キャンバ制御装置及びキャンバ制御方法
【課題】電源装置を小型化することができ、車両を小型化することができ、車両のコストを低くすることができるようにする。
【解決手段】車両のボディと、複数の車輪と、所定の車輪とボディとの間に配設され、モータ４１を備え、車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、電源装置と、電源装置からモータ４１にキャンバ角付与電流を供給して車輪にャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、電源装置からモータ４１にキャンバ角解除電流を供給して車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有する。キャンバ角付与電流はキャンバ角解除電流より大きくされる。車輪にキャンバ角を付与する際にモータ４１に大きい電流が供給されるので、急速にキャンバ角を付与することができる。
【解決手段】車両のボディと、複数の車輪と、所定の車輪とボディとの間に配設され、モータ４１を備え、車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、電源装置と、電源装置からモータ４１にキャンバ角付与電流を供給して車輪にャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、電源装置からモータ４１にキャンバ角解除電流を供給して車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有する。キャンバ角付与電流はキャンバ角解除電流より大きくされる。車輪にキャンバ角を付与する際にモータ４１に大きい電流が供給されるので、急速にキャンバ角を付与することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャンバ制御装置及びキャンバ制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪にキャンバ角を付与するために、油圧式のアクチュエータを使用した車両が提供されている。
【０００３】
該車両においては、アクチュエータに油圧シリンダが配設され、該油圧シリンダに油圧源からの油圧が供給されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許明細書第６３４７８０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の車両においては、車輪に付与されたキャンバ角を維持しようとすると、前記油圧シリンダに、常時、所定の油圧を供給するための動力が必要になり、例えば、油圧源を駆動するためのエンジンの効率が低下するだけでなく、車両の燃費が悪くなってしまう。
【０００６】
そこで、アクチュエータにモータを使用してキャンバ角を付与することが考えられる。
【０００７】
ところが、モータを駆動することによってキャンバ角を付与しようとすると、モータを駆動するために大きな電力が必要になり、モータに電力を供給するための電源装置としてのバッテリの容量を大きくする必要がある。
【０００８】
その結果、バッテリが大型化し、車両が大型化するだけでなく、車両のコストが高くなってしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、電源装置を小型化することができ、車両を小型化することができ、車両のコストを低くすることができるキャンバ制御装置及びキャンバ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのために、本発明のキャンバ制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、前記モータに電流を供給する電源装置と、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有する。
【００１１】
そして、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【００１２】
本発明の他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記電源装置はバッテリ及び充電要素を備える。
【００１３】
そして、第１のモータ駆動処理手段はバッテリ及び充電要素からモータに電流を供給する。
【００１４】
また、第２のモータ駆動処理手段はバッテリからモータに電流を供給する。
【００１５】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記電源装置は、バッテリ、充電要素、及び該充電要素をバッテリから切り離すことを可能にするスイッチ要素を有する。
【００１６】
そして、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記スイッチ要素をオフにして、バッテリからモータに電流を供給する。
【００１７】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記第２のモータ駆動処理手段は、充電要素の充電が終了した後、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００１８】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、キャンバ角が付与される車輪のタイヤに、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる複数の領域が形成される。
【００１９】
そして、前記第１のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪にキャンバ角を付与することによってグリップ性能が高い領域を路面に接地させる。
【００２０】
また、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除することによって転がり抵抗が小さい領域を路面に接地させる。
【００２１】
本発明のキャンバ制御方法においては、車両のボディ、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータ、並びに前記モータに電流を供給する電源装置を備えた車両に適用される。
【００２２】
そして、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与し、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００２３】
また、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、キャンバ制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、前記モータに電流を供給する電源装置と、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有する。
【００２５】
そして、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【００２６】
この場合、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置からモータに大きい電流が供給され、前記所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、急速にキャンバ角を付与することができ、車両の安定性を高くすることができる。
【００２７】
また、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置からモータに小さい電流が供給されるので、電源装置の容量を小さくすることができる。したがって、電源装置を小型化することができ、車両を小型化することができるだけでなく、車両のコストを低くすることができる。
【００２８】
本発明の他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記電源装置はバッテリ及び充電要素を備える。
【００２９】
そして、第１のモータ駆動処理手段はバッテリ及び充電要素からモータに電流を供給する。
【００３０】
また、第２のモータ駆動処理手段はバッテリからモータに電流を供給する。
【００３１】
この場合、車輪にキャンバ角が付与されるときに、バッテリ及び充電要素からモータに電流が供給され、車輪へのキャンバ角の付与が解除されるときに、バッテリからモータに電流が供給されるので、バッテリ及び充電要素の容量を小さくすることができ、バッテリ及び充電要素を小型化することができる。
【００３２】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記第２のモータ駆動処理手段は、充電要素の充電が終了した後、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００３３】
この場合、充電要素の充電が終了するまでは、キャンバ角の付与が解除されないので、充電要素を十分に充電することができる。したがって、急に、車輪にキャンバ角を付与する必要が生じても、確実にキャンバ角を付与することができる。
【００３４】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、キャンバ角が付与される車輪のタイヤに、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる複数の領域が形成される。
【００３５】
そして、前記第１のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪にキャンバ角を付与することによってグリップ性能が高い領域を路面に接地させる。
【００３６】
また、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除することによって転がり抵抗が小さい領域を路面に接地させる。
【００３７】
