CN102361764A - 车辆用控制装置 - Google Patents

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迈克尔·琼斯
神谷齐
三浦秀之
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Equos Research Co Ltd
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Abstract

提供能够防止蛇行行驶时外倾角频繁切换的车辆用控制装置。在车轮(2)的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于直至作出偏航率比阈值(K)小的判断、并且作出偏航率的变化量比阈值(L)小的判断为止,将车轮(2)的外倾角维持在第一外倾角,因此,即使偏航率变成不满足阈值(L),也能够直至偏航率的变化量变成不满足阈值(K)为止,将外倾角维持在第一外倾角。由此,即使在偏航率不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当偏航率变成不满足阈值(L)时都使外倾角调整装置(44)动作,而能够防止外倾角的频繁切换。

Description

车辆用控制装置
技术领域
本发明涉及在具备调整车轮的外倾角的外倾角调整装置的车辆中使用的车辆用控制装置,特别是涉及能够防止蛇行行驶时的外倾角的频繁切换的车辆用控制装置。
背景技术
以往,已知一种使外倾角调整装置动作来调整车轮的外倾角的技术。有关这种技术,例如在专利文献1中公开了如下技术:利用偏航率传感器检测车辆实际产生的偏航率,基于利用该偏航率传感器检测出的偏航率而使可变长上连杆(外倾角调整装置)动作,来调整车轮的外倾角。
专利文献1:日本特开平5-32113号
然而,如专利文献1中公开的技术所示,在基于车辆实际产生的偏航率而使可变长上连杆动作的结构中,存在如下问题:在偏航率不断变化的蛇行行驶时,每当偏航率变化可变长上连杆都进行动作,从而造成外倾角频繁进行切换。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种车辆用控制装置,该车辆用控制装置能够防止蛇行行驶时外倾角的频繁切换。
为了实现该目的,技术方案1所记载的车辆用控制装置使用在具备如下部件的车辆中:至少一部分构成为能够进行转向操作的多个车轮;以及调整上述多个车轮中的至少一部分车轮的外倾角的外倾角调整装置,该车辆用控制装置具备:状态量取得单元,其取得伴随着上述车辆的转弯而变化的上述车辆的状态量;以及变化量取得单元,其取得上述状态量的每单位时间的变化量;以及外倾控制单元,其基于利用上述状态量取得单元取得的上述状态量、以及利用上述变化量取得单元取得的上述变化量,使外倾控制单元动作。
技术方案2所记载的车辆用控制装置,在技术方案1所记载的车辆用控制装置的基础上,具备:状态量判断单元,其判断利用上述状态量取得单元取得的上述状态量是否在规定的状态量以上;以及变化量判断单元,其判断利用上述变化量取得单元取得的上述变化量是否在规定的变化量以上,上述外倾控制单元具备:第一外倾角调整单元,其在利用上述状态量判断单元判断出上述状态量在规定的状态量以上、或者利用上述变化量判断单元判断出上述变化量在规定的变化量以上的情况下,使上述外倾角调整装置动作,来将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角;以及第一外倾角维持单元,其在利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,直至利用上述状态量判断单元作出上述状态量比规定的状态量小的判断、并且利用上述变化量判断单元作出上述变化量比规定的变化量小的判断为止,将上述车轮的外倾角维持在第一外倾角。
技术方案3所记载的车辆用控制装置,在技术方案2所记载的车辆用控制装置的基础上,具备取得上述车辆的行驶速度的车速取得单元,成为上述状态量判断单元的判断基准的上述规定的状态量、以及成为上述变化量判断单元的判断基准的上述规定的变化量的至少一方,是根据利用上述车速取得单元取得的上述车辆的行驶速度来设定。
技术方案4所记载的车辆用控制装置,在技术方案2或者技术方案3所记载的车辆用控制装置的基础上,上述车轮具备第一胎面、和相对于上述第一胎面配置于上述车辆的内侧或者外侧的第二胎面,上述第一胎面构成为与上述第二胎面相比抓地力高的特性,并且上述第二胎面构成为与上述第一胎面相比滚动阻力小的特性,上述外倾控制单元具备第二外倾角调整单元,该第二外倾角调整单元在利用上述状态量判断单元判断出上述状态量比规定的状态量小、并且利用上述变化量判断单元判断出上述变化量比规定的变化量小的情况下,使上述外倾角调整装置动作,来将上述车轮的外倾角调整为第二外倾角,与利用上述第二外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态相比,在利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,上述第一胎面的接地相对于上述第二胎面的接地的比例大,另一方面,与利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态相比,在利用上述第二外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态下,上述第二胎面的接地相对于上述第一胎面的接地的比例大。
根据技术方案1所记载的车辆用控制装置,外倾控制单元基于利用状态量取得单元取得的车辆的状态量、以及利用变化量取得单元取得的车辆的状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作。
在此,在车辆1反复转弯的蛇行行驶时,上述状态量的每单位时间的变化量也以与车辆的状态量不同的周期不断变化。因此,通过基于车辆的状态量以及以与该状态量不同的周期不断变化的车辆的状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作,由此,即使车辆的状态量变化,也能够维持使外倾角调整装置动作了的状态。因此,具有即使在车辆的状态量不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当车辆的状态量变化时都使外倾角调整装置动作,而能够防止外倾角的频繁切换的效果。
并且,由于基于车辆的状态量、以及该状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作,因此,与基于为了对车轮进行转向操作而被操作的操作部件的操作量或者操作速度而使外倾角调整装置动作的情况相比,由于基于实际的车辆状态而使外倾角调整装置动作,所以具有能够相应地可靠地防止外倾角的频繁切换的效果。
根据技术方案2所记载的车辆用控制装置,在技术方案1所记载的车辆用控制装置所发挥的效果的基础上,由于外倾控制单元具备在利用状态量判断单元判断出车辆的状态量在规定的状态量以上、或者利用变化量判断单元判断出车辆的状态量的每单位时间的变化量在规定的变化量以上的情况下,使外倾角调整装置动作的第一外倾角调整单元,因此,即使车辆的状态量变成不满足规定的状态量,也由于上述的变化量在规定的变化量以上,因此,能够使外倾角调整装置动作。由此,具有在上述的变化量比车辆的状态量变化快的急转弯时,能够抑制从车辆开始转弯之后到使外倾角调整装置动作为止的时滞,能够迅速进行外倾角的调整的效果。
此外,由于第一外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第一外倾角,因此,例如通过将第一外倾角设置为产生外倾推力的外倾角、或者设置为发挥车轮的高抓地特性的外倾角,由此,具有能够确保抓地性能的效果。
并且,由于外倾控制单元具备在利用第一外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,直至利用状态量判断单元作出车辆的状态量比规定的状态量小、并且利用变化量判断单元作出车辆的状态量的每单位时间的变化量比规定的变化量小的判断为止,将车轮的外倾角维持在第一外倾角的第一外倾角维持单元,因此,即使车辆的状态量变成不满足规定的状态量,也能够直至上述的变化量变成不满足规定的变化量为止,将外倾角维持在第一外倾角。由此,具有即使在车辆的状态量不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当车辆的状态量变成不满足规定的状态量时都使外倾角调整装置动作,而能够防止外倾角的频繁切换的效果。
根据技术方案3所记载的车辆用控制装置,在技术方案2所记载的车辆用控制装置所发挥的效果的基础上,由于成为状态量判断单元的判断基准的状态量、以及成为变化量判断单元的判断基准的变化量的至少一方,是根据利用车速取得单元取得的车辆的行驶速度来设定的,因此,具有能够高效并且可靠地防止外倾角的频繁切换的效果。
