JPH03189221A - 車両の後輪操舵とアクティブサスペンションの協調制御装置 - Google Patents

車両の後輪操舵とアクティブサスペンションの協調制御装置

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JPH03189221A
JPH03189221A JP32993689A JP32993689A JPH03189221A JP H03189221 A JPH03189221 A JP H03189221A JP 32993689 A JP32993689 A JP 32993689A JP 32993689 A JP32993689 A JP 32993689A JP H03189221 A JPH03189221 A JP H03189221A
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vehicle
rear wheel
control
wheel steering
steering angle
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JP32993689A
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English (en)
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Hirotaka Kanazawa
金沢 啓隆
Shin Takehara
伸 竹原
Hiroshi Omura
博志 大村
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

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】 1果上■且朋公亙 本発明は、車両の後輪操舵とアクティブサスペンション
の協調制御装置に関するものであり、さらに詳細には、
高速走行中の車両の旋回初期に過渡的に後輪舵角を逆位
相に設定することができる位相反転制御手段を備えた後
輪操舵装置と、車両の姿勢を選択的に逆ロール状態に制
御することができる逆ロールモードを有するアクティブ
サスペンション装置との協調制御装置に関するものであ
る。
売上J支肴 車両の後輪操舵装置において、車速又は前輪の操舵角等
に基づいて、前輪の舵角に対する後輪の転舵比を可変設
定するように構成された後輪操舵装置が知られている(
例えば、特開昭61−220972号公報など)。
このような後輪操舵装置において、所定の車速、例えば
40km/hを超える高速走行時に、以下の式; TGθl1l=KF  ・ θ、+KR−V ・ φT
Ge*:後輪の目標舵角 θF =前輪の舵角 ■ 二車速 φ :ヨーレート KF 、 KR:車両の特性によって決まる定数 に基づいて、後輪を操舵する位相反転制御手段を備えた
後輪操舵装置が提案されている(特願平1−34698
号)。
かかる位相反転制御手段によれば、旋回初期においては
、ヨーレートφが未だ小さく、上式第2項が後輪の目標
舵角TGθ8に大きな影響を及ぼさないことから、後輪
の目標舵角TGθ8は負に、即ち、逆相に設定され、ま
た、車両の旋回に伴ってヨーレートφが増大すると、上
式第2項の影響により、目標舵角TGθえは正に、即ち
、同相に設定されるので、高速走行中の旋回初期に、過
渡的に後輪舵角を逆相に設定して所望のヨーイングを確
保し、これによって、運転者が要求する車両の回頭性を
十分に達成することが可能となる。
また、近年、バネ上重量とバネ下重量との間に、流体シ
リンダ装置を設け、この流体シリンダ装置に対する作動
流体の供給、排出量を制御することによって、サスペン
ション特性を所望のように変更することができるアクテ
ィブサスペンションと呼ばれるサスペンション装置が提
案されている(たとえば、特公昭59−14365号公
報、特開昭63−130418号公報など。)。
一般に、車両の振動には、バウンス、ピンチおよびロー
ルの3種類の振動があるが、かかるアクティブサスペン
ション装置は、各車輪毎に、流体シリンダ装置を備え、
車両を変位を検出する変位検出手段によって、車両の上
記3種類の振動を検出し、これら検出手段の検出値に応
じて、乗心地および走行安定性が向上するように、各車
輪の流体シリンダ装置への作動流体の供給、排出量を、
所定の制御ゲインで、各車輪の流量制御弁の開度を制御
することにより、車両の姿勢等を制御するものである。
このようなアクティブサスペンション装置において、旋
回時における車両のロールを打ち消し、車両の姿勢を走
行路面に対して実質的に水平に保持するように目標ロー
ル変位量が設定された通常の走行モード、即ち、乗り心
地を優先した走行モードの他に、運転者の選択及び所定
の条件に基づいて選択可能な走行モードとして、車両の
旋回時に、旋回内輪側の車高が低く、旋回外輪側の車高
が高くなるように目標ロール変位量が設定され、車両の
姿勢を旋回中心の側に傾斜した状態、即ち、逆ロール状
態に制御可能な逆ロールモードを備えたものが提案され
ている。
の解゛ しようとする  占 しかしながら、上記位相反転制御手段を備えた後輪操舵
装置と、上記逆ロールモードを有するアクティブサスペ
ンション装置とを共に備えた車両においては、高速走行
時の旋回初期に、後輪操舵装置は、位相反転制御手段に
より、車両のヨーイングを促すように後輪の目標舵角T
G fl、lを逆相に設定し、一方、アクティブサスペ
ンション装置は、逆ロールモードが選択されたときに、
車両の姿勢を逆ロール状態に制御するように、旋回内輪
側の車輪の流体シリンダ装置から比較的大量の作動流体
を排出し、旋回外輪側の車輪の流体シリンダ装置に比較
的大量の作動流体を供給する。すなわち、車両は、後輪
操舵装置によって後輪を逆相に転舵して、車体の向きを
変えようとする一方で、アクティブサスペンション装置
によって、旋回内輪及び旋回外輪の接地荷重の荷重移動
