JP2011225196A - キャンバ制御装置 - Google Patents

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宗久 堀口
Kayo Nimura
佳代 二村
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文彦 榊原
Michael Jones
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Abstract

【課題】急制動時の制動距離が長くなるのを抑制することができ、制動の状況によって車両が不安定になるのを防止することができる。
【解決手段】車両のボディと、複数の車輪と、所定の車輪に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両が制動されたかどうかを判断する制動判断処理手段と、車両が旋回中であるかどうかを判断する旋回判断処理手段と、制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断され、かつ、旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、前記所定の車輪にキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。車両が制動されたと判断され、かつ、車両が旋回中であると判断された場合に所定の車輪にキャンバが付与されるので、車両に求心力を発生させることができ、旋回安定性を高くすることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、キャンバ制御装置に関するものである。
従来、所定の車輪、例えば、後方の各車輪に負のキャンバ(ネガティブキャンバ)を付与することができるようにした車両が提供されている。
この種の車両においては、車両を直進させて走行させるとき、すなわち、車両の直進走行時に、後方の各車輪のタイヤに、互いに対向する方向にキャンバスラストを発生させることができるので、車両の直進走行時の安定性(以下「走行安定性」という。)を高くすることができる(例えば、特許文献1参照。)。
特開昭60−193781号公報
しかしながら、前記従来の車両においては、車両を制動したとき、すなわち、車両の制動時には前記車輪にキャンバが付与されるようになっていない。
この場合、車両の制動時にも前記車輪にキャンバを付与することが考えられるが、車輪にキャンバが付与されると、タイヤの接地面積が小さくなるので、例えば、車両を急制動したとき、すなわち、車両の急制動時に車両が停止するまでの距離、すなわち、制動距離が長くなってしまう。
そこで、車両の急制動時には車輪にキャンバが付与されないようにするのが好ましいが、その場合、制動の状況によっては車両が不安定になってしまう。
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、急制動時の制動距離が長くなるのを抑制することができ、制動の状況によって車両が不安定になるのを防止することができるキャンバ制御装置を提供することを目的とする。
そのために、本発明のキャンバ制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該各車輪のうちの所定の車輪に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両が制動されたかどうかを判断する制動判断処理手段と、車両が旋回中であるかどうかを判断する旋回判断処理手段と、前記制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断され、かつ、前記旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、前記キャンバ可変機構によって前記所定の車輪にキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。
本発明によれば、キャンバ制御装置においては、車両のボディと、該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、該各車輪のうちの所定の車輪に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、車両が制動されたかどうかを判断する制動判断処理手段と、車両が旋回中であるかどうかを判断する旋回判断処理手段と、前記制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断され、かつ、る該旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、前記キャンバ可変機構によって前記所定の車輪にキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有する。
この場合、制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断され、かつ、旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、キャンバ可変機構によって所定の車輪にキャンバが付与されるので、旋回に伴って遠心力が発生しても、外周側の車輪のタイヤの接地荷重が、内周側の車輪のタイヤの接地荷重より大きくなり、外周側の車輪のタイヤに発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤに発生するキャンバスラストより大きくなる。その結果、車両に求心力を発生させることができるので、車両が不安定になるのを防止することができ、旋回時における安定性を高くすることができる。
本発明の第1の実施の形態におけるキャンバ制御装置の制御ブロック図である。 本発明の第1の実施の形態における車両の概念図である。 本発明の第1の実施の形態における車輪の断面図である。 本発明の第1の実施の形態における制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態における制動判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態における通常走行時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す第1の図である。 本発明の第1の実施の形態における通常走行時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す第2の図である。 本発明の第1の実施の形態における操縦安定キャンバ要否判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態における直進安定キャンバ要否判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態における接地荷重判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態における制動時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態におけるキャンバ付与阻止条件成立判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態における車両の制動時の姿勢の変化を説明するための図である。 本発明の第1の実施の形態における旋回判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第1の実施の形態における車速とステアリング角度の閾値との関係を示す図である。 本発明の第1の実施の形態における車速とステアリング角速度の閾値との関係を示す図である。 本発明の第1の実施の形態における他の制動時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第2の実施の形態における旋回判断処理のサブルーチンを示す図である。
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。
図2は本発明の第1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は車両の本体であるボディ、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左前方、右前方、左後方及び右後方の車輪である。なお、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。
本実施の形態において、車両は後輪駆動方式の構造を有し、前記車輪WLB、WRBが駆動輪として機能する。そして、エンジン12と車輪WLB、WRBとがそれぞれ第1の伝動軸としてのプロペラシャフト17、差動装置18及び第2の伝動軸としてのドライブシャフト46を介して連結され、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が車輪WLB、WRBに伝達される。本実施の形態において、車両は後輪駆動方式の構造を有するようになっているが、エンジン12と車輪WLF、WRFとを連結することによって前輪駆動方式の構造を有するようにしたり、エンジン12と車輪WLF、WRF、WLB、WRBとを連結することによって四輪駆動方式の構造を有するようにしたりすることができる。また、駆動源として、エンジン12に加えて発電機及びモータを配設してハイブリッド型車両を構成するようにしたり、駆動源としてモータを配設して電気自動車を構成するようにしたりすることができる。
また、13は車両の操舵を行うための操舵用の操作部としての、かつ、操舵部材としてのステアリングホイール、14は車両を加速するための加速用の操作部としての、かつ、加速操作部材としてのアクセルペダル、15は車両を制動するための制動用の操作部としての、かつ、制動操作部材としてのブレーキペダルである。
