JP2008162314A

JP2008162314A - キャンバ角変更装置及びキャンバ角変更方法

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Publication number: JP2008162314A
Application number: JP2006351287A
Authority: JP
Inventors: Munehisa Horiguchi; 宗久堀口; Minoru Abe; 稔阿部; Akira Mizuno; 晃水野
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP5158310B2

Abstract

【課題】旋回時のロール角による車体の姿勢の変化を考慮してキャンバ角を変更することで、乗り心地の改善と、旋回性能の向上を達成することができるキャンバ角変更装置及びキャンバ角変更方法を提供する。
【解決手段】車両１のロール角を検知するロール角速度センサ２４と、車輪６〜９のキャンバ角を変更するキャンバアクチュエータ６５〜６９と、ロール角速度センサ２４の検知したロール角に応じてキャンバアクチュエータ６５〜６９によりキャンバ角を変更させるＥＣＵ５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両が旋回する際にキャンバ角を制御するキャンバ角変更装置及びキャンバ角変更方法に関する。

従来、車両の走行状態に応じて車輪のアライメントをアクチュエータにより制御するものが知られている。また、車輪のストローク位置が変化しても所望のアライメントを得られるようにした車輪のアライメント制御装置がある（特許文献１参照）。
特開平３−２３１０１５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、旋回特性を変更しているのみで、旋回時のロール角による車体の姿勢の変化を考慮していない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、旋回時のロール角による車体の姿勢の変化を考慮してキャンバ角を変更することで、乗り心地の改善と、旋回性能の向上を達成することができるキャンバ角変更装置及びキャンバ角変更方法を提供することを目的とする。

そのために本発明は、車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角変更手段を備えたキャンバ角変更装置において、車両のロール角を検知するロール角検知手段と、前記ロール角検知手段の検知したロール角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、操舵角を検知する操舵角検知手段を備え、前記制御手段は、前記ロール角検知手段の検知したロール角及び前記操舵角検知手段の検知した操舵角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする。

また、キャンバ角を検知するキャンバ角検知手段を備え、前記制御手段は、前記ロール角検知手段の検知したロール角、前記操舵角検知手段の検知した操舵角及び前記キャンバ角検知手段の検知したキャンバ角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記車両の旋回内側の前記車輪の前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更させ、前記車両の左右の車高を略同一にさせることを特徴とする。

さらに、本発明のキャンバ角変更方法は、車両のロール角及び操舵角に応じて旋回内側の車輪のキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角変更手段を備えたキャンバ角変更装置において、車両のロール角を検知するロール角検知手段と、前記ロール角検知手段の検知したロール角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御する制御手段とを備えたので、ロール角を低減でき、乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

請求項２記載の発明によれば、操舵角を検知する操舵角検知手段を備え、前記制御手段は、前記ロール角検知手段の検知したロール角及び前記操舵角検知手段の検知した操舵角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御するので、旋回状態をより正確に把握することができ、さらに乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

請求項３記載の発明によれば、キャンバ角を検知するキャンバ角検知手段を備え、前記制御手段は、前記ロール角検知手段の検知したロール角、前記操舵角検知手段の検知した操舵角及び前記キャンバ角検知手段の検知したキャンバ角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御するので、キャンバ角の状態及び旋回状態をより正確に把握することができ、さらに乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

請求項４記載の発明によれば、前記制御手段は、前記車両の旋回内側の前記車輪の前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御するので、全輪を制御するよりも効率的である。

請求項５記載の発明によれば、前記制御手段は、前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更させ、前記車両の左右の車高を略同一にさせるので、ロール角がほぼなくなり、さらに乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

請求項６記載の発明によれば、車両のロール角及び操舵角に応じて旋回内側の車輪のキャンバ角を変更し、ロール角を制御するので、ロール角を低減でき、乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における車両１の構造の概略図、図２は本実施形態における車両１のシステムブロック図を示す。図中、１は車両、２は車体、３はバッテリ、４は充電器、５は制御手段の一例としてのＥＣＵ、５ａはモータコントローラ、６乃至９は車輪、１０は操縦系入力、１１はアクセル、１２はブレーキ、１３はステアリング、１６はアクセルセンサ、１７はブレーキセンサ、１８は操舵角検知手段の一例としての操舵角センサ、２０は車両姿勢系センサ、２１は前後加速度センサ、２２は左右加速度センサ、２３は上下加速度センサ、２４はロール角検知手段の一例としてのロール角速度センサ、２５はピッチ角速度センサ、２６はヨー角速度センサ、３０は車両モータセンサ、４０はアクチュエータ系センサ、４１乃至４４は各輪のトウ角検知手段の一例としてのトウ角センサ、４５乃至４８は各輪のキャンバ角検知手段の一例としてのキャンバ角センサ、５０は駆動装置、５１乃至５４は各輪のホイールモータ、６０は操舵アクチュエータ、６１乃至６４は各輪用のトウ角変更手段の一例としてのトウアクチュエータ、６５乃至６８は各輪用のキャンバ角変更手段の一例としてのキャンバアクチュエータである。

