JPH1111130A - 接地荷重制御装置 - Google Patents
接地荷重制御装置Info
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- JPH1111130A JPH1111130A JP9164436A JP16443697A JPH1111130A JP H1111130 A JPH1111130 A JP H1111130A JP 9164436 A JP9164436 A JP 9164436A JP 16443697 A JP16443697 A JP 16443697A JP H1111130 A JPH1111130 A JP H1111130A
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- body slip
- vehicle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60G2202/414—Fluid actuator using electrohydraulic valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/60—Load
- B60G2400/61—Load distribution
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- 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
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 旋回中の車両における運動制御の安定性を確
保する。 【解決手段】 スリップ角センサにより検出したスリッ
プ角から車体スリップ角βを算出し、その値が所定の範
囲αを超えていた場合には、車体スリップ角を減少させ
るようにタイヤ接地荷重を制御する。その場合には前輪
接地荷重を相対的に減少させれば良く、前輪サスペンシ
ョンに縮み側の力を発生させるか、または後輪サスペン
ションに伸び側の力を発生させるか、あるいは両方を行
う。 【効果】 接地荷重の変化がタイヤ横力を通じて、ヨー
モーメントとして車体スリップ角が減少する方向に働
き、その結果、車両の車体スリップ角が所定の設定範囲
内に収まり、車両の挙動が安定する。併せてヨーモーメ
ント制御を行う場合には、効果的である。
保する。 【解決手段】 スリップ角センサにより検出したスリッ
プ角から車体スリップ角βを算出し、その値が所定の範
囲αを超えていた場合には、車体スリップ角を減少させ
るようにタイヤ接地荷重を制御する。その場合には前輪
接地荷重を相対的に減少させれば良く、前輪サスペンシ
ョンに縮み側の力を発生させるか、または後輪サスペン
ションに伸び側の力を発生させるか、あるいは両方を行
う。 【効果】 接地荷重の変化がタイヤ横力を通じて、ヨー
モーメントとして車体スリップ角が減少する方向に働
き、その結果、車両の車体スリップ角が所定の設定範囲
内に収まり、車両の挙動が安定する。併せてヨーモーメ
ント制御を行う場合には、効果的である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、旋回中の車両の運
動制御に適する接地荷重制御装置に関するものである。
動制御に適する接地荷重制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のサスペンションにおける
減衰力を自動的に制御するようにした装置があり、例え
ば特開平３−１１４９１４号に開示されているものがあ
る。その装置では、ばね上・ばね下の両者間に流体シリ
ンダを配設し、各流体シリンダへの供給流量を制御する
ことにより車両のサスペンション特性を可変にした所謂
アクティブサスペンションを用いている。そのようなア
クティブサスペンションを用いて、旋回中の車両の運動
制御を理想的に行うべく、理想的な車両挙動となるよう
な規範ヨーレイトを設定しておき、その規範ヨーレイト
に対して実際の挙動がずれている場合にはアクティブサ
スペンションにより接地荷重を制御して上記補正を行う
ことが考えられる。
減衰力を自動的に制御するようにした装置があり、例え
ば特開平３−１１４９１４号に開示されているものがあ
る。その装置では、ばね上・ばね下の両者間に流体シリ
ンダを配設し、各流体シリンダへの供給流量を制御する
ことにより車両のサスペンション特性を可変にした所謂
アクティブサスペンションを用いている。そのようなア
クティブサスペンションを用いて、旋回中の車両の運動
制御を理想的に行うべく、理想的な車両挙動となるよう
な規範ヨーレイトを設定しておき、その規範ヨーレイト
に対して実際の挙動がずれている場合にはアクティブサ
スペンションにより接地荷重を制御して上記補正を行う
ことが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようなヨーレイトフィードバックによる制御にあって
は、規範ヨーレイトを任意の路面μを想定して設定して
いるため、実際の路面μがそれより高い場合には車両挙
動はドリフト傾向になり、また実際の路面μが低い場合
にはスピン傾向を示し、それぞれ極端な場合には経路逸
