JPH05178057A

JPH05178057A - 車輪のキャンバ角制御装置

Info

Publication number: JPH05178057A
Application number: JP36048991A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Kunio Nakagawa; 邦夫中川; Hiroyuki Shinoda; 浩行篠田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1991-12-31
Filing date: 1991-12-31
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、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のに用いて好適の
車輪のキャンバ角制御装置に関し、外乱に対する車両の
挙動を安定させることができるようにすることを目的と
する。【構成】車両にそなえられた車輪のキャンバ角を調整
するアクチュエータ２〜８と、該車両のサスペンション
のストロークを検出するストローク検出手段３６と、該
アクチュエータ２〜８の作動を制御する制御手段３２と
をそなえ、制御手段３２を、ストローク検出手段３６か
らのストローク情報からストローク変化に応じたキャン
バ角変化を求めこのキャンバ角変化を相殺してキャンバ
角が基準状態に維持されるようにアクチュエータ２〜８
の制御を行なうように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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の用い
て好適の、車輪のキャンバ角制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等の車両のキャンバ角
を走行状況に応じて自動的に制御する装置が提案されて
おり、かかる装置としては、例えば特開昭５７−５３６
１３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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両に横風
等の外乱が加わるとどうしても車両の走行安定性を損ね
やすい。そこで、従来は、横風等の外乱に対して車両が
あまり不安定な挙動をとらないように、サスペンション
自体の設定や、ボディ形状の工夫等を施しているが、か
かる手段では、車両の設計上の制約を受けるので十分な
対策にはならなかった。

【０００４】そこで、横風等の外乱に対するより効果の
ある対策を開発したい。本発明は、上述の課題に鑑みて
なされたもので、外乱に対する車両の挙動をより安定さ
せることができるようにした、車輪のキャンバ角制御装
置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の車輪
のキャンバ角制御装置は、車両にそなえられた車輪のキ
ャンバ角を調整するアクチュエータと、該車両のサスペ
ンションのストロークを検出するストローク検出手段
と、該アクチュエータの作動を制御する制御手段とをそ
なえ、上記制御手段が、上記ストローク検出手段からの
ストローク情報からストローク変化に応じたキャンバ角
変化を求めこのキャンバ角変化を相殺してキャンバ角が
基準状態に維持されるように上記アクチュエータを制御
するように構成されていることを特徴としている。

【０００６】

【作用】上述の本発明の車輪のキャンバ角制御装置によ
れば、例えば車両が走行中に横風を受けたときなどは、
該車両のサスペンションのストロークが変化してキャン
バ角変化を生じるが、このような時には、制御手段が、
ストローク情報からストローク変化に応じたキャンバ角
変化を求めこのキャンバ角変化を相殺してキャンバ角が
基準状態に維持されるように上記アクチュエータを制御
する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例として
車輪のキャンバ角制御装置について説明すると、図１は
その全体を模式的に示す構成図、図２はそのアクチュエ
ータの装着例を示す車体の要部正面図、図３はその動作
を説明するフローチャート、図４はそのコントローラの
ＲＯＭに記憶されている横風制御用の舵角−キャンバ角
マップを示す図、図５はその舵角対応キャンバ角変化を
示す図、図６はそのストローク対応キャンバ角変化を示
す図、図７はそのコントローラのＲＯＭに記憶されてい
る前輪旋回制御用の舵角−キャンバ角マップを示す図、
図８はそのコントローラのＲＯＭに記憶されている後輪
旋回制御用の舵角−キャンバ角マップを示す図である。

【０００８】図１において、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。これらのアクチュエータ
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図２に示すように設けられ
る。

【０００９】すなわち、図２は自動車の正面視図である
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（＝２〜８）を介装
し、同アクチュエータＡを伸長または収縮させることに
よってストラットＳの上端位置を車幅方向に変位させ
て、これにより各車輪Ｗのキャンバ各θを調整可能とし
ているものである。

