JP5083661B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that assists steering by an assist force of a motor.
従来より、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置として、例えば、下記特許文献1に示す、電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置は、電動モータに実際に流れているモータ電流の電流値に基づいて当該電動モータが過負荷状態にあるか否かを判定する。そして、例えば、操舵中に操舵輪が縁石等に当接してロックすることにより、電動モータが過負荷状態にあると判定されているときには、電動モータに大きなモータ電流が流れることを防止するため、操舵トルクに応じて決定される指令電流値を所定の値により制限して電動モータの過熱状態を回避して当該電動モータを保護している。
ところで、例えば、前輪駆動車の操舵輪のどちらが側溝に落ち込んで脱輪した場合、運転者がこの脱輪状態から復帰するために操舵輪を操舵すると、当該脱輪状態の操舵輪の側面が側溝の側面に当接する。この当接状態から運転者がさらに操舵輪を操舵すると、電動モータの過負荷状態を回避して保護するために上述のように指令電流値が制限されて電動モータによるアシストトルクが制限される。 By the way, for example, when one of the steered wheels of the front wheel drive vehicle falls into the side groove and derails, when the driver steers the steered wheel to return from this derailed state, the side surface of the steered wheel in the derailed state becomes the side groove. Abuts the side of When the driver further steers the steered wheel from this contact state, the command current value is limited as described above in order to avoid and protect the overload state of the electric motor, and the assist torque by the electric motor is limited.
脱輪状態によっては、脱輪した操舵輪の側面を側溝の側面に向けて電動モータのアシスト力により十分な力で押圧するとともに、操舵輪をエンジン等の車輪駆動装置により駆動輪として駆動させることで、脱輪状態から脱却できる場合が想定される。 Depending on the derailed state, the steered wheel may be driven as a drive wheel by a wheel drive device such as an engine while pressing the side surface of the steered wheel toward the side surface of the side groove with the assist force of the electric motor. Thus, it is assumed that the vehicle can escape from the derailed state.
しかしながら、このような脱輪状態の場合にまで電動モータの過負荷状態を回避して保護するために電動モータのアシストトルクが制限されてしまうと、脱輪状態からの復帰の可能性が著しく低下してしまう。 However, if the assist torque of the electric motor is limited in order to avoid the overload state of the electric motor and protect it even in such a derailed state, the possibility of return from the derailed state is significantly reduced. Resulting in.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、脱輪復帰の可否を判定するとともに脱輪復帰の可能性を向上し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to determine whether or not to return from the wheel and to improve the possibility of returning from the wheel. Is to provide.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1の電気式動力舵取装置では、車両の駆動輪でもある両操舵輪(41、42)の操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータ(24a)と、前記両操舵輪を含めた全ての車輪(41、42、43、44)の輪荷重(P1、P2、P3、P4)を検出する輪荷重検出手段(41b、42b、43b、44b)と、前記両操舵輪のいずれか一方が路面の段差部(D)に落ち込んで脱輪する脱輪状態であるか否かを前記各輪荷重に基づいて判定する脱輪判定手段と、前記脱輪状態である操舵輪に対し当該脱輪状態から復帰させるために発生させ得る最大の脱輪復帰力である最大脱輪復帰力(φ)を、前記モータにより発生し得る最大のアシスト力である最大アシスト力(FSm)に加えて車輪駆動装置(50)により前記両操舵輪が回転駆動して発生し得る最大の回転駆動力である最大回転駆動力のうち前記段差部の側面に垂直方向に作用する押圧力に基づいて推定する最大脱輪復帰力推定手段と、前記最大脱輪復帰力と前記脱輪状態である操舵輪の前記輪荷重とに基づいて当該脱輪状態からの脱輪復帰の可否を判定する脱輪復帰可否判定手段であって、前記最大脱輪復帰力が前記脱輪状態である操舵輪の前記輪荷重を超えない場合に当該脱輪状態からの脱輪復帰が不可能であると判定する脱輪復帰可否判定手段と、前記脱輪復帰可否判定手段により脱輪復帰が不可能であると判定されない場合には前記モータによる前記アシスト力を徐々に増加させるように制御するモータ制御手段(30)と、を備えることを技術的特徴とする。 In order to achieve the above object, the electric power steering apparatus according to claim 1 outputs an assist force capable of assisting steering of both steered wheels (41, 42) which are also drive wheels of the vehicle. A wheel load detection means (P 1 , P 2 , P 3 , P 4 ) for detecting the wheel load (P 1 , P 2 , P 3 , P 4 ) of all the wheels (41, 42, 43, 44) including both the steering wheels. 41b, 42b, 43b, 44b) and whether one of the two steered wheels is in a derailed state where it falls into the stepped portion (D) of the road surface and derails is determined based on each wheel load. A motor for generating a maximum wheel removal return force (φ), which is a maximum wheel return return force that can be generated in order to cause the steering wheel in the wheel-out state to return from the wheel-removed state. maximum assist force is the maximum assist force may make (FS m) Of the maximum rotational driving force that is the maximum rotational driving force that can be generated when both the steering wheels are rotationally driven by the wheel driving device (50), the estimation is based on the pressing force acting in the vertical direction on the side surface of the stepped portion. To determine whether or not to return from the derailed state based on the maximum derailed return force estimating means and the wheel load of the steered wheel in the derailed state. Derailment means for determining whether or not the derailment return from the derailment state is impossible when the maximum derailment return force does not exceed the wheel load of the steered wheel in the derailment state. A return enable / disable determining means; and a motor control means (30) for controlling the assist force by the motor to gradually increase when it is not determined by the return wheel return enable / disable determination means that the return to wheel release is impossible. The technical features to provide To.
請求項1の発明では、駆動輪でもある両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であるか否かを各輪荷重に基づいて、例えば、判定対象となる操舵輪の輪荷重が他の車輪の輪荷重の平均値より大きく設定される値以上である場合に当該操舵輪が脱輪していると判定する。そして、脱輪していると判定されると、その脱輪状態である操舵輪に対し当該脱輪状態から復帰させるために発生させ得る最大脱輪復帰力を、モータにより発生し得る最大アシスト力に加えて車輪駆動装置により両操舵輪が回転駆動して発生し得る最大回転駆動力のうち段差部の側面に垂直方向に作用する押圧力に基づいて推定する。そして、この最大脱輪復帰力と脱輪状態である操舵輪の輪荷重とに基づいて脱輪復帰の可否を判定し、脱輪復帰が不可能であると判定されない場合(脱輪復帰が可能であると判定される場合)には、モータ制御手段によりモータによるアシスト力を徐々に増加させる。 In the first aspect of the present invention, based on each wheel load, it is determined whether any one of the two steered wheels that are also drive wheels is in a disengaged state. It is determined that the steered wheel has been removed when it is greater than or equal to a value set larger than the average value of the wheel load. When it is determined that the wheel has been derailed, the maximum assist force that can be generated by the motor is the maximum derailing return force that can be generated to return the steered wheel that is in the derailed state from the derailed state. In addition, it is estimated based on the pressing force acting in the vertical direction on the side surface of the step portion of the maximum rotational driving force that can be generated by rotating both the steering wheels by the wheel driving device. Based on this maximum derailment return force and the wheel load of the steered wheel in the derailed state, it is determined whether or not the derailment can be returned, and when it is not determined that the derailment is impossible (derailing is possible). When it is determined that the assist force by the motor is gradually increased by the motor control means.
脱輪状態である操舵輪を復帰させるためには、その操舵輪の輪荷重を超える脱輪復帰力を当該操舵輪に作用させる必要がある。そこで、上述のように推定される最大脱輪復帰力が脱輪状態である操舵輪の輪荷重を超えない場合に脱輪復帰が不可能であると判定し、一方、例えば、上記最大脱輪復帰力が脱輪状態の操舵輪の輪荷重を超える場合に脱輪復帰が可能であると判定する。そして、脱輪復帰が可能であると判定される場合には、モータのアシスト力を徐々に増加させる。 In order to return a steered wheel in a derailed state, it is necessary to apply a derailing return force that exceeds the wheel load of the steered wheel to the steered wheel. Accordingly, it is determined that the wheel return return is impossible when the maximum wheel return return force estimated as described above does not exceed the wheel load of the steered wheel in the wheel release state. When the return force exceeds the wheel load of the steered wheel in the derailed state, it is determined that the derailment return is possible. When it is determined that the wheel return can be returned, the assist force of the motor is gradually increased.
これにより、脱輪復帰が可能であると判定された場合には、モータの過負荷状態を回避するモータ保護機能を有していても、当該モータ保護機能が作動するまでの間、脱輪復帰のためのアシスト力を発生させつつこのアシスト力が徐々に増加していくこととなる。このため、脱輪復帰のためのアシスト力を発生させる期間を長くすることができるので、脱輪復帰の可能性が向上する。さらに、アシスト力を急激に増加させることなく徐々に増加させるので、このアシスト力により脱輪状態の操舵輪の側面が段差部の側面に確実に押し当てられることとなり、当該アシスト力を脱輪復帰のために最大限に活用することができる。
したがって、脱輪復帰の可否を判定するとともに脱輪復帰の可能性を向上させることができる。
As a result, when it is determined that the wheel return can be returned, even if it has a motor protection function that avoids an overload condition of the motor, the wheel return return is performed until the motor protection function is activated. This assist force is gradually increased while generating the assist force for. For this reason, it is possible to lengthen the period for generating the assist force for returning from the wheel removal, so that the possibility of wheel return returning is improved. Furthermore, since the assist force is gradually increased without suddenly increasing, the assist force ensures that the side surface of the steered wheel in the derailed state is pressed against the side surface of the stepped portion, and the assist force is returned to derailment. Can be optimized for.
Accordingly, it is possible to determine whether or not the wheel return can be returned and improve the possibility of the wheel return return.
請求項2の発明では、モータ制御手段は、脱輪復帰可否判定手段により脱輪復帰が不可能であると判定された場合にはアシスト力の出力を一時停止するようにモータを制御する。これにより、脱輪復帰が不可能であると判定されたときにはモータによる不必要なアシスト力の発生を回避し得る。
In the invention of
請求項3の発明では、モータ制御手段は、脱輪復帰可否判定手段により脱輪復帰が不可能であると判定された場合にはアシスト力を徐々に減少させるようにモータを制御する。これにより、脱輪復帰が不可能であるときにはアシスト力の急減による操舵フィーリングを損なうことなくモータによる不必要なアシスト力の発生を回避し得る。
In the invention of
請求項4の発明では、告知手段は、脱輪復帰可否判定手段により判定される脱輪復帰可否判定結果を運転者等に告知する。これにより、両操舵輪のいずれか一方が脱輪した場合にその操舵輪を実際に駆動して脱輪復帰を試すことなく、脱輪状態である操舵輪における脱輪復帰の可否を事前に認識することができる。また、上述のように脱輪復帰を試すことなく脱輪復帰の可否を事前に認識することができるので、脱輪復帰の可能性がない場合にまで不必要に操舵等することによりモータ等が過負荷になることもない。
In the invention of
請求項5の発明では、輪荷重検出手段は、車体と各車輪との間に介在するアーム上であって当該各車輪近傍にそれぞれ取り付けられる歪みセンサであり、その取付部分におけるアームの歪みに基づいて各輪荷重を検出する。これにより、各車輪の輪荷重を確実に検出することができる。 In the invention of claim 5, the wheel load detecting means is a strain sensor which is mounted on the arm interposed between the vehicle body and each wheel and is mounted in the vicinity of each wheel, and based on the strain of the arm in the mounting portion. To detect each wheel load. Thereby, the wheel load of each wheel can be reliably detected.
請求項6の発明では、輪荷重検出手段は、各車輪近傍に設けられて車体と各車輪との相対距離をそれぞれ検出する相対距離センサであり、当該各相対距離センサにより検出される各相対距離に基づいて、例えば、路面に対する車体の傾斜度合を算出し、この傾斜度合から各車輪の輪荷重をそれぞれ推定して検出する。
In the invention of
このため、例えば、車両に予め設けられているアクティブサスペンションの車高センサ等の相対距離センサでもって車体と各車輪との相対距離を検出することにより、各車輪の輪荷重を検出するためのセンサを設けることなく、各輪荷重を推定して検出することができる。 For this reason, for example, a sensor for detecting the wheel load of each wheel by detecting the relative distance between the vehicle body and each wheel with a relative distance sensor such as a vehicle height sensor of an active suspension provided in advance in the vehicle. It is possible to estimate and detect each wheel load without providing a wheel.
請求項7の発明では、脱輪判定手段は、両操舵輪における輪荷重のいずれか一方が、他の全ての車輪における輪荷重の平均値より大きく設定される第1の輪荷重閾値以上、例えば、当該平均値の110%以上である場合に当該操舵輪が脱輪状態であると判定する。 In the invention of claim 7, the wheel-removal judging means is configured to set a wheel load on both steered wheels to be equal to or greater than a first wheel load threshold that is set to be larger than an average value of wheel loads on all other wheels. When the average value is 110% or more of the average value, it is determined that the steered wheel is in a disengaged state.
両操舵輪のいずれか一方が路面の段差部に落ち込み脱輪してその操舵輪の一部が段差部の側面等に接触した場合には、車両の車体重量が、他の車輪に比べて脱輪状態である操舵輪により大きく作用する。このため、脱輪状態である操舵輪の輪荷重が、他の全ての車輪における輪荷重の平均値より大きくなる。そこで、両操舵輪の輪荷重と上記第1の輪荷重閾値とを比較することにより、脱輪状態であるか否かについて適切に判定することができる。 If either one of the steered wheels falls into the stepped portion of the road surface and derails and some of the steered wheels come into contact with the side of the stepped portion, etc., the vehicle body weight of the vehicle is deviated compared to the other wheels. It acts more greatly on the steering wheel in the wheel state. For this reason, the wheel load of the steered wheel that is in the wheel-removed state becomes larger than the average value of the wheel loads of all other wheels. Therefore, by comparing the wheel loads of the two steered wheels with the first wheel load threshold value, it is possible to appropriately determine whether or not the vehicle is in the derailed state.
請求項8の発明では、脱輪判定手段は、車速が停車していると判断される所定の速度閾値以下、例えば、0(ゼロ)km/h以下である場合に、脱輪状態であるか否かを輪荷重に基づいて判定する。
In the invention of
通常、脱輪している車両は移動できないため、脱輪時の車速は停車していると判断される速度以下になる。したがって、車速を考慮することにより脱輪状態であるか否かについてより確実に判定することができる。 Usually, since a vehicle that has derailed cannot move, the vehicle speed at the time of derailment is equal to or less than the speed at which it is determined that the vehicle is stopped. Therefore, it is possible to more reliably determine whether or not the vehicle is in the wheel-out state by considering the vehicle speed.
請求項9の発明では、最大脱輪復帰力φを、上記最大アシスト力をFSm、上記最大回転駆動力よりも小さく設定されて車輪駆動装置により発生し得る脱輪時最大回転駆動力をFDm、脱輪状態である操舵輪の側面に沿う方向と段差部の側面に沿う方向との相対角度をδ、脱輪状態である操舵輪の側面と段差部の側面との接触面における摩擦係数に相当する所定の係数をμとしたとき、以下の式により推定する。
φ=μ×(FSm+FDm×sinδ)
In the invention of claim 9, the maximum derailing return force φ is set to FS m , the maximum assist force is set to be smaller than the maximum rotational driving force, and the maximum rotational driving force during derailing that can be generated by the wheel driving device is FD. m is the relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel in the derailed state and the direction along the side surface of the stepped portion, and the friction coefficient at the contact surface between the side surface of the steered wheel and the side surface of the stepped portion in the derailed state When the predetermined coefficient corresponding to is μ, it is estimated by the following equation.
φ = μ × (FS m + FD m × sin δ)
脱輪状態である操舵輪の側面と段差部の側面との接触面には、最大アシスト力FSmと、脱輪時最大回転駆動力FDmのうち段差部の側面に垂直方向に作用する押圧力、即ち、FDm×sinδとが脱輪復帰のための最大の力として作用する。そこで、上記接触面における摩擦係数をμとすると、最大脱輪復帰力φは、上式でもって適切かつ具体的に演算され得る。 The contact surface between the side surface of the steered wheel and the side surface of the stepped portion in the derailed state is a push that acts on the side surface of the stepped portion in the vertical direction among the maximum assist force FS m and the maximum rotational drive force FD m during derailment The pressure, that is, FD m × sin δ acts as the maximum force for returning to derailment. Therefore, when the friction coefficient on the contact surface is μ, the maximum derailing return force φ can be calculated appropriately and specifically using the above equation.
このとき、脱輪時最大回転駆動力FDmは、車輪駆動装置により操舵輪に発生させ得る最大回転駆動力よりも小さく、例えば、当該最大回転駆動力の1/3程度に設定されるので、車輪駆動装置に過剰な負荷が生じることもない。 At this time, the maximum rotational drive force FD m at the time of wheel removal is smaller than the maximum rotational drive force that can be generated on the steered wheels by the wheel drive device, and is set to, for example, about 1/3 of the maximum rotational drive force. There is no excessive load on the wheel drive.
請求項10の発明では、相対角度検出手段は、車両の進行方向に対して操舵輪が操舵された角度である操舵輪の実舵角を相対角度として検出する。脱輪状態の操舵輪の側面に沿う方向と路面の段差部の側面に沿う方向との相対角度を検出するためには、段差部の形状を検出するための専用のセンサ等が必要になる。一方、通常、脱輪状態の車両の進行方向に相当する方向と段差部の側面に沿う方向との相対角度はほぼ一致する。そこで、操舵輪の実舵角を、脱輪状態の操舵輪の側面に沿う方向と段差部に沿う方向との相対角度として用いることにより、専用センサ等を別途設けることなく上記相対角度を推定し得る。 In the tenth aspect of the invention, the relative angle detection means detects the actual steering angle of the steered wheel, which is the angle at which the steered wheel is steered with respect to the traveling direction of the vehicle, as the relative angle. In order to detect the relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel in the derailed state and the direction along the side surface of the stepped portion on the road surface, a dedicated sensor or the like for detecting the shape of the stepped portion is required. On the other hand, the relative angle between the direction corresponding to the traveling direction of the vehicle in the derailed state and the direction along the side surface of the stepped portion is generally the same. Therefore, by using the actual steering angle of the steered wheel as a relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel and the direction along the stepped portion, the relative angle is estimated without providing a dedicated sensor or the like. obtain.
請求項11の発明では、脱輪復帰可否判定手段は、モータに流れる電流値が当該モータが過負荷であると判断される所定の電流閾値以上となった場合に脱輪復帰の可否を判定する。 In the eleventh aspect of the present invention, the derailment return availability determination means determines whether or not the derailment return is possible when the current value flowing through the motor becomes equal to or greater than a predetermined current threshold at which the motor is determined to be overloaded. .
