JP2011136633A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の旋回安定性を確保できる車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】車両がアンダーステア状態にあると判断され、かつ、制動力判断手段により車両に加わる制動力が所定の条件を満たすと判断される場合に、キャンバ角調整装置を作動させて少なくとも後輪の旋回外輪にネガティブキャンバを付与するキャンバ付与手段を備えているので、車両がアンダーステア状態で旋回しているときに所定の大きさの制動力が加わると、車両の荷重がフロントに移動して車両が回頭し易くなるが、後輪の旋回外輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両が回頭しようとする力に抗するキャンバスラストを後輪の旋回外輪に発生させることができる。その結果、安定したアンダーステア状態で車両を旋回させることができ、車両の挙動を安定化させて車両の旋回安定性を確保できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体と、その車体を支持する前輪および後輪と、それら後輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置に関し、特に、車両の旋回安定性を確保できる車両用制御装置に関するものである。

従来より、旋回する車両の走行状態に応じて車両を制御して、車両の姿勢を安定化させる技術が知られている。この種の技術に関し、例えば特許文献１には、車両の実際の旋回状態を示す実旋回相関値を検出し、目標とする旋回状態を示す目標旋回相関値と比較して、実旋回相関値が目標旋回相関値に近づくように車輪に対する制動力を調整することで、旋回状態における車両の姿勢を制御する技術が開示されている。

特開２００７−７６３８８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示される技術では、車両がアンダーステア状態（車両が旋回する予測の軌跡（以下「目標旋回円」と称す）の外側を車両が走行する状態）にある場合、車輪に制動力が加わると、車両の荷重が車両のフロント側へ移動する。その結果、操舵される前輪のグリップは増すが後輪はグリップを失うという現象が生じる。前輪のグリップが増すと、目標旋回円の外側を走行している車両が目標旋回円のとおりに走行しようとして急に内側を向く（回頭する）ので、車両の挙動が不安定化し、車両の旋回安定性が低下す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、車両の旋回安定性を確保できる車両用制御装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために、請求項１記載の車両用制御装置は、車体と、その車体を支持する前輪および後輪と、それら後輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられるものであり、車両の旋回時の走行状態を取得する走行状態取得手段と、その走行状態取得手段により取得された走行状態から車両の旋回時の目標状態量を取得する目標状態取得手段と、車両の旋回時の状態量を取得する状態量取得手段と、その状態量取得手段により取得された状態量と目標状態量とを比較して車両がアンダーステア状態にあるかを判断する旋回状態判断手段と、車両に加わる制動力が所定の条件を満たすかを判断する制動力判断手段と、旋回状態判断手段により車両がアンダーステア状態にあると判断され、かつ、制動力判断手段により制動力が所定の条件を満たすと判断される場合に、キャンバ角調整装置を作動させて少なくとも後輪の旋回外輪にネガティブキャンバを付与するキャンバ付与手段と、を備えている。これにより、車両がアンダーステア状態で旋回しているときに所定の大きさの制動力が加わると、車両の荷重がフロントに移動して車両が回頭し易くなるが、後輪の旋回外輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両が回頭しようとする力に抗するキャンバスラストを後輪の旋回外輪に発生させることができる。その結果、安定したアンダーステア状態で車両を旋回させることができ、車両の挙動を安定化させて車両の旋回安定性を確保できる効果がある。

請求項２記載の車両用制御装置によれば、キャンバ付与手段は、後輪の旋回外輪および旋回内輪にネガティブキャンバを付与する。これにより、旋回外輪と旋回内輪とに発生するキャンバスラストによる横力は打ち消しあうため、キャンバスラストによるヨーモーメントが車両に作用することを抑制できる。その結果、請求項１記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、車両の旋回安定性をさらに向上できる効果がある。

