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车辆用控制装置

车辆用控制装置

IPC分类号 : B60G17/015,B60C11/00,B60G17/016,B60T8/00,B60T8/17,B62D7/08

申请号
CN200880009523.5
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2008-03-26
  • 公开号: 101641229A
  • 公开日: 2010-02-03
  • 主分类号: B60G17/015
  • 专利权人: 爱考斯研究株式会社 ; 国立大学法人东京大学

专利摘要

本发明提供一种能够同时实现高抓地性和低燃费、并且具有优良的行驶安全特性的车辆用控制装置。根据本发明的车辆用控制装置,摩擦系数算出机构计算车轮与行驶路面之间的摩擦系数,并且外倾角算出机构基于该摩擦系数算出机构算出的摩擦系数,算出车轮的外倾角的指令值,另一方面,对象车轮选择机构基于制动检测机构所检测的制动操作部件的操作状态,选择使外倾角控制装置动作的车轮。并且,由于第一外倾角变更机构基于外倾角算出机构算出的外倾角的指令值,调节对象车轮选择机构所选择的车轮的外倾角,因此可以提高节约燃费性能,并且可以可靠地使车轮发挥抑制车轮打滑所必需的摩擦系数,从而可以有效地提高加速性能、制动性能或转弯性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对于具有车轮和对该车轮的外倾角进行调节的外倾角调节装置的车辆,通过所述外倾角调节装置的动作来控制所述车轮的外倾角的车辆用控制装置,尤其涉及一种能够同时实现高抓地性和低燃费的车辆用控制装置。

背景技术

目前,人们正在试图通过在负方向增大车轮的外倾角(轮胎中心与地面之间的角度)来充分发挥轮胎的能力,提高转弯性能。如果外倾角设定为例如0°,直线行驶时轮胎胎面在整个宽度方向上与地面接触,而转弯时离心力的作用会使得位于车辆轨迹内侧的轮胎胎面从地面浮起,从而不能获得足够的转弯性能。因此,如果事先设定负方向的外倾角,可以加大转弯时轮胎胎面与地面的接触宽度,从而能够提高转弯性能。

但是,如果以较大的负方向外倾角将车轮安装到车辆上,虽然能够提高轮胎的转弯性能,但增大了直线行驶时内侧的轮胎胎面端部的接地压,轮胎出现偏磨损,降低了经济性,并且,轮胎胎面端部的温度会升高。

在日本特开平2-185802号公报所公开的技术中,当以较大的负方向外倾角将车轮安装到车辆上时,增强轮胎一侧的边缘(side)部的刚性,使其大于另一侧的边缘部,同时将轮胎胎面橡胶分成两份,使其一侧的硬度低于另一侧,或者增加轮胎胎面端部的胎面厚度,从而确保耐磨耗性、耐热性以及高抓地性(专利文献1)。

还有,在US6347802B1号公报中,公开了一种利用促动器的驱动力主动控制车轮外倾角的悬挂系统(专利文献2)。

[专利文献1]日本专利特开平2-185802号公报;

[专利文献2]US6347802B1号公报。

然而,在前者的技术中,虽然从维持转弯时的高抓地性的这一点,能够充分发挥性能,但从同时考虑高抓地性和低燃费(低滚动阻力)这一点,还存在不足之处。还有,上述以往的技术中,只限于在转弯时保证高抓地性,而在发挥例如直线行驶时的紧急加速·紧急制动时的高抓地性时则有不足之处。同样,在后者的技术中,在同时考虑高抓地性和低燃费方面仍存在不足之处。

发明内容

本发明是为解决上述的问题而作成的,其目的在于提供能够同时实现高抓地性和低燃费的车辆用控制装置。

为了实现这一目的,技术方案1所述的车辆用控制装置,其对具备车轮和外倾角调节装置的车辆,使所述外倾角调节装置动作而控制所述车轮的外倾角,其中,所述车轮具有在轴方向上并列设置的第一轮胎胎面和第二轮胎胎面,并且,所述第一轮胎胎面的抓地力高于所述第二轮胎胎面,且所述第二轮胎胎面的滚动阻力小于所述第一轮胎胎面,所述外倾角调节装置对所述车轮的外倾角进行调节,所述车辆用控制装置的特征在于,具有:摩擦系数算出机构,其算出在所述车轮与行驶路面之间产生的摩擦系数;外倾角算出机构,其基于所述摩擦系数算出机构算出的摩擦系数,算出所述车轮的外倾角的指令值;制动检测机构,其检测驾驶员为制动车辆而操作的制动操作部件的操作状态;对象车轮选择机构,其基于利用所述制动检测机构检测的操作状态,选择使所述外倾角调节装置动作的车轮;第一外倾角变更机构,其基于利用所述外倾角算出机构算出的外倾角的指令值,调节利用所述对象车轮选择机构选择的车轮的外倾角,从而改变所述车轮的第一轮胎胎面和第二轮胎胎面的接地。

技术方案2所述的车辆用控制装置以技术方案1所述的车辆用控制装置为基础,其特征在于,具有:机械式制动机构,其对所述车轮进行机械式制动;再生制动机构,其通过将所述车轮中的驱动轮的旋转能再生为电能而进行制动;制动比率获取机构,其基于利用所述制动检测机构检测的操作状态,获取在每个驱动轮及从动轮上利用所述机械式制动机构赋予的制动力和利用所述再生制动机构赋予的制动力的比率,所述对象车轮选择机构基于利用所述制动比率获取机构获取的比率选择车轮。

技术方案3所述的车辆用控制装置以技术方案1或2所述的车辆用控制装置为基础,其特征在于,在利用所述制动比率获取机构获取的比率中,当利用所述再生制动机构赋予的制动力相对于利用所述机械式制动机构赋予的制动力的比率为规定的阈值以上时,所述对象车轮选择机构只选择驱动轮,在利用所述制动比率获取机构获取的比率中,当利用所述再生制动机构赋予的制动力相对于利用所述机械式制动机构赋予的制动力的比率小于规定的阈值时,所述对象车轮选择机构选择所有的车轮。

技术方案4所述的车辆用控制装置以技术方案2或3所述的车辆用控制装置为基础,其特征在于,具有基于所述车辆的转弯状态获取施加在该车辆上的离心力的转弯状态获取机构,当利用所述转弯状态获取机构获取的离心力为规定的阈值以上时,所述对象车轮选择机构选择所有的车轮,当利用所述转弯状态获取机构获取的离心力小于规定的阈值时,所述对象车轮选择机构选择只选择驱动轮。

技术方案5所述的车辆用控制装置以技术方案1至4中任一项所述的车辆用控制装置为基础,其特征在于,具有外倾角检测机构,其检测所述从动轮的外倾角的大小;第二外倾角变更机构,当利用所述外倾角检测机构检测的所述从动轮的外倾角的大小所表示的滚动阻力为规定值以上,且利用所述车轮选择机构只选择驱动轮时,所述第二外倾角变更机构变更外倾角以使所述从动轮的滚动阻力为规定值以下。

发明效果

根据技术方案1所述的车辆用控制装置,利用外倾角调节装置,当车轮的外倾角调节为负方向(负外倾角方向),配置在车辆内侧的轮胎胎面(第一轮胎胎面或第二轮胎胎面)的接地增加,并且,配置在车辆外侧的轮胎胎面(第二轮胎胎面或第一轮胎胎面)的接地减少。

与此对应,当车轮的外倾角调节到正方向(正外倾角方向),配置在车辆内侧的轮胎胎面(第一轮胎胎面或第二轮胎胎面)的接地减少,并且,配置在车辆外侧的轮胎胎面(第二轮胎胎面或第一轮胎胎面)的接地增加。

这样,根据技术方案1所述的车辆用控制装置,利用外倾角调节装置,调节车轮的外倾角,可以在任意时刻改变车轮的第一轮胎胎面的接地与第二轮胎胎面的接地的比率(包括只有1个轮胎胎面接地,而另1个轮胎胎面离开路面的状态),因此可以同时获得由第一轮胎胎面的特性所获的性能和由第二轮胎胎面的特性所获的性能这两个性能。

