JPH0318248Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、良好な操縦安定性を得ることがで
きる車両における操縦安定性制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来の車両における操縦安定性制御装置として
は、例えば、実公昭46−9168号公報（考案の名
称：油圧緩衝器）に示されているものがある。す
なわち、この公報に開示されている考案は、要約
すると、油液流路に吸入弁、調圧弁を設け、更に
圧力室より油溜室に至る連通路にオリフイス、調
圧弁等より構成される減衰力発生機構を設けた一
方向循環形式の油圧緩衝器において、前記減衰力
発生機構と油溜室との間に絞り機構を設け、該絞
り機構は車両の積載荷重の大小によるばね上、ば
ね下間距離の変化を与えられて外部より調整操作
せしめる操作棒の摺動により絞られ、積載荷重の
変化に応じて減衰力特性を変化させるように構成
されている。

しかしながら、このような従来の車両における
操縦安定性制御装置にあつては、油圧緩衝器を制
御して操縦安定性を調整するようにしているの
で、油圧緩衝器のピストンがストロークしていな
い場合には、減衰力は発生せず目的とするステア
特性を得ることが出来ない不具合を有していた。

〔考案の目的〕

この考案は、このような従来の不具合に着目し
てなされたものであり、輪荷重に応じて車体のロ
ール方向に作用するばねの剛性を変化させること
により、前輪側と後輪側とのロール剛性比を変え
て所定のステア特性を得るようにし、もつて、前
記従来例の不具合を解決することを目的としてい
る。

〔考案の構成〕

上記目的を達成するために、この考案は、前輪
側又は後輪側のうち少なくとも一方に駆動装置に
より車体のロール方向に作用するばねの剛性を変
化できるサスペンシヨンを備えた車両において、
輪荷重を検出する輪荷重検出器、該輪荷重検出器
からの検出信号に基づき後輪側の荷重分担率を求
め、該後輪側の荷重分担率が大きくなるに従つて
前輪側に対する後輪側のロール剛性比率を減少さ
せ、後輪側の荷重分担率が小さくなるに従つて当
該ロール剛性比率を同等あるいは増加させるよう
に前記駆動装置を制御する制御装置とを備えるこ
とを特徴とする車両における操縦安定性制御装置
に係る。

〔作用〕

この考案は、前輪側又は後輪側のうち少なくと
も一方に駆動装置により車体のロール方向に作用
するばねの剛性を変化できるサスペンシヨンを備
えた車両において、輪荷重を検出する輪荷重検出
器からの検出信号に基づき、後輪側の荷重分担率
を求め、この後輪側の荷重分担率に基づいて、後
輪側の荷重分担率が大きくなるに従つて前輪側に
対する後輪側のロール剛性比率を減少させ、一方
後輪側の荷重分担率が小さくなるに従つて前輪側
に対する後端側のロール剛性比率を同等あるいは
増加させるように前記駆動装置を制御して、車体
のロール方向に作用するばねの剛性を変化させる
ことにより、車両のステア特性を変化させて良好
な操縦安定性を得るようにしたものである。

〔実施例〕

以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第３図は、この考案の一実施例を示
す図である。

まず、構成について説明する。第１図におい
て、１Ｌ，１Ｒは前輪、２Ｌ，２Ｒは後輪であ
り、前輪１Ｌ，１Ｒは夫々フロントサスペンシヨ
ンアーム４Ｌ，４Ｒによつて支持されており、後
輪２Ｌ，２Ｒもリヤサスペンシヨンアーム５Ｌ，
５Ｒによつて支持されている。

そして、フロントサスペンシヨンアーム４Ｌ，
４Ｒ間及びリヤサスペンシヨンアーム５Ｌ，５Ｒ
間に夫々車体のロール方向に作用するばねである
スタビライザ６Ａ，６Ｂが連結されている。これ
らスタビライザ６Ａ，６Ｂは、中央部のトーシヨ
ンバー部７と、その両端部に連接された連結杆部
８Ｌ，８Ｒとからコ字状に形成されている。そし
て、トーシヨンバー部７が車体に固着された支持
片９Ｌ，９Ｒに回動自在に支持され、また、連結
杆部８Ｌ，８Ｒの自由端が、各サスペンシヨンア
ーム４Ｌ，４Ｒ及び５Ｌ，５Ｒに連係されてい
る。

