JPH04201612A - 車両運動制御システム - 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、自動車のサスペンション制御装置に係り、特
に、乗用車に使用するに好適な電子制御式サスペンショ
ン制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のサスペンション制御装置としては、日経メカニカ
ル（１９８’３年１２月５日発行）に開示されているよ
うな、車高を検出して、サスペンション力を制御するも
のが公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このものでは車の急加減速時のような高速動
作に対応できない欠点がある。

本発明の目的は、サスペンションに作用する力をディジ
タルコンピュータで予測し、高速動作に際しても対応で
きるサスペンション制御装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

−本発明は、車速、舵角、燃料供給量等の変数を検出し
、これらの検出量から、サスペンションに作用する力を
予測するものである。

〔作用〕

この作用力につり合う操作力を時間遅れなく、発生させ
、車体の振動を防止するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。第１
図において、車体１は、ばね３を介して車輪２に支持さ
れている。また、ばね３と並列にダンパ４が配置されて
いる。さらに、操作力発生器５で車体１が支持されてい
る。ポンプ６の圧力媒体（ガス、油）を制御弁７で制御
し、操作力発生器５に導く。制御弁７は、ディジタルコ
ンピュータ８の８力で制御される。

第２図は、ディジタルコンピュータ８の動作フローチャ
ートを示したものである。公知の技術で、車速Ｖ、前舵
角を検出し、これをコンピュータ８に人力し、最適ピッ
チ角θを演算する。これを基に、制御弁７を制御し、操
作力発生器５の圧力を高め、最適ピッチ角θ−こなるよ
うに１発生器５を制御する。これ番こより、車体１に作
用する空力学的抵抗の垂直成分が増し、車輪３に作用す
る力が増し、車の旋回性が増す。

サスペンションには、ばね３と並列に、測長器９が設け
られている。前サスペンションと後サスペンションの測
長器９の信号、ｈｌ、ｈ２からθが演算される。

また、最適θを与える発生器５の圧力Ｐ２は、車体１の
質量７重心Ｇが与えられれば、演算することができる。

これらは、ｈｌ、ｈ２を測定することによって、予め求
めておくことができる。このような演算プロセスを付加
することによって、Ｐ２を予め求めておくことによって
、舵角δに対する最適Ｐ２を、瞬時に発生することがで
きる。

したがって、従来の装置のように、θが最適値になるよ
うに、閉ループ制御するのに比べ、高速動作が可能で、
舵角δの変化に瞬時に対応することができる。

第２図（ｂ）のフローチャートに示したごとく。

舵角δがＯ２すなわち直進のとき、あるいは、車速が零
のときのｈｌ、ｌｈ２を測定することによって、車体１
の質量２重心Ｇの位置を求めることができる。また、路
面が水平かどうかを判別するため。

傾斜センサ１ｏの信号がコンピュータ８に入力される。

これらのデータにより、車の質量１重心Ｇの位置が求め
られ、これらの値は、走行中でも、時々刻々に更新され
、記憶装置ＲＡＭに記憶されている。舵角δが零以外に
なったら、あらかじめ、記憶装置ＲＯＭに記憶されてい
る特性値を基に。

最適Ｐ２が演算され、車体１に最適な、ピッチ角θを与
える。このピッチ角θを、傾斜センサ１０で検出し、修
正動作登行う、ここで、 θ＝に□（ｐ、−ｐ、）　　　　　　　　　　＝（１）
の関係があるので、実測のθｍを基に、に工を求め、ｋ
□を更新することができる。このようにに０を更新する
ことによって１次の動作が確実になる。このようにして
、舵角に応じて、空力学的力の垂直方向成分を増すよう
に、ピッチ角が制御される。

第３図は本発明の他の実施例を示したものである。車体
１は、操作力発生器５を介して、車輪２に支持されてい
る。車体１にはエンジン１１が搭載されている。ハンド
ル１３の回転によって、ラック機構１２が動き、前輪２
にすベリ角が生じる。

ハンドル１３の舵角δは、舵角センサ１４で検出される
。

第４図に示したごとく、車速ｖ、前舵角を、コンピュー
タ８に入力することによって第４（ｂ）図のフローチャ
ートで示すごとく、正常路面状態の遠心力を求めること
ができ、また、各車輪に作用するサスペンション作用力
、並びに、これとつり合う操作力ｐ１．ｐ２．ｐ３．ｐ
４が求まる。したがって、制御弁７を制御することによ
って、瞬時に、操作力発生器５に、最適な操作力を与え
ることができ、旋回時のロール角の変動を防止すること
ができる。従来、ロール角を′閉ループ制御する場合に
比べ、応答性が高い。このようにして、遠心力による車
のロール運動を防止することができる。