脱やスピンを起こしてしまうという問題がある。
たようなヨーレイトフィードバックによる制御にあって
は、規範ヨーレイトを任意の路面μを想定して設定して
いるため、実際の路面μがそれより高い場合には車両挙
動はドリフト傾向になり、また実際の路面μが低い場合
にはスピン傾向を示し、それぞれ極端な場合には経路逸
脱やスピンを起こしてしまうという問題がある。
【０００４】また、ヨーレイトや車体スリップ角及び横
Ｇといった車両の状態量を検出し、車両が異常な挙動
（ドリフトやスピン）を示した場合には、それらを是正
するように、制動力の左右差で旋回特性を調節してヨー
モーメントを制御するようにしたものがある。しかしな
がら、そのヨーモーメント制御はタイヤと路面との摩擦
力に依存するため、例えば過大な車体スリップ角が発生
している車両にあっては、制御効果が低下してしまうと
いう問題がある。
Ｇといった車両の状態量を検出し、車両が異常な挙動
（ドリフトやスピン）を示した場合には、それらを是正
するように、制動力の左右差で旋回特性を調節してヨー
モーメントを制御するようにしたものがある。しかしな
がら、そのヨーモーメント制御はタイヤと路面との摩擦
力に依存するため、例えば過大な車体スリップ角が発生
している車両にあっては、制御効果が低下してしまうと
いう問題がある。
【０００５】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、旋回中の車両における運動制御の安定性を確
保し得る接地荷重制御装置を提供することにある。
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、旋回中の車両における運動制御の安定性を確
保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】このような課題を解決す
るために、本発明に於いては、ばね上質量とばね下質量
との少なくともいずれか一方の運動速度を制御するべく
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
せるためのアクチュエータと、車体スリップ角を認識す
るための車体スリップ角認識手段とを有し、前記車体ス
リップ角が所定の範囲を超えた場合に、前輪の接地荷重
を後輪の接地荷重よりも相対的に減少させるように前記
アクチュエータによりタイヤ接地荷重を制御するものと
した。特に、左右輪間に制動力差を生じさせることによ
り車体のヨーモメントを制御するヨーモーメント制御手
段が設けられ、前記車体スリップ角が所定の範囲を超え
た場合に、さらに前記ヨーモーメント制御手段により、
前記車体のスリップ角を減少させる向きに前記ヨーモー
メントを働かせるように制御すると良い。
るために、本発明に於いては、ばね上質量とばね下質量
との少なくともいずれか一方の運動速度を制御するべく
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
せるためのアクチュエータと、車体スリップ角を認識す
るための車体スリップ角認識手段とを有し、前記車体ス
リップ角が所定の範囲を超えた場合に、前輪の接地荷重
を後輪の接地荷重よりも相対的に減少させるように前記
アクチュエータによりタイヤ接地荷重を制御するものと
した。特に、左右輪間に制動力差を生じさせることによ
り車体のヨーモメントを制御するヨーモーメント制御手
段が設けられ、前記車体スリップ角が所定の範囲を超え
た場合に、さらに前記ヨーモーメント制御手段により、
前記車体のスリップ角を減少させる向きに前記ヨーモー
メントを働かせるように制御すると良い。
【０００７】このようにすることにより、車体スリップ
角が所定の範囲を超えてスピンなどを起こしそうになっ
た場合には、前輪接地荷重を減少させるように、例えば
前輪サスペンションのみを縮ませたり、または後輪サス
ペンションのみを伸ばしたり、あるいはそれら両方を行
って、各輪の接地荷重の変化を、タイヤ横力を通じてヨ
ーモーメントとして、車体スリップ角が減少するように
作用させることができる。また、左右輪間に制動力差を
生じさせて車体のヨーモーメントを制御するヨーモーメ
ント制御手段を用いる場合に、上記アクチュエータによ
る制御を行うことにより、ヨーモーメント制御手段によ
るヨーモーメント制御の効果を増大させることができ
る。
角が所定の範囲を超えてスピンなどを起こしそうになっ
た場合には、前輪接地荷重を減少させるように、例えば
前輪サスペンションのみを縮ませたり、または後輪サス
ペンションのみを伸ばしたり、あるいはそれら両方を行
って、各輪の接地荷重の変化を、タイヤ横力を通じてヨ
ーモーメントとして、車体スリップ角が減少するように
作用させることができる。また、左右輪間に制動力差を
生じさせて車体のヨーモーメントを制御するヨーモーメ
ント制御手段を用いる場合に、上記アクチュエータによ
る制御を行うことにより、ヨーモーメント制御手段によ
るヨーモーメント制御の効果を増大させることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
例に基づいて本発明の実施の形態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。車軸と一体
