JPH07228115A

JPH07228115A - 車両のロール剛性制御装置

Info

Publication number: JPH07228115A
Application number: JP2267894A
Authority: JP
Inventors: Hajime Uemae; 肇上前
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3085075B2

Abstract

(57)【要約】【目的】レーンチェンジ、スラローム走行のために、
車両の旋回方向と反対方向にハンドルが操舵されても、
車体に大きなロールが発生しないようにする。【構成】横加速度の正負の符号により車両の旋回方向
γＧを検出するとともに（ステップ１０８）、ハンドル
の操舵速度θv の正負の符号によりハンドルの操舵方向
γθを検出して、両方向γＧ,θvが一致しているときに
は、操舵速度θvの絶対値｜θv｜が第１比較値θv1(V)
以上になるとショックアブソーバの減衰力をハード側に
切り換える（ステップ１１８，１２０）。両方向γＧ,
θvが一致していないときには、前記絶対値｜θv｜が第
２比較値θv2(V)以上になるとショックアブソーバの減
衰力をハード側に切り換える（ステップ１１４，１２
０）。第２比較値θv2(V)を第１比較値θv1(V)より小さ
く設定して、両方向γＧ,θvが不一致のとき、減衰力が
ハード側に切り換えられ易くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車体の姿勢変化又は同
姿勢変化の原因となる運転操作の変化に応答して各輪と
車体との間に設けたロール剛性変更機構を制御して、車
両のロール剛性をソフト側又はハード側に切り換える車
両のロール剛性制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭５
８−３０８１５号公報に示されているように、ハンドル
操舵角及び車速を電気的に検出して、検出操舵角を表す
電圧信号が検出車速を表す電圧信号より小さくなったと
き、通常ソフト側に設定されているショックアブソーバ
の減衰力特性をハード側に変更することにより、低速走
行時にはハンドルを大きく回転操舵したとき同ショック
アブソーバの減衰力特性をハード側に設定して車両のロ
ール剛性をハード側に切り換え、かつ高速走行時にはハ
ンドルを小さく回転操舵してもショックアブソーバの減
衰力特性をハード側に設定して車両のロール剛性をハー
ド側に切り換えるようにして、車両の旋回に伴う車体の
姿勢変化を抑制するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置においては、ハンドルの操舵方向を左から右又は右か
ら左に変更して、車両を速くレーンチェンジさせたり、
スラローム走行させると、ハンドルの操舵方向を変更し
た直後に車体が大きくロールすることがある。すなわ
ち、車体には旋回方向と反対方向の遠心力が作用してお
り、ハンドルの操舵方向が切り換えられた時点で前記車
体に作用する遠心力の方向も切り換えられる。したがっ
て、前記ハンドルの操舵方向の変更が急速に行われた場
合には、車体に作用する遠心力の変化が方向を考慮する
と非常に大きく変化することになり、車体の初期のロー
ル速度が大きくなって車体が大きくロールする。

【０００４】

【発明の目的及び特徴】本発明の目的は、上記のような
状況下でも車体に大きなロールが発生しないようにし
て、車両の乗り心地及び操安性を良好にした車両のロー
ル剛性制御装置を提供することにある。

【０００５】この目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、車体の姿勢変化を表す物理量又は同姿勢変
化の原因となる運転操作を表す物理量と所定の比較値と
を比較して同物理量が同比較値以上になったとき通常ソ
フト側に設定されているロール剛性をハード側に切り換
え制御する車両のロール剛性制御装置において、車両の
旋回方向とハンドルの操舵方向の両方向が一致している
とき前記比較される比較値を第１の所定値とし、かつ同
両方向が不一致のとき同比較される比較値を前記第１の
所定値より小さな第２の所定値に変更するようにしたこ
とにある。

【０００６】

【作用】上記特徴により、本発明によれば、車両の旋回
方向とは逆方向にハンドルが操舵されると、車両のロー
ル剛性をソフト側からハード側に切り換えるために前記
物理量と比較される比較値が小さな値に変更されるの
で、この場合における車両のロール剛性は通常の場合よ
りもハード側に切り換えられる傾向が増す。したがっ
て、車両が速いレーンチェンジをしたり、スラローム走
行をして、車体に作用する遠心力が大きく変化しても、
車体のロールが充分に抑制される。

【０００７】

【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、図１は本発明に係る車両のロール剛性変更機構
としてショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄを概念的に示
すとともに、同アブソーバ１０Ａ〜１０Ｄを制御するた
めの電気制御装置２０をブロック図により示している。