この場合、急速にキャンバ角を付与し、グリップ性能が高い領域を路面に接地させることができるので、車両の安定性を一層高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態におけるキャンバ駆動回路部を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【図４】本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における電力供給処理手段の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
図３は本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【００４１】
図において、１１は車両の本体であるボディ、１２は駆動源としてのエンジン、ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、前記ボディ１１に対して回転自在に配設された左前方、右前方、左後方及び右後方の車輪であり、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦによって前輪が、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢによって後輪が構成される。そして、前記各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、アルミニウム合金等によって形成された図示されないホイール、及び該ホイールの外周に嵌（かん）合させて配設されたタイヤ３６を備える。なお、この場合、前記車両は前輪駆動方式の構造を有し、前記エンジン１２と車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとが図示されないドライブシャフトによって連結される。エンジン１２を駆動することによって発生させられた回転は車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに伝達され、該車輪ＷＬＦ、ＷＲＦが、回転させられ、駆動輪として機能する。
【００４２】
また、１３は車両の操舵を行うための操作部としての、かつ、操舵装置としてのステアリングホイール、１４は車両を加速するための操作部としての、かつ、加速操作部材としてのアクセルペダル、１５は車両を制動するための操作部としての、かつ、制動操作部材としてのブレーキペダルであり、操作者としての運転者がステアリングホイール１３を操作して回転させると、ステアリングホイール１３の操作量を表すステアリング角度に応じて車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに舵角が付与され、車両を旋回させることができる。また、運転者がアクセルペダル１４を踏み込むと、アクセルペダル１４の操作量を表す踏込量（ストローク）に応じて車両を加速することができ、運転者がブレーキペダル１５を踏み込むと、ブレーキペダル１５の操作量を表す踏込量に応じて車両を制動することができる。なお、前記舵角は、ステアリングホイール１３の回転に伴って車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向きが変化させられたときの、車両の前後方向と車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向きとが成す角度である。
【００４３】
そして、３１、３２は、それぞれ、ボディ１１と各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとの間に配設され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦを回転自在に支持するとともに、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに舵角を独立させて形成し、キャンバ角を独立させて付与するためのアクチュエータ（車輪駆動部）、３３、３４は、それぞれ、ボディ１１と各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとの間に配設され、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢを回転自在に支持するとともに、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を独立させて付与するためのアクチュエータである。なお、アクチュエータ３１、３２によってキャンバ角可変機構及び舵角可変機構が、アクチュエータ３３、３４によってキャンバ角可変機構が構成される。
【００４４】
各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにおいては、タイヤ３６のトレッド３７が、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる幅方向における複数の領域、本実施の形態においては、二つの領域に分割され、トレッド３７の幅方向における中心を表す中心線を区分線Ｌｄ１としたとき、該区分線Ｌｄ１より外側（ボディ１１から離れる側）に、損失正接を小さくすることによって、転がり抵抗が小さく、グリップ性能が低くされた第１の領域としての低転がり抵抗領域３８が、区分線Ｌｄ１より内側（ボディ１１側）に、損失正接を大きくすることによって、転がり抵抗が大きく、グリップ性能が高くされた第２の領域としての高グリップ領域３９が形成される。
【００４５】
そのために、前記低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９の各外周面には、それぞれ異なる溝のパターン（以下「トレッドパターン」という。）が形成される。すなわち、低転がり抵抗領域３８には、タイヤ３６の円周方向において溝が連続するリブタイプのトレッドパターンが形成され、高グリップ領域３９には、タイヤ３６の幅方向において溝が連続するラグタイプのトレッドパターンが形成される。また、高グリップ領域３９に、独立した複数のブロックを備えるブロックタイプのトレッドパターンを形成することもできる。
【００４６】
本実施の形態において、低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９は、トレッドパターンを異ならせることによって形成されるようになっているが、トレッド３７の材料を異ならせることによって低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９を形成することもできる。
【００４７】
なお、前記損失正接は、トレッド３７が変形する際のエネルギーの吸収の度合いを示し、貯蔵剪（せん）断弾性率に対する損失剪断弾性率の比で表すことができる。損失正接が小さいほどエネルギーの吸収が少なくなるので、タイヤ３６に発生する転がり抵抗が小さくなり、グリップ性能が低くなり、タイヤ３６に発生する摩耗が少なくなる。これに対して、損失正接が大きいほどエネルギーの吸収が多くなるので、転がり抵抗が大きくなり、グリップ性能が高くなり、タイヤ３６に発生する摩耗が多くなる。
【００４８】
本実施の形態においては、前記区分線Ｌｄ１がトレッド３７の幅方向における中心に置かれるようになっているが、区分線Ｌｄ１をトレッド３７の幅方向における任意の位置に置き、低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９の各接地面積の割合を異ならせることもできる。
【００４９】
前記構成の車両においては、通常走行時に低転がり抵抗領域３８を路面に接地させると、転がり抵抗が小さくされるので、燃費を良くすることができる。また、車両の加速時、制動時、旋回時等に高グリップ領域３９を路面に接地させると、グリップ性能が高くされるので、車両の加速性を高くしたり、制動距離を短くしたり、横すべりが発生するのを防止したりすることによって車両の安定性を高くすることができる。
【００５０】
次に、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与するためのキャンバ角可変機構について説明する。この場合、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにおけるキャンバ角可変機構の構造は同じであるので、左前方の車輪ＷＬＦについてだけ説明する。
【００５１】
図４は本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【００５２】
図において、２１はホイール、３１はアクチュエータ、３６はホイール２１に配設されたタイヤである。
【００５３】
前記アクチュエータ３１は、ベース部材としての図示されないナックルに固定されたキャンバ制御用の駆動部としてのモータ４１、前記ナックルに対して揺動自在に配設された可動部材としての可動プレート４３、前記モータ４１の回転運動を可動プレート４３の揺動運動に変換する運動方向変換部としてのクランク機構４５、前記エンジン１２（図２）の回転をホイール２１に伝達する伝動軸としてのドライブシャフト４６、前記ステアリングホイール１３を操作するのに伴って車輪ＷＬＦの向きを変えるための操舵部材としてのロワアーム４８を備える。なお、前記モータ４１は直流モータから成る。
【００５４】
そして、前記ホイール２１は、可動プレート４３に対して回転自在に支持され、ドライブシャフト４６と連結される。
【００５５】
また、前記クランク機構４５は、前記モータ４１の出力軸に取り付けられた第１の変換要素としてのウォームギヤ５１、前記ナックルに対して回転自在に配設され、前記ウォームギヤ５１と噛（し）合させられる第２の変換要素としてのウォームホイール５２、及びウォームホイール５２と可動プレート４３とを連結する第３の変換要素としてのアーム５３を有する。該アーム５３は、一端において、ウォームホイール５２の回転軸から偏心させた位置で、第１の連結部によってウォームホイール５２と連結され、他端において、可動プレート４３の上端の位置で、第２の連結部によって可動プレート４３と連結される。この場合、可動プレート４３によって第４の変換要素が構成される。
