JPH1134628A - 接地荷重制御装置 - Google Patents
接地荷重制御装置Info
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- JPH1134628A JPH1134628A JP19581597A JP19581597A JPH1134628A JP H1134628 A JPH1134628 A JP H1134628A JP 19581597 A JP19581597 A JP 19581597A JP 19581597 A JP19581597 A JP 19581597A JP H1134628 A JPH1134628 A JP H1134628A
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- Japan
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- wheel
- load
- contact load
- sensor
- control device
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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)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発進時等の加速時や旋回時に安定して高
い性能を得ることが可能な車両制御装置を提供する。 【解決手段】 加速時、旋回時に車輪の空転が予測また
は検知されたら、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、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
良く加速または旋回することが可能となる。また、これ
とトラクション制御装置を組み合わせ、協働させること
により、一層効率良く加速または旋回することができ
る。このとき、車輪の空転予測または検出に用いるセン
サ、判断手段を共通化することで、構造が簡単になり、
部品点数が削減される。
い性能を得ることが可能な車両制御装置を提供する。 【解決手段】 加速時、旋回時に車輪の空転が予測また
は検知されたら、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、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
良く加速または旋回することが可能となる。また、これ
とトラクション制御装置を組み合わせ、協働させること
により、一層効率良く加速または旋回することができ
る。このとき、車輪の空転予測または検出に用いるセン
サ、判断手段を共通化することで、構造が簡単になり、
部品点数が削減される。
Description
【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
制御手段を具備する接地荷重制御装置に関し、特に加速
性能及び旋回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。
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
制御手段を具備する接地荷重制御装置に関し、特に加速
性能及び旋回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。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば特開平５−２１４９７
４号公報に開示されているように、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トラクション制御装置が良く
知られている。
４号公報に開示されているように、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トラクション制御装置が良く
知られている。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００６】しかるに、上述の如きトラクション制御装
置にあっては、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。
置にあっては、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。
【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。
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。
【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、特に発進時等の加速時や旋回時に安定して高
い性能を得ることが可能な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、特に発進時等の加速時や旋回時に安定して高
い性能を得ることが可能な接地荷重制御装置を提供する
ことにある。
【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、または旋回時にエ
ンジン回転速度、スロットル開度、シフトポジション、
車速、各車輪速、操舵角、ヨーレート、横加速度などの
信号から、そのままでは所望の加速、旋回が行えないと
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。また、トラクション制御装置と組み合わ
せて駆動力をも適正化するものとした。
ために、本発明においては、加速時、または旋回時にエ
ンジン回転速度、スロットル開度、シフトポジション、
車速、各車輪速、操舵角、ヨーレート、横加速度などの
信号から、そのままでは所望の加速、旋回が行えないと
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。また、トラクション制御装置と組み合わ
せて駆動力をも適正化するものとした。
【００１０】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、旋回性能が向
上する。また、これに加えてタイヤの駆動力を適正制御
することで加速性能、旋回性能が最適化される。このと
き、タイヤのスリップの発生を共通のセンサで検出し、
共通の判断装置で判断することで、構造が簡略化される
と共に部品点数を削減できる。
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、旋回性能が向
上する。また、これに加えてタイヤの駆動力を適正制御
することで加速性能、旋回性能が最適化される。このと
き、タイヤのスリップの発生を共通のセンサで検出し、
共通の判断装置で判断することで、構造が簡略化される
と共に部品点数を削減できる。
【００１１】
【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。
明の構成について詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明が適用された車両の能動型
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。
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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】ＥＣＵ１８には、車輪空転検出部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、駆動輪に
設けられた車輪速センサ２８、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、エンジン回転速度センサ３２、シフトポ
ジションセンサ３３、操舵角センサ３４、ヨーレートセ
ンサ３５及び横加速度センサ３６からの信号に基づき車
輪空転検出部２７にて発生する空転予測信号または空転
検出信号と、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。
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、駆動輪に
設けられた車輪速センサ２８、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、エンジン回転速度センサ３２、シフトポ
ジションセンサ３３、操舵角センサ３４、ヨーレートセ
ンサ３５及び横加速度センサ３６からの信号に基づき車
輪空転検出部２７にて発生する空転予測信号または空転
検出信号と、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。
【００１８】また、車輪空転検出部２７は、トラクショ
ン制御装置を構成するスロットル開度制御装置３７にも
接続され、上記空転予測信号または空転検出信号に基づ