即,即使车辆的状态量或者该状态量的每单位时间的变化量相等,也由于与低速行驶时相比,在高速行驶时更需要为了确保车辆的安全性而调整外倾角。因此,在该情况下,优选将成为状态量判断单元的判断基准的状态量、或者成为变化量判断单元的判断基准的变化量设定得低,使外倾角调整装置相对于车辆的状态量或者该状态量的每单位时间的变化量的变化而敏感地动作。然而,如果将成为状态量判断单元的判断基准的状态量、或者成为变化量判断单元的判断基准的变化量设定得低,则相反地,在低速行驶时造成外倾角的不必要的调整。与此相对,根据本发明,由于成为状态量判断单元的判断基准的状态量、以及成为变化量判断单元的判断基准的变化量的至少一方,是根据车辆的行驶速度来设定的,因此不会造成外倾角的不必要的调整,而能够高效地防止外倾角的频繁切换。
另一方面,即使车辆的状态量或者该状态量的每单位时间的变化量相等,也由于与高速行驶时相比,在低速行驶时不太需要使外倾角调整装置动作来调整外倾角。因此,在该情况下,优选将成为状态量判断单元的判断基准的状态量、或者成为变化量判断单元的判断基准的变化量设定得高,使外倾角调整装置相对于车辆的状态量或者该状态量的每单位时间的变化量的变化而迟钝地动作。然而,如果将成为状态量判断单元的判断基准的状态量、或者成为变化量判断单元的判断基准的变化量设定得高,则相反地,在高速行驶时,外倾角的调整被延迟、或者无法根据需要调整外倾角。与此相对,根据本发明,由于成为状态量判断单元的判断基准的状态量、以及成为变化量判断单元的判断基准的变化量的至少一方,是根据车辆的行驶速度来设定的,因此不会造成外倾角的调整被延迟、或者无法根据需要调整外倾角,而能够可靠地防止外倾角的频繁切换。
根据技术方案4所记载的车辆用控制装置,在技术方案2或者技术方案3所记载的车辆用控制装置所发挥的效果的基础上,外倾控制单元具备在利用状态量判断单元判断出车辆的状态量比规定的状态量小、并且利用变化量判断单元判断出车辆的状态量的每单位时间的变化量比规定的变化量小的情况下,对外倾角调整装置进行动作控制,来将车轮的外倾角调整为第二外倾角的第二外倾角调整单元,由于与利用第二外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态相比,在利用第一外倾角调整单元将第一外倾角调整为车轮的外倾角的状态下,第一胎面的接地相对于第二胎面的接地的比例大,因此,在车轮的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,具有能够发挥第一胎面的高抓地力的特性,从而确保抓地性能的效果。
另一方面,由于与利用第一外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态相比,在利用第二外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态下,第二胎面的接地相对于第一胎面的接地的比例大,因此,在车轮的外倾角被调整为第二外倾角的状态下,具有能够发挥第二胎面的滚动阻力小的特性,从而实现低油耗化的效果。
并且,由于第二外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第二外倾角,因此,例如通过将第二外倾角设置为外倾推力减少的外倾角,由此,具有能够实现低油耗化的效果。
附图说明
图1是示意性地示出搭载有本发明的第一实施方式中的车辆用控制装置的车辆的示意图。
图2是悬架装置的主视图。
图3是示出车辆用控制装置的电气结构的框图。
图4(a)是示意性地示出偏航率映射图的内容的示意图,(b)是示意性地示出偏航率变化量映射图的内容的示意图。
图5是示出外倾控制处理的流程图。
图6是按照时间顺序示出蛇行行驶时的偏航率以及偏航率的变化量与车轮的外倾角之间的关系的图表。
图7是示出第二实施方式中的外倾控制处理的流程图。
图8是按照时间顺序示出蛇行行驶时的横加速度以及横加速度的变化量与车轮的外倾角之间的关系的图表。
图9是示出第三实施方式中的车辆用控制装置的电气结构的框图。
图10是示出第三实施方式中的外倾控制处理的流程图。
图11是按照时间顺序示出纵加速度以及纵加速度的变化量与车轮的外倾角之间的关系的图表。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。图1是示意性地示出搭载有本发明的第一实施方式中的车辆用控制装置100的车辆1的示意图。此外,图1的箭头U-D表示车辆1的上下方向,L-R表示左右方向,F-B表示前后方向。
首先,对车辆1的概略结构进行说明。如图1所示,车辆1构成为主要具备:车身框架BF、支承该车身框架BF的多个(在本实施方式中为4轮)车轮2、对上述多个车轮2中的一部分(在本实施方式中为左右前轮2FL、2FR)进行旋转驱动的车轮驱动装置3、连结各个车轮2与车身框架BF的多个悬架装置4、对多个车轮2中的一部分(在本实施方式中为左右前轮2FL、2FR)进行转向操作的转向操作装置5。
接下来,对各个部分的详细结构进行说明。如图1所示,车轮2具备位于车辆1的前方侧(箭头F方向侧)的左右前轮2FL、2FR、和位于车辆1的后方侧(箭头B方向侧)的左右后轮2RL、2RR。此外,在本实施方式中,左右前轮2FL、2FR作为由车轮驱动装置3旋转驱动的驱动轮而构成,另一方面,左右后轮2RL、2RR作为伴随着车辆1的行驶而从动的从动轮而构成。
并且,如图1所示,车轮2具备第一胎面21以及第二胎面22两种胎面,在各个车轮2中,第一胎面21配置在车辆1的内侧,第二胎面22配置在车辆1的外侧。此外,在本实施方式中,两胎面21、22的宽度(图1左右方向的尺寸)构成为相同的宽度。
并且,在第一胎面21以及第二胎面22中,第二胎面22由比第一胎面21的硬度高的材料构成,第一胎面21构成为与第二胎面22相比抓地力高的特性(高抓地特性),另一方面,第二胎面22构成为与第一胎面21相比滚动阻力小的特性(低滚动特性)。
如上所述,车轮驱动装置3是用于对左右前轮2FL、2FR进行旋转驱动的装置,如下所述,由电动机3a构成(参照图3)。并且,如图1所示,电动机3a经由差速齿轮(未图示)以及一对驱动轴31与左右前轮2FL、2FR连接。
在驾驶员操作了加速踏板61的情况下,从车轮驱动装置3对左右前轮2FL、2FR赋予旋转驱动力,该左右前轮2FL、2FR与加速踏板61的操作量对应地被旋转驱动。此外,左右前轮2FL、2FR的旋转差利用差速齿轮吸收。
悬架装置4是用于缓和从路面经由车轮2传递至车身框架BF的振动的装置,作为所谓的悬架系统而发挥功能,如图1所示,上述悬架装置4分别与各个车轮2对应地设置。并且,本实施方式中的悬架装置4兼具作为调整车轮2的外倾角的外倾角调整单元的功能。
在此,参照图2对悬架装置4的详细结构进行说明。图2是悬架装置4的主视图。此外,在此,仅对作为外倾角调整单元发挥功能的结构进行说明,作为悬架发挥功能的结构由于与公知的结构相同,因此省略其说明。并且,由于各个悬架装置4的结构在各个车轮2中均是共通的,因此,以与右前轮2FR对应的悬架装置4为代表例在图2中示出。但是在图2中,为了易于理解,省略驱动轴31等的图示。
如图2所示,悬架装置4构成为主要具备:经由支柱(strut)41以及下臂42而被支承于车身框架BF的转向节(knuckle)43、产生驱动力的FR电机44FR、传递该FR电机44FR的驱动力的蜗轮45以及臂46、由从该蜗轮45以及臂46传递的FR电机44FR的驱动力而相对于转向节43被摆动驱动的可动板47。
转向节43将车轮2支承为能够对该车轮2进行转向操作,如图2所示,上端(图2上侧)与支柱41连结,并且下端(图2下侧)经由球窝关节与下臂42连结。
FR电机44FR向可动板47赋予用于进行摆动驱动的驱动力,并由直流电机构成,在其输出轴44a形成有蜗杆(未图示)。
蜗轮45用于将FR电机44FR的驱动力传递至臂46,并与形成于FR电机44FR的输出轴44a的蜗杆啮合,与上述蜗杆一同构成螺旋齿轮对。
臂46用于将从蜗轮45传递的FR电机44FR的驱动力传递至可动板47,如图2所示,一端(图2右侧)经由第一连结轴48与从蜗轮45的旋转轴45a偏心的位置连结,另一方面,另一端(图2左侧)经由第二连结轴49与可动板47的上端(图2上侧)连结。
可动板47将车轮2支承为使该车轮2能够旋转,如上所述,上端(图2上侧)与臂46连结,另一方面,下端(图2下侧)经由外倾轴50以能够摆动的方式被轴支承于转向节43。
根据如上所述构成的悬架装置4,当FR电机44FR被驱动时,蜗轮45旋转,并且蜗轮45的旋转运动转换为臂46的直线运动。其结果,由于臂46做直线运动,因此,可动板47以外倾轴50为摆动轴而被摆动驱动,从而调整车轮2的外倾角。