【００５６】
前記ウォームギヤ５１及びウォームホイール５２によって、回転運動の軸の向きが変換され、ウォームホイール５２及びアーム５３によって回転運動が直進運動に変換され、アーム５３及び可動プレート４３によって直進運動が揺動運動に変換される。
【００５７】
したがって、モータ４１を駆動すると、ウォームギヤ５１及びウォームホイール５２が回転させられ、アーム５３が進退させられ、可動プレート４３が揺動させられる。その結果、可動プレート４３が傾けられた角度のキャンバ角が車輪ＷＬＦに付与される。
【００５８】
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
【００５９】
図２は本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【００６０】
図において、１６は車両全体の制御を行うとともに、コンピュータを構成する制御部、４１はそれぞれ前記車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢ（図３）ごとに配設されたモータ、６１は第１の記憶部としてのＲＯＭ、６２は第２の記憶部としてのＲＡＭ、６３は車速を検出する車速検出部としての車速センサ、６４はステアリングホイール１３のステアリング角度を検出する操舵検出部としてのステアリングセンサ、６５は車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部としてのヨーレートセンサ、６６は横Ｇ及び前後Ｇを検出する加速度検出部としてのＧセンサ、６８は各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバ角を検出するキャンバ角検出部としてのキャンバ角センサ、８０はモータ４１の駆動を制御するキャンバ駆動回路部である。
【００６１】
前記構成の車両において、前記制御部１６の図示されないキャンバ制御処理手段は、キャンバ制御処理を行い、通常走行時に、低転がり抵抗領域３８を路面に接地させることによって燃費を良くし、車両の加速時、制動時、旋回時等に、運転者によるアクセルペダル１４、ブレーキペダル１５、ステアリングホイール１３等の操作量、車両に加わる横Ｇ、前後Ｇ等の加速度、ヨーレート等の各パラメータが一定の条件を満たすと、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢのうちの所定の車輪、本実施の形態においては、すべての車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにネガティブ（負の）キャンバ角を付与し、高グリップ領域３９を路面に接地させることによって車両の安定性を高くする。なお、本実施の形態においては、キャンバ角が付与されない状態で低転がり抵抗領域３８が路面に接地させられる。
【００６２】
そのために、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ角付与条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与条件成立判断処理を行い、前記各パラメータを読み込み、各パラメータがそれぞれ設定された第１の閾（しきい）値より大きいかどうかによって、キャンバ角を付与する条件、すなわち、キャンバ角付与条件が成立したかどうかを判断する。
【００６３】
各パラメータのうちの少なくとも一つのパラメータが第２の閾値より大きい場合、急加速、急制動、急旋回等が行われたと判断することができるので、キャンバ角付与条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与条件が成立したと判断し、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ設定処理手段は、キャンバ設定処理を行い、キャンバオン指令を出力する。
【００６４】
また、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ角付与解除条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与解除条件成立判断処理を行い、前記パラメータが前記第１の閾値より所定の値だけそれぞれ小さく設定された第２の閾値より小さいかどうかによって、キャンバ角の付与を解除する条件、すなわち、キャンバ角付与解除条件が成立したかどうかを判断する。
【００６５】
前記パラメータが前記第２の閾値より小さい場合、急加速、急制動、急旋回等が行われていないと判断することができるので、キャンバ角付与解除条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与解除条件が成立したと判断する。
【００６６】
このようにして、キャンバ角付与解除条件が成立したと判断されると、前記キャンバ設定処理手段は、キャンバオフ指令を出力する。
【００６７】
ところで、前述されたように、本実施の形態においては、モータ４１を駆動することによってキャンバ角を付与したり、キャンバ角の付与を解除したりするようになっているので、モータ４１を駆動するために大きな電力が必要になる。
【００６８】
各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに負のキャンバ角を付与する場合、短時間で高グリップ領域３９を路面に接地させ、車両の安定性を高くする必要があるので、急速にキャンバ角を付与する必要があるのに対して、キャンバ角の付与を解除する場合、短時間で低転がり抵抗領域３８を路面に接地させたり、燃費を良くしたりする必要がないので、急速にキャンバ角の付与を解除する必要はない。
【００６９】
そこで、本実施の形態においては、バッテリのほかに充電要素としてのキャパシタが配設され、制御部１６の図示されない電力供給処理手段が、電力供給処理を行い、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに負のキャンバ角を付与する必要がある場合、バッテリ及びキャパシタから大きい電力がモータ４１に供給され、キャンバ角の付与を解除する必要がある場合、バッテリから小さい電力がモータ４１に供給されるようになっている。なお、充電要素としてコンデンサを使用することもできる。
【００７０】
図１は本発明の実施の形態におけるキャンバ駆動回路部を示す図、図５は本発明の実施の形態における電力供給処理手段の動作を示すフローチャートである。
【００７１】
図１において、Ｂｔはバッテリ、Ｃｐはキャパシタ、４１はモータ、ｓ１は第１のスイッチ要素としてのキャパシタリレー、ｓ２〜ｓ５は第２〜第５のスイッチ要素としての切替リレーである。前記キャパシタリレーｓ１はキャパシタＣｐをバッテリＢｔから切り離すことを可能にするために配設させる。本実施の形態においては、各スイッチ要素としてキャパシタリレー、切替リレー等のリレーが使用されるようになっているが、各スイッチ要素としてトランジスタ等を使用することができる。なお、前記バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐによって電源装置が構成される。
【００７２】
前記バッテリＢｔに対して、第１〜第３の回路部ｃｒ１〜ｃｒ３が互いに並列に接続され、第１の回路部ｃｒ１にキャパシタリレーｓ１及びキャパシタＣｐが直列に接続され、第２の回路部ｃｒ２に切替リレーｓ２、ｓ３が直列に接続され、第３の回路部ｃｒ３に切替リレーｓ４、ｓ５が直列に接続される。そして、切替リレーｓ２、ｓ３の結線部ｐ１と、切替リレーｓ４、ｓ５の結線部ｐ２とを接続することによって形成された第４の回路部ｃｒ４に前記モータ４１が配設される。
【００７３】
なお、初期状態において、前記キャパシタリレーｓ１はオンにされ、切替リレーｓ２〜ｓ５はオフにされ、バッテリＢｔからキャパシタＣｐに電流（直流）が供給され、キャパシタＣｐが充電される。
【００７４】
そして、前記電力供給処理手段は、キャンバオン指令が出力されるのを待機し、キャンバオン指令が出力されると、前記電力供給処理手段の第１のモータ駆動処理手段としてのモータ正方向駆動処理手段は、第１のモータ駆動処理としてのモータ正方向駆動処理を行い、切替リレーｓ２、ｓ５をオンにし、切替リレーｓ３、ｓ４をオフにする。
【００７５】
これに伴って、バッテリＢｔからの電流が、切替リレーｓ２、モータ４１及び切替リレーｓ５を流れるとともに、キャパシタＣｐからの電流が切替リレーｓ１、切替リレーｓ２、モータ４１及び切替リレーｓ５を流れ、モータ４１を正方向に駆動し、あらかじめ設定されたキャンバ角が各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与される。この場合、前記キャンバ角センサ６８によって各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバ角が検出され、前記モータ正方向駆動処理手段は、検出されたキャンバ角が設定されたキャンバ角と等しくなると、切替リレーｓ２、ｓ４をオフにし、切替リレーｓ３、ｓ５をオンにする。その結果、モータ４１及び切替リレーｓ３、ｓ５が接続され、電流が短絡することによってモータ４１を短絡制動し、停止させることができる。
【００７６】
このようにして、モータ４１に大きい電流が供給され、モータ４１が正方向に駆動されているときに、キャンバオフ指令が出力されると、前記電力供給処理手段の充電終了判断処理手段は、充電終了判断処理を行い、キャパシタＣｐの充電が終了するのを待機する。なお、前記バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐからの電流によって、キャンバ角付与電流が構成される。
【００７７】
そして、キャパシタＣｐの充電が終了すると、前記電力供給処理手段の電源切替処理手段は、電源切替処理を行い、前記キャパシタリレーｓ１をオフにする。
【００７８】
