JP2600470B2 - サスペンション剛性制御装置 - Google Patents

サスペンション剛性制御装置

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JP2600470B2
JP2600470B2 JP2281427A JP28142790A JP2600470B2 JP 2600470 B2 JP2600470 B2 JP 2600470B2 JP 2281427 A JP2281427 A JP 2281427A JP 28142790 A JP28142790 A JP 28142790A JP 2600470 B2 JP2600470 B2 JP 2600470B2
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泰孝 谷口
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自動車に用いて好適のサスペンション剛性
制御装置に関する。
[従来の技術] 自動車等の車両においては、例えば運転者等の好みに
応じてサスペンションの剛性を調整できるようにしたも
のが開発されている。
このようなサスペンションの剛性を調整する機構とし
ては、スタビライザの取付ポイントを変更してロール剛
性を調整するタイプのものや、サスペンションを車体に
弾性的に取り付けるサスペンションブッシュの剛性を変
更することで調整するタイプのものなどがある。
[発明が解決しようとする課題] ところで、走行中には、車両に横風や路面の凹凸とい
った外乱(ドライバの意志に反した外力)が作用するこ
とがあるが、特にサスペンションの剛性が柔らかいと、
このような外乱に対してサスペンションのコンプライア
ンス変化を招き、運転フィーリングを悪化させやすい。
しかし、サスペンションの剛性を常時高く設定すると
乗り心地の悪化を招いて好ましくない。
本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもの
で、通常時には良好な乗り心地を確保しつつ車両に外乱
が作用した場合にはサスペンションのコンプライアンス
変化を抑制して走行安定性を確保できるようにした、サ
スペンション剛性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] このため、本発明のサスペンション剛性制御装置は、
車両に設けられたサスペンションの剛性を調整しうるサ
スペンション剛性調整手段と、該サスペンション剛性調
整手段を制御する制御手段とをそなえるとともに、走行
中に車両が外乱を受けた可能性があることを検出しうる
外乱検出手段と、該車両の操舵角を検出する操舵角検出
手段と、該車両の車速を検出する車速検出手段とをそな
え、該制御手段が、該外乱検出手段,該操舵角検出手段
及び該車速検出手段からの各検出情報に基づいて、該車
両がほぼ直進している場合に車両が外乱を受けた可能性
があることが検出されるか、又は、該車両が操舵角がほ
ぼ一定で且つ車速がほぼ一定の場合に車両が外乱を受け
た可能性があることが検出されると、該サスペンション
の剛性を大きくするように該サスペンション剛性調整手
段へ制御信号を出力する外乱対応制御部をそなえている
ことを特徴としている。
[作 用] 上述の本発明のサスペンション剛性制御装置では、外
乱検出手段,操舵角検出手段及び車速検出手段からの各
検出情報に基づいて、車両がほぼ直進している場合に車
両が外乱を受けた可能性があることが検出されるか、又
は、車両が操舵角がほぼ一定で且つ車速がほぼ一定の場
合に車両が外乱を受けた可能性があることが検出される
と、制御手段の外乱対応制御部が、サスペンションの剛
性を大きくするようにサスペンション剛性調整手段へ制
御信号を出力する。これにより、サスペンション剛性調
整手段を通じて、サスペンションの剛性が大きくなるよ
うに調整されて、車両に外乱が作用した際に生じやすい
サスペンションのコンプライアンス変化が抑制されるよ
うになる。
[実 施 例] 以下、図面により本発明の一実施例としてのサスペン
ション剛性制御装置について説明すると、第1図はその
構成を示すブロック図、第2図はそのサスペンション剛
性調整手段を軸心方向から見た断面図、第3図はそのサ
