JP2009090972A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車輪のグリップ力を高めると共にそのグリップ力を発揮させて、車両の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる制御装置を提供すること。
【解決手段】車両1が加速状態または減速状態であると判断される場合には、リンク駆動装置43が制御されることで、車輪2のキャンバ角が調整されると共に車体フレームBFが昇降する。これにより、車輪2にキャンバスラストを発生させることができるので、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、車両1の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。また、車体フレームBFの姿勢変化を抑制することができるので、車体フレームBFの姿勢変化に起因する車両1の重心移動を抑制して、加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
【選択図】図8
【解決手段】車両1が加速状態または減速状態であると判断される場合には、リンク駆動装置43が制御されることで、車輪2のキャンバ角が調整されると共に車体フレームBFが昇降する。これにより、車輪2にキャンバスラストを発生させることができるので、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、車両1の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。また、車体フレームBFの姿勢変化を抑制することができるので、車体フレームBFの姿勢変化に起因する車両1の重心移動を抑制して、加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
【選択図】図8
Description
本発明は、車両に用いられる制御装置に関し、特に、車輪のグリップ力を高めると共にそのグリップ力を発揮させて、車両の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる制御装置に関するものである。
従来、車輪のキャンバ角(車輪中心と走行路面とがなす角度)をプラス方向(ポジティブ)又はマイナス方向(ネガティブ)に設定することで、車輪にキャンバスラスト(横力)を発生させ、その発生させたキャンバスラストを車輪のグリップ力として利用することで、かかるグリップ力を高めて、車両の加減速性能や制動性能の向上を図る技術が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2000−264033号公報
しかしながら、上述した従来の技術では、車輪のグリップ力を高めることができたとしても、車輪が路面に十分に接地した状態でなければ、かかるグリップ力を発揮させることができず、車両の加減速性能や制動性能の向上を図るには不十分である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、車輪のグリップ力を高めると共にそのグリップ力を発揮させて、車両の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる制御装置を提供することを目的としている。
この目的を解決するために請求項1記載の制御装置は、車輪と、その車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置と、そのキャンバ角調整装置に支持される車体とを備えた車両に用いられるものであって、前記キャンバ角調整装置は、前記車輪のキャンバ角を調整する際の中心軸になると共に前記車輪の中心よりも前記車両の内側または外側に配置されるキャンバ軸と、そのキャンバ軸を中心軸として前記車輪を揺動駆動する揺動駆動装置とを備え、その揺動駆動装置により前記車輪が前記キャンバ軸を中心軸として揺動駆動されることで前記車輪のキャンバ角が調整されると共に前記車体が昇降するように構成され、前記車輪は、前記車体の前方側に配置される前輪と、前記車体の後方側に配置される後輪と備え、それら前輪および後輪のキャンバ角が独立に調整されるように、前記キャンバ角調整装置が前記前輪および後輪に対応してそれぞれ設けられ、前記揺動駆動装置を制御する駆動制御手段と、前記車両が加速状態または減速状態であるかを判断する加減速状態判断手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態であると判断される場合に、少なくとも前記前輪または前記後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、前記車体の前方側が下降する又は前記車体の後方側が上昇するように前記揺動駆動装置を制御すると共に、前記加減速状態判断手段により前記車両が減速状態であると判断される場合に、少なくとも前記前輪または前記後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、前記車体の前方側が上昇する又は前記車体の後方側が下降するように前記揺動駆動装置を制御する。
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、前記車輪は、第1トレッドと、その第1トレッドに対して前記車輪の幅方向に並設され前記車両の内側または外側に配置される第2トレッドとを少なくとも備え、前記第1トレッドが前記第2トレッドに比してグリップ力の高い特性に構成され、前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態または減速状態であると判断される場合に、前記第1トレッドの接地が増加するように前記揺動駆動装置を制御する。
請求項3記載の制御装置は、請求項2記載の制御装置において、前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、前記第1トレッドの接地が減少するように前記揺動駆動装置を制御する。
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、前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、前記車輪のキャンバ角が0度となるように前記揺動駆動装置を制御する。
請求項1記載の制御装置によれば、駆動制御手段により揺動駆動装置が制御され、車輪がキャンバ軸を中心軸として揺動駆動されることで、車輪のキャンバ角がプラス方向(ポジティブ)又はマイナス方向(ネガティブ)に調整される。また、車輪のキャンバ角を調整する際の中心軸となるキャンバ軸は、キャンバ角調整装置に設けられると共に、車輪の中心よりも車両の内側または外側に配置される構成であるので、車輪がキャンバ軸を中心軸として揺動駆動されることで、キャンバ角調整装置に支持された車体が上昇または下降する。このように、本発明の制御装置によれば、駆動制御手段により揺動駆動装置を制御することで、車輪のキャンバ角を調整すると共に車体を昇降させることができる。
ここで、本発明によれば、車輪は、車体の前方側に配置される前輪と、車体の後方側に配置される後輪とを備え、それら前輪および後輪のキャンバ角が独立に調整されるように、キャンバ角調整装置を前輪および後輪に対応してそれぞれ設ける構成であるので、車体の前方側の昇降と後方側の昇降とを独立して行うことができる。
また、本発明の制御装置によれば、駆動制御手段は、加減速状態判断手段により車両が加速状態であると判断される場合に、少なくとも前輪または後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、車体の前方側が下降する又は車体の後方側が上昇するように揺動駆動装置を制御する構成であるので、加速時には、少なくとも前輪または後輪のいずれか一方にキャンバスラストを発生させることができる。その結果、発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、かかる車輪のグリップ力を高めることができるので、車両の加速性能の向上を図ることができるという効果がある。
また、本発明の制御装置のように、少なくとも前輪または後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、車体の前方側が下降する又は車体の後方側が上昇するように揺動駆動装置を制御する構成であれば、加速時に車体の姿勢が後傾となる現象、いわゆるノーズリフトを抑制することができる。その結果、車体の姿勢変化に起因する車両の重心移動を抑制して、前輪の接地荷重と後輪の接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪(前輪および後輪)のグリップ力を発揮させて、加速性能の向上を図ることができるという効果がある。
これに対し、駆動制御手段は、加減速状態判断手段により車両が減速状態であると判断される場合に、少なくとも前輪または後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、車体の前方側が上昇する又は車体の後方側が下降するように揺動駆動装置を制御する構成であるので、減速時および制動時には、少なくとも前輪または後輪のいずれか一方にキャンバスラストを発生させることができる。その結果、発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、かかる車輪のグリップ力を高めることができるので、車両の減速性能および制動性能の向上を図ることができるという効果がある。
また、本発明の制御装置のように、少なくとも前輪または後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、車体の前方側が上昇する又は車体の後方側が下降するように揺動駆動装置を制御する構成であれば、減速時および制動時に車体の姿勢が前傾となる現象、いわゆるノーズダイブを抑制することができる。その結果、車体の姿勢変化に起因する車両の重心移動を抑制して、前輪の接地荷重と後輪の接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪(前輪および後輪)のグリップ力を発揮させて、減速性能および制動性能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、車輪は、第1トレッドと、その第1トレッドに対して車輪の幅方向に並設され車両の内側または外側に配置される第2トレッドとを少なくとも備え、第1トレッドが第2トレッドに比してグリップ力の高い特性に構成され、駆動制御手段は、加減速状態判断手段により車両が加速状態または減速状態であると判断される場合に、第1トレッドの接地が増加するように揺動駆動装置を制御する構成であるので、加減速時および制動時には、第1トレッドのグリップ力の高い特性を発揮させて、車両の加減速性能および制動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。
請求項3記載の制御装置によれば、請求項2記載の制御装置の奏する効果に加え、駆動制御手段は、加減速状態判断手段により車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、第1トレッドの接地が減少するように揺動駆動装置を制御する構成であるので、加減速時および制動時以外には、第1トレッドのグリップ力の高い特性による影響を小さくして、燃費性能の向上を図ることができるという効果がある。
即ち、本発明における車輪は、第1トレッドを第2トレッドに比してグリップ力の高い特性とする構成であるので、第1トレッドの接地が増加すると、第1トレッドのグリップ力の高い特性による影響が大きくなることで、車輪の転がり抵抗が大きくなり、その結果、燃費の悪化を招いてしまう。
これに対し、本発明の制御装置のように、加減速状態判断手段により車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、第1トレッドの接地が減少するように揺動駆動装置を制御する構成であれば、加減速時および制動時以外には、第1トレッドのグリップ力の高い特性による影響を小さくして、車輪の転がり抵抗を小さくすることができる。その結果、燃費の悪化を抑制して、燃費性能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、駆動制御手段は、加減速状態判断手段により車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、車輪のキャンバ角が0度となるように揺動駆動装置を制御する構成であるので、車輪に横力を発生させることがなく、その分、車輪の転がり抵抗が大きくなることを抑制することができ、燃費性能の向上を図ることができるという効果がある。
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の上面視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に支持される複数(本実施の形態では4輪)の車輪2と、それら各車輪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に懸架すると共に各車輪2のキャンバ角を独立に調整する懸架装置4と、ステアリング63の操作に伴って各車輪2の内の一部(本実施の形態では左右の前輪2FL,2FR)を操舵するステアリング装置5とを主に備え、車輪2のキャンバ角を調整することで、加減速時および制動時における車体フレームBFの姿勢変化を抑制して、加減速性能および制動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。車体フレームBFは、車両1の骨格をなすと共に各種装置(車輪駆動装置3など)を搭載するためのものであり、懸架装置4に支持されている。
