JPH07137653A - Steering device for vehicle - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide excellent traveling stability at the time of sudden cornering of a vehicle with a steering device which cancels an influence of lateral wind exerted on steering characteristics. CONSTITUTION:The lateral wind which a vehicle receives is detected, and front wheels or rear are steered against the detected lateral wind to cancel an influence lateral wind gives to the vehicle. Cylinders 51, 52 are incorporated in the vehicle with its axial center set in the lateral and horizontal directions of the vehicle. The cylinders 51, 52 are divided into a right chamber and a left chamber by flexible membranes 53, 54. The left chamber of the cylinder 51 and the right chamber of the cylinder 52 are communicated with a central hole 55a, the right chamber of the cylinder 51 is communicated with a left hole 55b, and the left chamber of the cylinder 52 is communicated with a right hole 55c. Respective flexure sensors are attached to the flexible membranes 53, 54, and lateral wind is detected from their flexure amount. Even if the vehicle takes sudden cornering, the flexible membranes 53, 54 flexes, and the front wheels or the rear wheels are steered in such a direction as relieves sudden cornering, so it is possible to provide good vehicle driving stability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、横風に応じて前輪又は
後輪を操舵して横風が車両の操舵特性に与える影響を打
ち消すようにした車両の操舵装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle, which steers front wheels or rear wheels in response to a crosswind to cancel the influence of the crosswind on the steering characteristics of the vehicle.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来技術としては、例えば特開平４−３
５３０７７号公報に示されているように、車両が受ける
横風の風向及び風速を検出する横風センサを車両のボン
ネット上に固定しておき、このセンサにより検出した風
向及び風速に応じて前輪又は後輪を横風に対抗するよう
に操舵して、横風が車両の操舵特性に与える影響を打ち
消すようにした装置が知られている。また、他の従来技
術としては、例えば実開昭６２−６７２３０号公報に示
されているように、車両の左右両側部にて開口した一対
のパイプを介して導入した空気圧の差に応答する圧力セ
ンサにより車両が受ける横風を検出し、同検出した横風
に応じてサスペンション装置の特性を制御して車体を安
定させるようにした装置も知られている。2. Description of the Related Art As a conventional technique, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-3
As disclosed in Japanese Patent No. 53077, a crosswind sensor for detecting a wind direction and a wind speed of a crosswind received by a vehicle is fixed on a hood of a vehicle, and front wheels or rear wheels are detected according to the wind direction and the wind speed detected by the sensor. There is known a device that steers the vehicle against the crosswind to cancel the influence of the crosswind on the steering characteristics of the vehicle. Further, as another conventional technique, as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-67230, a pressure responsive to a difference in air pressure introduced through a pair of pipes opened at both left and right sides of a vehicle. There is also known a device in which a sensor detects a crosswind received by a vehicle and the characteristics of a suspension device are controlled according to the detected crosswind to stabilize the vehicle body.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置に使わ
れている横風を検出するための圧力センサは感度の良い
ものが要求されるため、外乱、例えば車体の上下加速
度、前後加速度、横加速度の影響を受け易い。そのた
め、全ての加速度に対して加速度の影響を無くすことは
困難である。本発明は、横加速度の影響を逆に利用する
もので、その目的は、横風検出装置を車両の旋回に伴う
横加速度にも応答するように構成するとともに配置し
て、同応答した横加速度を積極的に車両の操舵に利用す
ることにより、車両の走行安定性を向上させるようにし
た車両の操舵装置を提供することにある。Since the pressure sensor used in the above-mentioned conventional device for detecting the lateral wind is required to have high sensitivity, it is necessary to have a disturbance, for example, vertical acceleration, longitudinal acceleration, lateral acceleration of the vehicle body. Easily affected by. Therefore, it is difficult to eliminate the influence of acceleration on all accelerations. The present invention reversely utilizes the influence of lateral acceleration. An object of the present invention is to configure and arrange a lateral wind detection device so as to respond to lateral acceleration associated with turning of a vehicle, and to measure the lateral acceleration that responds to the lateral wind. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system that is used for steering a vehicle to improve the running stability of the vehicle.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、前輪又は後輪を操舵する
操舵機構と、車両が受ける横風を検出する横風検出装置
と、前記検出された横風に応じて操舵機構を制御して前
輪又は後輪を横風に対抗する方向に操舵する制御手段と
を備えた車両の操舵装置において、横風検出装置を、可
撓性膜で左右室に区画されるとともに軸線が車両横方向
を向くように車両に組み込まれてなり同左室を車両の中
央部にて外気に連通させかつ同右室を車両の左部にて外
気に連通させた第１シリンダと、可撓性膜で左右室に区
画されるとともに軸線が車両横方向を向くように車両に
組み込まれてなり同左室を車両の右部にて外気に連通さ
せかつ同右室を車両の中央部にて外気に連通させた第２
シリンダと、第１及び第２シリンダの各可撓性膜にそれ
ぞれ添着され各可撓性膜の撓み量をそれぞれ検出して同
検出した撓み量を横風を表す信号として出力する第１及
び第２撓みセンサとで構成したことにある。In order to achieve the above object, the structural features of the present invention include a steering mechanism for steering front wheels or rear wheels, a crosswind detecting device for detecting a crosswind received by a vehicle, and A steering device for a vehicle, comprising: a control unit that controls a steering mechanism according to a detected crosswind to steer front wheels or rear wheels in a direction opposite to the crosswind. The first left compartment communicates with the outside air at the center of the vehicle and the right compartment communicates with the outside air at the left portion of the vehicle. It is divided into a cylinder and a left and right chamber by a flexible membrane, and is built into the vehicle so that the axis of the vehicle is oriented in the lateral direction of the vehicle. The left chamber communicates with the outside air at the right side of the vehicle and the right chamber at the center of the vehicle. The second part that communicated with the outside air
First and second cylinders and first and second cylinders attached to the flexible membranes of the first and second cylinders, respectively, for detecting the amount of deflection of each flexible membrane and outputting the detected amount of deflection as a signal representing crosswind. It is composed of a bending sensor.