車両１は、各輪用のトウアクチュエータ６１〜６４、各輪用のキャンバアクチュエータ６５〜６８を介して、車体２を車輪６〜９で支持し、充電器４で充電したバッテリ３を電源としてホイールモータ５１〜５４を回転させ、車輪６〜９を駆動することにより走行するものである。

乗員が操縦系入力１０のアクセル１１による加速、ブレーキ１２による制動及びステアリング１３による操舵等を実行すると、アクセルセンサ１６、ブレーキセンサ１７及び操舵角センサ１８が検知した値をＥＣＵ５に入力する。ＥＣＵ５には、その他に、各加速度センサ２１〜２３及び各角速度センサ２４〜２６等の車両姿勢系センサ２０、車両モータセンサ３０及びアクチュエータ系センサ４０等からの車両状態が入力される。ＥＣＵ５はそれらの入力を演算し、モータコントローラ５ａを介して各モータ５１〜５４からなる駆動装置５０の回転数及び各輪用のトウアクチュエータ６１〜６４、各輪用のキャンバアクチュエータ６５〜６８からなる操舵アクチュエータ６０を制御し、車体２を所望の姿勢に制御する。

図３は、キャンバ角と車高との関係を示すグラフである。図３のグラフに示すように、キャンバ角を大きくすると、キャンバ角を変更したタイヤの直上の車高は低くなっていく。本実施形態では図３に示すような特性を適用し、ロール角を制御する。

図４及び図５は、本実施形態のキャンバ角変更装置の作動状態の概略を示すもので、図４は右旋回時のキャンバ角変更装置の非作動時と作動時の状態を車両後方から見た図、図５は左旋回時のキャンバ角変更装置の非作動時と作動時の状態を車両後方から見た図を示す。

図４（ａ）に示すように、キャンバ角変更装置の非作動時の右旋回時には、車体２にロールによる傾きが生じ、内輪側が外輪側と比較して車高が高くなる。この時、図４（ｂ）に示すように、キャンバアクチュエータ６５，６７を作動させ、車両１の内輪をポジティブキャンバに変更する。そして、車両１の車高を略水平に制御することができる。

同様に、図５（ａ）に示すように、キャンバ角変更装置の非作動時の左旋回時には、車体２にロールによる傾きが生じ、内輪側が外輪側と比較して車高が高くなる。この時、図５（ｂ）に示すように、キャンバアクチュエータ６６，６８を作動させ、車両１の内輪をポジティブキャンバに変更する。そして、車両１の車高を略水平に制御することができる。

図６は、図４及び図５で示したキャンバ角変更装置の作動を実行するためのフローチャートである。本実施形態では、まず、ステップ１で、ロール角速度センサ２４により得られたロール角速度を積分し、ロール角度を検出する（ＳＴ１）。次に、ステップ２で、操舵角センサ１８により、操舵角を検出する（ＳＴ２）。続いて、ステップ３で、キャンバ角センサ４５〜４８でキャンバ角を検出する（ＳＴ３）。

次に、ステップ４で、ステップ１において検出したロール角度が所定の閾値以上か判断する（ＳＴ４）。ロール角度が所定の閾値以上の場合、ステップ５で、操舵角度が所定の閾値以上か判断する（ＳＴ５）。操舵角度が所定の閾値以上の場合、ステップ６で、ロール角度と操舵角度を比較し、ロールの傾きが旋回によるものか判断する（ＳＴ６）。ロールの傾きが旋回によるものであった場合、ステップ７で、旋回内側の車輪のポジティブキャンバの角度が限界値未満か判断する（ＳＴ７）。旋回内側の車輪のポジティブキャンバの角度が限界値未満と判断した場合、ステップ８で、キャンバアクチュエータ６５〜６８により、旋回内側の前後車輪６〜９のポジティブキャンバの角度を所定の値増加する（ＳＴ８）。その後、制御を終了する。

また、ステップ４においてロール角度が所定の閾値未満と判断された場合、ステップ５において操舵角度が所定の閾値未満と判断された場合及びステップ６においてロールの傾きが旋回によるものでないと判断された場合には、ステップ１１で、キャンバアクチュエータ６５〜６８により、キャンバ角が付与されているか判断する（ＳＴ１１）。ステップ１１において、キャンバ角が付与されていると判断された場合、ステップ１２で、キャンバアクチュエータ６５〜６８により、旋回内側の前後車輪のポジティブキャンバの角度を所定の値だけ減少させ（ＳＴ１２）、その後、制御を終了する。ステップ１１において、キャンバ角が付与されていないと判断された場合、そのまま制御を終了する。

