JP2010235017A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】ステアリング６３の操作量の絶対値が所定値以上である場合に、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整され、車輪２にネガティブキャンバが付与される。これにより、車輪２の横剛性を利用して、旋回時の操縦安定性を確保できる。また、ステアリング６３の操作速度の絶対値が減少しており且つステアリング６３の操作量の絶対値が減少している場合に、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が解除される。よって、ステアリング６３の操作に基づき旋回の終了を早期に判断して、ネガティブキャンバの解除を素早く行うことができる。これにより、旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置を備えた車両に用いられる車両用制御装置に関し、特に、旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる車両用制御装置に関するものである。

従来より、車両の旋回時に車輪のキャンバ角を調整して操縦安定性を確保する技術が知られている。この種の技術に関し、例えば、特許文献１には、ステアリングから入力される操舵角を操舵角検出部で検出し、その操舵角検出部で検出した操舵角に基づいてアクチュエータ（キャンバ角調整装置）を作動させて車輪にキャンバ角を付与する技術が開示されている。

特開２００６−２８２０６６号

ところで、車輪にキャンバ角を付与すると、車輪の接地面にキャンバスラストが発生し、その発生したキャンバスラストの影響により車輪の転がり抵抗が増加して、燃費性能の低下を招く。このため、省燃費化を図るという観点では、車輪に付与したキャンバ角を早期に解除することが望ましい。しかしながら、上述した特許文献１に開示される技術では、車輪に付与したキャンバ角を如何にして解除するかについては考慮されておらず、旋回時の操縦安定性の確保と省燃費化とを両立させることはできないという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる車両用制御装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の車両用制御装置は、複数の車輪と、それら複数の車輪の内の操舵可能に構成される車輪を操舵するために操作される操作部材と、前記複数の車輪の内の少なくとも一部の車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置とを備えた車両に用いられるものであって、前記車両が旋回中であるかを判断する旋回判断手段と、その旋回判断手段により前記車両が旋回中であると判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて、前記車輪にキャンバ角を付与するキャンバ角付与手段と、前記操作部材の操作量を取得する操作量取得手段と、その操作量取得手段により取得された前記操作部材の操作量の絶対値が減少しているかを判断する操作量減少判断手段と、前記操作部材の操作速度を取得する操作速度取得手段と、その操作速度取得手段により取得された前記操作部材の操作速度の絶対値が減少しているかを判断する操作速度減少判断手段と、その操作速度減少判断手段により前記操作部材の操作速度の絶対値が減少していると判断され且つ前記操作量減少判断手段により前記操作部材の操作量の絶対値が減少していると判断される場合に、前記キャンバ角付与手段による前記車輪へのキャンバ角の付与を解除するキャンバ角解除手段と、を備えている。

請求項１記載の車両用制御装置によれば、旋回判断手段により車両が旋回中であると判断される場合に、キャンバ角付与手段によりキャンバ角調整装置が作動され、車輪にキャンバ角が付与される。よって、車輪の横剛性を利用して、旋回時の操縦安定性を確保できる。また、操作速度減少判断手段により操作部材の操作速度の絶対値が減少していると判断され且つ操作量減少判断手段により操作部材の操作量の絶対値が減少していると判断される場合に、キャンバ角付与手段による車輪へのキャンバ角の付与がキャンバ角解除手段により解除される。ここで、例えば、操作部材の操作速度または操作量に閾値を設けて車輪へのキャンバ角の付与を解除する場合には、操作速度または操作量が閾値に達するまで車輪へのキャンバ角の付与が維持される。よって、車輪へのキャンバ角の付与が維持される間、キャンバスラストの影響により車輪の転がり抵抗が増加し、燃費性能の低下を招く。これに対し、操作部材の操作速度および操作量の絶対値が減少していると判断される場合に、車輪へのキャンバ角の付与を解除することで、操作部材の操作に基づき旋回の終了を早期に判断して、キャンバ角の解除を素早く行うことができる。これにより、旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができるという効果がある。

また、操作部材の操作速度の絶対値が減少していると判断され且つ操作部材の操作量の絶対値が減少していると判断される場合に、車輪へのキャンバ角の付与を解除するので、操作速度の絶対値または操作量の絶対値のいずれか一方が減少していても、操作速度の絶対値または操作量の絶対値のいずれか他方が減少していなければ、車輪へのキャンバ角の付与を維持できる。これにより、スラローム走行時のように操作部材が繰り返し操作される走行状態において、操作部材の操作速度または操作量の変化に伴い車輪へのキャンバ角の付与と解除とを繰り返し行うことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができるという効果がある。

