JPH10258626A - 接地荷重制御装置 - Google Patents

接地荷重制御装置

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Publication number
JPH10258626A
JPH10258626A JP6631297A JP6631297A JPH10258626A JP H10258626 A JPH10258626 A JP H10258626A JP 6631297 A JP6631297 A JP 6631297A JP 6631297 A JP6631297 A JP 6631297A JP H10258626 A JPH10258626 A JP H10258626A
Authority
JP
Japan
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tire
actuator
force
acceleration
load
Prior art date
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Pending
Application number
JP6631297A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Shimizu
康夫 清水
Masaki Izawa
正樹 伊沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Priority to DE19811350A priority patent/DE19811350C2/de
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Publication of JPH10258626A publication Critical patent/JPH10258626A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40Type of actuator
    • B60G2202/41Fluid actuator
    • B60G2202/413Hydraulic actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40Type of actuator
    • B60G2202/41Fluid actuator
    • B60G2202/414Fluid actuator using electrohydraulic valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60Load
    • B60G2400/61Load distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18Automatic control means
    • B60G2600/182Active control means

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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各輪の接地荷重を増大させることにより、各
タイヤのグリップ力の発生限界をより一層高めることの
できる接地荷重制御装置を提供する。 【解決手段】 車両の車体と車軸との間に設けたアクチ
ュエータの伸縮加速度で主に車体に垂直方向の慣性力を
発生させ、その反力によってタイヤの接地荷重を瞬間的
に増大させる。これにより、車両重量を超えた荷重をタ
イヤの接地面に加えることができるので、タイヤのグリ
ップ力の発生限界を一時的に引き上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ばね上質量とばね
下質量との少なくともいずれか一方に加速度を発生させ
て接地荷重を一時的に増大させることのできる接地荷重
制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】タイヤのグリップ力Fは、タイヤと路面
との間の摩擦係数μとタイヤの接地面に加わる垂直荷重
Wとの積(F=μW)で与えられる。つまり車両の運動
性を大きく左右するタイヤのグリップ力は、タイヤと路
面との間の摩擦係数が一定ならば、接地荷重に比例する
と言える。
【0003】ところで、ストロークを能動的に変化させ
ることのできる直線摺動型アクチュエータを車体と車軸
との間に設け、その時の車両の運動状態に応じた各タイ
ヤの接地荷重配分が予め定めた目標値となるようにアク
チュエータのストロークをフィードバック制御するもの
としたアクティブ・サスペンション・システム(能動型
懸架装置)が、既に実用化されている。
【0004】この例えば特表昭60−500662号公
報に提案されている如き従来の能動型懸架装置によるも
のは、基本的には走行中の車体の姿勢変化を抑制するよ
うに油圧アクチュエータの推力(ストローク)を制御す
るものであり、直進時はばね上質量の重心位置の変化を
抑制するように路面の凹凸にタイヤを追従させ、制動時
