キャンバ制御装置
【課題】走行安定性を十分に高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、ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、各車輪のうちの所定の車輪に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、キャンバ可変機構を作動させて所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。ローリング用のキャンバ付与条件が成立すると、所定の車輪に負のキャンバが付与されるので、走行安定性を十分に高くすることができる。
【解決手段】車両のボディと、ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、各車輪のうちの所定の車輪に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、キャンバ可変機構を作動させて所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。ローリング用のキャンバ付与条件が成立すると、所定の車輪に負のキャンバが付与されるので、走行安定性を十分に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、後方の各車輪に負のキャンバ（ネガティブキャンバ）を付与することができるようにした車両が提供されている。
【０００３】
この種の車両においては、車両を直進させて走行させる際、すなわち、車両の直進走行時に、後方の各車輪のタイヤに、互いに対向する方向にキャンバスラストを発生させることができるので、車両の直進走行時の安定性（以下「走行安定性」という。）を高くすることができる。
【０００４】
ところが、車輪にキャンバが付与された状態で長時間にわたり車両を走行させると、タイヤに偏摩耗が発生してしまう。そこで、偏摩耗が発生するのを抑制するために、車両を高速で走行させている間だけ、後方の車輪に負のキャンバを付与するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１９３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の車両においては、車両を中速又は低速で走行させている間は、後方の車輪に負のキャンバが付与されないので、走行安定性を十分に高くすることができない。
【０００７】
例えば、ステアリングホイールを操作して車両を中速又は低速で左右に交互に旋回させると、旋回に伴って車両に遠心力が発生し、車両がローリングさせられるので、走行安定性を十分に高くすることができない。
【０００８】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、走行安定性を十分に高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】
【０００９】
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に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、該キャンバ要否判定処理手段によって、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記キャンバ可変機構を作動させて前記所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。
【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に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、該キャンバ要否判定処理手段によって、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記キャンバ可変機構を作動させて前記所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。
【００１１】
この場合、ローリング用のキャンバ付与条件が成立すると、所定の車輪に負のキャンバが付与されるので、車輪のタイヤにキャンバスラストを発生させることができる。したがって、車両がローリングさせられたときの走行安定性を十分に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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２】本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第１のメインフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第２のメインフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における操縦安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における直進安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における接地荷重判定処理のサブルーチンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図２は本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【００１５】
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る。なお、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。
【００１６】
前記車両は後輪駆動方式の構造を有し、前記車輪ＷＬＢ、ＷＲＢが駆動輪として機能する。そして、エンジン１２と各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとが、第１の伝動軸としてのプロペラシャフト１７、差動装置１８及び第２の伝動軸としてのドライブシャフト４６を介して連結され、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が車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに伝達される。本実施の形態において、前記車両は、後輪駆動方式の構造を有するようになっているが、前輪駆動方式の構造を有するようにすることもできる。
【００１７】
また、１３は車両の操舵を行うための操作部としての、かつ、操舵部材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る。
【００１８】
そして、３１、３２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にキャンバを付与したり、キャンバの付与を解除したりするためのキャンバ可変機構としてのアクチュエータである。なお、本実施の形態においては、ボディ１１と各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとの間に各アクチュエータ３１、３２が配設されるようになっているが、ボディ１１と各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとの間にアクチュエータを配設したり、ボディ１１と各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢとの間にアクチュエータを配設したりすることもできる。
【００１９】
ところで、前記車輪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。そして、該タイヤ３６として、後述される損失正接を小さくすることにより、タイヤ３６のトレッドの変形によって発生する転がり抵抗が小さくされた低転がり抵抗タイヤが使用される。本実施の形態においては、転がり抵抗を小さくするためにタイヤ３６の幅が通常のタイヤより小さくされるが、トレッドの溝のパターンであるトレッドパターンを、転がり抵抗が小さくなるような形状にしたり、少なくともトレッドの部分の材料を、転がり抵抗が小さいものにしたりすることもできる。
【００２０】
なお、前記損失正接は、トレッドが変形する際のエネルギーの吸収の度合いを表し、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トレッドによって吸収されるエネルギーが少なくなるので、タイヤ３６に発生する転がり抵抗が小さくなり、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トレッドによって吸収されるエネルギーが多くなるので、タイヤ３６に発生する転がり抵抗が大きくなり、タイヤ３６に発生する摩耗が多くなる。
【００２１】
また、前記構成の車両においては、タイヤ３６の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。
【００２２】
次に、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバを付与したり、キャンバの付与を解除したりするためのアクチュエータ３１、３２について説明する。この場合、アクチュエータ３１、３２の構造は同じであるので、車輪ＷＬＢ及びアクチュエータ３１についてだけ説明する。
【００２３】
図３は本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【００２４】
図において、ＷＬＢは車輪、２１はホイール、３１はアクチュエータ、３６はタイヤである。
【００２５】
