JP2013532087A - 自動車の制御方法および自動車 - Google Patents

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Abstract

例えば後輪駆動、四輪駆動、前輪駆動といった複数の駆動モードを有する自動車において、例えば車輪のトー角やキャンバ角、あるいは輪重について、アクティブ・サスペンション装置が駆動モードに応じて異なる調整を行えるようになっており、走行特性を駆動モードに対して適切に合致させることができたり、逆に駆動モードの変更を運転者に感じさせないように調整したりすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも２通りの駆動モードで走行可能な自動車の制御方法であって、これらの駆動モードが、少なくとも一つの車輪に関して、この車輪が駆動輪であるか否かという点で互いから区別されるようになっているという特徴を有する自動車の制御方法に関する。本発明は自動車にも関する。
駆動モードとして、例えば「前輪駆動」「後輪駆動」または「四輪駆動」といったものが知られている。
さらにこのような自動車に関しては、いわゆるアクティブ・サスペンション、能動的な走行装置が用いられていること、すなわち、走行装置が自動車の運転中にサスペンション・セッティング、足回りの調整を行えることが前提として要求される。
自動車の運転者が自動車を安全に運転できるようにするために、運転者は、自分が運転する自動車とその走行特性に対する見識を養わなければならない。例えば車両運転車が、自分が運転する自動車のいわゆるセルフステア特性を把握していることは重要である。セルフステア特性は、セルフステア勾配により定量的に表すことができる。このセルフステア勾配は、自動車が定常円旋回走行を行うという条件を満たすために切らなくてはならないステアリング・ホイールの操舵角を自動車の速度に対する比で表した特性値である。いわゆるアンダーステアの場合は、本来必要であるよりも多めの操舵が、オーバーステアの場合は少なめの操舵が車両運転者には要求される。
自分の自動車を熟知している車両運転者であれば、車が示すアンダーステア傾向もしくはオーバーステア傾向に対して順応することができる。
ところが自動車運転者が同一人物であっても、駆動モードの方が変更されてしまうことがある。これは、運転者の入力に基づいて行われることがある。ただしコントロールユニットにより駆動モードの変更が行われるようになっているものもある。これは、エンジン以外にも必要に応じてオンオフされる電気駆動装置を搭載したハイブリッドカーにおいてよく見受けられるケースである。
車両運転者が、駆動モードのそのような変更によって、自動車の走行挙動が普段とは違うために危険な状況に陥ったり、あるいは自動車を運転するだけでも不快に感じたりする、例えば不安感にさいなまされたりすることは、避けなくてはならない。
独国特許出願公開第１０２００７０６０８７６号明細書
本発明の課題は、自動車の運転時により一層高度の安全性をもたらすことができる方法を提供することにある。
この課題は、方法に関しては請求項１の発明により解決され、自動車に関しては請求項８の発明により解決される。
すなわち本発明に係る方法は、走行装置がアクティブ方式であることを利用するようになっている。すなわち、駆動モードの変更時には、自動車の走行装置において設定可能な少なくとも一つのサスペンション・セッティング、足回り調整に関して、自動的な変更が行われるようになっている。
換言すれば、どのような駆動モードであるかは、アクティブ・サスペンション装置、能動的な走行装置の入力量によりわかるようになっている。この場合は、車両乗員により一層高度の安全性がもたらされるように、走行装置による調整を提供することができる。
能動的な走行装置により、まずは自動車の少なくとも一つの車輪におけるトー角および／またはキャンバ角が変更されるようにするとよい。これらはセルフステア特性を決定付けるものである。
