JPH04307348A - Apparatus for detecting cornering power of wheel - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To accurately detect cornering power even in a non-linear region by mounting acceleration sensors detecting the accelerations of a vehicle in the longitudinal and lateral directions thereof, a first operation means calculating the force components between wheels and a road surface in the vertical, longitudinal and lateral directions thereof and a second operation means substracting the reduced part of cornering power. CONSTITUTION:A microcomputer M32 inputs the longitudinal and lateral accelerations from a longitudinal acceleration sensor 33 and a lateral acceleration sensor 34 and calculates the force components of wheels in the longitudinal, vertical and lateral directions thereof. A microcomputer M31 calculates the max. cornering power and coefficient of friction of each wheel using the force component in the vertical direction and calculates the cornering power of each wheel using those two values and the component forces in the longitudinal, lateral and vertical directions. Next, the average cornering power of left, right, front and rear wheels is calculated to be outputted to M32 and, herein, the steering angle of front wheels, a yaw rate and a car speed are inputted to calculate the objective steering angle of rear wheels and, by the control signal of the difference with the separately inputted steering angle of rear wheels, a relay rod 22 is deflected left and right.

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、後輪操舵装置などの車
両のステアリング特性を制御する装置にて同ステアリン
グ特性の制御のために利用される一制御要素としての車
輪のコーナリングパワーを検出する車輪のコーナリング
パワー検出装置に関する。[Industrial Application Field] The present invention detects the cornering power of a wheel as a control element used for controlling the steering characteristics of a vehicle such as a rear wheel steering device. The present invention relates to a wheel cornering power detection device.

【０００２】0002

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭６
０−１４８７７０号公報に示されているように、車輪の
スリップ角βが前輪操舵角δｆ　に比例すると共に、車
輪に横方向に作用する横力ＦＹ　が車両の横加速度ＧＹ
　に比例することに着目し、前輪操舵角δｆ　及び横加
速度ＧＹを検出すると共に、検出横加速度ＧＹ　の検出
前輪操舵角δｆ　に対する変化率ｄＧＹ／ｄδｆ　を計
算して、この計算結果ｄＧＹ／ｄδｆ　を横力ＦＹのス
リップ角βに対する変化率ｄＦＹ／ｄβとして定義され
る車輪のコーナリングパワーとしている。[Prior Art] Conventionally, this type of device has been used, for example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 6
As shown in Publication No. 0-148770, the slip angle β of the wheels is proportional to the front wheel steering angle δf, and the lateral force FY acting on the wheels in the lateral direction increases the lateral acceleration GY of the vehicle.
Focusing on the fact that the front wheel steering angle δf is proportional to The cornering power of the wheel is defined as the rate of change of the force FY with respect to the slip angle β, dFY/dβ.

【０００３】0003

【発明が解決しようとする課題】しかるに、車両走行中
にあっては、車輪には前後方向の力成分ＦＸ　と横方向
の力成分ＦＹ　とにより表される水平方向の力（ＦＸ２
＋ＦＹ２）１／２　が作用し、この水平方向の力は車輪
のコーナリングパワーを減少させ、同水平方向の力が大
きくなると車輪は前記水平方向へ滑り始めて、この状態
ではコーナリングパワーは「０」となる。このように、
車輪のコーナリングパワーは同輪に作用する水平方向の
力により飽和するので、前記従来の装置では、車輪のコ
ーナリングパワーが線形領域にある状態では同コーナリ
ングパワーを正確に検出できるが、前記水平方向の力に
より車輪のコーナリングパワーが非線形領域に属する場
合には、同コーナリングパワーを正確に検出できないと
いう問題がある。本発明は上記問題に対処するためにな
されたもので、その目的は、前記車輪に作用する水平方
向の力によるコーナリングパワーの減少分を考慮するこ
とにより、同コーナリングパワーをその非線形領域でも
正確に検出できる車輪のコーナリングパワー検出装置を
提供することにある。However, while the vehicle is running, the wheels are subject to a horizontal force (FX2) represented by a force component FX in the longitudinal direction and a force component FY in the lateral direction.
+FY2)1/2 acts, and this horizontal force decreases the cornering power of the wheel. When the horizontal force increases, the wheel begins to slide in the horizontal direction, and in this state, the cornering power is "0". Become. in this way,
Since the cornering power of a wheel is saturated by the horizontal force acting on the same wheel, the conventional device described above can accurately detect the cornering power of the wheel when it is in the linear region. If the cornering power of the wheel belongs to a nonlinear region due to force, there is a problem that the cornering power cannot be detected accurately. The present invention has been made to solve the above problem, and its purpose is to accurately control cornering power even in its nonlinear region by taking into account the decrease in cornering power due to horizontal forces acting on the wheels. An object of the present invention is to provide a wheel cornering power detection device that can detect cornering power.

