JP2009126467A - 車両の後輪トー角左右独立制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、直進加速時において左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプリットミュー路においても、車両の直進性を保持する制御を行える車両の後輪トー角左右独立制御装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、後車軸の左右輪２Ｒ、２Ｌのトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段１４２と、路面状態差検出手段により路面状態の差が検出された場合に路面の摩擦係数が大きい方の後輪２Ｒ、２Ｌをトーインとするトー角修正制御手段１４３とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、四輪自動車において後軸の左右の車輪のトー角を独立に制御可能な車両の後輪トー角左右独立制御装置に関する。

従来の車輪のトー角変更装置として、下記特許文献１および特許文献２に記載されているものが知られている。
特開２００７−１８６０９９号公報(段落０００８から００１１、図１等) 特開２００７-２１０４５６号公報(図５、図７、図８等)

しかしながら、特許文献１および特許文献２のトー角変更装置においては、直進加速時において左右の車輪の路面状態、すなわち、路面の摩擦係数（以下、路面ミューと称する）が異なる所謂スプリットミュー路での制御を行うことができないという問題がある。

上記実状に鑑み、本発明は、直進加速時において左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプリットミュー路においても、車両の直進性を保持する制御を行える車両の後輪トー角左右独立制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため請求項１の発明は、後車軸の左右輪のトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段と、路面状態差検出手段により路面状態の差が検出された場合に路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするトー角修正制御手段と、を具備している。

請求項１に係る発明によれば、直進加速時において路面状態の差が検出されたときに路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするため、左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプリットミュー路においても直進性を保持するように制御を行うことができる。この請求項１に係る発明は、発生するヨーモーメントを打ち消すように片方の後輪のトー角を変更しトーインとし、直進性を向上させる。
また、路面の摩擦係数が小さい方の後輪のアクチュエータを駆動する必要がなく、消費電流を低減することができる。

請求項２の発明は、後車軸の左右輪のトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段と、路面状態差検出手段により路面状態の差が検出された場合に両方の後輪をトーインとするトー角修正制御手段と、を具備している。

請求項２に係る発明によれば、直進加速時において路面状態の差が検出されたときに両方の後輪をトーインとするため、左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプリットミュー路においても直進性を保持するように制御を行うことができる。この請求項２に係る発明は、両方の後輪のトー角を変更しトーインとし、本質的な直進性を向上させることで、発生するヨーモーメントの影響を小さくする。
また、両方の後輪をトーインとするため、左右の車輪の路面状態に変化が生じても、安定して直進性を保持することができる。

請求項３の発明は、後車軸の左右輪のトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段と、路面状態差検出手段により路面状態の差が検出された場合に、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするか、或いは、両方の後輪をトーインとするトー角修正制御手段と、路面状態差検出手段により路面状態の差が検出された場合、トー角修正制御手段により路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとしても直進性が向上しないときには、トー角修正制御手段により両方の後輪をトーインとするように切換え、或いは、トー角修正制御手段により両方の後輪をトーインとしても直進性が向上しないときには、トー角修正制御手段により路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするように切換える切換制御手段と、を具備している。

請求項３に係る発明によれば、直進加速時において路面状態の差が検出された場合、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするか、或いは、両方の後輪をトーインとするか何れかに切換えて車両の直進性を保持するので、直進加速時における直進性保持の制御がより柔軟に行え、直進性保持の制御性能が高い。

本発明によれば、直進加速時において左右の車輪の路面状態（路面の摩擦係数等）が異なるスプリットミュー路においても、車両の直進性を保持する制御を行える。

次に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜＜実施形態１＞＞
図１は、本発明の実施形態１に係るトー角左右独立制御装置を含む操舵システムを備えた四輪自動車の上面視の全体概念図である。図２は、本発明の実施形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。本発明の実施形態１に係る四輪自動車は、リミットスリップデフ（ＬＳＤ）機能またはトラクションコントロール（ＴＣ）機能を有するものである。

