JP2006333548A - Controller and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転動可能に構成される車輪と、その車輪を回転駆動する車輪駆動装置とを有する車両に対し、前記車輪駆動装置を作動させ、前記車輪の回転速度を制御する制御装置及び車両に関し、特に、車輪と路面との間の摩擦係数を増加させ、車両の発進、制動或いは旋回性能の向上を図ることができる制御装置及び車両に関するものである。 The present invention relates to a control device and a vehicle for operating a wheel drive device and controlling a rotation speed of the wheel with respect to a vehicle having a wheel configured to roll and a wheel drive device that rotationally drives the wheel. In particular, the present invention relates to a control device and a vehicle that can increase the coefficient of friction between a wheel and a road surface and improve the start, braking, or turning performance of the vehicle.
車輪を制御して、その制動力や駆動力の増加(即ち、車両の発進性能や制動性能の向上)を図る技術としては、例えば、アンチロック制御やトラクションコントロール制御が存在する。アンチロック制御の一従来例では、車両の制動時に、車輪のスリップ率を制御して、車輪のロックを回避することで、過大なブレーキ作動力(例えば、ブレーキ圧)に起因する車輪の制動力の低下を防止している(例えば、特許文献1)。 For example, anti-lock control and traction control control exist as techniques for controlling the wheels to increase the braking force and driving force (that is, improvement of vehicle start performance and braking performance). In a conventional example of anti-lock control, the braking force of a wheel caused by an excessive brake operating force (for example, brake pressure) is controlled by controlling the slip ratio of the wheel during braking of the vehicle to avoid wheel locking. Is prevented (for example, Patent Document 1).
また、トラクションコントロール技術の一従来例では、駆動力がデファレンシャル機構を介して左右の車輪(駆動輪)に伝達される構造において、駆動輪の一方のスリップ(滑動)が過大となった場合に、そのスリップしている駆動輪を制動して駆動トルクを滅殺することで、他方の駆動輪に駆動トルクが伝達されなくなることを防止している(例えば、特許文献2)。
ところで、上述した従来の技術は、車輪のロック又は過大なスリップが生じないように、その車輪のスリップ率を制御することで、制動力又は駆動力を確保するという技術である。即ち、車輪のスリップ率と車輪及び路面間の摩擦係数との間には、スリップ率が0から増加すると、摩擦係数が単調に増加する非スリップ領域を経た後に、摩擦係数が急激に低下するスリップ領域に移行するという関係が存在する。そのため、従来の技術は、非スリップ領域の範囲内で、スリップ率をより大きくすることで、摩擦係数をピーク値に近づけ、車輪の制動力又は駆動力を確保するのである。 By the way, the above-described conventional technique is a technique for ensuring a braking force or a driving force by controlling a slip ratio of a wheel so that the wheel is not locked or excessively slipped. That is, the slip coefficient between the wheel slip ratio and the friction coefficient between the wheel and the road surface increases when the slip ratio increases from 0, and the friction coefficient decreases rapidly after passing through a non-slip region where the friction coefficient increases monotonously. There is a relationship of moving to an area. Therefore, in the conventional technique, by increasing the slip ratio within the non-slip region, the friction coefficient approaches the peak value, and the braking force or driving force of the wheel is ensured.
これに対し、本願発明者は、車輪と路面との間の摩擦係数を増加させる新たな手法を開発した。具体的には、車輪のスリップ率(言い換えれば、路面に対する車輪のすべり速度)を十分に小さな値(例えば、非スリップ領域からスリップ領域へ移行する際のスリップ率よりも1〜2桁小さな値)に制御することで、上述した従来の技術で得られる摩擦係数の2倍以上の摩擦係数が得られるという知見に基づくものである(本出願時において未公知)。 On the other hand, the inventor of the present application has developed a new method for increasing the coefficient of friction between the wheel and the road surface. Specifically, the slip ratio of the wheel (in other words, the slip speed of the wheel with respect to the road surface) is a sufficiently small value (for example, a value that is 1 to 2 digits smaller than the slip ratio when shifting from the non-slip region to the slip region). This is based on the knowledge that a friction coefficient more than twice that obtained by the above-described conventional technology can be obtained (not known at the time of this application).
本発明は、上述したように、車輪と路面との間の摩擦係数を増加させる新たな手法を提供するためになされたものであり、車輪と路面との間の摩擦係数を増加させ、車両の発進、制動或いは旋回性能の向上を図ることができる制御装置及び車両を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to provide a new method for increasing the friction coefficient between the wheel and the road surface as described above, and increases the friction coefficient between the wheel and the road surface. It is an object of the present invention to provide a control device and a vehicle that can improve start, braking or turning performance.
この目的を達成するために、請求項1記載の制御装置は、転動可能に構成される車輪と、その車輪を回転駆動する車輪駆動装置とを有する車両に対し、前記車輪駆動装置を作動させ、前記車輪の回転速度を制御するものであり、路面に対する前記車輪のすべり速度を算出するすべり速度算出手段と、前記路面と前記車輪との間の摩擦係数を最大とするためのすべり速度を目標すべり速度として記憶する記憶手段と、前記車輪の回転速度を制御して、前記すべり速度算出手段により算出される前記車輪のすべり速度が前記記憶手段に記憶される目標すべり速度の値となるように、前記車輪駆動装置を作動させる車輪駆動装置作動手段とを備えている。 In order to achieve this object, a control device according to claim 1 operates a wheel drive device on a vehicle having a wheel configured to be able to roll and a wheel drive device that rotationally drives the wheel. , Which controls the rotational speed of the wheel, a slip speed calculating means for calculating the slip speed of the wheel with respect to the road surface, and a slip speed for maximizing the friction coefficient between the road surface and the wheel. Storage means for storing as a sliding speed, and the rotational speed of the wheel are controlled so that the sliding speed of the wheel calculated by the sliding speed calculating means becomes the value of the target sliding speed stored in the storing means. And wheel driving device operating means for operating the wheel driving device.
請求項2記載の制御装置は、請求項1記載の制御装置において、前記車両は、前記車輪駆動装置により回転駆動される前記車輪を複数備え、前記車輪駆動装置は、電動モータにより構成されると共に、その電動モータが前記複数の車輪毎に設けられ、前記車輪駆動装置作動手段が前記複数の電動モータをそれぞれ作動させることで、前記複数の車輪の回転速度をそれぞれ独立に制御可能に構成されていることを特徴とする。
The control device according to
請求項3記載の制御装置は、請求項1又は2に記載の制御装置において、前記車輪の周速度を算出する周速度算出手段と、前記車両の対地速度を算出する対地速度算出手段とを備え、前記すべり速度算出手段は、前記周速度算出手段により算出された前記車輪の周速度と前記対地速度算出手段により算出された前記車両の対地速度とに基づいて、前記車輪のすべり速度を算出するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the control device according to the first or second aspect, further comprising: a peripheral speed calculating unit that calculates a peripheral speed of the wheel; and a ground speed calculating unit that calculates the ground speed of the vehicle. The slip speed calculation means calculates the slip speed of the wheel based on the peripheral speed of the wheel calculated by the peripheral speed calculation means and the ground speed of the vehicle calculated by the ground speed calculation means. Is.
