JP2007055478A - Multi-axle vehicle and its steering control device - Google Patents

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JP2007055478A JP2005244283A JP2005244283A JP2007055478A JP 2007055478 A JP2007055478 A JP 2007055478A JP 2005244283 A JP2005244283 A JP 2005244283A JP 2005244283 A JP2005244283 A JP 2005244283A JP 2007055478 A JP2007055478 A JP 2007055478A
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Tomoo Matsuda
智夫 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the small-turn performance with a simple structure in a multi-axle vehicle having three or more axles, such as a 6-wheel drive vehicle and an 8-wheel vehicle. <P>SOLUTION: A multi-axle vehicle makes a turn by using intermediate driving wheels 34L, R and 36L, R disposed one or more intermediate axles 24, 26 arranged between the front most axle 22 and the rear most axle 28. When making the turn, the vehicle controls a speed Vout of the driving wheels 34L, 36L at outer side of the turn becomes faster than a vehicle speed V<SB>0</SB>, and controls a speed Vin of the driving wheel 34R, 36R at inner side the turn become slower than the vehicle speed V<SB>0</SB>. The vehicle controls the speeds Vout, Vin of the outer and inner side intermediate driving wheels in response to the vehicle speed V<SB>0</SB>and a steering angle ψ of the steering wheels 32L, R and 34L, R so that the vehicle may make the turn with radii smaller than those when the vehicle makes the turn only by the steering wheels 32L, R and 34L, R. In making the turn, the vehicle uncouples the power transmission to the driving wheels 32L, R and 38L, R other than the intermediate driving wheels 34L, R and 36L, R to bring the driving wheels 32L, R and 38L, R into a free movement state. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、6輪車両や8輪車両のように3軸以上の車軸を有する多軸車両に関し、特に多軸車両を小半径で旋回させるための操舵制御技術に関する。本発明は、例えば、軸間距離がほぼ均等な4車軸を有する8輪車両に好適である。   The present invention relates to a multi-axis vehicle having three or more axles such as a six-wheel vehicle and an eight-wheel vehicle, and more particularly to a steering control technique for turning the multi-axis vehicle with a small radius. The present invention is suitable, for example, for an eight-wheel vehicle having four axles with a substantially equal distance between the axes.

従来より、車両の旋回半径を小さくするための操舵装置が開発されている。特許文献1には、4輪車両において、進行方向に対する前側旋回内輪に制動をかけることが開示されている。また、特許文献2には、同じく4輪車両において、進行方向に対する後側旋回内輪に制動をかけることが開示されている。   Conventionally, a steering device for reducing the turning radius of a vehicle has been developed. Patent Document 1 discloses that braking is applied to a front turning inner wheel in a traveling direction in a four-wheel vehicle. Patent Document 2 also discloses that braking is applied to the rear turning inner wheel in the traveling direction in a four-wheel vehicle.

ところで、6輪車両や8輪車両のように3軸以上の車軸を持つ多軸車両では、小半径での回転は4輪車より困難である。一例として、4車軸をもつ8輪車両を例に取って説明する。   By the way, in a multi-axis vehicle having three or more axles such as a six-wheel vehicle or an eight-wheel vehicle, rotation with a small radius is more difficult than a four-wheel vehicle. As an example, an eight-wheel vehicle having four axles will be described as an example.

8輪車両では、通常、第1軸と第2軸からなる前2軸に結合された4輪が操舵輪であり、第3軸と第4軸からなる後2軸の4輪は非操舵輪である。前2軸の操舵輪の向きを変えることで、旋回が行なわれる。旋回中心は、最前部の操舵輪である第1軸の内輪の中心軸の延長線と、非操舵輪である第3軸と第4軸間の中線の延長線の交点となるが、両線間のスパンが大きいため、旋回中心は車体からかなり離れ、よって、最小旋回半径が大きい。このような8輪車両に特許文献1,2に開示された技術を応用して、旋回時に前2軸または後2軸の内輪に制動をかけたとしても、4輪車のようには効果的に旋回半径が小さくならない。   In an eight-wheel vehicle, normally, four wheels coupled to the front two axes including the first axis and the second axis are steering wheels, and the four rear wheels including the third axis and the fourth axis are non-steering wheels. It is. Turning is performed by changing the direction of the steering wheels of the front two axes. The turning center is the intersection of the extension line of the center axis of the inner ring of the first shaft that is the foremost steering wheel and the extension line of the middle line between the third axis and the fourth axis that are non-steering wheels. Due to the large span between the lines, the turning center is far away from the vehicle body and therefore the minimum turning radius is large. Even if the technology disclosed in Patent Documents 1 and 2 is applied to such an 8-wheel vehicle and braking is applied to the inner wheels of the front two-axle or rear two-axle during turning, it is effective as a four-wheel vehicle. The turning radius does not decrease.

8輪車に関して、別の原理に基づく操舵装置が、例えば、非特許文献1の第34頁に開示されている。この記事によれば、ドイツで1975年に開発されたダイムラーベンツ社製の8輪車両「ルクス」に採用された操舵装置は、時速30km以下で操舵する時には、前2軸を転舵するだけでなく、後2軸を逆位相に転舵する。このように前2軸と後2軸を逆位相に転舵する操舵装置は、8WS(Eight Wheel Steering System)と呼ばれる。   For an eight-wheeled vehicle, a steering device based on another principle is disclosed on page 34 of Non-Patent Document 1, for example. According to this article, the steering device used in the Daimler Benz 8-wheel vehicle "Lux" developed in Germany in 1975, only steers the front two axes when steering at speeds below 30 km / h. Without turning the rear two axes to the opposite phase. Such a steering device that steers the front two axes and the rear two axes in opposite phases is called 8WS (Eight Wheel Steering System).

8WSを採用することにより、前2軸だけで操舵する場合と比べて、旋回中心が車体により近づき、最小旋回半径が小さくなる。   By adopting 8WS, the turning center is closer to the vehicle body and the minimum turning radius is smaller than in the case of steering with only the front two axes.

特開平11−49019号公報(例えば、請求項1)JP-A-11-49019 (for example, claim 1) 特開平11−49020号公報(例えば、請求項1)JP-A-11-49020 (for example, claim 1) 雑誌「PANZER」、2005年7月号、アルゴノート社(例えば、第34頁)Magazine "PANZER", July 2005 issue, Argonaut (for example, page 34)

しかし、8WSでは、前2軸と後2軸を逆位相で転舵するための操舵装置の構造が複雑であり、また、車体の後2軸が配設された場所に操舵機構を収容する空間を設ける必要があるから、車体後部の乗員席や貨物室の容量が低減する虞がある。   However, in 8WS, the structure of the steering device for turning the front two axes and the rear two axes in opposite phases is complicated, and a space for accommodating the steering mechanism in a place where the rear two axes of the vehicle body are disposed. Therefore, the capacity of the passenger seat and the cargo compartment at the rear of the vehicle body may be reduced.

本発明の目的は、6輪車両や8輪車両のように3軸以上の車軸を有する多軸車両において、効果的に小回り性能を向上させることにある。   An object of the present invention is to effectively improve the turning performance in a multi-axle vehicle having three or more axles such as a six-wheel vehicle and an eight-wheel vehicle.

本発明の一つの側面に従えば、最前車軸と最後車軸と1以上の中間車軸とを含む3以上の車軸を備えた多軸車両は、前記1以上の中間車軸に設けられた1対以上の中間駆動輪と、少なくとも前記最前車軸又は前記最後車軸に設けられた1対以上の操舵輪と、旋回運動を行うときに、旋回の内側の中間駆動輪と外側の中間駆動輪を異なる速度に制御する操舵制御装置とを備える。   According to one aspect of the present invention, a multi-axle vehicle including three or more axles including a foremost axle, a last axle, and one or more intermediate axles is provided with one or more pairs provided on the one or more intermediate axles. The intermediate drive wheel, at least one pair of steering wheels provided on the foremost axle or the last axle, and the intermediate drive wheel inside the turn and the outer intermediate drive wheel are controlled at different speeds when performing a turning motion. A steering control device.

この多軸車両によれば、最前車軸と最後車軸との間に配置された1以上の中間車軸に設けられた1対以上の中間駆動輪を使って、前進にも後退時にも旋回運動を行なうことができる。旋回外側の中間駆動輪と内側の中間駆動輪の速度をどのように異ならせるかを制御することで、旋回半径の大きさが制御できる。そのため、操舵輪による舵きりだけで旋回する場合より小さい旋回半径で旋回することが可能である。   According to this multi-axle vehicle, a turning motion is performed both forward and backward using one or more pairs of intermediate drive wheels provided on one or more intermediate axles disposed between the front axle and the rear axle. be able to. The size of the turning radius can be controlled by controlling how the speeds of the intermediate driving wheel outside the turning and the intermediate driving wheel inside are different. Therefore, it is possible to turn with a smaller turning radius than when turning only with the steering wheel.

中間駆動輪以外に、少なくとも最前車軸又は最後車軸に一対以上の駆動輪が設けられている場合には、前記操舵制御装置は、旋回運動を行うときに、前記中間駆動輪以外の駆動輪への駆動力の伝達を断ち、それにより、最前車軸及び最後車軸の双方に設けられた車輪が遊動輪となるように制御することができる。これにより、最前車軸及び最後車軸の双方の車輪が、中間駆動輪による旋回運動の支障を与えることが防止されるので、小半径での旋回がより容易になる。   In addition to the intermediate drive wheel, when at least one pair of drive wheels is provided on at least the front axle or the last axle, the steering control device applies to the drive wheels other than the intermediate drive wheel when performing a turning motion. The transmission of the driving force is cut off, so that the wheels provided on both the front axle and the rear axle can be controlled to be idle wheels. This prevents both the front and rear axle wheels from interfering with the turning motion by the intermediate drive wheels, making it easier to turn with a small radius.

好適な実施形態では、前から順に第1軸、第2軸、第3軸及び第4軸からなる、軸間距離がほぼ均等な、4つの車軸を備えた8輪車両に、本発明が適用される。この8輪車両では、4対の車輪の全部が駆動輪であり、第1軸と第2軸の2対の車輪が操舵輪であり、第2軸と第3軸の2対の車輪が中間駆動輪である。そして、その2対の中間駆動輪を使って小半径の旋回を行なうことができ、かつ、2対の中間駆動輪で旋回を行なっている間、第1軸と第4軸の2対の駆動輪は、そこへの動力伝達が切断されて、遊動状態になる。   In a preferred embodiment, the present invention is applied to an eight-wheeled vehicle including four axles having a substantially equal distance between the shafts, which is composed of a first axis, a second axis, a third axis, and a fourth axis in order from the front. Is done. In this 8-wheel vehicle, all four pairs of wheels are drive wheels, two pairs of wheels, the first and second axes, are steering wheels, and two pairs of wheels, the second and third axes, are intermediate. It is a drive wheel. Then, the two pairs of intermediate drive wheels can be used to turn with a small radius, and while the two pairs of intermediate drive wheels are turning, two pairs of driving of the first axis and the fourth axis are driven. The wheel is disconnected from the power transmission to the wheel.

このような4軸車両だけでなく、3軸車両や、5軸以上の車軸を持つ車両にも、本発明は適用可能である。   The present invention is applicable not only to such a 4-axis vehicle but also to a 3-axis vehicle or a vehicle having 5 or more axles.

本発明に従う多軸車両の操舵制御装置は、操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、多軸車両の運転速度を検出する運転速度検出手段と、操舵角検出手段によって検出される操舵角と、運転速度検出手段によって検出される運転速度とに基づき、内側の中間駆動輪の速度と外側の中間駆動輪の速度を制御する中間駆動輪速度制御手段とを有することができる。この構成によれば、前進・後退にかかわらず検出された操舵角度や車速(車両代表点速度)などの現在の運転状態に応じて、内側と外側の中間駆動輪の速度が制御されるので、現在の運転状態に適した旋回半径やヨー角速度などの旋回条件で旋回運動を行なうことが可能であり、よって、旋回時における操作性、操縦性ならびに安定性を得ることができる。   A steering control device for a multi-axis vehicle according to the present invention includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steered wheel, a driving speed detection unit that detects a driving speed of the multi-axis vehicle, and a steering detected by the steering angle detection unit. Based on the angle and the driving speed detected by the driving speed detecting means, there can be provided intermediate driving wheel speed control means for controlling the speed of the inner intermediate driving wheel and the speed of the outer intermediate driving wheel. According to this configuration, the speed of the inner and outer intermediate driving wheels is controlled according to the current driving state such as the detected steering angle and vehicle speed (vehicle representative point speed) regardless of whether the vehicle is moving forward or backward. It is possible to perform a turning motion under turning conditions such as a turning radius and a yaw angular velocity suitable for the current driving state, and thus, operability, maneuverability and stability during turning can be obtained.

上述したように検出された現在の運転条件(操舵角度や運転速度など)に基づいて内側と外側の中間駆動輪の速度を制御する場合、その運転条件の下で操舵輪による舵きりだけで旋回したとした場合の旋回半径(通常旋回半径)より小さい旋回半径で旋回運動が行えるように、左側と右側の中間駆動輪のそれぞれの目標速度を決定し、それぞれの目標速度を使って内側と外側の中間駆動輪のそれぞれの速度を制御するようにすることができる。例えば、好適な実施形態では、検出された運転条件から定まる通常旋回半径に、1.0より小さい係数(例えば、0.8程度)を乗算して目標旋回半径を決定し、その小さい目標旋回半径で旋回できるように左側と右側の中間駆動輪のそれぞれ目標速度が決定される。その結果、操舵輪による舵きりだけで旋回する場合より小さい旋回半径での旋回が自動的に実現される。   When controlling the speed of the inner and outer intermediate driving wheels based on the current driving conditions (steering angle, driving speed, etc.) detected as described above, the vehicle turns only by steering with the steered wheels under the driving conditions. The target speed of each of the left and right intermediate drive wheels is determined so that the turning motion can be performed with a turning radius smaller than the turning radius (normal turning radius), and the inside and outside using the respective target speeds. The speed of each of the intermediate drive wheels can be controlled. For example, in a preferred embodiment, the target turning radius is determined by multiplying the normal turning radius determined from the detected driving condition by a factor smaller than 1.0 (for example, about 0.8), and the smaller target turning radius. The target speed of each of the left and right intermediate drive wheels is determined so that the vehicle can turn. As a result, turning with a smaller turning radius is automatically realized when turning only with the steering wheel.

