JPS59100063A - サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置 - Google Patents

サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置

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JPS59100063A
JPS59100063A JP21101582A JP21101582A JPS59100063A JP S59100063 A JPS59100063 A JP S59100063A JP 21101582 A JP21101582 A JP 21101582A JP 21101582 A JP21101582 A JP 21101582A JP S59100063 A JPS59100063 A JP S59100063A
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steering
suspension
controller
force
gear
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Seita Kanai
金井 誠太
Hirotaka Kanazawa
金澤 啓隆
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特性が可変のナスペンション装置とステアリ
ング装置の総合制御装置に関する。
車両のサス滅ンション装置は、車両の重量を支持し、路
面不整を緩衝する役割を持ってお抄、乗心地は勿論、走
行時のピッチング、ローリング、更に旋回時の安定性及
び応答性に重大な影響を及ぼす。したがって、車両の前
後輪のサスペンションの特性を適宜変化させることによ
ゆ、その運動特性を種々変えることができる。たとえば
、実開昭55−109008号には、直進走行から旋回
走行への過渡的状況において、応答性、安定性を改善す
るため高速時後輪側のショツクアプンーノZの減衰力を
前輪側に対して相対的に低めてアンゲステア特性とし、
低速時には減衰力の関係を前後輪で逆にしてニュートラ
ルステア又はオー/マステア特性にするようにした制御
装置が開示されている。また、実開昭56−14710
7号には、操舵角変化を検出する操舵センサと、車速セ
ンサを用いてロール速度を検出し、ショックアブソーノ
ー?の減衰力を高める(・・−ドにする)制御によりロ
ール速度が所定以上になるのを防止して操縦性の向上と
乗心地を向上とを両立させるようにした装置が開示され
ている。
一方、車輛の操舵のためのステアリング装置においては
、特釦操舵の容易性の面から、パワーステアリング装置
が広く用いられるよう罠なっているが、とのステアリン
グ装置も車両の走行安定性及び操舵応答性に重大な影響
を及ぼすため、従来力・ら種々の改良が提案されている
。たとえば、特開昭55−55[159号には、油圧作
動・ぞワーステアリング装置への油圧供給オイルポンプ
の回転数を車速、操舵輪の軸荷重又は操舵抵抗の変化に
応じて制御して・5ワーステアリング装置に適量の圧油
を供給することにより、操舵の安定を図るようにした制
御装置が提案されている。
これら、従来の装置は、サスペンション装置又は、ステ
アリング装置につき個別に改善を施し、一定の効果を上
げているが、これらナスインジョン装置及びステアリン
グ装置を個別に制御するものではその効果に限界がめる
。特に、操舵の応答性、乗心地等の車両の運動特性に対
する運転者の好みには個人差があり、人によって大巾に
異るため、これら従来のものは必ずしも運転者の要請に
応えるものではガカンつた。
従って、本発明の目的は、特性の可変なダスペンション
装置とステアリング装置を総合的に制御して運転者の好
みに応じて適当な操舵の応答性、安定性、乗心地等を得
ることができるツースペンション装置とステアリング装
置の制御装置を与えることである。
本発明の制御装置の構成上の特徴は、懸架時性が可変な
サスペンション装置と、ステアリング特性が可変なステ
アリング装置と、前記サスペンションの懸架特性の変化
に応じて前記ステアリング装置のステアリングl特性を
変化させるように制御するコントローラを備えたことで
ある。