請求項4記載の制御装置は、請求項1から3のいずれかに記載の制御装置において、前記車輪駆動装置作動手段は、前記車両の加速が指示されている場合、前記車輪の回転速度を制御して、前記車輪の周速度の値が前記車両の対地速度の値よりも大きくなり、かつ、前記車輪のすべり速度が前記目標すべり速度となるように、前記車輪駆動装置を作動させる一方、前記車両の減速が指示されている場合、前記車輪の回転速度を制御して、前記車輪の周速度の値が前記車両の対地速度の値よりも小さくなり、かつ、前記車輪のすべり速度が前記目標すべり速度となるように、前記車輪駆動装置を作動させるものである。 A control device according to a fourth aspect of the present invention is the control device according to any one of the first to third aspects, wherein the wheel driving device operating means controls the rotational speed of the wheel when the acceleration of the vehicle is instructed. Then, the wheel driving device is operated so that the value of the peripheral speed of the wheel is larger than the value of the ground speed of the vehicle and the slip speed of the wheel becomes the target slip speed, When the vehicle is instructed to decelerate, the rotational speed of the wheel is controlled so that the value of the peripheral speed of the wheel is smaller than the value of the ground speed of the vehicle, and the sliding speed of the wheel is the target speed. The wheel driving device is operated so as to achieve a sliding speed.
請求項5記載の車両は、請求項1から4のいずれかに記載の制御装置を備えている。 A vehicle according to a fifth aspect includes the control device according to any one of the first to fourth aspects.
請求項1記載の制御装置によれば、車輪駆動装置作動手段により車輪駆動装置を作動させることで、車輪のすべり速度が目標すべり速度となるように、車輪の回転速度を制御することができる。ここで、本発明の記憶手段に記憶される目標すべり速度は、他のすべり速度で得られる摩擦係数、即ち、上述した従来の技術で得られる摩擦係数の2倍以上の摩擦係数が得られるすべり速度であるので、かかる従来の技術と比較して、車輪と路面との間の摩擦係数を増大させて、車両の発進、制動或いは旋回性能の大幅な向上を図ることができるという効果がある。 According to the control device of the first aspect, the rotational speed of the wheel can be controlled by operating the wheel driving device by the wheel driving device operating means so that the sliding speed of the wheel becomes the target sliding speed. Here, the target sliding speed stored in the storage means of the present invention is a sliding coefficient that provides a friction coefficient that is obtained at other sliding speeds, that is, a friction coefficient that is at least twice that obtained by the above-described conventional technique. Since the speed is high, the friction coefficient between the wheel and the road surface can be increased as compared with the conventional technique, and the vehicle start, braking or turning performance can be greatly improved.
請求項2記載の制御装置によれば、請求項1記載の制御装置の奏する効果に加え、車輪駆動装置を電動モータにより構成したので、従来の内燃機関による場合と比較して、車輪の回転速度を極めて応答性良くかつ高精度に制御することができるという効果がある。これにより、車輪のすべり速度が目標すべり速度となるように制御して、車輪と路面との間の摩擦係数を増大させることができ、その結果、車両の発進、制動或いは旋回性能の大幅な向上を図ることができる。 According to the control device of the second aspect, in addition to the effect produced by the control device of the first aspect, the wheel drive device is constituted by an electric motor, so that the rotational speed of the wheel is compared with the case of the conventional internal combustion engine. Can be controlled with high responsiveness and high accuracy. As a result, it is possible to increase the coefficient of friction between the wheel and the road surface by controlling the slipping speed of the wheel to become the target sliding speed, and as a result, the vehicle start, braking or turning performance is greatly improved. Can be achieved.
即ち、本発明の目標すべり速度は、極めて小さな値(例えば、10cm/s程度)であるため、従来の内燃機関ではこのようなすべり速度に車輪を制御することが不可能であり、本発明のように車輪駆動装置を電動モータで構成することで初めて制御可能となったものである。これにより、車輪のすべり速度が目標すべり速度となるように制御することができ、その結果、車輪と路面との間の摩擦係数を増大させ、車両の発進、制動或いは旋回性能の大幅な向上を図ることができる。 That is, since the target slip speed of the present invention is an extremely small value (for example, about 10 cm / s), it is impossible for a conventional internal combustion engine to control the wheel to such a slip speed. As described above, the wheel drive device can be controlled for the first time by an electric motor. As a result, it is possible to control the slipping speed of the wheel to become the target slipping speed, and as a result, the friction coefficient between the wheel and the road surface is increased, and the vehicle start, braking or turning performance is greatly improved. Can be planned.
更に、本発明では、電動モータを複数の車輪毎に設けたので、これら複数の車輪の回転速度をそれぞれ独立に制御することができるという効果がある。通常、車両の走行時には、路面と各車輪との間の接地状態が各車輪でそれぞれ異なるため、これら各車輪に同じ回転駆動力が付与されたのでは、各車輪のすべり速度にばらつきが生じる。 Furthermore, in this invention, since the electric motor was provided for every some wheel, there exists an effect that the rotational speed of these some wheels can be controlled independently, respectively. Usually, when the vehicle is running, the ground contact state between the road surface and each wheel is different for each wheel. Therefore, if the same rotational driving force is applied to each wheel, the sliding speed of each wheel varies.
これに対し、本発明のように、各車輪を独立に制御することができれば、各車輪のすべり速度が目標すべり速度となるようにそれぞれを高精度に制御することができるので、各車輪の摩擦係数を効率的に向上させることができるという効果がある。その結果、車両全体としての発進、制動或いは旋回性能のより一層の向上を図ることができる。 On the other hand, if each wheel can be controlled independently as in the present invention, each wheel can be controlled with high precision so that the sliding speed of each wheel becomes the target sliding speed. There is an effect that the coefficient can be improved efficiently. As a result, it is possible to further improve the starting, braking or turning performance of the vehicle as a whole.
請求項3記載の制御装置によれば、請求項1又は2に記載の制御装置の奏する効果に加え、周速度算出手段と対地速度算出手段とを備え、それら周速度算出手段及び対地速度算出手段により算出された車輪の周速度及び車両の対地速度とに基づいて、車輪のすべり速度がすべり速度算出手段により算出されるので、かかる車輪のすべり速度を高精度に算出することができるという効果がある。
According to the control device of
請求項4記載の制御装置によれば、請求項1から3のいずれかに記載の制御装置の奏する効果に加え、車輪駆動装置作動手段は、車両の加速が、例えば、運転者の操作により或いは運転者の操作とは無関係に、指示されている場合、車輪の周速度の値が車両の対地速度の値よりも大きくなり、かつ、車輪のすべり速度が目標すべり速度となるように、車輪駆動装置を作動させるので、車両の加速が指示されているにも関わらず、車両が減速されてしまうことを回避しつつ、路面と車輪との間の摩擦係数を増大させることができるという効果がある。 According to the control device of the fourth aspect, in addition to the effect produced by the control device according to any one of the first to third aspects, the wheel drive device operating means can accelerate the vehicle by, for example, an operation of the driver or Regardless of the driver's operation, when instructed, the wheel drive is performed so that the wheel peripheral speed value is greater than the vehicle ground speed value and the wheel slip speed is the target slip speed. Since the device is operated, there is an effect that the friction coefficient between the road surface and the wheel can be increased while avoiding that the vehicle is decelerated even though the acceleration of the vehicle is instructed. .