本発明の一実施の形態における車両用制御装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。 懸架装置の正面図である。 車両用制御装置の電気的構成を示したブロック図である。 キャンバ制御処理を示すフローチャートである。 スラローム走行時におけるステアリングの操作状態と車輪のキャンバ角との関係を時系列に示したグラフである。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態における車両用制御装置１００が搭載される車両１を模式的に示した模式図である。なお、図１の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。

まず、車両１の概略構成について説明する。車両１は、図１に示すように、車体フレームＢＦと、その車体フレームＢＦを支持する複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を回転駆動する車輪駆動装置３と、各車輪２と車体フレームＢＦとを連結する複数の懸架装置４と、複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ）を操舵する操舵装置５とを主に備えて構成されている。

次いで、各部の詳細構成について説明する。車輪２は、図１に示すように、車両１の前方側（矢印Ｆ方向側）に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車両１の後方側（矢印Ｂ方向側）に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとを備えている。なお、本実施の形態では、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲは、車輪駆動装置３により回転駆動される駆動輪として構成される一方、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲは、車両１の走行に伴って従動される従動輪として構成されている。

また、車輪２は、図１に示すように、第１トレッド２１及び第２トレッド２２の２種類のトレッドを備え、各車輪２において、第１トレッド２１が車両１の内側に配置され、第２トレッド２２が車両１の外側に配置されている。なお、本実施の形態では、両トレッド２１，２２の幅（図１左右方向の寸法）が同一の幅に構成されている。

また、第１トレッド２１及び第２トレッド２２は、第２トレッド２２が第１トレッド２１よりも硬度の高い材料により構成され、第１トレッド２１が第２トレッド２２に比してグリップ力の高い特性（高グリップ特性）に構成される一方、第２トレッド２２が第１トレッド２１に比して転がり抵抗の小さい特性（低転がり特性）に構成されている。

車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを回転駆動するための装置であり、後述するように電動モータ３ａにより構成されている（図３参照）。また、電動モータ３ａは、図１に示すように、デファレンシャルギヤ（図示せず）及び一対のドライブシャフト３１を介して左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに接続されている。

運転者がアクセルペダル６１を操作した場合には、車輪駆動装置３から左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力が付与され、それら左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲがアクセルペダル６１の操作量に応じて回転駆動される。なお、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲの回転差は、デファレンシャルギヤにより吸収される。

懸架装置４は、路面から車輪２を介して車体フレームＢＦに伝わる振動を緩和するための装置、いわゆるサスペンションとして機能するものであり、図１に示すように、各車輪２に対応してそれぞれ設けられている。また、本実施の形態における懸架装置４は、車輪２のキャンバ角を調整するキャンバ角調整機構としての機能を兼ね備えている。

ここで、図２を参照して、懸架装置４の詳細構成について説明する。図２は、懸架装置４の正面図である。なお、ここでは、キャンバ角調整機構として機能する構成のみについて説明し、サスペンションとして機能する構成については周知の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、各懸架装置４の構成は、各車輪２においてそれぞれ共通であるので、右の前輪２ＦＲに対応する懸架装置４を代表例として図２に図示する。但し、図２では、理解を容易とするために、ドライブシャフト３１等の図示が省略されている。

懸架装置４は、図２に示すように、ストラット４１及びロアアーム４２を介して車体フレームＢＦに支持されるナックル４３と、駆動力を発生するＦＲモータ４４ＦＲと、そのＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を伝達するウォームホイール４５及びアーム４６と、それらウォームホイール４５及びアーム４６から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力によりナックル４３に対して揺動駆動される可動プレート４７とを主に備えて構成されている。

ナックル４３は、車輪２を操舵可能に支持するものであり、図２に示すように、上端（図２上側）がストラット４１に連結されると共に、下端（図２下側）がボールジョイントを介してロアアーム４２に連結されている。

ＦＲモータ４４ＦＲは、可動プレート４７に揺動駆動のための駆動力を付与するものであり、ＤＣモータにより構成され、その出力軸４４ａにはウォーム（図示せず）が形成されている。

