JPH03231014A - アクティブサスペンション装置 - Google Patents

アクティブサスペンション装置

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JPH03231014A
JPH03231014A JP2691590A JP2691590A JPH03231014A JP H03231014 A JPH03231014 A JP H03231014A JP 2691590 A JP2691590 A JP 2691590A JP 2691590 A JP2691590 A JP 2691590A JP H03231014 A JPH03231014 A JP H03231014A
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JP
Japan
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wheel speed
wheel
vehicle
wheels
oil pressure
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JP2691590A
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English (en)
Inventor
Masanori Yamamoto
真規 山本
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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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、前後輪のロール剛性配分比を前後輪の車輪速
に応じてアクティブに変更せしめるアクティブサスペン
ション装置に関する。 [従来技術] 従来、この種の装置として特開昭第63−11408号
公報に開示されたものが知られている。 同装置によれば、車両のステア特性(アンダーステ乙 
ニュートラルステ乙 オーバーステア)を所望の特性と
するために、車両の旋回状態を検出し、同検出した車両
の旋回状態に応じて車両の左右輪間移動荷重の前後輪配
分比を制御している。
【発明が解決しようとするallgl しかし、車両の旋回状態を検出するとすると、同検出される旋回状態は車両に挙動変化が生じた後に検出されることになるため、いきおい制御系に遅れが生じるのを妨げられない。 本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、車両の挙動変化前の兆候であるスリップ状況を検出して制御を行なうことにより制御系の遅れを防止することが可能なアクティブサスペンション装置を提供することを目的とする。 【a題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、
第1図に示すように、前後輪のロール時性配分比を変更
可能なロール剛性変更機構1と、前輪の車輪速を検出す
る前輪車輪速センサ2と、後輪の車輪速を検出する後輪
車輪速センサ3と、上記前輪車輪速センサ2と後輪車輪
速センサ3とによりて検出された前輪の車輪速と後輪の
車m遜とに応じて車輪速が小さい側のロール剛性配分旦
を高めるように上記ロール剛性変更機構を制御する制御
手段4とを備えたことにある。 〔発明の作用1 上記のように構成した本発明においては、ロール剛性変
更機構1を備えて前後輪のロール剛性6e分比を変更可
能としているが、このとき前輪車騙速センサ2と後輪車
輪速センサ3とによって前穢輪の車輪速を検出し、制御
手段4はこの検出さ右た前輪側の車輪速と後輪側の車輪
速とに応じて1輪速か小さい側のロール剛性配分比を高
めるように上記ロール剛性変更機構を制御する。 すなわち、旋回時には荷重の減少した内輪側が加速スリ
ップしがちであるため、前輪の車輪速か後輪の車輪速よ
り大きくなって前輪側がスリップしていると判断される
場合は後輪側のロール剛性配分比を高めて前輪内輪の接