脱輪復帰の可否についてより正確に判定するためには、脱輪状態である操舵輪の側面が段差部の側面に押圧された状態にて、上記最大脱輪復帰力を推定する必要がある。脱輪した直後では操舵輪の側面が段差部の側面に押圧されていない場合が想定され、この場合には、上記最大脱輪復帰力を脱輪復帰のために有効に作用させることができないからである。 In order to more accurately determine whether or not return from wheel removal is possible, it is necessary to estimate the maximum wheel release return force in a state where the side surface of the steered wheel that is in a wheel removal state is pressed against the side surface of the stepped portion. Immediately after derailment, it is assumed that the side surface of the steered wheel is not pressed against the side surface of the stepped portion, and in this case, the maximum derailment return force cannot be effectively applied for the derailment return. It is.
脱輪状態である操舵輪の側面が段差部の側面に押圧される状態になると、操舵輪の操舵を補助するモータが過負荷状態となり、当該モータに流れる電流値が増大することとなる。そこで、操舵輪が脱輪したときにモータに流れる電流値が増大し当該モータが過負荷状態になったことから操舵輪の側面が段差部の側面に押圧される状態を推定し、この押圧状態において上記最大脱輪復帰力および脱輪状態である操舵輪の輪荷重に基づいて脱輪復帰の可否を判定することで、より正確な判定を行うことができる。 When the side surface of the steered wheel in the derailed state is pressed against the side surface of the stepped portion, the motor that assists the steering of the steered wheel is overloaded, and the value of the current flowing through the motor increases. Therefore, when the steering wheel is removed, the value of the current flowing to the motor increases and the motor is overloaded, so it is estimated that the side surface of the steering wheel is pressed against the side surface of the stepped portion. In this case, it is possible to make a more accurate determination by determining whether or not the wheel return can be returned based on the maximum wheel return return force and the wheel load of the steered wheel that is in the wheel release state.
請求項12の発明では、脱輪復帰可否判定手段は、上記最大脱輪復帰力が脱輪状態である操舵輪における輪荷重以下に設定される第2の輪荷重閾値以下である場合に脱輪復帰不可能であると判定する。 According to a twelfth aspect of the present invention, when the maximum derailing return force is equal to or smaller than a second wheel load threshold set to be equal to or smaller than a wheel load on the steered wheel in the derailed state, the derailing return possibility determination means It is determined that recovery is impossible.
上記最大脱輪復帰力が脱輪状態である操舵輪における輪荷重以下である場合には、脱輪復帰できない可能性がある。そこで、最大脱輪復帰力が、脱輪状態である操舵輪における輪荷重以下に設定される第2の輪荷重閾値以下、例えば、脱輪状態である操舵輪における輪荷重の90%以下である場合に脱輪復帰不可能であると判定する。これにより、脱輪復帰が不可能である判定が適切になされ得る。 When the maximum derailing return force is equal to or less than the wheel load of the steered wheel in the derailing state, there is a possibility that the derailing cannot be performed. Therefore, the maximum derailing return force is equal to or less than a second wheel load threshold set to be equal to or less than the wheel load on the steered wheel in the derailed state, for example, 90% or less of the wheel load on the steered wheel in the derailed state. In this case, it is determined that derailment is impossible. As a result, it is possible to appropriately determine that the wheel-return return is impossible.
請求項13の発明では、脱輪判定手段により両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定される場合には、モータの過負荷保護を停止またはその保護条件を緩和する。これにより、モータの過負荷を回避して当該モータを保護する制限がある場合でも、脱輪状態からの復帰を優先させるためにモータ過負荷保護に関する制限を一時的に停止または緩和することにより、脱輪復帰の可能性が向上し得る。 According to the thirteenth aspect of the present invention, when it is determined by the wheel-removal determining means that either one of the two steered wheels is in the wheel-removed state, the overload protection of the motor is stopped or the protection condition is eased. Thereby, even when there is a limit to protect the motor by avoiding overload of the motor, by temporarily stopping or relaxing the limit on motor overload protection in order to give priority to the return from the derailed state, The possibility of return from wheel removal can be improved.
請求項14の発明では、電気式動力舵取装置は、各車輪に対して車体の高さを調整可能な車高調整手段を備えている。そして、上記脱輪判定手段により両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、車高調整手段により、「脱輪状態である操舵輪」に対する車体の高さを、「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する車体の高さよりも高く調整する。 According to a fourteenth aspect of the present invention, the electric power steering apparatus includes vehicle height adjusting means capable of adjusting the height of the vehicle body with respect to each wheel. Then, when it is determined that either one of the two steered wheels is in the derailed state by the derailing determination means, the vehicle height adjusting means determines the height of the vehicle body relative to the “steered wheel in the derailed state” The height is adjusted to be higher than the height of the vehicle body with respect to “the wheel that is farthest from the steered wheel in the wheeled state”.
一般に、脱輪した車輪は側溝の底面または側面に接地し、他の車輪よりも位置が低くなる。そうすると、脱輪前の通常状態と比較して、車両の姿勢は脱輪した操舵輪の方向に傾き脱輪した操舵輪の輪荷重が増大してしまう。 In general, a wheel that has been removed comes in contact with the bottom or side surface of the side groove, and its position is lower than other wheels. If it does so, compared with the normal state before dewheeling, the posture of the vehicle will incline in the direction of the derailed steering wheel, and the wheel load of the steered wheel will be increased.
そこで、車高調整手段により、「脱輪状態である操舵輪」に対する車体の高さを「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する車体の高さよりも高く調整することにより、脱輪した操舵輪の輪荷重を減少させることができる。これにより、脱輪状態である操舵輪の輪荷重が減少するので、脱輪復帰のために必要な力が軽減されることとなり、脱輪復帰の可能性を向上させることができる。 Therefore, by adjusting the height of the vehicle body relative to the “steering wheel in the derailed state” by the vehicle height adjusting means to be higher than the height of the vehicle body relative to the “wheel most distant from the steered wheel in the derailed state” The wheel load of the steered wheels can be reduced. As a result, the wheel load of the steered wheels in the derailed state is reduced, so that the force required for the derailed return is reduced, and the possibility of the derailed return can be improved.
請求項15の発明では、電気式動力舵取装置は、各車輪に対して車体の高さを調整可能な車高調整手段を備えている。そして、上記脱輪判定手段により両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、車高調整手段により、「脱輪状態である操舵輪」に対する車体の高さを「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する車体の高さよりも高く調整するとともに、「脱輪状態である操舵輪」および「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」と異なる車輪に対する車体の高さを、各車輪に対する車体の高さをそれぞれ変化させたときの脱輪状態の操舵輪の輪荷重の変化度合に基づいて当該脱輪状態の操舵輪の輪荷重が小さくなるように調整する。 According to a fifteenth aspect of the present invention, the electric power steering apparatus includes vehicle height adjusting means capable of adjusting the height of the vehicle body with respect to each wheel. Then, when it is determined that either one of the two steered wheels is in the derailed state by the derailing determination means, the vehicle height adjustment means determines the height of the vehicle body relative to the “steered wheel in the derailed state” as “ Adjust the height higher than the height of the vehicle body relative to the wheel that is farthest away from the steered wheel and the wheel that is different from the wheel that is farthest away from the steered wheel and the wheel that is farthest away from the steered wheel. Based on the degree of change in the wheel load of the steered wheel in the detached state when the height of the vehicle body is changed with respect to each wheel, the wheel load of the steered wheel in the detached state is reduced. adjust.
このように、車高調整手段により、各車輪に対する車体の高さを、脱輪状態の操舵輪の輪荷重が小さくなるようにそれぞれ調整することができるので、脱輪復帰のために必要な力が軽減されることとなり、脱輪復帰の可能性をより向上させることができる。 In this way, the vehicle height adjustment means can adjust the height of the vehicle body with respect to each wheel so that the wheel load of the steered wheels in the derailed state is reduced. Will be reduced, and the possibility of wheel-out return can be further improved.
請求項16の発明では、電気式動力舵取装置は、各車輪の空気圧を検出する空気圧検出手段と、各空気圧を調整可能な空気圧調整手段と、空気圧と各車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値とを予め対応させたマップとを備えている。そして、上記脱輪判定手段により両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、空気圧調整手段により、上記マップに基づいて、摩擦力評価値を高めて脱輪復帰の可能性を高めるように各空気圧をそれぞれ調整する。 In the invention according to claim 16, the electric power steering apparatus includes an air pressure detecting means for detecting the air pressure of each wheel, an air pressure adjusting means capable of adjusting each air pressure, and a removal by the friction force between the air pressure and each wheel and the road surface. And a map in which a frictional force evaluation value indicating the possibility of wheel return is associated in advance. Then, when it is determined that either one of the two steered wheels is in a wheel-removed state by the wheel-removal determining means, the air pressure adjusting means increases the frictional force evaluation value on the basis of the map to restore the wheel removal. Adjust each air pressure individually to increase the possibility.
弾性体である車輪と剛体である路面との間に生ずる摩擦力は、車輪の空気圧が同じであれば接地面積が大きくなるほど大きくなり、接地面積が同じであれば車輪の空気圧が高くなるほど大きくなる。一方、車輪の空気圧が低くなるほど接地面積が大きくなるので、車輪の空気圧が高すぎると接地面積の視点から不利となる。したがって、摩擦力の視点において脱輪復帰の可能性を高め得る車輪の空気圧は、車輪の最低空気圧と最大空気圧との間に存在すると考えられる。 The frictional force generated between the elastic wheel and the rigid road surface increases as the ground contact area increases if the wheel air pressure is the same, and increases as the wheel air pressure increases if the ground contact area is the same. . On the other hand, the ground contact area increases as the wheel air pressure decreases, so if the wheel air pressure is too high, it is disadvantageous from the viewpoint of the ground contact area. Therefore, it is considered that the wheel air pressure that can increase the possibility of return from the wheel in terms of frictional force exists between the minimum air pressure and the maximum air pressure of the wheel.
そこで、車輪の空気圧と、車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値とを対応させたマップを予め実験的に設定して記憶しておく。この摩擦力評価値は、例えば、1に近づくほど脱輪復帰の可能性が高まるように設定される。そして、脱輪時に、空気圧と上記摩擦力評価値を対応させたマップに基づいて、この摩擦力評価値を高めるように空気圧調整手段により各車輪の空気圧を調整することで、車輪と路面との間に生ずる摩擦力を適切に大きくして脱輪復帰の可能性を高めることができる。 Therefore, a map in which the air pressure of the wheel is associated with the evaluation value of the frictional force indicating the possibility of returning from the wheel by the frictional force between the wheel and the road surface is experimentally set and stored in advance. This frictional force evaluation value is set, for example, such that the closer to 1, the higher the possibility of wheel release return. And, at the time of derailment, based on the map in which the air pressure and the frictional force evaluation value are associated with each other, the air pressure of each wheel is adjusted by the air pressure adjusting means so as to increase the frictional force evaluation value. The possibility of returning from the wheel removal can be increased by appropriately increasing the friction force generated therebetween.
請求項17の発明では、電気式動力舵取装置は、各車輪の空気圧を検出する空気圧検出手段と、各空気圧を調整可能な空気圧調整手段と、空気圧と各車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値とを予め対応させたマップとを備えている。そして、上記脱輪判定手段により前記両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、空気圧調整手段により、各空気圧をそれぞれ変化させたときの脱輪状態の操舵輪の輪荷重の変化度合と各空気圧をそれぞれ変化させたときにマップから得られる摩擦力評価値の変化度合との双方に基づいて、脱輪復帰の可能性を高めるように各空気圧をそれぞれ調整する。 In the invention according to claim 17, the electric power steering apparatus includes an air pressure detecting means for detecting the air pressure of each wheel, an air pressure adjusting means capable of adjusting each air pressure, and a removal by the friction force between the air pressure and each wheel and the road surface. And a map in which a frictional force evaluation value indicating the possibility of wheel return is associated in advance. Then, when it is determined that either one of the two steered wheels is in a derailed state by the derailment determining means, the steering wheel in the derailed state when each air pressure is changed by the air pressure adjusting means. Each air pressure is adjusted so as to increase the possibility of return from wheel removal based on both the degree of change in wheel load and the degree of change in the frictional force evaluation value obtained from the map when each air pressure is changed.
このように、各空気圧をそれぞれ変化させたときの脱輪状態の操舵輪の輪荷重の変化度合と、各空気圧をそれぞれ変化させたときにマップから得られる摩擦力評価値の変化度合との双方に基づいて、脱輪復帰の可能性を高めるように各空気圧をそれぞれ調整するので、請求項16に記載の発明のように摩擦力評価値のみに応じて各空気圧をそれぞれ調整する場合と比較して、より最適な空気圧を設定することができ、脱輪復帰の可能性をさらに高めることができる。 As described above, both the degree of change in the wheel load of the steered wheel when each air pressure is changed and the degree of change in the frictional force evaluation value obtained from the map when each air pressure is changed. Therefore, each air pressure is adjusted so as to increase the possibility of returning from the wheel, so that each air pressure is adjusted only in accordance with the frictional force evaluation value as in the invention described in claim 16. As a result, a more optimal air pressure can be set, and the possibility of return from wheel removal can be further increased.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。まず、第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20の構成を図1(A)(B)に基づいて説明する。
図1(A)は、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20の全体構成例を示す構成図である。電気式動力舵取装置20は、主に、ステアリングホイール21、ステアリング軸22、ピニオン軸23、EPSアクチュエータ24、ロッド25、トルクセンサ26、ECU30、輪荷重センサ41b〜44b等から構成されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the electric
FIG. 1A is a configuration diagram showing an example of the overall configuration of the electric
図1に示すように、ステアリングホイール21には、ステアリング軸22の一端側が接続されており、このステアリング軸22の他端側にはトルクセンサ26の入力側が接続されている。またこのトルクセンサ26の出力側には、ピニオン軸23の一端側が接続されている。
As shown in FIG. 1, one end of a steering
トルクセンサ26は、図略のトーションバーとこのトーションバーを挟むようにトーションバーの両端に取り付けられた2つのレゾルバとからなり、トーションバーの一端側を入力、他端側を出力とする入出力間で生じるトーションバーの捻れ量等を当該2つのレゾルバにより検出することで、ステアリングホイール21による操舵トルクTsや操舵角θを検出する。そして、トルクセンサ26は、これら操舵トルクTsや操舵角θに対応した検出信号を生成してECU30へ出力する。
The
ピニオン軸23の他端側にはEPSアクチュエータ24の入力側が接続されており、このEPSアクチュエータ24は、ピニオン軸23から入力された回転運動を当該ラック・ピニオンギヤなどによってロッド25の軸方向運動に変換して出力すると共に、ECU30によってアシストモータ24aが発生するアシストトルクTmを制御することにより操舵状態に応じたアシスト力を発生させる。
The input side of the
ロッド25の右端部には右前輪41が取り付けられ、ロッド25の左端部には左前輪42が取り付けられている。ロッド25の軸方向運動により操舵輪である右前輪41および左前輪42の実舵角δが可変して、車両の進行方向が変更されるようになっている。なお、本第1実施形態における車両は前輪駆動であり、右前輪41および左前輪42は、車輪駆動装置50、例えば、エンジン等から出力されるトルクにより駆動輪として駆動されて回転する。以下、右前輪41および左前輪42の少なくとも1つを操舵輪ともいう。また、右前輪41および左前輪42に加えて後述する右後輪43および左後輪44を各車輪41〜44ともいう。また、本第1実施形態における車両は四輪駆動であって、各車輪41〜44が駆動輪として駆動されて回転してもよい。
A
輪荷重センサ41bは、車体と右前輪41との間に介在するアーム41a上であって右前輪41近傍に取り付けられる歪みセンサであり、その取付部分におけるアーム41aの歪みに基づいて右前輪41の輪荷重P1を検出する。また、輪荷重センサ42b〜44bは、輪荷重センサ41bと同様に、車体と、左前輪42、右後輪43、左後輪44との間にそれぞれ介在するアーム42a、43a、44a上に取り付けられ、各取付部分におけるアーム42a、43a、44aの歪みに基づいて左前輪42、右後輪43、左後輪44の輪荷重P2、P3、P4をそれぞれ検出する。各輪荷重センサ41b〜44bは、それぞれ、輪荷重P1〜P4に対応した検出信号を生成してECU30へ出力する。
The
図1(B)は、ECU30等の構成例を示す回路ブロック図である。ECU30は、主に、A/D変換器等の周辺LSIやメモリ等を備えたMPU(Micro Processor Unit)31、トルクセンサ26等による各種センサ情報等を入出力可能な入出力インタフェイスI/F32、およびMPU31から出力されるモータ電流指令値に基づいてPWM制御によるモータ電流をアシストモータ24aに供給可能なモータ駆動回路33から構成されている。なお、図1(B)に示す符号34は、アシストモータ24aに実際に流れるモータ電流値iを検出し得る電流センサ34であり、この電流センサ34により検出されたモータ電流値iに関するセンサ情報は、モータ電流信号として入出力インタフェイスI/F32を介してMPU31に入力され得るように構成されている。
FIG. 1B is a circuit block diagram illustrating a configuration example of the
このように構成することにより、電気式動力舵取装置20では、ステアリングホイール21による操舵トルクTsをトルクセンサ26により検出し、その操舵トルクTsに対応するアシスト力を発生するようにアシストモータ24aをECU30によって制御する。
With this configuration, the electric
また、図1(A)に示すように、ECU30には、車輪駆動装置50が電気的に接続されており、当該車輪駆動装置50は、後述するようにECU30から出力される車輪駆動停止信号に応じて右前輪41および左前輪42の回転駆動を停止し、車輪駆動停止解除信号に応じてこの回転駆動の停止を解除する。
Further, as shown in FIG. 1A, a
また、ECU30には、車速センサ60および警告装置70が電気的に接続されている。車速センサ60は、車両の走行速度(車速V)を検出し、その車速Vに対応した検出信号をECU30へ出力する。警告装置70は、例えば、車室内のインストルメントパネルに設けられており、後述するようにECU30から出力される脱輪復帰可能信号、脱輪復帰不可信号、または、処置情報提示信号に応じた情報をモニタ71に表示する表示告知手段としての役割を果たす。
In addition, a
図2は、脱輪状態である左前輪42を復帰させるために当該左前輪42等に作用させる脱輪復帰力を例示した説明図である。
図2に例示するように、左前輪42が、路面の段差部、例えば、側溝Dに落ち込んで脱輪したとき、その脱輪状態によっては、操舵輪42の側面を側溝Dの側面に向けてアシストモータ24aのアシスト力により十分な力で押圧するとともに、両操舵輪41、42を車輪駆動装置50により駆動させることで、脱輪状態から復帰する可能性がある。しかし、上述の脱輪状態でもモータ保護機能によりアシストトルクが制限されると、脱輪復帰の可能性が低下してしまう。
FIG. 2 is an explanatory view exemplifying a wheel removal return force that is applied to the
As illustrated in FIG. 2, when the
そこで、本第1実施形態においては、以下に説明する脱輪復帰可能性向上処理により、側溝D等に落ち込んで脱輪した場合にその脱輪状態に応じて脱輪復帰の可否を判定するとともにこの判定結果に応じた処理を行うことにより脱輪復帰の可能性を向上させる。 Therefore, in the first embodiment, when the wheel is returned to the side groove D or the like by the process of improving the possibility of return from wheel removal described below, whether or not the wheel return can be returned is determined according to the state of the wheel removal. By performing processing according to this determination result, the possibility of return from wheel removal is improved.
