JP2010195386A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の旋回性を高くすることができるようにする。
【解決手段】ボディ１１と、ボディ１１に対して回転自在に配設された車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢと、所定の車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとボディ１１との間に配設され、所定の車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与するための車輪駆動部３１、３２と、車両の操舵を表す操舵指標を検出する操舵指標検出部と、操舵指標に基づいて車両が旋回しているかどうかを判断する旋回判断処理手段と、車両が旋回しているときに、所定の車輪にキャンバ角を付与するキャンバ角付与処理手段とを有する。車両が旋回しているときに、所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができ、旋回性を高くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関するものである。

従来、車両においては、車輪を回転させることによって走行させることができるようになっている。この場合、各車輪のタイヤと路面との間に発生する摩擦力が大きいほど、タイヤの路面を掴（つか）む力、すなわち、グリップ力が大きくなり、車両の加速性及び制動性を高くすることができるが、タイヤが転がる方向を表すタイヤの向きと逆方向に発生する転がり抵抗が大きくなり、燃費が悪くなる。これに対して、前記摩擦力が小さいほど、タイヤによる路面のグリップ力が小さくなり、加速性及び制動性が低くなるが、転がり抵抗が小さくなり、燃費が良くなる。

また、運転者がステアリングホイールを操作してタイヤの向きを変えると、タイヤと路面との摩擦によって、タイヤの向きに対して垂直の方向に横力が発生し、車両を旋回させることができる。したがって、車両の旋回時には、前記転がり抵抗と横力との合力がタイヤ力となってタイヤに加わる。

このとき、前記タイヤ力におけるタイヤの進行方向に対して垂直の方向の成分がコーナリングフォースとなり、該コーナリングフォースは、車両を旋回させる際に遠心力に抗して必要になる求心力として機能する。また、前記タイヤ力におけるタイヤの進行方向の成分がコーナリング抵抗となり、該コーナリング抵抗は、車両の走行抵抗として機能する。

ところで、車両の燃費を良くするために、タイヤに所定のパターンで溝を形成し、タイヤと路面との摩擦係数を小さくした低転がり抵抗タイヤが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−１２７６１５号公報

しかしながら、前記従来の車両においては、タイヤと路面との摩擦係数が小さくされるので、旋回時に発生させることができる横力が小さくなり、旋回性が低くなってしまう。

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、車両の旋回性を高くすることができる車両制御装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の車両制御装置においては、ボディと、該ボディに対して回転自在に配設された車輪と、所定の車輪とボディとの間に配設され、前記所定の車輪にキャンバ角を付与するための車輪駆動部と、車両の操舵を表す操舵指標を検出する操舵指標検出部と、前記操舵指標に基づいて車両が旋回しているかどうかを判断する旋回判断処理手段と、該旋回判断処理手段によって車両が旋回していると判断された場合に、前記車輪駆動部によって前記所定の車輪にキャンバ角を付与するキャンバ角付与処理手段とを有する。

本発明の他の車両制御装置においては、さらに、車両の旋回に伴って発生する旋回指標を検出する旋回指標検出部を有する。

そして、前記キャンバ角付与処理手段は、前記旋回指標が検出されている間、前記所定の車輪にキャンバ角を付与する。

本発明の更に他の車両制御装置においては、さらに、前記操舵指標が検出されなくなった後、所定の時間が経過したときに前記キャンバ角の付与を解除するキャンバ角解除処理手段を有する。

本発明の更に他の車両制御装置においては、さらに、前記キャンバ角付与処理手段は、後輪にキャンバ角を付与する。

本発明の更に他の車両制御装置においては、さらに、後輪の各タイヤと路面との摩擦係数は、前輪の各タイヤと路面との摩擦係数より小さくされる。

本発明の更に他の車両制御装置においては、さらに、後輪の各タイヤの転がり抵抗は、前輪の各タイヤの転がり抵抗より小さくされる。

本発明によれば、車両制御装置においては、ボディと、該ボディに対して回転自在に配設された車輪と、所定の車輪とボディとの間に配設され、前記所定の車輪にキャンバ角を付与するための車輪駆動部と、車両の操舵を表す操舵指標を検出する操舵指標検出部と、前記操舵指標に基づいて車両が旋回しているかどうかを判断する旋回判断処理手段と、該旋回判断処理手段によって車両が旋回していると判断された場合に、前記車輪駆動部によって前記所定の車輪にキャンバ角を付与するキャンバ角付与処理手段とを有する。

この場合、車両が旋回しているときに、所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができ、旋回性を高くすることができる。

