JP2024025551A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、前輪と後輪を駆動する自動車に関する。 The technology disclosed herein relates to an automobile that drives front wheels and rear wheels.
特許文献1、2に、パワ-ステアリング装置に関する技術が開示されている。パワーステアリング装置は、電動モータで運転者の操舵を補助する。特許文献1、2の技術は操舵角が所定の閾値を超えると電動モータの出力を制限し、パワーステアリング装置の部品の保護を図る。
前輪駆動車の場合、前輪の舵角が大きく、かつ、前輪に伝達される駆動トルクが大きいと、前輪に駆動力を伝達する部品にも高い負荷が加わる。それゆえ、前輪の舵角が大きい場合は前輪の駆動トルクを制限して部品の保護を図ることが考えられる。しかし、車両の駆動トルクが小さくなると、運転者が感じる自動車の運動特性(いわゆるドライブフィール)が低下する。本明細書は、前輪と後輪のそれぞれを駆動する四輪駆動車の特性を活用し、舵角が大きいとき、あるいは、センサの故障などで舵角が取得できないときに、前輪に駆動力を伝達する部品の保護を図りつつ、ドライブフィールの低下を抑える技術を提供する。 In the case of a front-wheel drive vehicle, when the steering angle of the front wheels is large and the drive torque transmitted to the front wheels is large, a high load is also applied to the parts that transmit the driving force to the front wheels. Therefore, when the steering angle of the front wheels is large, it is conceivable to limit the driving torque of the front wheels to protect the parts. However, as the driving torque of the vehicle decreases, the driving characteristics of the vehicle (so-called drive feel) felt by the driver deteriorate. This specification takes advantage of the characteristics of a four-wheel drive vehicle that drives each of the front wheels and rear wheels, and applies driving force to the front wheels when the steering angle is large or when the steering angle cannot be obtained due to sensor failure. We provide technology that suppresses the deterioration of drive feel while protecting the transmitting parts.
本明細書が開示する自動車は、前輪を駆動する前輪駆動装置と、後輪を駆動する後輪駆動装置と、前輪駆動装置と後輪駆動装置の合計出力に対する後輪駆動装置の出力割合を制御する制御器を備える。制御器は、前輪の舵角が所定の舵角閾値を超えている場合、または、舵角が不明の場合、舵角が舵角閾値以下のときよりも後輪駆動装置の出力割合を高くする。後輪駆動装置の出力割合を高くすることは、前輪駆動装置の出力割合を下げることと等価である。本明細書が開示する自動車は、前輪駆動装置と後輪駆動装置の合計出力は変えずに出力割合を変えることで、別言すれば、前輪駆動装置の出力を小さくするとともに後輪駆動装置の出力を大きくすることで、前輪へ駆動力を伝達する部品の保護を図りつつドライブフィールの低下を抑えることができる。 The vehicle disclosed in this specification includes a front wheel drive device that drives the front wheels, a rear wheel drive device that drives the rear wheels, and controls the output ratio of the rear wheel drive device to the total output of the front wheel drive device and the rear wheel drive device. It is equipped with a controller to When the steering angle of the front wheels exceeds a predetermined steering angle threshold, or when the steering angle is unknown, the controller makes the output ratio of the rear wheel drive system higher than when the steering angle is below the steering angle threshold. . Increasing the output ratio of the rear wheel drive system is equivalent to lowering the output ratio of the front wheel drive system. The automobile disclosed in this specification changes the output ratio without changing the total output of the front wheel drive device and the rear wheel drive device. In other words, the output of the front wheel drive device is reduced and the output of the rear wheel drive device is reduced. By increasing the output, it is possible to protect the parts that transmit the driving force to the front wheels while suppressing a decrease in drive feel.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be explained in the following "Detailed Description of the Invention".
