JPS60113714A - 車両におけるスタビライザ制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車速及び操舵角に応じて、スタビライザの
捩りｌｉ’ｌｌｌ性を変化させて車両を走行状態に最適
なステア特性に制御する車両におけるスタビライザ制御
装置に関する。

〔従来技術〕

一般に、スタビライザは、第１図に示すように、トーシ
ョンバー１が車両の左右の車輪２，３を支持するサスペ
ンションアーム４，５間に連結され、その中央部が車体
側に取りイ；］けられた支持ブラヶ・ノド６．７に回動
自在に支持されている構成を有する。このスタビライザ
によると、左右輪の上下動の位相が異なるとき又は車両
が旋回して一コールを生じたときにスタビライザの持つ
捩れ応力及び屈曲応力により位相差又はロールを抑制し
て乗心地をｆ・！５足させながら走行安定性を向上させ
る機能を有するものである。さらに、スタビライザは、
積荷、乗車人員等による偏４：ｉ７重に対して車体姿勢
を水平に保つように反力を発生させるυ■能も有する。

しかしなから、このような従来のスタビライザにあって
は、その捩り剛性が１・−ジョンバー１の捩れ応力及び
屈曲応力によって、一義的に定められる構成となってい
るので、その捩り剛性は、乗心地、操縦安定性等の車両
の特性に合わせて予め設定されており、例えば、走行状
態に応して捩り剛性を変化させ、車両のステア特性を走
行状態に応じて変化さ一已ることができず、例えば、直
進走行時にアンダステア化し、コーナリング時にニュー
トラルステア又はオーバステア化して操縦安定性を向上
させるという要求には応えられないという不具合があっ
た。

また、従来、ショックアブソーバの減衰力を変更し−ζ
車両のステア特性を変化させるものが提案されている（
　１９１シえば実開昭５５−１０９００８）。

このものは、車速に応してショックアブソーバの減衰力
を制御して車両のステア特性を変更することにより、渥
縦安定性を調整するようにしているので、ショックアブ
ソーバのピストンが移動する過渡的な状態ではｖノ果が
あるが、ピストンが移動していない場合には、減衰力が
発生せず目的とするステア特性を得るには不十分であっ
た。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来の改良すべき点に着目して
なされたものであり、操舵角に基づいて、車両が直進状
態にあるか操舵状態（コーナリング状態）にあるかを検
出し、その走行状態に応じて捩り剛性可変スタビライザ
の捩り剛性を変化させることにより、車両のロール剛性
分担率を変化させて車両の走行状態に最適なステア特性
をうるようにし、以って、前記従来例の不十分な点を改
良することを目的としている。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、この発明は、前輪側又は後
輪側の少なくとも一方に、制御信号の入力によりロール
剛性を変化可能な捩り剛性可変スタビライザを備えた車
両において、車速を検出する車速検出器と、操舵角を検
出する操舵角検出器と、前記操舵角検出器の検出信号に
基づき操舵状態であるか否かを↑り定する操舵状態判定
手段と、該操舵状態判定手段の判定結果が操舵状態であ
るとき、前記車速検出器及び操舵角検出器の検出信号に
基づき前記後輪側のロール分）Ｕ率を前輪側よりも相対
的に高める制御信号を前記捩り剛性可変スタビライザに
出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明は、前輪側又は後輪側の少なくとも一方に、制
御信号の入力によりロール剛性を変化可能な捩り剛性可
変スタビライザを備えた車両において、操舵状態判定手
段によって、操舵角検出器の検出信号に基づき車両が直
進状態であるが操舵状態であるかを判定し、その判定結
果が操舵状態であるときに、制御３１１手段によって、
後輪側のロール分担イ１を高めるように捩り剛性可変ス
タビライザを制御して、車両をニュートラルステア又は
オーバステア化し、旋回性能及び操縦安定性を向上さ−
ｌるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第２図乃至第７図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成について説明すると、第２図において、ＩＯ
Ａ、ＩＯＢは捩り剛性可変スタビライザであって、前輪
１１Ｌ、ＩＩＲを支持するサスペンションアーム１２Ｌ
、１２Ｒ間及び後輪１３Ｌ。

１３Ｒを支持するサスペンションアーム１４Ｌ。

１４Ｒ間に夫々配設されている。これら捩り剛性可変ス
タビライザＩＯＡ、ＩＯＨの一例は、第３図に示すよう
に、トーションバー１５が中央部１５Ｃとその左右両端
部１５Ｌ、１５Ｒとに分８１１され、中央部１５Ｃに対
して左右両端部１５Ｌ、１５Ｒが回動自在に枢着されて
いる。左右両端部１５Ｌ、１５Ｒは、夫々円柱状の基部
１６と、これに連接する断面長方形の板部１７とから構
成され、板部１７の先端部がサスペンション−１−ム１
２Ｌ。