スペンション剛性調整手段のサスペンションへの装着例
を車長方向に見て示す模式図、第4図はそのサスペンシ
ョンへの装着例を示す模式的平面図、第5図はそのサス
ペンションへの装着例を車長方向に見て示す詳細図、第
6図は他のサスペンション剛性調整手段を示す断面図、
第7図はその制御動作を示すフローチャート、第8図は
その制御に用いる補正量を示すグラフであり、各図中に
おいて、同符号は同様な部材を示す。
このサスペンション剛性制御装置の構成は、第1図に
示すように、サスペンション剛性調整手段としての剛性
調整機構付きサスペンションブッシュ40と、この剛性調
整機構付きサスペンションブッシュ40を制御する制御手
段としてのコントローラ11と、車両が旋回中であるか直
進中であるか検出しうる操舵角検出手段としての操舵角
センサ12bと、走行中に車両が外乱を受けるとこれに応
じて車両に生じる横加速度を検出する外乱検出手段とし
ての横加速度センサ(横Gセンサ)12gと、車速Vを検
出する車速検出手段としての車速センサ12hとをそなえ
ている。
剛性調整機構付きサスペンションブッシュ40は、油圧
制御系10によって油圧によって作動を制御されるもの
で、剛性調整用アクチュエータ40とも称することにす
る。
この剛性調整機構付きサスペンションブッシュ40は、
自動車のサスペンションの車体への取付部に設けられる
もので、第2図に示すように、車体側に取り付けられる
ケース42と、サスペンション側に取り付けられる軸43
と、この軸43をケース42内で弾性支持する弾性支持部材
としてのゴム体44とをそなえて構成されている。
このうち、ゴム体44は、ケース42内の長手方向[第2
図中の左右方向]の中間部において、両端部をケース42
内壁に固着されて設けられており、ゴム体44の両側には
油室としての空間45a,45bが形成されている。これによ
り、ゴム体44の内部の軸43は、ゴム体44を通じて長手方
向に弾性的に支持されている。
そして、油室45a,45b内に供給される油圧に応じて、
設定方向への支持剛性が変化するようになっている。
なお、ゴム体44内には、例えばメッシュ状の補強材
(図示省略)が適宜内蔵されており、ゴム体44が一定の
張り(剛性)を有するようになっている。また、20a,20
bは各油室45a,45bへの油圧の給排口である。
そして、これらの油室45a,45bには、その内部の油圧
を制御する油圧制御系10が接続されており、これらの油
室45a,45b及び油圧制御系10から、サスペンション剛性
を調整する剛性調整機構1Aが構成されている。
なお、この例では、剛性調整方向が例えば車体の前後
方向となるように設置されるが、剛性調整方向を車体の
上下方向や横方向や他の適宜の方向に向くように設定す
ることも考えられる。
油圧制御系10は、第1図の上部に示すように構成され
ており、第1図において、10aは給排口20a,20bに接続さ
れた制御バルブ、11は制御バルブ10aに制御信号を出力
する制御手段としてのコントローラ、12は制御手段とし
てのコントローラ11に接続された操舵角センサ12b,前輪
前後Gセンサ12f等のセンサ群、13はオリフィス、14は
オイルポンプ、15,18はアキュムレータ、16はリリーフ
バルブ、17は一方向バルブ、19はオイルリザーバであ
る。
制御バルブ10aは、ここでは前後剛性制御バルブであ
って、油室7aの給排口20a,20bに接続されている。そし
て、制御バルブ10aは、油室45a,45b内とアキュムレータ
18側とを連通する開通状態と、油室45a,45bの給排口20
a,20bを閉鎖する閉鎖状態と、給排口20a,20bから油室45
a,45b内の油圧を排出するドレン状態とを取りうるよう
に構成されている。
したがって、例えば、制御バルブ10aが開通状態なら
ば、オイルポンプ14で駆動されたオイルが、バルブ16,1
7で適当に調圧されてアキュムレータ18に蓄えられ、制
御バルブ10aから、給排口20a,20bを通じて、アクチュエ
ータ(サスペンションブッシュ)40の各油室45a,45b内
に供給される。そして、各油室45a,45b内が所定圧に達
したら制御バルブ10aは閉鎖され、これにより、各油室4
5a,45b内の圧力が所定の大きさに一定に保たれるように
なっている。さらに、制御バルブ10aがドレン状態に設
