JP5092778B2 - 車両 - Google Patents

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関し、特に、制動時の安全性を確保することができる車両に関するものである。

従来、車輪のキャンバ角をネガティブ又はポジティブに調整することで、タイヤの性能を十分に発揮させて、制動性能の向上を図る試みが行われている。かかる試みに関し、例えば、特許文献１には、アクチュエータの駆動力によって車輪のキャンバ角をアクティブ制御するサスペンションシステムが開示されている。
ＵＳ６，３４７，８０２Ｂ１公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、アクチュエータが故障した場合、いかに制動性能の向上を図るかについては何ら考慮されておらず、制動時の安全性を確保するという点では不十分であ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、制動時の安全性を確保することができる車両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記載の車両は、車輪と、その車輪を支持すると共に前記車輪のキャンバ角を可変とするキャンバ角可変機構と、そのキャンバ角可変機構を支持する車体と、前記キャンバ角可変機構を作動させて前記車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置とを備えるものであり、前記車輪は、第１トレッドと、その第１トレッドに対して前記車輪の幅方向に並設され前記車両の内側または外側に配置されると共に前記第１トレッドに比してグリップ力の高い特性に構成される第２トレッドとを少なくとも備え、制動時に前記車体に作用する慣性力によって、トウ角がトウアウト又はトウインに変更されるように前記車体に支持され、前記キャンバ角調整装置は、前記車輪のキャンバ角を保持する保持力が、走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定され、前記第２トレッドが前記第１トレッドに対して前記車両の内側に配置されると共に、制動時に前記車体に作用する慣性力によって、トウ角がトウアウトに変更されるように前記車輪が前記車体に支持され、制動時に前記車輪のトウ角がトウアウトに変更され走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する摩擦力が前記保持力よりも大きくなると、前記車輪のキャンバ角がネガティブに変更されることで前記第１トレッドに対する前記第２トレッドの接地比率が高くなるか、又は、前記第２トレッドが前記第１トレッドに対して前記車両の外側に配置されると共に、制動時に前記車体に作用する慣性力によって、トウ角がトウインに変更されるように前記車輪が前記車体に支持され、制動時に前記車輪のトウ角がトウインに変更され走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する摩擦力が前記保持力よりも大きくなると、前記車輪のキャンバ角がポジティブに変更されることで前記第１トレッドに対する前記第２トレッドの接地比率が高くなるように構成されている。

請求項２記載の車両は、請求項１記載の車両において、前記キャンバ角調整装置は、前記キャンバ角可変機構を作動させるモータと、そのモータの回転を磁力によって許容または規制する電磁ブレーキとを備え、前記電磁ブレーキの磁力によって前記モータの回転を規制することで前記車輪のキャンバ角を保持するように構成され、前記電磁ブレーキの磁力が前記保持力とされると共に、その磁力が、走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定されている。

請求項３記載の車両は、請求項１又は２に記載の車両において、前記第１トレッドは、前記第２トレッドに比して転がり抵抗の小さい特性に構成されている。

請求項１記載の車両によれば、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構が作動され、車輪のキャンバ角がネガティブに調整されると、車両の内側に配置されるトレッド（第１トレッド又は第２トレッド）の接地（接地圧または接地面積）が増加する一方、車両の外側に配置されるトレッド（第２トレッド又は第１トレッド）の接地（接地圧または接地面積）が減少する。

これに対し、車輪のキャンバ角がポジティブに調整されると、車両の内側に配置されるトレッド（第１トレッド又は第２トレッド）の接地（接地圧または接地面積）が減少する一方、車両の外側に配置されるトレッド（第２トレッド又は第１トレッド）の接地（接地圧または接地面積）が増加する。

このように、本発明における車両によれば、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構を作動させて車輪のキャンバ角を調整することで、第１トレッドの接地比率と第２トレッドの接地比率とを任意に変更することができる。

ここで、本発明における車両によれば、車輪の第２トレッドを第１トレッドに比してグリップ力の高い特性とする構成であるので、第１トレッドに対する第２トレッドの接地比率を高くすることで、第２トレッドの特性、即ち、高グリップ性能を車輪に発揮させて、走行性能（例えば、制動性能など）の向上を図ることができるという効果がある。

また、本発明における車両によれば、制動時に車体に作用する慣性力によって、車輪のトウ角がトウアウト又はトウインに変更されると共に、キャンバ角調整装置によって車輪のキャンバ角を保持する保持力を、走行路面との間で車輪の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定する構成であるので、制動時には、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構を作動させなくとも、車輪のキャンバ角をネガティブ又はポジティブに変更することができる。

即ち、制動時に車輪がトウアウトとなると、車輪にスリップ角が生じ、走行路面との間で車輪の幅方向に摩擦力が作用する。そして、かかる摩擦力が保持力よりも大きくなると、キャンバ角調整装置によって車輪のキャンバ角を保持できなくなり、その結果、かかる摩擦力によって車輪のキャンバ角がネガティブに変更される。

これにより、車輪の第２トレッドを第１トレッドに対して車両の内側に配置する構成とした場合には、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構を作動させなくとも、車輪のキャンバ角がネガティブに変更されることで、第１トレッドに対する第２トレッドの接地比率を高くすることができる。その結果、第２トレッドの特性、即ち、高グリップ性能を車輪に発揮させて、制動性能の向上を図ることができるという効果がある。