此外,在本实施方式中,以形成第一外倾状态和第二外倾状态(图2所示的状态)中的任意一种外倾状态的方式调整车轮2的外倾角,其中,上述第一外倾状态为各个连结轴48、49以及蜗轮45的旋转轴45a在从车身框架BF朝向车轮2的方向(箭头R方向)上按照第一连结轴48、旋转轴45a、第二连结轴49的顺序并排排列在一条直线上的,第二外倾状态为按照旋转轴45a、第一连结轴48、第二连结轴49的顺序并排排列在一条直线上的状态。
由此,在车轮2的外倾角被调整的状态下,即使对车轮2施加外力,也不会产生朝向使臂46转动的方向的力,从而能够维持车轮2的外倾角。
并且,在本实施方式中,在上述第一外倾状态下,车轮2的外倾角被调整为第一外倾角(在本实施方式中为3°),对车轮2赋予负外倾(negative camber)。由此,产生外倾横向推力,并且第一胎面21的接地相对于第二胎面22的接地的比例增大,从而能够发挥第一胎面21的高抓地特性,确保抓地性能。
另一方面,在上述的第二外倾状态(图2所示的状态)下,车轮2的外倾角被调整为第二外倾角(在本实施方式中为0°)。在此,由于第二胎面22由硬度比第一胎面21的硬度高的材料构成,因此,在车轮2的外倾角被调整为0°的情况下,第一胎面21的接地被第二胎面22妨碍。由此,避免外倾横向推力的产生,并且第二胎面22的接地相对于第一胎面21的接地的比例增大,从而能够发挥第二胎面22的低滚动特性,实现省油耗化。
返回图1进行说明。转向操作装置5是用于将驾驶员对方向盘(steering)63进行的操作传递至左右前轮2FL、2FR来进行转向操作的装置,作为所谓的齿条&齿轮式的转向齿轮而构成。
根据该转向操作装置5,驾驶员对方向盘63进行的操作(旋转)首先经由转向管柱51传递至万向节52,并且一边被万向节52改变角度一边作为旋转运动传递至转向箱53的小齿轮53a。然后,传递至小齿轮53a的旋转运动被转换为齿条53b的直线运动,由于齿条53b做直线运动,因此,与齿条53b的两端连接的横拉杆54移动。其结果,横拉杆54按拉转向节55,由此向车轮2赋予规定的转向角。
加速踏板61以及制动踏板62是由驾驶员操作的操作部件,根据各个踏板61、62的操作状态(踏下量、踏下速度等)决定车辆1的行驶速度、制动力,对车轮驱动装置3进行驱动控制。方向盘63是由驾驶员操作的转向操作部件,根据其操作状态(旋转角、旋转速度等),利用转向操作装置5对左右前轮2FL、2FR进行转向操作。
车辆用控制装置100是用于对如上所述地构成的车辆1的各个部分进行控制的装置,例如,根据各个踏板61、62和方向盘63的操作状态对外倾角调整装置44(参照图3)进行动作控制。
接下来,参照图3对车辆用控制装置100的详细结构进行说明。图3是示出车辆用控制装置100的电气结构的框图。如图3所示,车辆用控制装置100具备CPU71、ROM72以及RAM73,它们经由总线74与输入输出口75连接。并且,在输入输出口75连接有车轮驱动装置3等装置。
CPU71是对通过总线74连接的各个部分进行控制的计算装置,ROM72是存储有由CPU71执行的控制程序(例如图5所示的流程图的程序)、固定值数据等的不能改写的非挥发性的存储器。并且,如图3所示,在ROM72中设置有偏航率映射图72a以及偏航率变化量映射图72b。
在此,参照图4对偏航率映射图72a以及偏航率变化量映射图72b进行说明。图4(a)是示意性地示出偏航率映射图72a的内容的示意图。偏航率映射图72a是对车辆1的行驶速度与用于将车轮2的外倾角调整为第一外倾角的偏航率的阈值K之间的关系进行规定的映射图。CPU71基于该偏航率映射图72a的内容,取得用于在现在的车辆1的行驶速度下将车轮2的外倾角调整为第一外倾角的阈值K。此外,所谓偏航率是指车辆1(车身框架BF)绕着穿过车辆1的重心的铅垂轴(图1箭头U-D方向的轴)旋转的旋转角速度,与技术方案1所记载的车辆的状态量对应。
根据该偏航率映射图72a,如图4(a)所示,在车辆1的行驶速度比Va小的情况下,不规定阈值K。即,在车辆1的行驶速度比Va小的情况下,与偏航率无关,不进行车轮2的外倾角的调整。
并且,如图4(a)所示,阈值K在车辆1的行驶速度为Va的情况下规定为最大值Kmax,且规定为随着车辆1的行驶速度从Va增加而使阈值K呈曲线地减小。进而,阈值K在车辆1的行驶速度为Vb的情况下规定为最小值Kmin,并且规定为即使车辆1的行驶速度从Vb增加,也以最小值Kmin保持一定。
图4(b)是示意性地示出偏航率变化量映射图72b的内容的示意图。偏航率变化量映射图72b是对车辆1的行驶速度与用于将车轮2的外倾角调整为第一外倾角的偏航率的变化量的阈值L之间的关系进行规定的映射图。CPU71基于该偏航率变化量映射图72b的内容,取得用于在现在的车辆1的行驶速度下将车轮2的外倾角调整为第一外倾角的阈值L。此外,所谓偏航率的变化量是指偏航率的每单位时间的变化量,与技术方案1所记载的状态量的每单位时间的变化量对应。
如图4(b)所示,根据该偏航率变化量映射图72b,在车辆1的行驶速度比Vc小的情况下,不规定阈值L。即,在车辆1的行驶速度比Vc小的情况下,与偏航率的变化量无关,不进行车轮2的外倾角的调整。
并且,如图4(b)所示,阈值L在车辆1的行驶速度为Vc的情况下规定为最大值Lmax,且规定为随着车辆1的行驶速度从Vc增加而使阈值L呈曲线地减小。进而,阈值L在车辆1的行驶速度为Vd的情况下规定为最小值Lmin,并且规定为即使车辆1的行驶速度从Vd增加,也以最小值Lmin保持不变。
返回图3进行说明。RAM73是用于在执行控制程序时以能够改写的方式存储各种数据的存储器,且如图3所示,设置有外倾标识73a。
外倾标识73a是表示车轮2的外倾角被调整为第一外倾角还是被调整为第二外倾角的标志。CPU71在该外倾标识73a为ON的情况下,作出车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的判断,在外倾标识73a为OFF的情况下,作出车轮2的外倾角被调整为第二外倾角的判断。
如上所述,车轮驱动装置3是用于对左右前轮2FL、2FR(参照图1)进行旋转驱动的装置,主要具备对上述左右前轮2FL、2FR赋予旋转驱动力的电动机3a、和基于来自CPU71的指示对该电动机3a进行驱动控制的驱动控制电路(未图示)。但车轮驱动装置3不限定于电动机3a,当然能够采用其他驱动源。作为其他驱动源,例如,可以举出油压电机、发动机等。
外倾角调整装置44是用于调整各个车轮2的外倾角的装置,如上所述,主要具备分别对各个悬架装置4的可动板47(参照图2)赋予用于进行摆动驱动的驱动力的合计四个FL~RR电机44FL~44RR、和基于来自CPU71的指示对上述各个电机44FL~44RR进行驱动控制的驱动控制电路(未图示)。
计时装置80是用于计测时间的装置,主要具备基于来自CPU71的指示计测时间的计时电路(未图示)、和对由该计时电路计测出的时间进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。
加速度传感器装置81是用于检测车辆1的加速度,并且将该检测结果向CPU71输出的装置,主要具备前后方向加速度传感器81a以及左右方向加速度传感器81b、和对上述各个加速度传感器81a、81b的检测结果进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。
前后方向加速度传感器81a是检测车辆1(车身框架BF)的前后方向(图1中箭头F-B方向)的加速度(纵加速度)的传感器,左右方向加速度传感器81b是检测车辆1(车身框架BF)的左右方向(图1中箭头L-R方向)的加速度(横加速度)的传感器。其中,在本实施方式中,上述各个加速度传感器81a、81b作为利用了压电元件的压电型传感器而构成。
并且,CPU71对从加速度传感器装置81输入的各个加速度传感器81a、81b的检测结果(纵加速度、横加速度)进行时间积分,分别算出两个方向(前后方向以及左右方向)的速度,并且对上述两个方向的成分进行合成,从而能够取得车辆1的行驶速度。
此外,CPU71对从加速度传感器装置81输入的各个加速度传感器81a、81b的检测结果(纵加速度、横加速度)进行时间微分,从而能够取得纵加速度的变化量(纵加速度的每单位时间的变化量)以及横加速度的变化量(横加速度的每单位时间的变化量)。
加速踏板传感器装置61a是用于检测加速踏板61的操作量,并且将该检测结果向CPU71输出的装置,主要具备检测加速踏板61的踏下量的角度传感器(未图示)、和对该角度传感器的检测结果进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。
制动踏板传感器装置62a是用于检测制动踏板62的操作量,并且将该检测结果向CPU71输出的装置,主要具备检测制动踏板62的踏下量的角度传感器(未图示)、和对该角度传感器的检测结果进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。
方向盘传感器装置63a是用于检测方向盘63的转向操作量,并且将该检测结果向CPU71输出的装置,主要具备检测方向盘63的旋转角的角度传感器(未图示)、和对该角度传感器的检测结果进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。