をなすタイヤ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。
置の要部の概略構成を模式的に示している。車軸と一体
をなすタイヤ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。
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。
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。
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。
（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、ばね上加速度セン
サ２２とばね下加速度センサ２３との各信号が目標荷重
演算部２４に入力している。また、車体進行方向に対す
る車体の前後方向軸線の傾きである車体スリップ角を検
出する車体スリップ角センサを構成する車速センサ３１
・横加速度センサ３２・ヨーレイトセンサ３３の各信号
が車体スリップ角算出部３４に入力しており、これらに
より、車体スリップ角算出手段が構成されている。
サ２２とばね下加速度センサ２３との各信号が目標荷重
演算部２４に入力している。また、車体進行方向に対す
る車体の前後方向軸線の傾きである車体スリップ角を検
出する車体スリップ角センサを構成する車速センサ３１
・横加速度センサ３２・ヨーレイトセンサ３３の各信号
が車体スリップ角算出部３４に入力しており、これらに
より、車体スリップ角算出手段が構成されている。
【００１５】車体スリップ角算出部３４では、上記各セ
ンサ３１・３２・３３の信号による車速Ｖ、横加速度
Ｇ、及びヨーレイトγの各値に基づき、車体の進行方向
に対する車体の前後方向軸線の傾き角としての車体スリ
ップ角βを以下の式から、算出している。 β＝∫（γ−Ｇ／Ｖ）ｄｔ
ンサ３１・３２・３３の信号による車速Ｖ、横加速度
Ｇ、及びヨーレイトγの各値に基づき、車体の進行方向
に対する車体の前後方向軸線の傾き角としての車体スリ
ップ角βを以下の式から、算出している。 β＝∫（γ−Ｇ／Ｖ）ｄｔ
【００１６】そして、車体スリップ角算出部３４の出力
信号が目標荷重演算部２４に入力するようになってお
り、その目標荷重演算部２４では、上記車体スリップ角
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。
信号が目標荷重演算部２４に入力するようになってお
り、その目標荷重演算部２４では、上記車体スリップ角
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。
【００１７】また、上記車体スリップ角算出部３４から
の出力信号は外部のブレーキコントロールユニット３５
に入力している。このブレーキコントロールユニット３
５は、各輪（図では１輪のみ示している）を制御するも
のであり、車輪のブレーキ３６を制御して左右各輪間の
制動力を変えることにより、制動力をもってヨーモーメ
ントを制御するものである。
の出力信号は外部のブレーキコントロールユニット３５
に入力している。このブレーキコントロールユニット３
５は、各輪（図では１輪のみ示している）を制御するも
のであり、車輪のブレーキ３６を制御して左右各輪間の
制動力を変えることにより、制動力をもってヨーモーメ
ントを制御するものである。
【００１８】上記変位制限比較演算部２６で調整された
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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】Ｍ2・Ｚ2**＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
【００２１】従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えら
れる。
れる。
【００２２】Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＝Ｍ2
・Ｚ2**＋Ｍ1・Ｚ1**
・Ｚ2**＋Ｍ1・Ｚ1**
【００２３】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の伸縮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。
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の伸縮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。
【００２４】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３参照）、そ
の場合には、 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。
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３参照）、そ
の場合には、 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。