そして、31、32は、それぞれ、前記ボディ11と車輪WLB、WRBとの間に配設され、車輪WLB、WRBにキャンバを付与したり、キャンバの付与を解除したりするためのキャンバ可変機構としてのアクチュエータである。なお、本実施の形態においては、ボディ11と車輪WLB、WRBとの間にそれぞれアクチュエータ31、32が配設されるようになっているが、ボディ11と車輪WLF、WRFとの間にアクチュエータを配設したり、ボディ11と車輪WLF、WRF、WLB、WRBとの間にアクチュエータを配設したりすることができる。
ところで、前記車輪WLF、WRF、WLB、WRBは、アルミニウム合金等によって形成された図示されないホイール、及び該ホイールの外周に嵌(かん)合させて配設されたタイヤ36を備える。そして、該タイヤ36として、幅方向の全体にわたって損失正接を小さくすることにより、トレッドの変形によって発生する転がり抵抗が小さくされた低転がり抵抗タイヤが使用される。この場合、低転がり抵抗タイヤが使用されるので、燃費を良くすることができる。
また、本実施の形態においては、転がり抵抗を小さくするためにタイヤ36の幅が通常のタイヤより小さくされるが、トレッドの溝のパターンであるトレッドパターンを、転がり抵抗が小さくなるような形状にしたり、少なくともトレッドの部分の材料を、転がり抵抗が小さいものにしたりすることができる。
なお、前記損失正接は、トレッドが変形する際のエネルギーの吸収の度合いを表し、貯蔵剪(せん)断弾性率に対する損失剪断弾性率の比で表すことができる。損失正接が小さいほどトレッドによるエネルギーの吸収が少なくなるので、タイヤ36に発生する転がり抵抗が小さくなり、タイヤ36に発生する摩耗が少なくなる。これに対して、損失正接が大きいほどトレッドによるエネルギーの吸収が多くなるので、タイヤ36に発生する転がり抵抗が大きくなり、タイヤ36に発生する摩耗が多くなる。
次に、車輪WLB、WRBにキャンバを付与したり、キャンバの付与を解除したりするための前記アクチュエータ31、32について説明する。この場合、アクチュエータ31、32の構造は同じであるので、車輪WLB及びアクチュエータ31についてだけ説明する。
図3は本発明の第1の実施の形態における車輪の断面図である。
図において、WLBは車輪、21はホイール、31はアクチュエータ、36はタイヤである。
前記アクチュエータ31は、ベース部材としての図示されないナックルに固定されたキャンバ制御用の駆動部としてのモータ41、前記ナックルに対して揺動自在に配設された可動部材としての可動プレート43、前記モータ41の回転運動を可動プレート43の揺動運動に変換する運動方向変換機構としてのクランク機構45、前記エンジン12(図2)の回転をホイール21に伝達する前記ドライブシャフト46等を備える。前記ホイール21は、可動プレート43に対して回転自在に支持され、ドライブシャフト46と連結される。
また、前記クランク機構45は、前記モータ41の出力軸に取り付けられた第1の変換要素としてのウォームギヤ51、前記ナックルに対して回転自在に配設され、前記ウォームギヤ51と噛(し)合させられる第2の変換要素としてのウォームホイール52、及び該ウォームホイール52と可動プレート43とを連結する第3の変換要素としての、かつ、連結要素としてのアーム53を有する。該アーム53は、一端において、ウォームホイール52の回転軸から偏心させた位置で、第1の連結部を介してウォームホイール52と連結され、他端において、可動プレート43の上端で、第2の連結部を介して可動プレート43と連結される。この場合、前記可動プレート43によって第4の変換要素が構成される。
前記ウォームギヤ51及びウォームホイール52によって、ウォームギヤ51及びウォームホイール52の各回転運動の軸心の向きが変換され、ウォームホイール52及びアーム53によってウォームホイール52の回転運動がアーム53の直進運動に変換され、アーム53及び可動プレート43によってアーム53の直進運動が可動プレート43の揺動運動に変換される。
したがって、モータ41を駆動すると、ウォームギヤ51及びウォームホイール52が回転させられ、アーム53が進退させられ、可動プレート43が揺動させられる。その結果、可動プレート43が回動させられ、路面上の垂線に対して傾けられた角度と等しいキャンバが車輪WLBに付与される。
次に、前記構成の車両の制御装置について説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態におけるキャンバ制御装置の制御ブロック図である。
図において、16はキャンバの付与及び付与の解除について制御を行う第1の制御装置としての制御部、19は車両の全体の制御を行う第2の制御装置としての車両制御部、61は第1の記憶部としてのROM、62は第2の記憶部としてのRAMである。前記制御部16及び車両制御部19は、コンピュータとして機能し、各種のデータに基づいて各種の演算及び処理を行う。
また、63は車速vを検出する車速検出部としての車速センサ、64は操作者である運転者による前記ステアリングホイール13(図2)の操作量としての、かつ、操舵量としてのステアリング角度γを検出するステアリング操作量検出部としての、かつ、操舵量検出部としてのステアリングセンサ、65は車両のヨーレートηを検出するヨーレート検出部としてのヨーレートセンサ、66は車両の横方向の加速度である横加速度gsを検出する第1の加速度検出部としての横加速度センサ、67は車両の前後方向の加速度である前後加速度gfを検出する第2の加速度検出部としての前後加速度センサ、68は車輪WLB、WRBに付与されたキャンバθを検出するキャンバ検出部としてのキャンバセンサ、71は運転者によるアクセルペダル14の操作量としての、かつ、加速操作量としてのアクセルペダル踏込量(アクセル開度)κを検出するアクセルペダル操作量検出部としての、かつ、加速操作量検出部としてのアクセルセンサ、72は運転者によるブレーキペダル15の操作量としての、かつ、制動操作量としてのブレーキペダル踏込量(ブレーキストローク)βを検出するブレーキ操作量検出部としての、かつ、制動操作量検出部としてのブレーキセンサ、73は車輪WLB、WRBの図示されない各サスペンション装置のストローク、すなわち、サスストロークσを検出する懸架検出部としてのサスストロークセンサ、75は車輪WLB、WRBに加わる荷重fを検出する荷重検出部としての荷重センサ、76はタイヤ36の変形量である潰れ代、すなわち、タイヤ潰れ代εを検出するタイヤ変形量検出部としてのタイヤ潰れ代センサである。なお、前記ステアリングセンサ64に代えて、車両の縦方向(前後方向)に延びる軸に対する車輪WLF、WRFの傾きを表す舵角を検出する舵角センサを配設することができる。その場合、前記舵角が操舵量とされ、舵角センサによって操舵量検出部が構成される。
そして、前記サスストロークセンサ73は、ハイトセンサ、磁気センサ等によって構成され、荷重センサ75は、サスペンション装置に配設されたロードセル(歪みセンサ)によって構成され、タイヤ潰れ代センサ76は、タイヤ36に配設されたロードセル(歪みセンサ)によって構成される。
前記車速センサ63、ステアリングセンサ64、ヨーレートセンサ65、横加速度センサ66、前後加速度センサ67、キャンバセンサ68、アクセルセンサ71、ブレーキセンサ72、サスストロークセンサ73、荷重センサ75、タイヤ潰れ代センサ76等の各センサ、前記ボディ11、アクチュエータ31、32、制御部16、車両制御部19、及び車輪WLB、WRBによってキャンバ制御装置が構成される。
ところで、本実施の形態においては、タイヤ36に低転がり抵抗タイヤが使用されるが、その場合、タイヤ36の剛性が低いので、走行安定性、及び車両の制動時における安定性(以下「制動安定性」という。)だけでなく、車両を旋回させたとき、すなわち、旋回時における安定性(以下「旋回安定性」という。)がその分低下してしまう。
そこで、本実施の形態においては、タイヤ36が低転がり抵抗タイヤであっても、走行安定性、制動安定性及び旋回安定性を高くすることができるように、車両の直進走行時、旋回時及び制動時に、アクチュエータ31、32を作動させて、車輪WLF、WRF、WLB、WRBのうちの所定の車輪、本実施の形態においては、車輪WLB、WRBに所定の負のキャンバθを付与することができるようになっている。
この場合、前記車輪WLB、WRBには、アクチュエータ31、32を作動させない通常の状態、すなわち初期状態において、車両の仕様で規定された所定の角度のキャンバ、すなわち、基準キャンバαが必要に応じて付与される。したがって、本実施の形態においては、前記基準キャンバαに所定のキャンバが付加され、前記キャンバθが、
−5〔°〕≦θ<0〔°〕
にされる。なお、前記基準キャンバαが負の値を採る場合、基準キャンバαに前記所定のキャンバが付加され、キャンバθの絶対値が大きくされる。
次に、前記車輪WLB、WRBにキャンバθを付与したり、キャンバθの付与を阻止(キャンバθを付与しないように)したり、キャンバθの付与を解除したりするための前記制御部16の動作について説明する。
図4は本発明の第1の実施の形態における制御部の動作を示すフローチャート、図5は本発明の第1の実施の形態における制動判断処理のサブルーチンを示す図である。
まず、制御部16の図示されない判断指標取得処理手段は、判断指標取得処理を行い、車輪WLB、WRBにキャンバθを付与したり、キャンバθの付与を阻止したり、キャンバθの付与を解除したりするために必要な判断指標、本実施の形態においては、車両の状態を表す車両状態、及び運転者によるステアリングホイール13、アクセルペダル14、ブレーキペダル15等の操作の状態を表す操作状態を取得する(ステップS1、S2)。
そのために、前記判断指標取得処理手段は、前記車速センサ63、ステアリングセンサ64、ヨーレートセンサ65、横加速度センサ66、前後加速度センサ67、キャンバセンサ68、アクセルセンサ71、ブレーキセンサ72、サスストロークセンサ73、荷重センサ75及びタイヤ潰れ代センサ76の各センサのセンサ出力を読み込むとともに、前記車両制御部19から図示されないABS装置の作動状態を表すABS信号を読み込み、前記車速v、ヨーレートη、横加速度gs、前後加速度gf、キャンバθ、サスストロークσ、荷重f、タイヤ潰れ代ε及びABS装置の作動状態(ABS信号がオンであるかオフであるか。)を車両状態として取得し、前記ステアリング角度γ、アクセルペダル踏込量κ及びブレーキペダル踏込量βをそれぞれステアリングホイール13、アクセルペダル14及びブレーキペダル15の操作状態として取得する。なお、前記判断指標取得処理手段は、ステアリング角度γに代えて、前記舵角をステアリングホイール13の操作状態として取得することができる。