１２Ｒ及び１４Ｌ、１４Ｒに夫々回動自在に枢着されて
いる。基部１６の後端にば、回動アーム１８が一体に取
り付けられ、左右両端部１５Ｌ、１５Ｒの回動アーム１
８が連結杆１９によって連結されている。そして、左端
部１５Ｌの回動アーム１８に例えばソレノイド“２０の
作動子２１が連結されている。この場合、ソレノイド２
０は、図示しないが、その作動子２１に復帰ばねが介挿
され、このＩＵ帰ばねによって通電時は、作動子２１が
伸張した状態に保持される。したがって、この状態では
、左右両端部１５Ｌ、１５Ｒの板部１７がその幅方向を
水平方向とした状態となり、このため、その断面係数が
小さくなって捩り剛性可変スタビライザＩＯＡ、ＩＯＢ
としての捩り剛性が低下される。また、この状態からソ
レノイド２０に通電して作動子２１を最大に収縮させる
と、第３図に示すように、板部１７が９０度回転してそ
の幅方向が垂直方向となり、このため、その断面係数が
大きくなって捩り剛性可変スタビライザ１０Ａ。

１０Ｂとしての捩り剛性が高められる。そして、ソレノ
イド２０が駆動回路２２によって駆動制御される。

２３は車速検出器であって、変速１５２４の回転出力を
終減速装置２５に伝達する推進軸２６の回転数を回転検
出手段を使用して検出し、推進軸２６の回転数に応した
電圧でなる車速検出信号ＶＰが出力される。

２７は操舵角検出器であって、ステアリングホイール２
８の回転角をポテンショメータ等で検出し、ステアリン
グホイール２８の回動角即ち操舵角に応じた操舵角検出
信号θ０が出力される。この場合、操舵角検出信号θ０
は、例えばステアリングホイール２８が中立位置にある
ときに、所定電圧Ｖｏとなり、この状態からステアリン
グホイール２８を右切りしたときに、その回動角に応し
て電圧Ｖｏより高い電圧Ｖ　ｈとなり、左切りしたとき
に、電圧■０より低い電圧■βとなるアナログ電圧態様
を有する。

３０は制御装置であって、車速検出器２３か匂の車速信
号ｖｐ及び操舵角検出器２７からの操舵角信号θ０に基
づき前記駆動回路２２を作動させる制御信号ＣＳを出力
する。この場合、制御装置３０の一例は、第４図に示す
ように、例えばマイクロコンピュータ３１によっ゛ζ構
成されている。

このマイクロコンピュータ３１は、インターフェイス回
路３２．演算処理装置３３及び記憶装置３４を主体とし
て構成されている。インターフェイス回路３２には、車
速検出器２３及び操舵角検出器２７の検出信号ＶＰ及び
θＤが夫々Ａ／Ｄ変換器３５及び３６を介して供給され
ていると共に、捩り剛性可変スタビライザＩＯＡ、ＩＯ
Ｂの駆動回路２２が接続されている。演算処理装置３３
ば、後述する記１．ａ装置３４に記ｔｅされた所定のプ
ログラムに従って所定の演算処理を実行する。記憶装置
３４は、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、演算処理装置３３の演
算処理を実行する所定のプログラムを記憶していると共
に、演算処理装置３３で後述するように算出された予測
ロール角情報φを捩り剛性可変スタビライザＩＯＡ、Ｉ
ＯＢの捩り阿り性僅に変換するスタビライザ指令値変換
テーブルが記憶されている。ここで、スタビライザ指令
値変換チーフルに予め記１．ａシたスタビライザ指令値
は、操舵状態におりる旋回性能を向上させるように後輪
側の１：′Ｉ−ル分担率を高めて車両をニュートラルス
デア又はオーバステア化するように後輪側捩り剛性可変
スタビライザＩＯＢの捩り剛性を前輪例の捩り剛性可変
スタビライザＩＯＡに対して相対的に高める値に設定さ
れている。

