JP2011073542A - 車両用制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の直進安定性を確保することができる車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】左右の車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して左右の車輪2の接地荷重および左右の車輪2のキャンバ角の差に基づいて補正することで、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の車輪2のキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両1に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪2の接地荷重に差が生じた場合でも、左右の車輪2にそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両1の直進安定性を確保することができる。
【選択図】図5
【解決手段】左右の車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して左右の車輪2の接地荷重および左右の車輪2のキャンバ角の差に基づいて補正することで、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の車輪2のキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両1に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪2の接地荷重に差が生じた場合でも、左右の車輪2にそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両1の直進安定性を確保することができる。
【選択図】図5
Description
本発明は、車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置を備えた車両に用いられる車両用制御装置に関し、特に、車両の直進安定性を確保することができる車両用制御装置に関するものである。
従来より、車両の走行状態に応じて車輪のキャンバ角を調整することで、車両の走行性能を向上させる技術が知られている。この種の技術に関し、例えば、特許文献1には、車重の変化に応じて車輪のキャンバ角を調整することで、操舵手応えを改善する技術が開示されている。この特許文献1に開示される技術では、操舵手応えは車輪のキングピン軸回りに作用するモーメントの変化に対応して変化するものであるという理論に基づいて、車重の変化量に基づいて車輪のキングピン軸回りのモーメントの変化量を算出し、その算出したキングピン軸回りのモーメントの変化量に応じて車輪のキャンバ角を調整している。
また、特許文献2には、各車輪が路面との間で発生可能な力の合力の最大値を摩擦円の半径として設定し、その設定した摩擦円の半径で表される力を越えないように車輪のキャンバ角を調整することで、車輪が発生可能なグリップ力を最大限に生かす技術が開示されている。この特許文献2に開示される技術では、かかる摩擦円の半径の基本値を車輪の荷重とタイヤのグリップ性能とに基づいて設定し、その設定した基本値を路面の摩擦係数と車輪の対地キャンバ角とにより補正して、各車輪の摩擦円の半径の最終的な設定値を求めている。
しかしながら、上述した特許文献1及び2に開示される技術では、左右の車輪の接地荷重の関係については何ら考慮されていないので、車両に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪の接地荷重に差が生じると、それら左右の車輪にそれぞれ発生するキャンバスラストが不均一となり、車両の直進安定性が低下するという問題点があった。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の直進安定性を確保することができる車両用制御装置を提供することを目的としている。
この目的を達成するために、請求項1記載の車両用制御装置は、左右の車輪と、それら左右の車輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられるものであって、前記キャンバ角調整装置を作動させて、前記左右の車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整手段と、前記左右の車輪の接地荷重に関する情報を取得する接地荷重情報取得手段と、その接地荷重情報取得手段により取得した前記左右の車輪の接地荷重に関する情報に基づいて、前記左右の車輪のキャンバスラストが等しくなるように、前記キャンバ角調整手段により調整する前記左右の車輪のキャンバ角を補正するキャンバ角補正手段と、を備えている。
請求項2記載の車両用制御装置は、請求項1記載の車両用制御装置において、前記キャンバ角補正手段は、前記左右の車輪の内の接地荷重が小さい車輪のキャンバ角を、前記キャンバ角調整手段により調整するキャンバ角の絶対値よりも大きくなるように補正する。
請求項3記載の車両用制御装置は、請求項1又は2に記載の車両用制御装置において、前記キャンバ角補正手段は、前記左右の車輪の内の接地荷重が大きい車輪のキャンバ角を、前記キャンバ角調整手段により調整するキャンバ角の絶対値よりも小さくなるように補正する。
請求項4記載の車両用制御装置は、請求項1から3のいずれかに記載の車両用制御装置において、伸縮可能に構成され前記左右の車輪を前記車両の車体に懸架する懸架装置の伸縮量を取得する伸縮量取得手段と、その伸縮量取得手段により取得した前記懸架装置の伸縮量と、その伸縮量に応じて変化する前記左右の車輪のキャンバ角との関係を取得するキャンバ角取得手段と、を備え、前記キャンバ角補正手段は、前記キャンバ角取得手段により取得した前記懸架装置の伸縮量と前記左右の車輪のキャンバ角との関係に基づいて、前記左右の車輪のキャンバ角を補正する。
請求項1記載の車両用制御装置によれば、キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され、左右の車輪のキャンバ角が調整されると、それら左右の車輪にキャンバスラストが発生する。この場合、接地荷重情報取得手段により取得した左右の車輪の接地荷重に関する情報に基づいて、左右の車輪のキャンバスラストが等しくなるように、キャンバ角調整手段により調整する左右の車輪のキャンバ角がキャンバ角補正手段により補正されるので、車両に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪の接地荷重に差が生じた場合でも、左右の車輪にそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両の直進安定性を確保できるという効果がある。
即ち、車輪に発生するキャンバスラストは車輪の接地荷重に比例するので、左右の車輪の接地荷重に差が生じると、左右の車輪にそれぞれ発生するキャンバスラストが不均一となり、その結果、車両の直進安定性が低下する。これに対し、左右の車輪の接地荷重に関する情報に基づいて、左右の車輪のキャンバスラストが等しくなるように左右の車輪のキャンバ角を補正することで、車両の直進安定性を確保することができる。
このように、請求項1記載の車両用制御装置によれば、左右の車輪のキャンバ角を調整することで、車両の走行安定性を確保できるので、高グリップタイヤと比較してグリップ性能に劣る低転がり抵抗タイヤの使用が可能となり、結果として、走行安定性の確保と省燃費化との両立を図ることができる。
請求項2記載の車両用制御装置によれば、請求項1記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、キャンバ角補正手段は、左右の車輪の内の接地荷重が小さい車輪のキャンバ角を、キャンバ角調整手段により調整するキャンバ角の絶対値よりも大きくなるように補正するので、接地荷重が小さい車輪のキャンバスラストを増加させて、車両の走行安定性を向上させることができるという効果がある。
請求項3記載の車両用制御装置によれば、請求項1又は2に記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、キャンバ角補正手段は、左右の車輪の内の接地荷重が大きい車輪のキャンバ角を、キャンバ角調整手段により調整するキャンバ角の絶対値よりも小さくなるように補正するので、接地荷重が大きい車輪におけるタイヤの偏摩耗を抑制することができる。即ち、キャンバ角の絶対値が大きいほどタイヤの偏摩耗は進行し易いので、キャンバ角の絶対値が小さくなるように接地荷重が大きい車輪のキャンバ角を補正することで、かかる車輪におけるタイヤの偏摩耗を抑制できると共に、タイヤの偏摩耗を抑制して、タイヤの接地面が不均一となるのを防止することができる。よって、タイヤの寿命を向上させると共に車両の走行安定性を向上させることができるという効果がある。更に、タイヤの偏摩耗を抑制できるので、その分、省燃費化を図ることができるという効果がある。
請求項4記載の車両用制御装置によれば、請求項1から3のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、キャンバ角補正手段は、キャンバ角取得手段により取得した懸架装置の伸縮量と左右の車輪のキャンバ角との関係に基づいて、左右の車輪のキャンバ角を補正するので、懸架装置の伸縮量に伴う車輪のキャンバ角の変化を考慮して、左右の車輪のキャンバ角を補正することができる。よって、伸縮量に応じてキャンバ角が変化する構造の懸架装置(いわゆるストラット式の懸架装置など)により車輪を車体に懸架する構成においても、車両の直進安定性を確保できるという効果がある。
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施の形態における車両用制御装置100が搭載される車両1を模式的に示した模式図である。なお、図1の矢印U−D,L−R,F−Bは、車両1の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
まず、車両1の概略構成について説明する。車両1は、図1に示すように、車体フレームBFと、その車体フレームBFを支持する複数(本実施の形態では4輪)の車輪2と、それら複数の車輪2の内の一部(本実施の形態では、左右の前輪2FL,2FR)を回転駆動する車輪駆動装置3と、各車輪2を車体フレームBFに懸架する複数の懸架装置4と、複数の車輪2の内の一部(本実施の形態では、左右の前輪2FL,2FR)を操舵する操舵装置5とを主に備えて構成されている。
次いで、各部の詳細構成について説明する。車輪2は、図1に示すように、車両1の前方側(矢印F方向側)に位置する左右の前輪2FL,2FRと、車両1の後方側(矢印B方向側)に位置する左右の後輪2RL,2RRとを備えている。なお、本実施の形態では、左右の前輪2FL,2FRは、車輪駆動装置3により回転駆動される駆動輪として構成される一方、左右の後輪2RL,2RRは、車両1の走行に伴って従動される従動輪として構成されている。
また、車輪2は、図1に示すように、第1トレッド21及び第2トレッド22の2種類のトレッドを備え、各車輪2において、第1トレッド21が車両1の内側に配置され、第2トレッド22が車両1の外側に配置されている。なお、本実施の形態では、両トレッド21,22の幅(図1左右方向の寸法)が同一の幅に構成されている。
また、第1トレッド21及び第2トレッド22は、第2トレッド22が第1トレッド21よりも硬度の高い材料により構成され、第1トレッド21が第2トレッド22に比してグリップ力の高い特性(高グリップ特性)に構成される一方、第2トレッド22が第1トレッド21に比して転がり抵抗の小さい特性(低転がり特性)に構成されている。
車輪駆動装置3は、上述したように、左右の前輪2FL,2FRを回転駆動するための装置であり、後述するように電動モータ3aにより構成されている(図3参照)。また、電動モータ3aは、図1に示すように、デファレンシャルギヤ(図示せず)及び一対のドライブシャフト31を介して左右の前輪2FL,2FRに接続されている。
運転者がアクセルペダル61を操作した場合には、車輪駆動装置3から左右の前輪2FL,2FRに回転駆動力が付与され、それら左右の前輪2FL,2FRがアクセルペダル61の操作量に応じて回転駆動される。なお、左右の前輪2FL,2FRの回転差は、デファレンシャルギヤにより吸収される。
