JPH02162110A - 車体姿勢コントロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車体姿勢コントロール装置に関し、特に、車両
の車体姿勢を車両の発進状態に応じて変化し１発進時に
生じる車体後部の沈み込みを抑制する車体姿勢コントロ
ール装置に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車等のサスペンションを備えた車両では、
乗車人員の増減等によってサスペンションストロークが
変化し、車高が変化するという問題がある。

また、自動車の制動、停止時には車体に後方加速度が加
わるため、車体前部が沈み込むと共に車体後部の車高が
上がるノーズダイブ現象が発生し、またこれとは逆に、
自動車の発進、加速時においては車体に前方加速度が加
わるため、車体後部の車高が下がると共に車体前部が浮
き上がるスフワット現象が発生するという問題がある。

そこで、上述した乗車人員の増減等による車高変化や、
ノーズダイブ現象やスフワット現象等の姿勢変化を自動
的に調整する車体姿勢コントロール装置が提案されてい
る（例えば、特開昭６１−６４５０９号公報等）。

この従来の車体姿勢コントロール装置は、流体ばね室と
コイルばねとを併用した前輪側及び後輪画の各輪毎に設
けられるサスペンションユニットと、この各サスペンシ
ョンユニットの流体ばね室に夫々個々に接続された流体
の吸入及び排出を制御する制御弁と、車体に作用する前
後方向の加速度を検出する加速度センサと、車体前後部
の車高を検出する車高センサと、上記加速度センサによ
り所定値以上の前方加速度または後方加速度を検出した
際に上記前輪側の制御弁または後輪側の制御弁を駆動制
御し、上記車高センサにより検知される車体前後部の車
高が目標車高に達するまで車体の姿勢変化に対抗する方
向に姿勢制御を行なう制御手段とを具備したことを特徴
とするものであり、前述した、車両の制動時に発生する
車体前部の沈み込み（ノーズダイブ）や車両の発進時に
生じる車体後部の下がり（スフワット）の抑制や、通常
の車高調整等に供されている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、従来の車体姿勢コントロール装置による姿勢
制御は、車体に作用する前後方向の加速度を検出する加
速度センサにより所定値以上の前方加速度または後方加
速度を検出した際に前記前輪側の制御弁または後輪側の
制御弁を駆動制御して車高センサによって検出される車
体前後部の車高が予め設定された目標車高に達するまで
車体の姿勢変化に対抗する方向に姿勢制御を行なうよう
になっている。

しかしながら、従来の車体姿勢コントロール装置では、
通常、目標車高は前後輪とも同一となっており且つ車体
が前後で水平になるように設定されているため１発進、
加速時に加速度センサにより所定値以上の前方加速度を
検出した際に、前後輪の制御弁を制御して上記目標車高
に達するまで車体の姿勢変化に対抗する方向に姿勢制御
を行なう方法では、スフワット現象を軽減することはで
きるが、小さく押さえるにとどまっている。

このため、急発進時等のように短時間に大きな加速度が
作用した時には、姿勢制御に遅れが生じスフワット現象
を押さえ切れないという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、車両
の発進時に生じるスフワット現象をより有効に抑制し得
る車体姿勢コントロール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） 上記目的を達成するため、本発明による車体姿勢コント
ロール装置は、車両の各輪毎に設けられるサスペンショ
ンユニットの一部をなし供給される作動流体の量若しく
は圧力に応じてサスペンションのストロークやばね定数
を増減し得るアクチュエータと、各サスペンションユニ
ットのアクチュエータに夫々作動流体を供給するための
供給源と、該供給源と各アクチュエータとを連結する管
路と、該管路中に設けられ上記供給源から上記各アクチ
ュエータに給排される作動流体の量若しくは圧力を調整
する制御弁と、車両の各輪毎のサスペンションストロー
クを検出するサスペンションストロークセンサと、車両
の発進状態を検知する発進検知手段と、上記サスペンシ
ョンストロークセンサからの信号に基づいて上記制御弁
の作動を制御し上記アクチュエータに給排される作動流
体の量若しくは圧力を調整して車高及び車体姿勢を予め
設定された状態に自動調整するコントローラとを備え、
上記コントローラは上記発進検知手段からの信号に基づ
いて車両の発進状態を検知すると前輪側アクチュエータ
の制御弁及び後輪側アクチュエータの制御弁を制御して
後輪側の車高が前輪側の車高より高くなるように姿勢制
御することを特徴とする特 （作　　　用） 本発明による車体姿勢コントロール装置においては、コ
ントローラは発進検知手段からの信号に基づいて車両の
発進状態を検知すると、前輪側アクチュエータの制御弁
及び後輪側アクチュエータの制御弁を制御して後輪側の
車高が前輪側の車高より高くなるように姿勢制御するよ
うに構成されているため、発進時の後輪側の沈み込みが
相殺され、スフワット現象が略完全に防止される。

