JPH10297239A - Ground load controller - Google Patents

Ground load controller

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Publication number
JPH10297239A
JPH10297239A JP10611197A JP10611197A JPH10297239A JP H10297239 A JPH10297239 A JP H10297239A JP 10611197 A JP10611197 A JP 10611197A JP 10611197 A JP10611197 A JP 10611197A JP H10297239 A JPH10297239 A JP H10297239A
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JP
Japan
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acceleration
tire
road surface
load
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10611197A
Other languages
Japanese (ja)
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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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/en
Priority to US09/040,081 priority patent/US6208920B1/en
Publication of JPH10297239A publication Critical patent/JPH10297239A/en
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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To temporarily increase the ground load of a tire by the reaction force, by generating the inertia force in a vertical direction on a car body, by the expansion acceleration of an actuator mounted between the car body and an axle, when it is judged that the desired acceleration can not be achieved without changing the present condition, on the basis of the opening of a throttle, a speed or the like at the acceleration. SOLUTION: The tires 1 are supported in such manner that they are vertically movable to a car body 3, by the upper and lower suspension arms 2, 3, and a linear actuator 5 is mounted between the lower suspension arm 3 and the car body 4. The ground load is a sum of the sprung inertia force and the unsprung inertia force, so that the ground load can be changed by changing one of the inertia force of the sprung mass and that of the unsprung mass by controlling the expansion acceleration of the linear actuator 5. Accordingly the ground load can be temporarily increased every tire by controlling the expansion acceleration of the actuator 5, whereby the grip force, that is, the accelerating performance can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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
て接地荷重を瞬間的に増大させることのできる接地荷重
制御装置に関し、特に加速性能の向上に寄与し得る接地
荷重制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact load control device capable of instantaneously increasing a contact load by generating acceleration in at least one of a sprung mass and an unsprung mass, and more particularly to an acceleration performance. Field of the Invention The present invention relates to a ground load control device that can contribute to the improvement of the load.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から車両発進時等の急加速時に、タ
イヤが発生する駆動力を、タイヤと路面との間のスリッ
プ率により決まるピーク値付近となるように制御し、タ
イヤをスリップさせないようにして安定に効率良く加速
するようにした所謂トラクションコントロールシステム
が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, at the time of sudden acceleration such as when starting a vehicle, a driving force generated by a tire is controlled so as to be near a peak value determined by a slip ratio between the tire and a road surface so that the tire does not slip. A so-called traction control system is known in which the vehicle is accelerated stably and efficiently.

【0003】一方、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が、既に実用化さ
れている。
On the other hand, a linear sliding actuator capable of actively changing the stroke is provided between the vehicle body and the axle, and the distribution of the grounding load of each tire according to the motion state of the vehicle at that time is set to a predetermined target. An active suspension system in which the stroke of the actuator is feedback-controlled so as to obtain a value has already been put to practical use.

【0004】例えば特表昭60−500662号公報に
提案されている如き従来のアクティブサスペンションシ
ステムによるものは、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。
[0004] For example, a conventional active suspension system as proposed in Japanese Patent Publication No. Sho 60-500662 basically basically uses a thrust (stroke) of a hydraulic actuator so as to suppress a change in posture of a vehicle body during traveling. The load is transferred between the front and rear axles so that the tire follows the unevenness of the road surface so as to suppress the change in the center of gravity of the sprung mass during straight traveling, and to suppress pitching during braking and acceleration. It is common to control the amount and control the amount of load movement between the tires so as to suppress rolling during turning.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、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。
The grip force F of a tire is given by the product (F = μW) of the coefficient of friction μ between the tire and the road surface and the vertical load W applied to the contact surface of the tire. That is, it can be said that the grip force of the tire, which greatly affects the mobility of the vehicle, is proportional to the ground contact load if the friction coefficient between the tire and the road surface is constant.

【0006】しかるに、上述の如きトラクションコント
ロールシステムにあっては、接地荷重が一定であるた
め、その時の車両挙動に応じた各輪の駆動力配分を路面
とタイヤとで決まる摩擦係数の範囲内で最適化し得るに
とどまり、これ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。
However, in the traction control system as described above, since the ground contact load is constant, the distribution of the driving force of each wheel according to the vehicle behavior at that time is within the range of the friction coefficient determined by the road surface and the tire. It was only possible to optimize, and it was not possible to further increase the margin of the grip force of the tire beyond this.

