JP2900445B2 - 車輪のキャンバ角制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車輪のキャンバ角制御装置、特に自動車にお
ける車輪のキャンバ角を走行状況に応じて自動的に制御
する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上述のように車輪のキャンバ角を走行状況に応
じて自動的に制御する装置として例えば特開昭57−5361
3号または特開昭62−125952号公報に示されるものが知
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記従来の技術は何れも走行中における横風
による車両の挙動変化に対してキャンバ角を制御するも
のでないため、車両が走行中に横風を受けたときに生じ
る挙動変化を防止することができなかった。

このため、従来は横風に対して車両の挙動が不安定と
ならないように、サスペンション自体あるいはその設置
点を工夫したり、ボディ形状を工夫したりして対処して
いたため、車両の設計上制約を受けることが多かった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記に鑑み創案されたもので、車輪のキャン
バ角を調整するアクチュエータと、ステアリングホイー
ルの操舵状態を検出する操舵センサと、車体に生じたヨ
ーレイトを検出するヨーレイトセンサと、車速を検出す
る車速センサと、上記の操舵センサ、ヨーレイトセン
サ、及び、車速センサの出力に応じて上記アクチュエー
タを制御するコントローラとを具備し、上記コントロー
ラは、上記操舵センサにより上記ステアリングホイール
の操舵角がほぼ中立状態にあることが検出されかつ上記
ヨーレイトセンサにより上記車体にヨーレイトが生じて
いることが検出されたか否かを判定する判定手段と、上
記判定手段による判定が成立したときに上記車輪のキャ
ンバラススト力が該ヨーレイトによって生じる車両の挙
動変化を低減する方向に変化するように上記ヨーレイト
センサが検出するヨーレイトに応じて目標キャンバ角を
設定する目標キャンバ角設定手段と、上記車速センサが
検出する車速に応じて上記目標キャンバ角を補正する目
標キャンバ角補正手段と、車輪のキャンバ角が上記補正
された目標キャンバ角となるように上記アクチュエータ
を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする車輪の
キャンバ角制御装置である。

〔作用〕

本発明によれば、上記操舵センサにより上記ステアリ
ングホイールの操舵角がほぼ中立状態にあることが検出
されかつ上記ヨーレイトセンサにより上記車体にヨーレ
イトが生じていることが検出されて上記コントローラの
上記判定手段による判定が成立すると、上記コントロー
ラの上記目標キャンバ角設定手段が上記ヨーレイトセン
サが検出するヨーレイトに応じて目標キャンバ角を設定
し、上記目標キャンバ角補正手段が上記車速センサが検
出する車速に応じて上記目標キャンバ角を補正し、つい
で、上記駆動手段が上記補正された目標キャンバ角とな
るように上記アクチュエータを駆動する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例全体を示すもので、図中符
号２は左前輪のキャンバ角を調整するアクチュエータ、
４は右前輪のキャンバ角を調整するアクチュエータ、６
は左後輪のキャンバ角を調整するアクチュエータ、８は
右後輪のキャンバ角を調整するアクチュエータである。
これらアクチュエータ２〜８は油圧シリンダにより構成
され、サスペンションに対して具体的には例えば第２図
に示すように設けられる。すなわち、第２図は自動車の
正面視であるが、ストラット型サスペンションのストラ
ットＳの上端と車体Ｆとの間にアクチュエータＡを介装
し、同アクチュエータＡを伸長または縮小することによ
ってストラットＳの上端位置を車幅方向に変位し、これ
により各車輪Ｗのキャンバ角θを調整可能とするもので
ある。

各アクチュエータ2,4,6及び８は夫々電磁式の制御弁1
0,12,14及び16により駆動される。各制御弁10,12,14及
び16は、供給路18を介してポンプ20に、排出路22を介し
てオイルリザーバ24に接続されている。ポンプ20は図示
しないエンジン等により駆動されオイルリザーバ24内の
オイルを吸引して供給路18へ吐出するものである。供給
路18にはアキュムレータ26が接続され、また同供給路18
はリリーフ弁28を介してリザーバ24に接続されており、
これにより供給路18が設定圧に保たれる。

