キャンバ制御装置
【課題】駆動部を小型化することができ、車両を小型化し、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、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、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、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。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動作速度が、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動作速度より高くされる。キャンバ角付与条件が成立した場合に、アクチュエータの動作速度が高くされるので、前記所定の車輪に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。
【解決手段】車両のボディと、複数の車輪と、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、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、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。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動作速度が、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動作速度より高くされる。キャンバ角付与条件が成立した場合に、アクチュエータの動作速度が高くされるので、前記所定の車輪に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャンバ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くするために、車輪にキャンバ角を付与するようにした車両が提供されている。
【０００３】
該車両においては、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ためのアクチュエータに油圧シリンダが配設され、駆動部としての油圧モータから油圧シリンダに対して油圧を給排することによって、油圧シリンダが作動させら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、車輪にキャンバ角を付与する場合、前記油圧シリンダに所定の油圧を供給する必要があり、油圧モータが大型化してしまう。したがって、油圧モータを駆動するためのエンジンの効率が低下し、車両の燃費が悪くなってしまう。
【０００６】
また、前記車両においては、車輪にキャンバ角を付与する際の油圧モータの動作速度、及び車輪に付与されたキャンバ角を解除する際の油圧モータの動作速度については不明であるが、車輪にキャンバ角を付与する際と、車輪に付与されたキャンバ角を解除する際とで、油圧モータの動作速度を等しくしようとすると、油圧モータに加わる負荷を考慮し、負荷が最も大きくなる条件に基づいて油圧モータを設計する必要がある。したがって、油圧モータが大型化してしまう。その結果、車両が大型化し、車両のコストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、駆動部を小型化することができ、車両を小型化し、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】
【０００８】
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することによっ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。
【０００９】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされる。
【発明の効果】
【００１０】
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することによっ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。
【００１１】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされる。
【００１２】
この場合、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされるので、前記所定の車輪に急速にキャンバ角を付与することができ、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くすることができる。
【００１３】
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を駆動する際の動作速度が低くされるので、前記アクチュエータの駆動部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。
【００１４】
そして、前記駆動部を駆動するためのエンジンの効率を向上させることができるので、車両の燃費を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における車輪の支持構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における車輪の力学モデルを示す図である。
【図５】モータ回転速度とモータトルクとの関係図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【図７】本発明の第２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８】本発明の第２の実施の形態におけるキャンバ制御処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるアクチュエータの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図２は本発明の第１の実施の形態における車両の概念図である。
【００１８】
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。そして、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。
【００１９】
本実施の形態において、前記車両は、前輪駆動方式の構造を有するようになっているが、後輪駆動方式、四輪駆動方式等の構造を有するようにすることもできる。その場合、前記エンジン１２と車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとが図示されないプロペラシャフト、ディファレンシャル装置、ドライブシャフト等によって連結され、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、後輪駆動方式の場合、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに伝達され、該車輪ＷＬＢ、ＷＲＢが、回転させられ、駆動輪として機能し、四輪駆動方式の場合、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに伝達され、該車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢが、回転させられ、駆動輪として機能する。また、本実施の形態においては、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を駆動輪に伝達するようになっているが、駆動源として駆動モータを使用し、駆動モータを駆動することによって発生させられた回転を駆動輪に伝達したり、駆動輪に駆動モータを一体に組み込み、各駆動モータを独立に駆動してそれぞれ車輪を回転させるようにすることができる。
【００２０】
また、１３は操作者である運転者が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は運転者が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は運転者が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、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。
【００２１】
前記ステアリングホイール１３、アクセルペダル１４、ブレーキペダル１５等によって車両の操作要素が構成され、前記ステアリング角度、舵角、アクセルペダル１４の踏込量、ブレーキペダル１５の踏込量等によって車両の操作状態が表される。
【００２２】
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）であり、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。
【００２３】
