JP2021183441A - 車両用操作装置 - Google Patents
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Abstract
Description
運転者に操作される操作部材を備えて車両に配設され、その車両の駆動システムとブレーキシステムとに、運転者の操作に応じた指令を発する車両用操作装置であって、
前記操作部材の中立位置からの第1方向への操作である第1方向操作と、その第1方向とは異なる第2方向への操作である第2方向操作とが許容されており、
当該車両が停止している若しくは前進している状態において前記第1方向操作がなされたときに、前記駆動システムに、前進方向の駆動力を当該車両に付与するための指令を発するとともに、当該車両が停止している若しくは後進している状態において前記第2方向操作がなされたときに、前記駆動システムに、後進方向の駆動力を当該車両に付与するための指令を発し、かつ、
当該車両が前進している状態において前記第2方向操作がなされたときに、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を逆操作依拠ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成される。
i)全体構成
実施例の車両用操作装置が配設された車両(以下、「本車両」という場合がある)は、図1に示すように、前後左右4つの車輪を有する車両であり、以下の説明において、それら4つの車輪を、それぞれ、左前輪10FL,右前輪10FR,左後輪10RL,右後輪10RRと表すとともに、左右を区別する必要のない場合には、左前輪10FL,右前輪10FRの各々を、前輪10Fと、左後輪10RL,右前輪10RRの各々を、後輪10Rと、さらに、前後左右を区別する必要のない場合には、左前輪10FL,右前輪10FR,左後輪10RL,右後輪10RRの各々を、車輪10と、それぞれ総称する場合があることとする。
各前輪12Fに対して、前輪駆動装置12F,車輪ブレーキ装置14,車輪転舵装置16は、図2に示すような、車輪配設モジュール20(以下、単に、「モジュール20」という場合がある)に組み込まれている。モジュール20は、タイヤ10aが装着されたホイール10bを車体に配設するためのモジュールである。ホイール10b自体を車輪10と考えることができるが、本実施例においては、便宜的に、タイヤ10aが装着されたホイール10bを車輪10と呼ぶこととする。
後輪10Rの側には、トレーリングアーム型のサスペンション装置が配備されており、図5に示すように、後輪駆動装置12Rの中心的構成要素である車輪駆動ユニット70は、トレーリングアーム72の後端部に固定されて取付けられている。トレーリングアーム72は、前端部において、車体に、車幅方向に延びる回動軸線TLを中心に回動可能に支持されている。なお、図では、サスペンション装置に関して、サスペンションスプリング,ショックアブソーバ等の他の構成要素は省略されている。
駆動システムは、4つの車輪10に対して、それぞれ、4つの車輪駆動装置12が設けられたものであり、4つの車輪10の各々に対して、独立して、車輪駆動力を付与することが可能とされ、車輪回生ブレーキ力を付与することが可能とされている。また、ブレーキシステムは、4つの車輪10に対して、それぞれ、4つの車輪ブレーキ装置14が設けられたものであり、4つの車輪10の各々に対して、独立して車輪摩擦ブレーキ力を付与することが可能とされている。ちなみに、先に説明したように、ブレーキシステムは、4つの車輪駆動装置12をも含んで構成されていると考えることができ、それら4つの車輪駆動装置12は、4つの車輪10の各々に対して、独立して回生ブレーキ力を付与することが可能とされている。さらに、ステアリングシステムは、2つの前輪10Fに対して、それぞれ、2つの車輪転舵装置16が設けられたものであり、2つの前輪10Fの各々を、互いに独立して転舵することが可能とされている。
車両用操作装置18は、先に説明したように、操作受付装置94と操作ECU96とを含んで構成されている。操作受付装置94は、駆動/制動レバー90を含んで構成される部分である駆動/制動操作受付部100と、操舵レバー92を含んで構成される部分である操舵操作受付部102とに区分けすることができる。
操作ECU96は、大まかに言えば、(a) 駆動/制動レバー90,操舵レバー92に対する操作反力の制御である駆動/制動操作反力制御,操舵操作反力制御と、(b) 駆動/制動レバー90の操作に基づいて、本車両に付与する駆動力およびブレーキ力を決定し、それら駆動力,ブレーキ力に基づいて、駆動システムおよびブレーキシステム、詳しくは、各車輪10の車輪駆動装置12および車輪ブレーキ装置14に動作指令を発するための駆動/制動制御と、(c) 操舵レバー92の操作に基づいて、本車両において実現されるべき車体スリップ角を決定し、その車体スリップ角に基づいて、ステアリングシステム、詳しくは、各前輪10Fの車輪転舵装置16に動作指令を発するための操舵制御とを実行する。以下に、それらの制御を順次説明することで、当該操作ECU96の機能について説明する。
操作ECU96は、駆動/制動操作反力制御を以下のようにして行う。操作ECU96は、操作反力モータ106の回転角(回転位相)を常に把握しており、この回転角に基づいて、駆動/制動レバー90の中立位置からの操作量(操作角度)を特定する。この操作量に基づいて、詳しく言えば、この操作量に設定ゲインを乗ずることによって、駆動/制動レバー90を中立位置に復帰させるために操作反力モータ106が発生させるべきトルクを決定する。そのトルクに基づいて、操作反力モータ106への供給電流を決定し、インバータによってその電流が操作反力モータ106に供給される。ちなみに、駆動/制動レバー90に付与されるトルクは、操作量に応じて、操作量が大きくなればなる程大きくなる。運転者に、簡単に言えば、あたかも駆動/制動レバー90がばねによって支持されているような操作感が与えられることになる。
