JP4379290B2 - Roll angle detector - Google Patents

Roll angle detector Download PDF

Info

Publication number
JP4379290B2
JP4379290B2 JP2004296590A JP2004296590A JP4379290B2 JP 4379290 B2 JP4379290 B2 JP 4379290B2 JP 2004296590 A JP2004296590 A JP 2004296590A JP 2004296590 A JP2004296590 A JP 2004296590A JP 4379290 B2 JP4379290 B2 JP 4379290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stabilizer
moment
vehicle
calculated
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004296590A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006103632A (en
Inventor
仁 穂積
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2004296590A priority Critical patent/JP4379290B2/en
Publication of JP2006103632A publication Critical patent/JP2006103632A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4379290B2 publication Critical patent/JP4379290B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

本発明は、車体のロール角検出装置に関する。   The present invention relates to a roll angle detection device for a vehicle body.

車両の挙動や姿勢を制御するために車体のロール角を検出することが求められている。車体のロール角を検出する方法としては、車体の両側に配置されたサスペンションのストロークを検出するストロークセンサを設け、そのストロークセンサによって各サスペンションの伸縮状態を検出し、その検出値から車体のロール角を求めることが知られている。しかし、この方法ではロール角を検出するためにストロークセンサを新たに設ける必要があり、コストアップの要因となっていた。一方、自動車などの車両における操舵懸架装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の技術は、転舵に連動してスタビライザを変形させることによりステアリング装置に復元トルクを与える技術であって、車体を水平に保つためのスタビライザおよび転舵に応じてスタビライザを変動させるためのリンク機構について記載されている。具体的には、上下揺動自在に枢支したラテラルリンクは、上下方向に延びるプルリンクを用いてスタビライザに接続されることにより、プルリンクを介してラテラルリンクが上下揺動してスタビライザをねじり変形させ、その復元力によって復元トルクがステアリング装置に与えられることが記載されている。
特開平６−２１１０２７号公報 It is required to detect the roll angle of the vehicle body in order to control the behavior and posture of the vehicle. As a method for detecting the roll angle of the vehicle body, a stroke sensor for detecting the stroke of the suspensions arranged on both sides of the vehicle body is provided, the expansion / contraction state of each suspension is detected by the stroke sensor, and the roll angle of the vehicle body is detected from the detected value. Is known to seek. However, this method requires a new stroke sensor to detect the roll angle, which increases the cost. On the other hand, as a steering suspension device in a vehicle such as an automobile, the technology described in Patent Document 1 is known. The technique described in Patent Document 1 is a technique for applying a restoring torque to a steering device by deforming a stabilizer in conjunction with turning, and a stabilizer for keeping a vehicle body horizontal and a stabilizer according to turning. A link mechanism for changing is described. Specifically, a lateral link pivotally supported in a vertically swingable manner is connected to the stabilizer using a pull link extending in the vertical direction, whereby the lateral link swings up and down via the pull link to twist the stabilizer. It is described that a restoring torque is given to the steering device by the deformation and the restoring force.
JP-A-6-211027

特許文献１に記載されているようなスタビライザおよびそのリンク機構では、車体が旋回してロールした場合に、スタビライザがねじられることに対する復元力が生じる。そして、その復元力がステアリング側に伝達され、操舵安定性に影響を及ぼす場合がある。   In the stabilizer and the link mechanism described in Patent Document 1, when the vehicle body turns and rolls, a restoring force is generated against twisting of the stabilizer. The restoring force is transmitted to the steering side, which may affect the steering stability.

ところで、車両が旋回する場合に生じるハンドルトルクは、横加速度と前輪重量で決まることが知られている。車両が旋回する場合にはロールが発生することから、これらの事象を総合的に検討することで車体のロール量を検出できることを本発明者は見出した。   Incidentally, it is known that the steering torque generated when the vehicle turns is determined by the lateral acceleration and the front wheel weight. Since the roll is generated when the vehicle turns, the present inventor has found that the roll amount of the vehicle body can be detected by comprehensively examining these events.

そこで本発明は、車両の旋回に応じて生じるハンドルトルクに基づいて車体のロール角を検出できるロール角検出装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a roll angle detection device that can detect a roll angle of a vehicle body based on a handle torque generated according to turning of the vehicle.