【０００４】0004

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、車両の前後方向の加速度
ＧＸ　を検出する前後加速度センサと、車両の横方向の
加速度ＧＹ　を検出する横加速度センサと、前記検出し
た前後方向及び横方向の両加速度ＧＸ，ＧＹ　に基づい
て車輪と路面との間に作用する上下方向、前後方向、横
方向の各力成分ＦＺ，ＦＸ，ＦＹ　を計算する第１演算
手段と、前記上下方向の力成分ＦＺ　による車輪の最大
コーナリングパワーを決定すると共に前記前後方向及び
横方向の力成分ＦＸ，ＦＹ　によるコーナリングパワー
の減少分を前記最大コーナリングパワーから減算する第
２演算手段とを備え、前記第２演算手段による演算結果
を車輪のコーナリングパワーとして計算するようにした
ことにある。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the structural features of the present invention include a longitudinal acceleration sensor that detects the longitudinal acceleration GX of the vehicle, and a longitudinal acceleration sensor that detects the lateral acceleration GY of the vehicle. and the vertical, longitudinal, and lateral force components FZ, FX, and FY that act between the wheels and the road surface based on the detected longitudinal and lateral accelerations GX and GY. a first calculation means for calculating, and determining the maximum cornering power of the wheel due to the force component FZ in the vertical direction, and subtracting a decrease in cornering power due to the force components FX, FY in the longitudinal direction and lateral direction from the maximum cornering power; and a second calculating means for calculating the cornering power of the wheel.

【０００５】[0005]

【作用】上記のように構成した本発明においては、前後
加速度センサにより検出された車両の前後方向の加速度
ＧＸ　と、横加速度センサにより検出された車両の横方
向の加速度ＧＹ　とに基づいて、車輪と路面との間に作
用する上下方向、前後方向、横方向の各力成分ＦＺ，Ｆ
Ｘ，ＦＹ　が第１演算手段により計算される。そして、
第２演算手段により、車輪が路面を押す力すなわち前記
上下方向の力成分ＦＺ　に応じて変化する車輪の最大コ
ーナリングパワーが同上下方向の力成分ＦＺ　に基づい
て決定されると共に、車輪に水平方向に作用する力（Ｆ
Ｘ２＋ＦＹ２）１／２　による減少分すなわち前後方向
及び横方向の力成分ＦＸ，ＦＹ　による減少分が前記最
大コーナリングパワーから減算されて、同減算結果が車
輪のコーナリングパワーとして与えられる。[Operation] In the present invention configured as described above, the vehicle wheel is adjusted based on the longitudinal acceleration GX of the vehicle detected by the longitudinal acceleration sensor and the lateral acceleration GY of the vehicle detected by the lateral acceleration sensor. The vertical, longitudinal, and lateral force components FZ and F that act between the road surface and the
X, FY are calculated by the first calculation means. and,
The second calculation means determines the maximum cornering power of the wheel, which changes according to the force with which the wheel pushes the road surface, that is, the force component FZ in the vertical direction, based on the force component FZ in the vertical direction, and also The force acting on (F
The reduction due to X2+FY2)1/2, that is, the reduction due to force components FX, FY in the longitudinal and lateral directions, is subtracted from the maximum cornering power, and the result of the subtraction is given as the cornering power of the wheel.

【０００６】[0006]

【発明の効果】上記作用説明からも理解できるとおり、
本発明によれば、車輪に作用する水平方向の力によるコ
ーナリングパワーの減少分が考慮されて、車輪のコーナ
リングパワーが計算されるので、同コーナリングパワー
がその非線形領域でも正確に検出できるようになる。[Effect of the invention] As can be understood from the above explanation of the effect,
According to the present invention, since the cornering power of the wheel is calculated by taking into account the decrease in cornering power due to the horizontal force acting on the wheel, the same cornering power can be accurately detected even in its nonlinear region. .

【０００７】[0007]

【実施例】以下、本発明に係るコーナーリングパワー検
出装置を４輪操舵車に適用した本発明の一実施例を図面
を用いて説明すると、図１は同４輪操舵車の全体を概略
的に示している。この４輪操舵車は、左右前輪ＦＷ１，
ＦＷ２を操舵する前輪操舵装置１０と、左右後輪ＲＷ１
，ＲＷ２を操舵する後輪操舵装置２０と、後輪操舵装置
２０を電気的に制御する電気制御装置３０とを備えてい
る。[Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention in which a cornering power detection device according to the present invention is applied to a four-wheel steering vehicle will be explained using the drawings. Fig. 1 schematically shows the entire four-wheel steering vehicle. It shows. This four-wheel steering vehicle has left and right front wheels FW1,
Front wheel steering device 10 that steers FW2 and left and right rear wheels RW1
, RW2, and an electric control device 30 that electrically controls the rear wheel steering device 20.

【０００８】前輪操舵装置１０は、ハンドル１１を上端
に固定した操舵軸１２を備えている。操舵軸１２の下端
はステアリングギヤボックス１３内にて軸方向に変位可
能に支持されたラックバー１４に接続されていて、同バ
ー１４はハンドル１１の回動に応じて軸方向に変位する
。ラックバー１４の両端にはタイロッド１５ａ，１５ｂ
及びナックルアーム１６ａ，１６ｂを介して左右前輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２が接続されていて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ
２はラックバー１４の軸方向の変位に応じて操舵される
。The front wheel steering device 10 includes a steering shaft 12 having a handle 11 fixed to its upper end. The lower end of the steering shaft 12 is connected to a rack bar 14 that is supported in a steering gear box 13 so as to be axially displaceable, and the bar 14 is axially displaced in response to rotation of the handle 11. Tie rods 15a and 15b are provided at both ends of the rack bar 14.
and the left and right front wheels F via the knuckle arms 16a and 16b.
W1 and FW2 are connected, and the left and right front wheels FW1 and FW
2 is steered according to the displacement of the rack bar 14 in the axial direction.