【0007】また、同様に上述の如きアクティブサスペ
ンションシステムにあっても、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化し得るに
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。
Similarly, even in the active suspension system as described above, the load distribution of each wheel according to the vehicle behavior at that time can be optimized within the range of the vehicle weight, and the load distribution beyond the range of the vehicle weight can be optimized. It was not possible to further increase the margin of tire grip.

【0008】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、各輪の接地荷重を一時的に、かつ選択的に増
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、特に発進時等の加速時に安定して高い
加速性能を得ることが可能な車両制御装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been devised to solve such problems imposed on the prior art, and its main purpose is to temporarily and selectively reduce the ground contact load of each wheel. An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of further increasing the generation limit of the grip force of each tire by increasing the value, and in particular, stably obtaining a high acceleration performance at the time of acceleration such as starting.

【0009】[0009]

【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、加速時、スロットル開度車
速、車輪速、加速度などからそのままでは所望の加速が
得られないと判断した場合に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、発進時等の一時的な加速性能
が向上する。また、路面状況により、路面摩擦係数が高
いときよりも低いときに上記接地荷重を増やすことで、
状況に応じた一層きめ細かな制御が可能となる。
According to the present invention, in order to achieve the above object, it is determined that a desired acceleration cannot be obtained as it is from acceleration, throttle opening vehicle speed, wheel speed, acceleration and the like. A vertical inertial force is generated in the vehicle body by the expansion acceleration of an actuator provided between the vehicle body and the axle, and the reaction force thereof temporarily increases the contact load of the tire. According to this, a load exceeding the vehicle weight can be temporarily applied to the contact surface of the tire, so that the generation limit of the grip force of the tire can be raised as desired, and temporary acceleration at the time of starting or the like can be achieved. Performance is improved. Also, depending on the road surface condition, by increasing the ground contact load when the road surface friction coefficient is lower than when it is high,
More detailed control according to the situation becomes possible.

【0010】[0010]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】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。
FIG. 1 schematically shows a schematic configuration of a main part of an active suspension device to which the present invention is applied. Tire 1
The upper and lower suspension arms 2 and 3
It is supported so that it can move up and down. A linear actuator 5 driven by hydraulic pressure is provided between the lower suspension arm 3 and the vehicle body 4.

【0012】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。
The linear actuator 5 is of a cylinder / piston type, and uses a servo valve 10 to supply hydraulic oil supplied from a variable displacement hydraulic pump 9 to oil chambers 7 and 8 above and below a piston 6 inserted into the cylinder. To generate a vertical thrust on the piston rod 11,
As a result, the relative distance between the center (axle) of the tire 1 and the vehicle body 4 can be freely changed.

【0013】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。
The oil discharged from the pump 9 is stored in an accumulator 12 for removing the pump pulsation and ensuring the oil amount in a transient state. Are supplied via servo valves 10 provided individually.

【0014】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。
An unload valve 13, an oil filter 14, a check valve 15, a pressure regulating valve 16, an oil cooler 17, and the like are connected to the hydraulic circuit, as in a known active suspension system.

【0015】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。
The servo valve 10 provides a control signal issued from an electronic control unit (ECU) 18 to a solenoid 10a via a servo valve driver 19, so that the hydraulic pressure and the direction applied to the hydraulic actuator 5 are continuously adjusted. The vehicle body 4 and the piston rod 1 are controlled.
1, a load sensor 20 provided between the vehicle body 4 and the lower suspension arm 3, a sprung acceleration sensor 22 for detecting a vertical acceleration on the vehicle body, and a vertical sensor on the tire side. Control is performed based on a signal obtained by processing a signal of the unsprung acceleration sensor 23 for detecting acceleration by the ECU 18.