各制御弁10,12,14及び16は、駆動手段としての駆動回
路30からの各制御信号により、各アクチュエータ２〜８
へのオイルの給排を禁止してロックする第１位置と、各
アクチュエータ２〜８が伸長する方向（ポジティブキャ
ンバ方向）にオイルを給排する第２位置と、各アクチュ
エータ２〜８が縮小する方向（ネガティブキャンバ方
向）にオイルを給排する第３位置とを個々にとることが
できる。

32は駆動回路30へ制御信号を出力するコントローラで
あり、同コントローラ32は、後述する各センサの出力信
号を入力して所定のプログラム処理を行い、駆動回路30
へ制御信号を出力するものである。このため、コントロ
ーラ32内には、上記所定のプログラムを記憶したROM3
4、更に図示しないが各センサの出力信号を入力するた
めの入力回路、プログラムに沿った演算及び処理を実行
するためのCPU、RAM及び出力回路、並びにこれら各エレ
メント間のインターフェイスを備えている。

上述した各センサとしては、車体に生じているヨーレ
イトを検出する周知のヨーレイトセンサ36、図示しない
ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵センサ3
8、車速を検出する車速センサ40、左前輪のアクチュエ
ータ２のストローク位置を検出する変位センサ42、右前
輪のアクチュエータ４のストローク位置を検出する変位
センサ44、左後輪のアクチュエータ６のストローク位置
を検出する変位センサ46、右後輪のアクチュエータ８の
ストローク位置を検出する変位センサ48が設けられてい
る。

次にコントローラ32が実行する処理を第３図に示すフ
ローチャートに従って説明する。

コントローラ32は、図示しないエンジンスイッチのオ
ンと共に第３図に示すフローチャートに従うプログラム
処理を実行する。先ず、ステップS1において初期設定、
つまりプログラム処理に必要な所定メモリ領域をゼロク
リアあるいは初期値とする。

次いで、ステップS2では各センサ36〜48の出力を読込
み、所定メモリ領域に記憶する。次いでステップS3に進
み、ステップS2で記憶した車速が設定車速（例えば、3k
m/h）以上であるか判定する。ステップS3で「NO」であ
ると、ステップS4に進んで各アクチュエータ２〜８の目
標ストローク位置を定める目標値として通常の直進走行
に適した各アクチュエータの基準値が設定される。

ステップS3で「YES」であると、ステップS5に進み、
ステップS2で記憶した操舵角δの絶対値が設定操舵角δ
_０（例えば、30deg）以下であるか判定する。

ステップS5で「YES」であると、ステップS6に進み、
ステップS2で記憶したヨーレイトＹが設定ヨーレイトY₀
以上であるか判定する。なお、この設定ヨーレイトY₀は
車両が横風の影響を受け始める程度の値に設定されてい
る。

ステップS6で「YES」であると、つまりステアリング
ホイールがその中立位置にあって直進走行しているにも
かかわらず車体に横加速度が作用している状態である
と、これは車体に横風等の外乱が作用していることであ
るため、これに対応すべくステップS7、S8のキャンバ角
制御へ進む。ステップS7では、各アクチュエータ２〜８
の目標値を後述するようにマップを参照して設定する。

次に、このステップS7におけるマップを参照した目標
値の設定について具体的に説明する。なお、ここでは、
第４図に示すように、横風により車両に作用する側方か
らの押圧力の中心点Ｍが車両の重心Ｇよりも車両前方
（矢印Ｆ方向）に位置するタイプの車両の場合について
説明する。

先ず、ステップS2で記憶したヨーレイト及び同ヨーレ
イトの向きを基に、第５図に示されるヨーレイト−キャ
ンバ角マップを参照して各輪の目標キャンバ角を求める
と共に、ステップS2で記憶した車速を基に、第６図に示
される車速−補正係数マップを参照して補正係数を求
め、上記ヨーレイト−キャンバ角マップを参照して求め
た目標キャンバ角に上記補正係数を乗じて目標キャンバ
角を補正し、次いでその補正済の各輪の目標キャンバ角
に応じた各アクチュエータ２〜８の目標値を設定する。