操作力Ｐ１．Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、の最適値は、車体１の質
量、第２（ｂ）図のフローチャートで求めた重心Ｇの位
置、路面の傾きからあらかじめ求められる。これらは、
前述した第４図（ｂ）図の方法で、求めることができる
。

第５図は、本発明の他の実施例を示したものである。ブ
レーキペダル１５をふみ込むと、油圧シリンダ１６の圧
力が高まり、配管１７を介して、圧力が、各車輪２のブ
レーキ装置に伝達される。

車体１には、レーダドプラー型の対地速度計１８が設け
られている。これと車輪２の回転から、車輪２のすべり
が測定される。

第６図に示したように、すべりと車速をコンピュータ８
に入力し、すべりが大きい場合は、車両に作用する空力
学的力の垂直下向き成分が増すようにピッチ角θを増し
、車輪２の荷重を増し、すべりを低減することができる
。また、最適なブレーキ圧になるように、制御弁１９を
制御することができる。第５図の配管１７の一部に圧力
センサ２０を取付けることによって、ブレーキふみ力を
測定することができる。

第６図に示したように、車速、ブレーキふみ力をコンピ
ュータ８に入力し、車体１の減速度を求め、車体１の慣
性力を演算する。これを基に、サスペンションの作用力
を求め、これにつり合う、操作力Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、、Ｐ
、を求める。これを操作力発生器５に与えることによっ
て、ピッチ角θを制御することができる。

また、公知の車間レーダの信号に応じて、ブレーキふみ
力を制御し、車間を制御する際も、上記の手法で、第６
　（ｂ）　＠のごとくピッチ角θを自動的に制御するこ
とができる。

以上、サスペンション作用力を、操作力発生器５の圧力
でつり合わせる手段を開示したが、ダンパ４のオリフィ
ス径、油圧、油量を変化しても、同じ様に制御すること
ができる。また、ソレノイド等の電磁力でも、制御する
ことが可能である。

いま、ばね３のばね定数をＫとすると、測長器９の信号
り、、ｈ２．ｈ、、ｈ、ｃ四輪の場合）と車の重量Ｗの
関係は、 ｗ　＝Ｋ（ｈ　１＋　ｈ　２　＋　ｈ　ｘ　＋　ｈ　＊
　）　　　　　　・・・（２）となる。Ｋは車固有の値
で、あらかじめ記憶装置ＲＯＭに記憶されており、ｈ１
＋ｈ、、ｈ□９　ｈ、の情報をコンピュータ８に入力す
ることによって、Ｗを求めることができる。

また、操作力発生器５の操作力ｐ工Ｔ　Ｐａｎ　Ｐｘｅ
ｐ、に対して、 Ｗ　　Ｋ　ｈ　＋　（Ｐ　１＋　Ｐ　２　＋Ｐ　３　＋
　Ｐ　４　）　　　　・・（３）ここに　ｈ：制御時の
測長器９の信号 のごとく、ｐユｅ　Ｐａｙ　Ｐａｎ　Ｐ４を測定するこ
とによっても、Ｗを求めることができる。

一般に、ばね３の下の質量は、タイヤ等であり、車が定
まれば一定である。これに対して、ばね３の上の質量は
乗員の数等によって変化するが、走行中は、はぼ一定で
ある。したがって１乗員の乗車、荷物のつみ荷が完了し
た時点で、Ｗを測定するだけでよい。

重心Ｇの前後方向の位置は、前輪、後輪の間の距離をＺ
、前輪と重心Ｇの間の水平方向の距離をＸとすると、 Ｗ、・ｘ＝Ｗ、（ｚ−ｘ）　　　　　　　　・・・（４
）ここに、Ｗエ　：前輪に作用する重力 Ｗ２：後輪に作用する重力 となる。また、それぞれの測長器の信号をｈ工。

ｈ、とすると、 Ｋｈ１ｘ＝Ｋｈ、・（Ｚ−ｘ）　　　　　　　”１５）
となり、 ｈユ＋ｈ。

が成立する。Ｚは、あらかじめ与えられているので、ｈ
工９　ｈ３を測定することによって、Ｘ、すなわち、重
心Ｇの位置を求めることができる。左右の方向の重心Ｇ
の位置も同様な方法で求めることができる。

第７図において、３１はステアリングナックル、３２は
ステアリングナックルアーム、３３はステアリングタイ
ロッドである。３４はかじ爪歯車箱、３５はかじ取元ア
ーム、３６はドラッグリンクである。３７は、キングピ
ンである。車輪３８は、第８図に示したごとく、軸受４
０を介して、ステアリングナックル３１に取り付けられ
る。独立懸架方式のときは第９図に示すととく揺動腕４
２により、ナックル３１をフレーム４１に支える。第７
図において、前輪の旋回中心点Ｏが後輪軸になるように
配置されている。

