JP2005193788A - Electric power steering device of snowmobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車体前部に搭載されている4サイクルエンジンおよびステアリングハンドルの操舵力を操舵用そりに伝達するステアリング機構を有する雪上車の電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device for a snow vehicle having a four-cycle engine mounted on a front portion of a vehicle body and a steering mechanism for transmitting a steering force of a steering handle to a steering sled.
従来、雪上を走行する雪上車(スノーモービル)においては、車体前部の左右に設けられた2本のスキー板がステアリングハンドルにより操舵されるが、路面に接した車輪(タイヤ)をステアリングホイールにより操舵する四輪車などと比較すると、雪面とスキー板との摩擦抵抗が路面とタイヤとの摩擦抵抗より小さいので、雪上車に対して、パワーステアリング装置を装備することは不要であると考えられている。 Conventionally, in a snow vehicle that runs on the snow (snowmobile), the two skis provided on the left and right of the front of the vehicle body are steered by the steering handle. Compared to a four-wheeled vehicle that steers, the friction resistance between the snow surface and skis is smaller than the friction resistance between the road surface and tires, so it is considered unnecessary to equip snow vehicles with a power steering device. It has been.
四輪車の多くには、ステアリングホイールの操舵力を軽減するために、電動パワーステアリング装置が搭載されている。この電動パワーステアリング装置は、車輪を操舵するステアリング機構に連結され、電動モータを駆動源とする補助力装置を有し、補助力装置からステアリング機構に対して、補助力を付与するものである。四輪車用の電動パワーステアリング装置においては、一般的に、コントローラにより、操舵力と車速に応じて電動モータの駆動電流が制御され、電動モータの出力が操舵方向に対して適切な補助力となるように制御される。 Many four-wheeled vehicles are equipped with an electric power steering device in order to reduce the steering force of the steering wheel. This electric power steering device is connected to a steering mechanism that steers wheels, and has an auxiliary force device that uses an electric motor as a drive source. The auxiliary power device applies an auxiliary force to the steering mechanism. In an electric power steering device for a four-wheeled vehicle, generally, a controller controls the drive current of the electric motor in accordance with the steering force and the vehicle speed, and the output of the electric motor has an appropriate auxiliary force with respect to the steering direction. It is controlled to become.
また、四輪車用の電動パワーステアリング装置には、路面状況や走行状態を判別して電動モータの駆動電流を制御するものがある。路面状況や走行状態の判別方法には、自車が走行中か停止中かを車速センサまたはトルクセンサにより判別する方法(例えば、特許文献1参照)、路面反トルクの推定により低μ路か高μ路かを判別する方法(例えば、特許文献2参照)、悪路走行か否かを判別する方法(例えば特許文献3を参照)などがある。
しかしながら、近年の環境問題に伴うエンジンの4サイクル化により、雪上車にも4サイクルエンジンが搭載されつつある。この4サイクルエンジンの搭載によって車重が増大傾向にあり、一般的な雪上車においては、車体前部にエンジンが搭載されているため、深雪路や急登坂路などでは、ステアリング操作に大きな操舵力が必要となる。特に、林間や山岳などにおいては、障害物が多く、頻繁に回避操作を行う必要があるとともに、深雪路や急登坂路が多いので、運転者が大きな操舵力でステアリング操作を行う頻度が増し、快適な操舵性を得ることが難しい。 However, with the recent four-cycle engine accompanying environmental problems, a four-cycle engine is also being installed in snow vehicles. The vehicle weight tends to increase due to the installation of this 4-cycle engine, and in general snow vehicles, the engine is mounted on the front of the vehicle body. Is required. In particular, in forests and mountains, there are many obstacles and it is necessary to frequently perform avoidance operations, and since there are many deep snow roads and steep climb slopes, the frequency of the driver's steering operation with a large steering force increases, It is difficult to obtain comfortable steering.
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、雪上車が使用されるあらゆる状況下において、運転者に快適な操舵性を与えることができる雪上車の電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an electric power steering device for a snow vehicle that can give a driver a comfortable steering performance in any situation where the snow vehicle is used. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明は、車体前部に搭載されている4サイクルエンジンおよびステアリングハンドルの操舵力を操舵用そりに伝達するステアリング機構を有する雪上車の電動パワーステアリング装置であって、電動モータと、前記電動モータの出力を、前記操舵力を補助するための補助力に変換して前記ステアリング機構に付与する補助力機構と、前記雪上車の車速および前記操舵力に応じて前記電動モータの出力を制御する制御手段とを備え、少なくとも前記電動モータおよび前記補助力機構が前記雪上車のエンジンルーム内に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electric power steering apparatus for a snow vehicle having a four-cycle engine mounted on a front portion of a vehicle body and a steering mechanism for transmitting a steering force of a steering handle to a steering sled. , An electric motor, an auxiliary force mechanism for converting the output of the electric motor into an auxiliary force for assisting the steering force, and applying the auxiliary force to the steering mechanism, and depending on the vehicle speed and the steering force of the snow vehicle Control means for controlling the output of the electric motor, and at least the electric motor and the auxiliary force mechanism are provided in an engine room of the snow vehicle.