前記電力供給処理手段の第２のモータ駆動処理手段としてのモータ逆方向駆動処理手段は、第２のモータ駆動処理としてのモータ逆方向駆動処理を行い、切替リレーｓ２、ｓ５をオフにし、切替リレーｓ３、ｓ４をオンにする。
【００７９】
これに伴って、バッテリＢｔからの電流が、切替リレーｓ４、モータ４１及び切替リレーｓ３を流れ、モータ４１が逆方向に駆動され、キャンバ角の付与が解除され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されているキャンバ角が零（０）にされる。この場合、キャンバ角センサ６８によって、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバ角が検出され、モータ逆方向駆動処理手段は、検出されたキャンバ角が零になると、切替リレーｓ２、ｓ４をオフにし、切替リレーｓ３、ｓ５をオンにする。その結果、モータ４１及び切替リレーｓ３、ｓ５が接続され、電流が短絡することによってモータ４１を短絡制動し、停止させることができる。
【００８０】
このようにして、モータ４１に小さい電流が供給され、続いて、前記電源切替処理手段は、前記キャパシタリレーｓ１をオンにする。なお、前記バッテリＢｔからの電流によって、キャンバ角付与解除電流が構成される。
【００８１】
このように、本実施の形態においては、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する場合、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐからモータ４１に大きい電流が供給され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除する場合、バッテリＢｔからモータ４１に小さい電流が供給されるので、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐの容量を小さくすることができる。
【００８２】
したがって、急速にキャンバ角を付与することができるので、車両の安定性を高くすることができる。
【００８３】
また、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐを小型化することができ、車両を小型化することができるだけでなく、車両のコストを低くすることができる。
【００８４】
さらに、キャパシタＣｐの充電が終了するまでキャンバ角の付与が解除されないので、キャパシタＣｐを十分に充電した状態にすることができる。したがって、急に、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する必要が生じても、確実にキャンバ角を付与することができる。
【００８５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ キャンバオン指令が出力されたかどうか判断する。キャンバオン指令が出力された場合はステップＳ２に、出力されていない場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ２ モータ正方向駆動処理を行う。
ステップＳ３ キャンバオフ指令が出力されたかどうか判断する。キャンバオフ指令が出力された場合はステップＳ４に、出力されていない場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ４ キャパシタＣｐの充電が終了するのを待機し、キャパシタＣｐの充電が終了した場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ５ キャパシタリレーｓ１をオフにする。
ステップＳ６ モータ逆方向駆動処理を行う。
ステップＳ７ キャパシタリレーｓ１をオンにし、処理を終了する。
【００８６】
本実施の形態においては、タイヤ３６のトレッド３７に低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９が形成され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与することによって、低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９を選択的に路面に接地させるようにした車両について説明しているが、本発明を、トレッドに低転がり抵抗領域及び高グリップ領域のいずれも備えない通常のタイヤを使用し、キャンバ角を付与することによって旋回性を向上させるようにした車両に適用することができる。
【００８７】
なお、本発明は、次のような他の実施の形態を有する。
【００８８】
すなわち、本発明の他のキャンバ角制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該各車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記アクチュエータを駆動することによって前記所定の車輪に対してキャンバ角を付与する第１のアクチュエータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記アクチュエータを駆動して前記所定の車輪に付与されたキャンバ角を解除する第２のアクチュエータ駆動処理手段とを有する。
【００８９】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によるアクチュエータの駆動動作が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によるアクチュエータの駆動動作より速くされる。
【００９０】
この場合、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記アクチュエータの駆動動作が速く行われ、前記所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、急速にキャンバ角を付与することができ、車両の安定性を高くすることができる。
【００９１】
また、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記アクチュエータの駆動動作が緩やかに行われ、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与が解除されるので、前記アクチュエータの駆動源を小型化することができ、車両を小型化することができるだけでなく、車両のコストを低くすることができる。
【００９２】
本発明の更に他のキャンバ角制御装置においては、さらに、電源装置を有するとともに、前記アクチュエータは、前記電源装置から電流が供給されて、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うモータを備える。
【００９３】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、電源装置からモータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与し、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段は、前記電源装置からモータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００９４】
また、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【００９５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１１ ボディ
１６ 制御部 ３１〜３４ アクチュエータ
４１ モータ
Ｂｔ バッテリ
Ｃｐ キャパシタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャンバ制御装置及びキャンバ制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪にキャンバ角を付与するために、油圧式のアクチュエータを使用した車両が提供されている。
【０００３】
該車両においては、アクチュエータに油圧シリンダが配設され、該油圧シリンダに油圧源からの油圧が供給されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許明細書第６３４７８０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の車両においては、車輪に付与されたキャンバ角を維持しようとすると、前記油圧シリンダに、常時、所定の油圧を供給するための動力が必要になり、例えば、油圧源を駆動するためのエンジンの効率が低下するだけでなく、車両の燃費が悪くなってしまう。
【０００６】
そこで、アクチュエータにモータを使用してキャンバ角を付与することが考えられる。
【０００７】
ところが、モータを駆動することによってキャンバ角を付与しようとすると、モータを駆動するために大きな電力が必要になり、モータに電力を供給するための電源装置としてのバッテリの容量を大きくする必要がある。
【０００８】
その結果、バッテリが大型化し、車両が大型化するだけでなく、車両のコストが高くなってしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、電源装置を小型化することができ、車両を小型化することができ、車両のコストを低くすることができるキャンバ制御装置及びキャンバ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのために、本発明のキャンバ制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、前記モータに電流を供給する電源装置と、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有する。
【００１１】
そして、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【００１２】