車輪2は、図1に示すように、車体フレームBFの前方側(矢印FWD側)に配置される左右の前輪2FL,2FRと、車体フレームBFの後方側(反矢印FWD側)に配置される左右の後輪2RL,2RRとの4輪を備えている。また、左右の前輪2FL,2FRは、車輪駆動装置3から付与される回転駆動力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する従動輪として構成されている。なお、車輪2の詳細構成については、図5を参照して後述する。
車輪駆動装置3は、上述したように、左右の前輪2FL,2FRに回転駆動力を付与して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4参照)。電動モータ3aは、図1に示すように、ディ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。
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の踏み込み状態に応じた回転速度で回転駆動される。なお、左右の前輪2FL,2FRの回転差は、ディファレンシャルギヤにより吸収される。
懸架装置4は、いわゆるサスペンションとして機能する装置であり、図1に示すように、各車輪2に対応して設けられている。また、本実施の形態における懸架装置4は、上述したように、車輪2のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置としての機能を兼ね備えている。
ここで、図2及び図3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及び図3は、懸架装置4の正面図であり、図3(a)は、車輪2のキャンバ角がプラス方向(ポジティブ)に調整された状態が図示され、図3(b)は、車輪2のキャンバ角がマイナス方向(ネガティブ)に調整された状態が図示されている。なお、図2及び図3では、発明の理解を容易とするために、ドライブシャフト31等の図示を省略し、図面を簡素化している。また、各懸架装置4の構成はそれぞれ共通であるので、ここでは右の前輪2FRに対応する懸架装置4を代表例として図2及び図3に図示する。
懸架装置4は、図2に示すように、ストラット式(マクファーソン式)の機構により構成され、アクスルハブ41と、サスペンションアーム42と、FRアクチュエータ43FRとを主に備えている。
アクスルハブ41は、車輪2を回転可能に支持するものであり、図2に示すように、車両1の内側(図2右側)から車輪2を支持すると共に、サスペンションアーム42を介してFRアクチュエータ43FRに連結されている。サスペンションアーム42は、アクスルハブ41をFRアクチュエータ43FRに連結するものであり、第1〜第3アーム42a〜42cを備えている。
第1アーム42a及び第2アーム42bは、一端(図2左側)がアクスルハブ41の上部(図2上側)及び下部(図2下側)にそれぞれ軸支される一方、他端(図2右側)が第3アーム42cの上端(図2上側)及び下端(図2下側)にそれぞれ軸支されている。また、第1アーム42a及び第2アーム42bは、互いに対向して配置されると共に、第3アーム42cは、アクスルハブ41に対向して配置されている。これにより、アクスルハブ41とサスペンションアーム42(第1〜第3アーム42a〜42c)とにより、4節のリンク機構が構成される。
なお、サスペンションアーム42には、路面Gから車体フレームBFに伝わる衝撃を緩和するコイルばね及びそのコイルばねの振動を減衰させるショックアブソーバ(いずれも図示せず)が取り付けられている。
FRアクチュエータ43FRは、サスペンションアーム42と車体フレームBFとを連結すると共に車体フレームBFを支持するものであり、油圧シリンダにより構成されている。このFRアクチュエータ43FRは、図2に示すように、本体部(図2上側)が車体フレームBFに軸支される一方、ロッド部(図2下側)が第3アーム42cに軸支されている。
ここで、第2アーム42bは、キャンバ軸44を介してアクスルハブ41に軸支されており、FRアクチュエータ43FRが伸縮駆動されると、アクスルハブ41とサスペンションアーム42とにより構成されるリンク機構(以下、単に「リンク機構」と称す。)が屈伸し、キャンバ軸44を中心軸として車輪2が揺動駆動される(図3参照)。
即ち、通常、車輪2は、路面Gとの間の摩擦により、路面Gに対して滑りを生じないため、リンク機構は、車輪2の接地面に最も近いキャンバ軸44を固定軸として屈伸する。その結果、キャンバ軸44を中心軸として車輪2が揺動駆動される。
また、キャンバ軸44は、アクスルハブ41が車輪2を車両1の内側から支持する構成であるので、車両1の正面視において、車輪2の中心線Mよりも車両1の内側(図2右側)に配置されている。
上述したように構成される懸架装置4によれば、図3に示すように、図2に示す状態からFRアクチュエータ43FRが伸縮駆動されると、リンク機構が屈伸し、車輪2がキャンバ軸44を中心軸として揺動駆動されることで、車輪2のキャンバ角が調整される。また、FRアクチュエータ43FRが伸縮駆動されると、リンク機構が屈伸し、車輪2がキャンバ軸44を中心軸として揺動駆動されることで、懸架装置4(FRアクチュエータ43FR)に支持された車体フレームBFが昇降する。即ち、FRアクチュエータ43FRが伸縮駆動されることで、車輪2のキャンバ角が調整されると同時に、車体フレームBFが昇降する。
ここで、本実施の形態では、上述したように、車両1の正面視において、キャンバ軸44が車輪2の中心線Mよりも車両1の内側に配置される構成であるので、図3(a)に示すように、FRアクチュエータ43FRが収縮駆動されると、車輪2がキャンバ軸44を中心軸として矢印A方向へ揺動駆動され、車輪2のキャンバ角がプラス方向(ポジティブ)に調整される。同時に、車体フレームBFが上昇する(即ち、車体フレームBFと路面Gとの間隔Hが広がる)。
一方、図3(b)に示すように、FRアクチュエータ43FRが伸長駆動されると、車輪2がキャンバ軸44を中心軸として矢印B方向へ揺動駆動され、車輪2のキャンバ角がマイナス方向(ネガティブ)に調整される。同時に、車体フレームBFが下降する(即ち、車体フレームBFと路面Gとの間隔Hが縮まる)。
ここで、本実施の形態では、各懸架装置4の構成をそれぞれ共通としたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、前輪(左右の前輪2FL,2FR)に対応して設けられる懸架装置4と後輪(左右の後輪2RL,2RR)に対応して設けられる懸架装置4とを異なる構成としても良い。
具体的には、例えば、リンク機構のサイズ(第1アーム42aや第2アーム42bの全長など)を変更してそれぞれ異なる構成としたり、キャンバ軸44の位置を変更してそれぞれ異なる構成とする。これにより、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を同等に調整した場合でも、車体フレームBFの前方側と後方側とを異なる変化量で昇降させることができる。
図1に戻って説明する。ステアリング装置5は、ラックアンドピニオン式の機構により構成され、ステアリングシャフト51と、フックジョイント52と、ステアリングギヤ53と、タイロッド54と、ナックル55とを主に備えている。
このステアリング装置5によれば、運転者によるステアリング63の操作は、まず、ステアリングシャフト51を介してフックジョイント52に伝達されると共に、フックジョイント52により角度を変えられつつ、ステアリングギヤ53のピニオン53aに回転運動として伝達される。そして、ピニオン53aに伝達された回転運動は、ラック53bの直線運動に変換され、ラック53bが直線運動することで、ラック53bの両端に接続されたタイロッド54が移動して、ナックル55を押し引きすることで、車輪2の操舵角が調整される。
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の踏み込み状態(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の制御が行われる。また、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、その操作に伴って、車輪2がステアリング装置5により操舵される。
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の踏み込み状態を検出し、その検出結果に応じて車輪駆動装置3を制御することで、各車輪2を回転駆動する。或いは、後述するキャンバ制御処理(図8参照)において、車両1が加速状態または減速状態であるかを判断し、その判断結果に応じてリンク駆動装置43を制御する。
ここで、図4を参照して、制御装置100の詳細構成について説明する。図4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4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等の複数の装置が接続されている。
CPU71は、バスライン74によって接続された各部を制御する演算装置である。ROM72は、CPU71によって実行される制御プログラム(例えば、図8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ための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データを書き換え可能に記憶するためのメモリである。また、ROM72には、ピッチ角マップ72a、キャンバ角マップ72b、摩擦係数マップ72c及び姿勢確保マップ72dが設けられている。なお、ピッチ角マップ72a及びキャンバ角マップ72bの詳細については図12及び図13を参照して、摩擦係数マップ72c及び姿勢確保マップ72dについては図18及び図19を参照して、それぞれ後述する。
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からの命令に基づいて制御する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
リンク駆動装置43は、リンク機構(図2及び図3参照)を屈伸させるための装置であり、リンク機構に屈伸のための駆動力を付与する4個のFL〜RRアクチュエータ43FL〜43RRと、それら各アクチュエータ43FL〜43RRをCPU71からの命令に基づいて制御する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
なお、FL〜RRアクチュエータ43FL〜43RRは、上述したように、油圧シリンダにより構成され、各油圧シリンダ(FL〜RRアクチュエータ43FL〜43RR)にオイル(油圧)を供給する油圧ポンプ(図示せず)と、その油圧ポンプから各油圧シリンダに供給されるオイルの供給方向を切り換える電磁弁(図示せず)とを主に備えて構成されている。
CPU71からの指示に基づいて、リンク駆動装置43の制御回路が油圧ポンプを駆動制御すると、その油圧ポンプから供給されるオイル(油圧)によって、各油圧シリンダが伸縮駆動される。また、電磁弁がオン/オフされると、各油圧シリンダの駆動方向(伸長または収縮)が切り替えられる。
リンク駆動装置43の制御回路は、各油圧シリンダの伸縮量を伸縮センサ(図示せず)により監視し、CPU71から指示された目標値(伸縮量)に達した油圧シリンダは、伸縮駆動が停止される。なお、伸縮センサによる検出結果は、制御回路からCPU71に出力され、CPU71は、その検出結果に基づいて各車輪2のキャンバ角を得ることができる。
加速度センサ装置81は、車両1(図1参照)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、前後および左右方向加速度センサ81a,81bと、それら各加速度センサ81a,81bの検出結果を処理してCPU71に出力する処理回路(図示せず)とを備えている。
前後方向加速度センサ81aは車体フレームBF(図1参照)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81bは車体フレーム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81a,81bが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。なお、前後方向加速度センサ81aにより検出される車体フレームBFの前後方向の加速度は、車両1が加速状態である場合に正の値で検出され、車両1が減速状態である場合に負の値で検出される。
CPU71は、加速度センサ装置81から入力された前後方向加速度センサ81a及び左右方向加速度センサ81bの検出結果(加速度)を時間積分して、2方向(前後方向および左右方向)の速度をそれぞれ得ると共に、かかる2方向の速度成分を合成することで、車両1の対地速度を得ることができる。
接地荷重センサ装置82は、各車輪2の接地面が路面から受ける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の接地面が路面から受ける荷重をそれぞれ検出するFL〜RR荷重センサ82FL〜82RRと、それら各荷重センサ82FL〜82RR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82FL〜82RR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82FL〜82RRは、各車輪2のサスペンション軸(図示せず)上に配設され、車輪2が路面から受ける荷重を車両1の前後方向、左右方向および高さ方向の3方向で検出する。
ジャイロセンサ装置83は、車両1の回転角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、車両1の中心を通り車両1の前後方向に沿う軸、左右方向に沿う軸および高さ方向に沿う軸の3つの軸を中心軸としてそれぞれ回転する車体フレームBFの回転角速度を回転方向に対応付けて検出するジャイロセンサ(図示せず)と、そのジャイロセンサ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、ジャイロセンサがサニャック効果の原理を利用して動作する光ファイバジャイロ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用い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、機械式のジャイロセンサや圧電式のジャイロセンサ等が例示される。
