Транспортное средство и способ управления рулением транспортного средства

Транспортное средство и способ управления рулением транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к транспортному средству и к управлению рулением транспортного средства, которые могут обеспечивать способность к прямолинейному движению.

Уровень техники

Традиционно в узле подвески для транспортного средства, достижение целевых рабочих характеристик подвески должно реализовываться посредством задания оси поворотного шкворня.

Например, в технологии, описанной в Патентном Документе 1, тяги узла подвески выполнены с возможностью подавлять движение вперед или назад автомобиля относительно верхних и нижних точек поворота, составляющих поворотный шкворень, во время руления транспортного средства, чтобы повышать маневренность и стабильность.

Патентные документы

Патентный Документ 1: Первая публикация заявки на патент Японии (tokkai) № 2010-126014.

Задачи, решаемые изобретением

Тем не менее, в случае если операция руления выполняется во время движения транспортного средства, поперечная сила в соответствии со скоростью движения вводится в точку контакта шины транспортного средства с поверхностью дороги. В технологии, описанной в Патентном Документе 1, не рассматривается влияние, вызываемое поперечной силой. Следовательно, существует запас для улучшения относительно уменьшения момента, сформированного вокруг оси поворотного шкворня во время руления. Другими словами, традиционный узел автомобильной подвески имеет запас для улучшения в том, чтобы пытаться повышать маневренность и стабильность транспортного средства. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы повышать маневренность и стабильность узла подвески в транспортном средстве.

Средство для решения задачи

Для решения вышеописанной задачи один вариант осуществления автомобильного транспортного средства согласно настоящему изобретению содержит: систему управления рулением, которая управляет управляемыми колесами; и узел подвески, подвешивающий управляемые колеса на кузове транспортного средства, причем узел подвески выполнен с возможностью задавать ось поворотного шкворня таким образом, что она проходит в области контакта шины с поверхностью дороги в нейтральной позиции руля, при этом вышеописанная система управления рулением приводит в действие актуатор, чтобы формировать восстанавливающую силу для стабилизации на управляемых колесах, чтобы управлять управляемыми колесами, чтобы обеспечивать способность к прямолинейному движению транспортного средства.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению момент вокруг оси поворотного шкворня может быть задан еще меньшим, так что может быть выполнено руление за счет меньшей осевой силы зубчатой рейки. Следовательно, например, направление ходовых колес может управляться за счет меньшей силы. Далее, способность к прямолинейному движению узла подвески может обеспечиваться посредством секции обеспечения способности к прямолинейному движению в системе управления рулением.

Следовательно, могут быть повышены маневренность и стабильность транспортного средства.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является видом примерной конфигурации, представляющим конструкцию автомобильного транспортного средства 1 в первом предпочтительном варианте осуществления.

Фиг.2 является видом в перспективе, схематически представляющим конструкцию узла 1B подвески.

Фиг.3 является видом сверху, схематически представляющим конструкцию узла 1B подвески.

Фиг.4(a) и 4(b) являются видом спереди в частичном сечении и видом сбоку в частичном сечении, схематически представляющими конструкцию узла 1B подвески.

Фиг.5 является графиком, представляющим взаимосвязь между ходом зубчатой рейки и осевой силой зубчатой рейки во время операции руления.

Фиг.6 является графиком, представляющим траекторию области контакта шины с поверхностью дороги транспортного средства во время операции руления.

Фиг.7 является видом карты изолиний, представляющим один пример распределения осевой силы зубчатой рейки в системе координат с углом поперечного наклона поворотного шкворня и радиусом плеча обкатки колеса в качестве поперечной оси системы координат и ее продольной оси.

Фиг.8 является графиком, представляющим результат анализа осевой силы зубчатой рейки в узле 1B подвески.

Фиг.9 является графиком, представляющим взаимосвязь между точкой соприкосновения с поверхностью дороги оси поворотного шкворня и поперечной силой.

Фиг.10 является концептуальным видом для пояснения стабилизирующего крутящего момента в случае положительного плеча обкатки колеса.

Фиг.11 является блок-схемой, представляющей конкретную конструкцию системы управления рулением на Фиг.1.

Фиг.12 является графиком, представляющим карту управления сформированным крутящим моментом для оценки стабилизирующего крутящего момента.