此外,在本实施方式中,各个角度传感器作为利用了电阻的接触型电位器而构成。并且,CPU71对从各个传感器装置61a、62a、63a输入的各个角度传感器的检测结果(操作量)进行时间微分,从而能够取得各个踏板61、62的踏下速度以及方向盘63的旋转速度。
导航装置82是用于利用GPS取得车辆1的现在的位置,并且取得车辆1预定行驶路线中的道路状况的装置,主要具备从GPS卫星接收电波而取得车辆1现在的位置的现在位置取得部(未图示)、将各种信息(道路状况等)与地图数据等对应地存储的信息存储部(未图示)、以及对上述的由现在位置取得部取得的车辆1的现在位置以及存储于信息存储部的各种信息进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。CPU71能够基于从导航装置82输入的车辆1的现在位置以及各种信息,取得车辆1预定行驶路线中的道路状况。
另外,虽然本实施方式中的导航装置82具备将各种信息与地图数据等对应地存储的信息存储部,但是代替该信息存储部,也可以构成为设置从各种信息与地图数据等对应地被存储的存储介质读取各种信息的信息读取部,并将由该信息读取部读取的各种信息向CPU71输出。
偏航率传感器装置83是用于检测车辆1的偏航率,并且将该检测结果向CPU71输出的装置,主要具备对车辆1(车身框架BF)绕着穿过车辆1的重心的铅垂轴(图1箭头U-D方向轴)旋转的旋转角速度进行检测的偏航率传感器83a、和对该偏航率传感器83a的检测结果进行处理后向CPU71输出的输出电路(未图示)。
此外,在本实施方式中,偏航率传感器83a由通过萨格纳克效应来(Sagnac Effect)检测旋转角速度的光学式陀螺仪传感器构成。但是,当然能够采用其他种类的陀螺仪传感器。作为其他种类的陀螺仪传感器,可以举出例如机械式、流体式等的陀螺仪传感器。
并且,CPU71能够对从偏航率传感器装置83输入的偏航率传感器83a的检测结果(偏航率)进行时间微分,来取得偏航率的变化量(偏航率的每单位时间的变化量)。
作为图3所示的其他输入输出装置90,可以举出例如检测雨量的雨量传感器、以非接触的方式检测路面状态的光学传感器等。
接下来,参照图5对外倾控制处理进行说明。图5是示出外倾控制处理的流程图。该处理是在投入车辆用控制装置100的电源的期间,由CPU71反复(例如以0.2秒的间隔)执行的处理,且是基于偏航率以及偏航率的变化量来调整车轮2的外倾角的处理。
有关外倾控制处理,CPU71首先取得车辆1的行驶速度(S1),判断该取得的车辆1的行驶速度是否在规定的行驶速度(例如10km/h)以下(S2)。
其结果是,在判断出车辆1的行驶速度超过规定的行驶速度的情况下(S2:否),接下来,取得偏航率(S3),判断该取得的偏航率是否在阈值K以上(S4)。此外,在S4的处理中,首先从偏航率映射图72a读出与在S1的处理中取得的车辆1的行驶速度对应的阈值K,并对该读出的阈值K和在S3的处理中取得的偏航率进行比较,来判断现在的偏航率是否在阈值K以上。
其结果,在判断出偏航率为阈值K以上的情况下(S4:是),接下来,判断外倾标识73a是否为ON(S5),在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S5:否),使外倾角调整装置44动作,来将车轮2(在本实施方式中为全部车轮2FL~2RR)的外倾角调整为第一外倾角(S6),并且将外倾标识73a设为ON(S7),结束该外倾控制处理。
即,经S4的处理的结果,在判断出偏航率为阈值K以上的情况下,由于考虑到例如车辆1正在急弯道行驶、或者正在向右向左转弯、或者正在掉头,因此将车轮2的外倾角调整为第一外倾角,向车轮2赋予负外倾。由此,能够产生外倾推力,并且发挥第一胎面21的高抓地特性,从而确保抓地性能。
此外,经S5的处理的结果,在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S5:是),由于车轮2的外倾角已经调整为第一外倾角,因此跳过S6以及S7的处理,结束该外倾控制处理。
另一方面,经S4的处理的结果,在判断出偏航率比阈值K小的情况下(S4:否),接下来,取得偏航率的变化量(S8),判断该取得的偏航率的变化量是否在阈值L以上(S9)。此外,在S9的处理中,首先从偏航率变化量映射图72b读出与在S1的处理中取得的车辆1的行驶速度对应的阈值L,并对该读出的阈值L和在S8的处理中取得的偏航率的变化量进行比较,来判断现在的偏航率的变化量是否在阈值L以上。
其结果,在判断出偏航率的变化量为阈值L以上的情况下(S9:是),判断外倾标识73a是否为ON(S5),在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S5:否),使外倾角调整装置44动作,来将车轮2的外倾角调整为第一外倾角(S6),并且将外倾标识73a设为ON(S7),结束该外倾控制处理。
即,经S9的处理的结果,在判断出偏航率的变化量为阈值L以上的情况下,由于偏航率的变化程度大,车辆1进行急转弯,因此将车轮2的外倾角调整为第一外倾角,向车轮2赋予负外倾。由此,能够产生外倾推力,并且发挥第一胎面21的高抓地特性,从而确保抓地性能。
此外,经S5的处理的结果,在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S5:是),由于车轮2的外倾角已经调整为第一外倾角,因此,跳过S6以及S7的处理,结束该外倾控制处理。
另一方面,经S9的处理的结果,在偏航率的变化量比阈值L小的情况下(S9:否),接下来,判断外倾标识73a是否为ON(S10),在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S10:是),利用计时装置80开始计时(S11)。
接下来,判断在S11的处理中是否从开始计时之后经过了规定的时间(例如3秒等)(S12),在判断出没有经过规定的时间的情况下(S12:否),反复执行S12的处理直至判断出经过了规定的时间。
另一方面,经S12的处理的结果,在判断出经过了规定的时间的情况下(S12:是),使外倾角调整装置44动作,来将车轮2(在本实施方式中为全部车轮2FL~2RR)的外倾角调整为第二外倾角(S13),并且将外倾标识73a设为OFF(S14),结束该外倾控制处理。
即,在经S4的处理的结果判断出偏航率比阈值K小、并且经S9的处理的结果判断出偏航率的变化量比阈值L小的情况下(S4:否并且S9:否),由于例如车辆1正在前进、或者正在缓弯道中行驶,不需要确保抓地性能,因此将车轮2的外倾角调整为第二外倾角,中止负外倾的赋予。由此,能够减少外倾推力,并且抑制第一胎面21的高抓地特性的发挥,从而实现低油耗化。此外,在本实施方式中,由于作为第二外倾角将车轮2的外倾角调整为0°,因此能够避免外倾推力的产生,并且发挥第二胎面22的低滚动阻力,从而实现进一步的低油耗化。
此外,经S10的处理的结果,在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S10:否),由于车轮2的外倾角已经调整为第二外倾角,因此跳过从S11~S14的处理,结束该外倾控制处理。
与此相对,经S2的处理的结果,在判断出车辆1的行驶速度在规定的行驶速度以下的情况下(S2:是),接下来,判断外倾标识73a是否为ON(S15),在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S15:是),使外倾角调整装置44动作来将车轮2的外倾角调整为第二外倾角(S13),并且将外倾标识73a设为OFF(S14),结束该外倾控制处理。
即,经S2的处理的结果,在判断出车辆1的行驶速度在规定的行驶速度以下的情况下(S2:是),由于车辆1正在低速行驶,不需要确保抓地性能,因此,将车轮2的外倾角调整为第二外倾角,从而能够实现低油耗化。
此外,经S15的处理的结果,在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S15:否),由于车轮2的外倾角已经调整为第二外倾角,因此跳过S13以及S14的处理,结束该外倾控制处理。
如以上所进行的说明,根据本实施方式,由于在判断出偏航率为阈值K以上、或者判断出偏航率的变化量为阈值L以上的情况下(S4:是或者S9:是),使外倾角调整装置44动作,因此,即使偏航率变成不满足阈值K,也由于偏航率的变化量在阈值L以上,所以能够使外倾角调整装置44动作。由此,在偏航率的变化量比偏航率变化快的急转弯时,能够抑制从车辆1开始转弯之后到使外倾角调整装置44动作为止的时滞,能够迅速进行外倾角的调整。