【０００８】ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄは、左
右前輪及び左右後輪の各輪詳しくは各輪に接続したロワ
ーアーム（ばね下部材）と車体（ばね上部材）との間に
それぞれ配設されている。各ショックアブソーバ１０Ａ
〜１０Ｄはピストン１１ａ〜１１ｄにより上下室に仕切
られた油圧シリンダ１２ａ〜１２ｄをそれぞれ備え、同
シリンダ１２ａ〜１２ｄはロワーアームにそれぞれ支持
されている。ピストン１１ａ〜１１ｄにはピストンロッ
ド１３ａ〜１３ｄが下端にてそれぞれ接続され、同ロッ
ド１３ａ〜１３ｄは上端にて車体をそれぞれ支承してい
る。油圧シリンダ１２ａ〜１２ｄの各上下室は電磁バル
ブ１４ａ〜１４ｄを介して連通しており、同バルブ１４
ａ〜１４ｄの開度の大小により、ショックアブソーバ１
０Ａ〜１０Ｄの減衰力特性がソフト及びハードに、すな
わち車両のロール剛性がソフト及びハードにそれぞれ設
定されるようになっている。車両のロール剛性がハード
に設定された場合には、ソフトに設定された場合に比べ
て車両はロールしにくくなる。油圧シリンダ１２ａ〜１
２ｄの各下室には、ピストンロッド１３ａ〜１３ｄの上
下動に伴う上下室の体積変化を吸収するためのガススプ
リングユニット１５ａ〜１５ｄがそれぞれ接続されてい
る。

【０００９】電気制御装置２０は、車速センサ２１、舵
角センサ２２及び横加速度センサ２３を備えている。車
速センサ２１は変速機（図示しない）の出力軸、各輪な
どの回転速度を検出して、同回転速度に比例して変化す
る車速Ｖを表す検出信号を出力する。舵角センサ２２は
操舵軸（図示しない）の回転角、ラックバーの変位量な
どを検出して、同回転角、変位量などに比例して変化す
るハンドル操舵角θf（右方向を正で表し、かつ左方向
を負で表す）を表す検出信号を出力する。横加速度セン
サ２３は車両の旋回方向を検出するために車体に組み付
けられた加速度センサにより構成されて、車体が受ける
横方向の力（例えば遠心力）すなわち横加速度Ｇy （右
方向を正で表し、かつ左方向を負で表す）を表す検出信
号を出力する。例えば、この検出横加速度Ｇy は、車両
が左旋回したときには正となり、車両が右旋回したとき
負となる。

【００１０】これらの車速センサ２１、舵角センサ２２
及び横加速度センサ２３は、それぞれハイパスフィルタ
２４ａ〜２４ｃ、ローパスフィルタ２５ａ〜２５ｃを介
してマイクロコンピュータ２６に接続されている。な
お、ハイパスフィルタ２４ａ〜２４ｃ及びローパスフィ
ルタ２５ａ〜２５ｃは、各センサ２１〜２３による検出
値の高周波ノイズ分及び直流ドリフト分をそれぞれ除去
するものである。マイクロコンピュータ２６は、図２に
示すフローチャートに対応したプログラムを内蔵のタイ
マ回路の制御の基に所定の短時間毎に繰り返し実行す
る。また、マイクロコンピュータ２６内には、図３に示
すように、車速Ｖの変化に応じて変化する第１比較値θ
v1（実線）及び第２比較値θv2（破線）をそれぞれ記憶
したテーブルが用意されている。マイクロコンピュータ
２６には各ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄにそれぞ
れ対応した駆動回路２７ａ〜２７ｄが接続されており、
各駆動回路２７ａ〜２７ｄはマイクロコンピュータ２６
からの制御信号に応答して電磁バルブ１４ａ〜１４ｄの
開度をそれぞれ切り換え制御する。

【００１１】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。イグニッションスイッチの投入により、マ
イクロコンピュータ２６は図示しない初期設定処理を実
行した後、所定時間毎にステップ１００〜１３４からな
るプログラムを繰り返し実行する。前記初期設定処理に
おいては、ショックアブソーバ１２ａ〜１２ｄの減衰力
特性をハード側に切り換え制御していることを”１”に
より表す制御フラグCFLGが”０”に初期設定されるとと
もに、同ハード側への切り換え時間を計測するためのタ
イマカウント値TCNTが「０」に初期設定される。