【０００５】[0005]

【作用】上記のように構成した本発明においては、車両
が左方向（又は右方向）から横風を受けた場合には、空
気圧は車両の左部（又は右部）から右部（又は左部）に
向かって順次低くなるので、第１及び第２シリンダの各
可撓性膜は共に車両の左方向（又は右方向に）に撓み、
それらの撓み量は横風の風向及び風速に関係したものと
なる。そして、これらの撓み量が各撓みセンサにより検
出されるとともに横風を表す信号として出力され、制御
手段が操舵機構と協働して前輪または後輪を横風に対抗
する方向に操舵、すなわち車両が左方向（又は右方向）
から横風を受けていれば車両を左旋回（又は右旋回）す
るように操舵するので、横風が車両の操舵特性に与える
影響が打ち消される。また、第１及び第２シリンダをそ
れらの軸線が車両横方向に向くように配置するととも
に、前記横風を検出する各撓みセンサを前記各シリンダ
を左右室に区画する可撓性膜に添着するようにしたの
で、車両を急に左旋回（又は右旋回）させた場合にも、
この車両の左旋回（又は右旋回）に伴う横加速度によ
り、各可撓性膜には同加速度に対応した大きさの右方向
（又は左方向）の力が作用する。このことは、車両が右
方向（左方向）から横風を受けたことと同じであり、車
両は右旋回（左旋回）方向に若干量だけ修正操舵され、
前記車両の急旋回を緩和するので、急旋回した車両の走
行安定性が良好になる。In the present invention configured as described above, when the vehicle receives a cross wind from the left direction (or the right direction), the air pressure is changed from the left portion (or the right portion) to the right portion (or the left portion) of the vehicle. ), The flexible membranes of the first and second cylinders both bend to the left (or right) of the vehicle,
The amount of deflection is related to the wind direction and wind speed of the crosswind. Then, these deflection amounts are detected by the deflection sensors and are output as a signal indicating the crosswind, and the control means cooperates with the steering mechanism to steer the front wheels or the rear wheels in a direction against the crosswind, that is, the vehicle is left. Direction (or right)
If a cross wind is received from the vehicle, the vehicle is steered to turn left (or right), so that the influence of the cross wind on the steering characteristics of the vehicle is canceled. Further, the first and second cylinders are arranged so that their axes are oriented in the lateral direction of the vehicle, and the bending sensors for detecting the cross wind are attached to the flexible membrane that divides the cylinders into the left and right chambers. As a result, even if the vehicle suddenly turns left (or right),
Due to the lateral acceleration accompanying the left turn (or right turn) of the vehicle, a rightward (or leftward) force having a magnitude corresponding to the same acceleration acts on each flexible film. This is the same as when the vehicle received a crosswind from the right direction (left direction), and the vehicle was slightly steered in the right turn (left turn) direction.
Since the sharp turn of the vehicle is mitigated, the running stability of the sharp turn of the vehicle is improved.

【０００６】[0006]

【発明の効果】このように、本発明によれば、第１及び
第２シリンダをそれらの軸線が車両横方向に向くように
配置するとともに、前記横風を検出する各撓みセンサを
前記各シリンダを左右室に区画する可撓性膜に添着する
ようにしたので、横風が車両の操舵特性に与える影響を
打ち消すことができるとともに、車両の急旋回時におけ
る車両の走行安定性をも良好にすることができる。As described above, according to the present invention, the first and second cylinders are arranged such that their axes are oriented in the lateral direction of the vehicle, and the deflection sensors for detecting the crosswind are arranged in the respective cylinders. Since it is attached to the flexible membrane that divides the left and right chambers, it is possible to cancel the influence of cross wind on the steering characteristics of the vehicle and to improve the running stability of the vehicle even when the vehicle makes a sharp turn. You can

【０００７】[0007]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は本発明に係る操舵装置を搭載した車両の
全体を概略的に示している。この車両は、前輪ＦＷ１，
ＦＷ２を操舵する前輪操舵機構１０と、後輪ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２を操舵する後輪操舵機構３０と、前輪操舵機構１０
及び後輪操舵機構３０を電気的に制御する電気制御装置
４０とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an entire vehicle equipped with a steering device according to the present invention. This vehicle has front wheels FW1,
Front wheel steering mechanism 10 for steering FW2 and rear wheels RW1, R
A rear wheel steering mechanism 30 that steers W2 and a front wheel steering mechanism 10
And an electric control device 40 for electrically controlling the rear wheel steering mechanism 30.

