車両挙動制御装置
【課題】走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作が可能な車両挙動制御装置を提供する。
【解決手段】車両のドア６の開閉を検出する検出手段７Ｂと、ヨーレートを発生させる挙動デバイス４Ｌ、４Ｒと、前記検出手段７Ｂが前記ドア６の開放を検出した場合に、前記車両に、前記ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、前記挙動デバイス４Ｌ、４Ｒを制御する制御手段８と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置である。
【解決手段】車両のドア６の開閉を検出する検出手段７Ｂと、ヨーレートを発生させる挙動デバイス４Ｌ、４Ｒと、前記検出手段７Ｂが前記ドア６の開放を検出した場合に、前記車両に、前記ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、前記挙動デバイス４Ｌ、４Ｒを制御する制御手段８と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両挙動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の旋回性等を向上させる目的で、後輪のトー角を制御する４輪操舵装置が種々提案されている。例えば、低速走行時には、前輪と後輪のトー角を逆位相にして最小回転半径を小さくすることができ、高速走行時には、前輪と後輪のトー角を同位相にして車線変更等の際の操縦性を高めることができる。また、左右の後輪のトー角を独立に制御する技術として、油圧機構によるアクチュエータを用いたもの、油圧機構に代えて送りねじ機構によるアクチュエータを用いたものも提案されている。
【０００３】
また、車両のドア（スライドドアを含む）は、稀に走行中に開くことがある。例えば、ドアを閉めたつもりでいて、その後、何かしらの振動で開いてしまう場合等である。このように不意にドアが開放すると、車載していた荷物が車両から転落するおそれがある。
【０００４】
そこで、このような走行中の不意のドアの開放に対しては、事前にドアがしっかりと閉じられていないことを知らせる警告が出る技術が提案されている。また、走行中のドアの開閉を抑制する技術も提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように走行中の不意のドアの開放に対して、走行中のドアの開閉を抑制する技術等は提案されているが、それでもフェールセーフ動作が可能なようにしておくことが望ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作が可能な車両挙動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、車両のドアの開閉を検出する検出手段と、ヨーレートを発生させる挙動デバイスと、前記検出手段が前記ドアの開放を検出した場合に、前記車両に、前記ドアの開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、前記挙動デバイスを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置である。
【０００９】
このような車両挙動制御装置によれば、制御手段は、検出手段がドアの開放を検出した場合に、車両に、ドアの開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、挙動デバイスを制御する。このように挙動デバイスを制御することによって、走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作がなされる。
【００１０】
また、前記挙動デバイスは、駆動力配分装置、制動力配分装置、後輪操舵装置、前輪操舵を制御する装置のいずれか一つであることを特徴とする車両挙動制御装置である。
【００１１】
このような車両挙動制御装置によれば、挙動デバイスが駆動力配分装置、制動力配分装置、後輪操舵装置、前輪操舵を制御する装置のいずれか一つであることから、車両に適切なヨーレートを発生させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作が可能な車両挙動制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
≪第１実施形態≫
本発明の第１実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１は第１実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた四輪自動車の全体概念図である。
【００１４】
≪車両挙動制御装置の構成≫
図１に示すように、車両挙動制御装置１Ａは、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角をそれぞれ独立にアクチュエータ３によって変更させるトー角変更装置４Ｌ、４Ｒ、車速センサ５、ドア６の開閉を検出するドアセンサ７Ａ、これらを電子制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）８等を含んで構成されている。
【００１５】
＜トー角変更装置＞
次に図２、図３を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図２は左後輪側のトー角変更装置の平面図であり、図３はトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
トー角変更装置４Ｌ、４Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図２では、左後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置４Ｌを示している。トー角変更装置４Ｌは、アクチュエータ３、駆動装置（駆動手段）９を備えている。
なお、図２は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。
【００１６】
