JP2007030566A - 制御装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重とを所望の割合に変更して、旋回性能の向上と燃料消費率の向上とを図ることができる制御装置及び車両を提供すること。
【解決手段】 サブフレーム４を車体フレームの旋回内輪側に変位させ、重心Ｇを車両１の旋回内輪側に移動させることで、停止状態における旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲ及び旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重Ｗｉｓ，Ｗｏｓの値を増加及び減少させることができるので、加速度αが作用した際の接地荷重Ｗｆ，Ｗｒは、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲ側で増加すると共に、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬ側で増加する。これにより、接地荷重比を５０：５０とすることができ、その結果、コーナリングパワーを最大に確保して、旋回性能の向上を図ることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両の左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重との割合を制御する制御装置に関し、特に、車両の左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重とを所望の割合に変更して、旋回性能の向上と燃料消費効率の向上とを図ることができる制御装置及び車両に関するものである。

車両の旋回時には、車体に横加速度が作用するため、旋回外輪側の車体が沈み込むと共に旋回内輪側の車体が浮き上がる。このような車両の姿勢変化（ローリング）は、旋回外輪の接地荷重を増加させると共に旋回内輪の接地荷重を減少させ、車両の旋回性能の低下を招く。

そこで、旋回中に車両の姿勢を制御して、車両の旋回性能の向上を図る技術が種々開示されている。具体的には、サスペンション装置（流体圧制御ダンパ装置）を駆動して、旋回走行中に車両の車高調整を行う（ローリングを発生させる遠心力に対抗する逆ロールモーメントを与える）ことで、車両のローリングを抑制し、旋回性能の向上を図る（特許文献１，２）。
特開平４−３３１６１５号公報 特開２００４−２９９６４４号公報

しかしながら、上述した従来の技術のように、サスペンション装置の車高制御により車両の姿勢を制御するだけでは、車体に作用する横加速度（遠心力）に十分に対抗することができないため、旋回内輪と旋回外輪との間の接地荷重差をある程度は減少させることができるが、その減少量は小さな値にとどまるものであった。

そのため、急旋回時（旋回半径が小さい場合や旋回速度が速い場合など）のように大きな横加速度が車体に作用した場合には、旋回外輪の接地荷重が過大となる一方、旋回内輪の接地荷重が不足し、旋回性能の十分な向上を得ることができない。

また、旋回時において、旋回内輪と旋回外輪との間に大きな接地荷重差があると、エネルギ損失が増大して、燃料消費効率の悪化を招くという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の旋回内輪に作用する接地荷重と旋回外輪に作用する接地荷重とを所望の割合に変更して、旋回性能の向上と燃料消費効率の向上とを図ることができる制御装置及び車両を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の制御装置は、車体に対して左右方向に変位可能に構成された構成物と、前記構成物が変位するように駆動力を付与する第１駆動手段とを備える車両に対し、前記第１駆動手段を駆動させて、前記車両の左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重との割合を制御するものであり、前記左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように、前記構成物の前記車体に対する相対位置を算出する第１算出手段と、前記構成物の前記車体に対する相対位置が前記第１算出手段により算出された前記相対位置となるように、前記第１駆動手段を作動させる第１作動手段とを備えている。

請求項２記載の制御装置は、請求項１記載の制御装置において、前記車両は、前記左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方を前記車体の左右方向に変位可能に支持する懸架手段と、前記懸架手段に駆動力を付与して前記左側車輪と前記右側車輪との間の車輪中心間距離を変更する第２駆動手段とを備え、前記左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように、前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離を算出する第２算出手段と、前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離が前記第２算出手段により算出された車輪中心間距離となるように、記第２駆動手段を作動する第２算出手段とを備えている。

請求項３記載の制御装置は、左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方を車体の左右方向に変位可能に支持する懸架手段と、前記懸架手段に駆動力を付与して前記左側車輪と前記右側車輪との間の車輪中心間距離を変更する第２駆動手段とを備える車両に対し、前記第２駆動手段を作動させて、前記車両の左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重との割合を制御するものであり、前記左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように、前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離を算出する第２算出手段と、前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離が前記第２算出手段により算出された前記車輪中心間距離となるように、前記第２駆動手段を作動する第２作動手段とを備えている。

請求項４記載の制御装置は、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置において、前記車両を旋回させるために運転者が操作する操作部材の操作状態を検出する操作状態検出手段を備え、前記第１作動手段又は第２作動手段は、前記操作状態検出手段により前記操作部材の操作状態が検出された場合に、前記第１駆動手段又は前記第２駆動手段を作動する。

請求項５記載の制御装置は、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置において、前記車両の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記第１作動手段又は第２作動手段は、前記加速度検出手段により前記車両の左右方向の加速度が検出された場合に、前記第１駆動手段又は前記第２駆動手段を作動する。

請求項６記載の制御装置は、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置において、前記車両の左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地加重との値の変化を検出する荷重変化検出手段を備え、前記第１作動手段又は第２作動手段は、前記荷重変化検出手段により前記接地荷重の値の変化が検出された場合に、前記第１駆動手段又は前記第２駆動手段を作動する。