这里,根据技术方案1所述的车辆用控制装置,由于第一轮胎胎面的抓地力大于第二轮胎胎面,并且第二轮胎胎面的滚动阻力小于第一轮胎胎面,通过调节车轮的外倾角,改变第一轮胎胎面的接地与第二轮胎胎面的接地的比率(包括只有1个轮胎胎面接地,而另1个轮胎胎面离开路面的状态),因此可以同时获得行驶性能(例如,转弯性能、加速性能、制动性能或雨天时和积雪路等车辆稳定性等)和节约燃费这两个性能。

要同时获得这样两种相反的性能,在过去的车辆上是不可能的,而必须更换分别对应其性能的两种轮胎。但是,如技术方案1所述的车辆用控制装置所示,通过外倾角调节装置来调节具有第一和第二轮胎胎面的车轮的外倾角,从而首次能够实现所述目的。这样,可以同时获得两种相反的性能。

还有,根据技术方案1所述的车辆用控制装置,摩擦系数算出机构计算车轮与行驶路面之间的摩擦系数,并且外倾角算出机构基于该摩擦系数算出机构算出的摩擦系数,算出车轮的外倾角的指令值,另一方面,对象车轮选择机构基于制动检测机构所检测的制动操作部件的操作状态,选择使外倾角控制装置动作的车轮。

并且,由于第一外倾角变更机构基于外倾角算出机构算出的外倾角的指令值,调节对象车轮选择机构所选择的车轮的外倾角,因此可以提高节约燃费性能,同时可以可靠地使车轮发挥抑制车轮打滑所必需的摩擦系数,从而可以有效地提高加速性能、制动性能或转弯性能。

这里,如果将具备高抓地力的轮胎胎面作为第一轮胎胎面配置在车辆的内侧,当利用该第一轮胎胎面时,由于可以对左右车轮赋予负外倾角,因此可以相应地进一步提高转弯性能。

还有,如果在第二轮胎胎面的两侧(车轮的宽度方向两侧)配置第一轮胎胎面,当利用该第一轮胎胎面时,由于可以在左右车轮同时向转弯内侧倾斜的方向赋予外倾角,因此可以相应地进一步提高转弯性能。

根据技术方案2所述的车辆用控制装置,在技术方案1所述的车辆用控制装置的效果基础上,具有如下效果。基于制动检测机构所检测的操作状态,利用制动比率获取机构获取在每个驱动轮和从动轮上利用机械式制动机构赋予的制动力和利用再生制动机构赋予的制动力的比率。另外,利用再生制动机构赋予的制动力是通过将驱动轮的旋转能再生为电能所产生的制动力。并且,基于制动比率获取机构所获取的比率,利用对象车轮选择机构选择通过第一外倾角变更机构进行变更的车轮。

这样,可以根据利用机械式制动机构赋予的制动力和利用再生制动机构赋予的制动力的比率,适当选择进行外倾角变更的车轮。其结果,对于那些高抓地力的赋予是无意义的车轮(例如,利用机械式制动机构赋予的制动力较小的从动轮),可以不进行外倾角的变更。

另外,技术方案2的“从动轮”不仅是没有与驱动机构连接,随驱动轮从动的从动轮(例如,车辆为前后4轮中的前左右2轮受驱动的2轮驱动车中的后左右2轮),也可能包括虽然与驱动机构连接且自身具有驱动轮的功能,但通过停止利用该驱动机构赋予驱动力而使其从动轮化的情况(例如,在前后左右4轮受到驱动的4轮驱动车中,停止赋予驱动力而实现从动轮化的后左右2轮)。

根据技术方案3所述的车辆用控制装置,在技术方案1或2所述的车辆用控制装置的效果基础上,还具有如下效果。在制动比率获取机构所获取的制动力的比率中,当再生制动机构所赋予的制动力相对于机械式制动机构所赋予的制动力的比率为规定的阈值以上时,利用对象车轮选择机构,只选择驱动轮作为利用第一外倾角变更机构进行变更的车轮。

另一方面,在制动比率获取机构所获取的比率中,当再生制动机构所赋予的制动力相对于机械式制动机构所赋予的制动力的比率小于规定的阈值时,利用对象车轮选择机构,选择所有的车轮作为利用第一外倾角变更机构进行变更的车轮。

由此,当利用机械式制动机构赋予给从动轮的制动力比较小时(包括为零时),由于使该从动轮发挥高抓地力变得无意义,此时只对驱动轮基于外倾角算出机构算出的外倾角进行外倾角的调节,不对从动轮进行调节,这样可以抑制让从动轮发挥无意义的高抓地力。其结果,可以进一步提供优良的节约燃费性能。

另一方面,即使包括从动轮,当再生制动机构所赋予的制动力相对于机械式制动机构所赋予的制动力的比率小于规定的阈值时,即机械式制动机构对从动轮赋予的制动力为规定水平以上时,利用第一外倾角变更机构对所有的车轮进行外倾角的变更。

这样,当机械式制动机构对从动轮赋予的制动力为规定水平以上时,由于基于外倾角算出机构算出的外倾角,不仅对驱动轮而且对从动轮也进行外倾角的变更,因此可以可靠地使车轮发挥抑制车轮打滑所必需的摩擦系数,提高从动轮的制动性能,其结果,可以有效地提高车辆的制动性能。

根据技术方案4所述的车辆用控制装置,在技术方案2或3所述的车辆用控制装置的效果基础上,具有如下效果。当基于车辆的转弯状态利用转弯状态获取机构所获取的车辆的转弯状态为规定的阈值以上时,利用对象车轮选择机构,选择所有的车轮作为利用第一外倾角变更机构进行变更的车轮。

另一方面,当基于车辆的转弯状态利用转弯状态获取机构所获取的车辆的转弯状态小于规定的阈值时,利用对象车轮选择机构,只选择驱动轮作为利用第一外倾角变更机构进行变更的车轮。

由此,当车辆的离心力较小时,由于使该从动轮发挥必要以上的高抓地力变得无意义,此时只对驱动轮进行基于外倾角算出机构算出的外倾角进行外倾角的调节,不对从动轮进行调节,这样可以抑制让从动轮发挥必要以上的高抓地力。其结果,可以进一步提供优良的节约燃费性能。

另一方面,即使包括从动轮,当车辆的离心力为规定的阈值以上时,即如急转弯或高速转弯那样车辆的离心力很大时,利用第一外倾角变更机构对所有的车轮进行外倾角的变更。

这样,当如急转弯或高速转弯那样车辆的离心力很大时,由于基于外倾角算出机构算出的外倾角,不仅对驱动轮而且对从动轮也进行外倾角的调节,因此可以可靠地使车轮发挥抑制车轮打滑所必需的摩擦系数。其结果,可以更有效地提高车辆的转弯性能(以及加速·制动性能)。

根据技术方案5所述的车辆用控制装置,在技术方案1至4中任一项所述的车辆用控制装置的效果基础上,还具有如下效果。当利用车轮选择机构只选择驱动轮作为利用第一外倾角变更机构进行变更的车轮时,如果利用外倾角检测机构检测的从动轮的外倾角的大小是表示该从动轮的滚动阻力为规定值以上时,利用第二外倾角变更机构变更该从动轮的外倾角,以使该从动轮的滚动阻力为规定值以下。

这样,当利用车轮选择机构只选择驱动轮作为利用第一外倾角变更机构进行变更的车轮时,即使从动轮的节约燃费性能优先于高抓地力时,由于从动轮的外倾角与实际赋予的外倾角相比,被调节到进一步降低车轮的滚动阻力特性的外倾角,因此可以获得优良的节约燃费性能。

附图说明

图1是示意地示出了搭载有本发明的第一实施方式的车辆用控制装置的车辆的示意图。

图2(a)为车轮的剖视图,(b)为示意地说明车轮的转向角和外倾角的调节方法的示意图。

图3是表示车辆用控制装置的电气结构的方框图。

图4是示意地示出了车辆的俯视下的示意图。

图5是示意地图示了车辆的主视下的示意图,车轮处于负外倾角状态。

图6是示意地图示了车辆的主视图下的示意图,车轮处于正外倾角状态。

图7是表示外倾角控制处理的流程图。

图8是第二实施方式的车轮的俯视图。

图9是示意地示出了车辆的俯视下的示意图。

图10是示意地图示了处于左转弯状态的车辆的主视下的示意图,分别使左右车轮处于左转用的转向角状态,使转弯外轮(右前轮)处于负外倾角状态,使转弯内轮(左车轮)处于正常外倾角状态。