（実　施　例） 以下、本発明を図示の一実施例に基づいて詳細に説明す
る。

先ず、本発明を適用するに最適な車体姿勢コントロール
装置の一例として油圧式機構系を用いた車体姿勢コント
ロール装置の構成について第１図を参照して説明する。

第１図は油圧式機構系を用いた車体姿勢コントロール装
置の概略構成図を示しており、同図において、符号１０
はオイルを供給２回収するためのリザーブタンク、符号
１１はリザーブタンク１０内のオイルを組み上げ加圧給
送するためのオイルポンプ、符号１２はオイルポンプ１
１から給送されるオイルの圧力を検出するための圧力セ
ンサ、符号１３はオイルポンプ１１から給送されるオイ
ルの圧力が予め設定された圧力以上に成ったときにオイ
ルをリザーブタンク１０に還流するためのリリーフバル
ブ、符号１４はオイルから塵埃等を除去するためのオイ
ルフィルター、符号１５は逆流防止用の逆止弁、符号１
６ａ、　１６ｂは図中実線で示す主管路の油圧の調整や
蓄圧等に供されるアキュムレータ、符号１７ａ、　１７
ｂ。

Ｌ７ｃ、　１７ｄは油圧制御用の比例電磁弁等からなる
制御弁、符号１８ａ、　１８ｂ、　１８ｃ、　１８ｄは
ガスばね、そして１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃ、　１９
ｄが各車輪のサスペンションユニット内に組み込まれた
油圧式のアクチュエータである。尚、前述したように、
図中実線で示す経路がオイル給排用の主管路であり、破
線で示す経路は余剰なオイルをリザーブタンク１０等に
還流するためのドレイン用管路である。

ここで、第１図に示す油圧式機構系の各制御弁１７ａ、
　１７ｂ、　１７ｃ、　１７ｄは、車体姿勢制御及び車
高調整用のコントローラ２と電気的に接続されており、
各制御弁１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃ、　１７ｄは、こ
のコントローラ２からの信号によってオイルポンプ１１
から各アクチュエータ１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃ、　
１９ｄに給排されるオイルの量や油圧を調整し、アクチ
ュエータ１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃ、　１９ｄヲ作動
して各サスペンションユニットのストロークやばね定数
を増減するようになっている。したがって、コントロー
ラ２によって各制御弁１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃ、　
１７ｄを制御することにより、車高調整や車体姿勢制御
を行なうことができる。

油圧式機構系の各制御弁１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃ、
　１７ｄを制御するコントローラ２は、マイクロコンピ
ュータからなる主制御装置と、制御弁１７ａ、　１７ｂ
、　１７ｃ。

１７ｄを作動するための作動回路や電源回路等を備えて
おり、上記主制御装置は、姿勢制御や車高調整制御用の
演算処理を行ない制御信号を発生するマイクロコンピュ
ータユニットの他、演算処理用のプログラムや制御用プ
ログラム、各種判別用データ等が記憶されたＲＯＭやＲ
ＡＭ等からなる記憶装置、及び各種センサ等からの信号
を２値化してマイクロコンピュータユニットに入力する
ための入力装置、マイクロコンピュータからの制御信号
を上記作動回路等に出力するための出力装置などによっ
て構成されている。