并且,由于在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于直至作出偏航率比阈值K小、并且作出偏航率的变化量比阈值L小的判断为止(S4:否并且S9:否),将车轮2的外倾角维持在第一外倾角,因此即使偏航率变成不满足阈值L,也能够直至偏航率的变化量变成不满足阈值K为止,将外倾角维持在第一外倾角。由此,即使在偏航率不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当偏航率不满足阈值L时都使外倾角调整装置44动作,能够防止外倾角的频繁切换。
在此,参照图6对蛇行行驶时的车轮2的外倾角的调整进行说明。图6是按照时间顺序示出蛇行行驶时的偏航率以及偏航率的变化量与车轮2的外倾角之间的关系的图表。
如图6所示,在车辆1蛇行行驶时,首先,车辆1向一个方向转弯,由于偏航率在阈值K以上、或者偏航率的变化量在阈值L以上,因此车轮2的外倾角被调整为第一外倾角。此外,在图6中示出了因偏航率的变化量在阈值L以上而车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的情况。
接下来,当车辆1伴随着方向盘63的反向操作而开始向另一方向转弯时,偏航率的变化量变成不满足阈值L。然而,由于偏航率相对于偏航率的变化量延迟地变化,因此在该时刻下,偏航率在阈值K以上,车轮2的外倾角被维持在第一外倾角。
之后,虽然偏航率变成不满足阈值K,但在该时刻下,由于偏航率的变化量在阈值L以上,因此,车轮2的外倾角被维持在第一外倾角。
如此,在蛇行行驶时,偏航率的变化量也以与偏航率不同的周期不断变化。因此,通过基于偏航率以及以与该偏航率不同的周期不断变化的偏航率的变化量而使外倾角调整装置44动作,由此,即使偏航率变化,也能够维持外倾角调整装置44动作了的状态。因此,即使在偏航率不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当偏航率变化时都使外倾角调整装置44动作,而能够防止外倾角的频繁切换。
并且,根据本实施方式,由于用于将车轮2的外倾角调整为第一外倾角的偏航率的阈值K以及偏航率的变化量的阈值L,是根据车辆1的行驶速度来设定,因此,能够高效并且可靠地防止外倾角的频繁切换。
即,即使偏航率或者偏航率的变化量相等,也由于与低速行驶时相比,在高速行驶时更需要为了确保车辆1的安全性而调整外倾角。因此,在该情况下,优选将阈值K或者阈值L设定得低,使外倾角调整装置44相对于偏航率或者偏航率的变化量的变化而敏感地动作。然而,如果将阈值K或者阈值L设定得低,则相反地,在低速行驶时造成外倾角的不必要的调整。与此相对,通过根据车辆1的行驶速度设定阈值K以及阈值L,由此,不会造成外倾角的不必要的调整,而能够高效地防止外倾角的频繁切换。
另一方面,即使偏航率或者偏航率的变化量相等,也由于与高速行驶时相比,在低速行驶时不太需要使外倾角调整装置44动作来调整外倾角。因此,在该情况下,优选将阈值K或者阈值L设定得高,使外倾角调整装置44相对于偏航率或者偏航率的变化量的变化而迟钝地动作。然而,如果将阈值K或者阈值L设定得高,则相反地,在高速行驶时,造成外倾角的调整被延迟、或者无法根据需要调整外倾角。与此相对,通过根据车辆1的行驶速度设定阈值K以及阈值L,由此,不会造成外倾角的调整被延迟、或者无法根据需要调整外倾角,而能够可靠地防止外倾角的频繁切换。
此外,根据本实施方式,在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于在判断出偏航率比阈值K小、并且判断出偏航率的变化量比阈值L小的情况下(S4:否并且S9:否),经过规定的时间之后使外倾角调整装置44动作,来将车轮2的外倾角调整为第二外倾角,因此,能够直至经过规定的时间为止,将外倾角维持在第一外倾角。由此,在山道等车辆1频繁地转弯的道路状况中,不会造成每当车辆1转弯时都使外倾角调整装置44动作,而能够防止外倾角的频繁切换。
此外,在图5所示的流程图(外倾控制处理)中,技术方案1所记载的状态量取得单元相当于S3的处理,变化量取得单元相当于S8的处理,外倾控制单元相当于S6以及S13的处理,技术方案2所记载的状态量判断单元相当于S4的处理,变化量判断单元相当于S9的处理,第一外倾角调整单元相当于S6的处理,第一外倾角维持单元相当于S5的处理(S5:是),技术方案3所记载的车速取得单元相当于S1的处理,技术方案4所记载的第二外倾角调整单元相当于S13的处理。并且,“偏航率”以及“横加速度”与“伴随着车辆转弯而变化的车辆的状态量”对应,并不包含“纵加速度”。
接下来,参照图7以及图8对第二实施方式进行说明。其中,对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略该部分的说明。并且,在第二实施方式中,利用车辆用控制装置100对第一实施方式中的车辆1进行控制。
图7是示出第二实施方式中的外倾控制处理的流程图。该处理是在投入车辆用控制装置100的电源的期间,由CPU71反复(例如以0.2秒的间隔)执行的处理,且是基于横加速度以及横加速度的变化量调整车轮2的外倾角的处理。
有关第二实施方式中的外倾控制处理,CPU71经S2的处理的结果,在判断出车辆1的行驶速度超过规定的行驶速度的情况下(S2:否),接下来,取得横加速度(S23),判断该取得的横加速度是否在规定值以上(S24)。其中,在S24的处理中,对在S23的处理中取得的横加速度与预先存储于ROM72中的阈值进行比较,来判断现在的横加速度是否在规定值以上。
其结果,在判断出横加速度为规定值以上的情况下(S24:是),接下来,判断外倾标识73a是否为ON(S5),在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S5:否),使外倾角调整装置44动作来将车轮2的外倾角调整为第一外倾角(S6),并且将外倾标识73a设为ON(S7),结束该外倾控制处理。
即,经S24的处理的结果,由于在判断出横加速度在规定值以上的情况下,由于例如车辆1正在急弯道中行驶、或者正在向右向左转弯、或者正在掉头,因此,将车轮2的外倾角调整为第一外倾角,向车轮2赋予负外倾。由此,能够产生外倾推力,并且发挥第一胎面21的高抓地特性,从而确保抓地性能。
另一方面,S24的处理的结果,在判断出横加速度比规定值小的情况下(S24:否),接下来,取得横加速度的变化量(S28),判断该取得的横加速度的变化量是否在规定值以上(S29)。其中,在S29的处理中,对在S28的处理中取得的横加速度的变化量与预先存储于ROM72中的阈值进行比较,来判断现在的横加速度的变化量是否在规定值以上。
其结果,在判断出横加速度的变化量在规定值以上的情况下(S29:是),判断外倾标识73a是否为ON(S5),在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S5:否),使外倾角调整装置44动作来将车轮2的外倾角调整为第一外倾角(S6),并且将外倾标识73a设为ON(S7),结束该外倾控制处理。
即,经S29的处理的结果,在判断出横加速度的变化量在规定值以上的情况下,由于横加速度的变化程度较大,车辆1进行急转弯,因此将车轮2的外倾角调整为第一外倾角,向车轮2赋予负外倾。由此,能够产生外倾推力,并且发挥第一胎面21的高抓地特性,从而确保抓地性能。
另一方面,经S29的处理的结果,在判断出横加速度的变化量比规定值小的情况下(S29:否),与第一实施方式中的外倾控制处理相同地,执行S11以后的处理。
如以上所进行的说明,根据本实施方式,由于在判断出横加速度在规定值以上、或者判断出横加速度的变化量在规定值以上的情况下(S24:是或者S29:是),使外倾角调整装置44动作,因此,在横加速度的变化量比横加速度变化快的急转弯时,能够抑制从车辆1开始转弯到使外倾角调整装置44动作为止的时滞,能够迅速进行外倾角的调整。
并且,在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于直至作出横加速度比规定值小、并且作出横加速度的变化量比规定值小的判断为止(S24:否并且S29:否),将车轮2的外倾角维持在第一外倾角,因此,即使在横加速度不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当横加速度变成不满足规定值时都使外倾角调整装置44动作,而能够防止外倾角的频繁切换。
在此,参照图8对蛇行行驶时的车轮2的外倾角的调整进行说明。图8是按照时间顺序示出蛇行行驶时的横加速度以及横加速度的变化量与车轮2的外倾角之间的关系的图表。
如图8所示,在车辆1蛇行行驶时,首先,车辆1向一个方向转弯,由于横加速度在规定值以上、或者横加速度的变化量在规定值以上,因此,车轮2的外倾角被调整为第一外倾角。其中,在图8示出了因横加速度的变化量在规定值以上而车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的情况。
