JP5113562B2 - トー角可変制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の左右それぞれの後輪のトー角を変化させるトー角可変制御装置に関する。

従来、車両の旋回性などを向上させる目的で、後輪のトー角を制御するトー角可変制御装置が種々提案されている。例えば、低速走行時には、前輪と後輪のトー角を逆位相にして最小回転半径を小さくすることができ、高速走行時には、前輪と後輪のトー角を同位相にしてコーナーリング時や車線変更などの際の操安性能を高めることができる。そして、左右それぞれの後輪のトー角を制御する技術として、送りねじ機構によるアクチュエータを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特公平６−４７３８８号公報（第４図）

アクチュエータは、車体と後輪とに連結するが、従来、この連結には、ゴムブッシュジョイントが用いられている。ゴムブッシュジョイントを用いることで、路面不整による後輪の横力変動を遮断して乗り心地を良くすることができる。しかし、乗り心地を優先させて、ゴムブッシュジョイントに柔らかいブッシュを使うと、サスペンションの剛性が下がり後輪の横剛性が下がることで操安性能が低下し、逆に、操安性能を優先させて硬いブッシュを使うと、サスペンションの剛性は上がるが乗り心地が悪化してしまう。このように、ゴムブッシュジョイントの柔らかさを変えて、高い操安性能と快適な乗り心地とを両立させることは困難であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、高い操安性能と快適な乗り心地とを両立させることが可能なトー角可変制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、トー角を変化させるアクチュエータを左右の後輪にそれぞれ備えた自動車のトー角可変制御装置であって、前記自動車の走行状態に応じて決定された目標トー角に前記トー角が設定されるように、前記アクチュエータを作動させる第１の制御と、前記アクチュエータに、走行中に生じた前記アクチュエータのストローク量とストローク速度に応じて、ストロークの方向とは反対方向の力を発生させる第２の制御とを選択可能とし、前記第２の制御は、前記自動車が直進走行中で加速時でも制動時でもないときに、前記第１の制御から切り替えられることを特徴とする。

この特徴によれば、第１の制御（いわゆる操安トー角制御）では、目標トー角に前記トー角を設定してアクチュエータを作動させるので、後輪の横剛性を高くでき、高い操安性能を確保できる。また、第２の制御（いわゆる乗り心地制御）では、アクチュエータに生じたストロークの方向とは反対方向に力を発生させることができるので、乗り心地に対してゴムブッシュと同様に機能させることができ、乗り心地を快適にすることができる。このように、操安トー角制御によって高い操安性能を実現し、乗り心地制御によって快適な乗り心地を実現することで、高い操安性能と快適な乗り心地との両立を図ることができる。

そして、前記アクチュエータは、前記ストローク量に比例するばね力と、前記ストローク速度に比例する減衰力とを発生させることが好ましい。このことによれば、アクチュエータを、ばね付きダンパとして機能させることができる。

そして、前記アクチュエータは、回転軸を有するモータと、前記回転軸の回転運動を直線運動に変換するボールねじとを備えていることが好ましい。ボールねじは、回転運動から直線運動への運動エネルギの変換ロスが少ないだけでなく、直線運動から回転運動への運動エネルギの変換ロスも少ないので、路面不整による後輪の横力変動（いわゆる、路面入力）によって生じるアクチュエータのストロークを、モータの回転運動に変換させながら、路面不整による後輪の横力変動をストローク量として正確に検出することができる。

本発明によれば、高い操安性能と快適な乗り心地とを両立させることが可能なトー角可変制御装置を提供できる。

図１に、本発明の実施形態に係るトー角可変制御装置１１が取り付けられている自動車Ｖの平面図を示す。以下、図面を参照して、トー角可変制御装置１１を説明するにあたり、自動車Ｖの左右にそれぞれ設けられている部材、例えば、後輪５Ｌ、５Ｒや、アクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒ、リヤサスペンション７Ｌ、７Ｒ等については、符号として左右を示す添字Ｌ又はＲを付して記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪５、アクチュエータ１０、リヤサスペンション７のように記している。