图11是表示外倾角控制处理的流程图。

图12是表示第三实施方式的车轮的俯视图。

图13是示意地图示了处于左转弯状态的车辆的主视下的示意图,分别使左右车轮处于左转用的转向角状态,使转弯外轮(右前轮)处于负外倾角状态,使转弯内轮(左车轮)处于正外倾角状态。

图14是表示外倾角控制处理的流程图。

图15是表示第四实施方式的外倾角控制处理的流程图。

图16是表示第五实施方式的车辆用控制装置的电气结构的方框图。

图17是示意地图示了摩擦系数变换内容的示意图。

图18是示意地图示了外倾角变换内容的示意图。

图19是表示外倾角控制处理的流程图。

图20是示意地图示了第六实施方式的外倾角变换内容的示意图。

图21是表示外倾角控制处理的流程图。

图22是表示第七实施方式的车辆用控制装置的电气结构的方框图。

图23是表示制动踏板的操作状态与制动力的相关性的示意图。

图24是表示外倾角赋予处理的流程图。

符号说明

100-车辆用控制装置,1、201、301-车辆,2、202、302-车轮,2FL-前轮(车轮、左车轮、驱动轮),2FR-前轮(车轮、右车轮、驱动轮),2RL-后轮(车轮、左车轮、从动轮),2RR-后轮(车轮、右车轮、从动轮),21、221-第一车胎胎面,22-第二车胎胎面,323-第三车胎胎面,3FL-FL马达,3FR-FR马达,4-外倾角调节装置,4FL~4RR-FL~RR促动器(外倾角调节装置),4a~4c-液压缸(外倾角调节装置的一部分),4d-液压泵(外倾角调节装置的一部分),

实施方式

以下,参照附图详细说明本发明优选的实施方式。图1是示意地示出了搭载本发明的第一实施方式的车辆用控制装置100的车辆1的示意图。另外,图1的箭头FWD表示车辆1的前进方向。

首先,说明车辆1的大致结构。如图1所示,车辆1主要包括有车体框架BF、被该车体框架BF支承的多个(本实施方式中为4个)车轮2、独立旋转驱动各车轮2的车轮驱动装置3、对各车轮2进行转向驱动以及外倾角调节等的外倾角调节装置4,利用车辆用控制装置100控制车轮2的外倾角,区别使用设置在车轮2上的两种轮胎胎面(参照图5和图6),从而可以实现同时提高行驶性能与节约燃费的目的。

接着,说明各部分的详细结构。如图1所示,车轮2具有位于车辆1的行进方向的前方侧的左右前轮2FL、2FR和位于车辆1的行进方向的后方侧的左右后轮2RL、2RR共4个车轮,这些前后轮2FL~2RR受到来自车轮驱动装置3的旋转驱动力,可以分别独立地旋转。

车轮驱动装置3为独立驱动各车轮2旋转的旋转驱动装置,如图1所示,4个电动马达(FL~RR马达3FL~3RR)配置在各车轮2上(即作为轮毂内置马达)。当驾驶员操作加速踏板52时,来自各车轮驱动装置3的旋转驱动力作用在各车轮2上,各车轮2按照根据加速踏板52的操作量的旋转速度进行旋转。

还有,车轮2(前后轮2FL~2RR)可以通过外倾角调节装置4来调节转向角和外倾角。外倾角调节装置4为调节各车轮2的转向角和外倾角的驱动装置。如图1所示,在各车轮2的相应位置上配置有合计4个外倾角调节装置4(FL~RR促动器4FL~4RR)。

例如,当驾驶员操作方向盘54时,驱动一部分(例如,只是前轮2FL、2FR侧)的或所有的外倾角调节装置4,对车轮2赋予与方向盘54的操作量相应的转向角。这样,进行车轮2的转向动作,使车辆1朝着规定方向转弯。

还有,外倾角调节装置4随着车辆1的行驶状态(例如,恒速行驶时,或加减速时,或直线前进时或转弯时)或车轮2行驶路面G的状态(例如,干燥路面时和雨天路面时)等状态变化,受到车辆用控制装置100的控制,调节车轮2的外倾角。

这里,参照图2说明车轮驱动装置3和外倾角调节装置4的详细结构。图2(a)为车轮的剖视图,图2(b)为示意地说明车轮2的转向角和外倾角的调节方法的示意图。

另外,在图2(a)中,省略了向车轮驱动装置3供给驱动电压的电源配线等。还有,图2(b)中的假想轴Xf-Xb、假想轴Y1-Yr以及假想轴Zu-Zd分别对应车辆1的前后方向、左右方向以及上下方向。

如图2(a)所示,车轮2(前后轮2FL~2RR)主要具有由橡胶状弹性部件构成的轮胎2a和由铝合金等构成的轮毂2b。在轮毂2b的内周部,设置有作为轮毂内置马达的车轮驱动装置3(FL~RR马达3FL~3RR)。

轮胎2a具有配置在车辆1的内侧(图2(a)右侧)的第一轮胎胎面21和与该第一轮胎胎面21特性不同,配置在车辆1的外侧(图2(a)左侧)的第二轮胎胎面22。另外,车轮2(轮胎2a)的详细结构将在后面参照图4进行说明。

如图2(a)所示,车轮驱动装置3的前面侧(图2(a)左侧)突出的驱动轴3a固定连接在轮毂2b上,经由驱动轴3a,可以向车轮2传送旋转驱动力。还有,车轮功驱动装置3的背面上固定连接有外倾角调节装置4(FL~RR促动器4FL~4RR)。

外倾角调节装置4具有多个(本实施方式中为3个)液压缸4a~4c,所述3个液压缸4a~4c的杆部经由接头部(本实施方式中为万向节)54固定连接在车轮驱动装置3的背面侧(图2(a)右侧)。另外,如图2(b)所示,各液压缸4a~4c在周方向大致等间隔(即,轴向120°间隔)配置,并且,1个液压缸4b配置在假想轴Zu-Zd上。

由此,各液压缸4a~4c使各杆部分别在规定方向以规定长度进行伸长驱动或缩短驱动,从而以假想轴Xf-Xb、Zu-Xd为摆动中心,摆动驱动车轮驱动装置3。其结果,对各车轮2赋予规定的外倾角和转向角。

例如,如图2(b)所示,车轮2处于中立位置(车辆1的直线行驶状态)时,液压缸4b的杆部受到收缩驱动、且液压缸4a、4c的杆部受到伸长驱动后,车轮驱动装置3沿假想线Xf-Xb旋转(图2(b)的箭头A),车轮2被赋予负方向(负外倾角)的外倾角(车轮2的中心线相对于假想线Zu-Zd所成的角度)。另一方面,在与此相反的方向上,液压缸4b和液压缸4a、4c分别受到伸缩驱动后,车轮2被赋予正方向(正外倾角)的外倾角。

还有,车轮2处于中立位置(车辆1的直线行驶状态)时,液压缸4a的杆部受到收缩驱动、且液压缸4c的杆部受到伸长驱动后,车轮驱动装置3沿假想线Zu-Zd旋转(图2(b)的箭头B),车轮2被赋予前束倾向的转向角(车轮2的中心线与车辆1的基准线之间的角度,与车辆1的行驶方向无关)。另一方面,在与此相反的方向上,液压缸4a和液压缸4c受到伸缩驱动后,车轮2被赋予后束倾向的转向角。

另外,这里举例表示的各液压缸4a~4c的驱动方法,如上所述,为说明从车轮2位于中立位置的状态进行驱动的情况。但可以通过组合这些驱动方法,控制各液压缸4a~4c的伸缩驱动,对车轮2赋予任意的外倾角和转向角。

回到图1进行说明。加速踏板52和制动踏板53为受驾驶员操作的操作部件,根据各踏板52、53的踏入状态(踏入量、踏入速度等),确定车辆1的行驶速度和制动力,进行车轮驱动装置3的动作控制。

方向盘54为受驾驶员操作的操作部件,根据其操作状态(转弯角度、转弯速度等),确定车辆1的转弯半径等,进行外倾角调节装置4的动作控制。刮水器开关55为驾驶员操作的操作部件,根据其操作状态(操作位置等),进行刮水器(未图示)的动作控制。