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機構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に伝達する前記ドライブシャフト４６等を備える。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。
【００２６】
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と可動プレート４３とを連結する第３の変換要素としての、かつ、連結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の連結部を介し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の上端で、第２の連結部を介して可動プレート４３と連結される。この場合、前記可動プレート４３によって第４の変換要素が構成される。
【００２７】
前記ウォームギヤ５１及びウォームホイール５２によってそれぞれの回転運動の軸心の向きが変換され、ウォームホイール５２及びアーム５３によってウォームホイール５２の回転運動がアーム５３の直進運動に変換され、アーム５３及び可動プレート４３によってアーム５３の直進運動が可動プレート４３の揺動運動に変換される。
【００２８】
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が傾けられた角度と等しい角度のキャンバが車輪ＷＬＢに付与される。
【００２９】
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
【００３０】
図１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。
【００３１】
図において、１６はキャンバの付与及び付与の解除の制御を行う第１の制御装置としての制御部、１９は車両全体の制御を行う第２の制御装置としての車両制御部、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である。前記制御部１６及び車両制御部１９は、コンピュータを構成し、各種のデータに基づいて各種の演算及び処理を行う。
【００３２】
また、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（図２）の操作量を表す操舵量としてのステアリング角度を検出するステアリング操作量検出部としての、かつ、操舵量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を検出する第１の加速度検出部としての横Ｇセンサ、６７は前後Ｇを検出する第２の加速度検出部としての前後Ｇセンサ、６８は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバを検出するキャンバ検出部としてのキャンバセンサ、７１はアクセルペダル１４の操作量を表す踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル操作量検出部としてのアクセルセンサ、７２はブレーキペダル１５の操作量を表す踏込量（ブレーキストローク）を検出するブレーキ操作量検出部としてのブレーキセンサ、７３は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの図示されないサスペンション装置のストロークを検出する懸架検出部としてのサスストロークセンサ、７５は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに加わる荷重を検出する荷重検出部としての荷重センサ、７６はタイヤ３６の潰れ代、すなわち、タイヤ潰れ代を検出するタイヤ潰れ代検出部としてのタイヤ潰れ代センサである。なお、ステアリングセンサ６４に代えて、車両の縦方向の軸に対する車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの傾きを表す舵角を検出する舵角センサを配設することもできる。その場合、舵角が操舵量とされ、舵角センサによって操舵量検出部が構成される。
【００３３】
なお、前記ボディ１１、アクチュエータ３１、３２、制御部１６、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢ等によってキャンバ制御装置が構成される。
【００３４】
また、前記サスストロークセンサ７３は、ハイトセンサ、磁気センサ等によって構成され、荷重センサ７５は、サスペンション装置に配設されたロードセル（歪みセンサ）によって構成され、タイヤ潰れ代センサ７６は、タイヤ３６に配設されたロードセル（歪みセンサ）によって構成される。
【００３５】
ところで、タイヤ３６の転がり抵抗が小さい場合、タイヤ３６の剛性は低い。そこで、本実施の形態においては、タイヤ３６の剛性が低い場合でも、車両の走行安定性、及び車両の旋回時の安定性（以下、「旋回安定性」という。）を高くすることができるように、所定のキャンバ付与条件が成立したかどうかが判断され、キャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記各アクチュエータ３１、３２が作動させられ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに所定の負のキャンバθが付与される。
【００３６】
この場合、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させるのに伴ってタイヤ３６に偏摩耗が発生すると、タイヤ３６の寿命が短くなってしまう。そこで、本実施の形態においては、タイヤ３６に偏摩耗が発生するのを抑制するために、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させているときに、所定のキャンバ付与解除条件が成立したかどうかが判断され、キャンバ付与解除条件が成立したと判断された場合に、各アクチュエータ３１、３２が作動させられ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与が解除される。
【００３７】
ところで、本実施の形態において、車両は、車両の振動を抑制するための図示されないセミアクティブサスペンション装置を備え、該セミアクティブサスペンション装置は、上下Ｇ加速度検出部としての上下Ｇセンサを備え、該上下Ｇセンサによって、車両の上下方向の加速度、すなわち、上下Ｇが検出される。
【００３８】
そして、車両制御部１９の図示されない振動発生判断処理手段は、振動発生判断処理を行い、上下Ｇを読み込み、上下Ｇが閾（しきい）値以上であるかどうか等によって、車両に振動が発生したかどうかを判断し、車両に振動が発生したと判断された場合、車両制御部１９の図示されない振動抑制処理手段は、振動抑制処理を行い、アクチュエータを作動させ、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢのサスペンション装置における減衰力を調整し、サスペンションを固くして、車両の振動を抑制する。このとき、車両制御部１９はサスペンション信号をオンにする。
【００３９】
次に、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθを付与したり、キャンバθの付与を解除したりするための制御部１６の動作について説明する。
【００４０】
図４は本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第１のメインフローチャート、図５は本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第２のメインフローチャート、図６は本発明の実施の形態における操縦安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図、図７は本発明の実施の形態における直進安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の実施の形態における接地荷重判定処理のサブルーチンを示す図である。
【００４１】
まず、制御部１６の図示されない判定指標取得処理手段は、判定指標取得処理を行い、キャンバ付与条件が成立したかどうかを判断したり、キャンバ付与解除条件が成立したかどうかを判断したりするために必要な判定指標、本実施の形態においては、車両の状態を表す車両状態、及び操作者としての運転者による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等の各操作部の操作の状態を表す操作状態を取得する（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００４２】
そのために、前記判定指標取得処理手段は、前記ヨーレートセンサ６５、横Ｇセンサ６６、前後Ｇセンサ６７、キャンバセンサ６８、サスストロークセンサ７３、荷重センサ７５、タイヤ潰れ代センサ７６等の各センサのセンサ出力を読み込むことによって、ヨーレート、横Ｇ、前後Ｇ、キャンバθ、サスストローク、荷重、タイヤ潰れ代等を車両状態として取得する。また、前記判定指標取得処理手段は、前記車両制御部１９から送られたサスペンション信号を読み込むことによって、セミアクティブサスペンション装置の状態を車両状態として取得する。
【００４３】
なお、ロール角検出部としてロール角センサを配設し、前記判定指標取得処理手段によってロール角センサのセンサ出力を読み込むことにより、ロール角を車両状態として取得したり、前記サスストロークに基づいてロール角を算出し、該ロール角を車両状態として取得したりすることもできる。
【００４４】
次に、前記判定指標取得処理手段は、ステアリングセンサ６４、アクセルセンサ７１、ブレーキセンサ７２等の各センサのセンサ出力を読み込むことによって、ステアリング角度、アクセルペダル１４の踏込量、ブレーキペダル１５の踏込量等を操作状態として取得する。また、前記判定指標取得処理手段は、ステアリング角度に基づいて、ステアリング角度の変化率を表すステアリング角速度、該ステアリング角速度の変化率を表すステアリング角加速度を操舵量として算出し、ステアリング角速度、ステアリング角加速度等を操作状態として取得する。