請求項７記載の車両は、請求項１から６のいずれかに記載の制御装置を備えている。

請求項１記載の制御装置によれば、第１駆動手段を作動させ、構成物に駆動力を付与することで、かかる構成物を車体の右方向又は左方向（即ち、旋回内輪側へ近づく方向）へ変位させることができるので、サスペンション装置の車高制御により車両の姿勢を制御する従来の車両と比較して、車両全体としての重心位置を旋回内輪側へより大きく変化させることができるという効果がある。

その結果、車体に作用する横加速度（遠心力）に十分に対抗して、旋回内輪及び旋回外輪に作用する接地荷重を必要なだけ確実に増加減少させることができ（即ち、ローリングに伴い発生する旋回内外輪での荷重移動を抑制することができ）、その分、旋回性能のより一層の向上を図ることができるという効果がある。

更に、本発明の制御装置によれば、第１算出手段が、構成物の車体に対する相対位置を、左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように算出すると共に、その第１算出手段により算出された相対位置まで構成物が変位するように、第１駆動手段を第１作動手段により作動させることができる。

これにより、車両に横加速度（遠心力）が作用し、ローリングに伴って発生する荷重移動（即ち、旋回外輪の接地荷重の増加と旋回内輪の接地荷重の減少）を最小とすることができるという効果がある。その結果、コーナリングパワーを最大に確保して、車輪の性能を限界まで引き出すことができ、その分、旋回性能の大幅な向上を図ることができるという効果がある。

また、旋回時において、旋回内輪と旋回外輪との間の接地荷重を同等とすることができるので、エネルギ損失を抑制して、その分、燃料消費効率の向上を図ることができるという効果がある。

請求項２記載の制御装置によれば、請求項１記載の制御装置の奏する効果に加え、第２駆動手段を作動させ、懸架手段に駆動力を付与することで、左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方を車体の左右方向に変位させ、左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離（トレッド）を変更（延長）することができ、これにより、車両へ横加速度（遠心力）が作用した際にローリングに伴って発生しようとする荷重移動の抑制をより容易とすることができるという効果がある。

これにより、かかる左側車輪及び右側車輪の車輪中心間距離（トレッド）を変更することによる効果が、上述した構成物の車体に対する相対位置を変更する効果に更に加わるので、車両に作用する横加速度（遠心力）に対抗する能力を相乗的に向上させ、左側車輪又は右側車輪に作用する接地荷重をより確実に増加減少させる（即ち、ローリングに伴い発生する旋回内外輪での荷重移動を抑制する）ことができるという効果がある。その結果、旋回性能と燃料勝利効率とのより一層の向上を図ることができる。

請求項３記載の制御装置によれば、第２駆動手段を作動させ、懸架手段に駆動力を付与することで、左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方を車体の左右方向に変位させ、左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離（トレッド）を変更（延長）することができるので、サスペンション装置の車高制御により車両の姿勢を制御する従来の車両と比較して、車両に横加速度（遠心力）が作用し、ローリングに伴って発生する荷重移動（即ち、旋回外輪の接地荷重の増加と旋回内輪の接地荷重の減少）を大幅に減少させることができるという効果がある。

その結果、車体に作用する横加速度（遠心力）に十分に対抗して、旋回内輪及び旋回外輪に作用する接地荷重を必要なだけ確実に増加減少させることができ（即ち、ローリングに伴い発生する旋回内外輪での荷重移動を抑制することができ）、その分、旋回性能のより一層の向上を図ることができるという効果がある。

更に、本発明の制御装置によれば、第２算出手段が、左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離を、左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように算出すると共に、その第２算出手段により算出された車輪中心間距離まで左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方が変位するように、第２駆動手段を第２作動手段により作動させることができる。

これにより、車両に横加速度（遠心力）が作用し、ローリングに伴って発生する荷重移動（即ち、旋回外輪の接地荷重の増加と旋回内輪の接地荷重の減少）を最小とすることができるという効果がある。その結果、コーナリングパワーを最大に確保して、車輪の性能を限界まで引き出すことができ、その分、旋回性能の大幅な向上を図ることができるという効果がある。

また、旋回時において、旋回内輪と旋回外輪との間の接地荷重を同等とすることができるので、エネルギ損失を抑制して、その分、燃料消費効率の向上を図ることができるという効果がある。

請求項４記載の制御装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置の奏する効果に加え、第１作動手段又は第２作動手段は、操作部材（例えば、ハンドル）の操作が操作状態検出手段により検出された場合に、第１駆動手段又は第２駆動手段の駆動を開始するので、運転者の操作感の向上と応答遅れの抑制とを図ることができるという効果がある。

即ち、本発明によれば、運転者による操作部材の操作を起因として、構成物等の駆動（変位）を開始し、車両の姿勢制御を行うので、運転者にダイレクトな操作感を与え、操作感の向上を図ることができる。同時に、車両の姿勢が運転者の意志とは無関係に不意に変更されることがないので、運転者は、車両の姿勢を予測することができ、その結果、乗り心地の悪化を招くことを抑制することもできる。