また、前記制御手段は、前記雪上車の走行状態を判定する走行状態判定手段と、前記走行状態判定手段による判定結果に基づいて、前記雪上車の車速および前記操舵力に応じた前記電動モータの出力を補正する補正手段とを有することが好ましい。 In addition, the control means includes a traveling state determination unit that determines a traveling state of the snow vehicle, and the electric motor according to the vehicle speed and the steering force of the snow vehicle based on a determination result by the traveling state determination unit. It is preferable to have correction means for correcting the output.
また、前記走行状態判定手段は、前記雪上車の走行状態が、前記雪上車の車速と前記操舵力とに基づいて前記電動モータの出力を制御する通常モード、前記通常モードに対して前記電動モータの出力を減少させるように補正する減少補正モード、前記通常モードに対して前記電動モータの出力を増加させるように補正する増加補正モードのいずれに該当する走行状態であるかを判定し、前記補正手段は、前記雪上車の走行状態に該当するモードに基づいて、前記雪上車の車速および前記操舵力に応じた前記電動モータの出力を補正することが好ましい。 Further, the traveling state determination means is configured to control the output of the electric motor based on the traveling state of the snow vehicle based on the vehicle speed and the steering force of the snow vehicle. It is determined whether the driving state corresponds to a decrease correction mode for correcting the output of the motor to be decreased or an increase correction mode for correcting the output of the electric motor to be increased with respect to the normal mode. Preferably, the means corrects the output of the electric motor according to the vehicle speed and the steering force of the snow vehicle based on a mode corresponding to the traveling state of the snow vehicle.
また、前記走行状態判定手段は、前記雪上車の車速と前記雪上車のスロットル開度またはエンジン回転数とに基づいて、前記雪上車の走行状態が、前記モードのいずれに該当する走行状態であるかを判定することが好ましい。 Further, the traveling state determination means is a traveling state in which the traveling state of the snow vehicle corresponds to any of the modes based on the vehicle speed of the snow vehicle and the throttle opening or engine speed of the snow vehicle. It is preferable to determine whether or not.
また、前記雪上車の運転者により操作される外部入力手段を備え、前記走行状態判定手段は、前記外部入力手段から入力があると、前記雪上車の走行状態に拘わらず、前記雪上車の走行状態が前記増加補正モードに該当する走行状態であると判定することが好ましい。 The vehicle further includes an external input unit operated by a driver of the snow vehicle, and the travel state determination unit, when receiving an input from the external input unit, travels the snow vehicle regardless of the travel state of the snow vehicle. It is preferable to determine that the state is a traveling state corresponding to the increase correction mode.
本発明によれば、雪上車の車速および操舵力に応じて電動モータの出力が制御されるので、ステアリング機構に適正な補助力が与えられ、雪上車が使用されるあらゆる状況下において、運転者に快適な操舵性を与えることができる。 According to the present invention, since the output of the electric motor is controlled in accordance with the vehicle speed and steering force of the snow vehicle, an appropriate assisting force is given to the steering mechanism, and the driver can be used in any situation where the snow vehicle is used. Can give a comfortable steering.
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、油圧式のものと比して重量が軽く、設置空間が小さいものとすることが可能であるので、エンジンルーム内が4サイクルエンジンにより占有され、エンジンルーム内の空きスペースが制限される雪上車において、少なくとも電動モータおよび補助力機構を容易に雪上車のエンジンルーム内に配置することができる。また、雪上車の車重の増加を抑制することができる。 In addition, the electric power steering device of the present invention is lighter in weight and smaller in installation space than a hydraulic one, so the engine room is occupied by a four-cycle engine, and the engine room In a snow vehicle in which an empty space is limited, at least the electric motor and the auxiliary force mechanism can be easily arranged in the engine room of the snow vehicle. Moreover, the increase in the vehicle weight of a snow vehicle can be suppressed.
