JP5675281B2 - vehicle - Google Patents

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JP5675281B2 JP2010249946A JP2010249946A JP5675281B2 JP 5675281 B2 JP5675281 B2 JP 5675281B2 JP 2010249946 A JP2010249946 A JP 2010249946A JP 2010249946 A JP2010249946 A JP 2010249946A JP 5675281 B2 JP5675281 B2 JP 5675281B2
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Description

本発明は、車体と複数の駆動輪を備え、各々の駆動輪が個別の駆動源によって駆動される車両に関し、特に、駆動力によって作動するサスペンション装置を備える車両に関する。   The present invention relates to a vehicle that includes a vehicle body and a plurality of drive wheels, and each drive wheel is driven by an individual drive source, and more particularly, to a vehicle that includes a suspension device that is operated by a drive force.

従来、複数の駆動タイヤを備えた車両であって、駆動タイヤ毎に駆動源が設けられた車両が知られている。このような車両においては、各々の駆動タイヤを独立して回転させることが可能である。
また、上記のような車両においては、路面からの振動を懸架装置(サスペンション装置)によって吸収する。サスペンション装置には、受動的に振動を吸収するパッシブサスペンションが一般的であるが、能動的に振動を吸収する機構としてアクティブサスペンション装置が提唱されている(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle including a plurality of drive tires, in which a drive source is provided for each drive tire, is known. In such a vehicle, it is possible to rotate each drive tire independently.
Further, in the vehicle as described above, vibration from the road surface is absorbed by a suspension device (suspension device). As the suspension device, a passive suspension that passively absorbs vibration is generally used, but an active suspension device has been proposed as a mechanism that actively absorbs vibration (for example, see Patent Document 1).

特開平10−258628号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-258628

しかしながら、能動的にサスペンション装置で振動を吸収するためには、駆動タイヤを駆動させるための駆動装置とは別に駆動源を必要とするため、これが車両のコストを増大させる要因となっていた。   However, in order to actively absorb vibration with the suspension device, a drive source is required in addition to the drive device for driving the drive tire, and this is a factor that increases the cost of the vehicle.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、1つの駆動源を用いて駆動タイヤとサスペンションのそれぞれを作動させることができる車両を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle capable of operating each of a drive tire and a suspension using a single drive source.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。   In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.

本発明の車両は、駆動源と、前記駆動源から出力される駆動力によって回転可能な駆動輪と、前記駆動源から出力される駆動力によって作動するサスペンションと、前記駆動源と、前記駆動輪または前記サスペンションとの接続を切り替える切替え手段とを有する走行装置を備え、前記切替え手段は、前記駆動源に設けられた駆動クラッチ板と、前記駆動輪に設けられ、前記駆動クラッチ板と接続可能なタイヤクラッチ板と、前記サスペンションに設けられ、前記駆動クラッチ板と接続可能なサスペンションクラッチ板とを有し、各々のクラッチ板を選択的に制動可能な制動手段を備えることを特徴とする。 The vehicle of the present invention includes a drive source, a drive wheel that can be rotated by a drive force output from the drive source, a suspension that is operated by a drive force output from the drive source, the drive source, and the drive wheel. Or a switching device that switches the connection with the suspension, the switching unit being provided on the drive source and the drive wheel and being connectable to the drive clutch plate. A suspension clutch plate provided on the suspension and connectable to the drive clutch plate is provided, and braking means capable of selectively braking each clutch plate is provided .

この発明においては、必要に応じて切替え手段によって接続を切替えることで1つの駆動源を用いて、駆動輪とサスペンションのそれぞれを作動させることが可能となる。   In the present invention, it is possible to operate each of the drive wheels and the suspension using one drive source by switching the connection by the switching means as required.

この発明においては、駆動クラッチ板を制動することにより、切り替えをよりスムーズに行うことができる。また、サスペンションクラッチ板を制動することにより、車体振動のセミアクティブ制御が可能となる。   In the present invention, switching can be performed more smoothly by braking the drive clutch plate. Further, by braking the suspension clutch plate, semi-active control of vehicle body vibration can be performed.

また、本発明の車両においては、前記走行装置を複数備えるとともに、各々の走行装置の前記切替え手段を制御する制御部を備えることが好ましい。   The vehicle of the present invention preferably includes a plurality of the traveling devices and a control unit that controls the switching means of each traveling device.

この発明においては、1つの制御部を用いて複数の走行装置が連携した制御することが可能となる。   In this invention, it becomes possible to perform control in which a plurality of traveling devices cooperate with each other using one control unit.

また、本発明の車両においては、前記サスペンションは、前記サスペンションクラッチ板と同期して回転する回転板とコネクティングロッドからなるクランク機構であることが好ましい。   In the vehicle of the present invention, it is preferable that the suspension is a crank mechanism including a rotating plate and a connecting rod that rotate in synchronization with the suspension clutch plate.

