JP5040302B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪と、その車輪のキャンバー角を調整するアクチュエータ装置とを備えた車両に対し、アクチュエータ装置を作動させ、車輪のキャンバー角を制御する車両用制御装置に関し、特に、車輪の制動力又は駆動力の向上を図ることができる車両用制御装置に関するものである。

車輪を制御して、その制動力や駆動力の増加を図る技術としては、例えば、アンチロック制御やトラクションコントロール制御が存在する。アンチロック制御の一従来例では、車両の制動時に、車輪のスリップ率を制御して、車輪のロックを回避することで、過大なブレーキ作動力（例えば、ブレーキ圧）に起因する車輪の制動力の低下を防止している（例えば、特許文献１）。

また、トラクションコントロール技術の一従来例では、駆動力がデファレンシャル機構を介して左右の車輪（駆動輪）に伝達される構造において、駆動輪の一方がスリップした場合に、そのスリップしている駆動輪を制動して駆動トルクを滅殺することで、他方の駆動輪に駆動トルクが伝達されなくなることを防止している（例えば、特許文献２）。
特開平５−１５５３２５号公報 特開２００４−１２３０８４号公報

しかしながら、上述した従来の技術のように、車輪のスリップを抑制することで制動力又は駆動力の向上を図るという技術では、制動力又は駆動力の向上に限界があるという問題点があった。即ち、制動力又は駆動力は、車輪が走行する路面状態（例えば、摩擦係数μ）に依存するため、従来の技術では、路面状態によって定まる制動力又は駆動力の最大値を越えることができない。

本発明は、上述した事情を背景として、車輪の制御技術に関する新たな手法を提供するためになされたものであり、車輪の制動力又は駆動力の向上を図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、車輪と、その車輪のキャンバー角を調整するアクチュエータ装置とを備えた車両に対し、前記アクチュエータ装置を作動させて、前記車輪のキャンバー角を制御する車両用制御装置であって、前記車輪は、操舵可能に構成されており、前記アクチュエータ装置は、前記車輪の舵角を調節可能に構成されており、前記アクチュエータ装置を作動させ、前記車輪のキャンバー角を第１の方向に第１の角度だけ変化させる第１のキャンバー角調整動作と、その第１のキャンバー角調整動作の後に前記車輪のキャンバー角を前記第１の方向とは反対方向となる第２の方向に第２の角度だけ変化させる第２のキャンバー角調整動作とを実行する第１のアクチュエータ装置作動手段と、前記車輪の状態を判断する判断手段と、前記アクチュエータ装置を作動させ、前記車輪を第１の操舵方向に第１の角度だけ操舵する第１の操舵動作と、その第１の操舵動作の後に前記第１の操舵方向とは反対方向となる第２の操舵方向に第２の角度だけ操舵する第２の操舵動作とを実行する第２のアクチュエータ装置作動手段とを備え、前記第１のアクチュエータ装置作動手段と、前記第２のアクチュエータ装置作動手段とは、前記判断手段の判断結果に基づいて選択的に前記アクチュエータ装置を作動させる。

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、前記車輪がスリップ領域にあるか否かを判断する状態判断手段を備え、前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断された場合に、前記アクチュエータ装置を作動させる。

請求項３記載の車両用制御装置は、請求項２に記載の車両用制御装置において、前記判断手段は、前記車輪が制動状態にあるか否かを判断する制動判断手段と、前記車輪が直進状態にあるか否かを判断する直進判断手段とを備え、前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断され、更に、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にないと判断された場合、または、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断され、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にあると判断され、更に、前記直進判断手段により前記車輪が直進状態にないと判断された場合に前記アクチュエータ装置を作動させ、前記第２のアクチュエータ装置作動手段は、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断され、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にあると判断され、更に、前記直進判断手段により前記車輪が直進状態にあると判断された場合に前記アクチュエータ装置を作動させる。

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、前記車輪は、車体を挟んで左右に備えられており、前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記左右の車輪のキャンバー角が互いに反対方向に変化するように前記アクチュエータ装置を作動させ、前記第２のアクチュエータ装置作動手段は、前記左右の車輪が互いに反対方向に操舵されるように前記アクチュエータ装置を作動させる。

請求項１記載の車両用制御装置によれば、第１のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させることで、キャンバー角を変化させることができる。このように、キャンバー角を変化させることで、路面と車輪の接地面との間の接地状態を改善して、車輪の制動力又は駆動力の向上を図ることができるという効果がある。また、車輪の制動力又は駆動力の向上を図る目的で、車輪の舵角を変化させることも考えられるが、車輪のキャンバー角を変化させる方が、車輪の舵角を変化させるよりも、車輪の転がり抵抗や横力が小さい。よって、同様の目的で、車輪の舵角を変化させるよりも、車輪のキャンバー角を変化させる方が、低燃費であり、且つ、車両に与える挙動を抑制することができるという効果がある。

即ち、本発明によれば、キャンバー角を変化させることで、制動又は駆動の妨げとなる路面上の物体を路面と車輪の接地面との間から外部に押しのけることができるので、その分、路面と車輪の接地面との間の密着度を高める（接地状態を改善する）ことができ、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

具体的な事例としては、例えば、雪道を走行する場合が例示される。この場合には、キャンバー角を変化させることで、路面と車輪の接地面との間に発生する水膜を外部に押しのけることができるので、路面と車輪の接地面との間の密着度を高め、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、キャンバー角を変化させることで、路面の表面を破壊して新たな路面を露出させ、車輪の接地面を新鮮な路面に接地させることができるので、その分、路面と車輪の接地面との間の密着度を高め（接地状態を改善して）、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

具体的な事例としては、例えば、非舗装路面を走行する場合が例示される。この場合には、キャンバー角を変化させることで、路面の凹凸を破壊して、下層から新たな路面を露出させる、或いは、平坦な路面に整地することができるので、路面と車輪の接地面との密着度を高め、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、キャンバー角を変化させることで、路面との接地面積の増加（接地状態の改善）を図ることができるので、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、上述したように、キャンバー角を変化させることで、路面上の物体を路面と車輪の接地面との間から外部に押しのけることができるが、この場合には、物体を押しのけるための抵抗力が発生するので、かかる抵抗力を制動力又は駆動力として利用することでき、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。
また、第２のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させることで、車輪を操舵させることができる。このように、車輪を操舵することで、路面と車輪の接地面との間の接地状態を改善して、車輪の制動力又は駆動力の向上を図ることができるという効果がある。
また、判断手段によって判断される車輪の状態に基づいて、第１のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させるのか、または、第２のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させるのかが、選択されるので、車輪の状態に応じて、最適な一方によってアクチュエータ装置を作動させることができる。
更に、第１のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させる場合には、第２のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させる場合よりも、車輪にかかる転がり抵抗や横力が小さいという特色がある。よって、例えば、車輪が制動中であって、更に、旋回中の場合には、第２のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させるよりも、第１のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させることで、車輪にかかる転がり抵抗や横力が小さくなり、低燃費で、且つ、円滑に車両を旋回させることができる。尚、本発明における車輪の状態とは、例えば、車輪が制動中であるか、直進中であるか、旋回中であるか等が含まれる。

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、第１のアクチュエータ装置作動手段によるアクチュエータ装置の作動は、車輪の運動特性がスリップ領域にあると状態判定手段により判断された場合に行われるので、車輪の制動力又は駆動力の向上を効率的に図ることができるという効果がある。

即ち、車輪の運動特性が非スリップ状態にあるということは、スリップ率が増加するに従って路面から車輪の接地面に働く制動力又は駆動力も増加する状態にあるということなので、この場合には、本発明を適用しなくとも、加減速時における車輪の制動力又は駆動力を最大とすることができる。

一方、車輪の運動特性がスリップ状態にあるということは、スリップ率が増加するに従って路面から車輪の接地面に働く制動力又は駆動力が減少する状態にあるということであり、この状態のまま加減速したのでは、スリップ率が更に増加して、路面から車輪の接地面に働く制動力又は駆動力の減少を招く。

そこで、本発明のように、第１のアクチュエータ作動手段によるアクチュエータ装置の作動を車輪の運動特性がスリップ状態にあると判断された場合に行うことで、路面と車輪の接地面との接地状態を改善して、車輪のグリップを回復（スリップ状態から非スリップ状態へ遷移）させることで、制動力又は駆動力の向上を効率的に図ることができる。