また、本発明のように、運転者による操作部材の操作を起因として、構成物等の駆動（変位）を開始し、車両の姿勢制御を行う構成であれば、車両に実際にローリングが発生する前に、操作部材の操作状態に基づいて、ローリングの状態等を予測して、そのローリングに対抗するための車両姿勢の制御を行うことができる。よって、車両に実際にローリングが発生してから制御を開始する場合と比較して、応答遅れを大幅に抑制することができる。

請求項５記載の制御装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置の奏する効果に加え、第１作動手段又は第２作動手段は、車両の左右方向の加速度（横加速度）が加速度検出手段により検出された場合に、第１駆動手段又は第２駆動手段の駆動を開始するので、旋回性能の向上に加え、車両の走行安定性を確保することができるという効果がある。

例えば、トンネル出口での突風や海岸沿いの橋の上で横風を受けた場合には、車両に受けた圧力（横加速度）を検出して、その横加速度に対抗するように、左側車輪及び右側車輪の接地荷重を増加減少させる（即ち、ローリングに伴い発生する左右車輪での荷重移動を抑制する）ことができ、その結果、走行安定性を確保することができる。

請求項６記載の制御装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置の奏する効果に加え、第１作動手段又は第２作動手段は、左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重との変化が荷重変化検出手段により検出された場合に、第１駆動手段又は第２駆動手段の駆動を開始するので、旋回性能の向上と車両の走行安定性とを確保することができるという効果がある。

即ち、本発明によれば、左側車輪と右側車輪との接地荷重を停車中及び走行中に監視して、例えば、乗車人数の変化、搭乗者の着座位置の変化、或いは、燃料（ガソリン）残量の変化などに起因して、左側車輪の接地荷重と右側車輪の接地荷重とが変化した場合には、その変化を速やかに回復させることができる。

その結果、左側車輪の接地荷重と右側車輪の接地荷重とが同等の値の状態を維持することができるので、走行安定性を確保することができる。また、このように、左右車輪の接地荷重を同等の値とした状態を維持することができれば、車両が左右いずれの方向に旋回した場合でも、構成物等の駆動を安定的に行う（即ち、構成物等の必要変位量を左右均等化する）ことができるので、制御を効率化して、その分、旋回性能の向上を図ることができる。

請求項７記載の車両によれば、請求項１から６のいずれかに記載の制御装置を備えている車両と同様の効果を奏する。

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ＦＷＤは、車両１の前進方向を示す。

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に複数（本実施の形態では４輪）の車輪２を支持するサスペンションユニット３と、車体フレームＢＦに支持されると共に乗員の居住部となるサブフレーム４とを主に備え、例えば、旋回時等には、左側の車輪２に作用する接地荷重と右側の車輪２に作用する接地荷重との割合が５０：５０となるように制御することで、コーナリングパワーを最大に確保して（図６参照）、旋回性能の向上を図ることができるように構成されている。

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の前進方向（矢印ＦＷＤ方向）前方側に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、前進方向（矢印ＦＷＤ方向）後方側に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとの４輪を備え、これら前後輪２ＦＬ〜２ＲＲは、ゴム材料から主に構成されるタイヤと、そのタイヤを保持すると共にスチール、アルミニウム合金或いはマグネシウム合金などの金属材料から構成されるホイールとを備える。

なお、前輪２ＦＬ，２ＦＲは、図示しないステアリング装置を介して、ハンドル４２に連結されており、ハンドル４２の操作に応じて左右に操舵される。また、後輪２ＲＬ，２ＲＲは、図示しないミッション装置を介して、エンジンＥＧに連結されており、エンジンＥＧから伝達された駆動力により回転駆動される。

サスペンションユニット３は、各車輪２を車体フレームＢＦに対して懸架支持する可動装置であり、図１に示すように、車体フレームＢＦに配設される本体部３１と、車輪２の車軸を支持するナックル（図示せず）と、ナックルと本体部３１とを互いに接続するアッパーアーム３２及びロアアーム３３と、ロアアーム３３と本体部３１との間に取付けられるダンパ装置３４と、本体部３１に駆動力を付与するサスペンションユニット用アクチュエータ装置３５と、ダンパ装置３４に駆動力を付与するダンパ用アクチュエータ装置３６とを主に備えて構成されている。

本体部３１は、図１に示すように、車体フレームＢＦの左右方向（図１左右方向）に延設される案内レール５１に沿って変位可能に構成されており、旋回時などには、サスペンションユニット用アクチュエータ装置３５が駆動され、その駆動力が伝達機構部（図示せず）を介して本体部３１に伝達されることで、本体部３１が車輪２と共に車体フレームＢＦの左右方向に変位する。

これにより、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲの車輪中心間距離（トレッド）が変更（延長短縮）され、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲにおける接地荷重の割合（接地荷重比）及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲにおける接地荷重の割合（接地荷重比）がそれぞれ独立に変更される。

なお、本実施の形態では、サスペンション用アクチュエータ装置３５が電動モータで構成されると共に、伝達機構部がねじ機構で構成される。電動モータが回転されると、その回転運動が伝達機構部により直線運動に変換され、本体部３１に伝達される。その結果、本体部３１が案内レール５１に沿いつつ車体フレームＢＦの左右方向に直線運動し、トレッドを延長短縮する。