図２に示すように、車体のリアサイドフレーム１１にほぼ車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、ほぼ車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム１３の後端に後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、ほぼ鉛直方向の回動軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。
【００１７】
アクチュエータ３は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回動軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。
【００１８】
図３に示すように、アクチュエータ３は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５等を備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータ等で構成されている。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）等が組み合わされて構成されている。
【００１９】
送りねじ部３５は、円筒形状に形成されたロッド３５ａと、このロッド３５ａの内部に挿入されて円筒形状をし、内周側にスクリュー溝３５ｂが形成されたナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。
送りねじ部３５は、電動機３１及び減速機構３３とともに細長形状のほぼ円筒形状のケース本体３４内に収容されている。また、ケース本体３４の送りねじ部３５側にはブーツ３６がケース本体３４の端部とロッド３５ａの端部との間を蓋うように取り付けられており、ケース本体３４の端部から露出したロッド３５ａの外周面に埃や異物が付着したり、ケース本体３４の内部に外部から埃や異物や水が侵入しないようになっている。
【００２０】
減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。スクリュー軸３５ｄとナット３５ｃのスクリュー溝３５ｂとの噛合の摩擦力により、電動機３１が通電されて駆動されていない状態においても、後輪のトー角が一定に保持される。
【００２１】
また、アクチュエータ３には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。
【００２２】
このように構成されたアクチュエータ３は、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図２参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端（図３において右側の端）に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２（図２参照）に回動自在に連結されている。電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図３の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図２の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図３の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図２の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回する。
【００２３】
なお、アクチュエータ３のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックル等後輪２Ｌのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、第１実施形態においてトー角変更装置４Ｌ、４Ｒはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したがそれに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。
例えば、ダブルウイッシュボーン式サスペンションのサイドロッドや、ストラット式サスペンションのサイドロッドに前記アクチュエータ３を組み込むことによっても実現できる。
【００２４】
また、アクチュエータ３には、駆動装置９が一体に取り付けられている。駆動装置９は、アクチュエータ３のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８と図示しないコネクタ等を介して接続されている。また、左右の駆動装置９、９同士の間と、駆動装置９、９とＥＣＵ８との間とは通信回線で接続されている。
駆動装置９には、車両に搭載された図示しないバッテリ等の電源から電力が供給される。また、ＥＣＵ８にも前記とは別系統でバッテリ等の電源から電力が供給される。
【００２５】
図４はトー角変更装置の駆動装置のブロック図である。
図４に示すように、駆動装置９は、アクチュエータ制御部（以下、ＡＣＴ制御部と略記する）２１とドライバ２２とで構成されている。
【００２６】
ＡＣＴ制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有して構成され、目標電流算出部（目標電流算出手段）２１ａ、補正電流設定部２１ｂ等を備えている。
目標電流算出部２１ａは、ＥＣＵ８から入力される信号に基づいて、目標電流信号（目標電流）を算出してドライバ２２に出力する。目標電流信号とは、アクチュエータ３を所望の作動量（後輪２Ｌを所望のトー角にする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。補正電流設定部２１ｂは、ストロークセンサ３８から入力される位置情報に基づいて目標電流信号を補正するための補正電流信号を目標電流算出部２１ａに出力する。また、目標電流算出部２１ａは、補正電流信号を目標電流信号に加算あるいは減算し、補正後の目標電流信号をドライバ２２に出力する。
なお、前記したＡＣＴ制御部２１の構成は一例であり、補正電流設定部２１ｂを目標電流算出部２１ａ内に含めて、補正電流設定部２１ｂの処理を目標電流算出部２１ａ内で行うようにしてもよい。
【００２７】