この発明においては、駆動源をサスペンションクラッチ板に接続することによって、サスペンションクラッチ板の回転を車両の上下方向の変換することができると共に、車両の上下方向の動きを駆動源に伝達することが可能となる。   In this invention, by connecting the drive source to the suspension clutch plate, the rotation of the suspension clutch plate can be converted in the vertical direction of the vehicle, and the vertical movement of the vehicle can be transmitted to the drive source. It becomes.

また、本発明の車両においては、前記制御部は、前記車両に設けられた加速度センサの入力信号に基づいたスカイフック制御により制御されることが好ましい。   Moreover, in the vehicle of this invention, it is preferable that the said control part is controlled by the skyhook control based on the input signal of the acceleration sensor provided in the said vehicle.

この発明においては、車両の振動をより安定して制御することが可能となる。   In this invention, it becomes possible to control the vibration of the vehicle more stably.

本発明によれば、1つの駆動源を用いて駆動輪とサスペンションのそれぞれを作動させることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to operate each of the drive wheels and the suspension using one drive source.

本発明の実施形態の車両の側面図である。1 is a side view of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 走行装置の正面図である。It is a front view of a traveling apparatus. 切替え手段の動きを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the motion of a switching means. 車両のアクティブサスペンション装置の側面図である。1 is a side view of an active suspension device for a vehicle. 車両のシステム構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a system configuration of a vehicle. フィードフォワード制御の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of feedforward control. フィードフォワード制御を適用した車両の動作を順に示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the vehicle to which feedforward control is applied in order.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図1に示すように、車両1は車体2と各々独立して制御可能な6つの駆動タイヤ3(図1には片側の3つの駆動タイヤ3を示す)を備えている。各々の駆動タイヤ3は、図5に示す制御部21によって制御される走行装置4によって個別に制御され、独立して上下させることが可能に構成されている。また、車体2の上面前端及び上面後端には、加速度センサ5が取り付けられている。加速度センサ5は、車体2の上下の振動状態を監視している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes six driving tires 3 (three driving tires 3 on one side are shown in FIG. 1) that can be controlled independently of the vehicle body 2. Each drive tire 3 is individually controlled by the traveling device 4 controlled by the control unit 21 shown in FIG. 5 and can be moved up and down independently. An acceleration sensor 5 is attached to the front end and top rear end of the vehicle body 2. The acceleration sensor 5 monitors the vertical vibration state of the vehicle body 2.

図2に示すように、車体2は、パッシブサスペンション装置6及びアクティブサスペンション装置7(サスペンション)を介して走行装置4及び駆動タイヤ3によって支持されている。アクティブサスペンション装置7は、制御部21(図5参照)と協働して、例えば車体2の振動を低減する。パッシブサスペンション装置6は、バネとダンパによるものを模式的に示したものであり、任意の懸架方式のサスペンション装置を採用することができる。   As shown in FIG. 2, the vehicle body 2 is supported by the traveling device 4 and the drive tire 3 via a passive suspension device 6 and an active suspension device 7 (suspension). The active suspension device 7 cooperates with the control unit 21 (see FIG. 5) to reduce, for example, vibration of the vehicle body 2. The passive suspension device 6 is schematically shown by a spring and a damper, and any suspension system suspension device can be adopted.

走行装置4は、モータ8(駆動源)と、3つのクラッチ版10,11,12からなる切替え手段23と、クラッチ板10,11,12を制動可能に構成されたブレーキ装置13(制動手段)とから構成されている。クラッチ板10,11,12は、モータ8のシャフト9の軸端に設けられた円板形状の駆動クラッチ板10と、駆動クラッチ板10と接続可能に設けられた円板形状のタイヤクラッチ板11と、駆動クラッチ板10と接続可能に設けられた円板形状のアクティブサスペンション装置7のサスペンションクラッチ板12である。モータ8は、発電機としての機能も有しており、また、シャフト9の回転変位量を検出可能なエンコーダ19を備えている。
これらの構成要素は、図示しないシャーシーに取り付けられている。
The travel device 4 includes a motor 8 (drive source), a switching unit 23 including three clutch plates 10, 11, and 12, and a brake device 13 (braking unit) configured to be able to brake the clutch plates 10, 11, and 12. It consists of and. The clutch plates 10, 11, and 12 are a disc-shaped drive clutch plate 10 provided at the shaft end of the shaft 9 of the motor 8, and a disc-shaped tire clutch plate 11 provided so as to be connectable to the drive clutch plate 10. And the suspension clutch plate 12 of the disk-shaped active suspension device 7 provided so as to be connectable to the drive clutch plate 10. The motor 8 also has a function as a generator and includes an encoder 19 that can detect the rotational displacement amount of the shaft 9.
These components are attached to a chassis (not shown).