本発明によれば、サスペンション装置の1時性とステア
リング装置の特性とを互に関連させて制御することによ
し、運転者の好みに応じて車両の運動特性を、広範囲に
変化させることができる。たとえば、サスインジョン装
置のバネ常数が大きいか、減衰力が比較的強い/・−ド
なl特性のものである場合に、パワーステアリング装置
のアシスト力を強めるようにすると、ステアリング操作
に敏感に応答するスsf−ティな感覚が得られる。これ
に対し、サスペンション装置の・マネ常数が小さくなる
か、減衰力が弱まるように懸架特性を変化させたとき、
これに応じてパワーステアリング装置のアシスト力を弱
めるように制御すると、車両は比較的温和j2い感覚の
ものとなる。マニュアルステアリング装置を用いる場合
には、/%−ドな懸架特性に対しステアリングギヤ比を
小さくして、操舵の切れを良くすればスポーティな感覚
が得られ、ソフトな懸架時性に対しステアリングイヤ比
を大きくして、操舵の切れを比較的緩かにすれば、温和
しい感覚が得られる。このほかの組合わせとしては、I
・−ドな懸架特性に対し、て・パワーステアリング装置
のアシスト力を弱めるか、或いはステアリングギヤ比を
大きくシ、ソフトな懸架特性に対して・母ワーステアリ
ング装置のアシスト力を強める25−1i5いはステア
リングイヤ比を小さくしてもよい。この場合には、特性
の切換えによる車両運動特性の変化はあまり極端に現れ
ないので、比較的小さな範囲で運動特性を変化させたい
場合に適している。
さらに、懸架特性を全輪について同様に変化させず、前
車輪と後車輪とで異った制御を行なうことにより、車両
のステアリング特性を変化させることができる。たとえ
ば、前車輪懸架装置のダン・母の減衰力を惨くするか或
いは気体)ぐネ装置の気体室の容積を小さくして・ぐネ
常数を大きくし、後車輪懸架装置の懸架l特性をその逆
にすることにより、アンダーステア傾向を強めることが
できる。
このようにして、懸架特性の変化によりアンダーステア
傾向に強弱を与え、それに応じてステアリング装置のス
テアリング特性を変化さぜることにより、車両の運動特
性に変化を与えることができる。たとえば、アンダース
テア傾向の強い懸架特性に対して、y4ワーステアリン
グ装置のアシスト力を小さくするか或いはマニコーアル
ステアリング装置のギヤ比を大きくすることにより、操
舵の切れ味の比較的鈍い特性が得られ、アンダーステア
傾向の比較的小さい懸架特性に対して、・母ワーステア
リング装置のアシスト力を強くするかマニュアルステア
リング装置のギヤ比を小さくすることによ抄、鋭い切れ
味の操舵感覚が得られる。
本発明による特性の制御は、手動スイッチによ抄選択的
に行なうようにしてもよいが、車両の走行条件により自
動的に切換えが行なわれるようにすることも可能である
サスペンション装置には、たとえは気体バネ装置を用い
、この気体バネ装置の気体室に電磁弁を介して制御用気
体室を接続し、電磁弁の開閉により気体室の有効容積を
変化させて気体バネのI特性を変えるようにすればよい
。このほかにも、ピストン可変口径オリフィスを設けた
オレオダン・(を用いてもよく、また気体バネの気体室
の容積を可変ニする手段とオレオグンパのピストンオリ
フィスロ掻を可変にする手段を組合わせてもよい。さら
に、懸架特性を・・−ドとソフトとの間で可変にするも
のであれば、どのような手段を用いてもLい。ステアリ
ング装置の特性を可変にする手段としては、/9ワース
テアリング方式の場合には)(ワーアシスト力を変化さ
せる公知の形式のものを用いれば良くたとえば・(ワー
ステアリング装置の油圧ボンデの回転数を変化させる方
式、あるいは圧油のバイパス量を変化させる方式など、
どの形式を用いてもよい。マニュアルステアリングの場
合には、ステアリングイヤ比を可変にするギヤ比切換機
構を設ければよい。いずれにしても、このような手段を
採用することによりステアリング装置の操作力を軽くし
たり重くしたりしてステアリング特性を変えることがで
きる。
以下、本発明の実施例につき図面を参照しつつ説明する
第1図及び第2図を参照すれば、ハンドル10はステア
リングシャフト12を介してステアリングピニオン14
を有するピニオン軸16に接続されている。ピニオン1
4はステアリングラック軸18上のラック20と噛合し
ており、ラック軸18はビニオン140回転に応じて左