マイクロコンピュータ３１の具体的構成は、例えば、第
５図に示すように、操舵角検出器２７の操舵角信号θ０
がＡ／Ｄ変換器３６を介して供給され、この操舵角検出
信号θ０が直進走行状態におけるステアリングホイール
２８の回動許容範囲（θＬ≦θ≦θＵ）内にあるか否か
を判定する操舵状態判定手段３７と、その１１１定結果
が操舵状態であるときに、車速検出器２３の車速検出信
号■Ｐ及び操舵角検出器２７の操舵角検出信号θＤに基
づき車両のロール量としての予測ロール角情報φを演算
予測するロール角演算手段３８と、その演算結果に基づ
き捩り剛性可変スタビライザ１０Δ、１０Ｂの捩り剛性
値を選定し、且つその捩り剛性値に応じた制御信号ＣＳ
を捩り剛性可変スタビライザ１０八、１０Ｂの駆動回路
２２に出力する制御手段３９とから構成されている。こ
の場合、制御手段３９は、前記スタビライザ指令値変換
テーブルを参照して、予測ロール角情報φを読み込んだ
ときに、この情報に基づき捩り剛性可変スタビライザＩ
ＯＡ、１０Ｂの捩り剛性値を選定し、これに基づき車両
をニュートラルステア又はオーバステア化する制御信号
ＣＳを出力する。ここで、制御信号ｃｓは、Ｄ／Ａ変換
器４ｏでＤ／Ａ変換され、アナログ信号として捩り剛性
可変スタビライザ１０Δ、ＩＯＢの駆動回路２２に出力
される。

この場合の制御信号ＣＳは、前輪側捩り剛性可変スタビ
ライザ１０Δに対して後輪側捩り剛性可変スタビライザ
ＩＯＢの捩り剛性を高めて、後輪側ＩＩ−ル剛性分担率
を大きくするように駆動回路２２を制御する。したがっ
て、駆動回路２２がら出力される励磁電流値が所定値に
制御され、これによっ゛（捩り剛性可変スクビライザＩ
ＯＡ、ＩＯＢのソレノイｊ・２０が励磁されてその作動
子２１が所定回（ＩＩ＋縮され、捩り剛性を変化させる
。このように、ｌ＆輪側の捩り剛性ｒＪ変ススタビライ
ザＯＢの１〕−ル剛性分担率を高めた車両を使用して加
速用旋回試験を行った結果を第７図に示す。この第７図
において、破線図示の特性曲線４１は、ロール剛性分担
率を変化させない従来の車両の試験結果であり、実線図
示の特性曲線４２は、この発明により後輪側の捩り剛性
可変スタビライザＩＯＢのロール剛性分担率を高めた車
両の試験結果である。この第７図から明らかなように、
特性曲線４２ば、特性曲線４１に比較してニュートラル
ステア又はオーバステア化していることが理解できる。

なお、制御装置３０ば、車両が操舵状態ではない直進走
行状態では、各捩り剛性可変スタビライザ１０Δ、１０
Ｂを、それらのトータルロール剛性を低下させるか又は
前輪側の捩り剛性可変スタビライザＩＯＡのロール剛性
分担率を高める制御信号ＣＳを各捩り剛性可変スタビラ
イザ１０Ａ。

１０Ｂの駆動回路２２に出力する。したがって、直進走
行状態では、車両がアンダステア化され、路面凹凸、横
風等の外乱の影響を抑制して操縦安定性が確保される。

次に、上記マイクロコンピュータ３１の処理手順を第６
図の流れ図に従って説明する。

ずなわら、第６図に示すように、車両が停止状態から走
行を開始すると、まず、ステップ■で車速検出器２３か
らの車速検出信号ｖｐを読み込み、これを車速情報■と
して記憶装置３４の所定記憶領域に一時記憶し、次いで
、ステップ■で操舵角検出器２７からの操舵角検出漬汁
θＤを読み込んで、これを操舵角情報θとして記憶装置
３４の所定記（、Ｑ領域に一時記１．ａシてからステッ
プ■に移行する。

ステップ■では、ステップ■で記憶した操舵角情（・シ
θを読み出し、これが所定範囲内即ちθＬ≦θ≦θＵで
あるか否かを判定する。この場合の判定は、車両が直進
走行状態であるか旋回、保舵等の操舵市道状態であるか
を判定するものであり、１榮舵角情報θが直進走行状態
部らθＬ≦θ≦θＵであるときには、ステ、プ■に戻り
、操舵走行状態部らθ〈θＬ又はθ〉θＵであるときに
は、ステップ■りこ移行する。

ステップ■では、ステップ■で記憶した車速情ｆｌＶ及
びステップ■で記憶した操舵角情報θに基づき当該車両
の操舵走行状態におりるロール角を予測演算し、その演
算結果である予測ロール角情報ψを記憶装置３４の所定
記１．ａ領域に一時記↑、ｑする。