Фиг.13(a) и 13(b) являются графиками, представляющими характеристики узла подвески, причем Фиг.13(a) является видом, представляющим взаимосвязь между углом продольного наклона поворотного шкворня, характеристикой отклика и стабильностью, а Фиг.13(b) является видом, представляющим взаимосвязь между плечом стабилизации, допустимым запасом уменьшения поперечной силы и способностью к прямолинейному движению.

Фиг.14 является видом в перспективе узла подвески во втором предпочтительном варианте осуществления.

Фиг.15 является видом спереди с Фиг.14.

Фиг.16 является видом сбоку с Фиг.14.

Фиг.17 является видом сверху с Фиг.14.

Фиг.18 является видом сверху, представляющим нижний рычаг, применимый ко второму предпочтительному варианту осуществления.

Фиг.19 является видом в перспективе, представляющим подрамник, чтобы крепить нижний рычаг, показанный на Фиг.18.

Фиг.20(a), 20(b) и 20(c) являются видом в перспективе, видом спереди и видом сбоку, представляющими узел подвески в модификации узла подвески в первом и втором вариантах осуществления.

Фиг.21 является видом примерной конфигурации, представляющим конструкцию автомобильного транспортного средства 1, связанного с третьим предпочтительным вариантом осуществления согласно настоящему изобретению.

Фиг.22 является блок-схемой, представляющей один пример системы управления рулением в третьем предпочтительном варианте осуществления согласно настоящему изобретению.

Фиг.23 является видом, представляющим карту управления сформированным крутящим моментом, чтобы оценивать стабилизирующий крутящий момент.

Фиг.24(a) и 24(b) являются видами, представляющими характеристики узла подвески, причем Фиг.24(a) является графиком, представляющим взаимосвязь между углом продольного наклона поворотного шкворня, характеристикой отклика и стабильностью, а Фиг.24(b) является видом, представляющим взаимосвязь между плечом стабилизации, допустимым запасом уменьшения поперечной силы и способностью к прямолинейному движению.

Фиг.25(a) и 25(b) являются графиками, представляющими характеристики отклика при рулении, причем Фиг.25(a) является графиком, представляющим варьирование в характеристике отклика транспортного средства, а Фиг.25(b) является графиком, представляющим время переключения характеристики управления.

Фиг.26 является блок-схемой последовательности операций способа, представляющей пример процесса управления углом поворота при рулении.

Фиг.27 является блок-схемой, представляющей варьирование секции управления рулением в третьем предпочтительном варианте осуществления.

Фиг.28 является блок-схемой, представляющей другое варьирование секции управления рулением в третьем предпочтительном варианте осуществления.

Фиг.29 является блок-схемой, представляющей секцию управления рулением в четвертом предпочтительном варианте осуществления согласно настоящему изобретению.

Фиг.30 является блок-схемой последовательности операций способа, представляющей один пример процесса управления углом поворота при рулении в четвертом варианте осуществления.

Фиг.31 является блок-схемой последовательности операций способа, представляющей один пример процесса регулирования характеристики отклика при рулении.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

В дальнейшем в этом документе описываются предпочтительные варианты осуществления автомобильного транспортного средства, к которому применяется настоящее изобретение, со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Первый вариант осуществления изобретения

Конструкция

Фиг.1 является видом примерной конфигурации, представляющим конструкцию автомобильного транспортного средства C, связанного с первым предпочтительным вариантом осуществления, которая является основной конструкцией настоящего изобретения.

На Фиг.1 автомобильное транспортное средство 1 включает в себя кузов 1A транспортного средства. Этот кузов 1A транспортного средства содержит узел 1B подвески, поддерживающий ходовые колеса WFR, WFL, WRR и WRL, и систему SS рулевого управления, которая управляет управляемыми колесами WFR и WFL на стороне передних ходовых колес. Система SS рулевого управления включает в себя механизм SM рулевого управления и систему EP электрического усилителя рулевого управления (усилителя рулевого управления, приводимого в действие при помощи электроэнергии), предоставляющую силу помощи при рулении в этот механизм рулевого управления.

Механизм SM рулевого управления включает в себя: поворотную рулевую ось SSi на входной стороне; поворотную рулевую ось SSo на выходной стороне; руль SW, ведущую шестерню PG; ось LS зубчатой рейки и поперечные рулевые тяги TR, TR.

