JPH02175312A - 車体の姿勢制御装置 - 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］ 本発明は車両の旋回走行に対応する車体の姿勢ＩＩＩ　
００　装置に関するものである。

［従来の技術］ 特開昭６２−１９８５１０号公報に開示される姿勢制御
＠置では、各車輪のばね下に中高センサを取り付け、車
＾変化を電気的に検出して電磁弁やモータなどにより油
圧または空圧アクチュエータをｔｊｌｌｌＩＩしている
。このような油圧または空圧アクチュエータを用いてフ
ィードバック１Ｉ１１１１Ｄするだけではその応答性に
限界があり、車両がｌＩＩ線変更やスラロームなどを行
うと、ＩＩＩＩｌｌｌ装置がこれに追従ｒきず、円滑な
姿勢制御が行なわれないばかりか発散し、車体がスピン
するなどの危険な状態を招く可能性がある。

この問題を解決する手段として、車体の横加速度の変化
率から車両が旋回状態に入ったことを判断し、フィード
バック制御が行われる前に、１１１１ｍ対称である懸架
腕を傾ける油圧アクチュエータを、フィードバックｔｌ
ｌＩｔ１ｇされるべき方向に、横加速度の変化率に比例
した作動量だけ、横加速度の変化率により決められた作
動時間作動させ、フィードバック６１１−の応答性を補
償するものび乃えられる。

しかし、この応答性補償機構を備えると、車両の直進走
行中に車体に僅かな横加速度の変化が作用してもし電子
−（社）装置が作動し、車体の姿勢変化が不自然になり
、運転者に不快感を与える可能性がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的はハンドル切り角ないし前輪舵角が所定Ｉ
ＩＩ以下の時には応答性補償Ｗｉ構が作動しないように
することで、車両の応答性が円滑で運転者に不快感を与
えない、車体の姿勢制御装置を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の構成は懸ｇ＃腕と
車体の闇に連結されて伸縮する油圧アクチュエータと、
前輪舵角検出手段と、車体の横加速度検出手段と、油圧
アクチュエータの油圧回路をＩＩＩ御する油圧１１１ｔ
ｌｌ弁のスプールを前輪舵角が所定値以上の時横加速度
の変化率に比例した作動量と時間作動させ、前輪舵角が
所定値以下の時作動させない電子υｊ−装置とを具備す
るものである。

［作用］ 前輪舵角が所定ｌｉ！以上の場合は、応答性補償機構は
次のように作用する。横加速度の変化率に対応して、フ
ィードバック制−が作動する前に、懸架腕の傾きをｔｌ
ｌｌｌＩｌする油圧アクチュエータがフィードバック制
御されるべき方向に、横加速度の変化率に比例した作動
量だけ、かつ横加速度の変化率により決められた作動ｖ
ｆ闇だけ伸長または縮小され、フィードバック制−の応
答遅れが補償される。

前輪舵角が所定ｆｅＬｘ下の場合は、横加速度の変化率
の値に関係なく、応答性補償機構が作動しないので、車
体の不自然な姿勢斐化が回避される。

し発明の実施例］ 第１図は本発明による姿勢制御装置を備えた１つの車輪
（左側車輪）の懸架＠置を示す。車体１に前後方向の支
軸１５により懸架Ｎ１４が傾動可能に支ｖｊされ、この
先端に球継手１２を介してナックル１０が接続される。

ナックル１０に車輪４０が回転可能に支持される。懸架
腕１４と車体１の底部との間にショックアブソーバ８が
達ｗ５されるとともに、！！架ばね１８と油圧アクチュ
エータＡが直列に配設される。懸架［１１４の傾きを制
御する油圧アクチュエータＡは、車体１の底部に結合し
たシリンダ４の内部にピストン５を嵌装して端室２，３
が区画される。ピストン５に結合したロッド６が下方へ
突出され、ロッド６に結合したばね座７と懸架Ｈ１４の
ばね座１１との間に懸架ばね１８が介装される。