図3に示すように、タイヤクラッチ板11は、駆動タイヤ3のタイヤシャフト15の軸端に設けられており、駆動クラッチ板10と接続されることによって駆動タイヤ3を駆動させるように構成されている。サスペンションクラッチ板12は、モータ8と、駆動クラッチ板10との間に回転可能に配置されており、その中心にシャフト9が貫通している。駆動クラッチ板10とタイヤクラッチ板11、及び駆動クラッチ板10とサスペンションクラッチ板12は、例えばそれぞれ電磁クラッチとして構成されている。   As shown in FIG. 3, the tire clutch plate 11 is provided at the shaft end of the tire shaft 15 of the drive tire 3 and is configured to drive the drive tire 3 by being connected to the drive clutch plate 10. Yes. The suspension clutch plate 12 is rotatably disposed between the motor 8 and the drive clutch plate 10, and the shaft 9 passes through the center thereof. The drive clutch plate 10 and the tire clutch plate 11 and the drive clutch plate 10 and the suspension clutch plate 12 are each configured as an electromagnetic clutch, for example.

具体的には、走行用クラッチ部31を構成する駆動クラッチ板10とタイヤクラッチ板11のうち、タイヤクラッチ板11には電磁石11aが設けられている。タイヤクラッチ板11の電磁石11aは、図5に示す走行用クラッチ制御部32からの出力に応じて界磁され、これにより駆動クラッチ10とタイヤクラッチ板11とを連結することが可能となる。   Specifically, of the drive clutch plate 10 and the tire clutch plate 11 constituting the traveling clutch portion 31, the tire clutch plate 11 is provided with an electromagnet 11a. The electromagnet 11a of the tire clutch plate 11 is fielded in accordance with the output from the traveling clutch control unit 32 shown in FIG. 5, thereby enabling the drive clutch 10 and the tire clutch plate 11 to be connected.

同様に、サスペンション用クラッチ部33を構成する駆動クラッチ板10とサスペンションクラッチ板12のうち、サスペンションクラッチ板12には電磁石12aが設けられている。サスペンションクラッチ板12の電磁石12aは、図5に示すサスペンション用クラッチ制御部34からの出力に応じて界磁され、これにより駆動クラッチ10とサスペンションクラッチ板12とを連結することが可能となる。   Similarly, of the drive clutch plate 10 and the suspension clutch plate 12 constituting the suspension clutch portion 33, the suspension clutch plate 12 is provided with an electromagnet 12a. The electromagnet 12a of the suspension clutch plate 12 is fielded in accordance with the output from the suspension clutch control unit 34 shown in FIG. 5, thereby enabling the drive clutch 10 and the suspension clutch plate 12 to be connected.

上記構成により、駆動クラッチ板10がタイヤクラッチ板11に接続された状態で、モータ8を駆動することによって、駆動タイヤ3を駆動させることができる。また、駆動クラッチ板10がサスペンションクラッチ板12に接続された状態で、モータ8を駆動することによって、アクティブサスペンション装置7を制御することができる。   With the above configuration, the drive tire 3 can be driven by driving the motor 8 in a state where the drive clutch plate 10 is connected to the tire clutch plate 11. Further, the active suspension device 7 can be controlled by driving the motor 8 with the drive clutch plate 10 connected to the suspension clutch plate 12.

ブレーキ装置13はドラム式であり、円筒形のドラム13aとドラム13aの内側に設けられたブレーキシュー13bと、ドラム13aの軸方向(図2の左右方向)の位置を調整する位置調整手段14と、図5に示すブレーキ制御部35とを備える。ドラム13aは、ブレーキ制御部35からの出力に応じて、例えばバンド(図示せず)で外側から押さえつけられることによって、クラッチ板10,11,12を制動する。
位置調整手段14は、ドラム13aを軸方向にスライド可能に支持するスライダ14aと、スライダ14aに沿ってドラム13aを移動可能なアクチュエータ14b(図示せず)とを有し、アクチュエータ14bはブレーキ制御部35によって制御される。
上記構成により、ドラム13aを軸方向に移動させることによって、駆動クラッチ板10、タイヤクラッチ板11、サスペンションクラッチ板12を選択的に制動可能となる。
The brake device 13 is a drum type, a cylindrical drum 13a, a brake shoe 13b provided inside the drum 13a, and a position adjusting means 14 for adjusting the position of the drum 13a in the axial direction (left-right direction in FIG. 2). And a brake control unit 35 shown in FIG. The drum 13 a brakes the clutch plates 10, 11, and 12 by being pressed from the outside by, for example, a band (not shown) in accordance with the output from the brake control unit 35.
The position adjusting means 14 includes a slider 14a that supports the drum 13a so as to be slidable in the axial direction, and an actuator 14b (not shown) that can move the drum 13a along the slider 14a. The actuator 14b is a brake control unit. 35.
With the above configuration, the drive clutch plate 10, the tire clutch plate 11, and the suspension clutch plate 12 can be selectively braked by moving the drum 13a in the axial direction.