ドライバ２２は、電動機制御信号生成部２２ａ、電動機駆動回路２２ｂ等を備えている。電動機制御信号生成部２２ａは、ＡＣＴ制御部２１から目標電流信号が入力され、電動機駆動回路２２ｂに電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路２２ｂは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）のブリッジ回路等で構成され、電動機制御信号に基づいて電動機３１に電動機電圧を印加する。
【００２８】
＜車速センサ＞
車速センサ５は、車両の車速を検出するセンサであって、車両の適所に設けられている。そして、車速センサ５はＥＣＵ８と接続されており、ＥＣＵ８は車両の車速を検知するようになっている。
【００２９】
＜ドアセンサ＞
ドアセンサ７Ａは、ドア６の開閉を検知する、具体的に第１実施形態では、半ドアを検出するセンサであって、車両の適所に設けられている。そして、ドアセンサ７ＡはＥＣＵ８と接続されており、ＥＣＵ８は、車両のドア６が閉まっている状態、または半ドアの状態であることを検知するようになっている。なお、このドアセンサ７Ａは、ドア６の個数に応じて、複数個設けられている。
【００３０】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ８は、アクチュエータ３の作動量を指示する機能を有し、通信回線を介してアクチュエータ３に設けられた駆動装置９と接続されている。また、ＥＣＵ８は、ＣＰＵ等を有して構成され、アクチュエータ３から離れた別の場所（例えば、トランクルーム付近）に設けられたボックス（図示せず）等に収納されている。
【００３１】
また、ＥＣＵ８は、アクチュエータ３を所望の作動量（後輪２Ｌのトー角を所望の角度に設定する伸縮量）に設定するための信号を、駆動装置９のＡＣＴ制御部２１に出力する。また、ＥＣＵ８は、車速センサ５及びドアセンサ７Ａと接続され、車速センサ５によって車両の車速が検出され、ドアセンサ７Ａによって車両のドア６の開閉状態が検出されるように構成されている。
さらに、ドアセンサ７Ａから得られるドア６の開閉状態に基づいて、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力（ヨーレート、重力）が発生するように、左右それぞれの後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を所望の角度で独立に制御できるようになっている。
【００３２】
このように構成された第１実施形態の車両挙動制御装置１Ａでは、ＥＣＵ８がアクチュエータ３を所望の作動量に設定するための指令をＡＣＴ制御部２１に出力することによって、ＡＣＴ制御部２１は目標とする目標電流信号を算出し、この目標電流信号をドライバ２２に出力する。ドライバ２２は、受け取った目標電流信号に基づいて電動機３１を、正方向または逆方向に所定の回転速度で駆動する駆動信号を生成して電動機３１に出力する。これにより、アクチュエータ３のロッド３５ａが、トレーリングアーム１３を車幅方向外側または内側に移動させることで伸縮して、後輪２Ｌが左旋回または右旋回する。
また、ストロークセンサ３８によって検出されたアクチュエータ３の実際の位置情報が通信回線を介してＡＣＴ制御部２１に出力される。ＡＣＴ制御部２１では、補正電流信号を目標電流信号に加算または減算して、補正後の目標電流信号を、ドライバ２２を介して電動機３１に送ることで電動機３１の位置が修正される。左右の後輪２Ｌ、２Ｒを独立に制御する具体例としては、車両の旋回時に外輪側のみをトー制御することで旋回性を高めることが可能になる。
【００３３】
≪車両挙動制御装置の動作≫
次に、車両挙動制御装置１Ａの動作について、図５を主に参照しながら説明する。なお、当該動作は、所定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し行われている。
【００３４】
ステップＳ１において、車速センサ５により車両の車速を検出する。
【００３５】
ステップＳ２において、ＥＣＵ８は、この車速が所定値以上であるか否かを判定する。ここでいう所定値とは、極めて低速、例えば、５ｋｍ／ｈであり、走行中にドア６が突然開いても荷物が車両から転落しない等の支障をきたさない車速の上限値であって、事前試験やシミュレーションにより求められ、ＥＣＵ８に予め記憶されている。また、低車速でアクチュエータを動かすと路面反力が大きいので、システムに大きな負荷がかかるといった点や低車速では期待するような反対方向の慣性力が得られないといった点をも考慮して決めている。
車両の車速が、この所定値以上である場合（Ｓ２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８の処理はステップＳ３に進む。一方、車両の車速が、この所定値より小さい場合（Ｓ２・Ｎｏ）、ＥＣＵ８の処理はリターンを介して、スタートに戻る。
【００３６】
ステップＳ３において、ドアセンサ７Ａによりドア６の状態、すなわち、ドア６の開閉を検知する。
【００３７】
ステップＳ４において、ＥＣＵ８は、このドア６が開放しているか否かを判定する。具体的に、第１実施形態では、ドアセンサ７Ａは、半ドアを検出するセンサであることから、当該ドアセンサ７Ａの検知結果に基づいて、車両のドア６が閉まっている状態であるか、または半ドアの状態であるかを判定する。なお、第１実施形態では、半ドアの状態が、開放している状態である。
車両のドア６が、開放している場合（Ｓ４・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８の処理はステップＳ５に進む。一方、車両のドア６が、開放していない（閉まっている）場合（Ｓ４・Ｎｏ）、ＥＣＵ８の処理はリターンを介して、スタートに戻る。
【００３８】
ステップＳ５において、ＥＣＵ８は、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、左右それぞれの後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を所望の角度で独立に制御する。すなわち、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。
具体的には、図６に示すように、右側のドア６が半ドアである（ドア６の開放方向は右方向である）場合、通常警報が発せられる。
第１実施形態では、フェールセーフ動作を行うことで、乗員に半ドアであることを気づかせるために、車両に、ドア６の開放方向と反対方向である左方向の慣性力が発生するように、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。つまり、後輪２Ｌ、２Ｒが右方向に旋回するように、アクチュエータ３の作動量を設定する。