更に、キャンバ角調整装置が故障して車輪のキャンバ角を調整できなくなった場合でも、制動性能の向上を図ることで、制動時の安全性を確保することができるという効果がある。

また、上記の場合と同様に、制動時に車輪がトウインとなると、車輪にスリップ角が生じ、走行路面との間で車輪の幅方向に摩擦力が作用する。そして、かかる摩擦力が保持力よりも大きくなると、キャンバ角調整装置によって車輪のキャンバ角を保持できなくなり、その結果、かかる摩擦力によって車輪のキャンバ角がポジティブに変更される。

これにより、車輪の第２トレッドを第１トレッドに対して車両の外側に配置する構成とした場合には、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構を作動させなくとも、車輪のキャンバ角がポジティブに変更されることで、第１トレッドに対する第２トレッドの接地比率を高くすることができる。その結果、第２トレッドの特性、即ち、高グリップ性能を車輪に発揮させて、制動性能の向上を図ることができるという効果がある。

更に、キャンバ角調整装置が故障して車輪のキャンバ角を調整できなくなった場合でも、制動性能の向上を図ることで、制動時の安全性を確保することができるという効果がある。

請求項２記載の車両によれば、請求項１記載の車両の奏する効果に加え、電磁ブレーキの磁力によってモータの回転を規制することで車輪のキャンバ角を保持する、即ち、電磁ブレーキの磁力を、車輪のキャンバ角を保持する保持力とすると共に、その磁力を、走行路面との間で車輪の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定する構成であるので、制動時には、モータによってキャンバ角可変機構を作動させなくとも、車輪のキャンバ角をネガティブ又はポジティブに変更することができる。

即ち、制動時に車輪がトウアウト又はトウインとなり走行路面との間で車輪の幅方向に摩擦力が作用すると共に、かかる摩擦力が電磁ブレーキの磁力よりも大きくなると、電磁ブレーキによってモータの回転を規制することができなくなり（即ち、車輪のキャンバ角を保持できなくなり）、その結果、かかる摩擦力によって車輪のキャンバ角がネガティブ又はポジティブに変更される。

これにより、モータによってキャンバ角可変機構を作動させなくとも、車輪のキャンバ角がネガティブ又はポジティブに変更されることで、第１トレッドに対する第２トレッドの接地比率を高くすることができる。その結果、第２トレッドの特性、即ち、高グリップ性能を車輪に発揮させて、制動性能の向上を図ることができるという効果がある。

更に、キャンバ角調整装置が故障して車輪のキャンバ角を調整できなくなった場合でも、制動性能の向上を図ることで、制動時の安全性を確保することができるという効果がある。

また、電磁ブレーキの磁力を、車輪のキャンバ角を保持する保持力とする構成であるので、電磁ブレーキへの通電を遮断してモータの回転を規制する構成とした場合には、モータの回転を許容する際（即ち、キャンバ角可変機構を作動させて車輪にキャンバ角を付与する際）に限り電磁ブレーキへの通電を行えば良く、キャンバ角調整装置における消費エネルギの削減を図ることができるという効果がある。

請求項３記載の車両によれば、請求項１又は２に記載の車両の奏する効果に加え、第１トレッドは、第２トレッドに比して転がり抵抗の小さい特性に構成されているので、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構を作動させて第２トレッドに対する第１トレッドの接地比率を高くすることで、第１トレッドの特性、即ち、低転がり性能を車輪に発揮させて、省燃費性能の向上を図ることができるという効果がある。

このように、本発明における車両によれば、キャンバ角調整装置によってキャンバ角可変機構を作動させて第１トレッドの接地比率と第２トレッドの接地比率とを変更することで、第１トレッドの特性と第２トレッドの特性とを使い分けることができる。これにより、各トレッドの特性から得られる性能を車輪に発揮させて、走行性能と省燃費性能との２つの性能の両立を図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１の上面視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に懸架する懸架装置４と、各車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置５（図２参照）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）を操舵するステアリング装置６とを主に備え、車輪２のキャンバ角を調整して車輪２の性能を発揮させることで、制動性能の向上を図ることができるように構成されている。

次いで、各部の詳細構成について説明する。車体フレームＢＦは、車両１の骨格をなすものであり、懸架装置４を支持すると共に、その懸架装置４を介して車輪２を支持している。

車輪２は、図１に示すように、車体フレームＢＦの前方側（矢印Ｆ側）に配置される左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車体フレームＢＦの後方側（矢印Ｂ側）に配置される左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとの４輪を備えている。また、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲは、車輪駆動装置３によって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する従動輪として構成されている。なお、車輪２の詳細構成については、図６及び図７を参照して後述する。

車輪駆動装置３は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ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モータ３ａを備えて構成されている。なお、モータ３ａは、図１に示すように、ディ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。

例えば、運転者がアクセルペダル１１を操作した場合には、モータ３ａ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１１の踏み込み状態に応じた速度で回転駆動される。なお、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの回転差は、ディファレンシャルギヤにより吸収される。