右に動き、ナックルアーム22.24を介して前輪26
.28に操舵力を伝達する。この操舵力を補助するため
、油圧作動の・々ワーアシスト装置30を備えて>))
、この装置はピニオン軸16上に設けられたコントロー
ルパルプ31とラック軸18上のパワーシリング32と
を有し、該/4ワーシリンダ32に油圧を供給するため
に、エンシン34に連結されたオイル、xtlン7’3
6が設けられている。ボンデ36からの圧油は、油圧供
給通路38によりコントロールパルプ31に導入され、
ハンドル10の操作に応じてパルプ311Cより切換え
られて、油圧通路40、又は42を介して74ワークリ
ンダ32のピストン32mで仕切られる油圧室32b又
は32cのいずれか一万に導かれ、ピストン32 a 
fg動かして操舵力をアシストする。このとき圧油が供
給されない方の油圧通路は油圧戻り通路44に連通しシ
リンダ32内の作動油をポンプ36にリターンさせる。
油圧戻り通路44には、通路44を通ってポンプ36に
戻される油量を調節するゾレノイドパルプ46が設けら
れ、油圧供給通路38にはゾレノイドパルブ46と連通
するパイ/母ス通路50が設けられている。パルプ46
のゾレノイド46aはコントローラ50に接続されてお
り、コントa−ysoは電源51からの電力供給を受け
、車速センサ52及び手動スイッチ54からの信号を入
力として、ブレノイドパルプ461C制御信号を送る。
パルプ46 ノア’ ランシャ46bはコントローラ5
0からの電流すなわち電力に応じた量だけ変位し、それ
によって通路38内の流量を変化させ、シリンダ32内
の油圧すなわちアシスト力を制御するようになっている
前輪26.28及び後輪56.58に付随してサスペン
ション装置60が設けられている。このすX/(ンショ
ン装置ハハ* 62 トオレオダン/(64から成るシ
ョックアプゾーパ66を備え、さらにダン・464の囲
りには適当な弾性材から成るダイヤフラムにより空気バ
ネ68が形成されている。
またショツクアプンーパ66のピストンに設けられ九オ
リツイスは可変直径であね、その径を変化させるために
ピストンロッド67内に7レノイド69によし駆動され
るプランツヤが設けられており、ゾレノイド69が励磁
されたときブランジャ力U転してオリフィスの径を小さ
くし、減衰力を強めてサスペンション装置の懸架特性を
ハードにするように構成されている。オた、空気バネ6
8は空気配管70によ抄、制御空気室72に接続されて
おり、との案72の入口に設けられたソレノイドパルプ
74の作動により空気バネ68と制御室72との連通状
態が制御される。本例では、ソレノイドパルプ74のン
レノイド74aが励磁されたとき、連通が遮断される。
空気バネ68と制御室72との間の連通が遮断されたと
き、空気室の有効容積が減少するので空気バネのバネ定
数が大きくなり、サスペンション装置の懸架特性はハー
ドになる。
このように、サスペンション装置の懸架特性はコントロ
ーラ50からの信号によレルノイド69.74aを作動
させることによって制御できる。
前述のように、コントローラ50は車速信号を入力とし
ており、該コントローラ50からソレノイドパルプ46
に与えられる制御信号は、車速に応じて変化する。すな
わら、車速か低速のときにハホンプ36からコントロー
ルパルプ31に供給される圧油の量は車速の増加に応じ
て小さくなるようにソレノイドパルプ46が制御される
。手動スイッチ54を操作すると、コントローラ50か
らソレノイドパルプ46に与えられる信号のレベルが低
下し、核パルプ46の開度が小さくなって、アシスト力
は全体として強められる。同時に、コントローラ50か
らナスインジョン装置のンレノイド69,74aに信号
が与えられて、前後輪のサスペンション装置の特性がハ
ードになる。
第3図及び第4図には、マニュアルステアリング装置を
用いた本発明の実施例が示されている。
本例の装置では、ステアリング特性を変化させ得るよう
にステアリング装置は可変ギヤ比のイヤ機構80をil
lえている。このギヤ機構80はステアリングシャフト
12の途中に設けらし、ハンドル10側のシャフト部分
すなわら、入力軸12aとビニオン軸側のシャフト部分
、すなわら出力軸12bとの間のギヤ比を、コントロー
ラ50からの信号によって変化させ得るようになってい
る。
入力軸12δには該軸と一体にギヤ82が形成され、該