定されると、油室45a,45b内のオイルが排出されて油室4
5a,45b内の圧力が低下するようになっている。
この例では、制御バルブ10aの開通状態の時間やドレ
ン状態の時間(制御時間)に応じて、各油室45a,45b内
の圧力が所定の大きさに漸増調整または漸減調整される
ようになっている。
また、サスペンション剛性調整手段として、例えば第
6図に示すような剛性調整機構付きサスペンションブッ
シュ50でもよい。
つまり、第6図に示すように、サスペンションブッシ
ュ50は、車体側のケース52内にサスペンション側の軸53
を弾性部材54を介して弾性支持する構造とし、弾性部材
54の両側にそれぞれ油室53a,53bを設け、この油室内の
油圧調整により、所定の方向の剛性を調整しうるように
したものである。なお、弾性部材54はゴム体であり、一
定の張り(剛性)が得られるように補強材55が内蔵され
ている。
このような剛性調整機構付きサスペンションブッシュ
40,50は、種々のタイプの後輪側サスペンションに設置
できるが、例えばストラットタイプのサスペンションに
設置する場合は、第3,4図に示すように、前後のロアア
ール24の各内端部と車体26との間に設けられており、サ
スペンションブッシュ40,50は、軸3を車幅方向に向け
剛性調整方向を例えば車長方向に向けるように設置され
ている。
なお、図中、21は車輪、22はストラット、27はストラ
ット22の内端を車長方向軸回りに回転可能に支持するゴ
ムブッシュ、25はブッシュ27とアクチュエータ40の軸43
とを接続する接合ジョイントである。
さらに、詳細には、第5図に示すように、構成され
る。図中、第3,4図と同符号は同様なものを示し、符号2
1aはナックル、23はナックル21aとロアアーム24の外端
とのジョイント、28はスプリングを示す。
ところで、コントローラ11は、第1図に示すように、
制御バルブ10を上述のいずれかの状態に制御するもので
あり、コントローラ11では、各種のセンサ(センサ群)
12からの情報に基づいて制御バルブ10aを制御するが、
特に、操舵角センサ12bや横Gセンサ12gや車速センサ12
hからの情報に基づいて制御バルブ10aを制御する外乱対
応制御部11eをそなえている。
この外乱対応制御部11eは、車両が外乱を受けるとこ
の間だけは、制御バルブ10aを加圧側、つまり、開通状
態として、オイルを給排口20a,20bを通じて、アクチュ
エータ(サスペンションブッシュ)40の各油室45a,45b
内に供給するようにして、サスペンションの剛性を高め
るような調整をする。
ただし、操舵角センサ12bからの情報に基づいて車両
の操舵角が変化していることが判断されると、このよう
な剛性の調整は行なわないように設定されている。これ
は、操舵角が変化している時にサスペンションの剛性を
制御するとコンプライアンス変化による操舵フィーリン
グの悪化や旋回特性の変化を招来する畏れがあり好まし
くないからである。
一方、車両の外乱を受けたかどうかの判断は、横Gセ
ンサ12gと車速センサ12hからの情報に基づいて判定でき
る。つまり、横Gセンサ12gで車両の横Gが変化したこ
とが検出されると、この横G変化は、ドライバの意志に
よるものとドライバの意志に反した外乱によるものとに
分けられる。ドライバの意志によるものとしては、旋回
中に加減速を行なうことで生じる遠心力の変化により作
用する横G変化があり、この場合には、横Gセンサ12g
で検出された横G変化をこのドライバの意志による横G
変化分だけ補正する必要がある。
つまり、横Gの方向及び旋回方向について同一方向
(例えば左方向)を正に設定すると、横Gセンサ12gで
検出された横G(現に車両に生じている横G)を横Gsと
すると、横Gsは、外乱によるもの(横Gd)と旋回による
もの(横Gr)とを合わせたもの、即ち 横Gs=横Gd+横Gr となる。
また、横Grは、旋回半径をrとすると、 横Gr=−V2/r となる。
したがって、外乱による横G(横Gd)は、 横Gd=横Gs+V2/r よって、外乱による横Gの時間微分値(横d)は、 横d=横s+2V・/r ・・・(1) となり、外乱による横G変化(Gd)としては、定速
時(V=0)には、横d=横sより、横Gセンサ12
gで検出された横G変化(横s)を用いることがで
