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。
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施の形態における車両用制御装置100が搭載される車両1を模式的に示した模式図である。なお、図1の矢印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を独立に回転駆動する車輪駆動装置3と、各車輪2のキャンバー角の調整等を行うキャンバー角調整装置4とを主に備え、車輪2のキャンバー角を車両用制御装置100により制御して、車輪2に設けられた2種類のトレッドを使い分けることで(図5及び図6参照)、走行性能の向上と省燃費の達成と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の進行方向前方側に位置する左右の前輪2FL,2FRと、進行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、車輪駆動装置3から回転駆動力を付与されて、それぞれ独立に回転可能に構成されている。
車輪駆動装置3は、各車輪2を独立に回転駆動するための回転駆動装置であり、図1に示すように、4個の電動アクチュエータ(FL〜RRアクチュエータ3FL〜3RR)を各車輪2に(即ち、インホイールモータとして)配設して構成されている。運転者がアクセルペダル52を操作した場合には、各車輪駆動装置3から回転駆動力が各車輪2に付与され、各車輪2がアクセルペダル52の操作量に応じた回転速度で回転される。
また、車輪2(前後輪2FL〜2RR)は、キャンバー角調整装置4によりキャンバー角が調整可能に構成されている。キャンバー角調整装置4は、各車輪2のキャンバー角を調整するための駆動装置であり、図1に示すように、各車輪2に対応する位置に合計4個(FL〜RRアクチュエータ4FL〜4RR)が配置されている。
また、キャンバー角調整装置4は、車両1の走行状態(例えば、定速走行時または加減速時、或いは、直進時または旋回時)や車輪2が走行する路面Gの状態(例えば、乾燥路面時と雨天路面時)などの状態変化に応じて、車両用制御装置100により作動制御され、車輪2のキャンバー角を調整する。
ここで、図2を参照して、車輪駆動装置3とキャンバー角調整装置4との詳細構成について、左前側の車輪2FLを例に説明する。図2は、車輪2のキャンバー軸を通る断面図である。なお、図2では、車輪駆動装置3に駆動電圧を供給するための電源配線などの図示が省略されている。
図2に示すように、車輪2(前後輪2FL〜2RR)は、ゴム状弾性材から構成されるタイヤ2aと、アルミニウム合金などから構成されるホイール2bとを主に備えて構成され、ホイール2bの内周部には、車輪駆動装置3(FL〜RRモータ3FL〜3RR)がインホイールモータとして配設されている。
タイヤ2aは、車両1の内側(図2右側)に配置される第1トレッド21と、その第1トレッド21と特性が異なり、車両1の外側(図2左側)に配置される第2トレッド22とを備える。なお、車輪2(タイヤ2a)の詳細構成については図4を参照して後述する。
車輪駆動装置3は、図2に示すように、その前面側(図2左側)に突出された車輪駆動軸3aがホイール2bに連結固定されており、車輪駆動軸3aを介して、回転駆動力を車輪2へ伝達可能に構成されている。
キャンバー角調整装置4は、駆動アクチュエータ4a及びキャンバー駆動軸4bを備えており、駆動アクチュエータ4aは車体フレームBFに固定され、キャンバー駆動軸4bを回転駆動させる。キャンバー駆動軸4bは車輪駆動装置3(FL〜RRモータ3FL〜3RR)のブラケット3bの孔3cに挿通され、連結固定されている。また、キャンバー駆動軸4bは、車体フレームBFに固定された車体側ブラケットBFaの孔部BFbに対して軸受等を介して回転可能に挿通されている。なお、キャンバー駆動軸4bは車両1の前後方向に対して前方が外側になるように傾斜して配置される。
これにより、駆動アクチュエータ4aを回転駆動することで、車輪駆動装置3がキャンバー軸Cとなるキャンバー駆動軸4bを揺動中心として揺動駆動され、その結果、各車輪2に所定のキャンバー角が付与される。
例えば、車輪2が中立位置(車両1の直進状態)にある状態で、駆動アクチュエータ4aが矢印A方向に回転駆動されると、キャンバー駆動軸4bが回転され、車輪駆動装置3がキャンバー軸C回りに回転され、車輪2にマイナス方向(ネガティブキャンバー)のキャンバー角が付与される。一方、これとは逆の方向に駆動アクチュエータ4aが回転駆動されると、車輪2にプラス方向(ポジティブキャンバー)のキャンバー角が付与される。
図1に戻って説明する。アクセルペダル52及びブレーキペダル53は、運転者により操作される操作部材であり、各ペダル52,53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の作動制御が行われる。
ステアリング機構54は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態(回転角度、回転速度など)に応じて、車両1の旋回半径などが決定され、キャンバー角調整装置4の作動制御が行われる。ワイパースイッチ55は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態(操作位置など)に応じて、ワイパー(図示せず)の作動制御が行われる。
同様に、ウインカスイッチ56及び高グリップスイッチ57は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態(操作位置など)に応じて、前者の場合はウインカー(図示せず)の作動制御が行われ、後者の場合はキャンバー角調整装置4の作動制御が行われる。
