JPH03157216A - 車輪のキャンバ角制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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５’ｌ−５
３６１３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、上記操舵センサ
及びヨーレイト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車輪のキャ
ンバ角を制御すべく上記アクチュエータを駆動させる制
御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
の上記制御手段が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車輪のキャンバ角を制御すべく上
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詳細な説明する。

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八を介装し
、同アクチュエータへを伸長または縮小することによっ
てストラッ）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１０．１２．１４及び１６により駆動される。各
制御弁ｚｄ、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２
４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
アキコムレータ２６が接続され、また同供給路１８はＩ
Ｊ　ＩＪ−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
力信号を人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ＲＯＭ３４、更に図示しないが各センサの出力信号を
人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ＣＰ　Ｕ、　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Ｓｔ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Ｓ
３に進み、ステップＳ２で記憶した車速か設定車速（例
えば、３ｋｍ／ｈ）以上であるか判定する。ステップＳ
３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ｒＹＥｓ」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。（例えば、３０　ｄｅｇ　）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（：ｉ　したヨーレイトＹが設
定ヨーレイ）Ｙ。以上であるか判定する。

なお、この設定ヨーレイ）Ｙ。は車両が横風の影晋を受
は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ツプを参照して設定
する。

次に、このステップＳ７におけるマツプを参照した目標
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）に位置する夕１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、？！５図に示されるヨーレイト−キ
ャンバ角マツ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−補正係数マツプを参照して補正係数を
求め、上記ヨーレイト−キャンバ角マツプを参照して求
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、次いでその補正法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
のマツ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図のマツプ
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。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ツプを参照して設定する。

次にこのステップＳ９におけるマツ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−キャン
バ角マツ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−キャンバ角マツプを参
照して目標キャンバ角を求めると共に、ステップＳ２で
記１．αした車速を基に第９図に示した車速−補正係数
マツ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図のマツ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
、次いでその補正法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
のマツ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Ｓ
２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８２〜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８２〜Ｓ８（あるいはＳ９）の処理の繰り返
しは、コンロトーク３２内のＣＰＵ等の能力にもよるが
、ｌ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。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）Ｙの大き
さに応じて角軸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７１未満で旋回外輪のキャンバ角
がボジティグ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７３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Ｙ、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７３以上では
旋回し難り（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Ｙ、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
ンダステア傾向ヘ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Ｖ。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）Ｙが設定ヨーレイ
トＹ。未１１為のときにはやはり各アクチュエータ２〜
８の目標値に上記基鵡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
御を実行した方がペターであるが、運転者が余り悪影宮
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−補正係数マツプにより求めた
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ｔこめである。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−補正係数マツプで求めた補正係数を乗じて補正
しているが、これは車速か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
に示した各マツプはコントローラ３２内のＲＯＭ３４に
記憶されたものであるが、その各位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。

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−キャンバ角マツプに代えて第１１図に示されるヨ
ーレイト−キャンバ角マツ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図に示すマツプのキャンバ角の制御方向が第５図
に示すマツ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−１で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、（１１）
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ｍｌＪ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．Ｓ
８）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ＲＯＭ３
４を交換できるように構成されており、このため所要の
ヨールイトーキャンバ角マツプや車速−補正係数マツプ
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ノ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
るこ止ができる。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７ローチ
ヤート、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−キャンバ角マツプを示す説明
図、第６図はＲＯＭ３４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−キャンバ角マツプを示す説
明図、第８図はＲＯＭ３４に記憶されている後輪用のヨ
ーレイト−キャンバ角マツプを示す説明図、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−キャンバ角マツプを示
す説明図である。 ２、４．６．８・・・アクチュエータ、１０，１２。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   リングホィ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、
   上記操舵センサ及びヨーレイト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
   リングホィ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
   上記車輪のキャンバ角を制御すべく上記アクチュエータ
   を駆動させる制御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。