【０００９】後輪操舵装置２０は電気的に制御されるア
クチュエータ２１を備え、同アクチュエータ２１は軸方
向に変位可能に設けたリレーロッド２２を軸方向に駆動
する。リレーロッド２２の両端にはタイロッド２３ａ，
２３ｂ及びナックルアーム２４ａ，２４ｂを介して左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２が接続されていて、左右後輪ＲＷ１
，ＲＷ２はリレーロッド２２の軸方向の変位に応じて操
舵される。The rear wheel steering device 20 includes an actuator 21 that is electrically controlled, and the actuator 21 axially drives a relay rod 22 that is displaceable in the axial direction. Tie rods 23a are provided at both ends of the relay rod 22,
23b and knuckle arms 24a, 24b, the left and right rear wheels RW1, RW2 are connected.
, RW2 are steered according to the displacement of the relay rod 22 in the axial direction.

【００１０】電気制御装置３０は、マイクロコンピュー
タ３１，３２を備えている。マイクロコンピュータ３１
は、図２のフローチャートに対応したプログラムの実行
により、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２のコーナ
リングパワーを計算する。このマイクロコンピュータ３
１には、前後加速度センサ３３及び横加速度センサ３４
が接続されている。前後加速度センサ３３は車体に固定
されていて、車両の前後方向の加速度ＧＸ　を検出して
同加速度ＧＸ　を表す検出信号を出力する。横加速度セ
ンサ３４も車体に固定されていて、車両の前後方向の加
速度ＧＹ　を検出して同加速度ＧＹ　を表す検出信号を
出力する。The electric control device 30 includes microcomputers 31 and 32. microcomputer 31
calculates the cornering power of each wheel FW1, FW2, RW1, RW2 by executing a program corresponding to the flowchart in FIG. This microcomputer 3
1 includes a longitudinal acceleration sensor 33 and a lateral acceleration sensor 34.
is connected. The longitudinal acceleration sensor 33 is fixed to the vehicle body, detects acceleration GX in the longitudinal direction of the vehicle, and outputs a detection signal representing the acceleration GX. A lateral acceleration sensor 34 is also fixed to the vehicle body, detects acceleration GY in the longitudinal direction of the vehicle, and outputs a detection signal representing the same acceleration GY.

【００１１】マイクロコンピュータ３２は、図示しない
プログラムの実行により左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵
を制御する。このマイクロコンピュータ３２には、前記
マイクロコンピュータ３１、前輪操舵角センサ３５、ヨ
ーレートセンサ３６、車速センサ３７及び後輪操舵角セ
ンサ３８が接続されている。前輪操舵角センサ３５は操
舵軸１２に組付けられ、同軸１２の回転角を検出するこ
とにより前輪操舵角δｆ　を検出して、同操舵角δｆ　
を表す検出信号を出力する。ヨーレートセンサ３６は車
体に固定され、重心位置垂直軸回りの車体の回転角速度
を検出することによりヨーレートγを検出して、同ヨー
レートγを表す検出信号を出力する。車速センサ３７は
変速機（図示しない）の出力軸近傍に設けられて、同出
力軸の回転速度を検出することにより車速Ｖを検出して
、同車速Ｖを表す検出信号を出力する。後輪舵角センサ
３８はリレーロッド２２の近傍に設けられて、同ロッド
２２の変位量を検出することにより後輪操舵角δｒ　を
検出して、同操舵角δｒ　を表す検出信号を出力する。 また、このマイクロコンピュータ３２の出力は駆動回路
３９に接続されており、同回路３９はアクチュエータ２
１の駆動を制御する。The microcomputer 32 controls the steering of the left and right rear wheels RW1 and RW2 by executing a program (not shown). The microcomputer 31 , a front wheel steering angle sensor 35 , a yaw rate sensor 36 , a vehicle speed sensor 37 , and a rear wheel steering angle sensor 38 are connected to the microcomputer 32 . The front wheel steering angle sensor 35 is attached to the steering shaft 12, and detects the front wheel steering angle δf by detecting the rotation angle of the same shaft 12.
Outputs a detection signal representing . The yaw rate sensor 36 is fixed to the vehicle body, detects the yaw rate γ by detecting the rotational angular velocity of the vehicle body around the vertical axis of the center of gravity, and outputs a detection signal representing the yaw rate γ. The vehicle speed sensor 37 is provided near the output shaft of a transmission (not shown), detects the vehicle speed V by detecting the rotational speed of the output shaft, and outputs a detection signal representing the vehicle speed V. The rear wheel steering angle sensor 38 is provided near the relay rod 22, detects the rear wheel steering angle δr by detecting the amount of displacement of the relay rod 22, and outputs a detection signal representing the steering angle δr. Further, the output of this microcomputer 32 is connected to a drive circuit 39, which is connected to the actuator 2.
Controls the drive of 1.