本発明の他の車両制御装置においては、さらに、車両の旋回に伴って発生する旋回指標を検出する旋回指標検出部を有する。

そして、前記キャンバ角付与処理手段は、前記旋回指標が検出されている間、前記所定の車輪にキャンバ角を付与する。

この場合、前記旋回指標が検出されている間、前記所定の車輪にキャンバ角が付与されるので、旋回性を確実に高くすることができる。

本発明の他の車両制御装置においては、さらに、前記操舵指標が検出されなくなった後、所定の時間が経過したときに前記キャンバ角の付与を解除するキャンバ角解除処理手段を有する。

この場合、操舵指標が検出されなくなった後、所定の時間が経過するまで、キャンバ角の付与が解除されないので、車輪の動作を安定させることができる。

本発明の他の車両制御装置においては、さらに、前記キャンバ角付与処理手段は、後輪にキャンバ角を付与する。

この場合、後輪に横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができるので、旋回性を一層高くすることができる。

本発明の他の車両制御装置においては、さらに、後輪の各タイヤと路面との摩擦係数は、前輪の各タイヤと路面との摩擦係数より小さくされる。

この場合、前記後輪の各タイヤと路面との摩擦係数が、前輪の各タイヤと路面との摩擦係数より小さくされるので、車両の燃費を良くすることができる。また、前輪の各タイヤと路面との摩擦係数が大きくされるので、加速性及び制動性を十分に高くすることができる。

そして、後輪にキャンバ角を付与することによって、横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができるので、旋回性を一層高くすることができる。

本発明の更に他の車両制御装置においては、さらに、後輪の各タイヤの転がり抵抗は、前輪の各タイヤの転がり抵抗より小さくされる。

この場合、前記後輪の各タイヤの転がり抵抗が前輪の各タイヤの転がり抵抗より小さくされるので、車両の燃費を良くすることができる。また、前輪の各タイヤの転がり抵抗が大きくされるので、加速性及び制動性を十分に高くすることができる。

そして、後輪にキャンバ角を付与することによって、横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができるので、旋回性を一層高くすることができる。また、走行フィーリングが低くなるのを抑制することができる。

本発明の実施の形態における車両の概念図である。 本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態における摩擦力と燃費及び転がり抵抗との関係図である。 本発明の実施の形態における車両の動作を説明する図である。 本発明の実施の形態におけるキャンバ角の特性図である。 本発明の実施の形態における車輪駆動部ユニットの平面図である。 本発明の実施の形態におけるアクチュエータの動作を説明する図である。 本発明の実施の形態における車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における車両の動作を示す第１の図である。 本発明の実施の形態における車両の動作を示す第２の図である。 本発明の実施の形態における車速と閾値との関係図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、低燃費車両としての車両について説明する。

図１は本発明の実施の形態における車両の概念図である。

図において、１１は車両の本体を表すボディ、１２は駆動源としてのエンジン、ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは、前記ボディ１１に対して回転自在に配設された前方左側、前方右側、後方左側及び後方右側の車輪であり、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦによって前輪が、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢによって後輪が構成される。車輪ＷＬＦ、ＷＲＦは前記エンジン１２を駆動することによって、互いに連動させて回転させられて駆動輪として機能し、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢは、車両の走行に伴って従動して回転させられる。

また、１３は操舵装置としてのステアリングホイール、１４は加速操作部材としてのアクセルペダル、１５は減速操作部材としてのブレーキペダルであり、操作者としての運転者がステアリングホイール１３を操作して回転させると、該ステアリングホイール１３の回転に応じて車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに舵角が付与され、車両を旋回させることができる。また、運転者がアクセルペダル１４を踏み込むと、該アクセルペダル１４の踏込量に応じて車両を加速させることができ、運転者がブレーキペダル１５を踏み込むと、ブレーキペダル１５の踏込量に応じて車両を制動することができる。なお、前記舵角は、ステアリングホイール１３の回転に応じて車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向きが変化させられたときに、車両の前後方向と車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向きとが成す角度である。

そして、１６は車両の全体の制御を行う制御部、３１、３２は、所定の車輪、本実施の形態においては、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとボディ１１との間にそれぞれ配設され、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢを独立させて回転させ、かつ、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を独立させて付与するための車輪駆動部、３８は該車輪駆動部３１、３２を動作させるための油圧を発生させる油圧制御部である。

なお、前記各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢ、ステアリングホイール１３、制御部１６、車輪駆動部３１、３２等によって旋回制御装置が、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢ及び車輪駆動部３１、３２によって、後方左側及び後方右側の車輪駆動部ユニット４１、４２が構成される。また、本実施の形態において、前記各車輪駆動部３１、３２は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに対応させて配設されるようになっているが、ボディ１１における所定の１箇所に配設することもできる。