全く同様にこの能動的な走行装置により、少なくとも一つの車輪において、車両上下軸に沿ってこの車輪に作用する輪重（力）が変更されるようにしてもよい。これは例えば特許文献１に記載される、ローリングを防止するようになっている、自動車の車体両側の車輪を互いに連結するスタビライザの機能を併せ持った、自動車のダンパに内蔵される電気機械式コンバータにより行われるようにするとよい。簡単な実施形態の一例においては、そのようなスタビライザは単なるばねとなっている。このスタビライザ、すなわちこのばねの剛性が変化すると、車両上下軸に沿って作用する輪重、すなわち車輪に加わる力も変化する。この剛性は、二つのばね部分の間にアクチュエータを結合することによって変更することができる。
輪重は、ショックアブソーバ部においても閉ループ制御によって変更することができるようになっており、また例えばスーパーインポーズステアリングや後輪ステアリングに関してはさらに別の操作量が定義されるようにしてもよい。
本発明の別の好ましい実施形態においては、自動車のセルフステア特性を表す量が、駆動モードに依存する事前に定められた値を取るように、走行装置における調整に関して変更が行われるようになっている。
上述の量は、セルフステア勾配であることが好ましい。
それにより、自動車がどの程度オーバーステア傾向またはアンダーステア傾向を示すのか、それとも通常に走行しているのかを、明確に定義された形式で、かつ駆動モードに関連付けて、決定することができる。
駆動モードとのこの依存関係は、上述の量の違い、特に各セルフステア勾配の違いとなって表れるようにすることができる。例えば後輪駆動のためには、前輪駆動（フロントドライブ）の場合よりもアンダーステア傾向が顕著となるようにするとよい。なぜならば後輪駆動の場合はいずれにしても駆動力によってオーバーステア傾向が内在しているからである。その意味からもこの場合は、駆動モードに依存したセルフステア勾配の差異が意図的に設けられる。
ただし一方で、駆動モード変更時のセルフステア勾配の変化率を、可能な限り小さな値だけに、すなわち最大でも１５％、好ましくは最大でも１０％、非常に好ましくは最大でも５％、極めて好ましくは最大でも２％または１．５％または１％に抑えるようにするとよい。すなわちこの場合は、仮に駆動モードが変更されたとしても、どんな場合でも自動車がそれまでと全く同じ挙動を示すという感触を、車両運転者は得ることになる。この場合車両運転者は、駆動モードの変更に順応する必要なく、自動車を安全に運転することができる。
本発明に係る自動車は、能動的な走行装置を、すなわち、各種調整を自動的に行うことが可能な走行装置を用いるようになっている。制御装置により、駆動モード変更時には自動車のこの走行装置において調整可能な少なくとも一つの調整に関して、自動的な変更が行われるようにするとよい。
すなわち本発明に係る自動車は、本発明に係る方法を自動的に実行するように構成された制御装置が配設されている、能動的な走行装置を有している。本発明に係る方法の好ましい実施形態についても、この制御装置によって実行されるようにすることが好ましい。
以下では本発明の好ましい実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る方法の実施形態の一例を解説するためのフローチャートである。
ステップＳ１０において行われる自動車の始動を受けて、車両運転者または自動車の制御システムは、ステップＳ１２において、走行をどの駆動モードで開始すべきであるかを決定する。この駆動モードは、例えば後輪駆動、前輪駆動、または四輪駆動であるとよい。基本的に２つの駆動モードは、自動車の少なくとも一つの車輪に関して、それが駆動輪であるか否かという点で区別される。図示の例においては、自動車によりそのような駆動モードが少なくとも２通り、実現されるようになっている。この駆動モードに合うように、ステップＳ１４においてトー角およびキャンバ角が設定され、さらにステップＳ１６において、例えばいわゆるスタビライザ、すなわち自動車の車体両側の車輪を互いに連結しているばねの剛性を相応に調整することによって、各車輪にかかる輪重の設定が行われるようになっている。
次にステップＳ１８において、駆動モードで何か変更が行われたかどうかが検査される。この変更は、運転者により行われることもあれば、制御システムにより自動的に行われることもある。
この駆動モードの変更が行われない限りは、駆動モードが変更されたかどうかが繰り返してチェックされる。ステップＳ１８において駆動モードの変更が確認されると、可能な限りこの変更の直後にステップＳ２０においてトー角およびキャンバ角が改めて設定し直され、輪重も同様にステップＳ２２において改めて設定し直されるようになっている。