好適な実施形態では、運転速度検出手段は、左側の中間駆動輪の速度と右側の中間駆動輪の速度をそれぞれ検出する。そして、中間駆動輪速度制御手段は、旋回運動を行うとき、検出された左側と右側の中間駆動輪の速度のうち、外側の中間駆動輪の速度に相当する一方が、上述した左側と右側の中間駆動輪の目標速度のうち、外側の中間駆動輪の目標速度に相当する一方とに基づいて、旋回内側と外側の中間駆動輪のそれぞれの速度を制御する。この構成によれば、特に極低速で旋回する場合、所望精度で車輪速度を検出するための所要時間が長くなって制御応答性が低下しても、左右の駆動輪のうちより高速である方の旋回外側の駆動輪の検出速度に基づいて制御が行なわれるので、制御応答性の低下の問題を緩和することができる。   In a preferred embodiment, the driving speed detecting means detects the speed of the left intermediate driving wheel and the speed of the right intermediate driving wheel, respectively. Then, the intermediate drive wheel speed control means, when performing the turning motion, of the detected left and right intermediate drive wheel speeds, one corresponding to the speed of the outer intermediate drive wheel is Based on one of the target speeds of the intermediate drive wheels, which corresponds to the target speed of the outer intermediate drive wheel, the respective speeds of the inner and outer intermediate drive wheels are controlled. According to this configuration, particularly when turning at an extremely low speed, even if the required time for detecting the wheel speed with a desired accuracy is lengthened and the control responsiveness is reduced, the higher speed of the left and right drive wheels Since the control is performed based on the detected speed of the driving wheel outside the turn, the problem of a decrease in control responsiveness can be alleviated.

また、好適な実施形態では、上記運転速度検出手段は、多軸車両の代表点の速度を検出する手段を含み、中間駆動輪速度制御手段は、旋回運動を行うとき、検出された代表点の速度に基づいて、内側の中間駆動輪の速度が代表点の速度より低く且つ外側の中間駆動輪の速度が代表点の速度より高くなるように、内側と外側の中間駆動輪の速度を制御する。この構成により、検出された代表点の速度(現在の車速)に適した旋回半径やヨー角速度などの旋回条件で旋回運動を行なうことが可能であり、旋回時における操作性、操縦性ならびに安定性を得ることができる。   In a preferred embodiment, the driving speed detecting means includes means for detecting the speed of the representative point of the multi-axis vehicle, and the intermediate driving wheel speed control means is configured to detect the representative point detected when performing the turning motion. Based on the speed, the speed of the inner and outer intermediate drive wheels is controlled so that the speed of the inner intermediate drive wheel is lower than the representative point speed and the outer intermediate drive wheel speed is higher than the representative point speed. . With this configuration, it is possible to perform turning motions under turning conditions such as turning radius and yaw angular velocity suitable for the detected representative point speed (current vehicle speed), and operability, maneuverability and stability during turning. Can be obtained.

本発明に従う多軸車両は、左側の中間駆動輪と右側の中間駆動輪とをそれぞれ独立して制動する制動手段を備え、操舵制御装置は、その制動手段を制御する制動力制御手段を有するように構成されてもよい。制動力制御手段は、旋回運動を行なうとき、左側と右側の中間駆動輪にそれぞれ加えられる制動力を調整することができる。この構成によれば、前進・後退にかかわらず、左右の中間駆動輪への制動力の調整により、旋回運動を、例えば次のように制御することができる。   The multi-axle vehicle according to the present invention includes braking means for independently braking the left intermediate driving wheel and the right intermediate driving wheel, and the steering control device includes braking force control means for controlling the braking means. May be configured. The braking force control means can adjust the braking force applied to the left and right intermediate drive wheels when performing a turning motion. According to this configuration, the turning motion can be controlled, for example, as follows by adjusting the braking force applied to the left and right intermediate drive wheels regardless of whether the vehicle is moving forward or backward.

すなわち、好適な実施形態では、内側と外側の中間駆動輪がディファレンシャルギアを介して結合されている。そして、上記制動力制御手段は、旋回運動を行なうとき、内側と外側の中間駆動輪の速度を異ならせるために、内側の中間駆動輪に制動力を与えるよう前記制動手段を制御する。この構成によれば、内側の中間駆動輪に制動力を与えることで、内側の中間駆動輪の速度を落とし、同時に外側の中間駆動輪の速度を上げて、旋回半径を小さくすることができる。   That is, in a preferred embodiment, the inner and outer intermediate drive wheels are coupled via a differential gear. The braking force control means controls the braking means to apply a braking force to the inner intermediate driving wheels in order to make the inner and outer intermediate driving wheels different in speed when performing a turning motion. According to this configuration, by applying a braking force to the inner intermediate drive wheel, the speed of the inner intermediate drive wheel can be reduced, and at the same time, the speed of the outer intermediate drive wheel can be increased to reduce the turning radius.

さらに、好適な実施形態では、上記制動力制御手段が、内側の中間駆動輪がロックしたことを検出する内輪ロック検出手段と、旋内側の中間駆動輪のロックが検出されたとき、内側の中間駆動輪の制動を緩和するとともに、外側の中間駆動に制動力を与えるよう制動手段を制御する内輪ロック解除手段とを有する。この構成によれば、外側の中間駆動輪に制動力を与えることで、内側の駆動輪に生じた車輪ロックを解除することができる。これにより、旋回中に車輪に無理な横力が働くのを防止するとともに、路面状況に応じて旋回半径が大きくばらつくことを予防できる。   Further, in a preferred embodiment, the braking force control means includes an inner ring lock detecting means for detecting that the inner intermediate driving wheel is locked, and an inner intermediate locking wheel when the locking of the inner driving wheel on the inner side is detected. And an inner ring unlocking means for controlling the braking means so as to relieve braking of the driving wheel and to apply a braking force to the outer intermediate drive. According to this configuration, the wheel lock generated on the inner driving wheel can be released by applying a braking force to the outer intermediate driving wheel. As a result, it is possible to prevent an excessive lateral force from acting on the wheel during the turn and to prevent the turning radius from greatly varying depending on the road surface condition.

このように、本発明にかかる多軸車両の好適な実施形態は、上述した制動力制御手段の働きによって、安定な走行状態を保ちながら旋回半径を小さくすることができる。   Thus, the preferred embodiment of the multi-axis vehicle according to the present invention can reduce the turning radius while maintaining a stable traveling state by the action of the braking force control means described above.

また、上述した制動力制御手段は、内側と外側の中間駆動輪にそれぞれ加えられる制動力を制御するために、内側と外側の中間駆動輪をそれぞれ制動する時間を制御するように構成されてよい。その場合、制動力制御手段は、パルス幅制御の方法により周期的に制動と非制動を交互に繰り返し、内側と外側の中間駆動輪の速度を制御するために1周期内での制動時間のデューティ比を制御し、また、中間駆動輪のロックを防止するために各周期の長さを制御するように構成されてよい。このようなパルス幅制御の方法を採用し、中間駆動輪の速度制御をデューティ比の調整で行い、ロック防止を周期の調整で行なうことにより、安定した制御を実現することができる。   Further, the braking force control means described above may be configured to control the time for braking the inner and outer intermediate driving wheels, respectively, in order to control the braking force applied to the inner and outer intermediate driving wheels, respectively. . In that case, the braking force control means periodically repeats braking and non-braking alternately by the pulse width control method, and controls the speed of the inner and outer intermediate driving wheels to control the duty of the braking time within one cycle. It may be configured to control the length of each cycle to control the ratio and prevent locking of the intermediate drive wheels. By adopting such a pulse width control method, speed control of the intermediate drive wheels is performed by adjusting the duty ratio, and lock prevention is performed by adjusting the period, stable control can be realized.

本発明の別の側面に従えば、上述したよう多軸車両における操舵制御装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a steering control device for a multi-axis vehicle as described above is provided.

本発明によれば、3軸以上の車軸を有する多軸車両において効果的に小回り性能を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to effectively improve the turning performance in a multi-axle vehicle having three or more axles.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態にかかる多軸車両の操舵制御装置について説明する。   Hereinafter, a steering control device for a multi-axis vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、本発明の実施形態にかかる多軸車両における操舵制御の概要を説明する。   First, an overview of steering control in a multi-axle vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、この実施形態にかかる多軸車両20は、前から順に第1軸22、第2軸24、第3軸26及び第4軸28からなる4車軸を備えた8輪車両である。4車軸22、24、26、28の軸間距離はほぼ均等であって、第1、2軸22、24間距離が短く、第2、3軸24、26間距離が長く、かつ第3、4軸26、28間距離が近いというような車軸配置ではない。必ずしも、軸間距離がほぼ均等であるという車軸配置でなければ本発明が適用できないわけではないが、この車軸配置は、本発明による小回り性能の向上という効果を得るために好ましいものである。   As shown in FIG. 1, the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment includes an eight-wheel vehicle including four axles including a first shaft 22, a second shaft 24, a third shaft 26, and a fourth shaft 28 in order from the front. It is. The distance between the four axles 22, 24, 26, and 28 is substantially equal, the distance between the first and second axes 22, 24 is short, the distance between the second and third axes 24, 26 is long, and the third, The axle arrangement is not such that the distance between the four axes 26 and 28 is short. The present invention is not necessarily applied unless the axle arrangement is such that the distance between the shafts is substantially uniform, but this axle arrangement is preferable in order to obtain the effect of improving the turning performance according to the present invention.

第1軸22と第2軸24からなる前2軸に設けられた2対の車輪32L、32R、34L、34Rは、アッカーマンリンク(図示せず)に結合された方向可変の操舵輪である。他方、第3軸26と第4軸28からなる後2軸に設けられた2対の車輪36L、36R、38L、38Rは、方向不変の非操舵輪である。また、第2軸24と第3軸26とからなる中間2軸に設けられた2対の車輪34L、34R、36L、36Rは、エンジン(図示せず)からの駆動力を受ける駆動輪である。また、最前の第1軸22の左右車輪32L、32Rと、最後の第4軸28の左右車輪38L、38Rは、いずれも、後に説明するクラッチにより、駆動輪と遊動輪とに切り替えることができる。この明細書では、中間2軸24、26の駆動輪34L、34R、36L、36Rを、第1、4軸22、28の駆動輪32L、32R、38L、38Rから区別するために、「中間駆動輪」と呼ぶ。   Two pairs of wheels 32L, 32R, 34L, and 34R provided on the front two shafts including the first shaft 22 and the second shaft 24 are directionally variable steering wheels coupled to an Ackermann link (not shown). On the other hand, two pairs of wheels 36L, 36R, 38L, and 38R provided on the rear two axes including the third shaft 26 and the fourth shaft 28 are non-steering wheels that do not change direction. Further, two pairs of wheels 34L, 34R, 36L, 36R provided on two intermediate shafts composed of the second shaft 24 and the third shaft 26 are driving wheels that receive a driving force from an engine (not shown). . Further, the left and right wheels 32L and 32R of the foremost first shaft 22 and the left and right wheels 38L and 38R of the last fourth shaft 28 can be switched between driving wheels and idle wheels by a clutch which will be described later. . In this specification, in order to distinguish the drive wheels 34L, 34R, 36L, 36R of the intermediate two shafts 24, 26 from the drive wheels 32L, 32R, 38L, 38R of the first and fourth shafts 22, 28, “intermediate drive” is described. It is called a “ring”.

この実施形態にかかる多軸車両20に搭載された、本発明の原理に従がう旋回制御装置は、操舵輪32L、32R、34L、34Rの旋回操舵が行なわれると、左側の中間駆動輪34L、36Lと右側の中間駆動輪34R、36Rの回転速度を異なる速度に制御する。左側の中間駆動輪34L、36Lと右側の中間駆動輪34R、36Rとの間の速度差により、強制的に多軸車両20の進路が変更されるので、操舵輪32L、32R、34L、34Rの舵きりのみで旋回する場合より小さい半径で、多軸車両20が旋回する。   The turning control device according to the principle of the present invention mounted on the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment performs the left steering wheel 32L, 32R, 34L, 34R when the steering wheel 32L, 32R, 34L, 34R is turned. , 36L and the right intermediate drive wheels 34R, 36R are controlled at different speeds. The course of the multi-axle vehicle 20 is forcibly changed due to the speed difference between the left intermediate drive wheels 34L, 36L and the right intermediate drive wheels 34R, 36R, so that the steering wheels 32L, 32R, 34L, 34R The multi-axis vehicle 20 turns with a smaller radius than when turning only by rudder.

一例として、右方向に旋回する場合を想定して、より具体的に説明する。この場合、旋回外側(左側)の中間駆動輪34L、36Lは高い走行速度Voutで走行するように回転速度が制御され、これに対し、旋回内側(右側)の中間駆動輪34R、36Rは低い走行速度Vinで走行するように回転速度が制御される。ここで、旋回外側の2つの中間駆動輪34L、36Lは、まとめて、巨大な1つの中間駆動輪40Lとみなすことができ、同様に、旋回内側の2つの中間駆動輪34R、36Rも、まとめて、巨大な1つの中間駆動輪40Rとみなすことができる。従って、外側と内側の巨大な中間駆動輪40Lと40Rがそれぞれ異なる走行速度VoutとVinで走行するとみなすことができ、旋回外側の中間駆動輪34L、36L(40L)が描く旋回半径は概ね図示のような大半径Routとなり、旋回内側の中間駆動輪34R、36R(40R)が描く旋回半径は概ね図示のような小半径Rinとなる。   As an example, a more specific description will be given assuming that the vehicle turns to the right. In this case, the rotational speed is controlled so that the intermediate drive wheels 34L and 36L on the outer side (left side) of the turn travel at a high travel speed Vout, whereas the intermediate drive wheels 34R and 36R on the inner side (right side) of the turn travel at a low speed. The rotational speed is controlled so as to travel at the speed Vin. Here, the two intermediate drive wheels 34L and 36L outside the turn can be collectively considered as one huge intermediate drive wheel 40L, and similarly, the two intermediate drive wheels 34R and 36R inside the turn are also put together. Thus, it can be regarded as one huge intermediate drive wheel 40R. Accordingly, it can be considered that the outer and inner huge intermediate driving wheels 40L and 40R travel at different traveling speeds Vout and Vin, respectively, and the turning radius drawn by the intermediate driving wheels 34L and 36L (40L) on the outer side of the turning is approximately illustrated. Thus, the turning radius drawn by the intermediate drive wheels 34R and 36R (40R) inside the turning is approximately the small radius Rin as shown in the drawing.