懸架装置4は、伸縮することで路面から車輪2を介して車体フレームBFに伝わる振動を緩和するための装置であり、伸縮量に応じて車輪2のキャンバ角が変化する構造、いわゆるストラット式のサスペンションとして構成されている。また、本実施の形態における懸架装置4は、車輪2のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。
ここで、図2を参照して、懸架装置4の詳細構成について説明する。図2は、懸架装置4の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置4の構成は、各車輪2においてそれぞれ共通であるので、右の前輪2FRに対応する懸架装置4を代表例として図2に図示する。但し、図2では、理解を容易とするために、ドライブシャフト31等の図示が省略されている。
懸架装置4は、図2に示すように、ストラット41及びロアアーム42を介して車体フレームBFに支持されるナックル43と、駆動力を発生するFRモータ44FRと、そのFRモータ44FRの駆動力を伝達するウォームホイール45及びアーム46と、それらウォームホイール45及びアーム46から伝達されるFRモータ44FRの駆動力によりナックル43に対して揺動駆動される可動プレート47とを主に備えて構成されている。
ナックル43は、車輪2を操舵可能に支持するものであり、図2に示すように、上端(図2上側)がストラット41に連結されると共に、下端(図2下側)がボールジョイントを介してロアアーム42に連結されている。
FRモータ44FRは、可動プレート47に揺動駆動のための駆動力を付与するものであり、DCモータにより構成され、その出力軸44aにはウォーム(図示せず)が形成されている。
ウォームホイール45は、FRモータ44FRの駆動力をアーム46に伝達するものであり、FRモータ44FRの出力軸44aに形成されたウォームに噛み合い、かかるウォームと共に食い違い軸歯車対を構成している。
アーム46は、ウォームホイール45から伝達されるFRモータ44FRの駆動力を可動プレート47に伝達するものであり、図2に示すように、一端(図2右側)が第1連結軸48を介してウォームホイール45の回転軸45aから偏心した位置に連結される一方、他端(図2左側)が第2連結軸49を介して可動プレート47の上端(図2上側)に連結されている。
可動プレート47は、車輪2を回転可能に支持するものであり、上述したように、上端(図2上側)がアーム46に連結される一方、下端(図2下側)がキャンバ軸50を介してナックル43に揺動可能に軸支されている。
上述したように構成される懸架装置4によれば、FRモータ44FRが駆動されると、ウォームホイール45が回転すると共に、ウォームホイール45の回転運動がアーム46の直線運動に変換される。その結果、アーム46が直線運動することで、可動プレート47がキャンバ軸50を揺動軸として揺動駆動され、車輪2のキャンバ角が調整される。
なお、本実施の形態では、各連結軸48,49及びウォームホイール45の回転軸45aが、車体フレームBFから車輪2に向かう方向(矢印R方向)において、第1連結軸48、回転軸45a、第2連結軸49の順に一直線上に並んで位置する第1キャンバ状態と、回転軸45a、第1連結軸48、第2連結軸49の順に一直線上に並んで位置する第2キャンバ状態(図2に示す状態)との2つの状態の間で車輪2のキャンバ角が任意に調整される。
また、本実施の形態では、第2キャンバ状態(図2に示す状態)において、車輪2のキャンバ角が0°(以下「定常角」と称す)に調整される。ここで、第2トレッド22は、第1トレッド21よりも硬度の高い材料により構成されているので、第2キャンバ状態では、第1トレッド21の接地が第2トレッド22によって妨げられる。これにより、第1トレッド21の接地に対する第2トレッド22の接地比率が大きくなり、第2トレッド22の低転がり特性を発揮させることができる。
これに対し、第1キャンバ状態と第2キャンバ状態との間の範囲では、車輪2のキャンバ角がネガティブ方向(車輪2の中心線が垂直線に対して車両1内側へ傾いた状態)に調整され、車輪2にネガティブキャンバが付与される。これにより、第2トレッド22の接地に対する第1トレッド21の接地比率が大きくなり、第1トレッド21の高グリップ特性を発揮させることができる。なお、本実施の形態では、第1キャンバ状態において、車輪2のキャンバ角を−5°に調整可能に構成されている。
図1に戻って説明する。操舵装置5は、運転者によるステアリング63の操作を左右の前輪2FL,2FRに伝えて操舵するための装置であり、いわゆるラック&ピニオン式のステアリングギヤとして構成されている。
この操舵装置5によれば、運転者によるステアリング63の操作(回転)は、まず、ステアリングコラム51を介してユニバーサルジョイント52に伝達され、ユニバーサルジョイント52により角度を変えられつつステアリングボックス53のピニオン53aに回転運動として伝達される。そして、ピニオン53aに伝達された回転運動は、ラック53bの直線運動に変換され、ラック53bが直線運動することで、ラック53bの両端に接続されたタイロッド54が移動する。その結果、タイロッド54がナックル55を押し引きすることで、車輪2に所定の舵角が付与される。
アクセルペダル61及びブレーキペダル62は、運転者により操作される操作部材であり、各ペダル61,62の操作状態(踏み込み量、踏み込み速度など)に応じて、車両1の走行速度や制動力が決定され、車輪駆動装置3が駆動制御される。ステアリング63は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態(ステア角、ステア角速度など)に応じて、操舵装置5により左右の前輪2FL,2FRが操舵される。
車両用制御装置100は、上述したように構成される車両1の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル61,62やステアリング63の操作状態に応じてキャンバ角調整装置44(図3参照)を作動制御する。
次いで、図3を参照して、車両用制御装置100の詳細構成について説明する。図3は、車両用制御装置100の電気的構成を示したブロック図である。車両用制御装置100は、図3に示すように、CPU71、ROM72及びRAM73を備え、それらがバスライン74を介して入出力ポート75に接続されている。また、入出力ポート75には、車輪駆動装置3等の装置が接続されている。
CPU71は、バスライン74により接続された各部を制御する演算装置であり、ROM72は、CPU71により実行される制御プログラム(例えば、図5及び図7に図示されるフローチャートのプログラム)や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。また、ROM72には、基準キャンバ角メモリ72a及びキャンバ角マップ72bが設けられている。
基準キャンバ角メモリ72aは、車両1の走行状態(例えば、各ペダル61,62及びステアリング63などの運転者により操作される操作部材の操作量や車両1の前後G及び横Gなどの車両1の状態量)に応じて車輪2のキャンバ角を調整するために、後述するキャンバ角調整装置44により調整する車輪2のキャンバ角(以下「調整キャンバ角」と称す)の基準値となる角度(以下「デフォルト角」と称す)を各車輪2(左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RR)毎にそれぞれ記憶するためのメモリであり、設計段階において予め設定された値(本実施の形態では−3°)が記憶されている。
キャンバ角マップ72bは、懸架装置4の伸縮量(以下「サスペンションストローク」と称す)と車輪2のキャンバ角との関係を記憶したマップであり、設計段階において予め設定されたサスペンションストロークとキャンバ角との関係が記憶されている。CPU71は、このキャンバ角マップ72bの内容に基づいて、懸架装置4の構造上、サスペンションストロークに応じて変化する車輪2のキャンバ角を取得することができる。
ここで、図4を参照して、キャンバ角マップ72bについて説明する。図4は、キャンバ角マップ72bの内容を模式的に示した模式図である。なお、図4において、横軸に示すサスペンションストロークは、図4右側が収縮方向(バンプ方向)を、図4左側が伸長方向(リバウンド方向)を、それぞれ表していると共に、縦軸に示すキャンバ角は、図4上側がポジティブ方向(車輪2の中心線が垂直線に対して車両1外側へ傾いた状態)を、図4下側がネガティブ方向(車輪2の中心線が垂直線に対して車両1内側へ傾いた状態)を、それぞれ表している。
キャンバ角マップ72bによれば、図4に示すように、サスペンションストロークが0の状態(車両1に重量が積載されておらず空車の状態)では、車輪2のキャンバ角はネガティブ方向の所定の角度θa(本実施の形態では−0.5°)となる。
サスペンションストロークが0の状態から懸架装置4が収縮すると(即ち、懸架装置4がバンプストロークすると)、その収縮に伴って、車輪2がキャンバ軸50(図2参照)を揺動軸として揺動することで、車輪2のキャンバ角はネガティブ方向に直線的に増加する。そして、懸架装置4が最大収縮してサスペンションストロークがLminに達すると、車輪2のキャンバ角はネガティブ方向に変化し得る最大のθminとなる。
一方、サスペンションストロークが0の状態から懸架装置4が伸長すると(即ち、懸架装置4がリバウンドストロークすると)、その伸長に伴って、車輪2のキャンバ角はポジティブ方向に直線的に増加する。そして、懸架装置4が最大伸長してサスペンションストロークがLmaxに達すると、車輪2のキャンバ角はポジティブ方向に変化し得る最大のθmaxとなる。
なお、本実施の形態における懸架装置4では、サスペンションストロークLと車輪2のキャンバ角θとの関係は、L=a・θ+θaの1次近似式で表され(但し、図4に示す座標(Lmin,θmin)と(Lmax,θmax)とを結ぶ直線の傾きをaとする)、例えば、サスペンションストロークLが1.2倍になると、キャンバ角の変化量δθは、δθ=1.2・aとなる。
図3に戻って説明する。RAM73は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリであり、調整キャンバ角メモリ73aが設けられている。
調整キャンバ角メモリ73aは、調整キャンバ角を各車輪2(左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RR)毎にそれぞれ記憶するためのメモリである。CPU71は、この調整キャンバ角メモリ73aに記憶されている調整キャンバ角となるように、後述するキャンバ角装置44を作動させて、各車輪2のキャンバ角を調整する。なお、調整キャンバ角メモリ73aの内容(各車輪2の調整キャンバ角)は、後述する調整キャンバ角補正処理(図5参照)の実行時に書き込まれる。
車輪駆動装置3は、上述したように、左右の前輪2FL,2FR(図1参照)を回転駆動するための装置であり、それら左右の前輪2FL,2FRに回転駆動力を付与する電動モータ3aと、その電動モータ3aをCPU71からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路(図示せず)とを主に備えている。但し、車輪駆動装置3は、電動モータ3aに限られず、他の駆動源を採用することは当然可能である。他の駆動源としては、例えば、油圧モータやエンジン等が例示される。
キャンバ角調整装置44は、各車輪2のキャンバ角を調整するための装置であり、上述したように、各懸架装置4の可動プレート47(図2参照)に揺動のための駆動力をそれぞれ付与する合計4個のFL〜RRモータ44FL〜44RRと、それら各モータ44FL〜44RRをCPU71からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路(図示せず)とを主に備えている。
キャンバ角調整装置44の駆動制御回路は、各モータ44FL〜44RRの回転量を回転センサ(図示せず)により監視し、CPU71から指示された目標値(回転角)に達したFL〜RRモータ44FL〜44RRは、その回転駆動が停止される。なお、回転センサによる検出結果は、駆動制御回路からCPU71に出力され、CPU71は、その検出結果に基づいて各車輪2の現在のキャンバ角を取得することができる。
加速度センサ装置80は、車両1の加速度を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、前後方向加速度センサ80a及び左右方向加速度センサ80bと、それら各加速度センサ80a,80bの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを主に備えている。