第１０図において、キングピン３７の中心線すの延長が
、路面４３と交わる点と車輪３８の接地点が離れると、
車輪が向きを変えようとするとき、モーメントが働く、
このモーメントは第７図のかじ爪歯車箱３４の近くに取
付けられたトルクセンサ３４ｂで測定される。このモー
モメントを小さくするため、キングピンの角αを大きく
する。し　　″かじ、αが大きいと、かじを切ったとき
、自動車の重心を押し上げることになるので、かじが重
くなる。これを回避するため、車輪３８をβだけ外側に
傾ける。βをキャンバと称する。第１１（ｂ）図の７０
−チャートを用いて、このキングピンの角α、キャンバ
角βの変化１を、トルクセンサ３４ｂの出力で・把握で
きる。

このキャンバによって、車輪３８は外側で接地すること
になり、第１１図に示したような円錐面でころがり、Ｉ
Ａ側に向きをかえようとする。これを回避するため、一
般にはトーインが設けられている（２つの前車輪を内向
きにおく）。

第７図に示すように、ステアリングナックル３１にはス
トレンゲーン３１ｂ、３１ｃが取り付けられ、左右の車
輪のモーメントを測定する。これにより、トーインの変
化を把握することができる。

また、第１２図に示したごとく、キングピンを後方にγ
（キャスタ）だけ傾けて、車輪の安定性を維持する６ 独立懸架式では、ばねのたわみによって、左右輪が独立
に作用する。タイロッド３３が一本の棒であると、トー
インが変化するので、タイロッド３３に関節が設けられ
る。

車が旋回しているときは、外側に遠心力が作用する。こ
の遠心力Ｆは ｆ＝−・γω２　　　　　　　　　　　　・・・（７）
ここに　Ｗ：車の重量、　　γ：回回転半径８璽 となる。これに打ち勝つため、路面に対し車輪がすべり
、コーナリング力が発生する。コーナリング力によって
、車の遠心力がささえられ、車は旋回する。

車が旋回する場合、第１３図に示したごと、車の進行方
向（Ｖの矢印の方向）と車輪５１の回転方向（ωの矢印
の方向）とが異なり、車輪５１のすべりによって、コー
ナリング力Ｆが発生する。

第１５図に示したごとく、タイヤはＣ２で接地するが、
車は矢印Ｖの方向に進んでいるので、Ｃ２部分はＣ１で
はなく、Ｃの方に移動し，タイヤはＦの方にひっばられ
る。Ｆはすベリ率の関数で、荷重ＷとＦとの間には、 Ｆ＝μＷ　　　　　　　　　　　　　　・・・（８）こ
こに、μ：トラクション係数 が成立する。また、μは、すべり率に対して第１４図の
ごとく変化する。さらに、すべり速度はωｓｉｎθ　と
なる、コーナリング力は、（７）式かられかるように、
荷重に比例する。

第１５図に示したごとく、コーナリング力の着力点Ｃは
、車輪中心Ｃ１の後方にあり、復元トルクが発生する。

コーナリング力は、タイヤの形式。

構造、荷重、内圧でかなり変化するが、走行速度には、
あまり高速でなければ影響されない。

加速度センサによって、すべりを検出し、すべりが増大
したときは、第１図に示した手段で、ピッチ角を増し、
空力学抵抗の垂直成分を増し、車輪３に作用する荷重を
増大させ、車の横すべりを防止する。

車の進行方向の速度と、横方向の加速度を測定すること
によって、（７）式の角度ωと回転半径γが求まり、（
７）式からＦを演算することができる。

次に、第１４図の関係を用いて、トラクション係数μを
求めることができる。ここで、すべり率は第１３図に示
したごとく、車輪の車の進行方向に対する傾き角θと角
速度ωの値から求められる。

このトラクション係数μを演算すれば、（８）式を用い
て、最大のコーナリング力Ｆを求めることができる。

このコーナリング力Ｆは、最大許容旋回速度を支配する
ので、この許容旋回速度を越えたときは、警報を発し、
運転者に知られる。これによって、車の横すベリを未然
に防ぐことができる。

第１５（ｂ）図のフローチャートにおいて、車速が、許
容最大旋回速度Ｖ　ｍ　ａ　ｘを越えるときは、エンジ
ン１１のスロットルバルブを閉じて、車速を低下させる
。これ番こより、前輪に作用する荷重も増し、コーナリ
ング力を確保することができる。