ここで、多軸車両20の代表点30を多軸車両20の車体の長さと幅の中央付近に設けた場合、この代表点30の走行速度V0と旋回半径R0と旋回のヨー角速度ωについて、次の関係式100が近似的に成立する。式100において、記号Hは、左右の中間駆動輪40L、40R間の距離を表し、この距離Hは概略的には車体の幅にほぼ相当する(以下、この距離Hを「車幅」という)。 Here, when the representative point 30 of the multi-axis vehicle 20 is provided near the center of the length and width of the vehicle body of the multi-axis vehicle 20, the traveling speed V 0 , turning radius R 0, and turning yaw angular velocity ω of the representative point 30. The following relational expression 100 is approximately established. In Expression 100, symbol H represents the distance between the left and right intermediate drive wheels 40L, 40R, and this distance H roughly corresponds to the width of the vehicle body (hereinafter, this distance H is referred to as "vehicle width"). .

Figure 2007055478
ここで、代表点30は車体の中央付近に配置されているから、代表点30の旋回半径R0は、次式102で表される。
Figure 2007055478
Here, since the representative point 30 is arranged near the center of the vehicle body, the turning radius R 0 of the representative point 30 is expressed by the following expression 102.

Figure 2007055478
よって、次の関係式104が近似的に成立する。
Figure 2007055478
Therefore, the following relational expression 104 is approximately established.

Figure 2007055478
この実施形態にかかる多軸車両20では、左側の中間駆動輪34L、36Lと右側の中間駆動輪34R、36Rがそれぞれディファレンシャルギヤで連結され、それらのディファレンシャルギヤの入力軸にトランスミッションの出力軸の回転速度が与えられる。この場合、多軸車両20が直進走行する時の走行速度Vdは下式106で与えられる。
Figure 2007055478
In the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment, the left intermediate drive wheels 34L and 36L and the right intermediate drive wheels 34R and 36R are connected by differential gears, respectively, and the rotation of the output shaft of the transmission is performed on the input shafts of these differential gears. Speed is given. In this case, the traveling speed Vd when the multi-axis vehicle 20 travels straight is given by the following formula 106.

Figure 2007055478
上記の式104と式106から、V0=Vdであり、代表点30の走行速度V0は、トランスミッションの出力軸の回転速度から読み取ることができる。
Figure 2007055478
From the above equations 104 and 106, V 0 = Vd, and the traveling speed V 0 at the representative point 30 can be read from the rotational speed of the output shaft of the transmission.

代表点30の走行速度(以下、「代表速度」という)V0が或る値である時、旋回外側の中間駆動輪34L、36Lの走行速度(以下、「外側中間駆動輪速度」という)Voutを代表速度V0より大きい或る値になるよう制御すれば、旋回内側の中間駆動輪34R、36Rの走行速度(以下、「内側中間駆動輪速度」という)Vinは、上記式2に従って自動的に、代表速度V0より低い或る値に決まる。或いは、旋回内側の中間駆動輪34R、36Rに制動力を加えて、内側中間駆動輪速度Vinを代表速度V0より低い値に制御すれば、自動的に、外側中間駆動輪速度Voutは、上記式104に従って自動的に、代表速度V0より高い値に制御される。 When the travel speed (hereinafter referred to as “representative speed”) V 0 of the representative point 30 is a certain value, the travel speed (hereinafter referred to as “outer intermediate drive wheel speed”) Vout of the intermediate drive wheels 34L and 36L outside the turn. Is controlled to be a value larger than the representative speed V 0 , the traveling speed Vin of the intermediate drive wheels 34R and 36R inside the turn (hereinafter referred to as “inner intermediate drive wheel speed”) Furthermore, it is determined to be a certain value lower than the representative speed V 0 . Alternatively, if the braking force is applied to the inner drive wheels 34R, 36R inside the turn and the inner intermediate drive wheel speed Vin is controlled to a value lower than the representative speed V 0 , the outer intermediate drive wheel speed Vout is automatically The value is automatically controlled to be higher than the representative speed V 0 according to the equation 104.

このように旋回時に内側中間駆動輪速度Vinと外側中間駆動輪速度Voutを異なる値に制御することにより、式100と式102により導かれる次の式108により決まる旋回半径R0でに近い半径で、多軸車両20が旋回する。 In this way, by controlling the inner intermediate driving wheel speed Vin and the outer intermediate driving wheel speed Vout to different values at the time of turning, a radius close to the turning radius R 0 determined by the following expression 108 derived from the expression 100 and the expression 102 is obtained. The multi-axis vehicle 20 turns.

Figure 2007055478
ところで、上述した内側の中間駆動輪34R、36Rに制動力を加える制御において、中間駆動輪34R、36Rに制動をかけすぎてその車輪速度Vinがその目標値より低下してロックしそうになった場合、ディファレンシャルギアの作用で、外側中間駆動輪速度Voutがその目標値を超過してしまい、適正な半径と角度速度での旋回ができないことになる。この問題を解決するため、この実施形態にかかる多軸車両20の操舵制御装置は、外側中間駆動輪速度Voutがその目標値を大きく超過してしまった場合(或は、内側中間駆動輪速度Vinが車輪ロックが生じそうなほどに低下した場合)には、外側の中間駆動輪34L、36Lに制動力を与えることで、ディファレンシャルギアから内輪側に加速トルクを与え、下がり過ぎた内側中間駆動輪速度Vinを上昇させて目標値へ戻すことができる。
Figure 2007055478
By the way, in the control for applying the braking force to the inner intermediate driving wheels 34R and 36R described above, when the intermediate driving wheels 34R and 36R are excessively braked and the wheel speed Vin is lower than the target value, it is likely to be locked. As a result of the action of the differential gear, the outer intermediate driving wheel speed Vout exceeds the target value, and turning with an appropriate radius and angular speed cannot be performed. In order to solve this problem, the steering control device for the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment is configured such that the outer intermediate drive wheel speed Vout greatly exceeds the target value (or the inner intermediate drive wheel speed Vin). Is lowered to the extent that the wheel lock is likely to occur), the braking force is applied to the outer intermediate drive wheels 34L and 36L, so that the acceleration torque is applied from the differential gear to the inner ring side, and the inner intermediate drive wheel is lowered too much. The speed Vin can be increased and returned to the target value.

このように、この実施形態にかかる多軸車両20の操舵制御装置は、内側の中間駆動輪34R、36Rと外側の中間駆動輪34L、36Lのそれぞれに独立して制動力を加えることにより、所望の旋回半径と角速度での旋回を可能にする。   As described above, the steering control device for the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment applies a braking force to each of the inner intermediate driving wheels 34R and 36R and the outer intermediate driving wheels 34L and 36L independently. Enables turning at a turning radius and angular velocity.

中間駆動輪速度Vin、Voutを検出するための速度センサの構成には、種々のバリエーションが採用できる。この実施形態にかかる多軸車両20では、一例として、各間駆動輪に取り付けた磁性体の歯車の回転を、磁気回路等を用いた電磁ピックアップでパルス信号として取り込み計数するという構成の磁気式の回転数センサを採用する。この磁気式の回転数センサは、光学的なロータリエンコーダを用いた光学式の回転数センサに比べた場合、堅牢であるという利点を持つが、反面、構造的に角度分解能を非常高くすることが難しい。そのため、磁気式の回転数センサによると、車輪の速度が低下するほど、パルス信号の発生間隔が長くなり、十分な精度で速度を検出するために必要な数のパルス信号を計数する所要時間が長くなり、操舵制御装置の応答時間が長くなる。この問題を軽減するため、この実施形態にかかる多軸車両20の操舵制御装置は、左側の中間駆動輪34R、36Rと右側の中間駆動輪34L、36Lの双方にそれぞれ取り付けられた速度検出装置を備え、そして、旋回時には、旋回方向に応じて(例えば、操舵輪の操舵角に基づいて)、左側の中間駆動輪34R、36Rと右側の中間駆動輪34L、36Lのうちから外側の中間駆動輪(つまり、より高速に回転する方の駆動輪)を選択し、その外側の中間駆動輪に設けられた速度検出装置からのパルス信号に基づいて計算される外側の中間駆動輪速度Voutを用いて、上述したような操舵制御を行なう。これにより、低速運転時の制御応答性の低下を軽減することができる。   Various variations can be adopted in the configuration of the speed sensor for detecting the intermediate drive wheel speeds Vin and Vout. In the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment, as an example, a magnetic type of a configuration in which the rotation of a magnetic gear attached to each drive wheel is captured and counted as a pulse signal by an electromagnetic pickup using a magnetic circuit or the like. Uses a rotation speed sensor. This magnetic rotational speed sensor has the advantage of being robust when compared to an optical rotational speed sensor using an optical rotary encoder, but on the other hand, the angular resolution is structurally very high. difficult. Therefore, according to the magnetic rotational speed sensor, the lower the wheel speed, the longer the pulse signal generation interval, and the time required to count the number of pulse signals necessary to detect the speed with sufficient accuracy. The response time of the steering control device becomes longer. In order to alleviate this problem, the steering control device for the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment includes speed detection devices attached to both the left intermediate drive wheels 34R and 36R and the right intermediate drive wheels 34L and 36L, respectively. In addition, when turning, depending on the turning direction (for example, based on the steering angle of the steered wheels), the outer intermediate drive wheels out of the left intermediate drive wheels 34R and 36R and the right intermediate drive wheels 34L and 36L. (I.e., the drive wheel that rotates at a higher speed) is selected and the outer intermediate drive wheel speed Vout calculated based on the pulse signal from the speed detection device provided on the outer intermediate drive wheel is used. The steering control as described above is performed. Thereby, the fall of the control responsiveness at the time of low speed driving | operation can be reduced.

さらに、滑りやすいなどの路面状況下では、内側中間駆動輪に過剰な制動力をかけると内側中間駆動輪がロックしてしまう。そこで、この実施形態にかかる多軸車両20の操舵制御装置は、内側中間駆動輪速度Vinを、内側中間駆動輪のロック状態を検出するために利用する。そして、中間駆動輪のロックが検出された場合には、操舵制御装置は、内側中間駆動輪の制動を一時的に中止するとともに、外側中間駆動輪に一時的に制動力を加えることで、ディファレンシャルギヤからのトルクによって、内側中間駆動輪のロックを解除する。   In addition, under road conditions such as slipperiness, the inner intermediate drive wheels are locked if an excessive braking force is applied to the inner intermediate drive wheels. Therefore, the steering control device for the multi-axis vehicle 20 according to this embodiment uses the inner intermediate driving wheel speed Vin to detect the locked state of the inner intermediate driving wheel. When the lock of the intermediate drive wheel is detected, the steering control device temporarily stops the braking of the inner intermediate drive wheel and temporarily applies a braking force to the outer intermediate drive wheel, so that the differential The inner intermediate drive wheel is unlocked by the torque from the gear.

車輪のブレーキの構成には、種々のバリエーションが採用できる。この実施形態にかかる多軸車両20では、一例として、乾式のエアブレーキを使用する。乾式のエアブレーキの場合、ブレーキ内部の摩擦係数がブレーキの発熱によって変化して制動力を線形に制御することが難しく、また、エア配管の圧力伝達に応答遅れが存在する。そのため、制動力そのものをフィードバック制御すると、制御が発散するおそれがある。そこで、この実施形態にかかる多軸車両20の操舵制御装置は、回転数センサからのフィードバックに基づいて、適当なタイミングでブレーキをON-OFF制御するための構成を備える。具体的には、エア圧を増圧するための電磁弁を励磁する時間Ton((つまり、ブレーキをONにする時間であり、以下、「ブレーキオン時間」という)と、励磁を行なわない時間Toff(つまり、ブレーキをOFFにする時間であり、以下、「ブレーキオフ時間」という)との間のデューティ比S=Ton/(Ton+Toff)と、ON-OFF周期T=(Ton+Toff)とが、フィードバック制御により自動調整される。   Various variations can be adopted in the configuration of the wheel brake. In the multi-axis vehicle 20 according to this embodiment, as an example, a dry air brake is used. In the case of a dry air brake, it is difficult to control the braking force linearly because the coefficient of friction inside the brake changes due to heat generated by the brake, and there is a response delay in the pressure transmission of the air piping. Therefore, if the braking force itself is feedback-controlled, the control may be diverged. Therefore, the steering control device for the multi-axis vehicle 20 according to this embodiment has a configuration for ON / OFF control of the brake at an appropriate timing based on feedback from the rotation speed sensor. Specifically, the time Ton for exciting the solenoid valve for increasing the air pressure (that is, the time for turning on the brake, hereinafter referred to as “brake on time”) and the time Toff for not performing the excitation ( In other words, it is the time to turn off the brake, and hereinafter the duty ratio S = Ton / (Ton + Toff) and the ON-OFF cycle T = (Ton + Toff) It is automatically adjusted by feedback control.

次に、本発明の一実施形態にかかる多軸車両20及び操作制御装置について、より具体的に説明する。   Next, the multi-axle vehicle 20 and the operation control device according to the embodiment of the present invention will be described more specifically.

図2は、本発明の一実施形態にかかる多軸車両20の車輪駆動機構の構成を示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the wheel drive mechanism of the multi-axle vehicle 20 according to the embodiment of the present invention.

図2に示すように、エンジン(図示省略)により駆動されるトランスミッション50の出力軸52が分配ギヤ54に接続され、分配ギヤ54の2つの出力軸56、58がそれぞれ第2軸24と第3軸26のディファレンシャルギヤ60、70に接続される。ここで、分配ギヤ54の構成には、ディファレンシャルギヤあるいは単なる等速分配ギヤを用いることができるが、この実施形態では説明を簡単にするため、入力軸52と2つの出力軸56の回転数が等しい等速分配ギヤを用いるものとする。   As shown in FIG. 2, an output shaft 52 of a transmission 50 driven by an engine (not shown) is connected to a distribution gear 54, and two output shafts 56 and 58 of the distribution gear 54 are respectively connected to a second shaft 24 and a third shaft. Connected to the differential gears 60 and 70 of the shaft 26. Here, although a differential gear or a simple constant speed distribution gear can be used for the configuration of the distribution gear 54, in this embodiment, the rotational speeds of the input shaft 52 and the two output shafts 56 are set to simplify the explanation. Suppose that equal constant speed distribution gears are used.