本発明のロール角検出装置は、スタビライザが発生するスタビライザ発生力をサスペンションに伝達するスタビライザリンクが、ナックルの回動に同調するように取り付けられている車両のロール角検出装置であって、ナックルに支持された車輪の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、車両の横加速度を検出するための横加速度検出手段と、車両のステアリングホイール軸周りに生じるハンドルトルクを検出するためのハンドルトルク検出手段と、操舵角、横加速度、及びハンドルトルクに基づいて、車両のロール角を算出する算出手段と、を備え、算出手段は、ハンドルトルクに基づいて、キングピン軸周りの全発生モーメントを算出し、車両の横加速度と前輪重量とに基づいて、車両の旋回に起因するキングピン軸周りのモーメントを算出し、当該算出したキングピン軸周りのモーメントを全発生モーメントから差し引いて、スタビライザ発生力に起因するキングピン軸周りの部分モーメントを算出すると共に、操舵角検出手段が検出した操舵角に基づいて、キングピン軸の軸線とスタビライザリンクの軸線との距離をモーメントアーム長として算出し、当該算出したモーメントアーム長と部分モーメントとに基づいてスタビライザ発生力を算出し、当該算出したスタビライザ発生力に基づいて車両のロール角を算出する。   The roll angle detection device of the present invention is a vehicle roll angle detection device in which a stabilizer link that transmits a stabilizer generating force generated by a stabilizer to a suspension is attached so as to synchronize with the rotation of the knuckle. Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the supported wheel, lateral acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration of the vehicle, and steering torque for detecting the steering torque generated around the steering wheel axis of the vehicle Detection means, and calculation means for calculating the roll angle of the vehicle based on the steering angle, lateral acceleration, and steering wheel torque, and the calculation means calculates the total moment generated around the kingpin axis based on the steering wheel torque. Based on the vehicle's lateral acceleration and front wheel weight, the moment around the kingpin axis caused by turning of the vehicle Subtracting the calculated moment around the kingpin axis from the total generated moment to calculate a partial moment around the kingpin axis caused by the stabilizer generating force, and based on the steering angle detected by the steering angle detection means, The distance between the axis of the kingpin shaft and the axis of the stabilizer link is calculated as the moment arm length, the stabilizer generating force is calculated based on the calculated moment arm length and the partial moment, and the vehicle is calculated based on the calculated stabilizer generating force. The roll angle is calculated.

本発明によれば、旋回時においてキングピン軸周りに発生する全発生モーメントから、旋回に起因するモーメントを差し引いて、スタビライザ発生力に起因するモーメントを求め、更にその求めたモーメントからスタビライザ発生力を算出するので、例えば予め判明しているスタビライザばね定数を利用して車両のロール角を算出できる。   According to the present invention, the moment resulting from the turning is subtracted from the total moment generated around the kingpin axis during turning to obtain the moment resulting from the stabilizer generating force, and the stabilizer generating force is calculated from the obtained moment. Therefore, for example, the roll angle of the vehicle can be calculated by using a stabilizer spring constant that is known in advance.

本発明によれば、車両の旋回に応じて生じるハンドルトルクに基づいて車体のロール角を算出できるので、サスペンションストロークセンサを使用せずに車体のロール角を検出できる。   According to the present invention, since the roll angle of the vehicle body can be calculated based on the handle torque generated according to the turning of the vehicle, the roll angle of the vehicle body can be detected without using the suspension stroke sensor.

本発明は、一実施の形態のために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。   The present invention can be readily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown for the embodiments. Subsequently, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本発明の実施形態であるロール角検出装置のブロック構成図である。図１に示すロール角検出装置２０は、サスペンションシステム１０が搭載された自動車（車両）に適用されるものである。サスペンションシステム１０はマクファーソンストラット式のサスペンションシステムであって、ショックアブソーバ１１、コイルスプリング１２、ナックル１３、スタビライザリンク１４、ロワーアーム１５、スタビライザ１６、及びタイロッド１７を備えている。引き続いて、サスペンションシステム１０について説明する。   FIG. 1 is a block diagram of a roll angle detection device according to an embodiment of the present invention. A roll angle detection device 20 shown in FIG. 1 is applied to an automobile (vehicle) on which a suspension system 10 is mounted. The suspension system 10 is a McPherson strut suspension system, and includes a shock absorber 11, a coil spring 12, a knuckle 13, a stabilizer link 14, a lower arm 15, a stabilizer 16, and a tie rod 17. Subsequently, the suspension system 10 will be described.

ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２は、ストラット式サスペンションとして構成されている。ショックアブソーバ１１は、その上端が自動車の車体（図示せず）に取り付けられており、その下端はナックル１３に固定されている。ショックアブソーバ１１は、自動車の車体（図示せず）にボールベアリング（図示せず）を介して取り付けられており、後述するキングピン軸周りに回動可能なように構成されている。   The shock absorber 11 and the coil spring 12 are configured as a strut suspension. The shock absorber 11 has an upper end attached to a vehicle body (not shown) of the automobile, and a lower end fixed to the knuckle 13. The shock absorber 11 is attached to a vehicle body (not shown) via a ball bearing (not shown), and is configured to be rotatable around a kingpin shaft described later.