また、本発明によれば、雪上車の走行状態が判定され、その判定結果に基づいて雪上車の車速と操舵力とに応じた電動モータの出力が補正されるので、路面状況や走行状態に応じた快適な操舵性を得ることができる。 Further, according to the present invention, the running state of the snow vehicle is determined, and the output of the electric motor corresponding to the vehicle speed and the steering force of the snow vehicle is corrected based on the determination result. A comfortable steering performance can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置が搭載された雪上車を示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a snow vehicle equipped with an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
雪上車(スノーモービル)1は、図1に示すように、モノコックフレーム構造で構成された車体31を備える。ここで、以降の説明において、雪上車1の前後方向および左右方向とは、運転者を基準にした方向とする。車体31の前部フレーム(エンジンマウントフレーム)31aには、3気筒の4サイクルエンジン(以下、単にエンジンという)2が搭載され、上方から、内部にエンジンルーム30を規定するエンジンフード39が被せられている。前部フレーム31aの下部には、左右一対の操舵用そり32が左右方向に遥動可能に配置されている。前部フレーム31aの前部には、エンジンルーム30内で上方に突出したそりハウス部40が形成されており、このそりハウス部40内には、各操舵用そり32を懸架・緩衝するサスペンションおよびステアリング機構のリンク部41が収容される。
As shown in FIG. 1, the snow vehicle (snowmobile) 1 includes a
車体31の後部フレーム31bの上部には、鞍形のシート42が設けられている。また、後部フレーム31bにおけるシート42の車体幅方向左右両側には、それぞれ、ステップ43(左側、右側ステップ)が設けられている。
On the upper part of the
車体31の後部フレーム31bの下部には、駆動用クローラ34が配置されている。このクローラ34は、後部フレーム31bの前端に配置されている駆動輪35と、後部フレーム31bの後端に配置されている従動輪36と、複数の中間輪37と、それらを懸架・緩衝するサスペンション機構38と、各車輪の周囲に巻きかけられて循環するトラックベルト33とを有する。駆動輪35は、エンジン2の出力により駆動される駆動軸(トラックシャフト)35aに取り付けられており、駆動軸35a近傍には、駆動軸35aの回転数を検出し、雪上車1の車速を得るための車速センサ55が設けられている。
A
エンジンフード39の後部におけるシート42の直前位置には、エンジンルーム30内を上方に向けてわずかに後方側に傾けられた状態で延びるステアリングシャフト44が配置されている。このステアリングシャフト44の上端には、バー状のステアリングハンドル45が設けられている。ステアリングシャフト44は、エンジンルーム30内に配置されている電動パワーステアリング装置3を介して中間シャフト50に接続され、中間シャフト50は、ステアリング機構のリンク部41に連結される。これにより、ステアリングハンドル45の操舵力を、ステアリングシャフト44、電動パワーステアリング装置3、中間シャフト50、ステアリング機構のリンク部41を経て操舵用そり32に伝達するステアリング機構が構成される。
A
次に、雪上車1におけるステアリング機構について図2を参照しながら詳細に説明する。図2は、雪上車1におけるステアリング機構の主要部を示す斜視図である。
Next, the steering mechanism in the
上端にステアリングハンドル45が設けられているステアリングシャフト44は、図2に示すように、車体31側に固定されているコラムアッシ51に挿通され、その下端は入力軸として電動パワーステアリング装置3に連結される。
As shown in FIG. 2, the
電動パワーステアリング装置3は、直流電動モータから成るアシストモータ4と、コラムケース54と、アシストモータ4を制御するためのコントローラ5を有する。コラムケース54には、アシストモータ4の出力を減速し、この減速された出力をステアリングハンドル45の操舵トルクを補助するための補助力として付与する減速機構およびトルク検出装置が内蔵されている。コントローラ5は、ブラケット(図示せず)を介してコラムケース54に取り付けられている。電動パワーステアリング装置3には、操舵力を出力するための出力軸が設けられ、この出力軸は、ユニバーサルジョイント52の入力側に連結されている。ユニバーサルジョイント52の出力側には、中間シャフト50が連結されている。
The electric
次に、電動パワーステアリング装置3の構成について図3および図4を参照しながら説明する。図3(a)は、図2の電動パワーステアリング装置の主要部の縦断面図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A線に沿って得られた断面図である。図4は、図2の電動パワーステアリング装置3の内部構造を示す透視図である。
Next, the configuration of the electric
電動パワーステアリング装置3は、図3(a)および図4に示すように、コラムアッシ51に挿通されているステアリングシャフト44の下端部に一体に形成された入力軸17と、入力軸17と同軸上にコラムケース54内に回転可能に支持されている出力軸18とを有する。入力軸17の端部は、円筒状のセンサシャフト8およびセンサシャフト8内に同軸上に挿入されたトーションバー9を介して出力軸18の一端と連結されている。出力軸18の他端は、ユニバーサルジョイント52に連結されている(図4を参照)。
As shown in FIGS. 3A and 4, the electric
センサシャフト8は、入力軸17と同軸上に延びる軸部材からなり、その一端は入力軸17に結合されている。また、センサシャフト8の他端は、出力軸18に一定の角度の回転のみを許容し、それ以上回転しないように係合されている。トーションバー9は、入力軸17と出力軸18とを弾性的に連結する部材からなり、その一端は入力軸17に、他端は出力軸18にそれぞれ結合されている。
The