一方、車両の減速が、例えば、運転者の操作により或いは運転者の操作とは無関係に、指示されている場合、車輪駆動装置作動手段は、車輪の周速度の値が車両の対地速度の値よりも小さくなり、かつ、車輪のすべり速度が目標すべり速度となるように、車輪駆動装置を作動させるので、車両の減速が指示されているにも関わらず、車両が加速されてしまうことを回避しつつ、路面と車輪との間の摩擦係数を増大させることができるという効果がある。 On the other hand, when deceleration of the vehicle is instructed by, for example, the driver's operation or regardless of the driver's operation, the wheel drive device operating means is configured such that the wheel peripheral speed value is the vehicle ground speed value. Since the wheel drive device is operated so that the wheel slip speed becomes the target slip speed, the vehicle is prevented from accelerating despite being instructed to decelerate the vehicle. However, there is an effect that the coefficient of friction between the road surface and the wheel can be increased.
請求項5記載の車両によれば、請求項1から4のいずれかに記載の制御装置を備える車両と同様の効果を奏する。 According to the vehicle of the fifth aspect, the same effect as that of the vehicle including the control device according to any one of the first to fourth aspects is achieved.
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施の形態における制御装置100が搭載される車両1を模式的に示した模式図である。なお、図1の矢印FWDは、車両1の前進方向を示す。また、図1では、全車輪2に所定の舵角が付与された状態が図示されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vehicle 1 on which a
まず、車両1の概略構成について説明する。車両1は、図1に示すように、車体フレームBFと、その車体フレームBFに支持される複数(本実施の形態では4輪)の車輪2と、それら各車輪2を独立に回転駆動する車輪駆動装置3と、各車輪2を独立に操舵駆動するアクチュエータ装置4とを主に備え、走行時には、車輪2の路面に対するすべり速度を後述する制御装置100により制御することで、車輪2と路面との間の摩擦係数を増大させ、発進性能や制動性能、或いは、旋回性能の向上を図ることができるように構成されている。
First, a schematic configuration of the vehicle 1 will be described. As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes a vehicle body frame BF, a plurality of (four wheels in this embodiment)
次いで、各部の詳細構成について説明する。車輪2は、図1に示すように、車両1の進行方向前方側に位置する左右の前輪2FL,2FRと、進行方向後方側に位置する左右の後輪2RL,2RRとの4輪を備え、これら前後輪2FL〜2RRは、ステアリング装置20,30により転舵可能に構成されている。
Next, the detailed configuration of each part will be described. As shown in FIG. 1, the
なお、車輪2は、ゴム材料から主に構成されるタイヤと、そのタイヤを保持すると共にスチール、アルミニウム合金或いはマグネシウム合金などの金属材料から構成されるホイールとを備えており、ホイールが車輪駆動装置3の駆動軸に連結され、その駆動軸を介して、車輪駆動装置3からホイール(車輪2)に回転駆動力が伝達される。
The
ステアリング装置20,30は、各車輪2を操舵するための操舵装置であり、図1に示すように、各車輪2を揺動可能に支持するキングピン21と、各車輪2のナックルアーム(図示せず)に連結されるタイロッド22と、そのタイロッド22にアクチュエータ装置4の駆動力を伝達する伝達機構部23とを主に備えて構成されている。
The
アクチュエータ装置4は、上述したように、各車輪2を独立に操舵駆動するための操舵駆動装置であり、図1に示すように、4個のアクチュエータ(FL〜RRアクチュエータ4FL〜4RR)を備えて構成されている。運転者がハンドル51を操作した場合には、アクチュエータ装置4の一部(例えば、前輪2FL,2FRのみ)又は全部が駆動され、ハンドル51の操作量に応じた舵角が付与される。
As described above, the
ここで、本実施の形態では、FL〜RRアクチュエータ4FL〜4RRが電動モータで構成されると共に、伝達機構部23がねじ機構で構成される。電動モータが回転されると、その回転運動が伝達機構部23により直線運動に変換され、タイロッド22に伝達される。その結果、各車輪2がキングピン21を揺動中心として揺動駆動され、各車輪2に所定の舵角が付与される。
Here, in the present embodiment, the FL to RR actuators 4FL to 4RR are constituted by electric motors, and the
車輪駆動装置3は、各車輪2を独立に回転駆動するための回転駆動装置であり、図1に示すように、4個の電動モータ(FL〜RRモータ3FL〜3RR)を各車輪2ごとに(即ち、インホイールモータとして)配設して構成されている。これにより、各車輪2の回転速度がそれぞれ独立に制御可能とされている。
The
運転者がアクセルペダル53を操作した場合には、車輪駆動装置3から回転駆動力が各車輪2に付与され、各車輪2がアクセルペダル53の操作量に応じた回転速度で回転される。本発明では、この場合に、各車輪2の路面に対するすべり速度を後述する目標すべり速度と一致させる(或いは、近づける)ための回転制御が行われる。なお、回転制御の詳細については、後述する。
When the driver operates the
制御装置100は、上述のように構成された車両1の各部を制御するための制御装置であり、例えば、車輪駆動装置3とアクチュエータ装置4とを作動させ、車輪2の回転速度を制御することで、車輪2の回転制御を行う。ここで、図2を参照して、制御装置100の詳細構成について説明する。
The
図2は、制御装置100の電気的構成を示したブロック図である。制御装置100は、図2に示すように、CPU71、ROM72及びRAM73を備え、これらはバスライン74を介して入出力ポート75に接続されている。また、入出力ポート75には、車輪駆動モータ3等の複数の装置が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
CPU71は、バスライン74により接続された各部を制御する演算装置である。ROM72は、CPU71により実行される制御プログラム(例えば、図5から図7に図示される各処理のフローチャート)や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリであり、RAM73は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリである。
The
ROM72には、図2に示すように、すべり速度テーブル72aが設けられている。すべり速度テーブル72aは、目標すべり速度の値を記憶したテーブルである。なお、目標すべり速度とは、車輪2の回転制御を行う際の目標値であり、CPU71は、車両1の走行中、各車輪2の路面に対するすべり速度が目標すべり速度となるように、各車輪2の回転速度を制御する。
The
ここで、図3を参照して、すべり速度と摩擦係数との関係について説明する。図3は、すべり速度と摩擦係数との関係を示す図であり、本実施の形態における車輪2(タイヤ)の物性を用いて測定した結果が例示されている。なお、図3において、横軸は、車輪2の路面に対するすべり速度を示し、縦軸は、車輪2と路面との間の摩擦係数を示している。
Here, the relationship between the sliding speed and the friction coefficient will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the sliding speed and the friction coefficient, and illustrates the result of measurement using the physical properties of the wheel 2 (tire) in the present embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the sliding speed of the
図3に示すように、車輪2と路面との間の摩擦係数は、すべり速度の値に応じて変化し、かつ、所定のすべり速度(本実施の形態では、1cm/s)で最大値を有する。
As shown in FIG. 3, the coefficient of friction between the
そこで、本発明では、摩擦係数が最大となるすべり速度を予め測定すると共に、この測定値を目標すべり速度としてROM72(すべり速度テーブル72a)内に記憶しておき、車輪2の路面に対するすべり速度が目標すべり速度の値となるように、車輪2の回転速度を制御する。これにより、車輪2と路面との間の摩擦係数を増大させることができるので、制動・加速性能や旋回性能の向上を図ることができる。