車の横すべりが防止され、安定した車両運動が可能にな
る。

第１６図において、車輪６１は、駆動軸６２番こ取付け
られる。この場合、車輪軸管５にばね６６を取付け、フ
レーム６４を支持する。

第１７図は独立懸架方式の場合で、アーム６８を介して
、車軸６２を取付ける。第１６図の場合に比べ、ばね下
重量が小さくなり、ばねをやわらかくすることができる
、ばねと並列に、ダンパ６９が配置され、振動エネルギ
を吸収する。車が旋回したときは、外側のばねに多くの
荷重がかかるので、車体が外側に傾く傾斜が大きくなる
。

第１図では、測長器９によって、車体ｌの高さを測定し
たが、第１７図のような場合は、アーム６８とフレーム
６４の間の角度を測定して、車体の高さを測定すること
ができる。

第１７図（ｂ）において、車軸６２はアーム６８を介し
て、フレーム６４に取り付けられている。ダンパ６９に
は、チエツクバルブ６９１．オリフィス６９２が取付け
られている。オリフィス６９２の開口面積を変えること
によって、ダンピング特性を制御することができる。

超音波位置センサ６９３がフレーム６４に取付けられ、
フレーム６４の対地高さを測定する。

これらの構造で、フレーム６４のばね上質量は、重心を
通る慣性主軸まわりに、ピッチング、ローリング、ヨー
イング振動を行う、第１８図（ａ）はピッチング１、第
１９図（ｂ）はローリングである。さらに、第１８図の
（ｃ）の上下振動、すなわちバウンシング振動が加わる
。

ばね上質量に関しても、第１９図に示したごとく、上下
振動（ａ）、ワインドアンプ（ｂ）、地だんだ振動（ｃ
）等を生じる。

ピッチング、ローリング、バウンシングは、第１７図（
ｂ）のオリフィス６９２の開口面積で。

ダンピング特性を制御することによって低減することが
できる。

第１９図の上下振動、ワインドアップ、地だんだ振動は
、ダンパ、ばねを介して、フレーム、車体に力を及ぼす
、これも、ダンピング特性を制御することによって低減
される。

車が旋回する際には、車の進行方向軸まわりの回転（ロ
ール）と、重心垂直軸まわりの回転（ヨー）が発生する
。

車輪の最大回転半径Ｒは、車間距離Ｑと、かじ取り角Ｓ
２によって定まる。１２＝２ｍ、５２＝６＠のときは、
Ｒ＝Ｑ／５ｉｎＳ２＝２１０．１＝２０ｍとなる。

５２＝２０６のときは、Ｒ＝５．９ｍとなる。

第２０図において、ハンドル７１には、舵角センサ７２
が取り付けられている。ハンドル７１は、歯車７３．リ
ンク７４．アーム７５に介して、車輪７６に接続されて
いる。車輪７７は、ロッド７８を介して、車輪７６に接
続されている。ハンドル７１を回動すると、車輪７６．
７７が時計方向２反時計方向に回動するようになってい
る。ロンドア８には、油圧ピストン７９が取り付けられ
ており、油圧ピストン７９は弁８０，８１で制御される
。油圧はポンプ８２から供給される。弁８０．８１はデ
ィジタルコンピュータ８３で制御される。後車輪８４，
８５は、ロッド８６を介して連結され、ロッド８６には
油圧ピストン８７が取り付けられている。油圧ピストン
８７は、弁８８．８９を介して、コンピュータ８３で制
御される。

第２０図において、油圧ピストン８７を中立位置に保持
すると、前輪８６．８７のみが操舵される。一般に、全
輪操舵の場合には、車速に応じて、舵角比を第２１図に
示したように変化した方が操安性が向上する。ここで、
舵角比は、後輪の舵角／前輪の舵角で、負の記号は、舵
角が反対方向になることを示している。

車速か高い領域では、第２１図に示したように、後輪の
舵角を、前輪の１７２程度に設定することにより、比例
制御に近付き、操縦しやすくなる。

他速でま、舵角比を負、すなわち、後輪を前輪と反対方
向に回動することにより旋回性が高まる。

ここで、車重が増大した場合は、遠心力につり合うため
、コーナリング力を増す必要がある。このため、第２１
図のＷ＝Ｗ０＋ΔＷ曲線のごとく、舵角比を変化させる
。

コンピュータ８３に、車重に関する情報を入力する第２
２図に示したごと、車体９０を支持するばね９１，９２
と並列に、変位計（ポテンショメータ）９３．９４を取
り付ける。第２２　（ｂ）図のフローチャート変位計９
３，９４で、ばね９１゜９２の変位ｈｉ、ｈ、を測定す
ることによって、それぞれの荷重を測定することができ
、このデータをコンピュータ８３によって、車重１重心
の位置を求めることができる。