請求項３記載の車両用制御装置によれば、前輪および後輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置を備え、制動力判断手段により制動力が所定の条件を満たすと判断される場合に、キャンバ角調整装置を作動させて少なくとも前輪の旋回内輪または後輪の旋回外輪にネガティブキャンバを付与するキャンバ付与手段を備えているので、車両がアンダーステア状態で旋回しているときに所定の大きさの制動力が加わると、車両の荷重がフロントに移動して車両が回頭し易くなるが、前輪の旋回内輪または後輪の旋回外輪にネガティブキャンバが付与されることで、車両が回頭しようとする力に抗するキャンバスラストを前輪の旋回内輪または後輪の旋回外輪に発生させることができる。その結果、安定したアンダーステア状態で車両を旋回させることができ、車両の挙動を安定化させて車両の旋回安定性を確保できる効果がある。

請求項４記載の車両用制御装置によれば、キャンバ付与手段は、前輪の旋回内輪および旋回外輪、または、後輪の旋回外輪および旋回内輪にネガティブキャンバを付与するので、旋回外輪と旋回内輪とに発生するキャンバスラストによる横力を打ち消しあわせ、キャンバスラストによるヨーモーメントが車両に作用することを抑制できる。これにより、請求項３記載の車両用制御装置の奏する効果に加え、車両の旋回安定性をさらに向上できる効果がある。

本発明の一実施の形態における車両用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。 懸架装置の正面図である。 車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。 キャンバ制御処理を示すフローチャートである。

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、本発明の一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Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。

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を支持する複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら複数の車輪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に懸架する複数の懸架装置４と、複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を操舵する操舵装置５とを主に備えて構成されている。

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の前方側（矢印Ｆ方向側）に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車両１の後方側（矢印Ｂ方向側）に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとを備えている。なお、本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲは、車輪駆動装置３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される従動輪として構成されている。

また、車輪２は、図１に示すように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲが全て同じ形状および特性に構成され、そのトレッドの幅（図１左右方向の寸法）が同一の幅に構成されている。

車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを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３参照）。また、電動モータ３ａは、図１に示すように、デ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の操作量に応じて回転駆動される。なお、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの回転差は、デファレンシャルギヤにより吸収される。

懸架装置４は、路面から車輪２を介して車体フレームＢＦに伝わる振動を緩和するための装置、いわゆるサスペンションとして機能するものであり、伸縮可能に構成され、図１に示すように、各車輪２に対応してそれぞれ設けられている。また、本実施の形態における懸架装置４は、車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。

ここで、図２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は、懸架装置４の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置４の構成は、各車輪２においてそれぞれ共通であるので、右の前輪２ＦＲに対応する懸架装置４を代表例として図２に図示する。但し、図２では、理解を容易とするために、ドライブシャフト３１等の図示が省略されている。

懸架装置４は、図２に示すように、ストラット４１及びロアアーム４２を介して車体フレームＢＦに支持されるナックル４３と、駆動力を発生するＦＲモータ４４ＦＲと、そのＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を伝達するウォームホイール４５及びアーム４６と、それらウォームホイール４５及びアーム４６から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力によりナックル４３に対して揺動駆動される可動プレート４７とを主に備えて構成されている。

ナックル４３は、車輪２を操舵可能に支持するものであり、図２に示すように、上端（図２上側）がストラット４１に連結されると共に、下端（図２下側）がボールジョイントを介してロアアーム４２に連結されている。ＦＲモータ４４ＦＲは、可動プレート４７に揺動駆動のための駆動力を付与するものであり、ＤＣモータにより構成され、その出力軸４４ａにはウォーム（図示せず）が形成されている。

ウォームホイール４５は、ＦＲモータ４４ＦＲの駆動力をアーム４６に伝達するものであり、ＦＲモータ４４ＦＲの出力軸４４ａに形成されたウォームに噛み合い、かかるウォームと共に食い違い軸歯車対を構成している。アーム４６は、ウォームホイール４５から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を可動プレート４７に伝達するものであり、図２に示すように、一端（図２右側）が第１連結軸４８を介してウォームホイール４５の回転軸４５ａから偏心した位置に連結される一方、他端（図２左側）が第２連結軸４９を介して可動プレート４７の上端（図２上側）に連結されている。可動プレート４７は、車輪２を回転可能に支持するものであり、上述したように、上端（図２上側）がアーム４６に連結される一方、下端（図２下側）がキャンバ軸５０を介してナックル４３に揺動可能に軸支されている。