自動車Ｖは、タイヤ２Ｌ、２Ｒが装着された前輪３Ｌ、３Ｒと、タイヤ４Ｌ、４Ｒが装着された後輪５Ｌ、５Ｒとを備えており、これら前輪３Ｌ、３Ｒおよび後輪５Ｌ、５Ｒが、左右のフロントサスペンション６Ｌ、６Ｒおよびリヤサスペンション７Ｌ、７Ｒによってそれぞれ車体１に懸架されている。

また、自動車Ｖは、ステアリングホイール８の操舵によって左右の前輪３Ｌ、３Ｒを直接転舵する前輪操舵装置９と、左右のリヤサスペンション７Ｌ、７Ｒに対して設けられた左右のアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒを伸縮駆動することにより、後輪５Ｌ、５Ｒのトー角を個別に変化させるトー角可変制御装置１１とを備えている。トー角可変制御装置１１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２の一部の機能と、アクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒとを構成要素としている。

自動車Ｖには、各種システムを統括制御するＥＣＵ１２の他、車速センサ１３、ハンドル角センサ１４、ヨーレートセンサ１５、横加速度センサ１６、アクセルペダル１９の開度を検出するアクセルペダル開度センサ１９ａ、ブレーキペダル２０が踏まれているか否かを検出するブレーキペダルセンサ２０ａ等が車体１に設置されている。また、これら以外にも、自動車Ｖには図示しない種々のセンサが設置されており、各センサの検出信号はＥＣＵ１２に入力されてＥＣＵ１２による自動車Ｖの制御に供されている。

ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線を介して各センサ１３〜１６、１９ａ、２０ａ等やアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒと接続されている。

また、各アクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒには、出力ロッドのストローク位置（位置センサ値）を検出するストロークセンサ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ設置されている。ストロークセンサ１８Ｌ、１８Ｒは、ＥＣＵ１２に接続され、ＥＣＵ１２は、ストローク位置（位置センサ値）を受信することができる。

次にリヤサスペンション７について図２および図３を参照して説明する。図２は左側リヤサスペンション７Ｌの斜視図であり、図３は左側リヤサスペンション７Ｌの背面図である。リヤサスペンション７は、ダブルウィッシュボーン式のリヤサスペンションであり、後輪５を回転自在に支持するナックル２１と、ナックル２１を上下動可能に車体１（図３参照）に連結するアッパアーム２２およびロアアーム２３と、後輪５のトー角を変化させるべくナックル２１と車体１とに連結されたアクチュエータ１０と、後輪５の上下動を緩衝する懸架スプリング付きダンパ２４等で構成されている。

アッパアーム２２およびロアアーム２３は、基端がそれぞれゴムブッシュジョイント２５、２６を介して車体１に連結され、先端がそれぞれボールジョイント２７、２８を介してナックル２１の上部および下部に連結されている。アクチュエータ１０は、基端がゴムブッシュジョイント２９を介して車体１に連結され、先端がゴムブッシュジョイント３０を介してナックル２１の後部に連結されている。懸架スプリング付きダンパ２４は、上端が車体１に固定され、下端がゴムブッシュジョイント３１を介してナックル２１の上部に連結されている。

このような構成を採ることにより、アクチュエータ１０が伸長駆動されると、ナックル２１は、その後部が車幅方向外側に回動して後輪５のトー角を車両進行方向内側（トーイン側）に変化させ、アクチュエータ１０が収縮駆動されると、ナックル２１は、その後部が車幅方向内側に回動して後輪５のトー角を車両進行方向外側（トーアウト側）に変化させる。このように、左右のアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒが伸縮駆動されることにより、左右の後輪５Ｌ、５Ｒのトー角制御（操安トー角制御および乗り心地制御）を行うことができる。

次に、図４を参照してアクチュエータ１０について説明する。図４はアクチュエータ１０の縦断面図である。アクチュエータ１０は、車体１側のゴムブッシュジョイント２９が形成された第１ハウジング３２と、複数のボルト３３で第１ハウジング３２に締結された第２ハウジング３４と、第２ハウジング３４に伸縮自在に支持され、ナックル２１（図２参照）側のゴムブッシュジョイント３０が形成された出力ロッド３５とを備えている。第１ハウジング３２の内部には駆動源であるブラシ４９付きのＤＣモータ４１が収容され、ボルト３６で第１ハウジング３２に締結されている。第２ハウジング３４の内部には遊星歯車式の減速機５１と、弾性を有するカップリング５６と、ボールねじ６１とが収容されている。