前記各車輪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る。そして、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としたときの該区分線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、路面との摩擦によってタイヤ３６に発生する転がり抵抗が小さく、路面を掴（つか）む力、すなわち、グリップ力を表す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、前記区分線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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、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。
【００２８】
本実施の形態においては、車両の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。
【００２９】
次に、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与するための前記アクチュエータ３１〜３４について説明する。この場合、各アクチュエータ３１〜３４におけるキャンバ角可変機構の構造は同じであるので、車輪ＷＬＦ及びアクチュエータ３１についてだけ説明する。
【００３０】
図３は本発明の第１の実施の形態における車輪の支持構造を示す図である。
【００３１】
図において、ＷＬＦは車輪、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。
【００３２】
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キャンバ軸４２を揺動中心に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が操作されるのに伴って車輪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等を備える。なお、前記モータ４１として直流モータが使用される。
【００３３】
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。
【００３４】
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、及び該ウォームホイール５２と前記可動プレート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。
【００３５】
そして、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。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
【００３８】
図１は本発明の第１の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【００３９】
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２）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は前記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、８２はモータ４１を駆動するためのモータ駆動部、８３はモータ４１の回転速度、すなわち、モータ回転速度を検出する回転速度検出部としてのエンコーダである。
【００４０】
前記車速センサ６３、ヨーレートセンサ６５、Ｇセンサ６６、キャンバ角センサ６８等によって車両状態検出部が構成され、車速、ヨーレート、横Ｇ及び前後Ｇ、キャンバ角等によって車両状態が表される。
【００４１】
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、車両の通常走行時に、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及び前後Ｇ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に負のキャンバ角、すなわち、ネガティブ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。
【００４２】
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、各パラメータとそれぞれ設定された第１の閾（しきい）値とを比較することによって、キャンバ角を付与する条件を表すキャンバ角付与条件が成立したかどうかを判断する。
【００４３】
すなわち、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１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。
【００４４】
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、前記各パラメータと、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の閾値とを比較することによって、キャンバ角の付与を解除する条件を表す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。
【００４５】
すなわち、前記各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。
【００４６】
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。
【００４７】
ところで、前述されたように、本実施の形態においては、アクチュエータ３１〜３４を駆動することによって、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに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が、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢには、路面から車両の重量に対応する荷重が加わるので、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢを、キャンバ軸４２を中心として、ネガティブキャンバ角が付与される方向に回転させようとするモーメントが発生する。
【００４８】
したがって、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する場合にモータ４１に必要となるモータトルクは、モーメントに応じた分だけ小さくなり、キャンバ角の付与を解除する場合にモータ４１に必要となるモータトルクは、モーメントに応じた分だけ大きくなる。
【００４９】
次に、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢの力学モデルについて説明する。この場合車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは構造が同じであるので、車輪ＷＬＦについてだけ説明する。
【００５０】
図４は本発明の第１の実施の形態における車輪の力学モデルを示す図である。
【００５１】
図において、４２はキャンバ軸、８１は路面、ｓｈ１は車輪ＷＬＦと路面８１との接点ｑ１から垂直に上方に延びる軸線である。
【００５２】
前記接点ｑ１において路面８１からタイヤ３６に加わる荷重をＰとし、前記キャンバ軸４２と前記軸線ｓｈ１との間の距離をｗ１とすると、車輪ＷＬＦをキャンバ軸４２を中心として矢印Ａ方向に回動させようとするモーメントＭ
Ｍ＝Ｐ・ｗ１
が発生する。そして、車輪ＷＬＦを矢印Ａ方向に回動させる際に、シャフト、ベアリング等で発生する摩擦力に抗して必要となるトルクをＴｆとし、車輪ＷＬＦにキャンバ角を付与する場合にモータ４１に必要となるモータトルクをＴａとし、キャンバ角の付与を解除する場合にモータ４１に必要となるモータトルクをＴｄとすると、
Ｔａ＝Ｔｆ−Ｍ
＝Ｔｆ−Ｐ・ｗ１
Ｔｄ＝Ｔｆ＋Ｍ
＝Ｔｆ＋Ｐ・ｗ１
になる。
【００５３】
この場合、モータトルクＴａよりモータトルクＴｄが大きいので、モータトルクＴｄに合わせてモータ４１を設計すると、モータ４１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。
【００５４】
次に、モータ回転速度ＮとモータトルクＴとの関係について説明する。
【００５５】
図５はモータ回転速度とモータトルクとの関係図である。図において、横軸にモータ回転速度Ｎを、縦軸にモータトルクＴを採ってある。
【００５６】
一般的に、モータを駆動する場合、モータ回転速度Ｎが低いほど発生させられるモータトルクＴは大きくなり、モータ回転速度Ｎが高いほど発生させられるモータトルクＴは小さくなる。
【００５７】
ところで、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに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。したがって、モータ４１を十分に高い第１の回転速度Ｎａで駆動し、前記モータトルクＴｄを発生させようとすると、モータ４１として線Ｌ１で表される特性を有する大型のモータを使用する必要がある。
【００５８】
ところが、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへの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。
【００５９】
そこで、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する場合、第１の回転速度Ｎａで駆動し、前記モータトルクＴａを発生させ、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除する場合、前記第１の回転速度Ｎａより低い第２の回転速度Ｎｄで駆動し、前記モータトルクＴｄを発生させるようにすると、モータ４１として線Ｌ２で表される特性を有する小型のモータを使用することができる。