【００１２】一方、前記プログラムにおいては、ステッ
プ１０２にて車速センサ２１、舵角センサ２２及び横加
速度センサ２３から車速Ｖ、ハンドル操舵角θf 及び横
加速度Ｇyを表す各検出信号を入力し、ステップ１０４
にてハンドル操舵角θfを微分することによりハンドル
操舵速度θv（＝dθf/dt）を計算する。次に、ステップ
１０６，１０８にて、オペランドｘがそれぞれ正、
「０」、負であるときそれぞれ「＋１」，「０」，「−
１」を与える演算の実行により、ハンドルの操舵方向γ
θ（＝sign[θv]）及び車両の旋回方向γＧ（＝−sign
[Ｇy]）を導出する。この場合、ハンドルの操舵方向γ
θ及び車両の旋回方向γＧは、共に右方向が「＋１」で
表されるとともに左方向が「−１」で表される。

【００１３】次に、ステップ１１０にてハンドルの操舵
方向γθと車両の旋回方向γＧが一致しているか否かを
判定するとともに、ステップ１１２にて車両の旋回方向
γＧが「０」を表しているか否かを判定する。いま、車
両が直進走行又は通常の旋回走行をしていて、ハンドル
の操舵方向γθと車両の旋回方向γＧが一致または旋回
方向γＧが車両の直進を表していれば、ステップ１１
０，１１２のいずれかにて「ＹＥＳ」と判定して、プロ
グラムをステップ１１８に進める。ステップ１１８にお
いては、車速Ｖに応じて第１比較値θv1(V) をテーブル
から読み出して前記計算した操舵速度θvの絶対値｜θv
｜と前記読み出した第１比較値θv1(V) とを比較する。
操舵速度θvの絶対値｜θv｜が第１比較値θv1(V)より
小さければ、ステップ１１８にて「ＮＯ」と判定して、
ステップ１２４にてタイマカウント値TCNTが「０」以下
であるか否かを判定する。このタイマカウント値TCNTは
前述した初期設定処理により「０」に設定されていると
ともに、後述するようにショックアブソーバ１０Ａ〜１
０Ｄがハード側へ切り換えらて制御フラグCFLGが”１”
に設定されるまで変更されないので、ステップ１２４に
て「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ１２６，
１２８に進める。

【００１４】ステップ１２６においては、マイクロコン
ピュータ２６はソフトを表す制御信号を駆動回路２７ａ
〜２７ｄに出力する。駆動回路２７ａ〜２７ｄは以前に
記憶していた制御信号に代えて今回供給された制御信号
を記憶し、前記記憶した制御信号に基づいて電磁バルブ
１４ａ〜１４ｄの開度を大きい側へ切り換える。その結
果、ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特性は
ソフト側に設定される。前記ステップ１２６の処理後、
ステップ１２８にて制御フラグCFLGを”０”に設定（維
持）し、ステップ１３０にて制御フラグCFLGが”０”で
あることに基づいて「ＮＯ」と判定して、ステップ１３
４にてプログラムの実行を終了する。このプログラムの
実行終了から所定時間が経過すると、プログラムの実行
がふたたび開始されるが、ハンドルの操舵方向γθと車
両の旋回方向γＧが一致または旋回方向γＧが車両の直
進を表し、かつ操舵速度θvの絶対値｜θv｜が第１比較
値θv1(V) より小さければ、前記と同様なステップ１０
２〜１１２，１１８，１２４〜１３０，１３４の処理を
実行する。したがって、この状態では、ショックアブソ
ーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特性はソフト側に維持され
る。

【００１５】また、ハンドルが左右に操舵されて、ハン
ドルの操舵方向γθと車両の旋回方向γＧが一致してい
るが、操舵速度θvの絶対値｜θv｜が第１比較値θv1
(V)以上になると、ステップ１１８にて「ＹＥＳ」と判
定して、ステップ１２０にてハードを表す制御信号を駆
動回路２７ａ〜２７ｄに出力する。駆動回路２７ａ〜２
７ｄは以前に記憶していた制御信号に代えて今回供給さ
れた制御信号を記憶し、前記記憶した制御信号に基づい
て電磁バルブ１４ａ〜１４ｄの開度を小さい側へ切り換
える。その結果、ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの
減衰力特性はハード側に切り換えられる。前記ステップ
１２０の処理後、ステップ１２２にて制御フラグCFLG
を”１”に変更するとともに、タイマカウント値TCNTを
正の所定値Ｔ₁ に設定する。