次に、コンピュータ８３に、あらかしめ記憶されている
データ（第２１図）を基に、車速に対する最適舵角比を
求める。一方、車体９０に取り付けられている対地速度
計９５の速度信号、舵角センサ７２の信号を、コンピュ
ータ８３に入力し、これらのデータを基に、後輪８４．
８５の最適舵角を求め、弁８８，８９を制御して、油圧
ピストン８７を動かし、後輪８４．８５を自動操舵する
。

これにより、車重１重心の位置が変化しても、操安性が
低下することはない。

車の質量は、車の前後加速度を測定しても求めることが
できる。第３図のエンジン１１のスロットルバルブ開度
を検出し、これを基に、エンジンのトルクＴｅを演算す
る。一方、前後加速度α！を検出する。これにより、 α　区 二二に、ｋ、：比例定数 （９）式によって、車の重量　Ｗ、あるいは質量Ｗ／ｇ
を求めることができる。

第２２図において、車体９０には、横加速度センサ９６
．ヨー角センサ（ジャイロ）９７が取り付けられている
。舵角センサ７２の信号に対する横加速度センサ９６．
ヨー角センサ９７の出力信号を測定することによって、
車輪７６．７７゜８４．８５のコーナリング力の標準値
からの偏差を把握することができる。車輪７６．７７．
８４゜８５のタイヤが摩耗したり、路面が氷結したりし
て、コーナリング力が小さくなった場合は、舵角に対す
るヨー角、加速度の変化が大幅に異なる。

この場合、コンピュータ８３は、第２３図に示した動作
を行う。ステップ９８で、バンドル舵角を舵角センサ７
２で測定する。ステップ９９で、ハンドル舵角と車速か
ら、ゲイン調整器によって、最適舵角が求められる。こ
のゲイン調整器には、前述のコーナリング力の変化も入
力されており、これらを考慮して、最適舵角を求める。

ステップ１００で、ステアリングモータ（第２０図の油
圧ピストン７９．８７）を制御し、車輪７６．７７゜８
４．８５に、最適舵角を与える。また、ステップ１０１
で車速制御器１０１．ロールピッチ角の制御器１０２を
制御し、車の横転を防止すると共に、車体９０の振動を
防止すること。

第２４図は、タイヤのすべり率と、接地長さＸの関係を
示したものである。タイヤの荷重Ｐが増大すると、接地
長さＸが増大する。いま、すべり率が小さいときは、タ
イヤの弾性領域で、トラクション力Ｔはひずみεに比例
する。すべり率がＢ点を越えると、接地面の一部がすべ
るようになる。

すベリ率が小さい場合は、Ｘが大きいところまでＥが小
さい。荷重Ｐをますと、同じＴに対して、すべりが小さ
くなる。

このような特性のタイヤのトラクション力数μは、第２
５図のようになる。タイヤと路面の摩擦が異なると、第
２５図のＴ１．Ｔ、で示したごとく、車輪ごとのトラク
ション力が異なってくる。

車輪の進行方向のすベリは、車輪の回転センサと加速度
センサを用いて検出する。回転センサの信号をωＲとす
ると１周速はωＲ・γ　になる。これに対し、加速度セ
ンサの信号をαＲとすると、車速はＶ＝ｆαＲ−ｄｔ　
となる。すにり量は、ωＲ・γ−Ｖで求められる。タイ
ヤが空転するとｖ＝Ｏになる。重心に対して、ヨー運動
するとき、ヨー角、速度をω２とすると、左右の車輪の
ところの車速は、比例定数をｋＺとすると、■＋：ｋｚ
・ω２となる。したがって、これを用いて、それぞれの
車輪のすべり率を求めることができる。重心、及び重心
から離れた位置に、２個の加速度センサを取り付け、ヨ
ー角速度を求めることができる。

すなわち、重心点の加速度をαＢ１、離れた位置の加速
度をαＲ２とすると、 となる。ここに、ｋｚ２は比例定数である。

第２６図に示したごとく、各車輪のすべり率を検出し、
コンピュータ８３に入力し、各車輪のトラクション力を
独立に制御することができる。自動車のエンジンの出力
に対する各車輪のす入り率を検出する。すべり率が限界
値に達したら、当該車輪へのトラクション力の増大を停
止する。第２７図は、トラクション力制御手段の一例を
示したものである。

入力軸１３３は、遊星歯車１３４に接続され。

リング歯車１３５が出力軸１３７．サン歯車１３６が出
力軸１３８に接続されている。ここで、入力軸１３３は
エンジンに、出力軸３７は、車輪７６゜出力軸１３８は
、車輪７７に接続されている。いま、ブレーキ１３９が
完全に開放しているときは。