なお、これらヨーレイト及び車速の変化に伴う車体の
挙動変化を全て考慮して目標キャンバ角が設定された１
つのマップに基づいて各アクチュエータの目標値を求め
るように構成することも可能である。また第５図のマッ
プにおいて「風上」及び「風下」なる記載があるが、こ
れは風の向きがヨーレイトの向きに相当するものであ
る。

このようにしてステップS7の処理を終えると、あるい
はステップS4の処理を終えると、ステップS8に進んで各
アクチュエータのストローク位置を各目標値に一致させ
るように駆動回路30へ制御信号を出力する。すなわち、
具体的には、先ずステップS2で記憶した各アクチュエー
タ２〜８のストローク位置値がステップS7またはS4で設
定された各輪の目標値に一致しているか判定する。そし
て、アクチュエータ２〜８の中で、目標値に一致してい
るアクチュエータについてはそのアクチュエータをロッ
クするように、つまり制御弁10〜16の中で対応する制御
弁を上記第１位置に制御すべく駆動回路30へ制御信号を
出力する。またアクチュエータ２〜８の中で目標値に一
致していないアクチュエータについてはそのストローク
位置値が目標値に一致するように制御弁10〜16の中で対
応する制御弁を制御すべく駆動回路30へ制御信号を出力
する。つまり、そのアクチュエータを伸長する必要があ
るのであれば対応する制御弁を上記第２位置に制御し、
そのアクチュエータを短縮する必要があるのであれば対
応する制御弁を上記第３位置に制御する制御信号を駆動
回路30へ出力する。

ところで、ステップS5で「NO」であると、つまり運転
者がステアリングホイールを操舵してその操舵角δが設
定操舵角δ_０よりも大きくなると、旋回走行時の旋回性
能を上げるためのステップS9及びS8のキャンバ角制御へ
進む。ステップS9では各アクチュエータ２〜８の目標値
を後述するようにマップを参照して設定する。

次にこのステップS9におけるマップを参照した目標値
の設定について具体的に説明する。

先ず、ステップS2で記憶したヨーレイトの大きさに基
づき、前輪については第７図に示すヨーレイトーキャン
バ角マップを参照して目標キャンバ角を求め、後輪につ
いては第８図に示すヨーレイト−キャンバ角マップを参
照して目標キャンバ角を求めると共に、ステップS2で記
憶した車速を基に第９図に示した車速−補正係数マップ
を参照して前輪及び後輪毎の補正係数を求め、上記第８
図及び第９図のマップを参照して求めた目標キャンバ角
にこの補正係数を乗じて目標キャンバ角を補正し、次い
でその補正済の各輪の目標キャンバ角に応じた各アクチ
ュエータ２〜８の目標値を設定する。なお、第８図及び
第９図に示した「外輪」「内輪」の意味は旋回に関して
であり、ヨーレイトＹの向きまたは操舵角δに基づき判
定する。

上述のこれらヨーレイト及び車速の変化に伴う車体の
挙動変化を全て考慮して目標キャンバ角が設定された１
つのマップに基づいて各アクチュエータの目標値を求め
るように構成することも可能である。

そして、ステップS9の処理を終えると、やはりステッ
プS8に進んで各アクチュエータのストローク位置を各目
標値に一致させるように駆動回路30へ制御信号を出力す
る。

そしてステップS8の処理を終えると、再びステップS2
へ戻り、各センサの出力信号を読込む。このようにステ
ップS2〜S8（あるいはS9）の処理が繰り返されることに
より、最終的に各アクチュエータ２〜８のストローク位
置は各目標値に制御される。なお、ステップS2〜S8（あ
るいはS9）の処理の繰り返しは、コントローラ32内のCP
U等の能力にもよるが、１サイクルが数ms程度である。

