JP2936590B2

JP2936590B2 - 車両姿勢制御装置

Info

Publication number: JP2936590B2
Application number: JP19854889A
Authority: JP
Inventors: 正明松下
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JPH0361110A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は車両姿勢制御装置に係り、特に車両の前輪
舵角量と車速とに応じて姿勢変化を抑制し、所望の車両
姿勢状態に制御する車両姿勢制御装置に関する。

［従来の技術］車両の姿勢制御装置は、サスペンション用制御手段に
より姿勢変化を抑制し、車両を所望のサスペンション堅
さ状態としている。

また、車両のサスペンションは、車体を支持しつつ路
面の不整等による車輪の上下動を緩衝して振動が車体側
へ伝播することを防止し、さらには車輪の不規則な振動
を抑制して走行の安全を図る。機能を果たすものであ
る。そして、車輪と路面との間に生じる駆動力・制動力
・横力等の力を確実に伝達させ、所期の走行性能を確保
する機能をも果たすものである。

この車両姿勢制御装置としては、特開昭62−221908号
公報に開示されるものがある。この公報に開示される車
両姿勢制御装置は、運転車によるステアリングホイール
操舵が行われるのに応答して車両に生ずるヨーレートの
大きさを推定し、このヨーレートの推定値に比例したロ
ール角を割り出し、操舵時のヨーイング運動や横加速度
によるロール運動が生ずる以前に運転者の体が横加速度
により傾く現象を回避させ、安定した姿勢で運転を行う
ことのできる車両姿勢状態を得るものである。

また、車両においては、前車輪を車両の進行方向であ
る旋回方向に操舵しても車両の姿勢を旋回方向に一致さ
せて操向させるために、前車輪の操舵角に応じて後車輪
を操舵制御することによって走行性を向上させる四輪操
舵装置を備えたものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、四輪操舵装置とサスペンションコントロー
ル装置は夫々独立して制御動作している。つまり、サス
ペンションコントロール装置は、四輪操舵装置の装着車
または非装着車の区別なく、サスペンション制御が行わ
れ、車両の姿勢制御を果たしている。また、前記サスペ
ンションコントロール装置は、第６図に示す如く、独立
したサスペンション制御用フローチャートを有してお
り、第７図に示す如く、前輪舵角たる前車輪の舵角の変
化に応じてサスペンションの堅さを設定制御している。

前記四輪操舵装置の装着車は、高速で旋回した場合
に、後輪が前輪と同位相に転舵されており、二輪操舵車
に比し横加速度が小さく且つ早く発生する。このとき、
横加速度は後輪転舵量に応じて増減するものである。

更に、上述の横加速度の発生に伴って車体のロール応
答も発生するものである。

このため、ロール制御をする場合に四輪操舵（4WS）
車を通常の二輪操舵（2WS）車と同じく制御を行うと、
制御遅れが生ずるとともに、必要以上の姿勢変化を抑制
してサスペンションを堅くしてしまうという不都合があ
る。

［発明の目的］そこでこの発明の目的は、上述不都合を除去するため
に、車両姿勢制御装置において、車両の前輪舵角量と車
速と後輪舵角量とを入力し車両の四輪操舵状態を制御す
る四輪操舵用制御手段を設け、この四輪操舵用制御手段
の四輪操舵時には車両の前輪舵角量と車速と後輪舵角量
とを入力し前輪舵角量と車速とによる姿勢変化の抑制度
合を入力した実際の後車輪状態を表す後輪舵角量によっ
て緩和すべく制御する機能をサスペンション用制御手段
に付加して設けたことにより、必要以上に姿勢変化を抑
制することはなく、後輪舵角量による実際の車体の挙動
に適合した制御が可能となってサスペンションを最適な
堅さに制御することができるとともに、制御送れを解消
し得て、実用上有利な車両姿勢制御装置を実現するにあ
る。