同样,闪光灯开关56和高抓地力开关57为受驾驶员操作的操作部件,根据其操作状态(操作位置等),前者进行闪光灯(未图示)的动作控制,后者进行外倾角调节装置4的动作控制。

另外,高抓地力开关57处于接通的状态与作为车轮2的特性选择了高抓地性的状态对应,而高抓地力开关57处于断开的状态则对应于作为车轮2的特性选择了低滚动阻力的状态。

车辆用控制装置100为对所述结构的车辆1的各部分进行控制的车辆用控制装置,例如,检测各踏板52、53的操作状态,根据其检测结果,使车轮驱动装置3动作,控制各车轮2的旋转速度。

或者,检测加速踏板52、制动踏板53或方向盘54的操作状态,根据其检测结果,使外倾角调节装置4动作,调节各车轮的外倾角,从而区别使用设置在车轮2上的2种轮胎胎面21、22(参照图5和图6),从而可以实现提高行驶性能与节约燃费的目的。这里,参照图3说明车辆用控制装置100的详细结构。

图3是表示车辆用控制装置100的电气结构的方框图。如图3所示,车辆用控制装置100具有CPU71、ROM72和RAM73,这些部件经由总线74与输入输出接口75连接。还有,输入输出接口75与车轮驱动装置3等多个装置连接。

CPU71为对连接在总线74的各部进行控制的运算装置。ROM72为存储利用CPU71运行的控制程序和固定值数据等的不能改写的不挥发性存储器。RAM73为存储控制程序运行时的各种数据并可改写的存储器。另外,在ROM72内,存放有如图7所示的流程图(外倾角控制处理)的程序。

如上所述,车轮驱动装置3为旋转驱动各车轮2(参照图1)的装置,主要具有对各车轮2赋予旋转驱动力的4个FL~RR马达3FL~3RR和基于CPU71的命令对这些马达3FL~3RR进行驱动控制的驱动回路(图中未图示)。

如上所述,外倾角调节装置4为调节各车轮2的转向角和外倾角的驱动装置,主要具有用作赋予对各车轮2(车轮驱动装置3)进行角度调节时的驱动力的4个FL~RR促动器4FL~4RR和基于CPU71的命令对这些各促动器4FL~4RR进行驱动控制的驱动回路(未图示)。

另外,FL~RR促动器4FL~4RR主要具有:3个液压缸4a~4c、向这些各液压缸4a~4c供给油(液压)的液压泵4d(参照图1)、切换从这些油泵向各液压缸4a~4c供给的油的供给方向的电磁阀(未图示)、检测各液压缸4a~4c(杆部)的伸缩量的伸缩传感器(未图示)。

基于CPU71的指示,外倾角调节装置4的驱动回路对液压泵进行驱动控制,利用该液压泵供给的油(液压),驱动各液压缸4a~4c伸缩。还有,接通/断开电磁阀时,切换各液压缸4a~4c的驱动方向(伸长或收缩)。

外倾角调节装置4的驱动电路利用伸缩传感器监视各液压缸4a~4c的伸缩量,达到CPU71所指示的目标值(伸缩量)的液压缸4a~4c则停止其伸缩运动。另外,伸缩传感器的检测结果从驱动电路输出到CPU71,CPU71基于该检测结果,获得各车轮2现在的转向角和外倾角。

车辆速度传感器装置32是检测车辆1相对于路面G的对地速度(绝对值和行驶方向)、并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有前后和左右方向加速度传感器32a、32b、以及对各加速度传感器32a、32b的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

前后方向加速度传感器32a为检测车辆1(车体框架BF)的前后方向(图1的上下方向)的加速度的传感器,左右方向加速度传感器32b为检测车辆1(车体框架BF)的左右方向(图1的左右方向)的加速度的传感器。另外,本实施方式中,这些各加速度传感器32a、32b为采用压电元件的压电型传感器。

CPU71对从车辆速度传感器装置32的控制电路输入的各加速度传感器32a、32b的检测结果(加速度值)进行时间积分,分别计算出2个方向(前后及左右)的速度,同时通过合成2个方向的分量,获得车辆1的对地速度(绝对值和行驶方向)。

接地负荷传感器装置34为检测各车轮2的接地面承受的来自地面G的负荷,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,具有分别检测各车轮2承受的负荷的FL~RR负荷传感器34FL~34RR、以及对各负荷传感器34FL~34RR的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

另外,本实施方式中,这些各负荷传感器34FL~34RR为采用压敏电阻型的3轴负荷传感器。这些各负荷传感器34FL~34RR设置在各车轮2的悬挂轴(未图示)上,沿车辆1的前后方向(假想轴Xf-Xb方向)、左右方向(假想轴Y1-Yr方向)和上下方向(假想轴Zu-Zd方向)的3个方向,检测所述车轮2承受的来自地面G的负荷(参照图2(b))。

CPU71根据从接地负荷传感器34输入的各负荷传感器34FL~34RR的检测结果(接地负荷),按照如下方法推定各车轮2的接地面的路面G的摩擦系数μ。

例如,分析前轮2FL时,如果FL负荷传感器34FL所检测的车辆1的前后方向、左右方向及垂直方向的负荷分别为Fx、Fy、Fz,在前轮2FL相对于路面G发生打滑的打滑状态下,与前轮2FL对应的接地面部分的路面G的车辆1前后方向的摩擦系数μ则为Fx/Fz(μx=Fx/Fz)。在前轮2FL相对于路面G没有发生打滑的非打滑状态下,该摩擦系数μ推定为大于为Fx/Fz的值(μx>Fx/Fz)。

另外,对于车辆1的左右方向的摩擦系数μy也同样,在打滑状态下则μy=Fy/Fz,在非打滑状态下则推定为大于为Fy/Fz的值。还有,当然也可以利用其他方法来检测摩擦系数μ。作为其他方法,可以采用例如日本特开2001-315633号公报和日本特开2003-118554号公报所公开的技术。

车轮旋转速度传感器35为检测各车轮2的旋转速度、并且将该检测结果输出到CPU71的装置,具有分别检测各车轮2的旋转速度的4个FL~RR旋转速度传感器35FL~35RR以及对各旋转速度传感器35FL~35RR的检测结果进行处理并输出到CPU71的处理电路(未图示)。

另外,本实施方式中,各旋转速度传感器35FL~35RR设置在各车轮2上,将各车轮2的角速度作为旋转速度进行检测。即,各旋转传感器35FL~35RR为具有与各车轮2联动旋转的旋转体和利用电磁方式检测在其旋转体的周方向形成的许多齿的有无的耦合器的电磁耦合式传感器。

CPU71可以从车轮旋转速度传感器装置35输入的各车轮2的旋转速度和预先存储在ROM72中的各车轮2的外径,分别获得各车轮2的实际的周速度,通过将该周速度与车辆1的行驶速度(对地速度)进行比较,可以判断各车轮2是否发生打滑。

加速踏板传感器装置52a为检测加速踏板52的操作状态,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测加速踏板52的踏入状态的角度传感器(未图示)以及对该角度传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

制动踏板传感器装置53a为检测制动踏板53的操作状态,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测制动踏板53的踏入状态的角度传感器(未图示)以及对该角度传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

方向盘传感器装置54a为检测方向盘54的操作状态,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测方向盘54的操作状态的角度传感器(未图示)以及对该角度传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

刮水开关传感器装置55a为检测刮水开关55的操作状态、并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测刮水开关55的操作状态(操作位置)的位置传感器(未图示)以及对该位置传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

闪光灯开关56a为检测闪光灯开关56的操作状态,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测闪光灯开关56的操作状态(操作位置)的位置传感器(未图示)以及对该位置传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

高抓地力开关57a为检测高抓地力开关57的操作状态,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测高抓地力开关57的操作状态(操作位置)的位置传感器(未图示)以及对该位置传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

另外,在本实施方式中,各角度传感器为利用电阻的接触型的电位计。CPU71可以根据对从各传感器装置52a~54a的控制电路输入的检测结果,获得各踏板52、53的踏入量以及方向盘54的操作角,并且通过对该检测结果进行时间微分,获得各踏板52、53的踏入速度(操作速度)以及方向盘54的旋转速度(操作速度)。