また、コントローラ２の上記主制御装置の入力装置には
、イグニッションスイッチの状態を検出するイグニッシ
ョンセンサ、エンジンの回転数を検出するエンジン回転
数センサ、車両の走行速度を検出する車速センサ、各車
輪の回転速度を検出する車輪速センサ、ブレーキＳＷの
作動状態やブレーキのストローク速度、ブレーキのスト
ローク量を検出するブレーキセンサ、エンジンのスロッ
トル開度を検出するスロットルセンサ、変速機の変速位
置を検出するシフト位置センサ、ステアリングホイール
の操舵角を検出する操舵角センサ、車両の発進、制動、
走行時に車体に作用する前後。

左右、上下方向の加速度を夫々検出する加速度センサ（
Ｇセンサ）、コーナリング時等における車体のゆれや傾
きを検出するヨーレイトセンサ、そして、各輪毎のサス
ペンションストロークを検出し車高を検出するためのサ
スペンションストロークセンサ等が接続されており、入
力装置はマイクロコンピュータユニットからの制御信号
に対応して各種センサからの信号を選択的に２値化して
上記マイクロコンピュータユニットに入力する。

ここで、コントローラ２の主制御装置は、通常走行時に
は上記サスペンションストロークセンサからの信号を所
謂フィードバック信号として、該信号に基づいて各制御
弁１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃ、　１７ｄの作動を制御
し、車高が予め設定された目標車高となるように車高調
整を行ない、また、車両のコーナリング時や坂道走行時
、あるいは、発進、制動時時等には、サスペンションス
トロークセンサ、Ｇセンサ、ヨーレイトセンサ、操舵角
センサ、車速センサ等からの信号に基づいて各制御弁１
７ａ、　１７ｂ。

１７ｃ、　１７ｄを制御し、車体姿勢を最も走行安定性
の良い状態となるように制御する。

ところで、通常の姿勢制御では、コントローラ２は、車
両の走行時にはサスペンションストロークセンサからの
信号をフィードバック信号とじて車体が目標車高値で水
平状態を保つように制御しており、また、発進時や制動
時等、Ｇセンサにより所定値以上の前方若しくは後方加
速度が検出された際には、車体前部及び後部の車高が目
標車高を維持するように姿勢制御を行ないスフワット現
象やノーズダイブ現象の発生を抑制するようになってい
る。

しかしながら、上述の目標車高は、通常、車体が前後で
水平になるように設定されているため前輪側と後輪側の
目標車高はほぼ同じ車高値となっており、このため、発
進時に加速度センサにより所定（直以上の前方加速度を
検出した際に前後輪の制御弁を制御して上記目標車高に
達するまで車体の姿勢変化に対抗する方向に姿勢制御を
行なうような場合には、スフワットを軽減することはで
きるが小さく押さえるにとどまっている。

このため、特に急発進時等のように大きな加速度が作用
した時には、姿勢制御に遅れが生じスフワットを押さえ
切れないという不具合が生じていた。

そこで、本発明では、車体姿勢コントロール装置のコン
トローラ２がＧセンサやスロットル関度センサからの信
号に基づいて車両の発進状態を検知したときに、上記コ
ントローラ２が前輪側アクチュエータの制御弁及び後輪
画アクチュエータの制御弁を別々に制御して後輪画の車
高が前輪側の車高より高くなるように姿勢制御するよう
に構成する。

すなわち、本発明による車体姿勢コントロール装置にお
いては、コントローラ２は車両の発進状態に応じて、車
体後部の沈み込みの見込量分、後輪側の車高を前輪側の
車高より高くし、積極的に制動時の後輪側の沈み込みを
相殺するように制御するわけである。したがって、本発
明による車体姿勢コントロール装置によれば、スフワッ
ト現象がほぼ完全に防止されるわけである。