このアクチュエータ３の作動量は、車両の車速と操向ハンドルの操作角等に基づくものであって、事前試験やシミュレーションにより求められ、ＥＣＵ８に予め記憶されている。
そして、このアクチュエータ３を所望の作動量に設定するための信号がＥＣＵ８から駆動装置９に入力されることによって、トー角変更装置は、ロッド３５ａが縮み（図３の右方向）、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図２の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回するようになる。
その後、ＥＣＵ８の処理は、リターンを介して、スタートに戻る。
【００３９】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。
第２実施形態に係る車両挙動制御装置１Ｂは、半ドアを検出するドアセンサ７Ａに代えて、半ドアよりも開放した状態を検出するドアセンサ７Ｂを備えている。ドアセンサ７Ｂは、車両の適所に設けられている。
【００４０】
そして、ドアセンサ７ＢはＥＣＵ８と接続されており、ＥＣＵ８は、車両のドア６が閉まっている状態、または半ドアよりも開放した状態であることを検知するようになっている。
【００４１】
そして、第２実施形態では、ＥＣＵ８は、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、左右それぞれの後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を所望の角度で独立に制御する。すなわち、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。
具体的には、図８に示すように、右側のドア６が半ドアよりも開放した状態になった（ドア６の開放方向は右方向である）場合、荷物が車両から転落しないようにするため、車両に、ドア６の開放方向と反対方向である左方向の慣性力が発生するように、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。つまり、後輪２Ｌ、２Ｒが右方向に旋回するように、アクチュエータ３の作動量を設定する。
このアクチュエータ３の作動量は、車両の車速と操向ハンドルの操作角等に基づくものであって、事前試験やシミュレーションにより求められ、ＥＣＵ８に予め記憶されている。
【００４２】
このような車両挙動制御装置１Ｂによれば、ＥＣＵ８は、ドアセンサ７Ｂがドア６の開放を検出した場合に、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、トー角変更装置４Ｌ、４Ｒを制御する。このようにトー角変更装置４Ｌ、４Ｒを制御することによって、走行中にドア６が開いてしまった場合に、フェールセーフ動作がなされる。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば、次のように変更することができ、また、次の構成を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
前記した実施形態では、ヨーレートを発生する挙動デバイスとして、後輪操舵装置（トー角変更装置４Ｌ、４Ｒ）を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その他の挙動デバイス、例えば、駆動力配分装置、制動力配分装置、前輪操舵を制御する装置を用いてもよい。このような挙動デバイスのいずれかを用いることによって、車両に適切なヨーレートを発生させることができる。
【００４５】
前記した実施形態では、半ドアまたは半ドアよりも開放した状態を検出するドアセンサ７Ａ、７Ｂをそれぞれ例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、半ドア及び半ドアよりも開放した状態を、段階別に（距離に応じて）、検出するカーテシスイッチを用いてもよい。具体的に、カーテシスイッチとは、第一段階では、半ドアを検出する機能を有するドアセンサであって、その後走行距離に応じて、第二段階では、半ドアよりも開放した状態を検出する機能を有するドアセンサである。
【００４６】
前記した実施形態では、荷物が車両から転落しないようにするための慣性力が発生するように、アクチュエータ３を所望の作動量に設定したが、これに限定されるものではなく、ドア６が開放した後、当該ドア６を閉める（ロック状態にする）ための慣性力が発生するように、アクチュエータ３の作動量を設定してもよい。このようにアクチュエータ３の作動量を設定することによって、ドア６をロック状態にすることができる。
また、ドア６がスライドドアの場合には、荷物が車両から転落しないようにするための慣性力を発生させるのに加えて、制動手段によって減速重力（Ｇ）を発生させて、ドア６をロック状態（ロック）にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた四輪自動車の全体概念図である。
【図２】左後輪側のトー角変更装置の平面図である。
【図３】トー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
【図４】トー角変更装置の駆動装置のブロック図である。
【図５】車両挙動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係るドア及び後輪の状態を示す模式図である。
【図７】第２実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた四輪自動車の全体概念図である。
【図８】第２実施形態に係るドア及び後輪の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ、１Ｂ 車両挙動制御システム
２Ｌ、２Ｒ 後輪
３ アクチュエータ
４Ｌ、４Ｒ トー角変更装置
５ 車速センサ
６ ドア
７Ａ、７Ｂ ドアセンサ
８ ＥＣＵ
９ 駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両挙動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の旋回性等を向上させる目的で、後輪のトー角を制御する４輪操舵装置が種々提案されている。例えば、低速走行時には、前輪と後輪のトー角を逆位相にして最小回転半径を小さくすることができ、高速走行時には、前輪と後輪のトー角を同位相にして車線変更等の際の操縦性を高めることができる。また、左右の後輪のトー角を独立に制御する技術として、油圧機構によるアクチュエータを用いたもの、油圧機構に代えて送りねじ機構によるアクチュエータを用いたものも提案されている。