センサシャフト8には、スライダ10がセンサシャフト8の軸方向に摺動可能に挿通されている。また、センサシャフト8の下端部の外周には、螺旋状に延びるボール溝11が形成されている。ボール溝11は、スチールボール13の一部を受け入れ可能な形状を有する。スライダ10の上端部近傍の外周には、後述するトルクセンサのレバー7の係合部7a(図3(b)および図4に示す)と係合する溝部10aが形成されている。スライダ10の下端部には、クロスガイド19を介して、センサシャフト8の下端部外周を囲むリング12が取り付けられ、クロスガイド19には、スチールボール13を受け入れる穴が設けられている。スチールボール13は、リング12、クロスガイド19の穴、およびボール溝11により保持され、ボール溝11に沿って移動可能である。
A
出力軸18の一端部には、ウォームホイール14が取り付けられている。ウォームホイール14には、アシストモータ4の駆動軸4aに取り付けられたウォームギヤ15が噛み合わされており、これにより、駆動軸4aの回転は減速されて出力軸18に伝達される。
A
アシストモータ4は、図4に示すように、その出力軸と駆動軸4aとの間にクラッチ16が介装されている。クラッチ16によるアシストモータ4の出力軸と駆動軸4aとの接続およびその切断動作は、コントローラ5により制御される。コントローラ5は、通常、アシストモータ4の出力軸と駆動軸4aとが接続された状態に保持し、アシストモータ4が故障したときに、アシストモータ4の出力軸と駆動軸4aとの接続を切断するように、クラッチ16を制御する。これにより、ステアリングハンドル45による操舵状態がマニュアルステアリング操作可能な状態として確保され、フェイルセーフを図ることが可能である。
As shown in FIG. 4, the
電動パワーステアリング装置3は、上述したように、トルク検出装置を有する。このトルク検出装置は、センサシャフト8、トーションバー9、スライダ10、クロスガイド19、リング12、スチールボール13、トルクセンサ6などから構成される。トルクセンサ6は、図3(b)および図4に示すように、コラムケース54に取り付けられている。トルクセンサ6には、偏心カム状のレバー7が取り付けられており、このレバー7には、スライダ10の溝部10aに係合する係合部7aが設けられている。このレバー7は、後述するように、スライダ10のセンサシャフト8の軸方向の動きを回転方向の動きに変換してトルクセンサ6に伝達するように構成されている。
The electric
ここで、ステアリングハンドル45に操舵トルクが作用すると、入力軸17が回転される。そして、これに伴いトーションバー9が僅かにねじれて入力軸17(センサシャフト8)と出力軸18との間に操舵トルクに応じた回転変位が生じる。但し、センサシャフト8と出力軸18との係合により、入力軸17(センサシャフト8)と出力軸18との間に所定以上の回転変位が生じないように規制されている。
Here, when a steering torque acts on the
センサシャフト8と出力軸18との間に回転変位が生じると、スチールボール13がボール溝132沿って移動し、このスチールボール13の移動に伴いスライダ10がセンサシャフト8の軸方向に移動する。この移動スライダ10の移動量は、センサシャフト8と出力軸18との間に生じた回転変位量に応じたものである。スライダ10がセンサシャフト8の軸方向に移動すると、スライダ10の軸方向の動きは、トルクセンサ6のレバー7を介して回転方向の動きに変換されてトルクセンサ6に伝達される。トルクセンサ6は、レバー7の回転量およびその方向をトルクセンサ6内のポテンションメータの変化値として取り出し、その変化値を示す電圧信号をコントローラ5に出力する。すなわち、トルクセンサ6によってスライダ10の軸方向変位を検出することにより、入力軸17に作用する操舵トルクおよびその方向が検出される。
When a rotational displacement occurs between the
また、トルクセンサ6は、図7に示すように、運転者によるステアリング操作時の操舵トルクに応じた電圧信号として、メインとサブの2系統の電圧信号をコントローラ5に出力する。コントローラ5は、これらメインとサブの2系統の電圧信号を入力し、その差を計算してトルクセンサ6の異常の有無を検出することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the
また、コントローラ5は、トルクセンサ6からのメインの出力電圧に基づいてステアリング45の操舵トルクを検出し、かつその回転方向を判断する。ここで、トルクセンサ6が例えば図7に示すような出力電圧特性を有する場合、コントローラ5は、トルクセンサ6のメインの出力電圧が2.5Vの場合は直進、2.5Vを超える場合は右回転方向の操舵トルク、2.5V未満である場合は左回転方向の操舵トルクが発生していると判断する。
Further, the
次に、電動パワーステアリング装置3の動作について図5を参照しながら説明する。図5は、図2の電動パワーステアリング装置3の動作を示す図であり、(a)はステアリング中立時を示し、(b)はステアリング左回転時を示し、(c)はステアリング右回転時を示す。
Next, the operation of the electric
ステアリングハンドル45が中立位置にあると、図5(a)に示すように、スライダ10の位置は中立位置にあるので、アシストモータ4は駆動されない。
When the steering handle 45 is in the neutral position, as shown in FIG. 5A, the position of the
ステアリングハンドル45を右へ回転すると、図5(c)に示すように、ステアリングシャフト44の入力軸17が右回転し、トーションバー9を介して出力軸18も回転しようとするが、出力軸18には路面抵抗(雪面抵抗)が作用するため、トーションバー9にトルクが加わって該トーションバー9がねじれ、入力軸17と出力軸18との間に回転量のずれが生じる。これにより、出力軸18に対して入力軸17のボール溝11が左方向にずれ、スチールボール13とともにスライダ10は下方向に移動する。このとき、トルクセンサ6のレバー7が右回転するので、アシストモータ4からウォームギヤ15を介してウォームホイール14に操舵トルクに応じた右方向の力が伝達され、出力軸18に補助力が作用する。
When the steering handle 45 is rotated to the right, as shown in FIG. 5C, the
ステアリングハンドル45を左へ回転すると、図5(b)に示すように、スライダ10は上方向に移動し、右回転時とは逆方向の補助力が出力軸18に作用する。
When the steering handle 45 is rotated to the left, as shown in FIG. 5B, the
