(57)【要約】【課題】構造や制御内容の複雑化を招くことなく、適用対象のタイヤが限られることなく汎用性を高くした上で、制動力又は駆動力の向上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】本発明による車両用制御装置１は、車輪を構成するタイヤの種別を検出する種別検出手段２ａと、タイヤの含むトレッドの接地面形状が台形に維持される、車輪のキャンバ角の所定角度範囲を種別に対応させて設定するキャンバ角設定手段２ｂと、車両の駆動指令又は制動指令を検出する指令検出手段２ｃと、指令検出手段２ｃが駆動指令又は制動指令を検出した場合に、キャンバ角を、所定角度範囲以内に制御するキャンバ角制御手段２ｄと、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を構成するタイヤの種別を検出する種別検出手段と、前記タイヤの含むトレッドの接地面形状が台形に維持される、前記車輪のキャンバ角の所定角度範囲を前記種別に対応させて設定するキャンバ角設定手段と、車両の駆動指令又は制動指令を検出する指令検出手段と、前記指令検出手段が前記駆動指令又は前記制動指令を検出した場合に、前記キャンバ角を、前記所定角度範囲以内に制御するキャンバ角制御手段と、を含むことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、前記タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドの剛性が、他方側に位置するトレッドの剛性よりも高い場合には、前記一方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を前記キャンバ角設定手段が設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
路面状態がドライ又はウェットのいずれであるかを検出する路面状態検出手段を含み、前記車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、前記タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数が、他方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数よりも多い場合において、前記路面状態がウェットである場合には、前記一方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を前記キャンバ角設定手段が設定し、前記路面状態がドライである場合には、前記他方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を前記キャンバ角設定手段が設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のキャンバ角を制御して制動時の制動力又は駆動時の駆動力を向上させることができる車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述したような制動力又は駆動力向上に係る制御を行う車両用制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１に記載の車両用制御装置においては、車両内の制動指令をトリガとして、左右の車輪をともにネガティブキャンバかつトーインとして、キャンバスラストに車両の前方に指向する分力を発生させて、制動力を向上することが記載されている。
【０００３】
また、制動力向上に係る制御を行う車両用制御装置としては、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２に記載の車両用制御装置においては、車輪を構成するタイヤのトレッドの、幅方向に並列して位置する第１トレッドと第２トレッド相互間において、第１トレッドのグリップ力を第２トレッドよりも高い特性として、少なくとも一の車輪の異常が検出された場合に、第１トレッドが第２トレッドに対して下方に移動するようにキャンバ角を変化させて、第１トレッドの接地面積を多くするようにキャンバ角を制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２７５７１号公報
【特許文献２】特開２００８−２１３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した特許文献１に記載の車両用制御装置においては、キャンバ角に加えてトー角をも制御することから、車輪の姿勢を車幅方向に垂直な面に対して三次元的に変化させる必要が生じて、車輪毎に三つのアクチュエータを備える必要が生じて、構造と制御内容の複雑化を招くという問題が生じる。
【０００６】