車体１の側壁部に支軸２１により上方懸架Ｎ１９が傾動
可能に支持され、上方懸架Ｎ１９の先端が球継手９によ
りナックル１ｏの上端部と連結され、公知のダブルウィ
ッシュボン型懸架機構が構成される。しかし、本発明は
この懸架機構に限定されるものでなく、ストラット型の
懸架機構などにも適用される。

油圧アクチュエータＡの油圧回路をＩＩＩｍする油圧１
１１１１弁３０は、車体に結合したハウジングからスプ
ールを間接的に駆動するロッド４３ａが突出され、ピン
２７を介してリンク２６と連結される。

リンク２６の他端はピン２５によりベルクランク２３の
一方の腕と連結される。ベルクランク２３は車体１に支
軸２４により回動可能に支持され、他方の腕をピン２０
によりリンク１７と連結される。リンク１７の下端は球
継手１６により懸架腕１４の中間部分と連結される。

油圧制御弁３０の出力ボートが管２８．２９を介して油
圧アクチュエータＡの端室２，３へそれぞれ連通される
。油圧１ｉｌＩＩＩＩ弁３０の入力ボートが管３７を介
して油圧ポンプ３６の吐出口と連通され、また管３４を
介して油タンク３５と連通される。管３７の途中に油圧
・流量制御弁３８と蓄圧器３９が接続される。

第２図に示すように、車体全体の姿勢を制御するために
、各車輪ごとに油圧アクチュエータＡＩ。

Ａ２　、Ａ３　、Ａ４が配設され、それぞれ油圧ｔｌ制
御井３０を介して油圧ポンプ３６からの圧油を油圧アク
チュエータＡ１〜Ａ４の一方の端室へ送り、他方の端室
の油を油タンク３５へ戻すように構成される。

第３図に示すように、油圧１１ＪＩＢ弁３０はハウジン
グ３１の内周面中央に管３７に連なるボートが、この両
側に１対の環状溝２８８．２９ａが、さらにその外側に
管３４に連なる１対のボートが設けられる。環状溝２８
ａ、２９ａは！！２８．２９にそれぞれ連通される。

一方、ハウジング３１に摺動可能に嵌合されるスプール
３２は、両端側に配設したばね３３により中立位置とさ
れる時、環状溝２８ａ、２９ａを閏じる。スプール３２
の中央に環状溝３２ｂが、この両側に１対の環状溝３２
ａ、３２ｃが設けられ、これらは管３４に連通される。

ハウジング３１の両端側に嵌合したピストン４３とハウ
ジング３１の端壁との間にばね３３ａが介Ｈされる。左
側のピストン４３に結合したロッド４３ａが、ハウジン
グ３１の＠壁から外方へ突出される。右側のビス］・ン
４３に結合したロッド４３ａはハウジング３１の端壁か
ら外方へ突出され、かつハウジング３１に結合した好ま
しくはりニヤステップモータ４４と連結される。しかし
、回転型のステップモータであっても、回転をロッド４
３ａの軸方向運動に変換する機構を一体に備えていれば
よい。

第４図に示すように、上述のした各車輪４０の油圧アク
チュエータＡ１〜Ａ４の油圧ｔｓｍ弁３０のスプール３
２をＩＩＩ御するステップモータ４４は、車体の前後に
配設した横加速度センサ４２．４２ａと前輪舵角センサ
４５の信号を入力とする電子Ｉｌ＋！＄９装胃４１の出
ノ〕信号により駆動される。

次に、本発明による車体の姿勢ｔａｌ＋御装置の作動に
ついて説明する。車両の直進走行中は懸架腕１４は第１
図の中立位置に保持され、油圧ｔｉＩＩｌＩｌ弁３０も
中立位置にあり、油圧アクチュエータへのピストン５も
図示の中立位置に保持される。

本発明によれば、前輪舵角センサ４５により検出された
前輪舵角θＦが所定値θａよりも大きい場合に応答性補
償機構が作動し、前輪舵角θＦが所定値θ化よりも小さ
い場合は応答性補償機構が作動しない。