請求項３記載の車両用制御装置によれば、請求項２に記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、第１のアクチュエータ装置作動手段は、車輪がスリップ領域にあり、且つ、制動状態にない場合、または、車輪がスリップ領域にあり、且つ、制動状態にあり、更に、直進状態にない場合にアクチュエータ装置を作動させるので、制動力又は駆動力を効率的に向上させることができるという効果がある。一方、第２のアクチュエータ装置作動手段は、車輪がスリップ領域にあり、且つ、制動状態にあり、更に、直進状態にある場合にアクチュエータ装置を作動させるので、制動力を効率的に向上させることができるという効果がある。

即ち、第２のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させる場合には、第１のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させる場合よりも、車輪にかかる転がり抵抗が大きくなるので、かかる場合に、第２のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させることで、制動力を効率的に向上させることができるという効果がある。反対に、かかる場合以外では、第１のアクチュエータ装置作動手段によりアクチュエータ装置を作動させることで、車輪にかかる転がり抵抗や横力が小さくなり、低燃費で、且つ、円滑に車両を旋回させ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、第１のアクチュエータ装置作動手段は、左右の車輪のキャンバー角が互いに反対方向に変化するようにアクチュエータ装置を作動させる。例えば、左右の車輪は互いにポジティブキャンバーと、ネガティブキャンバーとを少なくとも１回以上繰り返すので、左右の車輪で発生するスラスト荷重をキャンセルすることができ、車両を安定させた状態で制御することができるという効果がある。

また、第２のアクチュエータ装置作動手段は、前記左右の車輪が互いに反対方向に操舵されるようにアクチュエータ装置を作動させる。例えば、左右の車輪は互いにトーインとトーアウトとを少なくとも１回以上繰り返すので、車輪にかかる旋回力をキャンセルすることができ、車両を安定させた状態で制御することが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、本発明の一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ＦＷＤは、車両１の前進方向を示す。また、図１では、全車輪２に所定のキャンバー角と舵角とが付与された状態が図示されている。

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に支持される複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら各車輪２を独立に回転駆動する車輪駆動装置３と、各車輪２の操舵駆動及びキャンバー角等の調整を行うアクチュエータ装置４とを主に備えている。

本発明における車両１は、制動時や駆動時に、後述する車両用制御装置１００が車輪２の運動特性を監視して、所定の状態（本実施の形態では、スリップ領域）にある車輪２のキャンバー角又は舵角を変化させることで、路面と車輪２の接地面との間の接地状態を改善して、制動力又は駆動力の向上を達成可能に構成されている。

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の進行方向前方側に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、進行方向後方側に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとの４輪を備え、これら前後輪２ＦＬ〜２ＲＲは、車輪駆動装置３から回転駆動力を付与されて、それぞれ独立に回転可能に構成されている。

車輪駆動装置３は、各車輪２を独立に回転駆動するための回転駆動装置であり、図１に示すように、４個の電動モータ（ＦＬ〜ＲＲモータ３ＦＬ〜３ＲＲ）を各車輪２に（即ち、インホイールモータとして）配設して構成されている。運転者がアクセルペダル５３を操作した場合には、各車輪駆動装置３から回転駆動力が各車輪２に付与され、各車輪２がアクセルペダル５３の操作量に応じた回転速度で回転される。

また、車輪２（前後輪２ＦＬ〜２ＲＲ）は、アクチュエータ装置４により舵角とキャンバー角とが調整可能に構成されている。アクチュエータ装置４は、各車輪２のキャンバー角と舵角とを調整するための駆動装置であり、図１に示すように、各車輪２に対応する位置に合計４個（ＦＬ〜ＲＲアクチュエータ４ＦＬ〜４ＲＲ）が配置されている。

例えば、運転者がハンドル５１を操作した場合には、アクチュエータ装置４の一部（例えば、前輪２ＦＬ，２ＦＲのみ）又は全部が駆動され、ハンドル５１の操作量に応じた舵角を車輪２に付与する。これにより、車輪２の操舵動作が行われ、車両１が所定の方向へ旋回される。

また、運転者によるハンドル操作が行われていない場合であっても、制動時や駆動時に車輪２がスリップ領域に遷移した場合には、その車輪２に対応するアクチュエータ装置４（ＦＬ〜ＲＲアクチュエータ４ＦＬ〜４ＲＲ）が駆動され、車輪２のキャンバー角を左右に変化させたり、車輪２を左右に操舵駆動したり、これにより、路面と車輪２の接地面との接地状態を改善して、制動力又は駆動力の向上を図る。

このように、アクチュエータ装置４による車輪２の操舵駆動は、ハンドル５１の操作に起因し、旋回を目的として行われる場合と、ハンドル５１の操作の有無に関わらず、制動力又は駆動力の向上を目的として行われる場合との２種類があり、本実施の形態では前者を旋回制御と称し、後者を車輪制御と称す。なお、車輪制御の詳細については、後述する（図４参照）。

また、アクチュエータ装置４は、運転者がブレーキペダル５２を操作した場合にも駆動され、各車輪２のキャンバー角または舵角を独立に調整する。後述するように、ブレーキペダル５２が運転者により踏み込まれると、その踏み込み量に比例したキャンバー角及び舵角が各車輪２に付与され、車両１の制動制御が行われる。

ここで、図２を参照して、車輪駆動装置３とアクチュエータ装置４との詳細構成について説明する。図２（ａ）は、車輪２の断面図であり、図２（ｂ）は、車輪２のキャンバー角及び舵角の調整方法を模式的に説明する模式図である。

なお、図２（ａ）では、車輪駆動装置３に駆動電圧を供給するための電源配線などの図示が省略されている。また、図２（ｂ）中の仮想軸Ｘｆ−Ｘｂ、仮想軸Ｙｌ−Ｙｒ、及び、仮想軸Ｚｕ−Ｚｄは、それぞれ車両１の前後方向、左右方向、及び、上下方向にそれぞれ対応する。

図２（ａ）に示すように、車輪２（前後輪２ＦＬ〜２ＲＲ）は、ゴム状弾性材から構成されるタイヤ２ａと、アルミニウム合金などから構成されるホイール２ｂとを主に備えて構成され、ホイール２ｂの内周部には、車輪駆動装置３（ＦＬ〜ＲＲモータ３ＦＬ〜３ＲＲ）がインホイールモータとして配設されている。

車輪駆動装置３は、図２（ａ）に示すように、その前面側（図２（ａ）左側）に突出された駆動軸３ａがホイール２ｂに連結固定されており、駆動軸３ａを介して、回転駆動力を車輪２へ伝達可能に構成されている。また、車輪駆動装置３の背面には、アクチュエータ装置４（ＦＬ〜ＲＲアクチュエータ４ＦＬ〜４ＲＲ）が連結固定されている。

アクチュエータ駆動装置４は、複数本（本実施の形態では３本）の油圧シリンダ４ａ〜４ｃを備えており、それら３本の油圧シリンダ４ａ〜４ｃのロッド部は、車輪駆動装置３の背面側（図２（ａ）右側）にジョイント部（本実施の形態ではユニバーサルジョイント）５４を介して連結固定されている。なお、図２（ｂ）に示すように、各油圧シリンダ４ａ〜４ｃは、周方向略等間隔（即ち、周方向１２０°間隔）に配置されると共に、１の油圧シリンダ４ｂは、仮想軸Ｚｕ−Ｚｄ上に配置されている。

これにより、各油圧シリンダ４ａ〜４ｃが各ロッド部をそれぞれ所定方向に所定長さだけ伸長駆動又は収縮駆動することで、車輪駆動装置３が仮想軸Ｘｆ−Ｘｂ，Ｚｕ−Ｘｄを揺動中心として揺動駆動され、その結果、各車輪２に所定のキャンバー角と舵角とが付与される。

例えば、図２（ｂ）に示すように、車輪２が中立位置（車両１の直進状態）にある状態で、油圧シリンダ４ｂのロッド部が収縮駆動され、かつ、油圧シリンダ４ａ，４ｃのロッド部が伸長駆動されると、車輪駆動装置３が仮想線Ｘｆ−Ｘｂ回りに回転され（図２（ｂ）矢印Ａ）、車輪２に負（ネガティブキャンバー）のキャンバー角（車輪２の中心線が仮想線Ｚｕ−Ｚｄに対してなす角度）が付与される。一方、これとは逆の方向に油圧シリンダ４ｂ及び油圧シリンダ４ａ，４ｃがそれぞれ伸縮駆動されると、車輪２に正（ポジティブキャンバー）のキャンバー角が付与される。