分配ギヤ54の出力軸56は、第2軸24のディファレンシャルギヤ60に接続されてこれを駆動するだけでなく、第2軸24のディファレンシャルギヤ60を貫通して、第1軸駆動クラッチ64の入力軸62に接続され、第1軸駆動クラッチ64の出力軸66は、第1軸22のディファレンシャルギヤ68に接続される。同様に、分配ギヤ54の出力軸58は、第3軸26のディファレンシャルギヤ70に接続されるだけでなく、第3軸26のディファレンシャルギヤ70を貫通して、第4軸駆動クラッチ74の入力軸72に接続され、第4軸駆動クラッチ74の出力軸76は第4軸28のディファレンシャルギヤ78に接続される。   The output shaft 56 of the distribution gear 54 is not only connected to and driven by the differential gear 60 of the second shaft 24, but also passes through the differential gear 60 of the second shaft 24 to input the first shaft drive clutch 64. The output shaft 66 of the first shaft driving clutch 64 is connected to the shaft 62 and is connected to the differential gear 68 of the first shaft 22. Similarly, the output shaft 58 of the distribution gear 54 is not only connected to the differential gear 70 of the third shaft 26, but also passes through the differential gear 70 of the third shaft 26 to input the input shaft of the fourth shaft drive clutch 74. 72 and the output shaft 76 of the fourth shaft driving clutch 74 is connected to the differential gear 78 of the fourth shaft 28.

従って、第2軸24と第3軸26は常に分配ギヤ54からの動力により駆動されるので、第2軸24と第3軸26に結合された4つの中間駆動輪34L、34R、36L、36Rは常に駆動輪である。これに対し、第1軸24に結合された車輪32L、32Rは、第1軸駆動クラッチ64が接続されているときは駆動輪であるが、第1軸駆動クラッチ64が切り離されているときには遊動輪である。同様に、第4軸28に結合された車輪38L、38Rも、第4軸駆動クラッチ74が接続されているときは駆動輪であるが、第4軸駆動クラッチ74が切り離されているときには遊動輪である。   Accordingly, since the second shaft 24 and the third shaft 26 are always driven by the power from the distribution gear 54, the four intermediate drive wheels 34L, 34R, 36L, 36R coupled to the second shaft 24 and the third shaft 26 are used. Is always a drive wheel. In contrast, the wheels 32L and 32R coupled to the first shaft 24 are drive wheels when the first shaft drive clutch 64 is connected, but are idle when the first shaft drive clutch 64 is disconnected. It is a ring. Similarly, the wheels 38L and 38R coupled to the fourth shaft 28 are also drive wheels when the fourth shaft drive clutch 74 is connected, but are idle wheels when the fourth shaft drive clutch 74 is disconnected. It is.

この実施形態にかかる多軸車両20の操舵制御装置は、中間駆動輪34L、34R、36L、36Rを使って上記のように旋回運動を行なっている間、第1軸駆動クラッチ64と第4軸駆動クラッチ74の双方を切り離して、図3に示すように、第1軸22と第4軸28の車輪32L、32R、38L、38Rの全てを遊動状態にする。遊動状態にあるこれらの車輪32L、32R、38L、38Rは、エンジンの回転数に拘束されず、路面から受ける力で自由に回転できるので、中間駆動輪34L、34R、36L、36Rによる旋回運動を妨げない。   The steering control device for the multi-axis vehicle 20 according to this embodiment includes the first shaft drive clutch 64 and the fourth shaft while performing the turning motion as described above using the intermediate drive wheels 34L, 34R, 36L, 36R. Both the drive clutches 74 are disconnected, and all the wheels 32L, 32R, 38L, and 38R of the first shaft 22 and the fourth shaft 28 are set in the idle state as shown in FIG. Since these wheels 32L, 32R, 38L, and 38R in the idle state are not restricted by the rotational speed of the engine and can be freely rotated by the force received from the road surface, the turning motion by the intermediate drive wheels 34L, 34R, 36L, and 36R is performed. I do not disturb.

図4は、この実施形態にかかる多軸車両20に搭載されたエアブレーキの配管システムのうち、本発明の説明に必要な部分だけを示す。   FIG. 4 shows only the part necessary for the description of the present invention in the piping system of the air brake mounted on the multi-axle vehicle 20 according to this embodiment.

図4に示すように、8つの車輪のブレーキシリンダ110L、R〜116L、Rは、1つのブレーキペダル118により操作されるブレーキバルブ120の出力である2系統のブレーキ配管140、150のいずれかに接続されている。運転者がブレーキペダル118を踏めば、エアタンク(図示せず)から供給された元配管160の高圧空気が8つのブレーキシリンダ110L、R〜116L、Rの全てに供給されて、8車輪全てに制動力が加えられ、他方、運転者がブレーキペダル118から足を離せば、8つのブレーキシリンダ110L、R〜116L、R内の高圧空気がブレーキバルブ120を通じて大気へ放出されて(点線矢印参照)、8車輪全ての制動力が消失する。   As shown in FIG. 4, the brake cylinders 110 </ b> L, R to 116 </ b> L, R of the eight wheels are connected to any one of the two brake pipes 140, 150 that are the outputs of the brake valve 120 operated by one brake pedal 118. It is connected. When the driver depresses the brake pedal 118, the high-pressure air in the main pipe 160 supplied from an air tank (not shown) is supplied to all of the eight brake cylinders 110L, R to 116L, R to control all eight wheels. When power is applied and the driver removes his foot from the brake pedal 118, the high-pressure air in the eight brake cylinders 110L, R to 116L, R is released to the atmosphere through the brake valve 120 (see dotted arrows), The braking power of all 8 wheels disappears.

第2軸と第3軸の4つの中間駆動輪用の4つのブレーキシリンダ112L、R、114L、Rへの配管には、自動増圧制御弁122L、R、124L、R、自動増圧チェックバルブ142L、R、144L、R、手動増圧チェックバルブ152L、R、154L、Rならびに減圧絞り162L、R、164L、Rが設けられてある。上述したブレーキペダル118の操作に応答したエア供給とは独立して、自動増圧制御弁122L、R、124L、Rの開閉によっても、元配管160の高圧空気が中間駆動輪用の4つのブレーキシリンダ112L、R、114L、Rへ供給されるようになっている。すなわち、4つの中間駆動輪に対応した自動増圧制御弁122L、R、124L、Rを個別に励磁することにより、ブレーキシリンダ112L、R、114L、Rに個別に高圧空気を供給して、4つの中間駆動輪に個別に制動力を加えることができる。   In the piping to the four brake cylinders 112L, R, 114L, R for the four intermediate drive wheels of the second shaft and the third shaft, the automatic pressure increase control valves 122L, R, 124L, R, the automatic pressure increase check valve 142L, R, 144L, R, manual pressure increase check valves 152L, R, 154L, R and pressure reducing throttles 162L, R, 164L, R are provided. Independent of the air supply in response to the operation of the brake pedal 118 described above, the high pressure air in the main pipe 160 is also supplied to the four brakes for the intermediate drive wheels by opening and closing the automatic pressure increase control valves 122L, R, 124L, R. The cylinders 112L, R, 114L, and R are supplied. That is, by individually exciting the automatic pressure increase control valves 122L, R, 124L, R corresponding to the four intermediate drive wheels, high pressure air is individually supplied to the brake cylinders 112L, R, 114L, R, and 4 The braking force can be individually applied to the two intermediate drive wheels.

以下、4つの中間駆動輪中の第2軸右側車輪34R用のブレーキ系統を例にとり、図5〜図8を用いて、自動増圧制御弁の働きを説明する。   Hereinafter, the operation of the automatic pressure increase control valve will be described with reference to FIGS. 5 to 8 by taking a brake system for the second shaft right wheel 34R in the four intermediate drive wheels as an example.

図5と図6は、ブレーキペダル118が踏まれていないときに自動増圧制御弁122Rを開閉した場合の動作を示す。   5 and 6 show the operation when the automatic pressure increase control valve 122R is opened and closed when the brake pedal 118 is not depressed.

ブレーキペダル118が踏まれていないときに、自動増圧制御弁122Rが励磁されて開くと、図5に示すように、元配管160からの高圧空気が自動増圧制御弁122Rと自動増圧チェックバルブ142Rを通ってブレーキシリンダ112Rに流入する(矢印170)とともに、その一部が減圧絞り162Rとブレーキバルブ120を通って大気に放出される(矢印172)。自動増圧制御弁122Rの配管抵抗は減圧絞りに比べて十分低いので、自動増圧制御弁122Rを励磁し続ければ、ブレーキシリンダ112Rにはエアタンクの高圧空気とほぼ同じ圧力を加えることができる。その後、自動増圧制御弁122Rが遮断されると、図6に示すように、ブレーキシリンダ中112Rの高圧空気が減圧絞り162Rとブレーキバルブ120を通って大気に放出される(矢印172)。   When the automatic pressure increase control valve 122R is excited and opened when the brake pedal 118 is not depressed, the high-pressure air from the main pipe 160 and the automatic pressure increase control valve 122R and the automatic pressure increase check as shown in FIG. The air flows into the brake cylinder 112R through the valve 142R (arrow 170), and a part thereof is released to the atmosphere through the decompression throttle 162R and the brake valve 120 (arrow 172). Since the piping resistance of the automatic pressure increase control valve 122R is sufficiently lower than that of the pressure reducing throttle, if the automatic pressure increase control valve 122R is continuously excited, substantially the same pressure as the high pressure air in the air tank can be applied to the brake cylinder 112R. Thereafter, when the automatic pressure increase control valve 122R is shut off, as shown in FIG. 6, the high pressure air in the brake cylinder 112R is released to the atmosphere through the pressure reducing throttle 162R and the brake valve 120 (arrow 172).

図7は、自動増圧制御弁の励磁に伴うブレーキシリンダ内の圧力変化と制動力の時間的な関係を示したものである。   FIG. 7 shows the temporal relationship between the pressure change in the brake cylinder accompanying the excitation of the automatic pressure increase control valve and the braking force.

図7に示すように、時刻t0で自動増圧弁の励磁がオンされると、配管中の空気の伝播遅れ時間(例えば、約20〜30ミリ秒)後に、ブレーキシリンダ圧力が上昇し始める(時刻t1)。ブレーキシリンダ圧力が所定のオフセット圧よりも高くなると、ブレーキ内部でバネを開放しようとする内蔵バネの力に打ち勝ってブレーキが閉まり、制動力が発生し始める(時刻t2)。   As shown in FIG. 7, when the excitation of the automatic pressure increasing valve is turned on at time t0, the brake cylinder pressure starts to increase after the propagation delay time of air in the pipe (for example, about 20 to 30 milliseconds) (time t1). When the brake cylinder pressure becomes higher than a predetermined offset pressure, the brake is closed by overcoming the force of the built-in spring that attempts to open the spring inside the brake, and braking force starts to be generated (time t2).

その後、時刻t3で自動増圧弁の励磁がオフされると、配管中の空気の伝播遅れ時間後、ブレーキシリンダ圧力が低下し始める(時刻t4)。これは、ブレーキシリンダ中の高圧空気が減圧絞りとブレーキバルブを通って大気に放出されるために圧力が低下するものである。ブレーキシリンダ中の圧力がオフセット圧を下回ったとき(時刻t5)、ブレーキ内部の内蔵バネの力に負けてブレーキが開放され、制動力が消失する。   Thereafter, when the excitation of the automatic pressure increasing valve is turned off at time t3, the brake cylinder pressure starts to decrease after the propagation delay time of air in the pipe (time t4). This is because the high pressure air in the brake cylinder is released to the atmosphere through the decompression throttle and the brake valve, so that the pressure decreases. When the pressure in the brake cylinder falls below the offset pressure (time t5), the brake is released against the force of the built-in spring inside the brake, and the braking force disappears.

図8は、自動増圧制御弁の励磁のオンとオフを交互に繰り返した場合の制動力の推移を示したものである。   FIG. 8 shows the transition of the braking force when the excitation of the automatic pressure increasing control valve is alternately turned on and off.

図8において、異なる長さのオン時間Ton1とTon2の時の制動力平均値F1とF3を比較すればわかるように、オン時間Tonを延ばせば制動力の平均値は上昇し、制動力の最大値に近づく。また、オン時間Ton1とオフ時間Toff1の時の制動力平均値F1とF2を比較すればわかるように、オフ時間Toff1を延ばせは制動力の平均値は減少し、ゼロに近づく。   In FIG. 8, as can be seen by comparing the braking force average values F1 and F3 when the on times Ton1 and Ton2 have different lengths, if the on time Ton is increased, the average value of the braking force increases, and the maximum braking force is obtained. Approaching the value. Further, as can be seen by comparing the braking force average values F1 and F2 at the on time Ton1 and the off time Toff1, the average value of the braking force decreases and approaches zero when the off time Toff1 is extended.

このように、励磁電流のパルス幅としてのオン時間Tonとオフ時間Toffを調整することにより単位時間あたりの制動力の平均値を制御することができる。すなわち、自動増圧制御弁の励磁タイミングの調節によって、単位時間あたりの制動力の平均値を制御することができる。   In this way, the average value of the braking force per unit time can be controlled by adjusting the on time Ton and the off time Toff as the pulse width of the excitation current. That is, the average value of the braking force per unit time can be controlled by adjusting the excitation timing of the automatic pressure increase control valve.

次に、以上のような構成の車輪駆動機構を備えた多軸車両20に搭載された操舵制御装置について、詳細に説明する。   Next, the steering control device mounted on the multi-axis vehicle 20 including the wheel drive mechanism having the above-described configuration will be described in detail.

図9は、この多軸車両20に搭載された操舵制御装置180の、本発明の原理に従う操舵制御に直接関わる部分の構成を示す。   FIG. 9 shows a configuration of a portion of the steering control device 180 mounted on the multi-axis vehicle 20 that is directly related to steering control according to the principle of the present invention.