接下来,车辆1伴随着方向盘63的反向操作而开始向另一方向转弯,横加速度的变化量变成不满足规定值。然而,由于横加速度相对于横加速度的变化量而延迟地变化,因此在该时刻下,横加速度在规定值以上,车轮2的外倾角被维持在第一外倾角。
之后,虽然横加速度变成不满足规定值,但由于在该时刻下,横加速度的变化量在规定值以上,因此,车轮2的外倾角被维持为第一外倾角。
如此,在蛇行行驶时,横加速度的变化量也以与横加速度不同的周期不断变化。因此,通过基于横加速度以及以与该横加速度不同的周期不断变化的横加速度的变化量而使外倾角调整装置44动作,由此,即使在横加速度不断变化的蛇行行驶时,也不会造成每当横加速度变化时都使外倾角调整装置44动作,而能够防止外倾角的频繁切换。
并且,根据本实施方式,在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于在判断出横加速度比规定值小、并且判断出横加速度的变化量比规定值小的情况下(S24:否并且S29:否),经过规定的时间之后使外倾角调整装置44动作,来将车轮2的外倾角调整为第二外倾角,因此,在山道等车辆1频繁地转弯的道路状况中,不会造成每当车辆1转弯时都使外倾角调整装置44动作,而能够防止外倾角的频繁切换。
此外,在图8所示的流程图(外倾控制处理)中,技术方案1所记载的状态量取得单元相当于S23的处理,变化量取得单元相当于S28的处理,外倾控制单元相当于S6以及S13的处理,技术方案2所记载的状态量判断单元相当于S24的处理,变化量判断单元相当于S29的处理,第一外倾角调整单元相当于S6的处理,第一外倾角维持单元相当于S5的处理(S5:是),技术方案3所记载的车速取得单元相当于S1的处理,技术方案4所记载的第二外倾角调整单元相当于S13的处理。
接下来,参照图9~图11对第三实施方式进行说明。此外,对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略该部分的说明。并且,在第三实施方式中,利用车辆用控制装置300对第一实施方式中的车辆1进行控制。
图9是示出第三实施方式中的车辆用控制装置300的电气结构的框图。如图9所示,车辆用控制装置300具备CPU71、ROM372以及RAM73,上述部件经由总线74与输入输出口75连接。并且,在输入输出口75连接有车轮驱动装置3等装置。
ROM372是存储有利用CPU71执行的控制程序(例如图10所示的流程图的程序)、固定值数据等的不能改写的非挥发性的存储器。
接下来,参照图10对第三实施方式中的外倾控制处理进行说明。图10是示出第三实施方式中的外倾控制处理的流程图。该处理是在投入车辆用控制装置300的电源期间、由CPU71反复(例如以0.2秒的间隔)执行的处理,且是基于纵加速度以及纵加速度的变化量调整车轮2的外倾角的处理。
有关第三实施方式中的外倾控制处理,CPU71首先取得车辆1的行驶速度(S1),并且取得纵加速度(S33),判断该取得的纵加速度是否在规定值以上(S34)。其中,在S34的处理中,对在S33的处理中取得的纵加速度与预先存储于ROM372中的阈值进行比较,来判断现在的纵加速度是否在规定值以上。
其结果,在判断出纵加速度在规定值以上的情况下(S34:是),接下来,判断外倾标识73a是否为ON(S5),在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S5:否),使外倾角调整装置44动作来将车轮2的外倾角调整为第一外倾角(S6),并且将外倾标识73a设为ON(S7),结束该外倾控制处理。
即,经S34的处理的结果,在判断出纵加速度在规定值以上的情况下,由于车辆1正在加速、或者正在制动,因此将车轮2的外倾角调整为第一外倾角,向车轮2赋予负外倾。由此,能够产生外倾推力,并且发挥第一胎面21的高抓地特性,从而确保抓地性能。
此外,经S5的处理的结果,在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S5:是),由于车轮2的外倾角已经调整为第一外倾角,因此,跳过S6以及S7的处理,结束该外倾控制处理。
另一方面,经S34的处理的结果,在判断出纵加速度比规定值小的情况下(S34:否),接下来,取得纵加速度的变化量(S38),判断该取得的纵加速度的变化量是否在规定值以上(S39)。其中,在S39的处理中,对在S38的处理中取得的纵加速度的变化量与预先存储于ROM372中的阈值进行比较,来判断现在的纵加速度的变化量是否在规定值以上。
其结果,在判断出纵加速度的变化量在规定值以上的情况下(S39:是),判断外倾标识73a是否为ON(S5),在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S5:否),使外倾角调整装置44动作来将车轮2的外倾角调整为第一外倾角(S6),并且将外倾标识73a设为ON(S7),结束该外倾控制处理。
即,经S39的处理的结果,在判断出纵加速度的变化量在规定值以上的情况下,由于纵加速度的变化程度较大,车辆1进行急加速或者急制动,因此,将车轮2的外倾角调整为第一外倾角,向车轮2赋予负外倾。由此,能够产生外倾推力,并且发挥第一胎面21的高抓地特性,从而能够确保抓地性能。
此外,经S5的处理的结果,在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S5:是),由于车轮2的外倾角已经调整为第一外倾角,因此,跳过S6以及S7的处理,结束该外倾控制处理。
另一方面,经S39的处理的结果,在判断出纵加速度的变化量比规定值小的情况(S39:否),接下来,判断外倾标识73a是否为ON(S10),在判断出外倾标识73a为ON的情况下(S10:是),利用计时装置80开始计时(S11)。
接下来,判断在S11的处理中是否从开始计时之后经过了规定的时间(例如3秒等)(S12),在判断出没有经过规定的时间的情况下(S12:否),反复执行S12的处理直至判断出经过了规定的时间。
另一方面,S12的处理的结果,在判断出经过了规定的时间的情况下(S12:是),将车轮2的外倾角调整为第二外倾角(S13),并且将外倾标识73a设为OFF(S14),结束该外倾控制处理。
即,经S34的处理的结果判断出纵加速度比规定值小、并且经S39的处理的结果判断出纵加速度的变化量比规定值小的情况下(S34:否并且S39:否),由于车辆1正在以恒定的行驶速度行驶,不需要确保抓地性能,因此,将车轮2的外倾角调整为第二外倾角,中止负外倾的赋予。由此,能够减少外倾推力,并且抑制第一胎面21的高抓地特性的发挥,从而能够实现低油耗化。此外,在本实施方式中,由于作为第二外倾角将车轮2的外倾角调整为0°,因此,能够避免外倾推力的产生,并且发挥第二胎面22的低滚动阻力,从而实现进一步的低油耗化。
此外,经S10的处理的结果,在判断出外倾标识73a为OFF的情况下(S10:否),由于车轮2的外倾角已经调整为第二外倾角,因此跳过S11~S14的处理,结束该外倾控制处理。
如以上所进行的说明,根据本实施方式,由于在判断出纵加速度在规定值以上、或者判断出纵加速度的变化量在规定值以上的情况下(S34:是或者S39:是),使外倾角调整装置44动作,因此,即使纵加速度变成不满足规定值,也由于纵加速度的变化量在规定值以上,因此能够使外倾角调整装置44动作。由此,在纵加速度的变化量比纵加速度变化快的急加速时、急制动时,能够抑制直至使外倾角调整装置44动作为止的时滞,能够迅速进行外倾角的调整。
并且,在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于直至作出纵加速度比规定值小、并且作出纵加速度的变化量比规定值小的判断为止(S34:否并且S39:否),将车轮2的外倾角维持在第一外倾角,因此,即使纵加速度变成不满足规定值,也能够直至纵加速度的变化量变成不满足规定值为止,将外倾角维持在第一外倾角。由此,能够在加速时、制动时,维持车轮2的外倾角直至成为目标的行驶速度,防止外倾角的切换。
在此,参照图11对加速时以及制动时的车轮2的外倾角的调整进行说明。图11是按照时间顺序示出纵加速度以及纵加速度的变化量与车轮2的外倾角之间的关系的图表。
如图11所示,在车辆1加速时,首先车辆1加速,由于纵加速度成为规定值以上、或者纵加速度的变化量成为规定值以上,所以车轮2的外倾角被调整为第一外倾角。此外,在图11中示出了因纵加速度的变化量在规定值以上而车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的情况。
接下来,当加速踏板61的操作减缓时,纵加速度的变化量变成不满足规定值。然而,即使加速踏板61的操作减缓,只要纵加速度在规定值以上,车轮2的外倾角也被维持在第一外倾角。
并且,如图11所示,在车辆1制动时,首先车辆1制动,由于纵加速度成为规定值以上、或者纵加速度的变化量成为规定值以上,所以车轮2的外倾角被调整为第一外倾角。此外,在图11中示出了因纵加速度的变化量在规定值以上而车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的情况。