【００４５】
なお、前記判定指標取得処理手段は、ステアリング角度に代えて、前記舵角を操作状態として取得したり、舵角の変化率を表す舵角速度、舵角速度の変化率を表す舵角加速度等を操舵量として算出し、舵角速度、舵角加速度等を操作状態として取得したりすることができる。
【００４６】
また、前記判定指標取得処理手段は、アクセルペダル１４の踏込量に代えて、アクセルペダル１４の踏込量の変化率である踏込速度、踏込速度の変化率である踏込加速度等を算出し、操作状態として取得したり、ブレーキペダル１５の踏込量に代えて、ブレーキペダル１５の踏込量の変化率である踏込速度、踏込速度の変化率である踏込加速度等を算出し、操作状態として取得したりすることができる。
【００４７】
次に、制御部１６の図示されない第１のキャンバ要否判定処理手段としての、かつ、旋回状態判定処理手段としての操縦安定キャンバ要否判定処理手段は、第１のキャンバ要否判定処理としての、かつ、旋回状態判定処理としての操縦安定キャンバ要否判定処理を行い、車両の旋回時に、旋回用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する（ステップＳ３、Ｓ４）。そのために、操縦安定キャンバ要否判定処理手段は、ステアリング角度を読み込み、該ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であるかどうかを判断し（ステップＳ３−１）、ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であると判断された場合、旋回用のキャンバ付与条件が成立したと判断する（ステップＳ３−２）。
【００４８】
そして、旋回用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合、制御部１６の図示されないキャンバ判定処理手段は、キャンバ判定処理を行い、キャンバθを読み込み、キャンバθが、
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
であるかどうかによって、前記アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ５）。なお、値αは、車両ごとにあらかじめ設定された、定常状態におけるキャンバである。
【００４９】
アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されていると判断された場合、制御部１６は処理を終了し、キャンバθが付与されていないと判断された場合、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う。すなわち、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与処理手段は、キャンバ付与処理を行い、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθ
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
を付与する（ステップＳ６）。
【００５０】
このとき、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるのに伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するが、車両を左方に向けて旋回させる場合は、車両に遠心力が発生するので、外周側の車輪ＷＲＢ（外輪）の接地荷重が大きくなり、車輪ＷＲＢのタイヤ３６に発生するキャンバスラストが内周側の車輪ＷＬＢ（内輪）のタイヤ３６に発生するキャンバスラストより大きくなる。また、車両を右方に向けて旋回させる場合は、外周側の車輪ＷＬＢ（外輪）の接地荷重が大きくなり、車輪ＷＬＢのタイヤ３６に発生するキャンバスラストが内周側の車輪ＷＲＢ（内輪）のタイヤ３６に発生するキャンバスラストより大きくなる。
【００５１】
したがって、車両に十分な求心力を発生させることができるので、タイヤ３６として低転がり抵抗タイヤが使用されても、旋回安定性を高くすることができる。
【００５２】
ところで、運転者が、例えば、車両を中速又は低速で走行させているときに、ステアリングホイール１３を前記閾値γｔｈより小さいステアリング角度で左右に操作すると、車両は左右に交互に旋回させられ、車両に遠心力が発生させられ、車両が左右に揺れてローリングさせられる。その場合、走行安定性を十分に高くすることができない。
【００５３】
そこで、前記操縦安定キャンバ要否判定処理において、旋回用のキャンバ付与条件が成立しないと判断された場合、制御部１６の図示されない第２のキャンバ要否判定処理手段としてのローリング安定キャンバ要否判定処理手段は、第２のキャンバ要否判定処理としてのローリング安定キャンバ要否判定処理を行い、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する。そのために、ローリング安定キャンバ要否判定処理手段は、車両制御部１９からサスペンション信号を読み込み、セミアクティブサスペンションがオンであるかどうかを判断し、セミアクティブサスペンションがオンであると判断された場合、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断する（ステップＳ７、Ｓ８）。
【００５４】
そして、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合、前記キャンバ判定処理手段は、キャンバθを読み込み、キャンバθが、
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
であるかどうかによって、前記アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ９）。
【００５５】
アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されていないと判断された場合、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与処理手段は、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθ
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
を付与する（ステップＳ１０）。
【００５６】
このとき、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるのに伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するが、車両のローリングに伴って、車両に遠心力が発生し、外周側の車輪の接地荷重が大きくなり、外周側の車輪のタイヤ３６に発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤ３６に発生するキャンバスラストより大きくなる。
【００５７】
したがって、旋回時と同様に、車両に十分な求心力を発生させることができるので、タイヤ３６として低転がり抵抗タイヤが使用されても、車両がローリングさせられたときの走行安定性を高くすることができる。
【００５８】
ところで、前述されたように、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させるのに伴ってタイヤ３６に偏摩耗が発生すると、タイヤ３６の寿命が短くなってしまう。
【００５９】
そこで、制御部１６の図示されないキャンバ付与解除判定処理手段としての接地荷重判定処理手段は、キャンバ付与解除判定処理としての接地荷重判定処理を行い、前記キャンバ付与解除条件が成立したかどうかを判断する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。そのために、前記接地荷重判定処理手段は、接地荷重指標として、タイヤ潰れ代、サスストローク、前後Ｇ、ヨーレート、ロール角、荷重、ブレーキストローク、アクセル開度、ステアリング角度、ステアリング角速度、ステアリング角加速度等を読み込み、各接地荷重指標が、それぞれの閾値以上であるかどうかを判断し（ステップＳ１１−１〜Ｓ１１−１１）、各接地荷重指標のうちのいずれか一つ、本実施の形態においては、少なくともタイヤ潰れ代が閾値以上であると判断された場合に、接地荷重がタイヤ３６に偏摩耗を発生させると判断し、キャンバ付与解除条件が成立したと判断する（ステップＳ１１−１２）。
【００６０】
そして、前記接地荷重判定処理において、キャンバ付与解除条件が成立すると、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与解除処理手段は、キャンバ付与解除処理を行い、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与を解除する（ステップＳ１３）。
【００６１】
したがって、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させるのに伴ってタイヤ３６に偏摩耗が発生するのを抑制することができるので、タイヤ３６の寿命を長くすることができる。
【００６２】
また、前記ローリング安定キャンバ要否判定処理において、ローリング用のキャンバ付与条件が成立しないと判断された場合、前記制御部１６の図示されない第３のキャンバ要否判定処理手段としての、かつ、走行状態判定処理手段としての直進安定キャンバ要否判定処理手段は、第３のキャンバ要否判定処理としての、かつ、走行状態判定処理としての直進安定キャンバ要否判定処理を行い、車両の直進走行時に、車両の走行状態が安定していて、第１、第２の走行安定条件が成立するかどうかによって、直進走行用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００６３】