また、前記判断指標取得処理手段は、車速vに基づいて、車速vの変化率(微分)を表す加速度δvp又は減速度δvqを算出し、加速度δvp又は減速度δvqを車両状態として取得し、ヨーレートηの変化率を表すヨーレート変化速度δηを算出し、ヨーレート変化速度δηを車両状態として取得し、横加速度gsの変化率を表す横加速度変化速度δgsを算出し、横加速度変化速度δgsを車両状態として取得し、サスストロークσに基づいてロール角hrを算出し、ロール角hrを車両状態として取得する。
さらに、前記判断指標取得処理手段は、ステアリング角度γに基づいて、ステアリング角度の変化率を表すステアリング角速度δγ、該ステアリング角速度δγの変化率を表すステアリング角加速度δγ’等をステアリングホイール13の操作量として、かつ、操舵量として算出し、ステアリング角速度δγ、ステアリング角加速度δγ’等を操作状態として取得し、舵角に基づいて、舵角の変化率を表す舵角速度、舵角速度の変化率を表す舵角加速度等をステアリングホイール13の操作量として、かつ、操舵量として算出し、舵角速度、舵角加速度等を操作状態として取得し、アクセルペダル踏込量κに基づいて、アクセルペダル踏込量κの変化率を表すアクセルペダル踏込速度δκ、該アクセルペダル踏込速度δκの変化率を表すアクセルペダル踏込加速度等をアクセルペダル14の操作量として算出し、アクセルペダル踏込速度δκ、アクセルペダル踏込加速度等を操作状態として取得し、ブレーキペダル踏込量βに基づいて、ブレーキペダル踏込量βの変化率を表すブレーキペダル踏込速度δβ、ブレーキペダル踏込速度δβの変化率を表すブレーキペダル踏込加速度等をブレーキペダル15の操作量として算出し、ブレーキペダル踏込速度δβ、ブレーキペダル踏込加速度等を操作状態として取得する。
次に、前記制御部16の図示されない制動判断処理手段は、制動判断処理を行い、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、操作状態に基づいて、走行中に車両が制動されたかどうかを判断する(ステップS3、S4)。
そのために、前記制動判断処理手段は、前記ブレーキペダル踏込量βを第1の制動判断指標として、ブレーキペダル踏込速度δβを第2の制動判断指標として読み込み、ブレーキペダル踏込量βが閾(しきい)値βmin以上であるかどうかによって第1の制動判断条件が成立するかどうかを判断する(ステップS3−1)。そして、ブレーキペダル踏込量βが閾値βmin以上である場合、前記制動判断処理手段は、第1の制動判断条件が成立し、車両が制動されたと判断する(ステップS3−3)。また、ブレーキペダル踏込量βが閾値βminより小さい場合、前記制動判断処理手段は、ブレーキペダル踏込速度δβが閾値δβmin以上であるかどうかによって第2の制動判断条件が成立するかどうかを判断する(ステップS3−2)。そして、ブレーキペダル踏込速度δβが閾値δβmin以上である場合、前記制動判断処理手段は、第2の制動判断条件が成立し、車両が制動されたと判断する(ステップS3−3)。さらに、ブレーキペダル踏込速度δβが閾値δβminより低い場合、前記制動判断処理手段は、車両が制動されていないと判断する。なお、閾値βmin、δβminは、車両を制動するのに必要なブレーキペダル踏込量β及びブレーキペダル踏込速度δβの最小値である。
本実施の形態においては、第1、第2の制動判断条件のうちの第1の制動判断条件が成立する場合に、車両が制動されたと判断され、第2の制動判断条件が成立するかどうかは判断されないようになっているが、第1、第2の制動判断条件が成立するかどうかを判断し、第1、第2の制動判断条件のうちの少なくとも一つの条件が成立する場合に、車両が制動されたと判断することができる。
このようにして、制動判断処理が行われ、該制動判断処理において、車両が制動されていないと判断された場合に、前記制御部16の図示されない通常走行時キャンバ制御処理手段は、通常走行時キャンバ制御処理を行い、車両を制動せずに走行させるとき、すなわち、車両の通常走行時に、前記車輪WLB、WRBにキャンバθを付与したり、キャンバθの付与を解除したりする制御を行う(ステップS5)。また、制動判断処理において、車両が制動されたと判断された場合に、前記制御部16の図示されない制動時キャンバ制御処理手段は、制動時キャンバ制御処理を行い、車両の制動時に、前記車輪WLB、WRBにキャンバθを付与したり、キャンバθの付与を阻止したり、キャンバθの付与を解除したりする制御を行う(ステップS6)。
次に、前記通常走行時キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
図6は本発明の第1の実施の形態における通常走行時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す第1の図、図7は本発明の第1の実施の形態における通常走行時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す第2の図、図8は本発明の第1の実施の形態における操縦安定キャンバ要否判断処理のサブルーチンを示す図、図9は本発明の第1の実施の形態における直進安定キャンバ要否判断処理のサブルーチンを示す図、図10は本発明の第1の実施の形態における接地荷重判断処理のサブルーチンを示す図である。
この場合、通常走行時キャンバ制御処理手段の第1のキャンバ付与条件成立判断処理手段としての操縦安定キャンバ要否判断処理手段は、第1のキャンバ付与条件成立判断処理としての操縦安定キャンバ要否判断処理を行い、車両の旋回時に、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、旋回用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断する(ステップS5−1、S5−2)。
そのために、前記操縦安定キャンバ要否判断処理手段は、前記ステアリング角度γ、横加速度gs及びヨーレートηを読み込み、ステアリング角度γが閾値γth1以上であるかどうかによって第1の付与条件が成立するかどうかを、ヨーレートηが閾値ηth1以上であるかどうかによって第2の付与条件が成立するかどうかを、横加速度gsが閾値gsth1以上であるかどうかによって第3の付与条件が成立するかどうかを判断する(ステップS5−1−1〜S5−1−3)。
そして、前記第1〜第3の付与条件のうちのいずれか一つの付与条件が成立する場合に、前記操縦安定キャンバ要否判断処理手段は、旋回用のキャンバ付与条件が成立すると判断する(ステップS5−1−4)。
なお、本実施の形態においては、前記第1〜第3の付与条件のうちのいずれか一つの付与条件が成立する場合に、旋回用のキャンバ付与条件が成立すると判断されるようになっているが、前記第1〜第3の付与条件のうちの二つ以上の付与条件が成立する場合に、旋回用のキャンバ付与条件が成立すると判断することができる。
また、前記第1〜第3の付与条件のほかに、ステアリング角速度δγが閾値以上であるかどうかによって第4の付与条件が成立するかどうかを判断したり、ヨーレート変化速度δηが閾値以上であるかどうかによって第5の付与条件が成立するかどうかを判断したり、横加速度変化速度δgsが閾値以上であるかどうかによって第6の付与条件が成立するかどうかを判断したりすることができる。その場合、前記第1〜第6の付与条件のうちのいずれか一つの付与条件が成立する場合に、旋回用のキャンバ付与条件が成立すると判断したり、前記第1〜第6の付与条件のうちの少なくとも二つの付与条件が成立する場合に、旋回用のキャンバ付与条件が成立すると判断したりすることができる。なお、ステアリング角速度δγはステアリング角度γの、横加速度変化速度δgsは横加速度gsの、ヨーレート変化速度δηはヨーレートηの変化率であるので、車両の旋回が開始されたときのステアリング角度γ、横加速度gs及びヨーレートηの変化を顕著に表す。したがって、旋回用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを迅速に判断することができるので、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を迅速に行うことができる。
そして、旋回用のキャンバ付与条件が成立する場合、前記通常走行時キャンバ制御処理手段のキャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバ付与状態判断処理を行い、前記キャンバセンサ68によって検出されたキャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、前記車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS5−3)。
車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、前記通常走行時キャンバ制御処理手段は処理を終了し、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記通常走行時キャンバ制御処理手段の第1のキャンバ制御処理手段としてのキャンバ付与処理手段は、第1のキャンバ制御処理としてのキャンバ付与処理を行い、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBにキャンバθを付与する(ステップS5−4)。
したがって、車両の通常走行時における旋回時、すなわち、通常走行旋回時には、車両に遠心力が発生するが、旋回中心に対して径方向外方側、すなわち、外周側の車輪(車両を左方に旋回させる場合は車輪WRBであり、車両を右方に旋回させる場合は車輪WLBである。)のタイヤ36の接地荷重が、旋回中心に対して径方向内方側、すなわち、内周側の車輪(車両を左方に旋回させる場合は車輪WLBであり、車両を右方に旋回させる場合は車輪WRBである。)のタイヤ36の接地荷重より大きくなるので、外周側の車輪のタイヤ36に発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤ36に発生するキャンバスラストより大きくなる。その結果、車両に求心力を発生させることができるので、旋回安定性を高くすることができる。