地荷重を確保するし、また、後輪の車輪速が前輪の車輪
速より大きくなって後tlk側がスリップしていると判
断される場合は前輪側のロール剛性を高めて後輪内輪の
接地荷重を確保する。
【発明の効果] 上記作用説明からも理解できるとおり、本発明4こよれ
ば、車輪のスリップ状況に基づき車両に挙動変化が生じ
る前にロール剛性配分比を変更することによって加速ス
リップしている車輪の接地荷重を確保している。このた
め、車両に挙動変化が生じる前に同スリップを解消する
ことができ、制御系に遅れが生じるのを防止する事が可
能なアクティブサスペンション装置を提供することがで
きる。 【実施例】 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、第
2図は本発明に係る車両の全体を概略的に示している。 この車両は各車輪FWI、FW2.RW1.RW2の車
軸支持部材と車体BDとの間に設けられて車体BDを支
持する各サスペンション機構A1〜A4を備えている。 左前11iIFW l用のサスペンション機構AIは、
第2図及び第3図に示すように、一端にて車体BDに回
動可能に接続されかつ他端にてナックルアーム11に回
動可能に接続されたサスペンションアーム15を有し、
同アーム15はナックルアーム11を介して左前輪FW
Iを車体BDに接続している。このサスペンションアー
ム15と上端にて車体BDに回動可能に接続された支持
部材21との間には、スプリング25が介装されるとと
もに、下端にてサスペンションアーム15に回動可能に
接続されたロッド31の上端に固定したピストン35を
収容したアクチュエータとしての油圧シリンダ41が介
装されており、同シリンダ41内の油圧力及び上記スプ
リング25の弾撥力により車体BDがサスペンションア
ーム15に対して支持されている。 また、右前輪FW2及び左右後輪RWI、RW2用のサ
スペンション機構A2〜A4も、上記サスペンション機
構A1と同様の構成をなし、右前輪FW2についてのナ
ックルアーム12を除き、サスペンションアーム16〜
18、スプリング26〜28、ロッド32〜34、ピス
トン36〜38及び油圧シリンダ42〜44などの共通
の部材をそれぞれ備え、車体BDを支持している。 油圧シリンダ41〜44の各油室には圧力制置バルブ4
5〜48がそれぞれ接続されており、各バルブ45〜4
8は各供給ボートにて油圧ポンプPに接続されるととも
に各排出ボートにてリザーバRに接続され、油圧シリン
ダ41〜44内の作動油圧を入力If御倍信号応じた値
にそれぞれ維持制御する。また、各油圧シリンダ41〜
44と各圧力制御バルブ45〜48とを接続する各油路
と、リザーバRに連通する各油路との間には、電磁切り
換えバルブ51〜54がそれぞれ介装されている。各電
磁切り換えバルブ51〜54は非励磁状態にてスプリン
グにより第1状態に設定されて上記各油路間を連通させ
、かつ励磁状態にて第2状態(図示状態)に設定されて
上記各油路間の連通を禁止する。 また、当該車両は左右曲11kFW1.FW2を操舵す
る前輪操舵機構Bを備えている。同前輪操舵機構Bはタ
イロツド55.56及びナックルアーム11,12を介
して左右前輪FWI、FW2を操舵可能に連結したラン
クパー57を備え、同バー57はビニオン58及び操舵
軸61を介して操舵ハンドル62に接続されている。 さらに、当該車両は各サスペンション機構A1〜A 4
を電気的に制御する電気制御回路Cを備えており、同制
御回路Cはサスペンション制御用のマイクロコンピュー
タ74を有している。 マイクロコンピュータ74はバス74aに接続されたR
OM、74b、CPU74c、RAM74d及びI /
 074 eからなる。ROM74bは第4図のフロー
チャートに対応したサスペンション制御プ+″1グラム
を記憶するとともに、第5図に示すよう3こ前後輪の車
輪速差ΔVに従って変化する前輪側及び後輪側の各ロー
ル剛性分配率データKGRF、  KGRRを達成する
油圧シリンダ41〜44の目標油圧Pl*〜P4本のテ
ーブルデータを記憶している。CPU74cは上記プロ
グラムを実行するものであり、RAM 74 dは上記
プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するもの