ナックル１３は上述したようにショックアブソーバ１１に固定されていると共に、その下端がロワーアーム１５に回動自在に取り付けられている。ナックル１３にはタイロッド１７が取り付けられている。タイロッド１７は、ステアリングホイール（図示せず）の回転に伴って左右車輪方向に揺動するラックバー（図示せず）の動きに同調して左右車輪方向に摺動し、ナックル１３を回動させる。   As described above, the knuckle 13 is fixed to the shock absorber 11 and the lower end thereof is rotatably attached to the lower arm 15. A tie rod 17 is attached to the knuckle 13. The tie rod 17 slides in the direction of the left and right wheels in synchronization with the movement of a rack bar (not shown) that swings in the direction of the left and right wheels as the steering wheel (not shown) rotates, and rotates the knuckle 13. .

ナックル１３は上述したようにショックアブソーバ１１に固定されているので、ショックアブソーバが自動車の車体（図示せず）に取り付けられている部分と、ナックル１３自身がロワーアーム１５に取り付けられている部分とを結ぶキングピン軸周りに回動する。従って、ナックル１３に取り付けられている車輪（図示せず）は、ステアリングホイール（図示せず）の回転に応じて、キングピン軸周りに転舵する。   Since the knuckle 13 is fixed to the shock absorber 11 as described above, the portion where the shock absorber is attached to the vehicle body (not shown) of the automobile and the portion where the knuckle 13 itself is attached to the lower arm 15 It rotates around the kingpin axis to be connected. Therefore, a wheel (not shown) attached to the knuckle 13 is steered around the kingpin axis according to the rotation of the steering wheel (not shown).

スタビライザリンク１４は、スタビライザ１６とショックアブソーバ１１の外筒とにボールリンク機構で接続されている。スタビライザ１６は、自動車の旋回によって生じる車体（図示せず）のロールに応じて、左右のショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２に対してそのロールを打ち消すようにスタビライザ発生力を発生させる。このスタビライザ発生力はスタビライザリンク１４を介してショックアブソーバ１１の外筒に伝達され、ショックアブソーバ１１の外筒からコイルスプリング１２に伝達される。   The stabilizer link 14 is connected to the stabilizer 16 and the outer cylinder of the shock absorber 11 by a ball link mechanism. The stabilizer 16 generates a stabilizer generating force so as to cancel the rolls against the left and right shock absorbers 11 and the coil springs 12 in accordance with a roll of a vehicle body (not shown) generated by turning the automobile. This stabilizer generating force is transmitted to the outer cylinder of the shock absorber 11 via the stabilizer link 14, and is transmitted from the outer cylinder of the shock absorber 11 to the coil spring 12.

スタビライザリンク１４の軸線とキングピン軸の軸線とは互いに空間的にねじれの位置に配置されている。従って、スタビライザ発生力は、ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２を伸縮させる力の成分と、ショックアブソーバ１１及びナックル１３をキングピン軸周りに回転させる力の成分とに分けることができる。続いて、キングピン軸周りにショックアブソーバ１１及びナックル１３を回転させる力によってモーメントが発生する状況について説明する。   The axis line of the stabilizer link 14 and the axis line of the kingpin shaft are spatially twisted. Therefore, the stabilizer generating force can be divided into a component of force for expanding and contracting the shock absorber 11 and the coil spring 12, and a component of force for rotating the shock absorber 11 and the knuckle 13 around the kingpin axis. Next, a situation in which a moment is generated by the force that rotates the shock absorber 11 and the knuckle 13 around the kingpin axis will be described.

図２は、図１に示したショックアブソーバ１１、コイルスプリング１２、ナックル１３、スタビライザリンク１４、ロワーアーム１５、及びスタビライザ１６の構成を正面から見た図である。図２に示すように、ショックアブソーバ１１及びコイルスプリング１２の車体への取り付け点Ａと、ナックル１３のロワーアーム１５への取り付け点Ｂを結ぶキングピン軸の軸線Ｋを中心にショックアブソーバ１１が回動する。   FIG. 2 is a front view of the configuration of the shock absorber 11, the coil spring 12, the knuckle 13, the stabilizer link 14, the lower arm 15, and the stabilizer 16 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the shock absorber 11 rotates about an axis K of the kingpin shaft that connects the attachment point A of the shock absorber 11 and the coil spring 12 to the vehicle body and the attachment point B of the knuckle 13 to the lower arm 15. .