一方、前記操縦安定キャンバ要否判断処理において、旋回用のキャンバ付与条件が成立しない場合、前記通常走行時キャンバ制御処理手段の第2のキャンバ付与条件成立判断処理手段としての直進安定キャンバ要否判断処理手段は、第2のキャンバ付与条件成立判断処理としての直進安定キャンバ要否判断処理を行い、車両の通常走行時における直進走行時、すなわち、通常走行直進時に、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、直進走行用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断する(ステップS5−5、S5−6)。
そのために、前記直進安定キャンバ要否判断処理手段は、前記車速vを読み込み、車速vを読み込む直前の所定の時間、本実施の形態においては、過去X〔秒〕間の車速vに基づいて車速算出値、本実施の形態においては、平均車速avを算出するとともに、前記ステアリング角度γを読み込み、ステアリング角度γを読み込む直前の所定の時間、本実施の形態においては、過去Y〔秒〕間のステアリング角度γに基づいて操舵量算出値、本実施の形態においては、平均ステアリング角度aγを算出し、過去X〔秒〕間の平均車速avが閾値avth1以上であり、かつ、過去Y〔秒〕間の平均ステアリング角度aγが閾値aγth1より小さいかどうかを判断する(ステップS5−5−1)。過去X〔秒〕間の平均車速avが閾値avth1以上であり、かつ、過去Y〔秒〕間の平均ステアリング角度aγが閾値aγth1より小さい場合に、前記直進安定キャンバ要否判断処理手段は、直進走行用のキャンバ付与条件が成立すると判断する(ステップS5−5−2)。なお、閾値aγth1は閾値γth1より小さく設定される。
そして、直進走行用のキャンバ付与条件が成立する場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、前記キャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS5−7)。
また、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記キャンバ付与処理手段は、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBにキャンバθを付与する(ステップS5−8)。
したがって、車両の通常走行直進時には、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されるのに伴って、車輪WLB、WRBの各タイヤ36に、互いに対向する方向にキャンバスラストが発生するので、何らかの理由で車両に外力が加わると、外力が加わった側とは反対側の車輪のタイヤ36に大きなキャンバスラストが発生し、該キャンバスラストが復元力として車両に加わる。その結果、走行安定性を高くすることができる。
ところで、前記車輪WLB、WRBにキャンバθが付与された状態で車両が走行させられるのに伴って車輪WLB、WRBの各タイヤ36に偏摩耗が発生すると、タイヤ36の寿命が短くなってしまう。そこで、本実施の形態においては、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与された状態で車両が走行させられるのに伴って各タイヤ36に偏摩耗が発生するのを抑制するために、所定のキャンバ解除条件が成立するかどうかが判断され、該キャンバ解除条件が成立する場合に、アクチュエータ31、32が作動させられ、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与が解除され、車輪WLB、WRBが初期状態に置かれる。
そのために、前記通常走行時キャンバ制御処理手段のキャンバ解除判断処理手段としての接地荷重判断処理手段は、キャンバ解除判断処理としての接地荷重判断処理を行い、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、前記キャンバ解除条件が成立するかどうかを判断する(ステップS5−9、S5−10)。
すなわち、前記接地荷重判断処理手段は、タイヤ36に加わる接地荷重を表す接地荷重指標として、前記タイヤ潰れ代ε、サスストロークσ、前後加速度gf、ヨーレートη、ロール角hr、荷重f、ブレーキペダル踏込量β、アクセルペダル踏込量κ、ステアリング角度γ、ステアリング角速度δγ、ステアリング角加速度δγ’等を読み込み、各接地荷重指標が、それぞれの閾値εtho、σtho、gftho、ηtho、hrtho、ftho、βtho、κtho、γtho、δγtho、δγ’tho以上であるかどうかを判断し(ステップS5−9−1〜S5−9−11)、各接地荷重指標のうちのいずれか一つ、本実施の形態においては、少なくともタイヤ潰れ代εが閾値εtho以上である場合に、接地荷重がタイヤ36に偏摩耗を発生させると判断し、キャンバ解除条件が成立すると判断する(ステップS5−9−12)。なお、閾値ηtho、hrthoの関係は、
ηtho>hrtho
に、閾値βmin、βthoの関係は、
βtho>βmin
に、閾値γth1、aγth1、γthoの関係は、
γtho>γth1>aγth1
にされる。
そして、前記接地荷重判断処理において、キャンバ解除条件が成立する場合に、前記通常走行時キャンバ制御処理手段の第2のキャンバ制御処理手段としてのキャンバ解除処理手段は、第2のキャンバ制御処理としてのキャンバ解除処理を行い、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を解除する(ステップS5−11)。
また、前記直進安定キャンバ要否判断処理において、直進走行用のキャンバ付与条件が成立しない場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、前記キャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS5−12)。
そして、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合に、前記キャンバ解除処理手段は、制御部16に内蔵された計時処理部としての図示されないタイマによる計時を開始し、計時を開始してから所定の時間が経過すると(ステップS5−13)、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を解除する(ステップS5−14)。
次に、前記制動時キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
図11は本発明の第1の実施の形態における制動時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す図、図12は本発明の第1の実施の形態におけるキャンバ付与阻止条件成立判断処理のサブルーチンを示す図、図13は本発明の第1の実施の形態における車両の制動時の姿勢の変化を説明するための図、図14は本発明の第1の実施の形態における旋回判断処理のサブルーチンを示す図、図15は本発明の第1の実施の形態における車速とステアリング角度の閾値との関係を示す図、図16は本発明の第1の実施の形態における車速とステアリング角速度の閾値との関係を示す図である。なお、図15において、横軸に車速vを、縦軸に閾値γthを採ってある。また、図16において、横軸に車速vを、縦軸に閾値δγthを採ってある。
ところで、車両の制動時には、車輪WLF、WRF、WLB、WRBの回転速度が低くされるが、車輪WLF、WRF、WLB、WRBごとの、外径、タイヤ36の転がり抵抗、制動機構の特性等が異なる場合、車輪WLF、WRF、WLB、WRBごとの制動機能が均一でなくなり、車両が不安定になることがある。
この場合、車輪WLB、WRBにキャンバθを付与することが考えられるが、車両の急制動時にも車輪WLB、WRBにキャンバθを付与すると、車輪WLB、WRBの各タイヤ36の接地面積が小さくなるので、タイヤ36の転がり抵抗がその分小さくなり、制動距離が長くなってしまう。したがって、車両の急制動時には車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されないようにするのが好ましいが、車両の旋回時のように、車両に遠心力が発生する場合にも車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されないようにすると、車両を安定させて制動させ、旋回させることができなくなってしまう。
そこで、本実施の形態においては、車両が緩やかに制動されたかどうかを判断し、車両が緩やかに制動された場合に、車輪WLB、WRBにキャンバθを付与するようにしている。また、車両が急制動されたかどうかを判断し、車両が急制動された場合に、車両が旋回させられている、すなわち、旋回中であるかどうかを判断し、車両が旋回中である場合に、車輪WLB、WRBにキャンバθを付与するようにしている。
そのために、まず、制動時キャンバ制御処理手段の緩制動判断処理手段としての制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、緩制動判断処理としての制動時キャンバ付与条件成立判断処理を行い、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、制動時に車輪WLB、WRBにキャンバθを付与する条件、すなわち、制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断する(ステップS6−1、S6−2)。
この場合、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、第1の緩制動判断指標として車速vを、第2の緩制動判断指標としてブレーキペダル踏込量βを読み込み、車速vが閾値vth2以上であり、かつ、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth2以上であるかどうかによって、前記制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断する。なお、前記閾値βmin、βtho、βth2の関係は、