また、上述した特許文献２に記載の車両用制御装置においては、車輪を構成するタイヤにグリップ力の異なる第１トレッドと第２トレッドを含むことが必須となり、左右対称のタイヤに適用することができないとともに、左右非対称のタイヤにおいても適用対象が限られて、汎用性を高くすることができないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、構造や制御内容の複雑化を招くことなく、適用対象のタイヤが限られることなく汎用性を高くした上で、制動力又は駆動力の向上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する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するため、本発明による車両用制御装置は、
車輪を構成するタイヤの種別を検出する種別検出手段と、
前記タイヤの含むトレッドの接地面形状が台形に維持される、前記車輪のキャンバ角の所定角度範囲を前記種別に対応させて設定するキャンバ角設定手段と、
車両の駆動指令又は制動指令を検出する指令検出手段と、
前記指令検出手段が前記駆動指令又は前記制動指令を検出した場合に、前記キャンバ角を、前記所定角度範囲以内に制御するキャンバ角制御手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記所定角度範囲とは、前記キャンバ角の角度を初期角度からポジティブ方向に増大又はネガティブ方向に減少させて前記所定角度範囲以内とした場合に、前記車輪を構成するタイヤの含むトレッドの接地面形状が矩形から台形に変化して、台形の接地面形状が維持される角度範囲であり、前記車輪を構成するタイヤの種別毎に定まる角度範囲である。
【００１０】
なお、種別とは、タイヤの用途により異なる諸元を識別可能な例えばコードを示すものとする。タイヤの諸元とは、それぞれのタイヤに用途に基づいて要求される、直進安定性、旋回走行安定性、耐熱性、耐久性、排水性、グリップ性、氷雪路面状のグリップ性等の要求性能を含み、要求性能により決定される、トレッドの厚みタイヤ中心を通る断面内のプロフィル形状、リブの幅方向における配置、周方向溝の配置、溝幅、溝深さ、幅方向溝の配置、溝幅、溝深さ等の構造的特徴を指す。
【００１１】
前記車両用制御装置によれば、前記キャンバ角の制御のみにより前記接地面形状を台形に維持して制動力及び駆動力を向上することができるので、前記車両用制御装置の構造や制御内容の複雑化を招くことを防止することができる。なお、前記接地面形状を矩形から台形に変化させることにより、制動力及び駆動力を向上させるメカニズムは以下の通りである。
【００１２】
一般にタイヤのトレッドには、周方向溝が形成されて、幅方向に複数のリブが形成されており、さらに、幅方向溝によりリブが周方向に分割され周方向に複数並列されるブロックが形成される。リブの番号をｉ、トレッドを構成するゴムの剪断剛性をＧ、各リブの幅をＷｉ、各リブの周方向の接地長さをＬｉとすると、前後方向のトレッド剪断剛性は
ΣＧ×Ｗｉ×Ｌｉ２
となる。
【００１３】
ここで、簡単のためリブが幅方向に２本形成されて、各リブ幅Ｗｉが共通でＷであるとすると、トレッド剪断剛性は
Ｇ×Ｗ×（Ｌ１２＋Ｌ２２）
となる。キャンバ角付与前において、
Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ
とし、車輪にリブ１がリブ２に対して下方に移動する方向の所定角度範囲以内のキャンバ角を付与して接地面形状を台形状とした場合に、キャンバ角付与により下方に移動する側は接地圧が高くなり、周方向の接地長さＬ１がΔＬだけ増大し、上方に移動する側の周方向の接地長さＬ２がΔＬだけ減少するので、キャンバ角付与後において
Ｌ１＝Ｌ＋ΔＬ、
Ｌ２＝Ｌ−ΔＬ
となる。
【００１４】
前述したトレッド剪断剛性の式に、上記キャンバ角付与前後のＬ１及びＬ２の式を代入すると、キャンバ角付与前の矩形状のトレッド剪断剛性は
Ｇ×Ｗ×２Ｌ２
となり、キャンバ角付与後の台形状のトレッド剪断剛性は
Ｇ×Ｗ×（２Ｌ２＋２ΔＬ２）
となり、２ΔＬ２は正の値となるため、台形状のトレッド剪断剛性の方が矩形状のトレッド剪断剛性に較べて常に大きくなる。
【００１５】
すなわち、トレッドにおいてタイヤ赤道線を挟んで一方側の剪断剛性を他方側に対して高めることを必須とすることなく、車輪にタイヤの種別に応じた所定角度範囲以内のキャンバ角を付与して接地面形状を台形とすることのみにより、例えば図２に示すように、制動力及び駆動力を向上することができる。本発明はこの性質及び技術思想を利用する。
【００１６】
また、前記車両用制御装置においては、前記キャンバ角設定手段が、前記種別毎に前記所定角度範囲を設定することから、適用対象となるタイヤが限定されることなく装置としての汎用性を高くした上で、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。
【００１７】