次いで、ステップ■に移行して、ステップ■で演算した
予測ロール角データφを読み出し、これに基づき記憶装
置３４に記憶したスタビライザ指令値変換テーブルを参
照して、車両の操舵走行状態に応じて車両をニュートラ
ル又はオーバステア化する捩り剛性可変スタビライザＩ
ＯＡ、ＩＯＢの捩り剛性値を選定する。

次いで、ステップ■に移行して、前記ステップ■で選定
した捩り剛性値に応した制御信号ＣＳを捩り剛性可変ス
タビライザＩＯＡ、ＩＯＢの駆動回路２２に出力する。

次いで、ステップ■で車両が停止状態であるか否かを判
定し、走行状態を継続している場合にば、ステップ■に
戻り、停止状態となった場合には、処理を終了する。

ここに、ステップ■の処理は、第５図の操舵状態判定手
段３７の具体例であり、ステップ■の処理は、ロール角
演算手段３８の具体例であり、ステップ■及びステップ
■の処理は、制御手段３９の具体例である。

なお、第６図の流れ図は、処理手順の一例を示したに留
まり、マイクロコンピュータ３４を他の処理と兼用する
場合には、第６図の処理を他の処理に対する割込処理と
して実行するようにしてもよい。この場合は、ステップ
■の判定結果が“ＮＯ”であるときには、メインプログ
ラムに復帰さ・已、且つステップ■を省略してステップ
■がら直接メインプログラムに復帰するようにする。

次に、作用について説明する。まず、車両が停止状態で
ある場合には、第６図の処理が実行されず、制御手段３
９からは車両をアンダステア化する１ｌｉｌＪ　ｆａｌ
ｌ信号Ｃ３が駆動回１１Ｊｆ　２２に出力されている。

このため、駆動回路２２から所定値の励磁電流が捩り剛
性可変スタビライザ１０Ａ、１０Ｂに供給され、前輪側
捩り剛性可変スクビライザＩＯＡの捩り剛性が後輪側の
捩り剛性可変スクビライザ１０Ｂに比較して高められ、
前輪側のロール分担率を高めるか、あるいは、前輪側及
び後輪側の捩り剛性を低下させてトータルロール剛性を
低下させて、車両をアンダステア、化し、直進走行時の
操縦安定性及び乗心地を確保するようにされている。

この状態から、車両が走行を開始すると、制御装置３０
で第６図の流れ図に従ってロール剛性制御が実行される
。

すなわち、まず、車速検出器２３の車速検出信号ＶＰを
読み込み、これを車速情報Ｖとして記憶装置３４の所定
記１，１領域に一時記１．ａシ、次いで操舵角検出器２
７の検出信号θＤを読み込み、これを操舵角情報θとし
て記１Ｏ装置３４の所定記１意領域に一時記憶し、これ
らに基づき操舵状態判定手段３７で直進走行状態である
か否かを判定する。

ここで、車両が直進走行状態であるときには、記憶装置
３４に記憶した操舵情報θがθし≦θ≦θＵであるので
、捩り剛性可変スタビライザ１０Ａ。

１０Ｂの捩り剛性値は変更されず、車両は直進走行状態
に最適なアンダステア化した状態に維持される。

この状態からステアリングホイール２８を右又は左切り
して旋回操舵状態に移行すると、操舵状態判定手段３７
で操舵状態であることが判定されるので、ロール角演算
手段３８で車速情報Ｖ及びＩ榮舵角情報θに基づき車両
のロール角を予測演算して予測ロール角情報φを算出し
、これを記憶装置３４の所定記憶領域に一時記１．１す
る。

次いで、制御手段３９で、ロール角演算手段３８で記１
．ａシた予測１コール角情報φを読め込み、記憶装置３
４に記憶したスクビライザ指令値変換テーブルを参照し
て、操舵状態に応じた最適の捩り剛性＋ｓＪ変スラスタ
ビライザＡ、１０Ｂの捩り剛性値を選定し、これに応し
て後輪側の捩り剛性可変スタビライ９′１０Ｂのロール
剛性分Ｉｌ率を高める制御信号ＣＳを駆動回路２２に出
力する。このため、（戻り剛性可変スタビライザＩＯＡ
、ＩＯＢのソレノイド２０が駆動回路２２の励磁電流値
に応して制御され、その作動子２１が収縮して、後輪側
捩り剛性可変スタビライザＩＯＢの回動アーム１８が反
時計方向に回動され、左右両端部１５Ｌ。

１５Ｒの板部１７がその幅方向を垂直とした高捩り剛性
状態に変更され、且つ前端側捩り剛性可変スタビライザ
ＩＯＡの回動アーム１８の回動量が後輪側捩り剛性可変
スタビライザＩＯＢのそれより少な目に回動され、後輪
側の捩り剛性可変スタビライザＩＯＢより低い捩り剛性
値に調整される。