このように構成された実施例によれば、例えば図示し
ないステアリングホイールのそのほぼ中立位置（直進位
置）に保って走行しているときに車両左方から横風を受
けて車体に右方へ向いた横加速度が作用した場合、第４
図に示した特性上、本来は車両が右旋回しようとする
（つまり、右回りのヨーレイトが発生する）挙動を示す
が、各輪のキャンバ角がコントローラ32からの制御信号
により制御され、前輪においては左輪のキャンバ角がポ
ジティブに右輪のキャンバ角がネガティブに、後輪にお
いては左輪のキャンバ角がネガティブに右輪のキャンバ
角がポジティブにそれぞれ制御される（ステップS7、S
8）。これにより各輪のキャンバスラスト力は上述した
右旋回しようとする車両の挙動を打消す方向に作用する
ことになり、横風時における車両の直進安定性を格段に
向上することができる。

また操舵角δが設定操舵角δ_０よりも大きい旋回走行
時には、そのとき車体に作用しているヨーレイトＹの大
きさに応じて角輪のキャンバ角が制御される。すなわ
ち、前輪については旋回外輪のキャンバ角がネガティブ
に旋回内輪のキャンバ角がポジティブに制御され、後輪
については設定ヨーレイトY₁未満で旋回外輪のキャンバ
角がポジティブに旋回内輪のキャンバ角がネガティブ
に、また設定ヨーレイトY₁以上で旋回内輪のキャンバ角
がネガティブに旋回内輪のキャンバ角がポジティブにそ
れぞれ制御される（ステップS9,S8）。これにより各輪
のキャンバスラスト力がトータルとして、設定ヨーレイ
トY₁未満では旋回し易く（ステアリングホイールの操舵
に対する車両の旋回応答性が向上する所謂オーバーステ
アに近づく）なり、設定ヨーレイトY₁以上では旋回し難
く（ステアリングホイールの操舵に対する車両の旋回応
答性が低下する所謂アンダステアに近づく）なるように
変化することになり、車両の旋回性能を格段に向上する
ことができる。なお、設定ヨーレイトY₁は、旋回走行時
に更にステアリングホイールを切込んだり車速を上げる
等して車両が強オーバーステアになる前にアンダステア
傾向へステア特性を変えようとすることを目的としたも
のであり、適宜設定される。

上記実施例において、車速Ｖが設定車速V₀未満の極低
速時には各アクチュエータ２〜８の目標値に上記基準値
を設定してステップS7,S8,S9のキャンバ角制御を行わな
いように構成されている。これは横風を受けてキャンバ
角制御を実行したまま停車してしまうと停車中の各輪の
キャンバ角が不自然であり各輪のタイヤにも偏った力が
長時間作用してしまう点を考慮したためであり、それ故
停車する際には各輪のキャンバ角を必ず基準キャンバ角
に戻すことができる。

また上記実施例において、ヨーレイトＹが設定ヨーレ
イトY₀未満のときにはやはり各アクチュエータ２〜８の
目標値に上記基準値を設定してステップS7,S8,S9のキャ
ンバ角制御を行わないように構成されている。これは厳
密には弱いヨーレイトであっても走行中の車両の挙動に
対して影響があり、そのためキャンバ角制御を実行した
方がベターであるが、運転者が余り悪影響として感じな
い程度のヨーレイトに対してその都度キャンバ角制御を
実行したのではエネルギーの損失が嵩むばかりでなく各
制御弁及びアクチュエータ等の耐久性が劣化してしまう
点を考慮したためであり、それ故このような不具合を解
消できる。

また、上記実施例において、ステップS8で目標キャン
バ角を第６図に示す車速−補正係数マップにより求めた
補正係数を乗じて補正しているが、これは車速が高くな
るにつれて車両が横風により受ける挙動変化への影響が
小さくなる点を考慮したためである。それ故車速に応じ
て横風に対する最適なキャンバ角制御を実行することが
できる。同様に、ステップS9で目標キャンバ角を第10図
に示す車速−補正係数マップで求めた補正係数を乗じて
補正しているが、これは車速が高くなるにつれて各輪の
キャンバスラスト力の変化が車両の旋回性に与える影響
も変わってくる点を考慮したためである。それ故車速に
応じて旋回性能を向上すべく最適なキャンバ角制御を実
行することができる。