前後方向加速度センサ80aは、車両1(車体フレームBF)の前後方向(図1矢印F−B方向)の加速度、いわゆる前後Gを検出するセンサであり、左右方向加速度センサ80bは、車両1(車体フレームBF)の左右方向(図1矢印L−R方向)の加速度、いわゆる横Gを検出するセンサである。なお、本実施の形態では、これら各加速度センサ80a,80bが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。
また、CPU71は、加速度センサ装置80から入力された各加速度センサ80a,80bの検出結果(前後G、横G)を時間積分して、2方向(前後方向および左右方向)の速度をそれぞれ算出すると共に、それら2方向成分を合成することで、車両1の走行速度を算出する。
ナビゲーション装置81は、GPSを利用して車両1の現在位置を取得すると共に、車両1の現在位置における道路情報を取得するための装置であり、GPS衛星から電波を受信して車両1の現在位置を取得する現在位置取得部(図示せず)と、道路情報(平坦路、坂路など)が記憶された地図データを取得する地図データ取得部(図示せず)と、その地図データ取得部により取得した地図データ及び現在位置取得部により取得した車両1の現在位置に基づいて、車両1の現在位置における道路情報を取得する道路情報取得部(図示せず)とを主に備えている。
サスストロークセンサ装置82は、各懸架装置4のサスペンションストロークを検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、各懸架装置4のサスペンションストロークをそれぞれ検出する合計4個のFL〜RRサスストロークセンサ82FL〜82RRと、それら各サスストロークセンサ82FL〜82RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
なお、本実施の形態では、各サスストロークセンサ82FL〜82RRがひずみゲージにより構成されており、これら各サスストロークセンサ82FL〜82RRは、各懸架装置4のショックアブソーバ(図示せず)にそれぞれ配設されている。
CPU71は、サスストロークセンサ装置82から入力された各サスストロークセンサ82FL〜82RRの検出結果(サスペンションストローク)に基づいて、各車輪2の接地荷重を算出する。即ち、車輪2の接地荷重WとサスペンションストロークLとは比例関係にあるので、W=k・Lとなる(但し、懸架装置4の減衰定数をkとする)。
接地荷重センサ装置83は、各車輪2の接地荷重を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、各車輪2の接地荷重をそれぞれ検出する合計4個のFL〜RR接地荷重センサ83FL〜83RRと、それら各接地荷重センサ83FL〜83RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
なお、本実施の形態では、各接地荷重センサ83FL〜83RRがピエゾ抵抗型の荷重センサとして構成されており、これら各接地荷重センサ83FL〜83RRは、各懸架装置4のショックアブソーバ(図示せず)にそれぞれ配設されている。
CPU71は、接地荷重センサ装置83から入力された各接地荷重センサ83FL〜83RRの検出結果(接地荷重)に基づいて、各懸架装置4のサスペンションストロークを算出する。即ち、上述したように、車輪2の接地荷重WとサスペンションストロークLとは比例関係にあるので、L=W/kとなる(但し、懸架装置4の減衰定数をkとする)。
アクセルペダルセンサ装置61aは、アクセルペダル61の操作量を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、アクセルペダル61の踏み込み量を検出する角度センサ(図示せず)と、その角度センサの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを主に備えている。
ブレーキペダルセンサ装置62aは、ブレーキペダル62の操作量を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、ブレーキペダル62の踏み込み量を検出する角度センサ(図示せず)と、その角度センサの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを主に備えている。
ステアリングセンサ装置63aは、ステアリング63の操作量を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、ステアリング63のステア角を検出する角度センサ(図示せず)と、その角度センサの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを主に備えている。
なお、本実施の形態では、各角度センサが電気抵抗を利用した接触型のポテンショメータとして構成されている。また、CPU71は、各センサ装置61a,62a,63aから入力された各角度センサの検出結果(操作量)を時間微分して、各ペダル61,62及びステアリング63の操作速度を取得する。更に、CPU71は、取得した各ペダル61,62及びステアリング63の操作速度を時間微分して、各ペダル61,62及びステアリング63の操作加速度を取得する。
図3に示す他の入出力装置90としては、例えば、車両1の重心を通る基準軸(図1矢印F−B,L−R,F−B方向軸)回りの車両1(車体フレームBF)の回転角(ロール角、ピッチ角およびヨー角)を検出するジャイロセンサ装置、ワイパ(運転者の視界を確保するためにガラス面に付着した雨滴を払拭する装置)の動作を検出するワイパセンサ装置、路面がドライ路面であるかウェット路面であるかを非接触で検出する路面状況センサ装置などが例示される。
次いで、図5を参照して、調整キャンバ角補正処理について説明する。図5は、調整キャンバ角補正処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置100の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、5分間隔で)で実行される処理であり、各車輪2(左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RR)の調整キャンバ角を補正するための処理である。
CPU71は、調整キャンバ角補正処理に関し、まず、車両1が平坦路に停車中または平坦路を直進中であるか否かを判断する(S1)。なお、S1の処理では、ナビゲーション装置81により取得した車両1の現在位置における道路情報に基づいて、現在の走行路が平坦路であるか否かを判断する。また、加速度センサ装置80により検出された車両1の前後G及び横Gに基づいて、車両1の走行速度を算出すると共に、その算出した車両1の走行速度に基づいて、車両1が停車中であるか否かを判断する、或いは、ステアリングセンサ装置63aにより検出されたステアリング63の操作量(ステア角)に基づいて、車両1が直進中であるか否かを判断する。
S1の処理の結果、車両1が平坦路に停車中または平坦路を直進中であると判断される場合には(S1:Yes)、各車輪2(左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RR)の接地荷重を取得し(S2)、その取得した各車輪2の接地荷重に基づいて、左右の車輪2の接地荷重が等しいか否かを判断する(S3)。即ち、S3の処理では、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が等しいか否かを判断すると共に、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重が等しいか否かを判断する。なお、S2の処理では、接地荷重センサ装置83により各車輪2の接地荷重を検出する、或いは、サスストロークセンサ装置82により検出されたサスペンションストロークに基づいて、各車輪2の接地荷重を算出する。
S3の処理の結果、左右の車輪2の接地荷重が等しい、即ち、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が等しく、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重も等しいと判断される場合には(S3:Yes)、基準キャンバ角メモリ72aに記憶されている各車輪2のデフォルト角をそのまま(補正せずに)調整キャンバ角メモリ73aに書き写し、各車輪2の調整キャンバ角を全てデフォルト角に設定して(S4)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。
一方、S3の処理の結果、左右の車輪2の接地荷重が異なる、即ち、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が異なる、又は、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重が異なる、或いは、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が異なり、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重も異なると判断される場合には(S3:No)、接地荷重と比例関係にあるサスペンションストロークも左右の懸架装置4において異なるため、懸架装置4の構造上、左右の懸架装置4のサスペンションストロークが不均一となることに起因して生じる左右の車輪2のキャンバ角の差を取得する(S5)。即ち、S3の処理の結果、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が異なると判断される場合には、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角の差を、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重が異なると判断される場合には、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角の差を、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が異なり、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重も異なると判断される場合には、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角の差および左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角の差を、それぞれ取得する。なお、S5の処理では、サスストロークセンサ装置82により検出されたサスペンションストロークに基づいて、左右の車輪2のキャンバ角をキャンバ角マップ72bからそれぞれ読み出すと共に、その読み出した左右の車輪2のキャンバ角に基づいて、左右の車輪2のキャンバ角の差を取得する、或いは、接地荷重センサ装置83により検出された車輪2の接地荷重に基づいてサスペンションストロークを算出し、その算出したサスペンションストロークに基づいて、左右の車輪2のキャンバ角をキャンバ角マップ72bからそれぞれ読み出すと共に、その読み出した左右の車輪2のキャンバ角に基づいて、左右の車輪2のキャンバ角の差を取得する。
S5の処理を実行した後は、左の車輪2の接地荷重が右の車輪2の接地荷重より大きいか否かを判断する(S6)。即ち、S3の処理において、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が異なると判断される場合には、左の前輪2FLの接地荷重が右の前輪2FRの接地荷重より大きいか否かを、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重が異なると判断される場合には、左の後輪2RLの接地荷重が右の後輪2RRの接地荷重より大きいか否かを、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重が異なり、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重も異なると判断される場合には、左の前輪2FLの接地荷重が右の前輪2FRの接地荷重より大きいか否か及び左の後輪2RLの接地荷重が右の後輪2RRの接地荷重より大きいか否かを、それぞれ判断する。