また、車輪２が中立位置（車両１の直進状態）にある状態で、油圧シリンダ４ａのロッド部が収縮駆動され、かつ、油圧シリンダ４ｃのロッド部が伸長駆動されると、車輪駆動装置３が仮想線Ｚｕ−Ｚｄ回りに回転され（図２（ｂ）矢印Ｂ）、車輪２にトーイン傾向の舵角（車輪２の中心線が車両１の基準線に対してなす角度であり、車両１の進行方向とは無関係に定まる角度）が付与される。一方、これとは逆の方向に油圧シリンダ４ａ及び油圧シリンダ４ｃが伸縮駆動されると、車輪２にトーアウト傾向の舵角が付与される。

なお、ここで例示した各油圧シリンダ４ａ〜４ｃの駆動方法は、上述した通り、車輪２が中立位置にある状態から駆動する場合を説明するものであるが、これらの駆動方法を組み合わせて各油圧シリンダ４ａ〜４ｃの伸縮駆動を制御することにより、車輪２に任意のキャンバー角及び舵角を付与することができる。

図１に戻って説明する。車両用制御装置１００は、上述のように構成された車両１の各部を制御するための車両用制御装置であり、例えば、アクセルペダル５３が操作された場合などには、車輪駆動装置３の駆動制御を行う一方、ハンドル５１や各ペダル５２，５３が操作された場合などには、アクチュエータ装置４の駆動制御（旋回制御、車輪制御）を行う。

また、車両用制御装置１００は、上述したように、各車輪２のスリップ率を監視して、スリップ領域に遷移した車輪２がある場合には、車輪２のキャンバー角を左右に変化させたり、車輪２を左右に操舵駆動したり、アクチュエータ装置４の駆動制御（車輪制御）を行う。ここで、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、これらはバスライン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等の複数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る。ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図４に図示される車輪制御処理のフローチャート）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリであり、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る。

ここで、ＲＯＭ７２には、図３に示すように、摩擦力テーブル７２ａと、振幅角・作動周期テーブル７２ｂとが設けられている。摩擦力テーブル７２ａは、車輪２のスリップ率ｓと車両進行方向摩擦力Ｔとの関係（図５参照）を記憶したテーブルであり、ＣＰＵ７１は、この摩擦力テーブル７２ａの内容に基づいて、車輪２がスリップ領域にあるか否かを判断する。

また、振幅角・作動周期テーブル７２ｂは車輪２のスリップ率ｓと振幅角θ及び作動周期Ｔとの関係（図６参照）を記憶するテーブルであり、ＣＰＵ７１は、後述する車輪制御処理（図４参照）において、振幅角・作動周期テーブル７２ｂの内容に基づいて、車輪２のキャンバー角を変化させたり、車輪２を左右に操舵させたり際の角度と作動周期とを決定する。

車輪駆動装置３は、上述したように、各車輪２（図１参照）を回転駆動するための装置であり、各車輪２に回転駆動力を付与する４個のＦＬ〜ＲＲモータ３ＦＬ〜３ＲＲと、それら各モータ３ＦＬ〜３ＲＲをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを備えている。

また、アクチュエータ装置４は、上述したように、角車輪２のキャンバー角を変化させたり、各車輪２を操舵駆動するための装置であり、各車輪２に駆動力を付与する４個のＦＬ〜ＲＲアクチュエータ４ＦＬ〜４ＲＲと、それら各アクチュエータ４ＦＬ〜４ＲＲをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを備えている。

舵角センサ装置３１は、各車輪２の舵角を検出すると共に、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の舵角をそれぞれ検出する４個のＦＬ〜ＲＲ舵角センサ３１ＦＬ〜３１ＲＲと、それら各舵角センサ３１ＦＬ〜３１ＲＲの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。ここで、舵角センサ装置３１により検出される舵角とは、各車輪２の中心線と車両１（車体フレームＢＦ）の基準線（各線ともに図示せず）とがなす角度であり、車両１の進行方向とは無関係に定まる角度である。

車両速度センサ装置３２は、路面に対する車両１の対地速度（絶対値及び進行方向）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、前後及び左右方向加速度センサ３２ａ，３２ｂと、それら各加速度センサ３２ａ，３２ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

前後方向加速度センサ３２ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１上下方向）の加速度を検出するセンサであり、左右方向加速度センサ３２ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１左右方向）の加速度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３２ａ，３２ｂ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。

ＣＰＵ７１は、車両速度センサ装置３２から入力された各加速度センサ３２ａ，３２ｂの検出結果（加速度値）を時間積分して、２方向（前後及び左右方向）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の対地速度（絶対値及び進行方向）を得ることができる。

車輪回転速度センサ装置３３は、各車輪２の回転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、各車輪２の回転速度をそれぞれ検出する４個のＦＬ〜ＲＲ回転速度センサ３３ＦＬ〜３３ＲＲと、それら各回転速度センサ３３ＦＬ〜３３ＲＲの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

なお、本実施の形態では、各回転センサ３３ＦＬ〜３３ＲＲが各車輪２に設けられ、各車輪２の角速度を回転速度として検出する。即ち、各回転センサ３３ＦＬ〜３３ＲＲは、各車輪２に連動して回転する回転体と、その回転体の周方向に多数形成された歯の有無を電磁的に検出するピックアップとを備えた電磁ピックアップ式のセンサとして構成されている。

ＣＰＵ７１は、車輪回転速度センサ装置３３から入力された各車輪２の回転速度と、予めＲＯＭ７２に記憶されている各車輪２の外径とから、各車輪２の実際の周速度をそれぞれ得ることができる。

接地荷重センサ装置３４は、各車輪２と路面との間に発生する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ＦＬ〜ＲＲ荷重センサ３４ＦＬ〜３４ＲＲと、それら各荷重センサ３４ＦＬ〜３４ＲＲの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

なお、本実施の形態では、各荷重センサ３４ＦＬ〜３４ＲＲがピエゾ抵抗型の３軸荷重センサとして構成されている。これら各荷重センサ３４ＦＬ〜３４ＲＲは、各車輪２のサスペンション軸（図示せず）上に配設され、上述した接地荷重を車両１の前後方向、左右方向および垂直方向で検出する。

ＣＰＵ７１は、接地荷重センサ装置３４から入力された各荷重センサ３４ＦＬ〜３４ＲＲの検出結果（接地荷重）より、各車輪２の接地面における路面の摩擦係数μを得ることができる。

例えば、前輪２ＦＬに着目すると、ＦＬ荷重センサ３４ＦＬにより検出された車両１の前後方向、左右方向および垂直方向の荷重がそれぞれＦｘ、Ｆｙ及びＦｚである場合には、前輪２ＦＬの接地面に対応する部分の路面の摩擦係数μは、車両１の進行方向の摩擦係数μｘがＦｘ／Ｆｚにより、車両１の左右方向の摩擦係数μｙがＦｙ／Ｆｚにより、それぞれ算出される。

図３に示す他の入出力装置３５としては、例えば、ハンドル５１、ブレーキペダル５２及びアクセルペダル５３（いずれも図１参照）の操作状態（回転角や踏み込み量、操作速度など）を検出するための操作状態検出センサ装置（図示せず）が例示される。

次いで、図４から図９を参照して、本発明の車輪制御について説明する。なお、車輪制御とは、上述した通り、制動力又は駆動力の向上を図ることを目的として、車輪２のキャンバー角を左右に変化させたり、車輪２を左右に操舵駆動するための制御であり、車両１の旋回を目的とする上述した旋回制御と区別される。

図４は、車輪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、０．５秒間隔で）実行される処理である。

ＣＰＵ７１は、車輪制御処理に関し、まず、現在の車両１の対地速度と、各車輪２の回転速度とをそれぞれ検出し（Ｓ１，Ｓ２）、それら検出された対地速度と回転速度とに基づいて、各車輪２のスリップ率ｓを算出する（Ｓ３）。

なお、上述したように、車両１の対地速度は車両速度センサ装置３２により、各車輪２の回転速度は車輪回転速度センサ装置３３により（いずれも図３参照）、それぞれ検出され、それら各装置３２，３３からＣＰＵ７１に入力される。