懸架装置４は、いわゆるサスペンションとして機能する装置であり、図１に示すように、各車輪２に独立して設けられている。また、懸架装置４は、後述するように、車輪２のキャンバ角を可変とするキャンバ角可変機構４７（図２参照）としての機能も兼ね備えている。

キャンバ角調整装置５は、懸架装置４のキャンバ角可変機構４７を作動させて各車輪２のキャンバ角を調整するための装置であり、各懸架装置４のキャンバ角可変機構４７に駆動力をそれぞれ付与するＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲと、それら各モータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転を許容または規制するＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲとを備えて構成されている（いずれも、図５参照）。

例えば、運転者がブレーキペダル１２を操作した場合には、ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲから各懸架装置４のキャンバ角可変機構４７に駆動力がそれぞれ付与され、キャンバ角可変機構４７が作動されることで、各車輪２のキャンバ角が独立して調整される。また、各車輪２のキャンバ角が調整されると、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲによってＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転が規制され、車輪２のキャンバ角が保持される。

ここで、図２から図４を参照して、懸架装置４及びキャンバ角調整装置５の詳細構成について説明する。まず、図２及び図３を参照して懸架装置４の詳細構成について説明する。なお、各懸架装置４の構成はそれぞれ共通であるので、ここでは左の前輪２ＦＲの懸架装置４を代表例として図２及び図３に図示する。

図２（ａ）は、懸架装置４の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向視における懸架装置４の上面図である。図３は、懸架装置４の正面図であり、（ａ）は車輪２のキャンバ角がネガティブに調整された状態を、（ｂ）は車輪２のキャンバ角がポジティブに調整された状態を、それぞれ図示している。なお、図２及び図３では、発明の理解を容易とするために、ドライブシャフト３１を省略して図示すると共に、図２（ｂ）では、懸架装置４の構成を一部省略して図示している。また、図２及び図３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。

懸架装置４は、図２に示すように、ストラット式のサスペンションとして構成され、キャンバプレート４１と、ステアリングナックル４２と、ロアアーム４３とを主に備えて構成されている。

キャンバプレート４１は、車輪２を回転可能に支持するためのものであり、図２（ａ）に示すように、ステアリングナックル４２及びロアアーム４３を介して車体フレームＢＦに連結されている。

ステアリングナックル４２は、車輪２を操舵可能に支持するためのものであり、図２（ａ）に示すように、下端（図２（ａ）下側）がキャンバ軸４４によってキャンバプレート４１の下部（図２（ａ）下側）に軸支されると共に、上端（図２（ａ）上側）がショックアブソーバ４５を介して車体フレームＢＦに連結されている。なお、ショックアブソーバ４５は、走行路面から車体フレームＢＦに伝わる振動を減衰するためのものであり、懸架装置４の強度を確保する役割も担っている。

ロアアーム４３は、キャンバプレート４１及びステアリングナックル４２を介して車輪２を車体フレームＢＦに連結するためのものであり、図２（ａ）に示すように、一端（図２（ａ）右側）が後述するブッシュ４６を介して車体フレームＢＦに軸支されると共に、他端（図２（ａ）左側）がボールジョイントを介してステアリングナックル４２の下部（図２（ａ）下側）に連結されている。

このように、ロアアーム４３がボールジョイントを介してステアリングナックル４２に連結されると共に、上述したように、ステアリングナックル４２がキャンバ軸４４によってキャンバプレート４１に連結されることで、懸架装置４には、キャンバ軸４４を揺動軸として車輪２のキャンバ角を可変とするリンク機構（キャンバ角可変機構４７）が構成されている。

また、ロアアーム４３にはキャンバ角調整装置５が配設されると共に、連結アーム４８を介してＦＲモータ５１ＦＲの駆動力をキャンバ角可変機構４７に付与することができるように構成されている。連結アーム４８は、ＦＲモータ５１ＦＲの駆動力をキャンバ角可変機構４７に伝達するためのものであり、一端（図２（ａ）右側）がＦＲモータ５１ＦＲの回転子に連結されると共に、他端（図２（ａ）左側）がキャンバプレート４１の上部（図２（ａ）上側）に連結されている。

これにより、図３（ａ）に示すように、ＦＲモータ５１ＦＲの回転子が矢印Ｒ方向に回転すると、ＦＲモータ５１ＦＲの駆動力が連結アーム４８を介してキャンバ角可変機構４７に付与され、キャンバ角可変機構４７がキャンバ軸４４を揺動軸として作動（変形）されることで、車輪２のキャンバ角がネガティブに調整される。

同様に、図３（ｂ）に示すように、ＦＲモータ５１ＦＲの回転子が矢印Ｌ方向に回転すると、ＦＲモータ５１ＦＲの駆動力が連結アーム４８を介してキャンバ角可変機構４７に付与され、キャンバ角可変機構４７がキャンバ軸４４を揺動軸として作動（変形）されることで、車輪２のキャンバ角がポジティブに調整される。

ブッシュ４６は、図２（ｂ）に示すように、第１ブッシュ４６ａ及び第２ブッシュ４６ｂの２種類のブッシュを備え、第１ブッシュ４６ａが車両１の前方側（矢印Ｆ側）に配置され、第２ブッシュ４６ｂが車両１の後方側（矢印Ｂ側）に配置されている。