そのために、前記直進安定キャンバ要否判定処理手段は、車速及びステアリング角度を読み込み、車速を読み込む直前の所定の時間、本実施の形態においては、過去Ｘ〔秒〕間の車速に基づいて車速算出値、本実施の形態においては、平均車速を算出するとともに、前記ステアリング角度を読み込む直前の所定の時間、本実施の形態においては、過去Ｙ〔秒〕間のステアリング角度に基づいて操舵量算出値、本実施の形態においては、平均ステアリング角度を算出し、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいかどうかを判断し（ステップＳ１４−１）、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合、車両の走行状態が安定していて、直進走行用のキャンバ付与条件が成立したと判断する（ステップＳ１４−２）。なお、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であると判断された場合、第１の走行安定条件が成立し、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合、第２の走行安定条件が成立する。また、閾値γｔｈ１は閾値γｔｈより小さく設定される。
【００６４】
そして、直進走行用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合、前記キャンバ判定処理手段は、キャンバθを読み込み、前記アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ８）。アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されていないと判断された場合、前記キャンバ付与処理手段は、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθを付与する（ステップＳ９）。
【００６５】
このとき、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθを付与するのに伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するので、タイヤ３６として低転がり抵抗タイヤが使用されても、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに外力が加わった場合は、外力と逆方向のキャンバスラストが大きくなる。したがって、車両の復元力が大きくなり、車両の走行安定性を高くすることができる。
【００６６】
また、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合に各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるので、高速道路、幹線道路等の道路において車両を高速又は中速で走行させている間だけ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与され、高速道路、幹線道路等以外の道路において車両を低速で走行させている場合、高速道路、幹線道路等の道路において渋滞が発生している場合等には、キャンバθは付与されない。したがって、キャンバθが付与される頻度を低くすることができ、しかも、キャンバθが付与される時間を短くすることができるので、タイヤ３６に偏摩耗が発生するのを十分に抑制することができる。その結果、タイヤ３６の寿命を長くすることができる。
【００６７】
また、車両を走行させている間、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与され続けることがないので、タイヤ３６の転がり抵抗をその分小さくすることができる。したがって、燃費を良くすることができる。
【００６８】
続いて、前記接地荷重判定処理手段は、前記キャンバ付与解除条件が成立したかどうかを判断し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、キャンバ付与解除条件が成立すると、前記キャンバ付与解除処理手段は、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与を解除する（ステップＳ１３）。
【００６９】
また、前記操縦安定キャンバ要否判定処理、ローリング安定キャンバ要否判定処理及び直進安定キャンバ要否判定処理において、それぞれ旋回用、ローリング用及び直進走行用の各キャンバ付与条件が成立しないと判断された場合、前記キャンバ判定処理手段は、キャンバθを読み込み、現在、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ１６）。
【００７０】
そして、旋回用、ローリング用及び直進走行用の各キャンバ付与条件がいずれも成立しないと判断された場合、前記キャンバ付与解除処理手段は、制御部１６に内蔵された計時処理部としての図示されないタイマによる計時を開始し、所定の時間が経過すると（ステップＳ１７）、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与を解除する（ステップＳ１８）。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、車両がローリングさせられたときに、サスペンション信号が読み込まれ、セミアクティブサスペンションがオンである場合に、前記アクチュエータ３１、３２が作動させられて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるので、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するとともに、外周側の車輪の接地荷重が大きくなり、外周側の車輪のタイヤに発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤに発生するキャンバスラストより大きくなる。したがって、車両がローリングさせられたときの走行安定性を十分に高くすることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態において、前記操縦安定キャンバ要否判定処理手段は、ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であるかどうかを判断し、ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であると判断された場合、前記キャンバ付与条件が成立したと判断するようになっているが、操舵量算出値として平均ステアリング角度を算出し、該平均ステアリング角度が閾値以上であるかどうかを判断し、平均ステアリング角度が閾値以上であると判断された場合に、前記キャンバ付与条件が成立したと判断することもできる。
【００７３】
また、本実施の形態において、前記直進安定キャンバ要否判定処理手段は、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいかどうかを判断し、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合に、前記キャンバ付与条件が成立したと判断するようになっているが、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間にステアリング角度が閾値以上にならなかったかどうかを判断し、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間にステアリング角度が閾値以上にならなかったと判断された場合に、前記キャンバ付与条件が成立したと判断することもできる。
【００７４】
さらに、本実施の形態においては、サスペンション信号が読み込まれ、セミアクティブサスペンションがオンであると判断された場合に、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるようになっているが、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与される場合に、セミアクティブサスペンションをオンにして、サスペンション装置における減衰力を調整し、サスペンションを固くして、車両の振動を抑制することもできる。
【００７５】
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】
【００７６】
１１ ボディ
１６ 制御部
３１、３２ 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、後方の各車輪に負のキャンバ（ネガティブキャンバ）を付与することができるようにした車両が提供されている。
【０００３】
この種の車両においては、車両を直進させて走行させる際、すなわち、車両の直進走行時に、後方の各車輪のタイヤに、互いに対向する方向にキャンバスラストを発生させることができるので、車両の直進走行時の安定性（以下「走行安定性」という。）を高くすることができる。
【０００４】
ところが、車輪にキャンバが付与された状態で長時間にわたり車両を走行させると、タイヤに偏摩耗が発生してしまう。そこで、偏摩耗が発生するのを抑制するために、車両を高速で走行させている間だけ、後方の車輪に負のキャンバを付与するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１９３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の車両においては、車両を中速又は低速で走行させている間は、後方の車輪に負のキャンバが付与されないので、走行安定性を十分に高くすることができない。
【０００７】
例えば、ステアリングホイールを操作して車両を中速又は低速で左右に交互に旋回させると、旋回に伴って車両に遠心力が発生し、車両がローリングさせられるので、走行安定性を十分に高くすることができない。