以下、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理について、図3および図4を用いて説明する。図3および図4は、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理の流れを示すフローチャートである。
Hereinafter, the wheel release return possibility improving process by the
まず、図3のステップS101において、各センサにより検出される車速V、輪荷重P1〜P4、モータ電流値iおよび操舵角θ等が読み込まれる。次に、ステップS103において、車速Vが停車していると判断される速度閾値V0以下であるか否かについて判定される。なお、本第1実施形態においては、V0は、例えば、0(ゼロ)km/hに設定されている。 First, in step S101 in FIG. 3, vehicle speed V, wheel loads P 1 to P 4 , motor current value i, steering angle θ, and the like detected by each sensor are read. Next, in step S103, the vehicle speed V is determined whether or not it is less than the speed threshold value V 0 is determined to be stopped. In the first embodiment, V 0 is set to 0 (zero) km / h, for example.
車速Vが速度閾値V0以下でなければ、ステップS103にてNoと判定されてステップS101からの処理が繰り返される。このような状況において、車速Vが速度閾値V0以下になると(S103でYes)、ステップS105において、右前輪41の輪荷重P1が、右前輪41以外の各車輪の輪荷重平均値より大きく設定される輪荷重閾値PA1以上であるか否かについて判定される。ここで、輪荷重閾値PA1は、以下の式(1)により算出される。
PA1=K1×(P2+P3+P4)/3 ・・・(1)
ここで、右前輪41が側溝Dに落ち込んで脱輪して右前輪41の一部が側溝Dの側面等に接触している場合、輪荷重P1は右前輪41以外の各車輪の輪荷重平均値より一定値以上大きくなるため、K1は、例えば、1.1(110%)に設定されている。
If the vehicle speed V is not less than or equal to the speed threshold V 0 , it is determined No in step S103 and the processing from step S101 is repeated. In such a situation, when the vehicle speed V is less than the speed threshold V 0 (in S103 Yes), in step S105, the wheel load P 1 of the
P A1 = K 1 × (P 2 + P 3 + P 4 ) / 3 (1)
Here, when a part of the
上記ステップS105にて輪荷重P1が輪荷重閾値PA1以上である場合には、右前輪41が側溝Dに落ち込んで脱輪していると判定されて(S105でYes)、ステップS109の判定処理がなされる。なお、ステップS105および後述するステップS107における判定処理は、特許請求の範囲に記載の「脱輪判定手段」に相当するものである。
If wheel load P 1 in step S105 is the wheel load threshold P A1 above, (Yes in S105) it is determined that the
一方、輪荷重P1が輪荷重閾値PA1以上でない場合には(S105でNo)、ステップS107において、左前輪42の輪荷重P2が、左前輪42以外の各車輪の輪荷重平均値より大きく設定される輪荷重閾値PA2以上であるか否かについて判定される。ここで、輪荷重閾値PA2は、以下の式(2)により算出される。
PA2=K2×(P1+P3+P4)/3 ・・・(2)
ここで、K2は、上述したK1と同様に、例えば、1.1(110%)に設定されている。
On the other hand, if the wheel load P 1 is not the wheel load threshold P A1 or (No in S105), in step S107, the wheel load P 2 of the
P A2 = K 2 × (P 1 + P 3 + P 4 ) / 3 (2)
Here, K 2, similar to K 1 described above, for example, is set to 1.1 (110%).
上記ステップS107にて輪荷重P2が輪荷重閾値PA2以上である場合には、左前輪42が側溝Dに落ち込んで脱輪していると判定されて(S107でYes)、ステップS109の処理がなされる。
When the wheel load P 2 in the step S107 is the wheel load threshold P A2 above, the
一方、輪荷重P2が輪荷重閾値PA2以上でない場合には(S107でNo)、右前輪41および左前輪42が脱輪していないと判定されて、ステップS101からの処理が繰り返される。
On the other hand, if the wheel load P 2 is not wheel load threshold P A2 more (No in S107), the
上記ステップS105またはステップS107にてYesと判定されると、ステップS109において、モータ電流値iが、アシストモータ24aが過負荷状態であると判断される過負荷電流値io以上であるか否かについて判定される。以下、左前輪42が脱輪している場合について説明する。
If it is determined Yes in step S105 or step S107, in step S109, whether or not the motor current value i is greater than or equal to the overload current value io determined that the
ここで、例えば、脱輪直後であり左前輪42の側面が側溝Dの側面に押圧されていない場合には、アシストモータ24aには過剰な負荷は生じていないため、ステップS109にてNoと判定されて、ステップS101からの処理が繰り返される。
Here, for example, when the side surface of the
このような状況において、脱輪復帰のための操舵により左前輪42の側面が側溝Dの側面に押圧されてアシストモータ24aが過負荷になり、モータ電流値iが過負荷電流値io以上になると、ステップS109にてYesと判定される。
In such a situation, if the side surface of the
そして、ステップS111において、モータ過負荷保護の停止処理がなされる。この停止処理により、モータ過負荷を回避してアシストモータ24aを保護するための制限が一時的に停止される。なお、上記停止処理においては、上述の制限を停止することなく緩和するようにしてもよい。また、アシストモータ24aを過熱保護するための制限は、停止または緩和されなくてもよい。
In step S111, motor overload protection stop processing is performed. By this stop processing, the restriction for avoiding motor overload and protecting the
次に、ステップS113において、車両の進行方向に対して右前輪41および左前輪42が操舵された角度である実舵角δ(図2参照)が、トルクセンサ26により検出される操舵角θに基づき演算される。なお、ステップS113における処理は、特許請求の範囲に記載の「相対角度検出手段」に相当するものである。
Next, in step S113, the actual steering angle δ (see FIG. 2), which is the angle at which the
そして、ステップS115において、脱輪状態である左前輪42に対し当該脱輪状態から復帰させるためにアシストモータ24aおよび車輪駆動装置50により発生させ得る最大脱輪復帰力φが以下の式(3)により演算される。
φ=μ×(FSm+FDm×sinδ) ・・・(3)
In step S115, the maximum derailing return force φ that can be generated by the
φ = μ × (FS m + FD m × sin δ) (3)
ここで、μは、左前輪42の側面と側溝Dの側面との接触面Sにおける摩擦係数に相当する所定の係数であって(図2参照)、例えば、0.1に設定されている。また、FSmは、アシストモータ24aにより発生し得る最大アシスト力である。また、FDmは、車輪駆動装置50により右前輪41および左前輪42が回転駆動して発生し得る最大回転駆動力よりも小さく設定される脱輪時最大回転駆動力であって、車輪駆動装置50に過剰な負荷を抑制するため、例えば、上記最大回転駆動力の1/3に設定されている。なお、ステップS115における処理は、特許請求の範囲に記載の「最大脱輪復帰力推定手段」に相当するものである。
Here, μ is a predetermined coefficient corresponding to the friction coefficient in the contact surface S between the side surface of the
上記式(3)の根拠について図2を用いて説明すると、左前輪42が脱輪して側溝Dに落ち込んだ後、脱輪復帰のための操舵により、左前輪42の側面が側溝Dの側面のうちの接触面Sに押圧されて実舵角δが一定になる。このとき、接触面Sには、アシストモータ24aにより発生するアシスト力FSと、車輪駆動装置50による右前輪41の回転駆動力FRおよび左前輪42の回転駆動力FLの加算値である脱輪時回転駆動力FDのうち側溝Dの側面に垂直方向に作用する押圧力(FD×sinδ)とが脱輪復帰のための力として作用する。
The basis of the above formula (3) will be described with reference to FIG. 2. After the
さらに左前輪42の側面を側溝Dの側面に押圧するように操舵を行うと、上記接触面Sには、アシストモータ24aによる最大アシスト力FSmと、車輪駆動装置50による脱輪時最大回転駆動力FDmのうち側溝Dの側面に垂直方向に作用する押圧力(FDm×sinδ)とが脱輪復帰のための最大の力として作用する。この接触面Sの摩擦係数に相当する所定の係数をμとすると、最大脱輪復帰力φは、上記式(3)にて演算されることとなる。
Further, when steering is performed so as to press the side surface of the
上述のようにしてステップS115にて最大脱輪復帰力φが演算されると、図4のステップS117において、最大脱輪復帰力φが、脱輪状態である左前輪42における輪荷重P2より小さく設定される輪荷重閾値PB以下であるか否かについて判定される。ここで、左前輪42が脱輪している場合には、輪荷重閾値PBは、以下の式(4)により算出される。
PB=K3×P2 ・・・(4)
上記式(4)の根拠について説明すると、最大脱輪復帰力φが脱輪状態である左前輪42の輪荷重P2以下である場合には、脱輪復帰できない可能性がある。そこで、本第1実施形態においては、K3を、1以下の値、例えば、0.9に設定することにより、輪荷重閾値PBを輪荷重P2よりも小さく設定して、最大脱輪復帰力φがこの輪荷重閾値PB以下であるか否かについて判定する。なお、ステップS117における処理は、特許請求の範囲に記載の「脱輪復帰可否判定手段」に相当するものである。
If the maximum derailing return force φ is calculated as described above in step S115, in step S117 of FIG. 4, the maximum derailing return force φ is from wheel loads P 2 in the
P B = K 3 × P 2 (4)
Referring to grounds of the above formula (4), when the maximum derailing return force φ is below the wheel load P 2 of the
図5(A)は、警告装置70のモニタ71に脱輪復帰が不可能である旨が表示される一例を示す説明図であり、図5(B)は、警告装置70のモニタ71に脱輪復帰が可能である旨が表示される一例を示す説明図である。
上述したステップS117において、最大脱輪復帰力φが輪荷重閾値PB以下である場合には(S117でYes)、脱輪復帰は不可能であると判定されて、ステップS121において、脱輪復帰不可信号が警告装置70に出力される。これにより、警告装置70は、図5(A)に例示するように、モニタ71にて、脱輪復帰が不可能である旨を表示する。
FIG. 5 (A) is an explanatory diagram showing an example in which it is displayed on the
In step S117 described above, when the maximum wheel release return force φ is equal to or less than the wheel load threshold P B (Yes in S117), it is determined that the wheel return return is impossible, and in step S121, the wheel return return is determined. A disabling signal is output to the
次に、ステップS123において、アシストモータ駆動一時停止処理がなされて、アシストモータ24aによるアシスト力の発生が一時停止される。これにより、脱輪復帰が不可能であるにもかかわらずアシストモータ24aに不必要な負荷がかかることを抑制し得る。
Next, in step S123, an assist motor drive temporary stop process is performed, and the generation of the assist force by the
そして、ステップS125において、車輪駆動停止信号が車輪駆動装置50に出力される。このため、車輪駆動装置50による右前輪41および左前輪42の回転駆動が停止されることにより、脱輪復帰が不可能であるにもかかわらず当該車輪駆動装置50に不必要な負荷がかかることを抑制し得る。
In step S125, a wheel drive stop signal is output to the
図6は、警告装置70のモニタ71に表示される処置情報の一例を示す説明図であって、図6(A)は、脱輪状態である左前輪42と側溝Dとの間の摩擦係数向上を促す第1の処置情報を例示する説明図であり、図6(B)は、復帰すべき側溝Dの溝高さの低下を促す第2の処置情報を例示する説明図である。
ステップS125の処理の後、ステップS127において、処置情報提示信号が警告装置70に出力される。これにより、警告装置70は、図6(A)、(B)に例示するように、モニタ71にて、上述した脱輪復帰不可能である旨に加えて脱輪から復帰するための処置情報、例えば、脱輪状態における左前輪42と側溝Dとの間に布やシートを敷いて左前輪42と側溝Dとの間の摩擦係数向上を促す第1の処置情報(図6(A)参照)、または、脱輪状態における左前輪42の下方と側溝Dとの間に石、ブロック、その他器具等を設置して復帰すべき側溝Dの溝高さの低下を促す第2の処置情報(図6(B)参照)等を表示する。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of treatment information displayed on the
After the process of step S125, a treatment information presentation signal is output to the
なお、例えば、脱輪状態における左前輪42の輪荷重P2に応じて上記処置情報を表示する優先順位を設定してもよい。具体的には、輪荷重P2がほとんど変化しない場合には、側溝Dの側面の摩擦が不十分であることから上記第1の処置情報をモニタ71に表示してもよい。一方、後述するステップS131からの処理等により輪荷重P2が途中まで順調に減少していた場合には、側溝Dの側面の摩擦は十分であることから上記第2の処置情報をモニタ71に表示する。このステップS127の処理の後、図3のステップS101からの処理が繰り返される。
Incidentally, for example, it may set the priority for displaying the action information in accordance with the wheel load P 2 of the front
一方、最大脱輪復帰力φが、輪荷重閾値PB以下でない場合には(S117でNo)、脱輪復帰は可能であると判定される。そして、ステップS131において、脱輪復帰可能信号が警告装置70に出力される。これにより、警告装置70は、図5(B)に例示するように、モニタ71にて、脱輪復帰が可能である旨を表示する。
On the other hand, when the maximum derailment return force φ is not less than or equal to the wheel load threshold P B (No in S117), it is determined that the derailment return is possible. Then, in step S131, a wheel removal return enable signal is output to the
次に、ステップS133において、アシストトルク漸増処理がなされる。この処理では、操舵を補助するアシストトルクTmを運転者の操舵とは無関係に現時点におけるアシストトルクTmから所定のトルクだけ徐々に増加させていくように、アシストモータ24aが駆動制御される。そして、ステップS135において、車輪駆動停止解除信号が車輪駆動装置50に出力される。これにより、上述したステップS125にて車輪駆動装置50による右前輪41および左前輪42の回転駆動が停止されている場合には、その回転駆動の停止が解除される。
Next, in step S133, assist torque gradual increase processing is performed. In this process, the
そして、ステップS137において、モータ電流値iが、上記過負荷電流値ioを超える電流値であって、脱輪復帰のためにアシストモータ24aに供給し得る限界の電流値である電流制限値is未満であるか否かについて判定される。
In step S137, the motor current value i exceeds the overload current value io, and is less than the current limit value is, which is a limit current value that can be supplied to the assist
ここで、モータ電流値iが電流制限値is以上であれば(S137でNo)、アシストモータ24aにより発生させ得るアシストトルクTmでは脱輪復帰は不可能であると判定されて、上述したステップS121からの処理を行う。
Here, if the motor current value i is equal to or greater than the current limit value is (No in S137), it is determined that the wheel return return cannot be performed with the assist torque Tm that can be generated by the
一方、モータ電流値iが電流制限値is未満であれば(S137でYes)、ステップS139において、モータ電流値iが、上記過負荷電流値io以上であるか否かについて判定される。 On the other hand, if the motor current value i is less than the current limit value is (Yes in S137), it is determined in step S139 whether or not the motor current value i is greater than or equal to the overload current value io.
ここで、モータ電流値iが過負荷電流値io以上であれば(S139でYes)、脱輪復帰していないと判定されて、上述した図3のステップS101からの処理を行う。また、モータ電流値iが過負荷電流値io以上でない場合であって(S139でNo)、輪荷重P1が輪荷重閾値PA1以上である場合(S141でYes)または輪荷重P2が輪荷重閾値PA2以上である場合(S143でYes)には、アシストモータ24aに過剰な負荷は生じていないものの脱輪復帰していないと判定されて、上述した図3のステップS101からの処理を行う。
Here, if the motor current value i is equal to or greater than the overload current value io (Yes in S139), it is determined that the wheel removal has not been returned, and the processing from step S101 of FIG. 3 described above is performed. Further, (No in S139) even when the motor current value i is not the overload current value io above, if the wheel load P 1 is the wheel load threshold P A1 or (Yes in S141) or the wheel load P 2 are wheels If it is a load threshold value P A2 above (Yes in S143), it is determined as not derailing returning those not occur an excessive load on the
一方、モータ電流値iが過負荷電流値io以上でない場合であって(S139でNo)、輪荷重P1が輪荷重閾値PA1以上でなく(S141でNo)かつ輪荷重P2が輪荷重閾値PA2以上でない場合(S143でNo)には、アシストモータ24aに過剰な負荷が生じておらず車両の車体重量が、各車輪41〜44にほぼ均等に作用していることから、脱輪復帰完了したと判定されて脱輪復帰可能性向上処理が終了する。
On the other hand, (No in S139) even when the motor current value i is not the overload current value io or not the wheel load P 1 is the wheel load threshold P A1 or (No in S141) and the wheel load P 2 is the wheel load If not the threshold P A2 more (no in S143), since the excessive load on the
以上説明したように、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、駆動輪でもある右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪状態であるか否かを各輪荷重P1〜P4に基づいて、右前輪41の輪荷重P1が右前輪41以外の各車輪の輪荷重平均値より大きく設定される輪荷重閾値PA1以上である場合に当該右前輪41が脱輪していると判定し、左前輪42の輪荷重P2が左前輪42以外の各車輪の輪荷重平均値より大きく設定される輪荷重閾値PA2以上である場合に当該左前輪42が脱輪していると判定する。
As described above, in the electric
そして、右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪していると判定されると、脱輪状態から復帰させるために発生させ得る最大脱輪復帰力φを、アシストモータ24aにより発生し得る最大アシスト力FSmに加えて脱輪時に車輪駆動装置50により右前輪41および左前輪42が回転駆動して発生し得る脱輪時最大回転駆動力FDmのうち側溝Dの側面に垂直方向に作用する押圧力に基づいて推定する。
When it is determined that one of the
そして、例えば、左前輪42が脱輪していると判定される場合において、上記最大脱輪復帰力φが脱輪状態である左前輪42の輪荷重P2以下に設定される輪荷重閾値PB以下である場合には、脱輪復帰が不可能であると判定し、一方、最大脱輪復帰力φが輪荷重閾値PB以下でない場合には、脱輪復帰が可能であると判定する。そして、脱輪復帰が可能であると判定される場合には、アシストモータ24aによるアシストトルクTm(アシスト力)を現時点におけるアシストトルクTmから所定のトルクだけ徐々に増加させる。
Then, for example, when the
これにより、脱輪復帰が可能であると判定された場合には、モータ保護機能としてアシストモータ24aに供給し得るモータ電流値iを電流制限値is未満とする制限を有していても、アシストモータ24aのモータ電流値iが電流制限値isに到達するまでの間、脱輪復帰のためのアシスト力を発生させつつこのアシスト力が徐々に増加していくこととなる。このため、脱輪復帰のためのアシスト力を発生させる期間を長くすることができるので、脱輪復帰の可能性が向上する。さらに、アシスト力を急激に増加させることなく徐々に増加させるので、このアシスト力により脱輪状態の操舵輪の側面が側溝Dの側面に確実に押し当てられることとなり、当該アシスト力を脱輪復帰のために最大限に活用することができる。
したがって、脱輪復帰の可否を判定するとともに脱輪復帰の可能性を向上させることができる。
As a result, if it is determined that the wheel return can be returned, even if there is a limitation that the motor current value i that can be supplied to the assist
Accordingly, it is possible to determine whether or not the wheel return can be returned and improve the possibility of the wheel return return.