ウォームホイール４５は、ＦＲモータ４４ＦＲの駆動力をアーム４６に伝達するものであり、ＦＲモータ４４ＦＲの出力軸４４ａに形成されたウォームに噛み合い、かかるウォームと共に食い違い軸歯車対を構成している。

アーム４６は、ウォームホイール４５から伝達されるＦＲモータ４４ＦＲの駆動力を可動プレート４７に伝達するものであり、図２に示すように、一端（図２右側）が第１連結軸４８を介してウォームホイール４５の回転軸４５ａから偏心した位置に連結される一方、他端（図２左側）が第２連結軸４９を介して可動プレート４７の上端（図２上側）に連結されている。

可動プレート４７は、車輪２を回転可能に支持するものであり、上述したように、上端（図２上側）がアーム４６に連結される一方、下端（図２下側）がキャンバ軸５０を介してナックル４３に揺動可能に軸支されている。

上述したように構成される懸架装置４によれば、ＦＲモータ４４ＦＲが駆動されると、ウォームホイール４５が回転すると共に、ウォームホイール４５の回転運動がアーム４６の直線運動に変換される。その結果、アーム４６が直線運動することで、可動プレート４７がキャンバ軸５０を揺動軸として揺動駆動され、車輪２のキャンバ角が調整される。

なお、本実施の形態では、各連結軸４８，４９及びウォームホイール４５の回転軸４５ａが、車体フレームＢＦから車輪２に向かう方向（矢印Ｒ方向）において、第１連結軸４８、回転軸４５ａ、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第１キャンバ状態と、回転軸４５ａ、第１連結軸４８、第２連結軸４９の順に一直線上に並んで位置する第２キャンバ状態（図２に示す状態）とのいずれか一方のキャンバ状態となるように車輪２のキャンバ角が調整される。

これにより、車輪２のキャンバ角が調整された状態では、車輪２に外力が加わったとしても、アーム４６を回動させる方向の力は発生せず、車輪２のキャンバ角を維持することができる。

また、本実施の形態では、かかる第１キャンバ状態において、車輪２のキャンバ角がマイナス方向の所定の角度（以下「第１キャンバ角」と称す）に調整され、車輪２にネガティブキャンバが付与される。これにより、車輪２の横剛性を発揮させることができる。また、第１キャンバ状態では、第２トレッド２２の接地に対する第１トレッド２１の接地比率が大きくなることで、第１トレッド２１の高グリップ特性を発揮させることができる。

一方、かかる第２キャンバ状態（図２に示す状態）では、車輪２のキャンバ角が０°（以下「第２キャンバ角」と称す）に調整される。これにより、キャンバスラストの影響を回避することができる。また、第２トレッド２２は、第１トレッド２１よりも硬度の高い材料により構成されているので、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整された場合には、第１トレッド２１の接地が第２トレッド２２によって妨げられる。これにより、第１トレッド２１の接地に対する第２トレッド２２の接地比率が大きくなることで、第２トレッド２２の低転がり特性を発揮させることができる。

図１に戻って説明する。操舵装置５は、運転者によるステアリング６３の操作を左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに伝えて操舵するための装置であり、いわゆるラック＆ピニオン式のステアリングギヤとして構成されている。

この操舵装置５によれば、運転者によるステアリング６３の操作（回転）は、まず、ステアリングコラム５１を介してユニバーサルジョイント５２に伝達され、ユニバーサルジョイント５２により角度を変えられつつステアリングボックス５３のピニオン５３ａに回転運動として伝達される。そして、ピニオン５３ａに伝達された回転運動は、ラック５３ｂの直線運動に変換され、ラック５３ｂが直線運動することで、ラック５３ｂの両端に接続されたタイロッド５４が移動する。その結果、タイロッド５４がナックル５５を押し引きすることで、車輪２に所定の舵角が付与される。

アクセルペダル６１及びブレーキペダル６２は、運転者により操作される操作部材であり、各ペダル６１，６２の操作状態（踏み込み量、踏み込み速度など）に応じて、車両１の走行速度や制動力が決定され、車輪駆動装置３が駆動制御される。ステアリング６３は、運転者により操作される操作部材であり、その操作状態（回転角、回転速度など）に応じて、操舵装置５により左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲが操舵される。

車両用制御装置１００は、上述したように構成される車両１の各部を制御するための装置であり、例えば、各ペダル６１，６２やステアリング６３の操作状態に応じてキャンバ角調整装置４４（図３参照）を作動制御する。

