車両用制御装置
【課題】車両の旋回段階に応じて旋回特性を変化させることができる車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】操舵角の時間微分値に基づく第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断され、かつ、操舵角に基づく第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断される場合に、キャンバ角調整装置を作動させて車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する。ここで、操舵角は車両が旋回状態にあるかを検出することができ、操舵角の時間微分値は操舵角速度であるから、いずれも運転者の旋回に係る操作を直接的に反映したものであり、運転者の操作に基づく車両の旋回段階を反映している。このように、第１条件と第２条件の二つの条件に基づいて車輪のキャンバ角が調整されることにより、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる。
【解決手段】操舵角の時間微分値に基づく第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断され、かつ、操舵角に基づく第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断される場合に、キャンバ角調整装置を作動させて車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する。ここで、操舵角は車両が旋回状態にあるかを検出することができ、操舵角の時間微分値は操舵角速度であるから、いずれも運転者の旋回に係る操作を直接的に反映したものであり、運転者の操作に基づく車両の旋回段階を反映している。このように、第１条件と第２条件の二つの条件に基づいて車輪のキャンバ角が調整されることにより、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置を備えた車両に用いられる車両用制御装置に関し、特に、車両の旋回段階に応じて旋回特性を変化させることができる車両用制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の走行状態に応じて車輪のキャンバ角を調整することで、車両の走行安定性を確保する技術が知られている。この種の技術に関し、例えば特許文献１には、車両が所定の速度以上で走行するときにネガティブキャンバを車輪に付与することで、車両の限界走行性能を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ここで、車両が旋回するときは、旋回段階に応じて異なる旋回特性が要求される。即ち、旋回の初期から中期の段階（旋回開始から操舵角がピークを超えるあたり）にかけては操舵応答性が良いことが要求され、旋回の終期の段階（操舵角が０に近づくあたり）では安定性が良く、車両の向きを旋回後の直進の進行方向に早く向けられることが要求される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、車両が旋回状態にあるか否かに関わらず、車両の速度に基づいてネガティブキャンバを付与するので、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができず、必要な旋回性能が得られないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる車両用制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１記載の車両用制御装置によれば、第２条件判断手段により操舵角の時間微分値に基づく第２条件を満たすと判断され、かつ、第１条件判断手段により操舵角に基づく第１条件を満たすと判断される場合に、第１キャンバ角調整手段により、キャンバ角調整装置を作動させて車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角が第１キャンバ角に調整される。ここで、操舵角を取得することにより車両が旋回状態にあるかを検出することができる。また、操舵角の時間微分値（操舵角速度）は運転者の旋回に係る操作を直接的に反映したものであるから、操舵角および操舵角の時間微分値は、運転者の操作に基づく車両の旋回段階を反映したものである。このように、運転者の操作に直接的に依存する第１条件と第２条件の二つの条件に基づいて車輪のキャンバ角が調整されることにより、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる効果がある。
【０００８】
請求項２記載の車両用制御装置によれば、第１キャンバ角は、車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と異なる角度であるので、第１キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角を調整することで生じるキャンバスラストの大きさや向きを、車両が直進走行をするときに車輪に生ずるキャンバスラストの大きさや向きと異ならせることができる。これにより、請求項１記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、車両の車幅方向に生じるキャンバスラストにより、車両が旋回するときの走行安定性を向上できる効果がある。
【０００９】
請求項３記載の車両用制御装置によれば、第１キャンバ角調整手段は、第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断された後、第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断される場合に、車輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整するので、請求項１又は２に記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、運転者の癖に左右されることなく、任意の旋回段階における車輪のキャンバ角を調整することができ、確実性を向上できる効果がある。
【００１０】
即ち、第２条件判断手段は操舵角の時間微分値（操舵角速度）に基づいて判断するものであり、中には操舵角速度が異常に速いという癖のある運転者もいるため、第２条件判断手段による判断を第１条件判断手段による判断より先行した場合は、運転者によっては設定された旋回段階以外でキャンバ角が調整されるおそれがある。これに対し、操舵角は車両が旋回状態にあることを直接的に反映しているので、第１条件判断手段による判断を第２条件判断手段による判断より先行することで、設定された旋回段階以外でキャンバ角が調整されることを防止できる。
【００１１】
請求項４記載の車両用制御装置によれば、第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断され、かつ、第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断される以外は、第２キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置を作動させてキャンバ角を、車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と同一乃至は第１キャンバ角よりも所定角に近い第２キャンバ角に調整するので、請求項１から３のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、第２キャンバ角に調整されることで車輪に生じるキャンバスラストを抑制し、操舵応答性を向上できる効果がある。
【００１２】
請求項５記載の車両用制御装置によれば、第１条件判断手段は、操舵角の絶対値が第１閾値以上であると判断されてから第２閾値以下であると判断されるまで第１条件を満たすと判断するものであるから、車両の旋回半径が小さく、操舵角が第１閾値以上に大きくなってから第２閾値より小さくなると判断されるまで第１条件を満たすと判断される。一方、第２条件判断手段は、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であると判断される場合に第２条件を満たすと判断するものであるから、操舵角を０に戻すときに第２条件を満たすと判断される。従って、第１条件と第２条件の両方を満たすのは、旋回の終期段階である。
【００１３】
ここで、旋回の終期段階は、車両の向きを旋回後の直進の進行方向に早く向けられることが要求されるところ、車輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整するので、請求項１から４のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、旋回の終期段階において車両を安定したアンダーステア傾向にすることができ、車両の走行安定性を向上させて、車両を直進の進行方向に早く向けることができる効果がある。
【００１４】
請求項６記載の車両用制御装置によれば、キャンバ角調整装置は車輪の内の後輪に配設され、第１キャンバ角調整手段は後輪のキャンバ角を調整するので、請求項１から５のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、車両の装置構成を簡素化することができる効果がある。
【００１５】
請求項７記載の車両用制御装置によれば、第１キャンバ角は、車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角からネガティブ方向に変化した角度であるので、第１キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角が第１キャンバ角に調整されることにより、旋回中心方向のキャンバスラストを旋回外輪に発生させることができる。これにより、請求項１から６のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、旋回のときに車両前側が旋回円の外側に膨らむことを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施の形態における車両用制御装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図２】懸架装置の正面図である。
【図３】車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図４】キャンバ制御処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は車両の時間と操舵角の絶対値との関係を示す模式図であり、（ｂ）は時間と操舵角の絶対値の時間微分値との関係を示す模式図であり、（ｃ）は時間とキャンバ角との関係を示す模式図である。
【図６】第２実施の形態における車両用制御装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図７】懸架装置の正面図である。
【図８】車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図９】キャンバ制御処理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】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態における車両用制御装置１００が搭載される車両１を模式的に示した模式図である。なお、図１の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
【００１８】
まず、車両１の概略構成について説明する。車両１は、図１に示すように、車体フレームＢＦと、その車体フレームＢＦを支持する複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を回転駆動する車輪駆動装置３と、複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）を車体フレームＢＦに懸架する複数の懸架装置４及び複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を車体フレームＢＦに懸架する複数の懸架装置４０と、複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を操舵する操舵装置５とを主に備えて構成されている。
【００１９】
次いで、各部の詳細構成について説明する。車輪２は、図１に示すように、車両１の前方側（矢印Ｆ方向側）に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車両１の後方側（矢印Ｂ方向側）に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとを備えている。なお、本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲは、車輪駆動装置３により回転駆動される駆動輪として構成されている。また、車輪２は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲが全て同じ形状、外径および特性に構成されている。なお、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを車体フレームＢＦに回転可能に支持するシャフト（車軸）及び後輪２ＲＬ，２ＲＲを駆動する車輪駆動装置の図示は省略している。
【００２０】
車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを回転駆動するための装置であり、後述するように電動モータ３ａにより構成されている（図３参照）。また、電動モータ３ａは、図１に示すように、デファレンシャルギヤ（図示せず）及び一対のドライブシャフト３１（車軸）を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに接続されている。
【００２１】