前輪舵角θＦが所定値θＦしよりも大きい場合は、横加
速度センサ４２，４２ａより検出された横加速度の変化
率ΔＧＦ、ΔＧＲが所定値ΔＧＦＬ、ΔＧａ以上の時、
車両が旋回状態に入′〕た５のと判断し、フィードバッ
ク制御が作動する前にステップモータ４４を駆動し、油
圧制御弁３０のスプール３２を作動させ、油圧アクチュ
エータＡにより！！架腕１４をフィードバックＩＩＩ御
されるべき方向に、横加速度の変化率ΔＧｐ、ΔＧＲに
比例した作動ＩＬＦ　、ＬＲだけ、かつ横加速度の変化
率ΔＧＦ、ΔＧＲにより決められた作動時間ＴＦＬ、　
Ｔ札だけ作動させ、フィードバック制御の応答遅れを補
償する。

例えば車両が右旋回しようとすると、右方向の横加速度
ＧＦ　、ＧＲが発生する。第５図に示すように、横加速
度の変化率ΔＧＦ、△ＧＲに対応する油圧ｌ１Ｉ１１１
］弁３０のスプールの作動ＩＬＦ、ＬＲが、実験的に求
めた関数ＦＬＰ、ＦＬＲから求められ、さらに第６図に
示すように、横加速度の変化率ΔＧｐ、ΔＧＲに対応す
る油圧ＩＩＩ′ｍ弁３０の作動時間ＴＦＬ、　Ｔ良が、
実験的に求めた関数ＦＴＰ、　Ｆｍから求められる。こ
の結果に基づいて、油圧１１１１１１０弁３０のスプー
ルが作動量ＬＦ、ＬＲだけかつ作動時間■几、Ｔａだけ
駆ａされる。

したがって、第３図においてステップモータ４４により
ロッド４３ａを介してピストン４３が左方へ所定作動量
ＬＰ　、ＬＲだけ、かつ所定作動時間ＴＦＬ、ＴＲＬだ
け駆動されると、両端部を１対のばね３３により規制さ
れているスプール３２が左方へ移動し、管３７が管２８
と、ＩＦ５４がｌＦ２９とそれぞれ連通する。第１図に
おいて油圧ポンプ３６の圧油が、油圧制御弁３０を経て
油圧アクチュエータＡの上側の端室２へ供給され、下側
の端至３の油が油圧ｌ１ｉｌ制御弁３０を経て油タンク
３５へ戻される。上述のようにして左側車輪の油圧アク
チュエータＡＩ　、Ａ３のピストン５が下方へ移動し、
左側車輪の油圧アクチュエータＡ２　、Ａ４のピストン
５が上方へ移動するように油圧回路が形成される。その
後懸架腕１４が変位し、フィードバック制御が開始され
る。

横加速度の変化がなくなり、定常状態になると、自動的
にフィードバック制御のみに移行し、車体は路面に対し
常に水平に保たれる。

しかし、前輪舵角センサ４５により検出された前輪舵角
θＦ　（絶対ｆａ）が所定値θ几よりも小さい場合は、
横加速度の変化率ΔＧｐ、ΔＧＲｔｆｉ。

として扱われるため、ステップモータ４４による油圧制
御弁３ｏの作動量はＯになり、応答性補償機構は作動し
ない。

第７図は上述のステップモータ４４を制御するマイクロ
コンピュータからなる電子１１Ｊｔ［ｌ装置４１のＩＪ
ＩＩブＯグラムの流れ図である。同図において、ρ５１
〜ｐ５４．　Ｄ５７〜ｐ６７は流れ図の各ステップを表
す。このプログラムはｐ５１でスタートし、ｐ５２で演
算部分を初期化する。すなわち、ＧＦＴを０、ＧＲＴを
０１θ町をＯとする。ｐ５３で前輪舵角センサ４５によ
り検出された前輪舵角θＦを読み込む。

ｐ５４で前輪舵角θＦ　（絶対値）が所定値θ几よりも
大きいか否かを判別する。前輪舵角θＦ（絶対値）が所
定値θＦＬよりも大きい場合はｐ５８へ進む。

前輪舵角θＦ　（絶対Ｉｉりが所定値θルよりも小さい
場合は、ｐ５７で横加速度の変化率ΔＧＦ、ΔＧＲを０
とする。、ｐ５８で横加速度センサ４２，４２ａにより
検出された横加速ｒ！ＩＧＦ　、　ＧＲ＠読み込む、添
字Ｆ１．ｔｌ１体前部を、添字Ｒは車体後部を表す。し
たがって、ＧＦは車体前部の横加速度、ＧＲは車体後部
の横加速度を表す。ｐ５９で横加速度の変化率ΔＧＦ、
ΔＧＲを求める。