きスロットル開度を抑制する方向に制御する。
ン制御装置を構成するスロットル開度制御装置３７にも
接続され、上記空転予測信号または空転検出信号に基づ
きスロットル開度を抑制する方向に制御する。
【００１９】ここで、上記車輪空転検出部２７にて車輪
の空転が予測または検出されたら、タイヤの接地荷重を
増大させるのと同時にスロットル開度を抑制しても良い
が、まず、タイヤの接地荷重を増大させ、依然車輪の空
転が予測または検出されたらスロットル開度を抑制する
ように制御すれば、最も効率的に加速または旋回でき
る。
の空転が予測または検出されたら、タイヤの接地荷重を
増大させるのと同時にスロットル開度を抑制しても良い
が、まず、タイヤの接地荷重を増大させ、依然車輪の空
転が予測または検出されたらスロットル開度を抑制する
ように制御すれば、最も効率的に加速または旋回でき
る。
【００２０】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
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
【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**＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1
・Ｚ1**
れる。 Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1
・Ｚ1**
【００２２】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。
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。
【００２３】例えば、前輪駆動車の発進・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
様に後輪駆動車の発進・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。
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
様に後輪駆動車の発進・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。
【００２４】一方、車両の旋回時には図５に示すよう
に、後輪の接地荷重が小さくなり、外側にスピンする傾
向にあるが、後輪の接地荷重を各輪の現在の接地荷重に
応じて通常時に比して一時的に増大させることにより、
各車輪のグリップ力が向上し、旋回性能が向上する。図
示したものは前輪駆動車であるが、後輪駆動車、４輪駆
動車についてもその程度は異なるもののこれと同様であ
る。
に、後輪の接地荷重が小さくなり、外側にスピンする傾
向にあるが、後輪の接地荷重を各輪の現在の接地荷重に
応じて通常時に比して一時的に増大させることにより、
各車輪のグリップ力が向上し、旋回性能が向上する。図
示したものは前輪駆動車であるが、後輪駆動車、４輪駆
動車についてもその程度は異なるもののこれと同様であ
る。
【００２５】ここで、上記各図は一般的な接地荷重分布
の場合について説明したが、例えば前輪駆動車の後輪寄
りに比較的重量物を積載した場合など、その荷重分布が
変化した場合には荷重センサにてこれを検知し、その分
布に応じて各車輪の接地荷重を増大させると良い。
の場合について説明したが、例えば前輪駆動車の後輪寄
りに比較的重量物を積載した場合など、その荷重分布が
変化した場合には荷重センサにてこれを検知し、その分
布に応じて各車輪の接地荷重を増大させると良い。
【００２６】なお、図３、図４及び図５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。
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。
【００２７】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６参照）、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
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６参照）、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
【００２８】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**
れる。 Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1 ＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2*） ＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2） ＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1・Ｚ1**
【００２９】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。
【００３０】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７参照）、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８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７参照）、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８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。
【００３１】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。
【００３２】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。
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。
【００３３】尚、トラクション制御装置の作動要領につ
いては公知であることからその詳細な説明を省略する。
いては公知であることからその詳細な説明を省略する。
【００３４】次に、駆動輪空転検出部２７による空転予
測、検出処理について説明する。まず、車輪速センサ２
８、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、エンジン回転速度センサ３２、
シフトポジションセンサ３３、操舵角センサ３４、ヨー
レートセンサ３５及び横加速度センサ３６から信号を読
み込み、これらに基づき、予め設定されている各データ
のテーブルと比較してまたは所定の式に各データを当て
はめて車両の状態を駆動輪空転検出部２７にて判断し、
各車輪の空転を予測し、または既に空転しているか否か
を判断する。そして、空転するまたは空転していると判
断されたら、路面摩擦係数μを考慮して増加させる接地
荷重、即ち付勢接地荷重を算定し、上記した手法により
実際に接地荷重を増加させることとなる。ここで、路面
摩擦係数μは、上記各検出値、操舵反力等から算定する
と良い。
測、検出処理について説明する。まず、車輪速センサ２
８、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、エンジン回転速度センサ３２、
シフトポジションセンサ３３、操舵角センサ３４、ヨー
レートセンサ３５及び横加速度センサ３６から信号を読
み込み、これらに基づき、予め設定されている各データ
のテーブルと比較してまたは所定の式に各データを当て
はめて車両の状態を駆動輪空転検出部２７にて判断し、
各車輪の空転を予測し、または既に空転しているか否か
を判断する。そして、空転するまたは空転していると判
断されたら、路面摩擦係数μを考慮して増加させる接地
荷重、即ち付勢接地荷重を算定し、上記した手法により
実際に接地荷重を増加させることとなる。ここで、路面
摩擦係数μは、上記各検出値、操舵反力等から算定する
と良い。
【００３５】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。
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。
【００３６】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。
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。
【００３７】
【発明の効果】このように本発明によれば、加速時、旋
回時に車輪の空転が予測または検知されたら、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、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または旋回するこ
とが可能となる。また、これとトラクション制御装置を