そして、本実施の形態においては、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦを回転させるためにエンジン１２が使用されるようになっているが、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ内にそれぞれ駆動源としてホイールモータを配設することができる。また、すべての車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢにそれぞれホイールモータを配設することができる。

さらに、本実施の形態においては、各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を独立させて付与するために油圧が使用されるようになっているが、キャンバ角付与用の駆動部としてモータを使用することもできる。

次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。

図２は本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図である。

図において、１６は制御部、１９は車速ｖを検出する車速検出部としての車速センサ、２０は、運転者がステアリングホイール１３を操作したときの操舵方向における操作量、すなわち、ステアリング角度εを検出する操舵量検出部としてのステアリングセンサ、ｓ１は、車輪駆動部３１の図示されない各シリンダ部に対して油圧の給排を行う制御弁、ｓ２は、車輪駆動部３２の図示されない各シリンダ部に対して油圧の給排を行う制御弁、ε１、ε２は各車輪ＷＬＢ、ＷＲＢのキャンバ角を検出するキャンバ角検出部としてのキャンバ角センサ、２１は、車両の旋回速度を表す値、すなわち、ヨーレートηを検出する旋回速度検出部としてのヨーレートセンサ、２２は車両の横Ｇ（横加速度）を検出する横加速度検出部としての横Ｇセンサである。

なお、前記ステアリング角度εによって車両の操舵を表す操舵指標が、ステアリングセンサ２０によって前記操舵指標を検出する操舵指標検出部が構成される。また、ヨーレートη及び横Ｇによって車両の旋回に伴って発生する旋回指標が、前記ヨーレートセンサ２１及び横Ｇセンサ２２によって旋回指標検出部が構成される。本実施の形態においては、前記操舵指標としてステアリング角度を使用しているが、ステアリング角度に代えて舵角を使用することもできる。

前記制御部１６は、車両の全体の制御を行う制御装置としての、かつ、演算装置としてのＣＰＵ２５、該ＣＰＵ２５が各種の演算処理を行うに当たって、データを記録するためのワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ２６、あらかじめ各種のデータ、制御用のプログラム等が記録されたＲＯＭ２７、図示されないフラッシュメモリ等を備える。

本実施の形態においては、前記ＣＰＵ２５及びＲＯＭ２７に各種のデータ、プログラム等が記録されるようになっているが、データ、プログラム等を記録媒体としてのディスク等に記録することもできる。

なお、前記制御部１６、油圧制御部３８、ＣＰＵ２５等は、単独で、又は組み合わせることによって、各種のデータ、プログラム等に基づいて各種の処理を行うためのコンピュータとして機能する。

次に、前記車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢの特性について説明する。

図３は本発明の実施の形態における摩擦力と燃費及び転がり抵抗との関係図である。なお、図において、横軸に摩擦力を、縦軸に燃費及び転がり抵抗を採ってある。

前記構成の車両においては、エンジン１２を駆動することによって発生させられた回転を車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに伝達し、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦを回転させることによって走行させられるようになっている。なお、車両の走行に伴って、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢも回転させらる。

そして、運転者がアルセルペダル１４を踏み込むと、エンジン１２の回転速度が高くなり、それに伴って、駆動輪として機能する各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの回転速度も高くなり、車両を加速することができる。また、運転者がブレーキペダル１５を踏み込むと、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢの回転が低くなり、車両を制動させることができる。

そして、運転者がステアリングホイール１３を操作して回転させると、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの向き、及びタイヤが転がる方向を表すタイヤの向きが変わり、車両を旋回させることができる。

ところで、前記各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢのタイヤと路面との間に発生する摩擦力が大きいと、タイヤによる路面のグリップ力が大きくなり、アルセルペダル１４を踏み込んだときの駆動輪として機能する各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦによる加速性、及びブレーキペダル１５を踏み込んだときの各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢによる制動性を高くすることができる。ところが、摩擦力が大きいと、タイヤの向きと逆方向に発生する転がり抵抗が大きくなり、燃費が悪くなる。これに対して、前記摩擦力が小さいと、タイヤによる路面のグリップ力が小さくなり、加速性及び制動性が低くなるが、転がり抵抗が小さくなり、燃費が良くなる。

また、車両の旋回時に、各タイヤの向きが変えられると、タイヤと路面との間に発生する摩擦力によって、タイヤの向きに対して垂直の方向に横力が発生し、前記転がり抵抗と横力との合力がタイヤ力となってタイヤに加わる。このとき、前記タイヤ力におけるタイヤの進行方向に対して垂直の方向の成分がコーナリングフォースとなり、該コーナリングフォースは、車両を旋回させる際に遠心力に抗して必要になる求心力として機能する。また、前記タイヤ力におけるタイヤの進行方向の成分がコーナリング抵抗となり、該コーナリング抵抗は、車両の走行抵抗として機能する。