ｐ６０で予めマイクロコンピュータのメモリにＭ旧マツ
プとして記憶設定した関数ＦＵ、ＦＬＲ（第５図）から
横加速度の変化率ΔＧＦ、ΔＧＲに対応する油圧制御弁
３０のスプールの作動１１１Ｆ。

ＬＲを求める。ｐ６２でＬＦＬ＠ＬＦとし、ＬＦＦｌを
ＬＦとし、ＬｌをＬＲとし、ＬＲｆｌをＬＲとする。す
なわち、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の油圧アクチ
ュエータの油圧制御弁のスプールの作動量をそれぞれ設
定する。

ｐ６２で予めマイクロコンピュータのメモリに制御マツ
プとして記憶設定した関数ＦＴＰ、　ＦＩＴＩから横加
速度の変化率ΔＧＦ、ΔＧＲ（絶′ｉ４値）に対応する
油圧ＩＩＩ計弁３０の開作動時間ＴＦｔ、Ｔ’ｘを求め
る。Ｉ）６３でＴｐｔをＴＦとし、ＴＦＲをＴＦとし、
ＴＬＩＬｅＴＲとし、丁ＲＲをＴＲとする。すなわち、
左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の油圧アクチュエータ
の油圧１１１１１０弁のスプールの作！１１Ｉ＆をそれ
ぞれ設定する。

ｐ６４で第８図に示す割込みプログラムにより各車輪の
油圧アクチュエータの油圧制御弁３０を駆動するステッ
プモータを制御する。Ｄ６５でＧＦＴをＧＦとし、ＧＲ
ＴをＧＦＩとするｆｉｐ６６でθ釘をＧＦとし、ｐ６７
で終了する。このプログラムは所定時間ごとに繰り返し
実行する。

第８図に示す割込みプログラムは、左前輪の油圧アクチ
ュエータの油圧１ＩＩｊｖｌＪ弁３０を駆動するステッ
プモータの場合を代表して示す。ｐ３２でＳＦＬのフラ
グがＯＦＦか否かを判別する。ＳＦＬのフラグがＯＮの
場合は、ｐ３３でステップモータを停止し、ｐ３５へ進
む。１）３２でＳＦＬのフラグがＯＦＦの場合は、ｐ３
４で油圧ｔｌｌＩＩｌｌ弁３０のスプールが作動量しＦ
になるようにステップモータを駆動する。

ｐ３５で油圧制御弁３０の作ｖＪ時間が所定値１几より
も大きいか否かを判別する。油圧制御弁３０の作動時間
が所定ＷＩＴＦＬよりも小さい場合は、Ｄ３６で作動時
間ＴＦ　＠Ｔｐ　＋１とし、ρ３７でＳＦＬのフラグを
ＯＮとし、ｐ４０へ進む、ｐ３５で油圧制御弁３０の作
動ｆＲＭが所定値ＴＦＬよりも大きい場合は、ｐ３Ｂで
作動時間ＴＦをＯとし、Ｄ３９でＳＦＬのフラグをＯＦ
Ｆとする。ｐ４０で第７図に示すプログラムへ戻り、Ｄ
６５へ進む。

なお、フィードバック制御では、車両の６縫回走１１時
、遠心力により左側の車輪４ｏの軸荷重が増加し、！！
！架ばね１８が圧縮され、左側の車高が低くなると、懸
架Ｎ１４が支軸１５を中心として上方へ移動し、ベルク
ランク２３が支軸２４を中心として第１図において時計
方向へ回動し、油圧ｔｉ制御弁３０のスプール３２が左
方へ移動する。