【０００３】
また、車両のドア（スライドドアを含む）は、稀に走行中に開くことがある。例えば、ドアを閉めたつもりでいて、その後、何かしらの振動で開いてしまう場合等である。このように不意にドアが開放すると、車載していた荷物が車両から転落するおそれがある。
【０００４】
そこで、このような走行中の不意のドアの開放に対しては、事前にドアがしっかりと閉じられていないことを知らせる警告が出る技術が提案されている。また、走行中のドアの開閉を抑制する技術も提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように走行中の不意のドアの開放に対して、走行中のドアの開閉を抑制する技術等は提案されているが、それでもフェールセーフ動作が可能なようにしておくことが望ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作が可能な車両挙動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、車両のドアの開閉を検出する検出手段と、ヨーレートを発生させる挙動デバイスと、前記検出手段が前記ドアの開放を検出した場合に、前記車両に、前記ドアの開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、前記挙動デバイスを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置である。
【０００９】
このような車両挙動制御装置によれば、制御手段は、検出手段がドアの開放を検出した場合に、車両に、ドアの開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、挙動デバイスを制御する。このように挙動デバイスを制御することによって、走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作がなされる。
【００１０】
また、前記挙動デバイスは、駆動力配分装置、制動力配分装置、後輪操舵装置、前輪操舵を制御する装置のいずれか一つであることを特徴とする車両挙動制御装置である。
【００１１】
このような車両挙動制御装置によれば、挙動デバイスが駆動力配分装置、制動力配分装置、後輪操舵装置、前輪操舵を制御する装置のいずれか一つであることから、車両に適切なヨーレートを発生させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、走行中にドアが開いてしまった場合に、フェールセーフ動作が可能な車両挙動制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
≪第１実施形態≫
本発明の第１実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１は第１実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた四輪自動車の全体概念図である。
【００１４】
≪車両挙動制御装置の構成≫
図１に示すように、車両挙動制御装置１Ａは、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角をそれぞれ独立にアクチュエータ３によって変更させるトー角変更装置４Ｌ、４Ｒ、車速センサ５、ドア６の開閉を検出するドアセンサ７Ａ、これらを電子制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）８等を含んで構成されている。
【００１５】
＜トー角変更装置＞
次に図２、図３を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図２は左後輪側のトー角変更装置の平面図であり、図３はトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
トー角変更装置４Ｌ、４Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図２では、左後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置４Ｌを示している。トー角変更装置４Ｌは、アクチュエータ３、駆動装置（駆動手段）９を備えている。
なお、図２は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。
【００１６】
図２に示すように、車体のリアサイドフレーム１１にほぼ車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、ほぼ車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム１３の後端に後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、ほぼ鉛直方向の回動軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。
【００１７】
アクチュエータ３は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回動軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。
【００１８】
図３に示すように、アクチュエータ３は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５等を備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータ等で構成されている。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）等が組み合わされて構成されている。
【００１９】
送りねじ部３５は、円筒形状に形成されたロッド３５ａと、このロッド３５ａの内部に挿入されて円筒形状をし、内周側にスクリュー溝３５ｂが形成されたナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。