図4に示すように、サスペンションクラッチ板12の外周近傍にはコネクトピン16が設けられていると共に、車体2の側面下方にもコネクトピン17が設けられている。これらコネクトピン16,17には、コネクティングロッド18で接続されており、サスペンションクラッチ板12とコネクティングロッド18とで、クランク機構を構成している。これにより、車体2の上下運動に伴い、サスペンションクラッチ板12が回動する。または、サスペンションクラッチ板12をモータ8によって回動させることで、車体2とサスペンションクラッチ板12との距離、つまり、車体2と駆動タイヤ3との距離を変化させることができる。   As shown in FIG. 4, a connect pin 16 is provided near the outer periphery of the suspension clutch plate 12, and a connect pin 17 is also provided below the side surface of the vehicle body 2. The connecting pins 16 and 17 are connected by a connecting rod 18, and the suspension clutch plate 12 and the connecting rod 18 constitute a crank mechanism. As a result, the suspension clutch plate 12 rotates as the vehicle body 2 moves up and down. Alternatively, the distance between the vehicle body 2 and the suspension clutch plate 12, that is, the distance between the vehicle body 2 and the drive tire 3 can be changed by rotating the suspension clutch plate 12 by the motor 8.

次に、制御部21のシステム構成について説明する。
図5に示すように、制御部21は複数の走行装置4(本実施形態は6つの走行装置4)を制御可能に構成されている。各走行装置4は、モータ8の制御を行うモータ制御部30と、走行用クラッチ部31の制御を行う走行用クラッチ制御部32と、サスペンション用クラッチ部33の制御を行うサスペンション用クラッチ制御部34とを有している。
Next, the system configuration of the control unit 21 will be described.
As shown in FIG. 5, the control unit 21 is configured to be able to control a plurality of travel devices 4 (six travel devices 4 in the present embodiment). Each travel device 4 includes a motor control unit 30 that controls the motor 8, a travel clutch control unit 32 that controls the travel clutch unit 31, and a suspension clutch control unit 34 that controls the suspension clutch unit 33. And have.

モータ制御部30は、モータ8を回動させるような信号を出力するもので、モータ8に設けられたエンコーダ19の信号に基づいてモータ8の回転数を制御することができる。また、エンコーダ19の信号は、制御部21にも出力され、モータ8の制御以外にも利用することができる。
走行用クラッチ制御部32は、タイヤクラッチ板11に設けられた電磁石11aを界磁するための出力を制御する制御部であり、サスペンション用クラッチ制御部34は、サスペンションクラッチ板12に設けられた電磁石12aを界磁するための出力を制御する制御部である。
The motor control unit 30 outputs a signal for rotating the motor 8, and can control the number of rotations of the motor 8 based on a signal from an encoder 19 provided in the motor 8. The signal of the encoder 19 is also output to the control unit 21 and can be used for other than the control of the motor 8.
The traveling clutch control unit 32 is a control unit that controls an output for fielding the electromagnet 11 a provided on the tire clutch plate 11, and the suspension clutch control unit 34 is an electromagnet provided on the suspension clutch plate 12. It is a control part which controls the output for fielding 12a.

また、ブレーキ制御部35は、ドラム13aを作動させるための出力、及びドラム13aを軸方向に移動させるアクチュエータ14bを作動させるための出力を制御する制御部である。
車体2に設けられた加速度センサ5,5の出力は、直接制御21に送られる。また、各制御部は、電力を供給するためのバッテリー22に接続されている。
The brake control unit 35 is a control unit that controls an output for operating the drum 13a and an output for operating the actuator 14b that moves the drum 13a in the axial direction.
Outputs of the acceleration sensors 5 and 5 provided in the vehicle body 2 are sent directly to the control 21. Each control unit is connected to a battery 22 for supplying power.

(タイヤ通常走行)
上記実施形態によれば、各走行装置4において駆動クラッチ板10をタイヤクラッチ板11に接続し、モータ8の駆動力を駆動タイヤ3に伝達することによって、駆動タイヤ3を駆動することができる。以下、このような走行装置4が駆動タイヤ3を駆動可能な状態をタイヤ駆動状態と呼ぶ。これにより、車両1を走行させることができる。タイヤ駆動状態においては、車体2は、走行装置4と対応して設けられたパッシブサスペンション装置6によって支持される。また、ブレーキ装置13の接続先をタイヤクラッチ板11にし、ブレーキ装置13のドラム13aをタイヤクラッチ板11と対応する位置とした状態でブレーキ装置13を作動させることで、車両1の制動を行うことができる。
また、モータ8のエンコーダ19の信号より車両1の速度を算出し、車両1の速度を一定に保つなどの制御を行うことができる。
(Tire normal running)
According to the above embodiment, the driving tire 3 can be driven by connecting the driving clutch plate 10 to the tire clutch plate 11 in each traveling device 4 and transmitting the driving force of the motor 8 to the driving tire 3. Hereinafter, a state in which the traveling device 4 can drive the driving tire 3 is referred to as a tire driving state. Thereby, the vehicle 1 can be run. In the tire driving state, the vehicle body 2 is supported by a passive suspension device 6 provided corresponding to the traveling device 4. The brake device 13 is connected to the tire clutch plate 11, and the brake device 13 is operated in a state where the drum 13 a of the brake device 13 is in a position corresponding to the tire clutch plate 11, thereby braking the vehicle 1. Can do.
Further, the speed of the vehicle 1 can be calculated from the signal of the encoder 19 of the motor 8, and control such as keeping the speed of the vehicle 1 constant can be performed.