出力軸１３７，１３８の伝達トルクの比は一定である。

回転数差だけ、遊星歯車１３４が回動する。

ブレーキ１３９を作動させると、出力軸１３７゜１３８
の伝達トルクに差が生じ、車輪７６．７７のトラクシコ
ン力を任意に設定する。

このように、車輪７６．７７のトラクション力Ｔ、、　
Ｔ２を独立に制御した場合、第２８図（ａ）に示したご
とく重心Ｇに対する旋回モーメントが発生するので、車
が直進できなくなる。これを回避するため、第２８図（
ｂ）に示したごとく舵角を与えて、直進を維持すること
ができる。

第２９図に示したごとく、舵角、車速から、コンピュー
タが最適な、各車輪の舵角１回転数、トラクション力を
求め、それぞれ、第２７図のトラクンヨンカ制御手段等
を制御し、車輪のすべり、車両の余分な旋回を回避し、
安定走行を可能にする。

第３０図は、横軸に、車線乗り移り時の偏差Ｑ、縦軸に
感度Ｇをとって、操舵の安定領域を示したものである。

偏差Ｑをとって、操舵の安定領域を示したものである。

偏差Ｑに対して、Ｇを大きくすると、不安定になる。ま
た、Ｑが小さい、すなわち、運転者の注視距離が小さい
場合も、操舵が不安定になる。

第２３図のゲイン調整器９９には、この曲線が記憶され
ており、この曲線の安定域にゲインが設定される。

第１５（ｂ）図のフローチャートにおいて、エンジンの
スロットルバルブを強制的に閉じるようにしたが、その
実施例を以下に示す。

第３１図において、絞り弁２０１は、はね２０２によっ
て、閉じ側に引っ張られている。アクセルペダル２０３
をふみ込むと、ワイヤ４が右方に動き、絞り弁２０１を
開かれる。このとき、ワイヤ２０４の途中に、ラック−
ピニオン機構２０６を設け、これをモータ２０５で動か
すと、ペダル２０３と、絞り弁２０１の開度の相対位置
を制御することができるが、ワイヤ２０４の動きにつれ
て、ラック−ピニオン機構、すわわち相対位置制御機構
２ｏ６．モータ２０５も動き、慣性力が作用し信頼性が
低くなることがわかった。

これを回避するため、本発明では、モータ２０５、及び
位置制御機構２０６を、絞り弁２０１の軸２０８と同心
に設けたものである。

第３２図において、軸２０８は軸受２ｏ９゜２１０を介
して、絞り弁２０２の組立体２１１に取り付けられてい
る。軸２１８の一端に、ばね２１２が、フランジ２１３
と、組立体２１１０間に、はられている。さらに、軸２
０８の一端には、第３３図に示したように筒２１４が取
り付けられている。筒２１４の外側に筒２１５がすベリ
可能なように取り付けられ、筒２１５には、ワイヤ２０
４が接続されている。ワイヤ２０４がアクセルペダル２
０３によって引っばられると、筒２１５が軸２０８を同
心に回動する。第２１４には、オリフィス２１８が、筒
２１５には、オリフィス２１９が設けられている。オリ
フィス２１８には、ローラ２１６．オリフィス２１９に
はローラ２１７が設けられ、ローラ２１６．ローラ２１
７は、軸２２０の上を回動するようになっている。軸２
２０は、軸２２１によって、軸２０８の方向の位置を変
化できるよう、オリフィス２１８，２１９は、第３２図
に示したように、ななめに長く開口している。モータ２
０５によって、軸２２１が軸２０８の軸方向に動き、軸
２２０の位置が変化すると。

筒２１４と簡２１５の相対位置が変化する。軸２２０と
軸２２１のまわりを自在に回動することができる。

第３３図において、軸２２０を絞り弁２０２の方向に近
付けると、筒２１４が絞り弁２０１を閉じるように動作
し、軸２２０を絞り弁からはなすと、絞り弁２０１を開
くように動作する。第３４図において、軸２２０を中間
の位置に設定した場合のアクセルペダル２０３のふみ込
み量と絞り弁２０１の開度の関係を曲線ａとすると、モ
ータ２０５によって、軸２２０を動かすことによって、
曲Ｊｌｂ、ｃの範囲で、絞り弁２０１の開度を制御する
ことができる。モータ２０５が固着しても、絞り弁２０
１は、Ａ−Ｂ、あるいは、Ｃ−Ｄ（７）範囲で動かすこ
とができるので、運転には、不具合が生じない。アクセ
ルペダル２０３をよりふみ込むと、Ｄ２に達するので、
絞り弁２０１を全開することができる。また、Ｃで固着
した場合も、アクセルペダル２０３を完全に戻すとＡ２
点に達するので、機関はアイドル状態を維持することが
できる。ｂで固着した場合は、第３５図（ａ）に示した
ごとく、アクセルペダル２０３が低い位置でアイドル状
態になり、Ｃで固着した場合は、第５図（ｂ）のごとく
、アクセルペダル２０３が高い位置でアイドル状態に達
する。軸２０８には、ストッパが設けられており、第３
４図のＣの開度は、最小限確保できるようになっている
。