次いで、図３を参照して、車両用制御装置１００の詳細構成について説明する。図３は、車両用制御装置１００の電気的構成を示したブロック図である。車両用制御装置１００は、図３に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、それらがバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、車輪駆動装置３等の装置が接続されている。

ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図４に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。

ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリであり、図３に示すように、キャンバフラグ７３ａが設けられている。

キャンバフラグ７３ａは、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整されているのか或いは第２キャンバ角に調整されているのかを示すフラグである。ＣＰＵ７１は、このキャンバフラグ７３ａがオンの場合に、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整されていると判断し、キャンバフラグ７３ａがオフの場合に、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整されていると判断する。

車輪駆動装置３は、上述したように、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ（図１参照）を回転駆動するための装置であり、それら左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲに回転駆動力を付与する電動モータ３ａと、その電動モータ３ａをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。但し、車輪駆動装置３は、電動モータ３ａに限られず、他の駆動源を採用することは当然可能である。他の駆動源としては、例えば、油圧モータやエンジン等が例示される。

キャンバ角調整装置４４は、各車輪２のキャンバ角を調整するための装置であり、上述したように、各懸架装置４の可動プレート４７（図２参照）に揺動駆動のための駆動力をそれぞれ付与する合計４個のＦＬ〜ＲＲモータ４４ＦＬ〜４４ＲＲと、それら各モータ４４ＦＬ〜４４ＲＲをＣＰＵ７１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。

計時装置８０は、時間を計測するための装置であり、ＣＰＵ７１からの指示に基づいて時間を計測する計時回路（図示せず）と、その計時回路により計測された時間を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

加速度センサ装置８１は、車両１の加速度を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、前後方向加速度センサ８１ａ及び左右方向加速度センサ８１ｂと、それら各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

前後方向加速度センサ８１ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の加速度（縦加速度）を検出するセンサであり、左右方向加速度センサ８１ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１矢印Ｌ−Ｒ方向）の加速度（横加速度）を検出するセンサである。なお、本実施の形態では、これら各加速度センサ８１ａ，８１ｂが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。

また、ＣＰＵ７１は、加速度センサ装置８１から入力された各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果（縦加速度、横加速度）を時間積分して、２方向（前後方向および左右方向）の速度をそれぞれ算出すると共に、それら２方向成分を合成することで、車両１の走行速度を取得することができる。

更に、ＣＰＵ７１は、加速度センサ装置８１から入力された各加速度センサ８１ａ，８１ｂの検出結果（縦加速度、横加速度）を時間微分して、縦加速度の単位時間当たりの変化量および横加速度の単位時間当たりの変化量を取得することができる。

ヨーレートセンサ装置８２は、車両１のヨーレートを検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、車両１の重心を通る鉛直軸（図１矢印Ｕ−Ｄ方向軸）回りの車両１（車体フレームＢＦ）の回転角速度を検出するヨーレートセンサ８２ａと、そのヨーレートセンサ８２ａの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

なお、本実施の形態では、ヨーレートセンサ８２ａがサニャック効果により回転角速度を検出する光学式ジャイロセンサにより構成されている。但し、他の種類のジャイロセンサを採用することは当然可能である。他の種類のジャイロセンサとしては、例えば、機械式や流体式などのジャイロセンサが例示される。

また、ＣＰＵ７１は、ヨーレートセンサ装置８２から入力されたヨーレートセンサ８２ａの検出結果（ヨーレート）を時間微分して、ヨーレートの単位時間当たりの変化量を取得することができる。

ナビゲーション装置８３は、ＧＰＳを利用して車両１の現在位置を取得すると共に、車両１が走行予定の経路における道路状況を取得するための装置であり、ＧＰＳ衛星から電波を受信して車両１の現在位置を取得する現在位置取得部（図示せず）と、各種情報（道路状況など）を地図データ等に対応付けて記憶する情報記憶部（図示せず）と、それら現在位置取得部により取得された車両１の現在位置および情報記憶部に記憶されている各種情報を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。ＣＰＵ７１は、ナビゲーション装置８３から入力された車両１の現在位置および各種情報に基づいて、車両１が走行予定の経路における道路状況を取得することができる。

なお、本実施の形態におけるナビゲーション装置８３は、各種情報を地図データ等に対応付けて記憶する情報記憶部を備えているが、この情報記憶部に代えて、各種情報が地図データ等に対応付けて記憶された記憶媒体から各種情報を読み取る情報読取部を設け、その情報読取部により読み取った各種情報をＣＰＵ７１に出力するように構成しても良い。