減速機５１は、第１遊星歯車機構５２と第２遊星歯車機構５３とが結合して２段で減速するように構成されており、ブラシ４９付きＤＣモータ４１の回転軸４２の回転を２段階に減速して出力部材であるキャリヤ５４に伝達する。キャリヤ５４は、カップリング５６を介してボールねじ６１の入力部材である入力フランジ６２に接続される。カップリング５６は、２枚の外側弾性ブッシュや、内側弾性ブッシュ等を備えており、キャリヤ５４と入力フランジ６２との微小な軸線のずれを吸収する自動調芯機能を発揮するとともに、トルクの急変を吸収してスムーズな動力伝達を可能にしている。

出力ロッド３５は、第２ハウジング３４の内周面に固定された２つのスライドベアリング６３によって摺動可能に支持されている。出力ロッド３５の中空内周面に形成されたボール溝６４が、ボール６０を介して、入力フランジ６２に締結されたねじ軸６５のボール溝６６に螺合することで、ボールねじ６１を構成している。ボール６０は、デフレクタ５９により、ねじ軸６５の回動にともなってボール溝６４を循環する。出力ロッド３５は、ボールねじ６１によって入力フランジ６２の回転運動がスラスト運動（直線運動）に変換されることにより、直線駆動される。この直線駆動が、アクチュエータ１０のストロークになる。

ねじ軸６５の先端にはスラストベアリング６７が設けられている。このスラストベアリング６７に当接するばね座６８ａと出力ロッド３５の先端に設けられたばね座６８ｂとの間にはコイルばね６９が縮設されており、このコイルばね６９により出力ロッド３５のボール溝６４とねじ軸６５のボール溝６６の一定の面に、ボール６０を弾発的に当接させている。

アクチュエータ１０には、第２ハウジング３４に対する出力ロッド３５の位置センサ値（ストローク量）を検出するストロークセンサ１８が固定されている。ストロークセンサ１８は、例えば、図４に示すように第２ハウジング３４の窓上に固定されている本体と、その窓内の出力ロッド３５に固定されているマグネット１８ａとで構成され、第２ハウジング３４と出力ロッド３４が相対移動すると、ストロークセンサ１８の本体とマグネット１８ａも相対移動することになる。この相対移動では、マグネット１８ａの作る空間的に変化する磁場の中をストロークセンサ１８の本体が移動するので、この変化する磁場を利用して位置センサ値（ストローク量）を検出することができる。なお、このストロークセンサ１８は一例であり、リニアエンコーダのようなものでもよい。

ＤＣモータ４１は、カップ状に形成されたステータヨーク４３と、ステータヨーク４３の内周面に等間隔に配置され、複数磁極をなす２つのマグネット４４と、マグネット４４の内周側に近接して設けられたロータ４５と、ロータ４５の中心に一体に設けられた回転軸４２とを備えている。ロータ４５には、複数の電機子コイル（図示せず）が巻装され、複数の電機子コイルの各端末はコミュテータ４８にそれぞれ接続されている。

ステータヨーク４３は、フランジ部４３ａが複数のボルト３６でベアリングホルダ３７と共に第１ハウジング３２に締結され、カップ（円筒）状の外周面が第１ハウジング３２の内周面との間に空隙を形成した状態で固定されている。回転軸４２は、一端がステータヨーク４３の底部に設けられたボールベアリング３８に回転自在に支持され、他端がベアリングホルダ３７に保持されたボールベアリング３９に回転自在に支持されている。ベアリングホルダ３７には、回転軸４２の外周に設けたコミュテータ４８に摺接するブラシ４９が保持されている。ブラシ４９に接続された導線５０は、第１ハウジング３２に設けられたグロメット４０を介してアクチュエータ１０の外部に引き出されている。導線５０は、ＥＣＵ１２（図１参照）に接続されており、ＥＣＵ１２から導線５０を介してＤＣモータ４１にモータ電流が供給されることになる。