作为图3所示的其他的输入输出装置35,例如有用于检测雨量的雨量传感器以及通过非接触方式检测路面G的状态的光学传感器等。

接着,参照图4~图6说明车轮2的详细结构。图4是示意地示出了车辆1的俯视下的示意图。图5和图6是示意地图示了车辆1的主视下的示意图。图5中车轮2处于负外倾角状态,图6中车轮2处于正外倾角状态。

如上所述,车轮2具有第一轮胎胎面21和第二轮胎胎面22。如图4所示,各车轮2(前轮2FL、2FR和后轮2RL、2RR)中,第一轮胎胎面21配置在车辆1的内侧,第二轮胎胎面22配置在车辆1的外侧。

在本实施方式中,两轮胎胎面21、22的宽度尺寸(图4左右方向尺寸)相同。还有,与第二轮胎胎面22相比,第一轮胎胎面21具有高抓地力的特性(高抓地性)。另一方面,与第一轮胎胎面21相比,第二轮胎胎面22具有低滚动阻力的特性(低滚动阻力)。

例如,如图5所示,当外倾角调节装置4进行动作控制,车轮2的外倾角θL、θR调节到负方向(负外倾角)时,配置在车辆1的内侧的第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且,配置在车辆1的外侧的第二轮胎胎面22的接地压Rout减小。由此,利用第一轮胎胎面21的高抓地性,可以提高行驶性能(例如转弯性能、加速性能、制动性能或雨天时的车辆稳定性能等)。

另一方面,如图6所示,当外倾角各调节装置4进行动作控制,车轮2的外倾角θL、θR调节到正方向(正外倾角)时,配置在车辆1的内侧的第一轮胎胎面21的接地压减小,并且,配置在车辆1的外侧的第二轮胎胎面22的接地压增加。这样,利用第二轮胎胎面22的低滚动阻力,可以提高节约燃费的性能。

接着,参照图7说明外倾角控制处理。图7是表示外倾角控制处理的流程图。在投入车辆用控制装置100的电源的期间,利用CPU71循环(例如间隔0.2ms)进行该处理,通过调节赋予车轮2的外倾角,同时获得所述行驶性能和节约燃费的两个性能。

CPU71在外倾角控制处理时,首先判断刮水器开关55是否处于接通状态、即驾驶员是否指示要利用前车窗的刮水器进行刮水动作(S1)。其结果,如果判断刮水器开关55处于接通状态(S1:是),则表示现在为下雨天,路面G上有可能形成水膜,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,提高雨天时的车辆稳定性能。

在S1处理时,如果判断刮水器开关55没有处于接通状态(S1:否),则表示现在不是雨天,路面G状态良好,因此接着判断加速踏板52的踏入量是否为规定值以上,即,驾驶员是否指示要规定值以上地加速(紧急加速)(S2)。

其结果,如果判断加速踏板52的踏入量为规定值以上(S2:是),则表明驾驶员指示要紧急加速,由于车轮2有可能出现打滑,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,与所述情况一样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,防止车轮2出现打滑,提高车辆1的加速性能。

在S2的处理时,如果判断加速踏板52的踏入量没有达到规定值(S2:否),则表示没有指示紧急加速,而是在进行缓慢加速或者恒速行驶,因此接着判断制动踏板53的踏入量是否为规定值以上,即,驾驶员是否指示要规定以上的制动(紧急制动)(S3)。

其结果,如果判断制动踏板53的踏入量为规定值以上(S3:是),则表明驾驶员指示要紧急制动,由于车轮2有可能出现锁定,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,与所述情况一样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,防止车轮2出现锁定,提高车辆1的制动性能。

在S3处理时,如果判断制动踏板53的踏入量没有达到规定值(S3:否),则表示没有指示紧急制动,而是在进行缓慢制动或加速或者恒速行驶,因此接着判断车辆速度(对地速度)是否为规定值以下(例如,时速15km)、即,是否处于低速行驶状态(S17)。

其结果,如果判断车辆速度为规定值以下(即处于低速行驶状态)(S17:是),与车辆速度超过规定值的情况相比,则可以认为车辆1其后减速停车的可能性或加速的可能性较高。因此,在这些情况下,需要确保车辆1(车轮2)的抓地力或停止力,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,与所述情况一样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,增加车轮2的抓地力,防止其出现锁定或打滑,提高车辆1的制动性能或加速性能。

还有,在车辆1停车后,可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,确保车辆1(车轮2)的停止力,使车辆1处于稳定的状态停车。另外,在该停车后的再次起动时,通过事先增加第一轮胎胎面的接地压Rin,可以防止车轮2出现打滑,使车辆1能够平稳地高反应性地再次起动。

在S17处理时,如果判断车辆速度大于规定值(S17:否),则表示车辆速度不是低速,从而推定加减速时的驱动力、制动力比较小,因此接着判断闪光灯开关56是否接通、即、驾驶员是否指示要进行左右拐弯或变更车道(S18)。

其结果,如果判断闪光灯开关56接通(S18:是),由于随着左右拐弯或变更车道,为了进行转弯动作或为其准备,车辆1进行减速的可能性较高,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,与所述情况一样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,增加车轮2的抓地力,提高车辆1的转弯性能。

在S18处理时,如果判断闪光灯开关56没有接通(S18:否),则表示推定车辆1不进行伴随左右拐弯或变更车道的转弯动作,因此接着判断高抓地力开关57是否接通、即、驾驶员是否指示要将车轮2的特性选择为高抓地性的特性(S19)。

其结果,如果判断高抓地力开关57接通(S19:是),由于将车轮2的特性选择为高抓地性的特性,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,与所述情况一样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,防止车轮2出现打滑,提高车辆1的制动性能、加速性能或转弯性能。

在S19处理时,如果判断抓地力开关57没有接通(S19:否),则接着判断方向盘54的操作角是否为规定值以上、即、驾驶员是否指示要进行规定以上的转弯(急转弯)(S4)。

其结果,如果判断方向盘54的操作角为规定值以上(S4:是),由于驾驶员指示要进行急转弯,有可能车轮2出现打滑,车辆1出现翻转,因此对车轮2赋予负外倾角(S6),结束该外倾角处理。

这样,与所述情况一样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(参照图5),从而可以利用第一轮胎胎面21的高抓地性,防止车轮2出现打滑(车辆1出现翻转),提高车辆1的转弯性能。

另一方面,在S4处理时,如果判断方向盘54的操作角没有达到规定值(S4:否),则表示没有指示急转弯,而是处于缓慢拐弯或直线行驶的状态,还有,利用S1~S3的处理,推定路面状态良好,没有指示紧急加速或紧急制动(S1:否、S2:否、S3:否)。

因此,在这种情况下(S1:否、S2:否、S3:否、S4:否),车轮2的特性不需要为高抓地性,优选利用低滚动阻力获得节约燃费性能,因此对车轮2赋予正外倾角(S5),结束该外倾角处理。

这样,由于第一轮胎胎面21的接地压Rin减少,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout增加(参照图6),从而可以利用第二轮胎胎面22的低滚动阻力,提高车轮2的滚动效率,提高车辆1的节约燃费性能。

这样,根据本实施方式,利用外倾角调节装置4调节车轮2的外倾角θR、θL,改变第一轮胎胎面21的接地压Rin与第二轮胎胎面22的接地压Rout的比率,从而可以同时实现加速性能及制动性能与节约燃费性能这样两个相反的性能。

接着,参照图8~图11,说明第二实施方式。图8是表示第二实施方式的车轮202的俯视图。图9是表示车辆201俯视下的示意图。

还有,图10是表示处于左转弯状态的车辆201主视下的示意图,使左右车轮2处于左转用的转向角状态,使转弯外轮(右前轮202FR)处于负外倾角状态,使转弯内轮(左前轮202FL)处于正常外倾角状态。

在第一实施方式中,说明了车轮2的两个轮胎胎面21、22的外径在宽度方向不变的情况,而在第二实施方式中,车轮2的第一轮胎胎面221的外径逐渐缩小。另外,与所述第一实施方式相同的部分采用相同符号,省略其说明。

如图8和图9所示,第二实施方式的车轮202具有配置在车辆201的内侧(图8右侧)的第一轮胎胎面221和与该第一轮胎胎面221特性不同的配置在车辆201的外侧(图8左侧)的第二轮胎胎面22。

