JPH10315736A - 接地荷重制御装置 - Google Patents
接地荷重制御装置Info
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- JPH10315736A JPH10315736A JP13180597A JP13180597A JPH10315736A JP H10315736 A JPH10315736 A JP H10315736A JP 13180597 A JP13180597 A JP 13180597A JP 13180597 A JP13180597 A JP 13180597A JP H10315736 A JPH10315736 A JP H10315736A
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/40—Type of actuator
- B60G2202/41—Fluid actuator
- B60G2202/413—Hydraulic actuator
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/40—Type of actuator
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
- B60G2600/18—Automatic control means
- B60G2600/182—Active control means
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- Regulating Braking Force (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
地荷重制御装置を提供する。 【解決手段】 制動時のスリップ率からタイヤがロック
傾向にあることを判断すると、車体とタイヤとの間を連
結するアクチュエータに上下方向加速度を発生させ、そ
の時のばね上質量あるいはばね下質量の慣性力の反力に
より、見掛け上の輪重を一時的に増大させるものとし
た。これにより、タイヤのグリップ力が増大してロック
限界が引き上げられるので、より大きな制動力を加える
ことができることとなり、制動距離の短縮化が可能とな
る。
Description
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、特に制動距離の短縮化に寄与し得る接
地荷重制御装置に関するものである。
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Vvとタ
イヤ周速Vwとの差の車速に対する割合いを表すスリッ
プ率(λ=(Vv−Vw)/Vv)とタイヤのグリップ
力F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。
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
えられるので、制動力の限界は、本質的にその車両の輪
重で定まってしまう。従って、タイヤのロックを防止し
た上でそれ以上の制動距離の短縮化を望むことは、従来
のABSにおいては極めて困難であった。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
制動距離のより一層の短縮化を企図し得る接地荷重制御
装置を提供することにある。
ために、本発明においては、制動時のスリップ率からタ
イヤがロック傾向にあることを判断すると、車体とタイ
ヤとの間を連結するアクチュエータに上下方向加速度を
発生させ、その時のばね上質量あるいはばね下質量の慣
性力の反力により、見掛け上の輪重を一時的に増大させ
るものとした。これにより、タイヤのグリップ力が増大
してロック限界が引き上げられるので、より大きな制動
力を加えることができることとなり、制動距離の短縮化
が可能となる。
例を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
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。
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。
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。
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。
(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、以下の制御アルゴリズムに従って制御さ
れる。
して説明する。先ず、車速センサ27と車輪速センサ2
8との信号をスリップ率演算手段29に入力し、制動時
のスリップ率λを算出する(ステップ1)、次に、グリ
ップ力Fとスリップ率λとの関係を予め定めたマップ3
0(図3参照)を参照し、グリップ力が最大値Fmax
を呈するスリップ率値を超えてグリップ力が低下し始め
るスリップ率値λwになったタイヤの有無判断が行われ
る(ステップ2)。これによりタイヤがロックしかかっ
ているか否かが判断される。次いでこの判断に従って、
ロック傾向にあるタイヤの懸架装置に設けられたばね上
加速度センサ22とばね下加速度センサ23との目標荷
重演算部24への入力信号を参照して仮の目標荷重を内
部的に発生させ(ステップ3)、この値と荷重センサ2
0の信号(実荷重)との偏差を演算し(ステップ4)、
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5)。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1
0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6)。これにより、タイヤのグリ
ップ力が一時的に増大するので(図4参照)、ロック限
界が引き上げられて制動距離が短縮される。
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。図
4は、後輪側の接地荷重を増大させた場合を例示してい
るが、ロック傾向大と判断された車輪に対応するアクチ
ュエータを個々に制御することは言うまでもない。
グが決められたABSを備えた車両においては、上記の
接地荷重増大制御を実行するスリップ率λwを、ABS
の作動が実行されるスリップ率λaよりも低い値に設定
すると良い(図3参照)。このようにすれば、アクチュ
エータ5を伸張させて加速度を発生させた場合、再度加