次にＥＣＵ１２のトー角可変制御装置１１（図１参照）に関わる部分について図５を参照して説明する。ＥＣＵ１２は、操安トー角制御を行う操安トー角制御部７１と、乗り心地制御を行う乗り心地制御部７６と、切り替え部７５と、電流Ｆ／Ｂ部８１とを有している。

操安トー角制御部７１は、トー角算出部７２と、目標ストローク量算出部７３と、減算部７４とを有している。

トー角算出部７２は、車速を車速センサ１３（図１参照）から、ハンドル角をハンドル角センサ（図１参照）から、ヨーレートをヨーレートセンサ１５（図１参照）から、横加速度を横加速度センサ１６（図１参照）から受信する。車速、ハンドル角、ヨーレート、横加速度は、自動車Ｖ（図１参照）の走行状態に応じて逐次変化している。トー角算出部７２は、車速、ハンドル角、ヨーレート、横加速度に基づいて、その走行状態において設定すべきトー角である目標トー角を算出する。なお、車速、ハンドル角、ヨーレート、横加速度に対する目標トー角を記憶したデータベースに基づいて、目標トー角を決定してもよい。

目標ストローク量算出部７３は、目標トー角を受信し、目標トー角に基づいて目標ストローク量を算出する。目標ストローク量は、目標トー角をトー角に設定する際のストローク量である。なお、目標ストローク量は、目標トー角に対する目標ストローク量を記憶したデータベースに基づいて決定してもよい。

減算部７４は、目標ストローク量算出部７３から目標ストローク量を受信するとともに、ストロークセンサ１８（図４参照）から位置センサ値（ストローク量）を受信する。減算部７４は、目標ストローク量から位置センサ値（ストローク量）を減算し、この減算結果に所定の係数を積算して、第１目標電流を算出する。第１目標電流は、切り替え部７５に送信される。

切り替え部７５は、操安トー角制御と、乗り心地制御との切り替えを行うが、切り替え方法の詳細は後記するとして、操安トー角制御に切り替えられている場合に、第１目標電流が、電流Ｆ／Ｂ部８１へ送信される。

電流Ｆ／Ｂ部８１は、フィードバック制御を行い、第１目標電流に一致するようなモータ電流を、ＤＣモータ４１に出力する。ＤＣモータ４１は、モータ電流によって回動し、出力ロッド３５（図４参照）に直線運動をさせることで、トー角を前記目標トー角に設定している。

操安トー角制御においては、左右のアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒ（図１参照）を同時に対称的に変位させることにより、両後輪５Ｌ、５Ｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる他、左右のアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、両後輪５Ｌ、５Ｒを左右に転舵することも可能である。例えば、自動車Ｖ（図１参照）は、各種センサ１３〜１６によって把握される車体１の運動状態に基づき、加速時に後輪５をトーアウトに、制動時に後輪５をトーインに変化させ、高速旋回走行時に後輪５を前輪３の舵角と同相に、低速旋回走行時に後輪５を前輪３の舵角と逆相にトー角制御して、操安性能を高めている。

次に、乗り心地制御について説明する。図６（ａ）に操安トー角制御における後輪と車体の連結状態を模式的に示し、図６（ｂ）に乗り心地制御における後輪と車体の連結状態を模式的に示している。図６（ａ）に示すように、後輪５は、車体１に対して、アクチュエータ１０と、アッパアーム２２とロアアーム２３とによって連結されているとみなすことができる。図６（ａ）に示す操安トー角制御においては、操安性能向上のためにアクチュエータ１０のストロークは伸縮するが、路面不整により後輪に作用する横力変動にはストロークは伸縮しない。このため、アクチュエータ１０は、横力変動を軸力変動として車体１に伝達する。

一方、図６（ｂ）に示す乗り心地制御においては、アクチュエータ１０をばね付きダンパとして機能させている。路面不整により後輪に作用する横力変動により、アクチュエータ１０が軸力変動すると、ばね成分１０ａによってばね力を発生させ、ダンパ成分１０ｂによって減衰力を発生させることで、車体１に伝達する軸力変動を低減することができる。そして、乗り心地を向上させることができる。