还有,与第二轮胎胎面22相比,第一轮胎胎面221具有高抓地力的特性(高抓地性)。与第一轮胎胎面221相比,第二轮胎胎面22具有低滚动阻力的特性(低滚动阻力)。

如图8及图9所示,车轮202的两轮胎胎面221、22的宽度尺寸(图8左右方向尺寸)相同,但第二轮胎胎面22的外径在宽度方向(图8左右方向)大致不变,第一轮胎胎面221的外径从第二轮胎胎面22侧(图8左侧)朝着车辆201的内侧(图8右侧)逐渐缩小直径。

这样,如图10所示,即使对车轮202(左前轮202FL)不赋予大的外倾角(即,即使将外倾角设定为0°),第一轮胎胎面221处于离开路面G的状态,只有第二轮胎胎面22接地。其结果,减小了车轮2整体的滚动阻力,进一步提高了节约燃费的性能。并且,通过使第一轮胎胎面221不接地、且第二轮胎胎面22以更小的外倾角接地,可以抑制这两个轮胎胎面221、22的磨损,实现高寿命化。

另一方面,如图10所示,如果对车轮202(右前轮202FR)赋予负方向的外倾角(负外倾角),使第一轮胎胎面221接地,由于该第一轮胎胎面221的外径逐渐缩小,从而第一轮胎胎面221的接地压在宽度方向(图8左右方向)整个区域能够实现均匀化,可以抑制接地压集中在轮胎胎面端部。

这样,可以有效地利用高抓地性的第一轮胎胎面221,进一步提高行驶性能(例如转弯性能、加速性能、制动性能或雨天时的车辆稳定性能等),同时,可以抑制第一轮胎胎面221的偏磨损,实现高寿命化。

接着,参照图11,说明第二实施方式的外倾角制动控制。图11是表示外倾角控制处理的流程图。该处理当车辆用控制装置100的电源接通时,利用CPU71循环(例如,每隔0.2ms)进行。

CPU71在外倾角控制处理时,如果判断刮水器开关55处于接通状态(S1:是)、加速踏板52的踏入量大于规定值(S1:否、S2:是)、制动器踏板53的踏入量为规定值以上(S1:否、S2:否、S3:是)、车辆速度为规定值以下(S1:否、S2:否、S3:否、S17:是)、闪光灯开关56处于接通状态(S1:否、S2:否、S3:否、S17:否、S18:是)、以及高抓地力开关57处于接通状态(S1:否、S2:否、S3:否、S17:否、S18:是)时,如所述第一实施方式所述,表明路面G形成有水膜、指示紧急加速·紧急制动、预测大驱动力的产生和停车、预测伴随左右拐弯或变更车道的拐弯动作、或者指示选择高抓地性,因此必须利用第一轮胎胎面221的高抓地性。

在这种情况下,对左右车轮2赋予负外倾角(本实施方式中,至少使第二轮胎胎面22从路面G离开的外倾角,参照图10所示的右前轮202FR)(S27),结束该外倾角处理。

这样,与所述第一实施方式一样,由于第一轮胎胎面221的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(本实施方式中,接地压Rout为0),从而可以利用第一轮胎胎面221的高抓地性,防止车轮2出现打滑·锁定,提高车辆201的行驶稳定性和加速·制动性能。

另外,优选赋予左右两轮的外倾角θR、θL在直线行驶时相等的角度。还有,优选该外倾角θR、θL为使第二轮胎胎面22离开路面G以上的角度。

另一方面,在S4处理时,如果判断方向盘54的操作角没有达到规定值(S4:否),则表示没有指示急转弯,而是处于缓慢拐弯或直线行驶的状态,还有,利用S1~S3的处理,推定路面状态良好,没有指示紧急加速或紧急制动,没有预测大驱动力的产生和停车,没有预测伴随左右拐弯或变更车道的拐弯动作,也没有指示选择高抓地性等。(S1:否、S2:否、S3:否、S17:否、S18:否、S19:否)。

因此,在该情况下(S1:否、S2:否、S3:否、S17:否、S18:否、S19:否、S4:否),车轮2的特性不需要为高抓地性,优选利用低滚动阻力获得节约燃费性能,因此对车轮2赋予正常外倾角(S25),结束该外倾角处理。另外,在本实施方式中,正常外倾角设定为0°(参照图10所示的左前轮202FL)。

这样,第一轮胎胎面221处于离开路面G的状态,可以只有第二轮胎胎面22接地,因此减小了车轮202整体的滚动阻力,进一步提高了节约燃费的性能。还有,此时通过使第一轮胎胎面221不接地、且第二轮胎胎面22以0°的外倾角接地,可以抑制这两个轮胎胎面221、22的磨损,实现高寿命化。

还有,在S4的处理中,如果判断方向盘54的操作角为规定值以上(S4:是),由于驾驶员指示要进行急转弯,有可能车轮2出现打滑、车辆201出现翻转。此时在本实施方式中,对转弯外轮(图10的右前轮202FR)赋予负外倾角,并且对转弯内轮(图10的左前轮202FL)赋予正常外倾角(S26),结束该外倾角处理。

这样,可以确保转弯性能,同时减少控制驱动成本。即,在转弯外轮中,由于第一轮胎胎面221的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(本实施方式中,接地压Rout为0)(参照图10),从而可以利用第一轮胎胎面221的高抓地性,防止车轮202出现打滑(车辆201出现翻转),提高车辆201的转弯性能。另一方面,在转弯内轮中,通过使其外倾角的变化小于转弯外轮(即,原样维持直线行驶时的外倾角),可以减少车辆用控制装置100的控制成本或外倾角调节装置4的驱动成本。

接着,参照图12~图14说明第三实施方式。图12是表示第三实施方式的车轮302的俯视图。还有,图13是表示处于左转弯状态的车辆301主视下的示意图,使左右车轮2处于左转用的转向角状态,使转弯外轮(右前轮202FR)处于负外倾角状态,使转弯内轮(左前轮202FL)处于正外倾角状态。

在第一实施方式中,说明了车轮2的两个轮胎胎面21、22的外径在宽度方向不变的情况,而在第三实施方式中,车轮2的第一轮胎胎面221与第三轮胎胎面323的外径逐渐缩小。另外,与所述各实施方式相同的部分采用相同符号,省略其说明。

如图12所示,第三实施方式的车轮302具有第三轮胎胎面323,第一轮胎胎面221配置在车辆301的内侧(图12右侧),第三轮胎胎面323配置在车辆301的外侧(图12左侧),第二轮胎胎面22配置在第一轮胎胎面221与第三轮胎胎面323之间。

并且,至少与第二轮胎胎面22相比,第三轮胎胎面323具有高抓地力的特性,并且,如图12所示,该第三轮胎胎面323的外径从第二轮胎胎面22侧(图12右侧)朝着车辆301的外侧(图12左侧)逐渐缩小直径。

这样,对车轮302不赋予大的外倾角(例如,即使将外倾角设定为0°),第一轮胎胎面221和第三轮胎胎面323处于离开路面G的状态,只有第二轮胎胎面22接地。这样,减小了车轮302整体的滚动阻力,进一步提高了节约燃费的性能。

同时,通过使第一轮胎胎面221和第三轮胎胎面323不接地、且第二轮胎胎面22以更小的外倾角接地,可以抑制这些轮胎胎面221、22、323的磨损,实现高寿命化。

另一方面,如果对车轮302赋予正方向的外倾角(正外倾角),使第三轮胎胎面323接地,由于该第三轮胎胎面323的外径逐渐缩小,从而第三轮胎胎面323的接地压在宽度方向(图12左右方向)整个区域能够实现均匀化,可以抑制接地压集中在轮胎胎面端部。

这样,可以有效地利用高抓地性的第三轮胎胎面323,进一步提高行驶性能(例如转弯性能、加速性能、制动性能或雨天时的车辆稳定性能等),并且,可以抑制偏磨损,实现高寿命化。

接着,参照图14说明第三实施方式的外倾角制动控制。图14是表示外倾角控制处理的流程图。该处理在车辆用控制装置100的电源接通的期间,利用CPU71循环(例如,每隔0.2ms)进行。