次に、電動パワーステアリング装置3のコントローラ5の構成について図6を参照しながら説明する。図6は、図2の電動パワーステアリング装置3のコントローラ5の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration of the
コントローラ5は、図6に示すように、例えばメモリおよびCPUなどから構成され、コントローラ5には、バッテリ22からイグニッションスイッチ23を介して電力が供給される。コントローラ5は、トルクセンサ6、車速センサ55、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ20、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ21の出力に基づいてアシストモータ4のモータ駆動電流を決定し、アシストモータ4の出力を制御する。
As shown in FIG. 6, the
また、コントローラ5は、上述したように、トルクセンサ6からのメインとサブの2系統の電圧信号を入力し、その差を計算してトルクセンサ6の異常の有無を検出する機能を有する。トルクセンサ6の異常が検出された場合、その旨がLEDの点灯、メッセージの表示、音声などのいずれかにより、運転者に通知される。また、コントローラ5は、トルクセンサ6からのメインの出力電圧に基づいてステアリング45の操舵トルクの大きさおよびその回転方向を判断する(図7参照)。また、コントローラ5は、上述したように、アシストモータ4が故障したときに、アシストモータ4の出力軸と駆動軸4aとの接続を切断する制御を行うことが可能であり、また、アシストモータ4が故障した旨を運転者に通知する機能を有する。
Further, as described above, the
次に、コントローラ5におけるアシストモータ4の制御構成について具体的に説明する。
Next, the control configuration of the
コントローラ5は、車速センサ55およびスロットル開度センサ20の出力に基づいて、雪上車1の走行状態(または路面状況)が、予め設定されている3つの走行モードのうち、いずれのモードに該当するものであるかを判定する走行モード判定手段25と、トルクセンサ6および車速センサ55の出力と雪上車1の走行状態に該当する走行モードとに基づいてアシストモータ4へ供給するモータ駆動電流値を制御するモータ駆動電流制御手段26とを有する。走行モード判定手段25およびモータ駆動電流制御手段26は、コントローラ5内のCPUがメモリ内に格納されている所定のプログラムを実行することによって構成されるものである。
Based on the outputs of the
ここで、上記予め設定されている3つの走行モードとして、雪上車の車速と操舵トルクとに基づいてアシストモータ4へのモータ駆動電流を決定する通常モード、通常モードに対してアシストモータ4へのモータ駆動電流を減少させるように補正する下り坂/急減速モード(減少補正モード)、通常モードに対してアシストモータ4へのモータ駆動電流を増加させるように補正する登坂/深雪モード(増加補正モード)がある。
Here, as the three preset driving modes, a normal mode in which the motor drive current to the assist
本実施の形態においては、雪上車1が走行中の路面状況または雪上車1の走行状態がいずれの走行モードに該当するかを簡易に判定するために、図9に示す走行モード判定マップが用いられる。この走行モード判定マップは、図9に示すように、車速とスロットル開度をパラメータとして、3つの走行モードに分けて設定されたものであり、コントローラ5内のメモリに予め格納されている。
In the present embodiment, the travel mode determination map shown in FIG. 9 is used to easily determine which travel mode the road surface condition while the
通常モードに該当する走行状態とは、例えば平坦で圧雪された路面状況かまたは一定速度での走行の場合などを想定して設定された走行状態(例えば、スロットル開度がパーシャル状態)である。下り坂/急減速モードに該当する走行状態とは、例えば雪上車1が斜面を下っているかまたは急減速状態にある場合などを想定して設定された走行状態である。登坂/深雪モードに該当する走行状態とは、例えば雪上車1が急斜面を登坂中かまたは深雪走行中にある場合などを想定して設定された走行状態である。
The traveling state corresponding to the normal mode is a traveling state (for example, the throttle opening is a partial state) set on the assumption that the road surface is flat and snow-capped or the vehicle travels at a constant speed. The traveling state corresponding to the downhill / rapid deceleration mode is a traveling state set on the assumption that the
モータ駆動電流制御手段26は、車速と走行モードとに応じて図10に示す走行モード別モータ駆動電流制御マップから対応する操舵トルク/モータ駆動電流特性を選択し、選択された操舵トルク/モータ駆動電流特性を用いて現在のステアリングハンドル45に入力された操舵トルクに応じたモータ駆動電流値を決定する。 The motor driving current control means 26 selects a corresponding steering torque / motor driving current characteristic from the driving mode-specific motor driving current control map shown in FIG. 10 according to the vehicle speed and the driving mode, and the selected steering torque / motor driving is selected. A motor drive current value corresponding to the steering torque input to the current steering handle 45 is determined using the current characteristics.