本発明の他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記電源装置はバッテリ及び充電要素を備える。
【００１３】
そして、第１のモータ駆動処理手段はバッテリ及び充電要素からモータに電流を供給する。
【００１４】
また、第２のモータ駆動処理手段はバッテリからモータに電流を供給する。
【００１５】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記電源装置は、バッテリ、充電要素、及び該充電要素をバッテリから切り離すことを可能にするスイッチ要素を有する。
【００１６】
そして、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記スイッチ要素をオフにして、バッテリからモータに電流を供給する。
【００１７】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記第２のモータ駆動処理手段は、充電要素の充電が終了した後、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００１８】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、キャンバ角が付与される車輪のタイヤに、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる複数の領域が形成される。
【００１９】
そして、前記第１のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪にキャンバ角を付与することによってグリップ性能が高い領域を路面に接地させる。
【００２０】
また、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除することによって転がり抵抗が小さい領域を路面に接地させる。
【００２１】
本発明のキャンバ制御方法においては、車両のボディ、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータ、並びに前記モータに電流を供給する電源装置を備えた車両に適用される。
【００２２】
そして、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与し、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００２３】
また、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、キャンバ制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、前記モータに電流を供給する電源装置と、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有する。
【００２５】
そして、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【００２６】
この場合、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置からモータに大きい電流が供給され、前記所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、急速にキャンバ角を付与することができ、車両の安定性を高くすることができる。
【００２７】
また、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置からモータに小さい電流が供給されるので、電源装置の容量を小さくすることができる。したがって、電源装置を小型化することができ、車両を小型化することができるだけでなく、車両のコストを低くすることができる。
【００２８】
本発明の他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記電源装置はバッテリ及び充電要素を備える。
【００２９】
そして、第１のモータ駆動処理手段はバッテリ及び充電要素からモータに電流を供給する。
【００３０】
また、第２のモータ駆動処理手段はバッテリからモータに電流を供給する。
【００３１】
この場合、車輪にキャンバ角が付与されるときに、バッテリ及び充電要素からモータに電流が供給され、車輪へのキャンバ角の付与が解除されるときに、バッテリからモータに電流が供給されるので、バッテリ及び充電要素の容量を小さくすることができ、バッテリ及び充電要素を小型化することができる。
【００３２】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、前記第２のモータ駆動処理手段は、充電要素の充電が終了した後、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００３３】
この場合、充電要素の充電が終了するまでは、キャンバ角の付与が解除されないので、充電要素を十分に充電することができる。したがって、急に、車輪にキャンバ角を付与する必要が生じても、確実にキャンバ角を付与することができる。
【００３４】
本発明の更に他のキャンバ制御装置においては、さらに、キャンバ角が付与される車輪のタイヤに、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる複数の領域が形成される。
【００３５】
そして、前記第１のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪にキャンバ角を付与することによってグリップ性能が高い領域を路面に接地させる。
【００３６】
また、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除することによって転がり抵抗が小さい領域を路面に接地させる。
【００３７】
この場合、急速にキャンバ角を付与し、グリップ性能が高い領域を路面に接地させることができるので、車両の安定性を一層高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態におけるキャンバ駆動回路部を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【図４】本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における電力供給処理手段の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
図３は本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【００４１】
図において、１１は車両の本体であるボディ、１２は駆動源としてのエンジン、ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、前記ボディ１１に対して回転自在に配設された左前方、右前方、左後方及び右後方の車輪であり、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦによって前輪が、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢによって後輪が構成される。そして、前記各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、アルミニウム合金等によって形成された図示されないホイール、及び該ホイールの外周に嵌（かん）合させて配設されたタイヤ３６を備える。なお、この場合、前記車両は前輪駆動方式の構造を有し、前記エンジン１２と車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとが図示されないドライブシャフトによって連結される。エンジン１２を駆動することによって発生させられた回転は車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに伝達され、該車輪ＷＬＦ、ＷＲＦが、回転させられ、駆動輪として機能する。
【００４２】
また、１３は車両の操舵を行うための操作部としての、かつ、操舵装置としてのステアリングホイール、１４は車両を加速するための操作部としての、かつ、加速操作部材としてのアクセルペダル、１５は車両を制動するための操作部としての、かつ、制動操作部材としてのブレーキペダルであり、操作者としての運転者がステアリングホイール１３を操作して回転させると、ステアリングホイール１３の操作量を表すステアリング角度に応じて車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに舵角が付与され、車両を旋回させることができる。また、運転者がアクセルペダル１４を踏み込むと、アクセルペダル１４の操作量を表す踏込量（ストローク）に応じて車両を加速することができ、運転者がブレーキペダル１５を踏み込むと、ブレーキペダル１５の操作量を表す踏込量に応じて車両を制動することができる。なお、前記舵角は、ステアリングホイール１３の回転に伴って車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向きが変化させられたときの、車両の前後方向と車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向きとが成す角度である。
【００４３】
そして、３１、３２は、それぞれ、ボディ１１と各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとの間に配設され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦを回転自在に支持するとともに、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに舵角を独立させて形成し、キャンバ角を独立させて付与するためのアクチュエータ（車輪駆動部）、３３、３４は、それぞれ、ボディ１１と各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとの間に配設され、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢを回転自在に支持するとともに、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を独立させて付与するためのアクチュエータである。なお、アクチュエータ３１、３２によってキャンバ角可変機構及び舵角可変機構が、アクチュエータ３３、３４によってキャンバ角可変機構が構成される。
