ
ルの主軸系を表しているので偏差モーメントはなくな
る。従って、## EQU1 ## The coordinate system x, y, z is the inertia tensor
Deviation moment will not therefore represent Le spindle system. Therefore,

【００３０】[0030]

【数２】 (Equation 2)

【００３１】となる。車速Ｕは一定と仮定されるので、## EQU1 ## Since the vehicle speed U is assumed to be constant,

【００３２】[0032]

【数３】 (Equation 3)

【００３３】となる。ローリング角度θは小さいので、
座標系ｘ、ｙ、ｚでのローリング角速度は式（４）のよ
うになる。## EQU1 ## Since the rolling angle θ is small,
The rolling angular velocity in the coordinate system x, y, z is as shown in Expression (4).

【００３４】[0034]

【数４】 (Equation 4)

【００３５】ローリング運動に関する車輪のサスペンシ
ョン装置のバネ特性はバネ常数ｋにまとめられ、一方ダ
ンパー特性は減衰常数ｃにより表される。ローリング角
度ないしローリング角速度が与えられた場合ローリング
モーメントはｃ＊θ’＋ｋ＊θに等しくなる。従って有
効な減衰を行なうためにはｃの値を増大させることにな
る。The spring characteristics of the wheel suspension device with respect to rolling motion are summarized in a spring constant k, while the damper characteristics are represented by a damping constant c. For a given rolling angle or rolling angular velocity, the rolling moment is equal to c * θ '+ k * θ. Therefore, in order to perform effective attenuation, the value of c must be increased.

【００３６】上述した前提のもとに以下の三つの式は車
体の運動を記述することになる。Under the above assumptions, the following three equations describe the motion of the vehicle body.

【００３７】[0037]

【数５】 (Equation 5)

【００３８】ただしＩｘｘ、Ｉｚｚは座標系ｘ、ｙ、ｚ
に関するローリングモーメント及びヨーイングモーメン
トである。Where Ixx and Izz are coordinate systems x, y and z
Rolling moment and yawing moment.

【００３９】車両５の後車軸ないし前車軸に作用する横
力Ｙf、Ｙr並びにローリングモーメントＬとヨーイング
モーメントＮは以下の式で表される。The lateral forces Yf and Yr acting on the rear axle or the front axle of the vehicle 5, the rolling moment L and the yawing moment N are expressed by the following equations.

【００４０】[0040]

【数６】 (Equation 6)

【００４１】ただしａ、ｂはそれぞれ前車軸、後車軸と
重心との距離を示す。Here, a and b indicate the distances between the front axle, the rear axle and the center of gravity, respectively.

【００４２】横力Ｙf、Ｙrと斜行角αf、αr間の関係は
次の式で表される。The relationship between the lateral forces Yf, Yr and the skew angles αf, αr is expressed by the following equation.

【００４３】[0043]

【数７】 (Equation 7)

【００４４】ここで値Ｃf、Ｃrは前輪と後輪のタイヤの
斜行剛性である。斜行角αf、αrは次の式で示される。Here, the values Cf and Cr are the skew stiffness of the front and rear tires. The skew angles αf and αr are represented by the following equations.

【００４５】[0045]

【数８】 (Equation 8)

【００４６】式（１２）、（１３）のδf、δrの値は図
１に示したように前車軸、後車軸のステアリング角であ
る。さらに上述した式は角度が小さい場合の近似式であ
る。The values of δf and δr in the equations (12) and (13) are the steering angles of the front axle and the rear axle as shown in FIG. Further, the above expression is an approximate expression when the angle is small.

【００４７】式（５）〜（１３）を組み合わせると、
Ｖ、θ、ｒに対して４次方程式が得られる。ｓをラプラ
ス変数としてラプラス変換を行ない、Ｖ、θ、ｒ、δ
f、δrがｓの関数であると仮定すると、以下に示したマ
トリックス式が得られる。By combining the expressions (5) to (13),
A quartic equation is obtained for V, θ, and r. Laplace transformation is performed using s as a Laplace variable, and V, θ, r, δ
Assuming that f and δr are functions of s, the following matrix equation is obtained.

【００４８】[0048]

【数９】 (Equation 9)

【００４９】上述したラプラス変換において全ての初期
条件は０であるとする。式（１４）は「オープンルー
プ」系を示している。It is assumed that all the initial conditions in the above-mentioned Laplace transform are zero. Equation (14) shows an "open loop" system.

【００５０】ローリング運動を無視すると（θはほぼ
０）、式（１４）は以下のようになる。If the rolling motion is ignored (θ is almost 0), equation (14) becomes as follows.