CPU71は、ジャイロセンサ装置83から入力されたジャイロセンサの検出結果(回転角速度)を時間積分して、3方向(前後方向、左右方向および高さ方向)の回転角、即ち、ピッチ角、ロール角およびヨー角をそれぞれ得ることができる。
アクセルペダルセンサ装置61aは、アクセルペダル61の踏み込み状態を検出すると共に、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に出力する処理回路(図示せず)とを備えている。
ブレーキペダルセンサ装置62aは、ブレーキペダル62の踏み込み状態を検出すると共に、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に出力する処理回路(図示せず)とを備えている。
ステアリングセンサ装置63aは、ステアリング63の操作状態を検出すると共に、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の回転角を回転方向に対応付けて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。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により、各ペダル61,62の踏み込み量およびステアリング63の回転角を得ると共に、その検出結果を時間微分することで、各ペダル61,62の踏み込み速度およびステアリング63の回転速度を得ることができる。
図4に示す他の入出力装置84としては、例えば、車両1(車体フレームBF)の路面に対する姿勢(傾斜など)を非接触で計測する光学センサなどが例示される。
次いで、図5から図7を参照して、車輪2の詳細構成について説明する。図5は、車両1の上面視を模式的に示した模式図であり、図6及び図7は、車両1の正面視を模式的に示した模式図である。なお、図6では、車輪2のキャンバ角がマイナス方向(ネガティブ)に調整された状態が図示され、図7では、車輪2のキャンバ角が0度に調整された状態が図示されている。
車輪2は、図5に示すように、第1トレッド21及び第2トレッド22の2種類のトレッドを備え、各車輪2において、第1トレッド21が車両1の内側に配置され、第2トレッド22が車両1の外側に配置されている。また、車輪2は、第1トレッド21と第2トレッド22とが互いに異なる特性に構成され、第1トレッド21が第2トレッド22に比してグリップ力の高い特性に構成されている。なお、本実施の形態では、両トレッド21,22の幅寸法(図5左右方向寸法)が同一に構成されている。
上述したように構成される車輪2によれば、図6に示すように、リンク駆動装置43(図4参照)が制御され、車輪2のキャンバ角θL,θRがマイナス方向(ネガティブ)に調整されると、車両1の内側へ向けて、車輪2にキャンバスラストFnが発生する。これにより、発生したキャンバスラストFnをグリップ力として利用することで、車輪2のグリップ力を高めることができ、車両1の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、車輪2のキャンバ角θL,θRがマイナス方向に調整されることで、車両1の内側に配置される第1トレッド21の接地(接地面積)が増加する一方、車両1の外側に配置される第2トレッド22の接地(接地面積)が減少する。これにより、第1トレッド21と第2トレッド22との接地比率を変更できるので、接地比率の高いトレッド、即ち、第1トレッド21の特性による影響を大きくして、第1トレッド21の特性により得られる性能を車輪2に発揮させることができる。
ここで、本実施の形態では、上述したように、車輪2は、第1トレッド21を第2トレッド22に比してグリップ力の高い特性とする構成であるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の加減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
これに対し、図7に示すように、リンク駆動装置43が制御され、車輪2のキャンバ角が0度に調整されると、第1トレッド21と第2トレッド22との接地比率がほぼ等しくなる。これにより、第1トレッド21の接地比率を低くできるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性による影響を小さくして、車輪2の転がり抵抗を小さくすることができる。その結果、燃費の悪化を抑制して、燃費性能の向上を図ることができる。また、車輪2のキャンバ角が0度に調整されることで、車輪2に横力が発生せず、その分、燃費性能のより一層の向上を図ることができる。
次いで、図8を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図8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、制御装置100の電源が投入されている間、CPU71により繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理である。
CPU71は、キャンバ制御処理に関し、まず、車両1の加速度を加速度センサ装置81(前後方向加速度センサ81a)により検出し(S1)、その検出結果(加速度)が0よりも大きいか否かを判断する(S2)。その結果、車両1の加速度が0よりも大きいと判断される場合には(S2:Yes)、車両1が加速状態であり、車体フレームBFの姿勢が後傾になっていると考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)に調整すると共に(S3)、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整して(S4)、このキャンバ制御処理を終了する。なお、S3の処理では、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を規定角度(本実施の形態では1度)だけマイナス方向に調整する。
これにより、左右の前輪2FL,2FRにキャンバスラストを発生させることができるので(図6参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、左右の前輪2FL,2FRのグリップ力を高めることができ、車両1の加速性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、同時に、車体フレームBFの前方側を下降させることができるので、加速時に車体フレームBFの姿勢が後傾となる現象、いわゆるノーズリフトを抑制することができる。その結果、車体フレームBFの姿勢変化に起因する車両1の重心移動を抑制して、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重と左右の後輪2RL,2RRの接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪2のグリップ力を発揮させて、加速性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の加速性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、S2の処理の結果、車両1の加速度が0よりも大きくない、即ち、0以下であると判断される場合には(S2:No)、次いで、車両1の加速度が0よりも小さいか否かを判断する(S5)。その結果、車両1の加速度が0よりも小さいと判断される場合には(S5:Yes)、車両1が減速状態であり、車体フレームBFの姿勢が前傾になっていると考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)に調整すると共に(S6)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を0度に調整して(S7)、このキャンバ制御処理を終了する。なお、S6の処理では、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を規定角度(本実施の形態では1度)だけマイナス方向に調整する。
これにより、左右の後輪2RL,2RRにキャンバスラストを発生させることができるので(図6参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、左右の後輪2RL,2RRのグリップ力を高めることができ、車両1の減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、同時に、車体フレームBFの後方側を下降させることができるので、減速時および制動時に車体フレームBFの姿勢が前傾となる現象、いわゆるノーズダイブを抑制することができる。その結果、車体フレームBFの姿勢変化に起因する車両1の重心移動を抑制して、左右の前輪2FL,2FRの接地荷重と左右の後輪2RL,2RRの接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪2のグリップ力を発揮させて、減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くできるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、S5の処理の結果、車両1の加速度が0よりも小さくない、即ち、S2の処理の結果と合わせて車両1の加速度が0であると判断される場合には(S5:No)、車両1が一定の速度で走行している状態であり、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないと考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整し(S8)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、第1トレッド21の接地比率を低くすることができるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性による影響を小さくして、車輪2の転がり抵抗を小さくすることができる。その結果、燃費の悪化を抑制して、燃費性能の向上を図ることができる。また、車輪2のキャンバ角を0度に調整することで、車輪2に横力を発生させることがなく、その分、燃費性能のより一層の向上を図ることができる。
なお、図8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記載の駆動制御手段としてはS3、S4及びS6〜S8の処理が、加減速状態判断手段としてはS2及びS5の処理が、それぞれ該当する。
ここで、本実施の形態では、車両1の加速度が0よりも大きいと判断される場合(S2:Yes)、即ち、車両1が加速状態である場合に、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整し、車両1の加速度が0よりも小さいと判断される場合(S2:NoかつS5:Yes)、即ち、車両1が減速状態である場合に、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を0度に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、車両1が加速状態である場合に、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整したり、車両1が減速状態である場合に、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整しても良い。
これにより、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれも調整して車体フレームBFを昇降させることができるので、調整すべき車輪2のキャンバ角を大きくしなくても(例えば、調整すべきキャンバ角を半分としても)、加減速時および制動時における車体フレームBFの姿勢変化を抑制することができる。その結果、車輪2のキャンバ角を大きく調整することに起因して車輪2の転がり抵抗が大きくなることを回避できるので、燃費の悪化を抑制して、燃費性能の向上を図ることができる。
即ち、上述したように、左右の後輪2RL,2RRは、車両1の走行に伴って従動する従動輪として構成されている、つまり、車両1は、前輪駆動車(いわゆるFF車)として構成されているので、車両1が加速状態である場合に、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整して、第1トレッド21よりもグリップ力の低い第2トレッド22の接地を増加させたとしても、車両1の加速性能が低下する恐れはない。よって、車体フレームBFの姿勢変化を抑制することを優先して、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整する。
また、車両1が減速状態である場合に、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整して、第1トレッド21よりもグリップ力の低い第2トレッド22の接地を増加させたとしても、キャンバ角を0度に調整する場合と比較すると、車両1の減速性能および制動性能が大きく低下する恐れはない。よって、車体フレームBFの姿勢変化を抑制することを優先して、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整する。
また、本実施の形態では、車両1の加速度が0であると判断される場合に(S2:NoかつS5:No)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、各車輪2の転がり抵抗が最小となるように、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整しても良い。