【００１０】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１０，１２，１４及び１６は、供給路１
８を介してポンプ２０に接続されるとともに、排出路２
２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。また、供給路１８には、アキュムレータ２
６が接続されるとともに、リリーフ弁２８を介してリザ
ーバ２４が接続されており、これにより供給路１８が設
定圧に保たれるようになっている。

【００１１】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。

【００１２】３２は駆動回路３０へ制御信号を出力する
制御手段としてのコントローラであり、このコントロー
ラ３２は、後述する各センサから入力される信号に基づ
いて所定のプログラム処理を行ない、駆動回路３０へ制
御信号を出力するもので、特に、このコントローラ３２
には、各車輪のキャンバ角を設定するキャンバ角設定部
（図示省略）と、アクチュエータを制御するキャンバ角
制御部（図示省略）とを有している。

【００１３】このため、コントローラ３２内には、上記
所定のプログラム及びこのプログラム処理に用いるマッ
プ（図４〜８参照）を記憶したＲＯＭ３４，更に図示し
ないが各センサから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およ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そなえている。

【００１４】上述した各センサとしては、車両のサスペ
ンションのストロークを検出するストローク検出手段と
してのストロークセンサ３６と、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検出手段としての操
舵センサ３８と、車速を検出する車速センサ４０と、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と、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と、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
と、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と、各車輪毎に荷重を測定する荷重
センサ（図示省略）と、横加速度センサ（図示省略）と
が設けられている。

【００１５】そして、このコントローラ３２では、例え
ば図３のフローチャートに示すような処理を実行するよ
うになっている。つまり、コントローラ３２は、図示し
ないエンジンスイッチ（イグニッションスイッチ）のオ
ンと共に図３に示すフローチャートに従うプログラム処
理を実行するようになっている。

【００１６】すなわち、まず、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３７〜４８の出力を読み込み、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Ｖが設定車速Ｖ₀（例えば、１
０〜２０km/h）以上であるか判定する。

【００１７】ステップＳ３で「ＮＯ」とされる低速走行
時には、ステップＳ１０に進んで、アクチュエータ２〜
８のキャンバ角調整の目標値として基準変位位置を設定
する。つまり、キャンバ角の特別な制御は行なわない。
なお、このキャンバ角の基準値は、通常走行時にその車
両が十分な直進安定性とともに十分な旋回性能を有する
ように設定される。

【００１８】ステップＳ３で「ＹＥＳ」であると、ステ
ップＳ４へ進み、ステップＳ２で記憶した操舵角δの大
きさ（つまり、｜δ｜）が予め設定された操舵角δ₀以
上であるか判断する。なお、この操舵角δ₀は、直進走
行時にハイドルを動かす範囲程度の微小な値（例えば３
０ｄｅｇ）に設定されており、操舵角δが操舵角δ₀以
上でないときには、直進走行していると判断し、操舵角
δが操舵角δ₀以上であれは、ドライバが操舵操作を行
なっていると判断する。

【００１９】そして、ステップＳ４で「ＹＥＳ」とされ
る旋回時には、ステップＳ５に進んで、操舵角δによる
キャンバ角変化を求める。これは、例えば図５に示すよ
うなマップにより操舵角δに対応して求めることができ
る。さらに、ステップＳ６に進んで、ストロークＨによ
るキャンバ角変化を求める。これは、例えば図６に示す
ようなマップによりストロークＨに対応して求めること
ができる。

【００２０】そして、ステップＳ７に進んで、旋回制御
のためのアクチュエータ２〜８の目標値を設定する。つ
まり、旋回制御では、図７及び図８に示すようなマップ
に基づいて舵角の大きさに応じて目標キャンバ角を設定
して、上述の操舵角δによるキャンバ角変化とストロー
クＨによるキャンバ角変化を考慮して、アクチュエータ
２〜８の目標値を設定する。即ち、操舵角δによるキャ
ンバ角変化とストロークＨによるキャンバ角変化とを加
えたものが現在のキャンバ角であり、現在のキャンバ角
から目標キャンバ角までキャンバ調整されるように、ア
クチュエータ２〜８の目標駆動量を設定するのである。