また、ブッシュ４６は、ゴム状弾性体から構成されると共に、第１ブッシュ４６ａと第２ブッシュ４６ｂとが異なるゴム硬度で構成され、第１ブッシュ４６ａが第２ブッシュ４６ｂに比して軟らかい特性（ゴム硬度の低い特性）に構成されている。

これにより、少なくとも制動時には、車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、第１ブッシュ４６ａの変形量が第２ブッシュ４６ｂの変形量よりも大きくなり、車輪２のトウ角がトウアウトに変更される。

次いで、図４を参照して、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲの詳細構成について説明する。なお、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲの構成はそれぞれ共通であるので、ここではＦＲブレーキ５２ＦＲを代表例として図４に図示する。図４は、図２（ａ）のＩＶ−ＩＶ線におけるＦＲブレーキ５２ＦＲの断面図である。

ＦＲブレーキ５２ＦＲは、磁力によってＦＲモータ５１ＦＲの回転を許容または規制する電磁ブレーキとして構成され、図４に示すように、ＦＲモータ５１ＦＲの回転子に連結されるアーマチュア組立体７と、ＦＲモータ５１ＦＲの外郭に固定される励磁装置８とを主に備えて構成されている。

アーマチュア組立体７は、ＦＲモータ５１ＦＲの回転子と一体に回転するものであり、回転子に取着されるハブプレート７１と、そのハブプレート７１に連結されると共に磁性体から構成されるアーマチュア７２と、それらハブプレート７１とアーマチュア７２との間に設けられアーマチュア７２をハブプレート７１側（図４左側）へ付勢する板バネ７３とを主に備えて構成されている。

励磁装置８は、アーマチュア組立体７の回転を許容または規制するための装置であり、外郭を形成するフィールドコア８１と、そのフィールドコア８１内に収容される永久磁石８２と、通電されることで磁力を発生して永久磁石８２の磁力を消磁するコイル８３とを主に備えて構成されている。

これにより、コイル８３に通電されている状態では、コイル８３に発生する磁力によって永久磁石８２の磁力が消磁されるので、板バネ７３によってアーマチュア７２がハブプレート７１側へ付勢され、アーマチュア７２とフィールドコア８１との間に隙間が生じることで、アーマチュア組立体７の回転が許容される。その結果、ＦＲモータ５１ＦＲの回転も許容される。

これに対し、コイル８３に通電されていない状態では、永久磁石８２の磁力によってアーマチュア７２がフィールドコア８１に吸着されることで、アーマチュア組立体７の回転が規制される。その結果、ＦＲモータ５１ＦＲの回転も規制される。即ち、車輪２のキャンバ角が保持される。

このように、ＦＲブレーキ５２ＦＲ（永久磁石８２）の磁力を、車輪２のキャンバ角を保持する保持力とするので、ＦＲモータ５１ＦＲの回転を許容する際（即ち、キャンバ角可変機構４７を作動させて車輪２のキャンバ角を調整する際）に限りＦＲブレーキ５２ＦＲ（コイル８３）への通電を行えば良く、キャンバ角調整装置５における消費エネルギの削減を図ることができる。

なお、フィールドコア８１には、アーマチュア７２が吸着される部位に対応して摩擦板８４が配設されており、摩擦板８４にアーマチュア７２が摩擦係合することで、アーマチュア組立体７の回転をより強固に規制することができるように構成されている。

上記のように構成されるＦＲブレーキ５２ＦＲは、永久磁石８２の磁力が、走行路面との間で車輪２の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定されている。これにより、かかる摩擦力が永久磁石８２の磁力よりも大きくなると、ＦＲブレーキ５２ＦＲによってＦＲモータ５１ＦＲの回転を規制することができなくなり（即ち、車輪２のキャンバ角を保持できなくなり）、車輪２のキャンバ角が変更される。

図１に戻って説明する。ステアリング装置６は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを操舵するための装置であり、図１に示すように、ステアリングシャフト６１と、フックジョイント６２と、ステアリングギヤ６３と、タイロッド６４と、ナックルアーム６５とを主に備えて構成されている。なお、ステアリング装置６は、ステアリングギヤ６３がピニオン６３ａとラック６３ｂとを備えたラックアンドピニオン機構によって構成されている。

例えば、運転者がステアリング１３を操作した場合には、ステアリング１３の操作がステアリングシャフト６１を介してフックジョイント６２に伝達されると共にフックジョイント６２によって角度を変えられ、ステアリングギヤ６３のピニオン６３ａに回転運動として伝達される。そして、ピニオン６３ａに伝達された回転運動がラック６３ｂの直線運動に変換され、ラック６３ｂが直線運動することで、ラック６３ｂの両端に接続されたタイロッド６４が移動し、ナックルアーム６５を介して車輪２が操舵される。

アクセルペダル１１、ブレーキペダル１２及びステアリング１３は、いずれも運転者により操作される操作部材であり、各ペダル１１，１２の踏み込み状態（踏み込み量、踏み込み速度など）に応じて車両１の加速力や制動力が決定されると共に、ステアリング１３の操作状態（操作量、操作方向）に応じて車両１の旋回半径や旋回方向が決定される。