したがって、前記グリップ力が大きいと、操舵性を高くすることができ、グリップ力が小さいと、操舵性が低くなる。

そこで、本実施の形態においては、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦを、タイヤと路面との摩擦係数の大きい構造とすることによって、加速性及び制動性を十分に高くし、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢを、タイヤと路面との摩擦係数の小さい構造とすることによって、車両の燃費を良くするようにしている。また、本実施の形態においては、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにおいて、タイヤと路面との摩擦係数が小さいことによって操舵性が低くなるのを抑制するために、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに適宜キャンバ角を付与するようにしている。

図４は本発明の実施の形態における車両の動作を説明する図、図５は本発明の実施の形態におけるキャンバ角の特性図である。なお、図５において、横軸にスリップ角を、縦軸に横力を採ってある。

図において、ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢは車輪であり、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの各タイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数をμ１とし、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの各タイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数をμ２としたとき、
μ１＞μ２
にされる。

ところで、一般的に、タイヤと路面との摩擦係数を小さくするために、第１の手法として、タイヤの幅を狭くし、第２の手法として、タイヤの素材を摩擦係数の小さいものにし、第３の手法として、トレッドに摩擦係数が小さくなるパターンを形成し、第４の手法として、タイヤの空気圧を高くすることが考えられる。

本実施の形態においては、タイヤｔｆとして通常のタイヤ、すなわち、ノーマルタイヤが使用され、タイヤｔｂとして、第１〜第４の手法のうちのいずれか一つ以上の手法によって、タイヤｔｆより路面ｓｆとの摩擦係数が小さくされた低転がり抵抗のタイヤｔｂが使用される。

したがって、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにおいてタイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２が小さくされるので、車両の燃費を良くすることができる。

また、駆動輪として機能する車輪ＷＬＦ、ＷＲＦにおいてタイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１が大きくされるので、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦによる加速性を十分に高くすることができる。

そして、本実施の形態においては、エンジン１２が車両の前方に搭載されているので、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにおいてタイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２が小さくされても、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢによる制動性を十分に高くすることができる。

すなわち、例えば、車両の荷重Ｗを
Ｗ＝１４０００〔ｋｇ重〕
とし、制動時の車輪ＷＬＦ、ＷＲＦと車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとの荷重配分を０．７５対０．２５とすると、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦに加わる荷重Ｗｆは、
Ｗｆ＝１０５００〔ｋｇ重〕
になり、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに加わる荷重Ｗｂは、
Ｗｂ＝３５００〔ｋｇ重〕
になる。そして、急制動が行われたときの制動加速度を０．９Ｇとすると、車両を制動するのに必要な制動力Ｆは、
Ｆ＝０．９Ｇ×Ｗ
＝０．９Ｇ×１４０００〔ｋｇ重〕
＝１２６００〔Ｎ〕
になる。このとき、ノーマルタイヤが使用された車輪ＷＬＦ、ＷＲＦにおいてタイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１を１．１〔Ｎ／ｋｇ重〕とすると、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦで必要になる制動力Ｆｆは、
Ｆｆ＝１．１〔Ｎ／ｋｇ重〕×１０５００〔ｋｇ重〕
＝１１５５０〔Ｎ〕
になる。そして、このとき、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢで必要になる制動力Ｆｂは、
Ｆｂ＝Ｆ−Ｆｆ
＝１２６００〔Ｎ〕−１１５５０〔Ｎ〕
＝１０５０〔Ｎ〕
になる。このことから、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにおけるタイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２は、
μ２＝Ｆｂ／Ｗ
＝１０５０〔Ｎ〕÷１４０００〔ｋｇ重〕
＝０．３〔Ｎ／ｋｇ重〕
になる。

このように、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦにおけるタイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１を１．１〔Ｎ／ｋｇ重〕としたとき、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにおけるタイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２を少なくとも０．３〔Ｎ／ｋｇ重〕にするだけで、０．９Ｇの制動加速度で車両を制動することができる。

ところで、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦにおいてタイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１が大きくされるので、車両の旋回時に、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦによる操舵性が低くなることはない。ところが、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにおいてタイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２が小さくされるので、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに発生する横力がその分小さくなり、コーナリングフォースが小さくなってしまう。そこで、本実施の形態においては、前述されたように、図４に示されるように、車両の旋回時に、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに負の値のキャンバ角（ネガティブキャンバ）を付与するようにしている。