［問題点を解決するための手段］この目的を達成するためにこの発明は、二輪操舵時に
車両（２）の前輪舵角量と車速とに応じて姿勢変化を抑
制して所望の車両姿勢状態に制御するサスペンション用
制御手段（38）を有する車両姿勢制御装置において、前
記車両（２）の前輪舵角量と車速と後輪舵角量とを入力
し前記車両（２）の四輪操舵状態を制御する四輪操舵用
制御手段（32）を設け、この四輪操舵用制御手段（32）
の四輪操舵時には前記車両（２）の前輪舵角量と車速と
後輪舵角量とを入力し前記前輪舵角量と車速とによる姿
勢変化の抑制度合を入力した実際の後車輪状態を表す後
輪舵角量によって緩和すべく制御する機能を前記サスペ
ンション用制御手段（38）に付加して設けたことを特徴
とする。

［作用］上述の如く構成したことにより、四輪操舵用制御手段
の四輪操舵時には、車両の前輪舵角量と車速と後輪舵角
量とをサスペンション用制御手段に入力し、このサスペ
ンション用制御手段によって前輪舵角量と車速とによる
姿勢変化の抑制度合を入力した実際の後車輪状態を表す
後輪舵角量によって緩和すべく制御し、必要以上に姿勢
変化を抑制することはなく、後輪舵角量による実際の車
体の挙動に適合した制御が可能となってサスペンション
を最適な堅さに制御するとともに、制御遅れを解消して
いる。

［実施例］以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１〜５図はこの発明の実施例を示すものである。第
２図において、２は四輪操舵可能な車両、４はステアリ
ングホイール、６はステアリング軸、８はステアリング
装置である主操向手段、10・10は主操向車輪たる前車
輪、12は後車輪転舵装置である従操向手段、14.14は従
操向車輪たる後車輪である。

前記主操向手段８は、ステアリング軸６の先端側に固
設された前側ピニオン（図示せず）とこの前側ピニオン
に噛合すべく前側ラックバー（図示せず）に設けられた
前側ラック（図示せず）とからなり、前側ギヤボックス
16に収容された前側ラックピニオン機構18、前側ラック
バーの夫々端部に連設した前側タイロッド20・20及びこ
の前側タイロッド20・20に連設し且つ前車輪10・10に連
結した前側ナックルアーム22・22により構成される。

前記従操向手段12は、後側ピニオン（図示せず）とこ
の後側ピニオンに噛合すべく後側ラックバー（図示せ
ず）に設けられた後側ラック（図示せず）とからなり、
後側ギヤボックス24に収容された後側ラックピニオン機
構26、後側ラックバーの夫々端部に連設した後側タイロ
ッド28・28及びこの後側タイロッド28・28に連設し且つ
後車輪14・14に連結した後側ナックルアーム30・30によ
り構成される。

前記後側ラックピニオン機構26は、従操向手段12を駆
動制御する例えばDC電動機である電動モータ（図示せ
ず）に連結している。この電動モータに電流が供給され
ずに後側ラックバーが自由に車両２の左右方向に動き後
車輪14・14がフリー状態である場合には、後側ラックバ
ーをプリセットさせたリターンスプリング等からなる中
立位置保持機構（図示せず）により中立位置に保持し、
後車輪14・14の操舵角を零に維持させている。

前記電動モータは、パルス駆動される構成のものであ
り、四輪操舵（4WS）用制御手段32からのパルス電流の
パルス幅の比であるデューティ比によって作動制御され
る。

この四輪操舵用制御手段32には、ステアリング軸６の
回動量を前輪車10・10の操舵角として検出すべく前側ギ
ヤボックス16に設けられた図示しない前車輪用舵角セン
サと、電動モータの回転による従操舵手段12の作動量を
後車輪14・14の操舵角量として検出すべく後側ギヤボッ
クス24に設けられた図示しない後車輪用センサと、車両
２の速度を検出する図示しない車速センサとが連結して
いる。

すなわち、前記四輪操舵用制御手段32は、前車輪10・
10の操舵角に応じて後車輪14・14を目標の操舵角に操舵
制御する際に、前車輪10・10の操舵角と後車輪14・14の
実操舵角と車速とを入力して電動モータへのパルス電流
のデューティ比を変化し、後車輪14・14を操舵制御させ
るものである。