である。 I / O74eは外部回路との信号の授受を行なうも
ので、同I / O74eには各車輪速センサ70〜7
3がA/D変換回路75を介して接続されているほか、
油圧センサ77、 78. 81. 82がそれぞれ接
続されている。各車輪速センサ70〜73は各車輪FW
I、FW2.RWI、RW2の回転速度に比例して上昇
する電圧信号により各輪の車輪速をアナログ値で表す車
輪速信号VFLa。 V FRa、  V RLa、  V RRaを出力し
、A/D変換回路75は同車輪速信号V FLa、  
V FRa、  V RLa、  V RRaをA/D
変換してディジタル値の車輪速信号V FL。 VFR,VRL、  VRRを出力する。油圧センサ7
7゜78.81.82は油圧シリンダ41〜44にそれ
ぞれ連通する各油路内に向けて圧力制御バルブ45〜4
8の各出力ボート部に組み付けられ、各油路内の油圧P
1〜P4を検出して同油圧P1〜P4を表す各検出信号
をそれぞれ出力する。 また、 丁/ 074 eには駆動回路83〜86及び
励磁回路87が接続されている。各駆動回路83〜86
はマイクロコンピュータ74から供給される各目標油圧
値P1*〜P4*を表す#J御データをそれぞれ記憶す
る機能を有し、該各記憶制御データに応じて各目標油圧
MP1*〜P4*を表す制御信号を各圧力制御バルブ4
5〜48に供給する。 励磁回路87はマイクロコンピュータ74から供給され
る励磁・非励磁データを記憶する機能を有し、該各記憶
データに応じて各電磁切り換えバルブ51〜54を同時
に励磁又は非励磁制御する。 次に、上記のように構成した実施例の動作を説明する。 車両を発進させるためにイグニッションスイッチ(図示
しない)が閉成されると、CPU74cは第4図に示す
サスペンション制御プログラムの実行を開始する。 サスペンション制御プログラムの実行においては、CP
U74cはステップ100にて各種変数の初期化を行な
う初期設定処理を実行する。また、この初期設定処理で
は、CP U 74 cは励磁回路87へ励磁データを
出力し、同励磁回路87は電磁切り換えバルブ51〜5
4を励磁制御する。これにより、同バルブ51〜54は
それぞれ第2状゛態(第2図の状態)に設定されて、各
油圧シリンダ41〜44に連通する各油路とリザーバR
に連通ずる油路との連通がそれぞれ禁止される。 初期設定が終了すると、以後、CP U 74 cはス
テップ200〜500の処理を繰り返し実行し、車両の
走行状態に応じて最適なロール剛性配分となるように制
御する。 同制御においては、まず、ステップ200にて各車輪F
WI、FW2.RWI、RW2の車輪速VFL、  V
FR,VRL、  VRRを入力する。同車輪速VFL
、  VFR,VRL、  VRRはA/D変換回路7
5を介して工1074eに入力されており、CPU74
Cは同工/ 074 eよりバス74aを介して同車輪
速VFL、  VFR,VRL、  VRRを入力し、
RAM 74dの所定領域に記憶せしめる。 車輪速VFL、  VFR,VRL、  vttRカ求
メラレタラ、ステップ300にて前後輪の車輪速差Δ■
を次式に基づいて算出する。 工 Δv=  (VFL+VFR−VRL−VRR)・ (
1)上式から明らかなように車輪速差ΔVは前輪の加速
スリップ時に正となり5 後輪の加速スリップ時に負と
なる。前#i駆動車では、旋回中に前輪内輪が加速スリ
ップしやすく、かかる場合は旋回時の左右輪間移動荷重
を後輪でより大きく負担せしめることにより、前輪内輪
側の荷重移動が減少して接地荷重を確保し、コーナリン
グフォースを高めることができる。また、後輪駆動車で
は、旋回中に後輪内輪が加速スリップしやすく、かかる
場合は旋回時の左右輪間移動荷重を前輪でより大きく負
担せしめることにより、後輪内輪側の荷重移動が減少し
て接地荷重を確保し、コーナリングフォースを高めるこ
とができる。 左右輪間移動荷重はロール剛性配分を高めることによっ
て負担する割合が大きくなるから、車輪速差ΔVと上述
した加速スリップとの関係から、第5図に示すようなロ
ール剛性分配率データKG′RF、 KGRRを定めれ
ば、コーナリングフォースが確保されて常に安定した走