ショックアブソーバ１１にはスタビライザリンク１４が取り付けられている。スタビライザリンク１４のショックアブソーバ１１への取り付け点Ｃと、スタビライザリンク１４のスタビライザ１６への取り付け点Ｄとを結ぶスタビライザリンク１４の軸線Ｓは軸線Ｋと一般的にねじれの位置にある。従って、スタビライザ１６がスタビライザ発生力を発生させると、それがスタビライザリンク１４から伝達され、ショックアブソーバ１１及びナックル１３からなる一連の部材は軸線Ｋを中心としたステアモーメントを受けることになる。   A stabilizer link 14 is attached to the shock absorber 11. The axis S of the stabilizer link 14 connecting the attachment point C of the stabilizer link 14 to the shock absorber 11 and the attachment point D of the stabilizer link 14 to the stabilizer 16 is generally twisted with the axis K. Therefore, when the stabilizer 16 generates the stabilizer generating force, it is transmitted from the stabilizer link 14, and a series of members including the shock absorber 11 and the knuckle 13 receives the steering moment about the axis K.

ここで、ステアモーメントの算出方法を説明するために、図２の軸線Ｋ上方の矢印Ｅ方向から見た模式的な平面図を図３の（ａ）に示す。図３の（ａ）は操舵角が０°の場合を示している。この場合に、軸線Ｋと直線ＣＤ（軸線Ｓ）との距離がスタビライザリンク１４から伝達されるスタビライザ発生力のモーメントアーム長Ｌｓとなる。一般的に空間上に配置されている２直線の距離はその２直線双方に垂直な線分の長さとして求められる。従って、モーメントアーム長Ｌｓは、軸線Ｋ（点Ａ及び点Ｂを通過する直線）及び軸線Ｓ（点Ｃ及び点Ｄを通過する直線）間の距離として算出される。操舵角が変化すると、両端がボールジョイントで接続されているスタビライザリンク１４の姿勢が変化する。この場合には、スタビライザ１６の変形が設計上想定できるので、点Ｄの位置が推測でき、点Ｃの位置は点Ｄを中心とし線分ＣＤを半径とした球と、軸線Ｋを中心とし軸線Ｋから点Ｃの距離を半径とした円柱との交点の位置として算出可能である。従って、操舵角の変化に応じたモーメントアーム長Ｌｓの算出が可能である。   Here, in order to explain the calculation method of the steer moment, a schematic plan view seen from the direction of arrow E above the axis K in FIG. 2 is shown in FIG. FIG. 3A shows the case where the steering angle is 0 °. In this case, the distance between the axis K and the straight line CD (axis S) is the moment arm length Ls of the stabilizer generating force transmitted from the stabilizer link 14. In general, the distance between two straight lines arranged in space is obtained as the length of a line segment perpendicular to both the two straight lines. Therefore, the moment arm length Ls is calculated as a distance between the axis K (a straight line passing through the points A and B) and the axis S (a straight line passing through the points C and D). When the steering angle changes, the posture of the stabilizer link 14 whose both ends are connected by ball joints changes. In this case, since the deformation of the stabilizer 16 can be assumed in design, the position of the point D can be estimated, and the position of the point C is a sphere having the point D as the center and the line segment CD as the radius, and the axis K being the center. It can be calculated as the position of the intersection with the cylinder whose radius is the distance from K to point C. Therefore, it is possible to calculate the moment arm length Ls according to the change of the steering angle.

続いて、図２の矢印Ｆ方向から見た模式的な側面図を図３の（ｂ）に示す。図３の（ｂ）も図３の（ａ）と同様に操舵角が０°の場合を示している。この場合に、スタビライザリンク１４とキングピン軸の軸線Ｋとは、所定の角度θを成している。従って、スタビライザリンク１４に沿って伝達されるスタビライザ発生力Ｆｓｔｂの軸線Ｋ方向の成分は、Ｆｓｔｂ・ｓｉｎθとなる。この軸線Ｋ方向の成分Ｆｓｔｂ・ｓｉｎθが図３の（ａ）におけるモーメントアーム長Ｌｓで作用し、ステアモーメントを発生させる。このステアモーメントは、スタビライザリンク発生力Ｆｓｔｂ以外の成分でみれば操舵角に応じた関数として表すことができる。この操舵角δに応じた関数をスタビライザ反力による等価モーメントアーム長Ｌｓθｓ（モーメントアーム長）として示したグラフを図４に示す。このように、サスペンションシステム１０のジオメトリが予め分かっていれば、上述のように操舵角δに応じて、等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出することができる。 Then, the typical side view seen from the arrow F direction of FIG. 2 is shown in FIG.3 (b). FIG. 3B also shows a case where the steering angle is 0 ° as in FIG. In this case, the stabilizer link 14 and the axis K of the kingpin shaft form a predetermined angle θ. Therefore, the component in the direction of the axis K of the stabilizer generating force F stb transmitted along the stabilizer link 14 is F stb · sin θ. The component F stb · sin θ in the direction of the axis K acts on the moment arm length Ls in FIG. 3A to generate a steering moment. This steering moment can be expressed as a function corresponding to the steering angle in terms of components other than the stabilizer link generating force Fstb . FIG. 4 is a graph showing a function corresponding to the steering angle δ as an equivalent moment arm length Lsθs (moment arm length) due to a stabilizer reaction force. Thus, if the geometry of the suspension system 10 is known in advance, the equivalent moment arm length Lsθs can be calculated according to the steering angle δ as described above.