速度を発生させるためにはアクチュエータ5を一旦収縮
させる必要があるが、この間に再びスリップ率が高まる
ことが考えられるので、先ずアクチュエータ5の加速度
で一時的にロック限界を高めて制動力を十分に作用させ
た後に、ABSによるロック抑制作用につなげるように
することができる。
する際の接地荷重は、平坦路に比して減少傾向となるこ
とがあり、グリップ力Fとスリップ率λとの関係が、悪
路と平坦路とでは互いに異なったものとなる。従って、
悪路において平坦路に対応したスリップ率で上記の制御
を実行したのでは十分な制動力が得られない。以下に図
5を参照してこの不都合に対処する方法について述べ
る。
クロフォンでロードノイズを検出し(ステップ11)、
これより周波数分析回路及びバンドパスフィルタを経て
特定周波数域の音圧値を抽出する(ステップ12)。次
いでこの音圧値及び車速と路面状況との関係を予めマッ
プ化したデータベースを参照して現在走行中の路面状況
を判断し(ステップ13)、この判断結果に基づいて、
予め用意された路面状況に対応したF−λ特性マップ
(図6参照)のうちから最適なスリップ率マップを選択
する(ステップ14)。このようにして得られたスリッ
プ率値によって前述したロック傾向の判断を行うことに
より、路面状況に応じた最適なタイミングでの接地荷重
増大制御の実行が可能となる。
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
れる。 W=−Kt・Z1=−Fz+M1・Z1** =M2・Z2**+M1・Z1**
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。
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8参照)、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
れる。 W=−Kt・Z1 =−Fz+M1・Z1**+C・(Z1*−Z2*)+Ks・(Z
1−Z2) =M2・Z2**+M1・Z1**
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。
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。
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。また、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。
動的に増大させることでロックしそうなタイヤのグリッ
プ力の発生限界を高めることができるので、制動力を低
下させずにタイヤロックを防止することが可能となり、
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、ロードノイズから路面状況を判断し、それに
よって制御開始のスリップ率値を変えるものとすること
により、路面状況に関わりなく制動距離の短縮化を実現
し得る。これに加えて、摩擦円の理論から言うと、タイ
ヤの横力と前後力との総和は一定のため、旋回のために
横力が費やされると、制動のための前後力が減少する傾
向となるが、本発明によれば、制動力が不足ぎみなタイ
ヤの接地荷重を増大させることができるので、急旋回時
の制動性能の向上にも効果的である。
テム構成図。
的に示すグラフ。
念的に示すグラフ。
Claims (3)
- 【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、制動時の
各タイヤのスリップ率演算手段とを有し、 タイヤグリップ力が最大になると推定されるスリップ率
を超えた時点でタイヤの接地荷重増大制御を実行するこ
とを特徴とする接地荷重制御装置。 - 【請求項2】 スリップ率に基づいて制御されるアンチ
ロック・ブレーキ・システムを備え、該アンチロック・
ブレーキ・システムが作動するスリップ率よりも低いス
リップ率でタイヤの接地荷重増大制御を実行することを
特徴とする請求項1に記載の接地荷重制御装置。 - 【請求項3】 路面状況判断手段を有し、タイヤの接地
荷重増大制御を実行するスリップ率値を路面状況に応じ
て持ち替え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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13180597A JP3779423B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 接地荷重制御装置 |
US09/083,717 US6223108B1 (en) | 1997-05-22 | 1998-05-22 | Tire contact load control system |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13180597A Expired - Fee Related JP3779423B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 接地荷重制御装置 |
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Country | Link |
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CN113853329A (zh) * | 2019-06-25 | 2021-12-28 | 日立安斯泰莫株式会社 | 触地负荷推定装置、控制装置及触地负荷推定方法 |
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-
1997
- 1997-05-22 JP JP13180597A patent/JP3779423B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN116476587B (zh) * | 2023-04-21 | 2024-06-04 | 小米汽车科技有限公司 | 车辆的悬架调节方法、装置及车辆 |
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Publication number | Publication date |
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JP3779423B2 (ja) | 2006-05-31 |
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