【０００８】前輪操舵機構１０は円筒状に形成され車体
（図示しない）に軸方向に変位可能に支持されたハウジ
ング１１を備えてなり、同ハウジング１１内にはラック
バー１２が軸方向に変位可能に支持されている。ラック
バー１２は、ハウジング１１内にて同バー１２と噛合す
るピニオン１３と、中間軸１４ａ（操舵軸１４の若干の
屈曲を許容する）を含む操舵軸１４とを介して操舵ハン
ドル１５に接続されるとともに、その両端にて前輪ＦＷ
１，ＦＷ２を操舵可能に連結している。また、ハウジン
グ１１内にはラックバー１２をピストンロッドとするパ
ワーシリンダ１６が形成されており、同シリンダ１６の
両油室はハウジング１１に組み付けた制御バルブ１７に
それぞれ接続されている。制御バルブ１７は、操舵軸１
４に作用する操舵トルクに応じて、油圧ポンプ１８から
分流弁２１を介した作動油をパワーシリンダ１６の一方
の油室へ供給するとともに、同シリンダ１６の他方の油
室内の作動油をリザーバ２２へ排出する。The front wheel steering mechanism 10 comprises a housing 11 which is formed in a cylindrical shape and is supported by a vehicle body (not shown) so as to be displaceable in the axial direction. In the housing 11, a rack bar 12 is displaceable in the axial direction. Supported by. The rack bar 12 is connected to a steering handle 15 via a pinion 13 that meshes with the bar 12 in the housing 11 and a steering shaft 14 that includes an intermediate shaft 14a (allowing the steering shaft 14 to slightly bend). And front wheels FW at both ends
1, FW2 are steerably connected. Further, a power cylinder 16 having a rack bar 12 as a piston rod is formed in the housing 11, and both oil chambers of the cylinder 16 are connected to control valves 17 assembled in the housing 11, respectively. The control valve 17 is a steering shaft 1.
In accordance with the steering torque that acts on the hydraulic oil pump 4, the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 18 to the one oil chamber of the power cylinder 16 and the hydraulic oil in the other oil chamber of the cylinder 16 is supplied to the reservoir 22. To discharge.

【０００９】ハウジング１１には一体的にブラケット２
３が固着されており、同ブラケット２３は油圧シリンダ
２４のピストンロッド２４ａの一端に接続されている。
油圧シリンダ２４の両油室はサーボバルブ２５を介して
分流弁２１及びリザーバ２２にそれぞれ接続されてい
る。サーボバルブ２５は電磁ソレノイド２５ａを備えて
おり、同ソレノイド２５ａの通電及び非通電により、油
圧シリンダ２４の両油室への作動油の供給及び停止を制
御する。The bracket 11 is integrally formed with the housing 11.
3 is fixed, and the bracket 23 is connected to one end of a piston rod 24a of the hydraulic cylinder 24.
Both oil chambers of the hydraulic cylinder 24 are connected to the flow dividing valve 21 and the reservoir 22 via servo valves 25, respectively. The servo valve 25 is provided with an electromagnetic solenoid 25a, and controls supply and stop of hydraulic oil to both oil chambers of the hydraulic cylinder 24 by energization and de-energization of the solenoid 25a.

【００１０】後輪操舵機構３０は円筒状に形成され車体
に支持されたハウジング３１を備えてなり、同ハウジン
グ３１内にはリレーロッド３２が軸方向に変位可能に支
持されている。リレーロッド３２はその両端にて後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２を操舵可能に接続している。ハウジング３
１内にはリレーロッド３２をピストンロッドとするパワ
ーシリンダ３３が形成されており、同シリンダ３３の両
油室はサーボバルブ３４を介して分流弁２１及びリザー
バ２２にそれぞれ接続されている。サーボバルブ３４は
電磁ソレノイド３４ａを備えており、同ソレノイド３４
ａの通電及び非通電により、パワーシリンダ３３の両油
室への作動油の供給及び停止を制御する。The rear wheel steering mechanism 30 includes a housing 31 formed in a cylindrical shape and supported by the vehicle body. A relay rod 32 is axially displaceably supported in the housing 31. The relay rod 32 has rear wheels R at both ends thereof.
W1 and RW2 are connected so that they can be steered. Housing 3
A power cylinder 33 having a relay rod 32 as a piston rod is formed inside 1, and both oil chambers of the cylinder 33 are connected to a flow dividing valve 21 and a reservoir 22 via servo valves 34, respectively. The servo valve 34 includes an electromagnetic solenoid 34a, and the solenoid 34a
The supply and stop of hydraulic oil to both oil chambers of the power cylinder 33 are controlled by energizing and de-energizing a.