【００６０】
次に、線Ｌ２で表される特性を有するモータ４１を使用して、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに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際のキャンバ制御処理手段の動作について説明する。
【００６１】
すなわち、前記キャンバ角付与条件成立判断処理手段によって、キャンバ角付与条件が成立したと判断されると、前記キャンバ制御処理手段の第１のアクチュエータ駆動処理手段としての、かつ、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のアクチュエータ駆動処理としての、かつ、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、速度制御によってモータ４１を前記第１の回転速度Ｎａで正方向に駆動する。
【００６２】
そのために、前記モータ正方向駆動処理手段は、前記第１の回転速度Ｎａを目標回転速度Ｎｓａとし、エンコーダ８３によって検出されたモータ回転速度Ｎｐを読み込み、前記目標回転速度Ｎｓａとモータ回転速度Ｎｐとの偏差ΔＮａを算出し、該偏差ΔＮａに基づいて駆動信号を発生させ、該駆動信号をモータ駆動部８２に送る。そして、該モータ駆動部８２によって所定の電流が発生させられ、モータ４１に送られる。その結果、モータ４１を正方向に駆動することができる。
【００６３】
そして、キャンバ角センサ６８によって検出されたキャンバ角があらかじめ設定されたキャンバ角になると、前記モータ正方向駆動処理手段は、モータ４１の駆動を停止させる。
【００６４】
これにより、前記モータ４１によってモータトルクＴａを発生させ、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与することができる。
【００６５】
その後、前記キャンバ角付与解除条件成立判断処理手段によって、キャンバ角付与解除条件が成立したと判断されると、前記キャンバ制御処理手段の第２のアクチュエータ駆動処理手段としての、かつ、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のアクチュエータ駆動処理としての、かつ、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、速度制御によってモータ４１を前記第２の回転速度Ｎｄで逆方向に駆動する。
【００６６】
そのために、前記モータ逆方向駆動処理手段は、前記第２の回転速度Ｎｄを目標回転速度Ｎｓｄとし、エンコーダ８３によって検出されたモータ回転速度Ｎｐを読み込み、前記目標回転速度Ｎｓｄとモータ回転速度Ｎｐとの偏差ΔＮｄを算出し、該偏差ΔＮｄに基づいて駆動信号を発生させ、該駆動信号をモータ駆動部８２に送る。そして、該モータ駆動部８２によって所定の電流が発生させられ、モータ４１に送られる。その結果、モータ４１を逆方向に駆動することができる。
【００６７】
そして、キャンバ角センサ６８によって検出されたキャンバ角があらかじめ設定されたキャンバ角（例えば、零（０））になると、前記モータ正方向駆動処理手段は、モータ４１の駆動を停止させる。
【００６８】
これにより、前記モータ４１によってモータトルクＴｄを発生させ、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除することができる。
【００６９】
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にアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が、キャンバ角の付与を解除する場合にアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度より高くされるので、モータ４１によって発生させられるモータトルクをその分小さくすることができる。したがって、モータ４１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。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００７１】
図６は本発明の第２の実施の形態における車両の制御ブロック図、図７は本発明の第２の実施の形態におけるキャンバ駆動回路部を示す図、図８は本発明の第２の実施の形態におけるキャンバ制御処理手段の動作を示すフローチャートである。
【００７２】
図６及び７において、８４はキャンバ駆動回路部、Ｂｔは第１の蓄電装置としてのバッテリ、Ｃｐは第２の蓄電装置としてのキャパシタ、４１はキャンバ制御用の駆動部としてのモータ、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に対して接続したり、切り離したりするために配設される。前記キャパシタリレーｓ１及び切替リレーｓ２〜ｓ５は、いずれも、制御部１６から駆動信号を受けてオン・オフさせられる。
【００７３】
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。また、キャパシタＣｐに代えて、第２の蓄電装置として、かつ、充電要素としてコンデンサを使用することもできる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
次に、前記キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
【００７７】
まず、前記キャンバ制御処理手段は、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、キャンバ制御処理手段の前記モータ正方向駆動処理手段は、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。
【００７８】
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からの電流がキャパシタリレー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、キャンバ角検出部としての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、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、前記モータ正方向駆動処理手段は、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。
【００７９】
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、前記キャンバ制御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。
【００８０】
そして、キャパシタＣｐの充電が終了すると、前記キャンバ制御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。
【００８１】
続いて、前記キャンバ制御処理手段の前記モータ逆方向駆動処理手段は、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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、十分に大きい第１の電流、すなわち、十分に大きい第１の電力が供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が高くされるので、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに急速にキャンバ角を付与することができる。その結果、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くすることができる。
【００８５】
また、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、前記第１の電流より小さい第２の電流、すなわち、前記第１の電力より小さい第２の電力が供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が低くされるので、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐの容量を、バッテリＢｔだけを使用してアクチュエータ３１〜３４を駆動する場合より小さくすることができる。したがって、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。しかも、モータ４１を駆動するための駆動源としてのエンジン１２の効率を向上させることができる。その結果、車両の燃費を良くすることができる。
【００８６】
さらに、キャパシタＣｐの充電が終了するまで車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与が解除されないので、キャパシタＣｐを十分に充電され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、キャンバ角を確実に付与することができる。
【００８７】
また、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、車両の重量の影響を受けて、ネガティブキャンバ角が付与される側に付勢されるので、アクチュエータ３１〜３４を駆動して車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにネガティブキャンバ角を付与する際に、アクチュエータ３１〜３４において大きな駆動力を必要としない。