上述したように構成される懸架装置４によれば、ＦＲモータ４４ＦＲが駆動されると、ウォームホイール４５が回転すると共に、ウォームホイール４５の回転運動がアーム４６の直線運動に変換される。その結果、アーム４６が直線運動することで、可動プレート４７がキャンバ軸５０を揺動軸として揺動駆動され、車輪２のキャンバ角が調整される。

なお、本実施の形態では、各連結軸４８，４９及びウォームホイール４５の回転軸４５ａが、車体フレームＢＦから車輪２に向かう方向（矢印Ｒ方向）において、第１連結軸４８、回転軸４５ａ、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第１キャンバ状態と、回転軸４５ａ、第１連結軸４８、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第２キャンバ状態（図２に示す状態）とのいずれか一方のキャンバ状態となるように車輪２のキャンバ角が調整される。これにより、車輪２のキャンバ角が調整された状態では、車輪２に外力が加わったとしても、アーム４６を回動させる方向の力は発生せず、車輪２のキャンバ角を維持することができる。

また、本実施の形態では、第１キャンバ状態において、車輪２のキャンバ角がマイナス方向の所定の角度（本実施の形態では−３°、以下「第１キャンバ角」と称す）に調整され、車輪２にネガティブキャンバが付与される。一方、第２キャンバ状態（図２に示す状態）では、車輪２のキャンバ角が０°（以下「第２キャンバ角」と称す）に調整される。

図１に戻って説明する。操舵装置５は、運転者によるステアリング６３の操作を左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに伝えて操舵するための装置であり、いわゆるラック＆ピニオン式のステアリングギヤとして構成されている。

この操舵装置５によれば、運転者によるステアリング６３の操作（回転）は、まず、ステアリングコラム５１を介してユニバーサルジョイント５２に伝達され、ユニバーサルジョイント５２により角度を変えられつつステアリングボックス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が移動する。その結果、タイロッド５４がナックル５５を押し引きすることで、車輪２に所定の舵角が付与される。

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の操作状態（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が駆動制御される。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、その操作状態（ステア角、ステア角速度など）に応じて、操舵装置５により左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。

車両用制御装置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やステアリング６３の操作状態に応じてキャンバ角調整装置４４（図３参照）を作動制御する。

次いで、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、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り、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図４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書き換え不能な不揮発性のメモリである。

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り、図３に示すようにキャンバフラグ７３ａが設けられている。キャンバフラグ７３ａは、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整された状態にあるか否かを示すフラグであり、ＣＰＵ７１は、このキャンバフラグ７３ａがオンである場合に、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整された状態にあると判断する。

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からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。但し、車輪駆動装置３は、電動モータ３ａに限られず、他の駆動源を採用することは当然可能である。他の駆動源としては、例えば、油圧モータやエンジン等が例示される。

キャンバ角調整装置４４は、各車輪２のキャンバ角を調整するための装置であり、上述したように、各懸架装置４の可動プレート４７（図２参照）に揺動のための駆動力をそれぞれ付与する合計４個のＦＬ〜ＲＲモータ４４ＦＬ〜４４ＲＲと、それら各モータ４４ＦＬ〜４４ＲＲをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。

加速度センサ装置８０は、車両１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、前後方向加速度センサ８０ａ及び左右方向加速度センサ８０ｂと、それら各加速度センサ８０ａ，８０ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

前後方向加速度センサ８０ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の加速度、いわゆる前後Ｇを検出するセンサであり、左右方向加速度センサ８０ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１矢印Ｌ−Ｒ方向）の加速度、いわゆる横Ｇ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８０ａ，８０ｂ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。

また、ＣＰＵ７１は、加速度センサ装置８０から入力された各加速度センサ８０ａ，８０ｂの検出結果（前後Ｇ、横Ｇ）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の走行速度を取得することができる。