(モータ駆動力の切替え)
上記実施形態によれば、1つのモータ8により、車両1の走行、及びアクティブサスペンション装置7の作動が可能となる。
具体的には、制御部21による制御の元、走行用クラッチ制御部32により、駆動クラッチ板10がタイヤクラッチ板11に接続されることによって、モータ8の駆動力が駆動タイヤ3に伝達され、車両1が走行力を得る。また、各走行装置4において、サスペンション用クラッチ制御部34により、駆動クラッチ板10がサスペンションクラッチ板12に接続されることにより、アクティブサスペンション装置7を作動させることが可能となる。以下、この状態をアクティブサスペンション状態と呼ぶ。
また、モータ8の駆動力の切替え時においては、ブレーキ制御部35により、ブレーキ装置13の接続先を駆動クラッチ板10とすることで、モータ8のシャフト9の回転速度をゼロにしてから駆動クラッチ板10をサスペンションクラッチ板12に接続することができる。
(Motor drive force switching)
According to the above-described embodiment, the single motor 8 enables the vehicle 1 to travel and the active suspension device 7 to operate.
Specifically, under the control of the control unit 21, the driving clutch plate 10 is connected to the tire clutch plate 11 by the traveling clutch control unit 32, whereby the driving force of the motor 8 is transmitted to the driving tire 3, The vehicle 1 obtains running power. In each traveling device 4, the active clutch device 7 can be operated by connecting the drive clutch plate 10 to the suspension clutch plate 12 by the suspension clutch control unit 34. Hereinafter, this state is referred to as an active suspension state.
Further, when the driving force of the motor 8 is switched, the brake control unit 35 uses the driving clutch plate 10 as the connection destination of the brake device 13 so that the rotational speed of the shaft 9 of the motor 8 becomes zero before the driving clutch. The plate 10 can be connected to the suspension clutch plate 12.

例えば、車両1の発進時においては、走行用クラッチ制御部32により、全ての走行装置4をタイヤ駆動状態とすることで、全ての駆動タイヤ3にモータ8の駆動力を伝達させ、最大の加速力を得ることができる。発進後、駆動トルクに余裕が生じた場合においては、サスペンション用クラッチ制御部34によって、駆動トルクに余裕のある駆動タイヤ3(例えば、前後方向中央の駆動タイヤ3)に対応するモータ8の駆動クラッチ板10をサスペンションクラッチ板12に接続し、この駆動タイヤ3に対応するアクティブサスペンション装置7を作動させることができる。また、下りの坂道の走行中など、慣性走行中においては、サスペンション用クラッチ制御部34によって、全ての駆動タイヤ3に対応するアクティブサスペンション装置7を作動させることができる。   For example, when the vehicle 1 starts, the driving clutch control unit 32 causes all the driving devices 4 to be in a tire driving state, thereby transmitting the driving force of the motor 8 to all the driving tires 3 and maximizing acceleration. You can gain power. When there is a margin in driving torque after starting, the suspension clutch control unit 34 causes the driving clutch of the motor 8 corresponding to the driving tire 3 having a margin in driving torque (for example, the driving tire 3 in the center in the front-rear direction). The plate 10 is connected to the suspension clutch plate 12, and the active suspension device 7 corresponding to the drive tire 3 can be operated. In addition, during inertia traveling such as traveling on a downhill road, the suspension clutch control unit 34 can operate the active suspension devices 7 corresponding to all the drive tires 3.

(フィードフォワード制御)
上記実施形態によれば、突起が大きい路面を走行する場合には、以下に説明するようなフィードフォワード制御が特に有効となる。以下、図6及び図7を参照して、本実施形態によるフィードフォワード制御時の車両の動作を説明する。
まず、走行中の車両1において、最前方の駆動タイヤ3aのエンコーダ19を監視状態とし、車体1に対して大きな入力があるかどうか監視する(ステップS1)。図7(a)に示すように、アクティブサスペンション状態とされた最前方の駆動タイヤ3aが、突起Pに乗り上げると、駆動タイヤ3が上方に突き上げられ、アクチュエータ15のクランク機構によって、サスペンションクラッチ板12が回転する。これにより、エンコーダ19がカウントされ突起Pを感知する。この信号が制御部21に送信されることにより、制御部21よりフィードフォワード制御が発動される(ステップS2)。
(Feed forward control)
According to the embodiment, when traveling on a road surface with a large protrusion, feedforward control as described below is particularly effective. Hereinafter, with reference to FIG.6 and FIG.7, the operation | movement of the vehicle at the time of feedforward control by this embodiment is demonstrated.
First, in the traveling vehicle 1, the encoder 19 of the foremost drive tire 3a is set in a monitoring state to monitor whether there is a large input to the vehicle body 1 (step S1). As shown in FIG. 7A, when the foremost driving tire 3 a in the active suspension state rides on the protrusion P, the driving tire 3 is pushed upward, and the suspension clutch plate 12 is driven by the crank mechanism of the actuator 15. Rotates. As a result, the encoder 19 is counted to detect the protrusion P. By transmitting this signal to the control unit 21, feedforward control is activated by the control unit 21 (step S2).