【００４４】
各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにおいては、タイヤ３６のトレッド３７が、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる幅方向における複数の領域、本実施の形態においては、二つの領域に分割され、トレッド３７の幅方向における中心を表す中心線を区分線Ｌｄ１としたとき、該区分線Ｌｄ１より外側（ボディ１１から離れる側）に、損失正接を小さくすることによって、転がり抵抗が小さく、グリップ性能が低くされた第１の領域としての低転がり抵抗領域３８が、区分線Ｌｄ１より内側（ボディ１１側）に、損失正接を大きくすることによって、転がり抵抗が大きく、グリップ性能が高くされた第２の領域としての高グリップ領域３９が形成される。
【００４５】
そのために、前記低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９の各外周面には、それぞれ異なる溝のパターン（以下「トレッドパターン」という。）が形成される。すなわち、低転がり抵抗領域３８には、タイヤ３６の円周方向において溝が連続するリブタイプのトレッドパターンが形成され、高グリップ領域３９には、タイヤ３６の幅方向において溝が連続するラグタイプのトレッドパターンが形成される。また、高グリップ領域３９に、独立した複数のブロックを備えるブロックタイプのトレッドパターンを形成することもできる。
【００４６】
本実施の形態において、低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９は、トレッドパターンを異ならせることによって形成されるようになっているが、トレッド３７の材料を異ならせることによって低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９を形成することもできる。
【００４７】
なお、前記損失正接は、トレッド３７が変形する際のエネルギーの吸収の度合いを示し、貯蔵剪（せん）断弾性率に対する損失剪断弾性率の比で表すことができる。損失正接が小さいほどエネルギーの吸収が少なくなるので、タイヤ３６に発生する転がり抵抗が小さくなり、グリップ性能が低くなり、タイヤ３６に発生する摩耗が少なくなる。これに対して、損失正接が大きいほどエネルギーの吸収が多くなるので、転がり抵抗が大きくなり、グリップ性能が高くなり、タイヤ３６に発生する摩耗が多くなる。
【００４８】
本実施の形態においては、前記区分線Ｌｄ１がトレッド３７の幅方向における中心に置かれるようになっているが、区分線Ｌｄ１をトレッド３７の幅方向における任意の位置に置き、低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９の各接地面積の割合を異ならせることもできる。
【００４９】
前記構成の車両においては、通常走行時に低転がり抵抗領域３８を路面に接地させると、転がり抵抗が小さくされるので、燃費を良くすることができる。また、車両の加速時、制動時、旋回時等に高グリップ領域３９を路面に接地させると、グリップ性能が高くされるので、車両の加速性を高くしたり、制動距離を短くしたり、横すべりが発生するのを防止したりすることによって車両の安定性を高くすることができる。
【００５０】
次に、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与するためのキャンバ角可変機構について説明する。この場合、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにおけるキャンバ角可変機構の構造は同じであるので、左前方の車輪ＷＬＦについてだけ説明する。
【００５１】
図４は本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【００５２】
図において、２１はホイール、３１はアクチュエータ、３６はホイール２１に配設されたタイヤである。
【００５３】
前記アクチュエータ３１は、ベース部材としての図示されないナックルに固定されたキャンバ制御用の駆動部としてのモータ４１、前記ナックルに対して揺動自在に配設された可動部材としての可動プレート４３、前記モータ４１の回転運動を可動プレート４３の揺動運動に変換する運動方向変換部としてのクランク機構４５、前記エンジン１２（図２）の回転をホイール２１に伝達する伝動軸としてのドライブシャフト４６、前記ステアリングホイール１３を操作するのに伴って車輪ＷＬＦの向きを変えるための操舵部材としてのロワアーム４８を備える。なお、前記モータ４１は直流モータから成る。
【００５４】
そして、前記ホイール２１は、可動プレート４３に対して回転自在に支持され、ドライブシャフト４６と連結される。
【００５５】
また、前記クランク機構４５は、前記モータ４１の出力軸に取り付けられた第１の変換要素としてのウォームギヤ５１、前記ナックルに対して回転自在に配設され、前記ウォームギヤ５１と噛（し）合させられる第２の変換要素としてのウォームホイール５２、及びウォームホイール５２と可動プレート４３とを連結する第３の変換要素としてのアーム５３を有する。該アーム５３は、一端において、ウォームホイール５２の回転軸から偏心させた位置で、第１の連結部によってウォームホイール５２と連結され、他端において、可動プレート４３の上端の位置で、第２の連結部によって可動プレート４３と連結される。この場合、可動プレート４３によって第４の変換要素が構成される。
【００５６】
前記ウォームギヤ５１及びウォームホイール５２によって、回転運動の軸の向きが変換され、ウォームホイール５２及びアーム５３によって回転運動が直進運動に変換され、アーム５３及び可動プレート４３によって直進運動が揺動運動に変換される。
【００５７】
したがって、モータ４１を駆動すると、ウォームギヤ５１及びウォームホイール５２が回転させられ、アーム５３が進退させられ、可動プレート４３が揺動させられる。その結果、可動プレート４３が傾けられた角度のキャンバ角が車輪ＷＬＦに付与される。
【００５８】
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
【００５９】
図２は本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【００６０】
図において、１６は車両全体の制御を行うとともに、コンピュータを構成する制御部、４１はそれぞれ前記車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢ（図３）ごとに配設されたモータ、６１は第１の記憶部としてのＲＯＭ、６２は第２の記憶部としてのＲＡＭ、６３は車速を検出する車速検出部としての車速センサ、６４はステアリングホイール１３のステアリング角度を検出する操舵検出部としてのステアリングセンサ、６５は車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部としてのヨーレートセンサ、６６は横Ｇ及び前後Ｇを検出する加速度検出部としてのＧセンサ、６８は各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバ角を検出するキャンバ角検出部としてのキャンバ角センサ、８０はモータ４１の駆動を制御するキャンバ駆動回路部である。
【００６１】
前記構成の車両において、前記制御部１６の図示されないキャンバ制御処理手段は、キャンバ制御処理を行い、通常走行時に、低転がり抵抗領域３８を路面に接地させることによって燃費を良くし、車両の加速時、制動時、旋回時等に、運転者によるアクセルペダル１４、ブレーキペダル１５、ステアリングホイール１３等の操作量、車両に加わる横Ｇ、前後Ｇ等の加速度、ヨーレート等の各パラメータが一定の条件を満たすと、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢのうちの所定の車輪、本実施の形態においては、すべての車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにネガティブ（負の）キャンバ角を付与し、高グリップ領域３９を路面に接地させることによって車両の安定性を高くする。なお、本実施の形態においては、キャンバ角が付与されない状態で低転がり抵抗領域３８が路面に接地させられる。
【００６２】
そのために、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ角付与条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与条件成立判断処理を行い、前記各パラメータを読み込み、各パラメータがそれぞれ設定された第１の閾（しきい）値より大きいかどうかによって、キャンバ角を付与する条件、すなわち、キャンバ角付与条件が成立したかどうかを判断する。
【００６３】
各パラメータのうちの少なくとも一つのパラメータが第２の閾値より大きい場合、急加速、急制動、急旋回等が行われたと判断することができるので、キャンバ角付与条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与条件が成立したと判断し、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ設定処理手段は、キャンバ設定処理を行い、キャンバオン指令を出力する。
【００６４】