アクセルペダルセンサ装置６１ａは、アクセルペダル６１の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、アクセルペダル６１の踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

ブレーキペダルセンサ装置６２ａは、ブレーキペダル６２の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、ブレーキペダル６２の踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

ステアリングセンサ装置６３ａは、ステアリング６３の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ７１に出力するための装置であり、ステアリング６３の回転角を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

なお、本実施の形態では、各角度センサが電気抵抗を利用した接触型のポテンショメータとして構成されている。また、ＣＰＵ７１は、各センサ装置６１ａ，６２ａ，６３ａから入力された各角度センサの検出結果（操作量）を時間微分して、各ペダル６１，６２の踏み込み速度およびステアリング６３の回転速度を取得することができる。

図３に示す他の入出力装置９０としては、例えば、雨量を検出する雨量センサや路面の状況を非接触で検出する光学センサなどが例示される。

次いで、図４を参照して、キャンバ制御処理について説明する。図４は、キャンバ制御処理を示すフローチャートである。この処理は、車両用制御装置１００の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、ステアリング６３の操作量（回転角）及び操作速度（回転速度）に基づいて車輪２のキャンバ角を調整する処理である。

ＣＰＵ７１は、キャンバ制御処理に関し、まず、キャンバフラグ７３ａがオンであるか否かを判断する（Ｓ１）。その結果、キャンバフラグ７３ａがオフであると判断される場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、ステアリング６３の操作量を取得し（Ｓ２）、その取得したステアリング６３の操作量の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。なお、Ｓ３の処理では、Ｓ２の処理で取得したステアリング６３の操作量と、ＲＯＭ７２に予め記憶されている閾値とを比較して、現在のステアリング６３の操作量が所定値以上であるか否かを判断する。

その結果、ステアリング６３の操作量の絶対値が所定値以上であると判断される場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて、車輪２（本実施の形態では、全ての車輪２ＦＬ〜２ＲＲ）のキャンバ角を第１キャンバ角に調整すると共に（Ｓ４）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ５）、このキャンバ制御処理を終了する。

即ち、Ｓ３の処理の結果、ステアリング６３の操作量の絶対値が所定値以上であると判断される場合には、車両１が旋回中であるので、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整して、車輪２にネガティブキャンバを付与する。これにより、車輪２の横剛性を利用すると共に、第１トレッド２１の高グリップ特性を発揮させて、操縦安定性を確保することができる。

一方、Ｓ３の処理の結果、ステアリング６３の操作量の絶対値が所定値よりも小さいと判断される場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、次いで、ステアリング６３の操作速度を取得し（Ｓ６）、その取得したステアリング６３の操作速度の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。なお、Ｓ７の処理では、Ｓ６の処理で取得したステアリング６３の操作速度と、ＲＯＭ７２に予め記憶されている閾値とを比較して、現在のステアリング６３の操作速度が所定値以上であるか否かを判断する。

その結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値が所定値以上であると判断される場合には（Ｓ７：Ｙｅｓ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整すると共に（Ｓ４）、キャンバフラグ７３ａをオンして（Ｓ５）、このキャンバ制御処理を終了する。

即ち、Ｓ７の処理の結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値が所定値以上であると判断される場合には、車両１が旋回中であるので、車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角に調整して、車輪２にネガティブキャンバを付与する。これにより、車輪２の横剛性を利用すると共に、第１トレッド２１の高グリップ特性を発揮させて、操縦安定性を確保することができる。

一方、Ｓ７の処理の結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値が所定値よりも小さいと判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、Ｓ４及びＳ５の処理をスキップして、このキャンバ制御処理を終了する。

即ち、Ｓ３の処理の結果、ステアリング６３の操作量の絶対値が所定値よりも小さいと判断され且つＳ７の処理の結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値が所定値よりも小さいと判断される場合には（Ｓ３：Ｎｏ且つＳ７：Ｎｏ）、車両１が直進中であり、操縦安定性の確保は不要であるため、この場合には、車輪２のキャンバ角を第２キャンバ角に維持する。これにより、キャンバスラストの影響を回避すると共に、第２トレッド２２の低転がり特性を発揮させて、省燃費化を図ることができる。