以下、より具体的な制御手段について説明する。

第２図はサスペンションストロークフィードバック方式
の姿勢制御手段の一例を示す概略構成図であって、第２
図において、図中符号１は各サスペンションユニットに
取付けられたサスペンションストロークセンサであり、
各サスペンションストロークセンサ１からの信号は、前
述したコントローラ２内に設けられる微分回路３と積分
回路４とに夫々入力される。ここで、各微分回路３は上
記各サスペンションストロークセンサ１からのストロー
ク信号の微分値に対応する信号、すなわち。

単位時間当りのストローク変化量を出力する。また、上
記各積分回路４には、サスペンションストロークセンサ
１からの信号の他、コン１〜ローラ２の主制御装置２ａ
によって設定された各輪対応の目標車高信号が入力され
ており、サスペンションストロークセンサ１からの信号
と目標車高との差の積分値を出力するようになっている
。また、コントローラ２内には、加算回路５が設けられ
ており、この加算回路５は上記微分回路３と積分回路４
とからの信号を加算した信号を制御信号として出力する
ように構成されている。

したがって、第２図に示す微分回路３と積分回路４及び
加算回路５からなる回路は、所謂ＰＩＤ方式（比例制御
＋積分制御＋微分制御）によるフィードバック制御回路
を構成しており、第２図に示す構成の制御手段を用いた
場合、ＰＩＤ方式によるリアルタイムなサスペンション
ストロークフィードバック制御が行なわれ、主制御装置
ｉ２ａの発生する目標車高に対応した姿勢及び車高の制
御が行なわれる。尚、上記微分回路３と積分回路４及び
加算回路５は、各輪毎に設けられている各サスペンショ
ンストロークセンサに夫々対応して設けられており、各
輪重値の制御が可能となっている。

ところで、主制御装置２ａによって設定される目標車高
は、車両の走行状態に対応して複数の制御特性図にパタ
ーン化され記憶装置内に記憶されており、各種センサか
らの信号に基づいて車両の走行状態に対応した制御特性
図が呼び出され、その制御特性に従って目標車高信号が
出力される。

ここで、第３図（ａ）、（ｂ）は上記制御特性図の一例
を示すものであり、車両の発進及び制動時に対応する姿
勢制御の特性図である。尚、第３図（ａ）は前輪側対応
の制御特性、第３図（ｂ）は後輪側対応の制御特性を夫
々示している。

さて、本発明による車体姿勢コントロール装置ではＧセ
ンサ６からの信号に基づいて車両の前後方向の加速度が
検出されると、例えば、第３図（ａ）、（ｂ）に示す制
御特性が呼び出され、発進及び制動時に対応する姿勢制
御が実行される。

ここで、第３図（ａ）、（ｂ）に示す制御特性にしたが
って説明すると、コントローラ２の主制御装置２ａは、
Ｇセンサ６によって検出された車両前後方向の加速度に
対応して第３図（ａ）の制御特性にしたがって前輪側の
目標車高を出力し、また、第３図（ｂ）の制御特性にし
たがって後輪側の目標車高を出力する。ここで第３図（
ａ）、（ｂ）に示す制御特性では、発進時の加速度が低
Ｇ領域では、スフワットが小さいものとして通常走行時
の標準的な目標車高値を出力し車体姿勢が水平状態とな
るように姿勢制御を行なう、また１発進時の加速度が中
、高Ｇ領域では、前輪側の目標車高値が標準の車高より
下げられ、後輪側の車高が前輪側の車高より高く成るよ
うに姿勢制御され、スフワットの発生が防止され、車体
姿勢が安定な状態に保たれる。

尚、以上の説明は発進時の場合について述べたものであ
るが、急制動によって車体に大きな制動加速度が作用す
るような場合には、第３図（ａ）。

（ｂ）に示すように、前車輪側の目標車高値は後輪側の
目標車高値より高くなるように設定され、ノーズダイブ
現象も防止される。

さて１以上説明したように、第３図（ａ）、（ｂ）に示
すような制御パターンによって前・後車輪の目標車高を
夫々別々に設定し、制動１発進時加速度に応じて車体姿
勢を制御することにより、第３図（Ｑ）に示す図のよう
に、車体のノーズダイブやスフワット現象を抑制するこ
とができる。