在S4的处理中,如果CPU71判断方向盘54的操作角没有达到规定值(S4:否),则表示没有指示急转弯,而是处于缓慢拐弯或直线行驶的状态,还有,利用S1~S3和S17~S19的处理,推定路面状态良好,没有指示紧急加速或紧急制动,没有预测大驱动力的产生和停车,没有预测伴随左右拐弯或变更车道的拐弯动作,也没有指示选择高抓地性。(S1:否、S2:否、S3:否、S17:否、S18:否、S19:否)。

因此,在该情况下(S1:否、S2:否、S3:否、S17:否、S18:否、S19:否、S4:否)可判断,作为车轮302的性能不需要为高抓地性,优选利用低滚动阻力获得节约燃费性能,因此对车轮2赋予正常外倾角(S25),结束该外倾角处理。另外,在本实施方式中,正常外倾角设定为0°(参照图10所示的左前轮202FL)。

这样,第一轮胎胎面221及第三轮胎胎面323处于离开路面G的状态,可以只有第二轮胎胎面22接地,因此能够减小车轮302整体的滚动阻力,进一步提高了节约燃费的性能。还有,此时通过使第一轮胎胎面221和第三轮胎胎面323不接地、且第二轮胎胎面22以0°的外倾角接地,可以抑制这些轮胎胎面221、22、323的磨损,实现高寿命化。

还有,在S4的处理中,如果判断方向盘54的操作角为规定值以上(S4:是),由于驾驶员指示要进行急转弯,有可能车轮2出现打滑,车辆301出现翻转。此时在本实施方式中,对转弯外轮(图13的右前轮202FR)赋予负外倾角,并且对转弯内轮(图13的左前轮202FL)赋予正外倾角(S36),结束该外倾角处理。

即,如图13所示,在S36处理中,赋予外倾角θR、θL,已使左右车轮320均向转弯内侧(图13右侧)倾斜,因此在左右两轮302上分别产生横向力,可以将这两轮302的横向力作为转弯力进行利用,因此可以进一步提高转弯性能。

接着,参照图15说明第四实施方式。图15是表示第四实施方式的外倾角控制处理的流程图。该处理在车辆用控制装置100的电源接通的期间,利用CPU71循环(例如,每隔0.2ms)进行。

在第一实施方式中,说明了例如驾驶员指示紧急加速或急转弯等时调节车轮2的外倾角的情况,在第四实施方式中,如果出现打滑的车轮202,则对该车轮202的外倾角进行调节。

另外,与所述各实施方式相同的部分采用相同符号,省略其说明。还有,在第四实施方式中,举例说明利用车辆用控制装置100控制第二实施方式的车辆201(车轮202)的情况。

CPU71在外倾角S4的处理时,首先检测车辆速度(S41),并且检测车轮202的旋转速度(周速度)(S42),基于这些车辆速度与车轮202的周速度,判断是否存在打滑的车轮202(S43)。另外,如上所述,利用车辆速度传感器装置32和车轮旋转速度传感器装置35计算车辆速度与车轮202的周速度。

其结果,在S43的处理中,如果判断没有打滑的车轮202,即所有的车轮202均高抓地性在路面G上行驶(S43:否),则判断为车轮202的性能不需要为高抓地性,优选利用低滚动阻力获得节约燃费性能,因此对车轮202赋予正常外倾角(与第二实施方式一样为0°)(S44),结束该外倾角处理。

这样,第一轮胎胎面221处于离开路面G的状态,可以只有第二轮胎胎面22接地,因此能够减小车轮202整体的滚动阻力,进一步提高节约燃费的性能。还有,此时通过使第一轮胎胎面221不接地、且第二轮胎胎面22以0°的外倾角接地,可以抑制这两个轮胎胎面221、22的磨损,实现高寿命化。

另外,在S43的处理中,如果判断存在打滑的车轮202(S43:是),由于车辆201的加速性能和行驶稳定性有可能受到损害,因此对正在打滑的车轮202赋予负外倾角(S45),结束该外倾角处理。

这样,与所述第一实施方式一样,由于第一轮胎胎面221的接地压Rin增加,并且第二轮胎胎面22的接地压Rout减小(本实施方式中,接地压Rout为0),从而可以利用第一轮胎胎面221的高抓地性,防止车轮202出现打滑,提高车辆201的加速性能和行驶稳定性。

接着,参照图16~图19,说明第五实施方式。在第一实施方式中,说明了当对车轮2赋予负外倾角或正外倾角时,该外倾角与车辆1的行驶状态无关,一直保持恒定值的情况。在第五实施方式中,随着车辆1的行驶状态,对赋予车轮2的外倾角的大小进行增减。

另外,与所述各实施方式相同的部分采用相同符号,省略其说明。还有,在第五实施方式中,以利用车辆用控制装置500对第一实施方式中的车辆1(车轮2)进行控制的情况为例,进行说明。

图16是表示第五实施方式的车辆用控制装置500的电气结构的方框图。如图16所示,车辆用控制装置500具有CPU71、ROM572和RAM73,这些部件经由总线74与输入输出接口75连接。在第五实施方式的ROM572中,存储有摩擦系数变换图(マツプ)572a和外倾角变换图572b。另外,这两个变换图572a、572b的详细情况,后面参照图17和图18进行说明。

路面状况开关传感器558a为检测路面状况开关(未图示)的操作状态,并且将该检测结果输出到CPU71的装置,主要具有检测路面状况开关的操作状态(操作位置)的位置传感器(未图示)和对该位置传感器的检测结果进行处理并输出到CPU71的控制电路(未图示)。

另外,路面状况开关为由驾驶员操作的操作部件。当驾驶员根据行驶路面的状况切换路面状况开关时,随着该操作状态(操作位置),利用CPU71进行外倾角调整装置4的动作控制。具体来说,路面状况开关由3段式(3位置式)的锁定开关构成,第一位置对应于行驶路面为干燥铺装路,第二位置对应于行驶路面为未铺装路,第三位置对应于行驶路面为雨天铺装路。

图17是示意地图示了摩擦系数变换图572a的内容的示意图。摩擦系数变换图572a为存储加速踏板52a及制动踏板53的踏入量(操作量)与必要前后摩擦系数的关系的变换图。

CPU71基于该摩擦系数变换图572a的内容,计算现在的车辆1的行驶状态中车轮2应该发挥的摩擦系数(即,为使车轮2不发生打滑或锁定所必需的摩擦系数)。另外,纵轴表示的必要前后摩擦系数是使车轮2不发生打滑或锁定所必需的车辆前后方向(图1上下方向)的摩擦系数。

如图17所示,根据该摩擦系数变换图572a,在没有操作加速踏板52及制动踏板53的状态下(加速及制动操作量=0),必要前后摩擦系数限定为最小值μfmin,并且必要前后摩擦系数与加速踏板52或制动踏板53的操作量(踏下量)成正比直线变化,当操作加速踏板52及制动踏板53的操作量处于最大状态(加速操作量=100%)时,必要前后摩擦系数限定为最大值μfmax。

图18是示意地图示了外倾角变换图572b的内容的示意图。外倾角变换图572b为存储车轮2的摩擦系数及滚动阻力与外倾角的关系的变换图,存储了利用车轮2的预备试验所测得的值。

CPU71基于该外倾角变换图572b的内容,计算应该赋予车轮2的外倾角。

另外,在图18中,实线501对应于摩擦系数,实线502对应于滚动阻力。还有,横轴的外倾角中,图18右侧(比角度0度大θa的一侧)对应于负外倾角(即,高抓地性的第一轮胎胎面21的接地压增加的一侧,参照图5),图18左侧(比角度0度大θb的一侧)对应于正外倾角(即,低滚动阻力的第二轮胎胎面22的接地压增加的一侧,参照图6)。

这里,在外倾角变换图572b中,存储了与所述路面状况开关的3种操作状态对应的3种变换。但在图18中为了简化图、便于理解,作为代表例只表示了1种变换图(干燥铺装路用变换图),图中省略了其他2种变换图。

即,在外倾角变换图572b中,存储了干燥铺装路用变换图、未铺装路用变换图及雨天铺装路用变换图这3种。CPU71检测路面状况开关的操作状态,当指示干燥铺装路时,读取干燥铺装路用变换图。当指示未铺装路时,读取未铺装路用变换图。当指示雨天铺装路时,读取雨天铺装路用变换图。基于该内容,控制外倾角调整装置4的动作。