Therefore, in the present invention, the sliding speed at which the friction coefficient is maximized is measured in advance, and this measured value is stored as a target sliding speed in the ROM 72 (sliding speed table 72a), and the sliding speed of the
なお、従来のアンチロック制御では、上述したように、車輪2のスリップ率が非スリップ領域からスリップ領域へ移行する直前の値を取るように制御するが、この場合の目標スリップ率は、通常、0.2〜0.3程度である。これに対し、本発明の回転制御における目標すべり速度は、スリップ率に換算すれば、従来の目標スリップ率の1〜2桁小さな値に相当する。このような領域で車輪2の回転速度(すべり速度)を制御して、摩擦係数の増大を図るという技術は従来にない新規なものである。
In the conventional antilock control, as described above, control is performed so that the slip rate of the
図2に戻って説明する。ROM72には、図2に示すように、駆動解除テーブル72bと駆動復帰テーブル72cとが設けられている。
Returning to FIG. As shown in FIG. 2, the
ここで、本発明では、車両1の走行中、いずれかの車輪2を自由転動させることで、その車輪2の周速度から車両1の対地速度を算出する。そのため、車輪2を自由転動させるべく、車輪駆動装置3から付与される回転駆動力を解除する必要がある。
Here, in the present invention, the ground speed of the vehicle 1 is calculated from the peripheral speed of the
そこで、駆動解除テーブル72bには、車両1の対地速度を計測するべく、車輪駆動装置3から車輪2に付与されている回転駆動力を解除する際の解除速度が規定されている。一方、駆動復帰テーブル72cには、車両1の対地速度の計測が完了し、車輪駆動装置3から車輪2への回転駆動力の付与を再開する際の付与速度が規定されている。
Therefore, in the drive release table 72b, a release speed for releasing the rotational driving force applied to the
これら駆動解除テーブル72b及び駆動復帰テーブル72cの詳細について、図4を参照して説明する。図4(a)は、駆動解除テーブル72bの内容を模式的に図示した模式図であり、図4(b)は、駆動復帰テーブル72cの内容を模式的に図示した模式図である。 Details of the drive release table 72b and the drive return table 72c will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a schematic diagram schematically showing the contents of the drive release table 72b, and FIG. 4B is a schematic diagram schematically showing the contents of the drive return table 72c.
なお、図4(a)及び図4(b)において、横軸は、回転駆動力の解除又は付与を開始してからの経過時間を示し、縦軸は、車輪駆動装置3から車輪2に付与される回転駆動力の大きさを示している。
4 (a) and 4 (b), the horizontal axis indicates the elapsed time since the start or release of the rotational driving force, and the vertical axis is applied from the
例えば、車輪2に付与される回転駆動力を解除する場合には、CPU71は、図4(a)に示す駆動解除テーブル72bから解除速度(即ち、経過時間に対する回転駆動力の変化率)を読み出し、その読み出した解除速度に基づいて、車輪駆動装置3を制御することで、車輪2に付与する回転駆動力を徐々に減少させる。
For example, when the rotational driving force applied to the
このように、車輪2に既に付与されている回転駆動力を解除する場合には、かかる回転駆動力を一気に解除するのではなく、徐々に減少させることで、車輪2に作用する慣性力の影響を低減して、路面に対する追従特性を向上させることができる。これにより、車輪2と路面との同期を安定させると共に早めることができ、その結果、車両1の対地速度の測定を高効率かつ高精度に行うことができる。
In this way, when the rotational driving force already applied to the
一方、車輪2への回転駆動力の付与を再開する場合には、CPU71は、図4(b)に示す駆動復帰テーブル72cから付与速度(即ち、経過時間に対する回転駆動力の変化率)を読み出し、その読み出した付与速度に基づいて、車輪駆動装置3を制御することで、車輪2に付与する回転駆動力を徐々に増加させる。
On the other hand, when resuming the application of the rotational driving force to the
このように、車輪2への回転駆動力の付与を再開する場合には、かかる回転駆動力を一気に付与するのではなく、徐々に増加させることで、上述した場合と同様に、車輪2に作用する慣性力の影響を低減して、路面に対する追従特性を向上させることができる。その結果、車両1の挙動の安定化を図ることができる。また、車輪駆動装置3に過大な回転駆動力を発揮させる必要がないので、駆動負担を抑制して、耐久性の向上を図ることができると共に、車輪駆動装置3の小型化を図ることもできる。
As described above, when the application of the rotational driving force to the
図2に戻って説明する。車輪駆動装置3は、上述したように、各車輪2(図1参照)を回転駆動するための装置であり、各車輪2に回転駆動力を付与する4個のFL〜RRモータ3FL〜3RRと、それら各モータ3FL〜3RRをCPU71からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路(図示せず)とを備えている。
Returning to FIG. As described above, the
また、アクチュエータ装置4は、上述したように、各車輪2を操舵駆動するための装置であり、各車輪2に操舵駆動力を付与する4個のFL〜RRアクチュエータ4FL〜4RRと、それら各アクチュエータ4FL〜4RRをCPU71からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路(図示せず)とを備えている。
Further, as described above, the
舵角センサ装置31は、各車輪2の舵角を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、各車輪2の舵角をそれぞれ検出する4個のFL〜RR舵角センサ31FL〜31RRと、それら各舵角センサ31FL〜31RRの検出結果を処理してCPU71に出力する処理回路(図示せず)とを備えている。
The steering
なお、本実施の形態では、各舵角センサ31FL〜31RRが各伝達機構部23にそれぞれ設けられ、その伝達機構部23において回転運動が直線運動に変換される際の回転数を検出する非接触式の回転角度センサとして構成されている。この回転数は、タイロッド22の変位量に比例するので、CPU71は、舵角センサ装置31から入力された検出結果(回転数)に基づいて、各車輪2の舵角を得ることができる。
In this embodiment, each steering angle sensor 31FL to 31RR is provided in each
ここで、舵角センサ装置31により検出される舵角とは、各車輪2の中心線と車両1(車体フレームBF)の基準線とがなす角度であり、車両1の進行方向とは無関係に定まる角度である。
Here, the rudder angle detected by the rudder
車輪回転速度センサ装置33は、各車輪2の回転速度を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、各車輪2の回転速度をそれぞれ検出する4個のFL〜RR回転速度センサ33FL〜33RRと、それら各回転速度センサ33FL〜33RRの検出結果を処理してCPU71に出力する処理回路(図示せず)とを備えている。
The wheel rotation
なお、本実施の形態では、各回転センサ33FL〜33RRが各車輪2に設けられ、各車輪2の角速度を回転速度として検出する。即ち、各回転センサ33FL〜33RRは、各車輪2に連動して回転する回転体と、その回転体の周方向に多数形成された歯の有無を電磁的に検出するピックアップとを備えた電磁ピックアップ式のセンサとして構成されている。
In this embodiment, each rotation sensor 33FL-33RR is provided in each
CPU71は、車輪回転速度センサ装置33から入力された各車輪2の回転速度と、各車輪2の外径とから、各車輪2の周速度を得ることができる。また、本発明では、後述するように、車輪2の周速度に基づいて、車両1の対地速度が算出される。なお、車両1の対地速度の算出方法については、後述する。
The
図2に示す他の入出力装置35としては、例えば、ハンドル51、ブレーキペダル52及びアクセルペダル53(いずれも図1参照)の操作状態(回転角や踏み込み量、操作速度など)を検出するための操作状態検出センサ装置(図示せず)が例示される。
As another input /
