JPH10278530A - 接地荷重制御装置 - Google Patents

接地荷重制御装置

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JPH10278530A
JPH10278530A JP8919997A JP8919997A JPH10278530A JP H10278530 A JPH10278530 A JP H10278530A JP 8919997 A JP8919997 A JP 8919997A JP 8919997 A JP8919997 A JP 8919997A JP H10278530 A JPH10278530 A JP H10278530A
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JP
Japan
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tire
load
road surface
actuator
braking
Prior art date
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Pending
Application number
JP8919997A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Izawa
正樹 伊沢
Kei Oshida
圭 忍田
Hideaki Shibue
秀明 渋江
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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Publication date
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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
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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G2400/82Ground surface
    • B60G2400/822Road friction coefficient determination affecting wheel traction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G2600/182Active control means

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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリットμ路面上での制動時に、片利きの
防止と制動距離の短縮とのより一層高次元での両立を企
図し得る接地荷重制御装置を提供する。 【解決手段】 スプリットμ路面上での制動時に、摩擦
係数の低い側のタイヤの車体と車軸間に設けられたアク
チュエータに加速度を発生させ、その時のばね上質量あ
るいはばね下質量の慣性力により、そのタイヤの見掛け
上の輪重を増大させるものとした。これにより、摩擦係
数の低い側のタイヤのロック限界が引き上げられるの
で、より大きな制動力を加えることが可能となり、制動
距離を短縮することができる。特に、規範ヨーレイトと
実ヨーレイトとの比較によってスプリットμ路面の判断
を行うものとすることにより、直進時の制動のみなら
ず、旋回時の制動にも操縦安定性を確保することができ
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変化させることのできる接地荷重
制御装置に関し、特に左右のタイヤ下の路面摩擦係数が
互いに異なる状態の路面上での制動の安定化に寄与し得
る接地荷重制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】制動時にタイヤがロックすると操縦性が
失われることは良く知られており、特に氷結路や砂利道
などのようにタイヤのグリップ力が著しく低下する路面
では、タイヤがロックしない範囲で制動することが肝要
とされている。このような観点に立脚し、車速とタイヤ
周速との差の車速に対する割合いを表すスリップ率とタ
イヤのグリップ力との相関を利用して、高いグリップ力
が得られる範囲にスリップ率を保つことでタイヤのロッ
クを自動的に防止するようにしたアンチロック・ブレー
キ・システム(ABS)が、既に多くの市販車に搭載さ
れている。
【0003】このようなABS搭載車において、路面の
片側のみが氷結するなど、左右のタイヤ下の路面摩擦係
数が互いに異なる状態の路面(以下スプリットμ路面と
呼称する)上での制動時に、片利きを防止して直進性を
確保するための技術として、摩擦係数の低い側の車輪を
基準に制動力を制御する技術が知られている(特開平2
−220958号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、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。つまり摩擦係数の低い路面では、タイヤのグ
リップ力が低下するために自ずとロック限界も低下する
ので、タイヤのロックを防止することを主眼におく従来
のABSでは、制動距離の短縮限界は、本質的にその車
両の輪重で定まる範囲内にとどまっていた。
【0005】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
特にスプリットμ路面上での制動時に、片利きの防止と
制動距離の短縮とのより一層高次元での両立を企図し得
る接地荷重制御装置を提供することにある。
【0006】
【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、スプリットμ路面上での制
動時に、摩擦係数の低い側のタイヤの車体と車軸間に設
けられたアクチュエータに加速度を発生させ、その時の
ばね上質量あるいはばね下質量の慣性力により、そのタ
イヤの見掛け上の輪重を増大させるものとした。これに
より、摩擦係数の低い側のタイヤのロック限界が引き上
げられるので、より大きな制動力を加えることが可能と
なり、制動距離を短縮することができる。特に、規範ヨ
ーレイトと実ヨーレイトとの比較によってスプリットμ
路面の判断を行うものとすることにより、直進時の制動
のみならず、旋回時の制動にも操縦安定性を確保するこ
とができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された実施
例を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
【0008】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。
【0009】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。
【0010】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。
【0011】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。
【0012】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
信号に基づき、図2に示す制御アルゴリズムに従って制
御される。
【0013】次にスプリットμ路面上での制動時の制御
アルゴリズムについて説明する。
【0014】先ず、制動中であるか否かを前後加速度検
出器27の出力から判断し(ステップ1・2)、制動中
と判定された場合は、車速検出器28、操舵角検出器2
9、横加速度検出器30、および実ヨーレイト検出器3
1の各出力をスプリットμ路面推定演算部32に入力す
る(ステップ3〜6)。なお、制動中の判断は、タイヤ
周速、ペダル踏力、並びにブレーキ液圧によることもで
きる。
【0015】スプリットμ路面推定演算部32では、ス
テアリングホイールの操舵角に対する望ましいヨーレイ
ト(規範ヨーレイト)を、車速並びに横加速度を加味し
て予め設定した関数式に基づいて算出し(ステップ
7)、これと実ヨーレイトとの偏差を演算し、かつこの
偏差が規定値以上か否かを判断する(ステップ8)。こ
こでヨーレイト偏差あり、つまりブレーキが片利き状態
であると判定された場合は、スプリットμ路面上を走行
しているものとみなし、次のステップ9で目標荷重演算
部24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内部的
に発生させ、この値と荷重センサ20の信号(実荷重)
との偏差を演算し(ステップ10)、この差分を安定化
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
のストロークの限界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(ステップ1
1)。そしてこの調整された信号により、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(ステッ
プ12)。
【0016】これにより、図3に示すように低μ路面上
のタイヤのグリップ力が一時的に増大して片利き状態が
解消され、その結果、制動距離が短縮される。なお、図
3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おり、右側タイヤ下の路面が相
対的に低μと判断された場合を例示している。
【0017】本実施例の場合、制動時の操舵角に対応し
た規範ヨーレイトと実ヨーレイトとの比較値に基づいて
低μ路面上のタイヤの判断が行われて自動的に接地荷重
の増大制御が実行されるので、路面μの検出は必要では
ない。従って、ブレーキ装置については、ABSの有無
に関わりなく適用可能であり、しかも直進時のみなら
ず、旋回時の安定制動にも効果がある。
【0018】次に本発明の原理について説明する。図4
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
【0019】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**
【0020】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。
【0021】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
【0022】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・(Z
1−Z2) =M2・Z2**+M1・Z1**
【0023】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。
【0024】なお、上記実施例においては、スプリット
μ路面の判断にヨーレイトを用いたが、これは従来の技
術の項に示した特開平2−220958号公報の技術を
用いても良いし、その他の公知の路面μ推定手段を用い
ても良いことは言うまでもない。
【0025】また、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がで
きる。
【0026】これに加えて、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ができる。例えば、
ばね下、ばね上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、ばね下、ばね上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、ばね下、ばね上両加速度を
間接的に求めることもできる。
【0027】さらにECUについても、ディジタル、ア
ナログ、並びに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、接地荷重を
動的に増大させることで低μ路面上のタイヤのグリップ
力の発生限界を高めることができるので、制動力を低下
させずに片利きを防止することが可能となり、操縦安定
性を確保した上での制動距離の短縮化に大きな効果をも
たらすことができる。また従来のABSは、悪路走行時
にタイヤがばたついて接地荷重が減少した場合も擬似的
な低μと判断して制動力を抑える制御を行うが、本発明
によれば、左右の一方の側のタイヤのばたつきも接地荷
重増大制御で押さえることができるので、実際には路面
μが低いわけではない時に制動距離が伸びてしまう不都
合を払拭し得る。
【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】本発明の制御フロー図。
【図3】制動時の概念的な接地荷重分布図。
【図4】本発明の原理を説明するためのモデル図。
【図5】一般的な能動型懸架装置のモデル図。
【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 27 前後加速度センサ 28 車速検出器 29 操舵角検出器 30 横加速度検出器 31 実ヨーレイト検出器 32 スプリットμ路面推定演算部