イヤ82はギヤ84と噛合している。ギヤ84は、入力
軸12aに取付けられたベアリング装置86と出力軸1
2bに取付けられたベアリング装置88とを介してこれ
ら軸12a、12bを支持するギヤケーシング90内に
収容され、該ゲージング90に入出力軸にほぼ千行く取
付けられたカウンタシャフト92に回転自在に取付けら
れている。該ギヤ84と一体にこれより歯数の少ないギ
ヤ94が設けられ、ギヤ94は出力軸12bに回転自在
に取付けられたギヤ96と噛合する。
入力軸12a及び出力軸12bの互いに近接する先端部
には、入力軸12aにギヤ98、出力軸にギヤ100が
形成されるとともに、該ギヤ100に隣接してギヤ96
と一体にギヤ102が設けられている−これらのギヤ9
8.100.102にはカップリングスリーブ104が
スプライン係合する。スリーブio4には、該スリーブ
を動かす丸めのシフトフォーク106が係合している。
シフトフォーク106は、ベアリング装置86.88に
支持され九ケーシング108に収容されたンレノイド1
10により作動する同様にケーシング108内に収容さ
れたプランシャ112に取付けられている。ンレノイド
110はコントローラ50からの信号により励磁又は、
消磁が制御され、ンレノイド110が励磁されていない
ときプランシャ112はバネ114によh1第4図にお
いて下方の位置に押しつけられている。このとき、スリ
ーブ104は出力軸12bのギヤ100及びギヤ96と
一体となったギヤ102との両方に係合しており、出力
軸12t)は、イヤ96と一体と六って回転する。従っ
て、入力軸12bを回転させるハンドル10の操舵力は
イヤ82、ギヤ84、ギヤ94、イヤ96の順で伝、達
され、出力軸を回転させる。この場合、入力軸に対する
出力軸の操舵角の比(ギヤ比)は大きり、・・ンドル1
0の操舵力は比較的小さい。ゾレノイド110が励磁さ
れ、プランシャ112がバネ114の力に抗し7て上方
に引き上げられると、シフトフォーク106はスリーブ
104を伴って上方に移動し、スリーブ104は、出力
軸のギヤ1ooと、ギヤ96と一体になったギヤ102
との保合を解除して入力軸12aのギヤ98と出力軸1
2bのギヤ100との両方に係合する。これKよって、
入出M12a、12bは直結され、人力軸を回転させる
操舵力はそのまま出力軸12bに伝達される。この場合
には上述のギヤ比は小さく、操舵の応答性が高くなると
同時に比較的太き表操舵力が必要となる。本例に訃ける
コントローラ5oへの入力及びサスペンション装置は前
例と同じである。従って、運転者は手動スイッチ54を
操作して、懸架特性及びステアリング特性を同時に変え
ることにより、好みの運動特性を得ることができる。
第5図及び第6図を参照すれば、さらに他の実施例が示
されている。本例のテスペンション装置は、後輪の懸架
特性だけが変化し得るようになっている。運転者は手動
スイッチ54を操作するととKより後輪のナスペンショ
ン装f60の懸架特性をハード又はソフトに変化させる
ことができる。
後輪の懸架特性を前輪の懸架特性に比較して相対的にハ
ードにすると車両のアンダステア傾向が弱tb、逆に後
輪の懸架特性を相対的にシフトにするとアンゲステア傾
向が強まる。従って運転者は手動スイッチを操作すると
とKより、ステアリング特性及び懸架特性、特にアンダ
ステア特性を好みに応じて得ることができる。
上述の例は、ステアリング特性及びサスペンション装置
の懸架特性の特定の組合せを例示したものであ抄、本発
明に従う組合せには他のあらゆる組合せが含まれる。
第7図から第10図は、本発明に従うステアリング特性
及びナスペンション装置の懸架s性o特定の組合せにつ
き、車速をほぼ一定に保持した場合の運動%性の一部が
示されている。
第7図は、ハンドル1oの操舵力とヨーレイトの関係を
示しており、線a%bはマニュアルステアリング装置を
用いた場合の苦性で、線aはサスペンション装置の全輪
懸架特性がソフトすなわら、減衰力が小さく、abは、
全輪懸架特性がハードになるよう制御した場合のもので
ある。この場合、操舵力とヨーレイトとはほぼ正比例し
、懸架特性がハードの方が同じ操舵力の場合にはヨーレ
イトカ大キイ。acs dはパワーステアリング装置ヲ
用い、しかもそのアシスト力を低く押えるように制御し
た場合であって、線Cは、全輪懸架特性がソフトに、線