を大きく生じさせるようにサスペンション特性を変更す
るので、車両全体のコーナリングフォースを可成り低減
させる。このように、位相反転制御手段を有する後輪操
舵装置と、アクティブサスペンション装置とが互いに相
反する制御を行う結果、再装置を備えた車両においては
、位相反転制御装置によって得られるべき車両の回頭性
が十分に達成されなかった。
光浬卜11籐 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、高速走行時の旋回初期に後輪舵角を
過渡的に逆相に設定することができる位相反転制御手段
を備えた後輪操舵装置と、車両の姿勢を、所定の条件に
従って選択的に、逆ロール状態に制御することができる
逆ロールモードを有するアクティブサスペンション装置
とを備えた車両の制御装置において、位相反転制御手段
による後輪の逆相操舵によって得られる旋回初期の車両
の回頭性を、逆ロールモードによるサスペンション特性
制御により損なうことなく、好適に確保するとかできる
制御装置を提供することにある。
日の  および 本発明の上記目的は、高速走行時の旋回初期に後輪舵角
を過渡的に逆相に設定することができる位相反転制御手
段を備えた後輪操舵装置と、車両の姿勢を、所定の条件
に従って選択的に、逆ロール状態に制御することができ
る逆ロールモードを有するアクティブサスペンション装
置とを備えた車両の制御装置において、前記位相反転制
御手段によって、前記後輪舵角が逆相に設定されたとき
に、前記アクティブサスペンション装置が前記逆ロール
モードに移行する時期を遅延させる協調制御手段を備え
たことを特徴とする車両の後輪操舵とアクティブサスペ
ンションの協調制御装置によって達成される。
本発明による車両の後輪操舵とアクティブサスペンショ
ンの協調制御装置によれば、上記後輪操舵装置の位相反
転制御手段が、所定の条件に従って、後輪の舵角を逆相
に設定したときに、上記協調制御手段は、アクティブサ
スペンション装置が逆ロールモードに移行する時期を遅
延させるので、アクティブサスペンション装置は、通常
の走行モード、即ち、車体姿勢を走行路面に対して略水
平に保持するように目標ロール変位量が設定された走行
モードにより、各車輪の流体シリンダ装置に対する作動
流体の供給又は排出量を設定する。この結果、旋回内輪
側の車輪の流体シリンダ装置から排出される作動流体お
よび旋回外輪側の車輪の流体シリンダ装置に供給される
作動流体の流量は、逆ロールモードにより設定される供
給量および排出量よりも低減されるので、車両は、旋回
内輪及び旋回外輪の接地荷重の荷重差をさほど拡大させ
ることなく、車両全体のコーナリングフォースの低減を
大きく生じさせない。かくして、車両は、位相反転制御
装置によって得られるべき車両の回頭性を、逆ロールモ
ードによるサスペンション特性制御により損なうことな
く、好適に確保することが可能となる。
大施五 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、詳
細に説明を加える。
第1図は、本発明の実施例に係る#iA調制扉制御装置
用した後輪操舵装置の概略全体構成図である。
第1図においては、車両1は、左右の前輪2FL、2P
Rは、前輪操舵機構Aにより連係され、また、左右の後
輪2RL、 2RRは、後輪操舵機構Bにより連係され
ている。
前輪操舵機構Aは、一対のナックルアーム3PL。
3FR及びタイロッド4PL、4FRと、これらタイロ
ッド4PL、4FRを互いに連結しているリレーロッド
5Fとから略構成されている。前輪操舵機構Aには、リ
レーロッド5Fに連結されたラック(図示せず)とステ
アリングシャフト7に連結されたピニオン6とを備えた
ラックアンドピニオン式のステアリング機構Cが連係さ
れており、前輪操舵機構Aは、ハンドル8の操作変位量
、即ちハンドル舵角に応じてリレーロッド5Fを左右に
変位させ、左右の前輪2FL、2FRを転舵させるよう
に構成されている。
後輪操舵機構Bは、一対のナックルアーム3RL、3 
RR及びタイロッドAFL、APRと、これらタイロッ
ド4RL、 4RRを互いに連結しているリレーロッド
5Rと、左右の後輪2RL、 2RRを転舵させるため
の駆動源として働くサーボモータ10と、サーボモータ
10の駆動力をリレーロッド5Rに伝達するための連係
機構11とを備えており、サーボモータ10を正転又は
逆転させることにより、連係機構11を介して、リレー
ロッド5Rを左右に変位させ、左右の後輪2RL、2R
Rを転舵させるように構成されている。
また、後輪操舵機構Bは、フェイルセイフ機構として、
連係機構11に介挿され、サーボモータ10とリレーロ
ッド5Rとの連係を解除することができるクラッチ12
、および、リレーロッド5Rと車体との間に介装され、
リレーロッド5Rを常時中立方向に付勢しているスプリ
ング9aを有する中立保持手段9を備えており、サーボ
モータ10の故障時等のフェイル時には、クラッチ12
を解放して、中立保持手段9によりリレーロフト5Rを
強制的に中立位置に保持し、これによって、車両1を2
WS車両として運転し得るように構成されている。
また、車画工には、ハンドル舵角を検出するための舵角
センサ13、車速を検出するための車速センサ14、車
両1のヨーレートを検出するための角速度センサ15、
サーボモータ10の回転位置を検出するためのエンコー
ダ17、およびリレーロッド5Rの変位を検出するため
の後輪舵角センサ18が設けられている。
さらに、舵角センサ13、車速センサ14、角速度セン
サ15、エンコーダ17および後輪舵角センサ18の検
出結果が人力され、これら検出結果に基づいて、サーボ
モータ10の回転を制御するコントロールユニットU1
が設けられている。
なお、上記角速度センサ15は、角速度センサ゛15の
検出値が電気的ノイズの影響を受けるのを回避するとと
もに、角速度センサ15まわりの配線の効率化を図るこ
とができるように、コントロールユニットU1のコント
ロールボックス内に収容されている。