や加速時はピッチングを抑制するように前後車軸間の荷
重移動量を制御し、旋回時はローリングを抑制するよう
に各タイヤ間の荷重移動量を制御することが一般的であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述の如き
従来の能動型懸架装置は、その時の車両挙動に応じた各
輪の荷重配分を車両重量の範囲内で最適に分配し得るに
とどまり、車両重量の範囲を超えてタイヤのグリップ力
の余裕を更に高めることのできるものではなかった。
【0006】本発明は、このような従来技術に課せられ
た問題点を解消するべく案出されたものであり、その主
な目的は、各輪の接地荷重を増大させることにより、各
タイヤのグリップ力の発生限界をより一層高めることの
できる接地荷重制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、車体と車軸との間に設けた
アクチュエータの伸張加速度で車体に垂直方向の慣性力
を発生させ、その反力によってタイヤの接地荷重を一時
的に増大させるものとした。これによると、車両重量を
超えた荷重をタイヤの接地面に一時的に加えることがで
きるので、タイヤのグリップ力の発生限界を所望に応じ
て引き上げることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明の構成について詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明が適用される能動型懸架装
置の要部の概略構成を模式的に示している。タイヤ1
は、上下のサスペンションアーム2・3により、車体4
に対して上下動可能に支持されている。そして下サスペ
ンションアーム3と車体4との間には、油圧駆動による
リニアアクチュエータ5が設けられている。
【0010】リニアアクチュエータ5は、シリンダ/ピ
ストン式のものであり、シリンダ内に挿入されたピスト
ン6の上下の油室7・8に可変容量型油圧ポンプ9から
供給される作動油圧をサーボ弁10で制御することによ
り、ピストンロッド11に上下方向の推力を発生させ、
これによってタイヤ1の中心(車軸)と車体4との間の
相対距離を自由に変化させることができるようになって
いる。
【0011】ポンプ9からの吐出油は、ポンプ脈動の除
去および過渡状態での油量を確保するためのアキュムレ
ータ12に蓄えられた上で、各輪に設けられたアクチュ
エータ5に対し、各アクチュエータ5に個々に設けられ
たサーボ弁10を介して供給される。
【0012】この油圧回路には、公知の能動型懸架装置
と同様に、アンロード弁13、オイルフィルタ14、逆
止弁15、圧力調整弁16、およびオイルクーラ17な
どが接続されている。
【0013】なお、サーボ弁10は、電子制御ユニット
(ECU)18から発せられる制御信号をサーボ弁ドラ
イバ19を介してソレノイド10aに与えることによ
り、油圧アクチュエータ5に与える油圧と方向とが連続
的に制御されるものであり、車体4とピストンロッド1
1との接続部に設けられた荷重センサ20、車体4と下
サスペンションアーム3との間に設けられたストローク
センサ21、車体側の上下加速度を検出するばね上加速
度センサ22、およびタイヤ側の上下加速度を検出する
ばね下加速度センサ23の信号をECU18で処理した
信号に基づいて制御される。
【0014】ECU18においては、目標荷重演算部2
4に入力したばね上加速度センサ22とばね下加速度セ
ンサ23との信号を参照して仮の目標荷重を求め、この
値と荷重センサ20の信号との差分を安定化演算部25
で処理した後、変位制限比較演算部26でストロークセ
ンサ21の信号を参照してアクチュエータ5のストロー
クの範囲内での制御が行われるようにサーボ弁ドライバ
19に与える指令値を調整する。そしてこの調整された
指令信号により、目標荷重と実荷重とが等しくなるよう
にサーボ弁10を駆動してアクチュエータ5にストロー
クを発生させ、タイヤ接地荷重を増大させる向きの上下
加速度を、ばね上質量とばね下質量との少なくともいず
れか一方に発生させる。
【0015】次に本発明の原理について説明する。図2
のモデルにおいて、 M2:ばね上質量 M1:ばね下質量 Z2:ばね上座標 Z1:ばね下座標 Kt:タイヤのばね定数 Fz:アクチュエータ推力 とし、下向きを正方向とすると、ばね上質量M2並びに
ばね下質量M1の運動方程式は、それぞれ次式で与えら
れる。ただし式中の*マークは一階微分を表し、**マー
クは二階微分を表す。 M2・Z2**=−Fz M1・Z1**+Kt・Z1=Fz
【0016】従って、タイヤ接地荷重Wは次式で与えら
れる。 W=−Kt・Z1=−Fz+M1・Z1** =M2・Z2**+M1・Z1**
【0017】つまり接地荷重Wは、ばね上慣性力とばね
下慣性力との和となるので、アクチュエータ5の伸縮加
速度を制御してばね上質量とばね下質量との少なくとも
いずれか一方の慣性力を変化させることにより、接地荷
重Wを変化させることができる。従って、アクチュエー
タ5の伸張加速度を制御することにより、接地荷重Wを
タイヤ毎に一時的に増大させることが可能となる。な
お、サスペンションストロークを200mmとしてアクチ
ュエータ5に1トンの推力を発生させた場合、約0.2