図１に示すように、操舵システム１００は、電動パワーステアリング装置１１０(詳細は、図２参照)と、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒと、操舵制御装置（以下、操舵制御ＥＣＵと称する）１３０と、操作角センサ（前輪操舵状態量取得手段）Ｓ_Ｈと、車速センサ（車速取得手段）ＳＶと、を具備している。電動パワーステアリング装置１１０は、前輪１Ｌ、１Ｒを操舵させる操向ハンドル３による操舵のための運転者の操作を、電動機４で補助する。トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、操向ハンドル３の操作角θ_Ｈと車速とに応じて、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角をそれぞれ独立にアクチュエータ３０によって変更させる。操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０およびトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒを制御する。なお、電動パワーステアリング装置１１０は、必須の構成ではない。

また、操舵システム１００は、車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄと、路面状態差検出部（路面状態差検出手段）１４２と、トー角修正制御部（トー角修正制御手段）１４３と、を具備している。車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄは、前輪１Ｒ、１Ｌおよび後輪２Ｒ、２Ｌの回転速を検出して車輪速信号を生成して路面状態差検出部１４２に与える。路面状態差検出部１４２は、車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄからの車輪速信号にもとづいて直進加速時における左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差を検出して、左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差が所定値以上であるときに路面状態差信号を生成してトー角修正制御部１４３に与える。トー角修正制御部１４３は、路面状態差検出部１４２からの面状態差信号に基づいてトー角修正信号を生成してトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒを制御するトー角変更制御装置（以下、トー角変更制御ＥＣＵと称する）３７に与える。なお、左右の路面ミューの検出は、種々の方法を適用することができる。

車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄと、路面状態差検出部（路面状態差検出手段）１４２と、トー角修正制御部（トー角修正制御手段）１４３と、目標トー角演算部７１(図５参照)と、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒとは、本発明の実施形態１に係るトー角左右独立制御装置を構成している。

（電動パワーステアリング装置１１０）
電動パワーステアリング装置１１０は、図２に示すように、操向ハンドル３が設けられたメインステアリングシャフト３ａと、シャフト３ｃと、ピニオン軸７とが、２つのユニバーサルジョイント（自由継手）３ｂによって連結されている。
また、電動パワーステアリング装置１１０は、ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａが、車幅方向に往復移動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端部にはタイロッド９、９を介して左右の前輪１Ｌ、１Ｒが連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３の操作時に車両の進行方向を変えることができる。このように、ラック歯８ａを備えたラック軸８、タイロッド９、９等は転舵機構を構成している。
なお、ピニオン軸７は、その上部、中間部、下部を軸受３ｄ、３ｅ、３ｆを介してステアリングボックス６に支持されている。

また、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３による運転者の操舵力を軽減するための補助操舵力を、供給する電動機４を備えている。この電動機４の出力軸に設けられたウォームギア５ａは、ピニオン軸７に設けられたウォームホイールギア５ｂに噛合している。すなわち、ウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとは、減速機構を構成している。
また、電動機４の回転子と電動機４に連結されているウォームギア５ａおよびウォームホイールギア５ｂ、ピニオン軸７およびラック歯８ａ有するラック軸８、タイロッド９、９等は、ステアリング系を構成している。

電動機４は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換し、補助操舵力の駆動源となっている。

また、電動パワーステアリング装置１１０は、電動機４を駆動する電動機駆動回路２３と、電動機４の回転角を検出するレゾルバ２５と、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクを検出するトルクセンサＳ_Ｔと、ピニオン軸７の回転角を検出する操作角センサＳ_Ｈと、トルクセンサＳ_Ｔの出力を増幅する差動増幅回路２１と、車両の速度（車速）を検出する車速センサＳ_Ｖとを備えている。
そして、図１に示す操舵システム１００の操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０の駆動源である電動機４を駆動制御する後記の電動パワーステアリング制御部１３０ａ（図５参照）を有している。なお、図５は、本発明の実施形態１に係る操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角左右独立制御装置の概略制御機能構成図である。