【００１１】電気制御装置４０は横風（風向及び風速）
を検出するための撓みセンサ４１，４２及びマイクロコ
ンピュータ４３を備えている。撓みセンサ４１，４２
は、図２，３に示すように、車両に組み込まれた第１及
び第２シリンダ５１，５２内を左右室にそれぞれ区画す
る可撓性膜５３，５４の中央に添着されていて、各可撓
性膜５３，５４の撓み量をそれぞれ検出して同撓み量を
表す各検出信号を横風を表す信号としてそれぞれ出力す
る。ここで、撓み量は、可撓性膜５３，５４が基準位置
から左方向に撓んだとき正とし、基準位置から右方向に
撓んだとき負とする。第１及び第２シリンダ５１，５２
は、それらの軸線を車両横方向に対応させて水平に車体
に固定されている。第１シリンダ５１の左室はパイプＰ
１，Ｐ２を介して車両前面の中央部にて前方に向けて開
口した孔５５ａに連通し、同シリンダ５１の右室はパイ
プＰ３を介して車両前面の左部にて前方に向けて開口し
た孔５５ｂに連通している。第２シリンダ５２の左室は
パイプＰ４を介して車両前面の右部にて前方に向けて開
口した孔５５ｃに連通し、同シリンダ５２の右室はパイ
プＰ５，Ｐ２を介して前記孔５５ａに連通している。The electric control unit 40 controls the cross wind (wind direction and wind speed).
Deflection sensors 41 and 42 for detecting the above and a microcomputer 43 are provided. Deflection sensors 41, 42
As shown in FIGS. 2 and 3, is attached to the center of flexible membranes 53 and 54 that divide the insides of the first and second cylinders 51 and 52, which are built into the vehicle, into left and right chambers, respectively. The amount of bending of the flexible films 53 and 54 is detected, and each detection signal indicating the amount of bending is output as a signal indicating cross wind. Here, the amount of bending is positive when the flexible films 53 and 54 are bent leftward from the reference position, and is negative when they are bent rightward from the reference position. First and second cylinders 51, 52
Are horizontally fixed to the vehicle body with their axes corresponding to the lateral direction of the vehicle. The left chamber of the first cylinder 51 is a pipe P
1, P2 communicates with a hole 55a that is opened forward at the center of the vehicle front, and the right chamber of the cylinder 51 is opened forward at the left of the vehicle front through a pipe P3. It communicates with the hole 55b. The left chamber of the second cylinder 52 communicates with a hole 55c that is opened forward in the right portion of the front surface of the vehicle through a pipe P4, and the right chamber of the cylinder 52 is communicated with the hole 55a through the pipes P5 and P2. It is in communication.

【００１２】マイクロコンピュータ４３は図４のフロー
チャートに対応したプログラムを記憶しているととも
に、同プログラムの実行の際に利用される風向テーブル
（図５参照）、圧力係数差テーブル（図６参照）及び横
力係数テーブル（図７）を備えている。このマイクロコ
ンピュータ４３の出力にはサーボアンプ４４，４５が接
続されている。サーボアンプ４４，４５は電磁ソレノイ
ド２５ａ，３４ａの通電及び非通電を制御することによ
りピストンロッド２４ａ及びリレーロッド３２の変位を
それぞれフィードバック制御するもので、両アンプ４
４，４５にはそれぞれ変位センサ４６，４７が接続され
ている。変位センサ４６はピストンロッド２４ａの変位
量を検出して同変位量を表す信号を出力するもので、変
位センサ４７はリレーロッド３２の変位量を検出して同
変位量を表す信号を出力するものである。The microcomputer 43 stores a program corresponding to the flow chart of FIG. 4, and also has a wind direction table (see FIG. 5), a pressure coefficient difference table (see FIG. 6), and a wind direction table used when the program is executed. It has a lateral force coefficient table (FIG. 7). Servo amplifiers 44 and 45 are connected to the output of the microcomputer 43. The servo amplifiers 44 and 45 feedback control the displacement of the piston rod 24a and the relay rod 32 by controlling the energization and de-energization of the electromagnetic solenoids 25a and 34a, respectively.
Displacement sensors 46 and 47 are connected to 4 and 45, respectively. The displacement sensor 46 detects the displacement amount of the piston rod 24a and outputs a signal indicating the same displacement amount, and the displacement sensor 47 detects the displacement amount of the relay rod 32 and outputs a signal indicating the same displacement amount. Is.

【００１３】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。操舵ハンドル１５が回動されると、この回
動は操舵軸１４及びピニオン１３を介してラックバー１
２に伝達され、同バー１２が軸方向に変位するので、前
輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵ハンドル１５の回動に応じて操
舵される。このとき、操舵軸１４に作用する操舵トルク
に応じて制御バルブ１７が作動し、パワーシリンダ１６
が前記前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵を油圧アシストする。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. When the steering handle 15 is rotated, this rotation is performed via the steering shaft 14 and the pinion 13 to rotate the rack bar 1.
2, the bar 12 is axially displaced, so that the front wheels FW1 and FW2 are steered in accordance with the rotation of the steering wheel 15. At this time, the control valve 17 operates according to the steering torque acting on the steering shaft 14, and the power cylinder 16
Hydraulically assists the steering of the front wheels FW1 and FW2.

【００１４】一方、このような操舵ハンドル１５による
前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵中、マイクロコンピュータ４
３は、図４のステップ１００にてプログラムの実行を開
始して、ステップ１０２〜１２０からなる循環処理を繰
り返し実行している。この循環処理中、ステップ１０２
にて撓みセンサ４１，４２からそれぞれ撓み量ΔＰl,Δ
Ｐrを入力し、ステップ１０４にて両撓み量ΔＰl,ΔＰr
の各比ΔＰl/ΔＰr,ΔＰr/ΔＰl を計算して、ステップ
１０６にて風向テーブル（図５）を参照して前記両比Δ
Ｐr/ΔＰl，ΔＰl/ΔＰrのうちの該当するいずれか一方
の比に対応した風向（対気横すべり角）βw を決定す
る。On the other hand, while the front wheels FW1 and FW2 are being steered by the steering wheel 15, the microcomputer 4 is operated.
3 starts executing the program in step 100 of FIG. 4 and repeatedly executes the circulation process including steps 102 to 120. During this circulation process, step 102
From the deflection sensors 41 and 42, respectively.
Enter Pr, and in step 104, both deflections ΔPl, ΔPr
The respective ratios ΔPl / ΔPr and ΔPr / ΔPl are calculated, and in step 106, the two ratios Δ are referred to with reference to the wind direction table (FIG. 5).
The wind direction (air slip angle) βw corresponding to the corresponding ratio of Pr / ΔPl and ΔPl / ΔPr is determined.