特には左右対称のトレッドを有するタイヤを含む前記車輪においても、当該タイヤの種別に対応させた前記所定角度範囲にキャンバ角を制御することにより、前記トレッドの接地面形状を台形に維持して、これにより、制動力及び駆動力の向上を図ることができるので、本発明の適用対象となるタイヤをより広範囲なものとして、本発明の前記車両用制御装置の汎用性を高めることができる。
【００１８】
なお、前記車両用制御装置において、
前記車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、
前記タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドの剛性が、他方側に位置するトレッドの剛性よりも高い場合には、
前記一方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を前記キャンバ角設定手段が設定する、
ことが好ましい。
【００１９】
すなわち、前記一方側が車幅方向内側である場合には、前記一方側が下方に移動する方向とは、ネガティブ方向となり、前記一方側が車幅方向外側である場合には、前記一方側が下方に移動する方向とは、ポジティブ方向となる。
【００２０】
これによれば、接地面を台形とすることによりトレッド剪断剛性を高めて、制動力及び駆動力を増大する効果に加えて、前記一方側に位置するトレッドの剛性が他方側より高い場合に、一方側のトレッドの接地面積を大きくすることにより、トレッド剪断剛性を更に高めることができる。
【００２１】
さらに、前記車両用制御装置において、
路面状態がドライ又はウェットのいずれであるかを検出する路面状態検出手段を含み、
前記車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、
前記タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数が、他方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数よりも多い場合において、
前記路面状態がウェットである場合には、前記一方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を前記キャンバ角設定手段が設定し、
前記路面状態がドライである場合には、前記他方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を前記キャンバ角設定手段が設定する、
ことが好ましい。
【００２２】
これによれば、前記タイヤのトレッドが左右非対称であり、特には、前記タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドが含む前記幅方向溝の数が、他方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数よりも多い場合においては、以下のように、前記路面状態がドライであるかウェットであるかにより、前記車輪にキャンバ角を付与する方向を逆として、ドライにおいては高いトレッド剪断剛性を利用して制動力及び駆動力を高め、ウェットにおいては、高いエッジ効果を利用して制動力及び駆動力を高めることができる。
【００２３】
なお、前記幅方向溝とは、周方向に延びるリブを周方向に複数に分割する溝を指し、幅方向に沿って延びる溝と幅方向に傾斜して延びる傾斜溝の双方を含む。このような前記幅方向溝が多いリブは、前記幅方向溝により画成されるブロックの周方向縁部つまり、エッジの数も多くなり、前記路面状態がウェットである場合には、トレッド表面と路面との間からエッジ効果により水を除去して、トレッド表面と路面との間に水膜が形成されることを防止して、前記制動力及び駆動力を増大させることができる。
【００２４】
つまり、前記路面状態がウェットである場合には、前記トレッド剪断剛性を高めることに換えて、前記幅方向溝の数が多い前記一方側が他方側に対して下方に移動する方向に前記車輪にキャンバ角を付与して、前記一方側の接地面積を大きくして、路面に接触するエッジの数を多くして、トレッド表面と路面との間の水膜除去を積極的に行って、水膜除去により制動力及び駆動力を増大することが好ましいため、本発明ではこの性質及び技術思想をも利用することにより、制動力及び駆動力を向上させる。
【００２５】
これとは逆に、前記路面状態がドライである場合には、前記幅方向溝の数が少なくトレッド剪断剛性の高い他方側が下方に移動する方向に前記所定角度範囲を設定し、前記他方側の接地面積を大きくして制動力及び駆動力を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、構造や制御内容の複雑化を招くことなく、適用対象のタイヤが限られることなく汎用性を高くした上で、制動力又は駆動力の向上を図ることができる、車両用制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態の原理を示す模式図である。