なお、高グリップスイッチ57がオンされた状態は、車輪2の特性として高グリップ性が選択された状態に対応し、高グリップスイッチ57がオフされた状態は車輪2の特性として低転がり抵抗が選択された状態に対応する。
車両用制御装置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車両用制御装置であり、例えば、各ペダル52,53の操作状態を検出し、その検出結果に応じて車輪駆動装置3を作動させることで、各車輪2の回転速度を制御する。
或いは、アクセルペダル52、ブレーキペダル53やステアリング機構54の操作状態を検出し、その検出結果に応じてキャンバー角調整装置4を作動させ、各車輪のキャンバー角を調整することで、車輪2に設けられた2種類のトレッド21,22を使い分けて(図5及び図6参照)、走行性能の向上と省燃費の達成とを図る。ここで、図3を参照して、車両用制御装置100の詳細構成について説明する。
図3は、車両用制御装置100の電気的構成を示したブロック図である。車両用制御装置100は、図3に示すように、制御手段、判別手段及び算出手段としての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、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データを書き換え可能に記憶するためのメモリである。なお、ROM72内には、図7に図示されるフローチャート(キャンバ制御処理)のプログラムが格納されている。
車輪駆動装置3は、上述したように、各車輪2(図1参照)を回転駆動するための装置であり、各車輪2に回転駆動力を付与する4個のFL〜RRモータ3FL〜3RRと、それら各モータ3FL〜3RR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)とを主に備えている。
キャンバー角調整装置4は、上述したように、各車輪2のキャンバー角を調整するための装置であり、各車輪2(車輪駆動装置3)に角度調整のための駆動力を付与する4個のFL〜RR駆動アクチュエータ4FL〜4RRと、それら各駆動アクチュエータ4FL〜4RR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)とを主に備えている。
CPU71からの指示に基づいて、キャンバー角調整装置4の駆動回路が駆動アクチュエータ4aを駆動制御すると、キャンバー駆動軸4bが回転駆動される。キャンバー角調整装置4の駆動回路は、各駆動アクチュエータ4aの回転角を回転角センサにより監視し、CPU71から指示された目標値(伸縮量)に達した駆動アクチュエータ4aは、その回転駆動が停止される。なお、回転角センサによる検出結果は、駆動回路からCPU71に出力され、CPU71は、その検出結果に基づいて各車輪2の現在のキャンバー角を得ることができる。
車両速度センサ装置32は、路面Gに対する車両1の対地速度(絶対値及び進行方向)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、前後及び左右方向加速度センサ32a,32bと、それら各加速度センサ32a,32bの検出結果を処理してCPU71に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
前後方向加速度センサ32a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32b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32a,32b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。
CPU71は、車両速度センサ装置32の制御回路から入力された各加速度センサ32a,32bの検出結果(加速度値)を時間積分して、2方向(前後及び左右方向)の速度をそれぞれ算出すると共に、それら2方向成分を合成することで、車両1の対地速度(絶対値及び進行方向)を得ることができる。
接地荷重センサ装置34は、各車輪2の接地面が路面G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が受ける荷重をそれぞれ検出するFL〜RR荷重センサ34FL〜34RRと、それら各荷重センサ34FL〜34RR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34FL〜34RR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34FL〜34RRは、各車輪2のサスペンション軸(図示せず)上に配設され、上述した車輪2が路面Gから受ける荷重を車両1の前後方向、左右方向及び上下方向の3方向で検出する。
CPU71は、接地荷重センサ装置34から入力された各荷重センサ34FL〜34RRの検出結果(接地荷重)より、各車輪2の接地面における路面Gの摩擦係数μを次のように推定する。
例えば、前輪2FLに着目すると、FL荷重センサ34FLにより検出される車両1の前後方向、左右方向および垂直方向の荷重がそれぞれFx、Fy及びFzであれば、前輪2FLの接地面に対応する部分の路面Gにおける車両1前後方向の摩擦係数μは、前輪2FLが路面Gに対してスリップしているスリップ状態ではFx/Fzとなり(μx=Fx/Fz)、前輪2FLが路面Gに対してスリップしていない非スリップ状態ではFx/Fzよりも大きい値であると推定される(μx>Fx/Fz)。