補機の負荷１機関の摩擦動力の変動に対しては、モータ
５によって、軸２２０を動かし、最適な出力になるよう
に、絞り弁２０１の開度が制御される。筒２２５に、ス
トッパ２２１に設けら九でいる。ストッパ２２１が、ピ
ン２２２で固定され、極端な簡２２５の回動を防止して
いる。

第３６図において、エンジン３０１の絞り弁３０２をモ
ータ３０３で電気的に制御する場合、表１に示した動作
を行うことができる。動作タイミングを表１に示した。

表　　１ Ｎα１．隘２は、加減速時に絞り弁３０２を制御し、し
ゃくり防止、フィーリング向上を図るものである。Ｎ［
１３は定速時に絞り弁を動かし、車の速度制御を行うも
の、勲４は発進時の絞り弁３０２を制御し、発進時のす
べりを制御するもの、Ｎ［１５は、アイドル時の回転数
を制御するものである。

車両運動制御システムは高度に電子化されているので、
故障に対する診断機能も高度化されている。以下１診断
の実施例を呈示した。

自動車５０１が故障した場合、例えば、第３７図のエン
ジンが停止した場合、燃料が多すぎて失火したか、少な
すぎて失火したかは、排ガスセンサ５０８によって知る
ことができ、この情報が搭載用コンピュータ５０２に記
憶されている。

運転者は、ここで、固定基地を呼び出し、指令によって
、搭載用コンピュータ５０２の情報を、固定基地のコン
ピュータに送る。この動作が終了すると、故障の原因を
固定基地の診断用コンピュータが判断し、搭載用コンピ
ュータに、適正な処理に関する情報を送り、移動体のパ
ネル５０４に表示する。これにより、運転者は故障に際
して適正な処理を実施することができる。燃料が多すぎ
て失火した場合は、燃料噴射弁のノズル部のごみを除去
し、噴射弁の開きっばなしを防止する等の処理をとるこ
とができる。

このように、搭載用コンピュータでは困難な適正な処理
が可能になるので、移動体の診断機能が大幅に向上する
。

移動体、すなわち車両は、それ自身の識別番号５０５を
有する。これにより、診断用コンピュータ５０２は、車
種、エンジン型式を識別し、それぞれに見合った適正な
処理の指令を出す。

情報の伝送は、自動車電話５０６，５０７を利用するこ
とができる。５０６は送信器、５０７は受信器である。

本発明は、サスペンション、ステアリング、トラクショ
ン、ブレーキを協調的に制御できるので、車両の運動の
制御性が大幅に向上する。

第３８図は、加速度センサの概略図である。本図におい
て、加速度センサ５０１は、端部に鋼球５０２を有する
バネ５０３が可変抵抗５０４を設けた円筒容器５０５の
内部の一端に固定されている。バネ５０３の固定端は抵
抗Ｒを介して負電極端子５０６ａ及び出力端子５０１ａ
に接続されている。また、可変抵抗５０４の一端に正電
極端子５０６ｂが接続されている。

第３９図は、各種センサ取付は図の概略を示す。

自動車５１１の重心部に加速度センサ（１）５１２を取
り付け、上記重心からｒ離れた位置に加速度センサ（２
）５１３を設ける。さらに、駆動車輪の１つの回転セン
サ５１４が設けられており、上記３つのセンサはコント
ロールユニット５１５に入力され、各車輪のトラクショ
ンをコントロールする。

第４０図は、進行方向すべり演算フローチャートである
。まず、車輪の回転センサから角速度ωＲをリードし、
加速度センサ（１）から車体の加速度αＲ工をリードす
る。そして、それぞれの信号から、車輪の回転速度ωＲ
”　ｒ、車速ｆαＲ工・ｄｔを演算し、すべりＳ、＝ω
ｙｔ−ｒ−Ｊ　ａｎ、・ｄｔを演算して、トランクショ
ン制御のため、出力する。

