JPH0771888B2 - 車両用姿勢制御装置 - Google Patents

車両用姿勢制御装置

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JPH0771888B2
JPH0771888B2 JP59268917A JP26891784A JPH0771888B2 JP H0771888 B2 JPH0771888 B2 JP H0771888B2 JP 59268917 A JP59268917 A JP 59268917A JP 26891784 A JP26891784 A JP 26891784A JP H0771888 B2 JPH0771888 B2 JP H0771888B2
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    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
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    • B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は左右の各車輪の上下動による車体の傾きを制御
する車両の姿勢制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、車両にアンチロールバーとも称されるスタビ
ライザを備えることによって、旋回する場合などの車両
の傾きや揺れを少なくする試みがなされている。
スタビライザ装置において、左右車輪が同じ懸架位置に
ある場合はスタビライザに捩れが生じないが、左右車輪
の一方が突起を乗り越したり旋回する場合に、左右車輪
の懸架位置が大きく異なると、スタビライザのトーショ
ンバー部分が捩られ、その反作用として捩れを打ち消す
方向に弾性力が働いて左右車輪の懸架位置を等しくする
ように働く。
［発明が解決しようとする問題点］ 車両の姿勢安定性能は、いくつかの項目にわたって評価
されるが、走行中については主に路面追従性と、旋回す
る場合のロール抑制効果が重要である。これら車両の姿
勢安定性能は、スタビライザの異なる捩れ弾性特性によ
って満たされるのが普通である。
しかしながら、上記の従来装置はスタビライザのトーシ
ョンバーの特性が固定であるため、特性を適当な設計値
に妥協的に設定せざるを得ず、両特性を両立させること
が困難である。
本発明はかかる問題点を解消した車両用姿勢制御装置を
提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ そこで本発明は、スタビライザのトーションバーの特性
を車両の走行条件に対応して自動的に変化させるように
制御装置を構成しようとするものである。
すなわち、本発明の技術思想は、車両左右輪の上下動の
差に応じて捩じれ弾性力を発生するとともに、該発生し
た捩じれ弾性力が反作用として前記左右輪に作用するこ
とにより、前記左右輪の上下動の差を抑制するスタビラ
イザと、 全長が伸縮自在に構成され、その全長の伸長および収縮
に応じて前記スタビライザの捩じれ弾性力の初期荷重を
変更可能な伸縮部材と、 前記車両の旋回走行時における旋回状態を検出する旋回
状態検出手段と、 前記旋回状態検出手段によって検出された旋回状態か
ら、当該車両に発生するロールに対応した制御量を連続
的に演算し、その制御量に応じた制御信号を発生させる
演算手段と、 前記伸縮部材の全長を前記演算手段からの制御信号に従
って連続的に変更する変更手段とを備えることをその要
旨とする。
〔作用効果〕
上記構成により、全長が伸縮自在に構成された伸縮部材
の伸長量及び収縮量に応じてスタビライザの捩じれ弾性
力の初期荷重が調整される。つまり、伸縮部材は、その
伸長量及び収縮量に応じた分だけスタビライザを捩じる
ように構成されており、かかる伸縮部材によるスタビラ
イザの捩じり量に応じた初期荷重としての捩じり弾性力
が車両の左右輪に作用して、車両のロールを抑制するこ
とができる。
演算手段は、必要なロール抑制制御量を車両の旋回走行
時における旋回状態から連続的に演算して、この制御量
に応じた制御信号により変更手段を連続的に制御する。
これにより、伸縮部材の全長は、必要なロール抑制効果
を得るように連続的に調整される。
かくして、本発明によれば、車両の旋回状態に応じて、
スタビライザの捩じり弾性力の初期荷重が連続的に制御
され、常に走行条件に合致した操縦安定性を得ることが
できる。
〔実施例〕
第２図は本発明が適用された車両用姿勢制御装置の全体
構成を示す。符号10,12で示す４輪車両の前輪は操舵車
輪を示し、各々の車輪10,12はそれぞればね下部材14,16
に支持され、各ばね下部材はそれぞれショックアブソー
バ26,28を介して車体に支持されている。スタビライザ1