【００１５】この風向βw の決定方法について若干の説
明を加えておくと、図８に示すように、車両の左方向
（又は右方向から）から横風が車両に向かって吹いてい
る場合には、車両が前方へ進んでいるために車両が車速
に関係して受ける風と前記横風とを合成した合成風を車
両は左前方（又は右前方）から受ける。ここで、合成風
の風向を車両の前後方向軸と合成風とのなす角度βw
（車両が左前方から合成風を受けるとき正となり、車両
が右前方から合成風を受けるとき負となる）で表すとと
もに、風速をＶw で表す。この場合は、孔５５ｂ，５５
ａ，５５ｃにおける風圧Ｐl，Ｐc，Ｐr は、車両が左
前方（又は右前方）から合成風を受けるとき、Ｐl＞Ｐc
＞Ｐr（又はＰl＜Ｐc＜Ｐr）の関係になり、これらの風
圧Ｐl,Ｐc,Ｐr は下記数１〜３で表される。A little explanation of the method for determining the wind direction β w is as follows. As shown in FIG. 8, when a cross wind blows from the left direction (or from the right direction) of the vehicle toward the vehicle, Since the vehicle is moving forward, the vehicle receives the combined wind obtained by combining the wind received by the vehicle in relation to the vehicle speed and the side wind from the left front (or the right front). Here, the wind direction of the combined wind is the angle βw formed by the longitudinal axis of the vehicle and the combined wind.
(It becomes positive when the vehicle receives the combined wind from the left front and becomes negative when the vehicle receives the combined wind from the right front), and the wind speed is represented by Vw. In this case, the holes 55b, 55
The wind pressures Pl, Pc, Pr at a, 55c are Pl> Pc when the vehicle receives the combined wind from the left front (or the right front).
> Pr (or Pl <Pc <Pr), and these wind pressures Pl, Pc, Pr are expressed by the following expressions 1 to 3.

【００１６】[0016]

【数１】Ｐl＝１/２・ρ・Ｖw²・ｆl(βw)＋Ｐs[Formula 1] Pl = 1/2 · ρ · Vw ² · fl (βw) + Ps

【００１７】[0017]

【数２】Ｐc＝１/２・ρ・Ｖw²・ｆc(βw)＋Ｐs[Formula 2] Pc = 1/2 · ρ · Vw ² · fc (βw) + Ps

【００１８】[0018]

【数３】Ｐr＝１/２・ρ・Ｖw²・ｆr(βw)＋Ｐs 前記数１〜３中、ρは空気密度を表し、Ｐsは合成風が
零のときの静圧を示し、ｆl(βw)，ｆc(βw)，ｆr(βw)
は風向βwの変化に応じて変化する各孔５５ｂ，５５
ａ，５５ｃにおける圧力係数（予め測定可能）を表す。
一方、撓みセンサ４１，４２により検出される撓み量Δ
Ｐl,ΔＰrはそれぞれＰl−Ｐc，Ｐr−Ｐcに等しいの
で、風向βwのみを変数とする関数Ｆ(βw)が前記数１〜
３に基づいて撓み量ΔＰl,ΔＰrのみを用いて下記数
４，５のように表される。[Formula 3] Pr = 1/2 · ρ · Vw ² · fr (βw) + Ps In the above-mentioned Formulas 1 to 3, ρ represents the air density, Ps represents the static pressure when the combined wind is zero, and f1 ( βw), fc (βw), fr (βw)
Is each hole 55b, 55 that changes according to the change of the wind direction βw.
The pressure coefficient at a and 55c (measureable in advance) is shown.
On the other hand, the bending amount Δ detected by the bending sensors 41 and 42
Since Pl and ΔPr are equal to Pl-Pc and Pr-Pc, respectively, the function F (βw) having only the wind direction βw as a variable is expressed by the above equations 1 to 1.
Based on 3, the bending amounts ΔPl and ΔPr alone are used to obtain the following equations 4 and 5.

【００１９】[0019]

【数４】 [Equation 4]

【００２０】[0020]

【数５】 [Equation 5]

【００２１】この関数Ｆ(βw)は、前記のように各圧力
係数ｆl(βw)，ｆc(βw)，ｆr(βw)が予め風洞での試験
で測定可能であるので、測定可能であり、同Ｆ(βw)の
測定結果を圧力係数比ΔＰl/ΔＰr，ΔＰr/ΔＰlで表し
たのものが図５のグラフである。したがって、前記ステ
ップ１０４，１０６の処理により風向βwが測定される
ことが理解される。This function F (βw) can be measured because the pressure coefficients fl (βw), fc (βw), fr (βw) can be measured in advance in a test in a wind tunnel as described above, The graph of FIG. 5 shows the measurement results of the same F (βw) as the pressure coefficient ratios ΔPl / ΔPr and ΔPr / ΔPl. Therefore, it is understood that the wind direction βw is measured by the processing of steps 104 and 106.

【００２２】前記ステップ１０６の処理後、マイクロコ
ンピュータ４３はステップ１０８にて風向βwに基づい
て圧力係数差テーブル（図６の実線）を参照して圧力差
ｆl(βw)−ｆc(βw)を導出し、ステップ１１０にて下記
数６の演算の実行により風速Ｖwを計算する。After the processing of step 106, the microcomputer 43 derives the pressure difference fl (βw) -fc (βw) in step 108 by referring to the pressure coefficient difference table (solid line in FIG. 6) based on the wind direction βw. Then, in step 110, the wind speed Vw is calculated by executing the calculation of the following expression 6.