次に、制御部21は、車両1の走行速度から突起Pが後続の駆動タイヤ3bに到達する時間を計算する。走行速度は、タイヤ駆動状態にある走行装置4のエンコーダ19のカウントから算出することができる(ステップS3)。   Next, the control unit 21 calculates the time for the protrusion P to reach the subsequent drive tire 3 b from the traveling speed of the vehicle 1. The traveling speed can be calculated from the count of the encoder 19 of the traveling device 4 in the tire driving state (step S3).

次に、駆動タイヤ3bに対応する走行装置4を駆動状態からアクティブサスペンション状態に切替える。すなわち、駆動タイヤ3bに対応する走行用クラッチ制御部32が、タイヤクラッチ板11の電磁石11aの磁力をゼロにするように、電磁石11aへの電力の供給を停止する。次いで、駆動クラッチ板10の回転速度をゼロにする。この際、急激に速度をゼロにする必要がある場合は、ブレーキ制御部35によってドラム13a及び位置調整手段14のアクチュエータ14bを作動させる。次いで、サスペンション用クラッチ制御部34は、サスペンションクラッチ板12の電磁石12aを界磁するように、電磁石12aに電力を供給し、駆動クラッチ板10とサスペンションクラッチ板12とを連結させる。これにより、駆動タイヤ3bをアクティブサスペンション状態にする(ステップS4)。   Next, the traveling device 4 corresponding to the driving tire 3b is switched from the driving state to the active suspension state. That is, the traveling clutch control unit 32 corresponding to the drive tire 3b stops the supply of electric power to the electromagnet 11a so that the magnetic force of the electromagnet 11a of the tire clutch plate 11 is zero. Next, the rotational speed of the drive clutch plate 10 is made zero. At this time, if the speed needs to be suddenly reduced to zero, the brake controller 35 operates the drum 13a and the actuator 14b of the position adjusting means 14. Next, the suspension clutch control unit 34 supplies power to the electromagnet 12a so as to field the electromagnet 12a of the suspension clutch plate 12, and connects the drive clutch plate 10 and the suspension clutch plate 12. As a result, the drive tire 3b is brought into the active suspension state (step S4).

次に、図7(b)に示すように、制御部21は、ステップS2で計算した到達時間に基づき、突起Pが駆動タイヤ3bに到達する前に駆動タイヤ3bを上方に移動させる。次いで、突起P通過後に駆動タイヤ3bを下方に移動させる。具体的には、アクティブサスペンション状態において、モータ制御部35によりモータ8を駆動することによりサスペンションクラッチ板12を回転させてアクティブサスペンション装置7を作動させることにより、駆動タイヤ3bを移動させる(ステップS5)。   Next, as shown in FIG. 7B, the control unit 21 moves the drive tire 3b upward before the protrusion P reaches the drive tire 3b based on the arrival time calculated in step S2. Next, after passing through the protrusion P, the drive tire 3b is moved downward. Specifically, in the active suspension state, the drive tire 3b is moved by operating the active suspension device 7 by rotating the suspension clutch plate 12 by driving the motor 8 by the motor control unit 35 (step S5). .

次に、駆動タイヤ3bに対応する走行装置4をアクティブサスペンション状態から駆動状態に切替える。具体的には、すなわち、駆動タイヤ3bに対応するサスペンション用クラッチ制御部34が、サスペンションクラッチ板12の電磁石12aの磁力をゼロにするように
電磁石12aへの電力の供給を停止する。次いで、走行用クラッチ制御部32は、タイヤクラッチ板11の電磁石11aを界磁するように、電磁石11aに電力を供給し、駆動クラッチ板10とタイヤクラッチ板11とを連結させる。駆動クラッチ板10をタイヤクラッチ板11に接続する際は、モータ8の回転速度を車両1の走行速度に対応した回転速度に調整した上で接続する(ステップS6)。
Next, the traveling device 4 corresponding to the driving tire 3b is switched from the active suspension state to the driving state. Specifically, the suspension clutch control unit 34 corresponding to the drive tire 3b stops the supply of electric power to the electromagnet 12a so that the magnetic force of the electromagnet 12a of the suspension clutch plate 12 becomes zero. Next, the traveling clutch control unit 32 supplies electric power to the electromagnet 11 a so as to field the electromagnet 11 a of the tire clutch plate 11, and connects the drive clutch plate 10 and the tire clutch plate 11. When connecting the drive clutch plate 10 to the tire clutch plate 11, the rotational speed of the motor 8 is adjusted to a rotational speed corresponding to the traveling speed of the vehicle 1 (step S6).