S6の処理の結果、左の車輪2の接地荷重が右の車輪2の接地荷重より大きいと判断される場合には(S6:Yes)、基準キャンバ角メモリ72aに記憶されている左の車輪2のデフォルト角をそのまま(補正せずに)調整キャンバ角メモリ73aに書き写し、左の車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に設定する一方、右の車輪2のデフォルト角を補正して調整キャンバ角メモリ73aに書き込み、右の車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して補正した角度に設定して(S7)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。具体的には、右の車輪2の調整キャンバ角θrは、左の車輪2の接地荷重をWl、右の車輪2の接地荷重をWr、右の車輪2のデフォルト角をθr0、S5の処理で取得した左右の車輪2のキャンバ角の差をθdとすると、θr=(Wl/Wr)・(θr0+θd)とされ、左右の車輪2の内の接地荷重が小さい車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正する。
ここで、図6を参照して、右の車輪2の調整キャンバ角θrについて説明する。図6は、車両1の正面図を模式的に示した模式図である。なお、図6では、車両1が平坦路を直進中の状態を図示している。
図6(a)に示すように、左右の車輪2(図6では、左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角がデフォルト角(本実施の形態では−3°)に調整されると、左右の車輪2にキャンバスラストFl,Frが発生する。ここで、車輪2に発生するキャンバスラストFは、キャンバスティフネス(単位キャンバ角当たりのキャンバスラスト)をK、車輪2の接地荷重をW、キャンバ角をθとすると、F=K・W・θとなる。よって、左右の車輪2の接地荷重Wl,Wrが等しければ、左右の車輪2のキャンバスラストFl,Frの関係は、Fl=Frとなる。
これに対し、図6(b)に示すように、車両1に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪2の接地荷重Wl,Wrに差が生じると(例えば、左の前輪2FLの接地荷重Wlが3600[N]、右の前輪2FRの接地荷重Wrが3000[N]となると)、左右の車輪2のキャンバ角が等しければ、左右の車輪2のキャンバスラストFl,Frは不均一となる(Fl≠Fr)。また、この場合には、接地荷重と比例関係にあるサスペンションストロークも左右の懸架装置4において異なるため、懸架装置4の構造上、左右の懸架装置4のサスペンションストロークが不均一となることに起因して、左右の車輪2のキャンバ角に差が生じる。
そこで、左右の車輪2の内の接地荷重が小さい車輪2(図6(b)では、右の前輪2FR)の調整キャンバ角θrを、上述した計算式θr=(Wl/Wr)・(θr0+θd)に基づいて、デフォルト角に対して補正する。ここで、例えば、左の前輪2FLの接地荷重Wlが3600[N]、右の前輪2FRの接地荷重Wrが3000[N]の場合、それら接地荷重Wl,Wrに基づいてサスペンションストロークを算出すると共に、その算出したサスペンストロークに基づいて左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角をキャンバ角マップ72bからそれぞれ読み出し、その読み出した左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角の差θdが−0.2°であったとすると、θr=(3600/3000)・(−3+−0.2)=−3.84となる。
このように、右の車輪2の調整キャンバ角θrをデフォルト角θr0に対して左右の車輪2の接地荷重Wl,Wr及び左右の車輪2のキャンバ角の差θdに基づいて補正することで、図6(c)に示すように、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の車輪2のキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両1に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪2(左の前輪2FLと右の前輪2FR、又は、左の後輪2RLと右の後輪2RR)の接地荷重に差が生じた場合でも、左右の車輪2にそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両1の直進安定性を確保することができる。
また、左右の車輪2の内の接地荷重が小さい車輪2のキャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正するので、接地荷重が小さい車輪2のキャンバスラストを増加させて、車両1の走行安定性を向上させることができる。
図5に戻って説明する。一方、S6の処理の結果、右の車輪2の接地荷重が左の車輪2の接地荷重より大きいと判断される場合には(S6:No)、基準キャンバ角メモリ72aに記憶されている右の車輪2のデフォルト角をそのまま(補正せずに)調整キャンバ角メモリ73aに書き写し、右の車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に設定する一方、左の車輪2のデフォルト角を補正して調整キャンバ角メモリ73aに書き込み、左の車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して補正した角度に設定して(S8)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。具体的には、左の車輪2の調整キャンバ角θlは、左の車輪2の接地荷重をWl、右の車輪2の接地荷重をWr、左の車輪2のデフォルト角をθl0、S5の処理で取得した左右の車輪2のキャンバ角の差をθdとすると、θl=(Wr/Wl)・(θl0+θd)とされ、左右の車輪2の内の接地荷重が小さい車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正する。
このように、左の車輪2の調整キャンバ角θlをデフォルト角θl0に対して左右の車輪2の接地荷重Wl,Wr及び左右の車輪2のキャンバ角の差θdに基づいて補正することで、右の車輪2の調整キャンバ角θrの場合と同様に、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の車輪2のキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両1に積載した重量が左右に偏るなどして左右の車輪2(左の前輪2FLと右の前輪2FR、又は、左の後輪2RLと右の後輪2RR)の接地荷重に差が生じた場合でも、左右の車輪2にそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両1の直進安定性を確保することができる。
また、左右の車輪2の内の接地荷重が小さい車輪2のキャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正するので、接地荷重が小さい車輪2のキャンバスラストを増加させて、車両1の走行安定性を向上させることができる。
これに対し、S1の処理の結果、車両1が平坦路に停車中でなく、平坦路を直進中でもないと判断される場合には(S1:No)、現在の走行路が左右に傾斜していたり車両1が旋回中であり、それら車両1の走行状態の一時的な要因が左右の車輪2の接地荷重に影響を及ぼす可能性があるため、S2以降の処理をスキップして、この調整キャンバ角補正処理を終了する。
次いで、図7を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図7は、キャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置100の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、0.2秒間隔で)で実行される処理であり、車両1の走行状態に応じて車輪2のキャンバ角を調整するための処理である。
CPU71は、キャンバ制御処理に関し、まず、車両1の走行状態が所定の条件を満たしているか否かを判断する(S11)。なお、S11の処理では、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63などの運転者により操作される操作部材の操作量が所定の操作量以上であるか否か、或いは、車両1の前後G及び横Gなどの車両1の状態量が所定値以上であるか否かを判断する。
その結果、車両1の走行状態が所定の条件を満たしていると判断される場合には(S11:Yes)、FL〜RRモータ44FL〜44RRを作動させて、各車輪2(左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整キャンバ角メモリ73aに記憶されている調整キャンバ角に調整して(S12)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、車両1の走行状態が所定の条件を満たす場合、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63の操作量が所定の操作量以上であったり車両1の前後G及び横Gが所定値以上であり、車両1が加速、制動または旋回している場合には、車輪2のキャンバ角を調整することで、車輪2に発生するキャンバスラストを利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。また、本実施の形態では、車輪2のキャンバ角を調整して、車輪2にネガティブキャンバを付与することで、第1トレッド21の高グリップ特性を発揮させることができる。
一方、S11の処理の結果、車両1の走行状態が所定の条件を満たしていないと判断される場合には(S11:No)、FL〜RRモータ44FL〜44RRを作動させて、各車輪2(左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を定常角に復帰させて(S13)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、車両1の走行状態が所定の条件を満たしていない場合、即ち、車両1の走行安定性を優先して確保する必要がない場合には、車輪2のキャンバ角を定常角に復帰させることで、キャンバスラストの影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、本実施の形態では、各車輪2のキャンバ角を定常角に復帰させることで、第2トレッド22の低転がり特性を発揮させることができる。
なお、図5に示すフローチャート(調整キャンバ角補正処理)において、請求項1記載の接地荷重情報取得手段としてはS2の処理が、キャンバ角補正手段としてはS7及びS8の処理が、請求項4記載の伸縮量取得手段としてはS5の処理においてサスストロークセンサ装置82によりサスペンションストロークを検出する処理または接地荷重センサ装置83により検出された車輪2の接地荷重に基づいてサスペンションストロークを算出する処理が、キャンバ角取得手段としてはS5の処理において左右の車輪2のキャンバ角をキャンバ角マップ72bから読み出す処理が、それぞれ該当する。また、図7に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載のキャンバ角調整手段としてはS12の処理が該当する。
次いで、図8から図11を参照して、第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、車両用制御装置100の制御対象である車両1が、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRを含む全ての車輪2のキャンバ角をキャンバ角調整装置44により調整可能に構成される場合を説明したが、第2実施の形態における車両201は、左右の後輪202RL,202RRのみのキャンバ角がキャンバ角調整装置244により調整可能とされ、左右の前輪202FL,202FRについてはキャンバ角の調整を行わない構成とされている。
また、第1実施の形態では、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRを含む全ての車輪2が同じ構成とされる場合を説明したが、第2実施の形態における車両201は、左右の前輪202FL,202FRと左右の後輪202RL,202RRとが異なる構成とされている。なお、第1実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図8は、第2実施の形態における車両用制御装置200が搭載される車両201を模式的に示した模式図である。なお、図8の矢印U−D,L−R,F−Bは、車両201の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