【0016】ECU18には、駆動輪空転予測部27
と、目標荷重演算部24と、安定化演算部25と、変位
制限比較演算部26とが設けられている。そして、従動
輪に設けられた車速センサ29、前後方向加速度センサ
30、スロットル開度センサ31及び路面状態設定スイ
ッチ32からの信号に基づき駆動輪空転予測部27にて
発生する空転予測信号(駆動輪空転の有無、程度を含
む)と、ばね上加速度センサ22からの信号と、ばね下
加速度センサ23からの信号とを参照して目標荷重演算
部24にて仮の目標荷重を求め、この値と荷重センサ2
0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。
The ECU 18 includes a driving wheel idling prediction unit 27
, A target load calculator 24, a stabilization calculator 25, and a displacement limit comparison calculator 26. A slip prediction signal (drive wheel) generated by the drive wheel slip prediction unit 27 based on signals from the vehicle speed sensor 29, the longitudinal acceleration sensor 30, the throttle opening sensor 31, and the road surface condition setting switch 32 provided on the driven wheels. With reference to the signal from the sprung acceleration sensor 22 and the signal from the unsprung acceleration sensor 23, a target load calculating unit 24 obtains a tentative target load with reference to the value of the target load. Load sensor 2
After the difference from the signal of 0 is processed by the stabilization calculation unit 25, the servo valve is controlled by the displacement limit comparison calculation unit 26 with reference to the signal of the stroke sensor 21 so that the control within the stroke range of the actuator 5 is performed. The command value given to the driver 19 is adjusted. And by this adjusted command signal,
The servo valve 10 is driven so that the target load becomes equal to the actual load, a stroke is generated in the actuator 5, and the vertical acceleration in a direction to increase the tire contact load is increased by at least one of the sprung mass and the unsprung mass. Generate on one side.

【0017】次に、接地荷重を一時的に増加させる原理
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
Next, the principle of temporarily increasing the contact load will be described. In the model shown in FIG. 2, M2: sprung mass M1: unsprung mass Z2: sprung coordinates Z1: unsprung coordinates Kt: tire spring constant Fz: actuator thrust The equations of motion of the unsprung mass M1 are given by the following equations, respectively. However, the * mark in the equation represents the first derivative, and the ** mark represents the second derivative. M2 · Z2 ** =-Fz M1 · Z1 ** + Kt · Z1 = Fz

【0018】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**
Accordingly, the tire contact load W is given by the following equation. W = −Kt · Z1 = −Fz + M1 · Z1 ** = M2 · Z2 ** + M1 · Z1 **

【0019】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。
That is, since the ground contact load W is the sum of the sprung inertia force and the unsprung inertia force, the expansion / contraction acceleration of the actuator 5 is controlled to at least one of the sprung mass and the unsprung mass. Is changed, the contact load W can be changed. Therefore, by controlling the extension acceleration of the actuator 5, it is possible to temporarily increase the contact load W for each tire. When a 1-ton thrust is generated in the actuator 5 with a suspension stroke of 200 mm, about 0.2
Can be activated for seconds.

【0020】例えば、前輪駆動車の急発進・急加速の場
合、通常でも前輪荷重が後輪荷重よりもやや大きいが
(図3(a))、上記の手法で前輪の接地荷重を通常時
に比して一時的に増大させることにより(図3
(b))、前輪のグリップ力が向上し、加速性能が向上
する。また、同様に後輪駆動車の急発進・急加速の場合
には図4(a)に示すように上記の手法で後輪の接地荷
重を通常時に比して一時的に増大させ、4輪駆動車の場
合には図4(b)に示すように前後輪のすべての車輪の
接地荷重を通常時に比して一時的に増大させることによ
り、駆動輪のグリップ力が向上し、加速性能が向上す
る。
For example, when the front wheel drive vehicle suddenly starts and accelerates, the load on the front wheels is slightly larger than the load on the rear wheels even under normal conditions (FIG. 3A). And then temporarily increase (Fig. 3
(B)) The grip force of the front wheels is improved, and the acceleration performance is improved. Similarly, when the rear wheel drive vehicle suddenly starts and accelerates, as shown in FIG. In the case of a driving vehicle, as shown in FIG. 4 (b), by temporarily increasing the contact loads of all the front and rear wheels as compared with the normal case, the grip force of the driving wheels is improved, and the acceleration performance is improved. improves.

【0021】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。
FIGS. 3 and 4 conceptually show the distribution of the contact load (= grip force) of the tire. The contact load in the range of the static load is represented by a solid circle and increased by the stroke control of the actuator 5. The obtained ground contact load is represented by a two-dot chain line circle.