電動機駆動回路２３は、例えば、３相のＥＦＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、電動パワーステアリング制御部１３０ａからのＤＵＴＹ（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機４を駆動するものである。
また、電動機駆動回路２３は、図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流を検出する機能を備えている。

車速センサＳＶ(図１参照)は、車両の車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号ＶＳを出力する。
操舵制御ＥＣＵ１３０の機能構成については、電動パワーステアリング装置１１０の制御と、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの制御とをまとめて後記する。

（トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ）
次に、図３および図４を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図３は、本発明の実施形態１に係る左後輪側のトー角変更装置の一部断面を含む平面図である。図４は、本発明の実施形態１に係るトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。

図１に示すように、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図３では、左後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置１２０Ｌを示している。トー角変更装置１２０Ｌは、アクチュエータ３０と、トー角変更制御装置（以下、トー角変更制御ＥＣＵと称する）３７とを備えている。
なお、図３は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。

図３に示すように、ほぼ車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が、車体のリアサイドフレーム１１に弾性支持されている。そして、ほぼ車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部の近くで支持されており、トレーリングアーム１３の後端には、後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、ほぼ鉛直方向に延在する回動軸１３ｃを介して連結されて構成されている。この構成により、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。

アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回動軸１３ｃより前方側にある前端部に、ブッシュ１６を介して取り付けられ、その他端がクロスメンバ１２にブッシュ１７を介して取り付けられている。

図４に示すように、アクチュエータ３０は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５等を備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータおよびブラシレスモータ等で構成されている。そして、電動機３１は、コイルの巻線温度を検出する温度センサ３１ａを有しており、該温度センサ３１ａから、トー角変更制御ＥＣＵ３７の後記する自己判断部８１ｄ（図６参照）に検出信号を与える。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）等が組み合わされて構成されている。

送りねじ部３５は、円筒形状に形成されたロッド３５ａと、このロッド３５ａの内部に挿入されて円筒形状を有し内周側にスクリュー溝３５ｂが形成されたナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄと、を備えて構成されている。
送りねじ部３５は、減速機構３３および電動機３１とともに細長形状のほぼ円筒刑状のケ−ス本体３４の内部に収容されている。また、ケース本体３４の送りねじ部３５の側にはブーツ３６がケース本体３４の端部とロッド３５ａの端部との間を蓋うように取り付けられており、ケース本体３４の端部から露出したロッド３５ａの外表面に埃および異物が付着したり、ケース本体３４の内部に外部から埃および異物が侵入しないように構成されている。

減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、減速機構３３の他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に移動し、アクチュエータ３０が、伸縮自在に動作するようになっている。スクリュー軸３５ｄとナット３５ｃのスクリュー溝３５ｂとの噛合の摩擦力により、電動機３１が駆動されていない状態においても、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角が一定に保持される。

また、アクチュエータ３０には、その伸縮量、すなわちロッド３５ａの位置を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁界の変化を検知してロッド３５ａの位置を検出している。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。

このように構成されたアクチュエータ３０は、ロッド３５ａの先端に設けられたブッシュ１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図３参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端（図４において右側の端）に設けられたブッシュ１７がクロスメンバ１２（図３参照）に回動自在に連結されている。電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが図４の左方向へ伸びると、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図３の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向(反時計廻りの向き)に旋回する。また、ロッド３５ａが図４の右方向へ縮むと、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図３の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向(時計廻りの向き)に旋回する。

なお、アクチュエータ３０のブッシュ１６が取り付けられる場所は、ナックルなど後輪２Ｌのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、本実施形態１において、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、セミトレーリングアーム型の独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したが、これに限定されるものでなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。
例えば、ダブルウイッシュボーン式のサスペンションのサイドロッドや、ストラット式サスペンションのサイドロッドに前記アクチュエータ３０を組み込むことによっても実現できる。