まず、車両201の概略構成について説明する。図8に示すように、車両201は、複数(本実施の形態では4輪)の車輪202を備え、それら車輪202は、車両201の前方側(矢印F方向側)に位置する左右の前輪202FL,202FRと、車両201の後方側(矢印B方向側)に位置する左右の後輪202RL,202RRとを備えている。なお、本実施の形態では、左右の前輪202FL,202FRは、車輪駆動装置3により回転駆動される駆動輪として構成される一方、左右の後輪202RL,202RRは、車両201の走行に伴って従動される従動輪として構成されている。
車輪202は、左右の前輪202FL,202FRが互いに同じ形状および特性に構成されると共に、左右の後輪202RL,202RRが互いに同じ形状および特性に構成されている。また、左右の前輪202FL,202FRは、そのトレッドの幅(図8左右方向の寸法)が、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅よりも広い幅に構成されている。なお、左右の前輪202FL,202FRのトレッドと左右の後輪202RL,202RRのトレッドとは同じ特性に構成されている。
また、車輪202は、左右の前輪202FL,202FRが懸架装置204により車体フレームBFに懸架される一方、左右の後輪202RL,202RRが懸架装置4により車体フレームBFに懸架されている。なお、懸架装置204は、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角を調整する機能が省略されている点(即ち、図2に示す懸架装置4において、FRモータ44FRによる伸縮機能が省略されている点)を除き、その他の構成は懸架装置4と同じ構成であるので、その説明を省略する。
このように、第2実施の形態における車両201は、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅が、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭くされているので、前輪202FL,202FRの路面に対する摩擦係数を、後輪202RL,202RRの路面に対する摩擦係数よりも大きくすることができる。その結果、制動力の向上を図ることができる。また、左右の前輪202FL,202FRが駆動輪とされる本実施の形態においては、加速性能の向上を図ることができる。
一方、左右の後輪202RL,202RRの転がり抵抗を、左右の前輪202FL,202FRの転がり抵抗よりも小さくできるので、その分、省燃費化を図ることができる。また、左右の後輪202RL,202RRにキャンバ角を付与できるので、車両201の旋回時には、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整することで、車両201の旋回特性をアンダステア傾向とすることができ、車両201の旋回安定性を確保することができる。更に、車両201の直進時には、左右の後輪202RL,202RRの横剛性を利用して、車両201の直進安定性を確保することができる。
車両用制御装置200は、上述したように構成される車両201の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル61,62やステアリング63の操作状態に応じてキャンバ角調整装置244(図9参照)を作動制御する。
次いで、図9を参照して、車両用制御装置200の詳細構成について説明する。図9は、車両用制御装置200の電気的構成を示したブロック図である。車両用制御装置200は、主に、第1実施の形態における車両用制御装置100のキャンバ角調整装置44に代えて、キャンバ角調整装置244を備えている。
キャンバ角調整装置244は、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整するための装置であり、左右の後輪202RL,202RRにキャンバ角をそれぞれ付与する合計2個のRL,RRモータ44RL,44RRと、それら各モータ44RL,44RRをCPU71からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路(図示せず)とを主に備えている。即ち、第2実施の形態におけるキャンバ角調整装置244は、第1実施の形態におけるキャンバ角調整装置44の一部(左右の前輪202FL,202FRに対応するFL,FRモータ44FL,44FR)を省略して構成されている。
サスストロークセンサ装置282は、各懸架装置4のサスペンションストロークを検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、各懸架装置4の伸縮量をそれぞれ検出するRL,RRサスストロークセンサ82RL,82RRと、それら各サスストロークセンサ82RL,82RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。即ち、第2実施の形態におけるサスストロークセンサ装置282は、第1実施の形態におけるサスストロークセンサ装置82の一部(左右の前輪202FL,202FRに対応するFL,FRサスストロークセンサ82FL,82FR)を省略して構成されている。
接地荷重センサ装置283は、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重をそれぞれ検出するRL,RR接地荷重センサ83RL,83RRと、それら各接地荷重センサ83RL,83RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。即ち、第2実施の形態における接地荷重センサ装置283は、第1実施の形態における接地荷重センサ装置83の一部(左右の前輪202FL,202FRに対応するFL,FR接地荷重センサ83FL,83FR)を省略して構成されている。
次いで、図10を参照して、第2実施の形態における調整キャンバ角補正処理について説明する。図10は、第2実施の形態における調整キャンバ角補正処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置200の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、5分間隔で)実行される処理であり、左右の後輪202RL,202RRの調整キャンバ角を補正するための処理である。
CPU71は、第2実施の形態における調整キャンバ角補正処理に関し、まず、車両201が平坦路に停車中または平坦路を直進中であるか否かを判断する(S201)。その結果、車両201が平坦路に停車中または平坦路を直進中であると判断される場合には(S1:Yes)、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を取得し(S202)、その取得した左右の後輪202RL,202RRの接地荷重に基づいて、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重が等しいか否かを判断する(S203)。なお、S202の処理では、接地荷重センサ装置283により左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を検出する、或いは、サスストロークセンサ装置282により検出されたサスペンションストロークに基づいて、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を算出する。
S203の処理の結果、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重が等しいと判断される場合には(S203:Yes)、基準キャンバ角メモリ72aに記憶されている左右の後輪202RL,202RRのデフォルト角をそのまま(補正せずに)調整キャンバ角メモリ73aに書き写し、左右の後輪202RL,202RRの調整キャンバ角を全てデフォルト角に設定して(S204)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。
一方、S203の処理の結果、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重が異なると判断される場合には(S203:No)、接地荷重と比例関係にあるサスペンションストロークも左右の懸架装置4において異なるため、懸架装置4の構造上、左右の懸架装置4のサスペンションストロークが不均一となることに起因して生じる左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差を取得する(S205)。なお、S205の処理では、サスストロークセンサ装置282により検出されたサスペンションストロークに基づいて、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をキャンバ角マップ72bからそれぞれ読み出すと共に、その読み出した左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角に基づいて、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差を取得する、或いは、接地荷重センサ装置283により検出された左右の後輪202RL,202RRの接地荷重に基づいてサスペンションストロークを算出し、その算出したサスペンションストロークに基づいて、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をキャンバ角マップ72bからそれぞれ読み出すと共に、その読み出した左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角に基づいて、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差を取得する。
S205の処理を実行した後は、左の後輪202RLの接地荷重が右の後輪202RRの接地荷重より大きいか否かを判断する(S206)。その結果、左の後輪202RLの接地荷重が右の後輪202RRの接地荷重より大きいと判断される場合には(S206:Yes)、基準キャンバ角メモリ72aに記憶されている右の後輪202RRのデフォルト角をそのまま(補正せずに)調整キャンバ角メモリ73aに書き写し、右の後輪202RRの調整キャンバ角をデフォルト角に設定する一方、左の後輪202RLのデフォルト角を補正して調整キャンバ角メモリ73aに書き込み、左の後輪202RLの調整キャンバ角をデフォルト角に対して補正した角度に設定して(S207)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。具体的には、左の後輪202RLの調整キャンバ角θlは、左の後輪202RLの接地荷重をWl、右の後輪202RRの接地荷重をWr、左の後輪202RLのデフォルト角をθl0、S205の処理で取得した左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差をθdとすると、θl=(Wr/Wl)・(θl0+θd)とされ、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正する。
このように、左の後輪202RLの調整キャンバ角θlをデフォルト角θl0に対して左右の後輪202RL,202RRの接地荷重Wl,Wr及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差θdに基づいて補正することで、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の後輪202RL,202RRのキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両201に積載した重量が左右に偏るなどして左右の後輪202RL,202RRの接地荷重に差が生じた場合でも、左右の後輪202RL,202RRにそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両201の直進安定性を確保することができる。
また、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202のキャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正するので、接地荷重が大きい車輪202におけるタイヤ(トレッド)の偏摩耗を抑制することができる。即ち、キャンバ角が大きいほどタイヤの偏摩耗は進行し易いので、キャンバ角の絶対値が小さくなるように接地荷重が大きい車輪202のキャンバ角を補正することで、かかる車輪202におけるタイヤの偏摩耗を抑制できると共に、タイヤの偏摩耗を抑制して、タイヤの接地面が不均一となるのを防止することができる。よって、タイヤの寿命を向上させると共に車両201の走行安定性を向上させることができる。更に、タイヤの偏摩耗を抑制できるので、その分、省燃費化を図ることができる。