コントロールユニットU、は、舵角センサ13によって
検出されたハンドル舵角、即ち前輪2FL、2PRの舵
角θ、と、車体センサ14によって検出された車速Vと
に基づいて、車速Vが所定の車速v8、例えば40km
/h以下のときには、後輪の目標舵角TGθ。を次式; %式%(1) により決定し、この目標舵角TGθ、に基づいて、サー
ボモータ10を正転又は逆転させ、左右の後輪2RL、
2RRをハンドル舵角θ、に相応する転舵角だけ逆相に
転舵させる。なお、上記KF2は、車両1の特性により
定まる係数である。
また、コントロールユニットU、は、車速■が上記所定
の車速■1を超えるときには、舵角センサ13によって
検出された前輪2FL、 2FRの舵角θ4、車体セン
サ14によって検出された車速V、および角速度センサ
15によって検出された車両1のヨーレートφに基づい
て、次式; %式%(2) TGθR:後輪の目標舵角 θF =前輪の舵角 ■ :車速 φ :ヨーレート KF 、に、:車両の特性によって決まる定数 によって、後輪の目標舵角TGθ8を設定する。
ここに、KF 、に、は、次式; %式%(3) ) (4) C,、c2 :前輪及び後輪のコーナリングパワー W :重量 11 :車両の重心と前輪車軸との 距離 12 二車両の重心と前輪車軸との 距離 により求められる。
車両1の旋回初期には、上記(2)式により設定される
後輪の目標舵角TGeRは、旋回初期にヨーレートφが
未だ低い値にあり、(2)弐における第2項、即ち、K
R−V・φよりも、第1項、即ち、K、・θ、のほうが
大きいことがら、負に、即ち、逆相に設定される。コン
トロールユニットUIは、この目標舵角TG&、lに基
づいて後輪舵角を逆相に転舵させるようにサーボモータ
1oを作動させる。
これに対し、車両1の旋回に伴って、上記ヨーレートφ
が増大すると、後輪の目標舵角TGθつは、(2)式に
おける第2項の値が増大するので、正に、即ち、同相に
設定され、コントロールユニットut は、後輪舵角を
同相に転舵させるようにサーボモータ10を作動させる
従って、後輪2RR22RLは、旋回初期において車両
1のヨーイングを促すように、過渡的に逆相状態に転舵
され、車両1は、運転者のハンドル操舵に応答して、運
転者が操舵した方向に車両1の向きを迅速に変える。更
に、車両lの旋回に伴って、ヨーレートφが増大すると
、後輪2RR,2RLは、同相状態に転舵されるので、
高速旋回時の操縦安定性が確保される。
なお、コントロールユニットU、の内部構造およびフェ
イル時の制御については、前記特願平134698号に
開示されているので、該出願を引用することにより、説
明を省略する。
第2回は、第1図に示す車両に搭載されたアクティブサ
スペンション装置の概略全体構成図である。
第2図においては、車両1の左側のみが図示されている
が、車両1の右側も同様に構成されている。第2図にお
いて、車体と左前輪2PLとの間および車体と左後輪2
RLとの間には、それぞれ、流体シリンダ装置23.2
3が設けられている。
各流体シリンダ装置23内には、シリンダ本体23a内
に嵌挿したピストン23bにより、液圧室23cが形成
されている。各流体シリンダ23のピストン23bに連
結されたピストンロノド23dの上端部は、車体に連結
され、また、各シリンダ本体23aは、左前輪2FLま
たは左後輪2RLに連結されている。
各流体シリンダ装置23の液圧室23cは、連通路24
により、ガスばね25と連通しており、各ガスばね25
は、ダイアフラム25eにより、ガス室25fと液圧室
25gとに分割され、液圧室25gは、連通路24、流
体シリンダ装置23のピストン23bにより、流体シリ
ンダ装置23の液圧室23cと連通している。
油圧ポンプ28と、各流体シリンダ装置23とを流体を
供給可能に接続している流体通路30には、流体シリン
ダ装置23に供給される流体の流量および流体シリンダ
装置23から排出される流体の流量を制御する比例流量
制御弁29.29が、それぞれ、設けられている。
油圧ポンプ28には、流体の吐出圧を検出する吐出圧計
32が設けられ、また、各流体シリンダ装置23の液圧
室23c内の液圧を検出する液圧センサ33.33が設
けられている。
さらに、各流体シリンダ装置23のシリンダストローク
量を検出して、各車輪2FL、2RLに対する車体の上
下方向の変位、すなわち、車高変位を検出する車高セン
サ34.34が設けられるとともに、車両1の上下方向
の加速度、すなわち、車輪2PL、2RLのばね上の上
下方向の加速度を検出する上下加速度センサ35.35
.35が、車両の略水平面上で、左右の前輪2FL、2
FRの上方に各々1つづづおよび左右の後輪の車体幅方
向の中央部に1つ、合計3つ設けられている。
前記吐出圧計32、液圧センサ33.33、車高センサ
34.34、上下加速度センサ35.35.35、およ
び舵角センサ13、車速センサ14の検出信号は、内部
にCPUなどを有するコントロールユニットU2に入力
され、コントロールユニットU2は、これらの検出信号
に基づき、所定のプログラムにしたがって演算をおこな
い、各比例流量制御弁29.29を制御して、所望のよ
うにサスペンション特性を可変制御するように構成され
ている。
また、車室内から運転車がマニュアル操作でサスペンシ
ョン制御特性を変更することができる走行モード選択ス
イッチ20が設けられている。走行モード選択スイッチ
20は、標準走行モード(Aモード)、アクティブロー
ル走行モード(Bモード)などの走行モードを選択可能
に構成されるとともに、選択された走行モードをコント
ロールユニットU2に入力するように構成されている。
第3図は、油圧ポンプ28より各流体シリンダ装置23
へ流体を供給し、あるいは、各流体シリンダ装置23よ
り流体を排出する油圧回路の回路図である。
第3図において、油圧ポンプ28より流体を各流体シリ
ンダ装置23へ吐出する吐出管28aには、アキューム
レータ42が連通接続され、吐出管28aは、アキュー
ムレータ42の接続部分の下流側において、前輪側゛配