Руль SW прикрепляется к верхушке в направлении задней стороны транспортного средства к поворотной рулевой оси SSi на входной стороне. Затем поворотная рулевая ось SSi на входной стороне и поворотная рулевая ось SSo на выходной стороне поддерживаются с возможностью вращения на кузове 1A транспортного средства и сцепляются друг с другом через торсионный вал (не показан).

Ведущая шестерня PG соединяется в направлении передней стороны транспортного средства с поворотной рулевой осью SSo на выходной стороне и зацепляется с шестерней зубчатой рейки, сформированной на оси LS зубчатой рейки, так что они составляют механизм реечной передачи. Этот механизм реечной передачи преобразует вращательное движение руля SW в прямолинейное движение в направлении ширины транспортного средства. Поперечные рулевые тяги TR, TR соединяются между обоими концами оси LS зубчатой рейки и между управляемыми колесами WFR, WFL. Эти поперечные рулевые тяги TR сцепляются между обоими концами оси LS зубчатой рейки и рычагами поворотного кулака ходовых колес WFR, WFL через шаровые шарниры соответственно.

С другой стороны, система EP электрического усилителя рулевого управления включает в себя датчик AS угла поворота при рулении, определяющий угол поворота при рулении руля SW, прикрепленного к поворотной рулевой оси SSi на входной стороне; датчик TS крутящего момента поворота при рулении, определяющий крутящий момент поворота при рулении на основе разности углов поворота между поворотной рулевой осью SSi на входной стороне и поворотной рулевой осью SSo на выходной стороне; электрический актуатор WA, который передает силу управления рулением для поворотной рулевой оси SSo на выходной стороне; и датчик RS угла вращения, определяющий угол вращения электрического актуатора EA. Следует отметить, что этот электрический актуатор EA состоит из электромотора, а шестерня, неразъемно вращаемая с валом электромотора для электромотора, зацепляется с шестерней, сформированной со стороны поворотной рулевой оси SSo на выходной стороне, чтобы вращать поворотную рулевую ось SSo на выходной стороне.

Помимо этого система EP электрического усилителя рулевого управления включает в себя: систему CT управления рулением, которая управляет с возможностью приведения в действие электрическим актуатором EA; датчики WSFR, WSFL, WSRR, WSRL скорости ходовых колес, определяющие скорости ходовых колес соответствующих ходовых колес WFR, WFL, WRR, WRL; и секцию CP получения параметров состояния транспортного средства.

Секция CP получения параметров состояния транспортного средства получает скорость транспортного средства на основе импульсных сигналов, представляющих скорости вращения ходовых колес, выводимые из датчиков WFR, WFL, WRR, WRL скорости ходовых колес. Помимо этого секция CP получения параметров состояния транспортного средства получает скорость скольжения (проскальзывание) каждого ходового колеса на основе скорости транспортного средства и скорости вращения каждого ходового колеса. Кроме того, секция CP получения параметров состояния транспортного средства выводит каждый параметр, полученный в ней, в систему CS управления.

Система CT управления рулением вводит угол θs поворота при рулении, определенный посредством датчика 4 угла поворота при рулении, крутящий момент Ts поворота при рулении, определенный посредством датчика TS крутящего момента поворота при рулении, и угол θa вращения актуатора, определенный посредством датчика RS угла вращения.

Эта система CT управления рулением включает в себя: секцию PC управления усилителем рулевого управления и секцию SG обеспечения способности к прямолинейному движению. Секция PC управления усилителем рулевого управления вычисляет целевой вспомогательный крутящий момент поворота при рулении на основе крутящего момента Ts поворота при рулении и скорости V транспортного средства, вычисляет ток приведения в действие, приводящий в действие электрический актуатор EA, на основе вычисленного целевого вспомогательного крутящего момента поворота при рулении и управляет с возможностью приведения в действие электрическим актуатором EA, подавая этот ток приведения в действие в электрический актуатор EA.