【００８８】
したがって、前記モータ正方向駆動処理手段によってアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度を高くすることができる。
【００８９】
そして、アクチュエータ３１〜３４を駆動して、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたネガティブキャンバ角を解除する際に、アクチュエータ３１〜３４において大きな駆動力が必要とされるが、前記モータ逆方向駆動処理手段によってアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度を高くする必要がないので、アクチュエータ３１〜３４のモータ４１を小型化することができる。
【００９０】
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を判断する。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を判断する。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。
【００９１】
次に、前記アクチュエータ３１〜３４に油圧回路を配設し、該油圧回路によって車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与したり、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除したりするようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００９２】
図９は本発明の第３の実施の形態におけるアクチュエータの要部を示す図である。
【００９３】
図において、４３は可動部材としての可動プレート、７０は油圧回路であり、該油圧回路７０は、アクチュエータ３１（図２）の駆動部としての油圧シリンダ７１、該油圧シリンダ７１に油圧を選択的に供給する制御弁７２、前記油圧シリンダ７１を駆動するための油圧源７３、油圧タンク７８等を備える。そして、前記油圧源７３は、第１の油圧源としてのポンプ７４（ｐ１）、第２の油圧源としてのポンプ７５（ｐ２）、前記ポンプ７４、７５を駆動するためのモータ７６、７７（Ｍ１、Ｍ２）等を備える。
【００９４】
前記油圧シリンダ７１は、シリンダ本体９１、及び該シリンダ本体９１内に配設され、第１、第２の油室９３、９４を形成するピストン９２を備え、該ピストン９２と前記可動プレート４３とが連結部材としてのロッド９５を介して連結される。そして、前記制御弁７２は、ソレノイドＳＯＬ１、ＳＯＬ２を駆動することによって位置Ａ、Ｂ、Ｎを採り、位置Ａにおいて、前記油圧源７３と第１の油室９３とを連結するとともに、第２の油室９４と油圧タンク７８とを連結し、位置Ｂにおいて、前記油圧源７３と第２の油室９４とを連結するとともに、第１の油室９３と油圧タンク７８とを連結し、位置Ｎにおいて、前記油圧源７３と第１、第２の油室９３、９４とを遮断するとともに、第１、第２の油室９３、９４と油圧タンク７８とを遮断する。
【００９５】
次に、前記キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
【００９６】
この場合、キャンバオン指令が出力されると、前記キャンバ制御処理手段の第１のアクチュエータ駆動処理手段としての第１の油圧シリンダ駆動処理手段は、第１のアクチュエータ駆動処理としての第１の油圧シリンダ駆動処理を行い、モータ７６、７７を駆動するとともに、ソレノイドＳＯＬ１、ＳＯＬ２を駆動することによって前記制御弁７２を位置Ｂに置く。したがって、ポンプ７４、７５が作動させられ、ポンプ７４、７５から吐出された油が制御弁７２を介して第２の油室９４に供給され、ピストン９２及びロッド９５が後退させられる。その結果、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角が付与される。
【００９７】
また、キャンバオフ指令が出力されると、前記キャンバ制御処理手段の第２のアクチュエータ駆動処理手段としての第２の油圧シリンダ駆動処理手段は、第２のアクチュエータ駆動処理としての第２の油圧シリンダ駆動処理を行い、前記モータ７６、７７のうちの一方、本実施の形態においては、モータ７６を駆動するとともに、ソレノイドＳＯＬ１、ＳＯＬ２を駆動することによって前記制御弁７２を位置Ａに置く。したがって、ポンプ７４が作動させられ、ポンプ７４から吐出された油が制御弁７２を介して第１の油室９３に供給され、ピストン９２及び第２の油室９４が前進させられる。その結果、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与が解除される。
【００９８】
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、ポンプ７４、７５から吐出された大量の油が第２の油室９４に供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度を高くすることができるので、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに急速にキャンバ角を付与することができる。したがって、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くすることができる。
【００９９】
また、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除する場合、ポンプ７４から吐出された少量の油が第１の油室９３に供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が低くされるので、ポンプ７４、７５の吐出量を、一つのポンプだけでアクチュエータ３１〜３４を駆動する場合より小さくすることができる。したがって、油圧源７３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。しかも、モータ７６、７７を駆動するための駆動源としてのエンジン１２の効率を向上させることができる。したがって、車両の燃費を良くすることができる。
【０１００】
本実施の形態においては、エンジン１２によってモータ７６、７７を駆動し、ポンプ７４、７５を作動させるようになっているが、エンジン１２とポンプ７４、７５とを連結し、エンジン１２によって直接ポンプ７４、７５を作動させることができる。その場合、エンジン１２とポンプ７５との間に係脱部材としてのクラッチが配設され、該クラッチを係脱させることによって、ポンプ７５を選択的に作動させることができる。
【０１０１】
また、前記各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がいずれも形成され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高くするようにした車両に適用することができる。
【０１０２】
さらに、前記各実施の形態においては、すべての車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角が付与されるようになっているが、所定の車輪、例えば、後輪ＷＬＢ、ＷＲＢだけにキャンバ角を付与することができる。
【０１０３】
なお、本発明は前記各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】
【０１０４】
１１ ボディ
１６ 制御部
３１〜３４ アクチュエータ
ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢ 車輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャンバ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くするために、車輪にキャンバ角を付与するようにした車両が提供されている。
【０００３】
該車両においては、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ためのアクチュエータに油圧シリンダが配設され、駆動部としての油圧モータから油圧シリンダに対して油圧を給排することによって、油圧シリンダが作動させら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、車輪にキャンバ角を付与する場合、前記油圧シリンダに所定の油圧を供給する必要があり、油圧モータが大型化してしまう。したがって、油圧モータを駆動するためのエンジンの効率が低下し、車両の燃費が悪くなってしまう。
【０００６】
また、前記車両においては、車輪にキャンバ角を付与する際の油圧モータの動作速度、及び車輪に付与されたキャンバ角を解除する際の油圧モータの動作速度については不明であるが、車輪にキャンバ角を付与する際と、車輪に付与されたキャンバ角を解除する際とで、油圧モータの動作速度を等しくしようとすると、油圧モータに加わる負荷を考慮し、負荷が最も大きくなる条件に基づいて油圧モータを設計する必要がある。したがって、油圧モータが大型化してしまう。その結果、車両が大型化し、車両のコストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、駆動部を小型化することができ、車両を小型化し、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】
【０００８】