dは全輪懸架特性がハードになるよう制御したものを示
す。この場合もヨーレイトの増大に応じて操舵力も増大
するがその傾向は線a1bに比して鈍い。これは/4’
ワーステアリング装置のアシスト力が作用しているため
である。一般にi4ワーステアリング装置のコントロー
ルパルプはトルク感応型であり、操舵抵抗の増大に応じ
て・々ワーシリンダへの圧油供給量が増大する操舵力が
A又はBで示す点を越えたときアシスト力が生じ始める
。線csdに関し、ヨーレイトが同じ場合には、全輪懸
架等性がソフトである万が大きな操舵力を必要とする。
線e、fは同様にパワーステアリング装置を用い、アシ
スト力を大きくするように制御した場合であって、線e
は全輪懸架特性がソフトに、線fは懸架特性がI・−ド
になるよう制御した場合である。線e%fの傾向は線c
、dの傾向と同じであるがアシスト力が大きいので全体
に操舵力は小さい。この場合においても運転者が適当な
操舵感覚を得ることができる。点C,D以下ではアシス
ト力をカットしている。このようなサスペンションの懸
架特性とパワーステアリングのステアリング特性とを任
意に組み合せることにより、運転者の好みに応じた操舵
感覚を得ることができる。第1.2図に示す実施例では
、ステアリング特性としてd、eを選択し両者の切換を
懸架特性のハード、シフトの切換に応じて行なうように
している。第8図は、マニュアルステアリング装置を用
いた場合においてハンドルの操舵角とヨーレイトの関係
を示したものでおる。線a1bはステアリングシャフト
12の人力軸128と、出力軸12bを直結しないで、
所定のギヤ機構を介して出力軸12bに操舵力を伝達す
るように制御した場合である。この場合は、出力軸12
bの操舵角に対する入力軸の操舵角の比すなゎらギヤ比
は大きく、ハンドル操舵力は比較的小さい。線aは全輪
懸架特性をソフトに、@bは全輪懸架特性をハードに制
御した場合である。−万、線C1dは入力軸12aと出
力軸12bを直結状態にした場合すなわらギヤ比を小さ
くした場合であって、線Cは全輪懸架特性をソフトに、
線dは全輪懸架特性を八−げに制御した場合である。い
ずれの場合も、操舵角とヨーレイトとはほぼ正比例する
また、ハンドル操舵角が同じ場合にはギヤ比が小さい万
がすなわら直結状態の方がヨーレイトが大きく、サスペ
ンション装置の懸架特性がハードである方がジ−レイト
が大きい。このようなサスペンションの!架%[:マニ
ュアルステアリングのステアリング特性を任意に組み合
わせることによって、運転者の好みに応じた操舵感覚を
得ることができる。つまり、ステアリング特性a、bも
しくはc、dを選択し、その切換を懸架特性のハード、
ソフトの切換に応じて行なうのである。
第9図は、ハンドル操舵力と求心加速度の関係を示し九
ものである。
Ia、bはマニュアルステアリング装Mを用い、線δは
アンダーステア特性を大、すなわら前輪懸架時性に対し
、後輪懸架特性がソフトになるよう制御し、線すはアン
ダステア特性を小、すなわら前輪に対し後輪懸架特性が
・・−ドになるよう制御した場合である。
この場合、ハンドル操舵角と求心加速度とはほぼ正比例
の関係にあり、同じ求心加速度を生じるハンドル操舵力
はアンダステア特性を小さくした方が、大きい。線Q、
dは・母ワーステアリング装置を用いアシスト力を低く
押えるように制御した場合であって、線Cはアンゲステ
ア特性が大きく、線dはアンダステア特性が小さくなる
ように制御したものである。線a、fは・ゼワーステア
リング装置を用いアシスト力が比較的大きくなるように
制御した場合であって、線Cはアンダステア特性が大、
線dはアンダステア特性が小になるように制御したもの
である。これら線c、d、θ、fは第7図における1a
cs ds @s  ’と同じ傾向を示し、アンダステ
ア特性が大である方が大きな操舵力が必要となる。なお
、この場合においても操舵力が小さい範囲では運転者に
isな操舵感覚を与えるためにアシスト力をカットする
ようにしている。このような、サスペンションの懸架特
性と・臂ワーステアリングのステアリング時性とを任意
に組み合せることによって、運転者の好みに応じた操舵
感覚を得ることができる。つまり、ステアリング特性c
、fもしくはe%dを選択し、その切換をアンダステア
特性の強弱の切換に応じて行なうのである。
II、 10 図ハ、vニュアルステアリング装置を用