【図３】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態の制御結果を示す模式図である。
【図５】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る車両用制御装置の一実施形態の制御結果を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明に係る車両用制御装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、本発明に係る車両用制御装置の一実施形態が利用する原理を示す模式図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施例１の車両用制御装置１は、車両制御ＥＣＵ２（Electronic  Control  Unit）と、アクチュエータ３と、タッチパネル４を含む。
【００３１】
車両制御ＥＣＵ２には、ブレーキＥＣＵ５と、エンジンＥＣＵ６がＣＡＮ（Controller  Area  Network）等の通信規格を介して相互に接続される。
【００３２】
車両制御ＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、以下に述べる処理を行う種別検出手段２ａと、キャンバ角設定手段２ｂと、指令検出手段２ｃと、キャンバ角制御手段２ｄとを構成するものである。
【００３３】
なお、本実施例１の車両用制御装置１が適用される車両の前後左右（ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）に位置するサスペンション装置は、例えば、図示しないタイヤ及びホイールを含む車輪と、キャリアと、ショックアブソーバと、バネと、ロアアームと、アッパーアームとを備えて構成される。
【００３４】
キャリアはタイヤ及びホイールを含む車輪を回転自在に支持するものであり、その下端部が、ボールジョイントを介してＡアーム形状のロアアームの車幅方向外側端部に連結されると共に、その上端部が、ボールジョイントを介してＡアーム形状のアッパーアームの車幅方向外側端部に連結される。
【００３５】
ロアアームは、車幅方向に延在して車幅方向外側端が車幅方向内側端よりも上方にオフセットするように配置され、車幅方向内側が二股状に分岐するように形成されるいわゆるＡアームにより構成され、その車幅方向外側端部つまりはＡアームの頂点側がキャリアの下端部に対してボールジョイントを介して連結され、その車幅方向内側つまりはＡアームの頂点の反対側の二箇所が、ブッシュを介して車体側の図示しないサスペンションメンバに揺動自在に連結されて、キャリアと車体とを連結する。
【００３６】
アッパーアームは、車幅方向に延在して車幅方向外側端が車幅方向内側端よりも下方にオフセットするように配置され、車幅方向内側が二股状に分岐するように形成されるいわゆるＡアームにより構成され、その車幅方向外側端部つまりはＡアームの頂点側がキャリアの上端部に対してボールジョイントを介して連結され、その車幅方向内側つまりはＡアームの頂点の反対側の二箇所が、ブッシュを介して車体側の図示しないサスペンションメンバに揺動自在に連結されて、キャリアと車体とを連結する。
【００３７】
ショックアブソーバは、シリンダとピストン、絞りと作動流体を含み、ピストンの一部を構成するロッドの上端部がブッシュを介して車体側に連結され、シリンダの下端部がロアアームの車幅方向中間部分にブッシュを介して連結される。ショックアブソーバは、タイヤ及びホイールを含む車輪からキャリアを介して伝達される路面からの振動によって、キャリアが振動し続けることをその減衰力により防止する。
【００３８】
バネは、バネを構成するスプリングの上端部が、ブッシュを介して車体側のアッパスプリングシートに連結され、スプリングの下端部がショックアブソーバのシリンダの上端部の外周面に設けられたロアスプリングシートに連結される。バネは車体とシリンダとの間に挟持されて、タイヤ及びホイールを含む車輪からキャリアを介して車体側に伝達される振動を低減し緩和する。
【００３９】
本実施例１のアクチュエータ３（ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）はシリンダとピストン、配管と電磁弁を含み、ロアアームと車体との間に介装される。車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄの指令に基づいて電磁弁が送出位置とすると、シリンダに作動流体が送り込まれてピストンがシリンダから押し出されて、アクチュエータ３の全長は伸長し、ロアアームと車体との間隔を拡大して、キャリアを車体に対して下方に移動させて、車輪のキャンバ角をポジティブ方向に変位させる。
【００４０】
