JP4786778B2 - 車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法に関し，さらに詳細には，電気操舵システムを有する車両において，操舵車輪に電動サーボモータにより伝達される１又は２以上の操舵復帰トルクを測定することにより車輪のアンバランスあるいはタイヤ空気圧の異常を認識する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステア−バイ−ワイヤ操舵システムにおいては，ステアリングホイールは，車輪側操舵と相互作用しない。このことは，運転者がステアリングホイールを介して路面の障害を感知しないという利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，繊細な運転者は，ステアリングホイールと操舵車輪との間に機械的結合を有する従来の操舵システムでは車輪のアンバランスあるいは空気圧異常を認識することができたが，電気操舵システム（例えばステア−バイ−ワイヤ操舵などの電気操舵，あるいは電動機を介して操舵車輪に操舵復帰トルクを発生する電動サーボステアリングなど）の場合には，操舵車輪のアンバランスあるいは異常空気圧を認識することができない。このため，電気操舵システムを有する車両においては，操舵車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識を表す信号を運転者に通知することが必要である。
【０００４】
したがって，本発明の課題は，電気操舵システムを有する車両において，操舵車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の情報を運転者に通知し，車両走行の安全性を高めることが可能な新規かつ改良された車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，請求項１に記載の発明では，電気操舵システムを有する車両において，前記車両の電動サーボモータを介して操舵車輪に伝達される１又は２以上の操舵復帰トルクを測定することにより車輪のアンバランスあるいは空気圧異常を認識する方法であって，前記操舵復帰トルクが前記操舵車輪の回転数に従って周期的に変化したか否かを検知する操舵復帰トルク変化検知工程と，前記操舵復帰トルク変化検知工程で，前記操舵復帰トルクが前記操舵車輪の回転数に従って周期的に変化したことが検知された場合に，両操舵車輪あるいは各操舵車輪のアンバランスを示す信号を発生するアンバランス評価工程と，を有することを特徴とする車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法が提供される。
【０００６】
本項記載の発明では，複数の操舵車輪あるいは各車輪の回転数に従って１又は２以上の操舵復帰トルクが周期的に変化するか否かを検知し，アンバランスの原因となる周期的なトルク変動が検知された場合には，１又は２つの操舵車輪のアンバランスを示す信号が発生するので，運転者は，車輪のアンバランスを認識することができる。
【０００７】
また，上記課題を解決するため，請求項２に記載の発明では，電気操舵システムを有する車両において，前記車両の電動サーボモータを介して操舵車輪に伝達される１又は２以上の操舵復帰トルクを測定することにより車輪のアンバランスあるいは空気圧異常を認識する方法であって，前記操舵復帰トルクが，各操舵角に応じて予め設定された通常値からずれたか否かを検知する操舵復帰トルクずれ検知工程と，前記操舵復帰トルクずれ検知工程で，前記操舵復帰トルクが前記予め設定された通常値からずれたと検知された場合に，一方あるいは両方のタイヤの異常空気圧を示す信号を発生する空気圧評価工程と，を有することを特徴とする車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法が提供される。
【０００８】
本項記載の発明では，複数の操舵車輪において測定される１又は２以上の操舵復帰トルクが，各操舵角に応じて予め設定された通常値からずれた場合に，タイヤ空気圧の異常が認識され，評価工程で一方又は両方のタイヤの異常空気圧を表す信号を発生するので，運転者は，タイヤの空気圧異常を認識することができる。
【０００９】
また，請求項３に記載の発明のように，前記空気圧評価工程において，左右の操舵車輪の操舵復帰トルク差を，複数の操舵サイクルにわたり測定する如く構成すれば，複数の操舵サイクルにわたる操舵復帰トルクの差の測定を介して，車輪の空気圧の差を認識することができ，好適な方法で運転者に伝達することができる。
【００１０】
また，請求項４に記載の発明のように，前記操舵復帰トルクは，前記操舵車輪に対して別々に測定される如く構成すれば，操舵復帰トルクが車輪単位で測定される場合には，アンバランスあるいは異常空気圧の該当車輪を認識することができる。
【００１１】