管43Fおよび後輪側配管43Rに分岐している。前輪
側配管43Fは、後輪側配管43Rとの分岐部の下流側
で、左前輪側配管43FLおよび右前輪側配管43FH
に分岐し、左前輪側配管43FLおよび右前輪側配管4
3FRは、それぞれ、左前輪用の流体シリンダ装置23
FLおよび右前輪用の流体シリンダ装置23PRの液圧
室23c、23cに連通している。同様に、後輪側配管
43Rは、分岐部の下流側で、左後輪側配管43RLお
よび右後輪側配管43RRに分岐し、左後輪側配管43
RLおよび右後輪側配管43RRは、それぞれ、左後輪
用の流体シリンダ装置23RLおよび右後輪用の流体シ
リンダ装置23RRの液圧室23c、23cに連通して
いる。
これらの流体シリンダ装置23FL、23FR123R
L、 23RRには、それぞれ、ガスばね25FL、2
5FR125RLおよび25RRが接続されており、各
ガスばね25FL、 25FR,25RLおよび25R
Rは、4つのガスばねユニット25a、25b。
25c、25dより構成され、これらのガスばねユニッ
ト25a〜25dは、それぞれ、対応する流体シリンダ
装置23PL、23PR,23RLおよび23RRの各
液圧室23cに連通ずる連通路24に、分岐連通路24
a、24b、24c、24dにより接続されている。ま
た、各ガスばね25FL、25FR,25RL、 25
RRの分岐連通路24a、24b、24cおよび24d
には、それぞれ、オリフィス45a、45b、45c、
45dが設けられており、これらオリフィス45a、4
5b145c、45dの減衰作用及びガスばね25FL
25FR,25RL、25RRのガス室25fに封入さ
れたガスの緩衝作用によって、車両に加わる高周波の振
動の低減が図られている。
各ガスばね25FL、 25FR,25RL、 25R
Rを構成するガスばねユニット25a、25b、25c
、25dのうち各流体シリンダ装置23FL、23FR
,23RLおよび23RRの各液圧室23cに最も近い
位置に設けられた第1のガスばねユニット25aとこれ
に隣接する第2のガスばねユニット25bとの間の連通
路24には、連通路24を開く開位置とこの通路面積を
絞る閉位置とをとることにより、連通路24の通路面積
を調整し、ガスばね25FL、25FR125RL、2
5RRの減衰力を2段階に切り換える切換えバルブ46
が設けられている。第3図には、切換えバルブ46が開
位置に位置している状態が図示されている。
油圧ポンプ28の吐出管28aのアキュームレータ42
の接続部上流側近傍には、アンロードリリーフ弁48が
接続されており、アンロードリリーフ弁48は、吐出圧
計32で測定された油吐出圧が所定の上限値以上のとき
には、開位置に切換えられ、油圧ポンプ28から吐出さ
れた油をリザーブタンク49に直接戻して、アキューム
レータ42の油圧の蓄圧値が所定の値に保持するように
制御される。このようにして、各流体シリンダ装置3へ
の油の供給は、所定の蓄圧値に保持されたアキュームレ
ータ42の蓄油によっておこなわれる。第3図には、ア
ンロードリリーフ弁48が閉位置に位置している状態が
図示されている。
ここに、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の油圧回
路は同様に構成されているので、以下、左前輪側の油圧
回路のみにつき、説明を加え、その他については、これ
を省略する。
比例流量制御弁29は、三方弁よりなり、全ボートを閉
じる閉鎖位置と、左前輪側配管43FLを油圧供給側に
開く供給位置と、左前輪側配管43FLの流体シリンダ
装置23をリターン配管52に連通ずる排出位置との三
位置をとることができるようになっている。第3図には
、比例流量制御弁29が閉鎖位置に位置した状態が示さ
れている。また、比例流量制御弁29は、圧力補償弁2
9a、29aを備えており、この圧力補償弁29a、2
9aにより、比例流量制御弁29が、供給位置または排
出位置にあるとき、流体シリンダ装置23の液圧室23
C内の液圧が所定値に保たれるようになっている。
比例流量制御弁29の流体シリンダ装置23側には、左
前輪側配管43FLを開閉可能なパイロット圧応動型の
開閉弁53が設けられている。この開閉弁53は、比例
流量制御弁29の油圧ポンプ28側の左前輪側配管43
FLの液圧を導く電磁弁54の開時に、電磁弁54の液
圧がパイロット圧として導入され、このパイロット圧が
所定値以上のときに、開閉弁53は、左前輪側配管43
FLを開き、比例流量制御弁29による流体シリンダ装
置23への流体の流量制御を可能としている。
さらに、流体シリンダ装置23の液圧室23c内の液圧
が異常上昇したときに開いて、液圧室23c内の流体を
リターン配管52に戻すリリーフ弁55、アキュームレ
ータ42接続部の下流側近傍の油圧ポンプ28の吐出管
28aに接続され、イグニッションオフ時に開いて、ア
キュームレータ42内に蓄えられた油をリザーブタンク
49に戻し、アキュームレータ42内の高圧状態を解除
するイグニッションキ一連動弁56、油圧ポンプ28の
油吐出圧が異常に上昇したときに、油圧ポンプ28内の
油をリザーブタンク49に戻して、油圧ポンプ28の油
吐出圧を降下させる油圧ポンプリリーフ弁57およびリ
ターン配管52に接続され、流体シリンダ装置23から
の流体排出時に、蓄圧作用をおこなうリターンアキュム
レータ58.58が、それぞれ設けられている。
第4A図および第4B図は、コントロールユニットU2
内のサスペンション特性制御装置のブロックダイアダラ
ムである。
第4A図および第4B図において、本実施例にかかるコ
ントロールユニットU2内に設けられたサスペンション
特性制御装置は、各車輪の車高センサ34.34.34
および34の車高変位信号XFF1% XFL% XR
R% XRLに基づいて、車高を目標車高に制御する制
御系Aと、車高変位信号XF、I、XFL% XR11
% XRLを微分して得られる車高変位速度信号YF1
% YFL、YRR,YILに基づいて、車高変位速度
を抑制する制御系Bと、3個の上下加速度センサ35.