具体的には、例えば、車輪2の転がり抵抗が最小となるキャンバ角を予め実験により求め、その求めたキャンバ角をROM72に設けたメモリ(図示せず)に記憶しておくと共に、車両1の加速度が0であると判断される場合に(S2:NoかつS5:No)、かかるメモリから車輪2の転がり抵抗が最小となるキャンバ角を読み出して、その読み出したキャンバ角となるように、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整する。これにより、各車輪2の転がり抵抗を最小とすることができるので、更なる燃費性能の向上を図ることができる。
次いで、図9から図14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、車輪2が第1トレッド21及び第2トレッド22の2種類のトレッドを備える場合を説明したが、第2実施の形態では、車輪202が第1トレッド21、第2トレッド22及び第3トレッド223の3種類のトレッドを備えて構成されている。なお、第1実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、第2実施の形態では、車両201を第1実施の形態における制御装置100(図4参照)によって制御するものとして説明する。
図9は、第2実施の形態における車両201の上面視を模式的に示した模式図であり、図10及び図11は、車両201の正面視を模式的に示した模式図である。なお、図10では、車輪202のキャンバ角がマイナス方向(ネガティブ)に調整された状態が図示され、図11では、車輪202のキャンバ角がプラス方向(ポジティブ)に調整された状態が図示されている。
車輪202は、図9に示すように、第1トレッド21、第2トレッド22及び第3トレッド223の3種類のトレッドを備え、各車輪202において、第1トレッド21が車両201の内側に配置されると共に、第3トレッド223が車両201の外側に配置され、第2トレッド22が第1トレッド21と第3トレッド223との間に配置されている。
また、第3トレッド223は、少なくとも第2トレッド22に比してグリップ力の高い特性に構成されている。なお、本実施の形態では、各トレッド21,22,223の幅寸法(図9左右方向寸法)が同一に構成されている。
上述したように構成される車輪202によれば、図10に示すように、リンク駆動装置43(図4参照)が制御され、車輪202のキャンバ角θL,θRがマイナス方向(ネガティブ)に調整されると、車両201の内側へ向けて、車輪202にキャンバスラストFnが発生する。これにより、第1実施の形態における車輪2の場合と同様に、発生したキャンバスラストFnをグリップ力として利用することで、車輪202のグリップ力を高めることができ、車両201の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、車輪202のキャンバ角θL,θRがマイナス方向に調整されることで、車両201の内側に配置される第1トレッド21の接地(接地面積)が増加する一方、第1トレッド21よりも車両201の外側に配置される第2トレッド22及び第3トレッド223の接地(接地面積)が減少する。これにより、第1実施の形態における車輪2の場合と同様に、各トレッド21,22,223の接地比率を変更できるので、接地比率の高いトレッド、即ち、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両201の加減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
これに対し、図11に示すように、リンク駆動装置43が制御され、車輪202のキャンバ角θL,θRがプラス方向(ポジティブ)に調整されると、車両201の外側へ向けて、車輪202にキャンバスラストFpが発生する。これにより、発生したキャンバスラストFpをグリップ力として利用することで、車輪202のグリップ力を高めることができ、車両201の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、車輪202のキャンバ角θL,θRがプラス方向に調整されることで、車両201の外側に配置される第3トレッド223の接地(接地面積)が増加する一方、第3トレッド223よりも車両201の内側に配置される第1トレッド21及び第2トレッド22の接地(接地面積)が減少する。これにより、第3トレッド223の接地比率を高くできるので、第3トレッド223のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両201の加減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
次いで、図12を参照して、ピッチ角マップ72aについて説明する。図12は、ピッチ角マップ72aの内容を模式的に示した模式図である。ピッチ角マップ72aは、車両201の加速度とピッチ角との関係を記憶したマップである。
ここで、ピッチ角とは、車両201(図9参照)の中心を通り車両201の左右方向(図9左右方向)に沿う軸を中心軸として回転する車体フレームBFの回転角であり、車体フレームBFの姿勢が後傾となる場合に正の値で表されると共に、車体フレームBFの姿勢が前傾となる場合に負の値で表される。CPU71は、このピッチ角マップ72aの内容に基づいて、現在の加速度におけるピッチ角を得ることができる。
なお、図12において、横軸に示す加速度は、加速度0よりも図12右側が増加方向を、加速度0よりも図12左側が減少方向を、それぞれ表していると共に、縦軸に示すピッチ角は、角度0度よりも図12上側が増加方向を、角度0度よりも図12下側が減少方向を、それぞれ示している。
ピッチ角マップ72aによれば、図12に示すように、加速度が0の状態(即ち、車両201が加速状態でも減速状態でもない状態、車両201が一定の速度で走行している状態)では、ピッチ角が0度に規定されている。加速度が0の状態から増加すると(即ち、車両201が加速状態となると)、その増加に伴って車体フレームBFの姿勢が漸次後傾となることで、ピッチ角が直線的に漸次増加するように規定されている。そして、加速度がAmaxに達すると、車両201の構造上、車体フレームBFの姿勢が後傾となり得る限界の状態となることで、ピッチ角が最大値Pmaxに規定されている。なお、加速度がAmaxから更に増加しても、既に車体フレームBFの姿勢が後傾となり得る限界の状態に達しているので、ピッチ角はPmaxに維持される。
一方、加速度が0の状態から減少すると(即ち、車両201が減速状態となると)、その減少に伴って車体フレームBFの姿勢が漸次前傾となることで、ピッチ角が直線的に漸次減少するように規定されている。そして、加速度がAminに達すると、車両201の構造上、車体フレームBFの姿勢が前傾となり得る限界の状態となることで、ピッチ角が最小値Pminに規定されている。なお、加速度がAminから更に減少しても、既に車体フレームBFの姿勢が前傾となり得る限界の状態に達しているので、ピッチ角はPminに維持される。
次いで、図13を参照して、キャンバ角マップ72bについて説明する。図13は、キャンバ角マップ72bの内容を模式的に示した模式図である。キャンバ角マップ72bは、車両201のピッチ角と車輪202のキャンバ角との関係を記憶したマップである。CPU71は、このキャンバ角マップ72bの内容に基づいて、車両201の加減速時および制動時における車体フレームBFの姿勢変化を抑制するべく、ピッチ角に対応して調整すべき車輪202のキャンバ角を得ることができる。
なお、図13において、実線Fは左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角に、実線Rは左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角に、それぞれ対応する。また、横軸に示すキャンバ角は、角度0度よりも図13右側がマイナス方向を、角度0度よりも図13左側がプラス方向を、それぞれ表していると共に、縦軸に示すピッチ角は、角度0度よりも図13上側が増加方向を、角度0度よりも図13下側が減少方向を、それぞれ表している。
キャンバ角マップ72bによれば、図13に示すように、ピッチ角が0度の状態(即ち、車体フレームBFの姿勢が前傾でも後傾でもない状態、車体フレームBFが路面と平行な状態)では、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないので、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角がいずれも0度に規定されている。
ピッチ角が0度の状態から増加すると、その増加に伴って車体フレームBFの姿勢が漸次後傾となるので、車体フレームBFの前方側を下降させると共に後方側を上昇させて姿勢変化を抑制するべく、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角がマイナス方向へ直線的に漸次増加するように規定されると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角がプラス方向へ直線的に漸次増加するように規定されている。
そして、ピッチ角が最大値Pmaxの状態(車体フレームBFの姿勢が後傾となり得る限界の状態)で、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角が最大値θnmaxに規定されると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角が最大値θpmaxに規定されている。ここで、本実施の形態では、最大値θnmax,θpmaxは、車両201の構造上、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪2RL,2RRをマイナス方向およびプラス方向に調整し得る最大のキャンバ角にそれぞれ設定されている。
これに対し、ピッチ角が0度の状態から減少すると、その減少に伴って車体フレームBFの姿勢が漸次前傾となるので、車体フレームBFの前方側を上昇させると共に後方側を下降させて姿勢変化を抑制するべく、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角がプラス方向へ直線的に漸次増加するように規定されると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角がマイナス方向へ直線的に漸次増加するように規定されている。
そして、ピッチ角が最小値Pminの状態(車体フレームBFの姿勢が前傾となり得る限界の状態)で、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角が最大値θpmaxに規定されると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角が最大値θnmaxに規定されている。
次いで、図14を参照して、第2実施の形態におけるキャンバ制御処理について説明する。図14は、第2実施の形態における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、制御装置100の電源が投入されている間、CPU71により繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理である。
CPU71は、第2実施の形態におけるキャンバ制御処理に関し、まず、車両201の加速度を加速度センサ装置81(前後方向加速度センサ81a)により検出し(S21)、その検出結果(加速度)が0であるか否かを判断する(S22)。その結果、車両201の加速度が0であると判断される場合には(S22:Yes)、車両201が一定の速度で走行している状態であり、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないと考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪202FL,202FR)及び後輪(左右の後輪202RL,202RR)のキャンバ角を0度に調整し(S23)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、第1トレッド21及び第3トレッド223の接地比率を低くすることができるので、第1トレッド21及び第3トレッド223のグリップ力の高い特性による影響を小さくして、車輪202の転がり抵抗を小さくすることができる。その結果、燃費の悪化を抑制して、燃費性能の向上を図ることができる。また、車輪202のキャンバ角を0度に調整することで、車輪202に横力を発生させることがなく、その分、燃費性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、S22の処理の結果、車両201の加速度が0でないと判断される場合には(S22:No)、車両201が加速状態または減速状態であり、車体フレームBFの姿勢が後傾または前傾になっていると考えられるので、S21の処理で検出した加速度に対応するピッチ角をピッチ角マップ72a(図12参照)から取得すると共に(S24)、その取得したピッチ角に対応して調整すべき車輪202のキャンバ角をキャンバ角マップ72b(図13参照)から取得する(S25)。なお、CPU71は、キャンバ角マップ72bから左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をそれぞれ取得する。
車輪202のキャンバ角を取得した後は、その取得したキャンバ角となるように、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪202FL,202FR)及び後輪(左右の後輪202RL,202RR)のキャンバ角を調整し(S26)、このキャンバ制御処理を終了する。