ダンパ装置３４は、封じ込めた空気の反発力をばねとして用いるいわゆるエアサス（空気スプリング装置）として構成されており、ダンパ用アクチュエータ装置３６により駆動される。

即ち、空気圧や空気室容積を変更することで、ばね定数の調整や有効長の調整が可能とされており、旋回時には、ローリングを抑制する方向に車両１の姿勢を調整することができる。なお、本実施の形態では、ダンパ用アクチュエータ装置３６が空気ポンプ（コンプレッサー）で構成される。

サブフレーム４は、上述したように、車体フレームＢＦに支持されると共に乗員の居住部を形成するための部位であり、図１に示すように、乗員が着座するためのシート４１と、乗員（運転者）が操作するハンドル４２、ブレーキペダル４３及びアクセルペダル４４と、サブフレーム４に駆動力を付与するサブフレーム用アクチュエータ装置４５とを主に備えて構成されている。

サブフレーム４は、図１に示すように、車体フレームＢＦの左右方向（図１左右方向）に延設される案内レール５２に沿って変位可能に構成されており、旋回時などには、サブフレーム用アクチュエータ装置４５が駆動され、その駆動力が伝達機構部（図示せず）を介してサブフレーム４に伝達されることで、サブフレーム４の車体フレームＢＦに対する相対位置が左右方向に変更される。その結果、左側の車輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重と右側の車輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重との割合（接地荷重比）が変更される。

なお、本実施の形態では、サブフレーム用アクチュエータ装置４５が電動モータで構成されると共に、伝達機構部がねじ機構で構成される。電動モータが回転されると、その回転運動が伝達機構部により直線運動に変換され、サブフレーム４に伝達される。その結果、サブフレーム４が案内レール５２に沿いつつ車体フレームＢＦの左右方向（即ち、旋回内輪側に近づく方向）に直線運動する。

制御装置１００は、上述のように構成された車両１の各部を制御するための制御装置であり、例えば、サブフレーム用アクチュエータ装置４５を作動させ、サブフレーム４の車体フレームＢＦに対する左右方向の相対位置を変更することで、左側の車輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重と右側の車輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重との割合を制御するための接地荷重制御処理（図３参照）を行う。ここで、図２を参照して、制御装置１００の詳細構成について説明する。

図２は、制御装置１００の電気的構成を示したブロック図である。制御装置１００は、図２に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、これらはバスライン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、サスペンションユニット用アクチュエータ装置３５等の複数の装置が接続されている。

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る。ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図３及び図４に図示される各処理のフローチャート）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリであり、ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリである。

サスペンションユニット用アクチュエータ装置３５は、上述したように、サスペンションユニット３の本体部３１を駆動するための装置（電動モータ）であり、各本体部３１を駆動する４個のＦＬ〜ＲＲアクチュエータ３５ＦＬ〜３５ＲＲと、それら各アクチュエータ３５ＦＬ〜３５ＲＲをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを備えている。

ダンパ用アクチュエータ装置３６は、上述したように、サスペンションユニット３のダンパ装置３４を駆動するための装置（空気ポンプ）であり、各ダンパ装置３４の空気圧を制御する４個のＦＬ〜ＲＲアクチュエータ３６ＦＬ〜３６ＲＲと、それら各アクチュエータ３６ＦＬ〜３６ＲＲをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを備えている。

サブフレーム用アクチュエータ装置４５は、上述したように、サブフレーム４を駆動するための装置（電動モータ）であり、電動モータをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）を備えている。

なお、サスペンション用アクチュエータ装置３５及びサブフレーム用アクチュエータ装置４５は、各本体部３１及びサブフレーム４の車体フレームＢＦに対する相対位置を検出するためのセンサ装置（図示せず）を備える。

加速度センサ装置５３は、車両１に作用する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、前後方向及び左右方向加速度センサ５３ａ，５３ｂと、それら各加速度センサ５３ａ，５３ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

前後方向加速度センサ５３ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１上下方向）の加速度を検出するセンサであり、左右方向加速度センサ５３ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１左右方向）の加速度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５３ａ，５３ｂ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。

接地荷重センサ装置５４は、各車輪２と路面Ｒ（図５参照）との間に発生する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、各車輪２の接地荷重をそれぞれ検出するＦＬ〜ＲＲ荷重センサ５４ＦＬ〜５４ＲＲと、それら各荷重センサ５４ＦＬ〜５４ＲＲの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを備えている。

なお、本実施の形態では、各荷重センサ５４ＦＬ〜５４ＲＲがピエゾ抵抗型の３軸荷重センサとして構成されている。これら各荷重センサ５４ＦＬ〜５４ＲＲは、各車輪２のサスペンション軸（図示せず）上に配設され、上述した接地荷重を車両１の前後方向、左右方向および垂直方向で検出する。

図２に示す他の入出力装置５５としては、例えば、ハンドル４２、ブレーキペダル４３及びアクセルペダル４４（いずれも図１参照）の操作状態（回転角や踏み込み量、操作速度など）を検出するための操作状態検出センサ装置（図示せず）が例示される。例えば、ハンドル４２が操作された場合には、その操作状態量が操作状態検出センサ装置により検出され、ＣＰＵ７１に出力される。