このように、車両１のロール角を検知するロール角速度センサ２４と、車輪６〜９のキャンバ角を変更するキャンバアクチュエータ６５〜６８と、ロール角速度センサ２４の検知したロール角に応じてキャンバアクチュエータ６５〜６９によりキャンバ角を変更させるＥＣＵ５とを備えたので、ロール角を低減でき、乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

また、操舵角を検知する操舵角センサ１８を備え、ＥＣＵ５は、ロール角速度センサ２４の検知したロール角及び操舵角センサ１８の検知した操舵角に応じてキャンバアクチュエータ６５〜６８によりキャンバ角を変更させるので、旋回状態をより正確に把握することができ、さらに乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

また、キャンバ角を検知するキャンバ角センサ４５〜４８を備え、ＥＣＵ５は、ロール角速度センサ２４の検知したロール角、操舵角センサ１８の検知した操舵角及びキャンバ角センサ４５〜４８の検知したキャンバ角に応じてキャンバアクチュエータ６５〜６８によりキャンバ角を変更させるので、キャンバ角の状態及び旋回状態をより正確に把握することができ、さらに乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

また、ＥＣＵ５は、車両１の旋回内側の車輪１のキャンバアクチュエータ６５〜６８によりキャンバ角を変更させるので、全輪を制御するよりも効率的に制御することができる。

また、ＥＣＵ５は、キャンバアクチュエータ６５〜６８によりキャンバ角を変更させ、車両１の左右の車高を略同一にさせるので、ロール角がほぼなくなり、さらに乗り心地を改善すると共に、旋回性能を向上することができる。

本実施形態の車両構成を示す図である。本実施形態の車両のシステムを示すブロック図である。キャンバ角と車高との関係を示すグラフである。右旋回時のキャンバ角変更装置の非作動時と作動時の状態を車両後方から見た図である。左旋回時のキャンバ角変更装置の非作動時と作動時の状態を車両後方から見た図である。キャンバ角変更装置の作動を実行するためのフローチャートである。

符号の説明

１…車両、２…車体、３…バッテリ、４…充電器、５…ＥＣＵ（制御手段）、５ａ…モータコントローラ、６〜９…車輪、１０…操縦系入力、１１…アクセル、１２…ブレーキ、１３…ステアリング、１６…アクセルセンサ、１７…ブレーキセンサ、１８…操舵角センサ（操舵角検知手段）、２０…車両姿勢系センサ、２１…前後加速度センサ、２２…左右加速度センサ、２３…上下加速度センサ、２４…ロール角速度センサ（ロール角検知手段）、２５…ピッチ角速度センサ、２６…ヨー角速度センサ、３０…車両モータセンサ、４０…アクチュエータ系センサ、４１〜４４…各輪のトウ角センサ（トウ角検知手段）、４５〜４８…各輪のキャンバ角センサ（キャンバ角検知手段）、５０…駆動装置、５１〜５４…各輪のホイールモータ、６０…操舵アクチュエータ、６１〜６４…各輪用のトウアクチュエータ（トウ角変更手段）、６５〜６８…各輪用のキャンバアクチュエータ（キャンバ角変更手段）

Claims

車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角変更手段を備えたキャンバ角変更装置において、車両のロール角を検知するロール角検知手段と、前記ロール角検知手段の検知したロール角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするキャンバ角変更装置。
操舵角を検知する操舵角検知手段を備え、前記制御手段は、前記ロール角検知手段の検知したロール角及び前記操舵角検知手段の検知した操舵角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする請求項１に記載のキャンバ角変更装置。
キャンバ角を検知するキャンバ角検知手段を備え、前記制御手段は、前記ロール角検知手段の検知したロール角、前記操舵角検知手段の検知した操舵角及び前記キャンバ角検知手段の検知したキャンバ角に応じて前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャンバ角変更装置。
前記制御手段は、前記車両の旋回内側の前記車輪の前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とする請求項１又は請求項３のいずれかに記載のキャンバ角変更装置。
前記制御手段は、前記キャンバ角変更手段によりキャンバ角を変更させ、前記車両の左右の車高を略同一にさせることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキャンバ角変更装置。
車両のロール角及び操舵角に応じて旋回内側の車輪のキャンバ角を変更し、ロール角を制御することを特徴とするキャンバ角変更方法。