行を行なうことができる。 なお、本実施例では、上記油圧シリンダ41〜44の油
圧を増減せしめることによってロール剛性配分制御を行
なうこととし、より具体的には、前後輪の車輪速差ΔV
に応じたロール剛性配分となるように油圧シリンダ41
〜44の目標油圧値Pl*〜P4*を算出し、各駆動回
路83〜84に同目標油圧値P1*〜P4*を設定して
各油圧シリンダ41〜44内油圧が目標油圧P1*〜P
4*となるようにせしめる。なお、各油圧シリンダ41
〜44内の油圧P1〜P4は油圧センサ77.78゜8
1.82によって検出されており、CPU74Cは目標
油圧値P1*〜P4*と同検呂油圧P1〜P4との差が
大きい場合はフェイルと判斬して処理を中止する。 フローチャートではステップ300にて車輪速差Δ■が
演算された後、ステップ4o○にてROM74b内にテ
ーブルとして記憶された所定のマツプより同ΔVから目
標油圧値P1*〜P4*へ換算する。 その後、ステップ500にてロール剛性配分制御を実行
する。すなわち、工1074eを介して上記換算された
目標油圧値P1*〜P4*を駆動回路83〜86に設定
すると、当該駆動回路83〜86が同油圧(11!P1
*〜P4*となるように各圧力制御バルブ45〜48を
駆動する。 車両の走行中は、上記処理が常に繰り返し実行されてお
り、車輪速差ΔVに応じて目標油圧値Pl*〜P4本が
算出されるとともに、油圧シリンダ41〜44の油圧が
同値となるように適宜制御されている。 ここで、前輪駆動車の走行中における上記ロール剛性配
分制御を走行状態に応じて説明する。 車両が直進していると、各車輪における摩擦円は第6図
にて一点鎖線で示すようにほぼ全輪一応となっており(
前後輪の荷重配分比が50:50の車両の場合)、通常
の走行では加速スリップも生じていない。従って、ステ
ップ200にて入力された車輪速VFL、  VFR,
VRL、  VRRがらステップ300にて演算される
車輪速差ΔVもrOJ となり、ステップ400にて第
5図に示す車輪速差ΔVがrOJであるときのロール剛
性配分率となるように目標油圧値P1*〜P4*がマツ
プ換算される。この結果、CPU74cはI / 07
4 eを介して同目標油圧値P1木〜P4本を駆動回路
83〜86に出力し、同駆動回路83〜86が各油圧シ
リンダ41〜44の油圧を同目標油圧値P1*〜P4本
 となるように各圧力制御バルブ45〜48を制御する
。同圧力制御バルブ45〜48が各油圧シリンダ41〜
44と油圧ポンプP及びリザーバRとの連通状態を適宜
変更せしめることによって同油圧シリンダ41〜44の
油圧を目標油圧WPIネ〜P4*とする結果、ロール剛
性配分は第5図に示す初期設定状態のようになる。 しかし、車両が左に旋回すると遠心力の働きにより左右
輪間で荷重移動が生じ、摩擦円は実線のように外輪側が
大きくなり、内輪側で小さくなる。 このため、前輪駆動車では前輪内輪の摩擦内を越える駆
動力とコーナリングフォースがかかった時点より前輪内
輪が加速スリップし始める。 @輪内輪の加速スリップにより、ステップ300にて演
算される車輪速差Δ■は正の値となり、当該車輪速差Δ
Vに対応するロール剛性分配率データK GRF、  
K GRRは第5図に示すように後輪側の分配率KGR
Rが大きくなるとともに前輪側KGRFの分配率は小さ
くなって、ステップ400におけるマツプ換算ではかか
る分配率となるような目標油圧値P1*−P4*が車輪
速差ΔVより換算される。 すなわち、後輪側の油圧シリンダ43.44の目標油圧
値P3木、P4*が大きめの値となり、前輪側の油圧シ
リンダ41.42の目標油圧値21本。 P2*が小さめの値となる。 すると、CPU74 cはI / O”/ 4 eを介
して先はどの直進状態における目標油圧値目標油圧値p
 ] * (OLD)〜P4本(OLD)とは異なる目
標油圧値P1*−P4*を駆動回路83〜86に出力す
る。同駆動回路83〜86はそれぞれ圧力制御バルブ4
5〜48を制御するが、上述したように油圧シリンダ4
3.44の目標油圧値P3*、  P4*は大きめの値
となり、前輪側の油圧シリンダ41.42の目標油圧値
P1*、  P2木は小さめの値となっている。従って