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、脱輪復帰が不可能であると判定された場合にはアシスト力の出力を一時停止するようにアシストモータ24aを制御する。これにより、脱輪復帰が不可能であると判定されたときにはアシストモータ24aによる不必要なアシスト力の発生を回避し得る。
Further, in the electric
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、上述の脱輪復帰可否の判定結果を警告装置70のモニタ71に表示させることで運転者等に告知する。これにより、両操舵輪のいずれか一方が脱輪した場合にその操舵輪を実際に駆動して脱輪復帰を試すことなく、脱輪状態である操舵輪における脱輪復帰の可否を事前に認識することができる。また、上述のように脱輪復帰を試すことなく脱輪復帰の可否を事前に認識することができるので、脱輪復帰の可能性がない場合にまで不必要に操舵等することによりアシストモータ24a等が過負荷になることもない。
Further, in the electric
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、脱輪復帰が不可能であると判定された場合には、警告装置70のモニタ71に上述した第1、第2の処置情報等の脱輪復帰のための処置情報を表示させる。このように表示された処置情報に基づいて運転者等が適切に脱輪復帰のための作業を行うことにより、脱輪状態から復帰する可能性が向上し得る。
Further, in the electric
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、各輪荷重センサ41b〜44bは、車体と各車輪41〜44との間に介在するアーム41a〜44a上であって当該各車輪41〜44近傍にそれぞれ取り付けられる歪みセンサであり、各取付部分におけるアーム41a〜44aのそれぞれの歪みに基づいて各輪荷重P1〜P4を検出する。これにより、各車輪41〜44の輪荷重P1〜P4を確実に検出することができる。
Moreover, in the electric
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、右前輪41における輪荷重P1が、右前輪41以外の各車輪の輪荷重平均値より大きく設定される輪荷重閾値PA1以上、例えば、当該輪荷重平均値の110%以上である場合に右前輪41が脱輪状態であると判定し、左前輪42における輪荷重P2が、左前輪42以外の各車輪の輪荷重平均値より大きく設定される輪荷重閾値PA2以上、例えば、当該輪荷重平均値の110%以上である場合に左前輪42が脱輪状態であると判定する。
In the electric
右前輪41および左前輪42のいずれか一方が路面の側溝Dに落ち込み脱輪してその一部が側溝Dの側面等に接触した場合には、脱輪状態である操舵輪の輪荷重が、他の全ての車輪における輪荷重の平均値より大きくなるからである。そこで、輪荷重P1と輪荷重閾値PA1、または、輪荷重P2と輪荷重閾値PA2をそれぞれ比較することにより、脱輪状態であるか否かについて適切に判定することができる。
When any one of the
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、車速Vが停車していると判断される速度閾値V0以下である場合に、脱輪状態であるか否かを輪荷重に基づいて判定する。
Further, in the electric
通常、脱輪している車両は移動できないため、脱輪時の車速Vは停車していると判断される速度以下になる。したがって、車速Vを考慮することにより脱輪状態であるか否かについてより確実に判定することができる。 Normally, a vehicle that has been derailed cannot move, so the vehicle speed V at the time of derailment is less than or equal to the speed at which it is determined that the vehicle is stopped. Therefore, it is possible to more reliably determine whether or not the vehicle is in the derailed state by considering the vehicle speed V.
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、最大脱輪復帰力φを、最大アシスト力をFSm、車輪駆動装置50による上記最大回転駆動力よりも小さく設定される脱輪時最大回転駆動力をFDm、操舵輪の実舵角をδ、脱輪状態である操舵輪の側面と側溝Dの側面との接触面Sの摩擦係数μとしたとき、上述の式(3)により演算する。
In the electric
脱輪状態である操舵輪の側面と側溝Dの側面との接触面Sには、最大アシスト力FSmと、脱輪時最大回転駆動力FDmのうち側溝Dの側面に垂直方向に作用する押圧力、即ち、FDm×sinδとが脱輪復帰のための最大の力として作用する。そこで、上記接触面Sにおける摩擦係数をμとすると、最大脱輪復帰力φは、上式でもって適切かつ具体的に演算され得る。 The contact surface S between the side surface of the steered wheel and the side surface of the side groove D that is in the derailed state acts in the vertical direction on the side surface of the side groove D among the maximum assist force FS m and the maximum rotational driving force FD m during derailment. The pressing force, that is, FD m × sin δ acts as the maximum force for returning to the wheel removal. Therefore, when the friction coefficient on the contact surface S is μ, the maximum derailing return force φ can be calculated appropriately and specifically using the above equation.
このとき、脱輪時最大回転駆動力FDmは、車輪駆動装置50により操舵輪に発生させ得る最大回転駆動力よりも小さく、例えば、当該最大回転駆動力の1/3程度に設定されるので、車輪駆動装置50に過剰な負荷が生じることもない。
At this time, the maximum rotational driving force FD m at the time of wheel removal is smaller than the maximum rotational driving force that can be generated on the steered wheels by the
また、脱輪時最大回転駆動力FDmのうち側溝Dの側面に垂直方向に作用する押圧力を演算する際には、脱輪状態の操舵輪の側面に沿う方向と側溝Dの側面に沿う方向との相対角度として、車両の進行方向に対して操舵輪が操舵された角度である操舵輪の実舵角δを用いて演算している。 Further, when calculating the pressing force acting in the vertical direction on the side surface of the side groove D out of the maximum rotational driving force FD m at the time of derailment, the direction along the side surface of the steered wheel in the derailed state and the side surface of the side groove D As a relative angle with respect to the direction, calculation is performed using an actual steering angle δ of the steering wheel, which is an angle at which the steering wheel is steered with respect to the traveling direction of the vehicle.
脱輪状態の操舵輪の側面に沿う方向と側溝Dの側面に沿う方向との相対角度を検出するためには、側溝Dの形状を検出するための専用のセンサ等が必要になる。一方、通常、脱輪状態の車両の進行方向に相当する方向と側溝Dの側面に沿う方向との相対角度はほぼ一致する。そこで、実舵角δを、脱輪状態の操舵輪の側面に沿う方向と側溝Dに沿う方向との相対角度として用いることにより、専用センサ等を別途設けることなく上記相対角度を推定し得る。なお、脱輪状態の操舵輪の側面に沿う方向と側溝Dの側面に沿う方向との相対角度を精度良く検出するため専用のセンサ等を設けてもよい。 In order to detect the relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel and the direction along the side surface of the side groove D, a dedicated sensor or the like for detecting the shape of the side groove D is required. On the other hand, normally, the relative angle between the direction corresponding to the traveling direction of the vehicle in the derailed state and the direction along the side surface of the side groove D substantially coincides. Therefore, by using the actual steering angle δ as a relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel in the derailed state and the direction along the side groove D, the relative angle can be estimated without providing a dedicated sensor or the like. A dedicated sensor or the like may be provided to accurately detect the relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel in the derailed state and the direction along the side surface of the side groove D.
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、モータ電流値iがアシストモータ24aが過負荷状態であると判断される過負荷電流値io以上となった場合に脱輪復帰の可否を判定する。
Further, in the electric
これにより、例えば、左前輪42が脱輪したときにアシストモータ24aに流れるモータ電流値iが増大して過負荷電流値io以上になったことから、当該アシストモータ24aが過負荷状態であり左前輪42の側面が側溝Dの側面に押圧される状態を推定し、この押圧状態において上記最大脱輪復帰力φおよび脱輪状態である左前輪42の輪荷重P2に基づいて脱輪復帰の可否を判定することで、より正確な判定を行うことができる。
Thereby, for example, when the
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、最大脱輪復帰力φが、脱輪状態である右前輪41における輪荷重P1または左前輪42における輪荷重P2以下に設定される輪荷重閾値PB以下である場合に脱輪復帰は不可能であると判定する。
Further, in the electric
例えば、最大脱輪復帰力φが脱輪状態である左前輪42における輪荷重P2以下である場合には、脱輪復帰できない可能性がある。そこで、最大脱輪復帰力φが、輪荷重P2以下に設定される輪荷重閾値PB以下である場合に脱輪復帰が不可能であると判定する。これにより、脱輪復帰が不可能である判定が適切になされ得る。
For example, if the maximum derailing return force φ is the wheel load P 2 less in the front
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、ECU30は、右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪状態であると判定される場合には、アシストモータ24aの過負荷保護を停止またはその保護条件を緩和する。これにより、アシストモータ24aの過負荷を回避して当該アシストモータ24aを保護する制限がある場合でも、脱輪状態からの復帰を優先させるためにモータ過負荷保護に関する制限を一時的に停止または緩和することにより、脱輪復帰の可能性が向上し得る。
In the electric
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図8および図9を参照して説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係る電気式動力舵取装置20の要部を示す説明図である。図9は、本第2実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理の流れを示すフローチャートの一部である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a main part of the electric
本第2実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、各車輪41〜44に対する車体Bの高さ(以下、車高H1〜H4ともいう)を調整可能な車高調整手段であるアクティブサスペンション80を新たに採用するとともに、脱輪復帰可能性向上処理を図3および図4に示すフローチャートに代えて図9および図4に示すフローチャートに基づいて演算処理している点が、上記第1実施形態に係る電気式動力舵取装置と異なる。したがって、第1実施形態の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
The electric
図8に示すように、アクティブサスペンション80は、油圧式で、油を貯溜するリザーバ81と、このリザーバ81の油を高圧にして排出(供給)するオイルポンプ82と、このオイルポンプ82からの圧油量に応じて各車輪41〜44における車高H1〜H4をそれぞれ調整するサスペンション装置83a〜83dとを備えている。なお、オイルポンプ82は、エンジンによって駆動されてもよいし、オイルポンプ82専用の電動モータによって駆動されてもよい。また、リザーバ81およびオイルポンプ82は、各サスペンション装置83a〜83d毎にそれぞれ設けられてもよいし、前輪用と後輪用と2箇所設けてもよい。
As shown in FIG. 8, the
サスペンション装置83aは、車体Bと右前輪41との間に介在するアーム41aに支持されて車高H1を調整する機能を有するものである。また、サスペンション装置83b、83c、83dは、車体Bと左前輪42、右後輪43、左後輪44との間に介在するアーム42a、43a、44aにそれぞれ支持されて車高H2、H3、H4をそれぞれ調整する機能を有するものである。各サスペンション装置83a〜83dは、機械的構成が同じであり、以下、サスペンション装置83aを代表して説明する。
図8に示すように、サスペンション装置83aは、切換弁84と、この切換弁84を駆動する切換弁駆動回路85と、ショックアブソーバ86と、このショックアブソーバ86のピストンロッド86bの周りに設けられるコイルバネ87とを備えている。また、ショックアブソーバ86のパワーシリンダ86aの内部には、ピストン86cとの間に油圧室86dが形成される。
As shown in FIG. 8, the
切換弁84は、オイルポンプ82によりリザーバ81の油を高圧にしてショックアブソーバ86の圧油孔86eを介して油圧室86dに供給する状態(以下、圧油供給状態ともいう)と、油圧室86dの圧油を圧油孔86eを介してリザーバ81に排出する状態(以下、圧油排出状態ともいう)と、油圧室86d内の油量を維持する状態(以下、油量維持状態ともいう)とを切り換える役割を果たす。
The switching
切換弁駆動回路85は、ECU30からの指示に基づいて、切換弁84を、圧油供給状態、圧油排出状態および油量維持状態のいずれかの状態に切り換えるように駆動制御する。
Based on an instruction from the
このように構成される本第2実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理について、図9および図4を用いて説明する。
上記第1実施形態と同様に、図9のステップS101〜S109の繰り返し処理中に操舵輪41、42のいずれかが脱輪していると判定されると(S103でYes、S105でYesまたはS107でYes、S109でYes)、ステップS200において車高調整処理がなされる。
Derailment return possibility improvement processing by the
Similarly to the first embodiment, if it is determined that any of the steered
この処理では、操舵輪である右前輪41および左前輪42のうち、脱輪状態の操舵輪に対する車高を最も高く調整するとともに、脱輪状態の操舵輪に最も離間する車輪に対する車高を最も低く調整する。具体的には、左前輪42が脱輪している場合、サスペンション装置83bの切換弁駆動回路85を駆動して切換弁84を圧油供給状態にすることにより、左前輪42に対する車高H2を最も高い状態に調整する。また、サスペンション装置83dの切換弁駆動回路85を駆動して切換弁84を圧油排出状態にすることにより、右後輪43に対する車高H3を最も低い状態に調整する。このとき、右前輪41に対する車高H1および左後輪44に対する車高H4は、現状の高さに維持されてもよいし、最高位置と最低位置の中間である中間位置の高さに調整されてもよい。なお、上述のように車高H2を最も高くかつ車高H3を最も低く調整してもよいし、車高H2を車高H3よりも高く調整するようにしてもよい。
In this process, among the
このように、脱輪状態の左前輪42に対する車高H2を右後輪43に対する車高H3よりも高く調整することにより、左前輪42の輪荷重P2を減少させることができる。このため、最大脱輪復帰力φに対して脱輪状態である左前輪42の輪荷重P2が減少するので、脱輪復帰のために必要な力が軽減されることとなり、脱輪復帰の可能性を向上させることができる。
Thus, by increasing adjustment than the vehicle height H 3 for the right
上述したステップS200における車高調整処理がなされた後、上記第1実施形態と同様にステップS111からの処理がなされる。特に、図4のステップS117において、脱輪状態である左前輪42の輪荷重P2が減少することから、輪荷重閾値PBも同様に減少するので、脱輪復帰は可能であるとの判定(S117でNo)がなされやすくなることが判る。
After the vehicle height adjustment process in step S200 described above, the process from step S111 is performed as in the first embodiment. In particular, the determination of the step S117 of FIG. 4, and since the wheel load P 2 of the
以上説明したように、本第2実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、各車輪41〜44に対して車高H1〜H4を調整可能なアクティブサスペンション80を備えている。そして、操舵輪である右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪状態であると判定されると、アクティブサスペンション80により、「脱輪状態である操舵輪」に対する車高を最も高い状態に調整し、「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する車高を最も低い状態に調整する。
As described above, the electric
これにより、脱輪状態である操舵輪の輪荷重が減少するので、脱輪復帰のために必要な力が軽減されることとなり、脱輪復帰の可能性を向上させることができる。
なお、車高調整手段として、油圧式のサスペンション装置を採用することに限らず、例えば、伸縮可能なピエゾ素子等、車高を調整可能な手段を採用してもよい。
As a result, the wheel load of the steered wheels in the derailed state is reduced, so that the force required for the derailed return is reduced, and the possibility of the derailed return can be improved.
The vehicle height adjusting means is not limited to adopting a hydraulic suspension device. For example, a means capable of adjusting the vehicle height, such as an extendable piezo element, may be adopted.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図10および図11を参照して説明する。図10および図11は、本発明の第3実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理中の車高調整処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 and FIG. 11 are flowcharts showing a subroutine of the vehicle height adjustment process during the process for improving the possibility of return from wheel removal by the
本第3実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、脱輪復帰可能性向上処理を図9および図4に示すフローチャートに加えて図10および図11に示すフローチャートに基づいて演算処理している点が、上記第2実施形態に係る電気式動力舵取装置と異なる。したがって、第2実施形態の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
The electric
以下、本第3実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理について、図9〜図11および図4を用いて説明する。
上記第2実施形態と同様に、図9のステップS101〜S109の繰り返し処理中に操舵輪41、42のいずれかが脱輪していると判定されると(S103でYes、S105でYesまたはS107でYes、S109でYes)、ステップS200において車高調整処理がなされる。
Hereinafter, the wheel return return possibility improving process by the
Similarly to the second embodiment, if it is determined that any of the steered
本第3実施形態においては、ステップS200における車高調整処理は、図10および図11に示すサブルーチンに基づき実施される。この車高調整処理について、以下詳細に説明する。 In the third embodiment, the vehicle height adjustment process in step S200 is performed based on the subroutine shown in FIGS. This vehicle height adjustment process will be described in detail below.
図10に示すように、ステップS201において、初期高さ設定処理がなされる。この処理では、操舵輪である右前輪41および左前輪42のうち、脱輪状態の操舵輪に対する車高を最も高く調整するとともに、脱輪状態の操舵輪に最も離間する車輪に対する車高を最も低く調整する。ここで、各車高H1〜H4はN個の段階にて高さが調整可能であり、最も低い状態をh1、最も高い状態をhN、中間位置の状態をhmと定義する。また、脱輪状態である操舵輪の輪荷重を脱輪荷重Pobjと定義する。
As shown in FIG. 10, an initial height setting process is performed in step S201. In this process, among the
具体的には、左前輪42が脱輪している場合、サスペンション装置83bの切換弁駆動回路85を駆動して切換弁84を圧油供給状態にすることにより、左前輪42に対する車高H2をhNに調整する。また、サスペンション装置83dの切換弁駆動回路85を駆動して切換弁84を圧油排出状態にすることにより、右後輪43に対する車高H3をh1に調整する。また、右前輪41に対する車高H1をhmに調整するとともに左後輪44に対する車高H4をhmに調整する。
Specifically, when the
次に、ステップS203において、da1演算処理がなされる。この処理では、右前輪41の車高H1をΔhだけ低くした状態(H1=hlower)での脱輪荷重Plowerと、右前輪41の車高H1をΔhだけ高くした状態(H1=hupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。なお、da1演算処理および後述するda2演算処理、da3演算処理、da4演算処理においては、車高調整後、脱輪荷重Pobjが安定した後に、PlowerおよびPupperを取得するものであり、各演算処理後、各車高H1〜H4は、各演算処理前の高さに再調整されるものとする。また、Δhは、車高N段階における1段階の高さに相当する。
Next, in step S203, d a1 calculation processing is performed. In this process, a de-wheel load P lower in a state in which lower the vehicle height H 1 of the front
そして、右前輪41の車高調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるda1を、以下の式(5)により演算する。
da1=(Pupper−Plower)/(hupper−hlower)
・・・(5)
Then, d a1 which is the degree of change in the wheel removal load P obj resulting from the vehicle height adjustment of the
d a1 = (P upper −P lower ) / (h upper −h lower )
... (5)
ここで、da1は、式(5)から判るように、車高H1を現在よりも高く設定した場合の脱輪荷重Pobjの変化を示すものであり、da1が正の値である場合には車高H1を高くすると脱輪荷重Pobjが増加することを意味し、この場合車高H1を低く設定した方が脱輪復帰に有利に作用する。一方、da1が負の値である場合には車高H1を高くすると脱輪荷重Pobjが減少することを意味し、この場合車高H1を高く設定した方が脱輪復帰に有利に作用する。後述する式(6)〜式(8)に基づき演算されるda2、da3、da4においても同様である。 Here, d a1 indicates a change in the wheel removal load P obj when the vehicle height H 1 is set higher than the present, as can be seen from the equation (5), and d a1 is a positive value. If means that when increasing the height H 1 derailing load P obj is increased, this case better to set lower the vehicle height H 1 is favors derailing return. On the other hand, if d a1 is a negative value, increasing the vehicle height H 1 means that the wheel removal load P obj decreases. In this case, setting the vehicle height H 1 higher is advantageous for returning to the wheel removal. Act on. The same applies to d a2 , d a3 , and d a4 calculated based on equations (6) to (8) described later.