制御装置１００は、上記の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１１，１２の踏み込み状態を検出し、その検出結果に応じて車輪駆動装置３を制御する。或いは、ブレーキペダル１２の踏み込み状態を検出し、その検出結果に応じてキャンバ角調整装置５を制御する。

ここで、図５を参照して、制御装置１００の詳細構成について説明する。図５は、制御装置１００の電気的構成を示したブロック図である。制御装置１００は、図５に示すように、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２及びＲＡＭ９３を備え、それらがバスライン９４を介して入出力ポート９５に接続されている。また、入出力ポート９５には、車輪駆動装置３等の複数の装置が接続されている。

ＣＰＵ９１は、バスライン９４によって接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ９２は、ＣＰＵ９１によって実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶するための書き換え不能な不揮発性のメモリである。また、ＲＡＭ９３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メモリである。

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、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ＣＰＵ９１からの命令に基づいて制御する制御回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。

キャンバ角調整装置５は、上述したように、懸架装置４のキャンバ角可変機構４７（図２参照）を作動させて各車輪２のキャンバ角を調整するための装置であり、各懸架装置４のキャンバ角可変機構４７に駆動力をそれぞれ付与するＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲと、それら各モータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転を許容または規制するＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲと、それら各モータ５１ＦＬ〜５１ＲＲ及び各ブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲをＣＰＵ９１からの命令に基づいて制御する制御回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。

ＣＰＵ９１からの指示に基づいて、ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲが制御されると、それらＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲから各懸架装置４のキャンバ角可変機構４７に駆動力がそれぞれ付与され、キャンバ角可変機構４７が作動されることで、各車輪２のキャンバ角が独立して調整される。

キャンバ角調整装置５の制御回路は、各ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転量を角度センサ（図示せず）によって検出し、ＣＰＵ９１から指示された目標値（回転量）に達すると、ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転駆動を停止する。同時に、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲによってＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転を規制して、車輪２のキャンバ角を保持する。なお、角度センサによる検出結果は、制御回路からＣＰＵ９１に出力され、ＣＰＵ９１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得ることができる。

アクセルペダルセンサ装置１１ａは、アクセルペダル１１の踏み込み状態を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ９１に出力するための装置であり、アクセルペダル１１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ＣＰＵ９１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

ブレーキペダルセンサ装置１２ａは、ブレーキペダル１２の踏み込み状態を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ９１に出力するための装置であり、ブレーキペダル１２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ＣＰＵ９１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

ステアリングセンサ装置１３ａは、ステアリング１３の操作状態を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ９１に出力するための装置であり、ステアリング１３の操作量を操作方向に対応付けて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ＣＰＵ９１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。ＣＰＵ９１は、各センサ装置１１ａ，１２ａ，１３ａから入力された各角度センサの検出結果によって各ペダル１１，１２の踏み込み量およびステアリング１３の操作量を得ることができる。

なお、図５に示す他の入出力装置９６としては、例えば、各車輪２のキャンバ角を非接触で計測する光学センサ等が例示される。

次いで、図６及び図７を参照して、車輪２の詳細構成について説明する。図６は、車両１の上面視を模式的に示した模式図である。図７は、車両１の正面視を模式的に示した模式図であり、（ａ）は車輪２のキャンバ角がネガティブに調整された状態を、（ｂ）は車輪２のキャンバ角がポジティブに調整された状態を、それぞれ図示している。なお、図６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。

車輪２は、図６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の外側に配置され、第２トレッド２２が車両１の内側に配置されている。

また、車輪２は、第1トレッド２１と第２トレッド２２とが異なる特性に構成され、第２トレッド２２が第１トレッド２１に比してグリップ力の高い特性（ゴム硬度の低い特性）に構成されると共に、第１トレッド２１が第２トレッド２２に比して転がり抵抗の小さい特性（ゴム硬度の高い特性）に構成されている。

例えば、図７（ａ）に示すように、キャンバ角調整装置５によって懸架装置４のキャンバ角可変機構４７が作動され、車輪２のキャンバ角θＬ，θＲがネガティブに調整されると、車両１の内側に配置される第２トレッド２２の接地（接地圧または接地面積）が増加する一方、車両１の外側に配置される第１トレッド２１の接地(接地圧または接地面積)が減少し、第１トレッド２１に対する第２トレッド２２の接地比率が高くなる。これにより、第２トレッド２２の特性、即ち、高グリップ性能を車輪２に発揮させて、走行性能（例えば、制動性能など）の向上を図ることができる。

これに対し、図４（ｂ）に示すように、キャンバ角調整装置５によって懸架装置４のキャンバ角可変機構４７が作動され、車輪２のキャンバ角θＬ，θＲがポジティブに調整されると、車両１の外側に配置される第１トレッド２１の接地（接地圧または接地面積）が増加する一方、車両１の内側に配置される第２トレッド２２の接地（接地圧または接地面積）が減少し、第１トレッド２１に対する第２トレッド２２の接地比率が低くなる。これにより、第１トレッド２１の特性、即ち、低転がり性能を車輪２に発揮させて、省燃費性能の向上を図ることができる。

このように、車両１によれば、車輪２のキャンバ角を調整して第１トレッド２１の特性と第２トレッド２２の特性とを使い分けることで、各トレッド２１，２２の特性から得られる性能を車輪２に発揮させて、走行性能と省燃費性能との２つの性能の両立を図ることができる。