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することによっ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。
【０００９】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされる。
【発明の効果】
【００１０】
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することによっ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。
【００１１】
そして、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされる。
【００１２】
この場合、キャンバ角付与条件が成立した場合に、前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされるので、前記所定の車輪に急速にキャンバ角を付与することができ、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くすることができる。
【００１３】
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を駆動する際の動作速度が低くされるので、前記アクチュエータの駆動部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。
【００１４】
そして、前記駆動部を駆動するためのエンジンの効率を向上させることができるので、車両の燃費を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における車輪の支持構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における車輪の力学モデルを示す図である。
【図５】モータ回転速度とモータトルクとの関係図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【図７】本発明の第２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８】本発明の第２の実施の形態におけるキャンバ制御処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるアクチュエータの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図２は本発明の第１の実施の形態における車両の概念図である。
【００１８】
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。そして、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。
【００１９】
本実施の形態において、前記車両は、前輪駆動方式の構造を有するようになっているが、後輪駆動方式、四輪駆動方式等の構造を有するようにすることもできる。その場合、前記エンジン１２と車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとが図示されないプロペラシャフト、ディファレンシャル装置、ドライブシャフト等によって連結され、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、後輪駆動方式の場合、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに伝達され、該車輪ＷＬＢ、ＷＲＢが、回転させられ、駆動輪として機能し、四輪駆動方式の場合、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに伝達され、該車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢが、回転させられ、駆動輪として機能する。また、本実施の形態においては、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を駆動輪に伝達するようになっているが、駆動源として駆動モータを使用し、駆動モータを駆動することによって発生させられた回転を駆動輪に伝達したり、駆動輪に駆動モータを一体に組み込み、各駆動モータを独立に駆動してそれぞれ車輪を回転させるようにすることができる。
【００２０】
また、１３は操作者である運転者が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は運転者が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は運転者が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、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。
【００２１】
前記ステアリングホイール１３、アクセルペダル１４、ブレーキペダル１５等によって車両の操作要素が構成され、前記ステアリング角度、舵角、アクセルペダル１４の踏込量、ブレーキペダル１５の踏込量等によって車両の操作状態が表される。
【００２２】
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）であり、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。
【００２３】
前記各車輪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る。そして、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としたときの該区分線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、路面との摩擦によってタイヤ３６に発生する転がり抵抗が小さく、路面を掴（つか）む力、すなわち、グリップ力を表す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、前記区分線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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、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。
【００２８】
本実施の形態においては、車両の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。
【００２９】
次に、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与するための前記アクチュエータ３１〜３４について説明する。この場合、各アクチュエータ３１〜３４におけるキャンバ角可変機構の構造は同じであるので、車輪ＷＬＦ及びアクチュエータ３１についてだけ説明する。
【００３０】
図３は本発明の第１の実施の形態における車輪の支持構造を示す図である。
【００３１】
図において、ＷＬＦは車輪、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。
【００３２】
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キャンバ軸４２を揺動中心に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が操作されるのに伴って車輪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等を備える。なお、前記モータ４１として直流モータが使用される。
【００３３】
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。
【００３４】
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、及び該ウォームホイール５２と前記可動プレート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。
【００３５】
そして、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。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
【００３８】
図１は本発明の第１の実施の形態における車両の制御ブロック図である。
【００３９】
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２）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は前記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、８２はモータ４１を駆動するためのモータ駆動部、８３はモータ４１の回転速度、すなわち、モータ回転速度を検出する回転速度検出部としてのエンコーダである。
【００４０】
前記車速センサ６３、ヨーレートセンサ６５、Ｇセンサ６６、キャンバ角センサ６８等によって車両状態検出部が構成され、車速、ヨーレート、横Ｇ及び前後Ｇ、キャンバ角等によって車両状態が表される。
【００４１】