【００２５】Ｍ2・Ｚ2**＋Ｃ・（Ｚ2*−Ｚ1*）＋Ｋs・
（Ｚ2−Ｚ1）＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）
＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
（Ｚ2−Ｚ1）＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）
＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
【００２６】従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えら
れる。
れる。
【００２７】Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ
・（Ｚ1*−Ｚ2*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）＝Ｍ2・Ｚ2**＋
Ｍ1・Ｚ1**
・（Ｚ1*−Ｚ2*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）＝Ｍ2・Ｚ2**＋
Ｍ1・Ｚ1**
【００２８】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。
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。
【００２９】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４参照）、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５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。
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４参照）、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５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。
【００３０】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＋Ｆz4） となり、ピッチング慣性力は Ｉyθ*＝Ｍy＝Ｌf・（−Ｆz1−Ｆz2）−Ｌr・（−Ｆz3
−Ｆz4） となる。
（−Ｆz3＋Ｆz4） となり、ピッチング慣性力は Ｉyθ*＝Ｍy＝Ｌf・（−Ｆz1−Ｆz2）−Ｌr・（−Ｆz3
−Ｆz4） となる。
【００３１】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。
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。
【００３２】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。
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。
【００３３】次に、本発明に基づき上記アクチュエータ
５を用いて、旋回中の車体スリップ角の過大による車両
の挙動不安定状態になることを防止する制御を図６のフ
ロー図に基づいて以下に示す。第１ステップＳＴ１にお
いて、前記したように、各センサ３１・３２・３３に基
づき車体スリップ角算出部３４で車体スリップ角βを算
出する。
５を用いて、旋回中の車体スリップ角の過大による車両
の挙動不安定状態になることを防止する制御を図６のフ
ロー図に基づいて以下に示す。第１ステップＳＴ１にお
いて、前記したように、各センサ３１・３２・３３に基
づき車体スリップ角算出部３４で車体スリップ角βを算
出する。
【００３４】次の第２ステップＳＴ２では、第１ステッ
プＳＴ１で算出した車体スリップ角βの大きさが所定の
範囲αを超えているか否かを判別する。車体スリップ角
βが所定の範囲α内に収まっている場合には第１ステッ
プＳＴ１に戻り、所定の範囲αを超えている場合には第
３ステップＳＴ３に進む。
プＳＴ１で算出した車体スリップ角βの大きさが所定の
範囲αを超えているか否かを判別する。車体スリップ角
βが所定の範囲α内に収まっている場合には第１ステッ
プＳＴ１に戻り、所定の範囲αを超えている場合には第
３ステップＳＴ３に進む。
【００３５】第３ステップＳＴ３に進んだ場合には、車
体スリップ角βが過大である場合であることから、車体
スリップ角βを減少させるように、アクチュエータ５に
より接地荷重を制御する。接地荷重を制御して車体スリ
ップ角を減少させるためには、前輪の接地荷重を減少さ
せる。
体スリップ角βが過大である場合であることから、車体
スリップ角βを減少させるように、アクチュエータ５に
より接地荷重を制御する。接地荷重を制御して車体スリ
ップ角を減少させるためには、前輪の接地荷重を減少さ
せる。
【００３６】その場合には、まず、目標荷重演算部２４
で車体スリップ角を減少させるための荷重を演算し、ば
ね上加速度センサ２２とばね下加速度センサ２３との各