【００５１】[0051]

【数１０】 (Equation 10)

【００５２】このオープンループ系の固有方程式はThe eigen equation of this open loop system is

【００５３】[0053]

【数１１】 [Equation 11]

【００５４】となる。Is as follows.

【００５５】また速度Ｕが大きいと、式（１５）は、When the speed U is large, the equation (15) becomes:

【００５６】[0056]

【数１２】 (Equation 12)

【００５７】となる。Is as follows.

【００５８】式（１６）は書籍（車両の動力学、ロンド
ンビジネスブック、Ｌｔｄ、ロンドン、Ellis J. A）か
ら知られた車両の「二輪モデル」を記述している。この
モデルは車両のオーバーステア並びにアンダーステアの
特性を記述するのに用いられることが多い。Equation (16) describes the "two wheel model" of a vehicle known from books (Vehicle Dynamics, London Business Book, Ltd, London, Ellis J. A). This model is often used to describe the characteristics of vehicle oversteer and understeer.

【００５９】ー（ａ＊Ｃfーｂ＊Ｃr）の項が正である
と、車両は高速度のときに安定となる特性を示す。すな
わちアンダーステアの特性となる。この項が負である
と、車両は十分速度が小さいときに安定となる特性を示
す。所定の臨界速度になると、この負の項が支配的とな
るので、ステアリングの角度が一定の車両は不安定とな
る。このような走行特性はオーバーステアと呼ばれてい
る。If the term-(a * Cf-b * Cr) is positive, the vehicle exhibits characteristics that it becomes stable at high speeds. That is, it has understeer characteristics. When this term is negative, the vehicle has a characteristic that becomes stable when the speed is sufficiently low. At a predetermined critical speed, the negative term becomes dominant, and the vehicle with a constant steering angle becomes unstable. Such running characteristics are called oversteer.

【００６０】式（１４）は、ヨーイング運動を無視する
と、すなわちｒ＝０とすると、更に簡単になり、以下の
ようになる。The equation (14) becomes even simpler if the yawing motion is ignored, that is, if r = 0, and becomes as follows.

【００６１】[0061]

【数１３】 (Equation 13)

【００６２】対応する固有方程式は、以下の式で与えら
れる。The corresponding eigen equation is given by:

【００６３】[0063]

【数１４】 [Equation 14]

【００６４】式（１８）の２つのボーダーラインは特に
興味があるものとなる。車速Ｕが小さく、０に近付く
と、式（１８）は、以下のようになる。The two border lines of equation (18) are of particular interest. When the vehicle speed U is low and approaches 0, Expression (18) becomes as follows.

【００６５】[0065]

【数１５】 (Equation 15)

【００６６】この式は走行面における一つの軸に関する
ローリング運動を記述している。車両のローリング慣性
モーメントはＩｘｘ＋ｍｈ（ｈは２乗）となる。これ
は、速度が小さい場合ないし速度Ｕ＝０の場合ステアリ
ング装置を駆動することによっては減衰常数ｃを増大さ
せることができないことを示している。This equation describes the rolling motion about one axis on the running surface. The rolling inertia moment of the vehicle is Ixx + mh (h is the square). This means that the damping constant c cannot be increased by driving the steering device when the speed is low or when the speed U = 0.

【００６７】車速が大きくなりＵが無限大となると、式
（１８）は式（２０）のようになる。When the vehicle speed increases and U becomes infinite, equation (18) becomes equation (20).

【００６８】[0068]

【数１６】 (Equation 16)

【００６９】式（２０）により車両の重心を通る軸に関
するローリング運動が記述される。オープンループ系の
場合減衰常数ｃは速度が大きいときの場合だけに現れ
る。式（１７）に現れるタイヤの減衰項は速度が大きい
場合無効となる。これにより、ステアリング可能な車輪
を駆動することによってのみ高速時の減衰特性を増大さ
せることができることが理解される。Equation (20) describes the rolling motion about an axis passing through the center of gravity of the vehicle. In the case of an open loop system, the damping constant c appears only when the speed is high. The tire damping term that appears in equation (17) becomes invalid when the speed is high. Thus, it is understood that the damping characteristics at high speed can be increased only by driving the steerable wheels.

【００７０】さらに式（１７）により、ステアリング装
置にステアリング角度信号δf及び／あるいはδrを供給
することによりローリング動力学的特性を制御すること
ができることも示している。このために前車軸と後車軸
のステアリング装置にステアリング角度信号δfとδrを
供給するか、あるいは前車軸あるいは後車軸のステアリ
ング装置にステアリング角度信号δfあるいはδrを供給
するようにする。Equation (17) also shows that the rolling dynamics can be controlled by supplying steering angle signals δf and / or δr to the steering device. For this purpose, the steering angle signals δf and δr are supplied to the front and rear axle steering devices, or the steering angle signals δf and δr are supplied to the front and rear axle steering devices.