【００１２】次に上記のように構成した実施例の動作を
説明する。イグニッションスイッチが閉成されると、マ
イクロコンピュータ３２は図２のステップ４０にてプロ
グラムの実行を開始し、ステップ４１にて前後加速度セ
ンサ３３及び横加速度センサ３４から前後加速度ＧＸ及
び横加速度ＧＹを入力し、ステップ４２にて各車輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２と路面との間に作用してい
る前後方向の力成分ＦＸ１，ＦＸ２，ＦＸ３，ＦＸ４　
、上下方向の力成分ＦＺ１，ＦＺ２，ＦＺ３，ＦＺ４　
、及び横方向の力成分ＦＹ１，ＦＹ２，ＦＹ３，ＦＹ４
　を下記数１の演算の実行により計算する。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be explained. When the ignition switch is closed, the microcomputer 32 starts executing the program in step 40 of FIG. 2, and inputs longitudinal acceleration GX and lateral acceleration GY from the longitudinal acceleration sensor 33 and lateral acceleration sensor 34 in step 41. Then, in step 42, each wheel FW
1. Force components in the longitudinal direction acting between FW2, RW1, RW2 and the road surface FX1, FX2, FX3, FX4
, vertical force components FZ1, FZ2, FZ3, FZ4
, and lateral force components FY1, FY2, FY3, FY4
is calculated by executing the calculation of Equation 1 below.

【数１】 　　　　ＦＸ１＝ＤＦ・ＧＸ・Ｗ／２ 　　　　ＦＸ２＝ＤＦ・ＧＸ・Ｗ／２ 　　　　ＦＸ３＝ＤＲ・ＧＸ・Ｗ／２ 　　　　ＦＸ４＝ＤＲ・ＧＸ・Ｗ／２ 　　　　ＦＺ１＝｛ｂ／（２・Ｌ）−ｈ・ＧＸ／（２・
Ｌ）−ｈ・ＲＦ・ＧＹ／ｔ｝・Ｗ　　　　ＦＺ２＝｛ｂ
／（２・Ｌ）−ｈ・ＧＸ／（２・Ｌ）＋ｈ・ＲＦ・ＧＹ
／ｔ｝・Ｗ　　　　ＦＺ３＝｛ａ／（２・Ｌ）＋ｈ・Ｇ
Ｘ／（２・Ｌ）−ｈ・ＲＲ・ＧＹ／ｔ｝・Ｗ　　　　Ｆ
Ｚ４＝｛ａ／（２・Ｌ）＋ｈ・ＧＸ／（２・Ｌ）＋ｈ・
ＲＲ・ＧＹ／ｔ｝・Ｗ　　　　ＦＹ１＝（ｂ／Ｌ）・Ｇ
Ｙ・Ｗ・｛ＦＺ１／（ＦＺ１＋ＦＺ２）｝　　　　ＦＹ
２＝（ｂ／Ｌ）・ＧＹ・Ｗ・｛ＦＺ２／（ＦＺ１＋ＦＺ
２）｝　　　　ＦＹ３＝（ａ／Ｌ）・ＧＹ・Ｗ・｛ＦＺ
３／（ＦＺ３＋ＦＺ４）｝　　　　ＦＹ４＝（ａ／Ｌ）
・ＧＹ・Ｗ・｛ＦＺ４／（ＦＺ３＋ＦＺ４）｝ここで、
前記数１中の各定数は次のとおりである（図３参照）。 Ｗ　　：車両の質量 ａ　　：重心から前輪車軸までの距離 ｂ　　：重心から後輪車軸までの距離 Ｌ　　：ホイールベース（ａ＋ｂ） ｈ　　：路面から重心までの高さ ｔ　　：トレッド ＤＦ　：駆動制動力の前輪側配分比 ＤＲ　：駆動制動力の後輪側配分比 ＲＦ　：ロール剛性の前輪側配分比 ＲＲ　：ロール剛性の後輪側配分比 なお、前記数１により計算した前後方向の力成分ＦＸ１
，ＦＸ２，ＦＸ３，ＦＸ４　、上下方向の力成分ＦＺ１
，ＦＺ２，ＦＺ３，ＦＺ４　、及び横方向の力成分ＦＹ
１，ＦＹ２，ＦＹ３，ＦＹ４は、図３に示すように、力
の釣合に基づいて計算されたものである。[Math. 1] FX1=DF・GX・W/2 FX2=DF・GX・W/2 FX3=DR・GX・W/2 FX4=DR・GX・W/2 FZ1={b/(2・L) -h・GX/(2・
L)-h・RF・GY/t}・W FZ2={b
/(2・L)−h・GX/(2・L)+h・RF・GY
/t}・W FZ3={a/(2・L)+h・G
X/(2・L)-h・RR・GY/t}・W F
Z4={a/(2・L)+h・GX/(2・L)+h・
RR・GY/t}・W FY1=(b/L)・G
Y・W・{FZ1/(FZ1+FZ2)} FY
2=(b/L)・GY・W・{FZ2/(FZ1+FZ
2)} FY3=(a/L)・GY・W・{FZ
3/(FZ3+FZ4)} FY4=(a/L)
・GY・W・{FZ4/(FZ3+FZ4)}Here,
Each constant in the above equation 1 is as follows (see FIG. 3). W: Vehicle mass a: Distance from the center of gravity to the front wheel axle b: Distance from the center of gravity to the rear axle L: Wheelbase (a+b) h: Height from the road surface to the center of gravity t: Tread DF: Drive braking force of the front wheels Side distribution ratio DR: Rear wheel side distribution ratio of drive braking force RF: Front wheel side distribution ratio of roll rigidity RR: Rear wheel side distribution ratio of roll rigidity Note that the force component FX1 in the longitudinal direction calculated using the above equation 1
, FX2, FX3, FX4 , vertical force component FZ1
, FZ2, FZ3, FZ4, and the lateral force component FY
1, FY2, FY3, and FY4 are calculated based on the balance of forces, as shown in FIG.