信号を参照して、内部的に求めた仮の目標荷重信号を、
荷重センサ２０の信号をフィードバックして安定化演算
部２５に入力する。その安定化演算部２５の出力信号と
ストロークセンサ２１の信号とを変位制限比較演算部２
６にて比較することにより、サスペンション変位の限界
内で制御が行われるように調整する。そして、変位制限
比較演算部２６の信号出力によりサーボ弁ドライバ１９
を介してサーボ弁１０を制御して、前輪の接地荷重を減
少させるように、アクチュエータ５を駆動して所望の接
地荷重を発生させ、それにより車体スリップ過大状態か
らの復帰を行う。
で車体スリップ角を減少させるための荷重を演算し、ば
ね上加速度センサ２２とばね下加速度センサ２３との各
信号を参照して、内部的に求めた仮の目標荷重信号を、
荷重センサ２０の信号をフィードバックして安定化演算
部２５に入力する。その安定化演算部２５の出力信号と
ストロークセンサ２１の信号とを変位制限比較演算部２
６にて比較することにより、サスペンション変位の限界
内で制御が行われるように調整する。そして、変位制限
比較演算部２６の信号出力によりサーボ弁ドライバ１９
を介してサーボ弁１０を制御して、前輪の接地荷重を減
少させるように、アクチュエータ５を駆動して所望の接
地荷重を発生させ、それにより車体スリップ過大状態か
らの復帰を行う。
【００３７】なお、前輪の接地荷重を減少させるために
は、前輪サスペンションに縮み側の力を発生させるか、
または後輪サスペンションに伸び側の力を発生させる
か、あるいはそれら両方を行うようにしても良い。この
ようにすることにより、接地荷重の変化がタイヤ横力を
通じて、ヨーモーメントとして車体スリップ角が減少す
る方向に働き、その結果、車両の車体スリップ角が所定
の設定範囲内に収まり、車両の挙動が安定する。
は、前輪サスペンションに縮み側の力を発生させるか、
または後輪サスペンションに伸び側の力を発生させる
か、あるいはそれら両方を行うようにしても良い。この
ようにすることにより、接地荷重の変化がタイヤ横力を
通じて、ヨーモーメントとして車体スリップ角が減少す
る方向に働き、その結果、車両の車体スリップ角が所定
の設定範囲内に収まり、車両の挙動が安定する。
【００３８】また、左右輪のブレーキ力に差を生じさせ
ることにより、ヨーモーメントの制御を行うことがで
き、それにより車体スリップ角が大きくなった時にそれ
を減少させることができる。しかしながら、図７（ａ）
に示されるように、車体進行方向（図の矢印Ａ）に対し
てタイヤスリップ角ｂ（車体スリップ角βに対応）が小
さい場合には、ブレーキ力によるコントロール幅ＢＣが
比較的大きいが、図７（ｂ）に示されるようにタイヤス
リップ角ｂが大きい場合には、コントロール幅ＢＣが比
較的小さくなってしまう。
ることにより、ヨーモーメントの制御を行うことがで
き、それにより車体スリップ角が大きくなった時にそれ
を減少させることができる。しかしながら、図７（ａ）
に示されるように、車体進行方向（図の矢印Ａ）に対し
てタイヤスリップ角ｂ（車体スリップ角βに対応）が小
さい場合には、ブレーキ力によるコントロール幅ＢＣが
比較的大きいが、図７（ｂ）に示されるようにタイヤス
リップ角ｂが大きい場合には、コントロール幅ＢＣが比
較的小さくなってしまう。
【００３９】それに対して、本発明によれば、上記接地
荷重制御を併せることにより、上記部ブレーキ力による
ヨーモーメント制御をより一層好適に行うことができ
る。その制御の一例を図８のフロー図を参照して以下に
示す。
荷重制御を併せることにより、上記部ブレーキ力による
ヨーモーメント制御をより一層好適に行うことができ
る。その制御の一例を図８のフロー図を参照して以下に
示す。
【００４０】図８において、まず第１１ステップＳＴ１
１では車両挙動に異常が生じたか否かを判別する。これ
は、例えば図示されないヨーレイトセンサや横Ｇセンサ
などの検出値により、車両のヨー変化を判断することが
できる。車両挙動に異常が生じたと判断されたら第１２
ステップＳＴ１２に進み、第１２ステップＳＴ１２で
は、上記検出結果に基づいて前記したようにブレーキコ
ントロールユニット３５によりブレーキ３６を制御して
ヨーモーメント制御を行う。
１では車両挙動に異常が生じたか否かを判別する。これ
は、例えば図示されないヨーレイトセンサや横Ｇセンサ
などの検出値により、車両のヨー変化を判断することが
できる。車両挙動に異常が生じたと判断されたら第１２
ステップＳＴ１２に進み、第１２ステップＳＴ１２で
は、上記検出結果に基づいて前記したようにブレーキコ
ントロールユニット３５によりブレーキ３６を制御して
ヨーモーメント制御を行う。
【００４１】そして、次の第１３ステップＳＴ１３から
第１５ステップＳＴ１５までにより、前記第１ステップ
ＳＴ１から第３ステップＳＴ３までと同じ制御を行う。
したがって、車体スリップ角の減少制御だけではなく、
ヨーモメント制御も併せて行うことから、例えば最初の
サイクルにおいて接地荷重制御を行っても車体スリップ
角が所定範囲内に収まらなかった場合でも、次のサイク
ルでヨーモーメント制御を行うことから、その際のスリ
ップ角が図７（ａ）に示されるように小さくなって、よ
り大きなブレーキコントロール幅ｂにてヨーモーメント
制御を行うことができ、車両挙動の異常を好適に正常に