【００２３】[0023]

【数６】 [Equation 6]

【００２４】この風速Ｖw の計算方法について説明して
おくと、図６の実線グラフは測定可能な各圧力係数ｆl
(βw)，ｆc(βw)の差ｆl(βw)−ｆc(βw)と風向βw と
の関係を示すもので、前記数６は上記数１，２を変形す
ることにより簡単に導出されるものである。したがっ
て、前記ステップ１１０の処理により風速Ｖw が計算さ
れる。なお、前記図６の実線グラフ及び数６を用いる代
わりに、各圧力係数ｆr(βw)，ｆc(βw)の差ｆr(βw)−
ｆc(βw)と風向βw との関係を示す図６の破線グラフ及
び上記数２，３から導出される下記数７の演算の実行に
より風速Ｖw を計算するようにしてもよい。これは、圧
力係数が「０」又は「０」付近の値をとる場合、風速Ｖ
w が大きな値となる可能性があり、適宜、数６，７を選
択する必要がある。The method of calculating the wind speed Vw will be described. The solid line graph in FIG. 6 shows each measurable pressure coefficient fl.
The relationship between the difference fl (βw) -fc (βw) between (βw) and fc (βw) and the wind direction βw is shown. The above-mentioned formula 6 is easily derived by modifying the above-mentioned formulas 1 and 2. Is. Therefore, the wind speed Vw is calculated by the processing of step 110. Instead of using the solid line graph of FIG. 6 and Equation 6, the difference fr (βw) − between the pressure coefficients fr (βw) and fc (βw) is used.
The wind speed Vw may be calculated by executing the calculation of the following equation 7 derived from the broken line graph of FIG. 6 and the equations 2 and 3 showing the relationship between fc (βw) and the wind direction βw. This is because when the pressure coefficient is "0" or a value near "0", the wind speed V
Since w may have a large value, it is necessary to select equations 6 and 7 as appropriate.

【００２５】[0025]

【数７】 [Equation 7]

【００２６】前述のように横風及び車速による風との合
成風の風向βｗ及び風速Ｖwを計算した後、マイクロコ
ンピュータ４３はステップ１１２にて風向βwに基づい
て横力係数テーブル（図７）を参照して横力係数ｆy(β
w) を決定し、ステップ１１４にて下記数８の演算の実
行によって補正操舵角Δθを計算する。After calculating the wind direction βw and the wind speed Vw of the combined wind with the side wind and the vehicle speed as described above, the microcomputer 43 refers to the lateral force coefficient table (FIG. 7) in step 112 based on the wind direction βw. Lateral force coefficient fy (β
w) is determined, and in step 114, the corrected steering angle Δθ is calculated by executing the calculation of the following Expression 8.

【００２７】[0027]

【数８】Δθ＝Ｋ・ｆy(βw)・Ｖw² なお、前記数８中の係数Ｋは予め車両特性に応じて決定
された定数であり、横力係数ｆy(βw)は合成風（横風）
の風向βw が車両のヨーレートに与える影響を考慮して
決定されているものである。[Mathematical formula-see original document] Δθ = Kfy (βw) Vw ² Note that the coefficient K in the above equation 8 is a constant previously determined according to the vehicle characteristics, and the lateral force coefficient fy (βw) is the synthetic wind (cross wind). )
It is determined in consideration of the influence of the wind direction βw of the vehicle on the yaw rate of the vehicle.

【００２８】次に、ステップ１１６，１１８にて下記数
９，１０の演算の実行により前輪操舵角θf及び後輪操
舵角θrをそれぞれ計算する。Next, in steps 116 and 118, the front wheel steering angle θf and the rear wheel steering angle θr are calculated by executing the following mathematical expressions 9 and 10.

【００２９】[0029]

【数９】θf＝α1・Δθ[Equation 9] θf = α1 · Δθ

【００３０】[0030]

【数１０】θr＝α2・Δθ なお、これらの数９，１０中のα1，α2は前後輪の操舵
比率を表すとともに、横風に対向して前後輪を操舵する
方向を表す定数である。[Mathematical formula-see original document] .theta.r = .alpha.2.multidot..DELTA..theta. In these equations 9, 10, .alpha.1 and .alpha.2 are constants representing the steering ratio of the front and rear wheels and the direction in which the front and rear wheels are steered in opposition to the cross wind.

【００３１】次に、ステップ１２０にて前記計算した前
輪操舵角θf及び後輪操舵角θrに対応した操舵制御信号
をサーボアンプ４４，４５にそれぞれ出力する。Next, at step 120, steering control signals corresponding to the calculated front wheel steering angle θf and rear wheel steering angle θr are output to the servo amplifiers 44 and 45, respectively.