運転者がアクセルペダル６１を操作した場合には、車輪駆動装置３から左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力が付与され、それら左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲがアクセルペダル６１の操作量に応じて回転駆動される。なお、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの回転差は、デファレンシャルギヤにより吸収される。
【００２２】
懸架装置４，４０は、路面から車輪２を介して車体フレームＢＦに伝わる振動を緩和するための装置、いわゆるサスペンションとして機能するものであり、伸縮可能に構成され、図１に示すように、懸架装置４は左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲに、懸架装置４０は左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲにそれぞれ設けられている。また、本実施の形態における懸架装置４は、車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。
【００２３】
ここで、図２を参照して、懸架装置４の詳細構成について説明する。図２は、懸架装置４の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置４の構成は、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲにおいてそれぞれ共通であるので、右の後輪２ＲＲに対応する懸架装置４を代表例として図２に図示する。但し、図２では、理解を容易とするためにドライブシャフト３１等の図示が省略されている。
【００２４】
懸架装置４は、図２に示すように、ストラット４１及びロアアーム４２を介して車体フレームＢＦに支持されるナックル４３と、駆動力を発生するＲＲモータ４４ＲＲと、そのＲＲモータ４４ＲＲの駆動力を伝達するウォームホイール４５及びアーム４６と、それらウォームホイール４５及びアーム４６から伝達されるＲＲモータ４４ＲＲの駆動力によりナックル４３に対して揺動駆動される可動プレート４７とを主に備えて構成されている。
【００２５】
ナックル４３は、車輪２を操舵可能に支持するものであり、図２に示すように、上端（図２上側）がストラット４１に連結されると共に、下端（図２下側）がボールジョイントを介してロアアーム４２に連結されている。ＲＲモータ４４ＲＲは、可動プレート４７に揺動駆動のための駆動力を付与するものであり、ＤＣモータにより構成され、その出力軸４４ａにはウォーム（図示せず）が形成されている。ウォームホイール４５は、ＲＲモータ４４ＲＲの駆動力をアーム４６に伝達するものであり、ＲＲモータ４４ＲＲの出力軸４４ａに形成されたウォームに噛み合い、かかるウォームと共に食い違い軸歯車対を構成している。
【００２６】
アーム４６は、ウォームホイール４５から伝達されるＲＲモータ４４ＲＲの駆動力を可動プレート４７に伝達するものであり、図２に示すように、一端（図２右側）が第１連結軸４８を介してウォームホイール４５の回転軸４５ａから偏心した位置に連結される一方、他端（図２左側）が第２連結軸４９を介して可動プレート４７の上端（図２上側）に連結されている。可動プレート４７は、車輪２を回転可能に支持するものであり、上述したように、上端（図２上側）がアーム４６に連結される一方、下端（図２下側）がキャンバ軸５０を介してナックル４３に揺動可能に軸支されている。
【００２７】
上述したように構成される懸架装置４によれば、ＲＲモータ４４ＲＲが駆動されると、ウォームホイール４５が回転すると共に、ウォームホイール４５の回転運動がアーム４６の直線運動に変換される。その結果、アーム４６が直線運動することで、可動プレート４７がキャンバ軸５０を揺動軸として揺動駆動され、車輪２のキャンバ角が調整される。
【００２８】
なお、本実施の形態では、各連結軸４８，４９及びウォームホイール４５の回転軸４５ａが、車体フレームＢＦから車輪２に向かう方向（矢印Ｒ方向）において、第１連結軸４８、回転軸４５ａ、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第１キャンバ状態と、回転軸４５ａ、第１連結軸４８、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第２キャンバ状態（図２に示す状態）とのいずれか一方のキャンバ状態となるように車輪２のキャンバ角が調整される。
【００２９】
これにより、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ状態若しくは第２キャンバ状態に調整された状態では、車輪２に外力が加わったとしても、アーム４６を回動させる方向の力は発生せず、車輪２のキャンバ角を維持することができる。また、本実施の形態では、第１キャンバ状態において、車輪２のキャンバ角がマイナス方向の所定の角度（本実施の形態では−４．５°、以下「第１キャンバ角」と称す）に調整され、車輪２にネガティブキャンバが付与される。一方、第２キャンバ状態（図２に示す状態）では、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角より絶対値が小さく、第１キャンバ角よりポジティブ方向の所定の角度（本実施の形態では−１．５°、以下「第２キャンバ角」と称す）の定常角に調整される。
【００３０】
なお、懸架装置４０は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角を調整する機能が省略されている点（即ち、図２に示す懸架装置４において、ＲＲモータ４４ＲＲによる伸縮機能が省略されている点）を除き、その他の構成は懸架装置４と同じ構成であるので、その説明を省略する。即ち、後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角は第１キャンバ角または第２キャンバ角に調整可能であるが、前輪２ＦＬ，２ＦＲはキャンバ角の調整ができない構成とされている。
【００３１】
図１に戻って説明する。操舵装置５は、運転者によるステアリング６３の操作を左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに伝えて操舵するための装置であり、いわゆるラック＆ピニオン式のステアリングギヤとして構成されている。この操舵装置５によれば、運転者によるステアリング６３の操作（回転）は、まず、ステアリングコラム５１を介してユニバーサルジョイント５２に伝達され、ユニバーサルジョイント５２により角度を変えられつつステアリングボックス５３のピニオン５３ａに回転運動として伝達される。そして、ピニオン５３ａに伝達された回転運動は、ラック５３ｂの直線運動に変換され、ラック５３ｂが直線運動することで、ラック５３ｂの両端に接続されたタイロッド５４が移動する。その結果、タイロッド５４がナックル５５を押し引きすることで、前輪２ＦＬ，２ＦＲ（車輪２）に所定の舵角が付与される。
【００３２】
アクセルペダル６１及びブレーキペダル６２は、運転者により操作される操作部材であり、各ペダル６１，６２の操作状態（踏み込み量、踏み込み速度など）に応じて、車両１の走行速度や制動力が決定され、車輪駆動装置３が駆動制御される。ステアリング６３は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態（ステア角、ステア角速度など）に応じて、操舵装置５により左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。
【００３３】
車両用制御装置１００は、上述したように構成される車両１の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル６１，６２やステアリング６３の操作状態に応じてキャンバ角調整装置４４（図３参照）を作動制御する。
【００３４】
次いで、図３を参照して、車両用制御装置１００の詳細構成について説明する。図３は、車両用制御装置１００の電気的構成を示したブロック図である。車両用制御装置１００は、図３に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、それらがバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、車輪駆動装置３等の装置が接続されている。
【００３５】
ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図４に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ（図５に図示されるＴ１，Ｔ２，Ｔ３）等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。
【００３６】
ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリであり、図３に示すように、キャンバフラグ７３ａ及び旋回フラグ７３ｂが設けられている。キャンバフラグ７３ａは、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整された状態にあるか否かを示すフラグであり、ＣＰＵ７１は、このキャンバフラグ７３ａがオンである場合に、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整された状態にあると判断する。旋回フラグ７３ｂは、後述する第１条件が成立しているか否かを示すフラグであり、ＣＰＵ７１は、この旋回フラグ７３ｂがオンである場合に、第１条件が成立していると判断する。
【００３７】
車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ（図１参照）を回転駆動するための装置であり、それら左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与する電動モータ３ａと、その電動モータ３ａをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。但し、車輪駆動装置３は、電動モータ３ａに限られず、他の駆動源を採用することは当然可能である。他の駆動源としては、例えば、油圧モータやエンジン等が例示される。
【００３８】
キャンバ角調整装置４４は、各車輪２のキャンバ角を調整するための装置であり、上述したように、各懸架装置４の可動プレート４７（図２参照）に揺動のための駆動力をそれぞれ付与する合計２個のＲＬモータ、ＲＲモータ４４ＲＬ，４４ＲＲと、それら各モータ４４ＲＬ，４４ＲＲをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。
【００３９】
加速度センサ装置８１は、車両１の加速度を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、前後方向加速度センサ８１ａ、左右方向加速度センサ８１ｂと、それら各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４０】
前後方向加速度センサ８１ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の加速度、いわゆる前後Ｇを検出するセンサであり、左右方向加速度センサ８１ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１矢印Ｌ−Ｒ方向）の加速度、いわゆる横Ｇを検出するセンサである。なお、本実施の形態では、これら各加速度センサ８１ａ，８１ｂが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。
【００４１】
また、ＣＰＵ７１は、加速度センサ装置８１から入力された各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果（前後Ｇ、横Ｇ）を時間積分して、２方向（前後方向および左右方向）の速度をそれぞれ算出すると共に、それら２方向成分を合成することで、車両１の走行速度を取得することができる。
【００４２】
アクセルペダルセンサ装置６１ａは、アクセルペダル６１の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、アクセルペダル６１の踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４３】
ブレーキペダルセンサ装置６２ａは、ブレーキペダル６２の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、ブレーキペダル６２の踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４４】
ステアリングセンサ装置６３ａは、図示しないステアリング軸の回転角（操舵角θ）を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、ステアリング軸の回転角を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、各角度センサが電気抵抗を利用した接触型のポテンショメータとして構成されている。また、ＣＰＵ７１は、各センサ装置６１ａ，６２ａ，６３ａから入力された各角度センサの検出結果（操作量）を時間微分して、各ペダル６１，６２の踏み込み速度および操舵角θの絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）を取得することができる。また、ステアリング軸の回転方向（操舵方向）を取得することもできる。
【００４６】
図３に示す他の入出力装置９０としては、例えば、ヨーレートセンサ装置、ロール角センサ装置などが例示される。ヨーレートセンサ装置は、車両１のヨーレートを検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、車両１の重心を通る鉛直軸（図１矢印Ｕ−Ｄ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角速度を検出するヨーレートセンサと、そのヨーレートセンサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路とを主に備えている。ロール角センサ装置は、車両１のロール角を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、車両１の重心を通る前後軸（図１矢印Ｆ−Ｂ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角を検出するロール角センサと、そのロール角センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路とを主に備えている。