【０００８】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、走行安定性を十分に高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】
【０００９】
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に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、該キャンバ要否判定処理手段によって、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記キャンバ可変機構を作動させて前記所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。
【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に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、該キャンバ要否判定処理手段によって、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記キャンバ可変機構を作動させて前記所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。
【００１１】
この場合、ローリング用のキャンバ付与条件が成立すると、所定の車輪に負のキャンバが付与されるので、車輪のタイヤにキャンバスラストを発生させることができる。したがって、車両がローリングさせられたときの走行安定性を十分に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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２】本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第１のメインフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第２のメインフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における操縦安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における直進安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における接地荷重判定処理のサブルーチンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図２は本発明の実施の形態における車両の概念図である。
【００１５】
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る。なお、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。
【００１６】
前記車両は後輪駆動方式の構造を有し、前記車輪ＷＬＢ、ＷＲＢが駆動輪として機能する。そして、エンジン１２と各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとが、第１の伝動軸としてのプロペラシャフト１７、差動装置１８及び第２の伝動軸としてのドライブシャフト４６を介して連結され、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が車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに伝達される。本実施の形態において、前記車両は、後輪駆動方式の構造を有するようになっているが、前輪駆動方式の構造を有するようにすることもできる。
【００１７】
また、１３は車両の操舵を行うための操作部としての、かつ、操舵部材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る。
【００１８】
そして、３１、３２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にキャンバを付与したり、キャンバの付与を解除したりするためのキャンバ可変機構としてのアクチュエータである。なお、本実施の形態においては、ボディ１１と各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとの間に各アクチュエータ３１、３２が配設されるようになっているが、ボディ１１と各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとの間にアクチュエータを配設したり、ボディ１１と各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢとの間にアクチュエータを配設したりすることもできる。
【００１９】
ところで、前記車輪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。そして、該タイヤ３６として、後述される損失正接を小さくすることにより、タイヤ３６のトレッドの変形によって発生する転がり抵抗が小さくされた低転がり抵抗タイヤが使用される。本実施の形態においては、転がり抵抗を小さくするためにタイヤ３６の幅が通常のタイヤより小さくされるが、トレッドの溝のパターンであるトレッドパターンを、転がり抵抗が小さくなるような形状にしたり、少なくともトレッドの部分の材料を、転がり抵抗が小さいものにしたりすることもできる。
【００２０】
なお、前記損失正接は、トレッドが変形する際のエネルギーの吸収の度合いを表し、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トレッドによって吸収されるエネルギーが少なくなるので、タイヤ３６に発生する転がり抵抗が小さくなり、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トレッドによって吸収されるエネルギーが多くなるので、タイヤ３６に発生する転がり抵抗が大きくなり、タイヤ３６に発生する摩耗が多くなる。
【００２１】
また、前記構成の車両においては、タイヤ３６の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。
【００２２】
次に、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバを付与したり、キャンバの付与を解除したりするためのアクチュエータ３１、３２について説明する。この場合、アクチュエータ３１、３２の構造は同じであるので、車輪ＷＬＢ及びアクチュエータ３１についてだけ説明する。
【００２３】
図３は本発明の実施の形態における車輪の断面図である。
【００２４】
図において、ＷＬＢは車輪、２１はホイール、３１はアクチュエータ、３６はタイヤである。
【００２５】
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機構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に伝達する前記ドライブシャフト４６等を備える。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。
【００２６】
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と可動プレート４３とを連結する第３の変換要素としての、かつ、連結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の連結部を介し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の上端で、第２の連結部を介して可動プレート４３と連結される。この場合、前記可動プレート４３によって第４の変換要素が構成される。
【００２７】
前記ウォームギヤ５１及びウォームホイール５２によってそれぞれの回転運動の軸心の向きが変換され、ウォームホイール５２及びアーム５３によってウォームホイール５２の回転運動がアーム５３の直進運動に変換され、アーム５３及び可動プレート４３によってアーム５３の直進運動が可動プレート４３の揺動運動に変換される。
【００２８】
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が傾けられた角度と等しい角度のキャンバが車輪ＷＬＢに付与される。
【００２９】
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
【００３０】
図１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。
【００３１】
図において、１６はキャンバの付与及び付与の解除の制御を行う第１の制御装置としての制御部、１９は車両全体の制御を行う第２の制御装置としての車両制御部、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である。前記制御部１６及び車両制御部１９は、コンピュータを構成し、各種のデータに基づいて各種の演算及び処理を行う。
【００３２】