き、加減速時には、上式(1)のように横Gセンサ12g
で検出された横G変化(横s)を加減速(車速変化)
により補正することでえられたもの(これをd′と
する)を用いればよい。
なお、式(1)の補正量2V・/rの代わりに、第8図
のマップに示すような加減速に応じた補正量kを用い
て、 横d=s+k ・・・(1)′ とすることも考えられる。
また、この車両におけるサスペンションの剛性は通常
時には比較的柔らかいものに設定され、ソフトな乗り心
地が得られるようになっている。
本発明の一実施例としてのサスペンション剛性制御装
置は、上述のごとく構成されているので、剛性調整機構
付きサスペンションブッシュ40,50では、コントローラ1
1により、操舵角センサ12b,横Gセンサ12g,車速センサ1
2h等のセンサ12からの情報に基づいて、制御バルブ10a
を制御される。
つまり、第7図に示すように、イグニッションのオン
等に連動して制御が開始され、まず、各制御パラメータ
等を初期値に設定して(ステップS1)、操舵角センサ12
b,横Gセンサ12g,車速センサ12h等のセンサ12からの情
報(データ)を読み込む(ステップS2)。
そして、ステップS3で、操舵角センサ12bからの情報
に基づいて、車両の操舵角速度がほぼ0かどうか、つ
まり、車両の操舵角θが変化しているかどうかを判断
し、車両の操舵角θが変化していれば、ステップS12に
進み、車両が旋回中でなければ、ステップS4に進む。
ステップS12に進むと、制御フラグFLが1であるかど
うかが判断されるが、この制御フラグFLは外乱対策剛性
制御が行なわれているときに1とされるので、外乱対策
剛性制御が行なわれていなければFL=0であり、今回の
制御を終え、ステップS2へ戻る。
ステップS4に進むと、車両の操舵角がほぼ0かどう
か、つまり、直進走行中であるか又は一定舵角での旋回
走行中であるかを判断し、車両の操舵角が0で直進走行
中ならば、ステップS5に進み、車両の操舵角が0でなく
旋回走行中ならば、ステップS8に進む。
ステップS5では、横Gセンサ12gでの検出横G値(横G
s)が外乱によって車両に生じる横加速と判断できるの
で、この横Gsの時間変化量、つまり、横sがほぼ0で
あるかどうかを判断する。横sの値がほぼ0であれ
ば、外乱は無いものとして、ステップS12側へ進んで外
乱対策の剛性制御は行なわないが、横sの値がほぼ0
でなければ、外乱があるとものとして、ステップS6へ進
んで外乱対策の剛性制御を行なう。
一方、ステップS8に進むと、車速センサ12hからの車
速データに基づいて算出される加減速度がほぼ0かど
うか、つまり、車両の加速又は減速しているかどうかを
判断する。
車両が加減速していなければ、ステップS9に進み、車
両が加減速していれば、ステップS10に進む。
ステップS9では、車両が加減速していなければ、旋回
加減速による横はないので、横Gセンサ12gでの検出
値(横Gs)に基づく横sが外乱によって車両に生じる
横加速度と判断でき、この横sの値がほぼ0であるか
どうかを判断する。横sの値がほぼ0であれば、外乱
は無いものとして、ステップS12側へ進んで外乱対策の
剛性制御は行なわないが、横sの値がほぼ0でなけれ
ば、外乱があるとものとして、ステップS6へ進んで外乱
対策の剛性制御を行なう。
ステップS10では、横Gセンサ12gでの検出値(横Gs)
に基づく横sに旋回加減速による横G分の補正(加減
速補正)を施して、ステップS11へ進む。ステップS11で
は、この補正した値(横d′)がほぼ0であるかどう
かを判断する。横d′の値がほぼ0であれば、外乱は
無いものとして、ステップS12側へ進んで外乱対策の剛
性制御は行なわないが、横d′の値がほぼ0でなけれ
ば、外乱があるものとして、ステップS6へ進んで外乱対
策の剛性制御を行なう。
なお、ステップS6での外乱対策剛性制御とは、コント
ローラ11の外乱対応制御部11eで制御されて行なわれ、
制御バルブ10aを加圧側、つまり、開通状態として、オ
イルを給排口20a,20bを通じて、アクチュエータ(サス
ペンションブッシュ)40(又は50)の各油室45a,45b
(又は53a,53b)内に供給するようにして、サスペンシ
ョンの剛性を高めることである。
これにより、通常走行時には、比較的柔らかなサスペ