8は捩り弾性を有するトーションバー部分30がラバー軸
受け32,34により回転可能に支持されている。
スタビライザ18の一端36は連結距離の調節が可能な伸縮
部材としての連結部材22を介してばね下部材14と結合さ
れ、スタビライザ18の端部とばね下部材14との間の連結
長さが連結部材22の伸縮によって調節可能としてある。
スタビライザ18の他端38は適当な結合方法により他方の
ばね下部材16と固定的に結合されている。スタビライザ
18の一端または他端と結合される各々のばね下部材14,1
6の結合対象部分はロアアームとしてもよいし、第３図
に示すようにショックアブソーバ26,28と車輪側固定部
分としてもよい。なお第３図においてスタビライザ18の
他端38はタイロッド40を用いてショックアブソーバ28と
結合されている。
車両の操舵のために、ステアリングホイール42と結合さ
れた操輪機構44がそれぞれのばね下部材14,16と結合さ
れている。
符号46,48で示す後輪の各々はそれぞればね下部材51,52
に支持され、図示しない懸架装置を介して車体と結合さ
れている。後輪用のスタビライザ50は、前輪の場合と同
様に一端において連結部材56を介してばね下部材51と結
合され、他端においては固定的にばね下部材52と結合さ
れている。
連結部材22は、第４図に示すように、主にピストン58と
シリンダボディ60とから構成されている。ピストン58と
一体に構成固定されたピストンロッド62は取付け部64に
おいて前記のショックアブソーバ（26）と結合される。
シリンダボディ60は取付け部66において前記のスタビラ
イザ（18）と結合される。
ピストン58はシール用Ｏリング68を介してシリンダボデ
ィ60内を油密的に図示上下方向に摺動移動可能になって
おり、ピストンロッド62もＯリング70,72を介してピス
トンボディ60に支持されている。
ピストン58によってシリンダボディ60の内部は下側シリ
ンダ室74と下側シリンダ室76とに分割されており、各々
のシリンダ室74,76はそれぞれポート78,80を介して図外
の作動手段としての流体供給装置（第２図に符号24で示
す油圧回路）と連絡されている。
かかる連結部材22の構成において、下側シリンダ室74に
流体圧力が付与することにより、下側シリンダ室74の容
積を増加させ、これとともに上側シリンダ室76から流体
が押し出されると、ピストン58をシリンダボディ60に相
対的に上側に押し上げることができる。このときピスト
ンロッド62の取付け部64とシリンダボディ60の取付け部
66との相対距離、すなわち第２図におけるスタビライザ
18の一端36とばね下部材14との間の連結距離が伸長され
る。
一方、上側シリンダ室76に流体圧力を付与することによ
り、上側シリンダ室76の容積を増加させると、ピストン
58をシリンダボディ60に対して相対的に下側に移動させ
ることができる。このときにより、上記とは逆にスタビ
ライザ18の一端36とばね下部材14との間の連結距離が縮
められる。
しかして、連結部材22による連結距離の調節は、両シリ
ンダ室に供給する流体の量を加減することにより調節す
ることができる。
流体供給装置として本発明の変更手段をなす油圧回路24
は、油圧ポンプ82、４ポート電磁切換弁84および油圧管
路86〜92を含んで構成されている。油圧ポンプ82は電気
駆動信号O1によって付勢、消勢される電動機により駆動
されるものであるが、必要によりエンジン駆動型とし、
またパワステアリング装置と共用とすることができる。
連結部材22,56において、それぞれの下側シリンダ室
（第４図74）と通じる下側管路90およびそれぞれの上側
シリンダ室（第４図76）と通じる上側管路92は、４ポー
ト電磁切換弁84の手前で接続されており、上側または下
側シリンダ室への流体の供給が同時的に行われるように
なっている。
４ポード電磁切換弁84は、電気駆動信号02によって３位
置に選択に切換られるもので、第１位置（ニュートラル
モード）ではポンプ吐出側管路86と戻り管路88とを連絡
するとともに、連結部材22,56の下側管路90と上側管路9
2とを連絡する。このとき、各連結部材は上下のシリン
ダ室が管路90,92および弁84によって密閉されるため、
その連結距離を変化させることなく保持する。
次に第２位置（伸長モード）では、ポンプ吐出側管路86
と下側管路90とを連絡するとともに、戻り管路88と上側
管路92とを連絡する。このため各連結部材は下側シリン
ダ室の容積が増加されて、その連結距離を伸長させる。
次に第３位置（縮小モード）では、ポンプ吐出側管路86
と上側管路92とを連絡するとともに、戻り管路88と下側
管路90とを連絡する。このため各連絡部材は上側シリン
ダ室の容積が増加されて、その連結距離を縮小させる。
本発明による車両の姿勢制御は、以上述べた構成におい
て、連結部材22,56の連結長さを油圧回路24による油圧