【００２１】図７に示す舵角−キャンバ角マップを説明
すると、これは、前輪側のマップであり、前輪のうち内
輪のキャンバ角は、舵角の増大にしたがってキャンバ角
がポジティブ側に増大して、この増加率も舵角の増大に
したがって大きくなっている。また、前輪のうち外輪の
キャンバ角は、これとは逆に、舵角の増大にしたがって
キャンバ角がネガティブ側に増大して、この増加率も舵
角の増大にしたがって大きくなっている。

【００２２】図８に示す舵角−キャンバ角マップを説明
すると、これは、後輪側のマップであり、後輪のうち内
輪のキャンバ角は、舵角の小さい領域ではネガティブ側
になるが、舵角の増大にしたがってポジティブ側に増大
して、途中で舵角がＧ₁となったところでポジティブ側
になってさらに増大する。この増加率も舵角の増大にし
たがって大きくなっている。

【００２３】また、後輪のうち外輪のキャンバ角は、こ
れとは逆に、舵角の小さい領域ではポジティブ側になる
が、舵角の増大にしたがってネガティブ側に増大して、
途中で舵角がＧ₁となったところでネガティブ側になっ
てさらに増大する。この増加率も舵角の増大にしたがっ
て大きくなっている。なお、図７，図８のマップにおい
て、「内輪」及び「外輪」は、旋回時におけるもので、
操舵方向や横加速度方向に基づいて判定できる。

【００２４】また、図７中に記載したように、車速Ｖの
大きさに応じて、舵角に対する旋回時のキャンバ角の設
定特性を調整することも考えられる。一方、ステップＳ
４で「ＮＯ」とされる直進時には、ステップＳ８に進ん
で、ストロークＨによるキャンバ角変化を求める。これ
は、例えば図６に示すようなマップによりストロークＨ
に対応して求めることができる。

【００２５】そして、ステップＳ９に進んで、横風制御
のためのアクチュエータ２〜８の目標値を設定する。な
お、ここで、横風制御といっているのは横風に代表され
る外乱に対して車両の走行安定性を確保しようとする制
御であり、外乱対策制御ということもできる。この横風
制御（外乱対策制御）では、図４のマップに示すよう
に、舵角の大きさによらず常に基準キャンバ角（この例
ではゼロキャンバ）を目標キャンバ角に設定して、上述
のストロークＨによるキャンバ角変化を考慮して、アク
チュエータ２〜８の目標値を設定する。即ち、ストロー
クＨによるキャンバ角変化により現在のキャンバ角がわ
かり、現在のキャンバ角から目標キャンバ角である基準
キャンバ角（ゼロキャンバ）までキャンバ調整されるよ
うに、アクチュエータ２〜８の目標駆動量を設定するの
である。

【００２６】この横風制御（外乱対策制御）で基準キャ
ンバ角を維持させようとするのは、車両に横風等の外乱
が作用すると、サスペンションのストロークＨが変化し
てキャンバ角の変化を招くが、例えば横風が突然車両に
作用した場合など、このキャンバ角変化が操縦フィーリ
ングを悪化させることがある。そこで、外乱が作用して
も、基準キャンバ角を維持させて、車両の走行安定化と
操縦フィーリングの向上を図っているのである。

【００２７】こうして、ステップＳ７又はＳ９又はＳ１
０で各アクチュエータ２，４，６，８の目標値が設定さ
れると、ステップＳ１１に進んで、コントローラ３２を
通じて各アクチュエータ２，４，６，８の駆動量をこの
各目標値（目標駆動量）に一致させるように制御信号を
出力して、各アクチュエータ２，４，６，８を作動させ
て、各車輪Ｗのキャンバ角θが目標値となるようにスト
ラットＳの上端位置を車幅方向に駆動する。

【００２８】即ち、具体的には、まず、ステップＳ２で
記憶した各アクチュエータ２〜８のストローク位置がス
テップＳ７又はＳ９又はＳ１０で設定された各輪の目標
値に一致しているかが判定されて、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そのままロックするように、つ
まり、制御弁１０〜１６の中で対応する制御弁を上記の
第１の位置に制御すべく駆動回路３０へ制御信号を出力
する。