また、四輪操舵用制御手段32には、前車輪10・10に連
結した前側サスペンション34・34及び後車輪14・14に連
結した後側サスペンション36・36を駆動制御するサスペ
ンション用制御手段38が連結している。

このサスペンション用制御手段38は、前記四輪操舵用
制御手段32の四輪操舵時に、車両２の前輪舵角量と車速
と後輪舵角量とを入力し、前輪舵角量と車速とによる姿
勢変化の抑制度合を入力した実際の後車輪状態を表す後
輪舵角量によって緩和すべく制御する構成を有する。

詳述すれば、前記サスペンション用制御手段38は、路
面状況や走行状況により車両２が二輪操舵（2WS）して
いる際に、前車輪10・10の操舵角たる前輪舵角量と車速
とによって前側サスペンション34・34及び後側サスペン
ション36・36の夫々機能を制御するとともに、前記四輪
操舵用制御手段32から車両２を四輪操舵させた作動信号
を入力とすると、四輪操舵時における車両２の前輪舵角
量と車速とによる姿勢変化の制御度合を入力した後輪舵
角量によって緩和すべく前記前側サスペンション34・34
及び後側サスペンション36・36の夫々機能を制御するも
のである。

また、前記サスペンション用制御手段38は、第１図に
示す如く、四輪操舵用制御手段32からの後輪舵角量と車
両２の前輪舵角量と車速とを入力して演算し、アクチュ
エータ40のロール制御を行うものである。

次に、この実施例の作用を第３図のフローチャート及
び第５図のタイミングチャートに沿って説明する。

車両２の走行中においては、四輪操舵用制御手段32
は、プログラムがスタート（ステップ102）すると、前
車輪10・10の操舵角と後車輪14・14の実操舵角と車速と
によって従来の如き四輪操舵（4WS）制御を行う（ステ
ップ104）。

一方、前記サスペンション用制御手段38は、プログラ
ムがスタート（ステップ202）すると、前車輪10・10の
操舵角を入力（ステップ204）するとともに、車速を入
力（ステップ206）する。

そして、前記四輪操舵用制御手段32においては、車両
２が高速で旋回して四輪操舵制御が行われたか否かを判
断（ステップ106）する。このとき、後車輪14・14は、
前車輪10・10と同位相に転舵されている。

車両２が四輪操舵制御されずステップ106においてNO
の場合には、ステップ104に戻す。

一方、車両２が四輪操舵制御されてステップ106にお
いてYESの場合には、四輪操舵用制御手段32からサスペ
ンション用制御手段38に車両２が四輪操舵制御された作
動信号が出力される。

このサスペンション用制御手段38においては、車速を
入力（ステップ206）した後に、四輪操舵制御の作動信
号があったか否かを判断（ステップ208）する。

四輪操舵制御の作動信号がなくステップ208においてN
Oの場合には、車両２は二輪操舵（2WS）されているの
で、上述の前車輪10・10の操舵角と車速とにより従来の
如き前側サスペンション34・34及び後側サスペンション
36・36の機能を二輪操舵に合致すべく図示しないダンパ
やばねユニット等を作動するアクチュエータ40を駆動さ
せる（ステップ214）。

また、四輪操舵制御の作動信号がありステップ208に
おいてYESの場合には、車両２は四輪操舵（4WS）されて
いるので、後車輪14・14の操舵角を考慮し、前車輪10・
10の操舵角と車速とにより前側サスペンション34・34及
び後側サスペンション36・36の機能である堅さを決定
（ステップ212）し、この値に基づいてアクチュエータ4
0を駆動する（ステップ214）。

ところで、第５図に示す如く、四輪操舵（4WS）時と
二輪操舵（2WS）時とでは、ステアリングホイール４の
切り方が略同じであるが（第５図（ａ）参照）、四輪操
舵の場合には二輪操舵に比較してロールの応答が小さく
なるものである（第５図（ｂ）参照）。