秒間作動させることができる。
【0018】例えば、降坂路での急制動の場合、通常で
も後輪荷重が減少傾向となるために後輪がロックし易く
なるが、上記の手法で後輪の接地荷重を通常時に比して
増大させることにより(図3参照)、後輪のロックが防
止されるので、制動距離が短縮される。しかも、旋回時
の制動性能の向上も企図し得る。また急旋回時には、後
輪のコーナリングフォースが早期に飽和し、スピン傾向
となるが、この場合も上記の手法で後輪の接地荷重を増
大させることにより(図4参照)、タイヤのグリップ力
がより一層増大し、ニュートラルな旋回特性を回復する
ことができる
【0019】なお、図3並びに図4は、タイヤの接地荷
重(=グリップ力)分布を概念的に示し、静荷重の範囲
での接地荷重を実線の円で表し、アクチュエータ5のス
トローク制御で増大した接地荷重を二点鎖線の円で表し
ている。両図は、後輪側の接地荷重のみを増大させた場
合を例示しているが、これに限定されるものではなく、
その時の車両の運動状態や路面の状態などに応じて、車
両挙動が最適となる荷重分布が得られるように、各アク
チュエータを個々に制御すれば良いことは言うまでもな
い。
【0020】一般的には、アクチュエータの消費エネル
ギを節約するために車両重量を支持する懸架スプリング
と減衰力発生用ダンパとを併用するが(図5参照)、そ
の場合は、 Ks:懸架スプリングのばね定数 C:ダンパの減衰係数 とすると、ばね上質量M2並びにばね下質量M1の運動方
程式は、それぞれ次式で与えられる。 M2・Z2**+C・(Z2*−Z1*)+Ks・(Z2−Z1)
=−Fz M1・Z1**+C・(Z1*−Z2*) +Ks・(Z1−Z2)+Kt・Z1=Fz
【0021】従って、タイヤ接地荷重Wは次式で与えら
れる。 W=−Kt・Z1 =−Fz+M1・Z1**+C・(Z1*−Z2*) +Ks・(Z1−Z2) =M2・Z2**+M1・Z1**
【0022】つまり接地荷重Wは、上記と同様に、アク
チュエータの伸縮加速度を制御することによって変化さ
せることができることが分かる。
【0023】実際の車両の慣性力は、上下方向運動のみ
ならず、ローリング運動およびピッチング運動によって
も発生する。ここでばね上質量の重心点を通る各軸回り
の回転運動を、 ロールレイト:φ ピッチレイト:θ ヨーレイト:γ とし、重心位置を基準とした前後方向中心線と左右方向
中心線から各輪の接地中心までの距離をそれぞれLf、
Lr、Tf/2、Tr/2とし(図6参照)、各輪のアク
チュエータの推力を、Fz1(前左)、Fz2(前右)、F
z3(後右)、Fz4(後左)とし、力、モーメント、並び
に座標系の向きを図7に示すものとすれば、ローリング
モーメントは、 Mx=Tf/2・(−Fz1+Fz2)−Tf/2・(−Fz3
+Fz4) となり、ピッチングモーメントは、 My=Lf・(−Fz1−Fz2)−Lr・(−Fz3−Fz4) となる。
【0024】また、 ローリング慣性モーメント:Ix ピッチング慣性モーメント:Iy とすれば、 ローリング慣性力は、 Ixφ*=Mx =Tf/2・(−Fz1+Fz2)−Tf/2・(−Fz3+F
z4) となり、ピッチング慣性力は Iyθ*=My =Lf・(−Fz1−Fz2)−Lr・(−Fz3−Fz4) となる。
【0025】さらに上下運動の慣性力は、 M2・Z2**=−Fz1−Fz2−Fz3−Fz4 となり、これらの慣性力の少なくとも1つを制御するこ
とにより、ローリング運動およびピッチング運動を含む
場合の接地荷重も、各タイヤについて個々に制御できる
ことが分かる。なお、従来のものは、4輪に荷重を配分
するため、ローリング慣性力、ピッチング慣性力、並び
に上下運動の慣性力は発生せず、これらの値は0とな
る。
【0026】上記実施例は、アクチュエータとして油圧
駆動のシリンダ装置を用いるものを示したが、これはリ
ニアモータ或いはボイスコイルなどの如きその他の電気
式の推力発生手段を用いても、あるいはカム機構やばね
手段を用いて加速度を発生させても、同様の効果を得る
こともできる。
【0027】また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で使
用センサを簡略化することもできる。例えば、ばね上、
ばね下両加速度センサの出力差を二階積分することでも
位置検出信号を得ることができるので、ストロークセン
サを廃止することができるし、ばね上、ばね下両重量の
実測値と、ばね上、ばね下両加速度センサの出力値とを
演算することでアクチュエータが発生する力を求めるこ
とができるので、荷重センサを廃止することもできる。
さらに、荷重センサと変位センサとの信号に基づいて状
態推定器を構成し、ばね上、ばね下両加速度を間接的に
求めることもできる。さらにECUについても、ディジ
タル、アナログ、またはハイブリッドのいずれでも実現
可能なことは言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】このように本発明によれば、ばね上、ば
ね下両加速度の一方、或いは両方をアクチュエータが発
生する推力によって直接制御してばね上、ばね下両質量
の一方、或いは両方の慣性力を発生させてこれの反力を
接地面に作用させることにより、タイヤの接地荷重を一