次に、ステップS205において、da2演算処理がなされる。この処理では、左前輪42の車高H2をΔhだけ低くした状態(H2=hlower)での脱輪荷重Plowerと、左前輪42の車高H2を最も高くした状態(H2=hN)での脱輪荷重Pupperとを取得する。なお、左前輪42の車高H2は既に最も高くなるように設定されているので、Δhだけ車高H2を高くした状態ではなく、車高H2=hNの状態での脱輪荷重Pupperを取得するものとする。
Next, in step S205, d a2 calculation processing is performed. In this process, a de-wheel load P lower in a state in which lower the vehicle height of H 2 left
そして、左前輪42の車高調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるda2を、以下の式(6)により演算する。
da2=(Pupper−Plower)/(hN−hlower) ・・・(6)
Then, d a2 that is the degree of change in the wheel removal load P obj resulting from the vehicle height adjustment of the
d a2 = (P upper −P lower ) / (h N −h lower ) (6)
次に、ステップS207において、da3演算処理がなされる。この処理では、右後輪43の車高H3を最も低くした状態(H3=h1)での脱輪荷重Plowerと、右後輪43の車高H3をΔhだけ高くした状態(H3=hupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。なお、右後輪43の車高H3は既に最も低くなるように設定されているので、Δhだけ車高H3を低くした状態ではなく、車高H3=h1の状態での脱輪荷重Plowerを取得するものとする。
Next, in step S207, d a3 calculation processing is performed. In this process, the derailing load P lower when the vehicle height H 3 of the right
そして、右後輪43の車高調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるda3を、以下の式(7)により演算する。
da3=(Pupper−Plower)/(hupper−h1) ・・・(7)
Then, d a3 that is the degree of change in the wheel removal load P obj resulting from the vehicle height adjustment of the right
d a3 = (P upper −P lower ) / (h upper −h 1 ) (7)
次に、ステップS209において、da4演算処理がなされる。この処理では、左後輪44の車高H4をΔhだけ低くした状態(H4=hlower)での脱輪荷重Plowerと、左後輪44の車高H4をΔhだけ高くした状態(H4=hupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。
Next, in step S209, d a4 calculation processing is performed. State In this process, which was high and de wheel load P lower in a state in which lower the vehicle height H 4 of the left
そして、左後輪44の車高調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるda4を、以下の式(8)により演算する。
da4=(Pupper−Plower)/(hupper−hlower)
・・・(8)
Then, d a4 that is the degree of change in the wheel removal load P obj resulting from the vehicle height adjustment of the left
d a4 = (P upper −P lower ) / (h upper −h lower )
... (8)
次に、ステップS211において、車高調整量設定処理がなされる。この処理では、脱輪荷重Pobjを小さくするための各車高H1〜H4にそれぞれ対応する車高調整量の組をAa=(aa1、aa2、aa3、aa4)としたとき、ステップS203〜S209にて演算されたDa=(da1、da2、da3、da4)に基づいて、aa1、aa2、aa3、aa4を設定する。 Next, in step S211, a vehicle height adjustment amount setting process is performed. In this process, a set of vehicle height adjustment amounts respectively corresponding to the vehicle heights H 1 to H 4 for reducing the wheel removal load P obj is A a = (a a1 , a a2 , a a3 , a a4 ). Then, a a1 , a a2 , a a3 , a a4 are set based on D a = (d a1 , d a2 , d a3 , d a4 ) calculated in steps S203 to S209.
具体的には、車高が最高(hN)または最低(h1)に設定されていない車輪に関する変化度合であるda1に基づいて、対応するaa1を以下のように設定する。すなわち、da1が正の値の場合、車高を低くした方が脱輪復帰に有利に作用するため、対応するaa1をda1に対して負の値に設定する。一方、da1が負の値の場合、車高を高くした方が脱輪復帰に有利に作用するため、対応するaa1をda1に対して正の値に設定する。aa4についても同様にしてda4に基づいて設定する。ただし、既に車高が最高(hN)および最低(h1)に設定されているda2およびda3に関しては、対応するaa2およびaa3を0(ゼロ)に設定する。 Specifically, the corresponding a a1 is set as follows based on d a1 , which is the degree of change regarding a wheel whose vehicle height is not set to the highest (h N ) or the lowest (h 1 ). That is, when d a1 is a positive value, lowering the vehicle height has an advantageous effect on the return from derailment, so the corresponding a a1 is set to a negative value with respect to d a1 . On the other hand, when d a1 is a negative value, increasing the vehicle height has an advantageous effect on the return from derailment, so the corresponding a a1 is set to a positive value with respect to d a1 . Similarly, a a4 is set based on d a4 . However, for d a2 and d a3 where the vehicle height has already been set to the highest (h N ) and the lowest (h 1 ), the corresponding a a2 and a a3 are set to 0 (zero).
そして、以下の式(9)によりAa=(aa1、aa2、aa3、aa4)の各成分をノルムにて正規化し、所定の係数G1を乗算して車高調整量Asを設定する。
As=G1・A/||Aa|| ・・・(9)
ただし、||Aa||=(aa1 2+aa2 2+aa3 2+aa4 2)1/2とする。また、所定の係数G1は、例えば、2に設定されている。
The vehicle height adjustment amount A s is obtained by normalizing each component of A a = (a a1 , a a2 , a a3 , a a4 ) with a norm and multiplying by a predetermined coefficient G 1 according to the following equation (9). Set.
A s = G 1 · A / || A a || (9)
However, || A a || = (a a1 2 + a a2 2 + a a3 2 + a a4 2 ) 1/2 . The predetermined coefficient G 1 is, for example, is set to 2.
なお、車高調整量Asを式(9)に代えて、以下の式(10)に基づき設定してもよい。
As=G1・A/||Da|| ・・・(10)
ただし、||Da||=(da1 2+da2 2+da3 2+da4 2)1/2とする。この場合、車高の最高値および最低値の制限によりa=0(ゼロ)と設定される成分が含まれていても、各繰り返し処理において車高調整量の絶対値が大きく変化することを抑制することができる。
Incidentally, the vehicle height adjustment amount A s in place of Equation (9) may be set based on the following equation (10).
A s = G 1 · A / || D a || (10)
However, || D a || = (d a1 2 + d a2 2 + d a3 2 + d a4 2 ) 1/2 . In this case, even if a component that is set to a = 0 (zero) is included due to restrictions on the maximum value and the minimum value of the vehicle height, the absolute value of the vehicle height adjustment amount is prevented from greatly changing in each repetition process. can do.
また、所定の係数G1は、可変であってもよく、例えば、一定の繰り返し数(典型的に5回)ごとに小さな値(典型的に1/2にする。ただし最低値を1とする。)に設定することにより、車高の微調整が可能になる。これにより、脱輪荷重Pobjを最小とする車高H1〜H4をより正確に演算することができる。
The predetermined coefficient G 1 may be variable, for example,. But the
そして、ステップS213において、上記車高調整量Asの各値を現在の車高H1〜H4にそれぞれ加算した値に基づいて車高H1〜H4を仮調整する。このとき、車高調整量Asの各値が正の値の場合には対応する車高を高く調整し、負の値の場合には対応する車高を低く調整する。なお、上述したように各変化度合da1〜da4を全て演算した後にステップS211にて車高調整量を設定することに限らず、変化度合da1〜da4毎に車高調整量をそれぞれ設定してもよい。
Then, at step S213, temporarily adjusting the
ここで、ステップS201〜S213までの処理について、左前輪42が脱輪した場合について具体的な値を例に詳細に説明する。なお、以下の説明において、車高H1〜H4は、アクティブサスペンション80の各サスペンション装置83a〜83dにより、1cmごとに10段階(h1〜h10)調整できるものとする。
Here, the processing from step S201 to step S213 will be described in detail by taking specific values as an example when the
まず、ステップS201における初期高さ設定処理により、H1=h5、H2=h10、H3=h1、H4=h5に設定される。次に、ステップS203にて、H1=h4に調整したときに取得されるPlower=3540Nと、H1=h6に調整したときに取得されるPupper=3480Nとを式(5)に代入することにより、da1=(3480−3540)/(6−4)=―30が演算される。 First, H 1 = h 5 , H 2 = h 10 , H 3 = h 1 , and H 4 = h 5 are set by the initial height setting process in step S201. Next, in step S203, P lower = 3540N acquired when H 1 = h 4 is adjusted and P upper = 3480N acquired when H 1 = h 6 is adjusted (5) By substituting into, d a1 = (3480-3540) / (6-4) = − 30 is calculated.
そして、ステップS205、S207、S209にて、da2=80、da3=−60、da4=40としてそれぞれ演算される。次に、ステップS211にて、da1〜da4等に基づき設定されたaa1=30、aa2=0、aa3=0、aa4=−40を式(9)に代入して、Af=(1.2、0、0、−1.6)が設定される。上述したように各サスペンション装置83a〜83dは1cmごとの10段階調整であるから、ステップS213にて、H1=h6、H2=h10、H3=h1、H4=h3に設定される。なお、各サスペンション装置83a〜83dは、段階的に調整されることなく連続的に車高H1〜H4を調整可能なものを採用してもよい。
Then, in steps S205, S207, and S209, calculation is performed as d a2 = 80, d a3 = −60, and d a4 = 40, respectively. Next, in step S211, a a1 = 30, a a2 = 0, a a3 = 0, a a4 = −40 set based on d a1 to d a4 and the like are substituted into equation (9), and A f = (1.2, 0, 0, −1.6) is set. As described above, since each
上述のようにステップS213にて設定された各車高H1〜H4に仮調整されると、図11のステップS215において、脱輪荷重Pobjが取得される。 When the vehicle heights H 1 to H 4 set in step S213 are temporarily adjusted as described above, the wheel removal load P obj is acquired in step S215 of FIG.
そして、ステップS217において、脱輪荷重Pobjが最小脱輪荷重Pmin未満であるか否かについて判定される。ここで、初期条件では、最小脱輪荷重Pminは、ステップS215にて取得される脱輪荷重Pobjよりも十分大きな値に設定されており、この段階では、ステップS217にてYesと判定される。 In step S217, it is determined whether or not the wheel removal load Pobj is less than the minimum wheel removal load Pmin . Here, under the initial conditions, the minimum wheel removal load P min is set to a value sufficiently larger than the wheel removal load P obj acquired in step S215. At this stage, it is determined Yes in step S217. The
次に、ステップS219にてR1=0(ゼロ)に設定される。そして、ステップS221にて、最小脱輪荷重PminはステップS215にて取得された脱輪荷重Pobjに等しくなるように設定される。 Next, in step S219, R 1 = 0 (zero) is set. In step S221, the minimum wheel removal load P min is set to be equal to the wheel removal load P obj acquired in step S215.
次に、ステップS223において、R1=R1+1に設定されるとともに、ステップS225にて、R2=R2+1に設定される。ここで、R1およびR2について説明する。R1は、最小脱輪荷重Pminが更新された時点からステップS203〜S215の処理が繰り返された回数を示す。一方、R2は、最小脱輪荷重Pminの更新に関係なくステップS203〜S215の処理が繰り返された回数を示す。 Next, in step S223, R 1 = R 1 +1 is set, and in step S225, R 2 = R 2 +1 is set. Here, R 1 and R 2 will be described. R 1 indicates the number of times that the processing of steps S203 to S215 has been repeated since the minimum wheel removal load P min is updated. On the other hand, R 2 represents the number of times the process is repeated in steps S203~S215 regardless updating the minimum de-wheel load P min.
次に、ステップS227において、R1がRa未満であるか否かについて判定される。なお、Raは、例えば、5回に設定されている。ここで、最小脱輪荷重Pminが更新された直後であり、R1がRa未満であればステップS227にてYesと判定される。 Next, in step S227, R 1 is judged whether it is smaller than Ra. Ra is set to 5 times, for example. Here, it is immediately after the minimum de-wheel load P min is updated, R 1 is determined as Yes at step S227 is less than Ra.
そして、ステップS229において、R2がRb未満であるか否かについて判定される。なお、Rbは、Raよりも大きな値であって、例えば、20回に設定されている。ここで、ステップS201以降の処理がなされた直後であり、R2がRb未満であれば(S229でYes)、図10のステップS203からの処理が繰り返される。 In step S229, it is determined whether R 2 is less than Rb. Note that Rb is a larger value than Ra, and is set to 20 times, for example. Here, it is immediately after the processing after step S201 is performed, it is less than R 2 is Rb (Yes in S229), the processing from step S203 in FIG. 10 are repeated.
一方、ステップS203からの繰り返し処理中、最小脱輪荷重Pminが更新されずR1がRa以上になった場合(S227でNo)、または、R2がRb以上になった場合(S229でNo)、ステップS213にて設定された各車高H1〜H4が脱輪荷重Pobjを最小とする最適値であるとして、車高調整処理を終了する。 On the other hand, No in repeating the processing from step S203, if the minimum de-wheel load P min is not updated R 1 is equal to or greater than Ra (No in S227), or, in the case where R 2 is equal to or greater than Rb (S229 ), The vehicle height adjustment processing is terminated assuming that the vehicle heights H 1 to H 4 set in step S213 are the optimum values that minimize the wheel removal load P obj .
このようにして図9のステップS200における車高調整処理が終了した後、ステップS213にて調整された脱輪荷重Pobjが最小となる車高状態にて上記第2実施形態と同様にステップS111からの処理がなされる。 After the vehicle height adjustment process in step S200 of FIG. 9 is completed in this way, step S111 is performed in the vehicle height state in which the wheel removal load P obj adjusted in step S213 is minimized as in the second embodiment. Is processed.
以上説明したように、本第3実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、操舵輪である右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪状態であると判定されると、アクティブサスペンション80により、「脱輪状態である操舵輪」に対する車高を最も高い状態に調整し、「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する車高を最も低い状態に調整するとともに、「脱輪状態である操舵輪」および「脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」と異なる車輪に対する車高を、各車輪41〜44に対する車高H1〜H4をそれぞれ変化させたときの脱輪荷重Pobjの変化度合da1〜da4に基づいて当該脱輪荷重Pobjが小さくなるように調整する。
As described above, in the electric
このように、アクティブサスペンション80により、各車輪41〜44に対する車高H1〜H4を、脱輪荷重Pobjが小さくなるようにそれぞれ調整することができるので、脱輪復帰のために必要な力が軽減されることとなり、脱輪復帰の可能性をより向上させることができる。
As described above, the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を図12〜図14を参照して説明する。図12は、本発明の第4実施形態に係る電気式動力舵取装置20の要部を示す説明図である。図13は、本第4実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理の流れを示すフローチャートの一部である。図14は、図13の空気圧調整処理に用いられる空気圧−摩擦力評価値マップの一例を示す説明図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is an explanatory view showing a main part of an electric
本第4実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、各車輪41〜44の空気圧t1〜t4を調整可能な空気圧調整手段である空気圧調整装置90を新たに採用するとともに、脱輪復帰可能性向上処理を図3および図4に示すフローチャートに代えて図13および図4に示すフローチャートに基づいて演算処理している点が、上記第1実施形態に係る電気式動力舵取装置と異なる。したがって、第1実施形態の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
The electric
空気圧調整装置90は、各車輪41〜44の空気圧t1〜t4を調整可能な公知の装置である。図12に示すように、空気圧調整装置90は、例えば、高圧の空気を供給可能な空気圧供給装置91と、各車輪41〜44にそれぞれ設けられるエアバルブ41c〜44cとを備えている。
The air
空気圧供給装置91は、図略のポンプ、モータおよびモータ駆動回路等を備えており、ECU30からの指示に基づいて高圧の空気をチューブおよびエアバルブ41c〜44c等を介して各車輪41〜44に供給する役割を果たす。
The air
エアバルブ41c〜44cは、ECU30からの指示に基づいて、空気圧供給装置91から供給される高圧の空気を各車輪41〜44に供給して各空気圧t1〜t4をそれぞれ増圧する増圧状態と、各車輪41〜44の空気を排出して各空気圧t1〜t4をそれぞれ減圧する減圧状態とを切り換える役割を果たす。
また、各車輪41〜44には、各空気圧t1〜t4を検出可能な空気圧センサ41d〜44dが設けられている。
In addition, each
このように構成される本第4実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理について、図13および図4を用いて説明する。
上記第1実施形態と同様に、図13のステップS101〜S109の繰り返し処理中に操舵輪41、42のいずれかが脱輪していると判定されると(S103でYes、S105でYesまたはS107でYes、S109でYes)、ステップS300において空気圧調整処理がなされる。
Derailment return possibility improvement processing by the
Similarly to the first embodiment, if it is determined that any of the steered
この処理では、各車輪41〜44のそれぞれの空気圧t1〜t4を、当該各車輪41〜44と路面との摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値v1〜v4を高めるように調整する。
In this process, each pneumatic t 1 ~t 4 a frictional force evaluation value indicating the likelihood of derailing recovery by frictional force between the
具体的には、図14に示す、空気圧−摩擦力評価値マップに基づいて、各摩擦力評価値v1〜v4を最も高くするような各目標空気圧ta1〜ta4が設定される。そして、空気圧供給装置91から高圧の空気が供給される各エアバルブ41c〜44cを増圧状態または減圧状態にして、各空気圧センサ41d〜44dにより検出される各空気圧t1〜t4が、これら上記目標空気圧ta1〜ta4に等しくなるように調整される。これにより、各車輪41〜44と路面との間に生ずる摩擦力を適切に大きくして脱輪復帰の可能性を高めることができる。
Specifically, based on the air pressure-friction force evaluation value map shown in FIG. 14, target air pressures ta 1 to ta 4 that set the friction force evaluation values v 1 to v 4 to the highest are set. Then, each
ここで上述した図14の空気圧−摩擦力評価値マップについて説明する。弾性体である車輪と剛体である路面との間に生ずる摩擦力は、車輪の空気圧が同じであれば接地面積が大きくなるほど大きくなり、接地面積が同じであれば車輪の空気圧が高くなるほど大きくなる。一方、車輪の空気圧が低くなるほど接地面積が大きくなるので、車輪の空気圧が高すぎると接地面積の視点から不利となる。したがって、摩擦力の視点において脱輪復帰の可能性を高め得る各車輪41〜44の各目標空気圧ta1〜ta4は、車輪の最低空気圧tminと最大空気圧tmaxとの間に存在すると考えられる。
Here, the air pressure-friction force evaluation value map of FIG. 14 described above will be described. The frictional force generated between the elastic wheel and the rigid road surface increases as the ground contact area increases if the wheel air pressure is the same, and increases as the wheel air pressure increases if the ground contact area is the same. . On the other hand, the ground contact area increases as the wheel air pressure decreases, so if the wheel air pressure is too high, it is disadvantageous from the viewpoint of the ground contact area. Therefore, it is considered that the target air pressures ta 1 to ta 4 of the
そこで、車輪の空気圧tと、車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値vとを対応させたマップを予め実験的に設定して記憶しておく。この摩擦力評価値vは、例えば、1に近づくほど脱輪復帰の可能性が高まるように設定される。 Therefore, a map in which the wheel air pressure t is associated with the frictional force evaluation value v indicating the possibility of return from the wheel due to the frictional force between the wheel and the road surface is experimentally set and stored in advance. For example, the frictional force evaluation value v is set such that the closer to 1, the higher the possibility of wheel-return return.