【００１３】次に、マイクロコンピュータ３１は、ステ
ップ４３にて前記上下方向の力成分ＦＺ１，ＦＺ２，Ｆ
Ｚ３，ＦＺ４　を利用した下記数２の演算の実行により
、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の最大コーナリ
ングパワーＣ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４　及び摩擦
係数μ１，μ２，μ３，μ４　を計算する。Next, in step 43, the microcomputer 31 calculates the vertical force components FZ1, FZ2, F
Maximum cornering powers C01, C02, C03, C04 and friction coefficients μ1, μ2, μ3, μ4 of each wheel FW1, FW2, RW1, RW2 are calculated by executing the calculation of Equation 2 below using Z3, FZ4.

【数２】Ｃ０１＝ａ１・ＦＺ１＋ａ２・ＦＺ１２Ｃ０２
＝ａ１・ＦＺ２＋ａ２・ＦＺ２２Ｃ０３＝ａ１・ＦＺ３
＋ａ２・ＦＺ３２Ｃ０４＝ａ１・ＦＺ４＋ａ２・ＦＺ４
２μ１　＝ｂ０＋ｂ１・ＦＺ１ μ２　＝ｂ０＋ｂ１・ＦＺ２ μ３　＝ｂ０＋ｂ１・ＦＺ３ μ４　＝ｂ０＋ｂ１・ＦＺ４ なお、前記数２中の各係数ａ１，ａ２，ｂ０，ｂ１　は
、車輪を構成するタイヤの材質、形状などで決まる固有
の定数である。また、前記最大コーナリングパワーＣ０
１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４　を計算するための関数は
、図４に示すような上下方向の力成分ＦＺ　に対する最
大コーナリングパワーＣ０　の特性グラフに基づいて定
めたものである。前記摩擦係数μ１，μ２，μ３，μ４
　を計算するための関数は、図５に示すような上下方向
の力成分ＦＺ　に対する摩擦係数μの特性グラフにもと
づいて定めたものである。この場合、前記図４，５のグ
ラフは実験により決定されたものである。[Math 2] C01=a1・FZ1+a2・FZ12C02
=a1・FZ2+a2・FZ22C03=a1・FZ3
+a2・FZ32C04=a1・FZ4+a2・FZ4
2μ1 = b0+b1・FZ1 μ2 = b0+b1・FZ2 μ3 = b0+b1・FZ3 μ4 = b0+b1・FZ4 In addition, each coefficient a1, a2, b0, b1 in the above equation 2 is determined by the material, shape, etc. of the tire that makes up the wheel. It is a unique constant. In addition, the maximum cornering power C0
1, C02, C03, and C04 are determined based on the characteristic graph of the maximum cornering power C0 with respect to the vertical force component FZ as shown in FIG. The friction coefficient μ1, μ2, μ3, μ4
The function for calculating is determined based on the characteristic graph of the friction coefficient μ against the vertical force component FZ as shown in FIG. In this case, the graphs in FIGS. 4 and 5 are determined through experiments.

【００１４】なお、本件実施例においては、最大コーナ
リングパワーＣ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４及び摩擦
係数μ１，μ２，μ３，μ４　を演算により計算するよ
うにしたが、前記最大コーナリングパワーＣ０１，Ｃ０
２，Ｃ０３，Ｃ０４　及び摩擦係数μ１，μ２，μ３，
μ４　をマップにより決定するようにしてもよい。この
場合、マイクロコンピュータ３１内に、上下方向の力成
分ＦＺ　に対して、図４，５に示す特性で変化する最大
コーナリングパワーＣ０　及び摩擦係数μを記憶してお
き、前記ステップ４３にて演算の代わりに前記マップを
参照して、力ＦＺ　に対応した最大コーナリングパワー
Ｃ０　及び摩擦係数μを読み出して、上下方向の各力成
分ＦＺ１，ＦＺ２，ＦＺ３，ＦＺ４　に対応した最大コ
ーナリングパワーＣ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４　と
して及び摩擦係数μ１，μ２，μ３，μ４　として設定
するとよい。In this embodiment, the maximum cornering powers C01, C02, C03, C04 and the friction coefficients μ1, μ2, μ3, μ4 are calculated by calculation, but the maximum cornering powers C01, C0
2, C03, C04 and friction coefficient μ1, μ2, μ3,
μ4 may be determined using a map. In this case, the maximum cornering power C0 and the friction coefficient μ, which change according to the characteristics shown in FIGS. Instead, referring to the map, the maximum cornering power C0 and the friction coefficient μ corresponding to the force FZ are read out, and the maximum cornering power C01, C02, C03 corresponding to each vertical force component FZ1, FZ2, FZ3, FZ4 is determined. , C04 and friction coefficients μ1, μ2, μ3, μ4.