次いで、図８を参照して、上記のように構成される車両１の制動時の作用について説明する。図８（ａ）は、車両１の上面視を模式的に示した模式図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印ＶＩＩＩｂ方向視における車輪２の側面図である。また、図８（ｃ）は、車両１の上面視を模式的に示した模式図であり、図８（ｄ）は、図８（ｃ）の矢印ＶＩＩＩｄ方向視における車輪２の側面図である。

上述したように、懸架装置４のロアアーム４３は、ブッシュ４６（第１ブッシュ４６ａ及び第２ブッシュ４６ｂ）を介して車体フレームＢＦに軸支されると共に、ブッシュ４６は、第１ブッシュ４６ａが第２ブッシュ４６ｂに比して軟らかい特性（ゴム硬度の低い特性）に構成されているので、制動時には、車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、第１ブッシュ４６ａの変形量が第２ブッシュ４６ｂの変形量よりも大きくなり、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、車輪２のトウ角がトウアウトに変更される。この場合、車輪２のトウ角がトウアウトとなることで、車輪２にスリップ角が生じ、走行路面との間で車輪２の幅方向に摩擦力Ｆが作用する。

また、上述したように、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲは、永久磁石８２の磁力が、走行路面との間で車輪２の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定されているので、摩擦力Ｆが永久磁石８２の磁力よりも大きくなると、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲによってＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５２ＲＲの回転を規制することができなくなり（即ち、車輪２のキャンバ角を保持できなくなり）、図８（ｃ）及び（ｄ）に示すように、摩擦力Ｆによって車輪２のキャンバ角がネガティブに変更される。

これにより、キャンバ角調整装置５によってキャンバ角可変機構４７を作動させなくとも、第１トレッド２１に対する第２トレッド２２の接地比率を高くすることができる。その結果、第２トレッド２２の特性、即ち、高グリップ性能を車輪２に発揮させて、制動性能の向上を図ることができる。更に、キャンバ角調整装置５が故障して車輪２のキャンバ角を調整できなくなった場合でも、制動性能の向上を図ることで、制動時の安全性を確保することができる。

また、制動時に車輪２のトウ角がトウアウトに変更されるので、走行路面との間で車輪２の幅方向に作用する摩擦力Ｆを車両１の外側へ向けて作用させることができ、トウ角がトウインに変更される場合と比較して、車両安定性の向上を図ると共に、制動性能の向上を図ることができる。

次いで、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、第１ブッシュ４６ａが第２ブッシュ４６ｂに比して柔らかい特性（ゴム硬度の低い特性）に構成されることで、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、第１ブッシュ４６ａの変形量が第２ブッシュ４６ｂの変形量よりも大きくなり、車輪２のトウ角がトウアウトに変更される場合を説明した。

これに対し、第２実施の形態では、車体フレームＢＦへのロアアーム２４３の連結構造を第１実施の形態とは異なる構造とすることで、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、車輪２のトウ角がトウアウトに変更されるように構成されている。

図９（ａ）は、第２実施の形態における懸架装置２０４の正面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の矢印ＩＸｂ方向視における懸架装置２０４の上面図である。なお、第１実施の形態と同一の部分には、同一の符号を付して説明を省略する。また、図９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。

第２実施の形態におけるロアアーム２４３は、図９（ａ）に示すように、一端（図９（ａ）右側）が連結軸２４６によって車体フレームＢＦに軸支されると共に、他端（図９（ａ）左側）がボールジョイントを介してステアリングナックル４２の下部（図９（ａ）下側）に連結されている。

連結軸２４６は、図９（ｂ）に示すように、第１連結軸２４６ａ及び第２連結軸２４６ｂの２つの連結軸を備え、第１連結軸２４６ａが車両１の前方側（矢印Ｆ側）に配置され、第２連結軸２４６ｂが車両１の後方側（矢印Ｂ側）に配置されている。

また、連結軸２４６は、第１連結軸２４６ａが車両１の前後方向（矢印Ｆ−Ｂ方向）に沿って配設される一方、第２連結軸２４６ｂが車両１の上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向）に沿って配設されている。

これにより、少なくとも制動時には、車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、ロアアーム２４３が第２連結軸２４６ｂを回転軸として回転され、車輪２のトウ角がトウアウトに変更される。

よって、第１実施の形態の場合と同様に、制動時には、キャンバ角調整装置５によってキャンバ角可変機構４７を作動させなくとも、第１トレッド２１に対する第２トレッド２２の接地比率を高くすることができる。その結果、第２トレッド２２の特性、即ち、高グリップ性能を車輪２に発揮させて、制動性能の向上を図ることができる。更に、キャンバ角調整装置５が故障して車輪２のキャンバ角を調整できなくなった場合でも、制動性能の向上を図ることで、制動時の安全性を確保することができる。

次いで、図１０を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、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、第３実施の形態では、車輪３０２が３種類のトレッドを備えて構成されている。

図１０は、第３実施の形態における車輪３０２を備えた車両１の上面視を模式的に示した模式図である。なお、第１実施の形態と同一の部分には、同一の符号を付して説明を省略する。また、図１０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。