【００１６】これにより、操舵速度θvの絶対値｜θv｜
が第１比較値θv1(V) より小さくなっても、ステップ１
２４においては「ＮＯ」と判定され、かつステップ１３
０にて「ＹＥＳ」と判定されるようになり、マイクロコ
ンピュータ２６はショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄを
ハード側に維持したまま、ステップ１３２にてタイマカ
ウント値TCNTをプログラムの実行毎（所定時間毎）に
「１」ずつ減少させる。そして、タイマカウント値TCNT
が「０」になると、ステップ１２４にて「ＹＥＳ」と判
定して、前述したステップ１２６の処理によりショック
アブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特性をソフト側に戻
すとともに、制御フラグCFLGを”０”に戻す。その結
果、ハンドルが左右に急操舵されると、ショックアブソ
ーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力は所定値Ｔ₁ に対応した所
定時間だけソフト側からハード側に切り換え制御される
ので、急操舵に伴う車体の姿勢変化が良好に抑制され
る。

【００１７】次に、車両をスラローム走行させたり、レ
ーンチェンジさせたりするために、車両の旋回方向と逆
方向にハンドルが操舵されると、操舵直後には、前記ス
テップ１０６の処理によって計算したハンドルの操舵方
向γθと前記ステップ１０８の処理によって計算した車
両の旋回方向γＧとが不一致になるとともに、同旋回方
向γＧが「０」でなくなるので、ステップ１１０，１１
２にて共に「ＮＯ」と判定して、ステップ１１４の判定
処理を実行するようになる。このステップ１１４の判定
処理においては、車速Ｖに応じて第２比較値θv2(V) が
テーブルから読み出されて、前記ステップ１０４にて計
算した操舵速度θvの絶対値｜θv｜と前記読み出した第
２比較値θv2(V) とが比較される。そして、この場合
も、操舵速度θv の絶対値｜θv｜が第２比較値θv2(V)
より小さければ、タイマカウント値TCNTが「０」以下で
あるか否かを判定するステップ１１６の処理を介して、
プログラムをステップ１２６又はステップ１３０に進め
るので、ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特
性はソフト側に維持される。

【００１８】一方、ハンドルの操舵方向γθと車両の旋
回方向γＧとが不一致であり、かつ操舵速度θv の絶対
値｜θv｜が第２比較値θv2(V)以上になると、ステップ
１１４にて「ＹＥＳ」と判定して、プログラムをステッ
プ１２０に進める。したがって、この場合も、ショック
アブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力は所定値Ｔ₁ に対応
した所定時間だけソフト側からハード側に切り換え制御
されるようになる。この場合、第２比較値θv2(V)は第
１比較値θv1(V)より小さく設定されているので、前述
したハンドルの操舵方向γθと車両の旋回方向γＧが一
致または旋回方向γＧが車両の直進を表している場合に
比べて、ハンドル操舵速度θv の絶対値｜θv｜が小さ
くても、ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特
性はハード側に切り換えられることになる。すなわち、
ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特性は通常
の旋回走行時よりもハード側に切り換えられる傾向が増
す。そして、ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰
力特性は、前述したステップ１２２，１２４，１３２の
処理により、所定値Ｔ₁ に対応した所定時間だけハード
側に維持される。

【００１９】上記説明からも理解できるように、上記実
施例においては、舵角センサ２２及びステップ１０４の
処理（姿勢変化検出手段）により車体の姿勢変化の原因
となる運転操作を表す物理量としての操舵速度θv を検
出して、ステップ１１４，１１８，１２０の処理（切り
換え制御手段）により、同操舵速度θvの絶対値｜θv｜
が所定の比較値θv1(V)，θv2(V)以上になったとき、通
常ソフト側に設定されているショックアブソーバ１０Ａ
〜１０Ｄの減衰力特性をハード側に切り換え制御してい
る。そして、横加速度センサ２３及びステップ１０８の
処理（旋回方向検出手段）により車両の旋回方向を検出
するとともに、ステップ１０６の処理（操舵方向検出手
段）によりハンドルの操舵方向を検出して、ステップ１
１０の処理（変更手段）により、前記両方向が一致して
いるとき操舵速度θv が第１比較値θv1(V) と比較さ
れ、かつ同両方向が不一致のとき操舵速度θv が第２比
較値θv2(V)と比較されるようにしている。

【００２０】したがって、上記実施例によれば、車両が
速いレーンチェンジをしたり、スラローム走行をするた
めに、車両の旋回方向とハンドルの操舵方向が逆になっ
て、車体に作用する遠心力が大きく変化した場合には、
ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄによる車体のロール
に対する減衰効果が大きく作用して車体のロールが充分
に抑制される。