図１に戻って、ロール角検出装置２０について説明する。ロール角検出装置２０は、ハンドル角検出センサ２１（操舵角検出手段）、横加速度検出センサ２２（横加速度検出手段）、ラックバー軸力センサ２３（ハンドルトルク検出手段）、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）制御部２４（ハンドルトルク検出手段）、及び算出部２５（算出手段）を備えている。   Returning to FIG. 1, the roll angle detection device 20 will be described. The roll angle detection device 20 includes a handle angle detection sensor 21 (steering angle detection means), a lateral acceleration detection sensor 22 (lateral acceleration detection means), a rack bar axial force sensor 23 (handle torque detection means), and an EPS (Electric Power Steering). A control unit 24 (handle torque detection means) and a calculation unit 25 (calculation means) are provided.

引き続いて、ロール角検出装置２０の構成要素について説明する。ハンドル角検出センサ２１は、ステアリングホイール（図示せず）の回転角度を検出するセンサである。ハンドル角検出センサ２２が検出したステアリングホイールの回転角度は算出部２５に出力される。   Subsequently, components of the roll angle detection device 20 will be described. The handle angle detection sensor 21 is a sensor that detects a rotation angle of a steering wheel (not shown). The rotation angle of the steering wheel detected by the handle angle detection sensor 22 is output to the calculation unit 25.

横加速度検出センサ２２は、このロール角検出装置２０が搭載されている自動車が旋回する際の横加速度を検出するセンサである。横加速度検出センサ２２が検出した自動車の横加速度は算出部２５に出力される。   The lateral acceleration detection sensor 22 is a sensor that detects a lateral acceleration when the automobile on which the roll angle detection device 20 is mounted turns. The lateral acceleration of the automobile detected by the lateral acceleration detection sensor 22 is output to the calculation unit 25.

ラックバー軸力センサ２３はラックバー（図示しない）に発生する軸力を検出し、ＥＰＳ制御部２４に出力する部分である。より具体的には、サイドフォースに起因してラックバーに作用する軸力によって電動パワーステアリングのモータ（図示せず）が引き摺られて回転するので、ラックバー軸力センサ２３はその回転によって発生する電流を検知してＥＰＳ制御部２４に出力する。ＥＰＳ制御部２４はラックバー軸力センサ２３からの出力に応じて、ラックバー（図示せず）に発生する軸力を算出し、算出部２５に出力する。   The rack bar axial force sensor 23 is a part that detects an axial force generated in a rack bar (not shown) and outputs it to the EPS control unit 24. More specifically, since the motor (not shown) of the electric power steering is dragged and rotated by the axial force acting on the rack bar due to the side force, the rack bar axial force sensor 23 is generated by the rotation. The current is detected and output to the EPS control unit 24. The EPS control unit 24 calculates the axial force generated in the rack bar (not shown) according to the output from the rack bar axial force sensor 23, and outputs it to the calculation unit 25.

算出部２５は、ハンドル角検出センサ２１、横加速度検出センサ２２、及びＥＰＳ制御部２４の出力に応じて車体のロール角を算出する部分である。より具体的には、算出部２５は機能的な構成要素として、モーメント演算部２５１と、モーメントアーム長演算部２５２と、スタビライザ発生力演算部２５３と、ロール角演算部２５４と、を備えている。引き続いて算出部２５の各構成要素について説明する。   The calculation unit 25 is a part that calculates the roll angle of the vehicle body according to the outputs of the steering wheel angle detection sensor 21, the lateral acceleration detection sensor 22, and the EPS control unit 24. More specifically, the calculating unit 25 includes a moment calculating unit 251, a moment arm length calculating unit 252, a stabilizer generating force calculating unit 253, and a roll angle calculating unit 254 as functional components. . Subsequently, each component of the calculation unit 25 will be described.

モーメント演算部２５１は、ハンドルトルクＴｈに基づいて、キングピン軸周りの全発生モーメントＴ１を算出し、横加速度と前輪重量とに基づいて、車両の旋回に起因するキングピン軸周りのモーメントＴ０を算出し、この算出したキングピン軸周りのモーメントＴ０を全発生モーメントＴ１から差し引いて、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂに起因するキングピン軸周りの部分モーメントΔＴを算出する部分である。 Moment calculating unit 251, based on steering wheel torque T h, and calculates the total generated moment T 1 of the around kingpin axis, on the basis of the lateral acceleration and the front wheel weight and moment T 0 around kingpin axis due to the turning of the vehicle Is calculated, and the calculated moment T 0 about the kingpin axis is subtracted from the total generated moment T 1 to calculate the partial moment ΔT about the kingpin axis caused by the stabilizer generated force F stb .

