JP2007045222A - Steering control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載され、車両の操舵を制御する操舵制御装置に関するものである。 The present invention relates to a steering control device that is mounted on a vehicle such as an automobile and controls steering of the vehicle.
従来における車両の操舵制御装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、操舵ハンドルと連結された操舵軸と、車輪と連結されたラック軸と、操舵軸とラック軸とを連結するギア装置とを備え、操舵ハンドルの操舵量を、操舵軸、ギア装置及びラック軸を介して車輪に伝え、車輪を転舵させるものが知られている。
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、車輪がサイドウォール補強型のランフラットタイヤを装着している場合には、ランフラットタイヤの空気圧が十分低くなった状態(パンク状態)で、例えばわだち路等の不均一な路面を走行すると、ランフラットタイヤのトレッドショルダー部に加わる接地圧が高くなる。このため、車輪を転舵させるトルクがランフラットタイヤに発生し、そのトルクがステアリング系に伝達される虞がある。特に、わだち路等の走行中には、ランフラットタイヤのトレッドショルダー部内側の接地圧が高くなったりトレッドショルダー部外側の接地圧が高くなったりするため、車輪を転舵させるトルクの変動が起きやすくなる。このように車輪で発生したトルクがステアリング系に伝わると、運転者は違和感を感じてしまうことがある。 However, the following problems exist in the prior art. In other words, if the wheels are equipped with sidewall-reinforced run-flat tires, run on an uneven road surface such as a rutted road with the air pressure of the run-flat tires being sufficiently low (puncture state). The contact pressure applied to the tread shoulder portion of the run flat tire increases. For this reason, the torque which steers a wheel generate | occur | produces in a run flat tire, and there exists a possibility that the torque may be transmitted to a steering system. In particular, during running on rutting roads, the ground pressure on the inside of the tread shoulder of the runflat tire increases or the ground pressure on the outside of the tread shoulder increases. It becomes easy. When the torque generated at the wheels is transmitted to the steering system in this way, the driver may feel uncomfortable.
本発明の目的は、ランフラットタイヤの空気圧が低くなった状態での走行時に、ランフラットタイヤで生じたトルクがステアリング系に伝達されることを抑制できる車両の操舵制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vehicle steering control device capable of suppressing the torque generated in a run-flat tire from being transmitted to a steering system when the run-flat tire has a low air pressure. .
本発明は、サイドウォール補強型のランフラットタイヤを装着した車輪を有する車両の操舵制御装置において、車両に設けられたステアリングの操舵量に応じて車輪を転舵させる車輪転舵手段と、ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったかどうかを検出する空気圧検知手段と、空気圧検知手段によりランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常状態時よりも低下させるように制御する転舵軸力制御手段とを備えることを特徴とするものである。なお、ここでの通常状態とは、ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなっていない状態をいう。 The present invention relates to a steering control device for a vehicle having wheels equipped with sidewall-reinforced run-flat tires, wheel steering means for turning the wheels according to the steering amount provided in the vehicle, and a run flat. The air pressure detecting means for detecting whether or not the tire air pressure is lower than a predetermined value, and when the air pressure detecting means detects that the air pressure of the run flat tire is lower than the predetermined value, the run flat tire is mounted. And a turning axial force control means for controlling the axial force transmission efficiency of the wheel turning means with respect to the wheel to be lower than that in the normal state. The normal state here means a state where the air pressure of the run flat tire is not lower than a predetermined value.
このような車両の操舵制御装置において、通常状態時には、車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率は、車輪転舵手段がステアリングの操舵量に応じて車輪を転舵させる程度に高くなっている。一方、例えばランフラットタイヤがパンクすることで、ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなると、転舵軸力制御手段によって、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率が通常走行時よりも低く(0%も含む)なる。このため、ランフラットタイヤの空気圧が十分低くなった状態で、例えばわだち路等の不均一な路面を走行したときに、車輪を転舵させるトルクがランフラットタイヤに発生しても、そのトルクがステアリング系に伝達されにくくなる。 In such a vehicle steering control device, in a normal state, the axial force transmission efficiency of the wheel steering means with respect to the wheels is so high that the wheel steering means turns the wheels according to the steering amount of the steering. . On the other hand, for example, when the run-flat tire is punctured and the air pressure of the run-flat tire becomes lower than a predetermined value, the axial force transmission of the wheel turning means to the wheel on which the run-flat tire is mounted is performed by the turning axial force control means. Efficiency becomes lower (including 0%) than during normal driving. For this reason, even if the run-flat tire has a sufficiently low air pressure, for example, when running on a non-uniform road surface such as a rutted road, even if torque that turns the wheels is generated in the run-flat tire, the torque is It becomes difficult to be transmitted to the steering system.