しかしながら、この実施例においては、四輪操舵時の
後車輪14・14の操舵角量に応じて前側サスペンション34
・34及び後側サスペンション36・36の機能を緩和すべく
制御するので、後車輪14・14の操舵角量に適した堅さに
前側サスペンション34・34及び後側サスペンション36・
36を制御し得る。すなわち、第５図（ｃ）に示す如く、
車両２の四輪操舵時においては、本発明のサスペンショ
ンの堅さを従来の場合よりも小さくし、必要以上にサス
ペンションの堅さが大きくなるのを防止するとともに、
制御遅れを解消し、これにより、乗心地及び応答性を向
上させることができる。

また、第４図に示す如く、ロール角や速度の変換に応
じてサスペンションの堅さが種々変化し、且つ第５図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に夫々示す如く、後車輪14・14
の操舵角量の大小変化によってロール角やサスペンショ
ンの堅さが種々変化するものであり、後輪舵角量による
実際の車体の挙動に適合した制御が可能となって後車輪
14・14の操舵角量に合致する最適なロール角やサスペン
ションの堅さを得ることができ、実用上有利である。

［発明の効果］以上詳細に説明した如くこの発明によれば、車両姿勢
制御装置において、車両の前輪舵角量と車速と後輪舵角
量とを入力し車両の四輪操舵状態を制御する四輪操舵用
制御手段を設け、この四輪操舵用制御手段の四輪操舵時
には車両の前輪舵角量と車速と後輪舵角量とを入力し前
輪舵角量と車速とによる姿勢変化の抑制度合を入力した
実際の後車輪状態を表す後輪舵角量によって緩和すべく
制御する機能をサスペンション用制御手段に付加して設
けたので、必要以上に姿勢変化を抑制することはなく、
後輪舵角量による実際の車体の挙動に適合した制御が可
能となってサスペンションを最適な堅さに制御し得て、
乗心地を向上させることができるとともに、制御遅れを
解消し得て、応答性を向上でき、実用上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図は制御系
のブロック図、第２図はサスペンション制御装置を備え
た車両の概略図、第３図は車両姿勢制御用フローチャー
ト、第４図はロール角と車速とにおけるサスペンション
堅さを説明する図、第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はス
テアリングホイール切れ角とロール角とサスペンション
の堅さとの夫々のタイミングチャートである。第６、７図はこの発明の従来技術を示し、第６図はサス
ペンション機能の制御用フローチャート、第７図はロー
ル角と車速とにおけるサスペンション堅さを説明する図
である。図において、２は車両、４はステアリングホイール、６
はステアリング軸、８は主操向手段、10・10は前車輪、
12は従操向手段、14・14は後車輪、16は前側ギヤボック
ス、18は前側ラックピニオン機構、20・20は前側タイロ
ッド、22・22は前側ナックルアーム、24は後側ギヤボッ
クス、26は後側ラックピニオン機構、28・28は後側タイ
ロッド、30・30は後側ナックルアーム、32は四輪操舵用
制御手段、34・34は前側サスペンション、36・36は後側
サスペンション、38はサスペンション用制御手段、40は
アクチュエータである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】二輪操舵時に車両（２）の前輪舵角量と車
速とに応じて姿勢変化を抑制して所望の車両姿勢状態に
制御するサスペンション用制御手段（38）を有する車両
姿勢制御装置において、前記車両（２）の前輪舵角量と
車速と後輪舵角量とを入力し前記車両（２）の四輪操舵
状態を制御する四輪操舵用制御手段（32）を設け、この
四輪操舵用制御手段（32）の四輪操舵時には前記車両
（２）の前輪舵角量と車速と後輪舵角量とを入力し前記
前輪舵角量と車速とによる姿勢変化の抑制度合を入力し
た実際の後車輪状態を表す後輪舵角量によって緩和すべ
く制御する機能を前記サスペンション用制御手段（38）
に付加して設けたことを特徴とする車両姿勢制御装置。