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、車両の通常走行時に、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及び前後Ｇ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に負のキャンバ角、すなわち、ネガティブ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。
【００４２】
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、各パラメータとそれぞれ設定された第１の閾（しきい）値とを比較することによって、キャンバ角を付与する条件を表すキャンバ角付与条件が成立したかどうかを判断する。
【００４３】
すなわち、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１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。
【００４４】
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、前記各パラメータと、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の閾値とを比較することによって、キャンバ角の付与を解除する条件を表す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。
【００４５】
すなわち、前記各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。
【００４６】
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。
【００４７】
ところで、前述されたように、本実施の形態においては、アクチュエータ３１〜３４を駆動することによって、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに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が、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢには、路面から車両の重量に対応する荷重が加わるので、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢを、キャンバ軸４２を中心として、ネガティブキャンバ角が付与される方向に回転させようとするモーメントが発生する。
【００４８】
したがって、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する場合にモータ４１に必要となるモータトルクは、モーメントに応じた分だけ小さくなり、キャンバ角の付与を解除する場合にモータ４１に必要となるモータトルクは、モーメントに応じた分だけ大きくなる。
【００４９】
次に、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢの力学モデルについて説明する。この場合車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは構造が同じであるので、車輪ＷＬＦについてだけ説明する。
【００５０】
図４は本発明の第１の実施の形態における車輪の力学モデルを示す図である。
【００５１】
図において、４２はキャンバ軸、８１は路面、ｓｈ１は車輪ＷＬＦと路面８１との接点ｑ１から垂直に上方に延びる軸線である。
【００５２】
前記接点ｑ１において路面８１からタイヤ３６に加わる荷重をＰとし、前記キャンバ軸４２と前記軸線ｓｈ１との間の距離をｗ１とすると、車輪ＷＬＦをキャンバ軸４２を中心として矢印Ａ方向に回動させようとするモーメントＭ
Ｍ＝Ｐ・ｗ１
が発生する。そして、車輪ＷＬＦを矢印Ａ方向に回動させる際に、シャフト、ベアリング等で発生する摩擦力に抗して必要となるトルクをＴｆとし、車輪ＷＬＦにキャンバ角を付与する場合にモータ４１に必要となるモータトルクをＴａとし、キャンバ角の付与を解除する場合にモータ４１に必要となるモータトルクをＴｄとすると、
Ｔａ＝Ｔｆ−Ｍ
＝Ｔｆ−Ｐ・ｗ１
Ｔｄ＝Ｔｆ＋Ｍ
＝Ｔｆ＋Ｐ・ｗ１
になる。
【００５３】
この場合、モータトルクＴａよりモータトルクＴｄが大きいので、モータトルクＴｄに合わせてモータ４１を設計すると、モータ４１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。
【００５４】
次に、モータ回転速度ＮとモータトルクＴとの関係について説明する。
【００５５】
図５はモータ回転速度とモータトルクとの関係図である。図において、横軸にモータ回転速度Ｎを、縦軸にモータトルクＴを採ってある。
【００５６】
一般的に、モータを駆動する場合、モータ回転速度Ｎが低いほど発生させられるモータトルクＴは大きくなり、モータ回転速度Ｎが高いほど発生させられるモータトルクＴは小さくなる。
【００５７】
ところで、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに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。したがって、モータ４１を十分に高い第１の回転速度Ｎａで駆動し、前記モータトルクＴｄを発生させようとすると、モータ４１として線Ｌ１で表される特性を有する大型のモータを使用する必要がある。
【００５８】
ところが、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへの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。
【００５９】
そこで、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与する場合、第１の回転速度Ｎａで駆動し、前記モータトルクＴａを発生させ、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除する場合、前記第１の回転速度Ｎａより低い第２の回転速度Ｎｄで駆動し、前記モータトルクＴｄを発生させるようにすると、モータ４１として線Ｌ２で表される特性を有する小型のモータを使用することができる。
【００６０】
次に、線Ｌ２で表される特性を有するモータ４１を使用して、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに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際のキャンバ制御処理手段の動作について説明する。
【００６１】
すなわち、前記キャンバ角付与条件成立判断処理手段によって、キャンバ角付与条件が成立したと判断されると、前記キャンバ制御処理手段の第１のアクチュエータ駆動処理手段としての、かつ、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のアクチュエータ駆動処理としての、かつ、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、速度制御によってモータ４１を前記第１の回転速度Ｎａで正方向に駆動する。
【００６２】
そのために、前記モータ正方向駆動処理手段は、前記第１の回転速度Ｎａを目標回転速度Ｎｓａとし、エンコーダ８３によって検出されたモータ回転速度Ｎｐを読み込み、前記目標回転速度Ｎｓａとモータ回転速度Ｎｐとの偏差ΔＮａを算出し、該偏差ΔＮａに基づいて駆動信号を発生させ、該駆動信号をモータ駆動部８２に送る。そして、該モータ駆動部８２によって所定の電流が発生させられ、モータ４１に送られる。その結果、モータ４１を正方向に駆動することができる。
【００６３】
そして、キャンバ角センサ６８によって検出されたキャンバ角があらかじめ設定されたキャンバ角になると、前記モータ正方向駆動処理手段は、モータ４１の駆動を停止させる。
【００６４】
これにより、前記モータ４１によってモータトルクＴａを発生させ、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与することができる。
【００６５】
その後、前記キャンバ角付与解除条件成立判断処理手段によって、キャンバ角付与解除条件が成立したと判断されると、前記キャンバ制御処理手段の第２のアクチュエータ駆動処理手段としての、かつ、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のアクチュエータ駆動処理としての、かつ、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、速度制御によってモータ４１を前記第２の回転速度Ｎｄで逆方向に駆動する。
【００６６】
そのために、前記モータ逆方向駆動処理手段は、前記第２の回転速度Ｎｄを目標回転速度Ｎｓｄとし、エンコーダ８３によって検出されたモータ回転速度Ｎｐを読み込み、前記目標回転速度Ｎｓｄとモータ回転速度Ｎｐとの偏差ΔＮｄを算出し、該偏差ΔＮｄに基づいて駆動信号を発生させ、該駆動信号をモータ駆動部８２に送る。そして、該モータ駆動部８２によって所定の電流が発生させられ、モータ４１に送られる。その結果、モータ４１を逆方向に駆動することができる。
【００６７】
そして、キャンバ角センサ６８によって検出されたキャンバ角があらかじめ設定されたキャンバ角（例えば、零（０））になると、前記モータ正方向駆動処理手段は、モータ４１の駆動を停止させる。
【００６８】
これにより、前記モータ４１によってモータトルクＴｄを発生させ、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除することができる。
【００６９】