【００７１】次に前車軸のステアリング可能な車輪にス
テアリング角度信号Next, a steering angle signal is sent to the steerable wheels of the front axle.

【００７２】[0072]

【数１７】 [Equation 17]

【００７３】を印加する場合を考えてみる。式（２２）
を変換後式（１７）に代入すると、「クローズドルー
プ」系に対してマトリックス式Consider the case where voltage is applied. Equation (22)
Substituting into Equation (17) after the transformation, the matrix equation for the "closed loop" system

【００７４】[0074]

【数１８】 (Equation 18)

【００７５】が得られる。Is obtained.

【００７６】対応する固有方程式は、The corresponding eigen equation is

【００７７】[0077]

【数１９】 [Equation 19]

【００７８】により与えられる。高速（Ｕー＞∞）の場
合の近似式はIs given by In the case of high speed (U-> ∞), the approximate expression is

【００７９】[0079]

【数２０】 (Equation 20)

【００８０】となる。Is obtained.

【００８１】式（２４）は、高速のときの減衰常数ｃは
前輪のステアリング装置を制御することにより増大でき
ることを示している。Equation (24) shows that the damping constant c at high speed can be increased by controlling the front wheel steering device.

【００８２】更に、前車軸と後車軸のステアリング可能
な車輪にFurther, the front axle and the rear axle have steerable wheels.

【００８３】[0083]

【数２１】 (Equation 21)

【００８４】のようなステアリング角度信号δf、δrを
印加すると、変換して式（１４）に入力後「クローズド
ループ」系のマトリックスWhen the steering angle signals δf and δr as described above are applied, they are converted and input into the equation (14), and then the matrix of the “closed loop” system is applied.

【００８５】[0085]

【数２２】 (Equation 22)

【００８６】が得られる。対応する固有方程式は複雑で
あるので、高速（Ｕー＞∞）に対する漸近特性だけを求
めると、Is obtained. Since the corresponding eigen equation is complicated, if only the asymptotic property for high speed (U-> ∞) is obtained,

【００８７】[0087]

【数２３】 (Equation 23)

【００８８】のようになる。Is as follows.

【００８９】式（２６）は、最後の項が消えると比較的
簡単になる。消えるときは、Equation (26) becomes relatively simple when the last term disappears. When it disappears,

【００９０】[0090]

【数２４】 (Equation 24)

【００９１】の条件が満たされるときである。この場
合、クローズドループ系（式２６）の漸近特性は、ロー
リング運動の減衰がThis is when the condition of (1) is satisfied. In this case, the asymptotic characteristic of the closed loop system (Equation 26) is that the damping of the rolling motion is

【００９２】[0092]

【数２５】 (Equation 25)

【００９３】の値だけ増大されることを除き、オープン
ループ系（式２１）の漸近特性と同一である。式（２
６）の最後の項がなくなる式（２７）の条件は、前車軸
及び後車軸のステアリング装置に信号を印加することに
よりローリング運動を減少させた場合ヨーイング運動を
発生させてはならない、という条件と同じ意味である。Is the same as the asymptotic characteristic of the open loop system (Equation 21) except that it is increased by the value of Equation (2
The condition of equation (27) in which the last term of 6) is eliminated is that the yaw motion must not be generated when the rolling motion is reduced by applying a signal to the steering device of the front axle and the rear axle. It has the same meaning.

【００９４】上述したモデル計算により、車両のステア
リング装置を制御することにより付加的なヨーイングモ
ーメントを発生させることなくローリング運動を減衰さ
せることができることが理解できる。ステアリング装置
のこの制御によりヨーイングモーメントが僅か誘起され
たしても、このヨーイングモーメントに関する車両の反
応は多くの場合ローリング運動の反応よりもかなり緩慢
なものとなる。From the model calculations described above, it can be seen that by controlling the steering system of the vehicle, the rolling motion can be attenuated without generating additional yawing moment. Even if a slight yawing moment is induced by this control of the steering device, the response of the vehicle to this yawing moment is often much slower than that of the rolling movement.

【００９５】本発明の好ましい実施例では、運転車の意
図を示すステアリング角度信号δf0及び／あるいはδr0
にステアリング角度信号δf1及び／あるいはδr1が加算
的に重畳される。In the preferred embodiment of the present invention, the steering angle signals δf0 and / or δr0 indicating the intention of the driving vehicle are provided.
The steering angle signal δf1 and / or δr1 is superimposed additively.