ヨーレートセンサ装置８１は、車両１の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の重心を通る鉛直軸（図１矢印Ｕ−Ｄ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角速度を検出するヨーレートセンサ８１ａと、そのヨーレートセンサ８１ａの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。なお、本実施の形態では、ヨーレートセンサ８１ａがサニャック効果により回転角速度を検出する光学式ジャイロセンサ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採用す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、機械式や流体式などのジャイロセンサが例示される。

サスストロークセンサ装置８２は、各懸架装置４の伸縮量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、各懸架装置４の伸縮量をそれぞれ検出する合計４個のＦＬ〜ＲＲサスストロークセンサ８２ＦＬ〜８２ＲＲと、それら各サスストロークセンサ８２ＦＬ〜８２ＲＲの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、本実施の形態では、各サスストロークセンサ８２ＦＬ〜８２ＲＲがひずみゲージとして構成されており、これら各サスストロークセンサ８２ＦＬ〜８２ＲＲは、各懸架装置４のショックアブソーバ（図示せず）にそれぞれ配設されている。

ＣＰＵ７１は、サスストロークセンサ装置８２から入力された各サスストロークセンサ８２ＦＬ〜８２ＲＲの検出結果（伸縮量）に基づいて、各車輪２の接地荷重を取得する。即ち、車輪２の接地荷重と懸架装置４の伸縮量とは比例関係を有しているので、懸架装置４の伸縮量をＸとし、懸架装置４の減衰定数をｋとすると、車輪２の接地荷重Ｆは、Ｆ＝ｋＸとなる。

接地荷重センサ装置８３は、各車輪２の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合計４個のＦＬ〜ＲＲ接地荷重センサ８３ＦＬ〜８３ＲＲと、それら各接地荷重センサ８３ＦＬ〜８３ＲＲの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、本実施の形態では、各接地荷重センサ８３ＦＬ〜８３ＲＲがピエゾ抵抗型の荷重センサとして構成されており、これら各接地荷重センサ８３ＦＬ〜８３ＲＲは、各懸架装置４のショックアブソーバ（図示せず）にそれぞれ配設されている。

アクセルペダルセンサ装置６１ａは、アクセルペダル６１の操作量を検出すると共に、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に出力する出力回路（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６２ａは、ブレーキペダル６２の操作量を検出すると共に、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に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

ステアリングセンサ装置６３ａは、ステアリング６３の操作量を検出すると共に、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のステア角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に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

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。また、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（操作量）を時間微分して、各ペダル６１，６２の踏み込み速度およびステアリング６３のステア角速度を取得することができる。更に、ＣＰＵ７１は、取得したステアリング６３のステア角速度を時間微分して、ステアリング６３のステア角加速度を取得することができる。

図３に示す他の入出力装置９０としては、例えば、ＧＰＳを利用して車両１の現在位置を取得すると共にその取得した車両１の現在位置を道路に関する情報が記憶された地図データに対応付けて取得するナビゲーション装置、ロール角センサ装置などが例示される。ロール角センサ装置は、車両１のロール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、車両１の重心を通る前後軸（図１矢印Ｆ−Ｂ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角を検出するロール角センサ（図示せず）と、そのロール角センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

次いで、図４を参照してキャンバ制御処理について説明する。図４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、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、０．２秒間隔で）実行される処理であり、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を調整する処理である。

ＣＰＵ７１は、キャンバ制御処理に関し、まず、車両１の走行速度およびステアリング６３の操作量（ステア角）をそれぞれ取得する（Ｓ１，Ｓ２）。さらにヨーレートセンサ装置８１が出力するヨーレート（以下「実ヨーレート」と称す）を取得する（Ｓ３）。次にＣＰＵ７１は、取得した車両１の走行速度Ｖ及びステアリング６３の操作量（ステア角）から、予測される車両１の目標旋回円の旋回半径Ｒを算出する。そして、この旋回半径Ｒの目標旋回円を車両１が旋回するときの予測されるヨーレート（以下「目標ヨーレート」と称す）ωを、ω＝Ｖ／Ｒの計算式から算出する（Ｓ４）。