具体的には、車両201が加速状態の場合、例えば、車両201の加速度をA1とすると、その加速度A1に対応するピッチ角を図12に示すピッチ角マップ72aからP1と取得し、その取得したピッチ角P1に対応する左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を図13に示すキャンバ角マップ72bからそれぞれθ1及びθ2と取得して、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪202FL,202FR)及び後輪(左右の後輪202RL,202RR)のキャンバ角を調整する。
即ち、車両201が加速状態の場合には、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)に調整すると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整する。
これにより、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRにキャンバスラストをそれぞれ発生させることができるので(図10及び図11参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのグリップ力をそれぞれ高めることができ、車両201の加速性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、同時に、車体フレームBFの前方側を下降させると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をプラス方向に調整することで、同時に、車体フレームBFの後方側を上昇させることができるので、加速時における車体フレームBFのノーズリフトを抑制することができる。その結果、第1実施の形態の場合と同様に、車体フレームBFの姿勢変化に起因する車両201の重心移動を抑制して、左右の前輪202FL,202FRの接地荷重と左右の後輪202RL,202RRの接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪202のグリップ力を発揮させて、加速性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をプラス方向に調整することで、第3トレッド223の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21及び第3トレッド223のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両201の加速性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、車両201が減速状態の場合には、例えば、車両201の加速度をA2とすると、その加速度A2に対応するピッチ角を図12に示すピッチ角マップ72aからP2と取得し、その取得したピッチ角P2に対応する左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角を図13に示すキャンバ角マップ72bからそれぞれθ2及びθ1と取得して、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪202FL,202FR)及び後輪(左右の後輪202RL,202RR)のキャンバ角を調整する。
即ち、車両201が減速状態の場合には、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角をプラス方向(ポジティブ)に調整すると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)に調整する。
これにより、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRにキャンバスラストをそれぞれ発生させることができるので(図10及び図11参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのグリップ力をそれぞれ高めることができ、車両201の減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角をプラス方向に調整することで、同時に、車体フレームBFの前方側を上昇させると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、同時に、車体フレームBFの後方側を下降させることができるので、減速時および制動時における車体フレームBFのノーズダイブを抑制することができる。その結果、第1実施の形態の場合と同様に、車体フレームBFの姿勢変化に起因する車両201の重心移動を抑制して、左右の前輪202FL,202FRの接地荷重と左右の後輪202RL,202RRの接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪202のグリップ力を発揮させて、減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の前輪202FL,202FRのキャンバ角をプラス方向に調整することで、第3トレッド223の接地比率を高くすると共に、左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21及び第3トレッド223のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両201の減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
以上のように、本実施の形態によれば、左右の前輪202FL,202FR及び左右の後輪202RL,202RRのキャンバ角をいずれも調整して車体フレームBFを昇降させるので、調整すべき車輪202のキャンバ角を大きくしなくても(例えば、調整すべきキャンバ角を半分としても)、加減速時および制動時における車体フレームBFの姿勢変化を抑制することができる。その結果、車輪202のキャンバ角を大きく調整することに起因して車輪202の転がり抵抗が大きくなることを回避できるので、燃費の悪化を抑制して、燃費性能の向上を図ることができる。
なお、図14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記載の駆動制御手段としてはS23及びS26の処理が、加減速状態判断手段としてはS22の処理が、それぞれ該当する。
ここで、本実施の形態では、車両201の加速度が0であると判断される場合に(S22:Yes)、前輪(左右の前輪202FL,202FR)及び後輪(左右の後輪202RL,202RR)のキャンバ角を0度に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第1実施の形態で説明したのと同様に、例えば、各車輪202の転がり抵抗が最小となるように、前輪(左右の前輪202FL,202FR)及び後輪(左右の後輪202RL,202RR)のキャンバ角を調整しても良い。これにより、各車輪202の転がり抵抗を最小とすることができるので、更なる燃費性能の向上を図ることができる。
次いで、図15を参照して、第3実施の形態について説明する。なお、第1実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、第3実施の形態では、第1実施の形態における車両1(図1参照)を制御装置100(図4参照)によって制御するものとして説明する。但し、第3実施の形態では、第1実施の形態に対して、車両1の加速度が0よりも大きい又は小さい場合における前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角の調整方法が異なる。
図15は、第3実施の形態における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、制御装置100の電源が投入されている間、CPU71により繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理である。
CPU71は、第3実施の形態におけるキャンバ制御処理に関し、第1実施の形態の場合と同様に、車両1の加速度を検出し(S31)、その検出結果(加速度)が0よりも大きいか否かを判断する(S32)。その結果、車両1の加速度が0よりも大きいと判断される場合には(S32:Yes)、車両1が加速状態であり、車体フレームBFの姿勢が後傾になっていると考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)の所定角度(以下、「第1キャンバ角」と称す。)に調整すると共に(S33)、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)の所定角度(以下、「第2キャンバ角」と称す。)に調整して(S34)、このキャンバ制御処理を終了する。
ここで、第2キャンバ角は、第1キャンバ角よりもマイナス方向に小さな角度であり、例えば、本実施の形態では、第1キャンバ角が2度に、第2キャンバ角が1度に、それぞれ設定され、第2キャンバ角が第1キャンバ角の半分の角度とされている。
これにより、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRにキャンバスラストをそれぞれ発生させることができるので(図6参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、車両1の加速性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の加速性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角を第1キャンバ角に調整すると共に、その第1キャンバ角よりも小さな第2キャンバ角に左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を調整することで、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの前方側を後方側よりも下降させることができるので、加速時における車体フレームBFのノーズリフトを抑制することができる。その結果、車輪2のグリップ力を発揮させて、加速性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、S32の処理の結果、車両1の加速度が0以下であると判断される場合には(S32:No)、車両1の加速度が0よりも小さいか否かを判断する(S35)。その結果、車両1の加速度が0よりも小さいと判断される場合には(S35:Yes)、車両1が減速状態であり、車体フレームBFの姿勢が前傾になっていると考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)の所定角度(以下、「第3キャンバ角」と称す。)に調整すると共に(S36)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)の所定角度(以下、「第4キャンバ角」と称す。)に調整して(S37)、このキャンバ制御処理を終了する。
ここで、第4キャンバ角は、第3キャンバ角よりもマイナス方向に小さな角度であり、例えば、本実施の形態では、第3キャンバ角が2度に、第4キャンバ角が1度に、それぞれ設定され、第4キャンバ角が第3キャンバ角の半分の角度とされている。
これにより、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRにキャンバスラストをそれぞれ発生させることができるので(図6参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのグリップ力をそれぞれ高めることができ、車両1の減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を第3キャンバ角に調整すると共に、その第3キャンバ角よりも小さな第4キャンバ角に左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角を調整することで、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの後方側を前方側よりも下降させることができるので、減速時および制動時における車体フレームBFのノーズダイブを抑制することができる。その結果、車輪2のグリップ力を発揮させて、減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、S35の処理の結果、車両1の加速度が0よりも小さくない、即ち、S32の処理の結果と合わせて車両1の加速度が0であると判断される場合には(S35:No)、車両1が一定の速度で走行している状態であり、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないと考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整し(S38)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、第1実施の形態の場合と同様に、第1トレッド21の接地比率を低くして、燃費性能の向上を図ることができる。また、車輪2のキャンバ角を0度に調整することで、燃費性能のより一層の向上を図ることができる。
以上のように、本実施の形態によれば、車両1の加速度が0よりも大きい又は小さいと判断される場合(S32:Yes又はS32:NoかつS35:Yes)、即ち、車両1が加減速状態である場合に、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれもマイナス方向に調整するので、全ての車輪2(左右の前後輪2FL〜2RR)のグリップ力を高めると共に、全ての車輪2(左右の前後輪2FL〜2RR)において第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させることができ、車両1の加減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