また、各車輪２のスリップ率ｓは、車輪２の自由転動時の周速度Ｖｒｆと、車輪２の実際の周速度Ｖｒとを用いて、Ｖｒｆ＞Ｖｒの場合には、ｓ＝（Ｖｒ−Ｖｒｆ）／Ｖｒｆで表され、Ｖｒ＞Ｖｒｆの場合には、ｓ＝（Ｖｒ−Ｖｒｆ）／Ｖｒで表される。

なお、Ｖｒｆは、車輪２の自由転動時（即ち、車輪２と路面との間にスリップが生じない状態で転動していると仮定した場合）の周速度であり、Ｖｒｆ＝Ｖｃ／ｃｏｓθで表される。ここで、Ｖｃは、車両１の対地速度であり、θは、車輪２のスリップ角（車輪２の中心線と車両１の進行方向とがなす角度）である。

また、Ｖｒは、車輪２の実際の周速度であり、上述したように、車輪回転速度センサ装置３３（図２参照）で検出された車輪２の回転速度と、予めＲＯＭ７２に記憶されている車輪２の外径とから算出される。

Ｓ３の処理で各車輪２のスリップ率ｓを算出した後は、このスリップ率ｓと、ＲＯＭ７２に設けられている摩擦力テーブル７２ａ（図３参照）の内容とに基づいて、各車輪２がスリップ領域にあるか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、図５を参照して、摩擦力テーブル７２ａの内容について説明する。

図５は、摩擦力テーブル７２ａの内容を模式的に図示した模式図である。図５に示すように、摩擦力テーブル７２ａには、車輪２のスリップ率ｓと車両進行方向摩擦力Ｆとの関係が記憶されている。なお、車両進行方向摩擦力Ｆは、路面から車輪２の接地面に働く車両進行方向の摩擦力である。

図５に示すように、スリップ率ｓが０からｓｄまでの範囲では、スリップ率ｓの増加に伴って車両進行方向摩擦力Ｆも増加するが、スリップ率ｓがｓｄ以上となる範囲では、スリップ率ｓの増加によって車両進行方向摩擦力Ｆが減少し、車輪２がスリップ領域に遷移する。

従って、ＣＰＵ７１は、各車輪２のスリップ率ｓを監視して、そのスリップ率ｓがｓｄ以上であるか否かを確認することで、各車輪２がスリップ領域にあるか否かを判断することができる。

その結果、Ｓ４の処理において、各車輪２がいずれもスリップ領域にはない、即ち、各車輪２がすべて非スリップ領域にあると判断される場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、スリップ率ｓの増加と共に車両進行方向摩擦力Ｆ（制動力又は駆動力）も増加する状態にあるということである。

よって、この場合（Ｓ４：Ｎｏ）には、本発明の車輪制御を適用しなくても、加減速時における各車輪２の制動力又は駆動力を最大とすることができるので、Ｓ５からＳ１１の処理をスキップして、車輪制御処理を終了する。

一方、Ｓ４の処理において、スリップ領域にある車輪２が一輪でもあると判断される場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、そのスリップ領域にある車輪２は、スリップ率ｓの増加に伴って車両進行方向摩擦力Ｆ（制動力又は駆動力）が減少する状態にあるということであり、この状態のまま加減速したのでは、スリップ率ｓが更に増加して、路面から車輪２の接地面に働く制動力又は駆動力の減少を招く。そこで、この場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）には、スリップ領域にあると判断された車輪２の制動力又は駆動力の向上を図るべく、車輪制御として、Ｓ５からＳ１１の処理へ移行する。

ここで、車輪制御の概略について、図８を参照して説明する。図８（ａ）は車輪２の正面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は車輪の側面図である。車輪制御は、キャンバー角を左右に変化させる制御と、舵角を左右に操舵する制御とがあり、どちらの制御を実行するかは、Ｓ５，Ｓ６で判断される車輪２の状態によって設定されている。

キャンバー角を左右に変化させる制御は、図８（ａ）を正面図としてとらえ、また、図８（ｂ）の矢印Ｋに示すように、車輪２のキャンバー角を時計回りに第１の角度θ１だけ変化させる第１のキャンバー角調整動作と、車輪２のキャンバー角を反時計回りに第２の角度θ２だけ変化させる第２のキャンバー角調整動作とを実行させるものである。

舵角を左右に操舵する制御は、図８（ａ）を上面図としてとらえ、また、図８（ｂ）の矢印Ｔに示すように、車輪２を第１の操舵方向に第１の角度θ１だけ操舵する第１の操舵動作と、その第１の操舵動作の後、車輪２を第１の操舵方向とは反対方向となる第２の操舵方向に第２の角度θ２だけ操舵する第２の操舵動作とを少なくとも実行させるものである。

なお、車輪制御では、第１及び第２のキャンバー角調整動作、又は、第１及び第２の操舵動作が複数（本実施の形態では４輪）の車輪２ごとに独立に実行される。通常、車両１の走行時には、路面と各車輪２の接地面との間の接地状態は、車輪２毎にそれぞれ異なる接地状態となっているので、接地状態を車輪２毎に改善することができれば、車両１全体としての制動力又は駆動力の向上を効率的に達成することができる。

このキャンバー角を左右に変化させる制御と、舵角を左右に操舵する制御とのいずれかを実行することで、車輪２の接地面と路面との接地状態を改善して、車輪２のグリップを回復（スリップ状態から非スリップ状態へ遷移）させることができ、その結果、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

また、キャンバー角を左右に変化させる場合は、舵角を左右に操舵する場合に比べ、車輪２にかかる転がり抵抗および横力が小さいという特色がある。よって、両者で変化させる角度を同じに設定した場合には、キャンバー角を左右に変化させた方が、車両の挙動に影響を与えることなく、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

一方、車輪２の状態によっては、キャンバー角を左右に変化させよりも、舵角を左右に操舵する方が有効であるケースがあり、その車輪の状態を判断するために、この車輪制御では、まず、Ｓ５，Ｓ６の処理を実行する。

再び、図４に戻って、説明を続ける。Ｓ４の処理において、車輪２がスリップ領域であると判断された場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、車輪２が制動中であるか（Ｓ５）、および、車輪２が直進中であるか（Ｓ６）を判断する。その結果、車輪２が制動中でない場合と（Ｓ５：Ｎｏ）、制動中であり（Ｓ５：Ｙｅｓ）、且つ、直進中でない場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、キャンバー角を左右に変化させるべく、後述するＳ７，Ｓ８に移行する。

一方、制動中であり（Ｓ５：Ｙｅｓ）、且つ、直進中である場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、舵角を左右に操舵すべく、後述するＳ９，Ｓ１０に移行する。

ここで、ＲＯＭ７２に設けられている振幅角・作動周期テーブル７２ｂ（図３参照）の内容に基づいて、Ｓ７においてキャンバー角の振幅角θを決定する方法と、Ｓ８においてキャンバー角の作動周期Ｔを決定する方法について、図６を参照して説明する。

図６は、振幅角・作動周期テーブル７２ｂの内容を模式的に図示した模式図である。振幅角・作動周期テーブル７２ｂには、振幅角θ及び作動周期Ｔが車輪２のスリップ率ｓと車両１の対地速度とにそれぞれ関連付けられて記憶されている。なお、図６には、理解を容易とするために、振幅角・作動周期テーブル７２ｂが縦横等間隔の３行３列９区分に区画されて構成される場合を図示している。

例えば、スリップ率ｓの最小値ｓｂが０．２５であれば（即ち、車輪制御はスリップ率ｓがｓｂ以上の場合に行われる）、図６の下側の行はスリップ率ｓが０．２５以上かつ０．５未満の範囲を、図６の中央の行はスリップ率ｓが０．５以上かつ０．７５未満の範囲を、図６の上側の行はスリップ率ｓが０．７５以上かつ１以下の範囲を、それぞれ表している。

同様に、例えば、車輪制御を行う対地速度の範囲が時速０ｋｍから時速１００ｋｍであれば、図６の左側の列は対地速度が時速０ｋｍ以上かつ時速３４ｋｍ未満の範囲を、図６の中央の列は対地速度が時速３４ｋｍ以上かつ時速６７ｋｍ未満の範囲を、図６の右側の列は対地速度が時速６７ｋｍ以上かつ時速１００以下の範囲を、それぞれ表している。

また、本実施の形態では、振幅角θの「大、中、小」に「９０°、４５°、１０°」が、作動周期Ｔの「長、中、短」に「０．２０秒、０．１５秒、０．１０秒」が、それぞれ対応する。