Секция SG обеспечения способности к прямолинейному движению выполняет управление дополнением способности к прямолинейному движению, чтобы дополнить способность к прямолинейному движению узла 1B подвески, как описано ниже. Каждое из ходовых колес WFR, WFL, WRR, WRL состоит из шины, прикрепленной к механизму WH ступицы колеса, и устанавливается на кузове 1A транспортного средства через узел 1B подвески. На передних ходовых колесах, которые являются управляемыми колесами WFL, WFR, рычаги поворотного кулака качаются за счет поперечных рулевых тяг 15, так что изменяется направление ходовых колес WFR, WFL относительно кузова 1A транспортного средства.

Фиг.2 является видом в перспективе, схематически представляющим конструкцию узла 1B подвески, связанного с первым вариантом осуществления. Фиг.3 является видом сверху, схематически представляющим конструкцию узла 1B подвески на Фиг.2. Фиг.4(a) и 4(b) являются видом спереди в частичном сечении и видом сбоку в частичном сечении, схематически представляющими конструкцию узла 1B подвески на Фиг.2. Как показано на Фиг.2-4(b), узел 1B подвески подвешивает ходовые колеса 17FR, 17FL, прикрепленные к механизмам WH ступиц колес, и включает в себя стакан 33 оси, имеющий ось 32, поддерживающую с возможностью вращения каждое из ходовых колес 17FR, 17FL; множество элементов тяг, расположенных в направлении ширины кузова транспортного средства от опорной секции узла 1B подвески на стороне кузова транспортного средства и сцепленных со стаканом 33 оси каждого переднего ходового колеса 17FR, 17FL; пружинные элементы 34, 34, состоящие из спиральных пружин, и т.д.

Множество элементов тяг состоят из: первых тяг (первых элементов тяг) 37, 37; вторых тяг (вторых элементов тяг) 38, 38, причем обе из первых и вторых тяг являются нижними элементами тяг; поперечных рулевых тяг (элементов поперечных рулевых тяг) 15, 15; и стоек (пружинных элементов 34, 34 и амортизаторов 40, 40). В этом варианте осуществления узел 1B подвески является подвеской стоечного типа, причем верхний конец каждой из стоек, которая объединяется с соответствующим пружинным элементом 34 и каждым амортизатором 40, соединяется с опорной секцией стороны кузова транспортного средства, расположенной в более дальней верхней стороне, чем оси 32, 32 (в дальнейшем в этом документе, верхний конец каждой стойки надлежащим образом упоминается в качестве верхней точки поворота). Первые тяги 37, 37 и вторые тяги 38, 38, которые являются соответственно нижними рычагами, сцепляются с нижними концами стаканов 33, 33 осей и опорными секциями стороны кузова транспортного средства, расположенной в более низкой позиции, чем оси 32, 32. Каждый из этих нижних рычагов содержит конфигурацию A-образного рычага, к примеру, чтобы поддерживаться на стороне кузова транспортного средства в двух местоположениях и сцепляться с соответствующей осью 32 в одном местоположении (в дальнейшем в этом документе, секция рычажного механизма между каждым из нижних рычагов и соответствующим одним из стаканов 33, 33 оси зачастую надлежащим образом упоминается в качестве нижней точки поворота).

Каждая из поперечных рулевых тяг 15, 15 размещается на нижней стороне соответствующих одной из осей 32, 32 и служит для того, чтобы обеспечивать сцепление между осью 14 зубчатой рейки и соответствующим одним из стаканов 33, 33 оси, и ось 14 зубчатой рейки формирует осевую силу для цели руления с вращающей силой (силой поворота при рулении), передаваемой из руля 2. Следовательно, поперечные рулевые тяги 15, 15 служат для того, чтобы прикладывать осевую силу в направлении ширины транспортного средства к стаканам 33, 33 оси в соответствии с вращением руля 2, так что руление ходовых колес 17FR, 17FL выполняется через стаканы 33, 33 оси.