接下来,当制动踏板62的操作减缓时,纵加速度的变化量变成不满足规定值。然而,即使制动踏板62的操作减缓,只要纵加速度在规定值以上,车轮2的外倾角也被维持在第一外倾角。
在此,例如在只基于纵加速度而使外倾角调整装置44动作的情况下,为了防止因伴随着纵加速度的微小变化而造成外倾角调整装置44的不必要的动作,一般针对纵加速度(与本实施方式的情况相同地)设置用于使外倾角调整装置44动作的阈值。
然而,如果设置用于使外倾角调整装置44动作的阈值,则从纵加速度变化之后到外倾角调整装置44动作为止产生时滞,存在急加速时、急制动时在外倾角的调整上产生延迟的问题。
与此相对,根据本实施方式,通过基于纵加速度以及纵加速度的变化量而使外倾角调整装置44动作,由此,在纵加速度的变化量比纵加速度变化快的急加速时、急制动时,能够抑制直至使外倾角调整装置44动作为止的时滞。因此能够迅速进行急加速时、急制动时的外倾角的调整。
并且,例如在只基于纵加速度的变化量而使外倾角调整装置44动作的情况下,当纵加速度的变化量变成不满足阈值时,即使在加速时、制动时,外倾角调整装置44也进行动作,存在外倾角在成为目标的行驶速度之前就切换的问题。
与此相对,根据本实施方式,通过基于纵加速度以及纵加速度的变化量而使外倾角调整装置44动作,能够在加速时、制动时维持车轮2的外倾角直至成为目标的行驶速度。因此能够防止加速时、制动时的外倾角的切换。
并且,根据本实施方式,在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,由于在判断出纵加速度比规定值小、并且判断出纵加速度的变化量比规定值小的情况下(S34:否并且S39:否),经过规定的时间之后使外倾角调整装置44动作,来将车轮2的外倾角调整为第二外倾角,因此能够直至经过规定的时间为止,将外倾角维持为第一外倾角。由此,在上坡、下坡等车辆1频繁地加速或者制动的道路状况中,不会造成每当车辆1加速或者制动时都使外倾角调整装置44动作,而能够防止外倾角的频繁切换。
以上,虽然基于实施方式对本发明进行了说明,但本发明不限定于上述任何实施方式,能够容易地推断,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改进变形。
例如,在上述各个实施方式中列举的数值仅是一个例子,当然能够采用其他数值。并且,当然能够将上述各个实施方式中的结构的一部分或者全部与其他实施方式中的结构的一部分或者全部组合。
在上述各个实施方式中,虽然对将全部车轮2的外倾角调整为第一外倾角以及第二外倾角的情况进行了说明,但并不一定限定于此,例如,也可以仅将前轮2FL、2FR或者后轮2RL、2RR中任意一方调整为第一外倾角以及第二外倾角。
在上述各个实施方式中,虽然对在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,经过规定的时间之后将外倾角调整为第二外倾角的情况进行了说明,但并不一定限定于此,也可以构成为不等待经过规定的时间,而直接将外倾角调整为第二外倾角。在该情况下,能够实现外倾控制处理的简单化。
虽然在上述各个实施方式中省略了说明,但也可以构成为具备:在车轮2的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,利用导航装置82取得车辆1在预定行驶的路线中的道路信息的单元、和判断该取得的道路信息是否满足规定的条件的单元、以及在判断出该判断结果满足规定的条件的情况下,将车轮2的外倾角维持在第一外倾角的单元。由此,由于能够在预定行驶的路线满足规定的条件的情况下,将外倾角维持在第一外倾角,因此能够防止外倾角的频繁切换。其中,作为规定的条件,可以举出例如预定行驶的路线是规定半径以下的弯道的情况,预定行驶的路线是向右转弯、向左转弯的情况,预定行驶的路线是上坡、下坡的情况,在预定行驶的路线中存在暂时停止、信号灯的情况等。
在上述各个实施方式中,虽然对偏航率的阈值K以及偏航率的变化量的阈值L相对于车辆1的行驶速度的变化而呈曲线地变化的情况进行了说明,但上述的构成仅是一个例子,当然能够采用其他结构。例如,当然能够使上述的变化呈直线地变化。并且,也可以将偏航率的阈值K以及偏航率的变化量的阈值L从车辆1的行驶速度为0的情况开始规定。
在上述各个实施方式中,虽然对具备一个偏航率映射图72a以及偏航率变化量映射图72b的情况进行了说明,但并不一定限定于此,当然能够具备多个偏航率映射图72a以及偏航率变化量映射图72b。
例如,也可以构成为准备与道路状况对应而由各不相同的内容构成的多个映射图(例如,干燥铺装路面用映射图、雨天铺装路面用映射图、未铺装路面用映射等),并且利用导航装置82取得车辆1在预定行驶的路线中的道路信息,使用与该取得的道路信息对应的映射图来取得偏航率的阈值K以及偏航率的变化量的阈值L。
在上述各个实施方式中,虽然对第一胎面21配设在车辆1的内侧、第二胎面22配设在车辆1的外侧的情况进行了说明,但并不一定限定于此,例如第一胎面21也可以配设在车辆1的外侧,第二胎面22也可以配设在车辆1的内侧。在该情况下,也可以构成为在上述第一外倾状态下,车轮2的外倾角被调整为第二外倾角,并且在第二外倾状态下,车轮2的外倾角被调整为第一外倾角,向车轮2赋予正外倾,从而与上述各个实施方式的情况相同地,能够确保抓地性能,并且实现低油耗化。
在上述第一以及第二实施方式中,虽然对在车辆1的行驶速度在规定的行驶速度以下的情况下,将车轮2的外倾角调整为第二外倾角的情况进行了说明,但并不一定限定于此,即使车辆1的行驶速度在规定的行驶速度以下,也可以采用根据偏航率的阈值K以及偏航率的变化量的阈值L、横加速度的规定值以及横加速度的变化量的规定值,将外倾角调整为第一外倾角的结构。
以下,示出在本发明的车辆用控制装置的基础上,包含于上述第三实施方式的发明的概念。
车辆用控制装置A1在具备构成为能够进行旋转驱动的车轮、调整该车轮的外倾角的外倾角调整装置的车辆中使用,该车辆用控制装置A1具备:状态量取得单元,其取得伴随着上述车辆的加速而变化的上述车辆的状态量;变化量取得单元,其取得上述状态量的每单位时间的变化量;以及外倾控制单元,其基于利用上述状态量取得单元取得的上述状态量、以及利用上述变化量取得单元取得的上述变化量而使上述外倾角调整装置动作。
根据车辆用控制装置A1,外倾控制单元基于利用状态量取得单元取得的车辆的状态量、以及利用变化量取得单元取得的车辆的状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作。
因此,通过基于车辆的状态量以及该状态量的每单位时间的变化量使外倾角调整装置动作,在上述的变化量比车辆的状态量变化快的急加速时,能够抑制直至使外倾角调整装置动作为止的时滞。因此,能够迅速进行急加速时的外倾角的调整。
并且,通过基于车辆的状态量以及该状态量的每单位时间的变化量使外倾角调整装置动作,由此能够在加速时,维持车轮的外倾角直至成为目标的行驶速度。因此,能够防止加速时的外倾角的切换。
车辆用控制装置A2在具备构成为能够进行旋转驱动的车轮、调整该车轮的外倾角的外倾角调整装置的车辆中使用,该车辆用控制装置A2具备:状态量取得单元,其取得伴随着上述车辆的制动而变化的上述车辆的状态量;变化量取得单元,其取得上述状态量的每单位时间的变化量;以及外倾控制单元,其基于利用上述状态量取得单元取得的上述状态量、以及利用个上述变化量取得单元取得的上述变化量而使上述外倾角调整装置动作。
根据车辆用控制装置A2,外倾控制单元基于利用状态量取得单元取得的车辆的状态量、以及利用变化量取得单元取得的车辆的状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作。
因此,通过基于车辆的状态量以及该状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作,由此,在上述的变化量比车辆的状态量变化快的急制动时,能够抑制直至使外倾角调整装置动作为止的时滞。因此,能够迅速进行急制动时的外倾角的调整。
并且,通过基于车辆的状态量以及该状态量的每单位时间的变化量而使外倾角调整装置动作,由此能够在制动时,维持车轮的外倾角直至成为目标的行驶速度。因此,能够防止制动时的外倾角的切换。
车辆用控制装置A3,在车辆用控制装置A1或者A2中,具备判断利用上述状态量取得单元取得的上述状态量是否在规定的状态量以上的状态量判断单元、和判断利用上述变化量取得单元取得的上述变化量是否在规定的变化量以上的变化量判断单元,上述外倾控制单元具备:第一外倾角调整单元,其在利用上述状态量判断单元判断出上述状态量在规定的状态量以上、或者利用上述变化量判断单元判断出上述变化量在规定的变化量以上的情况下,使上述外倾角调整装置动作,来将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角;第一外倾角维持单元,其在利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,直至利用上述状态量判断单元作出上述状态量比规定的状态量小的判断、并且利用上述变化量判断单元作出上述变化量比规定的变化量小的判断为止,将上述车轮的外倾角维持在第一外倾角。