【００３２】サーボアンプ４４は、変位センサ４６及び
サーボバルブ２５との協働により、油圧シリンダ２４に
対する作動油の給排を制御し、ピストンロッド２４ａ及
びハウジング１１を軸方向に変位させる。前輪ＦＷ１，
ＦＷ２はこのピストンロッド２４ａ及びハウジング１１
の変位により補正操舵され、前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵
角は操舵ハンドル１５の操舵による操舵角に前記計算し
た前輪操舵角θf を加えたものになる。一方、サーボア
ンプ４５も、変位センサ４７及びサーボバルブ３４との
協働により、パワーシリンダ３３に対する作動油の給排
を制御し、リレーロッド３２を軸方向に変位させる。後
輪ＲＷ１，ＲＷ２はこのリレーロッド３２の変位により
操舵され、これによる後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵角は前
記計算した後輪操舵角θr になる。The servo amplifier 44, in cooperation with the displacement sensor 46 and the servo valve 25, controls the supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 24, and axially displaces the piston rod 24a and the housing 11. Front wheel FW1,
FW2 is the piston rod 24a and the housing 11
The steering angle of the front wheels FW1 and FW2 is the steering angle of the steering wheel 15 to which the calculated front wheel steering angle θf is added. On the other hand, the servo amplifier 45 also cooperates with the displacement sensor 47 and the servo valve 34 to control the supply and discharge of the hydraulic oil to and from the power cylinder 33, thereby displacing the relay rod 32 in the axial direction. The rear wheels RW1 and RW2 are steered by the displacement of the relay rod 32, and the steering angle of the rear wheels RW1 and RW2 thereby becomes the calculated rear wheel steering angle θr.

【００３３】このようにして前輪ＦＷ１，ＦＷ２及び後
輪ＲＷ１，ＲＷ２が操舵される結果、車両が左方向（又
は右方向）から横風を受けた場合には、前輪ＦＷ１，Ｆ
Ｗ２は左方向（又は右方向）に操舵角｜θf｜だけ操舵
され、かつ後輪ＲＷ１，ＲＷ２は右方向（又は左方向）
に｜θr｜だけ操舵されて、車両は横風に対抗して左方
向（又は右方向）に操舵される。そして、これらの操舵
角｜θf｜，｜θr｜は合成風（横風）の風向βw及び風
速Ｖwに応じた数８の演算の実行により決定されもので
あるので、横風が車両に与える影響すなわち横風によっ
て発生される車両のヨーレートが打ち消される。なお、
上記数８の根拠については本発明では直接関係しないの
で詳しい説明を省略するが、この詳しい説明は本願明細
書の従来技術にて引用した特開平４−３５３０７７号に
示されている公知の技術である。As a result of steering the front wheels FW1 and FW2 and the rear wheels RW1 and RW2 in this way, when the vehicle receives a cross wind from the left direction (or the right direction), the front wheels FW1 and FW
W2 is steered leftward (or rightward) by the steering angle | θf |, and the rear wheels RW1 and RW2 are rightward (or leftward).
The vehicle is steered to the left (or to the right) against the crosswind by being steered by | θr |. Since these steering angles | θf | and | θr | are determined by executing the calculation of Equation 8 according to the wind direction βw of the combined wind (crosswind) and the wind speed Vw, the influence of crosswind on the vehicle, that is, crosswind The yaw rate of the vehicle generated by is canceled. In addition,
The grounds for the above equation (8) are not directly related to the present invention, so a detailed description thereof will be omitted. However, the detailed description is based on the known technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-353077 cited in the prior art of the present specification. is there.

【００３４】また、車両を急に左旋回（又は右旋回）さ
せた場合にも、この車両の左旋回（又は右旋回）に伴う
横加速度により、各可撓性膜５３，５４には同加速度に
対応した大きさを有する右方向（又は左方向）の力が作
用する。このことは、車両が右方向（左方向）から横風
を受けたことと同じであり、車両は右旋回（左旋回）方
向に若干量だけ修正操舵され、前記車両の急旋回を緩和
するので、急旋回した車両の走行安定性が良好になる。
このように上記実施例によれば、第１及び第２シリンダ
５１，５２をそれらの軸線が車両横方向に向くように配
置するとともに、前記横風を検出する各撓みセンサ４
１，４２を各シリンダ５１，５２を左右室に区画する可
撓性膜に添着するようにしたので、横風が車両の操舵特
性に与える影響を打ち消すことができるとともに、車両
の急旋回時における車両の走行安定性をも良好にするこ
とができる。Further, even when the vehicle suddenly turns left (or right), the flexible membranes 53 and 54 are not affected by the lateral acceleration accompanying the left turn (or right turn) of the vehicle. A rightward (or leftward) force having a magnitude corresponding to the same acceleration acts. This is the same as when the vehicle receives a crosswind from the right direction (left direction), and the vehicle is slightly steered in the right turn (left turn) direction to reduce the sudden turn of the vehicle. The running stability of a vehicle that makes a sharp turn is improved.
As described above, according to the above-described embodiment, the first and second cylinders 51 and 52 are arranged so that their axes are oriented in the lateral direction of the vehicle, and the deflection sensors 4 for detecting the crosswind are arranged.
Since the cylinders 1, 42 are attached to the flexible membrane that divides the cylinders 51, 52 into the left and right chambers, it is possible to cancel the influence of the side wind on the steering characteristics of the vehicle, and at the same time when the vehicle makes a sharp turn. The running stability of can be improved.