35および35の上下加速度信号G F R、G y 
L 、 G *に基づいて、車両の上下振動の低減を図
る制御系Cと、各車輪の液圧センサ33.33.33.
33の圧力信号PFX%PFいP、、、l、PRLに基
づいて、車体のねじれを演算し、これを抑制する制御系
りより構成されている。
制御系Aには、左右の前輪2PL、2FRの車高センサ
34.34の出力XFR% XFLを加算するとともに
、左右の後輪2RL、2RI?の車高センサ34.34
の出力X llR% X RLを加算して、車両のバウ
ンス成分を演算するバウンス成分演算部60、左右の前
輪2FL、 2FRの車高センサ34.34の出力XF
R% XFLの加算値から、左右の後輪2RL、2RR
の車高センサ34.34の出力X1lR% XRLの加
算値を減算して、車両のピンチ成分を演算するピッチ成
分演算部61、左右の前輪2FL、2FRの車高センサ
34.34の出力XFR%XFLの差分XFRXFLと
、左右の後輪2RL、 2RRの車高センサ34.34
の出力XR11,XRLの差分X□−XRLとを加算し
て、車両のロール成分を演算するロール成分演算部62
を備えている。
また、制御系Aは、バウンス成分演算部60で演算され
た車両のバウンス成分および目標平均車高TMが入力さ
れ、ゲインKB、に基づいて、バウンス制御における各
車輪の流体シリンダ装置23への流体供給量を演算する
バウンス制御部63、ピッチ成分演算部61で演算され
た車両のピッチ成分が入力され、ゲインKPIに基づい
て、ピッチ制御における各車輪の流体シリンダ装置23
への流体供給量を演算するピッチ制御部64およびロー
ル成分演算部62で演算されたロール成分および目標ロ
ール変位量T、lが入力され、ゲインKRFI、KRI
II に基づいて、目標ロール変位ITRに対応する車
高になるように、ロール制御における各車輪の流体シリ
ンダ装置23への流体供給量を演算するロール制御部6
5を備えている。
こうして、バウンス制御部63、ピッチ制御部64およ
びロール制御部65で演算された各制御量は、各車輪毎
に、その正負が反転され、すなわち、車高センサ34.
34.34.34で検出された車高変位信号X FII
% X FL% X 11% X RLとは、その正負
が反対になるように反転され、その後、各車輪に対する
バウンス、ピンチおよびロールの各制御量が、それぞれ
加算され、制御系Aにおける各車輪の比例流量制御弁2
9への流量信号Q、□、QFLI % QRRI % 
QIIL+が得られる。
なお、各車高センサ34.34.34.34とバウンス
演算部60、ピッチ演算部61およびロール演算部62
との間には、不感帯器90.90.90.90が設けら
れており、車高センサ34.34.34.34からの車
高変位信号XFR% XFL、XR,I、XRLが、あ
らかじめ設定された不感帯XH1X14、XH,XHを
越えた場合にのみ、これらの車高変位信号X□、X F
L% X IIR% X R1−を、バウンス演算部6
0、ピッチ演算部61およびロール演算部62に出力す
るようになっている。
制御系Bは、車高センサ34.34.34および34か
ら入力される車高変位信号XF、l、XFいX□、XR
Lを微分し、次式にしたがって、車高変位速度信号Y 
FR% Y FL% Y 111% Y RLを演算す
る微分器66.66.66.66を有している。
Y= (X、 −Xr+−1) /T ここに、Xnは時刻tの車高変位量、X7−3は時刻t
−1の車高変位量、Tはサンプリング時間である。
さらに、制御系Bは、左右の前輪2FL、2FR側の車
高変位速度信号Y、L% Y、、Iの加算値から、左右
の後輪2RL、2RR側の車高変位速度信号YIL、Y
IIRの加算値を減算して、車両のピンチ成分を演算す
るピッチ成分演算部67aおよび左右の前輪2FL、Z
FR側の車高変位速度信号Y、L% Y、Rの差分YF
R−YFLと、左右の後輪2RL、ZRR側の車高変位
速度信号Y、L% yllllの差分YIR−YIIL
とを加算して、車両のロール成分を演算するロール成分
演算部67bとを備えている。
こうして、ピッチ成分演算部67aで演算算出されたピ
ッチ成分は、ピッチ制御部68に入力され、ゲインに、
2に基づいて、ピンチ制御における各比例流量制御弁2
9への流量制御量が演算され、また、ロール成分演算部
67bで演算算出されたピッチ成分は、ロール制御部6
9に入力され、ゲインKIF□、KIIRZに基づいて
、ロール制御における各比例流量制御弁29への流量制
御量が演算される。
さらに、ピッチ制御部68およびロール制御部69で演
算された各制御量は、各車輪毎に、その正負が反転され
、すなわち、微分器66.66.66.66で演算され
た車高変位速度信号YFR1Y F L −、Y @ 
、Is Y RLとは、その正負が反対になるように反
転され、その後、各車輪に対するピッチおよびロールの
各制御量が、それぞれ、加算され、制御系Bにおける各
車輪の比例流量制御弁29への流量信号QFIIZ 、
QFL! 、QRo 、QRL2が得られる。
制御系Cは、上下加速度センサ35.35および35の
出力G、、% G、L、GRを加算し、車両のバウンス
成分を演算するバウンス成分演算部70と、左右の前輪
2PR,2FLの上方に取付けられた上下加速度センサ
35.35の出力の1/2の和(G FR+ G FL
) / 2から、左右の後輪の車幅方向中央部に設けら
れた上下加速度センサ35の出力GRを減算して、車両
のピンチ成分を演算するピッチ成分演算部71と、右前
輪側の上下加速度センサ35の出力GFIから左前輪側
の上下加速度センサ35の出力GFLを減算して、車両
のロール成分を演算するロール成分演算部72と、バウ
ンス成分演算部70により演算されたバウンス成分の演
算値が入力され、ゲインK11ffに基づいて、バウン
ス制御における各比例流量制御弁29への流体の制御量
を演算するバウンス制御部73と、ピッチ成分演算部7