【００１５】次に、マイクロコンピュータ３１は、ステ
ップ４４にて、前記最大コーナリングパワーＣ０１，Ｃ
０２，Ｃ０３，Ｃ０４　、摩擦係数μ１，μ２，μ３，
μ４、前後方向の力成分ＦＸ１，ＦＸ２，ＦＸ３，ＦＸ
４、横方向の力成分ＦＹ１，ＦＹ２，ＦＹ３，ＦＹ４、
及び上下方向の力成分ＦＺ１，ＦＺ２，ＦＺ３，ＦＺ４
　を用いた下記数３の演算の実行により、各輪のコーナ
リングパワーＣ１＊，Ｃ２＊，Ｃ３＊，Ｃ４＊　を計算
する。Next, in step 44, the microcomputer 31 calculates the maximum cornering powers C01 and C01.
02, C03, C04, friction coefficient μ1, μ2, μ3,
μ4, force components in the longitudinal direction FX1, FX2, FX3, FX
4. Lateral force components FY1, FY2, FY3, FY4,
and vertical force components FZ1, FZ2, FZ3, FZ4
The cornering powers C1*, C2*, C3*, C4* of each wheel are calculated by executing the calculation of Equation 3 below using .

【００１６】[0016]

【数３】[Math 3]

【００１７】前記数３について説明する。図６に示すよ
うに、各車輪のタイヤに付与される横方向の力成分をＦ
Ｙとすると共に、タイヤのスリップ角をβＴとすると、
タイヤのコーナリングパワーＣ＊は前記スリップ角βＴ
に対する前記力成分ＦＹの変化率ｄＦＹ／ｄβＴで与え
られることはよく知られている。また、タイヤと路面と
の間の摩擦係数をμとすると共に、タイヤが路面を押す
力（車輪の上下方向の力成分）をＦＺ　すれば、タイヤ
に対して水平方向にμ・ＦＺ以上の力が付与されると、
タイヤが前記付与された力の方向へ滑り出してしまうこ
ともよく知られている。ここで、タイヤに対して前後方
向に付与される力成分をＦＸ　とすれば、タイヤの水平
方向に付与される力は（ＦＸ２＋ＦＹ２）１／２で表さ
れ、この値（ＦＸ２＋ＦＹ２）１／２が前記値μ・ＦＺ
以上となる前後方向及び横方向の力成分ＦＸ，ＦＹ　が
タイヤに付与されると、タイヤは滑り始めるので、この
状態では前記変化率ｄＦＹ／ｄβＴ　で与えられるコー
ナリングパワーＣ＊は「０」となる。これらの各値Ｃ＊
，ＦＸ，ＦＹの関係を図７に示してあり、前記コーナリ
ングパワーＣ＊　が「０」となるサークルが図７の破線
部に対応する。一方、前後方向及び横方向の力成分ＦＸ
，ＦＹ　が共に「０」であれば、コーナリングパワーＣ
＊は最大となり、図７にて最大値Ｃ０として表されてい
る。また、このコーナリングパワーＣ＊は前後方向及び
横方向の力成分ＦＸ，ＦＹの増加により「０」に漸近し
ていくものであるので、各値Ｃ＊，ＦＸ，ＦＹ　は図７
の縦軸の点Ｃ０と前記破線とを通る略球面上にくるもの
として近似される。The above equation 3 will be explained. As shown in Fig. 6, the lateral force component applied to the tire of each wheel is F
Let Y be the tire slip angle βT,
The cornering power C* of the tire is determined by the slip angle βT.
It is well known that the rate of change of the force component FY relative to the force component FY is given by dFY/dβT. Also, if the coefficient of friction between the tire and the road surface is μ, and the force that the tire pushes against the road surface (the force component in the vertical direction of the wheel) is FZ, then the force in the horizontal direction on the tire is equal to or greater than μ・FZ. When given,
It is also well known that tires begin to slide in the direction of the applied force. Here, if the force component applied to the tire in the longitudinal direction is FX, the force applied in the horizontal direction of the tire is expressed as (FX2+FY2)1/2, and this value (FX2+FY2)1/2 is The value μ・FZ
When the above longitudinal and lateral force components FX, FY are applied to the tire, the tire begins to slip, so in this state the cornering power C* given by the rate of change dFY/dβT becomes "0". . Each of these values C*
, FX, and FY are shown in FIG. 7, and the circle where the cornering power C* is "0" corresponds to the broken line portion in FIG. On the other hand, force components FX in the longitudinal and lateral directions
, FY are both "0", the cornering power C
* is the maximum value, which is represented as the maximum value C0 in FIG. In addition, this cornering power C* approaches "0" as the force components FX and FY increase in the longitudinal and lateral directions, so the respective values C*, FX, and FY are calculated as shown in Figure 7.
It is approximated as being on a substantially spherical surface passing through point C0 of the vertical axis of and the broken line.