図9に示すように、操舵制御装置180は、例えばプログラムされたマイクロコンピュータを用いた電子制御ユニット(以下、「ECU」という)192を備える。ECU192は、4つの中間駆動輪34L、R、36L、R、にそれぞれ設けられた回転数センサ182L、R、184L、Rから、4つの中間駆動輪34L、R、36L、Rの速度、すなわち、第2軸左車輪速度V2L、第2軸右車輪速度V2R、第3軸左車輪速度V3L、第3軸右車輪速度V3Rをそれぞれ表す信号を入力する。また、ECU192は、多軸車両20の運転席内の操舵ハンドル(図示せず)又は4つの操舵輪32L、R、34L、Rなどに設けられた操舵角センサ186から、操舵輪32L、R、34L、Rの操舵角度ψを表す信号を入力する。さらに、ECU192は、トランスミッションの出力軸52に設けられた回転数センサ188から、トランスミッション出力軸回転数N0を表す信号を入力する。 As shown in FIG. 9, the steering control device 180 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 192 using, for example, a programmed microcomputer. The ECU 192 determines the speeds of the four intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R from the rotational speed sensors 182L, R, 184L, R provided on the four intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R, respectively. Signals representing the second axis left wheel speed V 2L , the second axis right wheel speed V 2R , the third axis left wheel speed V 3L , and the third axis right wheel speed V 3R are input. Further, the ECU 192 receives a steering wheel 32L, R, R from a steering angle sensor 186 provided on a steering handle (not shown) in the driver's seat of the multi-axis vehicle 20 or the four steering wheels 32L, R, 34L, R, and the like. A signal representing the steering angle ψ of 34L and R is input. Further, the ECU 192 inputs a signal representing the transmission output shaft rotational speed N 0 from the rotational speed sensor 188 provided on the output shaft 52 of the transmission.

さらに、ECU192には、運転席内に設けられた制御選択スイッチ190が接続される。制御選択スイッチ190は、運転者により操作されて、本発明の原理に従う操舵制御をオンにするかオフにするかの選択信号を、ECU192に与える。ECU192は、制御選択スイッチ190から制御オン指令を受けた場合には、本発明の原理に従って中間駆動輪を使うことにより、操舵輪の舵きりだけに従う旋回半径より小さい旋回半径で旋回を行なう運転モードを選択する(以下、この運転モードを「機動モード」という)が、他方、制御オフ指令を受けた場合には、旋回半径を小さくする制御を実行せず、操舵輪の舵きりに従った旋回半径で旋回する運転モードを選択する(以下、この運転モードを「通常モード」という)。   Further, the ECU 192 is connected to a control selection switch 190 provided in the driver's seat. Control selection switch 190 is operated by the driver to provide ECU 192 with a selection signal for turning on or off steering control according to the principle of the present invention. When the ECU 192 receives a control-on command from the control selection switch 190, it uses an intermediate drive wheel in accordance with the principle of the present invention, so that the ECU 192 performs a turn with a turning radius smaller than the turning radius that follows only the steering wheel steer. (Hereafter, this operation mode is referred to as “operation mode”). On the other hand, when a control-off command is received, the control for reducing the turning radius is not executed and the turning according to the steering wheel is performed. An operation mode for turning at a radius is selected (hereinafter, this operation mode is referred to as “normal mode”).

ECU192は、4つの中間駆動輪34L、R、36L、Rに対する制動力を個別にオンオフ制御するための4つの自動増圧制御弁、すなわち、第2軸左自動増圧制御弁122L、第2軸右自動増圧制御弁122R、第3軸左自動増圧制御弁124Lならびに第3軸右自動増圧制御弁124Rへ、個別に励磁信号を出力する。ECU192は、また、第1軸駆動クラッチ64および第4軸駆動クラッチ74に対して、それを接続したり切り離したりするためのクラッチ制御信号を出力する。   The ECU 192 includes four automatic pressure increase control valves for individually turning on and off the braking force for the four intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R, that is, the second axis left automatic pressure increase control valve 122L, the second axis Excitation signals are individually output to the right automatic pressure increase control valve 122R, the third axis left automatic pressure increase control valve 124L, and the third axis right automatic pressure increase control valve 124R. The ECU 192 also outputs a clutch control signal for connecting and disconnecting the first shaft drive clutch 64 and the fourth shaft drive clutch 74.

ECU192は、上述した各種の入力信号に基づいて、旋回運動時における中間駆動輪34L、R、36L、Rのそれぞれの最適速度を計算し、そして、中間駆動輪34L、R、36L、Rの実際の速度がそれぞれの最適速度になるように、上記励磁信号を用いて、中間駆動輪34L、R、36L、Rへの制動を制御する。特に機動モードが選択されている場合、ECU192は、旋回時には、操舵輪32L、R、34L、Rの舵きりだけで旋回するときよりも小さい旋回半径で旋回するように、中間駆動輪34L、R、36L、Rの速度を制御すると共に、その旋回に支障を与えないよう、第1、4軸駆動クラッチ64、74を切り離して第1軸と第4軸の車輪32L、R、38L、Rを遊動状態にする。   The ECU 192 calculates the optimum speed of each of the intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R during the turning motion based on the various input signals described above, and the actual of the intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R The braking to the intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R is controlled by using the excitation signal so that the respective speeds become the respective optimum speeds. Particularly when the maneuvering mode is selected, the ECU 192, when turning, turns the intermediate drive wheels 34L, R so as to turn with a smaller turning radius than when turning only with the steering wheels 32L, R, 34L, R. , 36L, R to control the speed, and the first and fourth shaft drive clutches 64, 74 are disconnected so as not to interfere with the turning, and the first and fourth shaft wheels 32L, R, 38L, R Set to idle state.

図10は、ECU192に組み込まれた中間駆動輪の最適速度を演算する部分の機能的な構成を示す。図10に示す演算は、ECU192内でマイクロプロセッサがコンピュータプログラムを実行することにより行なわれてもよいし、或は、ECU192内に組み込まれる専用ハードウェアロジック回路により行なわれてもよい。   FIG. 10 shows a functional configuration of a portion that calculates the optimum speed of the intermediate drive wheel incorporated in the ECU 192. The calculation shown in FIG. 10 may be performed by a microprocessor executing a computer program in the ECU 192, or may be performed by a dedicated hardware logic circuit incorporated in the ECU 192.

図10において、左最適速度VLSは、左側の2つの中間駆動輪34L、36Lに共通に適用される速度目標値としての最適車輪速度を示す。同様に、右最適速度VRSは、右側の2つの中間駆動輪34R、36Rに共通に適用される速度目標値としての最適車輪速度を示す。 In FIG. 10, the left optimum speed V LS indicates the optimum wheel speed as a speed target value that is commonly applied to the two left intermediate drive wheels 34L and 36L. Similarly, the right optimum speed V RS indicates the optimum wheel speed as a speed target value that is commonly applied to the two right intermediate drive wheels 34R and 36R.

図10に示すように、運転者がステアリングハンドルを操作することにより生じた操舵角度ψは、操舵輪32L、R、34L、Rのアッカーマンリンクの構造にもとづく変換関数(例えば、変換テーブル)を有する変換計算部200により、旋回半径Rに変換される。変換された旋回半径Rは、操舵輪32L、R、34L、Rの舵きりだけで旋回するときの旋回半径に相当し、以下、これを「通常旋回半径」という。乗算部202により、通常旋回半径Rに所定の縮小係数dが乗算されて、多軸車両20の代表点30の旋回半径の目標値R0Sが算出される。ここで、縮小係数dは、機動モードが選択されているときには1.0より小さい値、例えば0.8であり、通常モードが選択されている時には、1.0である。従って、代表点旋回半径目標値R0Sは、機動モードのときには、通常旋回半径Rよりも小さい半径に設定され、通常モードのときには、通常旋回半径Rと同じ半径に設定される。 As shown in FIG. 10, the steering angle ψ generated by the driver operating the steering wheel has a conversion function (for example, a conversion table) based on the structure of the Ackermann links of the steered wheels 32L, R, 34L, and R. The conversion calculation unit 200 converts the turning radius R. The converted turning radius R corresponds to the turning radius when turning with only the steered wheels 32L, R, 34L, R, and this is hereinafter referred to as "normal turning radius". The multiplication unit 202 multiplies the normal turning radius R by a predetermined reduction coefficient d to calculate the target value R 0S of the turning radius of the representative point 30 of the multi-axle vehicle 20. Here, the reduction coefficient d is a value smaller than 1.0, for example, 0.8 when the mobile mode is selected, and is 1.0 when the normal mode is selected. Therefore, the representative point turning radius target value R 0S is set to a radius smaller than the normal turning radius R in the maneuver mode, and is set to the same radius as the normal turning radius R in the normal mode.

また、係数部204において、トランスミッション出力軸回転数N0に所定の係数kが乗算されて、代表点30の速度V0が算出される。ここで、係数kの値は、車両が直進しているときのトランスミッション出力軸回転数Nと代表点30の速度V(車速計で測定される速度)との間の比k=V/Nとして、予め求めておくことができる。 Further, the coefficient unit 204 multiplies the transmission output shaft rotational speed N 0 by a predetermined coefficient k to calculate the speed V 0 of the representative point 30. Here, the value of the coefficient k is a ratio k = V / N between the transmission output shaft rotational speed N when the vehicle is traveling straight and the speed V of the representative point 30 (speed measured by the vehicle speed meter). Can be obtained in advance.

最適速度計算部206にて、代表点旋回半径目標値R0S、代表点速度V0および車幅Hから、下記の近似演算式110によって、左最適速度VLSと右最適速度VRSが算出される。ここで、左最適速度VLSは、左側の2つの中間駆動輪34L、36Lに共通に適用される速度目標値である。同様に、右最適速度は、右側の2つの中間駆動輪34R、36Rに共通に適用される速度目標値である。下式110は、上述した式108から導かれるものであり、その中で、代表点旋回半径Rは、旋回中心が車体の右側にある(VLS=Vout、VRS=Vin)ときは正の値をとり、左側にある(VLS=Vin、VRS=Vout)ときには負の値をとる。 The optimum speed calculation unit 206 calculates the left optimum speed V LS and the right optimum speed V RS from the representative point turning radius target value R 0S , the representative point speed V 0, and the vehicle width H by the following approximate calculation expression 110. The Here, the left optimum speed V LS is a speed target value that is commonly applied to the two left intermediate drive wheels 34L and 36L. Similarly, the right optimum speed is a speed target value that is commonly applied to the two right intermediate drive wheels 34R and 36R. The following expression 110 is derived from the above-described expression 108, in which the representative point turning radius R 0 is positive when the turning center is on the right side of the vehicle body (V LS = Vout, V RS = Vin). When it is on the left side (V LS = Vin, V RS = Vout), it takes a negative value.

Figure 2007055478
ECU192は、以上のようにして左右の最適速度VLS、VRSを決定し、そして、左右の中間駆動輪速度VL、VRが左右の最適速度VLS、VRSにそれぞれなるように、左右の中間駆動輪の制動を制御する。
Figure 2007055478
ECU192 determines the optimum velocity V LS, V RS of the left and right as described above, the right and left of the intermediate driven wheel speed V L, V R is the left and right of the optimum velocity V LS, so that each V RS, Controls braking of the left and right intermediate drive wheels.

図11は、操舵制御装置180のECU192で実行される、左右の中間駆動輪の制動の制御のための処理の流れを示す。   FIG. 11 shows a flow of processing for controlling the braking of the left and right intermediate drive wheels, which is executed by the ECU 192 of the steering control device 180.

図11において、ステップ300〜304は、既に図10を参照して説明した、左右の最適速度VLS、VRSを決定する処理である。ステップ306では、多軸車両20が行なうべき運動がほぼ直進か、左旋回か、右旋回かが判断され、その結果、左旋回又は右旋回の場合にはステップ308又は310で制動制御が行なわれる。ステップ306、308及び310は、例えば次の(1)〜(3)に述べるようにして行なうことができる。
(1) VLS≒VRSの場合
算出された左車輪速度VLSと右最適速度VRS とが比較される。両速度がほぼ等しければ、概ね直進すべきと判断される。この場合には、中間駆動輪34L、R、36L、Rの自動的な制動は行わない。
(2) VLS>>VRS場合
この場合には、右旋回すべきと判断される。この場合、左側(つまり、旋回外側)の中間駆動輪34L、36Lの平均速度VLが左最適速度(目標値)VLSを下回ったかどうかがチェックされ、下回ったならば、右側(つまり、旋回内側)の自動増圧制御弁122R、124Rを励磁して右側中間駆動輪34R、36Rを制動する。既に説明したように、右側中間駆動輪34R、36Rを制動すれば、ディファレンシャルギヤの作用により、自動的に左側中間駆動輪34L、36Lが加速されて左最適速度VLSに近づく。
(3) VLS<<VRSの場合
この場合には、左旋回すべきと判断される。この場合、右側(つまり、旋回外側)の中間駆動輪34R、36Rの平均速度VRが右最適速度(目標値)VRSを下回ったかどうかがチェックされ、下回ったならば、左側(つまり、旋回内側)の自動増圧制御弁122L、124Lを励磁して左側中間駆動輪34L、36Lを制動する。既に説明したように、左側中間駆動輪34L、36Lを制動すれば、ディファレンシャルギヤの作用により、自動的に右側中間駆動輪34R、36Rが加速されて右最適速度VRSに近づく。
In FIG. 11, steps 300 to 304 are processes for determining the left and right optimum speeds V LS and V RS already described with reference to FIG. 10. In step 306, it is determined whether the motion to be performed by the multi-axis vehicle 20 is substantially straight, left turn, or right turn. As a result, in the case of left turn or right turn, the braking control is performed in step 308 or 310. Done. Steps 306, 308 and 310 can be performed, for example, as described in the following (1) to (3).
(1) When V LS ≒ V RS The calculated left wheel speed V LS is compared with the right optimum speed V RS . If both speeds are almost equal, it is judged that the vehicle should go straight. In this case, automatic braking of the intermediate drive wheels 34L, R, 36L, R is not performed.
(2) In case of V LS >> V RS In this case, it is judged that the vehicle should turn right. In this case, it is checked whether the average speed V L of the intermediate drive wheels 34L, 36L on the left side (that is, the outside of the turn) is below the left optimum speed (target value) V LS. The inner pressure boosting control valves 122R and 124R are excited to brake the right intermediate drive wheels 34R and 36R. As already described, the right intermediate drive wheel 34R, when braking the 36R, by the action of the differential gear, automatically left intermediate drive wheels 34L, closer to 36L are accelerated left optimal speed V LS.
(3) When V LS << V RS In this case, it is determined that the vehicle should turn left. In this case, it is checked whether the average speed V R of the intermediate drive wheels 34R, 36R on the right side (that is, the outer side of the turn) is lower than the right optimum speed (target value) V RS. The inner pressure boosting control valves 122L and 124L are excited to brake the left intermediate drive wheels 34L and 36L. As described above, when the left intermediate drive wheels 34L and 36L are braked, the right intermediate drive wheels 34R and 36R are automatically accelerated and approach the right optimum speed V RS by the action of the differential gear.