ここで、本実施の形態では、振幅角θが車輪制御における第１及び第２の角度θ１，θ２の合計値として（θ＝θ１＋θ２）、作動周期Ｔが車輪制御における第１及び第２の操舵動作に要する時間Ｔ１，Ｔ２の合計値として、それぞれ定義されている。また。第１及び第２の角度θ１，θ２の絶対値が互いに同値とされると共に、第１及び第２のキャンバー角調整動作に要する時間Ｔ１，Ｔ２も互いに同値とされている。

よって、本実施の形態では、振幅角θが「大（又は、中、小）」である場合には、第１及び第２の角度θ１，θ２は、「θ１＝θ２＝４５°（又は、２２．５°、５°）」となる。同様に、作動周期Ｔが「長（又は、中、短）」である場合には、時間Ｔ１，Ｔ２は、「Ｔ１＝Ｔ２＝０．１０秒（又は、０．０７５秒、０．０５秒）」となる。

このように構成された振幅角・作動周期テーブル７２ｂの内容に基づいて、Ｓ７及びＳ８の処理では、振幅角θと作動周期ＴとがＣＰＵ７１により決定される。即ち、車輪２の現在のスリップ率ｓについては、上述したＳ３の処理において既に算出されており、車両１の対地速度については、車両速度センサ装置３２（図２参照）により検出されＣＰＵ７１に入力されている。

よって、ＣＰＵ７１は、Ｓ３の処理において算出された現在のスリップ率ｓと、車両速度センサ装置３２により検出された対地速度とに対応する振幅角θ及び作動周期Ｔを振幅角・作動周期テーブル７２ｂの内容から読み出すことで、各車輪２の振幅角θ及び作動周期Ｔをそれぞれ決定することができる（Ｓ７，Ｓ８）。

なお、本実施の形態では、Ｓ３の処理において算出されたスリップ率ｓが負の値である場合には、そのスリップ率ｓの絶対値で評価する。但し、スリップ率ｓの値が正の場合（即ち、駆動時）と負の場合（即ち、制動時）とで異なるテーブル（振幅角・作動周期テーブル）を有するように構成しても良い。

ここで、Ｓ７の処理では、図６に示すように、車輪２のスリップ率ｓが大きな値である（スリップ率が高い）ほど、振幅角θ（第１及び第２の角度θ１，θ２）が大きな角度として決定される。これは、図７（ａ）に示すように、車輪制御を行った場合には、振幅角θ（即ち、第１及び第２の角度θ１，θ２）が大きな角度となるほど、グリップ回復効果が高まるという知見に基づくものである。

即ち、車輪２のスリップ率ｓが大きな値である（スリップ率が高い）ということは、路面に対する車輪２のスリップがより顕著であり、車輪２のグリップを回復させることが困難な状態にあるといえる。よって、この場合には、グリップを大きく回復させる必要があるので、より大きなグリップ回復効果が得られるように、振幅角θを大きな角度とする（図６及び図７（ａ）参照）。

一方、Ｓ７の処理では、図６に示すように、車両１の対地速度が大きな値であるほど、作動周期Ｔ（時間Ｔ１，Ｔ２）が短い時間として決定される。これは、図７（ｂ）に示すように、車輪制御を行った場合には、作動周期Ｔ（即ち、時間Ｔ１，Ｔ２）が短い時間となるほど、傾きは小さくなり収束するが、グリップ回復効果が高まるという知見に基づくものである。

即ち、車両１の対地速度が大きな値であるということは、車輪２が単位時間当たりに通過する路面上の障害物の量が多いということである。よって、この場合には、路面と車輪２の接地面との間からより多くの障害物を押しのける必要があるので、単位時間当たりにより多くの操舵動作が行われるように、作動周期Ｔを短い時間とする（図６及び図７（ｂ）参照）。

なお、スリップ率ｓが大きな値であり（スリップ率が高く）、かつ、車両１の対地速度が大きい場合には、振幅角θが大きな角度となるが、作動周期θは短い時間となる。よって、車輪２をより短い時間で初期位置Ｐ０（図８（ａ）参照）に復帰させることができるので、車輪２のグリップが突然回復した場合でも、車両１の左右への旋回力が急激に上昇することを抑制することができる。その結果、車両１の挙動変化を小さく、制御を安全に行うことができる。

Ｓ７及びＳ８の処理において車輪２の振幅角θ及び作動周期Ｔを決定した後は、次いで、Ｓ１１の処理へ移行して、これらＳ７及びＳ８の処理で決定した振幅角θ及び作動周期Ｔで車輪２のキャンバー角を左右に変化させて、この車輪制御処理を終了する。ここで、図８を参照して、Ｓ１１の処理で実行される動作を説明する。

図８（ａ）は、車輪２の正面図であり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、車輪２の側面図である。Ｓ１１の処理では、上述した第１及び第２のキャンバー角調整動作を操舵角θ（θ１，θ２）及び作動周期Ｔ（Ｔ１，Ｔ２）で実行する。

即ち、図８（ａ）に示すように、まず、車輪２のキャンバー角を初期位置Ｐ０から時計回りに第１の角度θ１だけ変化させる第１のキャンバー角調整動作を時間Ｔ１で行い、次いで、車輪２のキャンバー角を反時計回りに第２の角度θ２だけ変化させる第２のキャンバー角調整動作を時間Ｔ２で行う。

なお、初期位置Ｐ０とは、Ｓ１１の処理中の所定のタイミング（本実施の形態では、Ｓ１１の処理を開始するタイミング）における車輪２の中心線の方向に対応する。即ち、運転者が車両１の旋回を目的としてハンドル５１を操作し、そのハンドル５１の操作に起因して、車輪２に所定の舵角が付与されている場合には、その舵角が付与された状態における車輪２の中心線が初期位置Ｐ０となる。

ここで、本実施の形態では、車輪２のキャンバー角を時計回りに変化させた後、反時計回りに第２の角度θ２だけ車輪２のキャンバー角を変化させる場合を説明する。但し、変化させる車輪２のキャンバー角は、必ずしも第２の角度θ２だけ行われる必要はなく、第２の角度θ２よりも大きな角度（例えば、θ２＋α）だけ行われても良く、或いは、第２の角度θ２よりも小さな角度（例えば、θ２−α）だけ行われても良い。

このように、Ｓ１１の処理を実行することで、路面と車輪２の接地面との間の接地状態が改善され、車輪２の制動力又は駆動力の向上を図ることができる。具体的には、例えば、雪道を走行する場合には、車輪２のキャンバー角を左右に変化させることで、路面と車輪２の接地面との間に発生する水膜を外部に押しのけることができるので、路面と車輪２の接地面との間の密着度を高め、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

また、例えば、図８（ｂ）に示すように、非舗装路面６０を走行する場合には、車輪２のキャンバー角を左右に変化させることで（矢印Ｋ参照）、路面６０ａの凹凸を破壊して、下層から新たな路面６０ｂを露出させる、言い換えれば、路面６０ａを平坦な路面６０ｂに整地することができるので、路面６０ｂと車輪２の接地面との密着度を高め、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

また、例えば、車輪２のキャンバー角を左右に変化させることで（矢印Ｋ参照）、車輪２の接地面を左右方向（操舵方向）に変形させ、路面との接地面積を増加させることもできるので、この点からも、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

更に、例えば、図８（ｃ）に示すように、路面７０上に小石などの物体８０が存在する場合には、車輪２のキャンバー角を左右に変化させることで（矢印Ｋ参照）、路面７０上の物体８０を路面７０と車輪２の接地面との間から外部に押しのける際に、その物体８０を押しのけるための抵抗力を車輪２に作用させることができる。よって、かかる抵抗力を制動力又は駆動力として利用することで、その分、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。

今回のＳ１１の処理において、上記２動作のみで車輪２のグリップを回復（車輪２がスリップ領域から非スリップ領域へ遷移）することができなかった場合でも、車輪制御処理は、車両用制御装置１００の電源が投入されている間、所定時間毎に繰り返し実行されるので、次回のＳ７の処理において再び実行することができる。しかも、この場合には、その時点の車輪２のスリップ率ｓと車両１の対地速度とに基づいて行われるので、より効率良く、車輪２のグリップを回復させることができる。

なお、Ｓ１１の処理における車輪２のキャンバー角を変化させる回数は、第１のキャンバー角調整動作と第２のキャンバー角調整動作との２動作のみに限られるものではなく、これよりも少ない回数であっても良く、或いは、多い回数であっても良い。