図５を用いて乗り心地制御を行う乗り心地制御部７６について説明する。乗り心地制御部７６は、微分部７７と、微分ゲイン部７８と、比例ゲイン部７９と、第１加算部８０とを有している。

微分部７７は、位置センサ値（ストローク量）をストロークセンサ１８（図４参照）から逐次受信する。そして、位置センサ値（ストローク量）を時間微分して、ストローク速度を算出する。

微分ゲイン部７８には、ダンパ成分１０ｂ（図６（ｂ）参照）の減衰定数が設定されており、前記ストローク速度に減衰定数を積算して、減衰力を算出する。減衰力は、前記ストローク速度が大きくなる程、大きく算出され、この減衰力をストロークの方向とは反対方向に作用させることで、アクチュエータ１０はダンパとして機能する。

比例ゲイン部７９は、位置センサ値（ストローク量）をストロークセンサ１８（図４参照）から逐次受信する。そして、比例ゲイン部７９には、ばね成分１０ａ（図６（ｂ）参照）のバネ定数が設定されており、前記位置センサ値（ストローク量）にばね定数を積算して、ばね力を算出する。ばね力は、前記位置センサ値（ストローク量）が大きくなる程、大きく算出され、このばね力をストロークの方向とは反対方向に作用させることで、アクチュエータ１０はばねとして機能する。例えば、トー角がゼロで、前記位置センサ値（ストローク量）がゼロになるように設定しておけば、路面不整による後輪の横力変動によって、トー角が正の値になっても負の値になっても、トー角をゼロに戻そうとするばね力を発生させることができる。

第１加算部８０は、微分ゲイン部７８から減衰力を受信するとともに、比例ゲイン部７９からばね力を受信する。第１加算部８０は、減衰力とばね力を加算し、この加算結果に所定の係数を積算して、第２目標電流を算出する。第２目標電流は、切り替え部７５に送信される。

切り替え部７５は、操安トー角制御と、乗り心地制御との切り替えを行うが、乗り心地制御に切り替えられている場合に、第２目標電流が、電流Ｆ／Ｂ部８１へ送信される。

電流Ｆ／Ｂ部８１は、ＤＣモータ４１に流れるモータ電流を負帰還してフィードバック制御を行い、第２目標電流に一致するようなモータ電流を、ＤＣモータ４１に出力する。ＤＣモータ４１は、モータ電流によって回動するためのトルクを発生し、出力ロッド３５（図４参照）に直線運動をさせるトルクを伝達させることで、アクチュエータ１０に、減衰力とばね力とを発生させることができる。アクチュエータ１０をばね付きダンパとして機能させることができるので、路面不整による後輪の横力変動をこのアクチュエータ１０で遮断し、乗り心地を向上させることができる。

次に、切り替え部７５について詳細に説明するが、切り替え部７５には、ハンドル角センサ１４（図１参照）からハンドル角と、ヨーレートセンサ１５からヨーレートと、横加速度センサ１６から横加速度と、アクセルペダル開度センサ１９ａからアクセルペダル開度と、ブレーキペダルセンサ２０ａからブレーキペダル２０が踏まれているか否かを検出するブレーキペダル信号とが送信されている。

図７に、トー角可変制御方法、特に、切り替え部７５による操安トー角制御と乗り心地制御との切り替え方法のフローチャートを示す。

まず、ステップＳ１で、自動車Ｖの運転者が、イグニション（ＩＧ）スイッチをＯＮする。ステップＳ２で、ＥＣＵ１２が、自動車Ｖの故障診断等に基づいて、このトー角可変制御方法をストップさせるか否かの判定をする。トー角可変制御方法をストップさせるのであれば（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、ストップに進み、このトー角可変制御方法をストップさせる。トー角可変制御方法をストップさせないのであれば（ステップＳ２、Ｎｏ）、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４で、切り替え部７５（図５参照）が、操安トー角制御をスタートさせる。なお、ループによって、ステップＳ４を２回目に実行するときは、既にスタートしている乗り心地制御をストップさせる。操安トー角制御のスタートでは、切り替え部７５が、前記第１目標電流に切り替えて、前記第１目標電流を電流Ｆ／Ｂ部８１に流す。