例えば、アクセルペダル53が操作された場合には、その操作状態量が操作状態検出センサ装置により検出され、CPU71に出力される。CPU71は、車輪駆動装置3を駆動して、各車輪2の回転速度を制御する。
For example, when the
次いで、図5から図7を参照して、制御装置100で実行される処理を説明する。図5は、回転制御処理を示すフローチャートである。この処理は、制御装置100の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理であり、車輪2の路面に対するすべり速度が目標すべり速度となるように制御することで、車輪2と路面との間の摩擦係数を増大させ、発進・制動性能や旋回性能の向上を図る。
Next, processing executed by the
CPU71は、回転制御処理に関し、まず、車両1の対地速度を算出するべく、対地速度算出処理を実行する(S1)。ここで、図6を参照して、対地速度算出処理について説明する。
Regarding the rotation control process, the
図6は、対地速度算出処理を示すフローチャートである。CPU71は、この対地速度算出処理(S1)に関し、まず、車両1が走行中であるか否かを判断する(S11)。その結果、車両1が走行中でないと判断される場合には(S11:No)、車両1が停車中(対地速度が0)であり、対地速度を算出する必要がないので、この対地速度算出処理を終了する。
FIG. 6 is a flowchart showing the ground speed calculation process. Regarding the ground speed calculation process (S1), the
一方、S11の処理において、車両1が走行中であると判断される場合には(S11:Yes)、次いで、複数(本実施の形態では4輪)の車輪2のうちで自由転動している車輪、即ち、車輪駆動装置3から回転駆動力が付与されていない車輪2が有るか否かを判断する(S12)。
On the other hand, in the process of S11, when it is determined that the vehicle 1 is traveling (S11: Yes), the vehicle 1 then rolls freely among a plurality (four wheels in the present embodiment) of the
即ち、本発明では、上述したように、車両1の走行中に、いずれかの車輪2を自由転動させることで、その車輪2の周速度から車両1の対地速度を算出する。そのため、S12の処理において、自由転動している車輪2があると判断される場合(例えば、左右の後輪2RL,2RRのみを駆動輪として走行し、左右の前輪2FL,2FRが自由転動している場合)には(S12:Yes)、この既に自由転動している車輪2(即ち、左右の前輪2FL,2FR)を利用して、車両1の対地速度を算出することができる。
That is, in the present invention, as described above, the ground speed of the vehicle 1 is calculated from the peripheral speed of the
よって、この場合には(S12:Yes)、車輪2を自由転動させるための処理であるS13からS15の処理をスキップして、S16の処理へ移行する。
Therefore, in this case (S12: Yes), the process from S13 to S15, which is the process for freely rolling the
一方、S12の処理において、全ての車輪2が車輪駆動装置3により回転駆動されており、自由転動している車輪2はないと判断される場合には(S12:No)、まず、各車輪2の舵角を検出し(S13)、次いで、その検出結果に基づいて、自由転動させる車輪2を決定する(S14)。
On the other hand, in the process of S12, when it is determined that all the
即ち、車両1が旋回中であると、各車輪2がスリップ角を有する(路面に対して滑動している)ため、本実施の形態では、車輪2のスリップ角による影響を最小限に抑制するべく、S13の処理の結果、舵角が付与されていない車輪2があれば、この車輪2を自由転動させる車輪に決定する(S14)。一方、S13の処理の結果、舵角が付与されていな車輪2がない場合、即ち、全ての車輪2が舵角を有している場合には、付与されている舵角の絶対値が小さい車輪2を自由転動させる車輪に決定する(S14)。
That is, when the vehicle 1 is turning, each
例えば、車両1の旋回モードが、運転者によるハンドル51の操作により、前輪2FL,2FRのみに舵角を付与して旋回するモードであれば、これら前輪2FL,2FRよりも後輪2RL,2RRの方がスリップ角による影響が少ないと判断し、後輪2RL,2RRを自由転動転させる車輪に決定する(S14)。
For example, if the turning mode of the vehicle 1 is a mode in which a steering angle is given only to the front wheels 2FL and 2FR by turning the
また、車両1の旋回モードが、運転者によるハンドル51の操作により、前後輪2FL〜2RRの全てに舵角を付与して旋回するモードであれば、これら前後輪2FL〜2RRの中で舵角の絶対値が小さい車輪を自由転動転させる車輪に決定する(S14)。これにより、車両1の対地速度をより高精度に算出することができる。
Further, if the turning mode of the vehicle 1 is a mode in which the steering angle is given to all the front and rear wheels 2FL to 2RR by turning the
なお、S14の処理では、自由転動させる車輪として決定される車輪2を2輪とし、かつ、この2輪は、左右の車輪2(左右の前輪2FL,2FR、又は、左右の後輪2RL,2RR)とすることが好ましい。なお、全ての車輪2に舵角が付与されている場合には、舵角の絶対値が最も小さい車輪2を含む左右の2輪とすることが好ましい。
In the process of S14, the
即ち、全ての車輪2が車輪駆動装置3により回転駆動されている場合に(S12:No)、それら各車輪2のうちの1輪のみが自由転動される(即ち、回転駆動力が解除される)と、車両1に作用する駆動力が全体として不均一となるため、バランスが悪化し(車両1を回転させようとする回転モーメントが発生し)、車両1の挙動の不安定化を招くところ、自由転動させる車輪を左右の2輪とすることで、バランスを確保して(車両1を回転させようとする回転モーメントの発生を抑制し)、車両1の挙動を安定に保つことができるからである。
That is, when all the
S14の処理において、自由転動させる車輪を決定した後は、これら決定した車輪2を自由転動させるべく、駆動解除及び復帰処理(S15)を実行し、車輪駆動装置3から付与されている回転駆動力を解除する。ここで、図7を参照して、駆動解除及び復帰処理について説明する。
In the process of S14, after the wheels to be freely rolled are determined, a drive release and return process (S15) is executed to freely roll the
図7は、駆動解除及び復帰処理を示すフローチャートである。なお、この駆動解除及び復帰処理(S15)では、車輪2に付与されている回転駆動力の解除と、車輪2への回転駆動力の付与の再開とが行われる。
FIG. 7 is a flowchart showing drive release and return processing. In this drive release and return processing (S15), the release of the rotational drive force applied to the
CPU71は、駆動解除及び復帰処理(S15)に関し、まず、駆動解除か否かを判断する(S21)。即ち、車輪2に付与されている回転駆動力を解除するのか、或いは、車輪2への回転駆動力の付与を再開するのかを判断する。
The
今回は、S14の処理の後に実行される処理であり、このS14の処理で決定された車輪2を自由転動させるべく、この車輪2に付与されている回転駆動力の付与を解除するための処理であるので、駆動解除であると判断される(S21:Yes)。
This time, it is a process executed after the process of S14, for releasing the application of the rotational driving force applied to the
よって、この場合には(S21:Yes)、S22の処理へ移行して、まず、駆動解除テーブル72bから解除速度を読み出し、次いで、その読み出した解除速度で車輪2に付与されている回転駆動力が徐々に減少するように、車輪駆動装置3を制御し(S22)、この駆動解除及び復帰処理を終了する。
Therefore, in this case (S21: Yes), the process proceeds to S22. First, the release speed is read from the drive release table 72b, and then the rotational driving force applied to the
これにより、車輪2への回転駆動力の付与が解除され、かかる車輪2は、路面上を滑動することなく転動(自由転動)する。なお、このように、回転駆動力を徐々に減少させることで、上述した通り、自由転動となった車輪2の路面に対する追従特性が向上されるので、車輪2と路面との同期を安定させると共に早めることができ、車両1の対地速度の測定を高効率かつ高精度に行うことができる。
Thereby, the application of the rotational driving force to the