但し、第１のキャンバー角調整動作と第２のキャンバー角調整動作との２動作を最小単位動作として、その最小単位動作を整数回だけ実行することが好ましい。ここで、整数とは、１，２，３，・・・である。これにより、制動時又は駆動時の車両１の挙動を安定化することができるからである。

また、キャンバー角を変化させる方法は、Ｓ１１の処理を実行する毎に逆方向に変更しても良い。具体的には、例えば、第１回目のＳ１１の処理において、第１のキャンバー角調整動作の方向を時計回りに設定した場合には、第２回目のＳ１１の処理では、第１回目の処理とは逆に、反時計回りに設定し、第３回目のＳ１１の処理では、第２回目の処理とは逆に、時計回りに設定するのである。これにより、制動時又は駆動時の車両１の挙動の安定化をより一層向上させることができる。

再び、図４に戻って、説明を続ける。上述した通り、車輪２の状態が、制動中でない場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、キャンバー角を左右に変化させる（第１及び第２のキャンバー角調整動作）。舵角を変化させるよりも、キャンバー角を変化させる方が、車輪の転がり抵抗が少ないので、車輪２に制動作用が発生するのを防止することができるのである。

また、車輪２の状態が、制動中であり（Ｓ５：Ｙｅｓ）、且つ、直進中でない場合にも（Ｓ６：Ｎｏ）、キャンバー角を左右に変化させる。舵角を変化させるよりも、キャンバー角を変化させる方が、車輪２に発生する横力が小さいので、車体の挙動を安定させた状態で旋回させることができるのである。

一方、車輪２の状態が、制動中であり（Ｓ５：Ｙｅｓ）、且つ、直進中である場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、舵角を左右に操舵する。キャンバー角を変化させるよりも、舵角を左右に変化させた方が、車輪の転がり抵抗が大きいので、効率的に、車輪２に制動作用を与えることができるのである。尚、車輪２の状態が、制動中であり（Ｓ５：Ｙｅｓ）、且つ、直進中である場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、Ｓ９の処理において舵角の振幅角θが決定され、Ｓ１０において作動周期Ｔが決定され、Ｓ１１の処理において、舵角を左右に操舵する。Ｓ９，Ｓ１０の処理は、上述したＳ７，Ｓ８の処理と同様の処理が行われるので、その詳細な説明は省略する。

次いで、図３及び図９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、振幅角θ及び作動周期Ｔが車輪２のスリップ率ｓと車両１の対地速度とに対応付けられていたが、第２実施の形態では、振幅角θ及び作動周期Ｔがスリップ率ｓのみに対応付けられている。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第２実施の形態における振幅角テーブル及び作動周期テーブルの内容を模式的に示す図であり、これら振幅角テーブル及び作動周期テーブルは、上述した第１実施の形態における振幅角・作動周期テーブルに対応するものであり、ＲＯＭ７２に設けられている。

第２実施の形態では、車輪２の振幅角θが図９（ａ）に示す振幅角テーブルの内容に基づいて決定される（Ｓ７，Ｓ９）。この振幅角テーブルには、振幅角θが車輪２のスリップ率ｓに対応付けられて記憶されている。

即ち、図９（ａ）に示すように、スリップ率ｓが０からｓｂまでの範囲では、振幅角θの値が０に定義される一方、スリップ率ｓがｓｂ以上となる範囲（スリップ領域）では、スリップ率ｓの増加によって振幅角θが最大角θｂ（例えば、９０°）から最小角θａ（例えば、１０°）まで線形に減少される。

車輪２の現在のスリップ率ｓについては、Ｓ３の処理において既に算出されているので、ＣＰＵ７１は、そのＳ３の処理において算出された現在のスリップ率ｓと振幅角テーブルの内容とに基づいて、車輪２の振幅角θの値（即ち、第１及び第２の角度θ１，θ２）を決定する。なお、Ｓ３の処理において算出されたスリップ率ｓが負の値である場合には、そのスリップ率ｓの絶対値で評価する。

ここで、Ｓ７，Ｓ９の処理では、図９（ａ）に示すように、車輪２のスリップ率ｓが大きな値であるほど、振幅角θ（第１及び第２の角度θ１，θ２）が小さな角度として決定される。即ち、スリップ領域において、スリップ率ｓが大きくなり、車両１の挙動が不安定な状態となるに従って、車輪２のキャンバー角の左右への変化をより小さな角度で行うことができる。これにより、車輪２のグリップが突然回復した場合でも、車両１の挙動変化を小さくすることができ、その結果、車輪制御を安全に行うことができる。

第２実施の形態では、Ｓ７，Ｓ９の処理において車輪２の振幅角θを決定した後、Ｓ８Ｓ１０の処理へ移行において、車輪２の作動周期Ｔが図９（ｂ）に示す作動周期テーブルの内容に基づいて決定される。この作動周期テーブルには、作動周期Ｔが車輪２のスリップ率ｓに対応付けられて記憶されている。

即ち、図９（ｂ）に示すように、スリップ率ｓが０からｓｂまでの範囲では、作動周期Ｔの値が０に定義される一方、スリップ率ｓがｓｂ以上となる範囲（スリップ領域）では、スリップ率ｓの増加によって作動周期Ｔが最大周期Ｔｂ（例えば、０．２秒）から最小周期Ｔａ（例えば、０．１０秒）まで線形に減少される。

Ｓ７，Ｓ９の処理の場合と同様に、車輪２の現在のスリップ率ｓについては、上述したＳ３の処理において既に算出されているので、ＣＰＵ７１は、そのＳ３の処理において算出された現在のスリップ率ｓと作動周期テーブルの内容とに基づいて、車輪２の作動周期Ｔの値（即ち、第１及び第２のキャンバー角調整動作に要する時間Ｔ１，Ｔ２）を決定することができる（Ｓ８，Ｓ１０）。なお、Ｓ３の処理において算出されたスリップ率ｓが負の値である場合には、そのスリップ率ｓの絶対値で評価する。

ここで、Ｓ８，Ｓ１０の処理では、図９（ｂ）に示すように、車輪２のスリップ率が大きな値であるほど、作動周期Ｔ（時間Ｔ１，Ｔ２）が短い時間として決定される。即ち、スリップ領域において、スリップ率ｓが大きくなり、車両１の挙動が不安定な状態となるに従って、車輪２をより短時間で駆動させることができる。

これにより、スリップ率ｓが大きくなるに従って、車輪２のグリップをより短時間に回復させることができるので、車両１を不安定な状態から安定な状態へより早期に移行させることができる。

なお、図４に示すフローチャートにおいて、請求項１記載の第１のアクチュエータ装置作動手段および第２のアクチュエータ装置作動手段としてはＳ１１の処理が、請求項３の制動判断手段としてはＳ５、直進判断手段としてはＳ６が該当する。

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。

例えば、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。

また、上記各実施の形態では、車輪２の状態によって、キャンバー角を変化させる場合と、舵角を変化させる場合とについて説明したが、車輪２の状態に関係なく、キャンバー角だけを変化させるように構成しても良い。かかる場合には、制御付加を軽減することができる。また、キャンバー角だけを変化させるように構成した場合、車輪２の状態に応じて、第１及び第２の角度や振幅を変化させるように構成しても良い。例えば、車輪２の状態が、制動中であり（Ｓ５：Ｙｅｓ）、且つ、直進中である場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、車輪２が、それ以外の状態である場合よりも、第１及び第２の角度や振幅を大きく設定するように構成しても良い。かかる場合には、制動力が増加し、効率良く、車両を制動させることができる。

また、上記各実施の形態では、車輪２のスリップ率ｓと車両１の対地速度との両方又は一方に基づいて車輪２の振幅角θ及び作動周期Ｔが決定される場合を説明したが（図６及び図９参照）、必ずしもこれに限られるものではなく、他の状態量に基づいて車輪２の振幅角θ及び作動周期Ｔを決定することは当然可能である。