送りねじ部３５は、電動機３１及び減速機構３３とともに細長形状のほぼ円筒形状のケース本体３４内に収容されている。また、ケース本体３４の送りねじ部３５側にはブーツ３６がケース本体３４の端部とロッド３５ａの端部との間を蓋うように取り付けられており、ケース本体３４の端部から露出したロッド３５ａの外周面に埃や異物が付着したり、ケース本体３４の内部に外部から埃や異物や水が侵入しないようになっている。
【００２０】
減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。スクリュー軸３５ｄとナット３５ｃのスクリュー溝３５ｂとの噛合の摩擦力により、電動機３１が通電されて駆動されていない状態においても、後輪のトー角が一定に保持される。
【００２１】
また、アクチュエータ３には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。
【００２２】
このように構成されたアクチュエータ３は、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図２参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端（図３において右側の端）に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２（図２参照）に回動自在に連結されている。電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図３の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図２の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図３の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図２の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回する。
【００２３】
なお、アクチュエータ３のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックル等後輪２Ｌのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、第１実施形態においてトー角変更装置４Ｌ、４Ｒはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したがそれに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。
例えば、ダブルウイッシュボーン式サスペンションのサイドロッドや、ストラット式サスペンションのサイドロッドに前記アクチュエータ３を組み込むことによっても実現できる。
【００２４】
また、アクチュエータ３には、駆動装置９が一体に取り付けられている。駆動装置９は、アクチュエータ３のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８と図示しないコネクタ等を介して接続されている。また、左右の駆動装置９、９同士の間と、駆動装置９、９とＥＣＵ８との間とは通信回線で接続されている。
駆動装置９には、車両に搭載された図示しないバッテリ等の電源から電力が供給される。また、ＥＣＵ８にも前記とは別系統でバッテリ等の電源から電力が供給される。
【００２５】
図４はトー角変更装置の駆動装置のブロック図である。
図４に示すように、駆動装置９は、アクチュエータ制御部（以下、ＡＣＴ制御部と略記する）２１とドライバ２２とで構成されている。
【００２６】
ＡＣＴ制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有して構成され、目標電流算出部（目標電流算出手段）２１ａ、補正電流設定部２１ｂ等を備えている。
目標電流算出部２１ａは、ＥＣＵ８から入力される信号に基づいて、目標電流信号（目標電流）を算出してドライバ２２に出力する。目標電流信号とは、アクチュエータ３を所望の作動量（後輪２Ｌを所望のトー角にする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。補正電流設定部２１ｂは、ストロークセンサ３８から入力される位置情報に基づいて目標電流信号を補正するための補正電流信号を目標電流算出部２１ａに出力する。また、目標電流算出部２１ａは、補正電流信号を目標電流信号に加算あるいは減算し、補正後の目標電流信号をドライバ２２に出力する。
なお、前記したＡＣＴ制御部２１の構成は一例であり、補正電流設定部２１ｂを目標電流算出部２１ａ内に含めて、補正電流設定部２１ｂの処理を目標電流算出部２１ａ内で行うようにしてもよい。
【００２７】
ドライバ２２は、電動機制御信号生成部２２ａ、電動機駆動回路２２ｂ等を備えている。電動機制御信号生成部２２ａは、ＡＣＴ制御部２１から目標電流信号が入力され、電動機駆動回路２２ｂに電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路２２ｂは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）のブリッジ回路等で構成され、電動機制御信号に基づいて電動機３１に電動機電圧を印加する。
【００２８】
＜車速センサ＞
車速センサ５は、車両の車速を検出するセンサであって、車両の適所に設けられている。そして、車速センサ５はＥＣＵ８と接続されており、ＥＣＵ８は車両の車速を検知するようになっている。
【００２９】
＜ドアセンサ＞
ドアセンサ７Ａは、ドア６の開閉を検知する、具体的に第１実施形態では、半ドアを検出するセンサであって、車両の適所に設けられている。そして、ドアセンサ７ＡはＥＣＵ８と接続されており、ＥＣＵ８は、車両のドア６が閉まっている状態、または半ドアの状態であることを検知するようになっている。なお、このドアセンサ７Ａは、ドア６の個数に応じて、複数個設けられている。
【００３０】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ８は、アクチュエータ３の作動量を指示する機能を有し、通信回線を介してアクチュエータ３に設けられた駆動装置９と接続されている。また、ＥＣＵ８は、ＣＰＵ等を有して構成され、アクチュエータ３から離れた別の場所（例えば、トランクルーム付近）に設けられたボックス（図示せず）等に収納されている。
【００３１】