【００１８】これにより、前後方向及び横方向の力成分
が、例えばＸ１，Ｙ１として与えられれば、前記球面上
の点はＡとして与えられ、縦軸のＢ点の高さがコーナリ
ングパワー値として計算できる。前記数３は各車輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２について前記コーナリング
パワー値を算出するもので、これによれば、車両の前後
加速度ＧＸ及び横加速度ＧＹを利用して、コーナリング
パワーの非線形領域まで、同コーナリングパワーを検出
できるようになる。[0018] Accordingly, if the force components in the longitudinal direction and the lateral direction are given as, for example, X1 and Y1, the point on the spherical surface is given as A, and the height of point B on the vertical axis is calculated as the cornering power value. can. The above number 3 is each wheel FW
1. The above-mentioned cornering power values are calculated for FW2, RW1, and RW2. According to this, the same cornering power can be detected up to the nonlinear region of cornering power by using the longitudinal acceleration GX and lateral acceleration GY of the vehicle. It becomes like this.

【００１９】次に、ステップ４５にて、下記数４の演算
の実行により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の平均コーナリ
ングパワーＣｆ＊と左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の平均コー
ナリングパワーＣｒ＊とを計算する。Next, in step 45, the average cornering power Cf* of the left and right front wheels FW1, FW2 and the average cornering power Cr* of the left and right rear wheels RW1, RW2 are calculated by executing the calculation of Equation 4 below.

【数４】 なお、前記数４中、係数Ｋｆ，Ｋｒ　はサスペンション
装置や、ステアリング装置のコンプライアンスステアに
よるコーナリングパワーへの影響分を補正するためのも
のであって、「１」近傍の定数である。次に、ステップ
４５にて前記計算した各平均コーナリングパワーＣｆ＊
，Ｃｒ＊　をマイクロコンピュータ３２へ出力する。[Equation 4] In the above equation 4, the coefficients Kf and Kr are constants near "1" that are used to correct the influence on cornering power due to compliance steering of the suspension device and steering device. . Next, in step 45, each of the calculated average cornering powers Cf*
, Cr* are output to the microcomputer 32.

【００２０】一方、マイクロコンピュータ３２は、図示
しないプログラムの実行により、公知の後輪操舵制御則
を利用して、前記入力した各平均コーナリングパワーＣ
ｆ＊，Ｃｒ＊と、前輪操舵角センサ３５から入力した前
輪操舵角δｆ　と、ヨーレートセンサ３６から入力した
ヨーレートγと、車速センサ３７から入力した車速Ｖと
に基づいて目標後輪操舵角δｒ＊を計算する。この目標
後輪操舵角δｒ＊の計算においては、まず、前記各平均
コーナリングパワーＣｆ＊，Ｃｒ＊　と車速Ｖとに基づ
いて下記数５の演算の実行により、前輪操舵角δｆ　及
びヨーレートγに対する係数Ｋ１，Ｋ２　を計算する。On the other hand, the microcomputer 32 executes a program (not shown) to calculate each input average cornering power C using a known rear wheel steering control law.
The target rear wheel steering angle δr* is based on f*, Cr*, the front wheel steering angle δf input from the front wheel steering angle sensor 35, the yaw rate γ input from the yaw rate sensor 36, and the vehicle speed V input from the vehicle speed sensor 37. Calculate. In calculating this target rear wheel steering angle δr*, first, the coefficient for the front wheel steering angle δf and the yaw rate γ is calculated by executing the calculation shown in Equation 5 below based on the respective average cornering powers Cf*, Cr* and the vehicle speed V. Calculate K1 and K2.

【数５】 なお、前記数５中、係数ａ，ｂ，Ｗは上述した定数であ
る。次に、これらの係数Ｋ１，Ｋ２　と、前記前輪操舵
角δｆ　及びヨーレートγとに基づいて下記数６の演算
の実行により、目標後輪操舵角δｒ＊を計算する。[Equation 5] Note that in Equation 5, the coefficients a, b, and W are the constants described above. Next, based on these coefficients K1, K2, the front wheel steering angle δf, and the yaw rate γ, a target rear wheel steering angle δr* is calculated by executing the calculation shown in Equation 6 below.