スプール３２の第３図において左方移動により環状溝３
２ｂが環状溝２８ａと、環状７１１３２Ｃが環状溝２９
ａとそれぞれ連通する。油圧ポンプ３６からの圧油がＩ
Ｆ５７、環状溝３２ｂ、２８ａ、管２８を経て油圧７ク
チユエータ△の上側の端杢２へ供給され、下側の＠室３
の油が管２９、環状溝２９ａ、３２ｃ、１１３４を経て
油タンク３５へ戻される。こうして、左側車輪の油圧ア
クチュエータＡが伸長され、逆に′ｔ５＃１１車輪の油
圧アクチュエータＡが縮小され、結局懸架腕１４が図示
の位置へ押し戻されるので、車体の左ＩＩＩ（左側の沈
み）が抑えられる。

懸架＠１４が油圧アクチュＩ−；Ａにより図示の位置ま
で押し戻されると、ベルクランク２３の動作によりスプ
ール３２が図示の中立位置へ戻され、油圧アクチユエー
タＡの動作がその位置で停止し、車体が常にほぼ水平に
保たれる。

なお、第９図に示すように、ｐ５４にＪ３いて前輪θＦ
が所定値θＦＬよりも小さい場合は、ｐ５５で前輪舵角
の変化率Δθｆを求め、ｐ５６で前輪舵角の変化率Δθ
Ｆ　〈絶対（ａ）が所定値Δθ１よりも大きい場合はｐ
５８に進み、応答性補償機構を作動させ、ｐｓ６で前輪
舵角の変化率ΔθＦ　（絶対ｔｉｎ）が所定値Δθａよ
りも小さい場合は、ｐ５７で横加速度の変化率△ＧＦ、
ΔＧＦ＋を０として応答性補償機構が作動しないように
すれば、強い横Ｉ！Ｉにより瞬間的にハンドルがふら付
くような場合にも、応答性補償機構が働き、重体姿勢の
変化が効果的に抑えられる。

［発明の効宋］ 本発明は上述のように、懸架腕と車体の間に連結されて
伸縮する油圧アクチュエータと、前輪舵角検出手段と、
車体の横加速度検出手段と、油圧アクチュ１−夕の油圧
回路を制御する油圧ＩＩＩ御弁のスプールを前輪舵角が
所定値以上の時横加速度の変化率に比例した作動量と時
間作動させ、前輪舵角が所定値以下の時作動させない電
子Ｉｈｌｌ−装置とを具備するから、機械的フィードバ
ック制御で劣る応答性が電子的オーブン制卸により補償
されるので、車両の旋回走行に対して応答性の優れた１
１１１ｆｌが得られ、車体が路面に対して常にほぼ水平
に保たれる。

特に、前輪舵角が所定ｍ以下であっても、横加速度の変
化率が所定（直以上の場合に油圧１１１１１１弁が動く
ので、横用や路面の変化により生じる横加速度に対して
も油圧ト１１０弁が円滑に応答し、運転音に不快感を与
えない、円滑な姿勢１御が得られる。

本発明では、比較的大きな加速度や＾周波振動が発生す
るばね下に従来例のような電子部品を配設していないの
で、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車体の姿勢制御Ｉ装置の概略構成
を示す背面断面図、第２図は車両全体の油圧−１１１１
３系を示す回路図、第３図は油圧制御弁の側面断面図、
第４図は車両全体の電子１１１＠系を示す１ｉ１１１１
］弁をｔｉｌＪＩＩＩｌするためのソフトウェアを説明
する流れ図である。 へ二油圧アクチ１エータ　１；車体　１４：上方懸架Ｎ
　　３０：油１１ｔ［弁３２　：　スフ’−）Ｌ、　　
３６；油圧ポンプ　４０；車輪　４１：Ｎ子制御装置　
４２，４２ａ：横加速度センサ　４４ニステップ七−夕
　４５：前輪舵角センサ 特許用願人　　いすず自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　懸架腕と車体の間に連結されて伸縮する油圧アクチュ
   エータと、前輪舵角検出手段と、車体の横加速度検出手
   段と、油圧アクチュエータの油圧回路を制御する油圧制
   御弁のスプールを前輪舵角が所定値以上の時横加速度の
   変化率に比例した作動量と時間作動させ、前輪舵角が所
   定値以下の時作動させない電子制御装置とを具備するこ
   とを特徴とする車体の姿勢制御装置。