好ましくは、車輪転舵手段は、ステアリングに連結された第1連結部材と車輪に連結された第2連結部材との間に設けられた駆動部を有し、第1連結部材の動作を第2連結部材に伝達する手段である。 Preferably, the wheel turning means has a drive portion provided between a first connecting member connected to the steering and a second connecting member connected to the wheel, and the operation of the first connecting member is second. It is a means to transmit to a connection member.
この場合には、車輪転舵手段を、電動モータ等のアクチュエータを含む簡単な構成で実現することができる。 In this case, the wheel steering means can be realized with a simple configuration including an actuator such as an electric motor.
また、好ましくは、車両が後退状態にあるかどうかを検出する後退検知手段を更に備え、転舵軸力制御手段は、車両が後退状態にないときに、空気圧検知手段によりランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常状態時よりも低下させるように制御する。 Preferably, the vehicle further comprises reverse detection means for detecting whether or not the vehicle is in the reverse state, and the steered axial force control means is configured such that when the vehicle is not in the reverse state, the air pressure of the run-flat tire is detected by the air pressure detection means. When it is detected that the value is lower than the predetermined value, control is performed so that the axial force transmission efficiency of the wheel turning means with respect to the wheel on which the run-flat tire is mounted is lowered than in the normal state.
一般の車両では、車輪のキングピン軸はタイヤの接地面の中心よりも前方にあるので、車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常走行時よりも低くした場合、車両の前進時には、タイヤのスリップ角が0度になるように動作するが、車両の後退時には、逆にタイヤのスリップ角が大きくなる。そこで、後退検知手段により車両が後退状態にあるかどうかを検出し、車両が後退状態にないときのみ、空気圧が低くなったランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常走行時よりも低下させるようにする。つまり、車両が後退状態にあるときには、空気圧が低くなったランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常走行時よりも低下させないようにする。これにより、車両の後退時に、ランフラットタイヤのスリップ角が大きくなり過ぎてランフラットタイヤが不要に転舵されてしまうことを確実に防止できる。 In general vehicles, the kingpin shaft of the wheel is ahead of the center of the ground contact surface of the tire. Therefore, if the axial force transmission efficiency of the wheel steering means with respect to the wheel is lower than that during normal driving, the tire The slip angle of the tire increases to 0 degrees, but when the vehicle moves backward, the slip angle of the tire increases. Therefore, it is detected whether or not the vehicle is in the reverse state by the reverse detection means, and only when the vehicle is not in the reverse state, the axial force transmission efficiency of the wheel steering means for the wheel equipped with the run-flat tire with low air pressure is determined. Make it lower than during normal driving. In other words, when the vehicle is in the reverse state, the axial force transmission efficiency of the wheel steering means for the wheel fitted with the run-flat tire with low air pressure is prevented from being lowered than during normal running. Accordingly, it is possible to reliably prevent the run-flat tire from being steered unnecessarily because the slip angle of the run-flat tire becomes too large when the vehicle moves backward.
さらに、好ましくは、ステアリングの操舵量を検出する操舵検知手段を更に備え、転舵軸力制御手段は、空気圧検知手段によりランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率をステアリングの操舵量に応じて制御する。 Further preferably, the vehicle further includes steering detection means for detecting a steering amount of the steering, and the turning axial force control means detects that the air pressure of the run-flat tire has become lower than a predetermined value by the air pressure detection means. The axial force transmission efficiency of the wheel steering means for the wheel fitted with the run-flat tire is controlled according to the steering amount.