ンションによってソフトで快適な乗り心地が得られる一
方で、走行中に横風や路面の凹凸といった外乱が作用す
ると、一時的にサスペンションの剛性が強められるの
で、外乱に対するサスペンションのコンプライアンス変
化を防止できるようになり、良好な乗り心地を確保しな
がら、運転フィーリングの悪化も防止される。
そして、ステップS6の後に、ステップS7で制御フラグ
FLを1に設定して、今回の制御を終え、ステップS2へ戻
る。ただし、ステップS6の外乱対策剛性制御は、制御フ
ラグFLが1の間は続行される。
一方、ステップS5,S9,S11で外乱が無いものとされる
と、ステップS12に進み、制御フラグFLが1であるかど
うかが判断されるが、外乱対策剛性制御が行なわれてい
なければFL=0であり、今回の制御を終え、ステップS2
へ戻る。
また、外乱対策剛性制御中に、操舵角が変化した場合
や外乱が無くなった場合には、外乱対策剛性制御が行な
われているのでFL=1であるため、まず、ステップS13
で外乱対策剛性制御を終了して、続くステップS14で制
御フラグFLを0にリセットして、今回の制御を終え、ス
テップS2へ戻る。
なお、ステップS13における外乱対策剛性制御の終了
とは、コントローラ11の外乱対応制御部11eによる制御
を終えて、制御バルブ10aを適当の間ドレン状態とし
て、各油室45a,45b(又は53a,53b)内の油圧を初期状態
まで低下させて、サスペンションの剛性を初期設定の比
較的柔らかい状態まで戻すことである。
また、上述のステップS3,S4,S7,S5,S9,S11における操
舵角速度や操舵角や加減速や横G変化の判断は、いずれ
も0に近い適当な閾値を設けて、この閾値との比較によ
り行なうことができる。これらの閾値は、車両の特性又
は要望される制御の程度に応じて設定される。
なお、上述の例では、サスペンションの外乱対策剛性
制御は、外乱作用時にのみ行なわれるようになっている
が、外乱の大きさ、つまり、横G変化(横sや横
d)の大きさに応じた制御時間Tを設定して、例え制御
条件が無くなっても少なくともこの制御時間Tだけは外
乱対策剛性制御を続行するような制御も考えられる。
また、外乱を横風によるものだけに限定して考える
と、外乱検出手段としての横加速度センサ(横Gセン
サ)12gに代えて、風圧センサを設置するようにしても
よい。
また、操舵角が変化している時には、サスペンション
の剛性を制御しないので、コンプライアンス変化による
操舵フィーリングの悪化や旋回特性の変化を招来するお
それが回避され、運転者に違和感を与えないような状況
下で、サスペンションの剛性制御を行なえるようにな
る。
さらに、車両がほぼ直進している場合に横Gが検出さ
れた場合や、操舵角がほぼ一定で且つ車速がほぼ一定の
場合に横Gが検出された場合に、車両が外乱を受けたと
するので、運転者の操作に起因して横Gが検出された場
合が除かれることになり、車両が外乱を受けたことを確
実に検知することができ、サスペンションの剛性制御を
適切に行なえる。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明のサスペンション剛性制
御装置によれば、車両に設けられたサスペンションの剛
性を調整しうるサスペンション剛性調整手段と、該サス
ペンション剛性調整手段を制御する制御手段とをそなえ
るとともに、走行中に車両が外乱を受けた可能性がある
ことを検出しうる外乱検出手段と、該車両の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、該車両の車速を検出する車速
検出手段とをそなえ、該制御手段が、該外乱検出手段,
該操舵角検出手段及び該車速検出手段からの各検出情報
に基づいて、該車両がほぼ直進している場合に車両が外
乱を受けた可能性があることが検出されるか、又は、該
車両が操舵角がほぼ一定で且つ車速がほぼ一定の場合に
車両が外乱を受けた可能性があることが検出されると、
該サスペンションの剛性を大きくするように該サスペン
ション剛性調整手段へ制御信号を出力する外乱対応制御
部をそなえるという簡素な構成で、横風や路面等による
外乱に対応するサスペンションのコンプリアンス変化を
防止できるようになり、良好な乗り心地を確保しなが