次いでＣＰＵ７１は、実ヨーレートが目標ヨーレートより小さいか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、実ヨーレートが目標ヨーレート以上であると判断される場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、車両１は目標旋回円の上を旋回しているか若しくは目標旋回円の内側を旋回するオーバーステア状態にあると判断されるので、次にＣＰＵ７１はキャンバフラグ７３ａがオンであるか否かを判断する（Ｓ６）。その結果、キャンバフラグ７３ａがオフであると判断される場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、車輪２のキャンバ角は既に第２キャンバ角に調整されているので、Ｓ７及びＳ８の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。

これに対しＳ６の処理の結果、キャンバフラグ７３ａがオンであると判断される場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角は第１キャンバ角に調整された状態にあるので、ＦＬ〜ＲＲモータ４４ＦＬ〜４４ＲＲを作動させて各車輪２のキャンバ角を第２キャンバ角に調整し、各車輪２のネガティブキャンバの付与を解除すると共に（Ｓ７）、キャンバフラグ７３ａをオフして（Ｓ８）、このキャンバ制御処理を終了する。

ここで、Ｓ５の処理において、実ヨーレートが目標ヨーレート以上であると判断される場合は（Ｓ５：Ｎｏ）、一般に車両１の走行速度が小さい場合である。この場合は車両１の走行速度が小さいため、車輪２にネガティブキャンバを付与しなくても車両１の旋回安定性を確保できる。また、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除することで、ネガティブキャンバを車輪２に付与することで生じるおそれのある車輪２の偏摩耗を抑制できる。

一方、Ｓ５の処理の結果、実ヨーレートが目標ヨーレートより小さいと判断される場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、車両１は目標旋回円の外側を旋回するアンダーステア状態にあると判断されるので、次にＣＰＵ７１はアクセルペダル６１の操作量の変化が所定値より大きいか否かを判断する（Ｓ９）。なおＳ９の処理では、具体的には、アクセルペダル６１の操作量が少なくなる変化（操作量を時間微分した踏み込み速度（符号はマイナス））と、ＲＯＭ７２に予め記憶されている閾値（符号がマイナスの閾値）とを比較する。アクセルペダル６１の操作量が少なくなることで車両１にエンジンブレーキによる制動力が加わるが、そのエンジンブレーキによる制動力の大きさを、アクセルペダル６１の操作量の変化を指標として判断できる。

Ｓ９の処理の結果、アクセルペダル６１の操作量の変化が所定値より大きいと判断される場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、エンジンブレーキによって車両１に加わる制動力が大きいと判断されるので、次にＣＰＵ７１はキャンバフラグ７３ａがオンであるか否かを判断する（Ｓ１１）。キャンバフラグ７３ａがオンであると判断される場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、車輪２のキャンバ角は既に第１キャンバ角に調整されているので、Ｓ１２及びＳ１３の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。一方、Ｓ１１の処理の結果、キャンバフラグ７３ａがオフであると判断される場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、ＦＬ〜ＲＲモータ４４ＦＬ〜４４ＲＲを作動させて、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のキャンバ角を第１キャンバ角に調整し、各車輪２にネガティブキャンバを付与すると共に（Ｓ１２）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ１３）、このキャンバ制御処理を終了する。

また、Ｓ９の処理の結果、アクセルペダル６１の操作量の変化が所定値以下であると判断される場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、次にブレーキペダル６２の操作量の変化が所定値より大きいかを判断する（Ｓ１０）。なおＳ１０の処理では、具体的には、ブレーキペダル６２の操作量が多くなる変化（操作量を時間微分した踏み込み速度（符号はプラス））と、ＲＯＭ７２に予め記憶されている閾値（符号がプラスの閾値）とを比較する。ブレーキペダル６２の操作量が多くなることで車両１に制動力が加わるが、その制動力の大きさをブレーキペダル６２の操作量の変化を指標として判断できる。Ｓ１０の処理の結果、ブレーキペダル６２の操作量の変化が所定値より大きいと判断される場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、車両１に加わる制動力が大きいと判断されるので、ＣＰＵ７１は上述したＳ１１の処理を実行する。