の調整によって実現することができるものであり、さら
に電気制御装置ECが油圧回路24の油圧ポンプ82と電磁切
換弁84とを電気駆動信号O1、O2によって制御することに
よって行われる。
電気制御装置ECは、演算手段をなす演算処理回路94と車
両の走行条件を検出する車両状態信号発生手段としての
各種センサ96,98,106と、さらに制御を良好に行わせる
ための各種センサ100,102,104とを含んで構成される。
速度センサ96は車両の走行速度に応じた速度信号を発生
して演算処理回路94に付与する。操舵センサ98はステア
リングホイール42の操舵角度に応じた操舵信号を発生し
て演算処理回路94に付与する。なお、操舵センサ98は、
操舵角度の成分として操舵量と操舵方向とを含む操舵信
号を演算処理回路94が識別し得る形態（２重光インタラ
プタを用いる）で発生するものとする。傾斜センサ106
は車両の横方向の傾きに応じた傾斜信号を発生して演算
処理回路94に付与する ストロークセンサ100,102はそれぞれ連結部材22,56の連
結距離に応じて長さ信号を発生して演算処理回路94に付
与するもので、固定端と可動端の一方がスタビライザ18
の一端36に他方がばね下部材に固定されたポテンショメ
ータとして構成されている。油圧センサ104は油圧ポン
プ82と吐出側圧力に応じた圧力信号を発生して演算処理
回路94に付与する。
演算処理回路94は、予め設定した制御プログラムに従っ
て信号入力、処理、および出力を繰り返し実行するデジ
タルコンピュータを用いて所要の機能を実現する手段と
して構成され、この演算処理回路94が実行するプログラ
ム手順は一例として第５図に示すように構成することが
できる。
演算処理回路94は、電源の供給、すなわち通常の車載機
器と同様にイグニッションキースイッチの投入に基づく
電源の供給を受けると、図示しない初期値設定のための
プログラムステップを処理した後、第５図に図示される
スタートステップからリターンステップまでの処理を繰
り返して実行する。
信号入力のステップ108では、各種センサ96〜106が発生
する各々の信号を受け取って内部記憶装置に記憶する。
特に詳細な説明を省略するが、適用されるセンサがアナ
ログ信号やパルス列信号を発生するものである場合に
は、それらを所要のデジタル値信号に変換するための公
知の処理もステップ108に含まれる。また、センサ信号
を平滑化するための処理も必要に応じてなされる。
演算処理回路94はステップ110と112、さらに118におい
て車両の走行条件を判定するとともに、ステップ114,11
6,120,122においてそれぞれの走行条件に対応する制御
量が決定される。この制御量は、スタビライザ18の一端
36とばね下部材14との間に設けられた連結手段22の連結
距離を表わすもので、各走行条件と決定されるべき制御
量との関係は、演算式またはプログラムメモリにおける
マップとして予め設定される。
ステップ110では、操舵センサ98によって得られる操舵
角度から車両が右旋回中であるか否かを判定し、またス
テップ112では車両が左旋回中であるか否かを判定す
る。車両が右または左旋回中である場合には、それぞれ
ステップ114または116に処理が進められ、旋回によって
生じる車両のロールを抑制するのに必要な制御量を演算
によって算出する。かかる演算は、旋回の際に車両に作
用する遠心力に見合うだけの制御量を求めるものであ
り、基本的には、操舵センサ98にて得られる操舵角度に
より示される車両の旋回半径に逆比例し、速度センサ96
にて得られる車両速度の２乗に比例する関数式に基づい
てなされる。
ステップ118では傾斜センサ106によって得られる車両の
横方向の傾きが所定角度以上か否かを判定するもので、
所定角度以上の傾きがあると判定された場合は、ステッ
プ120においてその傾きに対応する制御量が演算され
る。
もし、右旋回、左旋回のいずれでもなく（つまりほぼ直
進走行であり）、しかもほとんど傾斜がない場合には、
ステップ122において制御量は予め設定した一定の値に
設定される。この設定値は、連結部材22、56の連結距離
の基準値に対応するものであり、連結部材22,56がスタ
ビライザ18,50に対して付加的な作用力を及ぼさない値
に予め設定されている。
なお、先に説明した右旋回中の制御量が、上記基準値に
対して連結距離を遠心力に見合う分だけ伸長させるよう
に演算され、また左旋回中の制御量が上記基準値に対し
て縮小させるように演算されるのは言うまでもない。
制御量は例えば第６図の特性Ｄに示すように、段階的に
変化するように演算され、その際の車両の理想的なロー
ル特性Ｃは、スタビライザを設けない場合の特性Ａおよ
び連結手段が調整可能でないスタビライザを設けた場合
の特性Ｂに対してロールを小さく抑えることができる。
また制御量を第７図に示すように連続的に変化する値と
して演算するようにしてもよく、その場合のロール特性