また、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ角付与解除条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与解除条件成立判断処理を行い、前記パラメータが前記第１の閾値より所定の値だけそれぞれ小さく設定された第２の閾値より小さいかどうかによって、キャンバ角の付与を解除する条件、すなわち、キャンバ角付与解除条件が成立したかどうかを判断する。
【００６５】
前記パラメータが前記第２の閾値より小さい場合、急加速、急制動、急旋回等が行われていないと判断することができるので、キャンバ角付与解除条件成立判断処理手段は、キャンバ角付与解除条件が成立したと判断する。
【００６６】
このようにして、キャンバ角付与解除条件が成立したと判断されると、前記キャンバ設定処理手段は、キャンバオフ指令を出力する。
【００６７】
ところで、前述されたように、本実施の形態においては、モータ４１を駆動することによってキャンバ角を付与したり、キャンバ角の付与を解除したりするようになっているので、モータ４１を駆動するために大きな電力が必要になる。
【００６８】
各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに負のキャンバ角を付与する場合、短時間で高グリップ領域３９を路面に接地させ、車両の安定性を高くする必要があるので、急速にキャンバ角を付与する必要があるのに対して、キャンバ角の付与を解除する場合、短時間で低転がり抵抗領域３８を路面に接地させたり、燃費を良くしたりする必要がないので、急速にキャンバ角の付与を解除する必要はない。
【００６９】
そこで、本実施の形態においては、バッテリのほかに充電要素としてのキャパシタが配設され、制御部１６の図示されない電力供給処理手段が、電力供給処理を行い、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに負のキャンバ角を付与する必要がある場合、バッテリ及びキャパシタから大きい電力がモータ４１に供給され、キャンバ角の付与を解除する必要がある場合、バッテリから小さい電力がモータ４１に供給されるようになっている。なお、充電要素としてコンデンサを使用することもできる。
【００７０】
図１は本発明の実施の形態におけるキャンバ駆動回路部を示す図、図５は本発明の実施の形態における電力供給処理手段の動作を示すフローチャートである。
【００７１】
図１において、Ｂｔはバッテリ、Ｃｐはキャパシタ、４１はモータ、ｓ１は第１のスイッチ要素としてのキャパシタリレー、ｓ２〜ｓ５は第２〜第５のスイッチ要素としての切替リレーである。前記キャパシタリレーｓ１はキャパシタＣｐをバッテリＢｔから切り離すことを可能にするために配設させる。本実施の形態においては、各スイッチ要素としてキャパシタリレー、切替リレー等のリレーが使用されるようになっているが、各スイッチ要素としてトランジスタ等を使用することができる。なお、前記バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐによって電源装置が構成される。
【００７２】
前記バッテリＢｔに対して、第１〜第３の回路部ｃｒ１〜ｃｒ３が互いに並列に接続され、第１の回路部ｃｒ１にキャパシタリレーｓ１及びキャパシタＣｐが直列に接続され、第２の回路部ｃｒ２に切替リレーｓ２、ｓ３が直列に接続され、第３の回路部ｃｒ３に切替リレーｓ４、ｓ５が直列に接続される。そして、切替リレーｓ２、ｓ３の結線部ｐ１と、切替リレーｓ４、ｓ５の結線部ｐ２とを接続することによって形成された第４の回路部ｃｒ４に前記モータ４１が配設される。
【００７３】
なお、初期状態において、前記キャパシタリレーｓ１はオンにされ、切替リレーｓ２〜ｓ５はオフにされ、バッテリＢｔからキャパシタＣｐに電流（直流）が供給され、キャパシタＣｐが充電される。
【００７４】
そして、前記電力供給処理手段は、キャンバオン指令が出力されるのを待機し、キャンバオン指令が出力されると、前記電力供給処理手段の第１のモータ駆動処理手段としてのモータ正方向駆動処理手段は、第１のモータ駆動処理としてのモータ正方向駆動処理を行い、切替リレーｓ２、ｓ５をオンにし、切替リレーｓ３、ｓ４をオフにする。
【００７５】
これに伴って、バッテリＢｔからの電流が、切替リレーｓ２、モータ４１及び切替リレーｓ５を流れるとともに、キャパシタＣｐからの電流が切替リレーｓ１、切替リレーｓ２、モータ４１及び切替リレーｓ５を流れ、モータ４１を正方向に駆動し、あらかじめ設定されたキャンバ角が各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与される。この場合、前記キャンバ角センサ６８によって各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバ角が検出され、前記モータ正方向駆動処理手段は、検出されたキャンバ角が設定されたキャンバ角と等しくなると、切替リレーｓ２、ｓ４をオフにし、切替リレーｓ３、ｓ５をオンにする。その結果、モータ４１及び切替リレーｓ３、ｓ５が接続され、電流が短絡することによってモータ４１を短絡制動し、停止させることができる。
【００７６】
このようにして、モータ４１に大きい電流が供給され、モータ４１が正方向に駆動されているときに、キャンバオフ指令が出力されると、前記電力供給処理手段の充電終了判断処理手段は、充電終了判断処理を行い、キャパシタＣｐの充電が終了するのを待機する。なお、前記バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐからの電流によって、キャンバ角付与電流が構成される。
【００７７】
そして、キャパシタＣｐの充電が終了すると、前記電力供給処理手段の電源切替処理手段は、電源切替処理を行い、前記キャパシタリレーｓ１をオフにする。
【００７８】
前記電力供給処理手段の第２のモータ駆動処理手段としてのモータ逆方向駆動処理手段は、第２のモータ駆動処理としてのモータ逆方向駆動処理を行い、切替リレーｓ２、ｓ５をオフにし、切替リレーｓ３、ｓ４をオンにする。
【００７９】
これに伴って、バッテリＢｔからの電流が、切替リレーｓ４、モータ４１及び切替リレーｓ３を流れ、モータ４１が逆方向に駆動され、キャンバ角の付与が解除され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されているキャンバ角が零（０）にされる。この場合、キャンバ角センサ６８によって、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバ角が検出され、モータ逆方向駆動処理手段は、検出されたキャンバ角が零になると、切替リレーｓ２、ｓ４をオフにし、切替リレーｓ３、ｓ５をオンにする。その結果、モータ４１及び切替リレーｓ３、ｓ５が接続され、電流が短絡することによってモータ４１を短絡制動し、停止させることができる。
【００８０】
このようにして、モータ４１に小さい電流が供給され、続いて、前記電源切替処理手段は、前記キャパシタリレーｓ１をオンにする。なお、前記バッテリＢｔからの電流によって、キャンバ角付与解除電流が構成される。
【００８１】
このように、本実施の形態においては、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する場合、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐからモータ４１に大きい電流が供給され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除する場合、バッテリＢｔからモータ４１に小さい電流が供給されるので、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐの容量を小さくすることができる。
【００８２】
したがって、急速にキャンバ角を付与することができるので、車両の安定性を高くすることができる。
【００８３】
また、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐを小型化することができ、車両を小型化することができるだけでなく、車両のコストを低くすることができる。
【００８４】
さらに、キャパシタＣｐの充電が終了するまでキャンバ角の付与が解除されないので、キャパシタＣｐを十分に充電した状態にすることができる。したがって、急に、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する必要が生じても、確実にキャンバ角を付与することができる。
【００８５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ キャンバオン指令が出力されたかどうか判断する。キャンバオン指令が出力された場合はステップＳ２に、出力されていない場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ２ モータ正方向駆動処理を行う。
ステップＳ３ キャンバオフ指令が出力されたかどうか判断する。キャンバオフ指令が出力された場合はステップＳ４に、出力されていない場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ４ キャパシタＣｐの充電が終了するのを待機し、キャパシタＣｐの充電が終了した場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ５ キャパシタリレーｓ１をオフにする。
ステップＳ６ モータ逆方向駆動処理を行う。
ステップＳ７ キャパシタリレーｓ１をオンにし、処理を終了する。
【００８６】
本実施の形態においては、タイヤ３６のトレッド３７に低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９が形成され、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与することによって、低転がり抵抗領域３８及び高グリップ領域３９を選択的に路面に接地させるようにした車両について説明しているが、本発明を、トレッドに低転がり抵抗領域及び高グリップ領域のいずれも備えない通常のタイヤを使用し、キャンバ角を付与することによって旋回性を向上させるようにした車両に適用することができる。