図12は、右旋回を例にとり、右側(旋回内側)自動増圧制御弁122R、124Rの励磁に伴う車輪速度の変化例を示す。   FIG. 12 shows an example of a change in the wheel speed associated with the excitation of the right side (turning inside) automatic pressure increase control valves 122R and 124R, taking a right turn as an example.

図12に示す例において、時刻t1以前は制御選択スイッチ190がオフになっており、通常モードが選択されている。このときは、左側中間駆動輪34L、36L及び右側中間駆動輪34R、36Rは、それぞれ、そのときの代表点速度V0と、操舵角度ψに従うアッカーマンリンクの作用で決まる走行速度でそれぞれ回転する。 In the example shown in FIG. 12, the control selection switch 190 is off before time t1, and the normal mode is selected. At this time, the left intermediate drive wheels 34L and 36L and the right intermediate drive wheels 34R and 36R respectively rotate at the representative point speed V 0 and the traveling speed determined by the action of the Ackermann link according to the steering angle ψ.

時刻t1において制御選択スイッチ190がオンになって、機動モードが選択される。機動モードにおいて、VLS>>VRSであれば、右旋回を行うべきと判断され、外側(左側)の中間駆動輪速度VLが左最適速度VLSと比較される。図示の例では、時刻t1において、外側(左側)の中間駆動輪速度VLが左最適速度VLSを下回っているので、内側(右側)の自動増圧制御弁122R、124Rの励磁がオンにされる。それにより、内側(右側)の中間駆動輪速度VRが低下し、同時に、外側(左側)の中間駆動輪速度VLが上昇する。 At time t1, the control selection switch 190 is turned on and the mobile mode is selected. If V LS >> V RS in the maneuvering mode, it is determined that a right turn should be performed, and the outer (left) intermediate driving wheel speed V L is compared with the left optimum speed V LS . In the illustrated example, at time t1, the outer (left) intermediate drive wheel speed V L is lower than the left optimum speed V LS , so the inner (right) automatic pressure increase control valves 122R and 124R are turned on. Is done. As a result, the inner (right) intermediate drive wheel speed V R decreases, and at the same time, the outer (left) intermediate drive wheel speed V L increases.

励磁を開始してから時間がTon1だけ経過した時刻tのとき、外側(左側)の中間駆動輪速度VLが左目標速度VLSに到達すると、その瞬間に内側(右側)の自動増圧制御弁122R、124Rの励磁がオフにされる。しかし、エアブレーキの動作遅れのため、すぐには内側(右側)の中間駆動輪34R、36Rの制動が解除されず、外側(左側)の中間駆動輪速度VLは目標速度VLSを若干超過することになる。その後、内側(右側)の中間駆動輪34R、36Rの制動が解除されると、トルクが減少した外側(左側)の中間駆動輪速度VLはゆるやかに低下しはじめる。時刻tのとき再び外側(左側)の中間駆動輪速度VLが左目標速度VLSを下回ると、上記と同様にして、それが左目標速度VLSに戻るまで再び内側の内側(右側)の自動増圧制御弁122R、124Rの励磁がオンにされる。 When the time from the start of excitation of the time t 2 has elapsed by T on1, when the intermediate driving wheel speed V L of the outer (left) to reach the left target speed V LS, automatic increase of the inner (right) at that moment The excitation of the pressure control valves 122R and 124R is turned off. However, due to a delay in the operation of the air brake, braking of the inner (right) intermediate drive wheels 34R and 36R is not immediately released, and the outer (left) intermediate drive wheel speed V L slightly exceeds the target speed V LS. Will do. Thereafter, when the braking of the inner (right) intermediate drive wheels 34R and 36R is released, the outer (left) intermediate drive wheel speed V L at which the torque is reduced starts to gradually decrease. When the outer (left side) intermediate drive wheel speed V L falls below the left target speed V LS again at time t 3 , the inner side (right side) again until it returns to the left target speed V LS in the same manner as described above. The excitation of the automatic pressure increase control valves 122R and 124R is turned on.

このようにして、機動モードにおける旋回時には、より高速である外側中間駆動輪の速度が最適速度であるか否かがチェックされ、その結果に応じて、内側中間駆動輪を制動する合計時間が増減され、その結果、内側と外側の中間駆動輪の速度が、それぞれの最適速度の近傍に制御される。   In this way, when turning in the maneuvering mode, it is checked whether the speed of the outer intermediate drive wheel, which is faster, is the optimum speed, and the total time for braking the inner intermediate drive wheel is increased or decreased according to the result. As a result, the speeds of the inner and outer intermediate driving wheels are controlled in the vicinity of their optimum speeds.

ところで、路面の摩擦係数が低く、制動力を与えた車輪がロックする場合には、操舵制御装置180のECU192は、次のようなロック解除処理を行なう。   By the way, when the road surface friction coefficient is low and the wheel to which the braking force is applied is locked, the ECU 192 of the steering control device 180 performs the following unlocking process.

図13は、操舵制御装置180のECU192で実行される、ロック解除のための処理の流れを示す。   FIG. 13 shows a flow of processing for unlocking, which is executed by the ECU 192 of the steering control device 180.

図13に示すように、ステップ320では、既に説明したような方法で、内側と外側の中間駆動輪の速度VinとVoutを、それぞれの最適速度VRSとVLSに制御するよう(旋回方向により、VRSとVLSのいずれが内側と外側に対応するかは異なる)、内側の中間駆動輪への制動が制御される。それとともに、ステップ322で、制動がかけられた内側の中間駆動輪がロックしたかどうかがチェックされる。 As shown in FIG. 13, in step 320, the speeds Vin and Vout of the inner and outer intermediate drive wheels are controlled to the respective optimum speeds V RS and V LS by the method already described (depending on the turning direction). , V RS or V LS corresponds to the inner side or the outer side), and braking to the inner intermediate driving wheel is controlled. At the same time, in step 322 it is checked whether the braked inner intermediate drive wheel is locked.

内側の中間駆動輪がロックしたことが検出された場合、ステップ324で、内側中間駆動輪を制動した時間である励磁オン時間Tonが、電磁弁や配管の応答時間で決まる最小時間Tminよりも長かったか短かったかがチェックされる。その結果、励磁オン時間Tonが最小時間Tminよりも短かった場合には、内側の路面の摩擦係数が極めて低いと推定されるため、ロックした内側中間駆動輪をそのままスリップさせたままで、旋回運動を続ける。 If that is the inside of the intermediate drive wheel has locked is detected, in step 324, is energized on time T on is the time obtained by braking the inner intermediate drive wheels, the minimum time T min determined by the response time of the solenoid valves and piping Is also checked whether it was long or short. As a result, when the excitation on-time T on is shorter than the minimum time T min, since the friction coefficient of the inner road surface is estimated to be extremely low, the inner intermediate drive wheel locked while it is slipping, turning Continue exercise.

一方、ステップ324の判断で、励磁オン時間Tonが最小時間Tminよりも長かった場合には、励磁オン時間Ton(制動時間)を短縮すればロックを防止できる可能性がある。従って、この場合には、ステップ326で、内側中間駆動輪の制動を解除するとともに、外側中間駆動輪に短い時間だけ制動を与え、それにより、ディファレンシャルギアを通じてエンジントルクを内側中間駆動輪に供給することで内側中間駆動輪を強制的に駆動し、内側中間駆動輪の回転を加速してロックを解除する。さらに、ステップ328で、次回のロックを防止するため、内側中間駆動輪の制動時間Tonを減らす目的で、外側中間駆動輪の目標速度VoutS(これは当初は、右旋回の場合は左最適速度VLSに、左旋回の場合は右最適速度VRSに等しく設定される)を、その現在値より所定の刻み幅Δvだけより低い値に変更する。 On the other hand, in the determination of step 324, if the excitation on-time T on is longer than the minimum time T min may be able to prevent the lock if shorter excitation on-time T on (braking time). Accordingly, in this case, in step 326, the braking of the inner intermediate driving wheel is released and the outer intermediate driving wheel is braked for a short time, thereby supplying the engine torque to the inner intermediate driving wheel through the differential gear. Thus, the inner intermediate driving wheel is forcibly driven to accelerate the rotation of the inner intermediate driving wheel and release the lock. Furthermore, in step 328, in order to prevent the next lock, in order to reduce the braking time T on the inner intermediate drive wheel, is target speed Vout S of the outer intermediate drive wheel (which initially, in the case of right turn left The optimum speed V LS is set equal to the right optimum speed V RS in the case of left turn), and is changed to a value lower than the current value by a predetermined step size Δv.

他方、ステップ322で、内側中間駆動輪のロックが検出されなかった場合には、ステップ330で、外側中間駆動輪の目標速度VoutSが、右旋回の場合は左最適速度VLSに、左旋回の場合は右最適速度VRSに、等しく設定されているか又は低く設定されているかがチェックされる。その結果、等しく設定されているならば、制御はステップ320に戻る。他方、低く設定されている場合(すなわち、上述のステップ328により低められていた場合)には、最早その低い値にしておく必要がないので、外側中間駆動輪の目標速度VoutSを刻み幅Δvだけ高い値に戻す。 On the other hand, when the lock of the inner intermediate drive wheel is not detected in step 322, the target speed Vout S of the outer intermediate drive wheel is set to the left optimum speed V LS in the case of right turn and the left turn in step 330. If it is, the right optimum speed V RS is checked whether it is set equal or lower. As a result, if they are set equal, control returns to step 320. On the other hand, when it is set low (that is, when it has been lowered by the above-mentioned step 328), it is not necessary to set it to the low value anymore, so the target speed Vout S of the outer intermediate drive wheel is set to the increment Δv. Only return to higher values.

以上のようにして、内側中間駆動輪のロックが発生したら、外側中間駆動輪に制動が加えられて内側中間駆動輪のロックが解消されるとともに、内側中間駆動輪の以後の制動の継続時間が減少させられて、次回のロックが予防される。   As described above, when the inner intermediate driving wheel is locked, braking is applied to the outer intermediate driving wheel, the inner intermediate driving wheel is unlocked, and the duration of the subsequent braking of the inner intermediate driving wheel is increased. Reduced to prevent the next lock.

以上説明した、この実施形態の操舵制御装置180における外側中間駆動輪速度の制御方法と内側外側中間駆動輪速度の緩和方法の要点は、次の通りである。   The main points of the outer intermediate drive wheel speed control method and the inner / outer intermediate drive wheel speed relaxation method in the steering control device 180 of this embodiment described above are as follows.

(1) 外側中間駆動輪速度の制御方法
外輪側の車輪速度を観測し、
A) 外側中間駆動輪速度が目標速度よりも低下したら、内側中間駆動輪を制動する時間の合計を増加させ、
B) 外側中間駆動輪速度が目標速度よりも増加したら、内側中間駆動輪を制動する時間の合計を減少させ、また、
C) 外側中間駆動輪速度が目標速度の上下の許容範囲にあれば、内側中間駆動輪を制動する時間の合計を今までどおりで維持する。
(1) Outer intermediate drive wheel speed control method Observe the wheel speed on the outer wheel side,
A) If the outer intermediate drive wheel speed falls below the target speed, increase the total time to brake the inner intermediate drive wheel,
B) If the outer intermediate drive wheel speed increases above the target speed, decrease the total time to brake the inner intermediate drive wheel, and
C) If the outer intermediate drive wheel speed is within the allowable range above and below the target speed, maintain the total time for braking the inner intermediate drive wheel as before.

(1) 内側中間駆動輪速度のロックの緩和方法
A) 内側中間駆動輪の制動を継続する時間Tonには基準値があり、これを初期値とし、
B) 内側中間駆動輪にロックが発生したら、内側中間駆動輪の制動を継続する時間Tonを短縮し、また、
C) 内側中間駆動輪にロックが発生しなければ、内側中間駆動輪の制動を継続する時間Tonを、上記基準値を上限として増加させる。
(1) Inner intermediate drive wheel speed lock relaxation method
A) There is a reference value for the time Ton to continue braking of the inner intermediate drive wheel, which is the initial value.
B) If the inner intermediate drive wheel is locked, reduce the time Ton to continue braking the inner intermediate drive wheel,
C) If the inner intermediate driving wheel is not locked, the time Ton for continuing braking of the inner intermediate driving wheel is increased with the reference value as an upper limit.

以上のような制御を行なうに当り、車輪のひずみ、近似式の影響あるいは路面摩擦係数の複雑な変化によるゲインの変化や、駆動軸のねじれやバックラッシュによる応答の遅れなどが発生するため、システムの制御誤差を抑制しつつ動作を安定化させるためには、積分動作等を含んだ見通しのよい制御則を組み込んだ制御器が必要である。その観点から、この実施形態における操舵制御装置180のECU192に組み込まれた制御システムは、パルス幅変調の方法による自動増圧制御弁の周期的なON-OFF制御を行なう。そして、制御システムは、旋回半径の制御と、内輪ロックの抑制制御とを、独立した別の変数を用いて行う。   When performing the control described above, the system is affected by a change in gain due to wheel distortion, the influence of approximate equations or a complex change in the friction coefficient of the road surface, and a response delay due to torsion of the drive shaft or backlash. In order to stabilize the operation while suppressing the control error, a controller incorporating a control law with good visibility including an integration operation or the like is required. From this point of view, the control system incorporated in the ECU 192 of the steering control device 180 in this embodiment performs periodic ON-OFF control of the automatic pressure increase control valve by a pulse width modulation method. And a control system performs control of turning radius, and control control of inner ring lock using another independent variable.