また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に取り付けられている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、アクチュエータ３０のケース本体３０に固定され、ストロークセンサ３８、温度センサ３１ａが、コネクタ等を介して接続されている。また、左右のトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７同士の間と、トー角変更制御ＥＣＵ３７、３７と操舵制御ＥＣＵ１３０(図３参照)との間とは、それぞれ電気的に接続されている。
トー角変更制御ＥＣＵ３７には、車両に搭載された図示しないバッテリ等の電源から電力が供給される。また、操舵制御ＥＣＵ１３０、電動機駆動回路２３(図５参照)にも、前記とは別系統でバッテリなどの電源から電力が供給される。

（操舵制御ＥＣＵ１３０）
次に、図５を参照しながら操舵制御ＥＣＵ１３０の機能を説明する。
操舵制御ＥＣＵ１３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路等から構成されている。
図５に示すように、操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０を制御する電動パワーステアリング制御部１３０ａと、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角の目標値を演算する目標トー角演算部（目標トー角演算手段）７１を備えている。

（電動パワーステアリング制御部１３０ａ）
電動パワーステアリング制御部１３０ａは、特開２００２−５９８５５号公報の図２に記載されているような電動機４を駆動制御するための目標電流信号を設定し、その信号をイナーシャ補正し、さらにダンピング補正し、補正された目標電流で電動機駆動回路２３の出力電流をフィードバック制御して、電動機駆動回路２３にＤＵＴＹ（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）信号を出力する。

（目標トー角演算部７１）
次に、図５を参照しながら目標トー角演算部７１について説明する。
目標トー角演算部７１は、車速信号ＶＳと、操向ハンドル３の操作角θ_Ｈとから左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれ目標トー角α_ＴＬ、α_ＴＲを生成し、左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれのトー角変更を制御するトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７に目標トー角α_ＴＬ、αＴ_Ｒを入力する。この目標トー角α_ＴＬ、α_ＴＲの生成は、予め左右の後輪２Ｌ、２Ｒごとに設定されたトー角テーブル７１ａを、操作角θ_Ｈ、操作角θ_Ｈの角速度ω_Ｈ、車速ＶＳとに基づき参照することによって行われる。

（トー角変更制御ＥＣＵ３７）
次に、図６を参照しながらトー角変更制御ＥＣＵ３７の詳細な構成を説明する。図６は、本発明の実施形態１に係るトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７の制御機能のブロック構成図である。
図６に示すように、トー角変更制御ＥＣＵ３７は、アクチュエータ３０を稼動させる電動機３１を駆動制御する機能を有し、制御部８１と電動機駆動回路８３とで構成されている。また、各トー角変更制御ＥＣＵ３７は、操舵制御ＥＣＵ１３０と通信線を介して接続され、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７とも通信線を介して接続されている。

制御部８１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路等から構成されており、目標電流算出部８１ａ、電動機制御信号生成部８１ｃ、自己診断部（異常検知手段）８１ｄを有している。
一方（右後輪２Ｒの側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０からの通信線を介して入力される車速ＶＳと、操作角θ_Ｈと、後輪２Ｒの目標トー角α_ＴＲと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｒのトー角α_Ｒとにもとづいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
他方（左後輪２Ｌの側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０からの通信線を介して入力される車速ＶＳと、操作角θ_Ｈと、後輪２Ｌの目標トー角α_ＴＲと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｌのトー角α_Ｌとにもとづいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。

ここで、目標電流信号とは、アクチュエータ３０を所望の速度で所望の作動量（後輪２Ｌ、２Ｒを所望のトー角α_ＴＬ、α_ＴＲにする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。
このように、目標電流算出部８１ａにおいて目標トー角に対して現在のトー角をフィードバックして、目標電流信号を補正することにより、後輪２Ｌ（または２Ｒ）の転舵に要する電流値が車速ＶＳ、路面環境、車両の運動状態、タイヤの摩耗状態などによって変化するのをフィードバックして、目標のトー角の所望のトー角の変化速度で設定制御することができる。