図10に示す走行モード別モータ駆動電流制御マップは、車速と走行モード判定手段25により判定された走行モードをパラメータとして、ステアリングハンドル45に入力された操舵トルクに応じてアシストモータ4に供給すべきモータ駆動電流値を決定するのに用いられるものである。この走行モード別モータ駆動電流制御マップにおいて、操舵トルク/モータ駆動電流特性a1,a2,a3は、雪上車1が低速時の場合の操舵トルクに応じてアシストモータ4に供給されるモータ駆動電流の絶対値を示すものであり、操舵トルク/モータ駆動電流特性b1,b2,b3は、中速時の場合の操舵トルクに応じてアシストモータ4に供給されるモータ駆動電流の絶対値を示すものであり、操舵トルク/モータ駆動電流特性c1,c2,c3は、高速時の場合の操舵トルクに応じてアシストモータ4に供給されるモータ駆動電流の絶対値を示すものである。
The motor drive current control map for each travel mode shown in FIG. 10 should be supplied to the assist
ここで、操舵トルク/モータ駆動電流特性a1,b1,c1は、走行状態が通常モードに該当すると判定されたときの特性、操舵トルク/モータ駆動電流特性a2,b2,c2は、走行状態が登坂/深雪モードに該当すると判定されたときの特性、a3,b3,c3は、走行状態が下り坂/急減速モードに該当すると判定されたときの特性である。 Here, the steering torque / motor driving current characteristics a1, b1, and c1 are characteristics when it is determined that the traveling state corresponds to the normal mode, and the steering torque / motor driving current characteristics a2, b2, and c2 are uphill when the traveling state is / Characteristics when determined to correspond to the deep snow mode, a3, b3, and c3 are characteristics when the traveling state is determined to correspond to the downhill / rapid deceleration mode.
また、図6に示すように、走行モードを強制的に設定するための外部入力手段24が設けられており、外部入力手段24は、例えば運転者が操作し易いようにステアリングハンドル45に設けられているスイッチなどから構成される。走行モード判定手段25は、外部入力手段24からの入力があると例えばスイッチがオンされると、雪上車1の走行状態に拘わらず、雪上車1の走行状態を登坂/深雪モード(増加補正モード)に該当する走行状態であると判定する。
Further, as shown in FIG. 6, an external input means 24 for forcibly setting the traveling mode is provided. The external input means 24 is provided on the steering handle 45 so that the driver can easily operate, for example. It is composed of switches. When there is an input from the external input unit 24, for example, when the switch is turned on, the traveling
次に、コントローラ5によるアシストモータ4の駆動制御について図8を参照しながら説明する。図8は、図2の電動パワーステアリング装置3のコントローラ5によるアシストモータ4に対する駆動制御の手順を示すフローチャートである。本処理は、コントローラ5内のCPUによりメモリ内の所定のプログラムに従って実行されるものであり、本処理の中には、走行モード判定手段25およびモータ駆動電流制御手段26による処理が含まれる。
Next, drive control of the
コントローラ5は、図8に示すように、スロットル開度センサ20の出力に基づいてスロットル開度が走行モード判定開始の基準スロットル開度(例えば、図9に示すスロットル開度A)を超えたか否かを判別する(ステップS1)。ここで、スロットル開度が基準スロットル開度を超えていないときには、コントローラ5は、走行状態が通常モードであると判断して、走行モードを通常モードに設定する(ステップS3)。これに対し、スロットル開度が基準スロットル開度を超えたときには、コントローラ5は、車速センサ55の出力(車速)およびスロットル開度センサ20の出力(スロットル開度)に基づいて走行状態が図9に示す走行モード判定マップのいずれの走行モードに該当するか否かを判定する(ステップS2)。
As shown in FIG. 8, the
そして、コントローラ5は、上記ステップS2の判定により走行状態が通常モードに該当すると判定された場合、走行モードを通常モードに設定する(ステップS3)。また、コントローラ5は、上記ステップS2の判定により走行状態が登坂/深雪モードに該当すると判定された場合、走行モードを登坂/深雪モードに設定する(ステップS4)。また、コントローラ5は、上記ステップS2の判定により走行状態が下り坂/急減速モードに該当すると判定された場合、走行モードを下り坂/急減速モードに設定する(ステップS5)。
Then, when it is determined by the determination in step S2 that the traveling state corresponds to the normal mode, the
このようにして走行状態に該当する走行モードが設定されると、コントローラ5は、トルクセンサ6の出力に基づいて操舵トルクが入力されたか否かを判定し(ステップS6)、操舵トルクの入力があったときは、コントローラ5は、上記設定された走行モードと車速とに応じて図10に示す走行モード別モータ駆動電流制御マップから対応する操舵トルク/モータ駆動電流特性を選択し、選択された操舵トルク/モータ駆動電流特性を用いて現在のステアリングハンドル45に入力された操舵トルクに応じたモータ駆動電流値を決定する(ステップS7)。そして、決定された値のモータ駆動電流がアシストモータ4へ供給される。次いで、コントローラ5は、上記ステップS1へ戻る。
When the travel mode corresponding to the travel state is set in this way, the
なお、本実施の形態においては、スロットル開度が基準スロットル開度以下であるときは、車速の大小に拘わらず、通常モードが設定されるが、これに代えて、他の走行モードとしてもよい。また、基準スロットル開度は、雪上車1のスロットルの遊びを考慮して設定されていてもよいし、また、任意に設定することも可能である。