図6に戻って説明する。駆動解除及び復帰処理(S15)により車輪2を自由転動させた後、或いは、既に自由転動する車輪2が有った場合(S12:Yes)には、まず、その自由転動する車輪2の回転速度を検出し(S16)、次いで、検出した車輪2の回転速度に基づいて、車両1の対地速度を算出する(S17)。
Returning to FIG. After the
具体的には、車輪2の回転速度を車輪回転速度センサ装置33により検出し(S16)、その検出された車輪2の回転速度と、ROM72に予め記憶される車輪2の外径とから、車輪2の周速度、即ち、車両1の対地速度を算出する(S17)。
Specifically, the rotational speed of the
なお、自由転動車輪が2輪ある場合には、それら2輪の周速度(例えば、平均値)に基づいて、車両1の対地速度を算出することが好ましい。また、自由転動される車輪2が舵角を有する場合には、スリップ角を推定すると共に、そのスリップ角に基づいて車輪2の周速度を補正して、車両1の対地速度を算出することが好ましい。
In addition, when there are two free rolling wheels, it is preferable to calculate the ground speed of the vehicle 1 based on the peripheral speed (for example, average value) of the two wheels. Further, when the freely rolling
S17の処理により、車両1の対地速度を算出した後は、自由転動させるために回転駆動力の付与が解除された車輪2に対し、回転駆動力の付与を再開するべく、駆動解除及び復帰処理(S18)を実行し、この対地速度算出処理(S1)を終了する。
After the ground speed of the vehicle 1 is calculated by the process of S17, the drive release and return are performed in order to resume the application of the rotational driving force to the
図7を参照して、説明する。CPU71は、駆動解除及び復帰処理(S18)に関し、まず、駆動解除か否かを判断する(S21)。今回は、S17の処理の後に実行される処理であり、自由転動させるべく回転駆動力の付与が解除された車輪2に対し、回転駆動力の付与を再開する処理であるので、駆動解除ではないと判断される(S21:No)。
This will be described with reference to FIG. Regarding the drive release and return processing (S18), the
よって、この場合には(S21:No)、S23の処理へ移行して、まず、駆動復帰テーブル72cから復帰速度を読み出し、次いで、その読み出した復帰速度で車輪2に付与される回転駆動力が徐々に増加するように、車輪駆動装置3を制御し(S23)、この駆動解除及び復帰処理を終了する。
Therefore, in this case (S21: No), the process proceeds to S23, where the return speed is first read from the drive return table 72c, and then the rotational driving force applied to the
なお、S15の処理により回転駆動力の解除が行われていない場合(即ち、S12:Yesの場合)には、回転駆動力の付与を再開する処理を実行する必要はないので、S23の処理をスキップして、この駆動解除及び復帰処理を終了する。 If the rotational driving force is not released by the process of S15 (that is, if S12 is Yes), it is not necessary to execute the process of resuming the application of the rotational driving force, so the process of S23 is performed. Skipping and ending this drive release and return processing.
S23の処理により、車輪2への回転駆動力の付与が再開され、かかる車輪2は、駆動輪として機能する。なお、このように、回転駆動力を徐々に増加させることで、上述した通り、車両1の挙動の安定化を図ることができ、また、車輪駆動装置3の駆動負担を抑制して、耐久性の向上を図ることができると共に、車輪駆動装置3の小型化を図ることもできる。
By the process of S23, the application of the rotational driving force to the
図5に戻って説明する。対地速度算出処理(S1)を実行し、車両1の対地速度を算出した後は、次いで、その算出した車両1の対地速度に基づいて、車輪2のすべり速度を算出する(S2)。
Returning to FIG. After the ground speed calculation process (S1) is executed and the ground speed of the vehicle 1 is calculated, the sliding speed of the
具体的には、上述したように、車輪回転速度センサ装置33により検出された車輪2の回転速度とROM72に予め記憶される車輪2の外径とから車輪2の周速度を得ることができるので、その周速度と車両1の対地速度との差を取ることで、車輪2のすべり速度を算出することができる。
Specifically, as described above, the peripheral speed of the
次いで、すべり速度テーブル72aから目標すべり速度を読み出し(S3)、アクセルペダル53の操作状態を検出した後(S4)、駆動輪とされている車輪2のすべり速度が目標すべり速度となるように、車輪駆動装置3を制御して(S5)、この回転制御処理を終了する。
Next, the target slip speed is read from the slip speed table 72a (S3), and after detecting the operation state of the accelerator pedal 53 (S4), the slip speed of the
これにより、車輪2と路面との間の摩擦係数を増大させて、車両1の発進性能、制動性能或いは旋回性能の向上を図ることができる。
Thereby, the coefficient of friction between the
なお、アクセルペダル53の操作状態を検出した結果(S4)、車両1の加速が指示されている場合には、車輪2の周速度が車両1の対地速度よりも大きくなるように、車輪駆動装置3が制御される(S5)。これにより、車両1の加速が指示されているにも関わらず、車両1が減速されてしまうことを回避しつつ、路面と車輪2との間の摩擦係数を増大させることができる。
In addition, as a result of detecting the operation state of the accelerator pedal 53 (S4), when the acceleration of the vehicle 1 is instructed, the wheel driving device is set so that the peripheral speed of the
一方、アクセルペダル53の操作状態を検出した結果(S4)、車両1の減速が指示されている場合には、車輪2の周速度が車両1の対地速度よりも小さくなるように、車輪駆動装置3が制御される(S5)。これにより、車両1の減速が指示されているにも関わらず、車両1が加速されてしまうことを回避しつつ、路面と車輪2との間の摩擦係数を増大させることができる。
On the other hand, as a result of detecting the operation state of the accelerator pedal 53 (S4), when the vehicle 1 is instructed to decelerate, the wheel drive device is set so that the peripheral speed of the
なお、図5に示すフローチャート(回転制御処理)において、請求項1記載のすべり速度算出手段としてはS2の処理が、車輪駆動装置作動手段としてはS5の処理が、図6に示すフローチャート(対地速度算出処理)において、請求項2記載の周速度算出手段としてはS16の処理が、対地速度算出手段としてはS17の処理が、それぞれ該当する。
In the flowchart (rotation control process) shown in FIG. 5, the process of S2 is performed as the slip speed calculating means according to claim 1, and the process of S5 is performed as the wheel drive device operating means. The flowchart (ground speed) shown in FIG. In the calculation process), the processing of S16 corresponds to the peripheral speed calculation means described in
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
例えば、上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。 For example, the numerical values given in the above embodiment are merely examples, and other numerical values can naturally be adopted.