【００４７】
また、他の入出力装置９０として、例えば、ＧＰＳを利用して車両１の現在位置を取得すると共にその取得した車両１の現在位置を道路に関する情報が記憶された地図データに対応付けて取得するナビゲーション装置なども例示される。
【００４８】
次いで、図４及び図５を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図４は、キャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置１００の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、各車輪２（左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を調整する処理である。また、図５（ａ）は車両１の時間ｔと操舵角の絶対値（｜θ｜）との関係を示す模式図であり、図５（ｂ）は時間ｔと操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）との関係を示す模式図であり、図５（ｃ）は時間ｔとキャンバ角との関係を示す模式図である。
【００４９】
ＣＰＵ７１は、図４に示すキャンバ制御処理に関し、ステアリングセンサ装置６３ａの出力信号に基づき、操舵角θを取得する（Ｓ１）。次いで、ＣＰＵ７１は操舵角θの絶対値（｜θ｜）が第１閾値Ｔ１（図５（ａ）参照）以上か否かを判断する（Ｓ２）。その結果、操舵角の絶対値（｜θ｜）が第１閾値Ｔ１以上であると判断される場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、第１条件が成立したことを示す旋回フラグ７３ｂをオンにし（Ｓ３）、Ｓ４の処理に進む。
【００５０】
一方、Ｓ２の処理の結果、操舵角の絶対値が第１閾値Ｔ１よりも小さいと判断される場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、第１条件は成立していないので、Ｓ４の処理にスキップする。Ｓ４の処理では、旋回フラグ７３ｂはオンであるか否かを判断する。旋回フラグ７３ｂはオフであると判断される場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、第１条件は成立していないので、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５１】
一方、Ｓ４の処理の結果、旋回フラグ７３ｂはオンであると判断される場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、次に、第１条件の消滅条件である操舵角の絶対値（｜θ｜）は第２閾値Ｔ２（図５（ａ）参照）以下か否かを判断する（Ｓ５）。操舵角の絶対値（｜θ｜）は第２閾値Ｔ２より大きいと判断される場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、第１条件は消滅していない（車両１は旋回中にある）ことを示しているので、次に、第２条件の成立条件である操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）は、負の所定値Ｔ３（図５（ｂ）参照）以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）は負の所定値Ｔ３より大きいと判断される場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、操舵角は０方向に戻されていないか、０方向に戻る操舵角速度が遅いことを示しており、車輪２のキャンバ角を調整する必要がないため、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５２】
一方、Ｓ６の処理の結果、操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）は、負の所定値Ｔ３以下であると判断される場合には、第２条件も成立する。この場合は、所定値Ｔ３以上の操舵角速度で操舵角は０方向に戻されており、旋回の終期であって直進に備える必要があることを示しているので、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する必要がある。次にＣＰＵ７１は、キャンバフラグ７３ａはオンであるか否かを判断する（Ｓ７）。キャンバフラグ７３ａはオンであると判断される場合には（Ｓ７：Ｙｅｓ）、車輪２のキャンバ角は既に第１キャンバ角に調整されている（ネガティブキャンバが付与されている）ので、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５３】
一方、Ｓ７の処理の結果、キャンバフラグ７３ａはオフであると判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２（左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第１キャンバ角に調整し（Ｓ８）（図５（ｃ）参照）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ９）、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５４】
また、Ｓ５の処理の結果、操舵角の絶対値（｜θ｜）は第２閾値Ｔ２以下であると判断される場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、第１条件は消滅したことを示しているので、旋回フラグをオフして（Ｓ１０）、次いでキャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２（左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第２キャンバ角に調整し（Ｓ１１）（図５（ｃ）参照）、キャンバフラグ７３ａをオフして（Ｓ１２）、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５５】
以上説明した第１実施の形態によれば、操舵角の時間微分値に基づく第２条件が成立し、かつ、操舵角に基づく第１条件が成立する場合に、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する。ここで、操舵角は車両１が旋回状態にあるかを検出することができ、操舵角の時間微分値は操舵角速度であるから、いずれも運転者の旋回に係る操作を直接的に反映したものであり、運転者の操作に基づく車両１の旋回段階を反映している。以上のことから、第１条件と第２条件の二つの条件に基づいて車輪２のキャンバ角が調整されることにより、車両１の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる。
【００５６】
また、第１条件が成立した後、第２条件が成立した場合に、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整するので、運転者の癖に左右されることなく、任意の旋回段階における車輪２のキャンバ角を調整することができる。即ち、運転者の中には操舵角速度が異常に速いという癖のある者もいるため、第２条件は旋回状態と無関係に成立する可能性がある。従って、第２条件が成立した後、第１条件が成立した場合にキャンバ角を第１キャンバ角に調整することとした場合は、運転者によっては設定された旋回段階以外でキャンバ角が第１キャンバ角に調整されるおそれがある。これに対し、操舵角は車両１が旋回状態にあることを直接的に反映しているので、第１条件が成立した後、第２条件が成立したことを条件とすることで、設定された旋回段階以外でキャンバ角が調整されることを防止でき、確実性を向上できる。
【００５７】
また、第１条件が成立し、かつ、第２条件が成立する以外は、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角より絶対値の小さな第２キャンバ角に調整するので、車輪２に生じるキャンバスラストを抑制し、操舵応答性を向上できる。
【００５８】
また、第１条件は、操舵角の絶対値が第１閾値以上であると判断されて成立し、操舵角の絶対値が第２閾値以下であると判断されて消滅する。従って、車両１の旋回半径が所定の半径より小さな場合に成立する。一方、第２条件は、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であると判断される場合に成立する。これは、操舵角を０に戻すときが該当する。従って、第１条件と第２条件の両方が成立するのは、旋回の終期段階である。旋回の終期段階は、車両１の向きを旋回後の直進の進行方向に早く向けられることが要求されるところ、車輪２（後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第１キャンバ角に調整しネガティブキャンバを付与するので、車両１を安定したアンダーステア傾向にすることができ、車両１の走行安定性を向上させて、車両１を直進の進行方向に早く向けることができる。
【００５９】
また、第２条件を満たすか否かの判断基準として、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であるかを用いるので、図５（ｃ）に示すように、操舵角の絶対値が増加する旋回初期か、操舵角の絶対値が減少する旋回終期かを容易に判別することができ、旋回終期の車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に確実に調整することができる。
【００６０】
また、Ｓ２，Ｓ４の処理の後にＳ５の処理を行うので、第２条件が成立していても、第１条件が消滅したら、車輪２のキャンバ角は第２キャンバ角に調整される。従って、操舵角が０に近付くことで（旋回が終了することで）、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整される。従って、操舵角が所定の範囲にある旋回を終えると、車輪２のキャンバ角を確実に第２キャンバ角に調整することができる。
【００６１】
なお、図４に示すフローチャート（キャンバ制御処置）において、請求項１記載の操舵角取得手段としてはＳ１の処理が、第１条件判断手段としてはＳ２，Ｓ４の処理が、第２条件判断手段としてはＳ６の処理が、第１キャンバ角調整手段としてはＳ８の処理がそれぞれ該当する。請求項４記載の第２キャンバ角調整手段としては、Ｓ１１の処理が該当する。
【００６２】
次いで、図６から図９を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、車両用制御装置１００の制御対象である車両１が、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角をキャンバ角調整装置４４により調整可能に構成される場合を説明したが、第２実施の形態における車両２０１は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角がキャンバ角調整装置４４により調整可能とされ、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲについてはキャンバ角の調整を行わない構成とされている。
【００６３】
また、第１実施の形態では、車両用制御装置１００の制御対象である車両１について、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを第１キャンバ角（−４．５°）に調整する場合について説明したが、第２実施の形態においては、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの内の旋回外輪を第１キャンバ角（本実施の形態においては＋２．５°）に調整する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
図６は、第２実施の形態における車両用制御装置２００が搭載される車両２０１を模式的に示した模式図である。なお、図６の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両２０１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
【００６５】
まず、車両２０１の概略構成について説明する。図６に示すように、車両２０１は、複数（本実施の形態では４輪）の車輪２を備えて構成されている。本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲが懸架装置２０４により車体フレームＢＦに懸架される一方、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲが懸架装置４０により車体フレームＢＦに懸架されている。なお、懸架装置４０は左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整する機能が省略されている点（即ち、図２に示す懸架装置４において、ＲＲモータ４４ＲＲによる伸縮機能が省略されている点）を除き、その他の構成は懸架装置４と同じ構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態における懸架装置２０４は、車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。
【００６６】
ここで、図７を参照して、懸架装置２０４の詳細構成について説明する。図７は、懸架装置２０４の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置２０４の構成は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲにおいてそれぞれ共通であるので、右の前輪２ＦＲに対応する懸架装置２０４を代表例として図７に図示する。但し、図７では、理解を容易とするためにドライブシャフト３１等の図示が省略されている。
【００６７】
懸架装置２０４は、図７に示すように、ストラット４１及びロアアーム４２を介して車体フレームＢＦに支持されるナックル４３と、駆動力を発生するＦＲモータ４４ＦＲと、そのＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を伝達するウォームホイール４５及びアーム２４６と、それらウォームホイール４５及びアーム２４６から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力によりナックル４３に対して揺動駆動される可動プレート４７とを主に備えて構成されている。
【００６８】
アーム２４６は、ウォームホイール４５から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を可動プレート４７に伝達するものであり、図７に示すように、一端（図７右側）が第１連結軸２４８を介してウォームホイール４５の回転軸４５ａから偏心した位置に連結される一方、他端（図７左側）が第２連結軸４９を介して可動プレート４７の上端（図７上側）に連結されている。
【００６９】
上述したように構成される懸架装置２０４によれば、ＦＲモータ４４ＦＲが駆動されると、ウォームホイール４５が回転すると共に、ウォームホイール４５の回転運動がアーム２４６の直線運動に変換される。その結果、アーム２４６が直線運動することで、可動プレート４７がキャンバ軸５０を揺動軸として揺動駆動され、車輪２のキャンバ角が調整される。
【００７０】
なお、本実施の形態では、各連結軸２４８，４９及びウォームホイール４５の回転軸４５ａが、車体フレームＢＦから車輪２に向かう方向（矢印Ｒ方向）において、回転軸４５ａ、第１連結軸２４８、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第１キャンバ状態と、第１連結軸２４８、回転軸４５ａ、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第２キャンバ状態（図７に示す状態）とのいずれか一方のキャンバ状態となるように車輪２のキャンバ角が調整される。
【００７１】
これにより、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ状態若しくは第２キャンバ状態に調整された状態では、車輪２に外力が加わったとしても、アーム２４６を回動させる方向の力は発生せず、車輪２のキャンバ角を維持することができる。また、本実施の形態では、第１キャンバ状態において、車輪２のキャンバ角がプラス方向の所定の角度（本実施の形態では＋２．５°、以下「第１キャンバ角」と称す）に調整され、車輪２にポジティブキャンバが付与される。一方、第２キャンバ状態（図７に示す状態）では、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角より絶対値が小さく、第１キャンバ角よりネガティブ方向の所定の角度（本実施の形態では−１．５°、以下「第２キャンバ角」と称す）の定常角に調整される。
【００７２】
なお、懸架装置４０は、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整する機能が省略されている点（即ち、図２に示す懸架装置４において、ＲＲモータ４４ＲＲによる伸縮機能が省略されている点）を除き、その他の構成は懸架装置４と同じ構成であるので、その説明を省略する。即ち、前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角は第１キャンバ角または第２キャンバ角に調整可能であるが、後輪２ＲＬ，２ＲＲはキャンバ角の調整ができない構成とされている。
【００７３】
次に、図８を参照して、車両２０１に搭載される車両用制御装置２００について説明する。車両用制御装置２００は、車両２０１の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル６１，６２やステアリング６３の操作状態に応じて、キャンバ角調整装置４４の一部であるＦＬモータ４４ＦＬ，ＦＲモータ４４ＦＲを作動制御する。
【００７４】
次いで、図９を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図９は、キャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置２００の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）のキャンバ角を調整する処理である。なお、以下の第２実施の形態におけるキャンバ制御処理においては、第１実施の形態におけるキャンバ制御処理（図４参照）と異なる点について説明する。
【００７５】
ＣＰＵ７１は、図９に示すキャンバ制御処理に関し、ステアリングセンサ装置６３ａの出力信号に基づき、操舵角θ及び操舵方向を取得する（Ｓ２１）。また、Ｓ７の処理の結果、キャンバフラグ７３ａはオフであると判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）の旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整し（Ｓ２２）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ９）、このキャンバ制御処理を終了する。なお、Ｓ２２の処理においては、Ｓ２１の処理において取得した旋回方向に基づいて、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのいずれが旋回外輪であるかを判断し、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの内の旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角（ポジティブキャンバ）に調整する。
【００７６】
以上説明した第２実施の形態によれば、車両用制御装置２００は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの内の旋回外輪のキャンバ角をポジティブキャンバに調整するので、旋回外輪に発生するキャンバスラストにより、車両２０１の前輪２ＦＬ，２ＦＲに旋回方向と反対向きのモーメントを生じさせ、第１実施の形態と同様に、車両２０１の挙動が旋回終期に一時的に不安定になることを防止すると共に、車両の走行安定性を向上させて、車両を旋回後の直進の進行方向に早く向けることができる。また、懸架装置２０４は車輪２の内の前輪２ＦＬ，２ＦＲに配設され、前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角が調整されるので、車両２０１の装置構成を簡素化することができる。
【００７７】
なお、図９に示すフローチャート（キャンバ制御処置）において、請求項１記載の操舵角取得手段としてはＳ２１の処理が、第１キャンバ角調整手段としてはＳ２２の処理がそれぞれ該当する。
【００７８】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００７９】
上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。例えば、上記各実施の形態で説明した第１キャンバ角および第２キャンバ角の値は任意に設定することができる。
【００８０】
上記各実施の形態では、車両用制御装置１００，２００が適用される車両１，２０１が前輪駆動方式である場合について説明したが、これらに限定されるものでははく、後輪駆動方式の車両や４輪駆動方式の車両に適用することも可能である。
【００８１】
上記第１実施の形態では後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整し、上記第２実施の形態では前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角を調整する場合について説明したが、これらに限定されるものでははく、キャンバ角調整機能を各懸架装置にもたせることで、４輪のキャンバ角をそれぞれ調整することも可能である。
【００８２】
上記第２実施の形態では、前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回外輪のキャンバ角を調整する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記第１実施の形態における後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整可能な車両１において、旋回外輪のキャンバ角を調整するようにすることも可能である。
【００８３】
上記各実施の形態では、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値（図５（ｂ）に示すＴ３）以下の場合に第２条件が成立する場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、所定値の正負や値は任意に設定することが可能である。また、Ｔ３以外に、別の所定値を設けることも可能である。これにより、第２条件が成立する旋回段階を任意に設定でき、車両１，２０１の旋回段階に応じて車輪２のキャンバ角を調整し、旋回特性を任意に変化させることができる。
【００８４】
上記各実施の形態では、車輪２のキャンバ角は、キャンバ角調整装置４４により第１キャンバ角または第２キャンバ角に調整され、車両１，２０１が直進走行をするときは、車輪２が第２キャンバ角に設定される場合について説明した。即ち、車両１，２０１が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と、第２キャンバ角とが同一の場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。懸架装置およびキャンバ角調整装置が、車輪２のキャンバ角を任意の角度に調整可能な場合は、第２キャンバ角調整手段は、車輪２のキャンバ角（第２キャンバ角）を第１キャンバ角よりも所定角（車両１，２０１が直進走行をするときのキャンバ角）に近い角度に調整することが可能である。この場合は、車両１，２０１が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と、第２キャンバ角とは同一でないが、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整されることで、キャンバスラストを減少させて操舵応答性を確保できる。
【符号の説明】
【００８５】
１００，２００ 車両用制御装置
１，２０１ 車両
２ 車輪
２ＦＬ 左の前輪（車輪の一部）
２ＦＲ 右の前輪（車輪の一部）
２ＲＬ 左の後輪（車輪の一部）
２ＲＲ 右の後輪（車輪の一部）
４，２０４ 懸架装置
４４ キャンバ角調整装置
４４ＦＬ ＦＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＦＲ ＦＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＬ ＲＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＲ ＲＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置を備えた車両に用いられる車両用制御装置に関し、特に、車両の旋回段階に応じて旋回特性を変化させることができる車両用制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の走行状態に応じて車輪のキャンバ角を調整することで、車両の走行安定性を確保する技術が知られている。この種の技術に関し、例えば特許文献１には、車両が所定の速度以上で走行するときにネガティブキャンバを車輪に付与することで、車両の限界走行性能を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ここで、車両が旋回するときは、旋回段階に応じて異なる旋回特性が要求される。即ち、旋回の初期から中期の段階（旋回開始から操舵角がピークを超えるあたり）にかけては操舵応答性が良いことが要求され、旋回の終期の段階（操舵角が０に近づくあたり）では安定性が良く、車両の向きを旋回後の直進の進行方向に早く向けられることが要求される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、車両が旋回状態にあるか否かに関わらず、車両の速度に基づいてネガティブキャンバを付与するので、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができず、必要な旋回性能が得られないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる車両用制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１記載の車両用制御装置によれば、第２条件判断手段により操舵角の時間微分値に基づく第２条件を満たすと判断され、かつ、第１条件判断手段により操舵角に基づく第１条件を満たすと判断される場合に、第１キャンバ角調整手段により、キャンバ角調整装置を作動させて車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角が第１キャンバ角に調整される。ここで、操舵角を取得することにより車両が旋回状態にあるかを検出することができる。また、操舵角の時間微分値（操舵角速度）は運転者の旋回に係る操作を直接的に反映したものであるから、操舵角および操舵角の時間微分値は、運転者の操作に基づく車両の旋回段階を反映したものである。このように、運転者の操作に直接的に依存する第１条件と第２条件の二つの条件に基づいて車輪のキャンバ角が調整されることにより、車両の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる効果がある。
【０００８】
請求項２記載の車両用制御装置によれば、第１キャンバ角は、車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と異なる角度であるので、第１キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角を調整することで生じるキャンバスラストの大きさや向きを、車両が直進走行をするときに車輪に生ずるキャンバスラストの大きさや向きと異ならせることができる。これにより、請求項１記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、車両の車幅方向に生じるキャンバスラストにより、車両が旋回するときの走行安定性を向上できる効果がある。
【０００９】
請求項３記載の車両用制御装置によれば、第１キャンバ角調整手段は、第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断された後、第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断される場合に、車輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整するので、請求項１又は２に記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、運転者の癖に左右されることなく、任意の旋回段階における車輪のキャンバ角を調整することができ、確実性を向上できる効果がある。
【００１０】
即ち、第２条件判断手段は操舵角の時間微分値（操舵角速度）に基づいて判断するものであり、中には操舵角速度が異常に速いという癖のある運転者もいるため、第２条件判断手段による判断を第１条件判断手段による判断より先行した場合は、運転者によっては設定された旋回段階以外でキャンバ角が調整されるおそれがある。これに対し、操舵角は車両が旋回状態にあることを直接的に反映しているので、第１条件判断手段による判断を第２条件判断手段による判断より先行することで、設定された旋回段階以外でキャンバ角が調整されることを防止できる。
【００１１】
請求項４記載の車両用制御装置によれば、第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断され、かつ、第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断される以外は、第２キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置を作動させてキャンバ角を、車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と同一乃至は第１キャンバ角よりも所定角に近い第２キャンバ角に調整するので、請求項１から３のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、第２キャンバ角に調整されることで車輪に生じるキャンバスラストを抑制し、操舵応答性を向上できる効果がある。
【００１２】
請求項５記載の車両用制御装置によれば、第１条件判断手段は、操舵角の絶対値が第１閾値以上であると判断されてから第２閾値以下であると判断されるまで第１条件を満たすと判断するものであるから、車両の旋回半径が小さく、操舵角が第１閾値以上に大きくなってから第２閾値より小さくなると判断されるまで第１条件を満たすと判断される。一方、第２条件判断手段は、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であると判断される場合に第２条件を満たすと判断するものであるから、操舵角を０に戻すときに第２条件を満たすと判断される。従って、第１条件と第２条件の両方を満たすのは、旋回の終期段階である。
【００１３】
ここで、旋回の終期段階は、車両の向きを旋回後の直進の進行方向に早く向けられることが要求されるところ、車輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整するので、請求項１から４のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、旋回の終期段階において車両を安定したアンダーステア傾向にすることができ、車両の走行安定性を向上させて、車両を直進の進行方向に早く向けることができる効果がある。
【００１４】
請求項６記載の車両用制御装置によれば、キャンバ角調整装置は車輪の内の後輪に配設され、第１キャンバ角調整手段は後輪のキャンバ角を調整するので、請求項１から５のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、車両の装置構成を簡素化することができる効果がある。
【００１５】
請求項７記載の車両用制御装置によれば、第１キャンバ角は、車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角からネガティブ方向に変化した角度であるので、第１キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角が第１キャンバ角に調整されることにより、旋回中心方向のキャンバスラストを旋回外輪に発生させることができる。これにより、請求項１から６のいずれかに記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、旋回のときに車両前側が旋回円の外側に膨らむことを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施の形態における車両用制御装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図２】懸架装置の正面図である。
【図３】車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図４】キャンバ制御処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は車両の時間と操舵角の絶対値との関係を示す模式図であり、（ｂ）は時間と操舵角の絶対値の時間微分値との関係を示す模式図であり、（ｃ）は時間とキャンバ角との関係を示す模式図である。
【図６】第２実施の形態における車両用制御装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図７】懸架装置の正面図である。
【図８】車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図９】キャンバ制御処理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】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態における車両用制御装置１００が搭載される車両１を模式的に示した模式図である。なお、図１の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
【００１８】
まず、車両１の概略構成について説明する。車両１は、図１に示すように、車体フレームＢＦと、その車体フレームＢＦを支持する複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を回転駆動する車輪駆動装置３と、複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）を車体フレームＢＦに懸架する複数の懸架装置４及び複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を車体フレームＢＦに懸架する複数の懸架装置４０と、複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を操舵する操舵装置５とを主に備えて構成されている。
【００１９】
次いで、各部の詳細構成について説明する。車輪２は、図１に示すように、車両１の前方側（矢印Ｆ方向側）に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車両１の後方側（矢印Ｂ方向側）に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとを備えている。なお、本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲは、車輪駆動装置３により回転駆動される駆動輪として構成されている。また、車輪２は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲが全て同じ形状、外径および特性に構成されている。なお、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを車体フレームＢＦに回転可能に支持するシャフト（車軸）及び後輪２ＲＬ，２ＲＲを駆動する車輪駆動装置の図示は省略している。
【００２０】
車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを回転駆動するための装置であり、後述するように電動モータ３ａにより構成されている（図３参照）。また、電動モータ３ａは、図１に示すように、デファレンシャルギヤ（図示せず）及び一対のドライブシャフト３１（車軸）を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに接続されている。
【００２１】
運転者がアクセルペダル６１を操作した場合には、車輪駆動装置３から左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力が付与され、それら左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲがアクセルペダル６１の操作量に応じて回転駆動される。なお、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの回転差は、デファレンシャルギヤにより吸収される。
【００２２】
懸架装置４，４０は、路面から車輪２を介して車体フレームＢＦに伝わる振動を緩和するための装置、いわゆるサスペンションとして機能するものであり、伸縮可能に構成され、図１に示すように、懸架装置４は左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲに、懸架装置４０は左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲにそれぞれ設けられている。また、本実施の形態における懸架装置４は、車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。
【００２３】
ここで、図２を参照して、懸架装置４の詳細構成について説明する。図２は、懸架装置４の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置４の構成は、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲにおいてそれぞれ共通であるので、右の後輪２ＲＲに対応する懸架装置４を代表例として図２に図示する。但し、図２では、理解を容易とするためにドライブシャフト３１等の図示が省略されている。
【００２４】
懸架装置４は、図２に示すように、ストラット４１及びロアアーム４２を介して車体フレームＢＦに支持されるナックル４３と、駆動力を発生するＲＲモータ４４ＲＲと、そのＲＲモータ４４ＲＲの駆動力を伝達するウォームホイール４５及びアーム４６と、それらウォームホイール４５及びアーム４６から伝達されるＲＲモータ４４ＲＲの駆動力によりナックル４３に対して揺動駆動される可動プレート４７とを主に備えて構成されている。
【００２５】
ナックル４３は、車輪２を操舵可能に支持するものであり、図２に示すように、上端（図２上側）がストラット４１に連結されると共に、下端（図２下側）がボールジョイントを介してロアアーム４２に連結されている。ＲＲモータ４４ＲＲは、可動プレート４７に揺動駆動のための駆動力を付与するものであり、ＤＣモータにより構成され、その出力軸４４ａにはウォーム（図示せず）が形成されている。ウォームホイール４５は、ＲＲモータ４４ＲＲの駆動力をアーム４６に伝達するものであり、ＲＲモータ４４ＲＲの出力軸４４ａに形成されたウォームに噛み合い、かかるウォームと共に食い違い軸歯車対を構成している。
【００２６】
アーム４６は、ウォームホイール４５から伝達されるＲＲモータ４４ＲＲの駆動力を可動プレート４７に伝達するものであり、図２に示すように、一端（図２右側）が第１連結軸４８を介してウォームホイール４５の回転軸４５ａから偏心した位置に連結される一方、他端（図２左側）が第２連結軸４９を介して可動プレート４７の上端（図２上側）に連結されている。可動プレート４７は、車輪２を回転可能に支持するものであり、上述したように、上端（図２上側）がアーム４６に連結される一方、下端（図２下側）がキャンバ軸５０を介してナックル４３に揺動可能に軸支されている。
【００２７】
上述したように構成される懸架装置４によれば、ＲＲモータ４４ＲＲが駆動されると、ウォームホイール４５が回転すると共に、ウォームホイール４５の回転運動がアーム４６の直線運動に変換される。その結果、アーム４６が直線運動することで、可動プレート４７がキャンバ軸５０を揺動軸として揺動駆動され、車輪２のキャンバ角が調整される。
【００２８】
なお、本実施の形態では、各連結軸４８，４９及びウォームホイール４５の回転軸４５ａが、車体フレームＢＦから車輪２に向かう方向（矢印Ｒ方向）において、第１連結軸４８、回転軸４５ａ、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第１キャンバ状態と、回転軸４５ａ、第１連結軸４８、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第２キャンバ状態（図２に示す状態）とのいずれか一方のキャンバ状態となるように車輪２のキャンバ角が調整される。
【００２９】
これにより、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ状態若しくは第２キャンバ状態に調整された状態では、車輪２に外力が加わったとしても、アーム４６を回動させる方向の力は発生せず、車輪２のキャンバ角を維持することができる。また、本実施の形態では、第１キャンバ状態において、車輪２のキャンバ角がマイナス方向の所定の角度（本実施の形態では−４．５°、以下「第１キャンバ角」と称す）に調整され、車輪２にネガティブキャンバが付与される。一方、第２キャンバ状態（図２に示す状態）では、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角より絶対値が小さく、第１キャンバ角よりポジティブ方向の所定の角度（本実施の形態では−１．５°、以下「第２キャンバ角」と称す）の定常角に調整される。
【００３０】
なお、懸架装置４０は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角を調整する機能が省略されている点（即ち、図２に示す懸架装置４において、ＲＲモータ４４ＲＲによる伸縮機能が省略されている点）を除き、その他の構成は懸架装置４と同じ構成であるので、その説明を省略する。即ち、後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角は第１キャンバ角または第２キャンバ角に調整可能であるが、前輪２ＦＬ，２ＦＲはキャンバ角の調整ができない構成とされている。
【００３１】
図１に戻って説明する。操舵装置５は、運転者によるステアリング６３の操作を左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに伝えて操舵するための装置であり、いわゆるラック＆ピニオン式のステアリングギヤとして構成されている。この操舵装置５によれば、運転者によるステアリング６３の操作（回転）は、まず、ステアリングコラム５１を介してユニバーサルジョイント５２に伝達され、ユニバーサルジョイント５２により角度を変えられつつステアリングボックス５３のピニオン５３ａに回転運動として伝達される。そして、ピニオン５３ａに伝達された回転運動は、ラック５３ｂの直線運動に変換され、ラック５３ｂが直線運動することで、ラック５３ｂの両端に接続されたタイロッド５４が移動する。その結果、タイロッド５４がナックル５５を押し引きすることで、前輪２ＦＬ，２ＦＲ（車輪２）に所定の舵角が付与される。
【００３２】
アクセルペダル６１及びブレーキペダル６２は、運転者により操作される操作部材であり、各ペダル６１，６２の操作状態（踏み込み量、踏み込み速度など）に応じて、車両１の走行速度や制動力が決定され、車輪駆動装置３が駆動制御される。ステアリング６３は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態（ステア角、ステア角速度など）に応じて、操舵装置５により左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。
【００３３】
車両用制御装置１００は、上述したように構成される車両１の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル６１，６２やステアリング６３の操作状態に応じてキャンバ角調整装置４４（図３参照）を作動制御する。
【００３４】
次いで、図３を参照して、車両用制御装置１００の詳細構成について説明する。図３は、車両用制御装置１００の電気的構成を示したブロック図である。車両用制御装置１００は、図３に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、それらがバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、車輪駆動装置３等の装置が接続されている。
【００３５】
ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図４に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ（図５に図示されるＴ１，Ｔ２，Ｔ３）等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。
【００３６】
ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリであり、図３に示すように、キャンバフラグ７３ａ及び旋回フラグ７３ｂが設けられている。キャンバフラグ７３ａは、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整された状態にあるか否かを示すフラグであり、ＣＰＵ７１は、このキャンバフラグ７３ａがオンである場合に、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整された状態にあると判断する。旋回フラグ７３ｂは、後述する第１条件が成立しているか否かを示すフラグであり、ＣＰＵ７１は、この旋回フラグ７３ｂがオンである場合に、第１条件が成立していると判断する。
【００３７】
車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ（図１参照）を回転駆動するための装置であり、それら左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与する電動モータ３ａと、その電動モータ３ａをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。但し、車輪駆動装置３は、電動モータ３ａに限られず、他の駆動源を採用することは当然可能である。他の駆動源としては、例えば、油圧モータやエンジン等が例示される。
【００３８】
キャンバ角調整装置４４は、各車輪２のキャンバ角を調整するための装置であり、上述したように、各懸架装置４の可動プレート４７（図２参照）に揺動のための駆動力をそれぞれ付与する合計２個のＲＬモータ、ＲＲモータ４４ＲＬ，４４ＲＲと、それら各モータ４４ＲＬ，４４ＲＲをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。
【００３９】
加速度センサ装置８１は、車両１の加速度を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、前後方向加速度センサ８１ａ、左右方向加速度センサ８１ｂと、それら各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４０】
前後方向加速度センサ８１ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の加速度、いわゆる前後Ｇを検出するセンサであり、左右方向加速度センサ８１ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１矢印Ｌ−Ｒ方向）の加速度、いわゆる横Ｇを検出するセンサである。なお、本実施の形態では、これら各加速度センサ８１ａ，８１ｂが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。
【００４１】
また、ＣＰＵ７１は、加速度センサ装置８１から入力された各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果（前後Ｇ、横Ｇ）を時間積分して、２方向（前後方向および左右方向）の速度をそれぞれ算出すると共に、それら２方向成分を合成することで、車両１の走行速度を取得することができる。
【００４２】
アクセルペダルセンサ装置６１ａは、アクセルペダル６１の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、アクセルペダル６１の踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４３】
ブレーキペダルセンサ装置６２ａは、ブレーキペダル６２の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、ブレーキペダル６２の踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４４】
ステアリングセンサ装置６３ａは、図示しないステアリング軸の回転角（操舵角θ）を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、ステアリング軸の回転角を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、各角度センサが電気抵抗を利用した接触型のポテンショメータとして構成されている。また、ＣＰＵ７１は、各センサ装置６１ａ，６２ａ，６３ａから入力された各角度センサの検出結果（操作量）を時間微分して、各ペダル６１，６２の踏み込み速度および操舵角θの絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）を取得することができる。また、ステアリング軸の回転方向（操舵方向）を取得することもできる。
【００４６】
図３に示す他の入出力装置９０としては、例えば、ヨーレートセンサ装置、ロール角センサ装置などが例示される。ヨーレートセンサ装置は、車両１のヨーレートを検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、車両１の重心を通る鉛直軸（図１矢印Ｕ−Ｄ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角速度を検出するヨーレートセンサと、そのヨーレートセンサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路とを主に備えている。ロール角センサ装置は、車両１のロール角を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、車両１の重心を通る前後軸（図１矢印Ｆ−Ｂ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角を検出するロール角センサと、そのロール角センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路とを主に備えている。
【００４７】
また、他の入出力装置９０として、例えば、ＧＰＳを利用して車両１の現在位置を取得すると共にその取得した車両１の現在位置を道路に関する情報が記憶された地図データに対応付けて取得するナビゲーション装置なども例示される。
【００４８】
次いで、図４及び図５を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図４は、キャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置１００の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、各車輪２（左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を調整する処理である。また、図５（ａ）は車両１の時間ｔと操舵角の絶対値（｜θ｜）との関係を示す模式図であり、図５（ｂ）は時間ｔと操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）との関係を示す模式図であり、図５（ｃ）は時間ｔとキャンバ角との関係を示す模式図である。
【００４９】
ＣＰＵ７１は、図４に示すキャンバ制御処理に関し、ステアリングセンサ装置６３ａの出力信号に基づき、操舵角θを取得する（Ｓ１）。次いで、ＣＰＵ７１は操舵角θの絶対値（｜θ｜）が第１閾値Ｔ１（図５（ａ）参照）以上か否かを判断する（Ｓ２）。その結果、操舵角の絶対値（｜θ｜）が第１閾値Ｔ１以上であると判断される場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、第１条件が成立したことを示す旋回フラグ７３ｂをオンにし（Ｓ３）、Ｓ４の処理に進む。
【００５０】
一方、Ｓ２の処理の結果、操舵角の絶対値が第１閾値Ｔ１よりも小さいと判断される場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、第１条件は成立していないので、Ｓ４の処理にスキップする。Ｓ４の処理では、旋回フラグ７３ｂはオンであるか否かを判断する。旋回フラグ７３ｂはオフであると判断される場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、第１条件は成立していないので、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５１】
一方、Ｓ４の処理の結果、旋回フラグ７３ｂはオンであると判断される場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、次に、第１条件の消滅条件である操舵角の絶対値（｜θ｜）は第２閾値Ｔ２（図５（ａ）参照）以下か否かを判断する（Ｓ５）。操舵角の絶対値（｜θ｜）は第２閾値Ｔ２より大きいと判断される場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、第１条件は消滅していない（車両１は旋回中にある）ことを示しているので、次に、第２条件の成立条件である操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）は、負の所定値Ｔ３（図５（ｂ）参照）以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）は負の所定値Ｔ３より大きいと判断される場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、操舵角は０方向に戻されていないか、０方向に戻る操舵角速度が遅いことを示しており、車輪２のキャンバ角を調整する必要がないため、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５２】
一方、Ｓ６の処理の結果、操舵角の絶対値の時間微分値（ｄ｜θ｜／ｄｔ）は、負の所定値Ｔ３以下であると判断される場合には、第２条件も成立する。この場合は、所定値Ｔ３以上の操舵角速度で操舵角は０方向に戻されており、旋回の終期であって直進に備える必要があることを示しているので、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する必要がある。次にＣＰＵ７１は、キャンバフラグ７３ａはオンであるか否かを判断する（Ｓ７）。キャンバフラグ７３ａはオンであると判断される場合には（Ｓ７：Ｙｅｓ）、車輪２のキャンバ角は既に第１キャンバ角に調整されている（ネガティブキャンバが付与されている）ので、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５３】
一方、Ｓ７の処理の結果、キャンバフラグ７３ａはオフであると判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２（左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第１キャンバ角に調整し（Ｓ８）（図５（ｃ）参照）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ９）、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５４】
また、Ｓ５の処理の結果、操舵角の絶対値（｜θ｜）は第２閾値Ｔ２以下であると判断される場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、第１条件は消滅したことを示しているので、旋回フラグをオフして（Ｓ１０）、次いでキャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２（左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第２キャンバ角に調整し（Ｓ１１）（図５（ｃ）参照）、キャンバフラグ７３ａをオフして（Ｓ１２）、このキャンバ制御処理を終了する。
【００５５】
以上説明した第１実施の形態によれば、操舵角の時間微分値に基づく第２条件が成立し、かつ、操舵角に基づく第１条件が成立する場合に、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する。ここで、操舵角は車両１が旋回状態にあるかを検出することができ、操舵角の時間微分値は操舵角速度であるから、いずれも運転者の旋回に係る操作を直接的に反映したものであり、運転者の操作に基づく車両１の旋回段階を反映している。以上のことから、第１条件と第２条件の二つの条件に基づいて車輪２のキャンバ角が調整されることにより、車両１の旋回特性を旋回段階に応じて変えることができる。
【００５６】
また、第１条件が成立した後、第２条件が成立した場合に、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整するので、運転者の癖に左右されることなく、任意の旋回段階における車輪２のキャンバ角を調整することができる。即ち、運転者の中には操舵角速度が異常に速いという癖のある者もいるため、第２条件は旋回状態と無関係に成立する可能性がある。従って、第２条件が成立した後、第１条件が成立した場合にキャンバ角を第１キャンバ角に調整することとした場合は、運転者によっては設定された旋回段階以外でキャンバ角が第１キャンバ角に調整されるおそれがある。これに対し、操舵角は車両１が旋回状態にあることを直接的に反映しているので、第１条件が成立した後、第２条件が成立したことを条件とすることで、設定された旋回段階以外でキャンバ角が調整されることを防止でき、確実性を向上できる。
【００５７】
また、第１条件が成立し、かつ、第２条件が成立する以外は、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角より絶対値の小さな第２キャンバ角に調整するので、車輪２に生じるキャンバスラストを抑制し、操舵応答性を向上できる。
【００５８】
また、第１条件は、操舵角の絶対値が第１閾値以上であると判断されて成立し、操舵角の絶対値が第２閾値以下であると判断されて消滅する。従って、車両１の旋回半径が所定の半径より小さな場合に成立する。一方、第２条件は、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であると判断される場合に成立する。これは、操舵角を０に戻すときが該当する。従って、第１条件と第２条件の両方が成立するのは、旋回の終期段階である。旋回の終期段階は、車両１の向きを旋回後の直進の進行方向に早く向けられることが要求されるところ、車輪２（後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第１キャンバ角に調整しネガティブキャンバを付与するので、車両１を安定したアンダーステア傾向にすることができ、車両１の走行安定性を向上させて、車両１を直進の進行方向に早く向けることができる。
【００５９】
また、第２条件を満たすか否かの判断基準として、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であるかを用いるので、図５（ｃ）に示すように、操舵角の絶対値が増加する旋回初期か、操舵角の絶対値が減少する旋回終期かを容易に判別することができ、旋回終期の車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に確実に調整することができる。
【００６０】
また、Ｓ２，Ｓ４の処理の後にＳ５の処理を行うので、第２条件が成立していても、第１条件が消滅したら、車輪２のキャンバ角は第２キャンバ角に調整される。従って、操舵角が０に近付くことで（旋回が終了することで）、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整される。従って、操舵角が所定の範囲にある旋回を終えると、車輪２のキャンバ角を確実に第２キャンバ角に調整することができる。
【００６１】
なお、図４に示すフローチャート（キャンバ制御処置）において、請求項１記載の操舵角取得手段としてはＳ１の処理が、第１条件判断手段としてはＳ２，Ｓ４の処理が、第２条件判断手段としてはＳ６の処理が、第１キャンバ角調整手段としてはＳ８の処理がそれぞれ該当する。請求項４記載の第２キャンバ角調整手段としては、Ｓ１１の処理が該当する。
【００６２】
次いで、図６から図９を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、車両用制御装置１００の制御対象である車両１が、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角をキャンバ角調整装置４４により調整可能に構成される場合を説明したが、第２実施の形態における車両２０１は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角がキャンバ角調整装置４４により調整可能とされ、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲについてはキャンバ角の調整を行わない構成とされている。
【００６３】
また、第１実施の形態では、車両用制御装置１００の制御対象である車両１について、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを第１キャンバ角（−４．５°）に調整する場合について説明したが、第２実施の形態においては、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの内の旋回外輪を第１キャンバ角（本実施の形態においては＋２．５°）に調整する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
図６は、第２実施の形態における車両用制御装置２００が搭載される車両２０１を模式的に示した模式図である。なお、図６の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両２０１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
【００６５】
まず、車両２０１の概略構成について説明する。図６に示すように、車両２０１は、複数（本実施の形態では４輪）の車輪２を備えて構成されている。本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲが懸架装置２０４により車体フレームＢＦに懸架される一方、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲが懸架装置４０により車体フレームＢＦに懸架されている。なお、懸架装置４０は左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整する機能が省略されている点（即ち、図２に示す懸架装置４において、ＲＲモータ４４ＲＲによる伸縮機能が省略されている点）を除き、その他の構成は懸架装置４と同じ構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態における懸架装置２０４は、車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。
【００６６】
ここで、図７を参照して、懸架装置２０４の詳細構成について説明する。図７は、懸架装置２０４の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置２０４の構成は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲにおいてそれぞれ共通であるので、右の前輪２ＦＲに対応する懸架装置２０４を代表例として図７に図示する。但し、図７では、理解を容易とするためにドライブシャフト３１等の図示が省略されている。
【００６７】
懸架装置２０４は、図７に示すように、ストラット４１及びロアアーム４２を介して車体フレームＢＦに支持されるナックル４３と、駆動力を発生するＦＲモータ４４ＦＲと、そのＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を伝達するウォームホイール４５及びアーム２４６と、それらウォームホイール４５及びアーム２４６から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力によりナックル４３に対して揺動駆動される可動プレート４７とを主に備えて構成されている。
【００６８】
アーム２４６は、ウォームホイール４５から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を可動プレート４７に伝達するものであり、図７に示すように、一端（図７右側）が第１連結軸２４８を介してウォームホイール４５の回転軸４５ａから偏心した位置に連結される一方、他端（図７左側）が第２連結軸４９を介して可動プレート４７の上端（図７上側）に連結されている。
【００６９】
上述したように構成される懸架装置２０４によれば、ＦＲモータ４４ＦＲが駆動されると、ウォームホイール４５が回転すると共に、ウォームホイール４５の回転運動がアーム２４６の直線運動に変換される。その結果、アーム２４６が直線運動することで、可動プレート４７がキャンバ軸５０を揺動軸として揺動駆動され、車輪２のキャンバ角が調整される。
【００７０】
なお、本実施の形態では、各連結軸２４８，４９及びウォームホイール４５の回転軸４５ａが、車体フレームＢＦから車輪２に向かう方向（矢印Ｒ方向）において、回転軸４５ａ、第１連結軸２４８、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第１キャンバ状態と、第１連結軸２４８、回転軸４５ａ、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第２キャンバ状態（図７に示す状態）とのいずれか一方のキャンバ状態となるように車輪２のキャンバ角が調整される。
【００７１】
これにより、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ状態若しくは第２キャンバ状態に調整された状態では、車輪２に外力が加わったとしても、アーム２４６を回動させる方向の力は発生せず、車輪２のキャンバ角を維持することができる。また、本実施の形態では、第１キャンバ状態において、車輪２のキャンバ角がプラス方向の所定の角度（本実施の形態では＋２．５°、以下「第１キャンバ角」と称す）に調整され、車輪２にポジティブキャンバが付与される。一方、第２キャンバ状態（図７に示す状態）では、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角より絶対値が小さく、第１キャンバ角よりネガティブ方向の所定の角度（本実施の形態では−１．５°、以下「第２キャンバ角」と称す）の定常角に調整される。
【００７２】
なお、懸架装置４０は、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整する機能が省略されている点（即ち、図２に示す懸架装置４において、ＲＲモータ４４ＲＲによる伸縮機能が省略されている点）を除き、その他の構成は懸架装置４と同じ構成であるので、その説明を省略する。即ち、前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角は第１キャンバ角または第２キャンバ角に調整可能であるが、後輪２ＲＬ，２ＲＲはキャンバ角の調整ができない構成とされている。
【００７３】
次に、図８を参照して、車両２０１に搭載される車両用制御装置２００について説明する。車両用制御装置２００は、車両２０１の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル６１，６２やステアリング６３の操作状態に応じて、キャンバ角調整装置４４の一部であるＦＬモータ４４ＦＬ，ＦＲモータ４４ＦＲを作動制御する。
【００７４】
次いで、図９を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図９は、キャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置２００の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）のキャンバ角を調整する処理である。なお、以下の第２実施の形態におけるキャンバ制御処理においては、第１実施の形態におけるキャンバ制御処理（図４参照）と異なる点について説明する。
【００７５】
ＣＰＵ７１は、図９に示すキャンバ制御処理に関し、ステアリングセンサ装置６３ａの出力信号に基づき、操舵角θ及び操舵方向を取得する（Ｓ２１）。また、Ｓ７の処理の結果、キャンバフラグ７３ａはオフであると判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）の旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整し（Ｓ２２）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ９）、このキャンバ制御処理を終了する。なお、Ｓ２２の処理においては、Ｓ２１の処理において取得した旋回方向に基づいて、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのいずれが旋回外輪であるかを判断し、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの内の旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角（ポジティブキャンバ）に調整する。
【００７６】
以上説明した第２実施の形態によれば、車両用制御装置２００は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの内の旋回外輪のキャンバ角をポジティブキャンバに調整するので、旋回外輪に発生するキャンバスラストにより、車両２０１の前輪２ＦＬ，２ＦＲに旋回方向と反対向きのモーメントを生じさせ、第１実施の形態と同様に、車両２０１の挙動が旋回終期に一時的に不安定になることを防止すると共に、車両の走行安定性を向上させて、車両を旋回後の直進の進行方向に早く向けることができる。また、懸架装置２０４は車輪２の内の前輪２ＦＬ，２ＦＲに配設され、前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角が調整されるので、車両２０１の装置構成を簡素化することができる。
【００７７】
なお、図９に示すフローチャート（キャンバ制御処置）において、請求項１記載の操舵角取得手段としてはＳ２１の処理が、第１キャンバ角調整手段としてはＳ２２の処理がそれぞれ該当する。
【００７８】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００７９】
上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。例えば、上記各実施の形態で説明した第１キャンバ角および第２キャンバ角の値は任意に設定することができる。
【００８０】
上記各実施の形態では、車両用制御装置１００，２００が適用される車両１，２０１が前輪駆動方式である場合について説明したが、これらに限定されるものでははく、後輪駆動方式の車両や４輪駆動方式の車両に適用することも可能である。
【００８１】
上記第１実施の形態では後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整し、上記第２実施の形態では前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角を調整する場合について説明したが、これらに限定されるものでははく、キャンバ角調整機能を各懸架装置にもたせることで、４輪のキャンバ角をそれぞれ調整することも可能である。
【００８２】
上記第２実施の形態では、前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回外輪のキャンバ角を調整する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記第１実施の形態における後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整可能な車両１において、旋回外輪のキャンバ角を調整するようにすることも可能である。
【００８３】
上記各実施の形態では、操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値（図５（ｂ）に示すＴ３）以下の場合に第２条件が成立する場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、所定値の正負や値は任意に設定することが可能である。また、Ｔ３以外に、別の所定値を設けることも可能である。これにより、第２条件が成立する旋回段階を任意に設定でき、車両１，２０１の旋回段階に応じて車輪２のキャンバ角を調整し、旋回特性を任意に変化させることができる。
【００８４】
上記各実施の形態では、車輪２のキャンバ角は、キャンバ角調整装置４４により第１キャンバ角または第２キャンバ角に調整され、車両１，２０１が直進走行をするときは、車輪２が第２キャンバ角に設定される場合について説明した。即ち、車両１，２０１が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と、第２キャンバ角とが同一の場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。懸架装置およびキャンバ角調整装置が、車輪２のキャンバ角を任意の角度に調整可能な場合は、第２キャンバ角調整手段は、車輪２のキャンバ角（第２キャンバ角）を第１キャンバ角よりも所定角（車両１，２０１が直進走行をするときのキャンバ角）に近い角度に調整することが可能である。この場合は、車両１，２０１が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と、第２キャンバ角とは同一でないが、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整されることで、キャンバスラストを減少させて操舵応答性を確保できる。
【符号の説明】
【００８５】
１００，２００ 車両用制御装置
１，２０１ 車両
２ 車輪
２ＦＬ 左の前輪（車輪の一部）
２ＦＲ 右の前輪（車輪の一部）
２ＲＬ 左の後輪（車輪の一部）
２ＲＲ 右の後輪（車輪の一部）
４，２０４ 懸架装置
４４ キャンバ角調整装置
４４ＦＬ ＦＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＦＲ ＦＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＬ ＲＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＲ ＲＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪と、それら複数の車輪の内の少なくとも一部の車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記車両の操舵角を取得する操舵角取得手段と、
その操舵角取得手段により取得された操舵角が第１条件を満たす所定の範囲かを判断する第１条件判断手段と、
前記操舵角取得手段により取得された操舵角の時間微分値が所定の第２条件を満たすかを判断する第２条件判断手段と、
その第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断され、かつ、前記第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて前記車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する第１キャンバ角調整手段と、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記第１キャンバ角は、前記車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と異なる角度であることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記第１キャンバ角調整手段は、前記第１条件判断手段により前記第１条件を満たすと判断された後、前記第２条件判断手段により前記第２条件を満たすと判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて前記車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記第１条件判断手段により前記第１条件を満たすと判断され、かつ、前記第２条件判断手段により前記第２条件を満たすと判断される以外は、前記キャンバ角調整装置を作動させて前記車輪のキャンバ角を、前記車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と同一乃至は前記第１キャンバ角よりも前記所定角に近い第２キャンバ角に調整する第２キャンバ角調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記第１条件判断手段は、前記操舵角の絶対値が第１閾値以上であると判断されてから前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下であると判断されるまで第１条件を満たすと判断するものであり、
前記第２条件判断手段は、前記操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であると判断される場合に前記第２条件を満たすと判断するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記キャンバ角調整装置は、前記車輪の内の後輪に配設され、
前記第１キャンバ角調整手段は、前記後輪のキャンバ角を調整することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項７】
前記第１キャンバ角は、前記車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角からネガティブ方向に変化した角度であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項１】
複数の車輪と、それら複数の車輪の内の少なくとも一部の車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記車両の操舵角を取得する操舵角取得手段と、
その操舵角取得手段により取得された操舵角が第１条件を満たす所定の範囲かを判断する第１条件判断手段と、
前記操舵角取得手段により取得された操舵角の時間微分値が所定の第２条件を満たすかを判断する第２条件判断手段と、
その第２条件判断手段により第２条件を満たすと判断され、かつ、前記第１条件判断手段により第１条件を満たすと判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて前記車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整する第１キャンバ角調整手段と、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記第１キャンバ角は、前記車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と異なる角度であることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記第１キャンバ角調整手段は、前記第１条件判断手段により前記第１条件を満たすと判断された後、前記第２条件判断手段により前記第２条件を満たすと判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて前記車輪の内の少なくとも旋回外輪のキャンバ角を第１キャンバ角に調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記第１条件判断手段により前記第１条件を満たすと判断され、かつ、前記第２条件判断手段により前記第２条件を満たすと判断される以外は、前記キャンバ角調整装置を作動させて前記車輪のキャンバ角を、前記車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角と同一乃至は前記第１キャンバ角よりも前記所定角に近い第２キャンバ角に調整する第２キャンバ角調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記第１条件判断手段は、前記操舵角の絶対値が第１閾値以上であると判断されてから前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下であると判断されるまで第１条件を満たすと判断するものであり、
前記第２条件判断手段は、前記操舵角の絶対値の時間微分値が負の所定値以下であると判断される場合に前記第２条件を満たすと判断するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記キャンバ角調整装置は、前記車輪の内の後輪に配設され、
前記第１キャンバ角調整手段は、前記後輪のキャンバ角を調整することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項７】
前記第１キャンバ角は、前記車両が直進走行をするときのキャンバ角の所定角からネガティブ方向に変化した角度であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用制御装置。
【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２０１１−１７８２２７（Ｐ２０１１−１７８２２７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２７８４（Ｐ２０１０−４２７８４）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【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９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【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 ]