図５において、Ｌｎ１はキャンバ角を０〔°〕にしたときの、Ｌｎ２はキャンバ角を−５〔°〕にしたときの、Ｌｎ３はキャンバ角を−１０〔°〕にしたときの、スリップ角と横力との関係を示す線である。なお、この場合、スリップ角は、車両の旋回時に、車両の進行方向と車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの向きとが成す角度である。

したがって、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに発生する横力を大きくすることができ、コーナリングフォースを大きくすることができるので、旋回性を一層高くすることができる。

なお、本実施の形態においては、車両の旋回方向に関係なく、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに同じ負の値のキャンバ角を付与するようになっているので、旋回方向と反対側の車輪、すなわち、旋回外輪（車両を左方向に旋回させる場合は車輪ＷＲＢであり、車両を右方向に旋回させる場合は車輪ＷＬＢである。）に、旋回方向に向けて横力を発生させることができるのに対して、旋回方向と同じ側の車輪、すなわち、旋回内輪（車両を左方向に旋回させる場合は車輪ＷＬＢであり、車両を右方向に旋回させる場合は車輪ＷＲＢである。）に、旋回方向に向けて横力を発生させることができない。ところが、車両を旋回させる場合、車両に発生する遠心力によって、旋回外輪に加わる荷重が大きくなるので、旋回外輪に十分に大きい横力を発生させることができる。

したがって、車両の旋回方向に関係なく、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに同じ負の値のキャンバ角を付与するだけで、旋回性を高くすることができる。

なお、旋回内輪に正の値のキャンバ角（ポジティブキャンバ）を、旋回外輪に負の値のキャンバ角を付与するようにすると、旋回性を一層高くすることができる。また、旋回内輪に零（０）の値のキャンバ角を、旋回外輪に負の値のキャンバ角を付与することもできる。

次に、前記車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角を付与するための車輪駆動部ユニット４１、４２について説明する。なお、この場合、車輪駆動部ユニット４１、４２の構造は互いに等しいので、車輪駆動部ユニット４１についてだけ説明する。

図６は本発明の実施の形態における車輪駆動部ユニットの平面図、図７は本発明の実施の形態におけるアクチュエータの動作を説明する図である。

図６において、４１は車輪駆動部ユニットであり、該車輪駆動部ユニット４１は車輪ＷＬＢ及び車輪駆動部３１を備え、前記車輪ＷＬＢは、アルミニウム合金等によって形成されたホイール１８、及び該ホイール１８の外周に嵌（かん）合させて配設されたタイヤｔｂを備え、前記車輪駆動部３１は、円形の形状を有する車輪駆動板としてのキャンバプレート４５、該キャンバプレート４５に、ホイール１８内に向けて突出させて形成された軸部４９に配設され、前記ホイール１８を回転自在に支持するベアリングｂｒ１、ｂｒ２、前記キャンバプレート４５を揺動させる揺動用の駆動部としてのアクチュエータ４７、前記キャンバプレート４５とアクチュエータ４７とを連結する連結部材としてのジョイント部（ユニバーサルジョイント）５１等を備える。

また、前記アクチュエータ４７は、第１〜第３の駆動部材としての油圧シリンダ５３〜５５を備え、該各油圧シリンダ５３〜５５は、前記ボディ１１（図１）に固定されたシリンダ部６１〜６３、及び該各シリンダ部６１〜６３に対して進退自在に配設されたロッド部６４〜６６を備え、該各ロッド部６４〜６６は、前記ジョイント部５１を介してキャンバプレート４５と連結される。

ところで、前記キャンバプレート４５の中心Ｏを通り、車両の前後方向（長さ方向）に延びる軸をｘａ軸とし、車両の左右方向（幅方向）に延びる軸をｙａ軸とし、車両の上下方向（高さ方向）に延びる軸をｚａ軸としたとき、前記油圧シリンダ５３〜５５を駆動し、各ロッド部６４〜６６を矢印Ａ、Ｂ方向に進退させることによって、キャンバプレート４５を、ｘａ軸を中心にして矢印Ｃ、Ｄ方向に回動させたり、ｚａ軸を中心にして矢印Ｅ、Ｆ方向に回動させたりすることができる。そのために、前記キャンバプレート４５におけるｚａ軸上の上端の近傍の所定の位置を第１の位置ｓｔ１とし、該第１の位置ｓｔ１より車両の前後方向における後側の所定の位置を第２の位置ｓｔ２とし、前記第１の位置ｓｔ１より車両の前後方向における前側の所定の位置を第３の位置ｓｔ３としたとき、第１〜第３の位置ｓｔ１〜ｓｔ３に各ジョイント部５１が配設され、該各ジョイント部５１を介してキャンバプレート４５と各ロッド部６４〜６６とが全方向に回動自在に連結される。なお、本実施の形態において、前記第１〜第３の位置ｓｔ１〜ｓｔ３は、前記キャンバプレート４５の円周方向において等ピッチ角で、１２０〔°〕の間隔を置いて設定される。