一方、S206の処理の結果、右の後輪202RRの接地荷重が左の後輪202RLの接地荷重より大きいと判断される場合には(S206:No)、基準キャンバ角メモリ72aに記憶されている左の後輪202RLのデフォルト角をそのまま(補正せずに)調整キャンバ角メモリ73aに書き写し、左の後輪202RLの調整キャンバ角をデフォルト角に設定する一方、右の後輪202RRのデフォルト角を補正して調整キャンバ角メモリ73aに書き込み、右の後輪202RRの調整キャンバ角をデフォルト角に対して補正した角度に設定して(S208)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。具体的には、右の後輪202RRの調整キャンバ角θrは、左の後輪202RLの接地荷重をWl、右の後輪202RRの接地荷重をWr、右の後輪202RRのデフォルト角をθr0、S5の処理で取得した左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差をθdとすると、θr=(Wl/Wr)・(θr0+θd)とされ、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正する。
このように、右の後輪202RRの調整キャンバ角θrをデフォルト角θr0に対して左右の後輪202RL,202RRの接地荷重Wl,Wr及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差θdに基づいて補正することで、左の後輪202RLの調整キャンバ角θlの場合と同様に、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の後輪202RL,202RRのキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両201に積載した重量が左右に偏るなどして左右の後輪202RL,202RRの接地荷重に差が生じた場合でも、左右の後輪202RL,202RRにそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両201の直進安定性を確保することができる。
また、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202のキャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正するので、接地荷重が大きい車輪202におけるタイヤ(トレッド)の偏摩耗を抑制できると共に、タイヤの偏摩耗を抑制して、タイヤの接地面が不均一となるのを防止することができる。よって、タイヤの寿命を向上させると共に車両202の走行安定性を向上させることができる。更に、タイヤの偏摩耗を抑制できるので、その分、省燃費化を図ることができる。
これに対し、S201の処理の結果、車両201が平坦路に停車中でなく、平坦路を直進中でもないと判断される場合には(S201:No)、現在の走行路が左右に傾斜していたり車両201が旋回中であり、それら車両201の走行状態の一時的な要因が左右の後輪202RL,202RRの接地荷重に影響を及ぼす可能性があるため、S202以降の処理をスキップして、この調整キャンバ角補正処理を終了する。
次いで、図11を参照して、第2実施の形態におけるキャンバ制御処理について説明する。図11は、第2実施の形態におけるキャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置200の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、0.2秒間隔で)で実行される処理であり、車両201の走行状態に応じて左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整するための処理である。
CPU71は、キャンバ制御処理に関し、まず、車両201の走行状態が所定の条件を満たしているか否かを判断する(S211)。なお、S211の処理では、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63などの運転者により操作される操作部材の操作量が所定の操作量以上であるか否か、或いは、車両201の前後G及び横Gなどの車両201の状態量が所定値以上であるか否かを判断する。
その結果、車両201の走行状態が所定の条件を満たしていると判断される場合には(S211:Yes)、RL,RRモータ44RL,44RRを作動させて、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整キャンバ角メモリ73aに記憶されている調整キャンバ角に調整して(S212)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、車両201の走行状態が所定の条件を満たす場合、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63の操作量が所定の操作量以上であったり車両201の前後G及び横Gが所定値以上であり、車両201が加速、制動または旋回している場合には、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整することで、左右の後輪202RL,202RRに発生するキャンバスラストを利用して、車両201の走行安定性を確保することができる。
一方、S211の処理の結果、車両201の走行状態が所定の条件を満たしていないと判断される場合には(S211:No)、RL,RRモータ44RL,44RRを作動させて、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を定常角に復帰させて(S213)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、車両201の走行状態が所定の条件を満たしていない場合、即ち、車両201の走行安定性を優先して確保する必要がない場合には、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を定常角に復帰させることで、キャンバスラストの影響を回避して、省燃費化を図ることができる。
なお、図10に示すフローチャート(調整キャンバ角補正処理)において、請求項1記載の接地荷重情報取得手段としてはS202の処理が、キャンバ角補正手段としてはS207及びS208の処理が、請求項4記載の伸縮量取得手段としてはS205の処理においてサスストロークセンサ装置82によりサスペンションストロークを検出する処理または接地荷重センサ装置83により検出された車輪2の接地荷重に基づいてサスペンションストロークを算出する処理が、キャンバ角取得手段としてはS205の処理において左右の車輪2のキャンバ角をキャンバ角マップ72bから読み出す処理が、それぞれ該当する。また、図11に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載のキャンバ角調整手段としてはS212の処理が該当する。
次いで、図12を参照して、第3実施の形態について説明する。第2実施の形態では、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重が異なる場合に、接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正する場合を説明したが、第3実施の形態では、接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正すると共に、接地荷重が小さい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正する。
なお、第3実施の形態では、第2実施の形態における車両201を車両用制御装置200により制御する場合を例に説明する。また、第2実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図12は、第3実施の形態における調整キャンバ角補正処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置200の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、5分間隔で)実行される処理であり、左右の後輪202RL,202RRの調整キャンバ角を補正するための処理である。
CPU71は、第3実施の形態における調整キャンバ角補正処理に関し、S206の処理の結果、左の後輪202RLの接地荷重が右の後輪202RRの接地荷重より大きいと判断される場合には(S206:Yes)、左右の後輪202RL,202RRのデフォルト角を補正して調整キャンバ角メモリ73aに書き込み、左右の後輪202RL,202RRの調整キャンバ角をいずれもデフォルト角に対して補正した角度に設定して(S307)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。具体的には、左の後輪202RLの調整キャンバ角θlは、左の後輪202RLのデフォルト角をθl0、S205の処理で取得した左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差をθdとすると、θl=θl0−θdとされ、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正する。一方、右の後輪202RRの調整キャンバ角θrは、左の後輪202RLの接地荷重をWl、右の後輪202RRの接地荷重をWr、右の後輪202RRのデフォルト角をθr0とすると、θr=(Wl/Wr)・θr0とされ、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が小さい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正する。
一方、S206の処理の結果、右の後輪202RRの接地荷重が左の後輪202RLの接地荷重より大きいと判断される場合には(S206:No)、左右の後輪202RL,202RRのデフォルト角を補正して調整キャンバ角メモリ73aに書き込み、左右の後輪202RL,202RRの調整キャンバ角をいずれもデフォルト角に対して補正した角度に設定して(S308)、この調整キャンバ角補正処理を終了する。具体的には、左の後輪202RLの調整キャンバ角θlは、左の後輪202RLの接地荷重をWl、右の後輪202RRの接地荷重をWr、左の後輪202RLのデフォルト角をθl0とすると、θl=(Wr/Wl)・θl0とされ、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が小さい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正する。一方、右の後輪202RRの調整キャンバ角θrは、右の後輪202RRのデフォルト角をθr0、S205の処理で取得した左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差をθdとすると、θr=θr0−θdとされ、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正する。
このように、左右の後輪202RL,202RRの調整キャンバ角θl,θrをデフォルト角θl0,θr0に対して左右の後輪202RL,202RRの接地荷重Wl,Wr及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差θdに基づいて補正することで、接地荷重の差に起因して不均一となる左右の後輪202RL,202RRのキャンバスラストを等しくすることができる。これにより、車両201に積載した重量が左右に偏るなどして左右の後輪202RL,202RRの接地荷重に差が生じた場合でも、左右の後輪202RL,202RRにそれぞれ発生するキャンバスラストを等しくして、車両201の直進安定性を確保することができる。
また、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が大きい車輪202のキャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正するので、接地荷重が大きい車輪202におけるタイヤ(トレッド)の偏摩耗を抑制して、タイヤの寿命を向上させることができる。同時に、左右の後輪202RL,202RRの内の接地荷重が小さい車輪202のキャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正するので、接地荷重が小さい車輪202のキャンバスラストを増加させて、車両201の走行安定性を向上させることができる。