が曲線Ｃで表される。
また、車両の傾斜が生じている場合の制御量は、右下が
りの傾斜の場合に連結距離を伸長させ、左下がりの傾斜
の場合に連結距離を縮小させることはもちろんである。
制御または演算された制御量は、ステップ124において
実際の連結距離を表わす実際量と比較される。すなわ
ち、演算結果の制御量と、ストロークセンサ100,102か
ら得られる実際量の平均値と、の偏差が演算される。
演算処理手段94はこの演算結果の偏差を評価しステップ
126で４ポンプ電磁切換弁84の３位置のうちの１つを選
択する決定をなし、決定に従って切換弁84に電気駆動信
号02を付与する。すなわち、ステップ126では、演算結
果の制御量が実際量に対して公差の範囲を超えて上回る
ときは第３位置（縮小モード）が選択され、逆に公差の
範囲を超えて下回るときは第２位置（伸長モード）が選
択され、連結部材22,56の実際の連結距離が演算された
値に接近するように、油圧回路24を作動させる。もし偏
差が予め設定した公差範囲内であれば、切換弁84は前記
の第１位置（ニュートラルモード）に選択され、連結部
材22,56は連結距離を維持する。
演算処理回路94は、油圧ポンプ82の油吐出圧を制御する
ためのステップ128を含み、このステップ128では油圧セ
ンサ104から得られる油圧が適当な値となるように油圧
ポンプ82を駆動する電動機の回転速度を制御する。
この制御装置の作動を要約的に説明すると、演算処理回
路94による上述した制御プログラムの実行に伴って、油
圧回路24が作動し、連結部材22、56はそれぞれスタビラ
イザ18と50の一端部とばね下部材14,51との間の連結距
離を、車両の走行条件に対応して変化させる。
車両が直進走行中である場合は、連結部材22,56の連結
距離は基準値に維持され、スタビライザ18,50はそれぞ
れトーションバー部分が有する初期の特性に従って路面
追従を果たすことができ、この場合、左右の懸架装置の
相互に無用な干渉が及ぶことがない。
右旋回中では、その遠心力に見合うだけ連結部材22,56
の連結距離が基準値より伸長され、また左旋回中では連
結距離が基準値より縮小され、それによってスタビライ
ザ18,50はトーションバー部分に車体の横方向の傾きを
制御する方向の弾性力が増強され、旋回走行における車
両の姿勢変化が制御される。
また、直進走行中であっても路面の傾斜などにより、車
両が傾斜して走行するときは、その傾斜に応じて連結部
材22,56が伸縮されることにより、車両の傾斜が抑制さ
れる。
以上説明した本発明の１つの実施例においては、調整可
能な連結部材22,56が前輪側と後輪側とにそれぞれ設け
た場合であるが、いずれか一方、特に前輪側のみに調整
可能な連結部材を設けた場合にもそれなりの姿勢安定化
が可能である。また必要により、スタビライザ18のそれ
ぞれの連結端36,38と各ばね下部材14,16との間に調整可
能な連結部材を配設し、左右の連結部材が伸長と縮小と
が同時に逆向きに行われるようにして場合には、連結部
材の１つ当たりの作動ストロークを小さくすることがで
きる。
連結部材22,56の伸縮によるロール抑制に際して、車両
の横ロールの変化がさらに効果的に抑制されるようにす
る目的で、減衰力の調整が例えばオリフィス径の調整に
よって可能に構成されたショックアブソーバを用いると
ともに、演算処理回路94をショックアブソーバに対する
減衰力調整のための電気駆動信号03を発生するように構
成することができる。この場合、演算処理回路94は第５
図に示す制御プログラムを一部変形して、右旋回または
左旋回が判定された場合に（ステップ114または116の経
路）減衰力を強めるようにショックアブソーバを制御す
るものとする。
第８図は本発明の他の実施例を示すもので、油圧回路24
は前輪側連結部材22の連靴距離と後輪側連結部材56の連
結距離とを独立して変化させ得るようにするため、前輪
側と後輪側とに電磁切換弁84A,84Bを配置するとともに
電磁弁130,132を設けた。前輪側の連結部材22の下側管
路90Aと上側管路92Aとは電磁切換弁84Aの位置選択によ
って、連結部材56と独立してポンプ吐出側管路86と戻り
管路88とに連絡したり遮断したりすることができる。後
輪側の連結部材56についても同様に管路90B,92Bを管路8
6,88と連絡、遮断可能である。
かかる油圧回路24の構成においては、前輪側スタビライ
ザ18のロール抑制効果と後輪側スタビライザ50のそれと
を連結手段22,56の連結距離の独立した調整によってバ
ランスさせながら制御することができる。例えばこのこ
とは、旋回走行中の加速または減速による車両重心の変
化に対応させる場合に利用できるもので、前記実施例を
一部変形させて、電気制御装置ECに加速度応答機能を持
たせることによって実現できる。
このため１つの例として、電気制御装置ECには、車両の