上述したステップS300における空気圧調整処理がなされた後、上記第1実施形態と同様にステップS111からの処理がなされる。 After the air pressure adjustment process in step S300 described above, the process from step S111 is performed in the same manner as in the first embodiment.
以上説明したように、本第4実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、各車輪41〜44の空気圧t1〜t4を検出する空気圧センサ41d〜44dおよび各空気圧t1〜t4を調整可能な空気圧調整装置90とを備えるとともに、空気圧tと、各車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値vとを予め対応させた空気圧−摩擦力評価値マップを備えている。そして、操舵輪である右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪状態であると判定されると、空気圧調整装置90により、上記空気圧−摩擦力評価値マップに基づいて、上記摩擦力評価値vを高めて脱輪復帰の可能性を高めるように各車輪41〜44の空気圧t1〜t4を調整する。
As described above, the electric
このように、脱輪時に、空気圧tと摩擦力評価値vを対応させた空気圧−摩擦力評価値マップに基づいて、この摩擦力評価値vを高めるように空気圧調整装置90により各車輪41〜44の空気圧t1〜t4を調整することで、車輪と路面との間に生ずる摩擦力を適切に大きくして脱輪復帰の可能性を高めることができる。
In this way, at the time of derailment, the
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を図15〜図17を参照して説明する。図15は、本第5実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理の流れを示すフローチャートの一部である。図16および図17は、図15の空気圧調整処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a part of a flowchart showing the flow of the wheel return return possibility improving process by the
本第5実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、上記第2実施形態にて述べたアクティブサスペンション80および上記第4実施形態にて述べた空気圧調整装置90を採用するとともに、脱輪復帰可能性向上処理を図3および図4に示すフローチャートに代えて図15および図4と図10、図11、図16、図17とに示すフローチャートに基づいて演算処理している点が、上記第1実施形態に係る電気式動力舵取装置と異なる。したがって、上記各実施形態にて説明した構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
The electric
以下、本第5実施形態に係る電気式動力舵取装置20のECU30による脱輪復帰可能性向上処理について、図15および図4と図10、図11、図16、図17とを用いて説明する。
上記第1実施形態と同様に、図15のステップS101〜S109の繰り返し処理中に操舵輪41、42のいずれかが脱輪していると判定されると(S103でYes、S105でYesまたはS107でYes、S109でYes)、ステップS200において車高調整処理がなされる。この車高調整処理は、上記第3実施形態と同様に、図10および図11に示すサブルーチンに基づき実施される。なお、ステップS200における車高調整処理では、上記第2実施形態と同様に、脱輪状態の操舵輪に対する車高を最も高く調整するとともに、脱輪状態の操舵輪に最も離間する車輪に対する車高を最も低く調整し、他の車輪に対する車高を中間位置の高さに調整してもよい。
Hereinafter, the wheel-release return possibility improving process by the
Similarly to the first embodiment, if it is determined that any of the steered
そして、ステップS300において、空気圧調整処理がなされる。この処理は、本第5実施形態においては、図16および図17に示すサブルーチンに基づき実施される。この空気圧調整処理について、以下詳細に説明する。 In step S300, air pressure adjustment processing is performed. In the fifth embodiment, this process is performed based on the subroutine shown in FIGS. This air pressure adjustment process will be described in detail below.
図16に示すように、ステップS301において、初期空気圧設定処理がなされる。この処理では、各車輪41〜44の空気圧t1〜t4が、初期空気圧として設定される初期空気圧t0に等しくなるように各エアバルブ41c〜44cを調整してそれぞれ設定される。ここで、各空気圧t1〜t4は、空気圧調整装置90により、最低空気圧tminと最大空気圧tmaxとの間にてN個の段階で調整可能であるものとする。
As shown in FIG. 16, in step S301, an initial air pressure setting process is performed. In this process, the
次に、ステップS303において、db1演算処理がなされる。この処理では、右前輪41の空気圧t1をΔtだけ低くした状態(t1=tlower)での脱輪荷重Plowerと、右前輪41の空気圧t1をΔtだけ高くした状態(t1=tupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。なお、db1演算処理および後述するdb2演算処理、db3演算処理、db4演算処理においては、空気圧調整後、脱輪荷重Pobjが安定した後に、PlowerおよびPupperを取得するものであり、各演算処理後、各空気圧t1〜t4は、各演算処理前の圧力に再調整されるものとする。また、Δtは、空気圧N段階における1段階の圧力差に相当し、本第5実施形態においては、例えば、0.1に設定されている。
Next, in step S303, db1 calculation processing is performed. In this process, the state where the de-wheel load P lower in a state where the air pressure t 1 of the
そして、右前輪41の空気圧調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるdb1を、以下の式(11)により演算する。
db1=(Pupper−Plower)/(tupper−tlower)
・・・(11)
Then, d b1 , which is the degree of change in the wheel removal load P obj due to the air pressure adjustment of the
d b1 = (P upper −P lower ) / (t upper −t lower )
(11)
ここで、db1は、式(11)から判るように、空気圧t1を現在よりも高く設定した場合の脱輪荷重Pobjの変化を示すものであり、db1が正の値である場合には空気圧t1を高くすると脱輪荷重Pobjが増加することを意味し、この場合空気圧t1を低く設定した方が脱輪復帰に有利に作用する。一方、db1が負の値である場合には空気圧t1を高くすると脱輪荷重Pobjが減少することを意味し、この場合空気圧t1を高く設定した方が脱輪復帰に有利に作用する。後述する式(12)〜式(14)に基づき演算されるdb2、db3、db4においても同様である。 Here, d b1 indicates a change in the wheel removal load P obj when the air pressure t 1 is set higher than the present value, as can be seen from the equation (11), and d b1 is a positive value. higher air pressure t 1 is the means that de-wheel load P obj is increased, this case better to set lower the air pressure t 1 is favors derailing return. On the other hand, when db1 is a negative value, increasing the air pressure t 1 means that the wheel removal load P obj is reduced. In this case, setting the air pressure t 1 higher has an advantage in returning to the wheel removal. To do. The same applies to d b2 , d b3 , and d b4 calculated based on formulas (12) to (14) described later.
次に、ステップS305において、db2演算処理がなされる。この処理では、上記ステップS303と同様に、左前輪42の空気圧t2をΔtだけ低くした状態(t2=tlower)での脱輪荷重Plowerと、左前輪42の空気圧t2をΔtだけ高くした状態(t2=tupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。
Next, in step S305, db2 calculation processing is performed. In this process, similarly to the step S303, and de wheel load P lower in a state in which lower the air pressure t 2 of the
そして、左前輪42の空気圧調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるdb2を、以下の式(12)により演算する。
db2=(Pupper−Plower)/(tupper−tlower)
・・・(12)
Then, db 2 , which is the degree of change in the wheel removal load P obj due to the air pressure adjustment of the
d b2 = (P upper -P lower ) / (t upper -t lower)
(12)
次に、ステップS307において、db3演算処理がなされる。この処理では、上記ステップS303と同様に、右後輪43の空気圧t3をΔtだけ低くした状態(t3=tlower)での脱輪荷重Plowerと、右後輪43の空気圧t3をΔtだけ高くした状態(t3=tupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。
Next, in step S307, db3 calculation processing is performed. In this process, similarly to the step S303, and de wheel load P lower the air pressure t 3 of the right
そして、右後輪43の空気圧調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるdb3を、以下の式(13)により演算する。
db3=(Pupper−Plower)/(tupper−tlower)
・・・(13)
Then, db 3 , which is the degree of change in the wheel removal load P obj due to the air pressure adjustment of the right
d b3 = (P upper -P lower ) / (t upper -t lower)
... (13)
次に、ステップS309において、db4演算処理がなされる。この処理では、上記ステップS303と同様に、左後輪44の空気圧t4をΔtだけ低くした状態(t4=tlower)での脱輪荷重Plowerと、左後輪44の空気圧t4をΔtだけ高くした状態(t4=tupper)での脱輪荷重Pupperとを取得する。
Next, in step S309, db4 calculation processing is performed. In this process, similarly to the step S303, and de wheel load P lower in a state in which lower the air pressure t 4 of the left
そして、左後輪44の空気圧調整に起因する脱輪荷重Pobjの変化度合であるdb4を、以下の式(14)により演算する。
db4=(Pupper−Plower)/(tupper−tlower)
・・・(14)
Then, db 4 , which is the degree of change in the wheel removal load P obj resulting from the adjustment of the air pressure of the left
d b4 = (P upper -P lower ) / (t upper -t lower)
(14)
次に、ステップS311において、第1空気圧調整設定処理がなされる。この処理では、脱輪荷重Pobjを小さくするための各車輪41〜44の空気圧t1〜t4にそれぞれ対応する第1空気圧調整量の組をAb=(ab1、ab2、ab3、ab4)としたとき、ステップS303〜S309にて演算されたDb=(db1、db2、db3、db4)に基づいて、ab1、ab2、ab3、ab4を設定する。
Next, in step S311, a first air pressure adjustment setting process is performed. In this process, a set of first air pressure adjustment amounts respectively corresponding to the air pressures t 1 to t 4 of the
具体的には、db1が正の値の場合、空気圧を低くした方が脱輪復帰に有利に作用するため、対応するab1をdb1に対して負の値に設定する。一方、db1が負の値の場合、空気圧を高くした方が脱輪復帰に有利に作用するため、対応するab1をdb1に対して正の値に設定する。ab2〜ab4についても同様にしてdb2〜db4に基づいて設定する。 Specifically, when d b1 is a positive value, lowering the air pressure has an advantageous effect on the return to wheel release, so the corresponding a b1 is set to a negative value with respect to d b1 . On the other hand, when d b1 is a negative value, increasing the air pressure has an effect on the return to wheel release, so the corresponding a b1 is set to a positive value with respect to d b1 . set based on d b2 to d b4 are similarly for a b2 ~a b4.
そして、以下の式(15)によりAb=(ab1、ab2、ab3、ab4)の各成分をノルムにて正規化して第1空気圧調整量Ahを設定する。この第1空気圧調整量Ahは、各空気圧t1〜t4をそれぞれ変化させたときの脱輪荷重Pobjの変化度合に対応するものである。
Ah=A/||Ab|| ・・・(15)
ただし、||Ab||=(ab1 2+ab2 2+ab3 2+ab4 2)1/2とする。
Then, the first air pressure adjustment amount Ah is set by normalizing each component of A b = (a b1 , a b2 , a b3 , a b4 ) with a norm according to the following equation (15). The first air pressure adjustment amount A h corresponds to the degree of change in the wheel removal load P obj when the air pressures t 1 to t 4 are changed.
A h = A / || A b || (15)
However, || A b || = (a b1 2 + a b2 2 + a b3 2 + a b4 2 ) 1/2 .
次に、ステップS313において、dc1演算処理がなされる。この処理では、右前輪41の空気圧t1をΔtだけ低くした状態(t1=tlower)での摩擦力評価値vlowerと、右前輪41の空気圧t1をΔtだけ高くした状態(t1=tupper)での摩擦力評価値vupperとを図14の空気圧−摩擦力評価値マップから取得する。
Next, in step S313, dc1 calculation processing is performed. In this process, the friction force evaluation value v lower in a state where the air pressure t 1 of the
そして、右前輪41の空気圧調整に起因する摩擦力評価値vの変化度合であるdc1を、以下の式(16)により演算する。
dc1=(vupper−vlower)/(tupper−tlower)
・・・(16)
Then, the d c1 is a degree of change in the frictional force evaluation value v due to air pressure adjustment of the front
d c1 = (v upper −v lower ) / (t upper −t lower )
... (16)
ここで、dc1は、式(16)から判るように、空気圧t1を現在よりも高く設定した場合の摩擦力評価値vの変化を示すものであり、dc1が正の値である場合には空気圧t1を高くすると摩擦力評価値vが増加することを意味し、この場合空気圧t1を高く設定した方が脱輪復帰に有利に作用する。一方、dc1が負の値である場合には空気圧t1を高くすると摩擦力評価値vが減少することを意味し、この場合空気圧t1を低く設定した方が脱輪復帰に有利に作用する。後述する式(17)〜式(19)に基づき演算されるdc2、dc3、dc4においても同様である。 Here, d c1 indicates the change in the frictional force evaluation value v when the air pressure t 1 is set higher than the current value, as can be seen from the equation (16), and when d c1 is a positive value. means that the frictional force evaluation value v and increasing the air pressure t 1 is increased, this case better to set a high pressure t 1 is favors derailing return to. On the other hand, if d c1 is a negative value, it means that if the air pressure t 1 is increased, the frictional force evaluation value v decreases, and in this case, setting the air pressure t 1 low has an advantage in returning to the wheel removal. To do. The same applies to d c2 , d c3 , and d c4 calculated based on equations (17) to (19) described later.
次に、ステップS315において、dc2演算処理がなされる。この処理では、上記ステップS313と同様に、左前輪42の空気圧t2をΔtだけ低くした状態(t2=tlower)での摩擦力評価値vlowerと、左前輪42の空気圧t2をΔtだけ高くした状態(t2=tupper)での摩擦力評価値vupperとを取得する。
Next, in step S315, dc2 calculation processing is performed. In this process, similarly to the step S313, the frictional force evaluation value v lower in a state of low air pressure t 2 of the
そして、左前輪42の空気圧調整に起因する摩擦力評価値vの変化度合であるdc2を、以下の式(17)により演算する。
dc2=(vupper−vlower)/(tupper−tlower)
・・・(17)
Then, the d c2 is a degree of change in the frictional force evaluation value v due to air pressure adjustment of the front
d c2 = (v upper −v lower ) / (t upper −t lower )
... (17)
次に、ステップS317において、dc3演算処理がなされる。この処理では、上記ステップS313と同様に、右後輪43の空気圧t3をΔtだけ低くした状態(t3=tlower)での摩擦力評価値vlowerと、右後輪43の空気圧t3をΔtだけ高くした状態(t3=tupper)での摩擦力評価値vupperとを取得する。
Next, in step S317, dc3 calculation processing is performed. In this process, similarly to the step S313, the frictional force evaluation value v lower in a state where the air pressure t 3 of the right
そして、右後輪43の空気圧調整に起因する摩擦力評価値vの変化度合であるdc3を、以下の式(18)により演算する。
dc3=(vupper−vlower)/(tupper−tlower)
・・・(18)
Then, the d c3 is a degree of change in the frictional force evaluation value v due to air pressure adjustment of the right
d c3 = (v upper −v lower ) / (t upper −t lower )
... (18)
次に、ステップS319において、dc4演算処理がなされる。この処理では、上記ステップS313と同様に、左後輪44の空気圧t4をΔtだけ低くした状態(t4=tlower)での摩擦力評価値vlowerと、左後輪44の空気圧t4をΔtだけ高くした状態(t4=tupper)での摩擦力評価値vupperとを取得する。
Next, in step S319, a dc4 calculation process is performed. In this process, similarly to the step S313, the frictional force evaluation value v lower in a state of low air pressure t 4 of the left
そして、左後輪44の空気圧調整に起因する摩擦力評価値vの変化度合であるdc4を、以下の式(19)により演算する。
dc4=(vupper−vlower)/(tupper−tlower)
・・・(19)
Then, calculates a d c4 is a degree of change in the frictional force evaluation value v due to air pressure adjustment of the left
d c4 = (v upper −v lower ) / (t upper −t lower )
... (19)
次に、ステップS321において、第2空気圧調整設定処理がなされる。この処理では、摩擦力評価値vを高くするための各車輪41〜44の空気圧t1〜t4にそれぞれ対応する第2空気圧調整量の組をAc=(ac1、ac2、ac3、ac4)としたとき、ステップS313〜S319にて演算されたDc=(dc1、dc2、dc3、dc4)に基づいて、ac1、ac2、ac3、ac4を設定する。
Next, in step S321, a second air pressure adjustment setting process is performed. In this process, the second air pressure adjustment amount set corresponding respectively to the
具体的には、dc1が正の値の場合、空気圧を低くした方が脱輪復帰に有利に作用するため、対応するac1をdc1に対して負の値に設定する。一方、dc1が負の値の場合、空気圧を高くした方が脱輪復帰に有利に作用するため、対応するac1をdc1に対して正の値に設定する。ac2〜ac4についても同様にしてdc2〜dc4に基づいて設定する。 Specifically, when d c1 is a positive value, lowering the air pressure has an advantageous effect on the return from the wheel removal, so the corresponding a c1 is set to a negative value with respect to d c1 . On the other hand, if d c1 is a negative value, increasing the air pressure has an effect on the return to wheel release, so the corresponding a c1 is set to a positive value with respect to d c1 . Similarly, a c2 to a c4 are set based on d c2 to d c4 .
そして、以下の式(20)によりAc=(ac1、ac2、ac3、ac4)の各成分をノルムにて正規化して第2空気圧調整量Afを設定する。この第2空気圧調整量Afは、各空気圧t1〜t4をそれぞれ変化させたときの摩擦力評価値vの変化度合に対応するものである。
Af=A/||Ac|| ・・・(20)
ただし、||Ac||=(ac1 2+ac2 2+ac3 2+ac4 2)1/2とする。
Then, each component of A c = (a c1 , a c2 , a c3 , a c4 ) is normalized by a norm by the following equation (20) to set the second air pressure adjustment amount A f . The second air pressure adjustment amount Af corresponds to the degree of change in the frictional force evaluation value v when the air pressures t 1 to t 4 are changed.
A f = A / || A c || (20)
However, || A c || = (a c1 2 + a c2 2 + a c3 2 + a c4 2 ) 1/2 .
次に、ステップS323において、総合空気圧調整設定処理がなされる。この処理では、ステップS311にて設定された第1空気圧調整量AhとステップS321にて設定された第2空気圧調整量Afとに基づいて、輪荷重の変化および摩擦力の変化の双方を考慮して脱輪復帰の可能性を高めるための空気圧調整量である総合空気圧調整量Atを、以下の式(21)により演算する。
At=G2×(Ch×Ah+Cf×Af) ・・・(21)
なお、ChおよびCfは、輪荷重の変化による効果と摩擦力の変化による効果との関係を重み付けするための係数であり、Ch+Cf=1を満たすように設定される。本第5実施形態においては、摩擦力の変化による効果を重視する目的で、例えば、Ch=0.25、Cf=0.75に設定されている。また、G2は、空気圧調整量を制御する係数であり、本第5実施形態においては、例えば、0.1に設定されている。
Next, in step S323, a comprehensive air pressure adjustment setting process is performed. In this process, based on the second air pressure adjustment amount A f set by the first air pressure adjustment amount A h and step S321 which is set at step S311, both the change and the change in the frictional force of the wheel load the overall air pressure adjustment amount a t is a pneumatic adjustment amount to increase the likelihood of considering to derailing return is calculated by the following equation (21).
A t = G 2 × (C h × A h + C f × A f) ··· (21)
Note that Ch and Cf are coefficients for weighting the relationship between the effect due to the change in the wheel load and the effect due to the change in the frictional force, and are set so as to satisfy Ch + Cf = 1. In the fifth embodiment, for example, C h = 0.25 and C f = 0.75 are set for the purpose of emphasizing the effect due to the change in frictional force. Also, G 2 is a coefficient for controlling the air pressure adjustment amount, the in the fifth embodiment, for example, is set to 0.1.