これにより、説明は省略したが、左右の後輪2RL,2RRを車輪駆動装置3から付与される回転駆動力により回転駆動される駆動輪として構成する一方、左右の前輪2FL,2FRを車両1の走行に伴って従動する従動輪として構成する場合、つまり、車両1を後輪駆動車(いわゆるFR車)として構成する場合でも、左右の後輪2RL,2RRのグリップ力を確保して、車両1の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
なお、図15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記載の駆動制御手段としてはS33、S34及びS36〜S38の処理が、加減速状態判断手段としてはS32及びS35の処理が、それぞれ該当する。
ここで、本実施の形態では、車両1の加速度が0よりも大きい又は小さいと判断される場合(S32:Yes又はS32:NoかつS35:Yes)に、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの前方側または後方側を後方側または前方側よりも下降させたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、上述したように、前輪(左右の前輪2FL,2FR)に対応して設けられる懸架装置4と後輪(左右の後輪2RL,2RR)に対応して設けられる懸架装置4とを異なる構成とし、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を同等に調整して、車体フレームBFの前方側または後方側を後方側または前方側よりも下降させても良い。これにより、制御の簡素化を図ることができる。
また、本実施の形態では、車両1の加速度が0であると判断される場合に(S32:NoかつS35:No)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第1実施の形態で説明したのと同様に、例えば、各車輪2の転がり抵抗が最小となるように、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整しても良い。これにより、各車輪2の転がり抵抗を最小とすることができるので、更なる燃費性能の向上を図ることができる。
次いで、図16及び図17を参照して、第4実施の形態について説明する。なお、上記各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、第4実施の形態では、第1実施の形態における車両1(図1参照)を制御装置100(図4参照)によって制御するものとして説明する。但し、第4実施の形態では、第2実施の形態に対して、キャンバ角マップの構成が異なる。
図16は、第4実施の形態におけるキャンバ角マップの内容を模式的に図示した模式図である。第4実施の形態におけるキャンバ角マップは、車両1のピッチ角に対応して調整すべき車輪2のキャンバ角がマイナス方向のみとされている。
CPU71は、第2実施の形態の場合と同様に、このキャンバ角マップの内容に基づいて、車両1の加減速時および制動時における車体フレームBFの姿勢変化を抑制するべく、ピッチ角に対応して調整すべき車輪2のキャンバ角を得ることができる。
なお、図16において、実線Fは左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角に、実線Rは左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角に、それぞれ対応する。また、横軸に示すキャンバ角は、マイナス方向を表していると共に、縦軸に示すピッチ角は、角度0度よりも図16上側が増加方向を、角度0度よりも図16下側が減少方向を、それぞれ表している。
第4実施の形態におけるキャンバ角マップによれば、図16に示すように、第2実施の形態におけるキャンバ角マップ72b(図13参照)とは異なり、ピッチ角に対応して調整すべき車輪2のキャンバ角がマイナス方向のみとされている。
即ち、図16に示すように、ピッチ角が0度の状態(即ち、車体フレームBFの姿勢が前傾でも後傾でもない状態、車体フレームBFが路面と平行な状態)では、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないので、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角がいずれも0度に規定されている。
ピッチ角が0度の状態から増加すると、その増加に伴って車体フレームBFの姿勢が漸次後傾となるので、車体フレームBFの前方側を下降させて姿勢変化を抑制するべく、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角がマイナス方向へ直線的に漸次増加するように規定されている。
また、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角もマイナス方向へ直線的に漸次増加するように規定され、その変化(傾き)は、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角の変化(傾き)の2倍とされている。即ち、所定のピッチ角に対応して調整すべき左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角が、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角の半分の角度となるように規定されている。
これにより、ピッチ角に対応して調整すべき左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれもマイナス方向のみとしつつも、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの前方側を後方側よりも下降させることができる。
そして、ピッチ角が最大値Pmaxの状態(車体フレームBFの姿勢が後傾となり得る限界の状態)で、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角が最大値θnmaxに規定されている。ここで、本実施の形態では、最大値θnmaxは、車両1の構造上、左右の前輪2FL,2FRをマイナス方向に調整し得る最大のキャンバ角にそれぞれ設定されている。
これに対し、ピッチ角が0度の状態から減少すると、その減少に伴って車体フレームBFの姿勢が漸次前傾となるので、車体フレームBFの後方側を下降させて姿勢変化を抑制するべく、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角がマイナス方向へ直線的に漸次増加するように規定されている。
また、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角もマイナス方向へ直線的に漸次増加するように規定され、その変化(傾き)は、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角の変化(傾き)の2倍とされている。即ち、所定のピッチ角に対応して調整すべき左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角が、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角の半分の角度となるように規定されている。
これにより、ピッチ角に対応して調整すべき左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれもマイナス方向のみとしつつも、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの後方側を前方側よりも下降させることができる。
そして、ピッチ角が最小値Pminの状態(車体フレームBFの姿勢が前傾となり得る限界の状態)で、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角が最大値θnmaxに規定されている。
次いで、図17を参照して、第4実施の形態におけるキャンバ制御処理について説明する。図17は、第4実施の形態における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、制御装置100の電源が投入されている間、CPU71により繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理である。
CPU71は、第4実施の形態におけるキャンバ制御処理に関し、第2実施の形態の場合と同様に、車両1の加速度を検出し(S41)、その検出結果(加速度)が0であるか否かを判断する(S42)。その結果、車両1の加速度が0であると判断される場合には(S42:Yes)、車両1が一定の速度で走行している状態であり、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないと考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整し(S43)、このキャンバ制御処理を終了する。
これにより、第1トレッド21の接地比率を低くして、燃費性能の向上を図ることができる。また、車輪2のキャンバ角を0度に調整することで、燃費性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、S42の処理の結果、車両1の加速度が0でないと判断される場合には(S42:No)、車両1が加速状態または減速状態であり、車体フレームBFの姿勢が後傾または前傾になっていると考えられるので、S41の処理で検出した加速度に対応するピッチ角をピッチ角マップ72a(図12参照)から取得すると共に(S44)、その取得したピッチ角に対応して調整すべき車輪2のキャンバ角を図16に示すキャンバ角マップから取得する(S45)。なお、CPU71は、図16に示すキャンバ角マップから左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をそれぞれ取得する。
車輪2のキャンバ角を取得した後は、その取得したキャンバ角となるように、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整し(S46)、このキャンバ制御処理を終了する。
具体的には、車両1が加速状態の場合、例えば、車両1の加速度をA1とすると、その加速度A1に対応するピッチ角を図12に示すピッチ角マップ72aからP1と取得し、その取得したピッチ角P1に対応する左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を図16に示すキャンバ角マップからそれぞれθ3及びθ4と取得して、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整する。
即ち、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれもマイナス方向(ネガティブ)に調整する。
これにより、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRにキャンバスラストをそれぞれ発生させることができるので(図6参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、車両1の加速性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の加速性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの前方側を後方側よりも下降させることができるので、加速時における車体フレームBFのノーズリフトを抑制することができる。その結果、車輪2のグリップ力を発揮させて、加速性能のより一層の向上を図ることができる。
一方、車両1が減速状態の場合には、例えば、車両1の加速度をA2とすると、その加速度A2に対応するピッチ角を図12に示すピッチ角マップ72aからP2と取得し、その取得したピッチ角P2に対応する左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を図16に示すキャンバ角マップからそれぞれθ4及びθ3と取得して、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整する。
即ち、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれもマイナス方向(ネガティブ)に調整する。
これにより、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRにキャンバスラストをそれぞれ発生させることができるので(図6参照)、その発生させたキャンバスラストをグリップ力として利用することで、車両1の減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をマイナス方向に調整することで、第1トレッド21の接地比率を高くすることができるので、第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させて、車両1の減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
更に、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの後方側を前方側よりも下降させることができるので、減速時および制動時における車体フレームBFのノーズダイブを抑制することができる。その結果、車輪2のグリップ力を発揮させて、減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
なお、S46の処理を実行し、キャンバ制御処理を終了した後は、上述したように、制御装置100の電源が投入されている間、再び、キャンバ制御処理が繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される。