【００９６】これにより車両は、運転者が意図した走行
路に沿った運動となる。これにより上述した計算が示す
ようにローリング動力学的特性は有効に減衰されること
になる。運転者により意図された走行路の周囲での運動
は一般的に顕著なものであり、例えば横風の突風によっ
て起こされるローリング運動を観察してみると、この場
合にも車両は運転者の意図した走行路からずれることに
なる。Thus, the vehicle moves along the travel path intended by the driver. This effectively attenuates the rolling dynamics as the above calculations show. The movements around the track intended by the driver are generally significant and, for example, by observing the rolling movements caused by the gusts of crosswinds, the vehicle is again driven by the driver's intention. It will deviate from the running path.

【００９７】本発明装置によりローリング運動が減少す
ることにより多くの場合運転者の意図した走行路からの
ずれは僅かとなる。というのはずれを起こすローリング
運動が有効に減衰されるからである。The rolling movement is reduced by the device according to the invention, so that the deviation from the road intended by the driver is often small. This is because the rolling motion that causes slippage is effectively attenuated.

【００９８】本発明装置は、好ましくは営業用車両、ゲ
レンデでの自動車あるいは引越し用の車など重心位置が
高く、又輪距の狭い車両に好ましく利用される。The apparatus of the present invention is preferably used for a vehicle having a high center of gravity and a narrow wheelbase, such as a commercial vehicle, a car on a slope, or a car for moving.

【００９９】２車軸以上の車両の場合本発明ではステア
リング可能な軸は個々にあるいは対となって制御するこ
とができる。ステアリング装置を対となって制御するこ
とは、例えば営業用車両のような二重軸ステアリング装
置で考えられる。In the case of vehicles with more than two axles, the steerable axles can be controlled individually or in pairs according to the invention. Controlling the steering devices in pairs is conceivable in a dual-axis steering device such as a commercial vehicle.

【０１００】ローリング角速度を表す信号によりローリ
ング動力学的特性を検出することは、速度センサ、加速
度センサとその後に積分を行なうことにより、又位置セ
ンサによりあるいはこれらを組み合わせることにより行
なうことができる。ローリング角速度を位置センサによ
り検出することは例えば次のようにして行なわれる。す
なわち検出した二つの位置を減算することにより移動量
を求め、その位置決めを行なう間の時間を図ることによ
り車体のローリング角速度を示す角速度信号を得ること
ができる。The detection of the rolling dynamic characteristic based on the signal representing the rolling angular velocity can be performed by integrating a speed sensor and an acceleration sensor and thereafter, or by using a position sensor or a combination thereof. The detection of the rolling angular velocity by the position sensor is performed, for example, as follows. That is, the amount of movement is obtained by subtracting the two detected positions, and an angular velocity signal indicating the rolling angular velocity of the vehicle body can be obtained by taking a period of time during the positioning.

【０１０１】尚、各増幅率は、例えばｇｒ＝（ｇｆ＊ａ
＊Ｃf）／（ｂ＊Ｃr）の関係にすることができる。Incidentally, each amplification factor is, for example, gr = (gf * a
* Cf) / (b * Cr).

【０１０２】[0102]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ローリング角速度を検出し、このローリング角速度から
前輪用ステアリング角度信号を求め、これを運転者が意
図する前輪用ステアリング角度信号に加算してステアリ
ング角度信号を求め、この求められたステアリング角度
信号に応じて前輪を旋回するようにしているので、サス
ペンション装置の減衰特性を増大させることができ、車
両のローリング動力学的特性を顕著に改善することが可
能になる。As described above, according to the present invention,
Detect the rolling angular velocity, and from this rolling angular velocity
The front wheel steering angle signal is obtained, and the driver
The steering angle signal for the front wheels
The steering angle signal is obtained, and the obtained steering angle is obtained.
The front wheels are turned according to the traffic light.
The damping characteristics of the pension device can be increased, and the rolling dynamics of the vehicle can be significantly improved.
It will work .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明装置の概略構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a device of the present invention.

【図２】車両を上部から見たときの状態を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state when the vehicle is viewed from above.

【図３】車両を後部から見たときの状態を示す説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state when the vehicle is viewed from the rear.

【図４】車輪に作用する力の関係を説明する説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a relationship between forces acting on wheels.