Согласно настоящему изобретению в состоянии, в котором руль 2 находится в нейтральной позиции, а именно в состоянии, в котором управляемые колеса 17FL, 17FR находятся в состоянии движения по прямой, ось KS поворотного шкворня, соединяющая верхнюю точку P1 поворота узла 1B подвески и ее нижнюю точку P2 поворота, задается таким образом, что точка контакта с поверхностью дороги оси KS поворотного шкворня размещается в области контакта шины с поверхностью дороги (пятне контакта шины), и таким образом, что плечо стабилизации размещается в области контакта с дорогой шины. Более конкретно, в узле 1B подвески в этом варианте осуществления ось KS поворотного шкворня задается так, что она формирует угол продольного наклона поворотного шкворня близким к нулю и приближает плечо стабилизации к нулю. Таким образом, может быть уменьшен крутильный крутящий момент шины во время операции руления и может быть задан еще меньшим момент вокруг оси KS поворотного шкворня. Помимо этого радиус плеча обкатки колеса задается как положительное плечо обкатки колеса, равное или большее нуля. Таким образом, плечо стабилизации варьируется согласно радиусу плеча обкатки колеса, и может обеспечиваться способность к прямолинейному движению.

В дальнейшем в этом документе подробно поясняется геометрия подвески в узле 1B подвески (анализ компонентов осевой силы зубчатой рейки). Фиг.5 показывает график, представляющий взаимосвязь между ходом зубчатой рейки и осевой силой зубчатой рейки во время операции руления.

Как показано на Фиг.5, компоненты осевой силы зубчатой рейки включают в себя, главным образом, крутильный крутящий момент шины и крутящий момент при подъеме ходового колеса, и крутильный крутящий момент шины является преобладающим из этих крутящих моментов.

Следовательно, если крутильный крутящий момент шины становится небольшим, может быть уменьшена осевая сила зубчатой рейки.

Минимизация крутильного крутящего момента шины

Фиг.6 показывает траекторию центра области контакта шины с поверхностью дороги во время операции руления.

На Фиг.6 совместно показываются случай, в котором перемещение центра области контакта шины с поверхностью дороги во время операции руления является большим, и случай, в котором перемещение центра области контакта шины с поверхностью дороги во время операции руления является небольшим. В результате анализа вышеописанных компонентов осевой силы зубчатой рейки эффективно минимизировать крутильный крутящий момент шины во время операции руления, чтобы уменьшать осевую силу зубчатой рейки.

Другими словами, чтобы минимизировать крутильный крутящий момент шины во время операции руления, как показано на Фиг.6, может задаваться небольшим варьирование в траектории центра области контакта шины с поверхностью дороги во время операции руления.

Другими словами, если центр области контакта шины с поверхностью дороги и точка контакта с поверхностью дороги оси поворотного шкворня становятся совпадающими друг с другом, может быть минимизирован крутильный крутящий момент шины.

В частности, как описано ниже, эффективно обеспечивать положительное плечо обкатки колеса, имеющее 0 мм для плеча стабилизации и радиус плеча обкатки колеса, равный или больший 0 мм.

Влияние угла поперечного наклона поворотного шкворня

Фиг.7 является картой изолиний, представляющей один пример распределения осевой силы зубчатой рейки в системе координат с углом поперечного наклона поворотного шкворня и радиусом плеча обкатки колеса в качестве оси в случае, если осевая сила зубчатой рейки представляет собой любой из трех случаев: как большая, средняя и небольшая.

По мере того как становится больше угол поперечного наклона поворотного шкворня относительно идентичного крутильного крутящего момента шины, его вращающий момент оси поворотного шкворня становится большим и осевая сила зубчатой рейки становится большей. Следовательно, в качестве угла поперечного наклона поворотного шкворня желательно задавать угол поперечного наклона поворотного шкворня, чтобы он был меньше постоянного значения. Тем не менее, из взаимосвязи радиуса плеча обкатки колеса, если, например, угол поперечного наклона поворотного шкворня задается равным или меньше 15 градусов, осевая сила зубчатой рейки может задаваться так, что она является небольшой до требуемого уровня.

Следует отметить, что область, обведенная посредством штрихпунктирной линии (граничной линии) на Фиг.7, указывает область, в которой угол поперечного наклона поворотного шкворня меньше 15 градусов, через которую поперечная сила может оцениваться как значение, превышающее предел трения в области ограничения поворота, и радиус плеча обкатки колеса равен или превышает 0 мм с точки зрения крутильного крутящего момента шины.

В этом варианте осуществления эта область (направление, в котором угол поперечного наклона поворотного шкворня снижается от 15 градусов в поперечной оси по Фиг.7, и направление, в котором радиус плеча обкатки колеса увеличивается от нуля в продольной оси по Фиг.7) предполагается в качестве области, более подходящей для задания угла поперечного наклона поворотного шкворня и радиуса плеча обкатки колеса.