本実施形態の一例においては、ここで、自動車のセルフステア勾配、すなわち定常円旋回走行の場合における操舵角と車両速度との比が、駆動モードを問わずに同一となるようにすることを目的としている。あるいはその代わりに、駆動モードに応じて最適安全性がもたらされるようにするために、セルフステア勾配をそれぞれの駆動モードに合わせて所定の方式で決定することを目的としてもよい。例えばセルフステア勾配は、駆動モードが後輪駆動に相当する場合は、アンダーステア傾向を示す範囲内で上下するようにするとよい。
ステップＳ２２を経た後は、再びステップＳ１８に移動し、駆動モードが実際に変更されたかどうか、または変更されるべきであるかどうかについて、実際にそうなるまでチェックが継続され、実際にそうなったら、再びステップＳ２０およびＳ２２が実行される。このフローチャートからは、いずれステップＳ２４が分岐して、そこで車両の運転が終了される、すなわち車両が停止され、動力が切られることになる。
本発明によれば、駆動モードに合わせてそれぞれ最適のトー角およびキャンバ角ならびに輪重が設定されることにより、車両運転者が車両のセルフステア特性を適切に理解して考慮に入れることができたり、セルフステア特性が駆動モードに対して最適にチューニングされたりして、車両運転者が車両を安全に運転することができる。
この課題は、方法に関しては請求項１の発明により解決され、自動車に関しては請求項７の発明により解決される。
すなわち本発明に係る方法は、走行装置がアクティブ方式であることを利用するようになっている。すなわち、駆動モードの変更時には、自動車の走行装置において設定可能な少なくとも一つのサスペンション・セッティング、足回り調整に関して、自動的な変更が行われるようになっている。

Claims (8)

  1. 少なくとも２つの駆動モードで走行可能な自動車の制御方法であって、前記駆動モードのそれぞれが、自動車の少なくとも一つの車輪についてそれが駆動輪であるかどうか、によって互いに区別されるようになっている自動車の制御方法において、
    前記駆動モードの変更の際に、自動車の走行装置において調整可能な少なくとも一つの調整に関する自動的な変更が行われること
    を特徴とする自動車の制御方法。
  2. 前記調整に関する変更に、自動車の少なくとも一つの車輪のトー角および／またはキャンバ角の変更が含まれることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の制御方法。
  3. 前記調整に関する変更に、車両上下軸に沿って作用する少なくとも一つの車輪の輪重の変更が含まれることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車の制御方法。
  4. 自動車の車体両側の車輪を互いに連結しているスタビライザの剛性を変更することを特徴とする、請求項３に記載の自動車の制御方法。
  5. 自動車のセルフステア特性を表す量が、事前に定められ前記駆動モードに依存する値を取るように、前記変更が行われることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の自動車の制御方法。
  6. 前記量がセルフステア勾配であることを特徴とする、請求項５に記載の自動車の制御方法。
  7. 前記セルフステア勾配を、前記駆動モードの変更の際に、最大でも１５％、好ましくは最大でも１０％、非常に好ましくは最大でも５％、極めて好ましくは最大でも１％、変更することを特徴とする、請求項６に記載の自動車の制御方法。
  8. 少なくとも２つの駆動モードで走行可能な自動車であって、前記駆動モードのそれぞれが、自動車の少なくとも一つの車輪についてそれが駆動輪であるかどうか、によって互いに区別されるようになっており、運転時に少なくとも一つの調整に関して自動的な変更を行うことが可能となっている走行装置を有する自動車において、
    前記駆動モードの変更の際に、自動車の前記走行装置において調整可能な少なくとも一つの調整に関する自動的な変更を行う制御装置を有する
    こと
    を特徴とする自動車。
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