空気圧が低下したランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率が低すぎると、運転者がステアリングの操舵操作を行って車両を旋回させたときに、当該車輪に生じる旋回横力が小さくなる。そこで、操舵検知手段によりステアリングの操舵量を検出し、空気圧が低下したランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を、例えばステアリングの操舵量が大きくなるに従って増大させるようにする。これにより、ステアリングの操舵量が大きいときには、空気圧が低くなったランフラットタイヤを装着した車輪に生じる旋回横力が大きくなるため、車両は小さな半径で回ることが可能となる。 If the axial force transmission efficiency of the wheel steering means for a wheel equipped with a run-flat tire with reduced air pressure is too low, the turning sideways generated on the wheel when the driver turns the vehicle by performing a steering operation. The power is reduced. Therefore, the steering detection means detects the steering amount of the steering, and increases the axial force transmission efficiency of the wheel turning means for the wheel fitted with the run-flat tire with reduced air pressure, for example, as the steering amount of the steering increases. To do. As a result, when the steering amount is large, the turning lateral force generated on the wheel equipped with the run-flat tire with low air pressure increases, so that the vehicle can turn with a small radius.
また、好ましくは、空気圧検知手段によりランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪とは左右反対側の車輪の転舵量が通常状態時よりも大きくなるように車輪転舵手段を制御する手段を更に備える。 Preferably, when the air pressure detecting means detects that the air pressure of the run flat tire is lower than a predetermined value, the turning amount of the wheel on the opposite side to the wheel on which the run flat tire is mounted is normally A means for controlling the wheel turning means to be larger than that in the state is further provided.
空気圧が低下したランフラットタイヤを装着した車輪に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を十分に低くすると、殆ど当該車輪とは左右反対側の正常な車輪だけで、車両の旋回を行わざるを得ない。そこで、ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったときには、当該ランフラットタイヤを装着した車輪とは左右反対側の正常な車輪の転舵量が通常状態時よりも大きくなるように、車輪転舵手段を制御することにより、当該正常車輪だけでも、旋回に必要なコーナリングフォースが得られるようになる。これにより、車両の旋回性の低下を防止することができる。 If the axial force transmission efficiency of the wheel steering means for a wheel equipped with a run-flat tire with reduced air pressure is sufficiently low, the vehicle must turn only with normal wheels on the opposite side of the wheel. Absent. Therefore, when the air pressure of the run flat tire becomes lower than the predetermined value, the vehicle is controlled so that the turning amount of the normal wheel on the opposite side to the wheel fitted with the run flat tire is larger than that in the normal state. By controlling the wheel turning means, the cornering force necessary for turning can be obtained with only the normal wheels. Thereby, the fall of the turning property of a vehicle can be prevented.