В частности, в случае если определяются радиус плеча обкатки колеса и угол поперечного наклона поворотного шкворня, например, изолиния, представляющая распределение осевой силы зубчатой рейки, показанная на Фиг.7, аппроксимируется в качестве кривой линии n-го порядка (n обозначает целое число, равное или большее 2), и от внутренней части области, обведенной посредством вышеописанной штрихпунктирной линии, могут приспосабливаться значения угла поперечного наклона поворотного шкворня и радиуса плеча обкатки колеса, заданные согласно позиции точки перегиба (или пикового значения) кривой линии n-го порядка.

Пример минимизации осевой силы зубчатой рейки

Фиг.8 является графиком, представляющим результат анализа осевой силы зубчатой рейки в узле 1B подвески в предпочтительном варианте осуществления.

Сплошная линия, показанная на Фиг.8, обозначает характеристику осевой силы зубчатой рейки в конструкции подвески, показанной на Фиг.2-4(b), когда угол продольного наклона поворотного шкворня задается равным 0 градусов, плечо стабилизации задается равным 0 мм и радиус плеча обкатки колеса задается равным +10 мм.

Следует отметить, что на Фиг.8 показан сравнительный пример (пунктирная линия), когда выполняются настройки, связанные с осью поворотного шкворня, в соответствии с конструкцией, в которой не устанавливается система рулевого управления на основе управления по проводам, хотя конструкция подвески имеет идентичный тип с узлом 1B подвески, в связи с настоящим изобретением.

Как показано на Фиг.8, осевая сила зубчатой рейки может быть уменьшена приблизительно на 30% относительно сравнительного примера, когда выполняются настройки в соответствии с результатом пояснения, описанного выше.

Как описано выше, поскольку угол продольного наклона поворотного шкворня в 0 градусов может повышать жесткость подвески, плечо стабилизации в 0 мм означает, что место соприкосновения с поверхностью дороги (точка контакта с землей) оси KS поворотного шкворня становится совпадающим с центральной точкой контакта (соприкосновения) шины с поверхностью дороги (точкой приложения силы) 0 в области контакта (соприкосновения) шины с поверхностью дороги, как обозначено посредством ссылки с номером 3 на Фиг.9, который представляет взаимосвязь между местом соприкосновения с поверхностью дороги (точкой контакта с землей) оси KS поворотного шкворня и поперечной силой, и это позволяет повышать эффект большого уменьшения поперечной силы. Следует отметить, что даже если место соприкосновения оси KS поворотного шкворня в области контакта шины, включающей в себя центральную точку (контакта) с землей шины, представляет собой ссылку с номером 2 или ссылку с номером 4, поперечная сила может быть уменьшена по сравнению со случаем, когда позиция контактной точки (точки контакта с землей) оси KS поворотного шкворня отклоняется от области контакта шины в прямом или обратном направлении транспортного средства, как обозначено посредством ссылочной позиции 1 или 5. В частности, поперечная сила в случае, если контактная точка оси KS поворотного шкворня размещается дальше к передней стороне транспортного средства, чем центральная точка контакта (соприкосновения) шины (точка приложения силы), подавляется так, что она меньше, чем в случае, в котором точка контакта с землей оси KS поворотного шкворня размещается дальше к задней стороне транспортного средства, чем центральная точка контакта (соприкосновения) шины (точка приложения силы).

Обеспечение способности к прямолинейному движению согласно положительному плечу обкатки колеса

Фиг.10 показывает концептуальный вид для пояснения стабилизирующего крутящего момента в случае, если задается положительное плечо обкатки колеса. На Фиг.10, когда центробежная сила, направленная за пределы поворота кузова транспортного средства, действует на центральную точку контакта (соприкосновения) шины с поверхностью дороги (точку приложения силы) 0 во время операции руления, формируется поперечная сила, направленная к оси поворота против этой центробежной силы. Следует отметить, что β обозначает угол бокового скольжения.

Как показано на Фиг.10, восстанавливающая сила (стабилизирующий крутящий момент), действующая на шину, становится большой пропорционально сумме плеча стабилизации и увода пневматической шины.