ここで、他の状態量としては、例えば、ブレーキペダル５２やアクセルペダル５３の操作状態（操作速度や踏み込み量など）や路面の摩擦係数μなどが例示される。例えば、各ペダル５２，５３の踏み込み量やスリップ率ｓ、対地速度などが同一であっても、その操作速度が速い（遅い）場合には、振幅角θをより大きく（小さく）、かつ、作動周期Ｔをより短く（長く）するように制御しても良い。或いは、例えば、各ペダル５２，５３の操作状態やスリップ率ｓ、対地速度などが同一であっても、路面の摩擦係数μが小さい（大きい）場合には、振幅角θをより大きく（小さく）、かつ、作動周期Ｔをより短く（長く）するように制御しても良い。更には、路面の摩擦係数μが所定の基準値以下の場合のみ車輪制御（Ｓ７からＳ１１の処理）を実行する一方、所定の基準値以上であれば、車輪制御（Ｓ７からＳ１１の処理）を省略するように制御しても良い。

なお、これらの各状態量は、振幅角θ及び作動周期Ｔを決定するための基準値として、単独で用いても良く、又は、組み合わせて用いても良い。これにより、運転者の操作状態が車輪制御に的確に反映され、操作感の向上を図ることができると共に、車両１の挙動をより安定化させた状態で制御を行うことができる。

また、上記各実施例では、車輪２がスリップ領域にある場合に車輪制御（第１及び第２のキャンバー角調整動作，第１及び第２の操舵動作）を行う場合を説明したが（図４のＳ４を参照）、必ずしも、車輪２がスリップ領域にあるか否かを判断する必要はない。この場合には、処理を簡素化でき、その分、車両用制御装置１００（ＣＰＵ７１）の制御負荷を軽減することができる。その結果、素早い制御が可能となる。尚、車輪２が制動状態にあるか否かは、車両速度センサ装置３２（図２参照）により検出される車両１の加速度に基づいて判断しても良く、或いは、ブレーキペダル５２の操作状態に基づいて判断しても良い。

また、上記各実施の形態では、各車輪２の車輪制御をそれぞれ独立に行う場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、左右の車輪２を同じ振幅角θ及び作動周期Ｔで同時に制御しても良く、或いは、全ての車輪２を同じ振幅角θ及び作動周期Ｔで同時に制御しても良い。これにより車両用制御装置１００の制御負担の軽減を図ることができる。

この場合には、左右の車輪２がポジティブキャンバー及びネガティブキャンバーとなるように、左右の車輪２のキャンバー角を互いに反対方向に変化させるように制御を行うことが好ましい。例えば、左の車輪２のキャンバー角を時計回りに変化させたのであれば、右の車輪２は、反時計回りに変化させるのである。これにより、左右の車輪２に発生するスラストが相殺され、車両１の挙動をより安定させることができる。

同様に、左右の車輪２がトーイン及びトーアウトとなるように、左右の車輪２の操舵方向を互いに逆方向として、同時に車輪制御を行うことが好ましい。例えば、左の車輪２を左方向に操舵した後に右方向に操舵するのであれば、右の車輪２は、右方向に操舵した後に左方向に操舵するのである。これにより、車輪２を左右に操舵することで車両１に発生する旋回力を全体として相殺して、車輪制御時の車両１の挙動をより安定させることができる。

また、上記各実施の形態では、理解を容易とするために、摩擦力テーブル７２ａがスリップ率ｓと車両進行方向摩擦力Ｆとの関係を有して構成される場合を説明したが、摩擦力テーブル７２ａ（ＲＯＭ７２）には、少なくとも上述した値ｓｂのみが記憶されていれば足りる。

これは、第２実施の形態における振幅角テーブル及び作動周期テーブルについても同様であり、少なくとも上述した最大値θｂ，Ｔｂ及び最小値θａ，Ｔａが記憶されていれば足りる。

なお、摩擦力テーブル７２ａにおけるスリップ率ｓと車両進行方向摩擦力Ｆとの関係は、車輪２が走行する路面のうち、その車輪２の接地面に対応する部分の摩擦係数μに応じて変化する。そこで、路面の摩擦係数μに対応する複数の摩擦力テーブル７２ａをＲＯＭ７２に設けておき、車輪２の接地面に対応する部分の摩擦係数μに応じて、使用する摩擦力テーブル７２ａを変更するように構成しても良い。各車輪２の接地面における路面の摩擦係数μは、上述した通り、接地荷重センサ装置３４の検出結果より車輪２毎に得ることができる。

また、上記各実施の形態では、第１及び第２の角度θ１，θ２（図８（ａ）参照）の絶対値が互いに同値と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、第１及び第２の角度θ１，θ２を互いに異なる値に設定することは当然可能である。時間Ｔ１，Ｔ２についても同様である。

例えば、車両１を旋回させるために、車輪２に舵角が付与されている場合には、第１及び第２の角度θ１，θ２の一方を他方よりも大きな値に設定し、この第１及び第２の角度θ１，θ２により車輪２の車輪制御を行っても良い。時間Ｔ１，Ｔ２についても同様である。

また、上記各実施の形態では、車輪２のキャンバー角を左右に変化させたりする第１及び第２のキャンバー角調整動作（２動作）、又は、車輪２を左右へ操舵する第１及び第２の操舵動作（２動作）を最小単位動作と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（又は右）への動作（１動作）を最小単位動作とすることは当然可能である。

なお、かかる１動作（最小単位動作）を繰り返し実行する場合には、同方向（例えば、左方向）への動作だけを繰り返し実行しても良く、異なる方向（例えば、左方向と右方向）への動作を交互に繰り返し実行しても良く、或いは、これらを組み合わせて実行しても良い。

また、上記各実施の形態では、ブレーキ装置（例えば、摩擦力を利用したドラムブレーキやディスクブレーキ）の説明を省略したが、かかるブレーキ装置を車両１に設けることは当然可能である。また、車輪駆動装置３を回生ブレーキとして構成し、これをブレーキ装置として利用しても良い。

以下に、本発明の駆動力伝達装置および液体送出装置の変形例を示す。

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、前記車両の対地速度を検出する対地速度検出手段と、前記車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、それら対地速度検出手段および回転速度検出手段により検出された対地速度および回転速度に基づいて前記車輪のスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、前記車輪のスリップ領域に対応するスリップ率を記憶するスリップ領域記憶手段とを備え、前記状態判断手段は、前記スリップ領域記憶手段に記憶されたスリップ率と前記スリップ率算出手段により算出されたスリップ率とに基づいて前記車輪がスリップ領域にあるか否かを判断することを特徴とする車両用制御装置Ａ１。

車両用制御装置Ａ１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、車輪がスリップ領域にあるか否かは、対地速度検出手段および回転速度検出手段により検出された対地速度および回転速度に基づいてスリップ率が算出され、その算出されたスリップ率と、予めスリップ領域記憶手段に記憶されている車輪のスリップ領域に対応するスリップ率とに基づいて判断される。よって、簡単、且つ、高精度に車輪がスリップ領域にあるか否かを判断することができるという効果がある。

車両用制御装置Ａ１において、前記スリップ率算出手段により算出された前記車輪のスリップ率の値に基づいて前記第１及び第２のキャンバー角調整動作において変化させる角度、または、前記第１及び第２の操舵動作において操舵する角度を決定する角度決定手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置Ａ２。

車両用制御装置Ａ２によれば、車両用制御装置Ａ１の奏する効果に加え、第１及び第２のキャンバー角調整動作において変化させる角度、または、前記第１及び第２の操舵動作において操舵する角度は、スリップ率算出手段により算出された車輪のスリップ率の値に基づいて決定されるので、制動力又は駆動力を適切に向上させることができるという効果がある。

例えば、車輪のスリップ率の値が大きい場合には、車輪のグリップを大きく回復させる必要があるという知見に基づき、車輪のスリップ率の値が大きいほど第１及び第２の角度が大きくなるように決定することで、グリップ回復効果をより大きく発揮させることができる。その結果、制動力又は駆動力のより一層の向上を図ることができるという効果がある。

一方、例えば、車輪のスリップ率の値が大きいほど第１及び第２の角度が小さくなるように決定する場合には、スリップ率の値が大きくなり、車両の挙動が不安定な状態となるに従って、車輪の操舵をより小さな角度で行うことができる。これにより、例えば、スリップ率の値が大きな状態から車輪のグリップが急激に回復した場合でも、車両の挙動変化をより小さくして、制動力又は駆動力を安全に発揮させることができるという効果がある。

車両用制御装置Ａ１又はＡ２において、前記対地速度検出手段により検出された前記車両の対地速度の値または前記スリップ率算出手段により算出された前記車輪のスリップ率の値の少なくとも一方に基づいて前記第１及び第２のキャンバー角調整動作に要する時間、または、前記第１及び第２の操舵動作に要する時間を決定する時間決定手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置Ａ３。