In the present embodiment, when the throttle opening is equal to or less than the reference throttle opening, the normal mode is set regardless of the vehicle speed, but other driving modes may be used instead. . Further, the reference throttle opening may be set in consideration of the play of the throttle of the
以上より、本実施の形態によれば、雪上車1に、ステアリングハンドル45の操舵力に補助力を付与する電動パワーステアリング装置3が設けられているので、雪上車1が使用されるあらゆる状況下において、運転者に快適な操舵性を与えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、電動パワーステアリング装置3は、油圧式のものと比して重量が軽く、設置空間が小さいものであるので、エンジンルーム30内がエンジン2により占有され、エンジンルーム30内の空きスペースが制限される雪上車において、電動パワーステアリング装置3を容易にエンジンルーム30内に配置することができる。また、雪上車1の車重の増加を抑制することができる。
In addition, the electric
また、雪上車1の車速とエンジンスロットル開度とにより雪上車1の走行状態を判定し、その走行状態に応じてモータ駆動電流を制御するので、路面状況や走行状態に応じた快適な操舵性を運転者に与えることができる。また、雪上車1の車速とエンジンスロットル開度とにより雪上車1の走行状態が判定されるので、特別なセンサを設けることなく、路面状況や走行状態を簡易に判別することができる。
Further, since the traveling state of the
また、外部入力手段24により、雪上車1の走行状態に拘わらず、雪上車1の走行状態を登坂/深雪モード(増加補正モード)に該当する走行状態であるとすることができるので、通常モードでのステアリング操作を重いと感じる運転者例えば女性やお年寄りなどが意図的に付与される補助力を増加させることができ、使い勝手を向上させることができる。なお、外部入力手段24をオプションで装着可能なものとしてもよい。
Further, the external input means 24 can determine that the traveling state of the
なお、本実施の形態においては、走行状態の判定に、車速とスロットル開度をパラメータとする走行モード判定マップを用いているが、車速とエンジン回転数センサ21の出力(エンジン回転数)をパラメータとする走行モード判定マップを用いるようにしてもよい。この場合も、図8に示す手順と同様の手順でモータ駆動電流の決定が行われる。
In the present embodiment, a travel mode determination map using the vehicle speed and the throttle opening as parameters is used for determination of the travel state. However, the vehicle speed and the output (engine speed) of the
ところで、上記実施の形態においては、走行モードが更新される度に図10に示す走行別モータ駆動電流制御マップを用いてアシストモータ4へのモータ駆動電流を決定するが、これに代えて、通常モードによるモータ駆動電流に所定の補正値を加減(または乗算)することにより、通常モード以外の走行モードに対するモータ駆動電流を決定するようにしてもよい。例えば、図10に示すように、通常モード時のモータ駆動電流をIm、通常モード時以外の走行モード(例えば、登坂/深雪モード)時のモータ駆動電流をIm′とすると、次式のいずれか一方により通常モード時以外の走行モードに対するモータ駆動電流Im′が決定される。
By the way, in the above embodiment, every time the driving mode is updated, the motor driving current to the assist
Im′[A]=Im[A]+走行状態補正値
Im′[A]=Im[A]×走行状態補正率
上記走行状態補正値および走行状態補正率は、走行モードの変化に応じて通常モード時のモータ駆動電流に加算または乗算される補正値である。例えば、登坂/深雪モードに対する走行状態補正値または補正率に関しては、補正値>0[A]または補正率>1となり、モータ駆動電流が増加される。これに対し、下り坂/急減速モードに対する走行状態補正値または補正率に関しては、補正値<0[A]または補正率<1となり、モータ駆動電流が減少される。これにより、図10に示す制御マップを利用することなく、走行モード毎のモータ駆動電流を決定することができる。
Im ′ [A] = Im [A] + traveling state correction value Im ′ [A] = Im [A] × traveling state correction rate The traveling state correction value and the traveling state correction rate are normally set according to changes in the traveling mode. This is a correction value that is added to or multiplied by the motor drive current in the mode. For example, regarding the running state correction value or the correction rate for the uphill / deep snow mode, the correction value> 0 [A] or the correction rate> 1, and the motor drive current is increased. On the other hand, regarding the traveling state correction value or the correction rate for the downhill / rapid deceleration mode, the correction value <0 [A] or the correction rate <1, and the motor drive current is reduced. Thus, the motor drive current for each travel mode can be determined without using the control map shown in FIG.