本発明によれば、ランフラットタイヤの空気圧が低くなった状態で、わだち路等の不均一な路面を走行する際に、ランフラットタイヤで発生したトルクがステアリング系に伝達されることを抑制できる。これにより、ランフラットタイヤで発生したトルクの変動がステアリング系に伝わることで運転者が感じる違和感を低減することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the torque which generate | occur | produced with the run flat tire is transmitted to a steering system, when driving | running | working on uneven road surfaces, such as a rutted road, in the state where the air pressure of the run flat tire became low. . As a result, it is possible to reduce the uncomfortable feeling felt by the driver by transmitting the torque fluctuation generated in the run-flat tire to the steering system.
以下、本発明に係わる車両の操舵制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a vehicle steering control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係わる操舵制御装置の第1の実施形態を備えた車両を示す概略図である。同図において、車両1は、4つの車輪2(ここでは操舵車輪のみ図示)と、運転者が操舵操作を行うためのステアリングホイール(以下、単にステアリングという)3と、操舵制御装置4とを備えている。各車輪2は、パンクしても走行可能なサイドウォール補強型のランフラットタイヤ5を装着している。
FIG. 1 is a schematic view showing a vehicle provided with a first embodiment of a steering control device according to the present invention. In the figure, a
操舵制御装置4は、左右の車輪2にそれぞれナックルアーム6を介して連結されたタイロッド7と、ステアリング3にステアリングシャフト8を介して連結されたステアリングギアボックス9と、ステアリングギアボックス9の動作を左右のタイロッド7にそれぞれ伝達する操舵伝達部10とを有している。
The
上記のタイロッド7、ステアリングギアボックス9及び操舵伝達部10の具体的構造を図2に示す。同図において、タイロッド7には、ラック11が設けられている。ステアリングギアボックス9は、ラック12を有するラック軸部13と、ステアリングシャフト8の先端に設けられ、ラック12と噛み合うピニオンギア14とを有している。
The specific structures of the
操舵伝達部10は、ラック軸部13の両端部に取り付けられた電動モータ(図2では1つのみ図示)15を有し、この電動モータ15の出力軸には、タイロッド7のラック11と噛み合うピニオンギア(図示せず)が設けられている。電動モータ15及びピニオンギアは、タイロッド7とラック軸部13との間に設けられた駆動部を構成している。電動モータ15には、その出力軸にかかるトルク(反力)を検出するモータ反力センサ(例えば歪ケージ等)16が設けられている。
The
また、操舵制御装置4は、図1に示すように、空気圧センサ17と、リバーススイッチ18と、ECU(Electronic Control Unit)19と、ウォーニングランプ20とを更に有している。空気圧センサ17は、ランフラットタイヤ5の空気圧を検出するセンサであり、各車輪2に設けられている。リバーススイッチ18は、リバースギアが入っているかどうか、つまり車両1が後退状態にあるかどうかを検出するセンサである。
As shown in FIG. 1, the
図1及び図2において、ECU19は、空気圧センサ17、リバーススイッチ18及びモータ反力センサ16の検出信号を入力し、所定の処理を行い、電動モータ15を制御すると共に、ランフラットタイヤ5がパンクしたときにウォーニングランプ20を点灯させる。このECU19による制御処理手順の詳細を図3に示す。
1 and 2, the
ここで、通常状態時(ランフラットタイヤ5がパンクしていない状態時)には、電動モータ15は、ECU19によって回転しないように制御される。このとき、電動モータ15の出力軸はタイロッド7にロックされた状態となり、車輪2に対するタイロッド7の軸力伝達効率(以下、タイロッド軸力伝達効率という)は100%である。この状態では、ステアリング3の操舵操作によってラック軸部13が左右何れかの方向に移動すると、タイロッド7が同方向に同じ距離だけ移動し、この移動量に応じて車輪2が転舵する。
Here, in the normal state (when the run-
図3において、まず、各車輪2に設けられた空気圧センサ17の検出値を読み取り(手順101)、操舵車輪2の空気圧が所定値より低下した状態(パンク状態)であるかどうかを判断する(手順102)。操舵車輪2がパンク状態であるときは、ウォーニングランプ20を点灯させるように制御する(手順103)。
In FIG. 3, first, the detection value of the
続いて、リバーススイッチ18の検出信号から車両1が後退状態にあるかどうかを判断し(手順104)、車両1が後退状態にないときは、パンクしたランフラットタイヤ5を装着した操舵車輪(以下、パンク車輪という)に対するタイロッド軸力伝達効率が0%となるように電動モータ15を制御する(手順105)。具体的には、モータ反力センサ16の検出値をフィードバックし、電動モータ15の出力軸にかかるトルクが0となるような電動モータ15の回転方向及び回転速度を決定し、これに応じて電動モータ15を制御する。これにより、電動モータ15の出力軸がタイロッド7に対してフリーな状態となり、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率が0%となる。
Subsequently, it is determined from the detection signal of the
一方、手順104において車両1が後退状態にあると判断されたときは、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率が通常状態時と同様に100%となるように電動モータ15を制御する(手順106)。
On the other hand, when it is determined in