駆動/制動制御では、操作ECU96は、本車両の走行の状態に基づいて、運転者による駆動/制動レバー90の操作に応じた指令を、駆動システムおよびブレーキシステムに発する。各車輪10の車輪駆動装置12の駆動ECU80は、駆動モータ22b,70bの回転方向についての情報を、CAN98を介して操作ECU96に常時送信している。操作ECU96は、それらの情報に基づいて、本車両が、前進しているのか、後進しているのか、或いは、停止しているのかを特定する。
操作ECU96は、駆動/制動レバー90に対してと同様に、操舵レバー92の中立位置からの操作量を特定しており、現時点で、左方操作がなされているか、右方操作がなされているか、若しくは、左方操作,右方操作のいずれもなされていないか、すなわち、操舵レバー92が中立位置に位置させられているかを、常に認識している。簡単に説明するが、左方操作,右方操作がなされているときには、操作ECU96は、操作量に基づいて、本車両において実現されるべき車体スリップ角を決定し、その車体スリップ角に基づいて、左右の前輪10Fの各々を転舵すべき転舵角を決定する。操作ECU96は、その転舵角についての情報を、ステアリングシステム、詳しくは、各前輪12の車輪転舵装置16のステアリングECU84に、CAN98を介して送信する。各ステアリングECU84は、その転舵角を実現させるべく、転舵モータ62aの駆動回路であるインバータを作動させる。
i)制御のフロー
駆動/制動制御は、操作ECU96のコンピュータが、図7にフローチャートを示す駆動/制動制御プロクラムを、短い時間ピッチ(例えば、数m〜数十msec)で繰り返し実行することによって行われる。以下に、そのプログラムに従った制御処理の流れについて、特に、駆動/制動レバー90の操作と本車両の走行の状態とに応じて駆動システム,ブレーキシステムに発せられる指令について、フローチャートに沿って簡単に説明する。
以下に、上記駆動/制動制御プログラムの実行によって本車両に付与される駆動力(駆動トルク),ブレーキ力の様子を、図8のグラフを参照しつつ説明する。図8のグラフは、駆動/制動レバー90(以下、単に「レバー90」という場合がある)の中立位置からの操作量,本車両に付与される駆動トルク,本車両に付与されるブレーキ力,本車両の走行状態としての車両走行速度(以下、「車速」という場合がある)の変化を、一例として、模式的に、同じ時間軸t上に並べて示している。駆動/制動レバー90の操作量,駆動トルク,車速の各々は、0を挟んで、上方が前進方向(前進側)の値,下方が後進方向(後進側)の値として示されている。
Claims (8)
- 運転者に操作される操作部材を備えて車両に配設され、その車両の駆動システムとブレーキシステムとに、運転者の操作に応じた指令を発する車両用操作装置であって、
前記操作部材の中立位置からの第1方向への操作である第1方向操作と、その第1方向とは異なる第2方向への操作である第2方向操作とが許容されており、
当該車両が停止している若しくは前進している状態において前記第1方向操作がなされたときに、前記駆動システムに、前進方向の駆動力を当該車両に付与するための指令を発するとともに、当該車両が停止している若しくは後進している状態において前記第2方向操作がなされたときに、前記駆動システムに、後進方向の駆動力を当該車両に付与するための指令を発し、かつ、
当該車両が前進している状態において前記第2方向操作がなされたときに、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を逆操作依拠ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成された車両用操作装置。 - さらに、当該車両が後進している状態において前記第1方向操作がなされたときにも、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を逆操作依拠ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成された請求項1に記載の車両用操作装置。
- 前記逆操作依拠ブレーキ力としてのブレーキ力が、前記操作部材の前記中立位置からの操作量に応じた大きさのブレーキ力である請求項1または請求項2に記載の車両用操作装置。
- さらに、当該車両が前進している状態において前記操作部材が前記中立位置に位置させられたときに、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を中立依拠ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成された請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の車両用操作装置。
- さらに、当該車両が後進している状態において前記操作部材が前記中立位置に位置させられたときに、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を中立依拠ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成された請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の車両用操作装置。
- 前記逆操作依拠ブレーキ力としてのブレーキ力が、前記中立依拠ブレーキ力としてのブレーキ力よりも大きく設定されている請求項4または請求項5に記載の車両用操作装置。
- 前記中立依拠ブレーキ力としてのブレーキ力の付与によって当該車両が停止させられたときに、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を当該車両の停止を維持するための停止維持ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成された請求項4ないし請求項6のいずれか1つに記載の車両用操作装置。
- 前記逆操作依拠ブレーキ力としてのブレーキ力の付与によって当該車両が停止させられたときに、前記ブレーキシステムに、ブレーキ力を当該車両の停止を維持するための停止維持ブレーキ力として当該車両に付与するための指令を発するように構成された請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の車両用操作装置。
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