車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄの指令に基づいて電磁弁が排出位置とされてシリンダから作動流体が排出されると、ピストンがシリンダに収納されて、アクチュエータ３の全長は縮小されて、ロアアームと車体との間隔は縮小されて、キャリアを車体に対して上方に移動させて、車輪のキャンバ角をネガティブ方向に変位させる。
【００４１】
ブレーキＥＣＵ５は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、図示しないブレーキペダルセンサの検出結果に基づいて運転者のブレーキペダルの踏み込み量を検出して検出した踏み込み量に基づき、車両の各車輪に設けられたブレーキ装置を制御して車両の制動を行うとともに、図示しない車輪速センサから車速を検出して、車速の検出結果及び制動指令の有無を含むデータフレームを、ＣＡＮを介して車両制御ＥＣＵ２に出力するものである。
【００４２】
エンジンＥＣＵ６は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、図示しないアクセルペダルセンサの検出結果に基づいて運転者のアクセルペダルの踏み込み量を検出して検出した踏み込み量に基づいて、図示しないエンジンのスロットル開度及び燃料噴射量、バルブタイミング等を制御して、主にエンジンの回転数の制御を行って車両の加減速度の制御を行い、駆動指令の有無を含むデータフレームを、ＣＡＮを介して車両制御ＥＣＵ２に出力するものである。
【００４３】
車両制御ＥＣＵ２の種別検出手段２ａは、タッチパネル４により車両製造時又はタイヤ交換時に入力されたタイヤの製品番号と予め記憶された製造番号と種別との第一対照テーブルＡに基づいて、車輪を構成するタイヤの種別を検出する。車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、タイヤの含むトレッドの接地面形状が台形に維持される、車輪のキャンバ角の所定角度範囲を種別検出手段２ａが検出した種別に対応させて、予め記憶された種別と所定角度範囲との第二対照テーブルＢに基づいて設定する。
【００４４】
車両制御ＥＣＵ２の指令検出手段２ｃはＣＡＮを介してエンジンＥＣＵ６からの車両の駆動指令又はブレーキＥＣＵ５からの制動指令を検出する。車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄは、指令検出手段２ｃが駆動指令又は制動指令を検出した場合に、キャンバ角を所定角度範囲以内に制御するべくアクチュエータ３を制御する。
【００４５】
ここで、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、種別検出手段２ａの検出した種別に基づいて、車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドの剛性が、他方側に位置するトレッドの剛性よりも高いか否かを判定し、肯定である場合には、一方側が下方に移動する方向に、つまり、一方側が車幅方向内側である場合にはネガティブ方向に、一方側が車幅方向外側である場合にはポジティブ方向に、所定角度範囲を設定する。なお、否定である場合には、初期角度がポジティブ方向であればポジティブ方向を選択し、初期角度がネガティブ方向であればネガティブ方向を選択するものとする。
【００４６】
車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄは、キャンバ角をキャンバ角制御手段２ｄが設定した所定角度範囲以内とするように、アクチュエータ３内の電磁弁を制御する。
【００４７】
以下、本実施例１の車両用制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて詳細に説明する。図３は、本発明による車両用制御装置１の制御内容を示すフローチャートである。図４は、本発明による車両用制御装置１の制御結果を示す模式図である。
【００４８】
図３に示すステップＳ１において、車両制御ＥＣＵ２の種別検出手段２ａは、車両製造時又はタイヤ交換時においてタッチパネル４により入力された製品番号と第一対照テーブルＡに基づいて、タイヤの種別を検出し、ステップＳ２において、種別に基づいて該当するタイヤが左右非対称であるか否かを判定し、否定である場合にはステップＳ３にすすみ、肯定である場合にはステップＳ４にすすむ。
【００４９】
ステップＳ３において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、タイヤの含むトレッドの接地面形状が台形に維持することができる、車輪のキャンバ角の所定角度範囲を種別検出手段２ａが検出した種別に対応させて、予め記憶された第二対照テーブルＢが含む種別と所定角度範囲との対応関係に基づいて設定する。
【００５０】