以上のような操舵制御装置4において、ナックルアーム6、タイロッド7、ステアリングシャフト8、ステアリングギアボックス9及び操舵伝達部10は、車両1に設けられたステアリング3の操舵量に応じて車輪2を転舵させる車輪転舵手段を構成する。空気圧センサ17とECU19の手順101,102は、ランフラットタイヤ5の空気圧が所定値よりも低くなったかどうかを検出する空気圧検知手段を構成する。モータ反力センサ16とECU19の手順104〜106は、空気圧検知手段によりランフラットタイヤ5の空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常状態時よりも低下させるように制御する転舵軸力制御手段を構成する。
In the
ところで、ランフラットタイヤ5は低空気圧時(パンク時)の車体重量をサイドウォールで支えることになるため、サイドウォールの剛性が高くなっている。このため、ランフラットタイヤ5のパンク時の接地圧分布としては、通常状態時と比べてトレッドショルダー部両側の圧力が高くなる。従って、ランフラットタイヤ5がパンクした状態で、わだち路など不均一な路面を走行すると、図4に示すように、車輪2を転舵させるトルクがランフラットタイヤ5のZ軸周りに発生する。特に路面状況によって、ランフラットタイヤ5の内側部分の接地圧が高くなったり(図4(a)参照)、ランフラットタイヤ5の外側部分の接地圧が高くなったり(図4(b)参照)すると、ランフラットタイヤ5のZ軸周りに生じるトルクの変動が出やすくなる。
By the way, the run-
このとき、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率が100%である場合には、ランフラットタイヤ5にトルクの振動が発生すると、図5に示すように、そのトルク振動がナックルアーム6、タイロッド7、操舵伝達部10、ステアリングギアボックス9及びステアリングシャフト8を介してステアリング3に伝達され、ステアリング3が振動するようになる。このため、ステアリング3の操作を行う運転者にとっては、違和感を感じることになる。
At this time, when the tie rod axial force transmission efficiency with respect to the puncture wheel is 100%, when torque vibration occurs in the run-
これに対し本実施形態では、ランフラットタイヤ5の空気圧が必要以上に低下すると、車両1の前進時には、低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率が0%となるように制御される。このため、ランフラットタイヤ5がパンクした状態で、わだち路等の荒れた路面を前進走行したときに、ランフラットタイヤ5にトルクの振動が発生しても、そのトルク振動は、タイロッド7で遮断されステアリング3に伝達されることは無い。これにより、運転者が受けるステアリング操作の違和感を抑えることができる。
On the other hand, in the present embodiment, when the air pressure of the run
ここで、図6に示すように、車輪2のキングピン軸21はランフラットタイヤ5の接地面の中心よりも前方にある。このため、車両1の前進走行時には、低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率が0%であっても、ランフラットタイヤ5は、スリップ角θが0度になるように、キングピン軸21の延長線と路面Rとが交わる点Gを中心にして回転動作する。従って、車両1がわだち路等のフラットでない路面を走行する際に、ランフラットタイヤ5のスリップ角θが0度に近づくような動きが阻害されることは無い。なお、車両1の旋回に必要なコーナリングフォースは、低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2とは左右反対側の車輪2で補われることになる。
Here, as shown in FIG. 6, the
また、上述したように車輪2のキングピン軸21はランフラットタイヤ5の接地面の中心よりも前方にあることから、車両1の後退時において低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率を0%とすると、ランフラットタイヤ5のスリップ角θが逆に大きくなり、ランフラットタイヤ5が不用意に転舵される虞がある。従って、本実施形態では、ランフラットタイヤ5の空気圧が必要以上に低下しても、車両1の後退時には、低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率が100%となるように制御される。これにより、車両1の後退時における低空気圧のランフラットタイヤ5の不用意な転舵を防止することができる。
Since the
なお、本実施形態では、車両1の前進時においてランフラットタイヤ5がパンクしたときには、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率を0%となるように制御したが、特にこれには限られず、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率を通常状態時(100%)よりも低下させるように制御すれば良い。
In the present embodiment, when the run-
図7は、本発明に係わる操舵制御装置の第2の実施形態を備えた車両を示す概略図である。図中、第1の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 7 is a schematic view showing a vehicle provided with the second embodiment of the steering control device according to the present invention. In the figure, the same or equivalent members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
同図において、本実施形態の操舵制御装置30は、第1の実施形態における操舵制御装置4の各部に加えて、操舵角センサ31を更に有している。操舵角センサ31は、ステアリング3の操舵角(操舵量)を検出するものである。なお、操舵角センサ31の代わりに、車両1にかかる横Gを検出するGセンサを用いて、ステアリング3の操舵量を検出しても良い。
In the figure, the