トーシヨンバー部７は、第２図に示すように、
その中央部でスタビライザ半体１１Ｌ，１１Ｒに
２分割され、各半体１１Ｌ，１１Ｒの対向端部に
ねじり剛性可変機構１０が配設されている。この
ねじり剛性可変機構１０は、各半体１１Ｌ，１１
Ｒの対向端部に夫々形成された係合部１２Ｌ，１
２Ｒを有する。

係合部１２Ｌは、スタビライザ半体１１Ｌの端
部に形成されたスプライン１３に摺動自在に嵌合
されており、スプライン１３を挿通する筒部１４
とその右端部から一体に延長する二股状部１５と
から構成されている。二股状部１５の先端には、
その対向内面に、夫々係合ロール１６がその外周
面の一部を内方に突出させた状態で回動自在に配
設されている。

一方、係合部１２Ｒは、第３図Ａ，Ｂ，Ｃに示
すように、スタビライザ半体１１Ｒの端部に一体
に固着されており、前記係合部１２Ｌの二股状部
１５間に挿入された係合板部１７を有する。この
係合板部１７は、その軸方向の各部の幅が基部か
ら先端に行くに従い徐々に幅狭に形成されてい
る。したがつて、係合部１２Ｌ，１２Ｒを相対的
に摺動させることにより、係合部１２Ｌの係合ロ
ール１６と係合部１２Ｒの係合板部１７との対接
位置における断面積が変化し、第４図に示すよう
に、係合板部１７の先端部を基準としたとき、こ
の先端部から基部側に係合ロール１６が係合する
と、その先端部からのストローク１に応じてねじ
り剛性が変化するように構成されている。

１８Ａ，１８Ｂは、各スタビライザ６Ａ，６Ｂ
の係合部１２Ｌをトーシヨンバー部７の軸方向に
摺動させる駆動機構であつて、例えば液圧シリン
ダで構成され、そのチユーブ１９がスタビライザ
半体１１Ｌに固着された支持片２０に固定され、
ピストンロツド２１が係合部１２Ｌに固着された
支持片２２に取り付けられている。

２３は、各駆動機構１８Ａ，１８Ｂの駆動を制
御する駆動制御装置であり、タンク２４と、エン
ジンの回転力を利用した液圧ポンプ２５と、レギ
ユレータ２６と、アキユムレータ２７と、センタ
オープン型電磁制御弁２８Ａ，２８Ｂと、この電
磁制御弁２８Ａ，２８Ｂを切り換え制御するコン
トローラ２９（制御装置）とから構成されてい
る。ここで、コントローラ２９は、車両の輪荷重
を検出する輪荷重検出器３０からのアナログ電圧
で表される検出信号が供給されていると共に、係
合部の変位量、すなわちピストンロツド２１のス
トロークを検出するポテンシヨメータ等の変位量
検出器３１からのアナログ電圧で表される検出信
号が供給されており、これらの検出信号に基づき
電磁制御弁２８Ａ，２８Ｂを制御して係合部１２
Ｌを適正位置に摺動制御する。

輪荷重検出器３０の一例は、第５図に示すよう
に、各サスペンシヨンアーム４Ｌ，４Ｒ，５Ｌ，
５Ｒ及び車体間に介装された車体懸架装置として
のシヨツクアブソーバ３３Ｌ，３３Ｒ，３４Ｌ，
３４Ｒのシリンダチユーブ３５とピストンロツド
に取付けられたカバー３６との間に介装されたポ
テンシヨメータ３７Ｌ，３７Ｒ，３８Ｌ，３８Ｒ
で構成されている。この場合、シリンダチユーブ
３４及びピストンロツド３５間の相対変位量Ｌ
は、第６図に示すように、輪荷重Ｗの変化に比例
して変化するので、各ポテンシヨメータ３７Ｌ，
３７Ｒ，３８Ｌ，３８Ｒから出力される電圧出力
は、荷重の変化に対応した検出信号となる。この
ため、第７図に示すように、前輪１Ｌ，１Ｒ側の
ポテンシヨメータ３７Ｌ，３７Ｒの検出信号を
夫々変位量−荷重変換器３９により、荷重値に変
換し、これらを加算回路４０で加算することによ
り、前輪側荷重Wfを算出することができ、同様
に後輪２Ｌ，２Ｒ側のポテンシヨメータ３８Ｌ，
３８Ｒの検出信号を夫々変位量−変換器４１によ
り、荷重値に変換し、これらを加算回路４２で加
算することにより、後輪側荷重Wrを算出するこ
とができる。係合板部１７の先端部からの係合ス
トロークｌの決定は、車両停止状態の輪荷重を輪
荷重検出器３０によつて測定し、この輪荷重測定
値から後輪側の荷重分担率を求めること、により
行われる。