いた場合においてハンドル操舵角と求心加速度との関係
を示したものである。線a、b(4前述のギヤ比を犬き
くした場合であって、線aはアンダステア時性が大、線
すはアンダステア/1?性が小になるように制御したも
のである。線e、dはギヤ比を小さくすtわら直結状態
にした場合であって、線Cはアンゲステア特性が大、線
dはアンダステア特性が小(rr、なるようにそれぞれ
制御したものである。・・ンドル操舵角と求心加速度と
は、操舵角が小さい範囲では、はぼ正比例の関係にある
が、ある程度以上操舵角が大きくなると、操舵角が変化
しても求心加速度はそれ種変化しなくなる。イヤ比の大
きい方が、またアンゲステア特性が大きい方が同じ大き
さの・・ンドル操舵角によって生じる求心加速度は小さ
くなる傾向を示す。
上述のように、サスインジョン装置の懸架%性及びステ
アリング時性の変化によつ゛〔、車両の運動粘性は様々
に変化する。運転者は手動スイッチを操作するととによ
口、自己の好みに応じた運動特性を得ることがfきる。
このような、ナスー々ンシフ゛/の懸架% t’JEと
マユ1アルステ・アリ〉・グのステアリング特性とを任
意に組み合せることによって運転者の好みに応じた操舵
感党荀得ることができる。つ繁りステアリング特性aS
bもしくはC5dを選択し、その切換えをアンダステア
特性の強弱の切換に応じで行なうのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の1実施例のブース(ンション装置及
びステアリング装置の全体斜視図、第2図は、第1図の
実施例の制御回路図、第3図は、本発明の他の実施例の
第1図と同様の図、第4図は第5図の実施例の第2図と
同様の図、第5図はさらに他の実施例の第1図と同様の
図、第6図は、第5図の実施例の第2図と同様の図、第
7図は、操舵力とヨーレイトの関係を示すグラフ、第8
図は操舵角とヨーレイトの関係を示すグラフ、第9図は
操舵力と求心加速度との関係を示すグラフ、第10図は
操舵角と求心加速度との関係を示すグラフである。 符号の説明 10・・・ハンドル、18・・・クツ23111%30
.../41ワーアシスト装置、36・・・オイルポン
プ、50・・・コントローラ、54・・・手動スイッチ
、60・・・ナスペンション装f、66・・・シシツク
アブノーバ、72・・・制御空気室、80・・・イヤ機
構贅許出願人 東洋工業株式会社 第7図 第8図 ヨーレイト 第9図 氷Jじ・ア0注乃[

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 懸架特性が可変なサスペンション装置と、ステアリング
    特性が可変なステアリング装置と、前記f X ペンシ
    ョンの懸架特性の変化に応じて@記ステアリング装置の
    ステアリング特性を変化させるように制御するコントロ
    ーラとを備λたサスペンション装置とステアリング装置
    の総合制御装置。
JP21101582A 1982-11-30 1982-11-30 サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置 Granted JPS59100063A (ja)

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JP21101582A JPS59100063A (ja) 1982-11-30 1982-11-30 サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置

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JP21101582A JPS59100063A (ja) 1982-11-30 1982-11-30 サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置

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JPS62286815A (ja) * 1986-06-04 1987-12-12 Hitachi Ltd 制御主導型自動車

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