なお、図12に示すフローチャート(調整キャンバ角補正処理)において、請求項1記載の接地荷重情報取得手段としてはS202の処理が、キャンバ角補正手段としてはS307及びS308の処理が、請求項4記載の伸縮量取得手段としてはS205の処理においてサスストロークセンサ装置82によりサスペンションストロークを検出する処理または接地荷重センサ装置83により検出された車輪2の接地荷重に基づいてサスペンションストロークを算出する処理が、キャンバ角取得手段としてはS205の処理において左右の車輪2のキャンバ角をキャンバ角マップ72bから読み出す処理が、それぞれ該当する。
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。例えば、上記各実施の形態で説明したデフォルト角および定常角は任意に設定することができる。
上記各実施の形態では、ナビゲーション装置81により取得した車両1の現在位置における道路情報に基づいて、現在の走行路が平坦路であるか否かを判断する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、他の入出力装置90として例示したジャイロセンサ装置により検出された車両1,201のロール角およびピッチ角に基づいて、現在の走行路が平坦路であるか否かを判断しても良い。
上記各実施の形態では、左右の車輪2(左の前輪2FLと右の前輪2FR、左の後輪2RLと右の後輪2RR)又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重が異なる場合に、左右の車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重および左右の車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差に基づいて、車輪2,202のデフォルト角を補正する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左右の車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差を考慮せず、左右の車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重のみに基づいて、車輪2,202のデフォルト角を補正しても良い。これにより、両用制御装置100,200による制御を簡素化することができる。
上記第1実施の形態では、左右の車輪2(左の前輪2FLと右の前輪2FR、左の後輪2RLと右の後輪2RR)の接地荷重が異なる場合に、接地荷重が小さい車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正し、上記第2実施の形態では、左右の後輪202RL,202RRの接地荷重が異なる場合に、接地荷重が大きい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記第1実施の形態において、接地荷重が大きい車輪2の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が小さくなるように補正したり、上記第2実施の形態において、接地荷重が小さい車輪202の調整キャンバ角をデフォルト角に対して絶対値が大きくなるように補正しても良い。
上記各実施の形態では、懸架装置4が、サスペンションストロークに応じて車輪2,202のキャンバ角が変化する構造、いわゆるストラット式のサスペンションとして構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、サスペンションストロークが変化しても車輪2,202のキャンバ角の変化がほぼ生じない構造、いわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンションにより懸架装置4を構成しても良い。この場合には、車輪2,202のデフォルト角を補正する場合に、左右の車輪2(左の前輪2FLと右の前輪2FR、左の後輪2RLと右の後輪2RR)又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角の差を考慮しなくとも、左右の車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバスラストを等しくするべく十分な精度で車輪2,202のデフォルト角を補正できるので、車両用制御装置100,200による制御を簡素化することができる。
上記各実施の形態では、アクセルペダル61、ブレーキペダル62及びステアリング63などの運転者により操作される操作部材の操作量または車両1,201の前後G及び横Gなどの車両1,201の状態量に基づいて、各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整キャンバ角に調整する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、それらに代えて、或いは、それらに加えて、他の条件に基づいて各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整キャンバ角に調整することは当然可能である。他の条件としては、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63の操作速度や操作加速度などのように、運転者により操作される操作部材の状態を示すものでも良く、或いは、車両1,201自体の状態を示すものでも良い。車両1,201自体の状態を示すものとしては、他の入出力装置90として例示したジャイロセンサ装置により検出された車両1,201のロール角やヨー角などが例示される。また、ナビゲーション装置81により取得した車両1,201の現在位置における道路情報に基づいて、各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整キャンバ角に調整しても良い。これにより、走行経路の先にカーブ等が存在する場合には、車両1,201がカーブ等に到達する前に、各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を調整できるので、車両1,201の走行安定性を事前に確保することができる。
上記各実施の形態では、デフォルト角がROM72に予め記憶された一定値である場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、データを書き換え可能なRAM73にデフォルト角を記憶すると共に、他の入出力装置90として例示したワイパセンサ装置や路面状況センサ装置により天候や路面の状況を取得し、その取得した天候や路面の状況に応じてデフォルト角を変更する構成としても良い。これにより、天候や路面の状況に応じて車両1,201の走行安定性を向上させることができる。
上記各実施の形態では、各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を取得するための一例として、サスペンションストロークに基づいて、各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を算出する場合を説明したが、この場合に、サスペンションストロークと各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重との関係を天候や路面の状況に応じて取得するための手段を設けると共に、他の入出力装置90として例示したワイパセンサ装置や路面状況センサ装置により天候や路面の状況を取得し、その取得した天候や路面の状況に応じて、かかる手段により各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を取得する構成としても良い。これにより、天候や路面の状況に伴う各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重の変化を考慮して、各車輪2又は左右の後輪202RL,202RRの接地荷重を取得できるので、左右の車輪2(左の前輪2FLと右の前輪2FR、左の後輪2RLと右の後輪2RR)又は左右の後輪202RL,202RRのキャンバスラストを高精度に等しくすることができる。
上記各実施の形態では説明を省略したが、各実施の形態における車両1,201の車輪2,202の一部または全部を、他の実施の形態における車輪2,202の一部または全部と置換しても良い。例えば、第1実施の形態における車両用制御装置100により制御される車両1の車輪2を、第2実施の形態における車両201の車輪202に変更しても良い。
上記第1実施の形態では、車両用制御装置100の制御対象である車両1の車輪2が、第1トレッド21及び第2トレッド22の2種類のトレッドを備える場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第1トレッド21、第2トレッド22及び第3トレッドの3種類のトレッドを備える構成としても良い。この場合には、各車輪2において、第1トレッド21を車両1の内側に配置すると共に、第3トレッドを車両1の外側に配置し、第2トレッド22を第1トレッド21と第3トレッドとの間に配置する。また、第2トレッド22を第1トレッド21及び第3トレッドよりも硬度の高い材料により構成して、第2トレッド422を、少なくとも第3トレッドに比して、転がり抵抗の小さい特性(低転がり抵抗)に構成することで、上記第1実施の形態と同様の効果を奏することができる。
上記第2実施の形態では、左右の後輪202RL,202RRを、左右の前輪202FL,202FRよりも低転がり抵抗とするための手法として、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅を、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭くする手法を一例として説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の手法を採用しても良い。
例えば、他の手法としては、左右の後輪202RL,202RRのトレッドを、左右の前輪202FL,202FRのトレッドよりも硬度の高い材料から構成し、左右の前輪202FL,202FRのトレッドを左右の後輪202RL,202RRのトレッドよりもグリップ力の高い特性(高グリップ性)とする一方、左右の後輪202RL,202RRのトレッドを左右の前輪202FL,202FRのトレッドよりも転がり抵抗の小さい特性(低転がり抵抗)とする第1の手法、左右の後輪202RL,202RRのトレッドのパターンを、左右の前輪202FL,202FRのトレッドのパターンよりも低転がり抵抗のパターンとする(例えば、左右の後輪202RL,202RRのトレッドのパターンをラグタイプ又はブロックタイプとし、左右の後輪202RL,202RRのトレッドのパターンをリブタイプとする)第2の手法、左右の後輪202RL,202RRの空気圧を、左右の前輪202FL,202FRの空気圧よりも高圧とする第3の手法、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの厚み寸法を、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの厚み寸法よりも薄い寸法とする第4の手法、或いは、これら第1から第4の手法および第2実施の形態における手法(トレッドの幅を異ならせる手法)の一部または全部を組み合わせる第5の手法、が例示される。
上記第2実施の形態では、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅を、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭くする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅を、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅と同一の幅としても良い。この場合でも、かかる構成に上述した第1から第4の手法の一部または全部を組み合わせることで、左右の後輪202RL,202RRを、左右の前輪202FL,202FRよりも低転がり抵抗とすることができる。よって、車両1の走行安定性と省燃費化との両立を図ることができる。