1により演算されたピッチ成分の演算値が入力され、ゲ
インKP3に基づいて、ピッチ制御における比例流量制
御弁29への流体の制御量を演算するピッチ制御部74
、および、ロール成分演算部72により演算されたピッ
チ成分の演算値が入力され、ゲインKRF3、KRR3
に基づいて、ピッチ制御における比例流量制御弁29へ
の流体の制御量を演算するピッチ制御部74と、ロール
制御部75により構成されている。
このようにして、バウンス制御部73、ピッチ制御部7
4およびロール制御部75により演算算出された制御量
は、各車輪毎に、その正負が反転され、その後、各車輪
に対するバウンス、ビソチおよびロールの各制御量が加
算され、制御系Cより出力される各比例制御弁29への
流量信号Q□1、QFLl、QIIII3およびQ、l
L3が得られる。
なお、上下加速度センサ35.35.35とバウンス成
分演算部70、ピンチ成分演算部71およびロール成分
演算部72との間には、不感帯器100.100.10
0が設けられ、上下加速度センサ35.35.35から
出力される上下加速度信号G F R、G F L 、
G *が、あらかじめ設定された不感帯Xc 、Xa 
、Xcを越えたときにのみ、これらの上下加速度信号G
 F II、G F t 、 G Rをバウンス成分演
算部70、ピッチ成分演算部71およびロール成分演算
部72に出力するようになっている。
制御系りは、左右の前輪2FL、2FRの流体シリンダ
装置23の液圧センサ33.33の液圧検出信号P、い
PFllが入力され、左右の前輪2FR12FLの流体
シリンダ装置23の液圧室23c、23cの液圧の差P
 FR’ P FLとこれらの加算値PFII+PFL
との比Pt = (PFRPFL) / (Py*+ 
P FL)を演算する前輪側液圧比演算部80a、およ
び、同様にして、左右の前輪2RL、2RI?の流体シ
リンダ装置23の液圧センサ33.33から液圧検出信
号P RL% P R11が入力され、左右の前輪2P
R,2PLの流体シリンダ装置3の液圧室23c。
23cの液圧の差PJIII  PRLとこれらの加算
値PIIII+PRLとの比Pa = (P+u+  
Put) / (PIFI+PRL)を演算する後輪側
液圧比演算部80bとを有し、後輪側の液圧の比Piを
ゲインω、に基づき、所定倍した後、これを前輪側の液
圧の比P。
から減算するウォーブ制御部80を備え、ウォーブ制御
部80の出力をゲインω、を用いて、所定倍し、その後
、前輪側では、ゲインω。を用いて、所定倍し、さらに
、各車輪に対する流体の供給制御量が、左右の車輪間で
正負反対になるように、一方を反転させ、制御系りにお
ける各比例流量制御弁29への流量信号QFR4、QF
L4 、QRR4、QRL4が得られる。
以上のようにして得られた各制御系A、B、CおよびD
における各比例流量制御弁29への流量信号は、各車輪
毎に加算され、最終的な各比例流量制御弁29へのトー
タル流量信号QFR,QFいQRRおよびQRLが得ら
れる。
第1表は、コントロールユニットU2に記憶されている
前記各制御系AXB、CおよびDにおいて用いられる制
御ゲインのマツプの一例を示すものであり、運転状態に
応じて、7つのモードが設定されている。
第1表において、モード1は、エンジンの停止後60秒
の間における各制御ゲインの値、モード2は、イグニッ
ションスイッチがオンされてはいるが、車両は停止され
、車速かゼロの状態における各制御ゲインの値、モード
3は、舵角センサ13の検出した舵角検出信号と車速セ
ンサ34の検出した車速検出信号に基づいて演算算出さ
れた車両に加わる横方向の加速度G、が0.1以下の直
進状態における各制御ゲインの値、モード4は、車両の
横方向加速度G、が0.1を越え、0.3以下の緩旋回
状態における各制御ゲインの値、モード5は、車両の横
方向加速度G、が0.3を越え、0.5以下の中旋回状
態における各制御ゲインの値、モード6は、車両の横方
向加速度G、が0.5を越えた急旋回状態における各制
御ゲインの値を、それぞれ、示しており、モード7は、
ロールモード選択スイッチ20により、アクティブロー
ル走行モード(Bモード)が選択されたときに、車両の
横方向加速度G、が0.1を越え、0.3以下の緩旋回
状態において、モード4に代わって、選択される制御ゲ
インの値を示し、車速か120km/h以上になると、
逆ロールモードが選択されていても、自動的に、モード
4に切り換えられるようになっている。第1表において
、QMAXは、各車輪の比例流量制御弁29に供給され
る最大流量制御量を示し、P MAXは、流体シリンダ
装置23の液圧室23c内の最大圧力を示し、流体シリ
ンダ装置23の液圧室23cから、流体がアキュームレ
ータ42に逆流することがないように設定され、また、
ps+nは、流体シリンダ装置23の液圧室23c内の
最小圧力を示し、流体シリンダ装置23の液圧室23c
内の圧力が過度に低下し、ガスばね25が伸びきって、
破損することがないように設定されている。第1表にお
いて、矢印は、その矢印の指し示す数値と同一の値に、
制御ゲインが設定されていることを示している。
第1表において、モード7を除き、モード番号が大きく
なるほど、走行安定性を重視したサスペンション制御が
なされるように、各制御ゲインが設定されており、コン
トロールユニットU2は、運転状態に応じて、各制御ゲ
インを、第1表に示される値に設定して、サスペンショ
ン制御をおこなう。
上記モード7、即ち、逆ロールモードが選択されたとき
に、サスペンション特性制御装置は、車両1の車体が、
旋回中心に向かって傾斜するように、目標ロール変位量
TRをIonに設定して、上記トータル流量信号Q y
 L −、Q F R−、Q II L −、Q R1
1を決定するので、トータル流量信号QFL、QFR1
Q I L % Q II Mは、旋回内輪側の流体シ
リンダ装置23.23に対応する比例流量制御弁29.