車両用制御装置Ａ３によれば、車両用制御装置Ａ１又はＡ２の奏する効果に加え、第１及び第２のキャンバー角調整動作に要する時間または第１及び第２の操舵動作に要する時間は、対地速度検出手段により検出された車両の対地速度の値またはスリップ率算出手段により算出された車輪のスリップ率の値の少なくとも一方に基づいて決定されるので、制動力又は駆動力を適切に向上させることができるという効果がある。

例えば、車両の対地速度の値が大きい（速い）場合には、車輪が単位時間当たりに通過する路面上の障害物の量が多くなるため、車輪のキャンバー角の調整動作または車輪の操舵動作が単位時間当たりにより多く行われるように、その作動周期を短い時間とする必要があるという知見に基づき、車両の対地速度の値が大きいほど前記時間が短くなるように決定することで、路面と車輪の接地面との間からより多くの障害物を押しのけることができ、その結果、制動力又は駆動力のより一層の向上を図ることができるという効果がある。

一方、例えば、車輪のスリップ率の値が大きいほど前記時間が短くなるように決定することで、スリップ率の値が大きくなり、車両の挙動が不安定な状態となるに従って、車輪のキャンバー角をより短時間で変化させ、又は、車輪をより短時間で操舵させることができる。これにより、スリップ率の値が大きくなるに従って、車輪のグリップをより短時間に回復させる（スリップ領域から非スリップ領域へ遷移させる）ことができ、その結果、車両を安定な状態により早期に移行させることができるという効果がある。

また、車輪のスリップ率の値が大きいほど前記時間が短くなるように決定する場合には、スリップ率の値が比較的小さい領域においては、車輪のキャンバー角の変化、又は、車輪の操舵がより長い時間をかけて行われるので、その分、アクチュエータ装置や制御の負担を軽減して、装置コストや制御コストの低減することができるという効果がある。特に、車輪のスリップ率が小さいほど第１及び第２の角度が大きくなるように決定される場合に有効となる。

請求項１から３のいずれかに記載の車両用制御装置および車両用制御装置Ａ１からＡ３のいずれかにおいて、前記車輪は、複数備えられており、前記アクチュエータ装置は、前記複数の車輪をそれぞれ独立に駆動可能に構成され、前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記第１及び第２のキャンバー角調整動作が前記複数の車輪ごとに独立に実行されるように前記アクチュエータ装置を作動させ、前記第２のアクチュエータ装置作動手段は、前記第１及び第２の操舵動作が前記複数の車輪ごとに独立に実行されるように前記アクチュエータ装置を作動させることを特徴とする車両用制御装置Ａ４。

車両用制御装置Ａ４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および車両用制御装置Ａ１からＡ３のいずれかの奏する効果に加え、第１のアクチュエータ装置作動手段によって、第１及び第２のキャンバー角調整動作が複数の車輪ごとに独立に実行されるようにアクチュエータ装置を作動させ、第２のアクチュエータ装置作動手段によって、第１及び第２の操舵動作が複数の車輪ごとに独立に実行されるようにアクチュエータ装置を作動させることができる。通常、車両の走行時には、路面と各車輪の接地面との間の接地状態は、車輪毎にそれぞれ異なる接地状態となっているが、この場合でも、接地状態を車輪毎に適切に改善して、車両全体としての制動力又は駆動力の向上を効率的に達成することができるという効果がある。

請求項１に記載の車両用制御装置において、前記車輪が制動状態にあるか否かを判断する制動判断手段を備え、前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にあると判断された場合に、前記アクチュエータ装置を作動させることを特徴とする車両用制御装置Ａ５。

車両用制御装置Ａ５によれば、請求項１に記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、第１のアクチュエータ装置作動手段によるアクチュエータ装置の作動は、車輪が制動状態にあると判断された場合に行われるので、路面と車輪の接地面との間の接地状態が改善され、車輪の制動力の向上を効率的に図ることができるという効果がある。また、この場合には、車輪がスリップ領域にあるか否かを判断する必要がなく、処理を簡素化することができるので、車両用制御装置の制御負荷を軽減して、素早い制御が可能になるという効果がある。

本発明の第１実施の形態における車両用制御装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。 （ａ）は、車輪の断面図であり、（ｂ）は、車輪のキャンバー角及び舵角の調整方法を模式的に説明する模式図である。 車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。 車輪制御処理を示すフローチャートである。 摩擦力テーブルの内容を模式的に図示する模式図である。 振幅角・作動周期テーブルの内容を模式的に図示する模式図である。 （ａ）は振幅角とグリップ回復効果との関係を、（ｂ）は作動周期とグリップ回復効果との関係を、それぞれ模式的に示す模式図である。 （ａ）は車輪の正面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は車輪の側面図である。 （ａ）第２実施の形態における振幅角テーブルの内容を、（ｂ）は第２実施の形態における作動周期テーブルの内容を、それぞれ模式的に図示する模式図である。

１００ 車両用制御装置
１ 車両
２ 車輪
４ アクチュエータ装置
３２ 車両速度センサ装置（対地速度検出手段）
３２ａ 前後方向加速度センサ（対地速度検出手段の一部）
３２ｂ 左右方向加速度センサ（対地速度検出手段の一部）
３３ 車輪回転速度センサ装置（回転速度検出手段）
３３ＦＬ〜３３ＲＲ ＦＬ〜ＲＲ回転速度センサ（回転速度検出手段）
７２ａ 摩擦力テーブル（スリップ領域記憶手段）
θ１ 第１の角度（又は第２の角度）
θ２ 第２の角度（又は第１の角度）
Ｔ１ 時間（第１又は第２のキャンバー角調整動作に要する作動時間，第１又は第２の操舵動作に要する作動時間）

Claims (4)

1. 車輪と、その車輪のキャンバー角を調整するアクチュエータ装置とを備えた車両に対し、前記アクチュエータ装置を作動させて、前記車輪のキャンバー角を制御する車両用制御装置であって、
   前記車輪は、操舵可能に構成されており、
   前記アクチュエータ装置は、前記車輪の舵角を調節可能に構成されており、
   前記アクチュエータ装置を作動させ、前記車輪のキャンバー角を第１の方向に第１の角度だけ変化させる第１のキャンバー角調整動作と、その第１のキャンバー角調整動作の後に前記車輪のキャンバー角を前記第１の方向とは反対方向となる第２の方向に第２の角度だけ変化させる第２のキャンバー角調整動作とを実行する第１のアクチュエータ装置作動手段と、
   前記車輪の状態を判断する判断手段と、
   前記アクチュエータ装置を作動させ、前記車輪を第１の操舵方向に第１の角度だけ操舵する第１の操舵動作と、その第１の操舵動作の後に前記第１の操舵方向とは反対方向となる第２の操舵方向に第２の角度だけ操舵する第２の操舵動作とを実行する第２のアクチュエータ装置作動手段とを備え、
   前記第１のアクチュエータ装置作動手段と、前記第２のアクチュエータ装置作動手段とは、前記判断手段の判断結果に基づいて選択的に前記アクチュエータ装置を作動させることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記車輪がスリップ領域にあるか否かを判断する状態判断手段を備え、
   前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断された場合に、前記アクチュエータ装置を作動させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記判断手段は、
   前記車輪が制動状態にあるか否かを判断する制動判断手段と、
   前記車輪が直進状態にあるか否かを判断する直進判断手段とを備え、
   前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断され、更に、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にないと判断された場合、または、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断され、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にあると判断され、更に、前記直進判断手段により前記車輪が直進状態にないと判断された場合に前記アクチュエータ装置を作動させ、
   前記第２のアクチュエータ装置作動手段は、前記状態判断手段により前記車輪がスリップ領域にあると判断され、前記制動判断手段により前記車輪が制動状態にあると判断され、更に、前記直進判断手段により前記車輪が直進状態にあると判断された場合に前記アクチュエータ装置を作動させることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記車輪は、車体を挟んで左右に備えられており、
   前記第１のアクチュエータ装置作動手段は、前記左右の車輪のキャンバー角が互いに反対方向に変化するように前記アクチュエータ装置を作動させ、
   前記第２のアクチュエータ装置作動手段は、前記左右の車輪が互いに反対方向に操舵されるように前記アクチュエータ装置を作動させ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。

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