より具体的には、モーメント演算部２５１は、ＥＰＳ制御部２４から出力されるラックバー軸力に基づいて、ハンドルトルクＴｈを算出する。モーメント演算部２５１は、ハンドルトルクＴｈにギア比を乗算し、キングピン軸周りの全発生モーメントＴ１を算出する。また、モーメント演算部２５１は、横加速度検出センサ２２から出力される車両の横加速度に、予め設定されている前輪重量とトレールの数値とを乗算し、車両の旋回に起因するキングピン軸周りのモーメントＴ１を算出する。尚、トレールとは、タイヤの接地面におけるキングピン軸と車輪の中心との間の長さを指す。モーメント演算部２５１はＴ１からＴ０を減算して部分モーメントΔＴを算出し、算出した部分モーメントΔＴをスタビライザ発生力演算部２５３に出力する。 More specifically, the moment calculation unit 251, based on the rack bar shaft power output from the EPS control unit 24 calculates the steering wheel torque T h. Moment calculating unit 251 multiplies the gear ratio to the handle torque T h, and calculates the total generated moment T 1 of the around the kingpin axis. The moment calculation unit 251 also multiplies the vehicle lateral acceleration output from the lateral acceleration detection sensor 22 by a preset front wheel weight and a trail value to obtain a moment about the kingpin axis caused by turning of the vehicle. to calculate the T 1. The trail refers to the length between the kingpin shaft and the center of the wheel on the tire contact surface. The moment calculator 251 subtracts T 0 from T 1 to calculate a partial moment ΔT, and outputs the calculated partial moment ΔT to the stabilizer generating force calculator 253.

モーメントアーム長演算部２５２は、ハンドル角検出センサ２１により検出されたハンドル角に基づいて、スタビライザ反力に等価な等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出する部分である。より具体的には、モーメントアーム長演算部２５２は、ハンドル角に所定のギア比を乗算し、操舵角δを算出する。モーメントアーム長演算部２５２は、この算出したδに基づいて等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出する。この等価モーメントアーム長Ｌｓθｓの算出は、上述したように予め設定可能な対応関係（図４参照）に基づいて算出することができる。尚、本実施形態では、ハンドル角を検出して操舵角を算出したが、ショックアブソーバ１１及びナックル１３の操舵角を直接検出してもよい。モーメントアーム長演算部２５２は、算出した等価モーメントアーム長Ｌｓθｓをスタビライザ発生力演算部２５３に出力する。   The moment arm length calculation unit 252 is a part that calculates an equivalent moment arm length Lsθs equivalent to the stabilizer reaction force based on the handle angle detected by the handle angle detection sensor 21. More specifically, the moment arm length calculation unit 252 multiplies the steering wheel angle by a predetermined gear ratio to calculate the steering angle δ. The moment arm length calculation unit 252 calculates an equivalent moment arm length Lsθs based on the calculated δ. The equivalent moment arm length Lsθs can be calculated based on the correspondence (see FIG. 4) that can be set in advance as described above. In this embodiment, the steering angle is calculated by detecting the steering wheel angle. However, the steering angle of the shock absorber 11 and the knuckle 13 may be directly detected. The moment arm length calculation unit 252 outputs the calculated equivalent moment arm length Lsθs to the stabilizer generating force calculation unit 253.

スタビライザ発生力演算部２５３は、モーメント演算部２５１が算出した部分モーメントΔＴと、モーメントアーム長演算部２５２が算出した等価モーメントアーム長Ｌｓθｓとに基づいて、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂを算出する部分である。より具体的には、スタビライザ発生力演算部２５３は、部分モーメントΔＴを等価モーメントアーム長Ｌｓθｓで除算してスタビライザ発生力Ｆｓｔｂを算出する。スタビライザ発生力演算部２５３は、算出したスタビライザ発生力Ｆｓｔｂをロール角演算部２５４に出力する。 The stabilizer generating force calculator 253 is a part that calculates the stabilizer generating force F stb based on the partial moment ΔT calculated by the moment calculator 251 and the equivalent moment arm length Lsθs calculated by the moment arm length calculator 252. . More specifically, the stabilizer generating force calculation unit 253 calculates the stabilizer generating force F stb by dividing the partial moment ΔT by the equivalent moment arm length Lsθs. The stabilizer generating force calculation unit 253 outputs the calculated stabilizer generating force F stb to the roll angle calculation unit 254.