また，請求項５に記載の発明のように，前記アンバランス評価工程あるいは前記空気圧評価工程において，前記車輪の前記アンバランスあるいは前記異常空気圧を示す信号を，前記各操舵車輪に対して別々に発生する如く構成すれば，認識されたアンバランスな該当車輪あるいは空気圧異常の車輪を運転者に通知することがができる。
【００１２】
また，請求項６に記載の発明のように，前記車輪の前記アンバランスあるいは前記異常空気圧値を示す１又は２以上の信号が，車両運転者に通知される如く構成すれば，運転者は車輪のアンバランスあるいは空気圧異常を認識することができる。
【００１３】
また，請求項７に記載の発明のように，前記通知は，聴覚的及び／又は光学的フィードバックあるいはステアリングホイールへの触覚的フィードバックにより実行される如く構成すれば，運転者は，より明確に車輪のアンバランスあるいは空気圧異常を認識することができる。
【００１４】
また，請求項８に記載の発明のように，前記アンバランス評価工程あるいは前記空気圧評価工程で発生する１又は２以上の信号は，エラーメモリに格納される如く構成すれば，後日，エラーメモリに格納された情報を，診断インターフェイスを介して修理工場の担当者あるいは修理工場のコンピュータにより照会することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚，以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下，図１を参照しながら，第１の実施の形態について説明する。本実施形態においては，車輪のアンバランスの検出方法を示す。図１は，車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法を実行するシステムを概略的に示す機能ブロック回路図である。なお，本実施形態かかるシステムは，ステアリングホイール１と操舵前車輪Ｖｌ，Ｖｒとの間が機械的に結合されていないステア−バイ−ワイヤ操舵システムである。
【００１７】
まず，図１に示すように，ステアリングホイール１を介して調整されるステアリングホイール角は，角度センサ２により検出され，電気信号δＬとして開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０に入力される。開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，例えば誤った左操舵車輪Ｖｌの操舵角δｌと右の操舵車輪Ｖｒの操舵角δｒを調整するように構成される。即ち，開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，操舵角δｌ，δｒ及び各トルクに応じた信号を，各電圧／電流制御ユニット１１，１２を介して左右の電動サーボモータ１３，１４に供給し，これらのサーボモータは，各左右の操舵車輪Ｖｌ，Ｖｒの操舵角を調整する。
【００１８】
このため，開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，各測定された左右の実際操舵復帰トルク信号Ｍ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ}，各測定された左右の実際操舵角信号δ_{ｌ，ｉｓｔ}，δ_{ｒ，ｉｓｔ}及び車両内センサ及び／又は他の制御装置から，例えば走行速度，路面状態などの車両状況あるいは周囲状況に関する信号を受信する。別々に測定された実際操舵復帰トルク信号Ｍ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ}に基づいて，特に各車輪について別々に，操舵復帰トルクが周期的に変動しているか否かが検知される。
【００１９】
操舵復帰トルクＭ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ}の周期的な変動が検知された場合には，開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，周期的な路面凹凸に起因するノイズを除去し，操舵車輪Ｖｌ，Ｖｒの回転数に従って周期的な変動を評価する。かかるノイズは，検知工程の結果を誤らせる危険性のある路面障害などの影響量であり，例えば車輪のアンバランス認識の場合には，以前は一般的であったアウトバーン上のコンクリートパネルのような周期的な路面の波打ちなどが該当する。
【００２０】
評価を妨害する周囲状況を表す信号は，車両内に設置される該当センサ及び／又は他の開ループあるいは閉ループ制御ユニットから，本実施形態にかかる開ループ制御／閉ループ制御ユニットに供給される。
【００２１】
開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０の評価により，操舵復帰トルクの周期的な変動が，車両のアンバランスに起因することを明確に認識した後，開ループ制御／閉ループ制御ユニットは表示信号１５，１６を発生する。
【００２２】