【0022】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
In general, a suspension spring for supporting the vehicle weight and a damper for generating a damping force are used together in order to save energy consumption of the actuator (see FIG. 5). In this case, Ks: Spring constant C: damping coefficient of damper Assuming that, the equations of motion of the sprung mass M2 and the unsprung mass M1 are given by the following equations, respectively. M2 · Z2 ** + C · (Z2 * −Z1 * ) + Ks · (Z2-Z1)
= −Fz M1 · Z1 ** + C · (Z1 * −Z2 * ) + Ks · (Z1−Z2)
+ Kt.Z1 = Fz

【0023】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**
Accordingly, the tire contact load W is given by the following equation. W = −Kt · Z1 = −Fz + M1 · Z1 ** + C · (Z1 * −Z2 * ) + Ks · (Z1−Z2) = M2 · Z2 ** + M1 · Z1 **

【0024】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。
That is, it can be seen that the ground load W can be changed by controlling the expansion and contraction acceleration of the actuator in the same manner as described above.

【0025】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。
The actual inertial force of the vehicle is generated not only by the vertical motion but also by the rolling motion and the pitching motion. Here, the rotational movement around each axis passing through the center of gravity of the sprung mass is defined as roll rate: φ pitch rate: θ yaw rate: γ, and the center line in the front-rear direction and the center line in the left-right direction with respect to the center of gravity position The distance to the grounding center is Lf,
Lr, Tf / 2, and Tr / 2 (see FIG. 6), and the thrust of the actuator of each wheel is represented by Fz1 (front left), Fz2 (front right), Fz
Assuming that z3 (rear right) and Fz4 (rear left) and the direction of the force, moment, and coordinate system are as shown in FIG. 7, the rolling moment is: Mx = Tf / 2. (-Fz1 + Fz2) -Tf / 2・ (−Fz3
+ Fz4), and the pitching moment is as follows: My = Lf · (−Fz1−Fz2) −Lr · (−Fz3−Fz4)

【0026】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、 となり、ピッチング慣性力は Iyθ*=My =Lf・(−Fz1−Fz2)−Lr・(−Fz3−Fz4) となる。If the rolling moment of inertia: Ix and the pitching moment of inertia: Iy, the rolling moment of inertia is And the pitching inertial force is Iyθ * = My = Lf · (−Fz1−Fz2) −Lr · (−Fz3−Fz4).

【0027】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するこ
とで、一層急加速時の安定性が向上する。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。
Further, the inertial force of the vertical motion is M2 · Z2 ** = − Fz1−Fz2−Fz3−Fz4. By controlling at least one of these inertial forces, the rolling motion and the pitching motion are included. The stability at the time of rapid acceleration is further improved by controlling the contact load individually for each tire. In the conventional vehicle, since the load is distributed to the four wheels, the rolling inertia force, the pitching inertia force, and the inertia force of the vertical movement are not generated, and these values become zero.

【0028】次に、駆動輪空転予測部27による空転予
測処理及びその後の接地荷重増加処理について図8、図
9のフローチャートを参照して具体的に説明する。ま
ず、ステップ1、2にてスロットル開度センサ31から
スロットル開度θthを読み込み、前後方向加速度センサ
30から前後方向加速度Gaccを読み込み、これらをス
テップ3にて予め設定されている基準スロットル開度θ
th0と基準前後方向加速度Gacc0と比較することにより
急加速することが要求されているか否かを判定する。そ
して、急加速が要求されていなかったらステップ1に戻
り、急加速が要求されていたらステップ4に進み、車速
Vcを読み込み、ステップ5にて上記スロットル開度θt
h及び車速Vcから駆動輪が空転するか否かを予測する。
そして、該ステップにて駆動輪が空転すると予測されな
かったらステップ1に戻り、空転すると予測されたらス
テップ6に進み、スロットル開度θth及び車速Vcから
目標加速度Gacctを算定する。次に後記する手順で増加
させる接地荷重、即ち付勢接地荷重Waddを算定し(ス
テップ7)、上記した手法により実際に接地荷重を増加
させる(ステップ8)。
Next, the slip prediction process by the drive wheel slip predicting section 27 and the subsequent contact load increasing process will be specifically described with reference to the flowcharts of FIGS. First, in steps 1 and 2, the throttle opening .theta.th is read from the throttle opening sensor 31 and the longitudinal acceleration Gacc is read from the longitudinal acceleration sensor 30, and these are read in step 3 as the reference throttle opening .theta.
By comparing th0 with the reference longitudinal acceleration Gacc0, it is determined whether rapid acceleration is required. If rapid acceleration has not been requested, the process returns to step 1; if rapid acceleration has been requested, the process proceeds to step 4 to read the vehicle speed Vc.
It is predicted from the h and the vehicle speed Vc whether or not the drive wheels idle.
Then, if it is not predicted in the step that the driving wheel is running idle, the process returns to the step 1, and if it is predicted that the wheel runs idle, the process proceeds to a step 6, where the target acceleration Gacct is calculated from the throttle opening θth and the vehicle speed Vc. Next, the contact load to be increased, that is, the urging contact load Wadd is calculated in a procedure described later (step 7), and the contact load is actually increased by the above-described method (step 8).