なお、車両1の左右方向の摩擦係数μyについても同様であり、スリップ状態ではμy=Fy/Fzとなり、非スリップ状態ではFy/Fzよりも大きな値と推定される。また、摩擦係数μを他の手法により検出することは当然可能である。他の手法としては、例えば、特開2001−315633号公報や特開2003−118554号に開示される公知の技術が例示される。
車輪回転速度センサ装置35は、各車輪2の回転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、各車輪2の回転速度をそれぞれ検出する4個のFL〜RR回転速度センサ35FL〜35RRと、それら各回転速度センサ35FL〜35RR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、各回転センサ35FL〜35RRが各車輪2に設けられ、各車輪2の角速度を回転速度として検出する。即ち、各回転センサ35FL〜35RRは、各車輪2に連動して回転する回転体と、その回転体の周方向に多数形成された歯の有無を電磁的に検出するピックアップとを備えた電磁ピックアップ式のセンサとして構成されている。
CPU71は、車輪回転速度センサ装置35から入力された各車輪2の回転速度と、予めROM72に記憶されている各車輪2の外径とから、各車輪2の実際の周速度をそれぞれ得ることができ、その周速度と車両1の走行速度(対地速度)とを比較することで、各車輪2がスリップしているか否かを判断することができる。
アクセルペダルセンサ装置52aは、アクセルペダル52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、アクセルペダル52の踏み込み状態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に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
ブレーキペダルセンサ装置53aは、ブレーキペダル53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、ブレーキペダル53の踏み込み状態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に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
ステアリングセンサ装置54aは、ステアリング機構54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、ステアリング機構54の操作状態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に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
ワイパースイッチセンサ装置55aは、ワイパースイッチ55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、ワイパースイッチ55の操作状態(操作位置)を検出するポジショニングセンサ(図示せず)と、そのポジショニングセンサの検出結果を処理してCPU71に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
ウィンカスイッチセンサ装置56aは、ウィンカスイッチ56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、ウィンカスイッチ56の操作状態(操作位置)を検出するポジショニングセンサ(図示せず)と、そのポジショニングセンサの検出結果を処理してCPU71に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
高グリップスイッチセンサ装置57aは、高グリップスイッチ57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、高グリップスイッチ57の操作状態(操作位置)を検出するポジショニングセンサ(図示せず)と、そのポジショニングセンサの検出結果を処理してCPU71に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
ヨーレートセンサ装置58は、車両1に加わるヨーレートを検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、車両1のヨーレート状態を検出するヨーレートセンサ(図示せず)と、そのヨーレートセンサの検出結果を処理してCPU71に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
勾配センサ装置59は、車両1の勾配を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、車両1の勾配状態を検出する勾配センサ(図示せず)と、その勾配センサの検出結果を処理してCPU71に出力する制御回路(図示せず)とを主に備えている。
キャンバー角センサ装置60は、各車輪2のキャンバー角を検出すると共に、その検出結果をCPU71に出力するための装置であり、各車輪2のキャンバー角をそれぞれ検出する4個のFL〜RRキャンバー角センサ60FL〜60RRと、それら各キャンバー角センサ60FL〜60RR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52a〜54aの制御回路から入力された検出結果により各ペダル52,53の踏み込み量及びステアリング機構54の操作角を得ると共に、その検出結果を時間微分することにより、各ペダル52,53の踏み込み速度(操作速度)及びステアリング機構54の回転速度(操作速度)を得ることができる。