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にアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が、キャンバ角の付与を解除する場合にアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度より高くされるので、モータ４１によって発生させられるモータトルクをその分小さくすることができる。したがって、モータ４１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。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００７１】
図６は本発明の第２の実施の形態における車両の制御ブロック図、図７は本発明の第２の実施の形態におけるキャンバ駆動回路部を示す図、図８は本発明の第２の実施の形態におけるキャンバ制御処理手段の動作を示すフローチャートである。
【００７２】
図６及び７において、８４はキャンバ駆動回路部、Ｂｔは第１の蓄電装置としてのバッテリ、Ｃｐは第２の蓄電装置としてのキャパシタ、４１はキャンバ制御用の駆動部としてのモータ、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に対して接続したり、切り離したりするために配設される。前記キャパシタリレーｓ１及び切替リレーｓ２〜ｓ５は、いずれも、制御部１６から駆動信号を受けてオン・オフさせられる。
【００７３】
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。また、キャパシタＣｐに代えて、第２の蓄電装置として、かつ、充電要素としてコンデンサを使用することもできる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
次に、前記キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
【００７７】
まず、前記キャンバ制御処理手段は、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、キャンバ制御処理手段の前記モータ正方向駆動処理手段は、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。
【００７８】
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からの電流がキャパシタリレー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、キャンバ角検出部としての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、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、前記モータ正方向駆動処理手段は、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。
【００７９】
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、前記キャンバ制御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。
【００８０】
そして、キャパシタＣｐの充電が終了すると、前記キャンバ制御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。
【００８１】
続いて、前記キャンバ制御処理手段の前記モータ逆方向駆動処理手段は、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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、十分に大きい第１の電流、すなわち、十分に大きい第１の電力が供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が高くされるので、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに急速にキャンバ角を付与することができる。その結果、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くすることができる。
【００８５】
また、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、前記第１の電流より小さい第２の電流、すなわち、前記第１の電力より小さい第２の電力が供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が低くされるので、バッテリＢｔ及びキャパシタＣｐの容量を、バッテリＢｔだけを使用してアクチュエータ３１〜３４を駆動する場合より小さくすることができる。したがって、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。しかも、モータ４１を駆動するための駆動源としてのエンジン１２の効率を向上させることができる。その結果、車両の燃費を良くすることができる。
【００８６】
さらに、キャパシタＣｐの充電が終了するまで車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与が解除されないので、キャパシタＣｐを十分に充電され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、キャンバ角を確実に付与することができる。
【００８７】
また、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、車両の重量の影響を受けて、ネガティブキャンバ角が付与される側に付勢されるので、アクチュエータ３１〜３４を駆動して車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにネガティブキャンバ角を付与する際に、アクチュエータ３１〜３４において大きな駆動力を必要としない。
【００８８】
したがって、前記モータ正方向駆動処理手段によってアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度を高くすることができる。
【００８９】
そして、アクチュエータ３１〜３４を駆動して、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたネガティブキャンバ角を解除する際に、アクチュエータ３１〜３４において大きな駆動力が必要とされるが、前記モータ逆方向駆動処理手段によってアクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度を高くする必要がないので、アクチュエータ３１〜３４のモータ４１を小型化することができる。
【００９０】
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を判断する。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を判断する。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。
【００９１】
次に、前記アクチュエータ３１〜３４に油圧回路を配設し、該油圧回路によって車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与したり、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除したりするようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００９２】
図９は本発明の第３の実施の形態におけるアクチュエータの要部を示す図である。
【００９３】
図において、４３は可動部材としての可動プレート、７０は油圧回路であり、該油圧回路７０は、アクチュエータ３１（図２）の駆動部としての油圧シリンダ７１、該油圧シリンダ７１に油圧を選択的に供給する制御弁７２、前記油圧シリンダ７１を駆動するための油圧源７３、油圧タンク７８等を備える。そして、前記油圧源７３は、第１の油圧源としてのポンプ７４（ｐ１）、第２の油圧源としてのポンプ７５（ｐ２）、前記ポンプ７４、７５を駆動するためのモータ７６、７７（Ｍ１、Ｍ２）等を備える。
【００９４】
前記油圧シリンダ７１は、シリンダ本体９１、及び該シリンダ本体９１内に配設され、第１、第２の油室９３、９４を形成するピストン９２を備え、該ピストン９２と前記可動プレート４３とが連結部材としてのロッド９５を介して連結される。そして、前記制御弁７２は、ソレノイドＳＯＬ１、ＳＯＬ２を駆動することによって位置Ａ、Ｂ、Ｎを採り、位置Ａにおいて、前記油圧源７３と第１の油室９３とを連結するとともに、第２の油室９４と油圧タンク７８とを連結し、位置Ｂにおいて、前記油圧源７３と第２の油室９４とを連結するとともに、第１の油室９３と油圧タンク７８とを連結し、位置Ｎにおいて、前記油圧源７３と第１、第２の油室９３、９４とを遮断するとともに、第１、第２の油室９３、９４と油圧タンク７８とを遮断する。
【００９５】
次に、前記キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
【００９６】
この場合、キャンバオン指令が出力されると、前記キャンバ制御処理手段の第１のアクチュエータ駆動処理手段としての第１の油圧シリンダ駆動処理手段は、第１のアクチュエータ駆動処理としての第１の油圧シリンダ駆動処理を行い、モータ７６、７７を駆動するとともに、ソレノイドＳＯＬ１、ＳＯＬ２を駆動することによって前記制御弁７２を位置Ｂに置く。したがって、ポンプ７４、７５が作動させられ、ポンプ７４、７５から吐出された油が制御弁７２を介して第２の油室９４に供給され、ピストン９２及びロッド９５が後退させられる。その結果、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角が付与される。