制御装置２９による制御の一例は、車両の積載
状態で変化する車両重量及び重量配分に応じてス
タビライザのねじり剛性を変化させることによ
り、スタビリフアクタKsを変化させるように制
御する。例えば、荷重配分とスタビリテイフアク
タKsとの関係は、後輪側の荷重分担率が大きく
なる程スタビリテイフアクタKsは小さくなり操
縦安定性が失われる。したがつて、スタビライザ
のストロークｌを後輪側の荷重分担率が大きくな
るにつれ、リヤストローク／フロントストローク
の値を大きくするように制御することで、前輪に
対する後輪のロール剛性比（Kr／Kf）を小さく
して、後輪側の荷重配分が大きくなつても、適度
なスタビリテイフアクタKsを得るように制御し、
操縦安定性を向上させることができる。

すなわち、スタビリテイフアクタKsは、次式
で表せる。

Ks＝Ｍ／l²（lr／Cpf−lf／Cpr）＝Wf／Cpf−Wr／Cpr…
…(1) ただし、Ｍ：車両重量 lf：重心から前輪までの距離 lr：重心から後輪までの距離 Wf：前輪荷重（左右２輪の和） Wr：後輪荷重（左右２輪の和） しかがつて、スタビリテイフアクタKsは、
Wf／Cpf／Wr／Cprの関係とすることにより、
その差が大きい程、正方向に大きくなる。

そして、前後輪の荷重（Ｗ）とコーナリングパ
ワー（Cp）とは、第８図に示すように、上側に
凸な曲線で表される関係にあり、このためＷ／
Cpは、荷重Ｗが大きくなる程大きくなる。した
がつて、(1)式の関係において、後輪側の荷重分担
率が大きくなるとWf／Cprの値は、大きくなり、
スタビリテイフアクタKsは小さくなる。

ここで、第９図に示すように、後輪を例にとつ
て考えてみると、後輪荷重Wrは、左右輪の和で
あり、実際には、ロールによる荷重移動を考慮し
なければならない。この荷重移動量を±ΔWとす
ると、コーナリングパワーCpと前後輪の荷重Ｗ
が第８図に示す関係があるため、ΔWが大きい
程、平均のコーナリングパワーCp（第９図におけ
るＡ点及びＢ点）は小さくなる。

したがつて、荷重移動量ΔWが大きい程、前輪
又は後輪のコーナリングパワーCpの値（左右輪
の和）は小さくなる。

次に、ロール剛性配分と荷重移動との関係につ
いて説明すると、ロール運動時の荷重移動は、前
輪及び後輪について、夫々第１０図Ａ，Ｂ及びＣ
に示すようになる。第１０図Ｃにおいて、バネ下
重量を無視し、車両重量をWs、横加速度をμ、
前輪側ロール剛性をKf、後輪側ロール剛性をKr、
ロール角をφ、重心点とロール軸間との距離をhs
とすれば、横加速度がμg（ｇ：重力加速度）の旋
回を行うとき、 （Kf＋Kr）φ＝μ・Ws.hs ∴φ＝μ・Ws.hs／Ks＋Kr ……(2) そして、このときの前輪の荷重移動量ΔWfは、
ロールモーメントの釣り合いにより、 Kf・φ＝ΔWf・df−CFf／２・２・hf ……(3) で表され、ここで、 CFf＝μ・Wf／ｌ・lr であり、したがつて、(3)式を(2)式に代入して整理
すると、 ΔWf＝μ・Ws／df（hs／１＋Kr／Kf＋lr／ｌhf）……(4
) となる。

また、後輪の荷重移動量ΔWrは、 ΔWr＝μ・Ws／dr（hs／１＋Kf／Kr＋lf／ｌhr）……(5
) となる。

これら(4)、(5)式において、荷重移動量ΔWf，
Δrは、前後輪のロール剛性比Kf／Kr，Kr／Kf
によつて変化する。

すなわち、前輪ロール剛性分担率が大きくなる
に従い、前輪荷重移動量ΔWfは大きくなり、逆
に後輪荷重移動量ΔWfは小さくなる。また、後
輪ロール剛性分担率が大きくなるにしたがつて、
前輪荷重移動量ΔWfは小さくなり、後輪荷重移
動量ΔWrは大きくなる。

以上を整理すると次のようになる。例えば、前
輪に対する後輪のロール剛性比Kr／Kfを小さく
すると、前輪荷重移動量が増加し、これに応じて
左右の前輪のCf（Cp）の和が減少し、スタビリテ
イフアクタKsが増加する。その結果、アンダス
テア量が増えて操縦安定性が向上する。