、前輪側の圧力制御バルブ45,46は油圧シリンダ4
1.42とリザーバRとを連通せしめてシリンダ内油圧
を目標油圧値21本。 P2*  となるまで減少させる。一方、後輪側の圧力
制御バルブ47.48は油圧シリンダ43,44と油圧
ポンプPとを連通せしめてシリンダ内油圧を目標油圧値
P3*、  P4*となるまで増加せしめる。かかる制
御により、ロール剛性配分は第5図に示すΔ■が正のと
きにおける配分となる。 すなわち、後輪側における左右輪間移動荷重の負担割合
が大きくなり、摩擦内は二点鎖線で示すように後輪外輪
RW2の摩擦内がさらに大きくなり、後輪内輪RWIの
摩擦内はさらに小さくなる。 後輪は駆動輪でないため、たとえ内輪側の摩擦内が小さ
くなってもそれほど大きな影響はない。しかし、前輪側
における左右輪間移動荷重の負担割合は小さくなるため
、前輪内輪FWI、前輪外輪FW2の摩擦内は直進時の
それに近くなる。すなわち、前輪内輪FWIの摩擦内は
大きくなって加速スリップを抑制するように作用するこ
とになる。 以上の例では、前輪駆動車を例としたが、後輪駆動車で
も同様である。すなわち、後輪内輪が加速スリップした
場合に前輪側のロール剛性を高めることにより、後輪側
の左右輪間移動荷重の負担割合を小さくし、後輪内輪の
摩擦内減少を防止して加速スリップを防ぐ。 通常、旋回時に前輪内輪がスリップを開始したとすれば
、所定時間経過後にはフロントドリフトアウトしてしま
うであろうし、逆に後輪内輪がスリップを開始したとす
れば、所定時間経過後にはテールスライドが始まってし
まう。しかるに、本実施例においてはスリップ開始時に
かかる所定時間経過後の状態を予測し、ロール剛性配分
制御によってスリップ輪の接地荷重を確保するため、ス
リップ輪も速やかに路面をグリップし、上記問題は生じ
ない。 以上のような動作説明からも理解できるとおり。 上記実施例によれば、車輪のスリップ状況を検出して同
スリップをなくす方向にロール剛性配分を制御している
ため、車輪がスリップして車体に挙動変化が生じてから
制御を開始する場合に比べて制御系の遅れを防止するこ
とができる。 また、車体に生じる挙動変化を検出するセンサ。 例えばヨーレートセンサなどは高価であり、車両の製造
コストを高くしてしまったり、雑音成分が多く信頼性に
欠けるなどの問題点もあるが、車輪速を検出すれば安価
かつ信頼性の高い制御系を構成することができる。 なお、上記実施例においては、車輪速差ΔVが正の側と
負の側との両方を考慮してマツプ換算をしているが、前
輪駆動車では正の側だけ、後輪駆動車では負の側だけと
する事もできる。ロール剛性配分の変更機構については
、油圧シリンダに限らず他の機構、例えば空気バネのバ
ネ係数を変更するような構成とする事もできる。 また、第5図に示すロール剛性分配率データと車輪速Δ
Vとの関係はあくまでも一例を示しているにすぎず、同
曲線を適宜所定のものとすれば任意のステア特性が得ら
れることはいうまでもない。 第7図には、上記実施例における制御系をハードウェア
で構成した他の実施例における制御部を概略的にブロッ
ク図で示している。 本実施例においては、車輪速センサ90〜93が各車輪
FWI、FW2.RWI、RW2の車輪速を検出してデ
ィジタル値の車速信号V FL、  V FR。 V RL、  V RRを出力し、同検出された車速信
号V PL。 VFR,VRL、  VRRはD/A変換回路94に入
力されている。同り/A変換回路94はこのディジタル
値の車輪速信号VFL、  VFR,VRL、  VR
Rヲ7ナログ値の車輪速信号V FLa、  V FR
a、  V RLa、  V RRaに変換するととも
に、内部のフィルタによって高周波成分をカットして出
力する。 同アナログ値の車輪速信号V PLa、  V FRa
、  V RLa、 VRRaは車輪速差Δ■をアナロ
グ演算する第1の演算回路95に入力されており、同演
算回路95は上述した(1)式に基づく演算を行ない、
演算された車輪速差信号ΔVをローパスフィルタ96を
介してロール剛性分配率を計算する第2の演算回路97
に入力せしめている。同第2の演算回路97は車輪速差
信号Δ■に基づいて前輪側及び後輪側のロール剛性分配