次いで、図３から図６を参照して、制御装置１００で実行される処理を説明する。図３は、接地荷重制御処理を示すフローチャートである。この処理は、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、０．２ｍｓ間隔で）実行される処理であり、左側の車輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重と右側の車輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重とが所定範囲内の値（例えば、同等（左右の接地荷重比が５０：５０）の値）となるように制御することで、旋回性能の向上を図る。

ＣＰＵ７１は、接地荷重制御処理に関し、まず、操舵操作中であるか否か、即ち、運転者によるハンドル４２の操作がなされているか否かを判断する（Ｓ１）。その結果、運転者によるハンドル４２の操作がなされていないと判断される場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、車両１が直進走行中であるか、又は、停車中であり、左右の接地荷重比を制御する必要がないので、この接地荷重制御処理を終了する。

一方、Ｓ１の処理において、運転者によるハンドル４２の操作がなされていると判断される場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、運転者による操舵操作がなされ、車両１が旋回中であるか、或いは、旋回を開始するということであるので、旋回性能の向上を目的として、左右の接地荷重比が５０：５０となるように制御するべく、Ｓ２の処理へ移行して、移動制御処理を実行した後、この接地荷重制御処理を終了する。ここで、図４を参照して、移動制御処理について説明する。

図４は、移動制御処理を示すフローチャートである。この移動制御処理（Ｓ２）では、サブフレーム４の車体フレームＢＦに対する左右方向の相対位置を変更することにより、左右の接地荷重比を目標値（５０：５０）とする制御が行われる。

ＣＰＵ７１は、移動制御処理（Ｓ２）に関し、まず、車両１に作用する加速度を検出すると共に（Ｓ１１）、サブフレーム４の車体フレームＢＦに対する相対位置を検出した後（Ｓ１２）、Ｓ１３の処理へ移行する。なお、車両１に作用する加速度は、上述したように、左右方向加速度センサ５３ｂ（図２参照）により検出する。

Ｓ１３の処理では、Ｓ１１及びＳ１２の各処理において検出した検出結果に基づいて、サブフレーム４の目標位置を算出する（Ｓ１３）。ここで、図５及び図６を参照して、サブフレーム４の目標位置の算出方法について説明する。

図５は、車両１の正面視を模式的に図示した正面図であり、図６は、コーナリングパワーと接地荷重との関係を模式的に示した模式図である。なお、図５中の矢印ＩＮは旋回方向内側を示し、矢印ＯＵＴは旋回方向外側を示している。また、矢印αは旋回時に車両１に作用する横加速度（遠心加速度）を示している。よって、図５は、車両１が図５の紙面手前側に前進しつつ、右旋回（図５左方向へ旋回）している状態を示している。

車両１は、図５に示すように、車両１右側（図５左側）の前後輪（以下、「旋回内輪」と称す。）２ＦＲ，２ＲＲと車両１左側（図５右側）の前後輪（以下、「旋回外輪」と称す。）２ＦＬ，２ＲＬとの間の車輪中心間距離（トレッド）がＬとされている。また、車両１の重心Ｇは、路面Ｒからｈの高さにある。

なお、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの中心と重心Ｇとの間の距離はａであり、重心Ｇと旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの中心との間の距離はｂである。よって、トレッドＬは、Ｌ＝ａ＋ｂで表される。

また、車両１は、停止状態（又は定速走行状態）においては、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重がＷｉｓであり、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重がＷｏｓである。よって、車両１の全荷重Ｗは、Ｗ＝Ｗｉｓ＋Ｗｏｓで表される。

また、例えば、停止状態（又は定速走行状態）における旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重Ｗｉｓは、重心Ｇ回りのモーメントのつりあいより、Ｗｉｓ＝Ｗ・ｂ／（ａ＋ｂ）＝Ｗ・ｂ／Ｌで表される。同様に、停止状態における旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重Ｗｏｓは、Ｗｏｓ＝Ｗ・ａ／（ａ＋ｂ）＝Ｗ・ａ／Ｌで表される。

図５に示すように、車両１が旋回状態となり、横加速度αが作用すると、車両１は、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬ側が沈み込むと共に旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲ側が持ち上がり、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重がｄｗだけ増加すると共に、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重がｄｗだけ減少する。

この横加速度αが作用した状態における接地荷重Ｗｉ，Ｗｏ、及び、接地荷重の移動量（即ち、停止状態における接地荷重Ｗｉｓ及びＷｏｓからの増加減少量であり、以下、「荷重移動量」と称す。）ｄｗは、次のように算出される。

即ち、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬと路面Ｒとが接する接点回りのモーメントのつりあいを考えると、図５より、Ｗｉ・（ａ＋ｂ）−Ｗ・ｂ＋Ｗ・α・ｈ＝０なる式を得ることができる。この式を旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重Ｗｉについて展開すると、Ｗｉ＝Ｗ・ｂ／（ａ＋ｂ）−Ｗ・α・ｈ／（ａ＋ｂ）＝Ｗｉｓ−Ｗ・α・ｈ／Ｌ＝Ｗｉｓ−ｄｗを得ることができる。なお、荷重移動量ｄｗはｄｗ＝Ｗ・α・ｈ／Ｌである。