ステップＳ５で、切り替え部７５が、ハンドル角が所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが直進走行か否か）判定する。ハンドル角の閾値は、直進走行か否か判別可能な程度に、小さく設定されている。ハンドル角が所定の閾値以下であれば（ステップＳ５、Ｙｅｓ、直進走行）、ステップＳ６に進み、ハンドル角が所定の閾値以下でなければ（ステップＳ５、Ｎｏ、非直進走行（旋回））、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ステップＳ２と同様のストップ判定を行い、トー角可変制御方法をストップさせるのであれば（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）、このトー角可変制御方法をストップさせる。トー角可変制御方法をストップさせないのであれば（ステップＳ１０、Ｎｏ）、ステップＳ５に戻り、操安トー角制御が継続することになる。

ステップＳ６で、切り替え部７５が、ヨーレートが所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが直進走行か否か）判定する。ヨーレートの閾値は、直進走行か否か判別可能な程度に、小さく設定されている。ヨーレートが所定の閾値以下であれば（ステップＳ６、Ｙｅｓ、直進走行）、ステップＳ７に進む。ヨーレートが所定の閾値以下でなければ（ステップＳ６、Ｎｏ、非直進走行（旋回））、ステップＳ１０に進み、操安トー角制御が継続することになる。

ステップＳ７で、切り替え部７５が、横加速度が所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが直進走行か否か）判定する。横加速度の閾値は、直進走行か否か判別可能な程度に、小さく設定されている。横加速度が所定の閾値以下であれば（ステップＳ７、Ｙｅｓ、直進走行）、ステップＳ８に進む。横加速度が所定の閾値以下でなければ（ステップＳ７、Ｎｏ、非直進走行（旋回））、ステップＳ１０に進み、操安トー角制御が継続することになる。

ステップＳ８で、切り替え部７５が、アクセルペダル開度の変化が所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが加速しているか否か）判定する。アクセルペダル開度の変化の閾値は、加速しているか否か判別可能な程度に設定されている。アクセルペダル開度の変化が所定の閾値以下であれば（ステップＳ８、Ｙｅｓ、加速していない）、ステップＳ９に進む。アクセルペダル開度の変化が所定の閾値以下でなければ（ステップＳ８、Ｎｏ、加速中）、ステップＳ１０に進み、操安トー角制御が継続することになる。

ステップＳ９で、切り替え部７５が、ブレーキペダルが踏まれているか否か（自動車Ｖが制動時にあるか否か）判定する。ブレーキペダルが踏まれていなければ（ステップＳ９、Ｎｏ、非制動時）、ステップＳ１１に進む。ブレーキペダルが踏まれていれば（ステップＳ９、Ｙｅｓ、制動時）、ステップＳ１０に進み、操安トー角制御が継続することになる。

ステップＳ１１で、切り替え部７５が、操安トー角制御をストップさせ、乗り心地制御をスタートさせる。具体的には、切り替え部７５が、前記第１目標電流から前記第２目標電流に切り替えて、前記第２目標電流を電流Ｆ／Ｂ部８１に流す。乗り心地制御は、直進走行中で、加速時でも制動時でもないときに切り替えられてスタートする。なお、ステップＳ８では、自動車Ｖが加速時にあるか否かを判定できればよいので、アクセルペダル開度センサ１９ａに限らず、車速センサ１３が検出する車速を時間微分した加速度に基づいてステップＳ８の判定に変更してもよい。同様に、ステップＳ９では、自動車Ｖが制動時にあるか否かを判定できればよいので、ブレーキペダルセンサ２０ａに限らず、車速センサ１３が検出する車速を時間微分した加速度に基づいてステップＳ９の判定に変更してもよい。後記するステップＳ１５、Ｓ１６も同様の変更が可能である。