また、上記実施の形態では、路面状況や走行状態を判定する方法として、図9に示す車速−スロットル開度の走行モード判定マップを用いているが、走行状態をさらに多くのモードに分けるようにしてもよい。これは、例えば、氷上や下り坂、加減速で異なる補助力が要求されるような走行状態を想定する場合に有効である。但し、この場合、加減速判定を行うために傾斜センサなどが必要である。 In the above embodiment, the vehicle speed-throttle opening travel mode determination map shown in FIG. 9 is used as a method for determining the road surface condition and the travel state. However, the travel state is divided into more modes. May be. This is effective, for example, when assuming a traveling state where different assisting forces are required on ice, downhill, or acceleration / deceleration. However, in this case, an inclination sensor or the like is necessary to perform acceleration / deceleration determination.
また、上記実施の形態は、図9に示す走行モード判定マップにより路面状況等を簡易に判定して走行モードを設定し、図10に示す走行モード別モータ駆動電流制御マップからモータ駆動電流を決定する方法を採用しているが、これに代えて、制御を簡素化するために、走行状態を判定することなく、全ての走行状態下において単純に車速と操舵トルクに応じてモータ駆動電流を決定する方法を採用してもよい。例えば図11に示すようなモータ駆動電流制御マップを用いて車速と操舵トルクに応じたモータ駆動電流を決定するようにしてもよい。この図11に示すモータ駆動電流制御マップは、通常の4輪用の制御マップである。 In the above-described embodiment, the road surface condition and the like are simply determined by the travel mode determination map shown in FIG. 9 to set the travel mode, and the motor drive current is determined from the motor drive current control map for each travel mode shown in FIG. However, instead of this, in order to simplify the control, the motor drive current is simply determined according to the vehicle speed and steering torque under all driving conditions without determining the driving condition. You may adopt the method of doing. For example, the motor drive current according to the vehicle speed and the steering torque may be determined using a motor drive current control map as shown in FIG. The motor drive current control map shown in FIG. 11 is a normal four-wheel control map.
また、上記実施の形態においては、トルク検出装置として、トーションバー方式のものが用いられているが、これに代えて、例えば磁歪方式のものなど、他の方式を用いてもよいことはいうまでもない。 Further, in the above embodiment, the torsion bar type is used as the torque detection device, but it goes without saying that other types such as a magnetostriction type may be used instead. Nor.
1 雪上車
2 エンジン
3 電動パワーステアリング装置
4 アシストモータ
5 コントローラ
6 トルクセンサ
7 レバー
8 センサシャフト
9 トーションバー
10 スライダ
14 ウォームホイール
15 ウォームギヤ
20 スロットル開度センサ
21 エンジン回転数センサ
24 外部入力手段
25 走行モード判定手段
26 モータ駆動電流制御手段
32 操舵用そり
DESCRIPTION OF
Claims (5)
電動モータと、
前記電動モータの出力を、前記操舵力を補助するための補助力に変換して前記ステアリング機構に付与する補助力機構と、
前記雪上車の車速および前記操舵力に応じて前記電動モータの出力を制御する制御手段とを備え、
少なくとも前記電動モータおよび前記補助力機構が前記雪上車のエンジンルーム内に設けられていることを特徴とする雪上車の電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device for a snow vehicle having a four-cycle engine mounted on a front portion of a vehicle body and a steering mechanism for transmitting a steering force of a steering handle to a steering sled,
An electric motor;
An auxiliary force mechanism for converting the output of the electric motor into an auxiliary force for assisting the steering force and applying the auxiliary force to the steering mechanism;
Control means for controlling the output of the electric motor according to the vehicle speed of the snow vehicle and the steering force;
An electric power steering apparatus for a snow vehicle, wherein at least the electric motor and the auxiliary force mechanism are provided in an engine room of the snow vehicle.
前記補正手段は、前記雪上車の走行状態に該当するモードに基づいて、前記雪上車の車速および前記操舵力に応じた前記電動モータの出力を補正することを特徴とする請求項2記載の雪上車の電動パワーステアリング装置。 The running state determination means is a normal mode in which the running state of the snow vehicle controls the output of the electric motor based on the vehicle speed and the steering force of the snow vehicle, and the output of the electric motor with respect to the normal mode. Determining whether the driving state corresponds to a decrease correction mode for correcting the output to decrease, or an increase correction mode for correcting to increase the output of the electric motor with respect to the normal mode,
The snow correction device according to claim 2, wherein the correction unit corrects an output of the electric motor according to a vehicle speed and the steering force of the snow vehicle based on a mode corresponding to a traveling state of the snow vehicle. Electric power steering device for cars.
前記走行状態判定手段は、前記外部入力手段から入力があると、前記雪上車の走行状態に拘わらず、前記雪上車の走行状態が前記増加補正モードに該当する走行状態であると判定することを特徴とする請求項3記載の雪上車の電動パワーステアリング装置。 Comprising external input means operated by a driver of the snow vehicle,
The traveling state determination means determines that the traveling state of the snow vehicle is a traveling state corresponding to the increase correction mode regardless of the traveling state of the snow vehicle when input from the external input unit. The electric power steering apparatus for a snow vehicle according to claim 3.
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