また、操舵制御装置30は、第1の実施形態におけるECU19に代えて、ECU32を備えている。ECU32は、空気圧センサ17、リバーススイッチ18、操舵角センサ31及びモータ反力センサ16(図2参照)の検出信号を入力し、所定の処理を行い、電動モータ15(図2参照)を制御すると共に、ランフラットタイヤ5がパンクしたときにウォーニングランプ20を点灯させる。このECU32による制御処理手順の詳細を図8に示す。
The
図8において、手順101〜104,106については、第1の実施形態におけるECU19と同様である(図3参照)。手順104において車両1が後退状態でないと判断されたときは、まず操舵角センサ31の検出値を読み取る(手順107)。そして、パンクしたランフラットタイヤ5を装着した車輪(パンク車輪)に対するタイロッド軸力伝達効率を設定する(手順108)。パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率の設定は、次のようにして行う。
In FIG. 8,
即ち、ECU32のメモリ(図示せず)には、図9に示すようなタイロッド軸力設定データが予め記憶されている。このタイロッド軸力設定データは、ステアリング3の操舵角とタイロッド軸力伝達効率との関係を示したものであり、ステアリング3の操舵角が大きくなるに従ってタイロッド軸力伝達効率が大きくなるように設定されている。また、本タイロッド軸力設定データでは、ステアリング3の操舵角が所定角度よりも小さいときには、タイロッド軸力伝達効率が0%となっている。このようなタイロッド軸力設定データを用いて、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率を設定する。
That is, tie rod axial force setting data as shown in FIG. 9 is stored in advance in a memory (not shown) of the
続いて、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率がタイロッド軸力設定データから得られた設定値となるように電動モータ15を制御する(手順109)。具体的には、例えばタイロッド軸力伝達効率と電動モータ15の出力軸にかかるトルクとの関係を示すデータ(不図示)をメモリに予め記憶しておき、第1の実施形態と同様に、モータ反力センサ16の検出値をフィードバックし、電動モータ15の出力軸にかかるトルクがタイロッド軸力設定データから得られた設定値となるような電動モータ15の回転方向及び回転速度を求め、これに応じて電動モータ15を制御する。これにより、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率は、操舵角センサ31の検出値(ステアリング3の操舵角)に応じたものとなる。
Subsequently, the
以上のような操舵制御装置30において、モータ反力センサ16とECU32の手順104,106〜109は、空気圧検知手段によりランフラットタイヤ5の空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対する車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常状態時よりも低下させるように制御する転舵軸力制御手段を構成する。
In the
このように本実施形態では、ランフラットタイヤ5の空気圧が必要以上に低下しても、ステアリング3の操舵量が所定角度よりも大きいときには、運転者がステアリング操作を行ったものと判断し、ステアリング3の操舵量に応じて、低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率を増大させるようにする。このため、車両1の旋回時には、ステアリング3の操舵量に応じて車輪2に発生する旋回横力が大きくなるため、ランフラットタイヤ5がパンクした状態であっても、車両1は小さな半径で回ることができる。これにより、車両1の旋回性が向上する。
Thus, in the present embodiment, even if the air pressure of the run-
このとき、ランフラットタイヤ5がパンクした状態で、わだち路等の荒れた路面を走行すると、ランフラットタイヤ5に生じたトルクの振動が多少ステアリング3に伝達されることになる。しかし、運転者が積極的にステアリング操作を行っているときは、運転者には旋回しようとしている意志があるため、ステアリング3が多少振動しても、運転者が運転に対する違和感を感じることは少ない。
At this time, if the run
また、ステアリング3の操舵量が大きいときには、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率を増大させるので、例えば車両1の旋回時に車輪2がわだちに進入しても、左右2つの車輪2がハの字または逆ハの字になることが防止され、車両1は安定して旋回するようになる。
Further, when the steering amount of the
図10は、本発明に係わる操舵制御装置の第3の実施形態を備えた車両を示す概略図である。図中、第1及び第2の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 10 is a schematic view showing a vehicle provided with a third embodiment of the steering control device according to the present invention. In the figure, the same or equivalent members as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
同図において、本実施形態の操舵制御装置40は、第2の実施形態におけるECU32に代えて、ECU41を備えている。操舵制御装置40の他の構成は、第2の実施形態と同様である。ECU41は、制御処理方式のみが上記ECU32と異なっている。このECU41による制御処理手順の詳細を図11に示す。
In the figure, a
図11において、手順101〜106については、第1の実施形態におけるECU19と同様である(図3参照)。手順105においてパンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率が0%となるように電動モータ15を制御した後、操舵角センサ31の検出値を読み取る(手順111)。そして、パンク車輪とは左右反対側の車輪2(以下、正常車輪)の転舵量を以下のようにして設定する(手順112)。
In FIG. 11,