組み合わせ、協働させることにより、一層効率良く加速
または旋回することができる。このとき、車輪の空転予
測または検出に用いるセンサ、判断手段を共通化するこ
とで、構造が簡単になり、部品点数が削減される。
回時に車輪の空転が予測または検知されたら、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、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または旋回するこ
とが可能となる。また、これとトラクション制御装置を
組み合わせ、協働させることにより、一層効率良く加速
または旋回することができる。このとき、車輪の空転予
測または検出に用いるセンサ、判断手段を共通化するこ
とで、構造が簡単になり、部品点数が削減される。
【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】（ａ）は従来の前輪駆動車の発進時の概念的な
接地荷重分布図、（ｂ）は本発明が適用された前輪駆動
車の発進時の概念的な接地荷重分布図。
接地荷重分布図、（ｂ）は本発明が適用された前輪駆動
車の発進時の概念的な接地荷重分布図。
【図４】（ａ）は本発明が適用された後輪駆動車の発進
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輪駆動車の発進時の概念的な接地荷重分布図。
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輪駆動車の発進時の概念的な接地荷重分布図。
【図５】本発明が適用された前輪駆動車の旋回時の概念
的な接地荷重分布図。
的な接地荷重分布図。
【図６】一般的な能動型懸架装置のモデル図。
【図７】車体重心位置と接地位置との関係を示す説明
図。
図。
【図８】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。
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 ２８ 車輪速センサ 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 ３２ エンジン回転速度センサ ３３ シフトポジションセンサ ３４ 操舵角センサ ３５ ヨーレートセンサ ３６ 横加速度センサ ３７ スロットル開度制御装置
Claims (5)
- 【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、 発進時または走行中にいずれかの車輪が空転することを
予測及び／または車輪が空転していることを検出する車
輪空転検出手段とを有し、 前記車輪空転検出手段による検出結果に応じて前記接地
荷重制御手段により各車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。 - 【請求項２】 車輪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
うに制御するトラクション制御装置を更に有し、 前記車輪空転検出手段による検出結果に応じて前記接地
荷重制御手段により各車輪の接地荷重を増大させると共
に前記トラクション制御装置により車輪が発生する駆動
力を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。 - 【請求項３】 前記トラクション制御装置による車輪駆
動力の制御に優先して前記接地荷重制御手段により各車
輪の接地荷重を増大させることを特徴とする請求項２に
記載の接地荷重制御装置。 - 【請求項４】 前記車輪空転検出手段が、前記エンジン
回転速度、スロットル開度、シフトポジション、車速、
各車輪速、操舵角、ヨーレート及び横加速度に基づく信
号から選択されるいくつかの信号または全ての信号から
各車輪の空転を予測または検出することを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接地荷重制御装
置。 - 【請求項５】 前記車両の静止荷重及び荷重バランスに
応じて前記接地荷重制御手段により各車輪の接地荷重を
増大させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のい
ずれかに記載の接地荷重制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19581597A JP3779440B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | 車両制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19581597A JP3779440B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | 車両制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1134628A true JPH1134628A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3779440B2 JP3779440B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=16347460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19581597A Expired - Fee Related JP3779440B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | 車両制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3779440B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007191073A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Toyota Motor Corp | 車高調整システム |
| JP2007536155A (ja) * | 2004-05-10 | 2007-12-13 | ジーエム グローバル テクノロジー オペレーションズ，インク． | 動的な軸重移動を補償する方法 |
| JP2008189008A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Hitachi Ltd | 車両統合制御装置 |
| JP2013126821A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Toyota Motor Corp | 車両挙動制御装置 |
| JP2018020778A (ja) * | 2012-08-16 | 2018-02-08 | ジャガー・ランド・ローバー・リミテッドＪａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 車両速度を制御するためのシステム及び方法 |
| US10518771B2 (en) | 2012-08-16 | 2019-12-31 | Jaguar Land Rover Limited | System and method for controlling vehicle speed |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP19581597A patent/JP3779440B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536155A (ja) * | 2004-05-10 | 2007-12-13 | ジーエム グローバル テクノロジー オペレーションズ，インク． | 動的な軸重移動を補償する方法 |
| JP2007191073A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Toyota Motor Corp | 車高調整システム |
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| JP2018020778A (ja) * | 2012-08-16 | 2018-02-08 | ジャガー・ランド・ローバー・リミテッドＪａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 車両速度を制御するためのシステム及び方法 |
| US10518771B2 (en) | 2012-08-16 | 2019-12-31 | Jaguar Land Rover Limited | System and method for controlling vehicle speed |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3779440B2 (ja) | 2006-05-31 |
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