なお、上記実施例における各輪の基準キャンバ角は、
その車両の特性に応じて例えば前輪側は若干ポジティブ
に後輪側は若干ネガティブに、あるいはその逆に設定す
る等、通常走行に最適な値に設定されるものである。更
に第５図，第７図，第８図第９図，第10図及び第11図に
示した各マップはコントローラ32内のROM34に記憶され
たものであるが、その各値は高い効果が得られるように
その車両のもつ特性に合わせて実験により定められるも
のである。また例えば各車輪と車体側部材とが近接して
いる等の理由により各車輪のキャンバ角制御の範囲が限
定されてしまう場合等には、該キャンバ角制御をポジテ
ィブ側の範囲のみ実行するように構成したり、ネガティ
ブ側の範囲のみで実行するように構成したり、あるいは
ポジティブ側及びネガティブ側の両範囲に亘って実行す
るように構成することも可能である。

上記実施例は第４図に示すように横風により車両に作
用する側方からの押圧力の中心点Ｍが車両の重心Ｇより
も車両前方に位置するタイプの車両について本発明を適
用したものであるが、次に第10図に示すように横風によ
り車両に作用する側方からの押圧力の中心点Ｍが車両の
重心Ｇよりも車両後方に位置するタイプの車両について
本発明を適用した実施例を説明する。

この実施例は基本的には第１図〜第９図に示される実
施例と同じであるが、異なる点は第５図に示されるヨー
レイト−キャンバ角マップに代えて第11図に示されるヨ
ーレイト−キャンバ角マップを採用したことにある。つ
まり中心点Ｍが重心Ｇよりも車両後方にあるために、直
進走行中に横風を受けた場合、第４図に示すタイプの車
両とは逆の挙動変化を示すので、これに対処するために
第11図に示すマップのキャンバ角の制御方向が第５図に
示すマップのキャンバ角の制御方向に対して逆方向に設
定されている。

この実施例によれば、例えば直進走行しているときに
車両左方から横風を受けた場合、第10図に示した特性
上、本来は車両が左旋回しようとする挙動（つまり、左
回りのヨーレイトが発生する）を示すが、各輪のキャン
バ角がコントローラ32からの制御信号により制御され、
前輪においては左輪のキャンバ角がネガティブに右輪の
キャンバ角がポジティブに、後輪においては左輪のキャ
ンバ角がポジティブに右輪のキャンバ角がネガティブに
それぞれ制御される。これにより各輪のキャンバスラス
ト力は上述した左旋回しようとする車両の挙動をやはり
打消す方向に作用することになり、横風時における車両
の直進安定性を格段に向上することができる。

なお、この第10図及び第11図に従って説明した実施例
においても、やはりキャンバ角制御をポジティブ側の範
囲でのみ実行するように構成したり、ネガティブ側の範
囲でのみ実行するように構成したり、あるいはポジティ
ブ側及びネガティブ側の両範囲に亘って実行するように
構成することも可能である。

また第１図〜第９図に従って説明した実施例及び第10
図、第11図に従って説明した実施例については、横風を
受けたときにあるいは旋回走行を行っているときに全て
の車輪についてキャンバ角制御を実行するように構成し
ているが、（ｉ）前輪のみまたは後輪のみについてキャ
ンバ角制御を実行するように構成したり、（ii）平面視
における一対角線上に位置する車輪についてのみキャン
バ角制御を実行するように構成することも可能である。
更には、（iii）前輪のみまたは後輪のみについてキャ
ンバ角制御を行うアクチュエータを設け、横風を受けた
ときに左右輪の一方のみについてのみキャンバ角制御を
実行するように構成することも可能である。なお、上記
（ii）または（iii）のケースにおいては車両のヨー変
位の向きに相当する車輪についてキャンバ角制御を実行
するのが好ましい。つまり、横風に対する制御（ステッ
プS7,S8）においては、横風により車両が例えば平面視
において時計周りのヨー変位を生じようとするのであれ
ば、右前輪及び／または左後輪についてキャンバ角制御
を実行するのが効果的であり、また旋回性能の向上のた
めの制御（ステップS9,S8）においては、例えば右旋回
するのであれば、左前輪及び／または右後輪についてキ
ャンバ角制御を実行するのが効果的である。