Следует отметить, что в случае положительного плеча обкатки колеса расстояние εc (см. Фиг.10) от центра колеса с шиной, заданное согласно позиции опоры, перпендикулярной линии, опускающейся к прямой линии в направлении угла β бокового скольжения шины, проходящей через центр шины, предположительно может быть плечом стабилизации. Следовательно, по мере того как радиус плеча обкатки колеса для положительного плеча обкатки колеса становится большим, восстанавливающая сила, действующая на шину во время операции руления, становится большей. В этом варианте осуществления влияние приближения угла продольного наклона поворотного шкворня к нулю на способность к прямолинейному движению может быть уменьшено посредством задания положительного плеча обкатки колеса.

Пример конструктивного исполнения подвески

Настоящие заявители подтверждают, что в случае, если в конструкции узла 1B подвески, показанного на Фиг.2-4(b), в соответствии с вышеописанным результатом пояснения угол поперечного наклона поворотного шкворня составляет 13,8 градусов, плечо стабилизации составляет 0 мм, радиус плеча обкатки колеса составляет 5,4 мм (положительное плечо обкатки колеса), угол продольного наклона поворотного шкворня составляет 5,2 градусов, смещение поворотного шкворня на высоте центра колеса составляет 86 мм, осевая сила зубчатой рейки может быть уменьшена приблизительно на 30%.

Следует отметить, что поскольку для расчетного значения, описанного выше, в ходе торможения транспортного средства нижний элемент тяги подвески перемещается в обратном направлении транспортного средства и в это время нижний конец поворотного шкворня перемещается аналогично в обратном направлении транспортного средства, угол продольного наклона поворотного шкворня принимает постоянный наклон назад. В этой связи, в случае если угол продольного наклона поворотного шкворня равен или меньше 0 градусов (в случае, если ось KS поворотного шкворня находится в состоянии наклона вперед), момент зубчатой рейки во время операций руления и торможения становится большим, так что возрастает осевая сила зубчатой рейки. Следовательно, позиция оси KS поворотного шкворня является предписанной, как описано выше.

Другими словами, нижняя точка поворота поворотного шкворня (включающая в себя виртуальную точку поворота) находится в позиции сзади центра колеса, и верхняя точка поворота поворотного шкворня (включающая в себя виртуальную точку поворота) находится в позиции впереди нижней точки поворота.

Далее описывается конкретная конструкция системы CT управления рулением со ссылкой на Фиг.11-13(b).

Секция PC управления усилителем рулевого управления, как показано на Фиг.11, включает в себя: секцию TO вычисления значений команд управления током целевого вспомогательного крутящего момента и секцию AC управления током актуатора. Секция TO вычисления значений команд управления током целевого вспомогательного крутящего момента обращается к карте управления на основе крутящего момента Ts поворота при рулении, определенного посредством датчика TS крутящего момента поворота при рулении и скорости V транспортного средства, чтобы вычислять значение It* команды управления током целевого вспомогательного крутящего момента, которое согласуется с крутящим моментом Ts поворота при рулении, и выводит вычисленное значение It* команды управления током целевого вспомогательного крутящего момента в сумматор AD. Этот сумматор AD суммирует значение Isa* команды управления целевым током для обеспечения способности к прямолинейному движению, как описано ниже, со значением It* команды управления током целевого вспомогательного крутящего момента, чтобы вычислять целевой ток Ia* актуатора, причем вычисленный целевой ток Ia* актуатора выводится в модуль SB вычитания. Ток Iad актуатора, определенный посредством датчика CS тока актуатора, который подается в электрический актуатор EA, возвращается в этот модуль SB вычитания. Следовательно, модуль SB вычитания вычисляет отклонение AI тока посредством вычитания тока Iad актуатора из значения Ia* команды управления целевым током актуатора.