また、上記実施の形態では、車両1の走行状態に関わらず、即ち、車両1が定速走行中であっても加減速中であっても、車輪2のすべり速度を目標すべり速度とするための回転制御が実行される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、所定の条件を満たしている場合のみ、回転制御が実行されるように構成しても良い。なお、所定の条件を満たしている場合としては、例えば、車両1の加速度又は減速度が所定値以上となった場合や、車両1が旋回中である場合が例示される。
In the above embodiment, the slip speed of the
また、上記実施の形態では、車両1の走行状態に関わらず、即ち、車両1が直進中であっても旋回中であっても、車両1の対地速度を算出するように構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、車両1が直進中である場合のみ対地速度を算出するように構成することは当然可能である。車両1が直進中であるか否かは、上述したように、車輪2の舵角に基づいて判断しても良く、或いは、加速度センサ装置(例えば、圧電素子を利用した圧電型センサ)を利用しても良い。
In the above embodiment, the ground speed of the vehicle 1 is calculated regardless of the traveling state of the vehicle 1, that is, whether the vehicle 1 is traveling straight or turning. For example, the ground speed can be calculated only when the vehicle 1 is traveling straight ahead. Whether or not the vehicle 1 is traveling straight may be determined based on the steering angle of the
また、上記実施の形態では、車両1の対地速度を算出するために自由転動させる車輪2としては左右の2輪とすることが好ましいと説明したが、自由転動させる車輪2の数は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、1輪のみを、或いは、3輪以上を自由転動させることは当然可能である。同様に、自由転動させる車輪2が左右の2輪である必要は必ずしもなく、例えば、前後の2輪であっても良い。
In the above-described embodiment, it has been described that it is preferable that the
また、上記実施の形態では、各車輪2の外径が固定値データとしてROM72内に予め記憶されている場合を説明したが、かかる固定値データをEEPROMなどの書き替え可能な不揮発性のメモリに記憶させると共に、その固定値データの値を運転者等が任意に変更可能に構成しても良い。
In the above embodiment, the case where the outer diameter of each
或いは、車輪2の累積回転回数(即ち、摩耗度合い)に応じて固定値データの値を補正する(即ち、摩耗分だけ外径を小さくする)補正手段を設けても良い。これらの構成により、車輪2が変更(いわゆるインチアップ)された場合や車輪2のトレッドが摩耗した場合などでも、車輪2の周速度(即ち、車両1の対地速度)をより高精度に算出することができる。
Or you may provide the correction | amendment means which correct | amends the value of fixed value data (namely, make an outer diameter small according to an abrasion part) according to the frequency | count of accumulation rotation of wheel 2 (namely, wear degree). With these configurations, even when the
また、上記実施の形態では、すべり速度テーブル72aに1種類の目標すべり速度のみが記憶される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、複数種類の目標すべり速度を記憶させておき、車輪2のすべり速度を制御する際には、S3の処理で読み出す目標すべり速度を適宜変更するように構成しても良い。これにより、車輪2と路面との間の摩擦係数をより高効率に増大させ、発進性能等のより一層の向上を図ることができる。
In the above embodiment, the case where only one type of target slip speed is stored in the slip speed table 72a has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and a plurality of types of target slip speeds are stored. When the sliding speed of the
例えば、路面又は車輪(タイヤ)2の温度別に複数種類の目標すべり速度をすべり速度テーブル72aに記憶させておき、車両1の走行中に路面又は車輪2の表面温度を測定しつつ、その表面温度に対応する目標すべり速度を読み出して、車輪2のすべり速度を制御するように構成しても良い。表面温度は、外気温から推定しても良く、或いは、非接触の温度センサ(赤外線センサなど)により計測しても良い。
For example, a plurality of types of target slip speeds are stored in the slip speed table 72a according to the temperature of the road surface or wheels (tires) 2, and the surface temperature of the road surface or
また、降雨の有無や降雨量別に複数種類の目標すべり速度をすべり速度テーブル72aに記憶させておき、車両1の走行中に降雨量を測定しつつ、その降雨の有無や降雨量に対応する目標すべり速度を読み出して、車輪2のすべり速度を制御するように構成しても良い。降雨量は、公知の雨量センサにより計測することができる。
Also, a plurality of types of target slip speeds are stored in the slip speed table 72a according to the presence / absence of rainfall and the rainfall amount, and the target corresponding to the presence / absence of rainfall and the rainfall amount while measuring the rainfall amount while the vehicle 1 is traveling. The sliding speed may be read and the sliding speed of the
また、路面の種類別(例えば、アスファルトの物性別)に複数種類の目標すべり速度をすべり速度テーブル72aに記憶させておき、車両1の走行中に路面の種類を監視しつつ、その路面の種類に対応する目標すべり速度を読み出して、車輪2のすべり速度を制御するように構成しても良い。
Further, a plurality of types of target slip speeds are stored in the slip speed table 72a for each type of road surface (for example, asphalt physical properties), and the type of the road surface is monitored while the type of the road surface is monitored while the vehicle 1 is traveling. It is also possible to read out the target slip speed corresponding to the above and control the slip speed of the
路面の種類は、非接触の光センサ装置を用いて推定しても良く、或いは、ナビゲーションシステムに予め路面の種類情報を位置情報に対応付けて記憶させておき、GPSから得られる車両1の位置情報を取得し、その位置情報に対応する路面の種類情報をナビゲーションシステムから取得するように構成しても良い。 The road surface type may be estimated using a non-contact optical sensor device, or the road surface type information is stored in advance in the navigation system in association with the position information, and the position of the vehicle 1 obtained from the GPS is stored. Information may be acquired, and road surface type information corresponding to the position information may be acquired from the navigation system.
また、車輪(タイヤ)2の種類別(例えば、タイヤのトレッドを構成するゴム素材の物性別)に複数種類の目標すべり速度をすべり速度テーブル72aに記憶させておき、車両1に装着されている車輪2に対応する目標すべり速度を読み出して、車輪2のすべり速度を制御するように構成しても良い。車輪2の種類は、運転者により入力可能に構成することが好ましい。
In addition, a plurality of types of target slip speeds are stored in the slip speed table 72a for each type of wheel (tire) 2 (for example, by physical property of the rubber material constituting the tread of the tire) and mounted on the vehicle 1. The target slip speed corresponding to the
また、上述した種々の目標すべり速度を、単独で、或いは、組み合わせて、使用しても良い。 Further, the various target slip speeds described above may be used alone or in combination.