βtho>βth2>βmin
にされる。
そして、車速vが閾値vth2以上であり、かつ、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth2以上である場合、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、制動用のキャンバ付与条件が成立すると判断し、車速vが閾値vth2より低いか、又はブレーキペダル踏込量βが閾値βth2より小さい場合、制動用のキャンバ付与条件が成立しないと判断する。
一方、制動用のキャンバ付与条件が成立しない場合、前記制動時キャンバ制御処理手段のキャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバ付与状態判断処理を行い、前記キャンバセンサ68によって検出されたキャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−3)。
そして、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、前記制動時キャンバ制御処理手段のキャンバ制御処理手段は、キャンバ制御処理を行う。すなわち、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与解除処理手段は、キャンバ付与解除処理を行い、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を解除する(ステップS6−4)。また、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記制動時キャンバ制御処理手段は処理を終了する。
次に、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理において、制動用のキャンバ付与条件が成立する場合、前記制動時キャンバ制御処理手段の急制動判断処理手段としてのキャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、急制動判断処理としてのキャンバ付与阻止条件成立判断処理を行い、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を阻止する条件、すなわち、キャンバ付与阻止条件が成立するかどうかによって、車両が急制動されたかどうかを判断する(ステップS6−5、S6−6)。
そのために、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、ブレーキペダル踏込量βを第1の急制動判断指標として、前後加速度gfを第2の急制動判断指標として、ABS信号を第3の急制動判断指標として読み込む。
そして、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth3以上であるかどうかによって第1の急制動判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−5−1)、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth3以上であり、第1の急制動判断条件が成立する場合、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断する(ステップS6−5−2)。
また、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth3より小さく、第1の急制動判断条件が成立しない場合、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、前記前後加速度gfが閾値gfth3以上であるかどうかによって第2の急制動判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−5−3)、前後加速度gfが閾値gfth3以上であり、第2の急制動判断条件が成立する場合、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断する(ステップS6−5−2)。
そして、前後加速度gfが閾値gfth3より小さく、第2の急制動判断条件が成立しない場合、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、ABS信号がオンであるかどうかによって第3の急制動判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−5−4)、ABS信号がオンであり、第3の急制動判断条件が成立する場合、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断する(ステップS6−5−2)。また、ABS信号がオフであり、第3の急制動判断条件が成立しない場合、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、キャンバ付与阻止条件が成立しないと判断する(ステップS6−5−5)。
そして、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、キャンバ付与阻止条件が成立する場合、車両が急制動されたと判断し、キャンバ付与阻止条件が成立しない場合、車両が緩やかに制動されたと判断する。
なお、閾値βth3は、雪道、凍結路等のような、路面の摩擦係数が低い道路(低ミュー路)を走行しているときに、最大の制動力で、タイヤ36と路面との間に限界摩擦力を発生させて車両を制動させるのに必要なブレーキペダル踏込量βの最大値(限界値)であり、閾値βmin、βtho、βth2、βth3の関係は、
βth3>βtho>βth2>βmin
にされる。前記閾値βth2、βth3によって第1、第2の閾値が構成される。
また、閾値gfth3は、乾燥路等のような、路面の摩擦係数が高い道路(高ミュー路)を走行しているときに、最大の制動力で、タイヤ36と路面との間に限界摩擦力を発生させて車両を制動した場合に発生する前後加速度gfの最大値(限界値)である。
なお、前記ABS装置は、摩擦係数が高い道路を走行しているときに、最大の制動力で、タイヤ36と路面との間に限界摩擦力を発生させて車両を制動した場合に作動させられ、ABS信号をオンにする。
本実施の形態においては、第1〜第3の急制動判断条件のうちの第1の急制動判断条件が成立する場合に、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断され、第2、第3の急制動判断条件が成立するかどうかは判断されないようになっているが、第1〜第3の急制動判断条件が成立するかどうかを判断し、第1〜第3の急制動判断条件のうちの少なくとも一つの急制動判断条件が成立する場合に、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断することができる。
そして、キャンバ付与阻止条件成立判断処理において、キャンバ付与阻止条件が成立せず、車両が緩やかに制動された場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−7)。
また、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、制動時キャンバ制御処理手段は処理を終了し、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与処理手段は、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBにキャンバθ
−5〔°〕≦θ<0〔°〕
を付与する(ステップS6−8)。
このように、本実施の形態においては、車両が緩やかに制動された場合に、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されるので、車輪WLB、WRBのタイヤ36に互いに対向する方向にキャンバスラストを発生させることができる。したがって、車両が制動されるのに伴って車輪WLF、WRF、WLB、WRBの回転速度が低くされたときに、車輪WLF、WRF、WLB、WRBごとの制動機能が均一でなくても、制動安定性を高くすることができる。
しかも、車両の制動時に、車両に外力が加わっても、外力と逆方向のキャンバスラストを大きくするくことができるので、制動安定性を一層高くすることができる。
さらに、本実施の形態においては、例えば、路面の摩擦係数が一様でなく、車両の制動時に所定の車輪のタイヤ36が路面上でスリップし、車両の姿勢が変化しても、制動安定性を高くすることができる。
すなわち、例えば、図13に示されるように、車両の姿勢が変化し、車両の後方が右側に傾いた場合、車両の後方を右方に向けて移動させようとする外力が車輪WLB、WRBに加わるが、車両の後方が右側に傾くのに伴って、車輪WRBのタイヤ36の接地荷重FRが、車輪WLBのタイヤ36の接地荷重FLより大きくなる。したがって、車輪WRBのタイヤ36に発生するキャンバスラストTRが、車輪WLBのタイヤ36に発生するキャンバスラストTLより大きくなるので、車両の姿勢を復元させることができる。その結果、制動安定性を高くすることができる。
一方、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理において、制動用のキャンバ付与阻止条件が成立する場合に一律に車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を阻止すると、制動の状況によっては車両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、車両が旋回中でない場合に、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を阻止するようにしている。