図3に示す他の入出力装置35としては、例えば、雨量を検出するための雨量センサや路面Gの状態を非接触で検出する光学センサなどが例示される。
次いで、図4から図6を参照して、車輪2の詳細構成について説明する。図4は、車両1の上面視を模式的に示した模式図である。図5及び図6は、車両1の正面視を模式的に図示した模式図であり、図5では、車輪2にネガティブキャンバーが付与された状態が図示され、図6では、車輪2にポジティブキャンバーが付与された状態が図示されている。
上述したように、車輪2は、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、図4に示すように、各車輪2(前輪2FL,2FR及び後輪2RL,2RR)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。
本実施の形態では、両トレッド21,22の幅寸法(図4左右方向寸法)が同一に構成されている。また、第1トレッド21は、第2トレッド22に比して、グリップ力の高い特性(高グリップ性)に構成される。一方、第2トレッド22は、第1トレッド21に比して、転がり抵抗の小さい特性(低転がり抵抗)に構成されている。
例えば、図5に示すように、キャンバー角調整装置4が作動制御され、車輪2のキャンバー角θL,θRがマイナス方向(ネガティブキャンバー)に調整されると、車両1の内側に配置される第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に、車両1の外側に配置される第2トレッド22の接地圧Routが減少される。これにより、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、走行性能(例えば、旋回性能、加速性能、制動性能或いは雨天時の車両安定性など)の向上を図ることができる。
一方、図6に示すように、キャンバー各調整装置4が作動制御され、車輪2のキャンバー角θL,θRがプラス方向(ポジティブキャンバー方向)に調整されると、車両1の内側に配置される第1トレッド21の接地圧が減少されると共に、車両1の外側に配置される第2トレッド22の接地圧が増加される。これにより、第2トレッド22の低転がり抵抗を利用して、省燃費性能の向上を図ることができる。
次いで、図7を参照して、キャンバー制御処理について説明する。図7は、キャンバー制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置100の電源が投入されている間、CPU71によって繰り返し(例えば、0.2ms間隔で)実行される処理であり、車輪2に付与するキャンバー角を調整することで、上述した走行性能と省燃費性能との2つの性能の両立を図る。
CPU71は、キャンバー制御処理に関し、まず、ワイパースイッチ55がオンされているか否か、即ち、フロントガラスのワイパーによる拭き取り動作が運転者により指示されているか否かを判断する(S1)。その結果、ワイパースイッチ55がオンされていると判断される場合には(S1:Yes)、現在の天候が雨天であり、路面Gに水膜が形成されている可能性があると推定されるので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー制御処理を終了する。
これにより、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、雨天時の車両安定性の向上を図ることができる。
S1の処理において、ワイパースイッチ55はオンされていないと判断される場合には(S1:No)、雨天ではなく、路面Gの状態は良好であると推定されるので、次いで、アクセルペダル52の踏み込み量は所定値以上であるか否か、即ち、所定以上の加速(急加速)が運転者により指示されているか否かを判断する(S2)。
その結果、アクセルペダル52の踏み込み量が所定値以上であると判断される場合には(S2:Yes)、急加速が運転者より指示されており、車輪2がスリップするおそれがあるので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、上述した場合と同様に、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車輪2のスリップを防止することができ、車両1の加速性能の向上を図ることができる。
S2の処理において、アクセルペダル52の踏み込み量が所定値に達していないと判断される場合には(S2:No)、急加速は指示されておらず、緩やかな加速又は定速走行であると推定されるので、次いで、ブレーキペダル53の踏み込み量は所定値以上であるか否か、即ち、所定以上の制動(急制動)が運転者により指示されているか否かを判断する(S3)。
その結果、ブレーキペダル53の踏み込み量が所定値以上であると判断される場合には(S3:Yes)、急制動が運転者より指示されており、車輪2がロックするおそれがあるので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、上述した場合と同様に、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車輪2のロックを防止することができ、車両1の制動性能の向上を図ることができる。
S3の処理において、ブレーキペダル53の踏み込み量が所定値に達していないと判断される場合には(S3:No)、急制動は指示されておらず、緩やかな制動か加速又は定速走行であると推定されるので、次いで、車両速度(対地速度)は所定値(例えば、時速15km)以下であるか否か、即ち、低速走行であるか否かを判断する(S17)。