同様に、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重Ｗｏは、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲと路面Ｒとが接する接点回りのモーメントのつりあいより、Ｗｏ＝Ｗｏｓ−ｄｗとなる。

以上の式より、サブフレーム４の車体フレームＢＦに対する左右の相対位置を変更して、車両１の重心Ｇの位置を車両１の左右方向（図５左右方向）に移動させると、加速度αが作用した際の接地荷重Ｗｉ，Ｗｏの値を増加減少させ得ることが分かる。

即ち、サブフレーム４（図１参照）を車体フレームＢＦの旋回内方側（図５左側）に変位すると、重心Ｇが車両１の旋回内方側に移動し、相対的に、距離ａが距離ｂに対して減少する（距離ｂが距離ａに対して増加する）ので、静止状態における旋回内輪２ＦＲ，２ＲＦＲの接地荷重Ｗｉｓの値を増加させると共に、静止状態における旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの値を減少させることができる。

その結果、加速度αが作用した際には、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重Ｗｉを増加させると共に、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重Ｗｏを減少させることができる。よって、旋回時のローリングに伴い発生する旋回内外輪２ＦＬ〜２ＲＲでの荷重移動を抑制して、その分、旋回性能の向上を図ることができる。

ここで、本実施の形態では、サブフレーム４の目標位置を、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲに作用する接地荷重Ｗｉと旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬに作用する接地荷重Ｗｏとが同等の値（即ち、接地荷重比Ｗｉ：Ｗｏ＝５０：５０）となるように算出する。

これにより、車両１に横加速度（遠心力）が作用し、ローリングに伴って発生する荷重移動（即ち、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重Ｗｉの減少と旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重Ｗｏの増加）を最小とすることができる。その結果、コーナリングパワーを最大に確保して、車輪２の性能を限界まで引き出すことができ、その分、旋回性能の大幅な向上を図ることができる。

ここで、コーナリングパワーとは、スリップ角ＳＡの変化に対するコーナリングフォースＣＦの変化率をいう。即ち、コーナリングパワーは、スリップ角ＳＡを横軸としコーナリングフォースＣＦを縦軸とするグラフの勾配（ＳＡが略２度以下程度の範囲での勾配）として表される。

通常の走行ではＳＡはこの程度（略２度以下）の範囲内にあり、このコーナリングパワーで車両１の旋回性能を議論することができる。即ち、コーナリングパワーが大きい時は、ステアリングがよく効き（旋回性能が向上し）、小さい時は効き難くなる（旋回性能が低下する）。

このコーナリングパワーは、接地荷重によって変化するが、図６に示すように、接地荷重に対して上に凸の特性を持つ。よって、旋回時のローリングによって、接地荷重の荷重移動が生じると、Ｃ’＋Ｃ’’≦２Ｃなる関係が成り立つため、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲと旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの平均のコーナリングパワーＣａｖは、荷重移動量ｄｗが大きくなるに従って減少する。

従って、車輪２の特性を最大限に引き出すには、荷重移動量ｄｗをできるだけ小さくすることが好ましい。即ち、本実施の形態のように、旋回時には、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲに作用する接地荷重Ｗｉと旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬに作用する接地荷重Ｗｏとが同等の値（即ち、接地荷重比Ｗｉ：Ｗｏ＝５０：５０）となるように制御することで、旋回性能を最大限に向上させることができる。

図４に戻って説明する。Ｓ１３の処理において、サブフレーム４の目標位置を算出した後は（Ｓ１３）、次いで、Ｓ１４の処理へ移行して、サブフレーム４の車体フレームＢＦに対する左右の相対位置がＳ１３で算出した目標位置となるように、サブフレーム用アクチュエータ装置４５を駆動して（Ｓ１４）、この移動制御処理（Ｓ２）を終了する。

これにより、上述した通り、サブフレーム４が車体フレームＢＦの旋回内方側へ変位され、重心Ｇの位置が車両１の旋回内方側へ移動し（即ち、トレッドＬに対して距離ｂの占める割合が拡大し）、その結果、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重Ｗｉを増加させると共に、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重Ｗｏを減少させ、これらの接地荷重比を５０：５０に制御することで、旋回性能の向上を図ることができる。

次いで、図７を参照して、第２実施の形態について説明する。図７は、第２実施の形態における移動制御処理を示すフローチャートである。

第１実施の形態では、サブフレーム４を車体フレームＢＦに対して変位させ、重心Ｇの位置を変更することにより、旋回内外輪２ＦＬ〜２ＲＲの接地荷重比を制御する場合を説明したが、第２実施の形態では、サスペンションユニット３（本体部３１、図１参照）を変位させ、トレッドＬ（又は、距離ａ，ｂの比、図５参照）を変更することにより、旋回内外輪２ＦＬ〜２ＲＲの接地荷重比を制御する。

ＣＰＵ７１は、第２実施の形態における移動制御処理に関し、まず、車両１に作用する加速度を検出すると共に（Ｓ２１）、サスペンションユニット３（本体部３１）の車体フレームＢＦに対する相対位置を検出した後（Ｓ２２）、Ｓ２３の処理へ移行する。