そして、前記油圧制御部３８によって油圧を発生させ、前記各シリンダ部６１〜６３に対して選択的に給排することによって、キャンバプレート４５を、ｘａ軸を中心にして矢印Ｃ、Ｄ方向に回動させ、車輪ＷＬＢにキャンバ角を付与することができる。すなわち、図６に示されるように、車輪ＷＬＢが路面ｓｆ（図４）に対して垂直に、かつ、ボディ１１に対して平行に置かれる状態を中立状態としたとき、該中立状態において、ロッド部６４を所定の量だけ矢印Ａ方向に移動（後退）させ、ロッド部６５、６６を同じ量だけ矢印Ｂ方向に移動（前進）させると、車輪ＷＬＢは矢印Ｃ方向に回動させられ、車輪ＷＬＢに負の値のキャンバ角が付与される。なお、前記中立状態において、ロッド部６４を所定の量だけ矢印Ｂ方向に移動させ、ロッド部６５、６６を同じ量だけ矢印Ａ方向に移動させると、車輪ＷＬＢは矢印Ｄ方向に回動させられ、車輪ＷＬＢに正の値のキャンバ角が付与される。

次に、前記構成の車両の制御装置の動作について説明する。

図８は本発明の実施の形態における車両の制御装置の動作を示すフローチャート、図９は本発明の実施の形態における車両の動作を示す第１の図、図１０は本発明の実施の形態における車両の動作を示す第２の図、図１１は本発明の実施の形態における車速と閾値との関係図である。なお、図１１において、横軸に車速ｖを、縦軸に閾（しきい）値を採ってある。

まず、制御部１６において、ＣＰＵ２５の図示されない情報取得処理手段は、情報取得処理を行い、車速ｖ、ステアリング角度ε、横Ｇ、ヨーレートη及びキャンバ角θを読み込む。

次に、ＣＰＵ２５の図示されない旋回判断処理手段は、旋回判断処理を行い、ステアリング角度εに基づいて、本実施の形態においては、ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値αより大きいかどうかによって、車両が旋回しているかどうかを判断する。なお、前記閾値αは、運転者が車線を変更するに当たり、ステアリングホイール１３をわずかに回転させた場合に、車両の旋回が開始されたと誤って判断されるのを防止することができるだけの値にされる。

そして、ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値αより大きく、車両が旋回している場合、ＣＰＵ２５の図示されないキャンバ角付与処理手段は、キャンバ角付与処理を行い、キャンバ角θが付与されているかどうかを判断し、付与されていない場合、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θを付与する。なお、本実施の形態において、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢには、車輪駆動部３１、３２を作動させない通常の状態である初期状態に置かれた場合に、車両の仕様で規定された所定の正の値のキャンバ角が付与されていて、車輪駆動部３１、３２を作動させ、負の値のキャンバ角を付与することによって、キャンバ角θが−５〔°〕以上、かつ、＋５〔°〕以下の範囲にされる。

ところで、運転者がステアリングホイール１３を操作したとき、ステアリング装置、油圧装置等の機械的なガタにより、車両は一定の時間遅れて動作する。すなわち、運転者がステアリングホイール１３の回転を開始すると、車両は一定の時間遅れて旋回を開始し、運転者がステアリングホイール１３の元の位置（初期位置）に戻すと、車両は一定の時間遅れて旋回を終了する。

例えば、図９に示されるように、運転者がタイミングｔ１でステアリングホイール１３の回転を開始し、ステアリング角度εを徐々に大きくすると、一定の時間τ１が経過したタイミングｔ２で横Ｇ及びヨーレートηが徐々に大きくなる。そして、タイミングｔ３でステアリング角度εが最大にされると、前記一定の時間τ１が経過したタイミングｔ４で横Ｇ及びヨーレートηが最大になる。続いて、ステアリング角度εが徐々に小さくされると、横Ｇ及びヨーレートηも徐々に小さくなり、タイミングｔ５でステアリング角度εが零になると、前記一定の時間τ１が経過したタイミングｔ６で横Ｇ及びヨーレートηが零になる。

このように、運転者がステアリングホイール１３の回転を開始した後、一定の時間τ１が経過すると、横Ｇ及びヨーレートηが大きくなり、運転者がステアリングホイール１３を元の位置に戻しても、一定の時間τ１が経過するまで横Ｇ及びヨーレートηは零にならない。