また、上記第2実施の形態では、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅が、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭くされる場合を説明したが、これに加え、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅を次のように構成することが好ましい。即ち、タイヤ幅L([mm])をタイヤ外径R([mm])で除した値(L/R)を0.1より大きく、かつ、0.4より小さくすることが好ましく(0.1<L/R<0.4)、0.1より大きく、かつ、0.3より小さくすることが更に好ましい(0.1<L/R<0.3)。これにより、車両201の走行安定性を確保しつつ、転がり抵抗を小さくして、省燃費化の向上を図ることができる。なお、トレッドの幅は、リム幅よりも大きくタイヤ幅よりも小さな値となる。
上記第2実施の形態では、左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅を、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭く構成する場合を説明した。この場合の左右の後輪202RL,202RRのトレッドの幅の設定方法について説明する。
図13は、懸架装置4に支持された後輪1202RL,1202RRの正面図であり、図14は、懸架装置4に支持された後輪202RL,202RRの正面図である。なお、これら図13及び図14は、図2に対応する正面図であり、右の後輪1202RR,202RRのみを図示すると共に、懸架装置4の図示が簡略化されている。また、図13及び図14では、車体Bの外形を通る鉛直線(矢印U−D方向線、図2参照)を外形線S(即ち、車両201の全幅を示す線)として二点鎖線を用いて図示している。
後輪1202RL,1202RRは、第2実施の形態で説明した前輪202FL,202FRと同一の幅に構成された車輪である。ここで、車両201は、前後の全車輪202を懸架装置204により支持する既存の車両に対し、後輪側の懸架装置204にのみRL,RRモータ44RL,44RRによる伸縮機能を追加して懸架装置4とすることで構成された車両である。よって、車両201は、図13(a)に示すように、少なくともキャンバ角が定常角(=0°)においては、後輪1202RL,1202RRを外形線Sから外側に突出させない(即ち、保安基準を満たす)ように装着可能とされている。
しかしながら、後輪1202RL,1202RRのキャンバ角を調整する制御を行う場合には、図13(b)に示すように、後輪1202RL,1202RRが外形線Sを越えて外側へ突出し、保安基準を満たすことができないという問題点があった。そのため、後輪1202RL,1202RRのキャンバ角を調整可能な範囲が限定され、十分な角度のキャンバ角を付与することができないという問題点があった。
この場合、懸架装置4自体の配設位置を車両201の内側(図13(a)右側)へ移動させることで、キャンバ角の調整可能範囲を確保することも考えられるが、車両201に大幅な構造の変更を加えることが必要となるため、コストが嵩み、現実的でない。一方、後輪1202RL,1202RRのホイールオフセットを車輪中心線Cから車両201の外側(図13(a)左側)に移動させることで、車両201への構造の変更を行うことなく、比較的大きな角度のキャンバ角を後輪1202RL,1202RRに付与することが可能となる。しかしながら、この場合には、ホイールオフセットの分だけ、後輪1202RL,1202RR自体が車両201の内側へ移動することとなるので、車体Bとの干渉が避けられない。
そこで、本願出願人は、図14に示すように、後輪202RL,202RRのタイヤ幅Wlを狭くすることで、既存の車両(車両201)に大幅な構造の変更を加えることを不要とし、かつ、保安基準を満たしながら、キャンバ角の調整可能範囲を十分に確保することを可能とする構成に想到した。
後輪202RL,202RRのタイヤ幅Wlの設定方法について、図13から図15を参照して説明する。図15は、懸架装置4に支持された車輪の正面図を模式的に図示した模式図であり、キャンバ角θのネガティブキャンバが付与された状態が図示されている。
図15に示すように、車輪の幅寸法をタイヤ幅Wと、直径をタイヤ径Rと、タイヤ中心線(車輪中心線)Cからホイール座面Tまでの距離をホイールオフセットAと、それぞれ規定する。この場合、車輪が外側へ最も突出する位置であるタイヤ外側端Mから、車輪の回転軸とホイール座面Tとの交点である原点Oまでの水平方向の距離である距離Lは次のように算出される。
即ち、図15に示すように、車輪の回転軸と車輪の外側面との交点である位置Pと原点Oとを結ぶ距離は、タイヤ幅Wの半分の値からホイールオフセットAを除算した値(W/2−A)となるので、位置Pから原点Oまでの水平方向の距離である距離Jは、三角比の関係から、J=(W/2−A)・cosθとなる。
一方、位置Pとタイヤ外側端Mとを結ぶ距離は、タイヤ径Rの半分の値(R/2)となるので、タイヤ外側端Kから位置Pまでの水平方向の距離である距離Kは、三角比の関係から、K=(R/2)・sinθとなる。
よって、距離Lは、距離Jと距離Kとの和であるので、これらを加算して、L=(W/2−A)・cosθ+(R/2)・sinθとなる。この関係式をタイヤ幅Wでまとめると、W=2A−R・tanθ+2L/cosθとなる。
車輪のタイヤ外側端Mが車両201の外形線Sを越えて外側へ突出せず、保安基準を満たすためには、距離Lが、原点Oから外形線Sまでの水平方向の距離である距離Z(図13(b)及び図14(b)参照)より小さくなれば良い。よって、タイヤ幅Wを定める上記の式に対し、距離Lの最大値(即ち、距離Z)と、車輪に付与するキャンバ角θの最大値(例えば、3°)とを当てはめることで、車輪のタイヤ幅Wの最大値を決定することができる。
即ち、図13に示す後輪1202RL,1202RRについては、タイヤ外側端Mが外形線Sを越えて外側に突出しないための最大のキャンバ角をθwとすると、そのタイヤ幅Wwは、W=2A−R・tanθw+2Z/cosθwとなり、図14に示す後輪302RL,302RRについては、タイヤ外側端Mが外形線Sを越えて外側に突出しないための最大のキャンバ角をθlとすると、そのタイヤ幅Wlは、W=2A−R・tanθl+2Z/cosθlとなる。
なお、各車輪のトレッドの幅は、タイヤ幅Wを越えない範囲に設定される。なお、タイヤ幅Wの最小値は、タイヤ外側端Mをホイール座面Tよりも内側へ配置できないことから、ホイールオフセットAの2倍の値となる。
以上のように、タイヤ幅Wを定める上記の式によれば、車輪のタイヤ幅W(即ち、トレッドの幅)を狭くすることで、車輪に付与するキャンバ角θの最大値を大きくすることができる。即ち、第2実施の形態で説明したように、後輪202RL,202RRのトレッドの幅(タイヤ幅W)を、前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭くすることで、既存の車両(車両201)に大幅な構造の変更を加えることを不要とし、かつ、保安基準を満たしつつ、後輪202RL,202RRにおけるキャンバ角の調整可能範囲を確保することができる。
なお、この場合には、前輪202FL,202FRのトレッドの幅を広くすることができるので、制動力の向上を図ることができる。特に、前輪202FL,202FRが駆動輪とされる第2実施の形態においては、加速性能の向上を図ることができる。一方、後輪202RL,202RRのトレッドの幅を、左右の前輪202FL,202FRのトレッドの幅よりも狭くすることで、これら後輪202RL,202RRの転がり抵抗を、前輪202FL,202FRの転がり抵抗よりも小さくすることができ、その分、省燃費化を図ることができる。
100,200 車両用制御装置
1,201 車両
2,202 車輪
2FL,202FL 左の前輪(車輪の一部)
2FR,202FR 右の前輪(車輪の一部)
2RL,202RL 左の後輪(車輪の一部)
2RR,202RR 右の後輪(車輪の一部)
4 懸架装置
44,244 キャンバ角調整装置
44FL FLモータ(キャンバ角調整装置の一部)
44FR FRモータ(キャンバ角調整装置の一部)
44RL RLモータ(キャンバ角調整装置の一部)
44RR RRモータ(キャンバ角調整装置の一部)
BF 車体フレーム(車体)
1,201 車両
2,202 車輪
2FL,202FL 左の前輪(車輪の一部)
2FR,202FR 右の前輪(車輪の一部)
2RL,202RL 左の後輪(車輪の一部)
2RR,202RR 右の後輪(車輪の一部)
4 懸架装置
44,244 キャンバ角調整装置
44FL FLモータ(キャンバ角調整装置の一部)
44FR FRモータ(キャンバ角調整装置の一部)
44RL RLモータ(キャンバ角調整装置の一部)
44RR RRモータ(キャンバ角調整装置の一部)
BF 車体フレーム(車体)
Claims (4)
- 左右の車輪と、それら左右の車輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記キャンバ角調整装置を作動させて、前記左右の車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整手段と、
前記左右の車輪の接地荷重に関する情報を取得する接地荷重情報取得手段と、
その接地荷重情報取得手段により取得した前記左右の車輪の接地荷重に関する情報に基づいて、前記左右の車輪に発生するキャンバスラストが等しくなるように、前記キャンバ角調整手段により調整する前記左右の車輪のキャンバ角を補正するキャンバ角補正手段と、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。 - 前記キャンバ角補正手段は、前記左右の車輪の内の接地荷重が小さい車輪のキャンバ角を、前記キャンバ角調整手段により調整するキャンバ角の絶対値よりも大きくなるように補正することを特徴とする請求項1記載の車両用制御装置。
- 前記キャンバ角補正手段は、前記左右の車輪の内の接地荷重が大きい車輪のキャンバ角を、前記キャンバ角調整手段により調整するキャンバ角の絶対値よりも小さくなるように補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用制御装置。
- 伸縮可能に構成され前記左右の車輪を前記車両の車体に懸架する懸架装置の伸縮量を取得する伸縮量取得手段と、
その伸縮量取得手段により取得した前記懸架装置の伸縮量と、その伸縮量に応じて変化する前記左右の車輪のキャンバ角との関係を取得するキャンバ角取得手段と、を備え、
前記キャンバ角補正手段は、前記キャンバ角取得手段により取得した前記懸架装置の伸縮量と前記左右の車輪のキャンバ角との関係に基づいて、前記左右の車輪のキャンバ角を補正することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車両用制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009226226A JP2011073542A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 車両用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009226226A JP2011073542A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 車両用制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2011073542A true JP2011073542A (ja) | 2011-04-14 |
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Family Applications (1)
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JP2009226226A Withdrawn JP2011073542A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 車両用制御装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-09-30 JP JP2009226226A patent/JP2011073542A/ja not_active Withdrawn
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