ステップＳ４において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、ステップＳ１において種別検出手段２ａが検出した種別と第二対照テーブルＢに基づいて、車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドの剛性が、他方側に位置するトレッドの剛性よりも高い場合には、一方側が下方に移動する方向に、つまり、一方側が車幅方向内側である場合にはネガティブ方向に、一方側が車幅方向外側である場合にはポジティブ方向に、所定角度範囲を設定する。
【００５１】
ステップＳ５において、車両制御ＥＣＵ２の指令検出手段２ｃは、制動指令又は駆動指令の有無を検出し、ステップＳ６において、指令検出手段２ｃは、ブレーキオン又はアクセルオンであるか否かを判定し、肯定である場合にはステップＳ７にすすみ、否定である場合にはステップＳ８にすすむ。
【００５２】
ステップＳ７において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄは、キャンバ角が所定角度範囲以内となるようにアクチュエータ３を制御する。ステップＳ８においては、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄは、キャンバ角が初期角度となるようにアクチュエータ３を制御する。
【００５３】
以上述べた制御内容により実現される本実施例１の車両用制御装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、本実施例１の車両用制御装置１によれば、キャンバ角の制御のみにより車輪のタイヤの接地面形状を台形に維持することのみにより制動力及び駆動力を向上することができるので、従来技術のように車輪一個に対してアクチュエータを複数設ける構成を排除して、車両用制御装置１の構造や制御内容の複雑化を招くことを防止することができる。
【００５４】
キャンバ角を、例えば、図４に示すように、所定角度範囲以内のポジティブ方向に＋４度、ネガティブ方向に−４度とした場合には、図２に示すように、０度に較べてスリップ比に対する制動力及び駆動力をともに増大することができる。なお、所定角度範囲の上限値は４５度程度であり、接地面形状が矩形から台形に変化する下限値はタイヤ個々の種別によりトレッドの構造、剛性、ベルトの形態、カーカスの形態が相違することに起因して異なる。
【００５５】
また、本実施例１の車両用制御装置１においては、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂが、種別毎に所定角度範囲を設定することから、車両用制御装置１の適用対象となるタイヤが予め限定されてしまうことを回避することができるので、装置としての汎用性を高くした上で、制動力又は駆動力の向上を図ることができる。
【００５６】
特には左右対称のトレッドを有するタイヤを含む車輪においても、タイヤの種別に対応させた所定角度範囲を上述した第二対照テーブルＢに予め含めておくことによってキャンバ角を制御することにより、トレッドの接地面形状を台形に維持することにより、制動力及び駆動力の向上を図ることができるので、本実施例１の車両用制御装置１の適用対象となるタイヤをより広範囲なものとして、本実施例１の車両用制御装置１の汎用性を高めることができる。
【００５７】
加えて、本実施例１の車両用制御装置１においては、車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドの剛性が、他方側に位置するトレッドの剛性よりも高い場合には、一方側が下方に移動する方向に所定角度範囲をキャンバ角設定手段２ｂが設定することとしているので、さらに、以下のような有利な作用効果を得ることができる。
【００５８】
すなわち、接地面を台形とすることによりトレッド剪断剛性を高めて、制動力及び駆動力を増大する効果に加えて、一方側に位置するトレッドの剛性が他方側より高い場合に、一方側のトレッドの接地面積を大きくすることにより、トレッド剪断剛性を更に高めることができる。
【００５９】
上述した実施例１においては、タイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して対照であるか否かにより場合分けを行って所定角度範囲の設定を変更したが、さらに、路面状況を検出して、路面状況により更にきめの細かい場合分けを行い、所定角度範囲の設定を変更する構成とすることもできる。以下それについての実施例２について述べる。
【実施例２】
【００６０】
図５は、本発明に係る車両用制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００６１】
図５に示すように、本実施例２の車両用制御装置１１は、実施例１と同様に、車両制御ＥＣＵ２と、アクチュエータ３と、タッチパネル４を含む。車両制御ＥＣＵ２には、ブレーキＥＣＵ５と、エンジンＥＣＵ６と、ボディＥＣＵ７がＣＡＮを介して相互に接続される。
【００６２】
車両制御ＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、以下に述べる制御を行う種別検出手段２ａと、キャンバ角設定手段２ｂと、指令検出手段２ｃと、キャンバ角制御手段２ｄと、路面状態検出手段２ｅを構成するものである。