電動機制御信号生成部８１ｃは、目標電流算出部８１ａから目標電流が入力され、電動機駆動回路８３に電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路８３は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のブリッジ回路等で構成され、電動機制御信号にもとづいて電動機３１に電動機電流を供給する。

また、図６に示すように、自己診断部８１ｄは、自身が属する側のトー角変更装置１２０Ｌまたは１２０Ｒのストロークセンサ３８の位置信号や電動機駆動回路８３のホール素子からの検出信号、温度センサ３１ａからの温度信号、目標電流算出部８１ａの状態監視に基づき、異常状態を検出したか否かを判定する。

（路面状態差検出部１４２）
次に、図１および図５を参照しながら路面状態差検出部を詳細に説明する。
路面状態差検出部１４２は、車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄからの車輪速信号に基づいて直進加速時における左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差を検出して、左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差が所定値以上であるときに路面状態差信号を生成してトー角修正制御部１４３に与える。このときに、路面状態差検出部１４２は、駆動される前輪１Ｌ、１Ｒおよび後輪２Ｌ、２Ｒの車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄからの車輪速信号に基づいて左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差を検出する。

なお、路面状態差検出部１４２は、ヨーレートセンサＳ_Ｙおよび横加速度センサＳ_ＧＳからの信号を受けて、ヨーレートおよび横加速度の向きにより旋回外側または旋回内側の判断により左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差を検出するようにしてもよい。

（トー角修正制御部１４３）
次に、図５および図６を参照しながらトー角修正制御部を詳細に説明する。
トー角修正制御部１４３は、路面状態差検出部１４２からの面状態差信号に基づいてトー角修正信号を生成して、該トー角修正信号をトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７に与える。

このときに、トー角修正制御部１４３は、路面状態差検出部１４２により路面状態の差が検出されたときに、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするトー角修正制御信号を生成して、トー角変更制御ＥＣＵ３７のいずれかの目標電流算出部８１ａ(図６参照)に与える。
目標電流算出部８１ａは、トー角修正制御部１４３からのトー角修正制御信号を受けたときに路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするように算出する。この目標電流算出部８１ａの算出値に基づいて、トー角変更制御ＥＣＵ３７は、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするように制御する。

なお、路面状態差検出部１４２(図５参照)が、ヨーレートセンサＳ_Ｙおよび横加速度センサＳ_ＧＳ(図１参照)からの信号を受けて、ヨーレートおよび横加速度の向きにより旋回外側または旋回内側の判断により左右の車輪の路面状態（路面ミュー）の差を検出するように構成されている場合には、トー角修正制御部１４３は、旋回外側であると判定した側を路面の摩擦係数が大きい方と判定して、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするトー角修正制御信号を生成して、トー角変更制御ＥＣＵ３７のいずれかの目標電流算出部８１ａに与える。

(路面状態差検出部１４２およびトー角修正制御部１４３の動作のフロー)
次に、路面状態差検出部１４２およびトー角修正制御部１４３の動作を図７のフローチャートを参照して説明する。なお、図７は、実施形態１に係る路面状態差検出部およびトー角修正制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１１において、操作角センサＳ_Ｈ、車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄ等の情報を基に路面状態差検出部１４２は、直進時であるか否かを判断する。
ステップＳＴ１１において直進時でないと判断されたときは(ステップＳＴ１１においてＮo)、ステップＳＴ１１に移行する。
一方、ステップＳＴ１１において直進時であると判断されたときは(ステップＳＴ１１においてＹes)、ステップＳＴ１２において、路面状態差検出部１４２は、加速時であるか否かを判断する。
ステップＳＴ１２において加速時でないと判断されたときは(ステップＳＴ１２においてＮo)、ステップＳＴ１１に移行する。
一方、ステップＳＴ１２において加速時であると判断されたときは、ステップＳＴ１３において、路面状態差検出部１４２は、駆動輪の車輪速に左右差があるか否かを判断する。