表示信号１５は，ステアリングホイールシミュレータ３を介して，従来の直接操舵の場合と同様に，運転者に対して触覚的フィードバックを発生させるために使用される。また，信号１６は，表示ディスプレイ４に光学的及び／又は聴覚的に表示するために使用される。
【００２３】
操舵復帰トルクは，まず，各々の操舵車輪に設置されたトルクセンサあるいは電動サーボモータの電流消費，あるいは両車輪が別々に操舵される場合には，２つの電動サーボモータの電流消費を介して，測定される。即ち，トルクセンサを使用して，各車輪の操舵復帰トルクが測定される。車輪間を固定結合する電動サーボステアリングあるいはステア−バイ−ワイヤ操舵において，電動サーボモータの電流消費を介して測定を実行する場合には，かかる測定は軸単位でのみ実行される。一方，固定結合されない車輪個別操舵あるいはステア−バイ−ワイヤ操舵システムにおいて，操舵復帰トルクは各電動サーボモータの電流測定を介して個別に測定することができる。
【００２４】
本実施形態にかかるアンバランス認識方法では，１又は２以上の操舵復帰トルクが，複数の操舵車輪あるいは各車輪の回転数に従って周期的に変化するか否かを検知する操舵復帰トルク変化検知工程が実行される。上記のように，操舵復帰トルクが車輪単位で測定される場合には，かかる方法によりアンバランスな該当車輪を認識することができる。
【００２５】
アンバランスの原因となる周期的なトルク変動を評価するアンバランス評価工程により，１又は２つの操舵車輪のアンバランスを示す信号を発生する。この情報は運転者に，ステアリングホイールへの触覚的フィードバック，あるいは設置されたディスプレイを介して音響的及び／又は光学的表示により通知される。
【００２６】
なお，かかる情報をエラーメモリに格納することにより，後日，診断インターフェイスを介して修理工場の担当者あるいは修理工場のコンピュータにより照会することもできる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
以下，同様に図１を参照しながら，本実施形態にかかる車輪の空気圧異常の認識方法について説明する。
【００２８】
本実施形態においては，開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，各操舵車輪Ｖｌ，Ｖｒについて別々に測定された操舵復帰トルクＭ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ}により，操舵車輪Ｖｌ，Ｖｒの操舵復帰トルクが予め設定された通常値からずれたか否かを，特に測定された実際操舵角に従って，各操舵車輪Ｖｌ，Ｖｒについて別々に検知する。
【００２９】
操舵復帰トルクが通常値からずれたことが検知された場合には，開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，異常空気圧値を示す信号を発生し，上記アンバランス認識の場合と同様に，出力信号１５，１６を介して運転者に通知する。
【００３０】
開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０は，例えばμスプリット道路から伝達される路面障害の影響を排除するために，例えば路面特性などの周囲状況に関する信号と，さらに例えば走行速度などの車両状況に関する信号を受信する。
【００３１】
その後，操舵車輪Ｖｌ，Ｖｒのタイヤ空気圧を検知するため，開ループ制御／閉ループ制御ユニット１０で評価するパラメータから，空気圧評価工程で妨害となる路面の影響をノイズとして除外する。なお，かかるノイズは，タイヤ空気圧認識の場合には，例えば砂又は砂礫のコースなど，特に操舵車輪の高い復帰力を必要とする道路表面が該当する。
【００３２】
上記実施例においては，操舵復帰トルクＭ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ}は，各操舵車輪について別々に測定される。このことにより，開ループ制御／閉ループ制御ユニットは左右の各タイヤ空気圧を求めるために，測定された左右の操舵復帰トルク差を算出する。
【００３３】
本実施形態にかかる方法では，両操舵車輪で測定される１あるいは複数の操舵復帰トルクが，各操舵角に応じて予め設定された通常値からずれた場合に，タイヤ空気圧異常が認識される。タイヤ空気圧異常が認識された場合には，評価工程で一方又は両方のタイヤの異常空気圧を表す信号を発生し，かかる信号は，ステアリングホイールに触覚的フィードバック，あるいは設置したディスプレイに音響的及び／又は光学的に表示することにより運転者に通知される。
【００３４】
両操舵車輪の操舵復帰トルクが別々に測定される場合には，左右の操舵復帰トルク差を複数の操舵サイクルにわたり測定することにより，車輪の空気圧の差を認識することができる。この場合にも，同様に，好適な方法で運転者に通知することができる。
【００３５】
当然ながら，評価工程において，例えば，検知工程の結果を誤認させる危険性の高い路面障害などの影響量が除去される。本実施形態にかかる評価を妨害するかかる周囲影響を表す信号は，車両内に設置される該当センサ及び／又は他の開ループあるいは閉ループ制御ユニットから，上記実施形態にかかる方法を実行する開ループ制御／閉ループ制御ユニットに対して供給される。