ステップＳ１２で、切り替え部７５が、ハンドル角が所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが直進走行か否か）判定する。ハンドル角の閾値は、ステップＳ５と同様に、直進走行か否か判別可能な程度に、小さく設定されている。ハンドル角が所定の閾値以下であれば（ステップＳ１２、Ｙｅｓ、直進走行）、ステップＳ１３に進み、乗り心地制御が継続することになる。ハンドル角が所定の閾値以下でなければ（ステップＳ１２、Ｎｏ、非直進走行（旋回））、ステップＳ２を経てステップＳ４に進み、乗り心地制御から操安トー角制御に切り替えられることになる。

ステップＳ１３で、切り替え部７５が、ヨーレートが所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが直進走行か否か）判定する。ヨーレートの閾値は、ステップＳ６と同様に、直進走行か否か判別可能な程度に、小さく設定されている。ヨーレートが所定の閾値以下であれば（ステップＳ１３、Ｙｅｓ、直進走行）、ステップＳ１４に進み、乗り心地制御が継続することになる。ヨーレートが所定の閾値以下でなければ（ステップＳ１３、Ｎｏ、非直進走行（旋回））、ステップＳ２を経てステップＳ４に進み、乗り心地制御から操安トー角制御に切り替えられることになる。

ステップＳ１４で、切り替え部７５が、横加速度が所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが直進走行か否か）判定する。横加速度の閾値は、ステップＳ７と同様に、直進走行か否か判別可能な程度に、小さく設定されている。横加速度が所定の閾値以下であれば（ステップＳ１４、Ｙｅｓ、直進走行）、ステップＳ１５に進み、乗り心地制御が継続することになる。横加速度が所定の閾値以下でなければ（ステップＳ１４、Ｎｏ、非直進走行（旋回））、ステップＳ２を経てステップＳ４に進み、乗り心地制御から操安トー角制御に切り替えられることになる。

ステップＳ１５で、切り替え部７５が、アクセルペダル開度の変化が所定の閾値以下か否か（自動車Ｖが加速しているか否か）判定する。アクセルペダル開度の変化の閾値は、ステップＳ８と同様に、加速しているか否か判別可能な程度に設定されている。アクセルペダル開度の変化が所定の閾値以下であれば（ステップＳ１５、Ｙｅｓ、加速していない）、ステップＳ１６に進み、乗り心地制御が継続することになる。アクセルペダル開度の変化が所定の閾値以下でなければ（ステップＳ１５、Ｎｏ、加速中）、ステップＳ２を経てステップＳ４に進み、乗り心地制御から操安トー角制御に切り替えられることになる。

ステップＳ１６で、切り替え部７５が、ブレーキペダルが踏まれているか否か（自動車Ｖが制動時にあるか否か）判定する。ブレーキペダルが踏まれていなければ（ステップＳ１６、Ｎｏ、非制動時）、ステップＳ１７に進む。ステップ１７では、ステップＳ２と同様のストップ判定を行い、トー角可変制御方法をストップさせるのであれば（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）、このトー角可変制御方法をストップさせる。トー角可変制御方法をストップさせないのであれば（ステップＳ１０、Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、乗り心地制御が継続することになる。ブレーキペダルが踏まれていれば（ステップＳ１６、Ｙｅｓ、制動時）、ステップＳ２を経てステップＳ４に進み、乗り心地制御から操安トー角制御に切り替えられることになる。乗り心地制御は、直進走行中で、加速時でも制動時でもないときには維持されるが、直進走行でなくなったり、加速されたり、制動がかけられたりすると、操安トー角制御に切り替えられる。

なお、実施形態では、操安トー角制御と乗り心地制御とを切り替えて、同時に実行していないが、同時に行ってもよい。この場合、図５の切り替え部７５において、第１目標電流と第２目標電流とが加算されて第２加算部として機能し、その加算値が電流Ｆ／Ｂ部８１に出力されることになる。操安トー角制御と乗り心地制御を切り替える必要が無い。ただし、比例ゲイン部７９には、位置センサ値を入力するのでなく、目標ストローク量と位置センサ値の差分、すなわち、第１目標電流を入力する。目標ストローク量が操安トー角制御によって変動しても、変動するその目標ストローク量において、ばね力をゼロにすることができる。