これに対し、Ｓ１の処理の結果、キャンバフラグ７３ａがオンであると判断される場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ステアリング６３の操作量を取得し（Ｓ８）、その取得したステアリング６３の操作量の絶対値が減少しているか否かを判断する（Ｓ９）。具体的に、Ｓ９の処理では、Ｓ８の処理で取得したステアリング６３の操作量の絶対値に対する単位時間当たりの変化量（以下「操作量の絶対値の変化量」と称す）を取得し、その取得した操作量の絶対値の変化量が０よりも小さいか否かを判断する。

Ｓ９の処理の結果、ステアリング６３の操作量の絶対値は減少していない、即ち、操作量の絶対値の変化量が０以上であると判断される場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、このキャンバ制御処理を終了する。これにより、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に維持され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が維持される。

一方、Ｓ９の処理の結果、ステアリング６３の操作量の絶対値が減少している、即ち、操作量の絶対値の変化量が０よりも小さいと判断される場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、次いで、ステアリング６３の操作速度を取得し（Ｓ１０）、その取得したステアリング６３の操作速度の絶対値が減少しているか否かを判断する（Ｓ１１）。具体的に、Ｓ１１の処理では、Ｓ１０の処理で取得したステアリング６３の操作速度の絶対値に対する単位時間当たりの変化量（以下「操作速度の絶対値の変化量」と称す）を取得し、その取得した操作速度の絶対値の変化量が０よりも小さいか否かを判断する。

Ｓ１１の処理の結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値は減少していない、即ち、操作速度の絶対値の変化量が０以上であると判断される場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、このキャンバ制御処理を終了する。これにより、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に維持され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が維持される。

一方、Ｓ１１の処理の結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値が減少している、即ち、操作速度の絶対値の変化量が０よりも小さいと判断される場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、次いで、計時装置８０により計時を開始する（Ｓ１２）。その後、計時を開始してから所定の時間（例えば３秒など）が経過したか否かを判断し（Ｓ１３）、所定の時間が経過していないと判断される場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、所定の時間が経過したと判断されるまでＳ１３の処理を繰り返し実行する。

一方、Ｓ１３の処理の結果、所定の時間が経過したと判断される場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、キャンバ角調整装置４４を作動させて、車輪２（本実施の形態では、全ての車輪２ＦＬ〜２ＲＲ）のキャンバ角を第２キャンバ角に調整すると共に（Ｓ１４）、キャンバフラグ７３ａをオフして（Ｓ１５）、このキャンバ制御処理を終了する。

即ち、Ｓ９の処理の結果、ステアリング６３の操作量の絶対値が減少していると判断され且つＳ１１の処理の結果、ステアリング６３の操作速度の絶対値が減少していると判断される場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ且つＳ１１：Ｙｅｓ）、車両１の旋回が終了に近づいており、操縦安定性の確保はそれほど必要でないため、この場合には、車輪２のキャンバ角を第２キャンバ角に調整して、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除する。これにより、キャンバスラストの影響を回避すると共に、第２トレッド２２の低転がり特性を発揮させて、省燃費化を図ることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ステアリング６３の操作量または操作速度の絶対値が所定値以上である場合に、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整され、車輪２にネガティブキャンバが付与される。これにより、車輪２の横剛性を利用して、旋回時の操縦安定性を確保できる。また、車輪２にネガティブキャンバが付与された状態において、ステアリング６３の操作速度の絶対値が減少しており且つステアリング６３の操作量の絶対値が減少している場合に、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が解除される。ここで、例えば、ステアリング６３の操作速度または操作量に閾値を設けて車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除する場合には、操作速度または操作量が閾値に達するまで車輪２へのネガティブキャンバの付与が維持される。よって、ネガティブキャンバの付与が維持される間、キャンバスラストの影響により車輪２の転がり抵抗が増加し、燃費性能の低下を招く。これに対し、ステアリング６３の操作速度および操作量の絶対値が減少している場合に、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除することで、ステアリング６３の操作に基づき旋回の終了を早期に判断して、ネガティブキャンバの解除を素早く行うことができる。これにより、旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる。

また、ステアリング６３の操作速度の絶対値が減少しており且つステアリング６３の操作量の絶対値が減少している場合に、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除するので、操作速度の絶対値または操作量の絶対値のいずれか一方が減少していても、いずれか他方が減少していなければ、車輪２へのネガティブキャンバの付与を維持することができる。これにより、スラローム走行時のようにステアリング６３が繰り返し操作される走行状態において、車輪２へのネガティブキャンバの付与と解除とを繰り返し行うことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。