更に、第１図に示すコントローラ32は、そのROM34を
交換できるように構成されており、このため所要のヨー
｜レイト−キャンバ角マップや車速−補正係数マップを
記憶させたROMを用意することにより、該ROMの交換のみ
で特性の異なる車両に実施することができる。

上述した各実施例におけるサスペンションは何れもス
トラットタイプであるが、他のタイプのサスペンション
であっても車輪支持部材と車体との間にアクチュエータ
を介装することによって車輪のキャンバ角を制御できる
タイプのサスペンションであれば、本発明を容易に適用
することができる。またアクチュエータも上記実施例の
ような油圧式のものに限らず例えば電動式のアクチュエ
ータを採用することも可能である。

〔効果〕

本発明によれば、走行中に車両が横風を受けて車体に
ヨーレイトが生じると、上記ヨーレイトセンサがそのヨ
ーレイトを検出し、上記制御手段が該ヨーレイトによる
車両の挙動変化が低減するように上記アクチュエータに
より上記車輪のキャンバ角を制御するので、横風があっ
ても走行安定性が劣化することを防止でき、これにより
サスペンションの工夫やボディ形状の工夫等の従来受け
ていた車両の設計上の制約を大幅に解消できるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体説明図、第２図は
第１図のアクチュエータの装着例を示す正面図、第３図
は第１図のコントローラ32の作動を説明するフローチャ
ート、第４図は上記一実施例における車両の特性を示す
説明図、第５図はコントローラ32のROM34に記憶されて
いるヨーレイト−キャンバ角マップを示す説明図、第６
図はROM3に記憶されている車速−補正係数マップを示す
説明図、第７図はROM34に記憶されている前輪用のヨー
レイト−キャンバ角マップを示す説明図、第８図はROM3
4に記憶されている後輪用のヨーレイト−キャンバ角マ
ップを示す説明図、第９図は車速−補正係数マップを示
す説明図、第10図は別の実施例における車両の特性を示
す説明図、第11図は第10図の実施例におけるヨーレイト
−キャンバ角マップを示す説明図である。 2,4,6,8……アクチュエータ、10,12,14,16……制御弁、
32……コントローラ、36……ヨーレイトセンサ、38……
操舵センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60G 17/015

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪のキャンバ角を調整するアクチュエー
   タと、ステアリングホイールの操舵状態を検出する操舵
   センサと、車体に生じたヨーレイトを検出するヨーレイ
   トセンサと、車速を検出する車速センサと、上記の操舵
   センサ、ヨーレイトセンサ、及び、車速センサの出力に
   応じて上記アクチュエータを制御するコントローラとを
   具備し、上記コントローラは、上記操舵センサにより上
   記ステアリングホイールの操舵角がほぼ中立状態にある
   ことが検出されかつ上記ヨーレイトセンサにより上記車
   体にヨーレイトが生じていることが検出されたか否かを
   判定する判定手段と、上記判定手段による判定が成立し
   たときに上記車輪のキャンバスラスト力が該ヨーレイト
   によって生じる車両の挙動変化を低減する方向に変化す
   るように上記ヨーレイトセンサが検出するヨーレイトに
   応じて目標キャンバ角を設定する目標キャンバ角設定手
   段と、上記車速センサが検出する車速に応じて上記目標
   キャンバ角を補正する目標キャンバ角補正手段と、車輪
   のキャンバ角が上記補正された目標キャンバ角となるよ
   うに上記アクチュエータを駆動する駆動手段とを備えた
   ことを特徴とする車輪のキャンバ角制御装置。