これにより、車両１がアンダーステア状態で旋回しているときに所定の大きさの制動力が加わると、車両１の荷重がフロントに移動して車両１が回頭し易くなるが、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）にネガティブキャンバが付与されることで、車両１が回頭しようとする力に抗するキャンバスラストを発生させることができる。その結果、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）のグリップを増すことができ、安定したアンダーステア状態で車両１を旋回させることができる。よって、車両１の挙動を安定化させて車両１の旋回安定性を確保できる。

また、前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回外輪と旋回内輪、及び、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪と旋回内輪とに発生するキャンバスラストによる横力は打ち消しあうため、キャンバスラストによるヨーモーメントが車両１に作用することを抑制できる。その結果、車両１の旋回安定性をさらに向上できる。

これに対し、Ｓ１０の処理の結果、ブレーキペダル６２の操作量の変化が所定値以下であると判断される場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、車両１に加わる制動力が小さいと判断されるので、ＣＰＵ７１は上述したＳ６の処理を実行する。Ｓ９の処理においてアクセルペダル６１の操作量の変化が所定値以下であると判断され（Ｓ９：Ｎｏ）、かつ、Ｓ１０の処理においてブレーキペダル６２の操作量の変化が所定値以下であると判断される場合は（Ｓ９：Ｎｏ）、車両１がアンダーステア状態で旋回しているときに所定の大きさの制動力が加わらない状態なので、車両１の荷重がフロントに移動せず、後輪２ＲＬ，２ＲＲのグリップ低下も生じ難い。この場合は車輪２にネガティブキャンバを付与しなくても車両１の旋回安定性を確保できる。また、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除することで、ネガティブキャンバを車輪２に付与することで生じるおそれのある車輪２の偏摩耗を抑制できる。

以上説明したように本発明の一実施の形態によれば、車両１がアンダーステア状態で旋回しているときに所定の大きさの制動力が加わると、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）にネガティブキャンバが付与される。これにより、車両１が回頭しようとする力に抗するキャンバスラストを車輪２に発生させることができる。その結果、安定したアンダーステア状態で車両１を旋回させることができ、車両１の挙動を安定化させて車両１の旋回安定性を確保できる。

また、上述の一実施の形態によれば、前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回内輪および旋回外輪、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪および旋回内輪にネガティブキャンバが付与される。旋回外輪と旋回内輪とに発生するキャンバスラストによる横力は打ち消しあうため、キャンバスラストによるヨーモーメントが車両１に作用することを抑制できる。その結果、車両１の旋回安定性をさらに向上できる。

さらに、車両１がオーバーステア状態で旋回しているときや目標旋回円の上を旋回しているときには、車輪２にネガティブキャンバを付与しないので、ネガティブキャンバを車輪２に付与することで生じるおそれのある車輪２の偏摩耗を抑制できる。

なお、図４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および請求項３に記載の走行状態取得手段としてはＳ１及びＳ２の処理が、目標状態取得手段としてはＳ４の処理が、状態量取得手段としてはＳ３の処理が、旋回状態判断手段としてはＳ５の処理が、制動力判断手段としてはＳ９及びＳ１０の処理が、キャンバ付与手段としてはＳ１２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。

上記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、上記実施の形態で説明した第１キャンバ角および第２キャンバ角の値は任意に設定することができる。

上記実施の形態では、実ヨーレートと目標ヨーレートとを比較することによって車両１がアンダーステア状態にあるかを判断する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ヨーレートに代えて、他の状態量に基づいて判断することは当然可能である。他の状態量としては、例えば、横加速度、横滑り角などが例示される。