29に対して、負の可成り大きな制御量に、また、旋回
外輪側の流体シリンダ装置23.23に対応する比例流
量制御弁29.29に対して、正の可成り大きな制御量
に設定され、車体が旋回中心の側に向って傾斜される一
方、旋回内輪側の比例流量制御弁29.29は、対応す
る流体シリンダ装置23.23から比較的大量の作動流
体を排出し、旋回外輪側の比例流量制御弁29.29は
、対応する流体シリンダ装置23.23に比較的大量の
作動流体を供給して、車体を逆ロール姿勢に保持するよ
うにサスペンション特性を変更する。この結果、車両1
は、旋回内輪側の車輪と旋回外輪側の車輪の接地荷重の
荷重差が拡大して、車両全体のコーナリングフォースが
大きく低減される傾向にある。
ここに、本例においては、位相反転制御がなされている
旋回初期にかかるコーナリングフォースの低減が生じな
いように、後輪操舵装置と、アクティブサスペンション
装置とが、協調制御されている。
即ち、後輪操舵装置のコントロールユニットU1は、上
記(2)弐において演算された目標舵角TGθ7を、第
1図に示すように、アクティブサスペンション装置のコ
ントロールユニットU2に対して、位相反転信号S(第
1図及び第2図)として出力し、アクティブサスペンシ
ョン装置のコントロールユニットU2は、この位相反転
信号Sに基づいて、旋回初期に旋回内輪側の車輪と旋回
外輪側の車輪の接地荷重の荷重差が拡大しないように、
逆ロールモード、即ち、モード7に移行する時期を遅延
させる。
第5図は、アクティブサスペンション装置のコントロー
ルユニットUzにおける協調制御の制御方法を示すフロ
ーチャートである。
コントロールユニットU2は・、走行モード選択スイッ
チ20によりアクティブロール走行モード(Bモード)
が選択されており(Sl)、上記モード7に移行するた
めの上記所定の条件が成立するしたとき(52)、位相
反転信号SがコントロールユニットU2に人力されたか
否か、即ち、上記コントロールユニットU、が目標舵角
TGe尺が上記(2)式に基づいて演算されているが否
かを判定する(S3)。位相反転信号Sが人力されてい
るとき、コントロールユニットU2は更に、目標舵角T
GaRを読み込み、TGe、が負に、即ち、後輪の目標
舵角が逆相の側に設定されているときには、所定時間経
過するまで目標ロール変位量TRを設定変更せずに、直
前に選択されたモードに基づいて設定された目標ロール
変位量TRを維持し、所定時間経過後に目標ロール変位
T、を10flに設定する(S4、S5、S6、S7)
なお、車速Vが極めて高いときに、目標舵角TGa*が
旋回初期に瞬間的に逆相に設定される場合があるが、こ
のような場合には、速やかに目標ロール変位置TGe、
lを10WMに設定して、逆ロールモードの効果を確保
するのが、運転者の意図を反映する上で好ましく、この
ため、上記位相反転信号Sの入力判定(S3)と、目標
舵角T(lRの読み込み(S4)の間に、微少時間の待
ち時間を設けるのが良い。
また、コントロールユニットU2は、位相反転信号Sが
入力されていないとき、および、位相反転信号Sが入力
されているが、TGθ7が正に、即ち、後輪の目標舵角
が同相の側に設定されているときには、直ちに、目標ロ
ール変位T6をIO鶴に設定して(34、S5、S7)
、運転者が期待している車両1の逆ロール姿勢を速やか
に実現する。
以上の如く、本実施例においては、コントロールユニッ
トU1が後輪の目標舵角TGθ8を逆相に設定したとき
に、コントロールユニットU2は、サスペンション特性
制御手段が目標ロール変位量TRを逆ロールモード(モ
ード7)における予定値に設定変更するのを遅延させる
ので、旋回内輪側の車輪の流体シリンダ装置から排出さ
れる作動流体および旋回外輪側の車輪の流体シリンダ装
置に供給される作動流体の流量は、逆ロールモードによ
り設定される排出量および供給量よりも低減される。し
たがって、車両1は、位相反転がなされている旋回初期
に旋回内輪及び旋回外輪の接地荷重の荷重差をさほど拡
大させることなく、車両全体のコーナリングフォースの
低減を大きく生じさせない。かくして、車両は、位相反
転制御装置によって得られるべき車両の回頭性を確保す
ることができる。
本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。
たとえば、前記実施例においては、舵角センサ13の検
出した舵角検出信号と車速センサ14の検出した車速検
出信号に基づいて、車両の緩旋回状態又は中旋回状態を
判断しているが、車両に加わる横方向の加速度を検出す
る横Gセンサを用いて、直接に車両に加わる横方向の加
速度を検出して、車両の緩旋回状態又は中旋回状態を判
断するするようにしてもよい。
また、前記実施例においては、角速度センサ15によっ
て、車両1のヨーレートを検出しているが、車両1の重
心を挟んで、車両1の中心軸線上に前後に一対の横方向
加速度検出装置、即ち、横Gセンサを配置し、これら横
Gセンサによって検出された車両の横方向の加速度に基
づいて、車両lのヨーレートφを演算しても良い。
光所至四果 本発明の上記構成によれば、高速走行時の旋回初期に後
輪舵角を過渡的に逆相に設定することができる位相反転
制御手段を備えた後輪操舵装置と、車両の姿勢を選択的