根据车辆用控制装置A3,由于外倾控制单元具备在利用状态量判断单元判断出车辆的状态量在规定的状态量以上、或者利用变化量判断单元判断出车辆的状态量的每单位时间的变化量在规定的变化量以上的情况下,使外倾角调整装置动作的第一外倾角调整单元,因此,即使车辆的状态量变成不满足规定的状态量,也由于上述的变化量在规定的变化量以上,从而能够使外倾角调整装置动作。由此,在上述的变化量比车辆的状态量变化快的急加速时或者急制动时,能够抑制直至使外倾角调整装置动作为止的时滞,能够迅速进行外倾角的调整。
此外,由于第一外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第一外倾角,因此,例如通过将第一外倾角设置为产生外倾推力的外倾角、或者设置为发挥车轮的高抓地特性的外倾角,由此能够确保抓地性能。
并且,由于外倾控制单元具备在利用第一外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,直至利用状态量判断单元作出车辆的状态量比规定的状态量小的判断、并且利用变化量判断单元作出车辆的状态量的每单位时间的变化量比规定的变化量小的判断为止,将车轮的外倾角维持在第一外倾角的第一外倾角维持单元,因此,即使车辆的状态量变成不满足规定的状态量,也能够直至上述的变化量变成不满足规定的变化量为止,将外倾角维持在第一外倾角。由此,在加速时或者制动时,能够维持车轮的外倾角直至成为目标的行驶速度,防止外倾角的切换。
车辆用控制装置A4,在车辆用控制装置A3中,上述车轮具备第一胎面、和相对于该第一胎面配置于上述车辆的内侧或者外侧的第二胎面,上述第一胎面构成为与上述第二胎面相比抓地力高的特性,并且上述第二胎面构成为与上述第一胎面相比滚动阻力小的特性,上述外倾控制单元具备在利用上述状态量判断单元判断出上述状态量比规定的状态量小、并且利用上述变化量判断单元判断出上述变化量比规定的变化量小的情况下,使上述外倾角调整装置动作,来将上述车轮的外倾角调整为第二外倾角的第二外倾角调整单元,与利用上述第二外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态相比,在利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,上述第一胎面的接地相对于上述第二胎面的接地的比例大,另一方面,与利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态相比,在利用上述第二外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态下,上述第二胎面的接地相对于上述第一胎面的接地的比例大。
根据车辆用控制装置A4,外倾控制单元具备第二外倾角调整单元,其在利用状态量判断单元判断出车辆的状态量比规定的状态量小、并且利用变化量判断单元判断出车辆的状态量的每单位时间的变化量比规定的变化量小的情况下,使外倾角调整装置动作,来将车轮的外倾角调整为第二外倾角,由于与利用第二外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态相比,在利用第一外倾角调整单元将车轮的外倾角在调整为第一外倾角的状态下,第一胎面的接地相对于第二胎面的接地的比例大,因此,在车轮的外倾角被调整为第一外倾角的状态下,能够发挥第一胎面的高抓地力的特性,从而能够确保抓地性能。
另一方面,由于与利用第一外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态相比,在利用第二外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态下,第二胎面的接地相对于第一胎面的接地的比例大,因此,在车轮的外倾角被调整为第二外倾角的状态下,能够发挥第二胎面的滚动阻力小的特性,从而能够实现低油耗化。
并且,由于第二外倾角调整单元将车轮的外倾角调整为第二外倾角,因此,例如通过将第二外倾角设置为外倾推力减少的外倾角,由此,能够实现低油耗化。
此外,在图10所示的流程图(外倾控制处理)中,车辆用控制装置A1所记载的状态量取得单元相当于S33的处理,变化量取得单元相当于S38的处理,外倾控制单元相当于S6以及S13的处理,车辆用控制装置A2所记载的状态量取得单元相当于S33的处理,变化量取得单元相当于S38的处理,外倾控制单元相当于S6以及S13的处理,车辆用控制装置A3所记载的状态量判断单元相当于S34的处理,变化量判断单元相当于S39的处理,第一外倾角调整单元相当于S6的处理,第一外倾角维持单元相当于S5的处理(S5:是),车辆用控制装置A4所记载的第二外倾角调整单元相当于S13的处理。并且,“纵加速度”与“伴随着车辆加速而变化车辆的状态量”以及“伴随着车辆制动而变化的车辆的状态量”对应,并不包含“偏航率”以及“横加速度”。
附图标记说明
100、300:车辆用控制装置
1:车辆
2:车轮
2FL:左前轮(车轮的一部分)
2FR:右前轮(车轮的一部分)
2RL:左后轮(车轮的一部分)
2RR:右后轮(车轮的一部分)
21:第一胎面
22:第二胎面
44:外倾角调整装置
44FL:FL电机(外倾角调整装置的一部分)
44FR:FR电机(外倾角调整装置的一部分)
44RL:RL电机(外倾角调整装置的一部分)
44RR:RR电机(外倾角调整装置的一部分)

Claims (4)

1.一种车辆用控制装置,该车辆用控制装置使用在具备如下部件的车辆中:至少一部分构成为能够进行转向操作的多个车轮;以及调整上述多个车轮中的至少一部分车轮的外倾角的外倾角调整装置,
该车辆用控制装置的特征在于,具备:
状态量取得单元,其取得伴随着所述车辆的转弯而变化的所述车辆的状态量;以及
变化量取得单元,其取得所述状态量的每单位时间的变化量;以及
外倾控制单元,其基于利用所述状态量取得单元取得的所述状态量、以及利用所述变化量取得单元取得的所述变化量,使所述外倾角调整装置动作。
2.根据权利要求1所记载的车辆用控制装置,其特征在于,
具备:
状态量判断单元,其判断利用所述状态量取得单元取得的所述状态量是否在规定的状态量以上;以及
变化量判断单元,其判断利用所述变化量取得单元取得的所述变化量是否在规定的变化量以上,
所述外倾控制单元具备:
第一外倾角调整单元,其在利用所述状态量判断单元判断出所述状态量在规定的状态量以上、或者利用所述变化量判断单元判断出所述变化量在规定的变化量以上的情况下,使所述外倾角调整装置动作,来将所述车轮的外倾角调整为第一外倾角;以及,
第一外倾角维持单元,其在利用上述第一外倾角调整单元将上述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,直至利用上述状态量判断单元作出上述状态量比规定的状态量小的判断、并且利用上述变化量判断单元作出上述变化量比规定的变化量小的判断为止,将上述车轮的外倾角维持在第一外倾角。
3.根据权利要求2所记载的车辆用控制装置,其特征在于,
具备取得所述车辆的行驶速度的车速取得单元,
成为所述状态量判断单元的判断基准的所述规定的状态量、以及成为所述变化量判断单元的判断基准的所述规定的变化量的至少一方,是根据利用所述车速取得单元取得的所述车辆的行驶速度来设定。
4.根据权利要求2或者3所记载的车辆用控制装置,其特征在于,
所述车轮具备第一胎面、和相对于该第一胎面配置于所述车辆的内侧或者外侧的第二胎面,所述第一胎面构成为与所述第二胎面相比抓地力高的特性,并且,所述第二胎面构成为与所述第一胎面相比滚动阻力小的特性,
所述外倾控制单元具备第二外倾角调整单元,该第二外倾角调整单元在利用所述状态量判断单元判断出所述状态量比规定的状态量小、并且利用所述变化量判断单元判断出所述变化量比规定的变化量小的情况下,使所述外倾角调整装置动作,来将所述车轮的外倾角调整为第二外倾角,
与利用所述第二外倾角调整单元将所述车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态相比,在利用所述第一外倾角调整单元将所述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态下,所述第一胎面的接地相对于所述第二胎面的接地的比例大,另一方面,与利用所述第一外倾角调整单元将所述车轮的外倾角调整为第一外倾角的状态相比,在利用所述第二外倾角调整单元将所述车轮的外倾角调整为第二外倾角的状态下,所述第二胎面的接地相对于所述第一胎面的接地的比例大。
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