【0029】ステップ7に於ける付勢接地荷重Waddの
算定手順について図9を参照して説明する。まず、ステ
ップ71にて路面状態設定スイッチ32による設定値S
wを読み込み、ステップ72にて現状の駆動力TRaを路
面状態設定値Sw、車速Vc及びスロットル開度θthから
求め、ステップ73にて空力の影響を考慮して目標加速
度Gacctに対する必要駆動力TRnを算定する。そして、
ステップ74に進み、付勢駆動力、即ち必要駆動力TRn
と現状の駆動力TRaとの差と、路面状態設定値Swによ
る路面摩擦係数μとから付勢接地荷重Waddを算定す
る。即ち、路面μが小さい状況でSw3が選択されると
付勢接地荷重WaddがSw1が選択された場合よりも大き
くなる。
The procedure for calculating the biasing contact load Wadd in step 7 will be described with reference to FIG. First, at step 71, the set value S by the road surface state setting switch 32 is set.
w, the current driving force TRa is obtained from the road surface condition set value Sw, the vehicle speed Vc, and the throttle opening degree θth in step 72, and in step 73, the required driving force TRn for the target acceleration Gacct is determined in consideration of the aerodynamic effect. Calculate. And
Proceeding to step 74, the urging driving force, that is, the necessary driving force TRn
And the current driving force TRa, and the road surface friction coefficient μ based on the road surface state setting value Sw, to calculate the biased ground load Wadd. That is, when Sw3 is selected in a situation where the road surface μ is small, the urging contact load Wadd becomes larger than when Sw1 is selected.

【0030】ここで、本構成では路面状況設定手段を路
面状態設定スイッチ32として路面摩擦係数μを設定値
Swから求め、これを用いたが、路面状況設定手段とし
て車速、操舵反力等から自動検出することも可能であ
り、その場合、一層きめ細かな付勢接地荷重Waddを求
めることができる。
Here, in the present configuration, the road surface condition setting means is used as the road surface state setting switch 32 to obtain the road surface friction coefficient μ from the set value Sw, and this is used. However, the road surface condition setting means is automatically determined from the vehicle speed, steering reaction force and the like. It is also possible to detect, and in that case, it is possible to obtain a finer biasing contact load Wadd.

【0031】尚、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。
In the above-described embodiment, an actuator using a hydraulically driven cylinder device as the actuator has been described. This can be achieved by using other electric thrust generating means such as a linear motor or a voice coil, or by using a cam. The same effect can be obtained even if the acceleration is generated using a mechanism or a spring means.

【0032】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。
Further, the sensor used can be simplified without departing from the gist of the present invention. For example, sprung,
Since the position detection signal can also be obtained by integrating the output difference of the unsprung acceleration sensors into the second order, the stroke sensor can be eliminated, and the actual measured values of the sprung and unsprung weights and the sprung and sprung weights can be obtained. Since the force generated by the actuator can be obtained by calculating the output values of the lower acceleration sensors, the load sensor can be omitted.
Furthermore, a state estimator can be configured based on signals from the load sensor and the displacement sensor, and both sprung and unsprung accelerations can be obtained indirectly. Furthermore, it goes without saying that the ECU can be realized by any of digital, analog, and hybrid.

【0033】[0033]

【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、急加速時のタイヤの接
地荷重を一時的に増大させることができる。従って、発
進時等の急加速時のタイヤのグリップ力の発生限界を高
めることができ、安定に効率良く加速することが可能と
なる。
As described above, according to the present invention, one or both of the sprung mass and the unsprung mass can be directly controlled by the thrust generated by the actuator to control one or both of the sprung mass and the unsprung mass. By generating the inertial force and applying the reaction force to the contact surface, the contact load of the tire at the time of rapid acceleration can be temporarily increased. Therefore, the generation limit of the grip force of the tire at the time of sudden acceleration at the time of starting or the like can be increased, and it is possible to accelerate stably and efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of an active suspension device to which the present invention is applied.