以上のように、本実施の形態によれば、車両1の加速度が0でないと判断される場合(S42:No)、即ち、車両1が加速状態または減速状態である場合に、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角をいずれもマイナス方向に調整するので、全ての車輪2(左右の前後輪2FL〜2RR)のグリップ力を高めると共に、全ての車輪2(左右の前後輪2FL〜2RR)において第1トレッド21のグリップ力の高い特性を発揮させることができ、車両1の加減速性能および制動性能のより一層の向上を図ることができる。
これにより、第3実施の形態で説明したのと同様に、車両1を後輪駆動車(いわゆるFR車)として構成する場合でも、左右の後輪2RL,2RRのグリップ力を確保して、車両1の加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
また、本実施の形態によれば、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を車両1の加速度に応じて調整すると共に、キャンバ制御処理を繰り返し実行することで、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を車両1の加速度に応じてリニアに調整できるので、車体フレームBFを段階的に昇降させて、車体フレームBFの急激な昇降を防止することができる。その結果、車両1に乗車する運転者などに与える不快感を抑制することができる。
なお、図17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記載の駆動制御手段としてはS43及びS46の処理が、加減速状態判断手段としてはS42の処理が、それぞれ該当する。
ここで、本実施の形態では、車両1の加速度が0でないと判断される場合(S42:No)に、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの前方側または後方側を後方側または前方側よりも下降させたが、必ずしもこれに限られるものではなく、第3実施の形態で説明したのと同様に、例えば、前輪(左右の前輪2FL,2FR)に対応して設けられる懸架装置4と後輪(左右の後輪2RL,2RR)に対応して設けられる懸架装置4とを異なる構成とし、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を同等に調整して、車体フレームBFの前方側または後方側を後方側または前方側よりも下降させても良い。これにより、制御の簡素化を図ることができる。
また、本実施の形態では、車両1の加速度が0であると判断される場合に(S42:Yes)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第1実施の形態で説明したのと同様に、例えば、各車輪2の転がり抵抗が最小となるように、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整しても良い。これにより、各車輪2の転がり抵抗を最小とすることができるので、更なる燃費性能の向上を図ることができる。
次いで、図18から図20を参照して、第5実施の形態について説明する。なお、第1実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、第5実施の形態では、第1実施の形態における車両1(図1参照)を制御装置100(図4参照)によって制御するものとして説明する。但し、第5実施の形態では、第3実施の形態に対して、車両1の加速度が0よりも大きい場合における前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角の調整方法が異なる。
まず、図18及び図19を参照して、摩擦係数マップ72c及び姿勢確保マップ72dについて説明する。図18は、摩擦係数マップ72cの内容を模式的に示した模式図である。摩擦係数マップ72cは、車輪2の摩擦係数とキャンバ角との関係を記憶したマップであり、車輪2が発揮できる摩擦係数(車輪2が路面との間で生じさせることができる摩擦係数)を表している。なお、図18に示す摩擦係数マップ72cは、車輪2について実測した実測値に基づくものである。
CPU71は、この摩擦係数マップ72cの内容に基づいて、車両1の加速度が0よりも大きい場合に調整すべき前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を取得する。なお、図18において、横軸に示すキャンバ角は、角度0度よりも図18右側がマイナス方向を、角度0度よりも図18左側がプラス方向を、それぞれ表している。
摩擦係数マップ72cによれば、図18に示すように、キャンバ角が0度よりも所定の角度だけプラス方向の状態で、摩擦係数は最小値となる。摩擦係数が最小値となるキャンバ角よりもマイナス方向の領域では、キャンバ角がマイナス方向へ向けて変化するに伴って、グリップ力の高い特性の第1トレッド21の接地が漸次増加することで、摩擦係数が漸次増加する。
そして、キャンバ角がマイナス方向の所定の角度に達すると、第2トレッド22が路面から離れ、第1トレッド21のみが接地した状態となることで、摩擦係数が最大値に達する。なお、摩擦係数が最大値に達するキャンバ角よりもマイナス方向の領域では、第2トレッド22が既に路面から離れた状態にあるので、摩擦係数は変化せずに最大値に維持される。一方、図18に示すように、摩擦係数が最小値となるキャンバ角よりもプラス方向の領域では、摩擦係数は最小値に維持される。
図19は、姿勢確保マップ72dの内容を模式的に示した模式図である。姿勢確保マップ72dは、車体フレームBFを路面と平行な状態に保つための前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角と後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角との関係を記憶したマップである。なお、図19に示す姿勢確保マップ72dは、車両1(懸架装置4)の構造に基づいて規定されるものである。
CPU71は、この姿勢確保マップ72dの内容に基づいて、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角に対して調整すべき後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を取得する。なお、図19において、横軸に示す前輪のキャンバ角および縦軸に示す後輪のキャンバ角は、いずれもマイナス方向を表している。
姿勢確保マップ72dによれば、図19に示すように、前輪のキャンバ角が0度の状態では、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないので、調整すべき後輪のキャンバ角は0度に規定されている。
前輪のキャンバ角が0度の状態からマイナス方向へ向けて増加すると、かかる増加に伴って、車体フレームBFの姿勢が漸次前傾となるので、車体フレームBFの姿勢変化を抑制するべく、調整すべき後輪のキャンバ角を変化させる。
具体的には、本実施の形態では、車両1の加速度が0よりも大きい場合に、全ての車輪2(左右の前後輪2FL〜2RR)のグリップ力を高めるため、前輪および後輪のキャンバ角をいずれもマイナス方向に調整するべく、後輪のキャンバ角を前輪のキャンバ角よりもマイナス方向に小さな角度(例えば、前輪のキャンバ角の半分の角度など)に調整するように規定されている。これにより、前輪と後輪とのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの姿勢変化を抑制することができる。
次いで、図20を参照して、第5実施の形態におけるキャンバ制御処理について説明する。図20は、第5実施の形態における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、制御装置100の電源が投入されている間、CPU71により繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理である。
CPU71は、第5実施の形態におけるキャンバ制御処理に関し、第3実施の形態の場合と同様に、車両1の加速度を検出し(S51)、その検出結果(加速度)が0よりも大きいか否かを判断する(S52)。その結果、車両1の加速度が0よりも大きいと判断される場合には(S52:Yes)、車両1が加速状態であり、車体フレームBFの姿勢が後傾になっていると考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を必要摩擦係数が確保できるマイナス方向(ネガティブ)のキャンバ角に調整すると共に(S53)、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を車体フレームBFが路面と平行な状態となるキャンバ角に調整して(S54)、このキャンバ制御処理を終了する。
具体的には、S53の処理では、必要摩擦係数が確保できるマイナス方向のキャンバ角を摩擦係数マップ72cから取得する。即ち、例えば、必要摩擦係数をμ5とすると、その必要摩擦係数μ5に対応するキャンバ角を図18に示す摩擦係数マップ72cからθ5と取得し、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を調整する。
なお、図18に示す摩擦係数マップ72cによれば、車輪2が発揮できる摩擦係数の最小値よりも必要摩擦係数が小さい場合には、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をプラス方向に調整することも可能であるが、本実施の形態では、加速時における車体フレームBFのノーズリフトを抑制するべく、マイナス方向の規定角度(例えば1度など)に調整する。
また、S54の処理では、S53の処理でキャンバ角を調整した前輪(左右の前輪2FL,2FR)に対して車体フレームBFが路面と平行な状態となる後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を姿勢確保マップ72dから取得する。即ち、例えば、上述したように、前輪のキャンバ角をθ5とすると、その前輪のキャンバ角θ5に対して調整すべき後輪のキャンバ角を図19に示す姿勢確保マップ72dからθ6と取得し、その取得したキャンバ角となるように後輪のキャンバ角を調整する。
ここで、必要摩擦係数とは、車輪2がスリップしないために車輪2と路面との間に必要な摩擦係数であり、S51の処理で検出した車両1の加速度に基づいてCPU71により算出される。
一方、S52の処理の結果、車両1の加速度が0以下であると判断される場合には(S52:No)、車両1の加速度が0よりも小さいか否かを判断する(S55)。その結果、車両1の加速度が0よりも小さいと判断される場合には(S55:Yes)、車両1が減速状態であり、車体フレームBFの姿勢が前傾になっていると考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)の第3キャンバ角に調整すると共に(S56)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をマイナス方向(ネガティブ)の第4キャンバ角に調整して(S57)、このキャンバ制御処理を終了する。
一方、S55の処理の結果、車両1の加速度が0よりも小さくない、即ち、S52の処理の結果と合わせて車両1の加速度が0であると判断される場合には(S55:No)、車両1が一定の速度で走行している状態であり、車体フレームBFの姿勢を制御する必要はないと考えられるので、リンク駆動装置43を制御して、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整し(S58)、このキャンバ制御処理を終了する。
以上のように、本実施の形態によれば、車両1の加速度が0よりも大きいと判断される場合(S52:Yes)、即ち、車両1が加速状態である場合に、左右の前輪2FL,2FRを必要摩擦係数が確保できるマイナス方向のキャンバ角に調整するので、車輪2のスリップを防止して、加速性能の向上を図ることができる。
また、本実施の形態によれば、左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角に応じて、左右の後輪2RL,2RRを車体フレームBFが路面と平行な状態となるキャンバ角に調整するので、車体フレームBFの姿勢変化を確実に抑制して、加速性能のより一層の向上を図ることができる。
なお、図20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記載の駆動制御手段としてはS53、S54及びS56〜S58の処理が、加減速状態判断手段としてはS52及びS55の処理が、それぞれ該当する。
ここで、本実施の形態では、車両1の加速度が0よりも大きい又は小さいと判断される場合(S52:Yes又はS52:NoかつS55:Yes)に、左右の前輪2FL,2FRと左右の後輪2RL,2RRとのキャンバ角に角度差を設けて、車体フレームBFの前方側または後方側を後方側または前方側よりも下降させたが、必ずしもこれに限られるものではなく、第3実施の形態で説明したのと同様に、例えば、前輪(左右の前輪2FL,2FR)に対応して設けられる懸架装置4と後輪(左右の後輪2RL,2RR)に対応して設けられる懸架装置4とを異なる構成とし、左右の前輪2FL,2FR及び左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を同等に調整して、車体フレームBFの前方側または後方側を後方側または前方側よりも下降させても良い。これにより、制御の簡素化を図ることができる。