また、ＥＣＵ８は、アクチュエータ３を所望の作動量（後輪２Ｌのトー角を所望の角度に設定する伸縮量）に設定するための信号を、駆動装置９のＡＣＴ制御部２１に出力する。また、ＥＣＵ８は、車速センサ５及びドアセンサ７Ａと接続され、車速センサ５によって車両の車速が検出され、ドアセンサ７Ａによって車両のドア６の開閉状態が検出されるように構成されている。
さらに、ドアセンサ７Ａから得られるドア６の開閉状態に基づいて、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力（ヨーレート、重力）が発生するように、左右それぞれの後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を所望の角度で独立に制御できるようになっている。
【００３２】
このように構成された第１実施形態の車両挙動制御装置１Ａでは、ＥＣＵ８がアクチュエータ３を所望の作動量に設定するための指令をＡＣＴ制御部２１に出力することによって、ＡＣＴ制御部２１は目標とする目標電流信号を算出し、この目標電流信号をドライバ２２に出力する。ドライバ２２は、受け取った目標電流信号に基づいて電動機３１を、正方向または逆方向に所定の回転速度で駆動する駆動信号を生成して電動機３１に出力する。これにより、アクチュエータ３のロッド３５ａが、トレーリングアーム１３を車幅方向外側または内側に移動させることで伸縮して、後輪２Ｌが左旋回または右旋回する。
また、ストロークセンサ３８によって検出されたアクチュエータ３の実際の位置情報が通信回線を介してＡＣＴ制御部２１に出力される。ＡＣＴ制御部２１では、補正電流信号を目標電流信号に加算または減算して、補正後の目標電流信号を、ドライバ２２を介して電動機３１に送ることで電動機３１の位置が修正される。左右の後輪２Ｌ、２Ｒを独立に制御する具体例としては、車両の旋回時に外輪側のみをトー制御することで旋回性を高めることが可能になる。
【００３３】
≪車両挙動制御装置の動作≫
次に、車両挙動制御装置１Ａの動作について、図５を主に参照しながら説明する。なお、当該動作は、所定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し行われている。
【００３４】
ステップＳ１において、車速センサ５により車両の車速を検出する。
【００３５】
ステップＳ２において、ＥＣＵ８は、この車速が所定値以上であるか否かを判定する。ここでいう所定値とは、極めて低速、例えば、５ｋｍ／ｈであり、走行中にドア６が突然開いても荷物が車両から転落しない等の支障をきたさない車速の上限値であって、事前試験やシミュレーションにより求められ、ＥＣＵ８に予め記憶されている。また、低車速でアクチュエータを動かすと路面反力が大きいので、システムに大きな負荷がかかるといった点や低車速では期待するような反対方向の慣性力が得られないといった点をも考慮して決めている。
車両の車速が、この所定値以上である場合（Ｓ２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８の処理はステップＳ３に進む。一方、車両の車速が、この所定値より小さい場合（Ｓ２・Ｎｏ）、ＥＣＵ８の処理はリターンを介して、スタートに戻る。
【００３６】
ステップＳ３において、ドアセンサ７Ａによりドア６の状態、すなわち、ドア６の開閉を検知する。
【００３７】
ステップＳ４において、ＥＣＵ８は、このドア６が開放しているか否かを判定する。具体的に、第１実施形態では、ドアセンサ７Ａは、半ドアを検出するセンサであることから、当該ドアセンサ７Ａの検知結果に基づいて、車両のドア６が閉まっている状態であるか、または半ドアの状態であるかを判定する。なお、第１実施形態では、半ドアの状態が、開放している状態である。
車両のドア６が、開放している場合（Ｓ４・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８の処理はステップＳ５に進む。一方、車両のドア６が、開放していない（閉まっている）場合（Ｓ４・Ｎｏ）、ＥＣＵ８の処理はリターンを介して、スタートに戻る。
【００３８】
ステップＳ５において、ＥＣＵ８は、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、左右それぞれの後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を所望の角度で独立に制御する。すなわち、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。
具体的には、図６に示すように、右側のドア６が半ドアである（ドア６の開放方向は右方向である）場合、通常警報が発せられる。
第１実施形態では、フェールセーフ動作を行うことで、乗員に半ドアであることを気づかせるために、車両に、ドア６の開放方向と反対方向である左方向の慣性力が発生するように、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。つまり、後輪２Ｌ、２Ｒが右方向に旋回するように、アクチュエータ３の作動量を設定する。
このアクチュエータ３の作動量は、車両の車速と操向ハンドルの操作角等に基づくものであって、事前試験やシミュレーションにより求められ、ＥＣＵ８に予め記憶されている。
そして、このアクチュエータ３を所望の作動量に設定するための信号がＥＣＵ８から駆動装置９に入力されることによって、トー角変更装置は、ロッド３５ａが縮み（図３の右方向）、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図２の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回するようになる。
その後、ＥＣＵ８の処理は、リターンを介して、スタートに戻る。
【００３９】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。
第２実施形態に係る車両挙動制御装置１Ｂは、半ドアを検出するドアセンサ７Ａに代えて、半ドアよりも開放した状態を検出するドアセンサ７Ｂを備えている。ドアセンサ７Ｂは、車両の適所に設けられている。
【００４０】
そして、ドアセンサ７ＢはＥＣＵ８と接続されており、ＥＣＵ８は、車両のドア６が閉まっている状態、または半ドアよりも開放した状態であることを検知するようになっている。
【００４１】