また、実施形態では、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションに適用した例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、トレーリングアーム式のサスペンション、マルチリンク式のサスペンションなどに適用してもよい。

本発明の実施形態に係るトー角可変制御装置が取り付けられている自動車の平面図である。 リヤサスペンションの斜視図である。 リヤサスペンションの背面図である。 アクチュエータの縦断面図である。 ＥＣＵの構成図である。 （ａ）は操安トー角制御における後輪と車体の連結状態の模式図であり、（ｂ）は乗り心地制御における後輪と車体の連結状態の模式図である。 トー角可変制御方法のフローチャートである。

符号の説明

１ 車体
２、２Ｌ、２Ｒ タイヤ
３、３Ｌ、３Ｒ 前輪
４、４Ｌ、４Ｒ タイヤ
５、５Ｌ、５Ｒ 後輪
６、６Ｌ、６Ｒ フロントサスペンション
７、７Ｌ、７Ｒ リヤサスペンション
８ ステアリングホイール
９ 前輪操舵装置
１０、１０Ｌ、１０Ｒ （電動）アクチュエータ
１０ａ ばね成分
１０ｂ ダンパ成分
１１ （後輪）トー角可変制御装置
１２ ＥＣＵ
１３ 車速センサ
１４ ハンドル角センサ
１５ ヨーレートセンサ
１６ 横加速度センサ
１８、１８Ｌ、１８Ｒ ストロークセンサ
１８ａ マグネット
１９ アクセルペダル
１９ａ アクセルペダル開度センサ
２０ ブレーキペダル
２０ａ ブレーキペダルセンサ
２１ ナックル
２２ アッパアーム
２３ ロアアーム
２４ 懸架スプリング付ダンパ
２５ ゴムブッシュジョイント
２７ ボールジョイント
２９、３０、３１ ゴムブッシュジョイント
３２ 第１ハウジング
３３ ボルト
３４ 第２ハウジング
３５ 出力ロッド
３６ ボルト
３７ ベアリングホルダ
３８、３９ ボールベアリング
４０ グロメット
４１ ＤＣモータ
４２ 回転軸
４３ ステータヨーク
４３ａ フランジ部
４４ マグネット
４５ ロータ
４８ コミュテータ
４９ ブラシ
５０ 導線
５１ 減速機
５２ 第１遊星歯車機構
５３ 第２遊星歯車機構
５４ キャリヤ
５６ カップリング
５９ デフレクタ
６０ ボール
６１ ボールねじ
６２ 入力フランジ
６３ スライドベアリング
６４ ボール溝
６５ ねじ軸
６６ ボール溝
６７ スラストベアリング
６８ａ、６８ｂ ばね座
６９ コイルばね
７１ 操安トー角制御部
７２ トー角算出部
７３ 目標ストローク位置算出部
７４ 減算部
７５ 切り替え部（第２加算部）
７６ 乗り心地制御部
７７ 微分部
７８ 微分ゲイン部
７９ 比例ゲイン部
８０ 第１加算部
８１ 電流Ｆ／Ｂ部
Ｖ 自動車

Claims (3)

1. トー角を変化させるアクチュエータを左右の後輪にそれぞれ備えた自動車のトー角可変制御装置であって、
   前記自動車の走行状態に応じて決定された目標トー角に前記トー角が設定されるように、前記アクチュエータを作動させる第１の制御と、
   前記アクチュエータに、走行中に生じた前記アクチュエータのストローク量とストローク速度に応じて、ストロークの方向とは反対方向の力を発生させる第２の制御とを選択可能とし、
   前記第２の制御は、前記自動車が直進走行中で加速時でも制動時でもないときに、前記第１の制御から切り替えられることを特徴とするトー角可変制御装置。
2. 前記アクチュエータは、
   前記ストローク量に比例するばね力と、
   前記ストローク速度に比例する減衰力とを発生させることを特徴とする請求項１に記載のトー角可変制御装置。
3. 前記アクチュエータは、
   回転軸を有するモータと、
   前記回転軸の回転運動を直線運動に変換するボールねじとを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトー角可変制御装置。

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