【００３５】なお、前記前後輪の操舵制御において、前
輪操舵角θf を「０」すなわちステップ１１６にて利用
される操舵比率α1を「０」に設定して、後輪ＲＷ１，
ＲＷ２のみを横風に応じて操舵してもよい。この場合、
操舵比率α2を「−１」に設定して後輪操舵角θrを−Δ
θにすればよい。また、後輪操舵角θr を「０」すなわ
ちステップ１１８にて利用される操舵比率α2を「０」
に設定して、前輪ＦＷ１，ＦＷ２のみを横風に応じて操
舵してもよい。この場合、操舵比率α1を「１」に設定
して前輪操舵角θfをΔθにすればよい。In the steering control of the front and rear wheels, the front wheel steering angle θf is set to "0", that is, the steering ratio α1 used in step 116 is set to "0", and the rear wheels RW1,
You may steer only RW2 according to a cross wind. in this case,
The steering ratio α2 is set to “−1” and the rear wheel steering angle θr is set to −Δ
It may be set to θ. Further, the rear wheel steering angle θr is “0”, that is, the steering ratio α2 used in step 118 is “0”.
Alternatively, only the front wheels FW1 and FW2 may be steered according to the cross wind. In this case, the steering ratio α1 may be set to “1” and the front wheel steering angle θf may be set to Δθ.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明の一実施例を示す車両の全体概略図で
ある。FIG. 1 is an overall schematic view of a vehicle showing an embodiment of the present invention.

【図２】 横風検出装置の車両への組み付け状態を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which the crosswind detection device is mounted on a vehicle.

【図３】 (Ａ)は図１の各シリンダの正断面図であり、
(Ｂ)は(Ａ)の３ｂ−３ｂ線に沿って見た断面図である。FIG. 3A is a front sectional view of each cylinder in FIG.
FIG. 3B is a sectional view taken along line 3b-3b in FIG.

【図４】 図１のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムのフローチャートである。4 is a flowchart of a program executed by the microcomputer of FIG.

【図５】 図１の一対の撓みセンサにより検出される差
圧比と風向との関係を示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the differential pressure ratio detected by the pair of deflection sensors in FIG. 1 and the wind direction.

【図６】 風速を計算するための圧力係数差と風向との
関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a pressure coefficient difference for calculating a wind speed and a wind direction.

【図７】 横力係数と風向との関係を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a lateral force coefficient and a wind direction.

【図８】 車両が横風を受けるている状態を説明するた
めの説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a state in which a vehicle receives a side wind.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…後輪、１０…
前輪操舵機構、１１…ハウジング、１２…ラックバー、
１５…操舵ハンドル、１６，３３…パワーシリンダ、２
４…油圧シリンダ、２５，３４…サーボバルブ、３０…
後輪操舵機構、３１…リレーロッド、４０…電気制御装
置、４１，４２…撓みセンサ、４３…マイクロコンピュ
ータ、４４，４５…サーボアンプ、４６，４７…変位セ
ンサ、５１，５２…シリンダ、５３，５４…可撓性膜、
Ｐ１〜Ｐ５…パイプ、５５ａ〜５５ｃ…孔。FW1, FW2 ... front wheels, RW1, RW2 ... rear wheels, 10 ...
Front wheel steering mechanism, 11 ... Housing, 12 ... Rack bar,
15 ... Steering wheel, 16, 33 ... Power cylinder, 2
4 ... Hydraulic cylinder, 25, 34 ... Servo valve, 30 ...
Rear wheel steering mechanism, 31 ... Relay rod, 40 ... Electric control device, 41, 42 ... Deflection sensor, 43 ... Microcomputer, 44, 45 ... Servo amplifier, 46, 47 ... Displacement sensor, 51, 52 ... Cylinder, 53, 54 ... Flexible membrane,
P1 to P5 ... Pipes, 55a to 55c ... Holes.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 前輪又は後輪を操舵する操舵機構と、車
両が受ける横風を検出する横風検出装置と、前記検出さ
れた横風に応じて前記操舵機構を制御して前輪又は後輪
を横風に対抗する方向に操舵する制御手段とを備えた車
両の操舵装置において、前記横風検出装置を、可撓性膜
で左右室に区画されるとともに軸線が車両横方向を向く
ように車両に組み込まれてなり同左室を車両の中央部に
て外気に連通させかつ同右室を車両の左部にて外気に連
通させた第１シリンダと、可撓性膜で左右室に区画され
るとともに軸線が車両横方向を向くように車両に組み込
まれてなり同左室を車両の右部にて外気に連通させかつ
同右室を車両の中央部にて外気に連通させた第２シリン
ダと、前記第１及び第２シリンダの各可撓性膜にそれぞ
れ添着され各可撓性膜の撓み量をそれぞれ検出して同検
出した撓み量を横風を表す信号として出力する第１及び
第２撓みセンサとで構成したことを特徴とする車両の操
舵装置。1. A steering mechanism for steering front wheels or rear wheels, a crosswind detecting device for detecting crosswind received by a vehicle, and controlling the steering mechanism according to the detected crosswind to change the front wheels or rear wheels to crosswind. In a vehicle steering system including control means for steering in opposite directions, the lateral wind detection device is built into the vehicle such that the lateral wind chamber is divided into left and right chambers by a flexible film and the axis of the lateral wind direction is oriented in the lateral direction of the vehicle. The left cylinder communicates with the outside air at the center of the vehicle and the right chamber communicates with the outside air at the left of the vehicle. A second cylinder incorporated into the vehicle so as to face the direction, the left chamber communicating with the outside air at the right portion of the vehicle, and the right chamber communicating with the outside atmosphere at the central portion of the vehicle; and the first and second cylinders. Each flexible film attached to each flexible membrane of the cylinder A steering device for a vehicle, comprising: first and second deflection sensors that detect the deflection amounts of the membranes and output the detected deflection amounts as a signal representing cross wind.