ここで、横加速度を状態量として用いる場合、横加速度の実測値（実横加速度）は左右方向加速度センサ８０ｂ（加速度センサ装置８０）を用いて検出できる。また、横加速度の予測値（目標横加速度）Ａは、Ａ＝Ｖ^２／Ｒの計算式から算出できる。なお、Ｖは車両の走行速度であり、Ｒは車両１の旋回半径Ｒである。旋回半径Ｒは、車両１の走行速度Ｖ及びステアリング６３の操作量（ステア角）から算出できる。

横滑り角を状態量として用いる場合、横滑り角は慣性の向きと車両１又は車輪２の向きとの角度差であるから、横滑り角の予測値（目標横滑り角）は、各サスストロークセンサ８２ＦＬ〜８２ＲＲ（サスストロークセンサ装置８２）から入力された検出結果（伸縮量）に基づいて取得される各車輪２の接地荷重、ステアリング６３の操作量（ステア角）等から算出できる。また、横滑り角の実測値（実横滑り角）は対地車速センサ（図示せず）、左右方向加速度センサ８０ｂ（加速度センサ装置８０）、ヨーレートセンサ８１ａ（ヨーレートセンサ装置８１）等を用いて検出できる。

上記実施の形態では、ヨーレートに基づいて車両１がアンダーステア状態にあるかを判断する場合について説明したので、図４に示すフローチャート（キャンバ制御処理）においては、Ｓ１，Ｓ２及びＳ３の処理で車両１の走行速度、ステアリング６３の操作量および実ヨーレートを取得し、Ｓ４の処理で目標ヨーレートを算出した。他の状態量に基づいてアンダーステア状態にあるかを判断する場合は、当然のことながらその状態量に応じた情報を取得し、目標状態量を算出すると共に、取得した状態量と目標状態量とを比較する。従って、上記実施の形態におけるＳ１及びＳ２の処理で取得した車両１の走行速度、ステアリング６３の操作量は一例であり、他の情報を取得することは当然可能である。

上記実施の形態では、図４に示すフローチャート（キャンバ制御処理）のＳ１２の処理において、各車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）にネガティブキャンバを付与する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、少なくとも前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回内輪または後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪にネガティブキャンバを付与することで、生じるキャンバスラストにより旋回安定性を確保できる。なお、前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回内輪、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪のいずか一方にネガティブキャンバを付与するとすれば、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪に付与することが好ましい。アンダーステア状態で旋回中に制動力が車両１に加わると、車両１の荷重がフロント側へ移動し、前輪２ＦＬ，２ＦＲのグリップは増すが後輪２ＲＬ，２ＲＲはグリップを失い回頭する傾向になるため、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪にネガティブキャンバを付与することで、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪にキャンバスラストを発生させ、旋回安定性を効果的に確保するためである。なお、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ（又は左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）のいずれが旋回内輪であるか旋回外輪であるかの判別は、ステアリング６３の操作量（ステア角）を取得し、ステア角の方向を判別することで行うことができる。

また、ネガティブキャンバを前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回内輪に付与した場合は、さらに前輪２ＦＬ，２ＦＲの旋回外輪にネガティブキャンバを付与することが好ましい。同様に、ネガティブキャンバを後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪に付与した場合は、さらに後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回内輪にネガティブキャンバを付与することが好ましい。これにより、旋回外輪と旋回内輪とに発生するキャンバスラストによる横力を打ち消すことができ、キャンバスラストによるヨーモーメントが車両１に作用することを抑制できるからである。その結果、車両１の旋回安定性をさらに向上できる。

上記実施の形態では、車輪２（左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）の懸架装置４の全てがキャンバ角調整装置４４を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲの懸架装置４だけがキャンバ角調整装置４４を備えるように構成することも可能である。前輪２ＦＬ，２ＦＲのキャンバ角を調整不能に構成することで、前輪２ＦＬ，２ＦＲの懸架装置４の構造を簡素化できる。この場合も、後輪２ＲＬ，２ＲＲのキャンバ角を調整することで、後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪にキャンバスラストを発生させ、旋回安定性を確保することができる。