ところで、制動検知手段としてＧセンサを用い、第３図
（ａ）、（ｂ）に示すような制御特性図にしたがって発
進時の目標車高を設定し、車体姿勢制御を行なう場合、
制御は車体に作用する加速度を検出してから行なわれる
ため、特に急発進時には実際のスフワットの発生時期と
制御の開始時期とに時間的なずれが生じ、このため第３
図（ｃ）に示すように、僅かにスフワットが残る状態と
なる。

そこで１次により積極的な姿勢制御手段として、変速機
のシフト位置及びスロットル開度に対応して目標車高を
補正し、発進時のスフワット現象を防止する制御手段に
ついて説明する。

第４図は、より積極的にスフワット現象を抑制するため
の制御プログラムのフローチャートを示すものであって
、この制御プログラムにしたがった制御では、車両の発
進状態を検知する手段として変速機のシフト位置及びス
ロットル開度を検出し、変速機のシフト位置及びスロッ
トル開度ならびにエンジン回転数と対応して前輪側と後
輪側の目標車高を設定し、制御出力を得ようとするもの
であり、この方法によれば、姿勢制御が先行動作され、
スフワットを完全に抑制することができる。

以下、第４図に示すフローチャートを参照して説明する
。

車両のイグニッションＳＷがオンとなり、コントローラ
２の作動が開始されると、主制御装置２ａによって第４
図に示すプログラムの実行が開始され、先ず現在の車速
Ｖの検出が行なわれる（ＳＬ）。

次に、車速ＶがＶ≧３　ｋｍ／ｈとなると制御プログラ
ムは２つに分岐し１通常のサスペンションストロークフ
ィードバックによる姿勢制御用の目標車高（標準車高）
が出力され（Ｓ３）、また、これと平行して変速位置Ｐ
が検出される（Ｓ４）、ここで、変速位置Ｐが１速又は
２速以外の時には、待機状態となり、このときには、先
のサスペンションストロークフィードバックによる通常
の姿勢制御用の目標車高（標準車高）が制御用信号とし
て出力される。

次に、変速位置Ｐが１速又は２速となると、次にスロッ
トル開度θの検出がただちに行なわれ（Ｓ６）、スロッ
トル開度θがθ≧０のときにはスロットル速度（アクセ
ルの踏み込み速度に相当する）Ｓｖが検出される（Ｓ８
）。そして、Ｓｖ≧０のときには、第５図に示す発進時
のスロットル速度Ｓｖ対応の制御特性図によってスロッ
トル速度Ｓｖに対応した目標車高の補正値が演算され出
力され（Ｓ１０）、また、このとき同時に変速位置に対
応した目標車高の補正値が第７図に示す発進時の変速位
置対応の制御特性図によって演算され出力され（Ｓ１４
）、上記面補正値が先のサスペンションストロークフィ
ードバックによる通常の姿勢制御用の目標車高（標準車
高）に加算され（５１５）、発進時の姿勢制御用の出力
となる。また、スロットル開度θがＯの時又はスロット
ル速度ＳｖがＯの時（アイドル状態）には、エンジン回
転数Ｎｅの検出が行なわれ（Ｓｌｌ）　、エンジン回転
数がＮｅ≧１５０ｏｒｐｍの時には、第６図に示す発進
時のエンジン回転数Ｎｅ対応の制御特性図によってエン
ジン回転数Ｎｅに対応した目標車高の補正値が演算され
出力され（５１３）　、先のサスペンションストローク
フィートパックによる通常の姿勢制御用の目標車高（標
準車高）に加算され（Ｓ１５）、発進時の姿勢制御用の
出力となる。