ロール角演算部２５４は、スタビライザ発生力演算部２５３が算出したスタビライザ発生力Ｆｓｔｂに基づいて、車両のロール角を算出する部分である。より具体的には、ロール角演算部２５４は、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂを、予め設定されているスタビライザばね定数Ｋｓｔｂで除算し、車両のロール角を算出する。 The roll angle calculation unit 254 is a part that calculates the roll angle of the vehicle based on the stabilizer generation force F stb calculated by the stabilizer generation force calculation unit 253. More specifically, the roll angle calculation unit 254 divides the stabilizer generating force F stb by a preset stabilizer spring constant K stb to calculate the roll angle of the vehicle.

次に、本実施形態におけるロール角検出装置２０の動作について説明する。
Next, operation | movement of the roll angle detection apparatus 20 in this embodiment is demonstrated .

まず、横加速度検出センサ２２が横加速度を検出する。この検出された横加速度は横加速度検出センサ２２から算出部２５に出力される。算出部２５のモーメント演算部２５１が、横加速度に前輪重量とトレールとを乗算して、旋回に起因するモーメントＴ０を算出する。
First, the lateral acceleration detection sensor 22 that detect the lateral acceleration. The detected lateral acceleration is output from the lateral acceleration detection sensor 22 to the calculation unit 25. Moment calculating unit 251 of the calculation unit 25, the lateral acceleration by multiplying the front wheel weight and trail, we calculate the moment T 0 due to the turning.

次に、ＥＰＳ制御部２４によって検出されたラックバー軸力が算出部２５に出力される。算出部２５のモーメント演算部２５１がラックバー軸力に基づいてハンドルトルクＴｈを算出する。モーメント演算部２５１は、ハンドルトルクＴｈにギア比を乗算して、全発生モーメントＴ１を算出する。モーメント演算部２５１は更に、全発生モーメントＴ１から旋回に起因するモーメントＴ０を差し引いてΔＴを算出する。
Next, the rack bar axial force detected by the EPS control unit 24 is output to the calculation unit 25. Moment calculating unit 251 of the calculation unit 25 that to calculate the steering wheel torque T h based on the rack bar axial force. Moment calculating unit 251 multiplies the gear ratio to the handle torque T h, that to calculate the total occurrence moment T 1. Moment calculating unit 251 further, you calculated ΔT by subtracting the moment T 0 due to the turning of the total generation moment T 1.

ハンドル角検出センサ２１が検出したハンドル角は算出部２５に出力される。算出部２５のモーメントアーム長算出部２５２は、検出されたハンドル角に基づいて、等価モーメントアーム長Ｌｓθｓを算出する。
Steering wheel angle of the steering wheel angle detecting sensor 21 detects the Ru is output to the calculation unit 25. Moment arm length calculation unit 252 of the calculation unit 25 based on the steering wheel angle detected, calculate the equivalent moment arm length Lsshitaesu.

スタビライザ発生力演算部２５３は、モーメント演算部２５１が算出したΔＴを等価モーメントアーム長Ｌｓθｓで除算して、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂを算出する。ロール角演算部２５４は、スタビライザ発生力Ｆｓｔｂをスタビライザのばね定数Ｋｓｔｂで除算してロール角を算出する。
Stabilizer generating force computing unit 253, by dividing the ΔT that moment calculating section 251 calculates an equivalent moment arm length Lsshitaesu, you calculate the stabilizer generated force F stb. Roll angle calculating section 254, that to calculate the roll angle by dividing the stabilizer generated force F stb in spring constant K stb of the stabilizer.

本発明の実施形態であるロール角検出装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the roll angle detection apparatus which is embodiment of this invention. 図１のサスペンションシステムを模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the suspension system of FIG. 図２の矢印Ｅ、Ｆ方向の平面模式図である。FIG. 3 is a schematic plan view in the directions of arrows E and F in FIG. 2. 操舵角と等価モーメントアーム長との関係を示した関係図である。 It is the relationship figure which showed the relationship between a steering angle and an equivalent moment arm length .

符号の説明Explanation of symbols

１０…サスペンションシステム、１１…ショックアブソーバ、１２…コイルスプリング、１３…ナックル、１４…スタビライザリンク、１５…ロワーアーム、１６…スタビライザ、１７…タイロッド、２０…ロール角検出装置、２１…ハンドル角検出センサ、２２…横加速度検出センサ、２３…軸力検出センサ、２４…ＥＰＳ制御部、２５…算出部、２５１…モーメント演算部、２５２…モーメントアーム長演算部、２５３…スタビライザ発生力演算部、２５４…ロール角演算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Suspension system, 11 ... Shock absorber, 12 ... Coil spring, 13 ... Knuckle, 14 ... Stabilizer link, 15 ... Lower arm, 16 ... Stabilizer, 17 ... Tie rod, 20 ... Roll angle detection device, 21 ... Handle angle detection sensor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Lateral acceleration detection sensor, 23 ... Axial force detection sensor, 24 ... EPS control part, 25 ... Calculation part, 251 ... Moment calculation part, 252 ... Moment arm length calculation part, 253 ... Stabilizer generating force calculation part, 254 ... Roll Angle calculator.