また、上記実施の形態では、駆動解除テーブル72b及び駆動復帰テーブル72cに記憶される解除速度及び復帰速度(即ち、図4に示す直線の傾き)が一定値とされる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、解除速度及び復帰速度を変化させることは当然可能である。 In the above embodiment, the case where the release speed and the return speed (that is, the slope of the straight line shown in FIG. 4) stored in the drive release table 72b and the drive return table 72c are constant values has been described. The present invention is not limited to this, and it is naturally possible to change the release speed and the return speed.
例えば、車両1の加減速度に応じて変化させる場合や路面状態に応じて変化させる場合などが例示される。具体的には、例えば、車両1の加減速度が大きいほど、回転駆動力の解除等を行う際に車輪2へ作用する慣性力の影響が大きいため、解除速度等を遅く設定することで、慣性力の影響を低減させる。同様に、路面の摩擦抵抗が大きいほど、回転駆動力の解除等を行う際に車輪2へ作用する慣性力の影響が大きいため、解除速度等を遅く設定することで、慣性力の影響を低減させる。
For example, the case where it changes according to the acceleration / deceleration of the vehicle 1, the case where it changes according to a road surface state, etc. are illustrated. Specifically, for example, the greater the acceleration / deceleration of the vehicle 1, the greater the influence of the inertial force that acts on the
また、上記実施の形態では、車両1が前後輪2FL〜2RRの4輪を備えて構成される場合を説明したが、車輪2の数は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、3輪であっても良く、5輪以上であっても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the vehicle 1 was comprised with 4 wheels of front-and-rear wheels 2FL-2RR, the number of the
また、上記実施の形態では、アクチュエータ装置4を電動モータで、伝達機構部23をねじ機構で、それぞれ構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、アクチュエータ装置4を油圧・空圧シリンダーで構成しても良い。これにより、伝達機構部23を省略することができるので、構造を簡素化して、軽量化と部品コストの削減とを図ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
また、上記実施の形態では、ブレーキ装置(例えば、摩擦力を利用したドラムブレーキやディスクブレーキ)が車両1に設けられていない場合を説明したが、かかるブレーキ装置を車両1に設けることは当然可能である。 In the above embodiment, the case where the brake device (for example, a drum brake or a disc brake using frictional force) is not provided in the vehicle 1 has been described, but it is naturally possible to provide such a brake device in the vehicle 1. It is.
また、車輪駆動装置3(FL〜RRモータ3FL〜3RR)をいわゆる回生ブレーキとして構成しても良い。回生ブレーキを作動させることにより発生する電力は、車輪駆動装置3を駆動するためのバッテリー装置(図示せず)に充填するように構成しても良い。
Further, the wheel drive device 3 (FL to RR motors 3FL to 3RR) may be configured as a so-called regenerative brake. You may comprise so that the electric power which generate | occur | produces by operating a regenerative brake may be charged to the battery apparatus (not shown) for driving the
100 制御装置
1 車両
2 車輪
2FL 前輪(車輪、左車輪)
2FR 前輪(車輪、右車輪)
2RL 後輪(車輪、左車輪)
2RR 後輪(車輪、右車輪)
3 車輪駆動装置
3FL〜3RR FL〜RRモータ(車輪駆動装置)
72a すべり速度テーブル(記憶手段)
100 Control device 1
2FR Front wheel (wheel, right wheel)
2RL Rear wheel (wheel, left wheel)
2RR Rear wheel (wheel, right wheel)
3 Wheel drive device 3FL-3RR FL-RR motor (wheel drive device)
72a Sliding speed table (storage means)
Claims (5)
路面に対する前記車輪のすべり速度を算出するすべり速度算出手段と、
前記路面と前記車輪との間の摩擦係数を最大とするためのすべり速度を目標すべり速度として記憶する記憶手段と、
前記車輪の回転速度を制御して、前記すべり速度算出手段により算出される前記車輪のすべり速度が前記記憶手段に記憶される目標すべり速度の値となるように、前記車輪駆動装置を作動させる車輪駆動装置作動手段とを備えていることを特徴とする制御装置。 A control device for operating a wheel drive device for a vehicle having a wheel configured to be rollable and a wheel drive device that rotationally drives the wheel, and controlling a rotation speed of the wheel,
Sliding speed calculating means for calculating the sliding speed of the wheel with respect to the road surface;
Storage means for storing a slip speed for maximizing a coefficient of friction between the road surface and the wheel as a target slip speed;
A wheel that controls the rotational speed of the wheel and operates the wheel driving device so that the slip speed of the wheel calculated by the slip speed calculating means becomes a value of the target slip speed stored in the storage means. A control device comprising drive device operating means.
前記車輪駆動装置は、電動モータにより構成されると共に、その電動モータが前記複数の車輪毎に設けられ、
前記車輪駆動装置作動手段が前記複数の電動モータをそれぞれ作動させることで、前記複数の車輪の回転速度をそれぞれ独立に制御可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載の制御装置。 The vehicle includes a plurality of the wheels that are rotationally driven by the wheel driving device,
The wheel driving device is constituted by an electric motor, and the electric motor is provided for each of the plurality of wheels.
The control device according to claim 1, wherein the wheel driving device operating unit operates each of the plurality of electric motors so that rotation speeds of the plurality of wheels can be independently controlled.
前記車両の対地速度を算出する対地速度算出手段とを備え、
前記すべり速度算出手段は、前記周速度算出手段により算出された前記車輪の周速度と前記対地速度算出手段により算出された前記車両の対地速度とに基づいて、前記車輪のすべり速度を算出するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。 A peripheral speed calculating means for calculating a peripheral speed of the wheel;
Ground speed calculating means for calculating the ground speed of the vehicle,
The slip speed calculation means calculates the slip speed of the wheel based on the peripheral speed of the wheel calculated by the peripheral speed calculation means and the ground speed of the vehicle calculated by the ground speed calculation means. The control device according to claim 1, wherein the control device is a control device.
前記車両の加速が指示されている場合、前記車輪の回転速度を制御して、前記車輪の周速度の値が前記車両の対地速度の値よりも大きくなり、かつ、前記車輪のすべり速度が前記目標すべり速度となるように、前記車輪駆動装置を作動させる一方、
前記車両の減速が指示されている場合、前記車輪の回転速度を制御して、前記車輪の周速度の値が前記車両の対地速度の値よりも小さくなり、かつ、前記車輪のすべり速度が前記目標すべり速度となるように、前記車輪駆動装置を作動させるものであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の制御装置。 The wheel drive device operating means is
When acceleration of the vehicle is instructed, the rotational speed of the wheel is controlled, the value of the peripheral speed of the wheel is larger than the value of the ground speed of the vehicle, and the sliding speed of the wheel is While operating the wheel drive device to achieve the target sliding speed,
When the vehicle is instructed to decelerate, the rotational speed of the wheel is controlled, the value of the peripheral speed of the wheel is smaller than the value of the ground speed of the vehicle, and the slip speed of the wheel is The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the wheel driving device is operated so as to achieve a target sliding speed.
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