すなわち、この制御システムは、内側中間駆動輪を制動するための自動増圧制御弁を周期的にON-OFF制御しつつ、そのON-OFFの周期T(=Ton+Toff)の長さは変更せずに、1周期内でのデューティ比S(=Ton/T)を操作することにより、単位時間当たりに内側中間駆動輪を制動する時間の合計を増減させ、それにより、外側中間駆動輪速度を制御する。また、この制御システムは、また、デューティ比Sは変更せずに、ON-OFF周期Tの長さを操作することにより、内側中間駆動輪の制動を継続する時間Tonが増減され、それにより、内側中間駆動輪のロックが緩和される。   In other words, this control system periodically ON-OFF controls the automatic pressure increase control valve for braking the inner intermediate drive wheel, while changing the length of the ON-OFF cycle T (= Ton + Toff). Without operating the duty ratio S (= Ton / T) within one cycle, the total time for braking the inner intermediate drive wheel per unit time is increased or decreased, thereby the outer intermediate drive wheel speed. To control. In addition, this control system also increases or decreases the time Ton for continuing braking of the inner intermediate drive wheel by manipulating the length of the ON-OFF cycle T without changing the duty ratio S. Locking of the inner intermediate drive wheel is relaxed.

図14は、この制御システムの構成を示す。   FIG. 14 shows the configuration of this control system.

図14に示すように、この制御システム340では、既に説明したようにして算出された外側中間駆動輪の最適速度VoutS(右旋回の場合は左最適速度VLS、左旋回の場合は右最適速度VRS)を制御目標値とし、外側中間駆動輪速度Voutをフィードバック信号として速度偏差eが算出される。内部に積分動作の機能を有する制御器(例えばPIDコントローラ)342にて、速度偏差eに基づいて、内側中間駆動輪の制動用の自動増圧制御弁をON-OFF駆動するデューティ比Sを算出する。ここで、速度偏差eの積分値が大きくなると、デューティ比Sinも大きな値に算出され、速度偏差eの積分値が小さくなればデューティ比Sinも小さな値に算出される。 As shown in FIG. 14, in this control system 340, the optimum speed Vout S of the outer intermediate drive wheel calculated as described above (the left optimum speed V LS for the right turn and the right for the left turn) The speed deviation e V is calculated using the optimum speed V RS ) as the control target value and the outer intermediate drive wheel speed Vout as the feedback signal. By the control unit (e.g., a PID controller) 342 having a function of the integration operation in the interior, on the basis of the speed deviation e V, the duty ratio S of ON-OFF drive the automatic pressure increase control valves for braking the inner intermediate drive wheel calculate. Here, when the integrated value of the speed deviation e V increases, the computed duty ratio Sin to a large value, the duty ratio Sin smaller the integral value of the speed deviation e V is also calculated to a small value.

また、この動作と並行して、ロック検出器344にて、内側中間駆動輪速度Vinが観測され、その値がゼロであった場合には内側中間駆動輪がロックしたものと判断され、内側中間駆動輪制動用の自動増圧制御弁のON-OFF駆動の周期Tが減少される(励磁オン時間Tonと励磁オフ時間Toffの比率を維持しながら、例えばそれぞれに1以下の係数を掛けてそれらの時間を減少させる)。   In parallel with this operation, the lock detector 344 observes the inner intermediate driving wheel speed Vin, and when the value is zero, it is determined that the inner intermediate driving wheel is locked, and the inner intermediate driving wheel speed is determined. The ON / OFF drive period T of the automatic pressure increase control valve for driving wheel braking is reduced (while maintaining the ratio of the excitation on time Ton and the excitation off time Toff, for example, multiplying each by a factor of 1 or less. Reduce the time).

演算器346にて、制御器342からのデューティ比Sと、ロック検出器344からの周期Tに基づいて、次の周期における励磁オン時間Ton(制動時間)と励磁オフ時間Toff(非制動時間)を算出し、それらの時間Ton、Toffに従って内側中間駆動輪制動用の自動増圧制御弁をON-OFF駆動する。   Based on the duty ratio S from the controller 342 and the cycle T from the lock detector 344, the calculator 346 calculates the excitation on time Ton (braking time) and the excitation off time Toff (non-braking time) in the next cycle. Is calculated, and the automatic pressure increase control valve for braking the inner intermediate drive wheel is driven ON-OFF in accordance with the times Ton and Toff.

ところで、図14には図示していないが、内側中間駆動輪のロックが生じた場合には、図13を参照して説明したように、外側中間駆動輪制動用の自動増圧制御弁を短時間のパルスで駆動して外側中間駆動輪を制動する。これにより内側中間駆動輪に強制的に駆動トルクを流入させて内側中間駆動輪のロックを解除することができる。ただし、図13で説明したように、励磁オン時間Tonの値が電磁弁や配管の応答で決まる最小時間Tminよりも短かくなった場合には、内側中間駆動輪の路面の摩擦係数が極めて低いとみなし、ロックした内側中間駆動輪をそのままスリップさせた状態で旋回運動を行なう。すなわち、内側中間駆動輪の路面の摩擦係数が極めて低いと、無理に内側中間駆動輪に駆動トルクを与えると空転する可能性があるため、外側中間駆動輪に短時間だけ制動を加える操作は省略する。   Incidentally, although not shown in FIG. 14, when the inner intermediate drive wheel is locked, the automatic pressure increase control valve for braking the outer intermediate drive wheel is shortened as described with reference to FIG. Drive with the time pulse to brake the outer intermediate drive wheels. As a result, the driving torque can be forced into the inner intermediate driving wheel to unlock the inner intermediate driving wheel. However, as described with reference to FIG. 13, when the value of the excitation on time Ton is shorter than the minimum time Tmin determined by the response of the solenoid valve or piping, the friction coefficient of the road surface of the inner intermediate drive wheel is extremely low. Therefore, the turning operation is performed with the locked inner intermediate drive wheel slipped as it is. That is, if the friction coefficient of the road surface of the inner intermediate drive wheel is extremely low, there is a possibility of idling if the driving torque is forcibly applied to the inner intermediate drive wheel. To do.

以上、図10〜図14を参照して説明した、この実施形態における操舵制御装置による中間駆動輪に対する制御では、左側の第2軸の車輪と第3軸の車輪の平均速度を左側中間駆動輪速度VLとし、右側の第2軸の車輪と第3軸の車輪の平均速度を右側中間駆動輪速度VRとし、それらに基づいて左右各側における第2軸と第3軸の2つの車輪を一緒に制御するようにしているが、これは一つの例示にすぎない。第2軸と第3軸のそれぞれについて独立して別個に、上述した制御が行なわれてもよい。 As described above with reference to FIGS. 10 to 14, in the control of the intermediate drive wheel by the steering control device in this embodiment, the average speed of the left second wheel and the third wheel is determined as the left intermediate drive wheel. The speed is V L , the average speed of the right second wheel and the third wheel is the right intermediate drive wheel speed V R, and the two wheels of the second and third axes on the left and right sides based on them. Are controlled together, but this is only an example. The above-described control may be performed separately for each of the second axis and the third axis.

上述した実施形態にかかる多軸車両20において、左右の中間駆動輪の速度を目標速度に合致するように調整するための構成、公知文献「ボッシュ 自動車ハンドブック 日本語第2版」(2003年4月22日発行、山海堂)の第606頁に紹介されているような、TCSバルブ(自動増圧制御弁)と公知のアンチロックブレーキングシステム(ABS)用の減圧と保持の機能を有するABSバルブとを組み合わせて、ディファレンシャルギヤの左右の駆動輪の速度を制御して同期させる技術を採用するようにしてもよい。   In the multi-axis vehicle 20 according to the above-described embodiment, a configuration for adjusting the speeds of the left and right intermediate drive wheels to match the target speed, a publicly known document “Bosch Automotive Handbook Japanese Edition 2” (April 2003) ABS valve with pressure reducing and holding functions for TCS valve (automatic pressure increase control valve) and well-known antilock braking system (ABS) as introduced on page 606 of Sankaido (issued on the 22nd) And a technique of controlling and synchronizing the speeds of the left and right drive wheels of the differential gear may be employed.

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。上述したような4車軸をもつ8輪車両だけでなく、3車軸をもつ6輪車両や、5軸以上の車軸をもつ多軸車両にも、本発明を適用することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is only the illustration for description of this invention, and is not the meaning which limits the scope of the present invention only to this embodiment. The present invention can be implemented in various other modes without departing from the gist thereof. The present invention can be applied not only to the above-described 8-wheel vehicle having four axles but also to a six-wheel vehicle having three axles and a multi-axle vehicle having five or more axles.

本発明の実施形態にかかる多軸車両における操舵制御の概要を説明するための平面図。The top view for demonstrating the outline | summary of the steering control in the multi-axle vehicle concerning embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる多軸車両20の車輪駆動機構の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the wheel drive mechanism of the multi-axle vehicle 20 concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる多軸車両20において、第1、4軸駆動クラッチ64、74を切った状態を示す平面図。The multi-axis vehicle 20 concerning one Embodiment of this invention WHEREIN: The top view which shows the state which cut | disconnected the 1st, 4th axis drive clutch 64,74. 本発明の一実施形態にかかる多軸車両20に搭載されたエアブレーキの配管システムのうち、本発明の説明に必要な部分だけを示す配管図。The piping diagram which shows only a part required for description of this invention among the piping systems of the air brake mounted in the multi-axle vehicle 20 concerning one Embodiment of this invention. ブレーキペダル118が踏まれていないときに自動増圧制御弁122Rが開かれた場合のエアブレーキの動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows operation | movement of an air brake when the automatic pressure increase control valve 122R is opened when the brake pedal 118 is not depressed. ブレーキペダル118が踏まれていないときに自動増圧制御弁122Rが閉じられた場合のエアブレーキの動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation | movement of an air brake when the automatic pressure increase control valve 122R is closed when the brake pedal 118 is not depressed. 自動増圧制御弁の励磁に伴うブレーキシリンダ内の圧力変化と制動力の時間的な関係を示した図。The figure which showed the temporal relationship between the pressure change in a brake cylinder accompanying the excitation of an automatic pressure increase control valve, and braking force. 自動増圧制御弁の励磁のオンオフを交互に繰り返した場合の制動力の推移を示した図。The figure which showed transition of the braking force when the on / off of excitation of an automatic pressure increase control valve is repeated alternately. 本発明の一実施形態にかかる多軸車両20に搭載された操舵制御装置180の、操舵制御に直接関わる部分の構成を示す部分の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the part which shows the structure of the part directly related to steering control of the steering control apparatus 180 mounted in the multi-axle vehicle 20 concerning one Embodiment of this invention. 操舵制御装置180のECU192に組み込まれた中間駆動輪の最適速度を演算する部分の機能的な構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the functional structure of the part which calculates the optimal speed of the intermediate drive wheel integrated in ECU192 of the steering control apparatus 180. FIG. 操舵制御装置180のECU192で実行される、中間駆動輪の制動の制御のための処理のフローチャート。The flowchart of the process for control of braking of an intermediate drive wheel performed by ECU192 of the steering control apparatus 180. FIG. 右旋回を例にとり、右側(旋回内側)自動増圧制御弁122R、124Rの励磁に伴う車輪速度の変化例を示すタイムチャート。The time chart which shows the example of a change of the wheel speed accompanying excitation of the right side (turning inner side) automatic pressure increase control valve 122R, 124R taking a right turn as an example. 操舵制御装置180のECU192で実行される、ロック解除のための処理のフローチャート。The flowchart of the process for lock release performed by ECU192 of the steering control apparatus 180. FIG. 操舵制御装置180のECU192に組み込まれた、外側中間駆動輪速度の制御と内側中間駆動輪のロックの緩和のための制御システムの構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the control system for relaxation of the control of the outer side intermediate drive wheel speed, and the lock | rock of an inner side intermediate drive wheel incorporated in ECU192 of the steering control apparatus 180. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20 多軸車両
22 第1軸
24 第2軸
26 第3軸
28 第4軸
30 代表点
32L、32R、34L、34R 操舵輪
34L、34R、36L、36R 中間駆動輪
42 旋回中心
0 代表点の旋回半径
0 代表点の速度
Vout 外側の中間駆動輪の速度
Vin 内側の中間駆動輪の速度
60 第2軸ディファレンシャルギア
64 第1軸駆動クラッチ
68 第1軸ディファレンシャルギア
122L、122R,124L、124R 自動増圧制御弁
112L、112R 第2軸ブレーキシリンダ
114L、114R 第3軸ブレーキシリンダ
180 操舵制御装置
182L、182R、184L、184R 中間駆動輪の回転数センサ
186 操舵角センサ
188 トランスミッション出力軸の回転数センサ
192 電子制御ユニット(ECU)
200 変換計算部
202 乗算部
204 係数部
206 最適速度計算部
ψ 操舵角度
0S 旋回半径の目標値
LS 左側の中間駆動輪の最適速度
RS 右側の中間駆動輪の最適速度
RS 右側の中間駆動輪の最適速度
左側の中間駆動輪の速度
右側の中間駆動輪の速度
Vout 外側の中間駆動輪の目標速度
Vin 内側の中間駆動輪の目標速度
340 制御システム
342 制御部
344 ロック検出器
346 演算部
Ton 励磁オン時間(制動時間)
Toff 励磁オフ時間(非制動時間)
T 周期
20 Multi-axis vehicle 22 1st axis 24 2nd axis 26 3rd axis 28 4th axis 30 Representative point 32L, 32R, 34L, 34R Steering wheel 34L, 34R, 36L, 36R Intermediate drive wheel 42 Turning center R 0 Representative point Turning radius V 0 representative point speed Vout outer intermediate drive wheel speed Vin inner drive wheel speed 60 second shaft differential gear 64 first shaft drive clutch 68 first shaft differential gear 122L, 122R, 124L, 124R automatic Boost control valve 112L, 112R Second axis brake cylinder 114L, 114R Third axis brake cylinder 180 Steering control device 182L, 182R, 184L, 184R Intermediate drive wheel speed sensor 186 Steering angle sensor 188 Transmission output shaft speed sensor 192 Electronic Control Unit (ECU)
200 Conversion calculation unit 202 Multiplication unit 204 Coefficient unit 206 Optimal speed calculation unit ψ Steering angle R 0S Target value of turning radius V LS Optimum speed of intermediate drive wheel on the left side V RS Optimum speed of intermediate drive wheel on the right side of RS V RS target speed of the optimum velocity V L left target velocity Vin S inside the intermediate driven wheel speed Vout S outside the intermediate drive wheel speed V R right intermediate drive wheel in the intermediate drive wheel of the drive wheel 340 the control system 342 controller 344 Lock detector 346 Calculation unit Ton Excitation on time (braking time)
Toff Excitation time (non-braking time)
T period