戻すことができる。
第１５ステップＳＴ１５までにより、前記第１ステップ
ＳＴ１から第３ステップＳＴ３までと同じ制御を行う。
したがって、車体スリップ角の減少制御だけではなく、
ヨーモメント制御も併せて行うことから、例えば最初の
サイクルにおいて接地荷重制御を行っても車体スリップ
角が所定範囲内に収まらなかった場合でも、次のサイク
ルでヨーモーメント制御を行うことから、その際のスリ
ップ角が図７（ａ）に示されるように小さくなって、よ
り大きなブレーキコントロール幅ｂにてヨーモーメント
制御を行うことができ、車両挙動の異常を好適に正常に
戻すことができる。
【００４２】なお、本出願の趣旨を逸脱しない範囲で、
使用しているセンサを簡素化することができる。例えば
本実施例ではセンサが冗長構成されているが、ストロー
クセンサ２１を廃止し、ばね下加速度センサ２３・ばね
上加速度センサ２２・ばね下質量・ばね上質量をそれぞ
れ掛け合わせたものを引き算することで、荷重センサ２
０を廃止することも可能である。また、荷重センサ２０
とストロークセンサ２１とから状態推定器を構成し、ば
ね下加速度及びばね上加速度を求めることも可能であ
る。
使用しているセンサを簡素化することができる。例えば
本実施例ではセンサが冗長構成されているが、ストロー
クセンサ２１を廃止し、ばね下加速度センサ２３・ばね
上加速度センサ２２・ばね下質量・ばね上質量をそれぞ
れ掛け合わせたものを引き算することで、荷重センサ２
０を廃止することも可能である。また、荷重センサ２０
とストロークセンサ２１とから状態推定器を構成し、ば
ね下加速度及びばね上加速度を求めることも可能であ
る。
【００４３】また、本具体例では、車速・横加速度・ヨ
ーレイトの各センサ３１・３２・３３の信号により車体
スリップ角やタイヤスリップ角を算出するようにした
が、車体にスリップ角検出手段を設けて、車体スリップ
角を直接的に検出するようにしても良い。このように、
必要に応じて適宜システム構成を変化させることが可能
であり、また、図１のＥＣＵはデジタル・アナログ・ハ
イブリッドの何れでも実現可能である。
ーレイトの各センサ３１・３２・３３の信号により車体
スリップ角やタイヤスリップ角を算出するようにした
が、車体にスリップ角検出手段を設けて、車体スリップ
角を直接的に検出するようにしても良い。このように、
必要に応じて適宜システム構成を変化させることが可能
であり、また、図１のＥＣＵはデジタル・アナログ・ハ
イブリッドの何れでも実現可能である。
【００４４】
【発明の効果】このように本発明によれば、車体スリッ
プ角を所定の範囲内に収めることができ、極端なドリフ
ト傾向やスピン傾向が発生しなくなり、また、ヨーモー
メント制御を併せて行うことにより、互いに車体スリッ
プ角を減少させる制御を行うことから、ヨーモーメント
制御及び車体スリップ角減少制御の効果を増大させるこ
とができ、旋回中の車両における運動制御の安定性を確
保し得る。
プ角を所定の範囲内に収めることができ、極端なドリフ
ト傾向やスピン傾向が発生しなくなり、また、ヨーモー
メント制御を併せて行うことにより、互いに車体スリッ
プ角を減少させる制御を行うことから、ヨーモーメント
制御及び車体スリップ角減少制御の効果を増大させるこ
とができ、旋回中の車両における運動制御の安定性を確
保し得る。
【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。
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】一般的な能動型懸架装置のモデル図。
【図４】車体重心位置と接地位置との関係を示す説明
図。
図。
【図５】力、モーメント、並びに座標系の向きの関係を
示す説明図。
示す説明図。
【図６】本発明に基づく制御を示すフロー図。
【図７】（ａ）は、タイヤスリップ角が小さい場合を示
す模式図であり、（ｂ）は、タイヤスリップ角が大きい
場合を示す模式図である。
す模式図であり、（ｂ）は、タイヤスリップ角が大きい
場合を示す模式図である。
【図８】本発明に基づく別の制御を示すフロー図。
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 ３１ 車速センサ ３２ 横加速度センサ ３３ ヨーレイトセンサ ３４ 車体スリップ角算出部 ３５ ブレーキコントロールユニット ３６ ブレーキ
Claims (2)
- 【請求項１】 ばね上質量とばね下質量との少なくとも
いずれか一方の運動速度を制御するべく車体と車軸との
間の上下方向相対距離を能動的に変化させるためのアク
チュエータと、車体スリップ角を認識するための車体ス
リップ角認識手段とを有し、 前記車体スリップ角が所定の範囲を超えた場合に、前輪
の接地荷重を後輪の接地荷重よりも相対的に減少させる
ように前記アクチュエータによりタイヤ接地荷重を制御
することを特徴とする接地荷重制御装置。 - 【請求項２】 左右輪間に制動力差を生じさせることに
より車体のヨーモメントを制御するヨーモーメント制御
手段が設けられ、 前記車体スリップ角が所定の範囲を超えた場合に、さら
に前記ヨーモーメント制御手段により、前記車体のスリ
ップ角を減少させる向きに前記ヨーモーメントを働かせ