その結果、車両速度が所定値以下(即ち、低速走行中)であると判断される場合には(S17:Yes)、車両速度が所定値を越えている場合と比較して、車両1がその後に減速し停車する可能性や加速する可能性も高いといえる。よって、これらの場合には車両1(車輪2)のグリップ力や停止力を予め確保しておく必要があるので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、上述した場合と同様に、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車輪2のグリップ力を増加させることで、そのロックやスリップを防止して、車両1の制動性能や加速性能の向上を図ることができる。
また、車両1が停車した後は、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車両1(車輪2)の停止力を確保することができるので、車両1を安定した状態で停車させておくことができる。更に、その停車後に再発進する場合には、予め第1トレッドの接地圧Rinが増加されていることで、車輪2がスリップすることを防止して、車両1の再発進をスムーズ且つ高レスポンスで行うことができる。
S17の処理において、車両速度が所定値よりも大きいと判断される場合には(S17:No)、車両速度が低速ではなく、加減速の際の駆動力・制動力が比較的小さな値になると推定されるので、次いで、ウィンカスイッチ56はオンであるか否か、即ち、右左折や車線変更を行う旨が運転者により指示されているか否かを判断する(S18)。
その結果、ウィンカスイッチ56がオンであると判断される場合には(S18:Yes)、右左折や車線変更に伴って、車両1の旋回動作やその準備のための減速が行われる可能性が高いので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、上述した場合と同様に、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車輪2のスリップを防止することができ、車両1の旋回性能の向上を図ることができる。
S18の処理において、ウィンカスイッチ56はオンされていないと判断される場合には(S18:No)、右左折や車線変更に伴う車両1の旋回動作は行われないと推定されるので、次いで、高グリップスイッチ57はオンであるか否か、即ち、車輪2の特性として高グリップ性を選択する旨が運転者により指示されているか否かを判断する(S19)。
その結果、高グリップスイッチ57がオンであると判断される場合には(S19:Yes)、車輪2の特性として高グリップ性が選択されたということであるので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、上述した場合と同様に、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車輪2のスリップを防止することができ、車両1の制動性能や加速性能、或いは旋回性能の向上を図ることができる。
S19の処理において、高グリップスイッチ57はオンされていないと判断される場合には(S19:No)、次いで、ステアリング機構54の操作角は所定値以上であるか否か、即ち、所定以上の旋回(急旋回)が運転者により指示されているか否かを判断する(S4)。
その結果、ステアリング機構54の操作角が所定値以上であると判断される場合には(S4:Yes)、急旋回が運転者より指示されており、車輪2がスリップして、車両1がスピンするおそれがあるので、車輪2にネガティブキャンバーを付与して(S6)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、上述した場合と同様に、第1トレッド21の接地圧Rinが増加されると共に第2トレッド22の接地圧Routが減少されることで(図5参照)、第1トレッド21の高グリップ性を利用して、車輪2のスリップ(車両1のスピン)を防止することができ、車両1の旋回性能の向上を図ることができる。
一方、S4の処理において、ステアリング機構54の操作角が所定値に達していないと判断される場合には(S4:No)、急旋回は指示されておらず、緩やかな旋回又は直進走行であり、また、S1からS3の処理より、路面状態は良好であり、急加速や急制動も指示されていないと推定される(S1:No、S2:No、S3:No)。
よって、この場合には(S1:No、S2:No、S3:No、S4:No)、車輪2の性能として高グリップ性を得る必要はなく、低転がり抵抗による省燃費性能を得ることが好ましいと判断できるので、車輪2にポジティブキャンバーを付与して(S5)、このキャンバー処理を終了する。
これにより、第1トレッド21の接地圧Rinが減少されると共に第2トレッド22の接地圧Routが増加されることで(図6参照)、第2トレッド21の低転がり抵抗を利用して、車輪2の転がり効率を向上させることができ、車両1の省燃費性能の向上を図ることができる。
このように、本実施の形態によれば、キャンバー角調整装置4により車輪2のキャンバー角θR,θLを調整して、第1トレッド21における接地圧Rinと第2トレッド22における接地圧Routとの比率を変更することで、加速性能及び制動性能と省燃費性能との互いに背反する2つの性能の両立を図ることができる。
次に、キャンバー角調整装置4がキャンバー角調整装置4又は車両用制御装置100等の故障により制御不能となった場合のフェールセーフ制御について説明する。図8は直進時にキャンバー角が制御不能となった場合のフェールセーフ制御のフローチャート図、図9は旋回時にキャンバー角が制御不能となった場合のフェールセーフ制御のフローチャート図である。