尚、第５図乃至第７図に示す発進時の目標車高補正用の
各制御特性図から明らかなように、車両の発進時には、
車体の後輪側が前輪側より高くなるように目標車高が補
正される６ したがって、第４図に示す制御では、変速機が１速又は
２速にシフトされ発進状態となると、変速位置やスロッ
トル速度、若しくはエンジン回転数に対応して、車体の
前輪側と後輪側の目標車高値を夫々別々に補正して後輪
側が前輪側よりも高くなるようにサスペンションフィー
ドバック方式の姿勢制御を行なうため、急発進時にも目
標車高がリアルタイムに補正され、スフワット現象が完
全に抑制される。

尚、第５図乃至第７図に示した目標車高補正用の制御特
性図を種々設定し直すことにより、前輪側と後輪側の車
高差を調整できるため５発進時の姿勢を種々変更するこ
とができ、スフワットを完全に防止することができる。

また、第４図に示す制御では１発進時には、変速位置、
スロットル速度、若しくはエンジン回転数に基づいて目
標車高を補正し姿勢制御を行なうわけであるが、これに
加えて先のＧセンサに対応した目標車高の補正を平行し
て行ない、（Ｓ１５）の最終制御出力に加えるようにし
てもよく。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明による車体姿勢コントロー
ル装置では、車両の発進時、特に急発進時においては、
後輪側の車高を前輪側の車高より高くなるように姿勢制
御を行なう構成のため、急発進時におけるスフワット現
象をもほぼ完全に抑制することができ、発進時の接地性
が向上され発進性能の向上及び安全性の向上をより一層
図ることができる。また、発進時の乗車フィーリングも
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は車体姿勢コントロール装置の一例を示す油圧制
御系の回路図、第２図は本発明による車体姿勢コントロ
ール装置のサスペンションストロークフィードバック方
式による姿勢制御手段の一構成例を示す概略構成図、第
３図（ａ）は本発明による発進及び制動時の前輪側目標
車高特性を示す線図、第３図（ｂ）は本発明による発進
及び制動時の後輪側目標車高特性を示す線図、第３図（
ｃ）は第３図（ａ）、（ｂ）に示す目標車高特性に基づ
いた姿勢制御が行なわれたときの車体姿勢を示す線図、
第４図は車両発進時にコントローラにより実行される制
御プログラムの一例を示すフローチャート。 第５図は発進時のスロットル速度に対応した前輪側、後
輪側の目標車高補正出力特性を示す線図、第６図は発進
時のエンジン回転数に対応した前輪側、後輪側の目標車
高補正出力特性を示す線図、第７図は発進時の変速位置
に対応した前輪側、後輪側の目標車高補正出力特性を示
す線図である。 １・・・・サスペンションストロークセンサ、２・・・
コントローラ、２ａ・・・・主制御装置、　１１・・・
・オイルポンプ、１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃ、　１７
ｄ・・・・制御バルブ、１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃ、
　１９ｄ”・・アクチュエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車両の各輪毎に設けられるサスペンションユニットの
   一部をなし供給される作動流体の量若しくは圧力に応じ
   てサスペンションのストロークやばね定数を増減し得る
   アクチュエータと、各サスペンションユニットのアクチ
   ュエータに夫々作動流体を供給するための供給源と、該
   供給源と各アクチュエータとを連結する管路と、該管路
   中に設けられ上記供給源から上記各アクチュエータに給
   排される作動流体の量若しくは圧力を調整する制御弁と
   、車両の各輪毎のサスペンションストロークを検出する
   サスペンションストロークセンサと、車両の発進状態を
   検知する発進検知手段と、上記サスペンションストロー
   クセンサからの信号に基づいて上記制御弁の作動を制御
   し上記アクチュエータに給排される作動流体の量若しく
   は圧力を調整して車高及び車体姿勢を予め設定された状
   態に自動調整するコントローラとを備え、上記コントロ
   ーラは上記発進検知手段からの信号に基づいて車両の発
   進状態を検知すると前輪側アクチュエータの制御弁及び
   後輪側アクチュエータの制御弁を制御して後輪側の車高
   が前輪側の車高より高くなるように姿勢制御することを
   特徴とする車体姿勢コントロール装置。