ステップＳＴ１３において駆動輪の車輪速に左右差がないと判断されたときは(ステップＳＴ１３においてＮo)、ステップＳＴ１１に移行する。
一方、ステップＳＴ１３において駆動輪の車輪速に左右差があると判断されたときは、ズテップＳＴ１４において、路面状態差検出部１４２は、車輪速の小さい側またはヨーレートおよび横加速度の向きから旋回外側と判定した側を路面の摩擦係数が大きい方と判定する。次に、ステップＳＴ１５において、トー角修正制御部１４３は、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとする。

本発明の実施形態１によれば、直進加速時において路面状態の差が検出されたときに路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするため、左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプレットミュー路においても直進性を保持するように制御を行うことができる。
また、路面の摩擦係数が小さい方の後輪のアクチュエータを駆動する必要がなく、消費電流を低減することができる。
すなわち、本実施形態１のように、直進加速時に、路面ミューの低い側の駆動輪にブレーキ制御を行うＬＳＤやＴＣを搭載する車両は、駆動力の差によりヨーモーメントが発生するが、路面ミューの高い側の片方の駆動輪をトーインとすることで、これを打ち消して直進性を向上させることができる。

＜＜実施形態２＞＞
次に、本発明の実施形態２について図面を参照しながら説明する。
図８は、本発明の実施形態２に係る操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角左右独立制御装置の概略制御機能構成図である。
図８に示す本発明の実施形態２に係る操舵システムは、図５に示す本発明の実施形態１において、トー角修正制御部１４３の代わりにトー角修正制御部２０１を具備するものである。本発明の実施形態２に係る操舵システムのトー角修正制御部２０１以外の構成は、図５に示す本発明の実施形態１と同じであるので、その説明を省略する。

トー角修正制御部２０１は、路面状態差検出部１４２からの面状態差信号にもとづいてトー角修正信号を生成してトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７に与える。

このときに、トー角修正制御部２０１は、路面状態差検出部１４２により路面状態の差が検出されたときに、両方の後輪をトーインとするトー角修正制御信号を生成して、両方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａに与える。
目標電流算出部８１ａは、トー角修正制御部２０１からのトー角修正制御信号を受けたときに両方の後輪２Ｌ、２Ｒをトーインとするように算出する。この目標電流算出部８１ａの算出値にもとづいて、トー角変更制御ＥＣＵ３７は、両方の後輪２Ｌ、２Ｒをトーインとするように制御する。

(路面状態差検出部１４２およびトー角修正制御部２０１の動作のフロー)
次に、路面状態差検出部１４２およびトー角修正制御部２０１の動作を図９のフローチャートを参照して説明する。なお、図９は、実施形態２に係る路面状態差検出部およびトー角修正制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ２１において、操作角センサＳ_Ｈ、車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄ等の情報を基に路面状態差検出部１４２は、直進時であるか否かを判断する。
ステップＳＴ２１において直進時でないと判断されたときは(ステップＳＴ２１においてＮｏ)、ステップＳＴ２１に移行する。
一方、ステップＳＴ２１において直進時であると判断されたときは(ステップＳＴ２１においてＹes)、ステップＳＴ２２において、路面状態差検出部１４２は、加速時であるか否かを判断する。
ステップＳＴ２２において加速時でないと判断されたときは(ステップＳＴ２２においてＮｏ)、ステップＳＴ２１に移行する。
一方、ステップＳＴ２２において加速時であると判断されたときは(ステップＳＴ２２においてＹes)、ステップＳＴ２３において、路面状態差検出部１４２は、駆動輪の車輪速に左右差があるか否かを判断する。
なお、路面状態差検出部１４２は、前記したように、ヨーレートセンサＳ_Ｙおよび横加速度センサＳ_ＧＳからの信号を受けて、ヨーレートおよび横加速度の向きにより、駆動輪の車輪速に左右差があるか否かを判断してもよい。