【００９７】
また、キャンバオフ指令が出力されると、前記キャンバ制御処理手段の第２のアクチュエータ駆動処理手段としての第２の油圧シリンダ駆動処理手段は、第２のアクチュエータ駆動処理としての第２の油圧シリンダ駆動処理を行い、前記モータ７６、７７のうちの一方、本実施の形態においては、モータ７６を駆動するとともに、ソレノイドＳＯＬ１、ＳＯＬ２を駆動することによって前記制御弁７２を位置Ａに置く。したがって、ポンプ７４が作動させられ、ポンプ７４から吐出された油が制御弁７２を介して第１の油室９３に供給され、ピストン９２及び第２の油室９４が前進させられる。その結果、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与が解除される。
【００９８】
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、ポンプ７４、７５から吐出された大量の油が第２の油室９４に供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度を高くすることができるので、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに急速にキャンバ角を付与することができる。したがって、加速時、制動時、旋回時等における車両の安定性を高くすることができる。
【００９９】
また、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角の付与を解除する場合、ポンプ７４から吐出された少量の油が第１の油室９３に供給され、アクチュエータ３１〜３４を駆動する際の動作速度が低くされるので、ポンプ７４、７５の吐出量を、一つのポンプだけでアクチュエータ３１〜３４を駆動する場合より小さくすることができる。したがって、油圧源７３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。しかも、モータ７６、７７を駆動するための駆動源としてのエンジン１２の効率を向上させることができる。したがって、車両の燃費を良くすることができる。
【０１００】
本実施の形態においては、エンジン１２によってモータ７６、７７を駆動し、ポンプ７４、７５を作動させるようになっているが、エンジン１２とポンプ７４、７５とを連結し、エンジン１２によって直接ポンプ７４、７５を作動させることができる。その場合、エンジン１２とポンプ７５との間に係脱部材としてのクラッチが配設され、該クラッチを係脱させることによって、ポンプ７５を選択的に作動させることができる。
【０１０１】
また、前記各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がいずれも形成され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高くするようにした車両に適用することができる。
【０１０２】
さらに、前記各実施の形態においては、すべての車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角が付与されるようになっているが、所定の車輪、例えば、後輪ＷＬＢ、ＷＲＢだけにキャンバ角を付与することができる。
【０１０３】
なお、本発明は前記各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】
【０１０４】
１１ ボディ
１６ 制御部
３１〜３４ アクチュエータ
ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢ 車輪
【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することによっ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とともに、
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされることを特徴とするキャンバ制御装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、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駆動部としてモータを備える請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータを第１の回転速度で駆動し、
前記第２のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータを前記第１の回転速度より低い第２の回転速度で駆動する請求項２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータに第１の電力を供給し、
前記第２のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータに前記第１の電力より小さい第２の電力を供給する請求項２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、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駆動部として油圧シリンダを備える請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項６】
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、前記所定の車輪に対してネガティブキャンバ角を付与する請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【請求項７】
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のアクチュエ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のアクチュエ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１〜６のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【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することによっ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とともに、
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度が、前記第２のアクチュエータ駆動処理手段によってアクチュエータを駆動する際の動作速度より高くされることを特徴とするキャンバ制御装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、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駆動部としてモータを備える請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータを第１の回転速度で駆動し、
前記第２のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータを前記第１の回転速度より低い第２の回転速度で駆動する請求項２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータに第１の電力を供給し、
前記第２のアクチュエータ駆動処理手段は、前記モータに前記第１の電力より小さい第２の電力を供給する請求項２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、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駆動部として油圧シリンダを備える請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項６】
前記第１のアクチュエータ駆動処理手段は、前記所定の車輪に対してネガティブキャンバ角を付与する請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【請求項７】
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のアクチュエ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のアクチュエ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１〜６のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２８０３７０（Ｐ２０１０−２８０３７０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９８６０９（Ｐ２０１０−９８６０９）
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【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１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]