そのために、制動時キャンバ制御処理手段の旋回判断処理手段は、旋回判断処理を行い、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、車両が旋回中であるかどうかを判断する(ステップS6−9、S6−10)。
すなわち、前記旋回判断処理手段は、横加速度gsを第1の旋回判断指標として、ヨーレートηを第2の旋回判断指標として、ステアリング角度γを第3の旋回判断指標として、ステアリング角速度δγを第4の旋回判断指標として読み込む。
そして、前記旋回判断処理手段は、横加速度gsが閾値gsth以上であるかどうかによって第1の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−1)、横加速度gsが閾値gsth以上であり、第1の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−2)。横加速度gsが閾値gsthより低く、第1の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、ヨーレートηが閾値ηth以上であるかどうかによって第2の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−3)、ヨーレートηが閾値ηth以上であり、第2の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−2)。また、ヨーレートηが閾値ηthより小さく、第2の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、ステアリング角度γが閾値γth以上であるかどうかによって第3の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−4)、ステアリング角度γが閾値γth以上であり、第3の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−2)。そして、ステアリング角度γが閾値γthより小さく、第3の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、ステアリング角速度δγが閾値δγth以上であるかどうかによって第4の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−5)、ステアリング角速度δγが閾値δγth以上であり、第4の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−2)。また、ステアリング角速度δγが閾値δγthより低く、第4の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、車両が旋回中でないと判断する。
なお、図15及び16に示されるように、前記閾値γth、δγthは、車速vが低いほど高く、車速vが高いほど低く設定され、前記ROM61(図1)のマップにあらかじめに記録される。したがって、前記旋回判断処理手段は、第3、第4の旋回判断条件が成立するかどうかを判断するに当たり、ROM61のマップを参照し、車速vに対応する閾値γth、δγthを読み出す。
なお、閾値γth1、aγth1、γtho、γthの関係は、
γtho>γth1=γth>aγth1
にされる。
本実施の形態においては、第1〜第4の旋回判断条件のうちの第1の旋回判断条件が成立する場合に、車両が旋回中であると判断され、第2〜第4の旋回判断条件が成立するかどうかは判断されないようになっているが、第1〜第4の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し、第1〜第4の旋回判断条件のうちの少なくとも一つの旋回判断条件が成立する場合に、車両が旋回中であると判断することができる。
そして、前記旋回判断処理において、車両が旋回中でないと判断された場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−11)。
そして、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、前記キャンバ付与解除処理手段は、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を解除し(ステップS6−12)、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記制動時キャンバ制御処理手段のキャンバ付与阻止処理手段は、キャンバ付与阻止処理を行い、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を阻止し、処理を終了する。
このように、本実施の形態においては、車両が急制動された場合において、車両が旋回中でないと判断された場合、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与が阻止される。
一方、前記旋回判断処理において、車両が旋回中であると判断された場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−7)。
そして、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、制動時キャンバ制御処理手段は処理を終了し、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記キャンバ付与処理手段は、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBにキャンバθ
−5〔°〕≦θ<0〔°〕
を付与する(ステップS6−8)。
このように、本実施の形態においては、車両が急制動された場合において、車両が旋回中であると判断された場合に、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与される。
そして、本実施の形態においては、キャンバ付与阻止条件が成立する場合において、車両が旋回中でないと判断された場合、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与が阻止されるので、車輪WLB、WRBの各タイヤ36の接地面積が小さくなることがなく、タイヤ36の転がり抵抗が小さくなることがない。したがって、制動距離が長くなるのを抑制することができる。
また、キャンバ付与阻止条件が成立する場合において、車両が旋回中であると判断された場合、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されるので、車両を旋回させるのに伴って、遠心力が発生しても、外周側の車輪のタイヤ36の接地荷重が、内周側の車輪のタイヤ36の接地荷重より大きくなり、外周側の車輪のタイヤ36に発生するキャンバスラストが内周側の車輪のタイヤ36に発生するキャンバスラストより大きくなる。その結果、車両に求心力を発生させることができるので、制動の状況によって車両が不安定になることがなく、旋回安定性を高くすることができる。
しかも、車輪WLF、WRF、WLB、WRBごとに、外径、タイヤ36の転がり抵抗、制動機構の特性等が異なり、車輪WLF、WRF、WLB、WRBごとの制動機能が均一でなくても、制動安定性を高くすることができる。
そして、車両の制動時に車両に外力が加わった場合に、外力と逆方向のキャンバスラストを大きくすることができるので、制動安定性を一層高くすることができる。
また、本実施の形態においては、例えば、路面の摩擦係数が一様でなく、車両の制動時に所定の車輪のタイヤ36がスリップし、車両の姿勢が変化しても、車両の姿勢を復元させることができ、制動安定性を高くすることができる。
ところで、本実施の形態においては、キャンバ付与阻止条件成立判断処理が行われた後に、旋回判断処理が行われるようになっているが、旋回判断処理が行われた後にキャンバ付与阻止条件成立判断処理を行うようにすることができる。
次に、旋回判断処理が行われた後に車輪WLB、WRBへのキャンバの付与を阻止する場合の制動時キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
図17は本発明の第1の実施の形態における他の制動時キャンバ制御処理のサブルーチンを示す図である。
この場合、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断する(ステップS6−21、S6−22)。
制動用のキャンバ付与条件が成立しない場合、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、前記キャンバセンサ68によって検出されたキャンバθpを読み込み、該キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−23)。
そして、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、前記キャンバ付与解除処理手段は、前記アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を解除し(ステップS6−24)、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記制動時キャンバ制御処理手段は処理を終了する。
次に、前記制動用のキャンバ付与条件が成立する場合、前記旋回判断処理手段は、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、車両が旋回中であるかどうかを判断する(ステップS6−25、S6−26)。
そして、車両が旋回中であると判断された場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバθpを読み込み、キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断し(ステップS6−27)、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、前記制動時キャンバ制御処理手段は処理を終了し、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記キャンバ付与処理手段は、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBにキャンバθ
−5〔°〕≦θ<0〔°〕
を付与する(ステップS6−28)。
続いて、前記旋回判断処理手段による旋回判断処理において、車両が旋回中でないと判断された場合に、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、前記キャンバ付与阻止条件が成立するかどうかによって、車両が急制動されたかどうかを判断する(ステップS6−29、S6−30)。
そして、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、キャンバ付与阻止条件が成立する場合、車両が急制動されたと判断し、キャンバ付与阻止条件が成立しない場合、車両が緩やかに制動されたと判断し、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理において、キャンバ付与阻止条件が成立せず、車両が緩やかに制動された場合に、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバθpを読み込み、キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−27)。
また、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、制動時キャンバ制御処理手段は処理を終了し、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記キャンバ制御処理手段のキャンバ付与処理手段は、アクチュエータ31、32を作動させて車輪WLB、WRBにキャンバθ
−5〔°〕≦θ<0〔°〕
を付与する(ステップS6−28)。
そして、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理において、キャンバ付与阻止条件が成立する場合、前記キャンバ付与状態判断処理手段は、キャンバθpを読み込み、キャンバθpが、
−5〔°〕≦θp<0〔°〕
であるかどうかによって、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されているかどうかを判断する(ステップS6−31)。
車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されている場合、前記キャンバ付与解除処理手段は、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を解除し(ステップS6−32)、車輪WLB、WRBにキャンバθが付与されていない場合、前記キャンバ付与阻止処理手段は、車輪WLB、WRBへのキャンバθの付与を阻止し、処理を終了する。
なお、本実施の形態においては、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理において、車速vが閾値vth2以上であり、かつ、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth2以上であると判断された場合に、制動用のキャンバ付与条件が成立すると判断され、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理において、ブレーキペダル踏込量βが閾値βth3以上であるかどうかによって第1の急制動判断条件が成立するかどうかが判断されるようになっているが、減速度δvqに基づいて、制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断したり、第1の急制動判断条件が成立するかどうかを判断したりすることができる。
その場合、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、車両の減速度δvqを読み込み、車速vが閾値vth2以上であり、かつ、減速度δvが閾値δvqth1以上であるかどうかによって、制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断することができ、キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、前記減速度δvqを第1の急制動判断指標として読み込み、減速度δvqが閾値δvqth2以上であるかどうかによって、第1の急制動判断条件が成立するかどうかを判断することができる。
また、前記減速度δvqに代えて前後加速度gfを使用することができ、その場合、前記制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、車速v及び前後加速度gfを読み込み、車速vが閾値vth2以上であり、かつ、前後加速度gfが閾値gfth1以上であるかどうかによって、キャンバ付与条件が成立するかどうかを判断することができ、キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、前記前後加速度gfを第1の急制動判断指標として読み込み、前後加速度gfが閾値gfth2以上であるかどうかによって、第1の急制動判断条件が成立するかどうかを判断することができる。
次に、車両に横滑りが発生するのを防止するための図示されない横滑防止装置を備えた車両において、車両が旋回中であるかどうかを判断し、車両が旋回中であると判断された場合に車輪WLB、WRBにキャンバθを付与するようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
この場合、前記横滑防止装置を備えた車両においては、前記車輪WLF、WRF、WLB、WRB(図2)に、各車輪WLF、WRF、WLB、WRBの回転速度、すなわち、車輪速を検出するための車輪速検出部としての図示されない車輪速センサが配設される。
また、前記横滑防止装置は、横滑りを防止するための制御部、すなわち、横滑防止制御部を備え、該横滑防止制御部に、前記各車輪速センサ、車速検出部としての前記車速センサ63(図1)、ステアリング操作量検出部としての、かつ、操舵量検出部としてのステアリングセンサ64、ヨーレート検出部としてのヨーレートセンサ65、第1の加速度検出部としての横加速度センサ66等の各センサが接続され、各センサのセンサ出力が横滑防止制御部に送られる。
そして、前記横滑防止制御部の旋回状態判断処理手段は、旋回状態判断処理を行い、車速v、ステアリング角度γ、ヨーレートη及び横加速度gsを横滑判断指標として読み込み、車速v、ステアリング角度γ、ヨーレートη及び横加速度gsに基づいて、車両の旋回状態、すなわち、運転者が、車両の操舵を行うための操舵用の操作部としての、かつ、操舵部材としてのステアリングホイール13を回転させたときに、車輪WLF、WRFが路面に対して滑り、車両を十分に旋回させることができない状態、すなわち、アンダーステア状態が発生したかどうか、及び運転者がステアリングホイール13を回転させたときに、車輪WLB、WRBが路面に対して滑り、車両が過度に旋回させられる状態、すなわち、オーバーステア状態が発生したかどうかを判断する。
続いて、前記横滑防止制御部の横滑防止処理手段は、横滑防止処理を行い、車両にアンダーステア状態が発生したと判断されると、駆動源としてのエンジン12の出力を小さくするとともに、前記車輪WLF、WRF、WLB、WRBにそれぞれ配設された図示されないブレーキ装置のうちの、内周側の後方の車輪に配設されたブレーキ装置を作動させて車輪速を低くする。これにより、車両を旋回中心側に向けることができるので、アンダーステア状態の発生に伴って車両に横滑りが発生するのを防止することができる。
また、前記横滑防止処理手段は、車両にオーバーステア状態が発生すると、前記各ブレーキ装置のうちの、外周側の前方の車輪に配設されたブレーキ装置を作動させて車輪速を低くする。これにより、車両を旋回中心側と反対側に向けることができるので、オーバーステア状態の発生に伴って車両に横滑りが発生するのを防止することができる。
このように、アンダーステア状態が発生したり、オーバーステア状態が発生したりすると、前記横滑防止装置が作動させられ、車両に横滑りが発生するのを防止する。なお、前記横滑防止装置は、横滑防止制御部、各車輪速センサ、前記車速センサ63、ステアリングセンサ64、ヨーレートセンサ65、横加速度センサ66等の各センサ、各ブレーキ装置、エンジン12等によって構成される。
次に、前記構成の横滑防止装置を備えた車両が旋回中であると判断された場合の制動時キャンバ制御処理手段の動作について説明する。
この場合、前記第1の実施の形態と同様に、制動時キャンバ制御処理手段の旋回判断処理手段は、前記車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方、本実施の形態においては、車両状態及び操作状態に基づいて、車両が旋回中であるかどうかを判断する(ステップS6−9、S6−10)。なお、横滑防止装置が作動させられると、横滑防止制御部は横滑防止装置が作動させられていることを表す信号、すなわち、横滑防止装置作動信号をオンにする。そして、前記判断指標取得処理手段は、横滑防止装置作動信号を車両状態として取得する。
次に、前記旋回判断処理手段の動作について説明する。
図18は本発明の第2の実施の形態における旋回判断処理のサブルーチンを示す図である。
この場合、前記旋回判断処理手段は、横加速度gsを第1の旋回判断指標として、ヨーレートηを第2の旋回判断指標として、ステアリング角度γを第3の旋回判断指標として、ステアリング角速度δγを第4の旋回判断指標として、横滑防止制御部から横滑防止装置作動信号を第5の旋回判断指標として読み込む。