Claims (2)

    【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と、該アクチュエー
    タの推力で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た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タ
    イヤの接地荷重に加える接地荷重制御手段と、左右のタ
    イヤ下の路面摩擦係数が互いに異なるスプリットμ路面
    であることを判断するスプリットμ路面判断手段とを有
    し、 スプリットμ路面上での制動時に、摩擦係数が低い側の
    タイヤの接地荷重増大制御を行うことを特徴とする接地
    荷重制御装置。
  2. 【請求項2】 スプリットμ路面判断手段は、制動時の
    操舵角に応じた規範ヨーレイトと実ヨーレイトとの差に
    基づいて判断するものであることを特徴とする請求項1
    に記載の接地荷重制御装置。
JP8919997A 1997-03-19 1997-04-08 接地荷重制御装置 Pending JPH10278530A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8919997A JPH10278530A (ja) 1997-04-08 1997-04-08 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
JP8919997A JPH10278530A (ja) 1997-04-08 1997-04-08 接地荷重制御装置

Publications (1)

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JPH10278530A true JPH10278530A (ja) 1998-10-20

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ID=13964053

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JP8919997A Pending JPH10278530A (ja) 1997-03-19 1997-04-08 接地荷重制御装置

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JP (1) JPH10278530A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007507187A (ja) * 2003-09-25 2007-03-22 クゥアルコム・インコーポレイテッド 無線通信システムにおける多数のアンテナを用いた階層型符号化

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007507187A (ja) * 2003-09-25 2007-03-22 クゥアルコム・インコーポレイテッド 無線通信システムにおける多数のアンテナを用いた階層型符号化

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