Ｓ２３の処理では、Ｓ２１及びＳ２２の各処理において検出した検出結果に基づいて、サスペンションユニット３（本体部３１）の目標位置を算出する（Ｓ２３）。なお、上述した式より、サスペンションユニット３（本体部３１）の車体フレームＢＦに対する左右方向の相対位置を変更して、トレッドＬを延長することで、加速度αが作用した際の接地荷重Ｗｉ，Ｗｏの値を増加減少させ得ることが分かる。

即ち、上述したように、荷重移動量ｄｗは、ｄｗ＝Ｗ・α・ｈ／Ｌで表されるので、トレッドＬを延長することで、荷重移動量ｄｗの値を減少させることができる。これにより、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲと旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの平均のコーナリングパワーＣａｖをより大きな値に確保して（図５参照）、旋回性能の向上を図ることができる。

Ｓ２３の処理において、サブフレーム４の目標位置を算出した後は（Ｓ２３）、次いで、Ｓ２４の処理へ移行して、サスペンションユニット３（本体部３１）の車体フレームＢＦに対する左右方向の相対位置がＳ２３で算出した目標位置となるように、サスペンションユニット用アクチュエータ装置３５を駆動して（Ｓ２４）、この移動制御処理を終了する。

なお、図３に示すフローチャート（接地荷重制御処理）において、請求項５記載の操作状態検出手段としてはＳ１の処理が、図４に示すフローチャート（移動制御処理）において、請求項１記載の第１算出手段としてはＳ１３の処理が、第１作動手段としてはＳ１４の処理が、図７に示すフローチャート（移動制御処理）において、請求項３記載の第２算出手段としてはＳ２３の処理が、第２作動手段としてはＳ２４の処理が、それぞれ該当する。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記各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。

例えば、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は、運転者によるハンドル４２の操作がなされていると判断される場合に（Ｓ１：Ｙｅｓ）、移動制御処理を実行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、他の基準の成立を条件として移動制御処理を実行するように構成することは当然可能である。

ここで、他の基準が成立する場合としては、例えば、車両１の左右方向の基準値以上の加速度（横加速度）が検出された場合や、左側の前後輪２ＦＬ，２ＲＬの接地荷重と右側の車輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重との基準値以上の変化が検出された場合が例示される。即ち、これら各基準が成立するか否をＳ１の処理に代えて判断し、成立すると判断された場合に、移動制御処理を実行するように構成しても良い。

なお、Ｓ１の処理を上記前者の基準に代えた場合には、そのＳ１の処理が請求項６記載の加速度検出手段に該当し、Ｓ１の処理を上記後者の基準に代えた場合には、そのＳ１の処理が請求項７記載の荷重変化検出手段に該当する。

また、上記各実施の形態を組み合わせて車両１及び制御装置１００を構成しても良い。即ち、接地荷重比を制御する際には、サブフレーム４の駆動と、サスペンションユニット３の駆動とを同時に行っても良い。

また、上記各実施の形態では、左右の車輪２の接地荷重比は、前後輪２ＦＬ〜２ＲＲの合計値で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、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとの接地荷重比をそれぞれ別々に判断することは当然可能である。即ち、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲのみで接地荷重比が５０：５０を満たし、かつ、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲのみで接地荷重比５０：５０を満たすように制御しても良い。

また、上記第１実施の形態では、旋回内輪２ＦＬ，２ＲＬに作用する接地荷重と旋回外輪２ＦＲ，２ＲＲに作用する接地荷重とが同等の値（即ち、接地荷重比が５０：５０）となるように制御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、他の接地荷重比を採用することは当然可能である。

なお、本発明において、同等の値とは、旋回内外輪の接地荷重が完全に一致（接地荷重比が５０：５０）していることを要求する趣旨ではなく、所定範囲内（例えば、４５：５５〜５５：４５の範囲内）の値であることを含む趣旨である。請求項１から３のいずれかに記載した同等なる文言も同様の趣旨である。

また、第１実施の形態では、車体フレームＢＦの左右方向に変位可能に構成される構成物がサブフレーム４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、サブフレーム４に代えて或いはサブフレーム４に加えて、他の構成物を採用することは当然可能である。他の構成物としては、例えば、燃料電池などのバッテリー装置、車体フレームＢＦに取着されるボディーパネルなどが例示される。

また、上記第１実施の形態では、サブフレーム４を車体フレームＢＦに対して左右方向に相対変位させる場合を説明したが、これと同時に、サブフレーム４を車体フレームＢＦに対して下方向（図１紙面奧方向、図５下方向）へ相対変位させても良い。即ち、サブフレーム４が路面Ｒに近づくように変位させるのである。

これにより、重心Ｇの路面Ｒからの高さｈが小さくなるので（図５参照）、荷重移動量ｄｗの値を小さくすることができる。よって、コーナリングパワーを大きくすることができるだけでなく、接地荷重比５０：５０を満たすために必要なサブフレーム４の左右方向への移動量を減らすこともできるので、制御の高速化や装置の小型化等を図ることができる。

また、上記第２実施の形態では、サスペンションユニット３（本体部３１）を車体フレームＢＦに対して左右方向に移動させ、トレッドＬを延長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、取れーっどＬが延長又は短縮されるか否かに関わらず、サスペンションユニット３（本体部３１）を車体フレームＢＦに対して左右方向に移動させることは当然可能である。