また、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（図２）の操作量を表す操舵量としてのステアリング角度を検出するステアリング操作量検出部としての、かつ、操舵量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を検出する第１の加速度検出部としての横Ｇセンサ、６７は前後Ｇを検出する第２の加速度検出部としての前後Ｇセンサ、６８は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに付与されたキャンバを検出するキャンバ検出部としてのキャンバセンサ、７１はアクセルペダル１４の操作量を表す踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル操作量検出部としてのアクセルセンサ、７２はブレーキペダル１５の操作量を表す踏込量（ブレーキストローク）を検出するブレーキ操作量検出部としてのブレーキセンサ、７３は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの図示されないサスペンション装置のストロークを検出する懸架検出部としてのサスストロークセンサ、７５は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに加わる荷重を検出する荷重検出部としての荷重センサ、７６はタイヤ３６の潰れ代、すなわち、タイヤ潰れ代を検出するタイヤ潰れ代検出部としてのタイヤ潰れ代センサである。なお、ステアリングセンサ６４に代えて、車両の縦方向の軸に対する車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの傾きを表す舵角を検出する舵角センサを配設することもできる。その場合、舵角が操舵量とされ、舵角センサによって操舵量検出部が構成される。
【００３３】
なお、前記ボディ１１、アクチュエータ３１、３２、制御部１６、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢ等によってキャンバ制御装置が構成される。
【００３４】
また、前記サスストロークセンサ７３は、ハイトセンサ、磁気センサ等によって構成され、荷重センサ７５は、サスペンション装置に配設されたロードセル（歪みセンサ）によって構成され、タイヤ潰れ代センサ７６は、タイヤ３６に配設されたロードセル（歪みセンサ）によって構成される。
【００３５】
ところで、タイヤ３６の転がり抵抗が小さい場合、タイヤ３６の剛性は低い。そこで、本実施の形態においては、タイヤ３６の剛性が低い場合でも、車両の走行安定性、及び車両の旋回時の安定性（以下、「旋回安定性」という。）を高くすることができるように、所定のキャンバ付与条件が成立したかどうかが判断され、キャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記各アクチュエータ３１、３２が作動させられ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに所定の負のキャンバθが付与される。
【００３６】
この場合、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させるのに伴ってタイヤ３６に偏摩耗が発生すると、タイヤ３６の寿命が短くなってしまう。そこで、本実施の形態においては、タイヤ３６に偏摩耗が発生するのを抑制するために、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させているときに、所定のキャンバ付与解除条件が成立したかどうかが判断され、キャンバ付与解除条件が成立したと判断された場合に、各アクチュエータ３１、３２が作動させられ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与が解除される。
【００３７】
ところで、本実施の形態において、車両は、車両の振動を抑制するための図示されないセミアクティブサスペンション装置を備え、該セミアクティブサスペンション装置は、上下Ｇ加速度検出部としての上下Ｇセンサを備え、該上下Ｇセンサによって、車両の上下方向の加速度、すなわち、上下Ｇが検出される。
【００３８】
そして、車両制御部１９の図示されない振動発生判断処理手段は、振動発生判断処理を行い、上下Ｇを読み込み、上下Ｇが閾（しきい）値以上であるかどうか等によって、車両に振動が発生したかどうかを判断し、車両に振動が発生したと判断された場合、車両制御部１９の図示されない振動抑制処理手段は、振動抑制処理を行い、アクチュエータを作動させ、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢのサスペンション装置における減衰力を調整し、サスペンションを固くして、車両の振動を抑制する。このとき、車両制御部１９はサスペンション信号をオンにする。
【００３９】
次に、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθを付与したり、キャンバθの付与を解除したりするための制御部１６の動作について説明する。
【００４０】
図４は本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第１のメインフローチャート、図５は本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第２のメインフローチャート、図６は本発明の実施の形態における操縦安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図、図７は本発明の実施の形態における直進安定キャンバ要否判定処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の実施の形態における接地荷重判定処理のサブルーチンを示す図である。
【００４１】
まず、制御部１６の図示されない判定指標取得処理手段は、判定指標取得処理を行い、キャンバ付与条件が成立したかどうかを判断したり、キャンバ付与解除条件が成立したかどうかを判断したりするために必要な判定指標、本実施の形態においては、車両の状態を表す車両状態、及び操作者としての運転者による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等の各操作部の操作の状態を表す操作状態を取得する（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００４２】
そのために、前記判定指標取得処理手段は、前記ヨーレートセンサ６５、横Ｇセンサ６６、前後Ｇセンサ６７、キャンバセンサ６８、サスストロークセンサ７３、荷重センサ７５、タイヤ潰れ代センサ７６等の各センサのセンサ出力を読み込むことによって、ヨーレート、横Ｇ、前後Ｇ、キャンバθ、サスストローク、荷重、タイヤ潰れ代等を車両状態として取得する。また、前記判定指標取得処理手段は、前記車両制御部１９から送られたサスペンション信号を読み込むことによって、セミアクティブサスペンション装置の状態を車両状態として取得する。
【００４３】
なお、ロール角検出部としてロール角センサを配設し、前記判定指標取得処理手段によってロール角センサのセンサ出力を読み込むことにより、ロール角を車両状態として取得したり、前記サスストロークに基づいてロール角を算出し、該ロール角を車両状態として取得したりすることもできる。
【００４４】
次に、前記判定指標取得処理手段は、ステアリングセンサ６４、アクセルセンサ７１、ブレーキセンサ７２等の各センサのセンサ出力を読み込むことによって、ステアリング角度、アクセルペダル１４の踏込量、ブレーキペダル１５の踏込量等を操作状態として取得する。また、前記判定指標取得処理手段は、ステアリング角度に基づいて、ステアリング角度の変化率を表すステアリング角速度、該ステアリング角速度の変化率を表すステアリング角加速度を操舵量として算出し、ステアリング角速度、ステアリング角加速度等を操作状態として取得する。
【００４５】
なお、前記判定指標取得処理手段は、ステアリング角度に代えて、前記舵角を操作状態として取得したり、舵角の変化率を表す舵角速度、舵角速度の変化率を表す舵角加速度等を操舵量として算出し、舵角速度、舵角加速度等を操作状態として取得したりすることができる。
【００４６】
また、前記判定指標取得処理手段は、アクセルペダル１４の踏込量に代えて、アクセルペダル１４の踏込量の変化率である踏込速度、踏込速度の変化率である踏込加速度等を算出し、操作状態として取得したり、ブレーキペダル１５の踏込量に代えて、ブレーキペダル１５の踏込量の変化率である踏込速度、踏込速度の変化率である踏込加速度等を算出し、操作状態として取得したりすることができる。
【００４７】
次に、制御部１６の図示されない第１のキャンバ要否判定処理手段としての、かつ、旋回状態判定処理手段としての操縦安定キャンバ要否判定処理手段は、第１のキャンバ要否判定処理としての、かつ、旋回状態判定処理としての操縦安定キャンバ要否判定処理を行い、車両の旋回時に、旋回用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する（ステップＳ３、Ｓ４）。そのために、操縦安定キャンバ要否判定処理手段は、ステアリング角度を読み込み、該ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であるかどうかを判断し（ステップＳ３−１）、ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であると判断された場合、旋回用のキャンバ付与条件が成立したと判断する（ステップＳ３−２）。
【００４８】
そして、旋回用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合、制御部１６の図示されないキャンバ判定処理手段は、キャンバ判定処理を行い、キャンバθを読み込み、キャンバθが、
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
であるかどうかによって、前記アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ５）。なお、値αは、車両ごとにあらかじめ設定された、定常状態におけるキャンバである。
【００４９】
アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されていると判断された場合、制御部１６は処理を終了し、キャンバθが付与されていないと判断された場合、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う。すなわち、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与処理手段は、キャンバ付与処理を行い、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθ
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
を付与する（ステップＳ６）。
【００５０】
このとき、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるのに伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するが、車両を左方に向けて旋回させる場合は、車両に遠心力が発生するので、外周側の車輪ＷＲＢ（外輪）の接地荷重が大きくなり、車輪ＷＲＢのタイヤ３６に発生するキャンバスラストが内周側の車輪ＷＬＢ（内輪）のタイヤ３６に発生するキャンバスラストより大きくなる。また、車両を右方に向けて旋回させる場合は、外周側の車輪ＷＬＢ（外輪）の接地荷重が大きくなり、車輪ＷＬＢのタイヤ３６に発生するキャンバスラストが内周側の車輪ＷＲＢ（内輪）のタイヤ３６に発生するキャンバスラストより大きくなる。
【００５１】
したがって、車両に十分な求心力を発生させることができるので、タイヤ３６として低転がり抵抗タイヤが使用されても、旋回安定性を高くすることができる。
【００５２】
ところで、運転者が、例えば、車両を中速又は低速で走行させているときに、ステアリングホイール１３を前記閾値γｔｈより小さいステアリング角度で左右に操作すると、車両は左右に交互に旋回させられ、車両に遠心力が発生させられ、車両が左右に揺れてローリングさせられる。その場合、走行安定性を十分に高くすることができない。
【００５３】
そこで、前記操縦安定キャンバ要否判定処理において、旋回用のキャンバ付与条件が成立しないと判断された場合、制御部１６の図示されない第２のキャンバ要否判定処理手段としてのローリング安定キャンバ要否判定処理手段は、第２のキャンバ要否判定処理としてのローリング安定キャンバ要否判定処理を行い、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する。そのために、ローリング安定キャンバ要否判定処理手段は、車両制御部１９からサスペンション信号を読み込み、セミアクティブサスペンションがオンであるかどうかを判断し、セミアクティブサスペンションがオンであると判断された場合、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断する（ステップＳ７、Ｓ８）。
【００５４】
そして、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合、前記キャンバ判定処理手段は、キャンバθを読み込み、キャンバθが、
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
であるかどうかによって、前記アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ９）。
【００５５】
アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されていないと判断された場合、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与処理手段は、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθ
−５〔°〕≦θ＜α〔°〕
を付与する（ステップＳ１０）。
【００５６】
このとき、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるのに伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するが、車両のローリングに伴って、車両に遠心力が発生し、外周側の車輪の接地荷重が大きくなり、外周側の車輪のタイヤ３６に発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤ３６に発生するキャンバスラストより大きくなる。
【００５７】
したがって、旋回時と同様に、車両に十分な求心力を発生させることができるので、タイヤ３６として低転がり抵抗タイヤが使用されても、車両がローリングさせられたときの走行安定性を高くすることができる。
【００５８】
ところで、前述されたように、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させるのに伴ってタイヤ３６に偏摩耗が発生すると、タイヤ３６の寿命が短くなってしまう。
【００５９】
そこで、制御部１６の図示されないキャンバ付与解除判定処理手段としての接地荷重判定処理手段は、キャンバ付与解除判定処理としての接地荷重判定処理を行い、前記キャンバ付与解除条件が成立したかどうかを判断する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。そのために、前記接地荷重判定処理手段は、接地荷重指標として、タイヤ潰れ代、サスストローク、前後Ｇ、ヨーレート、ロール角、荷重、ブレーキストローク、アクセル開度、ステアリング角度、ステアリング角速度、ステアリング角加速度等を読み込み、各接地荷重指標が、それぞれの閾値以上であるかどうかを判断し（ステップＳ１１−１〜Ｓ１１−１１）、各接地荷重指標のうちのいずれか一つ、本実施の形態においては、少なくともタイヤ潰れ代が閾値以上であると判断された場合に、接地荷重がタイヤ３６に偏摩耗を発生させると判断し、キャンバ付与解除条件が成立したと判断する（ステップＳ１１−１２）。
【００６０】
そして、前記接地荷重判定処理において、キャンバ付与解除条件が成立すると、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与解除処理手段は、キャンバ付与解除処理を行い、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与を解除する（ステップＳ１３）。
【００６１】
したがって、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与された状態で車両を走行させるのに伴ってタイヤ３６に偏摩耗が発生するのを抑制することができるので、タイヤ３６の寿命を長くすることができる。
【００６２】
また、前記ローリング安定キャンバ要否判定処理において、ローリング用のキャンバ付与条件が成立しないと判断された場合、前記制御部１６の図示されない第３のキャンバ要否判定処理手段としての、かつ、走行状態判定処理手段としての直進安定キャンバ要否判定処理手段は、第３のキャンバ要否判定処理としての、かつ、走行状態判定処理としての直進安定キャンバ要否判定処理を行い、車両の直進走行時に、車両の走行状態が安定していて、第１、第２の走行安定条件が成立するかどうかによって、直進走行用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００６３】
そのために、前記直進安定キャンバ要否判定処理手段は、車速及びステアリング角度を読み込み、車速を読み込む直前の所定の時間、本実施の形態においては、過去Ｘ〔秒〕間の車速に基づいて車速算出値、本実施の形態においては、平均車速を算出するとともに、前記ステアリング角度を読み込む直前の所定の時間、本実施の形態においては、過去Ｙ〔秒〕間のステアリング角度に基づいて操舵量算出値、本実施の形態においては、平均ステアリング角度を算出し、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいかどうかを判断し（ステップＳ１４−１）、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合、車両の走行状態が安定していて、直進走行用のキャンバ付与条件が成立したと判断する（ステップＳ１４−２）。なお、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であると判断された場合、第１の走行安定条件が成立し、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合、第２の走行安定条件が成立する。また、閾値γｔｈ１は閾値γｔｈより小さく設定される。
【００６４】
そして、直進走行用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合、前記キャンバ判定処理手段は、キャンバθを読み込み、前記アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ８）。アクチュエータ３１、３２によって各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されていないと判断された場合、前記キャンバ付与処理手段は、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθを付与する（ステップＳ９）。
【００６５】
このとき、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθを付与するのに伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するので、タイヤ３６として低転がり抵抗タイヤが使用されても、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに外力が加わった場合は、外力と逆方向のキャンバスラストが大きくなる。したがって、車両の復元力が大きくなり、車両の走行安定性を高くすることができる。
【００６６】