即ち、ECU41のメモリ(図示せず)には、図12に示すような転舵量設定データが予め記憶されている。この転舵量設定データは、ステアリング3の操舵角と車輪2の転舵量(タイヤ切れ角)との関係を示したものであり、車輪2の転舵量がステアリング3の操舵角に比例して大きくなるように設定されている。ここでは、正常車輪の転舵量(図中のP)は、通常状態(左右の操舵車輪2のランフラットタイヤ5が何れもパンクしていない状態)における車輪2の転舵量(図中のQ)の2倍となるように設定されている。なお、パンク車輪の転舵量(図中のR)は、ステアリング3の操舵角に関わらず0である。このような転舵量設定データを用いて、正常車輪の転舵量を設定する。
That is, turning amount setting data as shown in FIG. 12 is stored in advance in a memory (not shown) of the
続いて、正常車輪の転舵量が転舵量設定データから得られた設定値となるように電動モータ15を制御する(手順113)。ここで、通常状態における車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率は100%であり、パンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率は0%である。他方、正常車輪の転舵量は通常状態における車輪2の転舵量の2倍となっている(図12参照)ため、正常車輪に対するタイロッド軸力伝達効率は200%となる。この場合には、ステアリング3の操舵操作によってラック軸部13(図2参照)が左右何れかの方向に移動すると、タイロッド7が同方向に2倍の距離だけ移動し、この移動量に応じて車輪2が2倍転舵するようになる。このとき、電動モータ15の制御は、第1及び第2の実施形態と同様に、モータ反力センサ16の検出値をフィードバックして行う。
Subsequently, the
以上のような操舵制御装置40において、操舵角センサ31及びモータ反力センサ16とECU41の手順111〜113は、空気圧検知手段によりランフラットタイヤ5の空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤ5を装着した車輪2とは左右反対側の車輪2の転舵量が通常状態時よりも大きくなるように車輪転舵手段を制御する手段を構成する。
In the
このように本実施形態では、ランフラットタイヤ5の空気圧が必要以上に低下したときには、低空気圧のランフラットタイヤ5を装着した車輪2とは左右反対側の車輪(正常車輪)2に対するタイロッド軸力伝達効率を100%よりも大きくすることで、正常車輪の転舵量を通常状態よりも増大させるようにする。これにより、一つの正常車輪だけでも、旋回に必要なコーナリングフォースを得ることが可能となる。従って、ランフラットタイヤ5のパンクによるコーナリングフォースの低下が抑えられるため、車両1の旋回性が向上する。
As described above, in this embodiment, when the air pressure of the run
以上、本発明に係わる車両の操舵制御装置の好適な実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although several preferred embodiments of the vehicle steering control apparatus according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば上記実施形態の操舵制御装置では、図2に示すように、電動モータ15を有する操舵伝達部10を設け、操舵伝達部10によりステアリングギアボックス9の動作をタイロッド7に伝達するようにしたが、ステアリングギアボックスの動作をタイロッドに伝達する構造としては、特にこれには限られず、例えば図13に示すようなものであっても良い。
For example, in the steering control device of the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
図13において、操舵制御装置50は、シリンダ型のタイロッド51を有し、このタイロッド51の一端にはナックルアーム6が連結されている。また、ステアリングギアボックス9のラック軸部13の両端側部分は、ピストンロッド52(図13では一側のみ図示)を構成している。このピストンロッド52は、タイロッド51の他端側からタイロッド(シリンダ)51内に挿入されている。ピストンロッド52の端面には、ピストン53が結合されている。タイロッド51の内部においてナックルアーム6側の内端面とピストン53との間の空間は、油圧室54を形成している。この油圧室54は、配管55,56を介して油タンク57及び油圧ポンプ58とつながっている。油圧ポンプ58は、油タンク57内の油を油圧室54に供給するものである。配管55,56には、電磁式の開閉バルブ59,60がそれぞれ設けられている。開閉バルブ59,60は、ECU61からの電気信号により制御される。
In FIG. 13, the
ここで、通常状態時には、タイロッド51内の油圧室54には油が所定圧力で充填されており、ラック軸部13が移動すると、タイロッド51が同方向に同じ距離だけ移動するようになっている。つまり、車輪2に対するタイロッド軸力伝達効率が100%となっている。一方、ランフラットタイヤ5がパンクしたことが検出されると、ECU61は、開閉バルブ59を閉状態から開状態から切り換えるように制御する。すると、油圧室54の油が配管55を通って油タンク57に流れ、油圧室54には殆ど油が無い状態となる。この状態では、車両1がわだち路等を走行したときに、ランフラットタイヤ5に車輪2を転舵させるトルクが発生し、タイロッド51が動いても、ピストンロッド52(ラック軸部13)が動くことは無い。つまり、そのパンク車輪に対するタイロッド軸力伝達効率が0%となるので、ランフラットタイヤ5に発生したトルクがステアリング3に伝わることは無い。
Here, in a normal state, the
なお、ステアリングギアボックスの動作をタイロッドに伝達する構造としては、上記のもの以外にも、例えば電磁ソレノイド等を有するものであっても良い。 In addition to the above, the structure for transmitting the operation of the steering gear box to the tie rod may include, for example, an electromagnetic solenoid.