【図2】本発明の原理を説明するためのモデル図FIG. 2 is a model diagram for explaining the principle of the present invention.

【図3】(a)は従来の前輪駆動車の急発進時の概念的
な接地荷重分布図、(b)は本発明が適用された前輪駆
動車の急発進時の概念的な接地荷重分布図。
FIG. 3 (a) is a conceptual ground load distribution diagram when a conventional front wheel drive vehicle suddenly starts, and FIG. 3 (b) is a conceptual ground load distribution when a front wheel drive vehicle to which the present invention is applied suddenly starts. FIG.

【図4】(a)は本発明が適用された後輪駆動車の急発
進時の概念的な接地荷重分布図、(b)は本発明が適用
された4輪駆動車の急発進時の概念的な接地荷重分布
図。
FIG. 4A is a conceptual ground load distribution diagram at the time of sudden start of a rear wheel drive vehicle to which the present invention is applied, and FIG. 4B is a diagram at the time of sudden start of a four wheel drive vehicle to which the present invention is applied; Conceptual grounding load distribution diagram.

【図5】一般的な能動型懸架装置のモデル図。FIG. 5 is a model diagram of a general active suspension device.

【図6】車体重心位置と接地位置との関係を示す説明
図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a vehicle center of gravity position and a contact position.

【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。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a force, a moment, and a direction of a coordinate system.

【図8】駆動輪空転予測部27による空転予測手順を示
すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a slip prediction procedure by a drive wheel slip prediction unit 27;

【図9】接地荷重算定手順を示すフローチャート。FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for calculating a contact load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 駆動輪空転予測部 29 車速センサ 30 前後方向加速度センサ 31 スロットル開度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2 Upper suspension arm 3 Lower suspension arm 4 Body 5 Actuator 6 Piston 7.8 Oil chamber 9 Hydraulic pump 10 Servo valve 11 Piston rod 12 Accumulator 13 Unload valve 14 Oil filter 15 Check valve 16 Pressure adjustment valve 17 Oil cooler Reference Signs List 18 electronic control unit (ECU) 19 servo valve driver 20 load sensor 21 stroke sensor 22 sprung acceleration sensor 23 unsprung acceleration sensor 24 target load calculation unit 25 stabilization calculation unit 26 displacement limit comparison calculation unit 27 drive wheel idling prediction unit 29 Vehicle speed sensor 30 longitudinal acceleration sensor 31 throttle opening sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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タイヤ
と路面との間に作用する接地荷重に加える接地荷重制御
手段と、 車両の加速時に駆動輪の空転を予測する手段とを有し、 前記駆動輪空転予測手段による検出結果に応じて駆動輪
の接地荷重を増大させることを特徴とする接地荷重制御
装置。
An actuator for actively changing a vertical relative distance between a vehicle body and an axle is given a thrust to generate acceleration in at least one of a sprung mass and an unsprung mass, and the acceleration is generated. Ground load control means for applying a reaction force of inertia force of at least one of a sprung mass and an unsprung mass to a ground load acting between a tire and a road surface, and predicting idle of a drive wheel during acceleration of a vehicle A contact load control device for increasing a contact load of a drive wheel in accordance with a result of detection by the drive wheel idling prediction means.
【請求項2】 路面状況を判断する路面状況設定手段を
更に有し、 路面状況設定手段により設定された路面摩擦係数が低い
ほど前記接地荷重を大きく設定す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。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a road surface condition setting means for judging a road surface condition, wherein the lower the road surface friction coefficient set by the road surface condition setting device, the larger the contact load is set. Ground load control device.
JP10611197A 1997-03-19 1997-04-23 Ground load controller Pending JPH10297239A (en)

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JP10611197A JPH10297239A (en) 1997-04-23 1997-04-23 Ground load controller
DE19811350A DE19811350C2 (en) 1997-03-19 1998-03-16 Tire contact load control system
US09/040,081 US6208920B1 (en) 1997-03-19 1998-03-17 Tire contact load control system

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013193596A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Hitachi Automotive Systems Ltd Vehicle control device
JP2020050101A (en) * 2018-09-26 2020-04-02 本田技研工業株式会社 Suspension control device

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