【００８７】
なお、本発明は、次のような他の実施の形態を有する。
【００８８】
すなわち、本発明の他のキャンバ角制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該各車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記アクチュエータを駆動することによって前記所定の車輪に対してキャンバ角を付与する第１のアクチュエータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記アクチュエータを駆動して前記所定の車輪に付与されたキャンバ角を解除する第２のアクチュエータ駆動処理手段とを有する。
【００８９】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によるアクチュエータの駆動動作が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によるアクチュエータの駆動動作より速くされる。
【００９０】
この場合、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記アクチュエータの駆動動作が速く行われ、前記所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、急速にキャンバ角を付与することができ、車両の安定性を高くすることができる。
【００９１】
また、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記アクチュエータの駆動動作が緩やかに行われ、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与が解除されるので、前記アクチュエータの駆動源を小型化することができ、車両を小型化することができるだけでなく、車両のコストを低くすることができる。
【００９２】
本発明の更に他のキャンバ角制御装置においては、さらに、電源装置を有するとともに、前記アクチュエータは、前記電源装置から電流が供給されて、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うモータを備える。
【００９３】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、電源装置からモータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与し、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段は、前記電源装置からモータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する。
【００９４】
また、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされる。
【００９５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１１ ボディ
１６ 制御部 ３１〜３４ アクチュエータ
４１ モータ
Ｂｔ バッテリ
Ｃｐ キャパシタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、前記モータに電流を供給する電源装置と、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有するとともに、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされることを特徴とするキャンバ制御装置。
【請求項２】
前記電源装置はバッテリ及び充電要素を備え、第１のモータ駆動処理手段はバッテリ及び充電要素からモータに電流を供給し、第２のモータ駆動処理手段はバッテリからモータに電流を供給する請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項３】
前記電源装置は、バッテリ、充電要素、及び該充電要素をバッテリから切り離すことを可能にするスイッチ要素を有するとともに、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記スイッチ要素をオフにして、バッテリからモータに電流を供給する請求項２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項４】
前記第２のモータ駆動処理手段は、充電要素の充電が終了した後、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【請求項５】
キャンバ角が付与される車輪のタイヤに、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる複数の領域が形成され、前記第１のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪にキャンバ角を付与することによってグリップ性能が高い領域を路面に接地させ、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除することによって転がり抵抗が小さい領域を路面に接地させる請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【請求項６】
車両のボディ、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータ、並びに前記モータに電流を供給する電源装置を備えた車両のキャンバ制御方法において、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与し、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除するとともに、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされることを特徴とするキャンバ制御方法。
【請求項１】
車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータと、前記モータに電流を供給する電源装置と、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与する第１のモータ駆動処理手段と、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する第２のモータ駆動処理手段とを有するとともに、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされることを特徴とするキャンバ制御装置。
【請求項２】
前記電源装置はバッテリ及び充電要素を備え、第１のモータ駆動処理手段はバッテリ及び充電要素からモータに電流を供給し、第２のモータ駆動処理手段はバッテリからモータに電流を供給する請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項３】
前記電源装置は、バッテリ、充電要素、及び該充電要素をバッテリから切り離すことを可能にするスイッチ要素を有するとともに、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記スイッチ要素をオフにして、バッテリからモータに電流を供給する請求項２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項４】
前記第２のモータ駆動処理手段は、充電要素の充電が終了した後、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除する請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【請求項５】
キャンバ角が付与される車輪のタイヤに、転がり抵抗及びグリップ性能が異なる複数の領域が形成され、前記第１のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪にキャンバ角を付与することによってグリップ性能が高い領域を路面に接地させ、前記第２のモータ駆動処理手段は、前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除することによって転がり抵抗が小さい領域を路面に接地させる請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【請求項６】
車両のボディ、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪、該複数の車輪のうちの所定の車輪とボディとの間に配設され、モータを備え、該モータを駆動することによって、前記所定の車輪に対してキャンバ角の付与及び付与の解除を行うためのアクチュエータ、並びに前記モータに電流を供給する電源装置を備えた車両のキャンバ制御方法において、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角付与電流を供給して前記所定の車輪にキャンバ角を付与し、キャンバ角付与解除条件が成立した場合に、前記電源装置から前記モータにキャンバ角解除電流を供給して前記所定の車輪へのキャンバ角の付与を解除するとともに、前記キャンバ角付与電流は、前記キャンバ角解除電流より大きくされることを特徴とするキャンバ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２３５０９３（Ｐ２０１０−２３５０９３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８２８９（Ｐ２００９−８８２８９）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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