に逆ロール状態に制御することができる逆ロールモード
を有するアクティブサスペンション装置とを備えた車両
において、位相反転制御手段による後輪の逆相操舵によ
って得られる旋回初期の車両の回頭性を、逆ロールモー
ドによるサスペンション特性制御により損なうことなく
、好適に確保することができる制御装置を提供すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る協調制御装置を適用し
た後輪操舵装置の概略全体構成図である。 第2図は、本発明の実施例に係る協調制御装置を適用し
た車両のアクティブサスペンション装置の概略全体構成
図である。第3図は、油圧ポンプより流体シリンダ装置
へ流体を供給し、あるいは、これらより流体を排出する
アクティブサスペンション装置の油圧回路の回路図であ
る。第4A図及び第4B図は、アクティブサスペンショ
ン装置のコントロールユニット内のサスペンション特性
制御装置のブロックダイアグラムである。第5図は、ア
クティブサスペンション装置のコントロールユニットに
おける協調制御の制御方法を示すフローチャートである
。 1・・・・車両、 2FL・・・・左前輪、   2FR・・・・左後輪、
2RL・・・・右前輪、    2RR・・・・右前輪
、3FL、3FR13RL、3RR・・・・ナックルア
ーム、4FL、4FR,4RL、 4RR・・・・タイ
ロッド、5F、5R・・・・リレーロノ 6・・・・ピニオン、 7・・・・ステアリングシャツ 8・・・・ハンドル、 9・・・・中立保持手段、 0・・・・サーボモータ、 1・・・・連係機構、 2・・・・クラッチ、 3・・・・舵角センサ・ 4・・・・車速センサ、 5・・・・角速度センサ、 7・・・・エンコーダ、 8・・・・後輪舵角センサ、 0・・・・走行モード選択スイ 3・・・・流体シリンダ装置、 3FL・・・・左前輪用の流体シリ 3FR・・・・右前輪用の流体シリ 3RL・・・・左後輪用の流体シリ 3RR・・1.右後輪用の流体シリ 3a・・・ シリンダ本体、23 ト、 ド、 ソチ、 ンダ装置、 ンダ装置、 ンダ装置、 ンダ装置、 b・・・ ピストン、 3C・・・・液圧室、 3d・・・・ピストンロノド、 4・・・・連通路、 4a、24b、24C124d−・・・分岐連通路、5
・・・・ガスばね、 5FL・・・・左前輪用ガスばね、 5FR,・、・右前輪用ガスばね、 5RL・・・・左後輪用ガスばね、 5RR・・・・右後輪用ガスばね、 5a、25b、25c、25 d・・−、ガスばねユニ
ット、 5e・・・・ダイアフラム、 5f、、、、ガスばねのガス室、 5g・・・・ガスばねの液圧室、 8・・・・油圧ポンプ、   28a・・・・吐出管、
9・・・・比例流量制御弁、 9a・・・・圧力補償弁、 0・・・・流体通路、  32・・・・吐出圧針、3・
・・・液圧センサ、  34・・・・車高変位センサ、
5・・・・上下加速度センサ、 37・・・・コントロールユニット、 42・・・・アキュームレータ、 43F・・1.前輪側配管、 4 43FL・・・・左前輪側配管、 43FR・・・・右前輪側配管、 43RL・・・・左後輪側配管、 43RR・・・・右後輪側配管、 45a、45b、45c、45 46・・・・切換えバルブ、 48・・・・アンロードリリーフ弁、 49・・・・リザーブタンク、 52・・・・リターン配管、 53・・・・開閉弁、   54・・・・電磁弁、55
・・・・リリーフ弁、 56・・・・イグニッションキ一連動弁、57・・・・
油圧ポンプリリーフ弁、 58・・・・リターンアキュムレータ、A・・・・前輪
操舵機構、 B・・・・後輪操舵機構、 Ul・・・・後輪操舵装置のコントロールユニット、d
・・・・オリフィス、 3R・・・・後輪側配管、 U2・・・・アクティブサスペンション装置のコントロ
ールユニット。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高速走行時の旋回初期に後輪舵角を過渡的に逆相に設定
    することができる位相反転制御手段を備えた後輪操舵装
    置と、車両の姿勢を、所定の条件に従って選択的に、逆
    ロール状態に制御することができる逆ロールモードを有
    するアクティブサスペンション装置とを備えた車両の制
    御装置において、前記位相反転制御手段によって、前記
    後輪舵角が逆相に設定されたときに、前記アクティブサ
    スペンション装置が前記逆ロールモードに移行する時期
    を遅延させる協調制御手段を備えたことを特徴とする車
    両の後輪操舵とアクティブサスペンションの協調制御装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0648143A (ja) * 1992-07-31 1994-02-22 Mitsubishi Motors Corp 電子制御サスペンション装置
JP2017510503A (ja) * 2014-04-11 2017-04-13 ジャガー ランド ローバー リミテッドJaguar Land Rover Limited 運転シナリオ構成のシステム及び方法

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