そして、ステップS325において、上記総合空気圧調整量Atの各値を現在の各空気圧t1〜t4にそれぞれ加算した値に基づいて、空気圧t1〜t4を仮調整する。このとき、総合空気圧調整量Atの各値が正の値の場合には対応する空気圧を高く調整し、負の値の場合には対応する空気圧を低く調整する。
Then, in step S325, based on the current value obtained by adding to each pneumatic t 1 ~t 4 the values of the total pressure adjustment amount A t, temporarily adjust the
このように各車輪41〜44の空気圧t1〜t4が仮調整されると、図17のステップS327にて脱輪状態である操舵輪の輪荷重である脱輪荷重Pobjが取得される。そして、ステップS329において、摩擦力評価値演算処理がなされる。この処理では、各空気圧センサ41d〜44dにより検出される空気圧t1〜t4から上述した図14の空気圧−摩擦力評価値マップにより設定される各摩擦力評価値v1〜v4に基づいて、全車輪41〜44と路面との摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値Vfを、以下の式(22)により演算する。
Vf=C1×v1+C2×v2+C3×(v3+v4) ・・・(22)
ここで、C1,C2,C3は、脱輪状態の駆動輪と、非脱輪状態の駆動輪と、非駆動輪との関係を重み付けするための係数であり、本第5実施形態においては、例えば、C1=0.5、C2=0.3、C3=0.1に設定されている。なお、上記式(22)は、右前輪41の脱輪を前提とした式であり、左前輪42が脱輪したときには、以下の式(22’)により摩擦力評価値Vfを演算する。
Vf=C1×v2+C2×v1+C3×(v3+v4) ・・・(22’)
When the air pressures t 1 to t 4 of the
V f = C 1 × v 1 + C 2 × v 2 + C 3 × (v 3 + v 4 ) (22)
Here, C 1 , C 2 , and C 3 are coefficients for weighting the relationship between the drive wheel in the de-wheeled state, the drive wheel in the non-de-wheeled state, and the non-drive wheel, and this fifth embodiment. In, for example, C 1 = 0.5, C 2 = 0.3, and C 3 = 0.1 are set. The equation (22) is an equation based on the assumption that the
V f = C 1 × v 2 +
次に、ステップS331において、総合評価値演算処理がなされる。この処理では、ステップS327にて取得された脱輪荷重PobjとステップS329にて演算された摩擦力評価値Vfとに基づいて、総合的に脱輪復帰の可能性を評価する総合評価値Iを、以下の式(23)により演算する。
I=Cp×Pobj+Cv×Vf ・・・(23)
なお、CpおよびCvは、輪荷重の変化による効果と摩擦力の変化による効果との関係を重み付けするための係数である。
Next, in step S331, comprehensive evaluation value calculation processing is performed. In this process, a comprehensive evaluation value for comprehensively evaluating the possibility of return from the wheel release based on the wheel removal load P obj acquired in step S327 and the frictional force evaluation value V f calculated in step S329. I is calculated by the following equation (23).
I = C p × P obj + C v × V f ··· (23)
C p and C v are coefficients for weighting the relationship between the effect due to the change in wheel load and the effect due to the change in frictional force.
ここで、脱輪荷重Pobjは、小さくなるほど脱輪復帰の可能性が高まり、一方、摩擦力評価値Vfは、大きくなるほど脱輪復帰の可能性が高まる。そこで、Cpを負の数とすることで、総合評価値Iは、大きくなるほど総合的に脱輪復帰の可能性が高くなることを示す。なお、各車輪と路面との間の摩擦力が高まると、アシストモータ24aおよび車輪駆動装置50により発生させ得る脱輪復帰力を有効に利用できるので、上記摩擦力の効果を重視することから、本第5実施形態においては、例えば、Cp=−1、Cv=10000に設定されている。
Here, as the wheel removal load P obj decreases, the possibility of wheel return return increases, while as the frictional force evaluation value V f increases, the possibility of wheel release return increases. Therefore, by setting C p to a negative number, the overall evaluation value I indicates that the possibility of return from the wheel removal increases as the overall evaluation value I increases. In addition, when the frictional force between each wheel and the road surface is increased, the derailing return force that can be generated by the
ここで、ステップS301〜S331までの処理について、左前輪42が脱輪した場合について具体的な値を例に詳細に説明する。なお、以下の説明において、空気圧t1〜t4は、空気圧調整装置90により、0.01kgf/cm2ごとに調整できるものとする。
Here, the processing from step S301 to S331 will be described in detail by taking specific values as an example for the case where the
まず、ステップS301における初期高さ設定処理により、t1=t0、t2=t0、t3=t0、t4=t0に設定される。次に、ステップS303にて、空気圧t1=t0−Δtに調整したときに取得されるPlower=3402Nと、空気圧t1=t0+Δtに調整したときに取得されるPupper=3398Nとを式(11)に代入することにより、db1=(3398−3402)/0.2=―20が演算される。 First, t 1 = t 0 , t 2 = t 0 , t 3 = t 0 , and t 4 = t 0 are set by the initial height setting process in step S301. Next, in step S303, the P lower = 3402N acquired when adjusted to pneumatic t 1 = t 0 -Δt, and P upper = 3398N acquired when adjusted to pneumatic t 1 = t 0 + Δt Is substituted into equation (11) to calculate d b1 = (3398-3402) /0.2=−20.
そして、ステップS305、S307、S309にて、db2=−10、db3=10、db4=30としてそれぞれ演算される。次に、ステップS311にて、db1〜db4等に基づき設定されたaa1=20、aa2=10、aa3=−10、aa4=−30を式(15)に代入して、Ah=(0.51、0.26、−0.26、−0.77)が設定される。 In steps S305, S307, and S309, calculation is performed as d b2 = −10, d b3 = 10, and d b4 = 30, respectively. Next, in step S311, a a1 = 20, a a2 = 10, a a3 = −10, and a a4 = −30 set based on d b1 to d b4 and the like are substituted into equation (15), A h = (0.51, 0.26, −0.26, −0.77) is set.
そして、ステップS313にて、空気圧t1=t0−Δtに調整したときに取得されるvlower=0.81と、空気圧t1=t0+Δtに調整したときに取得されるvupper=0.77とを式(16)に代入することにより、dc1=(0.81−0.77)/0.2=0.2が演算される。 In step S313, v lower = 0.81 acquired when the air pressure is adjusted to t 1 = t 0 -Δt and v upper = 0 acquired when the air pressure is adjusted to t 1 = t 0 + Δt. By substituting .77 into the equation (16), d c1 = (0.81−0.77) /0.2=0.2 is calculated.
そして、ステップS315、S317、S319にて、dc2=0.2、dc3=0.2、dc4=0.2としてそれぞれ演算される。次に、ステップS321にて、dc1〜dc4等に基づき設定されたac1=−0.2、ac2=−0.2、ac3=−0.2、ac4=−0.2を式(20)に代入して、Af=(−0.5、−0.5、−0.5、−0.5)が設定される。 Then, in steps S315, S317, and S319, calculation is performed with d c2 = 0.2, d c3 = 0.2, and d c4 = 0.2, respectively. Next, in step S321, a c1 = −0.2, a c2 = −0.2, a c3 = −0.2, a c4 = −0.2 set based on d c1 to d c4 and the like. Is substituted into equation (20), and A f = (− 0.5, −0.5, −0.5, −0.5) is set.
そして、ステップS323にてAhおよびAfを式(21)に代入することにより、At=(0.05、0.044、0.031、−0.004)が設定されると、ステップS325にてAtの各値を現在の各空気圧t1〜t4にそれぞれ加算した値に基づいて、空気圧t1〜t4が仮調整される。 Then, when A t = (0.05, 0.044, 0.031, −0.004) is set by substituting A h and A f into equation (21) in step S323, based on the value obtained by adding respectively each value in the current of each pneumatic t 1 ~t 4 of a t at S325, pneumatic t 1 ~t 4 is temporarily adjusted.
そして、ステップS327にて脱輪荷重Pobj=3395Nが取得される。そして、ステップS329にて各空気圧センサ41d〜44dにより検出される空気圧t1〜t4(=t0)から上記空気圧−摩擦力評価値マップにより設定される各摩擦力評価値v1〜v4を式(22)に代入することにより、摩擦力評価値Vf=0.82が演算される。そして、ステップS331にて脱輪荷重Pobjおよび摩擦力評価値Vfを式(23)に代入することにより、総合評価値I=−1×3395+10000×0.82=4805が演算される。
In step S327, the wheel removal load P obj = 3395N is acquired. In step S329, the friction force evaluation values v 1 to v 4 set by the air pressure-friction force evaluation value map from the air pressures t 1 to t 4 (= t 0 ) detected by the
上述のようにステップS331にて総合評価値Iが演算されると、ステップS333において、この総合評価値Iが最大評価値Imaxを超えるか否かについて判定される。ここで、初期条件では、最大評価値Imaxは、ステップS331にて取得される総合評価値Iよりも十分小さな値に設定されており、この段階では、ステップS333にてYesと判定される。 Overall evaluation value I is calculated in step S331 as described above, in step S333, the overall evaluation value I is determined whether more than the maximum evaluation value I max. Here, under the initial conditions, the maximum evaluation value I max is set to a value sufficiently smaller than the comprehensive evaluation value I acquired in step S331. At this stage, it is determined as Yes in step S333.
次に、ステップS335にてR3=0(ゼロ)に設定される。そして、ステップS337にて、最大評価値ImaxはステップS331にて演算された総合評価値Iに等しくなるように設定される。 Next, in step S335, R 3 = 0 (zero) is set. Then, at step S337, the maximum evaluation value I max is set equal to the total evaluation value I calculated in step S331.
次に、ステップS339において、R3=R3+1に設定されるとともに、ステップS341にて、R4=R4+1に設定される。ここで、R3およびR4について説明する。R3は、最大評価値Imaxが更新された時点からステップS303〜S331の処理が繰り返された回数を示す。一方、R4は、最大評価値Imaxの更新に関係なくステップS303〜S331の処理が繰り返された回数を示す。 Next, in step S339, R 3 = R 3 +1 is set, and in step S341, R 4 = R 4 +1 is set. Here, R 3 and R 4 will be described. R 3 represents the number of times the process is repeated in steps S303~S331 from when the maximum evaluation value I max is updated. On the other hand, R 4 represents the number of times the process is repeated in regardless step S303~S331 to update the maximum evaluation value I max.
次に、ステップS343において、R3がRc未満であるか否かについて判定される。なお、Rcは、例えば、5回に設定されている。ここで、最大評価値Imaxが更新された直後であり、R3がRc未満であればステップS343にてYesと判定される。 Next, in step S343, R 3 is determined if it is less than Rc. Rc is set to 5 times, for example. Here, it is immediately after the maximum evaluation value I max is updated, R 3 is judged Yes in step S343 is less than Rc.
そして、ステップS345において、R4がRd未満であるか否かについて判定される。なお、Rdは、Rcよりも大きな値であって、例えば、20回に設定されている。ここで、ステップS301以降の処理がなされた直後であり、R4がRd未満であれば(S345でYes)、図16のステップS303からの処理が繰り返される。 Then, in step S345, it is determined whether R 4 is less than Rd. Note that Rd is larger than Rc, and is set to 20 times, for example. Here, it is immediately after the processing after step S301 is performed, it is less than R 4 is Rd (Yes in S345), the processing from step S303 in FIG. 16 are repeated.
一方、ステップS303からの繰り返し処理中、最大評価値Imaxが更新されずR3がRc以上になった場合(S343でNo)、または、R4がRd以上になった場合(S345でNo)、ステップS325にて仮調整された各空気圧t1〜t4が総合評価値Iを最大とする最適値であるとして、空気圧調整処理を終了する。 On the other hand, in the repeating processes from step S303, when the maximum evaluation value I max is not updated R 3 is equal to or greater than Rc (No in S343), or when R 4 is equal to or greater than Rd (No in S345) The air pressure adjustment processing is terminated assuming that the air pressures t 1 to t 4 temporarily adjusted in step S325 are optimum values that maximize the overall evaluation value I.
このようにして図15のステップS300における空気圧調整処理が終了した後、ステップS325にて調整された総合評価値Iが最大となる空気圧状態にて上記第1実施形態と同様にステップS111からの処理がなされる。 After the air pressure adjustment process in step S300 in FIG. 15 is completed in this way, the process from step S111 is performed in the air pressure state in which the total evaluation value I adjusted in step S325 is maximized, as in the first embodiment. Is made.
以上説明したように、本第5実施形態に係る電気式動力舵取装置20は、各車輪41〜44の空気圧t1〜t4を検出する空気圧センサ41d〜44dおよび各空気圧t1〜t4を調整可能な空気圧調整装置90とを備えるとともに、空気圧tと、各車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値vとを予め対応させた空気圧−摩擦力評価値マップを備えている。そして、操舵輪である右前輪41および左前輪42のいずれか一方が脱輪状態であると判定されると、空気圧調整装置90により、各空気圧t1〜t4をそれぞれ変化させたときの脱輪荷重Pobjの変化度合に対応する第1空気圧調整量Ahと各空気圧t1〜t4をそれぞれ変化させたときに空気圧−摩擦力評価値マップから得られる摩擦力評価値vの変化度合に対応する第2空気圧調整量Afとの双方に基づいて、脱輪復帰の可能性を高めるように各空気圧t1〜t4をそれぞれ調整する。
As described above, the electric
このように、各空気圧t1〜t4をそれぞれ変化させたときの脱輪荷重Pobjの変化度合と、各空気圧t1〜t4をそれぞれ変化させたときに空気圧−摩擦力評価値マップから得られる摩擦力評価値vの変化度合との双方に基づいて、脱輪復帰の可能性を高めるように各空気圧t1〜t4をそれぞれ調整するので、上記第4実施形態のように摩擦力評価値vのみに応じて各空気圧t1〜t4をそれぞれ調整する場合と比較して、より最適な空気圧を設定することができ、脱輪復帰の可能性をさらに高めることができる。 Thus, derailing the degree of change of the load P obj, air pressure when the respective pneumatic t 1 ~t 4 was varied each time of changing each pneumatic t 1 ~t 4 respectively - from the friction force evaluation value map The air pressures t 1 to t 4 are adjusted to increase the possibility of return from wheel removal based on both the degree of change in the frictional force evaluation value v obtained, and therefore the frictional force as in the fourth embodiment. Compared with the case where each of the air pressures t 1 to t 4 is adjusted according to only the evaluation value v, a more optimal air pressure can be set, and the possibility of returning from the wheel removal can be further increased.
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and may be embodied as follows. Even in this case, the same operations and effects as those of the above embodiments can be obtained.
(1)上述した脱輪復帰可能性向上処理を、図3および図4に示すフローチャートに基づいて行うことに限らず、図3および図7に示すフローチャートに基づいて行うようにしてもよい。図7のフローチャートは、図4のフローチャートのステップS123におけるアシストモータ駆動一時停止処理をステップS124におけるアシストトルク漸減処理に代えたものであり、この漸減処理では、アシストモータ24aによるアシスト力の発生を、現時点におけるアシストトルクTmから所定のトルクだけ徐々に減少させる。これにより、脱輪復帰が不可能であるときにはアシスト力の急減による操舵フィーリングを損なうことなくアシストモータ24aによる不必要なアシスト力の発生を回避し得る。
(1) The above-described disengagement return possibility improving process is not limited to being performed based on the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4, and may be performed based on the flowcharts shown in FIGS. 3 and 7. The flowchart in FIG. 7 is obtained by replacing the assist motor drive temporary stop process in step S123 of the flowchart in FIG. 4 with the assist torque gradual decrease process in step S124. In this gradual decrease process, the
(2)警告装置70は、脱輪復帰可否の判定結果を、モニタ71に表示して告知することに限らず、車載されているカーナビゲーションのモニタに表示して告知するようにしてもよい。また、警告灯を別途設け、脱輪復帰可否の判定結果に応じて警告灯を点灯等するようにしてもよい。
(2) The
(3)警告装置70は、脱輪復帰可否の判定結果を、モニタ71に表示することにより運転者等に視覚的な表示でもって告知することに代えて、脱輪復帰可否の判定結果に応じて告知音を発生する告知音発生手段を備えこの告知音発生手段により、例えば、ブザー音や音声等の告知音を発生するようにしてもよい。これにより、脱輪復帰の可否を聴覚的な告知音でもって認識することができる。
また、警告装置70は、脱輪復帰可否の判定結果をモニタ71に表示するとともに上記告知音を発生するようにしてもよい。このように、脱輪復帰の可否を視覚的な表示と聴覚的な告知音とを組み合わせて告知することにより、脱輪復帰の可否をより確実に認識させることができる。
(3) The
In addition, the
(4)ステップS117にて脱輪復帰は不可能であると判定された場合には、運転者のみで脱輪から復帰させることは困難であるため、応援を要請するように促す情報を警告装置70のモニタ71に表示するようにしてもよい。その表示の際、応援を要請するための連絡先等も同時に表示してもよい。
また、無線通信等によるインターネット接続により所定の情報を送受信し得るデータ通信機器を有する車両においては、ステップS117にて脱輪復帰は不可能であると判定された場合、上記データ通信機器を利用することにより自動的に応援を要請するようにしてもよい。
(4) If it is determined in step S117 that it is impossible to return from the wheel removal, it is difficult for the driver alone to return from the wheel removal. It may be displayed on 70 monitors 71. At the time of the display, a contact information for requesting support may be displayed at the same time.
In addition, in a vehicle having a data communication device that can transmit and receive predetermined information through an Internet connection by wireless communication or the like, if it is determined in step S117 that return from wheel removal is impossible, the data communication device is used. You may be made to request support automatically.