【００３６】
以上，本発明に係る好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において，各種の修正例及び変更例を想定し得るものであり，それらの修正例及び変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００３７】
例えば，上記実施形態においては，各車輪独自の操舵復帰トルクＭ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ}を別々に測定するステア−バイ−ワイヤ操舵システムを例にあげて説明したが，本発明にかかるアンバランス認識方法及びタイヤ空気圧異常認識方法は，操舵車輪に電動サーボモータが共通に作用するステア−バイ−ワイヤ操舵システムにおいても実施することができる。また，電動サーボモータが運転者を介してステアリングホイールに伝達される操舵復帰トルクを単に支援する電動サーボ操舵の場合にも実施することができる。
【００３８】
また，上記実施形態においては，車輪のアンバランス認識方法とタイヤ空気圧異常認識方法とを別々に実施する構成を例に挙げて説明したが，アンバランス認識方法とタイヤ空気圧異常認識方法とを組み合わせて実施することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
複数の操舵車輪あるいは各車輪の回転数に従って１又は２以上の操舵復帰トルクが周期的に変化するか否かを検知し，アンバランスの原因となる周期的なトルク変動が評価され，１又は２つの操舵車輪のアンバランスを示す信号が発生するので，運転者は，車輪のアンバランスを認識することができる。また，両操舵車輪で測定される１又は２以上の操舵復帰トルクが，各操舵角に応じて予め設定された通常値からずれた場合に，タイヤ空気圧異常が認識される。タイヤ空気圧の異常が認識された場合には，評価工程で一方又は両方のタイヤの異常空気圧を表す信号を発生するので，運転者は，タイヤの空気圧の異常を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】機械的結合を有しないステア−バイ−ワイヤ操舵システムを概略的に示す機能ブロック回路図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
１０ 開ループ制御／閉ループ制御ユニット
１３，１４ 電動サーボモータ
１５，１６ 出力信号
Ｖｌ，Ｖｒ 操舵車輪
Ｍ_{ｌ，ｉｓｔ}，Ｍ_{ｒ，ｉｓｔ} 操舵復帰トルク

Claims (6)

1. 電気操舵システムを有する車両において，前記車両の電動サーボモータを介して操舵車輪に伝達される１又は２以上の操舵トルクを測定することにより車輪のアンバランスあるいは空気圧異常を認識する方法であって，
   前記操舵トルクが前記操舵車輪の回転数に従って周期的に変化したか否かを検知する操舵トルク変化検知工程と，
   前記操舵トルク変化検知工程で，前記操舵トルクが前記操舵車輪の回転数に従って周期的に変化したことが検知された場合に，両操舵車輪あるいは各操舵車輪のアンバランスを示す信号を発生するアンバランス評価工程と，
   を有することを特徴とする車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法。
2. 前記操舵トルクは，前記操舵車輪に各々に対して測定されることを特徴とする請求項１に記載の車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法。
3. 前記アンバランス評価工程において，前記車輪の前記アンバランスを示す信号を，前記各操舵車輪に対して別々に発生することを特徴とする請求項２に記載の車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法。
4. 前記車輪の前記アンバランスを示す１又は２以上の信号が，車両運転者に通知されることを特徴とする請求項１，２あるいは３項のうちいずれか１項に記載の車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法。
5. 前記通知は，聴覚的及び／又は光学的フィードバックあるいはステアリングホイールへの触覚的フィードバックにより実行されることを特徴とする請求項４に記載の車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法。
6. 前記アンバランス評価工程で発生する１又は２以上の信号は，エラーメモリに格納されることを特徴とする請求項１，２，３，４あるいは５に記載のうちいずれか１項に記載の車輪のアンバランスあるいは空気圧異常の認識方法。

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