以下、図7(c)に示すように、最後方の駆動タイヤ3cが突起Pを乗り越えるように制御を行う。次いで、図7(d)に示すように、最前方の駆動タイヤ3aのみをアクティブサスペンション状態とし、突起Pに備える。
以上のような制御を行うことによって、本実施形態の車両1は、突起Pを効率的に乗り越えることができる。
Hereinafter, as shown in FIG. 7C, control is performed so that the rearmost drive tire 3c gets over the protrusion P. Next, as shown in FIG. 7 (d), only the foremost drive tire 3 a is brought into an active suspension state and provided on the protrusion P.
By performing the control as described above, the vehicle 1 of the present embodiment can efficiently get over the protrusion P.

(車体振動のアクティブ制御)
アクティブサスペンション装置7の制御則は、スカイフック制御理論を基本とする。具体的には加速度センサ5の信号を元にモータ8を駆動し、アクチュエータ15の動きの制御を行う。また、アクティブサスペンション状態にある走行装置4のエンコーダ19のカウントから車体2の上下方向のストローク速度を算出し、この情報を元に制御を行うことも可能である。また、スカイフック制御において、特定の周波数(車体固有値)のみに効果を発揮するようにフィルタを通した制御(周波数成形)を行うことも可能である。
(Active control of body vibration)
The control law of the active suspension device 7 is based on the skyhook control theory. Specifically, the motor 8 is driven based on the signal from the acceleration sensor 5 to control the movement of the actuator 15. It is also possible to calculate the vertical stroke speed of the vehicle body 2 from the count of the encoder 19 of the traveling device 4 in the active suspension state, and to perform control based on this information. In the skyhook control, it is also possible to perform control (frequency shaping) through a filter so as to exert an effect only on a specific frequency (vehicle body specific value).

(車体振動のセミアクティブ制御)
また、例えば不整地の走行など、駆動トルクに余裕がない場合においては、ブレーキ装置13を用いて車体振動のセミアクティブ制御を行うことができる。具体的には、走行用クラッチ制御部32からの指令により、駆動クラッチ板10をタイヤクラッチ板11に接続したままで、ブレーキ装置13を用いてサスペンションクラッチ板12の回動を制動する摩擦力を制御することによってセミアクティブ制御を行う。
(Semi-active control of body vibration)
In addition, when the driving torque is not sufficient, for example, when traveling on rough terrain, the vehicle body vibration can be semi-actively controlled using the brake device 13. Specifically, in accordance with a command from the traveling clutch control unit 32, a frictional force that brakes the rotation of the suspension clutch plate 12 using the brake device 13 while the drive clutch plate 10 is connected to the tire clutch plate 11 is applied. Semi-active control is performed by controlling.

(エネルギー回生)
また、アクティブサスペンション状態においては、車体2の振動からモータ8を介してバッテリー22にエネルギー回生を行うことができる。具体的には、アクティブサスペンション状態の駆動タイヤ3が凹凸を通過することによって、車体2に振動が発生すると、アクチュエータ15のクランク機構によって、サスペンションクラッチ板12が回動する。この回動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することによって、バッテリー22に電力を貯えることができる。
また、タイヤ駆動状態においては、ブレーキ装置13を使用した制動の際に発生する熱エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することによって、バッテリー22に電力を貯える、所謂回生ブレーキとして機能させることもできる。
(Energy regeneration)
In the active suspension state, energy can be regenerated from the vibration of the vehicle body 2 to the battery 22 via the motor 8. Specifically, when vibration is generated in the vehicle body 2 as the driving tire 3 in the active suspension state passes through the unevenness, the suspension clutch plate 12 is rotated by the crank mechanism of the actuator 15. Electric power can be stored in the battery 22 by converting the kinetic energy generated by the rotation into electric energy and collecting it.
Further, in the tire driving state, it is possible to function as a so-called regenerative brake in which electric power is stored in the battery 22 by converting the thermal energy generated during braking using the brake device 13 into electric energy and collecting it. .

(停止時における車体安定化)
本実施形態によれば、車両1の停止時において、例えば車両1の上面にクレーン(起重機)を搭載し、吊り上げなどの操作を行う場合、サスペンション用クラッチ制御部34からの指令により、全ての駆動タイヤ3をアクティブサスペンション状態とする。これによって、操作時における車両1の姿勢を安定化することができる。また、車体1の動きによりアクチュエータ15を回動させることによって、エネルギー回生を行うこともできる。さらに、例えば強風による突発的な揺れなどに対しては、ブレーキ装置13を用いてサスペンションクラッチ板12を制動することにより、姿勢変化を小さくすることもできる。
(Stabilization of vehicle body when stopped)
According to the present embodiment, when the vehicle 1 is stopped, for example, when a crane (hoist) is mounted on the upper surface of the vehicle 1 and an operation such as lifting is performed, all driving is performed according to a command from the suspension clutch control unit 34. The tire 3 is in an active suspension state. Thereby, the attitude | position of the vehicle 1 at the time of operation can be stabilized. Further, energy regeneration can be performed by rotating the actuator 15 by the movement of the vehicle body 1. Further, for example, for sudden swings caused by strong winds, the suspension clutch plate 12 is braked using the brake device 13 to reduce the change in posture.