【００２９】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上記の第１の位置に制御すべく
駆動回路３０へ制御信号を出力する。つまり、アクチュ
エータを伸長させる必要があれば、対応する制御弁を上
記の第２の位置に制御するように制御信号を出力し、そ
のアクチュエータを収縮させる必要があれば、対応する
制御弁を上記の第３の位置に制御するように制御信号を
出力する。

【００３０】このようにして、ステップＳ１１の処理を
終えると、再びステップＳ２へ戻り、上述のステップＳ
２以降の処理が繰り返される。したがって、走行中に
は、車速，横加速度及び車体のロール状態に基づいて、
各アクチュエータ２〜８による各車輪Ｗのキャンバ各制
御が所定の周期で連続的に行なわれる。なお、ステップ
Ｓ２以降の処理の繰り返しは、コントローラ３２内のＣ
ＰＵ等の能力にもよるが、１サイクルを数ｍｓ程度とし
て行なわれる。このように構成された本実施例の車輪の
キャンバ角制御装置によれば、低速走行時には、予め設
定された基準値により適当な直進安定性と適当な旋回性
能とが確保される。例えばキャンバ角の基準値をニュー
トラル状態に近いものに設定すると、ステア特性もニュ
ートラルに近く設定される。

【００３１】これにより、低速走行時の走行性能が十分
に確保される。また、この低速走行時（Ｖ＜Ｖ₀時）に
は、キャンバ角を基準値に固定しておき特別にキャンバ
角調整を行なわないので、この領域での制御頻度を減ら
すことができる。さらに、キャンバ角が基準値以外に制
御された状態で停車すると、停車中の各輪のキャンバ角
が不自然になったり、各輪のタイヤに偏った力が長時間
作用してしまう等の不具合が生じるが、この装置では、
低速走行時にキャンバ角を基準値にするので、停車時に
は常にキャンバ角が基準値とされ、上述の不具合が回避
される。

【００３２】さらに、車速Ｖが増加して、設定車速Ｖ₀
以上になって、操舵操作されると、旋回制御が行なわれ
る。この旋回制御は、図７，８に示すようなマップに基
づき、舵角（δ）の大きさに応じて目標キャンバ角を設
定するが、舵角が設定された舵角δ₁よりも小さい場合
には、旋回内側（内輪）の前輪及び旋回外側（外輪）の
後輪の各キャンバ角がポジティブ側に設定され、旋回外
側（外輪）の前輪及び旋回内側（内輪）の後輪の各キャ
ンバ角がネガティブ側に設定される。

【００３３】これにより、ヨー運動の小さい時には、各
輪のキャンバスラスト力が協同して、旋回方向に車両を
回頭させるように作用して、旋回し易くなる。つまり、
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
が向上する所謂オーバステアに近づくのである。この一
方で、舵角が設定された舵角δ₁よりも大きい場合に
は、旋回内側の前輪及び後輪の各キャンバ角がポジティ
ブ側に設定され、旋回外側の前輪及び後輪の各キャンバ
角がネガティブ側に設定される。

【００３４】これにより、ヨー運動が大きくなると、各
輪のキャンバスラスト力が、旋回方向への車両の回頭を
加勢するようには作用しないが、旋回時の車両の走行安
定性を高めるように作用する。つまり、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については低下
する所謂アンダステアに近づくが、旋回時のロール等を
抑制するような旋回時の車両の姿勢安定性が高められ
て、旋回限界が高められる。

【００３５】ところで、舵角が大きくなるのは、ステア
リングホイールを大きく切り込んだり車速を上げるなど
したときであり、この旋回制御では、このようなときに
は、車両が強オーバステアになる前にアンダステア側へ
ステア傾向を変更しようとしているのである。したがっ
て、舵角Ｇ₁の基準値は、この目的を達成できるように
車両のステア特性に応じて設定される。