後輪２ＲＬ，２ＲＲの懸架装置４だけがキャンバ角調整装置４４を備える車両においても、ネガティブキャンバを後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回外輪に付与した場合は、さらに後輪２ＲＬ，２ＲＲの旋回内輪にネガティブキャンバを付与することが好ましい。これにより、旋回外輪と旋回内輪とに発生するキャンバスラストによる横力を打ち消すことができ、キャンバスラストによるヨーモーメントが車両に作用することを抑制できるからである。その結果、車両の旋回安定性をさらに向上できる。

上記実施の形態では、図４に示すフローチャート（キャンバ制御処理）のＳ９及びＳ１０の処理において、アクセルペダル６１の操作量の変化、ブレーキペダル６２の操作量の変化が所定値よりも大きいかを判断するための判断基準（閾値）が、それぞれＲＯＭ７２に予め記憶された一定値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、例えば、天候や路面の状況を取得し、その取得した天候や路面の状況に応じて判断基準を変更する構成としても良い。また、車両１の走行速度に応じて判断基準を変更する構成としても良い。

上記各実施の形態では説明を省略したが、キャンバ制御処理のＳ７の処理において、各車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除する場合に、所定時間（例えば３秒など）の経過を待ってから解除しても良い。この場合には、車両１が頻繁に旋回する山道などの道路状況において、車両１が旋回するたびにキャンバ角調整装置４４を作動させてしまうことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。

１００ 車両用制御装置
１ 車両
２ 車輪
２ＦＬ 左の前輪（車輪の一部）
２ＦＲ 右の前輪（車輪の一部）
２ＲＬ 左の後輪（車輪の一部）
２ＲＲ 右の後輪（車輪の一部）
４ 懸架装置
４４ キャンバ角調整装置
４４ＦＬ ＦＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＦＲ ＦＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＬ ＲＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＲ ＲＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
ＢＦ 車体フレーム（車体）

Claims (4)

1. 車体と、その車体を支持する前輪および後輪と、それら後輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
   前記車両の旋回時の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
   その走行状態取得手段により取得された走行状態から前記車両の旋回時の目標状態量を取得する目標状態取得手段と、
   前記車両の旋回時の状態量を取得する状態量取得手段と、
   その状態量取得手段により取得された状態量と前記目標状態量とを比較して前記車両がアンダーステア状態にあるかを判断する旋回状態判断手段と、
   前記車両に加わる制動力が所定の条件を満たすかを判断する制動力判断手段と、
   前記旋回状態判断手段により車両がアンダーステア状態にあると判断され、かつ、前記制動力判断手段により前記制動力が所定の条件を満たすと判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて少なくとも前記後輪の旋回外輪にネガティブキャンバを付与するキャンバ付与手段と、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記キャンバ付与手段は、前記後輪の旋回外輪および旋回内輪にネガティブキャンバを付与することを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
3. 車体と、その車体を支持する前輪および後輪と、それら前輪および後輪のキャンバ角をそれぞれ独立に調整するキャンバ角調整装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
   前記車両の旋回時の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
   その走行状態取得手段により取得された走行状態から前記車両の旋回時の目標状態量を取得する目標状態取得手段と、
   前記車両の旋回時の状態量を取得する状態量取得手段と、
   その状態量取得手段により取得された状態量と前記目標状態量とを比較して前記車両がアンダーステア状態にあるかを判断する旋回状態判断手段と、
   前記車両に加わる制動力が所定の条件を満たすかを判断する制動力判断手段と、
   前記旋回状態判断手段により車両がアンダーステア状態にあると判断され、かつ、前記制動力判断手段により前記制動力が所定の条件を満たすと判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて少なくとも前記前輪の旋回内輪または前記後輪の旋回外輪にネガティブキャンバを付与するキャンバ付与手段と、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
4. 前記キャンバ付与手段は、前記前輪の旋回内輪および旋回外輪、または、前記後輪の旋回外輪および旋回内輪にネガティブキャンバを付与することを特徴とする請求項３記載の車両用制御装置。

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