第４１図は、ヨー運動時のすベリ演算のフローチャート
である。まず、２つの加速度センサからαＲ工、αＲ２
をリードする。そして、ヨー角速度ωｚ＝　ｋｚ２・／
　（Ｃ！Ｒ１ａＲｚ）ｄ　ｔ　　を演算し、左右の車輪
の車速をｆαＲ，ｄｔ＋ｋｚ・ωＺにより求め、トラク
ション制御のため出力する。

第４２図は、信号処理のタイムチャートである。

クロックφで駆動しているマイクロプロセッサにおいて
、時間ΔＴ毎に、回転センサの信号ωＲ１加速度センサ
（１）、（２）の信号、αＲ工、α代。

を図のようなタイミングで入力する。そして、すべりＳ
４及びＳ２　を演算して、各々、Ｓ１出力、Ｓ２出力で
トラクション制御に用いる信号として、トラクション制
御演算手段に出力される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、車体の振動を効果的に抑制することが
可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はサスペンション制御の構成、第２図は動作のフ
ローチャート、第３図はステアリング制御の構成、第４
図は動作のフローチャート、第５図はブレーキ制御の構
成、第６図は動作のフローチャート、第７図〜第１１（
ａ）図はステアリングの機構図、第１１（ｂ）図〜第１
５図は動作の説明図、第１６＠〜第１７図はサスペンシ
ョンの機構図、第１８図〜第１９図は車の振動の説明図
、第２０図は４輪操舵制御の構成図、第２１図〜第３０
図は動作の説明図、第３１図〜第３３図はスロットル制
御の構成図、第３４図〜第３６図は動作説明図、第３７
図は診断の構成図、第３８図は加速センサの構成図、第
３９図は取付位置を示す図、第４０９！ｌ〜第４２１１
は動作説明図である。 １・・・車体、２・・・車輪、３・・・ディジタルコン
ピユー′＄１０ ！ ４２　［２］ （ａ） （ｂ＞ ＄３国 （＾） 竿今図 （ｂ） 箒り図 （αン 第ｔ−ｍ （ト） ￥７図 第８図 竿９邑 １１１０口 （α） Ｊ／３図 ′Ｊｌ１４０ １へ°′９４− 第１り閃 Ｕす 第ｔｔｐ１５ 第１７図 （ｏＬ） 茅１７図 （ｂ） 茅１８０ （ａ）　　　　　　　　　　　　（シ）（ｃ） 茅Ｉ９ｍ （ａン　　　　　　　　　　　（し）　　　　　　　　
　　　　＜Ｃン第２０図 第ｚｔ　ｌ！］ 竿２２０ （ｔＬ） 第２２囚 （トン 第２３０ 為　へ９１ド　Ｓ 茅２ダ邑 第ｘｉ　ｍ ′＄２８０ ＄２９［！１ 第３１０ 第３４−　ｉ 第３５図 第３６ｍ 第３７　ｍ ５０７　５Ｑ≦ 第４Ｑ口 茅４１（２） 茶４２［２］ ｈ輿り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、舵角に応じて車両に作用する空力学的力の下向きの
   垂直成分が増すようにピッチ角を制御することを特徴と
   する車両運動制御システム。 ２、舵角に応じて、ロール運動を防止するようにロール
   角を制御することを特徴とする車両運動制御システム。 ３、サスペンションの操作力あるいは測長器の信号から
   、車両の重量、重心を求め、これを基に車両に作用する
   力を求め、車両の作用力に応じて、操作力を制御するこ
   とを特徴とする車両運動制御システム。 ４、車輪のすべりに応じ、車両に作用する空力学的力の
   下向き垂直成分が増すように、ピッチ角を制御すること
   を特徴とする車両運動制御システム。 ５、車輪のステアリングナックルに作用するモーメント
   から、キングピンの角、キャンバ角、トーインの角を演
   算する機能を具備した車両運動制御システム。 ６、車の横方向の加速度からコーナリング力、トラクシ
   ョン係数を演算し、許容最大旋回速度を求め、車速がこ
   の速度を超えたときは、自動的に、車速を減じるように
   したことを特徴とする車両運動制御システム。 ７、車の重量によって、４輪操舵の車速〜舵角比曲線を
   修正する機能を具備したことを特徴とする車両運動制御
   システム。 ８、ハンドル舵角をゲイン調整器に入力し、調整器の出
   力でステアリングモータを制御する際、コーナリング力
   の変化を考慮して、最適舵角を与える機能を具備したこ
   とを特徴とする車両運動制御システム。 ９、２個の加速度センサの出力から、各車輪のすべりを
   検出する機能を具備したことを特徴とする車両運動制御
   システム。 １０、ハンドル舵角、車速から、各車輪の舵角、回転数
   、トラクション力を求め、トラクション力制御手段で車
   輪のすべり、車両の余分な旋回を回避したことを特徴と
   する車両運動制御システム。