横加速度と前後加速度とにそれぞれ応じた横加速度信号
および前後加速度信号を発生する加速度センサ134が設
けられ、演算処理回路94にそれら信号が付与される。
かかる場合、演算処理回路94は第５図に示す制御プログ
ラムを先の説明から若干変更すればよい。すなわち、右
旋回または左旋回の制御量演算ステップ114,116では、
前後加速度が生じているか否かによって前輪側連結部材
22の制御量の大きさと後輪側連結部材56の制御量とを変
化させる。この場合、加速旋回中は後輪側スタビライザ
50のロール抑制効果が相対的に増強されるように、逆に
減速旋回中は前輪側スタビライザ18のロール抑制効果が
相対的に増強されるように、前後の制御量がそれぞれ決
められる。
また、前後加速度に応答させるために、上記のように加
速度センサ134を用いる他、車両のアクセル操作やブレ
ーキ操作に応答するスイッチを用いてもよいし、速度セ
ンサ96からの車両の走行速度の時間的変化を計算するこ
とによって求めてもよい。
なお、加速度センサ134からの横加速度は、旋回方向と
横加速度の方向とが異なること、つまりカウンターステ
アが行われたことの判定に使用し、この場合に適切な車
両の姿勢制御を行わせるように連結手段22,56の制御量
を演算し制御するように用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の概念を示す構成図、第２図は本発明の
一実施例を車両の上方から見た全体構成図、第３図は第
１図における前輪側懸架装置部分を車両の前方から見た
図、第４図は連結部材の断面図、第５図は演算処理回路
94の制御プログラムを示すフローチャート、第６図およ
び第７図はロール抑制作用の特性図、第８図は本発明の
他の実施例を示す全体構成図である。 10,12……車輪、14,16,51,52……ばね下部材、18,50…
…スタビライザ、22,56……連結部材、24……油圧回
路、26,28……ショックアブソーバ、82……油圧ポン
プ、84……電磁切換弁、86〜92……管路、94……演算処
理装置、96……速度センサ、98……操舵センサ、100…
…ストロークセンサ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両左右輪の上下動の差に応じて捩じれ弾
    性力を発生するとともに、該発生した捩じれ弾性力が反
    作用として前記左右輪に作用することにより、前記左右
    輪の上下動の差を抑制するスタビライザと、 全長が伸縮自在に構成され、その全長の伸長および収縮
    に応じて前記スタビライザの捩じれ弾性力の初期荷重を
    変更可能な伸縮部材と、 前記車両の旋回走行時における旋回状態を検出する旋回
    状態検出手段と、 前記旋回状態検出手段によって検出された旋回状態か
    ら、当該車両に発生するロールに対応した制御量を連続
    的に演算し、その制御量に応じた制御信号を発生させる
    演算手段と、 前記伸縮部材の全長を前記演算手段からの制御信号に従
    って連続的に変更する変更手段と を備えることを特徴とする車両用姿勢制御装置。
  2. 【請求項２】前記伸縮部材が油圧駆動式のピストンシリ
    ンダからなり、前記変更手段が前記ピストンシリンダの
    シリンダ室に油圧を給排する油圧回路を含んでいること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の車両用姿勢
    制御装置。
  3. 【請求項３】前記スタビライザ及び伸縮部材は、前輪側
    左右輪及び後輪側左右輪にそれぞれ個別に設けられ、 前記旋回状態検出手段は、旋回走行時における車両の加
    減速をも検出し、 前記演算手段は、加速旋回及び減速旋回の際に前輪側と
    後輪側とで前記伸縮部材の全長を異なる長さに調整する
    ように、それぞれの制御量を個別に演算することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の車両用姿勢制御装
    置。
  4. 【請求項４】前記演算手段は、加速旋回の際に、前輪側
    に対し後輪側のスタビライザの捩じれ弾性力の初期荷重
    をより大きくするように、それぞれの制御量を演算する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の車両用姿
    勢制御装置。
  5. 【請求項５】前記演算手段は、減速旋回の際に、後輪側
    に対し前輪側のスタビライザの捩じれ弾性力の初期荷重
    をより大きくするように、それぞれの制御量を演算する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の車両用姿
    勢制御装置。
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