図面を参照して実施例の自動車2を説明する。図1に、自動車2の駆動系のブロック図を示す。実施例の自動車2は、走行用にフロントモータ11とリアモータ21を備えている。フロントモータ11は、前輪ドライブシャフト12を介して前輪13を駆動する。リアモータ21は後輪ドライブシャフト22を介して後輪23を駆動する。自動車2は、電動の四輪駆動車である。
An
前輪13は運転者が操舵可能である。ステアリングホイール14は、ステアリングギア機構15とステアリングリンク16を介して前輪13の舵角と連動する。ステアリングギア機構15にはステアリングモータ17が付随している。ステアリングホイール14に加わる運転者の力に応じてステアリングモータ17がトルクを出し、運転者の操舵操作を補助する。すなわち、自動車2はパワーステアリング機能を備えている。
The
前輪13の操舵角は、舵角センサ18によって計測される。舵角センサ18が計測した前輪13の舵角は制御器31に送られる。アクセルペダル32の開度とブレーキペダル33の開度も制御器31に送られる。制御器31は、アクセルペダル32の開度と車速に基づいて自動車2を走行させるための目標出力を決定する。制御器31はフロントモータ11の出力とリアモータ21の合計出力が目標出力に追従するように、フロントモータ11とリアモータ21を制御する。
The steering angle of the
フロントモータ11とリアモータ21の合計出力に対するフロントモータ11(リアモータ21)の出力割合は、予め決まっており、制御器31のメモリに格納されている。なお、運転席にセレクトスイッチが設けられており、フロントモータ11(リアモータ21)の出力割合を幾つかの設定値の中から運転者が選択できるようになっていてもよい。なお、フロントモータ11の出力割合とリアモータ21の出力割合の合計は常に100[%]であり、合計出力が目標出力に追従するように制御器31が制御する。フロントモータ11の出力割合とリアモータ21の出力割合の一方が決まれば他方は従属的に決まる。
The output ratio of the front motor 11 (rear motor 21) to the total output of the
制御器31は、前輪13の舵角に応じてフロントモータ11とリアモータ21のそれぞれの出力割合を決定する。フロントモータ11の出力割合とリアモータ21の出力割合の合計は常に100[%]であるので、別言すれば、制御器31は、前輪13の舵角に応じてフロントモータ11とリアモータ21の合計出力に対するリアモータ21の出力割合を決定する。具体的には、制御器31は、前輪13の舵角が所定の舵角閾値を超えている場合、または、舵角が不明の場合、舵角が舵角閾値以下のときよりもリアモータ21の出力割合を高くする。別言すれば、制御器31は、前輪13の舵角が所定の舵角閾値を超えている場合、または、舵角が取得不能(舵角不明)の場合、舵角が舵角閾値以下のときよりもリアモータ21の出力割合を上げる。別言すれば、制御器31は、前輪13の舵角が所定の舵角閾値を超えている場合、または、舵角が取得不能(舵角不明)の場合、舵角が舵角閾値以下のときよりもフロントモータ11の出力割合を下げる。
The
舵角が大きく、かつ、前輪13に伝達される駆動トルクが大きいと、前輪13へ駆動トルクを伝達する部品(前輪ドライブシャフト12、または前輪ドライブシャフト12に関係する部品)に高い負荷がかかり、部品がダメージを受ける。フロントモータ11の出力割合を下げることで、前輪13へ駆動トルクを伝達する部品に加わる負荷を下げることができる。舵角が大きく、かつ、前輪13に伝達される駆動トルクが大きいときに高い負荷が加わる部品の一例は、前輪ドライブシャフト12を回転支持する軸受である。また、舵角閾値は、舵角の可動範囲の端付近に設定される。典型的には、舵角閾値は、舵角の可動範囲の端(右側舵角の最大値と左側舵角の最大値)に設定される。
When the steering angle is large and the driving torque transmitted to the
一方、制御器31は、フロントモータ11とリアモータ21のそれぞれの出力割合を変更するだけであって、フロントモータ11とリアモータ21の合計出力は変更しない。制御器31は、合計出力が目標出力に追従するようにフロントモータ11とリアモータ21を制御する。それゆえ、運転者が感じるドライブフィールは低下しない。自動車2は、舵角が大きいとき、あるいは、センサの故障などで舵角が不明のとき、前輪13への駆動トルク伝達系の部品の保護を図りつつ、ドライブフィールの低下を抑えることができる。
On the other hand, the
図2に、制御器31が実行する出力割合制御のフローチャートを示す。舵角が取得可能であり、取得した舵角が舵角閾値以下の場合(ステップS2:NO)、制御器31は、フロントモータ11の出力割合に割合Rfを設定し、リアモータ21の出力割合に割合Rrを設定する(ステップS3)。ここで、割合Rfと割合Rrの合計は100[%]である。
FIG. 2 shows a flowchart of output ratio control executed by the
例えば、割合Rfと割合Rrには、ともに50[%]が設定される。この場合、フロントモータ11とリアモータ21の出力比は1:1になる。
For example, both the ratio Rf and the ratio Rr are set to 50[%]. In this case, the output ratio between the
舵角が舵角閾値を超えているか、または、舵角が取得不能(舵角不明)の場合、制御器31は、舵角の舵角閾値以下の場合よりもリアモータ21の出力割合を上げ、かわりにフロントモータ11の出力割合を下げる。より具体的には、制御器31は、フロントモータ11の出力割合に「割合Rfー割合dR」を設定し、リアモータ21の出力割合に「割合Rr+割合dR」を設定する。