第３実施の形態における車輪３０２は、図１０に示すように、第１トレッド２１、第２トレッド２２及び第３トレッド３２３の３種類のトレッドを備え、各車輪３０２において、第２トレッド２１が車両１の内側に配置されると共に、第３トレッド３２３が車両１の外側に配置され、第１トレッド２１が第２トレッド２２と第３トレッド３２３との間に配置されている。

また、車輪３０２は、第３トレッド３２３が少なくとも第１トレッド２１に比してグリップ力の高い特性（ゴム硬度の低い特性）に構成されている。

例えば、キャンバ角調整装置５によって懸架装置４のキャンバ角可変機構４７が作動され、車輪３０２のキャンバ角θＬ，θＲがネガティブに調整されると、車両１の内側に配置される第２トレッド２２の接地（接地圧または接地面積）が増加する一方、第２トレッド２２よりも車両１の外側に配置される第１トレッド２１及び第３トレッド３２３の接地(接地圧または接地面積)が減少し、第１トレッド２１及び第３トレッド３２３に対する第２トレッド２２の接地比率が高くなる。これにより、第２トレッド２２の特性、即ち、高グリップ性能を車輪３０２に発揮させることで、走行性能（例えば、制動性能など）の向上を図ることができる。

また、キャンバ角調整装置５によって懸架装置４のキャンバ角可変機構４７が作動され、車輪３０２のキャンバ角θＬ，θＲがポジティブに調整されると、車両１の外側に配置される第３トレッド３２３の接地（接地圧または接地面積）が増加する一方、第３トレッド３２３よりも車両１の内側に配置される第１トレッド２１及び第２トレッド２２の接地(接地圧または接地面積)が減少し、第１トレッド２１及び第２トレッド２２に対する第３トレッド３２３の接地比率が高くなる。これにより、第３トレッド３２３の特性、即ち、高グリップ性能を車輪３０２に発揮させることで、走行性能（例えば、制動性能など）の向上を図ることができる。

これに対し、キャンバ角調整装置５によって懸架装置４のキャンバ角可変機構４７が作動され、車輪２のキャンバ角θＬ，θＲが０°に調整されると、第２トレッド２２の接地（接地圧または接地面積）が増加する一方、第２トレッド２２及び第３トレッド３２３の接地（接地圧または接地面積）が減少し、第１トレッド２１に対する第２トレッド２２及び第３トレッド３２３の接地比率が低くなる。これにより、第２トレッド２２及び第３トレッド３２３に比してグリップ力の低い特性に構成される第１トレッド２１の特性、即ち、低転がり性能を車輪３０２に発揮させることで、省燃費性能の向上を図ることができる。

よって、第１実施の形態の場合と同様に、車輪３０２のキャンバ角を調整して第１トレッド２１の特性と第２トレッド２２の特性と第３トレッド３２３の特性とを使い分けることで、車輪３０２の性能を発揮させて、走行性能と省燃費性能との２つの性能の両立を図ることができる。

また、制動時には、キャンバ角調整装置５によってキャンバ角可変機構４７を作動させなくとも、第１トレッド２１及び第３トレッド３２３に対する第２トレッド２２の接地比率を高くすることができる。その結果、第２トレッド２２の特性、即ち、高グリップ性能を車輪２に発揮させて、制動性能の向上を図ることができる。更に、キャンバ角調整装置５が故障して車輪３０２のキャンバ角を調整できなくなった場合でも、制動性能の向上を図ることで、制動時の安全性を確保することができる。

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、上記各実施の形態における構成の一部または全部を他の実施の形態における構成の一部または全部と組み合わせることは当然可能である。

上記実施の形態では、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、車輪２のトウ角がトウアウトに変更されると共に、車輪２のトウ角がトウアウトとなることで、走行路面との間で車輪２の幅方向に作用する摩擦力Ｆによって車輪２のキャンバ角がネガティブに変更される場合を説明したが（図８参照）、必ずしもこれに限られるものではなく、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、車輪２のトウ角がトウインに変更されると共に、車輪２のトウ角がトウインとなることで、走行路面との間で車輪２の幅方向に作用する摩擦力によって車輪２のキャンバ角がポジティブに変更されるように構成しても良い。

即ち、第１実施の形態では、第１ブッシュ４６ａが第２ブッシュ４６ｂに比して軟らかい特性（ゴム硬度の低い特性）に構成されることで、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、車輪２のトウ角がトウアウトに変更される場合を説明したが、これに対して、第２ブッシュ４６bを第１ブッシュ４６aに比して軟らかい特性（ゴム硬度の低い特性）に構成することで、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、車輪２のトウ角をトウインに変更することができる。

また、この場合には、第１トレッド２１を車両１の内側に配置すると共に、第２トレッド２２を車両１の外側に配置することで、上記実施の形態の場合と同様に、制動時には、キャンバ角調整装置５によってキャンバ角可変機構４７を作動させなくとも、制動性能の向上を図ると共に、制動時の安全性を確保することができる。

上記実施の形態では、ＦＬ〜ＲＲブレーキ５２ＦＬ〜５２ＲＲによってＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの回転を規制することで、車輪２のキャンバ角を保持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、ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの駆動力をキャンバ角可変機構４７に付与し続けることで、ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの駆動力によって車輪２のキャンバ角を保持するように構成しても良い。