【００６３】
本実施例２の車両用制御装置１１が適用されるサスペンション装置は、これも実施例１に示したものと同様に、図示しないタイヤ及びホイールを含む車輪と、キャリアと、ショックアブソーバと、バネと、ロアアームと、アッパーアームとを備えて構成される。
【００６４】
ボディＥＣＵ７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べるそれぞれの処理を行い、車両の乗員が図示しないワイパースイッチを時計側に揺動させると、図示しないワイパーユニットに対して、車両のフロントガラスにワイパーを低速で揺動させる弱出力を発生し、乗員がワイパースイッチをさらに時計側に揺動させると、ワイパーを光速で揺動させる強出力を発生する。
【００６５】
ボディＥＣＵ７はさらに、ワイパースイッチを反時計側に揺動させると、ワイパーを停止させるべく出力を停止する。これとともに、ボディＥＣＵ７は、ワイパーユニットに対して強弱出力のいずれを出力したか又は出力を停止したかどうかを検出して、検出結果を、ＣＡＮを介して車両制御ＥＣＵ２に送信する。
【００６６】
車両制御ＥＣＵ２の路面状態検出手段２ｅは、ボディＥＣＵ７から送信された検出結果から、強弱出力のいずれかが出力されていることが検出された場合には、路面状態がウェットであることを検出し、強弱出力のいずれも停止されていることが検出された場合には、路面状態はドライであることを検出する。
【００６７】
車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、種別検出手段２ａが検出した種別に基づいて、車輪を構成するタイヤのトレッドがタイヤ赤道面に対して左右非対称であって、タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数が、他方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数よりも多いと判定される場合において、路面状態検出手段２ｅが検出した路面状態がウェットである場合には、一方側が下方に移動する方向に所定角度範囲を設定し、路面状態がドライである場合には、他方側が下方に移動する方向に所定角度範囲を設定する。
【００６８】
以下、本実施例２の車両用制御装置１１の制御内容を、フローチャートを用いて詳細に説明する。図６は、本発明による車両用制御装置１１の制御内容を示すフローチャートである。図７は、本発明による車両用制御装置１１の制御結果を示す模式図である。
【００６９】
図６に示すステップＳ１１において、車両制御ＥＣＵ２の種別検出手段２ａは、車両製造時又はタイヤ交換時においてタッチパネル４により入力された製品番号と第一対照テーブルＡに基づいて、タイヤの種別を検出する。つづいてステップＳ１２において、車両制御ＥＣＵ２の路面状態検出手段２ｅは、路面状態がドライであるかウェットであるかを検出する。
【００７０】
つづいて、ステップＳ１３において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、検出された種別に基づいて該当するタイヤが左右非対称であり、トレッドのタイヤ赤道面を挟んで一方側が含む幅方向溝の数が他方側よりも多いか否かを判定し、否定である場合にはステップＳ１５にすすみ、肯定である場合にはステップＳ１４にすすむ。
【００７１】
ステップＳ１４において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、検出された路面状況がウェットであるか否かを判定し、肯定である場合にはステップＳ１６にすすみ、否定である場合にはステップＳ１７にすすむ。
【００７２】
ステップＳ１５において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、タイヤの含むトレッドの接地面形状が台形に維持することができる、車輪のキャンバ角の所定角度範囲を種別検出手段２ａが検出した種別に対応させて、予め記憶された第二対照テーブルＢが含む種別と所定角度範囲との対応関係に基づいて設定する。
【００７３】
ステップＳ１６において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、ステップＳ１１において種別検出手段２ａが検出した種別と第二対照テーブルＢに基づいて、幅方向溝の多い一方側が下方に傾くように所定角度範囲を設定する。ステップＳ１７において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角設定手段２ｂは、溝の少ない他方側が下方に傾くように所定角度範囲を設定する。
【００７４】
ステップＳ１８において、車両制御ＥＣＵ２の指令検出手段２ｃは、制動指令又は駆動指令の有無を検出し、ステップＳ１９において、指令検出手段２ｃは、ブレーキオン又はアクセルオンであるか否かを判定し、肯定である場合にはステップＳ２０にすすみ、否定である場合にはステップＳ２１にすすむ。