また、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合に各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるので、高速道路、幹線道路等の道路において車両を高速又は中速で走行させている間だけ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与され、高速道路、幹線道路等以外の道路において車両を低速で走行させている場合、高速道路、幹線道路等の道路において渋滞が発生している場合等には、キャンバθは付与されない。したがって、キャンバθが付与される頻度を低くすることができ、しかも、キャンバθが付与される時間を短くすることができるので、タイヤ３６に偏摩耗が発生するのを十分に抑制することができる。その結果、タイヤ３６の寿命を長くすることができる。
【００６７】
また、車両を走行させている間、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与され続けることがないので、タイヤ３６の転がり抵抗をその分小さくすることができる。したがって、燃費を良くすることができる。
【００６８】
続いて、前記接地荷重判定処理手段は、前記キャンバ付与解除条件が成立したかどうかを判断し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、キャンバ付与解除条件が成立すると、前記キャンバ付与解除処理手段は、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与を解除する（ステップＳ１３）。
【００６９】
また、前記操縦安定キャンバ要否判定処理、ローリング安定キャンバ要否判定処理及び直進安定キャンバ要否判定処理において、それぞれ旋回用、ローリング用及び直進走行用の各キャンバ付与条件が成立しないと判断された場合、前記キャンバ判定処理手段は、キャンバθを読み込み、現在、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されているかどうかを判断する（ステップＳ１６）。
【００７０】
そして、旋回用、ローリング用及び直進走行用の各キャンバ付与条件がいずれも成立しないと判断された場合、前記キャンバ付与解除処理手段は、制御部１６に内蔵された計時処理部としての図示されないタイマによる計時を開始し、所定の時間が経過すると（ステップＳ１７）、アクチュエータ３１、３２を作動させて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバθの付与を解除する（ステップＳ１８）。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、車両がローリングさせられたときに、サスペンション信号が読み込まれ、セミアクティブサスペンションがオンである場合に、前記アクチュエータ３１、３２が作動させられて各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるので、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤ３６に互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するとともに、外周側の車輪の接地荷重が大きくなり、外周側の車輪のタイヤに発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤに発生するキャンバスラストより大きくなる。したがって、車両がローリングさせられたときの走行安定性を十分に高くすることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態において、前記操縦安定キャンバ要否判定処理手段は、ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であるかどうかを判断し、ステアリング角度が閾値γｔｈ以上であると判断された場合、前記キャンバ付与条件が成立したと判断するようになっているが、操舵量算出値として平均ステアリング角度を算出し、該平均ステアリング角度が閾値以上であるかどうかを判断し、平均ステアリング角度が閾値以上であると判断された場合に、前記キャンバ付与条件が成立したと判断することもできる。
【００７３】
また、本実施の形態において、前記直進安定キャンバ要否判定処理手段は、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいかどうかを判断し、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間の平均ステアリング角度が閾値γｔｈ１より小さいと判断された場合に、前記キャンバ付与条件が成立したと判断するようになっているが、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間にステアリング角度が閾値以上にならなかったかどうかを判断し、過去Ｘ〔秒〕間の平均車速が閾値ｖｔｈ１以上であり、かつ、過去Ｙ〔秒〕間にステアリング角度が閾値以上にならなかったと判断された場合に、前記キャンバ付与条件が成立したと判断することもできる。
【００７４】
さらに、本実施の形態においては、サスペンション信号が読み込まれ、セミアクティブサスペンションがオンであると判断された場合に、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与されるようになっているが、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバθが付与される場合に、セミアクティブサスペンションをオンにして、サスペンション装置における減衰力を調整し、サスペンションを固くして、車両の振動を抑制することもできる。
【００７５】
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】
【００７６】
１１ ボディ
１６ 制御部
３１、３２ 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に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、該キャンバ要否判定処理手段によって、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記キャンバ可変機構を作動させて前記所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有することを特徴とするキャンバ制御装置。
【請求項２】
前記キャンバ要否判定処理手段は、サスペンション信号を読み込み、セミアクティブサスペンションがオンである場合に、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断する請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項３】
操舵量を検出する操舵量検出部と、操舵量が閾値以上であるかどうかを判断する操縦安定キャンバ要否判定処理手段とを有するとともに、前記キャンバ要否判定処理手段は、前記操舵量検出部によって検出された操舵量が閾値より小さい場合に、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する請求項１又は２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項４】
前記所定の車輪は後輪である請求項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に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両がローリングさせられているかどうかによって、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断するキャンバ要否判定処理手段と、該キャンバ要否判定処理手段によって、車両がローリングさせられていて、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断された場合に、前記キャンバ可変機構を作動させて前記所定の車輪に負のキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有することを特徴とするキャンバ制御装置。
【請求項２】
前記キャンバ要否判定処理手段は、サスペンション信号を読み込み、セミアクティブサスペンションがオンである場合に、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したと判断する請求項１に記載のキャンバ制御装置。
【請求項３】
操舵量を検出する操舵量検出部と、操舵量が閾値以上であるかどうかを判断する操縦安定キャンバ要否判定処理手段とを有するとともに、前記キャンバ要否判定処理手段は、前記操舵量検出部によって検出された操舵量が閾値より小さい場合に、ローリング用のキャンバ付与条件が成立したかどうかを判断する請求項１又は２に記載のキャンバ制御装置。
【請求項４】
前記所定の車輪は後輪である請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャンバ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１０５０２８（Ｐ２０１１−１０５０２８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５８８９３（Ｐ２００９−２５８８９３）
【出願日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【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２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【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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