そして、第２実施形態では、ＥＣＵ８は、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、左右それぞれの後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を所望の角度で独立に制御する。すなわち、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。
具体的には、図８に示すように、右側のドア６が半ドアよりも開放した状態になった（ドア６の開放方向は右方向である）場合、荷物が車両から転落しないようにするため、車両に、ドア６の開放方向と反対方向である左方向の慣性力が発生するように、アクチュエータ３を所望の作動量に設定する。つまり、後輪２Ｌ、２Ｒが右方向に旋回するように、アクチュエータ３の作動量を設定する。
このアクチュエータ３の作動量は、車両の車速と操向ハンドルの操作角等に基づくものであって、事前試験やシミュレーションにより求められ、ＥＣＵ８に予め記憶されている。
【００４２】
このような車両挙動制御装置１Ｂによれば、ＥＣＵ８は、ドアセンサ７Ｂがドア６の開放を検出した場合に、車両に、ドア６の開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、トー角変更装置４Ｌ、４Ｒを制御する。このようにトー角変更装置４Ｌ、４Ｒを制御することによって、走行中にドア６が開いてしまった場合に、フェールセーフ動作がなされる。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば、次のように変更することができ、また、次の構成を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
前記した実施形態では、ヨーレートを発生する挙動デバイスとして、後輪操舵装置（トー角変更装置４Ｌ、４Ｒ）を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その他の挙動デバイス、例えば、駆動力配分装置、制動力配分装置、前輪操舵を制御する装置を用いてもよい。このような挙動デバイスのいずれかを用いることによって、車両に適切なヨーレートを発生させることができる。
【００４５】
前記した実施形態では、半ドアまたは半ドアよりも開放した状態を検出するドアセンサ７Ａ、７Ｂをそれぞれ例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、半ドア及び半ドアよりも開放した状態を、段階別に（距離に応じて）、検出するカーテシスイッチを用いてもよい。具体的に、カーテシスイッチとは、第一段階では、半ドアを検出する機能を有するドアセンサであって、その後走行距離に応じて、第二段階では、半ドアよりも開放した状態を検出する機能を有するドアセンサである。
【００４６】
前記した実施形態では、荷物が車両から転落しないようにするための慣性力が発生するように、アクチュエータ３を所望の作動量に設定したが、これに限定されるものではなく、ドア６が開放した後、当該ドア６を閉める（ロック状態にする）ための慣性力が発生するように、アクチュエータ３の作動量を設定してもよい。このようにアクチュエータ３の作動量を設定することによって、ドア６をロック状態にすることができる。
また、ドア６がスライドドアの場合には、荷物が車両から転落しないようにするための慣性力を発生させるのに加えて、制動手段によって減速重力（Ｇ）を発生させて、ドア６をロック状態（ロック）にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた四輪自動車の全体概念図である。
【図２】左後輪側のトー角変更装置の平面図である。
【図３】トー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
【図４】トー角変更装置の駆動装置のブロック図である。
【図５】車両挙動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係るドア及び後輪の状態を示す模式図である。
【図７】第２実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた四輪自動車の全体概念図である。
【図８】第２実施形態に係るドア及び後輪の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ、１Ｂ 車両挙動制御システム
２Ｌ、２Ｒ 後輪
３ アクチュエータ
４Ｌ、４Ｒ トー角変更装置
５ 車速センサ
６ ドア
７Ａ、７Ｂ ドアセンサ
８ ＥＣＵ
９ 駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のドアの開閉を検出する検出手段と、
ヨーレートを発生させる挙動デバイスと、
前記検出手段が前記ドアの開放を検出した場合に、前記車両に、前記ドアの開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、前記挙動デバイスを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
前記挙動デバイスは、駆動力配分装置、制動力配分装置、後輪操舵装置、前輪操舵を制御する装置のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御装置。
【請求項１】
車両のドアの開閉を検出する検出手段と、
ヨーレートを発生させる挙動デバイスと、
前記検出手段が前記ドアの開放を検出した場合に、前記車両に、前記ドアの開放方向と反対方向の慣性力が発生するように、前記挙動デバイスを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
前記挙動デバイスは、駆動力配分装置、制動力配分装置、後輪操舵装置、前輪操舵を制御する装置のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御装置。
【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２０１０−１２０４９９（Ｐ２０１０−１２０４９９Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５３８６（Ｐ２００８−２９５３８６）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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