(5)輪荷重センサに代えて、以下に示すセンサを用いてもよい。
・特開平05−024422にて開示されている、前輪、後輪のそれぞれの輪荷重に応じた荷重検出値を出力するロードセルで構成される輪荷重センサ。
・特開平05−072065にて開示されている、車両のサスペンションアッパマウント部における荷重を検出する輪荷重センサ。
・特開平08−198131にて開示されている、ショックアブソーバの上端に配設されて各車輪に係る荷重を検出する荷重センサ。
・特開平10−024819にて開示されている、各車輪を支持する懸架装置に設けられて各車輪に作用する輪荷重を検出する輪荷重センサであって、懸架装置に設けられて懸架装置の歪を検出するような磁歪式センサやアクスルの歪みを検出するセンサ、もしくは、エアサスペンションのエアばね内圧を検出するセンサ。
・特開2005−106596にて開示されている、マクファーソンストラット形式の車輪懸架機構が設けられている車両の車輪荷重を検出するセンサであって、ショックアブソーバを内蔵し下端部がナックルの上部に支持され上端部が車体に支持されているサスペンション部材であるストラットに取り付けられた応力センサ。
・特開2006−058254にて開示されている、ブレーキロータの側面と対向する位置に設けられて当該ブレーキロータとの間の隙間を測定する変位センサと、この変位センサの検出した変位量から車輪にかかる荷重を検出する荷重演算手段とで構成される車輪荷重検出装置。
・特開2006−064650にて開示されている、車輪取付フランジを有するハブ輪の端部に設けられた加締部と等速ジョイントの外輪にて外方を向く端面との間に設けられる
磁歪材からなるリング状の荷重被検出部と、この荷重被検出部の磁歪層に働く歪量の変化を磁気抵抗変化として検出し、その磁気抵抗変化量によって車輪用軸受装置にかかる荷重を検出する荷重検出部とを備える車輪荷重検出装置。
・特開2003−336652にて開示されている、車体側軌道部材の円筒部とフランジ部とのなす角度の変形により、変位センサと着磁部との距離が変動し、当該着磁部によって生成されている磁場の変動量を検出する磁気センサと、この磁場変動量として出力された距離の変動量からタイヤの接地荷重の変動量を求める処理手段とを備えるセンサ装置。
・特開2007−024550にて開示されている、コイルスプリング下方に配置されるバンパーラバーと車体との間であってコイルスプリングに接触しないように設けられる歪ゲージ等で構成されて車輪の上下変位により生じるバンパーラバー反力を検出する荷重センサと、車輪の上下動に追従するサスペンションアームと車体との間隔を検出する変位センサとを備え、変位センサの検出値に基づいて決定されるスプリング反力と荷重センサにより検出されるバンパーラバー反力とにより輪荷重を演算して検出する輪荷重検出装置。
(5) Instead of the wheel load sensor, the following sensor may be used.
A wheel load sensor composed of a load cell that outputs load detection values corresponding to the wheel loads of the front wheels and the rear wheels, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-024422.
A wheel load sensor for detecting a load at a suspension upper mount portion of a vehicle disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-072065.
A load sensor that is disposed at the upper end of a shock absorber and detects a load related to each wheel, as disclosed in JP-A-08-198131.
A wheel load sensor that is provided in a suspension device that supports each wheel and that detects a wheel load acting on each wheel, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-024819, and is provided in the suspension device. A magnetostrictive sensor that detects distortion, a sensor that detects distortion of an axle, or a sensor that detects the internal pressure of an air spring of an air suspension.
A sensor for detecting the wheel load of a vehicle equipped with a McPherson strut type wheel suspension mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-106596, with a built-in shock absorber and a lower end supported on the top of the knuckle A stress sensor attached to a strut that is a suspension member whose upper end is supported by the vehicle body.
A displacement sensor disclosed in JP-A-2006-058254, which is provided at a position facing the side surface of the brake rotor and measures a gap between the brake rotor and a wheel based on a displacement amount detected by the displacement sensor A wheel load detection device comprising load calculation means for detecting a load applied to the vehicle.
-Magnetostriction provided between the crimping portion provided at the end portion of the hub wheel having the wheel mounting flange and the end surface facing outward at the outer ring of the constant velocity joint, disclosed in JP-A-2006-064650 A change in the amount of strain acting on the ring-shaped load detection portion made of a material and the magnetostrictive layer of the load detection portion is detected as a magnetoresistance change, and a load applied to the wheel bearing device is detected based on the magnetoresistance change amount. A wheel load detection device comprising a load detection unit.
-The distance between the displacement sensor and the magnetized portion is changed by the deformation of the angle formed between the cylindrical portion and the flange portion of the vehicle body side raceway member disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-336652, and is generated by the magnetized portion. A sensor device comprising: a magnetic sensor that detects a fluctuation amount of a magnetic field that is applied; and a processing unit that obtains a fluctuation amount of a tire ground contact load from a fluctuation amount of a distance output as the magnetic field fluctuation amount.
-Disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-024550, which is composed of a strain gauge or the like provided between the bumper rubber disposed below the coil spring and the vehicle body so as not to contact the coil spring. Spring sensor force determined based on the detection value of the displacement sensor, comprising a load sensor for detecting the bumper rubber reaction force generated by the vehicle and a displacement sensor for detecting the distance between the suspension arm following the vertical movement of the wheel and the vehicle body Wheel load detection device that calculates and detects wheel load using a bumper rubber reaction force detected by a load sensor.
(6)輪荷重センサ41b〜44bにより輪荷重P1〜P4を検出することに代えて、例えば、車両に予め設けられているアクティブサスペンションの車高センサや以下に示すセンサ等の相対距離センサでもって検出される車体と各車輪との相対距離に基づいて路面に対する車体の傾斜度合を算出し、この傾斜度合から各車輪41〜44の輪荷重P1〜P4をそれぞれ推定して検出してもよい。
・特開平07−276956にて開示されている、各懸架装置の油圧シリンダに内蔵されて当該油圧シリンダの長さ、すなわち各車輪の車体フレームからの相対位置を検出するストロークセンサ。
・特開平08−282320にて開示されている、前後軸と車体との間に配設されて相対車高を検出する車高センサ。
また、加速度センサ、赤外線センサまたは画像カメラ等により車体の傾斜度合を算出し、この傾斜度合から各車輪41〜44の輪荷重P1〜P4をそれぞれ推定して検出してもよい。これにより、各輪荷重P1〜P4を検出するための輪荷重センサ41b〜44bを設けることなく、各輪荷重P1〜P4を推定して検出することができる。
(6) Instead of detecting the wheel loads P 1 to P 4 by the
A stroke sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-276956, which is incorporated in a hydraulic cylinder of each suspension device and detects the length of the hydraulic cylinder, that is, the relative position of each wheel from the body frame.
A vehicle height sensor that is disposed between the front and rear shafts and the vehicle body and detects a relative vehicle height, which is disclosed in JP-A-08-282320.
Alternatively, the degree of inclination of the vehicle body may be calculated by an acceleration sensor, an infrared sensor, an image camera, or the like, and the wheel loads P 1 to P 4 of the
(7)輪荷重センサ41b〜44bにより輪荷重P1〜P4を検出することに代えて、例えば、特開平08−156539にて開示されている空気圧センサにより各車輪41〜44の空気圧を検出し、この空気圧から各車輪41〜44の輪荷重P1〜P4をそれぞれ推定して検出してもよい。
また、各車輪41〜44の空気圧と各車輪41〜44のたわみ具合とを考慮して各車輪41〜44の輪荷重P1〜P4をそれぞれ推定して検出してもよい。
(7) Instead of detecting the wheel loads P 1 to P 4 with the
Further, the wheel loads P 1 to P 4 of the
(8)脱輪状態である操舵輪の側面と側溝Dの側面との接触面Sにおける摩擦係数μは、予め所定の数値に設定されることに限らず、実際にある程度の脱輪復帰力を出力した場合に減少する脱輪状態である操舵輪の輪荷重に基づき摩擦係数μを推定してもよい。 (8) The friction coefficient μ on the contact surface S between the side surface of the steered wheel and the side surface of the side groove D that is in the wheel-removed state is not limited to a predetermined value in advance, and a certain amount of wheel-return return force is actually applied. The friction coefficient μ may be estimated on the basis of the wheel load of the steered wheel that is in a disengaged state that decreases when output.
(9)車輪駆動装置50により脱輪状態である操舵輪が回転駆動して発生し得る脱輪時最大回転駆動力FDmは、脱輪状態でない両操舵輪が回転駆動して発生し得る最大回転駆動力の1/3に設定されることに限らず、操舵輪の側面に作用させ得る押圧力の限界値が予め判っている場合にはこの押圧力の限界値と等しくなるように設定されてもよい。
(9) The maximum rotational drive force FD m at the time of derailment that can be generated by rotationally driving the steered wheels that are in the derailed state by the
(10)ステップS109において、モータ電流値iが過負荷電流値io以上であることから、脱輪復帰のための操舵により左前輪42の側面が側溝の側面に押圧されている状態であると判断してYesと判定することに限らず、実舵角δの変化量が実舵角δが一定値であると判断される角度差以下である場合に、脱輪復帰のための操舵により左前輪42の側面が側溝の側面に押圧されている状態であると判断して上記ステップS109にてYesと判定してもよい。
(10) In step S109, since the motor current value i is equal to or greater than the overload current value io, it is determined that the side surface of the
(11)上記各実施形態では、図1に示すように、アシストモータ24aから出力されるアシスト力をラック機構に伝達し得る、いわゆるラック式の電動式動力舵取装置を例示して説明したが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、アシストモータから出力されるアシスト力を減速機を介してピニオン軸23に伝達し得る、いわゆるコラム式の電動式動力舵取装置に適用してもよい。
また、ラック軸とモータとを平行に配置したいわゆるラックパラレル式の電気式動力舵取装置、ピニオン軸23を有するピニオン部にモータを配置したいわゆるピニオン式の電気式動力舵取装置、または、いわゆるデュアルピニオン式の電気式動力舵取装置等に適用してもよい。
(11) In each of the above embodiments, as illustrated in FIG. 1, a so-called rack type electric power steering apparatus that can transmit the assist force output from the
Also, a so-called rack parallel type electric power steering device in which the rack shaft and the motor are arranged in parallel, a so-called pinion type electric power steering device in which the motor is arranged in the pinion portion having the
20…電気式動力舵取装置
24a…アシストモータ
26…トルクセンサ(相対角度検出手段)
30…ECU
41…右前輪(操舵輪、駆動輪、車輪)
42…左前輪(操舵輪、駆動輪、車輪)
43…右後輪(車輪)
44…左後輪(車輪)
41b〜44b…輪荷重センサ(輪荷重検出手段)
50…車輪駆動装置
60…車速センサ
70…警告装置(告知手段)
71…モニタ
80…アクティブサスペンション(車高調整手段)
83a〜83d…サスペンション装置(車高調整手段)
90…空気圧調整装置(空気圧調整手段)
D…側溝(路面の段差部)
FSm…最大アシスト力
FDm…脱輪時最大回転駆動力
H1〜H4…車高
i…モータ電流値
is…電流制限値
io…過負荷電流値(所定の電流閾値)
P1〜P4…輪荷重
PA1、PA2…輪荷重閾値(第1の輪荷重閾値)
PB…輪荷重閾値(第2の輪荷重閾値)
t1〜t4…空気圧
δ…実舵角(相対角度)
θ…操舵角
φ…最大脱輪復帰力
V…車速
V0…速度閾値
20 ... Electric
30 ... ECU
41 ... Right front wheel (steering wheel, driving wheel, wheel)
42 ... Left front wheel (steering wheel, driving wheel, wheel)
43 ... Right rear wheel
44 ... Left rear wheel (wheel)
41b to 44b ... wheel load sensor (wheel load detecting means)
50 ...
71 ...
83a to 83d ... Suspension device (vehicle height adjusting means)
90 ... Air pressure adjusting device (air pressure adjusting means)
D ... Gutter (stepped part of road surface)
FS m ... maximum assist force FD m ... derailing at the maximum
P 1 to
P B ... wheel load threshold (second wheel load threshold)
t 1 to t 4 ... air pressure δ ... actual steering angle (relative angle)
θ: Steering angle φ: Maximum derailment return force V: Vehicle speed V 0 ... Speed threshold
Claims (17)
前記両操舵輪を含めた全ての車輪の輪荷重を検出する輪荷重検出手段と、
前記両操舵輪のいずれか一方が路面の段差部に落ち込んで脱輪する脱輪状態であるか否かを前記各輪荷重に基づいて判定する脱輪判定手段と、
前記脱輪状態である操舵輪に対し当該脱輪状態から復帰させるために発生させ得る最大の脱輪復帰力である最大脱輪復帰力を、前記モータにより発生し得る最大のアシスト力である最大アシスト力に加えて車輪駆動装置により前記両操舵輪が回転駆動して発生し得る最大の回転駆動力である最大回転駆動力のうち前記段差部の側面に垂直方向に作用する押圧力に基づいて推定する最大脱輪復帰力推定手段と、
前記最大脱輪復帰力と前記脱輪状態である操舵輪の前記輪荷重とに基づいて当該脱輪状態からの脱輪復帰の可否を判定する脱輪復帰可否判定手段であって、前記最大脱輪復帰力が前記脱輪状態である操舵輪の前記輪荷重を超えない場合に当該脱輪状態からの脱輪復帰が不可能であると判定する脱輪復帰可否判定手段と、
前記脱輪復帰可否判定手段により脱輪復帰が不可能であると判定されない場合には前記モータによる前記アシスト力を徐々に増加させるように制御するモータ制御手段と、
を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 A motor that outputs assist force capable of assisting steering of both steered wheels that are also drive wheels of the vehicle;
Wheel load detecting means for detecting wheel loads of all wheels including both the steered wheels;
A wheel removal determining means for determining whether one of the two steered wheels is in a wheel-removed state in which the wheel falls into a stepped portion of the road surface and dewheels;
The maximum assist force that can be generated by the motor is the maximum derailment return force that is the maximum derailment return force that can be generated to return the steered wheel that is in the derailment state from the derailment state. Based on the pressing force acting in the vertical direction on the side surface of the stepped portion of the maximum rotational driving force that is the maximum rotational driving force that can be generated by rotating both the steering wheels by the wheel driving device in addition to the assisting force. Means for estimating the maximum derailment return force to be estimated;
A derailment return availability determination means for determining whether or not the derailment return from the derailed state is possible based on the maximum derailment return force and the wheel load of the steered wheel in the derailed state, A wheel-return-return availability determination means for determining that wheel-return return from the wheel-removed state is impossible when the wheel-returning force does not exceed the wheel load of the steered wheel in the wheel-removed state;
Motor control means for controlling so as to gradually increase the assist force by the motor when it is not determined by the wheel return return availability determination means that wheel return return is impossible;
An electric power steering apparatus comprising:
前記脱輪判定手段は、前記車速が停車していると判断される所定の速度閾値以下である場合に、脱輪状態であるか否かを前記輪荷重に基づいて判定することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。 It has a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed,
When the vehicle speed is equal to or less than a predetermined speed threshold that is determined to be stopped, the wheel removal determination means determines whether the vehicle is in a wheel removal state based on the wheel load. The electric power steering apparatus as described in any one of Claims 1-7.
前記最大脱輪復帰力推定手段は、前記最大脱輪復帰力(φ)を、前記最大アシスト力をFSm、前記最大回転駆動力よりも小さく設定されて前記車輪駆動装置により発生し得る脱輪時最大回転駆動力をFDm、前記相対角度をδ、前記脱輪状態である操舵輪の側面と前記段差部の前記側面との接触面における摩擦係数に相当する所定の係数をμとしたとき、以下の式により推定することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。
φ=μ×(FSm+FDm×sinδ) Relative angle detection means for detecting a relative angle between the direction along the side surface of the steered wheel in the derailed state and the direction along the side surface of the stepped portion,
The maximum derailing return force estimating means is configured such that the maximum derailing return force (φ) is set such that the maximum assist force is FS m and smaller than the maximum rotational driving force and can be generated by the wheel driving device. When the maximum rotational driving force is FD m , the relative angle is δ, and a predetermined coefficient corresponding to the friction coefficient on the contact surface between the side surface of the steered wheel and the side surface of the stepped portion is μ The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is estimated by the following expression.
φ = μ × (FS m + FD m × sin δ)
前記脱輪判定手段により前記両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、前記車高調整手段により、「前記脱輪状態である操舵輪」に対する前記車体の高さを「前記脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する前記車体の高さよりも高く調整することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。 Vehicle height adjustment means capable of adjusting the height of the vehicle body for each wheel;
The height of the vehicle body relative to “the steered wheels in the derailed state” is determined by the vehicle height adjusting means when one of the two steered wheels is determined to be in the derailed state by the derailed determining means. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the height of the vehicle body is adjusted to be higher than a height of the vehicle body with respect to a "wheel most distant from the steered wheel in the derailed state".
前記脱輪判定手段により前記両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、前記車高調整手段により、「前記脱輪状態である操舵輪」に対する前記車体の高さを「前記脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」に対する前記車体の高さよりも高く調整するとともに、「前記脱輪状態である操舵輪」および「前記脱輪状態の操舵輪と最も離間した車輪」以外の車輪に対する前記車体の高さを、前記各車輪に対する前記車体の高さをそれぞれ変化させたときの前記脱輪状態の操舵輪の輪荷重の変化度合に基づいて当該脱輪状態の操舵輪の輪荷重が小さくなるように調整することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。 Vehicle height adjustment means capable of adjusting the height of the vehicle body for each wheel;
The height of the vehicle body relative to “the steered wheels in the derailed state” is determined by the vehicle height adjusting means when one of the two steered wheels is determined to be in the derailed state by the derailed determining means. Is adjusted to be higher than the height of the vehicle body with respect to the “wheel most distant from the steering wheel in the derailed state”, and “mostly separated from the steered wheel in the derailed state” and “the steered wheel in the derailed state” The height of the vehicle body with respect to the wheels other than “wheels” is determined based on the degree of change in the wheel load of the steered wheels in the wheeled state when the height of the vehicle body with respect to each wheel is changed. It adjusts so that the wheel load of a steering wheel may become small, The electric power steering device as described in any one of Claims 1-13 characterized by the above-mentioned.
前記各空気圧を調整可能な空気圧調整手段と、
前記空気圧と各車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値とを予め対応させたマップとを備え、
前記脱輪判定手段により前記両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、前記空気圧調整手段により、前記マップに基づいて、前記摩擦力評価値を高めて脱輪復帰の可能性を高めるように前記各空気圧をそれぞれ調整することを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。 Air pressure detecting means for detecting the air pressure of each wheel;
An air pressure adjusting means capable of adjusting each air pressure;
A map in which the air pressure and a frictional force evaluation value indicating the possibility of derailing return due to the frictional force between each wheel and the road surface are associated in advance;
When one of the steered wheels is determined to be in a wheel-out state by the wheel-out determining unit, the air pressure adjusting unit increases the frictional force evaluation value based on the map and returns to the wheel-out. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein each of the air pressures is adjusted so as to increase the possibility.
前記各空気圧を調整可能な空気圧調整手段と、
前記空気圧と各車輪および路面間の摩擦力による脱輪復帰の可能性を示す摩擦力評価値とを予め対応させたマップとを備え、
前記脱輪判定手段により前記両操舵輪のいずれか一方が脱輪状態であると判定された場合に、前記空気圧調整手段により、前記各空気圧をそれぞれ変化させたときの前記脱輪状態の操舵輪の輪荷重の変化度合と前記各空気圧をそれぞれ変化させたときに前記マップから得られる前記摩擦力評価値の変化度合との双方に基づいて、脱輪復帰の可能性を高めるように前記各空気圧をそれぞれ調整することを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。 Air pressure detecting means for detecting the air pressure of each wheel;
An air pressure adjusting means capable of adjusting each air pressure;
A map in which the air pressure and a frictional force evaluation value indicating the possibility of derailing return due to the frictional force between each wheel and the road surface are associated in advance;
When any one of the two steered wheels is determined to be in the derailed state by the derailing determination unit, the steered wheel in the derailed state when the air pressure is changed by the air pressure adjusting unit. Based on both the degree of change in wheel load and the degree of change in the frictional force evaluation value obtained from the map when each of the air pressures is changed, the air pressure is increased so as to increase the possibility of return from wheel removal. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is adjusted.
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