また、本実施の形態では、車両1の加速度が0であると判断される場合に(S52:NoかつS55:No)、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第1実施の形態で説明したのと同様に、例えば、各車輪2の転がり抵抗が最小となるように、前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整しても良い。これにより、各車輪2の転がり抵抗を最小とすることができるので、更なる燃費性能の向上を図ることができる。
更に、本実施の形態では、車両1の加速度が0よりも小さいと判断される場合(S52:NoかつS55:Yes)に、左右の後輪2RL,2RRのキャンバ角を第3キャンバ角に調整すると共に左右の前輪2FL,2FRのキャンバ角を第4キャンバ角に調整したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第2及び第4実施の形態の場合と同様に、S51の処理で検出した車両1の加速度に対応するピッチ角を図12に示すピッチ角マップ72aから取得し、その取得したピッチ角に対応して調整すべき車輪2のキャンバ角を図13に示すキャンバ角マップ72b又は図16に示すキャンバ角マップから取得して、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪2FL,2FR)及び後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整しても良い。
なお、車両1を後輪駆動車(いわゆるFR車)として構成する場合には、S53の処理で摩擦係数マップ72cから取得したキャンバ角となるように後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を調整することで、本実施の形態の場合と同様に、加速時における車輪2のスリップを防止して、加速性能の向上を図ることができる。そして、S54の処理では、キャンバ角を調整した後輪に対して車体フレームBFが路面と平行な状態となる前輪のキャンバ角を姿勢確保マップ72dから取得し、その取得したキャンバ角となるように前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を調整することで、本実施の形態の場合と同様に、車体フレームBFの姿勢変化を確実に抑制して、加速性能のより一層の向上を図ることができる。
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。また、上記各実施の形態における構成の一部または全部を他の実施の形態における構成の一部または全部と組み合わせることは当然可能である。
即ち、車両1,201の加速度とピッチ角との関係を図12に示すピッチ角マップ72aとは異なる方法で規定しても良く、車両1,201のピッチ角と車輪2,202のキャンバ角との関係を図13に示すキャンバ角マップ72bや図16に示すキャンバ角マップとは異なる方法で規定しても良い。また、上記第2実施の形態において、車輪202に代えて、第1実施の形態における車輪2を採用しても良い。
上記第1実施の形態では、車両1が加速状態である場合に、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をマイナス方向に調整すると共に後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角を0度に調整することで、車体フレームBFの前方側を下降させて、車体フレームBFのノーズリフトを抑制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、前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を0度に調整すると共に後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をプラス方向に調整することで、車体フレームBFの後方側を上昇させて、車体フレームBFのノーズリフトを抑制しても良い。
また、上記第1実施の形態では、車両1が減速状態である場合に、後輪(左右の後輪2RL,2RR)のキャンバ角をマイナス方向に調整すると共に前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を0度に調整することで、車体フレームBFの後方側を下降させて、車体フレームBFのノーズダイブを抑制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、後輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角を0度に調整すると共に前輪(左右の前輪2FL,2FR)のキャンバ角をプラス方向に調整することで、車体フレームBFの前方側を上昇させて、車体フレームBFのノーズダイブを抑制しても良い。
上記第1実施の形態では、車両1の正面視において、キャンバ軸44を車輪2の中心線Mよりも車両1の内側に配置することで、車輪2のキャンバ角がプラス方向に調整されると、車体フレームBFが上昇する一方、車輪2のキャンバ角がマイナス方向に調整されると、車体フレームBFが下降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、キャンバ軸44を車輪2の中心線Mよりも車両1の外側に配置することで、車輪2のキャンバ角がプラス方向に調整されると、車体フレームBFが下降する一方、車輪2のキャンバ角がマイナス方向に調整されると、車体フレームBFが上昇するように構成しても良い。
上記第2及び第4実施の形態では、加速度センサ装置81(前後方向加速度センサ81a)により検出された車両1,201の加速度に基づいて、ピッチ角マップ72aからピッチ角を取得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、アクセルペダルセンサ装置61a及びブレーキペダルセンサ装置62aにより検出されたアクセルペダル61及びブレーキペダル62の踏み込み状態(踏み込み量、踏み込み速度など)に基づいて、ピッチ角を取得しても良く、或いは、ジャイロセンサ装置83により検出された車両1,201(車体フレームBF)の回転角速度からピッチ角を取得しても良い。即ち、ピッチ角を取得できれば良く、その取得方法については限定されるものではない。
上記第2及び第4実施の形態では、加速度センサ装置81(前後方向加速度センサ81a)により検出された車両1,201の加速度に基づいて、ピッチ角マップ72aからピッチ角を取得し、リンク駆動装置43を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、例えば、加速度センサ装置81(前後方向加速度センサ81a)により検出された車両1,201の加速度に基づいて、直接リンク駆動装置43を制御しても良く、或いは、アクセルペダルセンサ装置61a及びブレーキペダルセンサ装置62aにより検出されたアクセルペダル61及びブレーキペダル62の踏み込み状態(踏み込み量、踏み込み速度など)に基づいて、直接リンク駆動装置43を制御しても良い。即ち、必ずしもピッチ角を取得する必要はない。この場合には、制御を簡素化することができ、制御負担の軽減を図ることができる。
上記第2実施の形態では、車体フレームBFの姿勢変化を抑制するべく、キャンバ角マップ72bから取得したキャンバ角となるように、車輪202のキャンバ角を調整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、規定角度(例えば1度)だけ調整しても良い。この場合には、制御を簡素化することができ、制御負担の軽減を図ることができる。
上記各実施の形態では、車両1,201の加速度に基づいて、車体フレームBFの姿勢変化を抑制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、接地荷重センサ装置82により検出された検出結果(車輪2,202の接地面が路面から受ける荷重)に基づいて、リンク駆動装置43を制御することで、車体フレームBFの姿勢変化を抑制しても良い。この場合には、前輪の接地荷重と後輪の接地荷重との差が小さくなるように、リンク駆動装置43を制御することで、上記各実施の形態の場合と同様に、前輪の接地荷重と後輪の接地荷重との均等化を図ることができるので、車輪2,202のグリップ力を発揮させて、加減速性能および制動性能の向上を図ることができる。
100 制御装置
1 車両
2,202 車輪
2FL,202FL 左の前輪(車輪、前輪)
2FR,202FR 右の前輪(車輪、前輪)
2RL,202RL 左の後輪(車輪、後輪)
2RR,202RR 右の後輪(車輪、後輪)
4 懸架装置(キャンバ角調整装置)
21 第1トレッド
22 第2トレッド
43FL〜43RR FL〜RRアクチュエータ(揺動駆動装置)
44 キャンバ軸
BF 車体フレーム(車体)
1 車両
2,202 車輪
2FL,202FL 左の前輪(車輪、前輪)
2FR,202FR 右の前輪(車輪、前輪)
2RL,202RL 左の後輪(車輪、後輪)
2RR,202RR 右の後輪(車輪、後輪)
4 懸架装置(キャンバ角調整装置)
21 第1トレッド
22 第2トレッド
43FL〜43RR FL〜RRアクチュエータ(揺動駆動装置)
44 キャンバ軸
BF 車体フレーム(車体)
Claims (4)
- 車輪と、その車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置と、そのキャンバ角調整装置に支持される車体とを備えた車両に用いられる制御装置であって、
前記キャンバ角調整装置は、前記車輪のキャンバ角を調整する際の中心軸になると共に前記車輪の中心よりも前記車両の内側または外側に配置されるキャンバ軸と、そのキャンバ軸を中心軸として前記車輪を揺動駆動する揺動駆動装置とを備え、その揺動駆動装置により前記車輪が前記キャンバ軸を中心軸として揺動駆動されることで前記車輪のキャンバ角が調整されると共に前記車体が昇降するように構成され、
前記車輪は、前記車体の前方側に配置される前輪と、前記車体の後方側に配置される後輪と備え、それら前輪および後輪のキャンバ角が独立に調整されるように、前記キャンバ角調整装置が前記前輪および後輪に対応してそれぞれ設けられ、
前記揺動駆動装置を制御する駆動制御手段と、
前記車両が加速状態または減速状態であるかを判断する加減速状態判断手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態であると判断される場合に、少なくとも前記前輪または前記後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、前記車体の前方側が下降する又は前記車体の後方側が上昇するように前記揺動駆動装置を制御すると共に、前記加減速状態判断手段により前記車両が減速状態であると判断される場合に、少なくとも前記前輪または前記後輪のいずれか一方のキャンバ角を調整して、前記車体の前方側が上昇する又は前記車体の後方側が下降するように前記揺動駆動装置を制御することを特徴とする制御装置。 - 前記車輪は、第1トレッドと、その第1トレッドに対して前記車輪の幅方向に並設され前記車両の内側または外側に配置される第2トレッドとを少なくとも備え、前記第1トレッドが前記第2トレッドに比してグリップ力の高い特性に構成され、
前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態または減速状態であると判断される場合に、前記第1トレッドの接地が増加するように前記揺動駆動装置を制御することを特徴とする請求項1記載の制御装置。 - 前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、前記第1トレッドの接地が減少するように前記揺動駆動装置を制御することを特徴とする請求項2記載の制御装置。
- 前記駆動制御手段は、前記加減速状態判断手段により前記車両が加速状態または減速状態でないと判断される場合に、前記車輪のキャンバ角が0度となるように前記揺動駆動装置を制御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。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008243092A JP2009090972A (ja) | 2007-09-21 | 2008-09-22 | 制御装置 |
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JP2008243092A JP2009090972A (ja) | 2007-09-21 | 2008-09-22 | 制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2008243092A Pending JP2009090972A (ja) | 2007-09-21 | 2008-09-22 | 制御装置 |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20230073489A (ko) * | 2021-11-19 | 2023-05-26 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 주행 성능이 향상된 자동차 |
-
2008
- 2008-09-22 JP JP2008243092A patent/JP2009090972A/ja active Pending
Cited By (2)
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KR20230073489A (ko) * | 2021-11-19 | 2023-05-26 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 주행 성능이 향상된 자동차 |
KR102559462B1 (ko) | 2021-11-19 | 2023-07-25 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 주행 성능이 향상된 자동차 |
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