ステップＳＴ２３において駆動輪の車輪速に左右差がないと判断されたときは(ステップＳＴ２３においてＮｏ)、ステップＳＴ２１に移行する。
一方、ステップＳＴ２３において駆動輪の車輪速に左右差があると判断されたときは(ステップＳＴ２３においてＹes)、ステップＳＴ２４において、トー角修正制御部２０１は、両方の後輪２Ｌ、２Ｒをトーインとする。

本発明の実施形態２によれば、直進加速時において路面状態の差が検出されたときに両方の後輪をトーインとするため、左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプレットミュー路においても直進性を保持するように制御を行うことができる。
また、直進加速時において路面状態の差が検出されたときに両方の後輪をトーインとするため、左右の車輪の路面状態に変化が生じても、安定して直進性を保持することができる。
前記した実施形態１と同様、ＬＳＤやＴＣを搭載した車両では、直進加速時に低路面ミュー側の駆動輪にブレーキ制御を行うため、ヨーモーメントが発生するが、左右の両輪ともトーインとすることで、本質的に直進性が向上し、発生するヨーモーメントの影響を低くすることができる。

＜＜変形形態＞＞
実施形態１において、摩擦係数の大きい方の後輪をトーインとすることで直進性が向上しない場合は、制御を実施形態２のものに切り替えて、両方の後輪をトーインとするようにしてもよい。
実施形態２についても同様で、両方の後輪をトーインとすることで直進性が向上しない場合は、制御を実施形態１のものに切り替えて、摩擦係数の大きい方の後輪をトーインとするようにしてもよい。

すなわち、路面状態差検出手段により路面状態の差が検出された場合、トー角修正制御手段により路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとしても直進性が向上しないときには、トー角修正制御手段により両方の後輪をトーインとするように切換え、或いは、トー角修正制御手段により両方の後輪をトーインとしても直進性が向上しないときには、トー角修正制御手段により路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするように切換える切換制御手段を具備する構成にすることも可能である。

変形形態によれば、直進加速時において路面状態の差が検出された場合、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするか、或いは、両方の後輪をトーインとするか何れかに切換えて車両の直進性を保持するので、直進加速時における直進性保持の制御がより柔軟に行え、直進性保持の制御性能が高い。

また、操舵角θ_Ｈの代わりに、前輪１Ｒ、１Ｌの転舵角δで旋回状態を判定しても良い。この場合、前輪１Ｒ、１Ｌの転舵角δを検出するセンサを、前輪１Ｒ、１Ｌの転舵を制御するアクチュエータなどに備えて用いるようにし、目標電流算出部８１ａにおいても前輪１Ｒ、１Ｌの転舵角δを用いて目標電流値を算出するようにしても良い。旋回状態を判定には、横加速度センサＳ_ＧＳまたはヨーレートセンサＳ_Ｙを設けて、所定の横加速度または所定のヨーレートを超える値が検出された場合にほぼ直進状態ではない、といった具合にしても良い。

また、上記実施形態は、目標電流を設定して電動機３１に流す電流を制御したが、電動機３１に印加される電圧を目標電圧に設定することもでき、電動機３１に流す電流を制御することもできる。

また、上記実施形態において、左右のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは個別のトー角変更制御ＥＣＵ３７を有するものとした、若しくは、操舵制御ＥＣＵ１３０とも別個に設けるものとしたがそれに限定されるものではない。例えば、この３つのＥＣＵの機能のＣＰＵで構成する部分を１つのＣＰＵで対応する構成としても良いし、２つのトー角変更制御ＥＣＵ３７の機能のＣＰＵで構成する部分を１つのＣＰＵで対応する構成としても良い。