時的に増大させることができる。従って、本発明によ
り、タイヤのグリップ力の発生限界を走行条件に応じて
より一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される能動型懸架装置の概略シス
テム構成図。
【図2】本発明の原理を説明するためのモデル図
【図3】直進急制動時の概念的な接地荷重分布図。
【図4】急旋回時の概念的な接地荷重分布図。
【図5】一般的な能動型懸架装置のモデル図。
【図6】車体重心位置と接地位置との関係を示す説明
図。
【図7】力、モーメント、並びに座標系の向きの関係を
示す説明図。
【符号の説明】
1 タイヤ 2 上サスペンションアーム 3 下サスペンションアーム 4 車体 5 アクチュエータ 6 ピストン 7・8 油室 9 油圧ポンプ 10 サーボ弁 11 ピストンロッド 12 アキュムレータ 13 アンロード弁 14 オイルフィルタ 15 逆止弁 16 圧力調整弁 17 オイルクーラ 18 電子制御ユニット(ECU) 19 サーボ弁ドライバ 20 荷重センサ 21 ストロークセンサ 22 ばね上加速度センサ 23 ばね下加速度センサ 24 目標荷重演算部 25 安定化演算部 26 変位制限比較演算部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体と車軸との間の上下方向相対距離を
    能動的に変化させるアクチュエータを有し、 該アクチュエータに推力を与えてばね上質量とばね下質
    量との少なくともいずれか一方に加速度を発生させ、 該加速度に基づくばね上質量とばね下質量との少なくと
    もいずれか一方の慣性力の反力を取り出し、 該反力をタイヤと路面との間に作用する接地荷重に加え
    ることを特徴とする接地荷重制御装置。
JP6631297A 1997-03-19 1997-03-19 接地荷重制御装置 Pending JPH10258626A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6631297A JPH10258626A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 接地荷重制御装置
DE19811350A DE19811350C2 (de) 1997-03-19 1998-03-16 Reifen-Kontaktlast-Steuersystem
US09/040,081 US6208920B1 (en) 1997-03-19 1998-03-17 Tire contact load control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6631297A JPH10258626A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 接地荷重制御装置

Publications (1)

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JPH10258626A true JPH10258626A (ja) 1998-09-29

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ID=13312192

Family Applications (1)

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JP6631297A Pending JPH10258626A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 接地荷重制御装置

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JP (1) JPH10258626A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040016B1 (ko) 2005-12-09 2011-06-08 현대자동차주식회사 노면마찰계수를 이용한 후륜현가능동제어시스템의 제어방법

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040016B1 (ko) 2005-12-09 2011-06-08 현대자동차주식회사 노면마찰계수를 이용한 후륜현가능동제어시스템의 제어방법

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Effective date: 20050711

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A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050719

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Effective date: 20051115

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