率データK GRF、  K GRRをアナログ演算す
る。同データK GRF、  K GRRの出力光は図
示していないが、本実施例では他の演算回路にて油圧シ
リンダ41〜44の目標油圧値Pla*〜P4a* (
アナログ値)を求めている。また、この他にも同データ
K GRF、  K GRRを増幅回路のゲインとし、
初期設定時における目標油圧値P1a*〜P4a*に乗
算するかたちにしても良い。アナログ値の目標油圧値F
La木〜P4a*が求められたら、同値を表す信号をA
/D変換して駆動回路83〜86に出力する。この際、
直接、アナログ値の目標油圧+1iPla*〜P4a木
に応じて各圧力制御バルブ45〜48を制御する駆動回
路で構成しても良い。なお、上記構成においてフィルタ
が挿入されているのはピーク状の雑音信号によフて制御
が乱れることのないようにするためである。 かかる構成のもとでは、順次検出され、出力されるディ
ジタル値の車輪速信号V FL、  V FR,V R
L。 VRRに基づき、アナログ演算によって油圧シリンダ4
1〜44の目標油圧(+1! P 1a* −P 4a
*が算出され、上述した実施例と同様に旋回時における
内輪の加速スリップを抑制することになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は上記特許請求の範囲に記載した本発明の構成に
対応するクレーム対応図、第2図は本発明の一実施例を
示す車両の全体概略図、第3図は第2図の一車輪に対応
したサスペンション機構の詳細図、第4図はサスペンシ
ョン#J御プログラムに対応したフローチャート、第5
図はロール剛性分配率データを示すグラフ、第6図はロ
ール剛性制御によって変化する摩擦内の変化状態を示す
図、第7図は他の実施例を示す図である。 符  号  の  説  明 A1−A4・・・サスペンション機構、B・・・前I1
1操舵機構、C・・・電気制御回路、FWI、FW2・
・・前輪。 RWI、RW2 ・後輪、15〜18・・・サスペンシ
ョンアーム、25〜28・・スプリング、41〜44・
・・油圧シリンダ、45〜48・・・圧力制御バルブ、
51〜54・・・電磁切り換えバルブ、 70〜73・
・・車輪速センサ、74・・・マイクロコンピュータ、
77.78,81.82・・・油圧センサ。 出」人  トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 前後輪のロール剛性配分比を変更可能なロール剛性変更
    機構と、 前輪の車輪速を検出する前輪車輪速センサと、後輪の車
    輪速を検出する後輪車輪速センサと、上記前輪車輪速セ
    ンサと後輪車輪速センサとによって検出された前輪の車
    輪速と後輪の車輪速とに応じて車輪速が小さい側のロー
    ル剛性配分比を高めるように上記ロール剛性変更機構を
    制御する制御手段と を備えたことを特徴とするアクティブサスペンション装
    置。
JP2691590A 1990-02-06 1990-02-06 アクティブサスペンション装置 Pending JPH03231014A (ja)

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JP2691590A JPH03231014A (ja) 1990-02-06 1990-02-06 アクティブサスペンション装置

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JP2691590A JPH03231014A (ja) 1990-02-06 1990-02-06 アクティブサスペンション装置

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6490812A (en) * 1987-10-02 1989-04-07 Nissan Motor Synthetic controller for roll rigidity and differential limit force

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