【数６】δｒ＊＝Ｋ１・δｆ＋Ｋ２・γ[Formula 6] δr*=K1・δf+K2・γ

【００２１】次
に、マイクロコンピュータ３２は前記計算した目標後輪
操舵角δｒ＊と後輪操舵角センサ３８から入力した後輪
操舵角δｒ　との差δｒ＊−δｒ　を計算し、同差δｒ
＊−δｒ　表す制御信号を駆動回路３９を介してアクチ
ュエータ２１に出力する。これにより、アクチュエータ
２１はリレーロッド２２を前記差δｒ＊−δｒ　に対応
した量だけ左右に変位させるので、左右後輪ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２は目標後輪操舵角δｒ＊に操舵される。Next, the microcomputer 32 calculates the difference δr*-δr between the calculated target rear wheel steering angle δr* and the rear wheel steering angle δr input from the rear wheel steering angle sensor 38, and calculates the difference δr.
A control signal representing *−δr is output to the actuator 21 via the drive circuit 39. As a result, the actuator 21 displaces the relay rod 22 left and right by an amount corresponding to the difference δr*-δr, so that the left and right rear wheels RW1, R
W2 is steered to the target rear wheel steering angle δr*.

【００２２】このようにして、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２
が目標後輪操舵角δｒ＊に操舵される結果、この目標後
輪操舵角δｒ＊は線形領域から非線形領域まで広域に渡
って正確に検出された車輪のコーナリングパワーに基づ
いて定められたものであるので、車両の操安性が種々の
走行状態に応じて良好になる。In this way, the left and right rear wheels RW1, RW2
is steered to the target rear wheel steering angle δr*, and this target rear wheel steering angle δr* is determined based on the wheel cornering power that is accurately detected over a wide range from the linear region to the nonlinear region. Therefore, the steering stability of the vehicle is improved in accordance with various driving conditions.

【００２３】なお、上記実施例においては、本発明に係
るコーナリングパワー検出装置により検出された車輪の
コーナリングパワーを後輪操舵に利用した例についての
み説明したが、同検出コーナリングパワーを、サスペン
ション装置、駆動制動力配分を制御可能な装置などの車
両のステアリング特性を制御する他の装置にも利用でき
る。In the above embodiment, only an example in which the cornering power of the wheels detected by the cornering power detection device according to the present invention is used for rear wheel steering has been described. It can also be used in other devices that control the steering characteristics of a vehicle, such as a device that can control drive braking force distribution.

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

【図１】　　本発明の一実施例を示す車両の全体概略図
である。FIG. 1 is an overall schematic diagram of a vehicle showing an embodiment of the present invention.

【図２】　　図１のマイクロコンピュータにて実行され
るプログラムのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a program executed by the microcomputer in FIG. 1;

【図３】　　車輪に作用する力成分を説明するための説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining force components acting on a wheel.

【図４】　　車輪に作用する上下方向の力成分と最大コ
ーナリングパワーとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the vertical force component acting on the wheel and the maximum cornering power.

【図５】　　車輪に作用する上下方向の力成分と車輪及
び路面間の摩擦係数との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vertical force component acting on the wheel and the coefficient of friction between the wheel and the road surface.

【図６】　　車輪に作用する各力成分と車輪に発生する
スリップ角を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining each force component acting on the wheel and the slip angle generated on the wheel.

【図７】　　車輪に作用する前後方向及び横方向の各力
成分とコーナリングパワーとの関係を示すグラフである
。FIG. 7 is a graph showing the relationship between each force component in the longitudinal direction and the lateral direction acting on the wheel and cornering power.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…左右後輪
、１０…前輪操舵装置、２０…後輪操舵装置、３０…電
気制御装置、１１…ハンドル、３１，３２…マイクロコ
ンピュータ、３３…前後加速度センサ、３４…横加速度
センサ、３５…前輪操舵角センサ、３６…ヨーレートセ
ンサ、３７…車速センサ、３８…後輪操舵角センサ。FW1, FW2... Left and right front wheels, RW1, RW2... Left and right rear wheels, 10... Front wheel steering device, 20... Rear wheel steering device, 30... Electric control device, 11... Steering wheel, 31, 32... Microcomputer, 33... Longitudinal acceleration sensor , 34... Lateral acceleration sensor, 35... Front wheel steering angle sensor, 36... Yaw rate sensor, 37... Vehicle speed sensor, 38... Rear wheel steering angle sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】車両の前後方向の加速度を検出する前後加
速度センサと、車両の横方向の加速度を検出する横加速
度センサと、前記検出した前後方向及び横方向の両加速
度に基づいて車輪と路面との間に作用する上下方向、前
後方向、横方向の各力成分を計算する第１演算手段と、
前記上下方向の力成分による車輪の最大コーナリングパ
ワーを決定すると共に前記前後方向及び横方向の力成分
によるコーナリングパワーの減少分を前記最大コーナリ
ングパワーから減算する第２演算手段とを備え、前記第
２演算手段による演算結果を車輪のコーナリングパワー
として計算する車輪のコーナリングパワー検出装置。1. A longitudinal acceleration sensor that detects acceleration in the longitudinal direction of a vehicle; a lateral acceleration sensor that detects acceleration in the lateral direction of the vehicle; a first calculating means for calculating each force component in the vertical direction, longitudinal direction, and lateral direction acting between the
a second calculation means for determining the maximum cornering power of the wheel due to the force components in the vertical direction and subtracting a reduction in the cornering power due to the force components in the longitudinal direction and the lateral direction from the maximum cornering power; A wheel cornering power detection device that calculates a calculation result by a calculation means as a wheel cornering power.