そこで、タイミングｔ２で車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θを付与し、ステアリング角度εが零になった後、横Ｇ及びヨーレートηが検出されている間、キャンバ角θを付与し続け、タイミングｔ６で車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角θの付与を解除するのが好ましい。

ところが、例えば、コーナが連続する道路に沿って車両を走行させている場合、運転者は、ステアリングホイール１３を元の位置に戻した後、直ちに逆方向に回転させる必要があり、その場合、図１０に示されるように、ステアリング角度εは徐々に小さくなり、タイミングｔ５で零になった後、負の方向に徐々に大きくなる。

このとき、タイミングｔ６で車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角θの付与が解除された直後に車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θが再び付与されると、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの動作が不安定になってしまう。

そこで、本実施の形態においては、ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値α以下になっても、直ちにキャンバ角θの付与を解除せず、絶対値｜ε｜が閾値α以下になった後、あらかじめ設定された時間が経過したときに、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角θの付与を解除するようにしている。

そのために、前記旋回判断処理手段は、ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値α以下になったかどうかによって、車両の旋回が終了したかどうかを判断する。前記絶対値｜ε｜が閾値α以下になり、車両の旋回が終了すると、ＣＰＵ２５の図示されない計時処理手段は、計時処理を行い、ＣＰＵ２５に内蔵される図示されないタイマによる計時を開始する。

続いて、前記ＣＰＵ２５の図示されないキャンバ角解除条件判断処理手段は、キャンバ角解除条件判断処理を行い、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θが付与されているかどうかを判断し、キャンバ角θが付与されている場合、横Ｇの絶対値｜横Ｇ｜が閾値βより小さいかどうか、及びヨーレートηの絶対値｜η｜が閾値γより小さいかどうかによって第１のキャンバ角解除条件が成立したかどうかを判断する。

なお、前記閾値α、β、γは、図１１に示されるように、車速ｖが高いほど小さく、車速ｖが低いほど大きくされる。したがって、前記キャンバ角解除条件判断処理手段は、車速ｖを読み込むとともに、ＲＯＭ２７に配設された図示されない閾値マップを参照し、車速ｖに対応する閾値α、β、γを読み出し、第１のキャンバ角解除条件が成立したかどうかを判断する。

そして、第１のキャンバ角解除条件が成立した場合、前記キャンバ角解除条件判断処理手段は、タイマによる計時を開始してから所定の時間τ２が経過したかどうかによって、第２のキャンバ角解除条件が成立したかどうかを判断する。

前記所定の時間τ２が経過し、第２のキャンバ角解除条件が成立した場合、ＣＰＵ２５の図示されないキャンバ角解除処理手段は、キャンバ角解除処理を行い、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角θの付与を解除し、キャンバ角θを零にする。

すなわち、前記キャンバ角付与処理手段は、横Ｇ及びヨーレートηが検出されている間、前記キャンバ角θを付与し続け、前記キャンバ角解除処理手段は、ステアリング角度εが検出されなくなった後、すなわち、零になった後、所定の時間τ２が経過したときに前記キャンバ角θの付与を解除する。

このように、本実施の形態においては、車両の旋回時に、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの各タイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２が、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの各タイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１より小さくされるので、車両の燃費を良くすることができる。また、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの各タイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１が大きくされるので、加速性及び制動性を十分に高くすることができる。

そして、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θを付与することによって、横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができるので、旋回性を一層高くすることができる。

また、ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値α以下になっても、横Ｇ及びヨーレートηが検出されている間は、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θが付与され続けるので、旋回性を確実に高くすることができる。

さらに、横Ｇの絶対値｜横Ｇ｜が閾値βより小さくなり、ヨーレートηの絶対値｜η｜が閾値γより小さくなっても、タイマによる計時が開始されてから所定の時間τ２が経過するまで、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢへのキャンバ角θの付与が解除されないので、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの動作を安定させることができる。