そして、前記旋回判断処理手段は、横加速度gsが閾値gsth以上であるかどうかによって第1の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−11)、横加速度gsが閾値gsth以上であり、第1の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−12)。横加速度gsが閾値gsthより低く、第1の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、ヨーレートηが閾値ηth以上であるかどうかによって第2の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−13)、ヨーレートηが閾値ηth以上であり、第2の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−12)。また、ヨーレートηが閾値ηthより小さく、第2の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、ステアリング角度γが閾値γth以上であるかどうかによって第3の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−14)、ステアリング角度γが閾値γth以上であり、第3の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−12)。そして、ステアリング角度γが閾値γthより小さく、第3の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、ステアリング角速度δγが閾値δγth以上であるかどうかによって第4の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−15)、ステアリング角速度δγが閾値δγth以上であり、第4の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−12)。また、ステアリング角速度δγが閾値δγthより低く、第4の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、横滑防止装置作動信号がオンであるかどうかによって第5の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し(ステップS6−9−16)、横滑防止装置作動信号がオンであり、第5の旋回判断条件が成立する場合、車両が旋回中であると判断する(ステップS6−9−12)。そして、横滑防止装置作動信号がオンでなく、第5の旋回判断条件が成立しない場合、前記旋回判断処理手段は、車両が旋回中でないと判断する。
このように、本実施の形態においては、横滑防止装置作動信号がオンであるかどうかによって第5の旋回判断条件が成立するかどうかが判断されるので、キャンバ付与阻止条件が成立する場合において、車両が旋回中であるかどうかを確実に判断することができる。したがって、車両が旋回中である場合に、車輪WLB、WRBに確実にキャンバθが付与されるので、制動の状況によって車両が不安定になることがなく、旋回安定性を一層高くすることができる。
ところで、前記横滑防止装置は、車両の直進走行時に、例えば、路面に凹凸があったり、路面の摩擦係数が一様でなかったりする場合に、所定の車輪のタイヤ36が空転したり、スリップしたりして各車輪速にばらつきが生じると、横滑防止装置作動信号をオンにする。
したがって、車両の直進走行時に、所定の車輪のタイヤ36が空転したり、スリップしたりして車両の姿勢が変化しても、車両の姿勢を復元させることができ、走行安定性を高くすることができる。
なお、前記第1の実施の形態と同様に、前記閾値γth、δγthは、車速vが低いほど高く、車速vが高いほど低く設定され、第1の記憶部としての前記ROM61のマップにあらかじめに記録される。したがって、前記旋回判断処理手段は、第3、第4の旋回判断条件が成立するかどうかを判断するに当たり、ROM61のマップを参照し、車速vに対応する閾値γth、δγthを読み出す。
また、閾値γth1、aγth1、γtho、γthの関係は、
γtho>γth1=γth>aγth1
にされる。
本実施の形態においては、第1〜第5の旋回判断条件のうちの第1の旋回判断条件が成立する場合に、車両が旋回中であると判断され、第2〜第4の旋回判断条件が成立するかどうかは判断されないようになっているが、第1〜第5の旋回判断条件が成立するかどうかを判断し、第1〜第5の旋回判断条件のうちの少なくとも一つの旋回判断条件が成立する場合に、車両が旋回中であると判断することができる。
なお、本発明は前記各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
16 制御部
31、32 アクチュエータ
WLF、WRF、WLB、WRB 車輪

Claims (8)

  1. 車両のボディと、
    該ボディに対して回転自在に配設された複数の車輪と、
    該各車輪のうちの所定の車輪に配設され、車輪にキャンバを付与するためのキャンバ可変機構と、
    車両が制動されたかどうかを判断する制動判断処理手段と、
    車両が旋回中であるかどうかを判断する旋回判断処理手段と、
    前記制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断され、かつ、前記旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、前記キャンバ可変機構によって前記所定の車輪にキャンバを付与するキャンバ付与処理手段とを有することを特徴とするキャンバ制御装置。
  2. 前記制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断された場合に、車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方に基づいて、所定のキャンバ付与阻止条件が成立するかどうかを判断するキャンバ付与阻止条件成立判断処理手段を有するとともに、
    前記キャンバ付与処理手段は、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段によって、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断された場合において、前記旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、前記キャンバ可変機構によって前記所定の車輪にキャンバを付与する請求項1に記載のキャンバ制御装置。
  3. 前記制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断された場合に、車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方に基づいて、所定のキャンバ付与阻止条件が成立するかどうかを判断するキャンバ付与阻止条件成立判断処理手段と、
    該キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段によって、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断された場合において、前記旋回判断処理手段によって、車両が旋回中でないと判断された場合に、前記キャンバ可変機構による前記所定の車輪へのキャンバの付与を阻止するキャンバ付与阻止処理手段とを有する請求項1又は2に記載のキャンバ制御装置。
  4. 前記旋回判断処理手段によって、車両が旋回中であると判断された場合に、車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方に基づいて、所定のキャンバ付与阻止条件が成立するかどうかを判断するキャンバ付与阻止条件成立判断処理手段を有するとともに、
    前記キャンバ付与処理手段は、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段によって、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断された場合に、前記キャンバ可変機構によって前記所定の車輪にキャンバを付与する請求項1に記載のキャンバ制御装置。
  5. 前記旋回判断処理手段によって、車両が旋回中でないと判断された場合に、車両状態及び操作状態のうちの少なくとも一方に基づいて、所定のキャンバ付与阻止条件が成立するかどうかを判断するキャンバ付与阻止条件成立判断処理手段と、
    該キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段によって、キャンバ付与阻止条件が成立すると判断された場合に、前記キャンバ可変機構による前記所定の車輪へのキャンバの付与を阻止するキャンバ付与阻止処理手段とを有する請求項1又は4に記載のキャンバ制御装置。
  6. 前記制動判断処理手段によって、車両が制動されたと判断された場合に、所定の制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断する制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段を有するとともに、
    該制動時キャンバ付与条件成立判断処理手段は、車速が閾値以上であり、かつ、制動操作量が閾値以上であるかどうかによって、制動用のキャンバ付与条件が成立するかどうかを判断し、
    該制動用のキャンバ付与条件が成立する場合に、前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段はキャンバ付与阻止条件が成立するかどうかを判断する請求項2〜5のいずれか1項に記載のキャンバ制御装置。
  7. 前記キャンバ付与阻止条件成立判断処理手段は、制動操作量が閾値以上であるかどうかを表す第1の急制動判断条件、前後加速度が閾値g以上であるかどうかを表す第2の急制動判断条件、及びABS信号がオンであるかどうかを表す第3の急制動判断条件のうちの少なくとも一つの急制動判断条件が成立する場合に 前記キャンバ付与阻止条件が成立すると判断する請求項2〜6のいずれか1項に記載のキャンバ制御装置。
  8. 前記旋回判断処理手段は、横加速度、ヨーレート、操舵量及び操舵量の変化率のうちの少なくとも一つが閾値以上である場合、又は横滑防止装置作動信号がオンである場合に、車両が旋回中であると判断する請求項1〜7のいずれか1項に記載のキャンバ制御装置。
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