即ち、左右一対のサスペンションユニット３の左右一方を固定しつつ、他方を移動させても良く、左右一対のサスペンションユニット３の左右両方を互いに近接する方向へ移動させても良く、左右一対のサスペンションユニット３の左右両方を互いに同方向へ移動させても良い。

例えば、図５に示す旋回状態においては、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲ側のサスペンションユニット３を旋回外方側（図５右側）へ移動させると共に、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬ側のサスペンションユニット３も旋回外方側（図５右側）へ移動させても良い。

これにより、図５に示すように、距離ａを縮めつつ、距離ｂを伸ばすことができるので、上記した式より、旋回内輪２ＦＲ，２ＲＲの接地荷重Ｗｉの増加、及び、旋回外輪２ＦＬ，２ＲＬの減少を図り、接地荷重比５０：５０を確実かつ迅速に得ることができる。なお、この場合には、トレッドＬが延長されることが好ましい。これにより、荷重移動量ｄｗの値を小さくすることも同時に達成可能だからである。

本発明の第１実施の形態における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。 制御装置の電気的構成を示したブロック図である。 接地荷重制御処理を示すフローチャートである。 移動制御処理を示すフローチャートである。 車両の正面視を模式的に図示した側面図である。 接地荷重とコーナリングパワーとの関係を模式的に示した模式図である。 第２実施の形態における移動制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 制御装置
１ 車両
２ 車輪
２ＦＬ 左側の前輪（左側の車輪）
２ＦＲ 右側の前輪（右側の車輪）
２ＲＬ 左側の後輪（左側の車輪）
２ＲＲ 右側の後輪（右側の車輪）
３ サスペンションユニット（懸架手段）
３１ 本体部（懸架手段の一部）
３２ アッパーアーム（懸架手段の一部）
３３ ロアアーム（懸架手段の一部）
３４ ダンパ装置（懸架手段の一部）
３５ サスペンションユニット用アクチュエータ装置（第２駆動手段）
３６ ダンパ用アクチュエータ装置
４ サブフレーム（構成物）
４１ シート（構成物の一部）
４２ ハンドル（構成物の一部、操作部材）
４３ ブレーキペダル（操作部材、構成物の一部）
４４ アクセルペダル（操作部材、構成物の一部）
４５ サブフレーム用アクチュエータ装置（第１駆動手段）
ＢＦ 車体フレーム（車体）
Ｌ トレッド（車輪中心間距離）

Claims (7)

1. 車体に対して左右方向に変位可能に構成された構成物と、前記構成物が変位するように駆動力を付与する第１駆動手段とを備える車両に対し、前記第１駆動手段を駆動させて、前記車両の左側車輪に作用する接地荷重と右側車輪に作用する接地荷重との割合を制御する制御装置であって、
   前記左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように、前記構成物の前記車体に対する相対位置を算出する第１算出手段と、
   前記構成物の前記車体に対する相対位置が前記第１算出手段により算出された前記相対位置となるように、前記第１駆動手段を作動する第１作動手段とを備えていることを特徴とする制御装置。
2. 前記車両は、前記左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方を前記車体の左右方向に変位可能に支持する懸架手段と、前記懸架手段に駆動力を付与して前記左側車輪と前記右側車輪との間の車輪中心間距離を変更する第２駆動手段とを備え、
   前記左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように、前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離を算出する第２算出手段と、
   前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離が前記第２算出手段により算出された車輪中心間距離となるように、記第２駆動手段を作動する第２算出手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. 左側車輪又は右側車輪の少なくとも一方又は両方を車体の左右方向に変位可能に支持する懸架手段と、前記懸架手段に駆動力を付与して前記左側車輪と前記右側車輪との間の車輪中心間距離を変更する第２駆動手段とを備える車両に対し、前記第２駆動手段を作動させて、前記車両の左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重との割合を制御する制御装置であって、
   前記左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地荷重とが同等の値となるように、前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離を算出する第２算出手段と、
   前記左側車輪と右側車輪との間の車輪中心間距離が前記第２算出手段により算出された前記車輪中心間距離となるように、前記第２駆動手段を作動する第２作動手段とを備えていることを特徴とする制御装置。
4. 前記車両を旋回させるために運転者が操作する操作部材の操作状態を検出する操作状態検出手段を備え、
   前記第１作動手段又は第２作動手段は、前記操作状態検出手段により前記操作部材の操作状態が検出された場合に、前記第１駆動手段又は前記第２駆動手段を作動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記車両の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段を備え、
   前記第１作動手段又は第２作動手段は、前記加速度検出手段により前記車両の左右方向の加速度が検出された場合に、前記第１駆動手段又は前記第２駆動手段を作動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記車両の左側車輪に作用する接地荷重と前記右側車輪に作用する接地加重との値の変化を検出する荷重変化検出手段を備え、
   前記第１作動手段又は第２作動手段は、前記荷重変化検出手段により前記接地荷重の値の変化が検出された場合に、前記第１駆動手段又は前記第２駆動手段を作動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の制御装置を備えていることを特徴とする車両。

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