【００３６】一方、車速Ｖが設定車速Ｖ₀以上になって
の直進走行時には、横風制御（外乱対策制御）が行なわ
れる。この横風制御（外乱対策制御）は、車両に横風等
の外乱が作用しても、キャンバ角を基準キャンバ角に維
持させる制御である。つまり、車両に横風等の外乱が作
用すると、サスペンションのストロークＨが変化してキ
ャンバ角の変化を招き、例えば横風が突然車両に作用し
た場合など、このキャンバ角変化が操縦フィーリングを
悪化させることがある。これに対して、本制御では、外
乱が作用しても基準キャンバ角が維持されるので、車両
の走行安定性が向上し、操縦フィーリングも向上する。

【００３７】なお、上述の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。また、図７，８等の各
マップはコントローラ３２のＲＯＭ３４に記憶されたも
のであるが、この値は、高い制御効果が得られるように
その車両の特性に合わせて実験により定められるもので
ある。

【００３８】なお、図４，７，８では、舵角に対応して
目標キャンバ角を設定しているが、舵角に換えて、車両
に加わるヨーレイト又は横加速度に対応して目標キャン
バ角を設定するように構成してもよい。また、例えば各
車輪と車体側部材とが接近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。

【００３９】そして、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、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。この場合は、更に、前輪のみまたは後輪のみにつ
いてキャンバ角制御を行なうアクチュエータを設け、走
行状態によって左右輪の一方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。

【００４０】なお、図１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
ため所要のロール角−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。

【００４１】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。さらに、このような車輪
のキャンバ角制御装置は、例えば４輪操舵装置や４輪駆
動における駆動力配分装置等の他のトラクション装置と
併用することも考えられる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車輪のキ
ャンバ角制御装置によれば、車両にそなえられた車輪の
キャンバ角を調整するアクチュエータと、該車両のサス
ペンションのストロークを検出するストローク検出手段
と、該アクチュエータの作動を制御する制御手段とをそ
なえ、上記制御手段が、上記ストローク検出手段からの
ストローク情報からストローク変化に応じたキャンバ角
変化を求めこのキャンバ角変化を相殺してキャンバ角が
基準状態に維持されるように上記アクチュエータを制御
するように構成されていることにより、車両が例えは横
風などの外乱を受けた時には適切にキャンバ角を制御で
き、横風に対する車両の挙動の安定化をより確実に行な
えるようになり、車両の走行性能や操縦フィーリングの
向上に寄与しうる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置の全体を模式的に示す構成図である。

【図２】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置のアクチュエータの装着例を示す車体の要部正面
図である。

【図３】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図４】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置の横風制御用横加速度−キャンバ角マップを示す
図である。

【図５】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置をそなえた車両の舵角対応キャンバ角変化の例を
示す図である。

【図６】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置をそなえた車両のストローク対応キャンバ角変化
の例を示す図である。

【図７】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置の前輪旋回制御用の舵角−キャンバ角マップを示
す図である。

【図８】本発明の一実施例としての車輪のキャンバ角制
御装置の後輪旋回制御用の舵角−キャンバ角マップを示
す図である。

【符号の説明】

２，４，６，８，Ａキャンバ角を調整するアクチュエ
ータ１０，１２，１４，１６電磁式の制御弁１８供給路２０ポンプ２２排出路２４オイルリザーバ２６アキュムレータ２８リリーフ弁３０駆動回路３２制御手段としてのコントローラ３４コントローラ３２内のＲＯＭ３６ストローク手段としてのストロークセンサ３８操舵センサ４０車速センサ４２，４４，４６，４８変位センサＦ車体Ｓストラット型サスペンションのストラットＷ車輪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両にそなえられた車輪のキャンバ角を
調整するアクチュエータと、該車両のサスペンションの
ストロークを検出するストローク検出手段と、該アクチ
ュエータの作動を制御する制御手段とをそなえ、上記制
御手段が、上記ストローク検出手段からのストローク情
報からストローク変化に応じたキャンバ角変化を求めこ
のキャンバ角変化を相殺してキャンバ角が基準状態に維
持されるように上記アクチュエータを制御するように構
成されていることを特徴とする、車輪のキャンバ角制御
装置。