ここで、図５を参照して、スラローム走行時における車輪２のキャンバ角の調整について説明する。図５は、スラローム走行時におけるステアリング６３の操作状態と車輪２のキャンバ角との関係を時系列に示したグラフである。

図５に示すように、車両１のスラローム走行時には、まず、ステアリング６３が一方向へ操作され、ステアリング６３の操作量または操作速度が所定値以上になることで、車輪２のキャンバ角が第１キャンバ角に調整される。この場合、ステアリング６３の操作速度は、操作量の変化よりも先に変化し、操作量が最大となる前に減少し始める（即ち、操作速度の絶対値の変化量が０よりも小さくなる）。しかしながら、操作速度は減少するものの、操作量は増加している（即ち、操作量の絶対値の変化量は０以上である）ため、車輪２のキャンバ角は第１キャンバ角に維持され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が維持される。

その後、ステアリング６３が他方向へ切り返し操作されると、ステアリング６３の操作量が減少し始める（即ち、操作量の絶対値の変化量が０よりも小さくなる）。しかしながら、操作量は減少するものの、ステリング６３の切り返し操作に伴い操作速度の絶対値は増加している（即ち、操作速度の絶対値の変化量が０以上である）ため、車輪２のキャンバ角は第１キャンバ角に維持され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が維持される。

このように、ステアリング６３が繰り返し操作されるスラローム走行時には、ステアリング６３の操作量と異なる周期で操作速度も絶えず変化する。よって、ステアリング６３の操作量および操作速度の両方に基づいて車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除することで、車輪２へのネガティブキャンバの付与と解除とを繰り返し行うことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。

これに対し、スラローム走行が終了に近づくと、ステアリング６３が中立位置に戻されることで、ステアリング６３の操作量の絶対値および操作速度の絶対値がいずれも減少し始める（即ち、操作量の絶対値の変化量および操作速度の絶対値の変化量がいずれも０よりも小さくなる）。このため、車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整され、車輪２へのネガティブキャンバの付与が解除される。このように、スラローム走行の終了時には、ステアリング６３の操作に基づき旋回の終了を早期に判断して、ネガティブキャンバの解除を素早く行うことができる。

なお、図４に示すフローチャート（キャンバ制御処理）において、請求項１記載の旋回判断手段としてはＳ３及びＳ７の処理が、キャンバ角付与手段としてはＳ４の処理が、操作量取得手段としてはＳ８の処理が、操作量減少判断手段としてはＳ９の処理が、操作速度取得手段としてはＳ１０の処理が、操作速度減少判断手段としてはＳ１１の処理が、キャンバ角解除手段としてはＳ１４の処理が、それぞれ該当する。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記実施の形態では、全ての車輪２のキャンバ角を第１キャンバ角および第２キャンバ角に調整する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、前輪２ＦＬ，２ＦＲ又は後輪２ＲＬ，２ＲＲのいずれか一方のみを第１キャンバ角および第２キャンバ角に調整しても良い。また、左の前輪２ＦＬと右の前輪２ＦＲとのキャンバ角を、左の後輪２ＲＬと右の後輪２ＲＲとのキャンバ角を、それぞれ異なるキャンバ角に調整しても良い。

上記実施の形態では、ステアリング６３の操作量または操作速度に基づいて車両１が旋回中であるかを判断する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ステアリング６３の操作量または操作速度に代えて、他の状態量に基づいて車両１が旋回中であるかを判断することは当然可能である。他の状態量としては、例えば、車両１のヨーレート、そのヨーレートの単位時間当たりの変化量、車両１の横加速度、その横加速度の単位時間当たりの変化量などが例示される。

また、上記実施の形態では、車両１が旋回中であるかの判断基準となるステアリング６３の操作量および操作速度の閾値がＲＯＭ７２に予め記憶された一定値である場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、車両１の走行速度や路面状況などの各種情報を取得し、それら取得した各種情報に基づいて、かかる判断基準となるステアリング６３の操作量および操作速度の閾値を設定する構成としても良い。この場合には、車両１の走行速度や路面状況などに応じて車輪２へのネガティブキャンバの付与を行うことができるので、効率良く旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる。