また、上記実施形態の操舵制御装置では、ステアリングシャフト8がステアリングギアボックス9を介してタイロッド7と機械的に連結されているが、操舵制御装置としては、ステアリングシャフトとタイロッドとを機械的に連結せずに、各車輪を転舵させるアクチュエータを独立に設け、ステアリングの操舵量に応じてアクチュエータを電気的に駆動制御する、いわゆるステアバイワイヤ式のものもある。このような方式の操舵制御装置の中には、運転者が違和感の無い操舵感を得るために、車輪の転舵状態をステアリングにフィードバックする機能を有しているものがあるが、この場合には本発明を適用することが可能である。
In the steering control device of the above embodiment, the steering
1…車両、2…車輪、3…ステアリングホイール(ステアリング)、4…操舵制御装置、5…ランフラットタイヤ、6…ナックルアーム(第2連結部材、車輪転舵手段)、7…タイロッド(第2連結部材、車輪転舵手段)、8…ステアリングシャフト(第1連結部材、車輪転舵手段)、9…ステアリングギアボックス(第1連結部材、車輪転舵手段)、10…操舵伝達部(車輪転舵手段)、15…電動モータ(駆動部)、16…モータ反力センサ(転舵軸力制御手段)、17…空気圧センサ(空気圧検知手段)、18…リバーススイッチ(後退検知手段)、19…ECU(空気圧検知手段、転舵軸力制御手段)、30…操舵制御装置、31…操舵角センサ(操舵検知手段)、32…ECU(空気圧検知手段、転舵軸力制御手段)、40…操舵制御装置、41…ECU(空気圧検知手段、転舵軸力制御手段)、50…操舵制御装置、51…タイロッド(駆動部、車輪転舵手段)、52…ピストンロッド(駆動部、車輪転舵手段)、55,56…配管(転舵軸力制御手段)、57…油タンク(転舵軸力制御手段)、58…油圧ポンプ(転舵軸力制御手段)、59,60…開閉バルブ(転舵軸力制御手段)、61…ECU(空気圧検知手段、転舵軸力制御手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記車両に設けられたステアリングの操舵量に応じて前記車輪を転舵させる車輪転舵手段と、
前記ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったかどうかを検出する空気圧検知手段と、
前記空気圧検知手段により前記ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する前記車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常状態時よりも低下させるように制御する転舵軸力制御手段とを備えることを特徴とする車両の操舵制御装置。 In a steering control device for a vehicle having wheels equipped with sidewall-reinforced run-flat tires,
Wheel turning means for turning the wheels according to the steering amount of the steering provided in the vehicle;
Air pressure detecting means for detecting whether the air pressure of the run-flat tire is lower than a predetermined value;
When it is detected by the air pressure detecting means that the air pressure of the run flat tire has become lower than a predetermined value, the axial force transmission efficiency of the wheel steering means for the wheel on which the run flat tire is mounted is higher than in a normal state. A steering control device for a vehicle, comprising: a turning axial force control means for controlling the steering force so as to reduce the pressure.
前記転舵軸力制御手段は、前記車両が後退状態にないときに、前記空気圧検知手段により前記ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する前記車輪転舵手段の軸力伝達効率を通常状態時よりも低下させるように制御することを特徴とする請求項1または2記載の車両の操舵制御装置。 The vehicle further comprises reverse detection means for detecting whether the vehicle is in a reverse state,
The turning axial force control means detects the run flat tire when the air pressure detecting means detects that the air pressure of the run flat tire is lower than a predetermined value when the vehicle is not in a reverse state. 3. The vehicle steering control device according to claim 1, wherein control is performed so that the axial force transmission efficiency of the wheel steering means for the mounted wheel is lower than in a normal state.
前記転舵軸力制御手段は、前記空気圧検知手段により前記ランフラットタイヤの空気圧が所定値よりも低くなったことが検出されると、当該ランフラットタイヤを装着した車輪に対する前記車輪転舵手段の軸力伝達効率を前記ステアリングの操舵量に応じて制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の車両の操舵制御装置。 A steering detecting means for detecting a steering amount of the steering;
When the air pressure detecting means detects that the air pressure of the run flat tire is lower than a predetermined value, the turning axial force control means The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 3, wherein axial force transmission efficiency is controlled in accordance with a steering amount of the steering.
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