ら、運転フィーリングの悪化を防止できるようになる利
点がある。
また、操舵角が変化している時にサスペンションの剛
性を制御すると、コンプライアンス変化による操舵フィ
ーリングの悪化や旋回特性の変化を招来するおそれがあ
り好ましくないが、本装置では、操舵角が変化している
時にはサスペンションの剛性を制御しないで、このよう
な不具合は回避され、サスペンション剛性の制御が、運
転者に違和感を与えないように行なえる。
さらに、車両がほぼ直進している場合に車両が外乱を
受けた可能性があることが検出されるか、又は、車両の
操舵角がほぼ一定で且つ車速がほぼ一定の場合に車両が
外乱を受けた可能性があることが検出されると、車両が
外乱を受けたと考えるので、車両が外乱を受けた可能性
のある場合の中から、運転者の操作に起因した場合が除
かれることになり、車両が外乱を受けたことを確実に検
知することができる。したがって、車両が外乱を外乱を
受けた場合のみにおいて、サスペンションの剛性を大き
くするので、制御を適切に行なえる。
【図面の簡単な説明】
第1〜8図は本発明の一実施例としてのサスペンション
剛性制御装置を示すもので、第1図はその構成を示すブ
ロック図、第2図はそのサスペンション剛性調整手段を
軸心方向から見た断面図、第3図はそのサスペンション
剛性調整手段のサスペンションへの装着例を車長方向に
見て示す模式図、第4図はそのサスペンションへの装着
例を示す模式的平面図、第5図はそのサスペンションへ
の装着例を車長方向に見て示す詳細図、第6図は他のサ
スペンション剛性調整手段を示す断面図、第7図はその
制御動作を示すフローチャート、第8図はその制御に用
いる補正量を示すグラフである。 1A……剛性調整機構、10……油圧制御系、10a……前後
剛性制御バルブ、10b……横剛性制御バルブ、11……制
御手段としてのコントローラ、11e……外乱対応制御
部、12……センサ群、12b……操舵角検出手段としての
操舵角センサ、12g……外乱検出手段としての横加速度
センサ(横Gセンサ)、12h……車速検出手段としての
車速センサ、13……オリフィス、14……オイルポンプ、
15,1……アキュムレータ、16……リリーフバルブ、17…
…一方向バルブ、19……オイルリザーバ、20a,20b……
給排口、21……車輪、21a……ナックル、22……ストラ
ット、23……ジョイント、24……ロアアーム、25……接
合ジョイント、26……車体、28……スプリング、40,50
……サスペンション剛性調整手段(剛性調整機構付きサ
スペンションブッシュ又は剛性調整用アクチュエー
タ)、42,52……ケース、43,53……軸、44,54……弾性
支持部材としてのゴム体、45a,45b,53a,53b……油室、5
5……補強材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 隆夫 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−38217(JP,A) 特開 昭61−46702(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両に設けられたサスペンションの剛性を
    調整しうるサスペンション剛性調整手段と、該サスペン
    ション剛性調整手段を制御する制御手段とをそなえると
    ともに、走行中に車両が外乱を受けた可能性があること
    を検出しうる外乱検出手段と、該車両の操舵角を検出す
    る操舵角検出手段と、該車両の車速を検出する車速検出
    手段とをそなえ、 該制御手段が、該外乱検出手段,該操舵角検出手段及び
    該車速検出手段からの各検出情報に基づいて、該車両が
    ほぼ直進している場合に車両が外乱を受けた可能性があ
    ることが検出されるか、又は、該車両が操舵角がほぼ一
    定で且つ車速がほぼ一定の場合に車両が外乱を受けた可
    能性があることが検出されると、該サスペンションの剛
    性を大きくするように該サスペンション剛性調整手段へ
    制御信号を出力する外乱対応制御部をそなえていること
    を特徴とする、サスペンション剛性制御装置。
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