るように制御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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16443697A JP3863969B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 接地荷重制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16443697A JP3863969B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 接地荷重制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111130A true JPH1111130A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3863969B2 JP3863969B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=15793137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16443697A Expired - Fee Related JP3863969B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 接地荷重制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3863969B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005014901A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Robert Bosch Gmbh | アクティブ法線力調整システムを備えたビークルダイナミクスコントロールシステムおよびその調整方法 |
| WO2005080102A1 (de) * | 2004-02-17 | 2005-09-01 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zum betrieb eines aktiven fahrwerksystems |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS62299430A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-26 | Nippon Denso Co Ltd | 四輪駆動車の姿勢制御装置 |
| JPH02179530A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション制御装置 |
| JPH03243411A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | Toyota Motor Corp | 車両のスリップ角推定装置、並びに同推定装置を使用したサスペンション装置及び後輪操舵装置 |
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| JPH05147418A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-15 | Tokico Ltd | サスペンシヨン制御方法 |
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| JPH07125519A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Mitsubishi Motors Corp | アクティブサスペンション制御方法 |
| JPH08207542A (ja) * | 1995-02-02 | 1996-08-13 | Honda Motor Co Ltd | 車両の旋回運動制御装置 |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16443697A patent/JP3863969B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005080102A1 (de) * | 2004-02-17 | 2005-09-01 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zum betrieb eines aktiven fahrwerksystems |
| US8116941B2 (en) | 2004-02-17 | 2012-02-14 | Daimler Ag | Method for operating an active chassis system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3863969B2 (ja) | 2006-12-27 |
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