したがつて、コントローラ２３によつて、スタ
ビライザの係合部１２Ｌのストローク量を輪荷重
検出器３０の出力信号を参照して、後輪側の荷重
分担率の増加に従つて、前輪側に対する後輪側ロ
ール剛性比Kr／Kfの値が小さくなるように変化
させ、後輪側の荷重分担率が大きくなつても、適
度のスタビリテイフアクタKsを得るように制御
する。

この場合、Kr／Kfを変化させる態様は、次の
４通りがある。

ａ Kf一定、Kf減少 ｂ Kr一定、Kf増加 ｃ Kf，Kr共減少但しKrの減少率大 ｄ Kf，Kr共増加但しKfの増加率大 そして、ａ）項及びｃ）項の場合は、（Kf＋
Kr）が減少してロール角が増加し、逆にｂ）項
及びｄ）項の場合は、（Kf＋Kr）が増加してロー
ル角が減少する。したがつて、ロール角を抑制す
る意味で、ｂ）項又はｄ）項を採用したほうが操
縦安定性を向上させるには有利となる。

ところで、Kf又はKrを増加させるには、具体
的には、前輪側スタビライザ６Ａ又は後輪側スタ
ビライザ６Ｂの係合部１２Ｌのストロークｌを増
加させるように摺動させればよく、これはコント
ローラ２９内で輪荷重検出器３０の検出信号と変
位量検出器３１の出力信号とに基づき演算処理し
て電磁制御弁２８Ａ又は２８Ｂを制御する制御信
号を形成する。

このコントローラ２９の一例は、第１１図に示
すように、輪荷重検出器３０の検出信号及び変位
量検出器３１の検出信号が供給されたＡ／Ｄ変換
機能を有するプロセス入出力装置４０と、演算処
理装置４１と、記憶装置４２とを備えている。記
憶装置４２には、輪荷重検出器３０の検出信号に
対応してスタビライザ６Ａ又は６Ｂの係合部１２
Ｌの最適なストローク量ｌを算出する変換テーブ
ルが記憶されている。そして、輪荷重検出器３０
の検出信号がプロセス入出力装置４０に供給され
ると、演算処理装置４１は、記憶装置４２の変換
テーブルを参照してスタビライザ６Ａ又は６Ｂの
係合部１２Ｌの最適なストローク量ｌを算出し、
次いで算出したストローク量ｌと、変位量検出器
３１の出力信号との値とを比較判定して両者に差
がある場合には、その差を減らす方向に電磁制御
弁２８Ａ又は２８Ｂを切り換え制御する。その
後、算出したストローク量ｌと変位検出器３１の
検出信号の値とが一致した時点で電磁制御弁２８
Ａ又は２８Ｂを中立位置に戻す。

次に作用について説明する。輪荷重検出器３０
から検出信号がコントローラ２９に供給される
と、演算処理装置４１によつて記憶装置４２に記
憶されている変換テーブルを参照して検出信号に
応じたスタビライザ６Ａ又は６Ｂの係合部１２Ｌ
の適正ストローク量ｌを算出する。そして、この
ストローク量が変位量検出器３１からの係合部１
２Ｌの現在のストローク量を表す検出信号と等し
い場合には、電磁制御弁２８Ａ及び２８Ｂの切り
換え制御は行わず、異なる場合には、その差に応
じた方向に電磁制御弁２８Ａ又は２８Ｂを切り換
え制御する。このため、駆動機構１８Ａ又は１８
Ｂが駆動されて、ピストンロツド２１が伸縮し、
係合部１２Ｌが摺動され、スタビライザとしての
ねじり剛性が最適値に設定されるので、輪荷重に
最適なロール剛性値に設定される。したがつて、
操縦安定性を向上させることができる。この場合
の制御方法としては、前記したようにａ）項乃至
ｄ）項の何れであつてもよく、要は、後輪側の荷
重分担率が大きくなるにつれて、後輪側のスタビ
ライザのねじり剛性を前輪側に対して相対的に低
めてアンダステア特性とし、一方後輪側の荷重分
担率が小さくなるにつれて、後輪側のスタビライ
ザのねじり剛性を前輪側に対して同等あるいは高
めてニユートラルステアあるいはオーバステア特
性とするようにすればよい。