Claims (1)

スタビライザが発生するスタビライザ発生力をサスペンションに伝達するスタビライザリンクが、ナックルの回動に同調するように取り付けられている車両のロール角検出装置であって、
前記ナックルに支持された車輪の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、
前記車両の横加速度を検出するための横加速度検出手段と、
前記車両のステアリングホイール軸周りに生じるハンドルトルクを検出するためのハンドルトルク検出手段と、
前記操舵角、前記横加速度、及び前記ハンドルトルクに基づいて、前記車両のロール角を算出する算出手段と、を備え、
前記算出手段は、
前記ハンドルトルクに基づいて、キングピン軸周りの全発生モーメントを算出し、
前記車両の横加速度と前輪重量とに基づいて、前記車両の旋回に起因する前記キングピン軸周りのモーメントを算出し、
当該算出したキングピン軸周りのモーメントを前記全発生モーメントから差し引いて、前記スタビライザ発生力に起因する前記キングピン軸周りの部分モーメントを算出すると共に、
前記操舵角検出手段が検出した操舵角に基づいて、前記キングピン軸の軸線と前記スタビライザリンクの軸線との距離をモーメントアーム長として算出し、
当該算出したモーメントアーム長と前記部分モーメントとに基づいてスタビライザ発生力を算出し、
当該算出したスタビライザ発生力に基づいて前記車両のロール角を算出する、ロール角検出装置。 A roll angle detection device for a vehicle in which a stabilizer link that transmits a stabilizer generating force generated by a stabilizer to a suspension is attached so as to synchronize with a knuckle rotation,
Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the wheel supported by the knuckle;
Lateral acceleration detection means for detecting lateral acceleration of the vehicle;
A handle torque detecting means for detecting a handle torque generated around a steering wheel axis of the vehicle;
Calculating means for calculating a roll angle of the vehicle based on the steering angle, the lateral acceleration, and the steering torque;
The calculating means includes
Based on the handle torque, calculate the total generated moment around the kingpin axis,
Based on the lateral acceleration and front wheel weight of the vehicle, the moment around the kingpin axis resulting from the turning of the vehicle is calculated,
Subtracting the calculated moment around the kingpin axis from the total generated moment to calculate a partial moment around the kingpin axis resulting from the stabilizer generating force,
Based on the steering angle detected by the steering angle detection means, the distance between the axis of the kingpin shaft and the axis of the stabilizer link is calculated as a moment arm length,
Calculate the stabilizer generating force based on the calculated moment arm length and the partial moment,
A roll angle detection device that calculates a roll angle of the vehicle based on the calculated stabilizer generating force.
JP2004296590A 2004-10-08 2004-10-08 Roll angle detector Expired - Fee Related JP4379290B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004296590A JP4379290B2 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Roll angle detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004296590A JP4379290B2 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Roll angle detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006103632A JP2006103632A (en) 2006-04-20
JP4379290B2 true JP4379290B2 (en) 2009-12-09

Family

ID=36373815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004296590A Expired - Fee Related JP4379290B2 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Roll angle detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4379290B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006103632A (en) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2397349B1 (en) Mounting structure of stabilizer link
JP6222828B2 (en) Traveling trolley and track type vehicle
JP4821454B2 (en) Vehicle travel control device
JPWO2017086472A1 (en) Lean vehicle
EP3581478B1 (en) Two front wheel reverse steering leaning vehicle
WO2017183639A1 (en) Leaning vehicle
US20160332625A1 (en) Vehicle
JP4808507B2 (en) Axle box assisted steering cart for railway vehicles
JP6213825B2 (en) Traveling trolley and track type vehicle
JP7240924B2 (en) steering device
JP6135278B2 (en) vehicle
JP4479443B2 (en) Electric power steering device
WO2009115873A1 (en) Suspension device
JP4379290B2 (en) Roll angle detector
JP2021098406A (en) Turning device
JP6793573B2 (en) Stabilizer link, stabilizer link device, and stabilizer device
JP2022011895A (en) Wheel steering device
JP6136136B2 (en) Steering device for vehicle
JP2022109414A (en) Turning system for vehicle
JP5870811B2 (en) Steering angle acquisition device
JP2012096599A (en) Device for adjusting wheel angle
JP2021091354A (en) Turning device
KR102417364B1 (en) Strut type suspension
JP2006347399A (en) Camber angle control device
JP2006123645A (en) Electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090623

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090803

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090825

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090907

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees