車両用制御装置
【課題】車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上できる車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】車両1の状態量が所定の第1条件を満たす場合に、後輪2RL,2RRのキャンバ角が調整されて後輪2FL,2FRにネガティブキャンバが付与される。また、車両1の状態量が第1条件と異なる第2条件を満たす場合には、後輪2FL,2FRにネガティブキャンバが付与され、車両1のステア特性がアンダーステア傾向にされる。さらに、第2条件を満たす場合には、第1条件を満たす場合より前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが大きくされ、操安キャパシティが向上される。操安キャパシティが高いほど車両1の収束性が高いといえるので、第2条件を満たす場合には、車両1の安定性を確保しつつ操舵感を向上できる。
【解決手段】車両1の状態量が所定の第1条件を満たす場合に、後輪2RL,2RRのキャンバ角が調整されて後輪2FL,2FRにネガティブキャンバが付与される。また、車両1の状態量が第1条件と異なる第2条件を満たす場合には、後輪2FL,2FRにネガティブキャンバが付与され、車両1のステア特性がアンダーステア傾向にされる。さらに、第2条件を満たす場合には、第1条件を満たす場合より前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが大きくされ、操安キャパシティが向上される。操安キャパシティが高いほど車両1の収束性が高いといえるので、第2条件を満たす場合には、車両1の安定性を確保しつつ操舵感を向上できる。
【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、車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上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、車両のステア特性を調整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、車速を検出し、所定の車速以上において後輪にネガティブキャンバを付与する技術が開示されている。この技術によれば、後輪にネガティブキャンバを付与することにより車両のステア特性をアンダーステア傾向にできる。
【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】
しかしながら、特許文献1に開示される技術では、ステア特性をアンダーステア傾向にすることにより、車両の安定性は確保できるものの操舵感が悪くなることがあるという問題点があった。
【0005】
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、車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上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】
【0006】
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、車両の状態量が状態量取得手段により取得され、その状態量取得手段により取得された車両の状態量が所定の条件を満たすか状態量判断手段により判断される。判断の結果、車両の状態量が所定の第1条件を満たす場合に、第1キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され、後輪のキャンバ角が調整されて後輪にネガティブキャンバが付与される。
【0007】
また、状態量判断手段による判断の結果、車両の状態量が第1条件と異なる第2条件を満たす場合に、第2キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され、後輪のキャンバ角が調整されて後輪にネガティブキャンバが付与される。その場合に第1コーナリングフォース変更手段により、前輪の等価コーナリングフォースが、第1キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角が調整される場合の前輪の等価コーナリングフォースより大きくされる。
【0008】
以上のように第2条件を満たす場合には、第2キャンバ角調整手段により後輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両のステア特性がアンダーステア傾向にされる。この場合に、第1コーナリングフォース変更手段により、第1条件を満たす場合より前輪の等価コーナリングフォースが大きくされる。第2条件を満たす場合に、第1条件を満たす場合より前輪の等価コーナリングフォースを大きくすることで、操安キャパシティを向上させることができる。操安キャパシティが高いほど車両の収束性が高いといえるので、第2条件を満たす場合には、車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上できる効果がある。
【0009】
一方、第1条件を満たす場合は、第1キャンバ角調整手段により後輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両のステア特性がアンダーステア傾向にされる。この場合の前輪の等価コーナリングフォースは第2条件を満たす場合より小さいので、第1条件を満たす場合には、第2条件を満たす場合と比較して、車両のアンダーステア傾向を強くできる。これにより、第1条件を満たす場合には、コーナリング走行時における車両の限界性能を向上できる効果がある。
【0010】
請求項2記載の車両用制御装置によれば、状態量判断手段は、車両が所定の直進状態である場合に第2条件を満たすと判断するので、請求項1の効果に加え、第2条件を満たす場合には、車両の直進安定性を確保しつつ操舵感を向上できる効果がある。
【0011】
なお、請求項2記載の「所定の直進状態」とは、車両の横方向加速度やヨーレート等が所定値以下である場合、車両の進行方向を左右に転換するために運転者により操作される操作部材(例えば、ステアリング等)の操作量が所定の操作量以下である場合、車両の現在位置が地図データの高速道路上や幹線道路上など所定の区間において車両が直進すると判断される直線道路上に位置する場合などが例示される。
【0012】
請求項3記載の車両用制御装置によれば、操作者による切換要求があるか切換要求判断手段により判断され、切換要求があると判断される場合に、第3キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され後輪のキャンバ角が調整される。そのキャンバ角の絶対値は、第2キャンバ角調整手段により調整されるキャンバ角の絶対値より小さくされるので、第3キャンバ角調整手段により後輪のキャンバ角が調整されるときは、第2キャンバ角調整手段により後輪のキャンバ角が調整されるときと比較して、車両のアンダーステア傾向を弱くできる。
【0013】
また、切換要求判断手段により切換要求があると判断される場合には、第2コーナリングフォース変更手段により、第1キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角が調整される場合の前輪の等価コーナリングフォースより前輪の等価コーナリングフォースが大きくされることで、操縦性を向上できる。以上のように、請求項1又は2の効果に加え、操作者による切換要求がある場合には、第3キャンバ角調整手段および第2コーナリングフォース変更手段により車両のアンダーステア傾向を弱くしつつ操縦性を向上できる効果がある。
【0014】
請求項4記載の車両用制御装置によれば、状態量判断手段により車両の状態量が第1条件または第2条件を満たすと判断される場合には、切換要求判断手段により切換要求があると判断される場合であっても、第1キャンバ角調整手段または第2キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され後輪のキャンバ角が調整され、後輪にネガティブキャンバが付与される。これにより、車両の安定性や限界性能を向上させる制御の発生条件を、操縦性を向上させる制御の発生条件に優先させることができる。その結果、請求項3の効果に加え、車両の安定性を確保できる効果がある。
【0015】
請求項5記載の車両用制御装置によれば、第2キャンバ角調整手段は、第1コーナリングフォース変更手段による前輪のコーナリングフォースの変更に優先して、キャンバ角調整装置を作動させて後輪のキャンバ角を調整する。第1コーナリング変更手段により前輪の等価コーナリングフォースが大きくされる場合には、車両のステア特性がオーバーステア傾向となるが、第2キャンバ角調整手段による後輪のキャンバ角の調整が、前輪の等価コーナリングフォースの変更に優先されるので、車両のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制できる。これにより請求項1から4のいずれかの効果に加え、車両の安定性を確保できる効果がある。
【0016】
請求項6記載の車両用制御装置によれば、第1コーナリングフォース変更手段は、第2キャンバ角調整手段による後輪のキャンバ角の調整に優先して、前輪の等価コーナリングフォースを変更する。後輪にネガティブキャンバが付与されることで車両がアンダーステア傾向になるときには、運転者は車両の挙動を鈍く感じる場合があるが、前輪の等価コーナリングフォースの変更を優先することにより操縦性の確保を優先できる。その結果、請求項1から4のいずれかの効果に加え、車両の挙動が鈍いという感覚を運転者に与え難くすることができ、操舵感を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】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】ギヤ比マップを模式的に示した模式図である。
【図5】コーナリングフォースと車両に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。
【図6】状態量判断処理を示すフローチャートである。
【図7】走行状態判断処理を示すフローチャートである。
【図8】偏摩耗荷重判断処理を示すフローチャートである。
【図9】キャンバ制御処理を示すフローチャートである。
【図10】第2実施の形態における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11】ギヤ比マップを模式的に示した模式図である。
【図12】第3実施の形態における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13】キャンバ制御処理を示すフローチャートである。
【図14】第4実施の形態における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15】コーナリングフォースと車両に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。
【図16】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】
【0018】
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。
【0019】
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、各車輪2を車体フレームBFに懸架する複数の懸架装置4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。
【0020】
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る一方、左右の後輪2RL,2RRは、車両1の走行に伴って従動される従動輪として構成されている。
【0021】
また、車輪2は、図1に示すように、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRが全て同じ形状および特性に構成され、そのトレッドの幅(図1左右方向の寸法)が同一の幅に構成されている。
【0022】
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を介して左右の前輪2FL,2FRに接続されている。
【0023】
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。
【0024】
懸架装置4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、左右の後輪2RL,2RRに対応して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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
これにより、車輪2のキャンバ角が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。
【0035】
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−3°、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0°(以下「第2キャンバ角」と称す)に調整される。
【0036】
図1に戻って説明する。左右の前輪2FL,2FRは、懸架装置104により車体フレームBFに懸架される。懸架装置104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。
【0037】
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ギヤ比可変装置53に伝達される。ステアリングギヤ比可変装置53から出力軸(図示せず)が突出しており、この出力軸に連結されたステアリングボックス54のピニオン54aに回転運動として伝達される。そして、ピニオン54aに伝達された回転運動は、ラック54bの直線運動に変換され、ラック54bが直線運動することで、ラック54bの両端に接続されたタイロッド55が移動する。その結果、タイロッド55がナックル56を押し引きすることで、車輪2に所定の舵角が付与される。
【0038】
ステアリングギヤ比可変装置53は、走行状態に応じてステアリングギヤ比を任意に変化させることができ、車輪2の操舵に必要なステアリング63の操舵量を調整することができる。ステアリングギヤ比は、ラック&ピニオン式のステアリングギヤの場合、ステアリング63の全回転角度と左右の前輪2FL,2FRの切れ角との比を表す。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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から図7に図示されるフローチャートのプログラム)や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。ROM72には、図3に示すように、ギヤ比マップ72aが設けられている。
【0043】
ここで図4を参照して、ギヤ比マップ72aの内容について説明する。図4はギヤ比マップ72aの内容を模式的に示した模式図である。ギヤ比マップ72aは、車両1の走行速度に対するステアリングギヤ比を規定するマップであり、2種類のマップ値R1,R2によりステアリングギヤ比が規定されている。ギヤ比マップ72aによれば、ステアリングギヤ比は、車両1の走行速度が低速のときは小さく、走行速度が高速になるにつれて大きくなるように規定されている。走行速度が低速〜中速の領域ではマップ値R2は、マップ値R1と同値であるが、走行速度が中速〜高速の領域ではマップ値R2は、マップ値R1より大きな値とされている。
【0044】
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、状態量フラグ73b、走行状態フラグ73c及び偏摩耗荷重フラグ73dが設けられている。
【0045】
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、後輪2RL,2RR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。
【0046】
状態量フラグ73bは、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを示すフラグであり、後述する状態量判断処理(図6参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。なお、本実施の形態における状態量フラグ73bは、アクセルペダル61、ブレーキペダル62及びステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上である場合にオンに切り替えられ、CPU71は、この状態量フラグ73bがオンである場合に、車両1の状態量が所定の条件を満たしていると判断する。
【0047】
走行状態フラグ73bは、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを示すフラグであり、後述する走行状態判断処理(図7参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。なお、本実施の形態における走行状態フラグ73cは、車両1の走行速度が所定の走行速度以上であり、且つ、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下である場合にオンに切り替えられ、CPU71は、この走行状態フラグ73cがオンである場合に、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断する。
【0048】
偏摩耗荷重フラグ73dは、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第1キャンバ角の状態、即ち、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行する場合に、後輪2RL,2RRの接地荷重がタイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れのある接地荷重(以下「偏摩耗荷重」と称す)であるか否かを示すフラグであり、後述する偏摩耗荷重判断処理(図8参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。CPU71は、この偏摩耗荷重フラグ73dがオンである場合に、後輪2RL,2RRの接地荷重がタイヤに偏摩耗を引き起こす恐れのある偏摩耗荷重であると判断する。
【0049】
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。
【0050】
キャンバ角調整装置44は、後輪2FR,2RR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モータ及び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。
【0051】
ステアリングギヤ比可変装置53は、ステアリングギヤ比を変化させる装置である。ステアリングギヤ比が小さいときは、必要な実舵角が素早く得られ、ステアリング63の少ない操舵量で前輪2FL,2FRの最大舵角まで操舵できる。これによりステアリング63の操舵量を低減できる。また、ステアリングギヤ比が大きいときは、ステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの舵角変化が小さくなるため、操縦安定性を確保できる。
【0052】
加速度センサ装置80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80a及び左右方向加速度センサ80bと、それら各加速度センサ80a,80b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。
【0053】
前後方向加速度センサ80a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80b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80a,80b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。
【0054】
また、CPU71は、加速度センサ装置80から入力された各加速度センサ80a,80b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。
【0055】
ヨーレートセンサ装置81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81aと、そのヨーレートセンサ81a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。
【0056】
ロール角センサ装置82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82aと、そのロール角センサ82a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。
【0057】
なお、本実施の形態では、ヨーレートセンサ81a及びロール角センサ82aがサニャック効果により回転角速度および回転角を検出する光学式ジャイロセンサにより構成されている。但し、他の種類のジャイロセンサを採用することは当然可能である。他の種類のジャイロセンサとしては、例えば、機械式や流体式などのジャイロセンサが例示される。
【0058】
サスストロークセンサ装置83は、各懸架装置4の伸縮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、各懸架装置4の伸縮量をそれぞれ検出する合計2個のRL〜RRサスストロークセンサ83RL,83RRと、それら各サスストロークセンサ83RL,83RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
【0059】
なお、本実施の形態では、各サスストロークセンサ83RL,83RRがひずみゲージとして構成されており、これら各サスストロークセンサ83RL,83RRは、各懸架装置4のショックアブソーバ(図示せず)にそれぞれ配設されている。
【0060】
CPU71は、サスストロークセンサ装置83から入力された各サスストロークセンサ83RL,83RRの検出結果(伸縮量)に基づいて、後輪2RL,2RRの接地荷重を取得する。即ち、後輪2RL,2RRの接地荷重と懸架装置4の伸縮量とは比例関係を有しているので、懸架装置4の伸縮量をXとし、懸架装置4の減衰定数をkとすると、後輪2RL,2RRの接地荷重Fは、F=kXとなる。
【0061】
接地荷重センサ装置84は、後輪2RL,2RRの接地荷重を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、後輪2RL,2RRの接地荷重をそれぞれ検出する合計2個のFL〜RR接地荷重センサ84RL,84RRと、それら各接地荷重センサ84RL,84RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
【0062】
なお、本実施の形態では、各接地荷重センサ84RL,84RRがピエゾ抵抗型の荷重センサとして構成されており、これら各接地荷重センサ84RL,84RRは、各懸架装置4のショックアブソーバ(図示せず)にそれぞれ配設されている。
【0063】
サイドウォール潰れ代センサ装置85は、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代をそれぞれ検出する合計2個のRL〜RRサイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRと、それら各サイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
【0064】
なお、本実施の形態では、各サイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRがひずみゲージとして構成されており、これら各サイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRは、後輪2RL,2RR内にそれぞれ配設されている。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
ステアリングセンサ装置63aは、ステアリング63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、ステアリング63のステア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。
【0068】
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ステアリング63のステア角速度を取得することができる。更に、CPU71は、取得したステアリング63のステア角速度を時間微分して、ステアリング63のステア角加速度を取得することができる。
【0069】
図3に示す他の入出力装置90としては、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が例示される。
【0070】
次いで図5を参照して、車両用制御装置100の動作により制御される車両1の操舵性について説明する。図5はコーナリングフォースと車両1に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。図5において、横軸は前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースCFfであり、縦軸は後輪2RL,2RRの等価コーナリングフォースCFrである。なお、等価コーナリングフォースは、ロールステア、コンプライアンスステア等を含んだコーナリングフォースである。また、等価コーナリングフォースCFf,CFrに伴い車両1に作用するモーメントM1,M2,M3は、CFr・a−CFf・b(但し、aは前軸〜重心の距離であり、bは後軸〜重心の距離である)により算出される。
【0071】
モーメントM1は、操舵輪の切れ角に対して車体をまっすぐな状態に戻そうとする向きに作用する復元モーメントであり、モーメントM1が作用する車両特性(ステア特性)はアンダーステア傾向(US)である。モーメントM2は、操舵輪の切れ角に対して車体が同じ角度で旋回するように作用するモーメントであり、モーメントM2が作用する車両特性(ステア特性)はニュートラルステア傾向(NS)である。モーメントM3は、操舵輪の切れ角に対して車体を回頭しようとする向きに作用する回頭モーメントであり、モーメントM3が作用する車両特性(ステア特性)はオーバーステア傾向(OS)である。
【0072】
ここで、車両1は、点P(図5参照)に示すアンダーステア傾向に設定されているものとする。キャンバ角調整装置44(図3参照)を作動させて車輪2のキャンバ角を第1キャンバ角に調整し、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与すると、後輪2RL,2RRに生じるキャンバスラストやサスペンションのストロークによりロールステアが与えられることで生じる横力等の影響で、矢印C1(点Pから点C1に向かう矢印)に示すように後輪2RL,2RRの等価コーナリングフォースが増加する。これにより車両1はアンダーステア傾向が強くなる。
【0073】
さらに車両用制御装置100は、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与される場合に、点C1から点C2に向かう矢印に沿って、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する。これによりモーメントM1(復元モーメント)を同一のまま、即ち安定性を確保した上で操縦性を制御でき、操舵感を向上できる。また、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくすることにより、矢印C2(点Pから点C2に向かう矢印)に示すように、モーメントM1(復元モーメント)を同一のまま、即ち安定性を確保した上で、操縦性を向上できる。これにより、操縦性に対する指標である操安キャパシティを向上させて、車両1の操縦安定性を向上できる。
【0074】
なお、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくする場合には、後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整して後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することを、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースの変更に優先させる。即ち、点P→点C1→点C2の経路で等価コーナリングフォースを変更する。これにより車両1のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制でき、車両1の走行安定性を確保できる。
【0075】
次いで、図6を参照して、状態量判断処理について説明する。図6は、状態量判断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、車両1の状態量が所定の条件を満たすかを判断する処理である。
【0076】
CPU71は、状態量判断処理に関し、まず、アクセルペダル61の操作量(踏み込み量)、ブレーキペダル62の操作量(踏み込み量)及びステアリング63の操作量(ステア角)をそれぞれ取得し(S1、S2、S3)、それら取得した各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する(S4)。なお、S4の処理では、S1〜S3の処理でそれぞれ取得した各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量と、それら各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量にそれぞれ対応してROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、車輪2のキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回する場合に、車輪2がスリップする恐れがあると判断される限界値)とを比較して、現在の各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【0077】
その結果、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には(S4:Yes)、状態量フラグ73bをオンして(S5)、この状態量判断処理を終了する。即ち、この状態量判断処理では、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上である場合に、車両1の状態量が所定の条件を満たすと判断する。
【0078】
一方、S4の処理の結果、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量のいずれもが所定の操作量より小さいと判断される場合には(S4:No)、状態量フラグ73bをオフして(S6)、この状態量判断処理を終了する。
【0079】
次いで、図7を参照して、走行状態判断処理について説明する。図7は、走行状態判断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、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断する処理である。
【0080】
CPU71は、走行状態判断処理に関し、まず、車両1の走行速度を取得し(S11)、その取得した車両1の走行速度が所定の速度以上であるか否かを判断する(S12)。なお、S12の処理では、S11の処理で取得した車両1の走行速度と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1の走行速度が所定の速度以上であるか否かを判断する。
【0081】
その結果、車両1の走行速度が所定の速度より小さいと判断される場合には(S12:No)、走行状態フラグ73cをオフして(S16)、この走行状態判断処理を終了する。
【0082】
一方、S12の処理の結果、車両1の走行速度が所定の速度以上であると判断される場合には(S12:Yes)、ステアリング63の操作量(ステア角)を取得し(S13)、その取得したステアリング63の操作量が所定の操作量以下であるか否かを判断する(S14)。なお、S14の処理では、S13の処理で取得したステアリング63の操作量と、ROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、図6に示す状態量判断処理において、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断するためのステアリング63の操作量より小さい値)とを比較して、現在のステアリング63の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【0083】
その結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下であると判断される場合には(S14:Yes)、走行状態フラグ73cをオンして(S15)、この走行状態判断処理を終了する。即ち、この走行状態判断処理では、車両1の走行速度が所定の速度以上であり、且つ、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下である場合に、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断する。
【0084】
一方、S14の処理の結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量より大きいと判断される場合には(S14:No)、走行状態フラグ73cをオフして(S16)、この走行状態判断処理を終了する。
【0085】
次いで、図8を参照して、偏摩耗荷重判断処理について説明する。図8は、偏摩耗荷重判断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、車輪2にネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行する場合に、後輪2RL,2RRの接地荷重がタイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れのある偏摩耗荷重であるか否かを判断する処理である。
【0086】
CPU71は、偏摩耗荷重判断処理に関し、まず、各懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量以下であるか否かを判断する(S21)。なお、S21の処理では、サスストロークセンサ装置83により各懸架装置4の伸縮量を検出すると共に、その検出された各懸架装置4の伸縮量と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の各懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量以下であるか否かを判断する。
【0087】
その結果、各懸架装置4の内の少なくとも1の懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量より大きいと判断される場合には(S21:No)、その伸縮量の大きい懸架装置4に対応する後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重より大きく、かかる後輪2RL,2RRの接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0088】
一方、S21の処理の結果、各懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量以下であると判断される場合には(S21:Yes)、車両1の前後Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する(S22)。なお、S22の処理では、加速度センサ装置80(前後方向加速度センサ80a)により検出された車両1の前後Gと、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1の前後Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する。
【0089】
その結果、車両1の前後Gが所定の加速度より大きいと判断される場合には(S22:No)、左右の後輪2RL,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる後輪2RL,2RRの接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0090】
一方、S22の処理の結果、車両1の前後Gが所定の加速度以下であると判断される場合には(S22:Yes)、車両1の横Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する(S23)。なお、S23の処理では、加速度センサ装置80(左右方向加速度センサ80b)により検出された車両1の横Gと、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1の横Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する。
【0091】
その結果、車両1の横Gが所定の加速度より大きいと判断される場合には(S23:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0092】
一方、S23の処理の結果、車両1の横Gが所定の加速度以下であると判断される場合には(S23:Yes)、車両1のヨーレートが所定のヨーレート以下であるか否かを判断する(S24)。なお、S24の処理では、ヨーレートセンサ装置81により検出された車両1のヨーレートと、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1のヨーレートが所定のヨーレート以下であるか否かを判断する。
【0093】
その結果、車両1のヨーレートが所定のヨーレートより大きいと判断される場合には(S24:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0094】
一方、S24の処理の結果、車両1のヨーレートが所定のヨーレート以下であると判断される場合には(S24:Yes)、車両1のロール角が所定のロール角以下であるか否かを判断する(S25)。なお、S25の処理では、ロール角センサ装置82により検出された車両1のロール角と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1のロール角が所定のロール角以下であるか否かを判断する。
【0095】
その結果、車両1のロール角が所定のロール角より大きいと判断される場合には(S25:No)、左右の前輪2FL,2FR又は左右の後輪2RL,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0096】
一方、S25の処理の結果、車両1のロール角が所定のロール角以下であると判断される場合には(S25:Yes)、後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重以下であるか否かを判断する(S26)。なお、S26の処理では、接地荷重センサ装置84により検出された後輪2RL,2RRの接地荷重と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重以下であるか否かを判断する。
【0097】
その結果、後輪2RL,2RRの少なくとも1の車輪2の接地荷重が所定の接地荷重より大きいと判断される場合には(S26:No)、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0098】
一方、S26の処理の結果、後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の荷重以下であると判断される場合には(S26:Yes)、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代以下であるか否かを判断する(S27)。なお、S27の処理では、サイドウォール潰れ代センサ装置85により検出された後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代以下であるか否かを判断する。
【0099】
その結果、後輪2RL,2RRの少なくとも1の車輪2のタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代より大きいと判断される場合には(S27:No)、その潰れ代の大きい車輪2の接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0100】
一方、S27の処理の結果、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代以下であると判断される場合には(S27:Yes)、アクセルペダル61の操作量(踏み込み量)が所定の操作量以下であるか否かを判断する(S28)。なお、S28の処理では、アクセルペダルセンサ装置61aにより検出されたアクセルペダル61の操作量と、ROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、図6に示す状態量判断処理において、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断するためのアクセルペダル61の操作量より小さい値)とを比較して、現在のアクセルペダル61の操作量が所定の操作量以下であるか否かを判断する。
【0101】
その結果、アクセルペダル61の操作量が所定の操作量より大きいと判断される場合には(S28:No)、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0102】
一方、S28の処理の結果、アクセルペダル61の操作量が所定の操作量以下であると判断される場合には(S28:Yes)、ステアリング63の操作量(ステア角)が所定の操作量以下であるか否かを判断する(S29)。なお、S29の処理では、ステアリングセンサ装置63aにより検出されたステアリング63の操作量と、ROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、図6に示す状態量判断処理において、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断するためのステアリング63の操作量より小さい値、且つ、図7に示す走行状態判断処理において、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断するためのステアリング63の操作量より大きい値)とを比較して、現在のステアリング63の操作量が所定の操作量以下であるか否かを判断する。
【0103】
その結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量より大きいと判断される場合には(S29:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0104】
一方、S29の処理の結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下であると判断される場合には(S29:Yes)、ステアリング63の操作速度(ステア角速度)が所定の速度以下であるか否かを判断する(S30)。なお、S30の処理では、ステアリング63の操作量を時間微分して取得されるステアリング63の操作速度と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在のステアリング63の操作速度が所定の速度以下であるか否かを判断する。
【0105】
その結果、ステアリング63の操作速度が所定の速度より大きいと判断される場合には(S30:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0106】
一方、S30の処理の結果、ステアリング63の操作速度が所定の速度以下であると判断される場合には(S30:Yes)、ステアリング63の操作加速度(ステア角加速度)が所定の加速度以下であるか否かを判断する(S31)。なお、S31の処理では、ステアリング63の操作速度を時間微分して取得されるステアリング63の操作加速度と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在のステアリング63の操作加速度が所定の加速度以下であるか否かを判断する。
【0107】
その結果、ステアリング63の操作加速度が所定の加速度より大きいと判断される場合には(S31:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0108】
一方、S31の処理の結果、ステアリング63の操作加速度が所定の加速度以下であると判断される場合には(S31:Yes)、偏摩耗フラグ73dをオフして(S33)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0109】
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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0110】
CPU71は、キャンバ制御処理に関し、まず、状態量フラグ73bがオンであるか否かを判断し(S41)、状態量フラグ73bがオンであると判断される場合には(S41:Yes)、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S42)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S42:No)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与すると共に(S43)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R2(図4参照)を選択する(S44)。次いでキャンバフラグ73aをオンして(S45)、このキャンバ制御処理を終了する。マップ値R2が選択されたステアリングギヤ比可変装置53は、車両1の走行速度に応じて、ステアリングギヤ比をマップ値R2に従って変化させる。
【0111】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たす場合、即ち、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であり、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回すると車輪2がスリップする恐れがあると判断される場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。
【0112】
ここで、車両1の操縦性の指標である操安キャパシティCsは(数1)で表され、コーナリングパワー増幅率eは(数2)で表される。
【0113】
【数1】
但し、m:車両質量、a:前軸から重心までの距離、b:後軸から重心までの距離、e:コーナリングパワー増幅率、Cf:前輪のコーナリングパワー、Cr:後輪のコーナリングパワー、I:ヨー慣性モーメントである。
【0114】
【数2】
但し、Ks:ステアリング系剛性、N:ステアリングギヤ比、ξ:ε1+ε2、ε1:ニューマチックトレール、ε2:キャスタートレールである。
【0115】
数2によれば、ステアリングギヤ比Nを大きくすることによりコーナリングパワー増幅率eが増加する。コーナリングパワー増幅率eが増加することにより、数1によれば、操安キャパシティCsを向上できる。マップ値R2は、マップ値R1に比べて中速〜高速領域が大きなギヤ比に設定されているので(図4参照)、上記(数1)及び(数2)から明らかなように、マップ値R2がステアリングギヤ比可変装置53に設定される車両1は、中速〜高速領域における操安キャパシティを向上できる。これにより、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保できると共に、操縦性を向上できる。
【0116】
また、S44の処理においてステアリングギヤ比を大きくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、コーナリング走行時における車両1の限界性能を向上できる。
【0117】
一方、S42の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S42: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ので、S43〜S45の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0118】
これに対し、S41の処理の結果、状態量フラグ73bがオフであると判断される場合には(S41:No)、走行状態フラグ73cがオンであるか否かを判断し(S46)、走行状態フラグ73cがオンであると判断される場合には(S46:Yes)、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S47)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S47:No)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与すると共に(S48)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R1(図4参照)を選択する(S49)。次いで、キャンバフラグ73aをオンして(S50)、S51の処理を実行する。
【0119】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である場合、即ち、車両1の走行速度が所定の速度以上であると共にステアリング63の操作量が所定の操作量以下であり、車両1が比較的高速で直進している場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。さらにマップ値R1は、マップ値R2に比べて中速〜高速領域が小さなギヤ比に設定されているので(図4参照)、中速〜高速領域における前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。これにより、車両1の直進安定性を確保できると共に操舵感を向上できる。
【0120】
一方、S47の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S47:Yes)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第1キャンバ角に調整されているので、S48〜S50の処理をスキップして、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであるか否かを判断する(S51)。その結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであると判断される場合には(S51:Yes)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R1(図4参照)を選択し(S52)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する(S53)。次いで、キャンバフラグ73aをオフして(S54)、このキャンバ制御処理を終了する。
【0121】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、即ち、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行すると、タイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れがある場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。また、この場合にマップ値R1(図4参照)を選択することにより(R2>R1)、中速〜高速領域における前輪2FL,2FRのステアリングギヤ比を小さくして等価コーナリングフォースを大きくする。その結果、操舵初期の反応を良くすることができ操舵感を向上できる。
【0122】
一方、S51の処理の結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオフであると判断される場合には(S51:No)、車輪2の接地荷重は偏摩耗荷重ではなく、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行しても、タイヤ(トレッド)が偏摩耗する恐れはないと判断されるので、S52〜S54の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0123】
これに対し、S46の処理の結果、走行状態フラグ73cがオフであると判断される場合には(S46:No)、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S55)。その結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S55:Yes)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除すると共に(S56)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R1(図4参照)を選択する(S57)。次いで、キャンバフラグ73aをオフして(S58)、このキャンバ制御処理を終了する。
【0124】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、即ち、車両1の走行安定性を優先して確保する必要がない場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、ロールステアを小さくして快適性を確保できる。また、この場合にマップ値R2(図4参照)を選択することにより、ステアリングギヤ比を大きくし、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより安定性を確保できる。
【0125】
一方、S55の処理の結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S55:No)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第2キャンバ角に調整されているので、S56〜S58の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0126】
以上説明したように、第1実施の形態によれば、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上であると判断される場合に、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角(第1キャンバ角よりも絶対値が小さいキャンバ角)に調整され、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与が解除されるので、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。
【0127】
即ち、車輪2の接地荷重が大きいほどタイヤの摩耗が進行し易いので、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上である場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。その結果、タイヤの寿命を向上させることができる。また、タイヤの偏摩耗を抑制することで、タイヤの接地面が不均一となるのを防止して、車両1の走行安定性を確保することができる。更に、タイヤの偏摩耗を抑制できるので、その分、省燃費化を図ることができる。
【0128】
また、第1実施の形態によれば、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たすと判断される場合に(S41:Yes)、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第1キャンバ角に調整され、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与されるので、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。その場合のステアリングギヤ比は高ギヤ比(R2)なので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、コーナリング走行時における車両1の限界性能を向上できる。
【0129】
また、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たしていないと判断され、且つ、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上であると判断される場合には、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角(第1キャンバ角よりも絶対値が小さいキャンバ角)に調整され、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与が解除される。これにより、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。よって、走行安定性の確保とタイヤの偏摩耗の抑制との両立を図ることができる。その場合のステアリングギヤ比は高ギヤ比(R2)なので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、車両1の安定性を確保できる。
【0130】
また、第1実施の形態によれば、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断される(第2条件を満たす)場合に(S46:Yes)、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第1キャンバ角に調整され、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与されるので、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。その場合のステアリングギヤ比は低ギヤ比(R1)なので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。これにより車両1の操安キャパシティを向上できる。操安キャパシティが高いほど車両1の収束性が高いといえるので、車両1の直進安定性を確保しつつ操舵感を向上できる。
【0131】
また、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断され、且つ、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上であると判断される場合には、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角(第1キャンバ角よりも絶対値が小さいキャンバ角)に調整され、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与が解除されるので、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。よって、直進安定性の確保とタイヤの偏摩耗の抑制との両立を図ることができる。その場合のステアリングギヤ比は低ギヤ比(R1)が維持されるので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースは大きいまま維持される。これにより車両1の操舵感を確保できる。
【0132】
なお、請求項1記載の状態量取得手段としては、図6に示すフローチャート(状態量判断処理)におけるS1,S2,S3の処理、図7に示すフローチャート(走行状態判断処理)におけるS21〜S31の処理がそれぞれ該当する。図9に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS49の処理がそれぞれ該当する。
【0133】
次いで、図10から図11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ROM72に記憶されたギヤ比マップ72aにおいて、マップ値R1に対してマップ値R2が高ギヤ比に設定される場合について説明した。これに対し、第2実施の形態では、車両用制御装置200のROM272に記憶されたギヤ比マップ272aにおいて、マップ値R1に対してマップ値R2が低ギヤ比に設定される場合について説明する。また、第2実施の形態で説明する車両用制御装置200は、第1実施の形態における車両1に搭載される車両用制御装置100に代えて搭載されるものとして説明する。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。
【0134】
まず、図10を参照して、第2実施の形態における車両用制御装置200の電気的構成について説明する。図10は車両用制御装置200の電気的構成を示したブロック図である。ROM272はCPU71により実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリであり、ROM272には、図10に示すようにギヤ比マップ272aが設けられている。
【0135】
ここで図11を参照して、ギヤ比マップ272aの内容について説明する。図11はギヤ比マップ272aの内容を模式的に示した模式図である。ギヤ比マップ272aは、車両1の走行速度に対するステアリングギヤ比を規定するマップであり、2種類のマップ値R1,R3によりステアリングギヤ比が規定されている。ギヤ比マップ272aによれば、ステアリングギヤ比は、車両1の走行速度が低速のときは小さく、走行速度が高速になるにつれて大きくなるように規定されている。走行速度が低速〜中速の領域ではマップ値R3は、マップ値R1と同値であるが、走行速度が中速〜高速の領域ではマップ値R3は、マップ値R1より小さな値とされている。
【0136】
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。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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0137】
CPU71はS43の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R1(図11参照)を選択する(S44)。次いでキャンバフラグ73aをオンして(S45)、このキャンバ制御処理を終了する。マップ値R1が選択されたステアリングギヤ比可変装置53は、車両1の走行速度に応じて、ステアリングギヤ比をマップ値R3に従って変化させる。
【0138】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たす場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保することができる。さらにマップ値R1は、マップ値R1に比べて中速〜高速領域が大きなギヤ比に設定されているので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、コーナリング走行時における車両1の限界性能を向上できる。
【0139】
なお、ステアリングギヤ比の変更(S44)に優先して後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与するので(S43)、ステアリングギヤ比の変更によって車両1のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制できる。
【0140】
またCPU71は、S48の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R3(図11参照)を選択する(S49)。
【0141】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。さらにマップ値R3は、マップ値R1に比べて中速〜高速領域が小さなギヤ比に設定されているので、中速〜高速領域において、前輪2FL,2FRに必要な実舵角をステアリング63の少ない操作量で素早く得られるようにできる。また、ステアリングギヤ比の変更によって前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできるので、車両1に作用するモーメント(復元モーメント)を同一のまま、即ち安定性を確保したまま操縦性を確保できる。その結果、操舵感を向上できる。
【0142】
なお、ステアリングギヤ比の変更(S349)に優先して後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与するので(S48)、ステアリングギヤ比の変更によって車両1のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制できる。
【0143】
またCPU71は、S52の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R1を選択する(S53)。
【0144】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。さらにマップ値R1は、マップ値R3に比べて中速〜高速領域が大きなギヤ比に設定されているので、中速〜高速領域において、ステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの舵角変化を小さくできる。これにより操縦安定性を確保できる。また、ステアリングギヤ比の変更によって前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできるので、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができる。その結果、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0145】
なお、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与の解除(S53)に優先して、ステアリングギヤ比を変更するので(S52)、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0146】
またCPU71は、S56の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R1を選択する(S57)。
【0147】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、この場合にマップ値R1を選択することにより、中速〜高速領域において、ステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの舵角変化を小さくできる。これにより操縦安定性を確保できる。また、ステアリングギヤ比の変更によって前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできるので、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができる。その結果、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0148】
なお、ステアリングギヤ比の変更(S57)に優先して後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除するので(S56)、車両1のアンダーステア傾向が強くなり過ぎることを抑制して、操舵感の低下を抑制できる。
【0149】
なお、図9に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS49の処理がそれぞれ該当する。
【0150】
次いで、図12から図13を参照して、第3実施の形態について説明する。第1実施の形態および第2実施の形態では、車両用制御装置100,200のROM72,272に記憶されたギヤ比マップ72a,272aに基づいて、ステアリングギヤ比可変装置53にマップ値R1〜R3を設定する場合について説明した。マップ値R1〜R3は車両1の走行速度に対して変化するステアリングギヤ比であった。これに対し、第3実施の形態では、車両用制御装置300のROM372に所定のステアリングギヤ比R4,R5(但しR4<R5)が記憶される場合について説明する。なお、ステアリングギヤ比R4,R5は、車両1の走行速度に対して変化しない一定値である。
【0151】
また、第3実施の形態で説明する車両用制御装置300は、第1実施の形態における車両1に搭載される車両用制御装置100に代えて搭載されるものとして説明する。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。
【0152】
まず、図12を参照して、第3実施の形態における車両用制御装置300の電気的構成について説明する。図12は車両用制御装置300の電気的構成を示したブロック図である。ROM372はCPU71により実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリであり、ROM372にはステアリングギヤ比R4,R5(但しR4<R5)が記憶されている。
【0153】
次いで、図13を参照して、キャンバ制御処理について説明する。この処理は、車両用制御装置300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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0154】
CPU71はS43の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM372に予め記憶されているステアリングギヤ比R5を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S344)。
【0155】
これにより、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たす場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保することができる。さらに高ギヤ比のステアリングギヤ比R5に設定されるので、車両1の操安キャパシティを向上できる。これにより、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保できると共に、操縦性を向上できる。
【0156】
またCPU71は、S48の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM372に予め記憶されているステアリングギヤ比R4を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S349)。
【0157】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である(第2条件を満たす)場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。さらにステアリングギヤ比R4は低ギヤ比に設定されているので(R4<R5)、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。これにより車両1の操安キャパシティを向上できる。操安キャパシティが高いほど車両1の収束性が高いといえるので、車両1の直進安定性を確保しつつ操舵感を向上できる。
【0158】
またCPU71は、S51の処理において偏摩耗荷重フラグ73dがオンであると判断される場合(S51:Yes)、ROM372に予め記憶されている低ギヤ比のステアリングギヤ比R4を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S352)。次いで、S53の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。
【0159】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。さらに低ギヤ比のステアリングギヤ比R4に設定することにより(R4<R5)、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを増加させる。その結果、操舵初期の反応を良くすることができ操舵感を向上できる。
【0160】
またCPU71は、S56の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。次いで、ROM372に予め記憶されている高ギヤ比のステアリングギヤ比R5を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S357)。
【0161】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、この場合に高ギヤ比のステアリングギヤ比R5に設定することにより(R4<R5)、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより、車両1の安定性を確保できる。また、第3実施の形態によれば、ステアリングギヤ比R4,R5は車両1の走行速度に対して変化しない一定値であるので、ステアリングギヤ比可変装置53の制御や装置構成を簡素化することができる。
【0162】
なお、図13に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS349の処理がそれぞれ該当する。
【0163】
次いで、図14から図16を参照して、第4実施の形態について説明する。第1実施の形態から第3実施の形態では、ステアリングギヤ比可変装置53を作動させて前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合について説明した。これに対し第4実施の形態では、車体(車体フレームBF)の前輪2FL,2FR側の懸架に供される減衰力可変ダンパの減衰力を可変するフロントダンパ可変装置86を作動させて、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合について説明する。なお、第4実施の形態で説明する車両用制御装置400は、第1実施の形態における車両1に搭載される車両用制御装置100に代えて搭載されるものとして説明する。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。
【0164】
まず、図14を参照して、第4実施の形態における車両用制御装置400の電気的構成について説明する。図14は車両用制御装置400の電気的構成を示したブロック図である。ROM472はCPU71により実行される制御プログラム(例えば図16に示すフローチャートのプログラム)や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。RAM473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、ダンパフラグ473e、スポーツモードフラグ474fが設けられている。
【0165】
ダンパフラグ473eは、減衰力可変ダンパが高減衰力・低減衰力のいずれに設定されているかを示すフラグであり、後述するキャンバ制御処理(図16参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。なお、本実施の形態におけるダンパフラグ473eは、フロントダンパ可変装置86が減衰力可変ダンパを高減衰力に設定している場合にオンに切り替えられ、フロントダンパ可変装置86が減衰力可変ダンパを低減衰力に設定している場合にオフに切り替えられる。CPU71は、このダンパフラグ473eがオンである場合に、フロントダンパ可変装置86が減衰力可変ダンパを高減衰力に設定していると判断する。
【0166】
スポーツモードフラグ474fは、後述する走行モード切換装置87により車両1の走行モードを「スポーツモード」に切り換える要求があるか否かを示すフラグであり、操縦性を優先する「スポーツモード」への切換要求がある場合にオンに切り換えられ、「スポーツモード」への切換要求がない場合にオフに切り換えられる。CPU71は、このスポーツモードフラグ474fがオンである場合に「スポーツモード」への切換要求があると判断し、スポーツモードフラグ474fがオフである場合に「スポーツモード」への切換要求がないと判断する。
【0167】
フロントダンパ可変装置86は、車体(車体フレームBF)の前輪2FL,2FR側の懸架に供される減衰力可変ダンパの減衰力を可変する装置(減衰力可変ダンパの一部)である。本実施の形態では、減衰力可変ダンパは液体式のショックアブソーバにより構成されており、フロントダンパ可変装置86は、バルブやオリフィス等により形成される減衰力可変ダンパの流路の面積を異ならせて液体の流体抵抗(減衰力)を可変可能に構成されている。なお、減衰力可変ダンパは、変位の初期から減衰力が強く発生しないように、変位量や変位速度に応じて減衰力が変化する構造が採用されている。
【0168】
フロントダンパ可変装置86により減衰力可変ダンパが高減衰力に設定される場合には、サスペンションが硬くなると共に、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが大きくなる。また、フロントダンパ可変装置86により減衰力可変ダンパが低減衰力に設定される場合には、サスペンションが軟らかくなると共に、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが小さくなる。
【0169】
走行モード切換装置87は、運転者が車両1の走行モードの切換要求をするための装置であり、切換要求が入力されるスイッチ操作を検出するセンサ(図示せず)と、そ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。本実施の形態における車両1は、一般道などを通常走行する「通常モード」、スポーツカーのように操縦性を優先する「スポーツモード」に切換可能に構成されている。
【0170】
次いで図15を参照して、「通常モード」及び「スポーツモード」について説明する。図15はコーナリングフォースと車両1に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。図15において、横軸は前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースCFfであり、縦軸は後輪2RL,2RRの等価コーナリングフォースCFrである。
【0171】
車両1は、「通常モード」において、点P(図15参照)に示すアンダーステア傾向に設定されているものとする。ステアリングギヤ比を小さくしたり前輪2FL,2FR側の減衰力可変ダンパの減衰力を大きくしたりすることで、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。この状態(点P)から、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくすることにより、モーメントM3が作用する車両特性にできる(点C3)。モーメントM3は、操舵輪の切れ角に対して車体を回頭しようとする向きに作用する回頭モーメントであり、モーメントM3が作用する車両特性(ステア特性)はオーバーステア傾向(OS)である。車両1のステア特性をオーバーステア傾向にすることで、操縦性を優先する「スポーツモード」に切り換えることができる。
【0172】
なお、点Pの状態から、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースをわずかに大きくすることにより、車両1のステア特性をニュートラルステア傾向にする(車両1の状態を点Pと点C3との間にする)ことは当然可能である。この場合、車両1は「通常モード」と比較してアンダーステア傾向が弱くなるので、運転者は相対的にオーバーステア傾向を感じることができる。従って、この場合も運転者の操舵感を向上できる。以上のように「オーバーステア傾向」は、アンダーステア傾向に設定された「通常モード」に対する相対的なステア特性である。
【0173】
次いで、図16を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図16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400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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0174】
CPU71は、まず、状態量フラグ73bがオンであるか否かを判断し(S41)、状態量フラグ73bがオンであると判断される場合には(S41:Yes)、次にダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S401)。ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S401:Yes)、フロントダンパ可変装置86を作動させて前輪2FL,2FR側の減衰力可変ダンパ(以下「フロントダンパ」と称す)の減衰力を小さくし(S402)、ダンパフラグ473eをオフする(S403)。
【0175】
次いでCPU71は、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S42)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S42:No)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する(S43)。次にキャンバフラグ73aをオンして(S45)、このキャンバ調整処理を終了する。一方、S42の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S42:Yes)、S43,S45の処理をスキップして、このキャンバ調整処理を終了する。
【0176】
これにより、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たす場合、即ち、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であり、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回すると車輪2がスリップする恐れがあると判断される場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。
【0177】
この場合にフロントダンパの減衰力を小さくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、さらに車両1の走行安定性を向上できる。
【0178】
これに対し、S41の処理の結果、状態量フラグ73bがオフであると判断される場合には(S41:No)、走行状態フラグ73cがオンであるか否かを判断し(S46)、走行状態フラグ73cがオンであると判断される場合には(S46:Yes)、ダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S404)。ダンパフラグ473eがオフであると判断される場合には(S404:No)、フロントダンパ可変装置86を作動させてフロントダンパの減衰力を大きくした後(S405)、ダンパフラグ473eをオンする(S406)。一方、S404の処理の結果、ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S404:Yes)、S405,S406の処理をスキップする。
【0179】
次いでCPU71は、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S47)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S47:No)、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与して(S48)、キャンバフラグ73aをオンする(S50)。一方、S47の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S47:Yes)、S48,S50の処理をスキップする。
【0180】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である(第2条件を満たす)場合、即ち、車両1の走行速度が所定の速度以上であると共にステアリング63の操作量が所定の操作量以下であり、車両1が比較的高速で直進している場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。その結果、高速道路や轍のある幹線道路などで車両1を安定に走行させることができ、運転者を疲れ難くできる。
【0181】
この場合にフロントダンパの減衰力を大きくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。その結果、車両1のステア特性を維持し、車両1の直進性(復元性)を確保しつつ操縦性を向上できる。また、操舵初期の車両1の反応を良くすることができ操舵感を向上できる。
【0182】
なお、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与(S48)に優先してフロントダンパの減衰力を大きくするので(S405)、車両1の挙動が鈍くなったという感覚を運転者に与え難くすることができ、操舵感を向上できる。後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与されることで車両1がアンダーステア傾向になるときには、運転者は車両1の挙動を鈍く感じる場合があるところ、前輪2FL,2RLの等価コーナリングフォースの変更を優先することにより操縦性の確保を優先できるからである。
【0183】
次いでCPU71は、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであるか否かを判断する(S51)。その結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであると判断される場合には(S51:Yes)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する(S53)。次いで、キャンバフラグ73aをオフして(S54)、このキャンバ制御処理を終了する。
【0184】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、即ち、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行すると、タイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れがある場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。
【0185】
この場合にフロントダンパの減衰力は大きいまま維持されるので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースも大きいまま維持される。その結果、車両1の操縦性を確保できるので、運転者は車両1の俊敏な走行を楽しむことができる。
【0186】
一方、S51の処理の結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオフであると判断される場合には(S51:No)、車輪2の接地荷重は偏摩耗荷重ではなく、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行しても、タイヤ(トレッド)が偏摩耗する恐れはないと判断されるので、S53,S54の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0187】
これに対し、S46の処理の結果、走行状態フラグ73cがオフであると判断される場合には(S46:No)、スポーツモードフラグ473fがオンであるか否かを判断する(S407)。その結果、スポーツモードフラグ473fがオンであると判断される場合には(S407:Yes)、ダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S408)。その結果、ダンパフラグ473eがオフであると判断される場合には(S408:No)、フロントダンパ可変装置86を作動させてフロントダンパの減衰力を大きくして(S409)、ダンパフラグ473eをオンする(S410)。一方、S408の処理の結果、ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S408:Yes)、S409,S410の処理をスキップする。
【0188】
次いで、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S411)。その結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S411:Yes)、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除し(S412)、キャンバフラグ73aをオフして(S413)、このキャンバ制御処理を終了する。一方、S411の処理の結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S411:No)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第2キャンバ角に調整されているので、S412,S413の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0189】
これにより、スポーツモードフラグ473fがオンである場合には(S407:Yes)、操縦性を優先した車両1を走行したいという運転者の要求があるので、フロントダンパの減衰力を大きくすることで前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくする。この場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバは付与されないので(S412)、ステア特性(図15参照)をニュートラルステア乃至はオーバーステア傾向(OS)にすることができる(図15の点C3)。これにより車両1の操縦性を向上させることができる。
【0190】
この場合に、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与の解除(S412)に優先してフロントダンパの減衰力を大きくするので(S409)、車両1の操縦性が向上した感覚を運転者に迅速に与えることができ、操舵感を向上できる。また、操安キャパシティを大きくしてから回頭モーメントを大きくできるので(図15参照。点C2→点C3)、車両1の安定性(収束性)を確保しつつ操縦性を向上できる。
【0191】
また、状態量フラグ73bがオフであり(S41:No)、且つ、走行状態フラグ73cがオフである場合に(S46:No)、スポーツモードフラグ473fがオンであるか否かの判断が実行されるので(S407)、車両1の安定性を確保することができる。「スポーツモード」は車両1の安定性より操縦性を優先させるからである。
【0192】
これに対し、S407の処理の結果、スポーツモードフラグ473fがオフであると判断される場合には(S407:No)、ダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S414)。その結果、ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S414:Yes)、フロントダンパ可変装置86を作動させてフロントダンパの減衰力を小さくして(S415)、ダンパフラグ473eをオフする(S416)。一方、S414の処理の結果、ダンパフラグ473eがオフであると判断される場合には(S414:No)、フロントダンパの減衰力は既に小さくされているので、S415,S416の処理をスキップする。
【0193】
次いで、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S55)。その結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S55:Yes)、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除し(S56)、キャンバフラグ73aをオフして(S58)、このキャンバ制御処理を終了する。一方、S55の処理の結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S55:No)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第2キャンバ角に調整されているので、S56,S58の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0194】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、即ち、車両1の走行安定性を優先して確保する必要がない場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。
【0195】
この場合であって、スポーツモードフラグ473fがオフである場合には(S407:No)、フロントダンパの減衰力を小さくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、さらに車両1の走行安定性を向上できる。なお、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与の解除(S56)に優先して、フロントダンパの減衰力を小さくするので(S410)、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0196】
以上説明したように、第4実施の形態によれば、フロントダンパの減衰力が変更されることにより前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが変更される。フロントダンパの減衰力を小さくするにつれ前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが小さくなる傾向がみられ、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にできる。一方、フロントダンパの減衰力を大きくするにつれ前輪2FL,2FRの等価コーナリングが大きくなる傾向がみられ、車両1のステア特性をオーバーステア傾向にできる。前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースによる効果と、後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する効果とにより、車両のステア特性や操縦性を簡便に制御できる。
【0197】
なお、図16に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS405の処理がそれぞれ該当する。請求項3記載の切換要求判断手段としてはS407の処理が、第3キャンバ角調整手段としてはS412の処理が、第2コーナリングフォース変更手段としてはS409の処理がそれぞれ該当する。
【0198】
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。
【0199】
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。
【0200】
上記各実施の形態では、操舵装置5がラック&ピニオン式のステアリングギヤとして構成され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、ボールナット式等の他のステアリングギヤ機構を採用することは当然可能である。
【0201】
上記各実施の形態では、ステアリングギヤ比を変更して前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合、フロントダンパの減衰力を変更して前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更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、他の手段により前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することは当然可能である。
【0202】
前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する他の手段としては、例えば、車両1の前輪2FL,2FR側に荷重を移動させることにより前輪2FL,2FR側の荷重を相対的に増加させ、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを増加させる手段を挙げることができる。また、逆に車両1の後輪2RL,2RR側に荷重を移動させることにより前輪2FL,2FR側の荷重を相対的に減少させ、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを減少させる手段を挙げることもできる。
【0203】
また、後輪2RL,2RRを転がり抵抗の小さい特性(低転がり特性)に構成する一方、前輪2FL,2FRをグリップ力の高い特性(高グリップ特性)に構成し、前輪2FL,2FR及び後輪2RL,2RRの空気圧の比率を変更することにより、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することも可能である。後輪2RL,2RRを低転がり特性にすると共に、前輪2FL,2FRを高グリップ特性にするには、トレッドの材料、幅、パターンを異ならせる等の周知の方法を採用できる。前輪2FL,2FRの空気圧を低下させることにより、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを増加できる。
【0204】
また、ステアリング系ブッシュの硬さを可変にすることにより、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することも可能である。ブッシュの硬さを可変にする手段としては、すぐり入りブッシュを回転させたり磁性流体を用いたりする手段等を採用できる。
【0205】
なお、前輪2FL,2FRのキャンバ角を調整することなく前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することにより、等価コーナリングフォースの変更の前後で前輪2FL,2FRの接地面積がほとんど変わらないようにできるので、前輪2FL,2FRに偏摩耗が生じることを防止できる。
【0206】
また、第1実施の形態から第3実施の形態では、ステアリングギヤ比を変更することによりステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの切れ角を変更し、それに伴い前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合について説明したが、これに限られるものではなく、コンプライアンスステアを利用することによりステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの切れ角を変更し、それに伴い前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することは当然可能である。
【0207】
上記第1実施の形態では(図9参照)、S52の処理の処理において、ステアリングギヤ比はR1を維持する場合について説明したが(R2>R1)、必ずしもこれに限られるものではなく、ステアリングギヤ比をR2に変更することは当然可能である。S52の処理によりステアリングギヤ比をR2に変更することで、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0208】
上記第2実施の形態では(図9参照)、S52の処理において、ステアリングギヤ比をR1に変更する場合について説明したが(R1>R3)、必ずしもこれに限られるものではなく、S52の処理を省略してステアリングギヤ比R3を維持することは当然可能である。これにより低ギヤ比(R3)が維持されるので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースは大きいまま維持される。その結果、車両1の操縦性を確保でき、操舵感を向上できる。
【0209】
上記第4実施の形態では(図16参照)、S53の処理において後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除するときに、フロントダンパの減衰力は大きいまま維持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、フロントダンパの減衰力を小さくすることは当然可能である。フロントダンパの減衰力を小さくすることにより前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0210】
上記第4実施の形態では(図16参照)、S407の処理の結果、スポーツモードフラグ473fがオンであると判断される場合に(S407:Yes)、まずフロントダンパの減衰力を大きくして(S409)、次いで後輪2RL,2RRのネガティブキャンバの付与を解除する場合(S412)について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、スポーツモードフラグ473fがオンであると判断される場合に(S407:Yes)、後輪2RL,2RRのネガティブキャンバの付与を解除して、次いで、フロントダンパの減衰力を大きくすることは当然可能である。この場合、まず、後輪2RL,2RRのネガティブキャンバの付与を解除することで、車両1に作用する復元モーメントを小さくできる(図15参照、点C1→点P)。次いで、フロントダンパの減衰力を大きくすることで(点P→点C3)、回頭モーメントを大きくできる。これにより、車両1の回頭性を効果的に向上できる。従って、操舵感が向上したことを運転者に効果的に伝えることができる。
【0211】
上記第4実施の形態では、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たすと判断される場合(S41:Yes)、車両1の走行状態が所定の条件(第2条件)を満たすと判断される場合に(S46:Yes)、フロントダンパの減衰力の変更をキャンバ角の調整に優先して行う場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、車輪2のキャンバ角の調整をフロントダンパの減衰力の変更に優先して行うことは当然可能である。車輪2のキャンバ角の調整をフロントダンパの減衰力の変更に優先して行うことにより、フロントダンパの減衰力が変更されて車輪2のキャンバ角が調整されるまでの間に、車両1がオーバーステア傾向になることを抑制することができ、車両1の安定性を確保できる。
【0212】
上記各実施の形態では、アクセルペダル61、ブレーキペダル62及びステアリング63の操作量に基づいて、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たすか否かを判断する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、各ペダル61,62及びステアリング63の操作量に代えて、他の状態量に基づいて車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断することは当然可能である。他の状態量としては、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63の操作速度や操作加速度のように、運転者により操作される操作部材の状態を示すものでも良く、或いは、車両1自体の状態を示すものでも良い。車両1自体の状態を示すものとしては、車両1の前後G、横G、ヨーレート、ロール角などが例示される。
【0213】
上記各実施の形態では、車両1の走行速度およびステアリング63の操作量に基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか(第2条件を満たすか)否かを判断する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ステアリング63の操作量のみに基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断しても良い。また、ステアリング63の操作量に代えて、ステアリング63の操作速度や操作加速度のように、ステアリング63の操作状態に基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断しても良く、或いは、車両1の横G、ヨーレートなどのように、車両1自体の状態量に基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断しても良い。また、車両1の走行速度およびステアリング63の操作量に代えて、他の情報に基づいて車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断することは当然可能である。他の情報としては、例えば、他の入出力装置90として例示したナビゲーション装置により取得される情報であって、車両1の現在位置が地図データの高速道路上や幹線道路上など所定の区間において車両1が直進すると判断される直線道路上に位置する場合などが例示される。この場合には、直線道路の先にカーブが存在したり右左折を必要としたりする道路状況において、車両1が旋回するたびにキャンバ角調整装置44を作動させてしまうことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。
【0214】
上記各実施の形態では、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断する状態量判断処理において、アクセルペダル61の操作量、ブレーキペダル62の操作量およびステアリング63の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断するための各操作量の判断基準を、車輪2のキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回する場合に、車輪2がスリップする恐れがあると判断される限界値とする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、単に車両1の状態量(例えば、各ペダル61,62の操作量やステアリング63の操作量など)に基づいて設定しても良い。
【0215】
また、上記各実施の形態では、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であるか否かを判断する偏摩耗荷重判断処理において、懸架装置4の伸縮量、車両1の前後G、横G、ヨーレート、ロール角、車輪2の接地荷重、タイヤサイドウォールの潰れ代、アクセルペダル61の操作量、ブレーキペダル62の操作量、ステアリング63の操作量、操作速度、操作加速度が所定値以下であるかを判断するための判断基準が、それぞれROM72,272,372に予め記憶された一定値である場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、天候や路面の状況を取得し、その取得した天候や路面の状況に応じて各判断基準を変更する構成としても良い。この場合には、より高精度に車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であるか否かを判断でき、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。
【0216】
上記各実施の形態では説明を省略したが、キャンバ制御処理のS56の処理において、左右の後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する場合に、所定時間(例えば3秒など)の経過を待ってから解除しても良い。この場合には、山道などの車両1が頻繁に旋回する道路状況において、車両1が旋回するたびにキャンバ角調整装置44を作動させてしまうことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。
【符号の説明】
【0217】
100,200,300,400 車両用制御装置
1 車両
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)
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)
BF 車体フレーム(車体の一部)
【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、車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上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、車両のステア特性を調整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、車速を検出し、所定の車速以上において後輪にネガティブキャンバを付与する技術が開示されている。この技術によれば、後輪にネガティブキャンバを付与することにより車両のステア特性をアンダーステア傾向にできる。
【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】
しかしながら、特許文献1に開示される技術では、ステア特性をアンダーステア傾向にすることにより、車両の安定性は確保できるものの操舵感が悪くなることがあるという問題点があった。
【0005】
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、車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上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】
【0006】
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、車両の状態量が状態量取得手段により取得され、その状態量取得手段により取得された車両の状態量が所定の条件を満たすか状態量判断手段により判断される。判断の結果、車両の状態量が所定の第1条件を満たす場合に、第1キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され、後輪のキャンバ角が調整されて後輪にネガティブキャンバが付与される。
【0007】
また、状態量判断手段による判断の結果、車両の状態量が第1条件と異なる第2条件を満たす場合に、第2キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され、後輪のキャンバ角が調整されて後輪にネガティブキャンバが付与される。その場合に第1コーナリングフォース変更手段により、前輪の等価コーナリングフォースが、第1キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角が調整される場合の前輪の等価コーナリングフォースより大きくされる。
【0008】
以上のように第2条件を満たす場合には、第2キャンバ角調整手段により後輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両のステア特性がアンダーステア傾向にされる。この場合に、第1コーナリングフォース変更手段により、第1条件を満たす場合より前輪の等価コーナリングフォースが大きくされる。第2条件を満たす場合に、第1条件を満たす場合より前輪の等価コーナリングフォースを大きくすることで、操安キャパシティを向上させることができる。操安キャパシティが高いほど車両の収束性が高いといえるので、第2条件を満たす場合には、車両の安定性を確保しつつ操舵感を向上できる効果がある。
【0009】
一方、第1条件を満たす場合は、第1キャンバ角調整手段により後輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両のステア特性がアンダーステア傾向にされる。この場合の前輪の等価コーナリングフォースは第2条件を満たす場合より小さいので、第1条件を満たす場合には、第2条件を満たす場合と比較して、車両のアンダーステア傾向を強くできる。これにより、第1条件を満たす場合には、コーナリング走行時における車両の限界性能を向上できる効果がある。
【0010】
請求項2記載の車両用制御装置によれば、状態量判断手段は、車両が所定の直進状態である場合に第2条件を満たすと判断するので、請求項1の効果に加え、第2条件を満たす場合には、車両の直進安定性を確保しつつ操舵感を向上できる効果がある。
【0011】
なお、請求項2記載の「所定の直進状態」とは、車両の横方向加速度やヨーレート等が所定値以下である場合、車両の進行方向を左右に転換するために運転者により操作される操作部材(例えば、ステアリング等)の操作量が所定の操作量以下である場合、車両の現在位置が地図データの高速道路上や幹線道路上など所定の区間において車両が直進すると判断される直線道路上に位置する場合などが例示される。
【0012】
請求項3記載の車両用制御装置によれば、操作者による切換要求があるか切換要求判断手段により判断され、切換要求があると判断される場合に、第3キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され後輪のキャンバ角が調整される。そのキャンバ角の絶対値は、第2キャンバ角調整手段により調整されるキャンバ角の絶対値より小さくされるので、第3キャンバ角調整手段により後輪のキャンバ角が調整されるときは、第2キャンバ角調整手段により後輪のキャンバ角が調整されるときと比較して、車両のアンダーステア傾向を弱くできる。
【0013】
また、切換要求判断手段により切換要求があると判断される場合には、第2コーナリングフォース変更手段により、第1キャンバ角調整手段により車輪のキャンバ角が調整される場合の前輪の等価コーナリングフォースより前輪の等価コーナリングフォースが大きくされることで、操縦性を向上できる。以上のように、請求項1又は2の効果に加え、操作者による切換要求がある場合には、第3キャンバ角調整手段および第2コーナリングフォース変更手段により車両のアンダーステア傾向を弱くしつつ操縦性を向上できる効果がある。
【0014】
請求項4記載の車両用制御装置によれば、状態量判断手段により車両の状態量が第1条件または第2条件を満たすと判断される場合には、切換要求判断手段により切換要求があると判断される場合であっても、第1キャンバ角調整手段または第2キャンバ角調整手段によりキャンバ角調整装置が作動され後輪のキャンバ角が調整され、後輪にネガティブキャンバが付与される。これにより、車両の安定性や限界性能を向上させる制御の発生条件を、操縦性を向上させる制御の発生条件に優先させることができる。その結果、請求項3の効果に加え、車両の安定性を確保できる効果がある。
【0015】
請求項5記載の車両用制御装置によれば、第2キャンバ角調整手段は、第1コーナリングフォース変更手段による前輪のコーナリングフォースの変更に優先して、キャンバ角調整装置を作動させて後輪のキャンバ角を調整する。第1コーナリング変更手段により前輪の等価コーナリングフォースが大きくされる場合には、車両のステア特性がオーバーステア傾向となるが、第2キャンバ角調整手段による後輪のキャンバ角の調整が、前輪の等価コーナリングフォースの変更に優先されるので、車両のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制できる。これにより請求項1から4のいずれかの効果に加え、車両の安定性を確保できる効果がある。
【0016】
請求項6記載の車両用制御装置によれば、第1コーナリングフォース変更手段は、第2キャンバ角調整手段による後輪のキャンバ角の調整に優先して、前輪の等価コーナリングフォースを変更する。後輪にネガティブキャンバが付与されることで車両がアンダーステア傾向になるときには、運転者は車両の挙動を鈍く感じる場合があるが、前輪の等価コーナリングフォースの変更を優先することにより操縦性の確保を優先できる。その結果、請求項1から4のいずれかの効果に加え、車両の挙動が鈍いという感覚を運転者に与え難くすることができ、操舵感を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】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】ギヤ比マップを模式的に示した模式図である。
【図5】コーナリングフォースと車両に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。
【図6】状態量判断処理を示すフローチャートである。
【図7】走行状態判断処理を示すフローチャートである。
【図8】偏摩耗荷重判断処理を示すフローチャートである。
【図9】キャンバ制御処理を示すフローチャートである。
【図10】第2実施の形態における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11】ギヤ比マップを模式的に示した模式図である。
【図12】第3実施の形態における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13】キャンバ制御処理を示すフローチャートである。
【図14】第4実施の形態における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15】コーナリングフォースと車両に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。
【図16】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】
【0018】
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。
【0019】
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、各車輪2を車体フレームBFに懸架する複数の懸架装置4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。
【0020】
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る一方、左右の後輪2RL,2RRは、車両1の走行に伴って従動される従動輪として構成されている。
【0021】
また、車輪2は、図1に示すように、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRが全て同じ形状および特性に構成され、そのトレッドの幅(図1左右方向の寸法)が同一の幅に構成されている。
【0022】
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を介して左右の前輪2FL,2FRに接続されている。
【0023】
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。
【0024】
懸架装置4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、左右の後輪2RL,2RRに対応して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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
これにより、車輪2のキャンバ角が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。
【0035】
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−3°、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0°(以下「第2キャンバ角」と称す)に調整される。
【0036】
図1に戻って説明する。左右の前輪2FL,2FRは、懸架装置104により車体フレームBFに懸架される。懸架装置104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。
【0037】
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ギヤ比可変装置53に伝達される。ステアリングギヤ比可変装置53から出力軸(図示せず)が突出しており、この出力軸に連結されたステアリングボックス54のピニオン54aに回転運動として伝達される。そして、ピニオン54aに伝達された回転運動は、ラック54bの直線運動に変換され、ラック54bが直線運動することで、ラック54bの両端に接続されたタイロッド55が移動する。その結果、タイロッド55がナックル56を押し引きすることで、車輪2に所定の舵角が付与される。
【0038】
ステアリングギヤ比可変装置53は、走行状態に応じてステアリングギヤ比を任意に変化させることができ、車輪2の操舵に必要なステアリング63の操舵量を調整することができる。ステアリングギヤ比は、ラック&ピニオン式のステアリングギヤの場合、ステアリング63の全回転角度と左右の前輪2FL,2FRの切れ角との比を表す。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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から図7に図示されるフローチャートのプログラム)や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。ROM72には、図3に示すように、ギヤ比マップ72aが設けられている。
【0043】
ここで図4を参照して、ギヤ比マップ72aの内容について説明する。図4はギヤ比マップ72aの内容を模式的に示した模式図である。ギヤ比マップ72aは、車両1の走行速度に対するステアリングギヤ比を規定するマップであり、2種類のマップ値R1,R2によりステアリングギヤ比が規定されている。ギヤ比マップ72aによれば、ステアリングギヤ比は、車両1の走行速度が低速のときは小さく、走行速度が高速になるにつれて大きくなるように規定されている。走行速度が低速〜中速の領域ではマップ値R2は、マップ値R1と同値であるが、走行速度が中速〜高速の領域ではマップ値R2は、マップ値R1より大きな値とされている。
【0044】
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、状態量フラグ73b、走行状態フラグ73c及び偏摩耗荷重フラグ73dが設けられている。
【0045】
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、後輪2RL,2RR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。
【0046】
状態量フラグ73bは、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを示すフラグであり、後述する状態量判断処理(図6参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。なお、本実施の形態における状態量フラグ73bは、アクセルペダル61、ブレーキペダル62及びステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上である場合にオンに切り替えられ、CPU71は、この状態量フラグ73bがオンである場合に、車両1の状態量が所定の条件を満たしていると判断する。
【0047】
走行状態フラグ73bは、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを示すフラグであり、後述する走行状態判断処理(図7参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。なお、本実施の形態における走行状態フラグ73cは、車両1の走行速度が所定の走行速度以上であり、且つ、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下である場合にオンに切り替えられ、CPU71は、この走行状態フラグ73cがオンである場合に、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断する。
【0048】
偏摩耗荷重フラグ73dは、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第1キャンバ角の状態、即ち、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行する場合に、後輪2RL,2RRの接地荷重がタイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れのある接地荷重(以下「偏摩耗荷重」と称す)であるか否かを示すフラグであり、後述する偏摩耗荷重判断処理(図8参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。CPU71は、この偏摩耗荷重フラグ73dがオンである場合に、後輪2RL,2RRの接地荷重がタイヤに偏摩耗を引き起こす恐れのある偏摩耗荷重であると判断する。
【0049】
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。
【0050】
キャンバ角調整装置44は、後輪2FR,2RR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モータ及び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。
【0051】
ステアリングギヤ比可変装置53は、ステアリングギヤ比を変化させる装置である。ステアリングギヤ比が小さいときは、必要な実舵角が素早く得られ、ステアリング63の少ない操舵量で前輪2FL,2FRの最大舵角まで操舵できる。これによりステアリング63の操舵量を低減できる。また、ステアリングギヤ比が大きいときは、ステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの舵角変化が小さくなるため、操縦安定性を確保できる。
【0052】
加速度センサ装置80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80a及び左右方向加速度センサ80bと、それら各加速度センサ80a,80b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。
【0053】
前後方向加速度センサ80a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80b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80a,80b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。
【0054】
また、CPU71は、加速度センサ装置80から入力された各加速度センサ80a,80b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。
【0055】
ヨーレートセンサ装置81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81aと、そのヨーレートセンサ81a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。
【0056】
ロール角センサ装置82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82aと、そのロール角センサ82a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。
【0057】
なお、本実施の形態では、ヨーレートセンサ81a及びロール角センサ82aがサニャック効果により回転角速度および回転角を検出する光学式ジャイロセンサにより構成されている。但し、他の種類のジャイロセンサを採用することは当然可能である。他の種類のジャイロセンサとしては、例えば、機械式や流体式などのジャイロセンサが例示される。
【0058】
サスストロークセンサ装置83は、各懸架装置4の伸縮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、各懸架装置4の伸縮量をそれぞれ検出する合計2個のRL〜RRサスストロークセンサ83RL,83RRと、それら各サスストロークセンサ83RL,83RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
【0059】
なお、本実施の形態では、各サスストロークセンサ83RL,83RRがひずみゲージとして構成されており、これら各サスストロークセンサ83RL,83RRは、各懸架装置4のショックアブソーバ(図示せず)にそれぞれ配設されている。
【0060】
CPU71は、サスストロークセンサ装置83から入力された各サスストロークセンサ83RL,83RRの検出結果(伸縮量)に基づいて、後輪2RL,2RRの接地荷重を取得する。即ち、後輪2RL,2RRの接地荷重と懸架装置4の伸縮量とは比例関係を有しているので、懸架装置4の伸縮量をXとし、懸架装置4の減衰定数をkとすると、後輪2RL,2RRの接地荷重Fは、F=kXとなる。
【0061】
接地荷重センサ装置84は、後輪2RL,2RRの接地荷重を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、後輪2RL,2RRの接地荷重をそれぞれ検出する合計2個のFL〜RR接地荷重センサ84RL,84RRと、それら各接地荷重センサ84RL,84RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
【0062】
なお、本実施の形態では、各接地荷重センサ84RL,84RRがピエゾ抵抗型の荷重センサとして構成されており、これら各接地荷重センサ84RL,84RRは、各懸架装置4のショックアブソーバ(図示せず)にそれぞれ配設されている。
【0063】
サイドウォール潰れ代センサ装置85は、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代をそれぞれ検出する合計2個のRL〜RRサイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRと、それら各サイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRの検出結果を処理してCPU71に出力する出力回路(図示せず)とを備えている。
【0064】
なお、本実施の形態では、各サイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRがひずみゲージとして構成されており、これら各サイドウォール潰れ代センサ85RL,85RRは、後輪2RL,2RR内にそれぞれ配設されている。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
ステアリングセンサ装置63aは、ステアリング63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、ステアリング63のステア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。
【0068】
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ステアリング63のステア角速度を取得することができる。更に、CPU71は、取得したステアリング63のステア角速度を時間微分して、ステアリング63のステア角加速度を取得することができる。
【0069】
図3に示す他の入出力装置90としては、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が例示される。
【0070】
次いで図5を参照して、車両用制御装置100の動作により制御される車両1の操舵性について説明する。図5はコーナリングフォースと車両1に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。図5において、横軸は前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースCFfであり、縦軸は後輪2RL,2RRの等価コーナリングフォースCFrである。なお、等価コーナリングフォースは、ロールステア、コンプライアンスステア等を含んだコーナリングフォースである。また、等価コーナリングフォースCFf,CFrに伴い車両1に作用するモーメントM1,M2,M3は、CFr・a−CFf・b(但し、aは前軸〜重心の距離であり、bは後軸〜重心の距離である)により算出される。
【0071】
モーメントM1は、操舵輪の切れ角に対して車体をまっすぐな状態に戻そうとする向きに作用する復元モーメントであり、モーメントM1が作用する車両特性(ステア特性)はアンダーステア傾向(US)である。モーメントM2は、操舵輪の切れ角に対して車体が同じ角度で旋回するように作用するモーメントであり、モーメントM2が作用する車両特性(ステア特性)はニュートラルステア傾向(NS)である。モーメントM3は、操舵輪の切れ角に対して車体を回頭しようとする向きに作用する回頭モーメントであり、モーメントM3が作用する車両特性(ステア特性)はオーバーステア傾向(OS)である。
【0072】
ここで、車両1は、点P(図5参照)に示すアンダーステア傾向に設定されているものとする。キャンバ角調整装置44(図3参照)を作動させて車輪2のキャンバ角を第1キャンバ角に調整し、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与すると、後輪2RL,2RRに生じるキャンバスラストやサスペンションのストロークによりロールステアが与えられることで生じる横力等の影響で、矢印C1(点Pから点C1に向かう矢印)に示すように後輪2RL,2RRの等価コーナリングフォースが増加する。これにより車両1はアンダーステア傾向が強くなる。
【0073】
さらに車両用制御装置100は、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与される場合に、点C1から点C2に向かう矢印に沿って、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する。これによりモーメントM1(復元モーメント)を同一のまま、即ち安定性を確保した上で操縦性を制御でき、操舵感を向上できる。また、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくすることにより、矢印C2(点Pから点C2に向かう矢印)に示すように、モーメントM1(復元モーメント)を同一のまま、即ち安定性を確保した上で、操縦性を向上できる。これにより、操縦性に対する指標である操安キャパシティを向上させて、車両1の操縦安定性を向上できる。
【0074】
なお、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくする場合には、後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整して後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することを、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースの変更に優先させる。即ち、点P→点C1→点C2の経路で等価コーナリングフォースを変更する。これにより車両1のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制でき、車両1の走行安定性を確保できる。
【0075】
次いで、図6を参照して、状態量判断処理について説明する。図6は、状態量判断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、車両1の状態量が所定の条件を満たすかを判断する処理である。
【0076】
CPU71は、状態量判断処理に関し、まず、アクセルペダル61の操作量(踏み込み量)、ブレーキペダル62の操作量(踏み込み量)及びステアリング63の操作量(ステア角)をそれぞれ取得し(S1、S2、S3)、それら取得した各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する(S4)。なお、S4の処理では、S1〜S3の処理でそれぞれ取得した各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量と、それら各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量にそれぞれ対応してROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、車輪2のキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回する場合に、車輪2がスリップする恐れがあると判断される限界値)とを比較して、現在の各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【0077】
その結果、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には(S4:Yes)、状態量フラグ73bをオンして(S5)、この状態量判断処理を終了する。即ち、この状態量判断処理では、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上である場合に、車両1の状態量が所定の条件を満たすと判断する。
【0078】
一方、S4の処理の結果、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量のいずれもが所定の操作量より小さいと判断される場合には(S4:No)、状態量フラグ73bをオフして(S6)、この状態量判断処理を終了する。
【0079】
次いで、図7を参照して、走行状態判断処理について説明する。図7は、走行状態判断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、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断する処理である。
【0080】
CPU71は、走行状態判断処理に関し、まず、車両1の走行速度を取得し(S11)、その取得した車両1の走行速度が所定の速度以上であるか否かを判断する(S12)。なお、S12の処理では、S11の処理で取得した車両1の走行速度と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1の走行速度が所定の速度以上であるか否かを判断する。
【0081】
その結果、車両1の走行速度が所定の速度より小さいと判断される場合には(S12:No)、走行状態フラグ73cをオフして(S16)、この走行状態判断処理を終了する。
【0082】
一方、S12の処理の結果、車両1の走行速度が所定の速度以上であると判断される場合には(S12:Yes)、ステアリング63の操作量(ステア角)を取得し(S13)、その取得したステアリング63の操作量が所定の操作量以下であるか否かを判断する(S14)。なお、S14の処理では、S13の処理で取得したステアリング63の操作量と、ROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、図6に示す状態量判断処理において、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断するためのステアリング63の操作量より小さい値)とを比較して、現在のステアリング63の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【0083】
その結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下であると判断される場合には(S14:Yes)、走行状態フラグ73cをオンして(S15)、この走行状態判断処理を終了する。即ち、この走行状態判断処理では、車両1の走行速度が所定の速度以上であり、且つ、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下である場合に、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断する。
【0084】
一方、S14の処理の結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量より大きいと判断される場合には(S14:No)、走行状態フラグ73cをオフして(S16)、この走行状態判断処理を終了する。
【0085】
次いで、図8を参照して、偏摩耗荷重判断処理について説明する。図8は、偏摩耗荷重判断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、車輪2にネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行する場合に、後輪2RL,2RRの接地荷重がタイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れのある偏摩耗荷重であるか否かを判断する処理である。
【0086】
CPU71は、偏摩耗荷重判断処理に関し、まず、各懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量以下であるか否かを判断する(S21)。なお、S21の処理では、サスストロークセンサ装置83により各懸架装置4の伸縮量を検出すると共に、その検出された各懸架装置4の伸縮量と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の各懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量以下であるか否かを判断する。
【0087】
その結果、各懸架装置4の内の少なくとも1の懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量より大きいと判断される場合には(S21:No)、その伸縮量の大きい懸架装置4に対応する後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重より大きく、かかる後輪2RL,2RRの接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0088】
一方、S21の処理の結果、各懸架装置4の伸縮量が所定の伸縮量以下であると判断される場合には(S21:Yes)、車両1の前後Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する(S22)。なお、S22の処理では、加速度センサ装置80(前後方向加速度センサ80a)により検出された車両1の前後Gと、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1の前後Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する。
【0089】
その結果、車両1の前後Gが所定の加速度より大きいと判断される場合には(S22:No)、左右の後輪2RL,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる後輪2RL,2RRの接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0090】
一方、S22の処理の結果、車両1の前後Gが所定の加速度以下であると判断される場合には(S22:Yes)、車両1の横Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する(S23)。なお、S23の処理では、加速度センサ装置80(左右方向加速度センサ80b)により検出された車両1の横Gと、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1の横Gが所定の加速度以下であるか否かを判断する。
【0091】
その結果、車両1の横Gが所定の加速度より大きいと判断される場合には(S23:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0092】
一方、S23の処理の結果、車両1の横Gが所定の加速度以下であると判断される場合には(S23:Yes)、車両1のヨーレートが所定のヨーレート以下であるか否かを判断する(S24)。なお、S24の処理では、ヨーレートセンサ装置81により検出された車両1のヨーレートと、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1のヨーレートが所定のヨーレート以下であるか否かを判断する。
【0093】
その結果、車両1のヨーレートが所定のヨーレートより大きいと判断される場合には(S24:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0094】
一方、S24の処理の結果、車両1のヨーレートが所定のヨーレート以下であると判断される場合には(S24:Yes)、車両1のロール角が所定のロール角以下であるか否かを判断する(S25)。なお、S25の処理では、ロール角センサ装置82により検出された車両1のロール角と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の車両1のロール角が所定のロール角以下であるか否かを判断する。
【0095】
その結果、車両1のロール角が所定のロール角より大きいと判断される場合には(S25:No)、左右の前輪2FL,2FR又は左右の後輪2RL,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0096】
一方、S25の処理の結果、車両1のロール角が所定のロール角以下であると判断される場合には(S25:Yes)、後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重以下であるか否かを判断する(S26)。なお、S26の処理では、接地荷重センサ装置84により検出された後輪2RL,2RRの接地荷重と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重以下であるか否かを判断する。
【0097】
その結果、後輪2RL,2RRの少なくとも1の車輪2の接地荷重が所定の接地荷重より大きいと判断される場合には(S26:No)、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0098】
一方、S26の処理の結果、後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の荷重以下であると判断される場合には(S26:Yes)、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代以下であるか否かを判断する(S27)。なお、S27の処理では、サイドウォール潰れ代センサ装置85により検出された後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在の後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代以下であるか否かを判断する。
【0099】
その結果、後輪2RL,2RRの少なくとも1の車輪2のタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代より大きいと判断される場合には(S27:No)、その潰れ代の大きい車輪2の接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0100】
一方、S27の処理の結果、後輪2RL,2RRのタイヤサイドウォールの潰れ代が所定の潰れ代以下であると判断される場合には(S27:Yes)、アクセルペダル61の操作量(踏み込み量)が所定の操作量以下であるか否かを判断する(S28)。なお、S28の処理では、アクセルペダルセンサ装置61aにより検出されたアクセルペダル61の操作量と、ROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、図6に示す状態量判断処理において、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断するためのアクセルペダル61の操作量より小さい値)とを比較して、現在のアクセルペダル61の操作量が所定の操作量以下であるか否かを判断する。
【0101】
その結果、アクセルペダル61の操作量が所定の操作量より大きいと判断される場合には(S28:No)、左右の後輪2RL,2RRの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0102】
一方、S28の処理の結果、アクセルペダル61の操作量が所定の操作量以下であると判断される場合には(S28:Yes)、ステアリング63の操作量(ステア角)が所定の操作量以下であるか否かを判断する(S29)。なお、S29の処理では、ステアリングセンサ装置63aにより検出されたステアリング63の操作量と、ROM72に予め記憶されている閾値(本実施の形態では、図6に示す状態量判断処理において、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断するためのステアリング63の操作量より小さい値、且つ、図7に示す走行状態判断処理において、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断するためのステアリング63の操作量より大きい値)とを比較して、現在のステアリング63の操作量が所定の操作量以下であるか否かを判断する。
【0103】
その結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量より大きいと判断される場合には(S29:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0104】
一方、S29の処理の結果、ステアリング63の操作量が所定の操作量以下であると判断される場合には(S29:Yes)、ステアリング63の操作速度(ステア角速度)が所定の速度以下であるか否かを判断する(S30)。なお、S30の処理では、ステアリング63の操作量を時間微分して取得されるステアリング63の操作速度と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在のステアリング63の操作速度が所定の速度以下であるか否かを判断する。
【0105】
その結果、ステアリング63の操作速度が所定の速度より大きいと判断される場合には(S30:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0106】
一方、S30の処理の結果、ステアリング63の操作速度が所定の速度以下であると判断される場合には(S30:Yes)、ステアリング63の操作加速度(ステア角加速度)が所定の加速度以下であるか否かを判断する(S31)。なお、S31の処理では、ステアリング63の操作速度を時間微分して取得されるステアリング63の操作加速度と、ROM72に予め記憶されている閾値とを比較して、現在のステアリング63の操作加速度が所定の加速度以下であるか否かを判断する。
【0107】
その結果、ステアリング63の操作加速度が所定の加速度より大きいと判断される場合には(S31:No)、左の前後輪2FL,2RL又は右の前後輪2FR,2RRのいずれかの接地荷重が所定の接地荷重より大きいと推定され、かかる車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であると判断されるので、偏摩耗荷重フラグ73dをオンして(S32)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0108】
一方、S31の処理の結果、ステアリング63の操作加速度が所定の加速度以下であると判断される場合には(S31:Yes)、偏摩耗フラグ73dをオフして(S33)、この偏摩耗荷重判断処理を終了する。
【0109】
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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0110】
CPU71は、キャンバ制御処理に関し、まず、状態量フラグ73bがオンであるか否かを判断し(S41)、状態量フラグ73bがオンであると判断される場合には(S41:Yes)、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S42)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S42:No)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与すると共に(S43)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R2(図4参照)を選択する(S44)。次いでキャンバフラグ73aをオンして(S45)、このキャンバ制御処理を終了する。マップ値R2が選択されたステアリングギヤ比可変装置53は、車両1の走行速度に応じて、ステアリングギヤ比をマップ値R2に従って変化させる。
【0111】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たす場合、即ち、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であり、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回すると車輪2がスリップする恐れがあると判断される場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。
【0112】
ここで、車両1の操縦性の指標である操安キャパシティCsは(数1)で表され、コーナリングパワー増幅率eは(数2)で表される。
【0113】
【数1】
但し、m:車両質量、a:前軸から重心までの距離、b:後軸から重心までの距離、e:コーナリングパワー増幅率、Cf:前輪のコーナリングパワー、Cr:後輪のコーナリングパワー、I:ヨー慣性モーメントである。
【0114】
【数2】
但し、Ks:ステアリング系剛性、N:ステアリングギヤ比、ξ:ε1+ε2、ε1:ニューマチックトレール、ε2:キャスタートレールである。
【0115】
数2によれば、ステアリングギヤ比Nを大きくすることによりコーナリングパワー増幅率eが増加する。コーナリングパワー増幅率eが増加することにより、数1によれば、操安キャパシティCsを向上できる。マップ値R2は、マップ値R1に比べて中速〜高速領域が大きなギヤ比に設定されているので(図4参照)、上記(数1)及び(数2)から明らかなように、マップ値R2がステアリングギヤ比可変装置53に設定される車両1は、中速〜高速領域における操安キャパシティを向上できる。これにより、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保できると共に、操縦性を向上できる。
【0116】
また、S44の処理においてステアリングギヤ比を大きくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、コーナリング走行時における車両1の限界性能を向上できる。
【0117】
一方、S42の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S42: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ので、S43〜S45の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0118】
これに対し、S41の処理の結果、状態量フラグ73bがオフであると判断される場合には(S41:No)、走行状態フラグ73cがオンであるか否かを判断し(S46)、走行状態フラグ73cがオンであると判断される場合には(S46:Yes)、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S47)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S47:No)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与すると共に(S48)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R1(図4参照)を選択する(S49)。次いで、キャンバフラグ73aをオンして(S50)、S51の処理を実行する。
【0119】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である場合、即ち、車両1の走行速度が所定の速度以上であると共にステアリング63の操作量が所定の操作量以下であり、車両1が比較的高速で直進している場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。さらにマップ値R1は、マップ値R2に比べて中速〜高速領域が小さなギヤ比に設定されているので(図4参照)、中速〜高速領域における前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。これにより、車両1の直進安定性を確保できると共に操舵感を向上できる。
【0120】
一方、S47の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S47:Yes)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第1キャンバ角に調整されているので、S48〜S50の処理をスキップして、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであるか否かを判断する(S51)。その結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであると判断される場合には(S51:Yes)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R1(図4参照)を選択し(S52)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する(S53)。次いで、キャンバフラグ73aをオフして(S54)、このキャンバ制御処理を終了する。
【0121】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、即ち、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行すると、タイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れがある場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。また、この場合にマップ値R1(図4参照)を選択することにより(R2>R1)、中速〜高速領域における前輪2FL,2FRのステアリングギヤ比を小さくして等価コーナリングフォースを大きくする。その結果、操舵初期の反応を良くすることができ操舵感を向上できる。
【0122】
一方、S51の処理の結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオフであると判断される場合には(S51:No)、車輪2の接地荷重は偏摩耗荷重ではなく、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行しても、タイヤ(トレッド)が偏摩耗する恐れはないと判断されるので、S52〜S54の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0123】
これに対し、S46の処理の結果、走行状態フラグ73cがオフであると判断される場合には(S46:No)、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S55)。その結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S55:Yes)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除すると共に(S56)、ROM72に予め記憶されているギヤ比マップ72aのマップ値R1(図4参照)を選択する(S57)。次いで、キャンバフラグ73aをオフして(S58)、このキャンバ制御処理を終了する。
【0124】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、即ち、車両1の走行安定性を優先して確保する必要がない場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、ロールステアを小さくして快適性を確保できる。また、この場合にマップ値R2(図4参照)を選択することにより、ステアリングギヤ比を大きくし、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより安定性を確保できる。
【0125】
一方、S55の処理の結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S55:No)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第2キャンバ角に調整されているので、S56〜S58の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0126】
以上説明したように、第1実施の形態によれば、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上であると判断される場合に、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角(第1キャンバ角よりも絶対値が小さいキャンバ角)に調整され、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与が解除されるので、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。
【0127】
即ち、車輪2の接地荷重が大きいほどタイヤの摩耗が進行し易いので、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上である場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。その結果、タイヤの寿命を向上させることができる。また、タイヤの偏摩耗を抑制することで、タイヤの接地面が不均一となるのを防止して、車両1の走行安定性を確保することができる。更に、タイヤの偏摩耗を抑制できるので、その分、省燃費化を図ることができる。
【0128】
また、第1実施の形態によれば、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たすと判断される場合に(S41:Yes)、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第1キャンバ角に調整され、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与されるので、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。その場合のステアリングギヤ比は高ギヤ比(R2)なので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、コーナリング走行時における車両1の限界性能を向上できる。
【0129】
また、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たしていないと判断され、且つ、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上であると判断される場合には、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角(第1キャンバ角よりも絶対値が小さいキャンバ角)に調整され、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与が解除される。これにより、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。よって、走行安定性の確保とタイヤの偏摩耗の抑制との両立を図ることができる。その場合のステアリングギヤ比は高ギヤ比(R2)なので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、車両1の安定性を確保できる。
【0130】
また、第1実施の形態によれば、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断される(第2条件を満たす)場合に(S46:Yes)、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第1キャンバ角に調整され、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与されるので、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。その場合のステアリングギヤ比は低ギヤ比(R1)なので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。これにより車両1の操安キャパシティを向上できる。操安キャパシティが高いほど車両1の収束性が高いといえるので、車両1の直進安定性を確保しつつ操舵感を向上できる。
【0131】
また、車両1の走行状態が所定の直進状態であると判断され、且つ、車輪2の接地荷重が所定の接地荷重以上であると判断される場合には、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角(第1キャンバ角よりも絶対値が小さいキャンバ角)に調整され、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与が解除されるので、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。よって、直進安定性の確保とタイヤの偏摩耗の抑制との両立を図ることができる。その場合のステアリングギヤ比は低ギヤ比(R1)が維持されるので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースは大きいまま維持される。これにより車両1の操舵感を確保できる。
【0132】
なお、請求項1記載の状態量取得手段としては、図6に示すフローチャート(状態量判断処理)におけるS1,S2,S3の処理、図7に示すフローチャート(走行状態判断処理)におけるS21〜S31の処理がそれぞれ該当する。図9に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS49の処理がそれぞれ該当する。
【0133】
次いで、図10から図11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ROM72に記憶されたギヤ比マップ72aにおいて、マップ値R1に対してマップ値R2が高ギヤ比に設定される場合について説明した。これに対し、第2実施の形態では、車両用制御装置200のROM272に記憶されたギヤ比マップ272aにおいて、マップ値R1に対してマップ値R2が低ギヤ比に設定される場合について説明する。また、第2実施の形態で説明する車両用制御装置200は、第1実施の形態における車両1に搭載される車両用制御装置100に代えて搭載されるものとして説明する。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。
【0134】
まず、図10を参照して、第2実施の形態における車両用制御装置200の電気的構成について説明する。図10は車両用制御装置200の電気的構成を示したブロック図である。ROM272はCPU71により実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリであり、ROM272には、図10に示すようにギヤ比マップ272aが設けられている。
【0135】
ここで図11を参照して、ギヤ比マップ272aの内容について説明する。図11はギヤ比マップ272aの内容を模式的に示した模式図である。ギヤ比マップ272aは、車両1の走行速度に対するステアリングギヤ比を規定するマップであり、2種類のマップ値R1,R3によりステアリングギヤ比が規定されている。ギヤ比マップ272aによれば、ステアリングギヤ比は、車両1の走行速度が低速のときは小さく、走行速度が高速になるにつれて大きくなるように規定されている。走行速度が低速〜中速の領域ではマップ値R3は、マップ値R1と同値であるが、走行速度が中速〜高速の領域ではマップ値R3は、マップ値R1より小さな値とされている。
【0136】
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。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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0137】
CPU71はS43の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R1(図11参照)を選択する(S44)。次いでキャンバフラグ73aをオンして(S45)、このキャンバ制御処理を終了する。マップ値R1が選択されたステアリングギヤ比可変装置53は、車両1の走行速度に応じて、ステアリングギヤ比をマップ値R3に従って変化させる。
【0138】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たす場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保することができる。さらにマップ値R1は、マップ値R1に比べて中速〜高速領域が大きなギヤ比に設定されているので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより車両1のアンダーステア傾向を強くできるので、コーナリング走行時における車両1の限界性能を向上できる。
【0139】
なお、ステアリングギヤ比の変更(S44)に優先して後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与するので(S43)、ステアリングギヤ比の変更によって車両1のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制できる。
【0140】
またCPU71は、S48の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R3(図11参照)を選択する(S49)。
【0141】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。さらにマップ値R3は、マップ値R1に比べて中速〜高速領域が小さなギヤ比に設定されているので、中速〜高速領域において、前輪2FL,2FRに必要な実舵角をステアリング63の少ない操作量で素早く得られるようにできる。また、ステアリングギヤ比の変更によって前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできるので、車両1に作用するモーメント(復元モーメント)を同一のまま、即ち安定性を確保したまま操縦性を確保できる。その結果、操舵感を向上できる。
【0142】
なお、ステアリングギヤ比の変更(S349)に優先して後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与するので(S48)、ステアリングギヤ比の変更によって車両1のステア特性がオーバーステア傾向となることを抑制できる。
【0143】
またCPU71は、S52の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R1を選択する(S53)。
【0144】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。さらにマップ値R1は、マップ値R3に比べて中速〜高速領域が大きなギヤ比に設定されているので、中速〜高速領域において、ステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの舵角変化を小さくできる。これにより操縦安定性を確保できる。また、ステアリングギヤ比の変更によって前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできるので、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができる。その結果、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0145】
なお、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与の解除(S53)に優先して、ステアリングギヤ比を変更するので(S52)、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0146】
またCPU71は、S56の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。次いで、ROM272に予め記憶されているギヤ比マップ272aのマップ値R1を選択する(S57)。
【0147】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、この場合にマップ値R1を選択することにより、中速〜高速領域において、ステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの舵角変化を小さくできる。これにより操縦安定性を確保できる。また、ステアリングギヤ比の変更によって前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできるので、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができる。その結果、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0148】
なお、ステアリングギヤ比の変更(S57)に優先して後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除するので(S56)、車両1のアンダーステア傾向が強くなり過ぎることを抑制して、操舵感の低下を抑制できる。
【0149】
なお、図9に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS49の処理がそれぞれ該当する。
【0150】
次いで、図12から図13を参照して、第3実施の形態について説明する。第1実施の形態および第2実施の形態では、車両用制御装置100,200のROM72,272に記憶されたギヤ比マップ72a,272aに基づいて、ステアリングギヤ比可変装置53にマップ値R1〜R3を設定する場合について説明した。マップ値R1〜R3は車両1の走行速度に対して変化するステアリングギヤ比であった。これに対し、第3実施の形態では、車両用制御装置300のROM372に所定のステアリングギヤ比R4,R5(但しR4<R5)が記憶される場合について説明する。なお、ステアリングギヤ比R4,R5は、車両1の走行速度に対して変化しない一定値である。
【0151】
また、第3実施の形態で説明する車両用制御装置300は、第1実施の形態における車両1に搭載される車両用制御装置100に代えて搭載されるものとして説明する。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。
【0152】
まず、図12を参照して、第3実施の形態における車両用制御装置300の電気的構成について説明する。図12は車両用制御装置300の電気的構成を示したブロック図である。ROM372はCPU71により実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリであり、ROM372にはステアリングギヤ比R4,R5(但しR4<R5)が記憶されている。
【0153】
次いで、図13を参照して、キャンバ制御処理について説明する。この処理は、車両用制御装置300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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0154】
CPU71はS43の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM372に予め記憶されているステアリングギヤ比R5を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S344)。
【0155】
これにより、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たす場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保することができる。さらに高ギヤ比のステアリングギヤ比R5に設定されるので、車両1の操安キャパシティを向上できる。これにより、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して車両1の走行安定性を確保できると共に、操縦性を向上できる。
【0156】
またCPU71は、S48の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する。次いで、ROM372に予め記憶されているステアリングギヤ比R4を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S349)。
【0157】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である(第2条件を満たす)場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。さらにステアリングギヤ比R4は低ギヤ比に設定されているので(R4<R5)、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。これにより車両1の操安キャパシティを向上できる。操安キャパシティが高いほど車両1の収束性が高いといえるので、車両1の直進安定性を確保しつつ操舵感を向上できる。
【0158】
またCPU71は、S51の処理において偏摩耗荷重フラグ73dがオンであると判断される場合(S51:Yes)、ROM372に予め記憶されている低ギヤ比のステアリングギヤ比R4を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S352)。次いで、S53の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。
【0159】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。さらに低ギヤ比のステアリングギヤ比R4に設定することにより(R4<R5)、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを増加させる。その結果、操舵初期の反応を良くすることができ操舵感を向上できる。
【0160】
またCPU71は、S56の処理において、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する。次いで、ROM372に予め記憶されている高ギヤ比のステアリングギヤ比R5を選択し、ステアリングギヤ比可変装置53に設定する(S357)。
【0161】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。また、この場合に高ギヤ比のステアリングギヤ比R5に設定することにより(R4<R5)、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。これにより、車両1の安定性を確保できる。また、第3実施の形態によれば、ステアリングギヤ比R4,R5は車両1の走行速度に対して変化しない一定値であるので、ステアリングギヤ比可変装置53の制御や装置構成を簡素化することができる。
【0162】
なお、図13に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS349の処理がそれぞれ該当する。
【0163】
次いで、図14から図16を参照して、第4実施の形態について説明する。第1実施の形態から第3実施の形態では、ステアリングギヤ比可変装置53を作動させて前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合について説明した。これに対し第4実施の形態では、車体(車体フレームBF)の前輪2FL,2FR側の懸架に供される減衰力可変ダンパの減衰力を可変するフロントダンパ可変装置86を作動させて、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合について説明する。なお、第4実施の形態で説明する車両用制御装置400は、第1実施の形態における車両1に搭載される車両用制御装置100に代えて搭載されるものとして説明する。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。
【0164】
まず、図14を参照して、第4実施の形態における車両用制御装置400の電気的構成について説明する。図14は車両用制御装置400の電気的構成を示したブロック図である。ROM472はCPU71により実行される制御プログラム(例えば図16に示すフローチャートのプログラム)や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。RAM473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、ダンパフラグ473e、スポーツモードフラグ474fが設けられている。
【0165】
ダンパフラグ473eは、減衰力可変ダンパが高減衰力・低減衰力のいずれに設定されているかを示すフラグであり、後述するキャンバ制御処理(図16参照)の実行時にオン又はオフに切り替えられる。なお、本実施の形態におけるダンパフラグ473eは、フロントダンパ可変装置86が減衰力可変ダンパを高減衰力に設定している場合にオンに切り替えられ、フロントダンパ可変装置86が減衰力可変ダンパを低減衰力に設定している場合にオフに切り替えられる。CPU71は、このダンパフラグ473eがオンである場合に、フロントダンパ可変装置86が減衰力可変ダンパを高減衰力に設定していると判断する。
【0166】
スポーツモードフラグ474fは、後述する走行モード切換装置87により車両1の走行モードを「スポーツモード」に切り換える要求があるか否かを示すフラグであり、操縦性を優先する「スポーツモード」への切換要求がある場合にオンに切り換えられ、「スポーツモード」への切換要求がない場合にオフに切り換えられる。CPU71は、このスポーツモードフラグ474fがオンである場合に「スポーツモード」への切換要求があると判断し、スポーツモードフラグ474fがオフである場合に「スポーツモード」への切換要求がないと判断する。
【0167】
フロントダンパ可変装置86は、車体(車体フレームBF)の前輪2FL,2FR側の懸架に供される減衰力可変ダンパの減衰力を可変する装置(減衰力可変ダンパの一部)である。本実施の形態では、減衰力可変ダンパは液体式のショックアブソーバにより構成されており、フロントダンパ可変装置86は、バルブやオリフィス等により形成される減衰力可変ダンパの流路の面積を異ならせて液体の流体抵抗(減衰力)を可変可能に構成されている。なお、減衰力可変ダンパは、変位の初期から減衰力が強く発生しないように、変位量や変位速度に応じて減衰力が変化する構造が採用されている。
【0168】
フロントダンパ可変装置86により減衰力可変ダンパが高減衰力に設定される場合には、サスペンションが硬くなると共に、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが大きくなる。また、フロントダンパ可変装置86により減衰力可変ダンパが低減衰力に設定される場合には、サスペンションが軟らかくなると共に、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが小さくなる。
【0169】
走行モード切換装置87は、運転者が車両1の走行モードの切換要求をするための装置であり、切換要求が入力されるスイッチ操作を検出するセンサ(図示せず)と、そ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。本実施の形態における車両1は、一般道などを通常走行する「通常モード」、スポーツカーのように操縦性を優先する「スポーツモード」に切換可能に構成されている。
【0170】
次いで図15を参照して、「通常モード」及び「スポーツモード」について説明する。図15はコーナリングフォースと車両1に作用するモーメントとの関係を示す模式図である。図15において、横軸は前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースCFfであり、縦軸は後輪2RL,2RRの等価コーナリングフォースCFrである。
【0171】
車両1は、「通常モード」において、点P(図15参照)に示すアンダーステア傾向に設定されているものとする。ステアリングギヤ比を小さくしたり前輪2FL,2FR側の減衰力可変ダンパの減衰力を大きくしたりすることで、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。この状態(点P)から、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくすることにより、モーメントM3が作用する車両特性にできる(点C3)。モーメントM3は、操舵輪の切れ角に対して車体を回頭しようとする向きに作用する回頭モーメントであり、モーメントM3が作用する車両特性(ステア特性)はオーバーステア傾向(OS)である。車両1のステア特性をオーバーステア傾向にすることで、操縦性を優先する「スポーツモード」に切り換えることができる。
【0172】
なお、点Pの状態から、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースをわずかに大きくすることにより、車両1のステア特性をニュートラルステア傾向にする(車両1の状態を点Pと点C3との間にする)ことは当然可能である。この場合、車両1は「通常モード」と比較してアンダーステア傾向が弱くなるので、運転者は相対的にオーバーステア傾向を感じることができる。従って、この場合も運転者の操舵感を向上できる。以上のように「オーバーステア傾向」は、アンダーステア傾向に設定された「通常モード」に対する相対的なステア特性である。
【0173】
次いで、図16を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図16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400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、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する処理である。
【0174】
CPU71は、まず、状態量フラグ73bがオンであるか否かを判断し(S41)、状態量フラグ73bがオンであると判断される場合には(S41:Yes)、次にダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S401)。ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S401:Yes)、フロントダンパ可変装置86を作動させて前輪2FL,2FR側の減衰力可変ダンパ(以下「フロントダンパ」と称す)の減衰力を小さくし(S402)、ダンパフラグ473eをオフする(S403)。
【0175】
次いでCPU71は、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S42)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S42:No)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与する(S43)。次にキャンバフラグ73aをオンして(S45)、このキャンバ調整処理を終了する。一方、S42の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S42:Yes)、S43,S45の処理をスキップして、このキャンバ調整処理を終了する。
【0176】
これにより、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たす場合、即ち、各ペダル61,62の操作量およびステアリング63の操作量の内の少なくとも1の操作量が所定の操作量以上であり、後輪2RL,2RRのキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回すると車輪2がスリップする恐れがあると判断される場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRに発生するキャンバスラスト等を利用して、車両1の走行安定性を確保することができる。
【0177】
この場合にフロントダンパの減衰力を小さくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、さらに車両1の走行安定性を向上できる。
【0178】
これに対し、S41の処理の結果、状態量フラグ73bがオフであると判断される場合には(S41:No)、走行状態フラグ73cがオンであるか否かを判断し(S46)、走行状態フラグ73cがオンであると判断される場合には(S46:Yes)、ダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S404)。ダンパフラグ473eがオフであると判断される場合には(S404:No)、フロントダンパ可変装置86を作動させてフロントダンパの減衰力を大きくした後(S405)、ダンパフラグ473eをオンする(S406)。一方、S404の処理の結果、ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S404:Yes)、S405,S406の処理をスキップする。
【0179】
次いでCPU71は、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S47)。その結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S47:No)、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、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与して(S48)、キャンバフラグ73aをオンする(S50)。一方、S47の処理の結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S47:Yes)、S48,S50の処理をスキップする。
【0180】
これにより、車両1の走行状態が所定の直進状態である(第2条件を満たす)場合、即ち、車両1の走行速度が所定の速度以上であると共にステアリング63の操作量が所定の操作量以下であり、車両1が比較的高速で直進している場合には、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバを付与することで、後輪2RL,2RRの横剛性を利用して、車両1の直進安定性を確保することができる。その結果、高速道路や轍のある幹線道路などで車両1を安定に走行させることができ、運転者を疲れ難くできる。
【0181】
この場合にフロントダンパの減衰力を大きくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくできる。その結果、車両1のステア特性を維持し、車両1の直進性(復元性)を確保しつつ操縦性を向上できる。また、操舵初期の車両1の反応を良くすることができ操舵感を向上できる。
【0182】
なお、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与(S48)に優先してフロントダンパの減衰力を大きくするので(S405)、車両1の挙動が鈍くなったという感覚を運転者に与え難くすることができ、操舵感を向上できる。後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与されることで車両1がアンダーステア傾向になるときには、運転者は車両1の挙動を鈍く感じる場合があるところ、前輪2FL,2RLの等価コーナリングフォースの変更を優先することにより操縦性の確保を優先できるからである。
【0183】
次いでCPU71は、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであるか否かを判断する(S51)。その結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオンであると判断される場合には(S51:Yes)、RL〜RRモータ44RL,44RRを作動させて、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する(S53)。次いで、キャンバフラグ73aをオフして(S54)、このキャンバ制御処理を終了する。
【0184】
これにより、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重である場合、即ち、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行すると、タイヤ(トレッド)に偏摩耗を引き起こす恐れがある場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。
【0185】
この場合にフロントダンパの減衰力は大きいまま維持されるので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースも大きいまま維持される。その結果、車両1の操縦性を確保できるので、運転者は車両1の俊敏な走行を楽しむことができる。
【0186】
一方、S51の処理の結果、偏摩耗荷重フラグ73dがオフであると判断される場合には(S51:No)、車輪2の接地荷重は偏摩耗荷重ではなく、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバが付与された状態で車両1が走行しても、タイヤ(トレッド)が偏摩耗する恐れはないと判断されるので、S53,S54の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0187】
これに対し、S46の処理の結果、走行状態フラグ73cがオフであると判断される場合には(S46:No)、スポーツモードフラグ473fがオンであるか否かを判断する(S407)。その結果、スポーツモードフラグ473fがオンであると判断される場合には(S407:Yes)、ダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S408)。その結果、ダンパフラグ473eがオフであると判断される場合には(S408:No)、フロントダンパ可変装置86を作動させてフロントダンパの減衰力を大きくして(S409)、ダンパフラグ473eをオンする(S410)。一方、S408の処理の結果、ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S408:Yes)、S409,S410の処理をスキップする。
【0188】
次いで、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S411)。その結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S411:Yes)、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除し(S412)、キャンバフラグ73aをオフして(S413)、このキャンバ制御処理を終了する。一方、S411の処理の結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S411:No)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第2キャンバ角に調整されているので、S412,S413の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0189】
これにより、スポーツモードフラグ473fがオンである場合には(S407:Yes)、操縦性を優先した車両1を走行したいという運転者の要求があるので、フロントダンパの減衰力を大きくすることで前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを大きくする。この場合、後輪2RL,2RRにネガティブキャンバは付与されないので(S412)、ステア特性(図15参照)をニュートラルステア乃至はオーバーステア傾向(OS)にすることができる(図15の点C3)。これにより車両1の操縦性を向上させることができる。
【0190】
この場合に、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与の解除(S412)に優先してフロントダンパの減衰力を大きくするので(S409)、車両1の操縦性が向上した感覚を運転者に迅速に与えることができ、操舵感を向上できる。また、操安キャパシティを大きくしてから回頭モーメントを大きくできるので(図15参照。点C2→点C3)、車両1の安定性(収束性)を確保しつつ操縦性を向上できる。
【0191】
また、状態量フラグ73bがオフであり(S41:No)、且つ、走行状態フラグ73cがオフである場合に(S46:No)、スポーツモードフラグ473fがオンであるか否かの判断が実行されるので(S407)、車両1の安定性を確保することができる。「スポーツモード」は車両1の安定性より操縦性を優先させるからである。
【0192】
これに対し、S407の処理の結果、スポーツモードフラグ473fがオフであると判断される場合には(S407:No)、ダンパフラグ473eがオンであるか否かを判断する(S414)。その結果、ダンパフラグ473eがオンであると判断される場合には(S414:Yes)、フロントダンパ可変装置86を作動させてフロントダンパの減衰力を小さくして(S415)、ダンパフラグ473eをオフする(S416)。一方、S414の処理の結果、ダンパフラグ473eがオフであると判断される場合には(S414:No)、フロントダンパの減衰力は既に小さくされているので、S415,S416の処理をスキップする。
【0193】
次いで、キャンバフラグ73aがオンであるか否かを判断する(S55)。その結果、キャンバフラグ73aがオンであると判断される場合には(S55:Yes)、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、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除し(S56)、キャンバフラグ73aをオフして(S58)、このキャンバ制御処理を終了する。一方、S55の処理の結果、キャンバフラグ73aがオフであると判断される場合には(S55:No)、後輪2RL,2RRのキャンバ角は既に第2キャンバ角に調整されているので、S56,S58の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。
【0194】
これにより、車両1の状態量が所定の条件を満たしておらず車両1の走行状態が所定の直進状態でない場合、即ち、車両1の走行安定性を優先して確保する必要がない場合には、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することで、キャンバスラスト等の影響を回避して、省燃費化を図ることができる。
【0195】
この場合であって、スポーツモードフラグ473fがオフである場合には(S407:No)、フロントダンパの減衰力を小さくするので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、さらに車両1の走行安定性を向上できる。なお、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与の解除(S56)に優先して、フロントダンパの減衰力を小さくするので(S410)、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0196】
以上説明したように、第4実施の形態によれば、フロントダンパの減衰力が変更されることにより前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが変更される。フロントダンパの減衰力を小さくするにつれ前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースが小さくなる傾向がみられ、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にできる。一方、フロントダンパの減衰力を大きくするにつれ前輪2FL,2FRの等価コーナリングが大きくなる傾向がみられ、車両1のステア特性をオーバーステア傾向にできる。前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースによる効果と、後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整する効果とにより、車両のステア特性や操縦性を簡便に制御できる。
【0197】
なお、図16に示すフローチャート(キャンバ制御処理)において、請求項1記載の状態量判断手段としてはS41,S46の処理が、第1キャンバ角調整手段としてはS43の処理が、第2キャンバ角調整手段としてはS48の処理が、第1コーナリングフォース変更手段としてはS405の処理がそれぞれ該当する。請求項3記載の切換要求判断手段としてはS407の処理が、第3キャンバ角調整手段としてはS412の処理が、第2コーナリングフォース変更手段としてはS409の処理がそれぞれ該当する。
【0198】
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。
【0199】
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。
【0200】
上記各実施の形態では、操舵装置5がラック&ピニオン式のステアリングギヤとして構成され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、ボールナット式等の他のステアリングギヤ機構を採用することは当然可能である。
【0201】
上記各実施の形態では、ステアリングギヤ比を変更して前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合、フロントダンパの減衰力を変更して前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更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、他の手段により前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することは当然可能である。
【0202】
前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する他の手段としては、例えば、車両1の前輪2FL,2FR側に荷重を移動させることにより前輪2FL,2FR側の荷重を相対的に増加させ、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを増加させる手段を挙げることができる。また、逆に車両1の後輪2RL,2RR側に荷重を移動させることにより前輪2FL,2FR側の荷重を相対的に減少させ、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを減少させる手段を挙げることもできる。
【0203】
また、後輪2RL,2RRを転がり抵抗の小さい特性(低転がり特性)に構成する一方、前輪2FL,2FRをグリップ力の高い特性(高グリップ特性)に構成し、前輪2FL,2FR及び後輪2RL,2RRの空気圧の比率を変更することにより、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することも可能である。後輪2RL,2RRを低転がり特性にすると共に、前輪2FL,2FRを高グリップ特性にするには、トレッドの材料、幅、パターンを異ならせる等の周知の方法を採用できる。前輪2FL,2FRの空気圧を低下させることにより、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを増加できる。
【0204】
また、ステアリング系ブッシュの硬さを可変にすることにより、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することも可能である。ブッシュの硬さを可変にする手段としては、すぐり入りブッシュを回転させたり磁性流体を用いたりする手段等を採用できる。
【0205】
なお、前輪2FL,2FRのキャンバ角を調整することなく前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することにより、等価コーナリングフォースの変更の前後で前輪2FL,2FRの接地面積がほとんど変わらないようにできるので、前輪2FL,2FRに偏摩耗が生じることを防止できる。
【0206】
また、第1実施の形態から第3実施の形態では、ステアリングギヤ比を変更することによりステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの切れ角を変更し、それに伴い前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更する場合について説明したが、これに限られるものではなく、コンプライアンスステアを利用することによりステアリング63の操舵量に対する前輪2FL,2FRの切れ角を変更し、それに伴い前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを変更することは当然可能である。
【0207】
上記第1実施の形態では(図9参照)、S52の処理の処理において、ステアリングギヤ比はR1を維持する場合について説明したが(R2>R1)、必ずしもこれに限られるものではなく、ステアリングギヤ比をR2に変更することは当然可能である。S52の処理によりステアリングギヤ比をR2に変更することで、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0208】
上記第2実施の形態では(図9参照)、S52の処理において、ステアリングギヤ比をR1に変更する場合について説明したが(R1>R3)、必ずしもこれに限られるものではなく、S52の処理を省略してステアリングギヤ比R3を維持することは当然可能である。これにより低ギヤ比(R3)が維持されるので、前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースは大きいまま維持される。その結果、車両1の操縦性を確保でき、操舵感を向上できる。
【0209】
上記第4実施の形態では(図16参照)、S53の処理において後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除するときに、フロントダンパの減衰力は大きいまま維持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、フロントダンパの減衰力を小さくすることは当然可能である。フロントダンパの減衰力を小さくすることにより前輪2FL,2FRの等価コーナリングフォースを小さくできる。その結果、車両1のステア特性をアンダーステア傾向にすることができ、後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除することにより車両1がオーバーステア傾向になることを抑制できる。
【0210】
上記第4実施の形態では(図16参照)、S407の処理の結果、スポーツモードフラグ473fがオンであると判断される場合に(S407:Yes)、まずフロントダンパの減衰力を大きくして(S409)、次いで後輪2RL,2RRのネガティブキャンバの付与を解除する場合(S412)について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、スポーツモードフラグ473fがオンであると判断される場合に(S407:Yes)、後輪2RL,2RRのネガティブキャンバの付与を解除して、次いで、フロントダンパの減衰力を大きくすることは当然可能である。この場合、まず、後輪2RL,2RRのネガティブキャンバの付与を解除することで、車両1に作用する復元モーメントを小さくできる(図15参照、点C1→点P)。次いで、フロントダンパの減衰力を大きくすることで(点P→点C3)、回頭モーメントを大きくできる。これにより、車両1の回頭性を効果的に向上できる。従って、操舵感が向上したことを運転者に効果的に伝えることができる。
【0211】
上記第4実施の形態では、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たすと判断される場合(S41:Yes)、車両1の走行状態が所定の条件(第2条件)を満たすと判断される場合に(S46:Yes)、フロントダンパの減衰力の変更をキャンバ角の調整に優先して行う場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、車輪2のキャンバ角の調整をフロントダンパの減衰力の変更に優先して行うことは当然可能である。車輪2のキャンバ角の調整をフロントダンパの減衰力の変更に優先して行うことにより、フロントダンパの減衰力が変更されて車輪2のキャンバ角が調整されるまでの間に、車両1がオーバーステア傾向になることを抑制することができ、車両1の安定性を確保できる。
【0212】
上記各実施の形態では、アクセルペダル61、ブレーキペダル62及びステアリング63の操作量に基づいて、車両1の状態量が所定の条件(第1条件)を満たすか否かを判断する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、各ペダル61,62及びステアリング63の操作量に代えて、他の状態量に基づいて車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断することは当然可能である。他の状態量としては、例えば、各ペダル61,62及びステアリング63の操作速度や操作加速度のように、運転者により操作される操作部材の状態を示すものでも良く、或いは、車両1自体の状態を示すものでも良い。車両1自体の状態を示すものとしては、車両1の前後G、横G、ヨーレート、ロール角などが例示される。
【0213】
上記各実施の形態では、車両1の走行速度およびステアリング63の操作量に基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか(第2条件を満たすか)否かを判断する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ステアリング63の操作量のみに基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断しても良い。また、ステアリング63の操作量に代えて、ステアリング63の操作速度や操作加速度のように、ステアリング63の操作状態に基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断しても良く、或いは、車両1の横G、ヨーレートなどのように、車両1自体の状態量に基づいて、車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断しても良い。また、車両1の走行速度およびステアリング63の操作量に代えて、他の情報に基づいて車両1の走行状態が所定の直進状態であるか否かを判断することは当然可能である。他の情報としては、例えば、他の入出力装置90として例示したナビゲーション装置により取得される情報であって、車両1の現在位置が地図データの高速道路上や幹線道路上など所定の区間において車両1が直進すると判断される直線道路上に位置する場合などが例示される。この場合には、直線道路の先にカーブが存在したり右左折を必要としたりする道路状況において、車両1が旋回するたびにキャンバ角調整装置44を作動させてしまうことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。
【0214】
上記各実施の形態では、車両1の状態量が所定の条件を満たすか否かを判断する状態量判断処理において、アクセルペダル61の操作量、ブレーキペダル62の操作量およびステアリング63の操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断するための各操作量の判断基準を、車輪2のキャンバ角が第2キャンバ角の状態で車両1が加速、制動または旋回する場合に、車輪2がスリップする恐れがあると判断される限界値とする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、単に車両1の状態量(例えば、各ペダル61,62の操作量やステアリング63の操作量など)に基づいて設定しても良い。
【0215】
また、上記各実施の形態では、車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であるか否かを判断する偏摩耗荷重判断処理において、懸架装置4の伸縮量、車両1の前後G、横G、ヨーレート、ロール角、車輪2の接地荷重、タイヤサイドウォールの潰れ代、アクセルペダル61の操作量、ブレーキペダル62の操作量、ステアリング63の操作量、操作速度、操作加速度が所定値以下であるかを判断するための判断基準が、それぞれROM72,272,372に予め記憶された一定値である場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、天候や路面の状況を取得し、その取得した天候や路面の状況に応じて各判断基準を変更する構成としても良い。この場合には、より高精度に車輪2の接地荷重が偏摩耗荷重であるか否かを判断でき、タイヤの偏摩耗を抑制することができる。
【0216】
上記各実施の形態では説明を省略したが、キャンバ制御処理のS56の処理において、左右の後輪2RL,2RRへのネガティブキャンバの付与を解除する場合に、所定時間(例えば3秒など)の経過を待ってから解除しても良い。この場合には、山道などの車両1が頻繁に旋回する道路状況において、車両1が旋回するたびにキャンバ角調整装置44を作動させてしまうことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。
【符号の説明】
【0217】
100,200,300,400 車両用制御装置
1 車両
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)
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)
BF 車体フレーム(車体の一部)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体に装着される前輪および後輪と、その後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、
前記車両の状態量を取得する状態量取得手段と、
その状態量取得手段により取得された前記車両の状態量が所定の条件を満たすかを判断する状態量判断手段と、
その状態量判断手段により前記車両の状態量が所定の第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後輪のキャンバ角を調整して前記後輪にネガティブキャンバを付与する第1キャンバ角調整手段と、
前記状態量判断手段により前記車両の状態量が前記第1条件と異なる第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後輪のキャンバ角を調整して前記後輪にネガティブキャンバを付与する第2キャンバ角調整手段と、
その第2キャンバ角調整手段により前記後輪のキャンバ角が調整される場合に、前記前輪の等価コーナリングフォースを、前記第1キャンバ角調整手段により前記車輪のキャンバ角が調整される場合の前記前輪の等価コーナリングフォースより大きくする第1コーナリングフォース変更手段と、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】
前記状態量判断手段は、前記車両が所定の直進状態である場合に前記第2条件を満たすと判断す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】
操作者による切換要求があるかを判断する切換要求判断手段と、
その切換要求判断手段により前記切換要求がある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後輪のキャンバ角を調整し、前記第2キャンバ角調整手段により調整されるキャンバ角の絶対値より前記後輪のキャンバ角の絶対値を小さくする第3キャンバ角調整手段と、
前記切換要求判断手段により前記切換要求があると判断される場合に、前記第1キャンバ角調整手段により前記車輪のキャンバ角が調整される場合の前記前輪の等価コーナリングフォースより前記前輪の等価コーナリングフォースを大きくする第2コーナリングフォース変更手段と、を備えてい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】
前記状態量判断手段により前記車両の状態量が前記第1条件または前記第2条件を満たすと判断される場合には、前記切換要求判断手段により切換要求があると判断される場合であっても、前記第1キャンバ角調整手段または前記第2キャンバ角調整手段により前記キャンバ角調整装置を作動させて前記後輪のキャンバ角を調整して前記後輪にネガティブキャンバを付与することを特徴とする請求項3記載の車両用制御装置。
【請求項5】
前記第2キャンバ角調整手段は、前記第1コーナリングフォース変更手段による前記前輪のコーナリングフォースの変更に優先して、前記キャンバ角調整装置を作動させて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4のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項6】
前記第1コーナリングフォース変更手段は、前記第2キャンバ角調整手段による前記後輪のキャンバ角の調整に優先して、前記前輪の等価コーナリングフォースを変更す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1】
車体に装着される前輪および後輪と、その後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、
前記車両の状態量を取得する状態量取得手段と、
その状態量取得手段により取得された前記車両の状態量が所定の条件を満たすかを判断する状態量判断手段と、
その状態量判断手段により前記車両の状態量が所定の第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後輪のキャンバ角を調整して前記後輪にネガティブキャンバを付与する第1キャンバ角調整手段と、
前記状態量判断手段により前記車両の状態量が前記第1条件と異なる第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後輪のキャンバ角を調整して前記後輪にネガティブキャンバを付与する第2キャンバ角調整手段と、
その第2キャンバ角調整手段により前記後輪のキャンバ角が調整される場合に、前記前輪の等価コーナリングフォースを、前記第1キャンバ角調整手段により前記車輪のキャンバ角が調整される場合の前記前輪の等価コーナリングフォースより大きくする第1コーナリングフォース変更手段と、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】
前記状態量判断手段は、前記車両が所定の直進状態である場合に前記第2条件を満たすと判断す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】
操作者による切換要求があるかを判断する切換要求判断手段と、
その切換要求判断手段により前記切換要求がある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後輪のキャンバ角を調整し、前記第2キャンバ角調整手段により調整されるキャンバ角の絶対値より前記後輪のキャンバ角の絶対値を小さくする第3キャンバ角調整手段と、
前記切換要求判断手段により前記切換要求があると判断される場合に、前記第1キャンバ角調整手段により前記車輪のキャンバ角が調整される場合の前記前輪の等価コーナリングフォースより前記前輪の等価コーナリングフォースを大きくする第2コーナリングフォース変更手段と、を備えてい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】
前記状態量判断手段により前記車両の状態量が前記第1条件または前記第2条件を満たすと判断される場合には、前記切換要求判断手段により切換要求があると判断される場合であっても、前記第1キャンバ角調整手段または前記第2キャンバ角調整手段により前記キャンバ角調整装置を作動させて前記後輪のキャンバ角を調整して前記後輪にネガティブキャンバを付与することを特徴とする請求項3記載の車両用制御装置。
【請求項5】
前記第2キャンバ角調整手段は、前記第1コーナリングフォース変更手段による前記前輪のコーナリングフォースの変更に優先して、前記キャンバ角調整装置を作動させて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4のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項6】
前記第1コーナリングフォース変更手段は、前記第2キャンバ角調整手段による前記後輪のキャンバ角の調整に優先して、前記前輪の等価コーナリングフォースを変更す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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
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【図11】
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【図15】
【図16】
【公開番号】特開2013−71713(P2013−71713A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−214310(P2011−214310)
【出願日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【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25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【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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