If the steering angle exceeds the steering angle threshold or if the steering angle cannot be obtained (the steering angle is unknown), the
例えば、割合Rfと割合Rrがともに50[%]で割合dRが25[%]の場合、変更後のそれぞれの出力割合は、フロントモータ11が25[%]、リアモータ21が75[%]になる。このように、制御器31は、前輪13の舵角が舵角閾値を超えている場合、または、舵角が不明の場合、舵角が舵角閾値以下のときよりも後輪駆動装置の出力割合を高くする。この処理により、前輪13への駆動トルク伝達系の部品の保護を図りつつ、ドライブフィールの低下が抑えられる。
For example, if the ratio Rf and the ratio Rr are both 50 [%] and the ratio dR is 25 [%], the respective output ratios after the change are 25 [%] for the
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。フロントモータ11が前輪駆動装置の一例であり、リアモータ21が後輪駆動装置の一例である。前輪駆動装置と後輪駆動装置はそれぞれエンジンであってもよい。あるいは、前輪駆動装置と後輪駆動装置の一方が電気モータであり、他方がエンジンであってもよい。
Points to note regarding the techniques described in the examples will be described. The
舵角は、舵角センサで取得される値でなくても、例えば右前輪と左前輪の回転速度の差から推定した値であってもよい。 The steering angle does not have to be a value acquired by a steering angle sensor, but may be a value estimated from the difference in rotation speed between the right front wheel and the left front wheel, for example.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely illustrative and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as filed. Further, the techniques illustrated in this specification or the drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of the objectives has technical utility in itself.
2:自動車 11:フロントモータ 12:前輪ドライブシャフト 13:前輪 14:ステアリングホイール 15:ステアリングギア機構 16:ステアリングリンク 17:ステアリングモータ 18:舵角センサ 21:リアモータ 22:後輪ドライブシャフト 23:後輪 31:制御器 32:アクセルペダル 33:ブレーキペダル 2: Automobile 11: Front motor 12: Front wheel drive shaft 13: Front wheel 14: Steering wheel 15: Steering gear mechanism 16: Steering link 17: Steering motor 18: Rudder angle sensor 21: Rear motor 22: Rear wheel drive shaft 23: Rear wheel 31: Controller 32: Accelerator pedal 33: Brake pedal
Claims (1)
後輪を駆動する後輪駆動装置と、
前記前輪駆動装置と前記後輪駆動装置の合計出力に対する前記後輪駆動装置の出力割合を決定する制御器と、
を備えており、
前記制御器は、前輪の舵角が所定の舵角閾値を超えている場合、または、前記舵角が不明の場合、前記舵角が前記舵角閾値以下のときよりも前記出力割合を高くする、自動車。 a front wheel drive device that drives the front wheels;
a rear wheel drive device that drives the rear wheels;
a controller that determines an output ratio of the rear wheel drive device to a total output of the front wheel drive device and the rear wheel drive device;
It is equipped with
The controller makes the output ratio higher when the steering angle of the front wheels exceeds a predetermined steering angle threshold, or when the steering angle is unknown, than when the steering angle is below the steering angle threshold. ,car.
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