【００７５】
ステップＳ２０において、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄは、キャンバ角が所定角度範囲以内となるようにアクチュエータ３を制御する。ステップＳ２１においては、車両制御ＥＣＵ２のキャンバ角制御手段２ｄは、キャンバ角が初期角度となるようにアクチュエータ３を制御する。
【００７６】
以上述べた制御内容により実現される本実施例２の車両用制御装置１１によれば、実施例１と同様に、キャンバ角の制御により車輪のタイヤの接地面形状を台形に維持することのみにより制動力及び駆動力を向上することを可能として、従来技術のように車輪一個に対してアクチュエータを複数設ける構成を不要なものとして車両用制御装置１１の構造や制御内容の複雑化を招くことを防止することができる。
【００７７】
さらに本実施例２の車両用制御装置１１によれば、タイヤのトレッドが左右非対称であり、特には、タイヤ赤道面を挟んで一方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数が、他方側に位置するトレッドが含む幅方向溝の数よりも多い場合においては、上述したように、路面状態がドライであるかウェットであるかにより、車輪にキャンバ角を付与する方向を逆として、ドライにおいては高いトレッド剪断剛性を利用して制動力及び駆動力を高め、ウェットにおいては、高いエッジ効果を利用して制動力及び駆動力を高めることができる。
【００７８】
すなわち、路面状態がウェットである場合には、トレッド剪断剛性を高めることに換えて、幅方向溝の数が多い一方側が他方側に対して下方に移動する方向に車輪にキャンバ角を付与して、一方側の接地面積を大きくして、路面に接触するエッジの数を多くして、トレッド表面と路面との間の水膜除去を積極的かつ優先的に行って、水膜除去により制動力及び駆動力を増大することにより、制動力及び駆動力を増大することができる。
【００７９】
本実施例２においても路面状態がドライである場合には、幅方向溝の数が少なくトレッド剪断剛性の高い他方側が下方に移動する方向に所定角度範囲を設定し、他方側が下方に移動する方向にキャンバ角を付与して他方側の接地面積を大きくして、制動力及び駆動力を高めることができる。
【００８０】
キャンバ角を、例えば、図７に示すように、所定角度範囲以内のポジティブ方向に＋４度、ネガティブ方向に−４度とした場合には、０度に較べてスリップ比に対する制動力及び駆動力をともに増大することができる。
【００８１】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００８２】
例えば、上述した実施例においては、制動指令と駆動指令をトリガとして、キャンバ角を所定角度範囲以内とする制御を行ったが、ブレーキペダルの踏み込み量つまり要求制動力又はアクセルペダルの踏み込み量つまり要求駆動力の増大に応じてキャンバ角の目標値である所定角度範囲を増大させる構成としてもよい。あるいは要求制動力の変化率又は要求駆動力の変化率の増大に応じてキャンバ角の目標値である所定角度範囲を増大させる構成としてもよい。
【００８３】
また、タイヤの種別の検出にあたって、車両製造時又はタイヤ交換時に製品番号を入力する手段についても、タッチパネル４を利用する形態に限られず、バーコード入力、ＲＦＩＤタグ等を利用することも可能である。
【００８４】
同様に、本発明が適用されるサスペンション装置についても、実施例に示したダブルウィッシュボーン式のものは例示的なものであり、マルチリンク式、ストラット式、その他の型式のサスペンション装置に適用することも可能である。また、車幅方向に延びるアクチュエータをキャリアに対して上下一対設けて、キャリア及び車輪のキャンバ角を制御する構成とすることももちろん可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、車両用制御装置に関するものであり、構造や制御内容の複雑化を招くことなく、適用対象のタイヤが限られることなく汎用性を高くした上で、制動力又は駆動力の向上を図ることができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００８６】
１      車両用制御装置
２      車両制御ＥＣＵ
２ａ    種別検出手段
２ｂ    キャンバ角設定手段
２ｃ    指令検出手段
２ｄ    キャンバ角制御手段
２ｅ    路面状態検出手段
３      アクチュエータ
４      タッチパネル
５      ブレーキＥＣＵ
６      エンジンＥＣＵ
７      ボディＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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