上記実施の形態では、車輪２にネガティブキャンバが付与された状態において、ステアリング６３の操作速度の絶対値および操作量の絶対値がいずれも減少している場合に、所定の時間が経過してから車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、所定の時間の経過を待たずして、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除しても良い。この場合には、車輪２へのネガティブキャンバの付与を素早く解除して、より一層の省燃費化を図ることができる。

上記実施の形態では説明を省略したが、車輪２にネガティブキャンバが付与された状態において、車両１が走行予定の経路における道路の情報をナビゲーション装置８２により取得する手段と、その取得した道路の情報が所定の条件を満たすかを判断する手段と、その判断結果が所定の条件を満たすと判断される場合に、車輪２へのネガティブキャンバの付与を維持する手段とを備える構成としても良い。これにより、走行予定の経路が所定の条件を満たす場合には、車輪２へのネガティブキャンバの付与を維持できるので、車輪２へのネガティブキャンバの付与と解除とを繰り返し行うことがなく、キャンバ角の頻繁な切り替わりを防止することができる。なお、所定の条件としては、例えば、走行予定の経路が所定半径以下のカーブとなっている場合、走行予定の経路が右折や左折である場合などが例示される。

また、上記実施の形態では説明を省略したが、ステアリング６３の操作速度の絶対値および操作量の絶対値が減少しているかの判断基準を、車両１の走行速度や路面状況などの各種情報に基づいて規定するマップを設けると共に、車両１の走行速度や路面状況などの各種情報を取得し、その取得した各種情報に対応する判断基準をマップから読み出して、ステアリング６３の操作速度の絶対値および操作量の絶対値が減少しているかを判断する構成としても良い。この場合には、車両１の走行速度や路面状況などに応じて車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除できるので、効率良く省燃費化を図ることができる。

上記実施の形態では、第１トレッド２１が車両１の内側に、第２トレッド２２が車両１の外側に、それぞれ配置される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第１トレッド２１を車両１の外側に、第２トレッド２２を車両１の内側に、それぞれ配置しても良い。この場合には、第１キャンバ状態において車輪２のキャンバ角が第２キャンバ角に調整されると共に、第２キャンバ状態において第１キャンバ角に調整され車輪２にポジティブキャンバが付与されるように構成することで、上記実施の形態の場合と同様に、旋回時の操縦安定性を確保しつつ、省燃費化を図ることができる。

上記実施の形態では、第２キャンバ角を０°とし、車輪２のキャンバ角を第２キャンバ角に調整することで、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第２キャンバ角を０°よりも小さい角度または大きい角度とし、この第２キャンバ角に車輪２のキャンバ角を調整することで、車輪２へのネガティブキャンバの付与を解除しても良い。なお、この場合には、第２キャンバ角は、第１トレッド２１に対する第２トレッド２２の接地比率が最大となる角度であることが好ましい。

１００ 車両用制御装置
１ 車両
２ 車輪
２ＦＬ 左の前輪（車輪の一部）
２ＦＲ 右の前輪（車輪の一部）
２ＲＬ 左の後輪（車輪の一部）
２ＲＲ 右の後輪（車輪の一部）
４４ キャンバ角調整装置
４４ＦＬ ＦＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＦＲ ＦＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＬ ＲＬモータ（キャンバ角調整装置の一部）
４４ＲＲ ＲＲモータ（キャンバ角調整装置の一部）

Claims (1)

1. 複数の車輪と、それら複数の車輪の内の操舵可能に構成される車輪を操舵するために操作される操作部材と、前記複数の車輪の内の少なくとも一部の車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置とを備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
   前記車両が旋回中であるかを判断する旋回判断手段と、
   その旋回判断手段により前記車両が旋回中であると判断される場合に、前記キャンバ角調整装置を作動させて、前記車輪にキャンバ角を付与するキャンバ角付与手段と、
   前記操作部材の操作量を取得する操作量取得手段と、
   その操作量取得手段により取得された前記操作部材の操作量の絶対値が減少しているかを判断する操作量減少判断手段と、
   前記操作部材の操作速度を取得する操作速度取得手段と、
   その操作速度取得手段により取得された前記操作部材の操作速度の絶対値が減少しているかを判断する操作速度減少判断手段と、
   その操作速度減少判断手段により前記操作部材の操作速度の絶対値が減少していると判断され且つ前記操作量減少判断手段により前記操作部材の操作量の絶対値が減少していると判断される場合に、前記キャンバ角付与手段による前記車輪へのキャンバ角の付与を解除するキャンバ角解除手段と、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。

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