なお、上記実施例においては、係合部１２Ｌを
駆動機構１８Ａ，１８Ｂによつて移動させる場合
について説明したが、これに限定されるものでは
なく、第１２図に示すように、係合部１２Ｌをス
タビライザ半体１１Ｒに固着し、係合部１２Ｒを
スタビライザ半体１１Ｌに摺動自在に配設するよ
うにしても良く、係合部１２Ｌ，１２Ｒが相対的
に摺動可能に構成されていればよいものである。

また、駆動機構１８Ａ，１８Ｂとしては、液圧
シリンダを使用した電気・液圧系で構成する場合
に限らず、サーボ・モータを使用してボールねじ
を回転させる等の直線駆動機構を適用することが
できる。

さらに、上記実施例においては、スタビライザ
６Ａ，６Ｂの双方にねじり剛性可変機構１０を設
けた場合について説明したが、前記ａ）項乃至
ｄ）項の説明から明らかなように、何れか一方の
ねじり剛性可変機構を省略して他方のねじり剛性
可変機構のみによつてステア特性を変化させるよ
うにしてもよい。

また、輪荷重検出器３０も上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば超音波を使用した車高
検出器等の車高検出器その他の荷重検出器を適用
することができる。また、車体のロール方向に作
用するばねも上記実施例に示したようにスタビラ
イザに限定されるものではなく、ばね定数を可変
とする空気ばね等の公知のばね手段でも良い事は
言うまでもない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、前輪
側又は後輪側のうち少なくとも一方に駆動装置に
より車体のロール方向に作用するばねの剛性を変
化できるサスペンシヨンを備えた車両において、
輪荷重を検出する輪荷重検出器と、該輪荷重検出
器からの検出信号に基づき後輪側の荷重分担率を
求め、該後輪側の荷重分担率が大きくなるに従つ
て前輪側に体する後輪側のロール剛性比率を減少
させ、後輪側の荷重分担率が小さくなるに従つて
当該ロール剛性比率を同等あるいは増加させるよ
うに前記駆動装置を制御する制御装置とを備える
構成とした。このため、荷重に応じて車体のロー
ル方向に作用するばねの剛性を変化させることが
でき、輪荷重の変化に対して常に最適のスタビリ
テイフアクタKsを設定することが可能となり、
輪荷重が変化した場合における操縦安定性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す構成図、
第２図は、スタビライザねじり剛性可変機構を示
す平面図、第３図Ａ，Ｂ及びＣは、その係合部の
一例を示す平面図、側面図及び断面積を表す図、
第４図は、係合部のストロークに対するスタビラ
イザのねじり剛性を示すグラフ、第５図は、この
考案に適用し得る輪荷重検出器の一例を示す斜視
図、第６図は、シヨツクアブソーバの変位量輪荷
重との関係を示すグラフ、第７図は、端荷重掲出
器の一例を示すブロツク図、第８図及び第９図
は、輪荷重に対するコーナリングパワーの関係を
示すグラフ、第１０図Ａ，Ｂ及びＣは、ロール運
動時の荷重移動の説明に供する前輪、後輪及び前
後輪全体の模式図、第１１図は、コントローラの
一例を示すブロツク図、第１２図は、スタビライ
ザねじり剛性可変機構の他の例を示す平面図であ
る。 １Ｌ，１Ｒ……前輪、２Ｌ，２Ｒ……後輪、６
Ａ，６Ｂ……スタビライザ、７……トーシヨンバ
ー部、８Ｌ，８Ｒ……連結杆部、１０……ねじり
剛性可変機構、１１Ｌ，１１Ｒ……スタビライザ
半体、１２Ｌ，１２Ｒ……係合部、１８Ａ，１８
Ｂ……駆動機構、２３……駆動制御装置、２８
Ａ，２８Ｂ……オープンセンタ型電磁制御弁、２
９……コントローラ（制御装置）、３０……輪荷
重検出器、３１……変位量検出器、４０……プロ
セス入出力装置、４１……演算処理装置、４２…
…記憶装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 前輪側又は後輪側のうち少なくとも一方に駆動
   装置により車体のロール方向に作用するばねの剛
   性を変化できるサスペンシヨンを備えた車両にお
   いて、輪荷重を検出する輪荷重検出器と、該輪荷
   重検出器からの検出信号に基づき後輪側の荷重分
   担率を求め、該後輪側の荷重分担率が大きくなる
   に従つて前輪側に対する後輪側のロール剛性比率
   を減少させ、後輪側の荷重分担率が小さくなるに
   従つて当該ロール剛性比率を同等あるいは増加さ
   せるように前記駆動装置を制御する制御装置とを
   備えることを特徴とする車両における操縦安定性
   制御装置。