【００２１】なお、上記実施例においては、車体の姿勢
変化の原因となる運転操作を表す物理量として操舵速度
θvを採用して同操舵速度θvの大きさによりショックア
ブソーバ１０Ａ〜１０Ｄの減衰力特性をハード側に切り
換えるようにしたが、ハンドル操舵角θf を前記物理量
として採用し、上記ステップ１１４，１１８の処理に代
えて同操舵角θfと所定の比較値と比較して、同操舵角
θfの大きさに応じてショックアブソーバ１０Ａ〜１０
Ｄの減衰力特性をハード側に切り換えるようにしてもよ
い。また、ショックアブソーバ１０Ａ〜１０Ｄのストロ
ーク量（車体の車輪に対する上下変位量）を車体の姿勢
変化を表す物理量として検出し、上記ステップ１１４，
１１８の処理に代えて同物理量と所定の比較値と比較し
て、同物理量の大きさに応じてショックアブソーバ１０
Ａ〜１０Ｄの減衰力特性をハード側に切り換えるように
してもよい。これらの場合、上記実施例と同様に、ステ
ップ１１４に利用される比較値をステップ１１８にて利
用される比較値よりも小さくする。

【００２２】また、上記実施例においては、車両の旋回
方向を横加速度センサ２３により検出した横加速度Ｇy
に基づいて判定するようにしたが、これに代えて、舵角
センサ２２により検出したハンドル操舵角θf 、ロール
角センサにより検出した車体のロール角、ヨーレートセ
ンサにより検出した車体のヨーレート、各ショックアブ
ソーバ１０Ａ〜１０Ｄにより検出した左右ストローク量
の差、左右輪位置の上下加速度センサにより検出した車
体の上下加速度の差に基づいて判定するようにしてもよ
い。

【００２３】さらに、上記実施例においては、ロール剛
性変更機構として減衰力可変式のショックアブソーバを
用い、ロール剛性の切り換えとしてその減衰力特性を切
り換えるものについて説明した。しかし、ロール剛性変
更機構は、ばね力可変式のスタビライザやコイルスプリ
ングの代わりに流体を封入して形成したばね力可変式流
体ばね等であってもよく、これらのばね定数を切り換え
ることにより、車両のロール剛性を切り換えてもよい。
また、流体圧式アクティブサスペンションの流体圧シリ
ンダに発生する減衰力を変更してロール剛性を切り換え
るように構成してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両が速いレーンチェンジをしたり、スラローム走行を
していて、車両の旋回方向と反対方向にハンドルが操舵
された直後に車体に作用する遠心力が大きく変化して
も、切り換え制御手段及びロール剛性機構が車体に大き
なロールが発生しないように車体のロールを充分に抑制
するので、車両の乗り心地及び操安性がより良好にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すショックアブソーバ
及び同ショックアブソーバのための電気制御装置の概略
ブロック図である。

【図２】図１のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムに対応したフローチャートである。

【図３】前記プログラムにて利用される第１及び第２
比較値の車速に対する変化特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０Ａ〜１０Ｄ…ショックアブソーバ、１２ａ〜１２ｄ
…油圧シリンダ、１４ａ〜１４ｄ…電磁バルブ、２０…
電気制御装置、２１…車速センサ、２２…舵角センサ、
２３…横加速度センサ、２６…マイクロコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪と車体との間に設けられ車両のロー
ル剛性をソフト側又はハード側に切り換え可能なロール
剛性変更機構を制御するのための制御装置であって、車
体の姿勢変化を表す物理量又は同姿勢変化の原因となる
運転操作を表す物理量を検出する姿勢変化検出手段と、
前記検出した物理量と所定の比較値とを比較して同物理
量が同比較値以上になったとき前記ロール剛性変更機構
を制御して通常ソフト側に設定されているロール剛性を
ハード側に切り換え制御する切り換え制御手段とを備え
た車両のロール剛性制御装置において、車両の旋回方向を検出する旋回方向検出手段と、ハンドルの操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、前記検出した車両の旋回方向とハンドルの操舵方向の両
方向が一致しているとき前記切り換え制御手段にて比較
される比較値を第１の所定値とし、かつ同両方向が不一
致のとき同切り換え制御手段にて比較される比較値を前
記第１の所定値より小さな第２の所定値に変更する変更
手段とを設けたことを特徴とする車両のロール剛性制御
装置。