また、前記閾値α、β、γは、車速ｖが高いほど小さくされ、キャンバ角θが付与されやすくなるので、高速走行時に車両を安定させることができる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ステアリング角度εを読み込む。
ステップＳ２ 横Ｇを読み込む。
ステップＳ３ ヨーレートηを読み込む。
ステップＳ４ キャンバ角θを読み込む。
ステップＳ５ ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値αより大きいかどうかを判断する。ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値αより大きい場合はステップＳ６に進み、ステアリング角度εの絶対値｜ε｜が閾値α以下である場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ６ キャンバ角θが付与されているかどうかを判断する。キャンバ角θが付与されている場合はリターンし、付与されていない場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ７ タイマによる計時を開始する。
ステップＳ８ キャンバ角θが付与されているかどうかを判断する。キャンバ角θが付与されている場合はステップＳ９に進み、付与されていない場合はリターンする。
ステップＳ９ 横Ｇの絶対値｜横Ｇ｜が閾値βより小さいかどうかを判断する。横Ｇの絶対値｜横Ｇ｜が閾値βより小さい場合はステップＳ１０に進み、横Ｇの絶対値｜横Ｇ｜が閾値β以上である場合はリターンする。
ステップＳ１０ ヨーレートηの絶対値｜η｜が閾値γより小さいかどうかを判断する。ヨーレートηの絶対値｜η｜が閾値γより小さい場合はステップＳ１１に進み、ヨーレートηの絶対値｜η｜が閾値γ以上である場合はリターンする。
ステップＳ１１ 時間τ２が経過したかどうかを判断する。時間τ２が経過した場合はステップＳ１２に進み、時間τ２が経過していない場合はリターンする。
ステップＳ１２ キャンバ角θの付与を解除し、リターンする。
ステップＳ１３ キャンバ角θを付与し、リターンする。

本実施の形態においては、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢとボディ１１との間に車輪駆動部３１、３２が配設されるようになっているが、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦとボディ１１との間に車輪駆動部３１、３２を配設することもできる。

また、本実施の形態においては、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの各タイヤｔｂと路面ｓｆとの摩擦係数μ２が、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの各タイヤｔｆと路面ｓｆとの摩擦係数μ１より小さくされるようになっているが、各車輪ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢに同じタイヤを使用し、摩擦係数μ１、μ２を等しくすることもできる。

ところで、タイヤの側壁（サイドウォール）を薄く形成し、ゴムの使用量を少なくすると、車両の走行に伴って発生するタイヤの変形によるタイヤの発熱量を減らすことができ、摩擦係数を小さくすることなく、タイヤの転がり抵抗を小さくすることができることが知られている。

また、ゴムの成分であるシリカの含有量を調整し、ゴムの材質を変更することによって、摩擦係数を小さくすることなく、転がり抵抗を小さくしたタイヤが提供されている。

したがって、摩擦係数を小さくすることなく、転がり抵抗を小さくしたタイヤを車輪ＷＬＢ、ＷＲＢに使用することによって、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの各タイヤｔｂの転がり抵抗を、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの各タイヤｔｆの転がり抵抗より小さくすることができる。

その場合、前記車輪ＷＬＢ、ＷＲＢの各タイヤｔｂの転がり抵抗が小さくされるので、車両の燃費を良くすることができる。また、車輪ＷＬＦ、ＷＲＦの各タイヤｔｆの転がり抵抗が大きくされるので、加速性及び制動性を十分に高くすることができる。

そして、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θを付与することによって、横力を発生させ、コーナリングフォースを発生させることができるので、旋回性を高くすることもできる。

なお、側壁が薄く形成されたり、ゴムの材質が変更されたりしたタイヤｔｂを使用した場合、タイヤｔｂの剛性は低くなるが、本実施の形態においては、車輪ＷＬＢ、ＷＲＢにキャンバ角θが付与されるので、走行フィーリングが低くなるのを抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１１ ボディ
２０ ステアリングセンサ
３１、３２ 車輪駆動部
ＷＬＦ、ＷＲＦ、ＷＬＢ、ＷＲＢ 車輪
θ キャンバ角

Claims (6)

1. ボディと、該ボディに対して回転自在に配設された車輪と、所定の車輪とボディとの間に配設され、前記所定の車輪にキャンバ角を付与するための車輪駆動部と、車両の操舵を表す操舵指標を検出する操舵指標検出部と、前記操舵指標に基づいて車両が旋回しているかどうかを判断する旋回判断処理手段と、該旋回判断処理手段によって車両が旋回していると判断された場合に、前記車輪駆動部によって前記所定の車輪にキャンバ角を付与するキャンバ角付与処理手段とを有することを特徴とする車両制御装置。
2. 車両の旋回に伴って発生する旋回指標を検出する旋回指標検出部を有するとともに、前記キャンバ角付与処理手段は、前記旋回指標が検出されている間、前記所定の車輪にキャンバ角を付与する請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記操舵指標が検出されなくなった後、所定の時間が経過したときに前記キャンバ角の付与を解除するキャンバ角解除処理手段を有する請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記キャンバ角付与処理手段は、後輪にキャンバ角を付与する請求項１に記載の車両制御装置。
5. 後輪の各タイヤと路面との摩擦係数は、前輪の各タイヤと路面との摩擦係数より小さくされる請求項１に記載の車両制御装置。
6. 後輪の各タイヤの転がり抵抗は、前輪の各タイヤの転がり抵抗より小さくされる請求項１に記載の車両制御装置。

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