Секция AC управления током актуатора, например, выполняет управление PID (пропорционально-интегрально-дифференциальное) для отклонения ΔI тока, введенного из модуля SB вычитания, чтобы вычислять ток Iad актуатора, и выводит вычисленный ток Iad актуатора в электрический актуатор EA. С другой стороны, секция SG обеспечения способности к прямолинейному движению вычисляет стабилизирующий крутящий момент Tsa и вычисляет значение Isa* команды управления целевым током для обеспечения способности к прямолинейному движению, которое обеспечивает способность к прямолинейному движению узла 1B подвески на основе вычисленного стабилизирующего крутящего момента Tsa. Конкретная конструкция этой секции SG обеспечения способности к прямолинейному движению является следующей. Другими словами, движущие силы левых и правых ходовых колес TR и TL, выведенные из секции DC управления движущей силой, которая распределяет и управляет движущими силами правых и левых ведущих колес, вводятся в секцию SG обеспечения способности к прямолинейному движению, и крутящий момент Ts поворота при рулении, определенный посредством датчика ST крутящего момента поворота при рулении, вводится в нее, чтобы вычислять стабилизирующий крутящий момент Tsa на основе этих вводов. Помимо этого секция SG обеспечения способности к прямолинейному движению умножает вычисленный стабилизирующий крутящий момент Tsa на предварительно определенное усиление Ki по току, чтобы вычислять значение Isa* команды управления целевым током для обеспечения способности к прямолинейному движению (=Ki·Tsa).

Следует отметить, что вычисление стабилизирующего крутящего момента Tsa в секции SG обеспечения способности к прямолинейному движению выполняется следующим образом. Другими словами, сначала вычисляется разность ΔT движущих сил (=TL-TR) для движущих сил TR и TL правых и левых ходовых колес и анализируется карта управления для оценки сформированного крутящего момента, показанная на Фиг.12, на основе вычисленной разности ΔT движущих сил, чтобы оценивать сформированный крутящий момент Th, сформированный во время операции руления вследствие явления паразитного силового подруливания.

Эта карта управления для оценки сформированного крутящего момента задается для транспортного средства, в котором радиус плеча обкатки колеса является положительным, а именно приспосабливается положительное плечо обкатки колеса. Эта карта управления для оценки сформированного крутящего момента подготавливается следующим образом. Другими словами, поперечная ось по Фиг.12 обозначает разность ΔT движущих сил, а продольная ось по Фиг.12 обозначает сформированный крутящий момент Th. Когда разность ΔT движущих сил увеличивается от нуля до положительного направления, а именно когда движущая сила TL левых колес увеличивается с превышением движущей силы TR правых колес, сформированный крутящий момент Th задается пропорционально увеличению разности ΔT движущих сил, к примеру, так что он увеличивается от нуля в положительном направлении, в котором транспортное средство поворачивает в направлении вправо (положительном направлении). С другой стороны, когда разность ΔT движущих сил увеличивается от нуля до отрицательного направления, а именно когда движущая сила TR правых колес увеличивается с превышением движущей силы TL левых колес, сформированный крутящий момент Th задается пропорционально увеличению разности ΔT движущих сил, к примеру, так что он увеличивается от нуля в направлении, в котором транспортное средство поворачивает в направлении влево (отрицательном направлении).

Затем секция SG обеспечения способности к прямолинейному движению вычитает сформированный крутящий момент Th из крутящего момента Ts поворота при рулении, определенного посредством датчика 5 крутящего момента поворота при рулении, чтобы вычислять стабилизирующий крутящий момент Tsa.

Следует отметить, что вычисление стабилизирующего крутящего момента Tsa не ограничивается его вычислением на основе разности ΔT движущих сил правых и левых колес, и это вычисление может быть выполнено на основе разности тормозных сил правых и левых колес аналогично разности ΔT движущих сил правых и левых колес. Помимо этого вычисление стабилизирующего крутящего момента Ts может быть выполнено таким образом, что устанавливаются датчик скорости относительно вертикальной оси, определяющий скорость y относительно вертикальной оси транспортного средства, и датчик поперечного ускорения, определяющий поперечное ускорение Gy транспортного средства, и поперечная сила Fy вычисляется на основе дифференциального значения скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения Gy из уравнения движения транспортного средства, и стабилизирующий крутящий момент Ts затем вычисляется посредством умножения этой поперечной силы Fy на увод εn пневматической шины. Кроме того, стабилизирующий крутящий момент Tsa также может быть вычислен на основе угла θs поворота при рулении датчика AS угла поворота при рулении и скорости V транспортного средства посредством фактического измерения или обращения к карте управ