この場合には、ＦＬ〜ＲＲモータ５１ＦＬ〜５１ＲＲの駆動力を、走行路面との間で車輪２の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定することで、上記実施の形態の場合と同様に、制動時には、キャンバ角調整装置５によってキャンバ角可変機構４７を作動させなくとも、制動性能の向上を図ると共に、制動時の安全性を確保することができる。

上記実施の形態では、車輪２のトウ角の初期設定（即ち、停車時におけるトウ角）については説明を省略したが、かかる初期設定をトウアウト又はトウインとしても良い。この場合には、制動時に車体フレームＢＦに作用する慣性力によって、車輪２のトウ角がトウアウト又はトウインに変更し易くなるので、その分、より確実に制動性能の向上を図ると共に、制動時の安全性を確保することができる。

本発明の一実施の形態における車両の上面視を模式的に示した模式図である。 （ａ）は、懸架装置の正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向視における懸架装置の上面図である。 懸架装置の正面図であり、（ａ）は車輪のキャンバ角がネガティブに調整された状態を、（ｂ）は車輪のキャンバ角がポジティブに調整された状態を、それぞれ図示している。 図２（ａ）のＩＶ−ＩＶ線におけるＦＲブレーキの断面図である。 制御装置の電気的構成を示したブロック図である。 車両の上面視を模式的に示した模式図である。 車両の正面視を模式的に示した模式図であり、（ａ）は車輪のキャンバ角がネガティブに調整された状態を、（ｂ）は車輪のキャンバ角がポジティブに調整された状態を、それぞれ図示している。 （ａ）は、車両の上面視を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、図８（ａ）の矢印ＶＩＩＩｂ方向視における車輪の側面図である。また、（ｃ）は、車両の上面視を模式的に示した模式図であり、（ｄ）は、図８（ｃ）の矢印ＶＩＩＩｄ方向視における車輪の側面図である。 （ａ）は、第２実施の形態における懸架装置の正面図であり、（ｂ）は、図９（ａ）の矢印ＩＸｂ方向視における懸架装置の上面図である。 第３実施の形態における車輪を備えた車両の上面視を模式的に示した模式図である。

１ 車両
２，３０２ 車輪
２ＦＬ 左の前輪（車輪の一部）
２ＦＲ 右の前輪（車輪の一部）
２ＲＬ 左の後輪（車輪の一部）
２ＲＲ 右の後輪（車輪の一部）
５ キャンバ角調整装置
２１ 第１トレッド
２２ 第２トレッド
４７ キャンバ角可変機構
５１ＦＬ〜５１ＲＲ ＦＬ〜ＲＲモータ（モータ）
５２ＦＬ〜５２ＲＲ ＦＬ〜ＲＲブレーキ（電磁ブレーキ）
ＢＦ 車体フレーム（車体）

Claims (3)

1. 車輪と、その車輪を支持すると共に前記車輪のキャンバ角を可変とするキャンバ角可変機構と、そのキャンバ角可変機構を支持する車体と、前記キャンバ角可変機構を作動させて前記車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置とを備えた車両において、
   前記車輪は、第１トレッドと、その第１トレッドに対して前記車輪の幅方向に並設され前記車両の内側または外側に配置されると共に前記第１トレッドに比してグリップ力の高い特性に構成される第２トレッドとを少なくとも備え、制動時に前記車体に作用する慣性力によって、トウ角がトウアウト又はトウインに変更されるように前記車体に支持され、
   前記キャンバ角調整装置は、前記車輪のキャンバ角を保持する保持力が、走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定され、
   前記第２トレッドが前記第１トレッドに対して前記車両の内側に配置されると共に、制動時に前記車体に作用する慣性力によって、トウ角がトウアウトに変更されるように前記車輪が前記車体に支持され、制動時に前記車輪のトウ角がトウアウトに変更され走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する摩擦力が前記保持力よりも大きくなると、前記車輪のキャンバ角がネガティブに変更されることで前記第１トレッドに対する前記第２トレッドの接地比率が高くなるか、
   又は、前記第２トレッドが前記第１トレッドに対して前記車両の外側に配置されると共に、制動時に前記車体に作用する慣性力によって、トウ角がトウインに変更されるように前記車輪が前記車体に支持され、制動時に前記車輪のトウ角がトウインに変更され走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する摩擦力が前記保持力よりも大きくなると、前記車輪のキャンバ角がポジティブに変更されることで前記第１トレッドに対する前記第２トレッドの接地比率が高くなるように構成されていることを特徴とする車両。
2. 前記キャンバ角調整装置は、前記キャンバ角可変機構を作動させるモータと、そのモータの回転を磁力によって許容または規制する電磁ブレーキとを備え、前記電磁ブレーキの磁力によって前記モータの回転を規制することで前記車輪のキャンバ角を保持するように構成され、
   前記電磁ブレーキの磁力が前記保持力とされると共に、その磁力が、走行路面との間で前記車輪の幅方向に作用する所定の大きさの摩擦力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の車両。
3. 前記第１トレッドは、前記第２トレッドに比して転がり抵抗の小さい特性に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。
   

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