図8に示すように、直進時に判別手段により少なくとも1つの車輪のキャンバー角が制御不能であると判断した場合には、まず、キャンバー角センサ装置60により、制御不能となった車輪2のキャンバー角が0か否かを判断する(S21)。S21の処理において、キャンバー角が0でないと判断される場合には(S21:No)、制御手段は、制御可能な車輪2のキャンバー角を、制御不能となった車輪2のキャンバー角に合わせ(S22)、車両1を安定させた状態で、フェールセーフ制御を終了する。
S21の処理において、キャンバー角が0であると判断される場合には(S21:Yes)、制御手段は、制御可能な車輪2のキャンバー角を、制御不能となった車輪2のキャンバー角に合わせ(S23)、車両1を一旦安定させた状態とする。次に、ステアリング角をステアリングセンサ装置54aで検出し、ヨーレートをヨーレートセンサ装置58で検出し、車速を車両速度センサ装置32や車輪回転速度センサ装置35で検出する(S24)。
次に、ヨーレートが0であるか否かを判断する(S25)。S25の処理において、ヨーレートが0であると判断される場合には(S25:Yes)、フェールセーフ制御を終了する。S25の処理において、ヨーレートが0でないと判断される場合には(S25:No)、制御手段は、ヨーレートが0となるようにステアリング機構54を制御する(S26)。
次に、車両速度が所定の速度よりも小さいか否かを判断する(S27)。S27の処理において、車両速度が所定の速度よりも小さいと判断される場合には(S27:Yes)、ステアリング制御を終了し(S28)、フェールセーフ制御を終了する。S27の処理において、車両速度が所定の速度よりも大きいと判断される場合には(S27:No)、S24に戻る。
図9に示すように、旋回時に判別手段により少なくとも1つの車輪のキャンバー角が制御不能であると判断した場合には、まず、制御可能な車輪2のキャンバー角を、制御不能となった車輪2のキャンバー角に合わせ(S31)、車両1を一旦安定させた状態とする。次に、ステアリング角をステアリングセンサ装置54aで検出し、ヨーレートをヨーレートセンサ装置58で検出し、車速を車両速度センサ装置32や車輪回転速度センサ装置35で検出し、勾配を勾配センサ装置59で検出する(S32)。続いて、S32の処理において求めたステアリング角、車速及び勾配等から、旋回に必要なヨーレート値を算出手段により算出する(S33)。
次に、旋回に必要なヨーレート値か否かを判断する(S34)。S34の処理において、旋回に必要なヨーレート値であると判断される場合には(S34:Yes)、フェールセーフ制御を終了する。S34の処理において、旋回に必要なヨーレート値でないと判断される場合には(S34:No)、制御手段は、旋回に必要なヨーレート値になるようにステアリング機構54を制御する。
このように、第1トレッド21と、その第1トレッド21に対して幅方向に並設され車両1の外側又は内側に配置される第2トレッド22と、を備えると共に、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は、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ると共に、第2トレッド22は、第1トレッド21に比して、転がり抵抗の小さい特性に構成された車輪2と、車輪2のキャンバー角を調整するキャンバー角調整装置4と、車輪2を操舵するステアリング機構54と、ステアリング機構54の操作状態を検出するステアリングセンサ装置54aと、車輪2のキャンバー角を検出するキャンバー角センサ装置60と、を備えた車両用制御装置100において、少なくとも一つの車輪2のキャンバー角が制御不能であると判断した場合、制御可能な車輪2のキャンバー角を制御不能な車輪2のキャンバー角に近づけるように制御すると共に、ステアリング機構54を制御するので、通常走行時は高グリップ性と低燃費との両立を図ると共に、キャンバー角調整装置4が故障し、キャンバー角が制御不能になった場合、ステアリング機構54を制御することで車両が安定した状態となり、車両1のぶれを低減させることが可能となる。
また、車両1の車速を検知する車速検知手段と、車両1のヨーレート値を検知するヨーレートセンサ装置58と、を備え、直進時に、車両1の車速が所定速度以上の場合、車両1のヨーレート値が0に近づくようにステアリング機構54を制御するので、キャンバー角調整装置4が故障し、キャンバー角が制御不能になった場合、ステアリング機構54を制御することで車両1が安定した状態となり、車両1のぶれを低減させることが可能となる。
また、車両1の車速を検知する車速検知手段と、車両1のヨーレート値を検知するヨーレートセンサ装置58と、車両1の勾配を検知する勾配センサ装置59と、を備え、旋回時に、ステアリングセンサ装置54a、車速検知手段、ヨーレートセンサ装置58及び勾配センサ装置59から旋回に必要なヨーレート値を算出し、旋回に必要なヨーレート値に近づくようにステアリング機構54を制御するので、キャンバー角調整装置4が故障し、キャンバー角が制御不能になった場合、ステアリング機構54を制御することで車両が安定した状態となり、円滑に旋回することが可能となる。
100…車両用制御装置、1…車両、2…車輪、2FL…前輪(車輪、左車輪)、2FR…前輪(車輪、右車輪)、2RL…後輪(車輪、左車輪)、2RR…後輪(車輪、右車輪)、21…第1トレッド、22…第2トレッド、4…キャンバー角調整装置、4a…駆動アクチュエータ(キャンバー角調整装置)、4b…キャンバー駆動軸(キャンバー角調整装置)