【図５】車輪に発生する速度を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a speed generated at a wheel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 運転者 ２ 変換ユニット ５ 車両 δf、δr、δf0、δr0、δf1、δr1 ステアリング角度
信号 θ’ ローリング角速度DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Driver 2 Conversion unit 5 Vehicle δf, δr, δf0, δr0, δf1, δr1 Steering angle signal θ ′ Rolling angular velocity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 133:00 (56)参考文献 特開 平２−95916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242707（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−76581（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 B60G 17/015 B62D 7/14 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI B62D 133: 00 (56) References JP-A-2-95916 (JP, A) JP-A-63-242707 (JP, A) Kaihei 2-76581 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 6/00 B60G 17/015 B62D 7/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 車両のステアリング装置を制御すること
により少なくとも２車軸の車両のローリング動力学的特
性を改良する装置において、 ローリング角速度を検出する手段と、 運転者の走行方向の意図を表す前輪用ステアリング角度
信号δf0と、前記検出されたローリング角速度から求め
られる前輪用ステアリング角度信号δf1とを加算的に結
合することによりステアリング角度信号δfを発生する
手段とを有し、 前記加算的な結合により得られるステアリング角度信号
δfを前車軸のステアリング装置に供給し、ステアリン
グ可能な前車軸の車輪を該ステアリング角度信号δfに
従ってステアリング角度δfだけ旋回させることを特徴
とする車両のローリング動力学的特性を改良する装置。1. A device for improving rolling dynamics of a vehicle having at least two axles by controlling a steering device of the vehicle, comprising: means for detecting a rolling angular velocity; Means for generating a steering angle signal δf by additively combining the steering angle signal δf0 and the front wheel steering angle signal δf1 obtained from the detected rolling angular velocity. The steering dynamics characteristic of the vehicle is improved by supplying a steering angle signal δf to the steering device of the front axle and turning the steerable front axle by the steering angle δf according to the steering angle signal δf. apparatus. 【請求項２】 ローリング角速度を位置センサ、速度セ
ンサ、加速度センサと積分器、あるいはこれらの組み合
わせにより検出することを特徴とする請求項１に記載の
装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the rolling angular velocity is detected by a position sensor, a speed sensor, an acceleration sensor and an integrator, or a combination thereof. 【請求項３】 更に、運転者の走行方向の意図を表す後
輪用ステアリング角度信号δr0と、前記検出されたロー
リング角速度から求められる後輪用ステアリング角度信
号δr1とを加算的に結合することによりステアリング角
度信号δrを発生する手段を設け、前記加算的な結合に
より得られるステアリング角度信号δrを後車軸のステ
アリング装置に供給し、ステアリング可能な後車軸の車
輪を該ステアリング角度信号δrに従ってステアリング
角度δrだけ旋回させることを特徴とする請求項１また
は２に記載の装置。3. The steering angle signal δr0 for a rear wheel, which indicates the driver's intention in the traveling direction, and the steering angle signal δr1 for a rear wheel obtained from the detected rolling angular velocity are additively combined. Means for generating a steering angle signal δr, supplying a steering angle signal δr obtained by the additive combination to a steering device of a rear axle, and steering a rear axle wheel capable of steering in accordance with the steering angle signal δr. 3. The device according to claim 1, wherein the device is swiveled only. 【請求項４】 ｇｆ、ｇｒを車両固有のパラメータとし
て選ばれる増幅率あるいは走行状態を表す量に関係した
増幅率、θ’を検出したローリング角速度として、ロー
リング角速度から求められるステアリング角度信号δf
1、δr1が δf1＝ｇｆ＊θ’ δr1＝ｇｒ＊θ’ の関係にあることを特徴とする請求項３に記載の装置。4. A steering angle signal δf obtained from the rolling angular velocity, wherein gf and gr are amplification factors selected as vehicle-specific parameters or amplification factors related to a quantity representing a running state, and θ ′ is a detected rolling angular speed.
4. The apparatus according to claim 3, wherein 1, .delta.r1 has a relationship of .delta.f1 = gf * .theta. '. Delta.r1 = gr * .theta.'. 【請求項５】 ａ、ｂを重心と前車軸並びに後車軸間の
距離、Ｃf、Ｃrをそれぞれ前輪と後輪の斜行剛性とし
て、 ｇｒ＝（ｇｆ＊ａ＊Ｃf）／（ｂ＊Ｃr） により増幅率ｇｒ、ｇｆを関係付けることを特徴とする
請求項４に記載の装置。5. a and b are distances between the center of gravity and the front axle and the rear axle, and Cf and Cr are skew stiffness of the front and rear wheels, respectively: gr = (gf * a * Cf) / (b * Cr) The apparatus according to claim 4, wherein the amplification factors gr and gf are related by:
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