Claims (13)

前車軸(22)と最後車軸(28)と1以上の中間車軸(24,26)とを含む3以上の車軸を備えた多軸車両(20)において、
前記1以上の中間車軸(24,26)に設けられた1対以上の中間駆動輪(34L、34R、36L、36R)と、
少なくとも前記最前車軸(22)又は前記最後車軸(28)に設けられた1対以上の操舵輪(32L、32R、34L、34R)と、
旋回運動を行うときに、旋回の内側の中間駆動輪(34R、36R)の速度(Vin)と外側の中間駆動輪(34L、36L)の速度(Vout)を異なる速度に制御する操舵制御装置(180)と
を備えた多軸車両。
In a multi-axle vehicle (20) comprising three or more axles including a front axle (22), a last axle (28) and one or more intermediate axles (24, 26),
A pair of intermediate drive wheels (34L, 34R, 36L, 36R) provided on the one or more intermediate axles (24, 26);
A pair of steered wheels (32L, 32R, 34L, 34R) provided on at least the foremost axle (22) or the last axle (28);
When performing a turning motion, a steering control device that controls the speed (Vin) of the intermediate drive wheels (34R, 36R) inside the turn and the speed (Vout) of the outer intermediate drive wheels (34L, 36L) to different speeds ( 180).
請求項1記載の多軸車両(20)において、
前記中間駆動輪(34L、34R、36L、36R)以外に、少なくとも前記最前車軸又は前記最後車軸に設けられた1対以上の駆動輪(32L、32R、38L、38R)を備え、
前記操舵制御装置(180)は、
旋回運動を行うときに、前記最前車軸及び前記最後車軸の双方に設けられた車輪(32L、32R、38L、38R)が遊動輪となるように、前記中間駆動輪以外の駆動輪(32L、32R、38L、38R)への駆動力の伝達を断つ動力伝達制御手段(192、64、74)を有する多軸車両。
The multi-axle vehicle (20) according to claim 1,
In addition to the intermediate drive wheels (34L, 34R, 36L, 36R), at least one pair of drive wheels (32L, 32R, 38L, 38R) provided on the foremost axle or the last axle are provided,
The steering control device (180)
Drive wheels (32L, 32R) other than the intermediate drive wheels so that the wheels (32L, 32R, 38L, 38R) provided on both the foremost axle and the last axle become idle wheels when performing a turning motion. , 38L, 38R), a multi-axle vehicle having power transmission control means (192, 64, 74) that cuts off transmission of driving force to.
請求項1記載の多軸車両において、
前から順に第1軸(22)、第2軸(24)、第3軸(26)及び第4軸(28)からなる、軸間距離がほぼ均等な、4つの車軸を備え、
前記第2軸(24)と第3軸(26)に設けられた2対の車輪(34L、34R、36L、36R)が前記中間駆動輪に相当し、
少なくとも前記第1軸(22)に設けられた少なくとも1対の車輪(32L、32R、34L、34R)が前記操舵輪に相当する多軸車両。
The multi-axis vehicle according to claim 1,
It is provided with four axles consisting of a first axis (22), a second axis (24), a third axis (26), and a fourth axis (28) in order from the front, with an approximately equal distance between the axes,
Two pairs of wheels (34L, 34R, 36L, 36R) provided on the second shaft (24) and the third shaft (26) correspond to the intermediate drive wheels,
A multi-axis vehicle in which at least one pair of wheels (32L, 32R, 34L, 34R) provided on at least the first shaft (22) corresponds to the steering wheel.
請求項1から3のいずれか一項記載の多軸車両において、
前記操舵制御装置(180)は、
前記操舵輪の操舵角(ψ)を検出する操舵角検出手段(186)と、
前記多軸車両の運転速度(V0、VL、VR)を検出する運転速度検出手段(188、204、182L、182R、184L、184R)と、
前記操舵角検出手段によって検出される前記操舵角(ψ)と、前記運転速度検出手段によって検出される前記運転速度(V0、VL、VR)とに基づき、前記内側の中間駆動輪の速度(Vout)と前記外側の中間駆動輪の速度(Vin)を制御する中間駆動輪速度制御手段(200、202、206)と
を有する多軸車両。
The multi-axle vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The steering control device (180)
Steering angle detection means (186) for detecting the steering angle (ψ) of the steering wheel;
Driving speed detecting means (188, 204, 182L, 182R, 184L, 184R) for detecting the driving speed (V 0 , V L , V R ) of the multi-axis vehicle;
Based on the steering angle (ψ) detected by the steering angle detection means and the driving speeds (V 0 , V L , V R ) detected by the driving speed detection means, the inner intermediate drive wheels A multi-axis vehicle having a speed (Vout) and intermediate drive wheel speed control means (200, 202, 206) for controlling the speed (Vin) of the outer intermediate drive wheel.
請求項4記載の多軸車両において、
中間駆動輪速度制御手段(200、202、206)は、前記操舵角検出手段によって検出された前記操舵角度(ψ)と、前記運転速度検出手段によって検出された前記運転速度(V0、VL、VR)とに基づき、前記操舵輪による舵きりだけで旋回する場合の旋回半径(R)より小さい旋回半径(R0S)で旋回運動を行えるように、左側の中間駆動輪の目標速度(VLS)と右側の中間駆動輪の目標速度(VRS)を決定し、前記左側と右側の中間駆動輪の目標速度(VLS、VRS)のうちの少なくとも一方に基づいて、前記内側と外側の中間駆動輪のそれぞれの速度(Vout、Vin)を制御する多軸車両。
The multi-axis vehicle according to claim 4,
The intermediate drive wheel speed control means (200, 202, 206) includes the steering angle (ψ) detected by the steering angle detection means and the driving speed (V 0 , V L ) detected by the driving speed detection means. , V R ) based on the target speed of the left intermediate drive wheel (R 0S ) so that the turning motion can be performed with a turning radius (R 0S ) smaller than the turning radius (R) when turning only with the steering wheel. V LS ) and a target speed (V RS ) of the right intermediate drive wheel, and based on at least one of the left and right intermediate drive wheel target speeds (V LS , V RS ), A multi-axis vehicle that controls the speed (Vout, Vin) of the outer intermediate drive wheels.
請求項5項記載の多軸車両において、
前記運転速度検出手段は、前記左側の中間駆動輪の速度(VL)と前記右側の中間駆動輪の速度(VR)をそれぞれ検出する中間駆動輪速度検出手段(182L、182R、184L、184R)を含み、
中間駆動輪速度制御手段は、旋回運動を行うとき、前記中間駆動輪速度検出手段により検出された前記左側と右側の中間駆動輪の速度(VL、VR)のうちの前記外側の中間駆動輪の速度(Vout)に相当する一方と、前記左側と右側の中間駆動輪の目標速度(VLS、VRS)のうちの前記外側の中間駆動輪の目標速度(VoutS)に相当する一方とに基づいて、前記内側と外側の中間駆動輪のそれぞれの速度(Vout、Vin)を制御する多軸車両。
The multi-axis vehicle according to claim 5,
The driving speed detecting means detects intermediate driving wheel speed detecting means (182L, 182R, 184L, 184R) for detecting the speed (V L ) of the left intermediate driving wheel and the speed (V R ) of the right intermediate driving wheel, respectively. )
The intermediate drive wheel speed control means, when performing a turning motion, the outer intermediate drive of the speeds (V L , V R ) of the left and right intermediate drive wheels detected by the intermediate drive wheel speed detection means. One corresponding to the wheel speed (Vout) and one of the target speeds (V LS , V RS ) of the left and right intermediate drive wheels corresponding to the target speed (Vout S ) of the outer intermediate drive wheel A multi-axis vehicle that controls the speeds (Vout, Vin) of the inner and outer intermediate driving wheels based on the above.
請求項4記載の多軸車両において、
前記運転速度検出手段は、前記多軸車両の代表点(30)の速度(V0)を検出する手段(188、204)を含み、
前記中間駆動輪速度制御手段は、旋回運動を行うとき、前記運転速度検出手段により検出された前記代表点の速度(V0)に基づいて、前記内側の中間駆動輪の速度(Vin)が前記代表点の速度(V0)より低く且つ前記外側の中間駆動輪の速度(Vout)が前記代表点の速度(V0)より高くなるように、前記内側と外側の中間駆動輪の速度(Vout、Vin)を制御する多軸車両。
The multi-axis vehicle according to claim 4,
The driving speed detecting means includes means (188, 204) for detecting the speed (V0) of the representative point (30) of the multi-axis vehicle,
When the intermediate drive wheel speed control means performs a turning motion, the speed (Vin) of the inner intermediate drive wheel is determined based on the speed (V 0 ) of the representative point detected by the driving speed detection means. The speeds (Vout) of the inner and outer intermediate drive wheels are lower than the representative point speed (V 0 ) and the outer intermediate drive wheel speed (Vout) is higher than the representative point speed (V 0 ). , Vin) is a multi-axis vehicle.
請求項1から3のいずれか一項記載の多軸車両において、
左側の中間駆動輪(34L、36L)と右側の中間駆動輪(34R、36R)とをそれぞれ独立して制動する制動手段(112L、114L、112R、114R)を更に備え、
前記操舵制御装置(180)が、
旋回運動を行なうとき、前記制動手段を制御して前記左側と右側の中間駆動輪にそれぞれ加えられる制動力を調整する制動力制御手段(192、122L、124L、122R、124R)を有する多軸車両。
The multi-axle vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The vehicle further includes braking means (112L, 114L, 112R, 114R) for independently braking the left intermediate drive wheels (34L, 36L) and the right intermediate drive wheels (34R, 36R), respectively.
The steering control device (180) is
A multi-axis vehicle having braking force control means (192, 122L, 124L, 122R, 124R) that controls the braking means to adjust the braking force applied to the left and right intermediate drive wheels, respectively, when performing a turning motion. .
請求項8記載の多軸車両において、
前記内側と外側の中間駆動輪(34L、36L、34R、36R)がディファレンシャルギア(60、70)を介して結合され、
前記制動力制御手段が、旋回運動を行なうとき、前記内側と外側の中間駆動輪の速度を異ならせるために、前記内側の中間駆動輪に制動力を与えるよう前記制動手段を制御する(308、310)多軸車両。
The multi-axis vehicle according to claim 8,
The inner and outer intermediate drive wheels (34L, 36L, 34R, 36R) are coupled via a differential gear (60, 70);
When the braking force control means performs a turning motion, the braking means controls the braking means to apply a braking force to the inner intermediate driving wheels in order to make the speeds of the inner and outer intermediate driving wheels different (308, 310) Multi-axis vehicle.
請求項8記載の多軸車両において、
前記制動力制御手段が、
前記内側の中間駆動輪がロックしたことを検出する内輪ロック検出手段(344)と、
前記内輪ロック検出手段により前記旋内側の中間駆動輪のロックが検出されたとき、前記内側の中間駆動輪の制動を緩和するとともに、前記外側の中間駆動に制動力を与えるよう前記制動手段を制御する内輪ロック解除手段(346)と
を有する多軸車両
The multi-axis vehicle according to claim 8,
The braking force control means is
An inner ring lock detecting means (344) for detecting that the inner intermediate driving wheel is locked;
When the inner ring lock detecting means detects the locking of the inner driving wheel on the inner side, the braking of the inner intermediate driving wheel is eased and the braking means is controlled to apply a braking force to the outer intermediate driving. Multi-axis vehicle having inner ring unlocking means (346)
請求項8記載の多軸車両において、
前記制動力制御手段が、
前記内側と外側の中間駆動輪にそれぞれ加えられる制動力を制御するために、前記内側と外側の中間駆動輪をそれぞれ制動する時間を制御する制動時間制御手段(342、344、346)を
有する多軸車両。
The multi-axis vehicle according to claim 8,
The braking force control means is
In order to control the braking force applied to each of the inner and outer intermediate driving wheels, there is provided braking time control means (342, 344, 346) for controlling the time for braking the inner and outer intermediate driving wheels, respectively. Axle vehicle.
請求項11記載の多軸車両において、
前記制動力制御手段が、
ハルス幅制御の方法により周期的に制動と非制動を交互に繰り返し、前記内側と外側の中間駆動輪の速度を制御するために1周期内での制動時間のデューティ比を制御し、前記内側の中間駆動輪のロックを防止するために各周期の長さを制御するパルス幅制御手段(342、344、346)を
有する多軸車両。
The multi-axle vehicle according to claim 11, wherein
The braking force control means is
In order to control the speed of the inner and outer intermediate driving wheels by controlling the braking and non-braking alternately and periodically by the Hals width control method, the duty ratio of the braking time within one cycle is controlled, A multi-axis vehicle having pulse width control means (342, 344, 346) for controlling the length of each cycle in order to prevent the intermediate drive wheels from being locked.
最前車軸(22)と最後車軸(28)と1以上の中間車軸(24、26)とを含む3以上の車軸を備え、前記1以上の中間車軸(24、26)に設けられた1対以上の中間駆動輪(34L、34R、36L、36R)と、少なくとも前記最前車軸又は前記最後車軸に設けられた1対以上の操舵輪(32L、32R、34L、34R)とを有した多軸車両(20)のための操舵制御装置(180)において、
前記多軸車両が旋回運動を行うときに、旋回の内側の中間駆動輪(34R、36R)の速度(Vin)と外側の中間駆動輪(34L、36L)の速度(Vout)を異なる速度に制御する中間駆動輪速度制御手段
を備えた多軸車両の操舵制御装置。
One or more pairs provided on the one or more intermediate axles (24, 26), comprising three or more axles including a front axle (22), a rear axle (28), and one or more intermediate axles (24, 26) Multi-axle vehicle (34L, 34R, 36L, 36R) and at least one pair of steering wheels (32L, 32R, 34L, 34R) provided on the foremost axle or the last axle ( 20) In the steering control device (180) for
When the multi-axis vehicle performs a turning motion, the speed (Vin) of the intermediate driving wheels (34R, 36R) inside the turning and the speed (Vout) of the outer intermediate driving wheels (34L, 36L) are controlled to different speeds. A multi-axis vehicle steering control device comprising intermediate drive wheel speed control means.
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