また、車速センサＳ_Ｖなしで、車輪速センサ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄから車体速を作ってもよい。

本発明は、直進加速時において左右の車輪の路面状態（路面ミュー）が異なるスプレットミュー路での直進性を保持する制御が可能な効果を奏し、車両に幅広く適用可能である。

本発明の実施形態１に係るトー角左右独立制御装置を含む操舵システムを備えた上面視の四輪自動車の全体概念図である。 本発明の実施形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。 本発明の実施形態１に係る左後輪側のトー角変更装置の一部断面を含む平面図である。 本発明の実施形態１に係るトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。 本発明の実施形態１に係る操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角左右独立制御装置の概略制御機能構成図である。 本発明の実施形態１に係るトー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの制御機能のブロック構成図である。 本発明の実施形態１に係る路面状態差検出部およびトー角修正制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角左右独立制御装置の概略制御機能構成図である。 本発明の実施形態２に係る路面状態差検出部およびトー角修正制御部の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１Ｒ 右前輪
１Ｌ 左前輪
２Ｒ 右後輪
２Ｌ 左後輪
３０ アクチュエータ（トー角修正制御手段）
３１ 電動機（トー角修正制御手段）
３３ 減速機構（トー角修正制御手段）
３５ 送りねじ部（トー角修正制御手段）
３７ トー角変更制御ＥＣＵ（トー角修正制御手段）
３８ ストロークセンサ（トー角修正制御手段）
７１ 目標トー角演算部（トー角修正制御手段）
８１ 制御部（トー角修正制御手段）
８３ 電動機駆動回路（トー角修正制御手段）
１２０Ｌ、１２０Ｒ トー角変更装置（トー角修正制御手段）
１３０ 操舵制御ＥＣＵ（トー角修正制御手段）
１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄ 車輪速センサ（路面状態差検出手段）
１４２ 路面状態差検出部（路面状態差検出手段）
１４３、２０１ トー角修正制御部（トー角修正制御手段）
Ｓ_ＦＳ 前輪転舵角センサ（路面状態差検出手段）
Ｓ_Ｈ 操作角センサ（路面状態差検出手段）
Ｓ_ＧＳ 横加速度センサ（路面状態差検出手段）
Ｓ_Ｖ 車速センサ（路面状態差検出手段）
Ｓ_Ｙ ヨーレートセンサ（路面状態差検出手段）

Claims (3)

1. 後車軸の左右輪のトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、
   直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段と、
   前記路面状態差検出手段により前記路面状態の差が検出された場合に路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするトー角修正制御手段と、
   を具備することを特徴とする車両の後輪トー角左右独立制御装置。
2. 後車軸の左右輪のトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、
   直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段と、
   前記路面状態差検出手段により前記路面状態の差が検出された場合に両方の後輪をトーインとするトー角修正制御手段と、
   を具備することを特徴とする車両の後輪トー角左右独立制御装置。
3. 後車軸の左右輪のトー角を各々独立に制御可能である車両の後輪トー角左右独立制御装置であって、
   直進加速時において左右の車輪の路面状態の差を検出する路面状態差検出手段と、
   前記路面状態差検出手段により前記路面状態の差が検出された場合に、路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするか、或いは、両方の後輪をトーインとするトー角修正制御手段と、
   前記路面状態差検出手段により前記路面状態の差が検出された場合、前記トー角修正制御手段により路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとしても直進性が向上しないときには、前記トー角修正制御手段により両方の後輪をトーインとするように切換え、或いは、前記トー角修正制御手段により両方の後輪をトーインとしても直進性が向上しないときには、前記トー角修正制御手段により路面の摩擦係数が大きい方の後輪をトーインとするように切換える切換制御手段と、
   を具備することを特徴とする車両の後輪トー角左右独立制御装置。

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