なお、本実施形態においては、車両1の駆動タイヤ3の数を6つとしたが、これに限ることはなく、想定される路面の状況に応じて駆動タイヤ3の数は変更することができる。
また、本実施形態においては、アクティブサスペンション装置7は、サスペンションクラッチ板12とこのサスペンションクラッチ板12に接続されたコネクティングロッド18とからなるクランク機構である構成としたが、サスペンションクラッチ板12と同期して回転が可能な回転板を別途設け、この回転板にコネクティングロッドを接続することでクランク機構とする構成としてもよい。
In the present embodiment, the number of drive tires 3 of the vehicle 1 is six. However, the number is not limited to this, and the number of drive tires 3 can be changed according to the assumed road surface condition.
In the present embodiment, the active suspension device 7 is configured as a crank mechanism including the suspension clutch plate 12 and the connecting rod 18 connected to the suspension clutch plate 12, but is synchronized with the suspension clutch plate 12. A rotating plate that can be rotated is separately provided, and a connecting rod is connected to the rotating plate to form a crank mechanism.

また、本実施形態においては、スカイフック制御理論に基づいて制御を実施したが、例えば、現代制御、H∞制御などのロバスト制御など各種制御理論も車両1を構成するハードウェアの制約条件の中で適用可能である。
また、本実施形態においては、駆動装置として電動によるモータを用いたが、例えば内燃機関等の動力を用いることもできる。ただし、この場合、エネルギー回生の機能は使用できない。
In this embodiment, the control is performed based on the skyhook control theory. For example, various control theories such as modern control and robust control such as H∞ control are also included in the constraints of the hardware constituting the vehicle 1. Is applicable.
In the present embodiment, an electric motor is used as the driving device, but power such as an internal combustion engine can also be used. However, in this case, the energy regeneration function cannot be used.

1:車両、3:駆動タイヤ(駆動輪)、4:走行装置、5:加速度センサ、7:アクティブサスペンション装置(サスペンション)、8:モータ(駆動源)、10:駆動クラッチ板、11:タイヤクラッチ板、12:サスペンションクラッチ板、13:ブレーキ装置(制動手段)、18:コネクティングロッド、21:制御部、23:切替え手段 1: Vehicle, 3: Drive tire (drive wheel), 4: Traveling device, 5: Acceleration sensor, 7: Active suspension device (suspension), 8: Motor (drive source), 10: Drive clutch plate, 11: Tire clutch Plate, 12: suspension clutch plate, 13: brake device (braking means), 18: connecting rod, 21: control unit, 23: switching means

Claims (4)

駆動源と、
前記駆動源から出力される駆動力によって回転可能な駆動輪と、
前記駆動源から出力される駆動力によって作動するサスペンションと、
前記駆動源と、前記駆動輪または前記サスペンションとの接続を切り替える切替え手段とを有する走行装置を備え
前記切替え手段は、
前記駆動源に設けられた駆動クラッチ板と、
前記駆動輪に設けられ、前記駆動クラッチ板と接続可能なタイヤクラッチ板と、
前記サスペンションに設けられ、前記駆動クラッチ板と接続可能なサスペンションクラッチ板とを有し、
各々のクラッチ板を選択的に制動可能な制動手段を備えることを特徴とする車両。
A driving source;
A drive wheel rotatable by a driving force output from the drive source;
A suspension that operates by driving force output from the driving source;
A travel device having the drive source and switching means for switching connection between the drive wheel or the suspension ;
The switching means is
A drive clutch plate provided in the drive source;
A tire clutch plate provided on the drive wheel and connectable to the drive clutch plate;
A suspension clutch plate provided on the suspension and connectable to the drive clutch plate;
A vehicle comprising braking means capable of selectively braking each clutch plate .
請求項に記載の車両において、
前記サスペンションは、前記サスペンションクラッチ板と同期して回転する回転板とコネクティングロッドからなるクランク機構であることを特徴とする車両。
The vehicle according to claim 1 ,
The vehicle, wherein the suspension is a crank mechanism including a rotating plate and a connecting rod that rotate in synchronization with the suspension clutch plate .
請求項に記載の車両において、
前記走行装置を複数備えるとともに、
各々の走行装置の前記切替え手段を制御する制御部を備えることを特徴とする車両。
The vehicle according to claim 2 , wherein
With a plurality of the traveling devices,
A vehicle comprising a control unit that controls the switching means of each traveling device .
請求項に記載の車両において、
前記制御部は、前記車両に設けられた加速度センサの入力信号に基づいたスカイフック制御により制御されることを特徴とする車両。
The vehicle according to claim 3 , wherein
The vehicle, wherein the control unit is controlled by skyhook control based on an input signal of an acceleration sensor provided in the vehicle.
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