如图18所示,根据该外倾角变换图572b,规定如果外倾角从0度状态(即,第一轮胎胎面21和第二轮胎胎面22均等接地的状态)向负外倾角侧(θa侧)变化,随着该变化,逐渐增加高抓地性的第一轮胎胎面21的接地压(逐渐减小低滚动阻力的第二轮胎胎面22的接地压),从而逐渐增加摩擦系数(及滚动阻力)。

然后,当外倾角达到θa(以下,称为“第二外倾角θa”)时,第二轮胎胎面22离开行驶路面,只有第一轮胎胎面21与行驶路面接触,摩擦系数达到最大值μa。

另外,即使外倾角从第二外倾角θa进一步向负外倾角侧变化,由于第二轮胎胎面22已经离开行驶路面,基本上不会发生摩擦系数的变化,摩擦系数维持在最大值μa。还有,滚动阻力的变化也一样,在第二外倾角θa处为最大值,之后基本维持在一定值。

另一方面,如图18所示,规定外倾角从0度状态(即,第一轮胎胎面21和第二轮胎胎面22均等接地的状态)向正外倾角侧(θb侧)变化时,随着该变化,逐渐增加低滚动阻力的第二轮胎胎面22的接地压(逐渐减小高抓地性的第一轮胎胎面21的接地压),从而逐渐减小摩擦系数(及滚动阻力)。

然后,当外倾角达到θb(以下,称为“第一外倾角θb”)时,第一轮胎胎面21离开行驶路面,只有第二轮胎胎面22与行驶路面接触,摩擦系数达到最小值μb。

另外,即使外倾角从第一外倾角θb进一步向正外倾角侧变化,由于第一轮胎胎面21已经离开行驶路面,基本上不会发生摩擦系数的变化,摩擦系数维持在最小值μb。还有,滚动阻力的变化也一样,在第一外倾角θb处为最小值,之后基本维持在一定值。

这里,将干燥路面用变换图的实线沿着摩擦系数变小的方向平行移动后,得到图18中省略表示的未铺装路面用变换图及雨天铺装路面用变换图。即,在任一个变换中,摩擦系数为最小值或最大值的外倾角都为第一或第二外倾角θa、θb。

接着,参照图19说明第五实施方式的外倾角控制处理。图19是表示外倾角控制处理的流程图。该处理当车辆用控制装置500的电源接通的期间,利用CPU71循环(例如,每隔0.2ms)进行。

CPU71在外倾角控制处理时,首先判断路面状况(S51)。该处理中,利用路面状况开关传感器装置558a(参照图16)确认检测结果,获取驾驶员对路面状况开关的操作状态。即,如上所述,CPU71在确认路面状况开关的操作位置处于第一位置时,判断路面状况为干燥路面,如果处于第二位置,则判断为未铺装路面,如果处于第三位置,则判断为雨天铺装路面。

接着,在S52的处理中,检测加速踏板52和制动踏板53的操作状态(S52),从摩擦系数变换图572a(参照图17)中读取与该检测的操作状态对应的必要前后摩擦系数(S53)。这样,可以获得为使车轮2不发生打滑或锁定所必需的车辆前后方向(图1上下方向)的摩擦系数。

接着,在S54的处理中,检测车轮2的转向角及车辆1的对地速度(车速)(S54),从该检测的转向角和车速中计算必要横向摩擦系数(S55)。另外,如上所述,CPU71基于方向盘传感器装置54a和车辆速度传感器装置32的检测结果,检测车轮2的转向角及车辆1的对地速度。

这里,必要横向摩擦系数是在转弯行驶中的车辆1中、为使其车轮2不发生打滑所必需的车辆前后方向(图1左右方向)的摩擦系数,如下说明地算出。

即,首先,可以利用公式tanσ=I/R0表示车轮2的转向角σ、阿卡曼转弯半径R0与车辆1的轴距I之间的关系。当转向角σ很小时,该关系式可以近似表示为转向角σ=I/R0。将此式对于阿卡曼转弯半径R0进行变形后,可以得到R0=I/σ。

另一方面,通过利用对车辆1实测的稳定系数K,从车辆1的转向特性,可以利用公式R/R0=1+K·v2来表示车辆1的实际转弯半径R与车辆1的对地速度(车速)v的关系。将该公式对于实际转弯半径R进行变形,代入前面求得的阿卡曼转弯半径R0,可得到R=I(1+K·v2)/σ。

这里,如果车辆1的重量为m,转弯行驶时作用在车辆1上的离心力F可以表示为F=m·v2/R。将其代入前面求得的实际转弯半径R,可以获得F=m·v2·σ/(I(1+K·v2))。由于避免车轮2沿横方向(车辆1的左右方向)打滑的摩擦力μw只需大于该离心力F,因此用重量m除该离心力F,可以将必要横向摩擦系数表示为μw=F/m=v2·σ/(I(1+K·v2))。

在S53和S55的处理中获得必要前后摩擦系数及必要横向摩擦系数后,基于这些必要前后摩擦系数及必要横向摩擦系数(即,作为朝着车辆1的前后方向和左右方向的矢量的合力),计算必要摩擦系数(S56),然后转移到S57的处理。

在S57的处理中,将S56的处理所计算的必要摩擦系数与车轮2能够发挥的摩擦系数的最大值μa与最小值μb进行比较,判断必要摩擦系数是否处于最大值μa与最小值μb之间(S57)。

另外,如上所述,从外倾角变换图572b(参照图18)中读取车轮2能够发挥的摩擦系数的最大值μa与最小值μb。还有,此时CPU71从3种变换图中选择与在S51的处理中判别的路面状况对应的变换图,基于所选择的变换图的内容,读取最大值μa与最小值μb。

作为S57的判断结果,如果必要摩擦系数处于最大值μa以下最小值μb以上(S57:是),则从外倾角变换图572b中读取与必要摩擦系数对应(即,与必要摩擦系数相等的摩擦系数)的外倾角(S58),作为外倾角赋予处理,对于车轮2赋予该读取的外倾角(S59),然后结束该外倾角控制处理。

具体来说,此时,由于例如在S56的处理中计算的必要摩擦系数为μx,且μb≤μx≤μa(S57:是),因此从图18所示的外倾角变换图572b中读取与该必要摩擦系数μx对应的外倾角θx(S58),对于车轮2赋予该读取的外倾角θx(S59)。

这样,可以将车轮2发挥的摩擦系数的变更控制在必要最低限度的摩擦系数,因此可以确保必要的加速制动性能和转弯性能,同时将滚动阻力抑制在更小的值,进一步实现节约燃费。

另一方面,如果在S57中判断必要摩擦系数不处于最大值μa以下最小值μb以上(S57:否),则接着判断必要摩擦系数是否小于最小值μb(S60)。其结果,如果判断必要摩擦系数小于最小值μb(S60:是),则对于车轮2赋予第一外倾角(S61),然后结束该外倾角控制处理。

具体来说,此时,在S56的处理中算出的必要摩擦系数μy小于μb(μy<μb)(S60:是),如上所述,不从图18所示的外倾角变换图572b中读取与该必要摩擦系数μy对应的外倾角,而是将赋予车轮2的外倾角确定为第一外倾角θb,并将其赋予车轮2(S61)。

这样,如图18所示,在本实施方式中,当在S56的处理中算出的必要摩擦系数μy小于车轮2能够发挥的摩擦系数的最小值μb时,判断即使对车轮2赋予绝对值大于第一外倾角θb的外倾角,也不能进一步降低滚动阻力(实现节约燃费的行驶),因此对车轮2赋予在能够发挥最小值μb的范围内的最小角度(接近0度的角度),即,第一外倾角θb。这样,可以避免不必要地增加外倾角,可以确保车辆1的行驶稳定性。

另一方面,在S60的处理中,不能判断必要摩擦系数小于最小值μb时(S60:否),由于必要摩擦系数大于最大值μa,此时(S60:否)对于车轮2赋予第二外倾角(S62),并且进行通报处理(S63),然后结束该外倾角控制处理。

具体来说,此时,在S56的处理中计算的必要摩擦系数μz大于最大值μa(μb<μz)(S60:否),如上述所示,不从图18所示的外倾角变换图572b中读取与该必要摩擦系数μz对应的例如外倾角θz,此时,将赋予车轮2的外倾角确定为第

车辆用控制装置专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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