したがって、後輪側の捩り剛性可変スタビライザ１０Ｂ
のロール剛性分担率が高められて車両がニュートラルス
テア又はオーバステア化される。その結果、Ｊｔ回車走
行安定して行うことができると共に、限界横加速度を向
上させることができ、を榮縦安定性及び走行安定性を確
保することができる。

また、車両が旋回走行を開始してから所望操舵角位置で
ステアリングホイール２８の回動を停止して保舵状態と
したときには、操舵角検出器２７の検出信号θＤがその
ときの操舵角に応じた値となるので、記４．１装置３４
に記憶されるＩ榮舵角情報θは、θくθし又はθ〉θＵ
となり、前記旋回走行状態と同様の車両をニュー１−ラ
ルステア又はオーバステア化する制御が継続して行われ
る。

なお、上記実施例においては、この発明の一実施例を説
明したに留まり、直進走行時における車両のステア特性
を車速に応じて制御することもできる。すなわち、第８
図に示すように、第６図の流れ図において、ステップ■
で直進走行状態であると判定したときに、ステップ■に
移行して車速情９１が所定値Ｎ以上であるか否かを判定
し、車両が高速走行している場合には、ステップ■に移
行して車両をアンダステア化する制御信号Ｃ３を出力し
、又低４１速走行している場合には、ステ。

プ［相］に移行して車両をニュートラルステア又はオー
バステア化する制御信号ＣＳを捩り剛性可変スタビライ
ザＩＯＡ、ＩＯＢに出力するようにして直進走行時の車
速に応してロールステア特性を制御するようにしてもよ
く、さらには、車速に応じた捩り剛性指令値を記憶した
スタビライザ指令値変換テーブルを記（ｇ装置３４に記
憶させておき、車速情報■に基づき変換テーブルを参照
して車速に応した最適ロールステア特性を得るようにし
てもよい。

また、上記実施例において、捩り剛性可変スタビライザ
ＩＯＡ、ＩＯＢとしては、上記構成に限定されるもので
はな（、駆動装置の作動によゲて捩り剛性を変更し得る
構成を有しさえずれば、他の任意の構成の捩り剛性可変
スタビライザを適用することができること勿論である。

さらに、駆−動装置としては、ソレノイド２０に限らず
流体圧シリンダ等の直線作動装置、モータ等の回転駆動
装置など任意の駆動装置を通用することができる。

またさらに、制御装置３０は、上記構成に限定されるも
のではなく、マイクロコンピュータに代えて比較回路等
の電子回路によって構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、前輪側又は後
輪側の少なくとも一方に、制御信号の入力によりロール
剛性を変化可能な捩り剛性可変スタビライザを備えた車
両において、車速を検出する車速検出器と、操舵角を検
出する操舵角検出器と、前記操舵角検出器の検出信号に
基づき操舵状態であるか否かを判定する操舵状態判定手
段と、該操舵状態判定手段の判定結果が操舵状態である
とき、Ｏ１Ｊ記車速検出器及び操舵角検出器の検出器′
づに基づき前記後輪側のロール分担率を前輪側よりも和
りｊ的に高める制御信号を前記捩り剛性可変スタビライ
ザに出力する制御手段とを備えた構成とした。このため
、車両の直進走行、旋回走行等の走１−ｉ状態に応した
きめ細かいロールステア制御を行うことができ、車両の
瞭縦安定性及び走行安定性を向上づ°ることができ、し
かもコーナリング時の操縦性能及び限界横加速度を向上
さ一已ることができるというリノ果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示す平面図、第２図は、この発明の
一実施例を示す概略構成図、第３図は、捩り剛性可変ス
タビライザの一例を示す斜視図、第４図は、制御装置の
一例を示すブロック図、第５図は、マイクｌ」コンピュ
ータの具体的構成を示ずブ１ノック図、第６図は、マイ
クｒ−コンピュータの処理手順を示す流れ図、第７図は
、円旋回試験を行った場合の横加速度及び回転半径比の
関係を示すグラフ、第８図は、この発明の他の実施例で
あるマイクロコンピュータの処理手順を示す流れ図であ
る。 １０Ａ、ＩＯＢ・・・・・・捩り剛性可変スタビライザ
、＋１Ｌ、ＩＩＲ・・・・・・前輪、１３Ｌ、１３Ｒ・
・・・・・後輪、１５・・・・・・トーションバー、２
０・・・・・・ソレノイド、２２・・・・・・駆動回路
、２３・・・・・・車速検出器、２７・・・・・・操舵
角検出器、３０・・・・・・制御装置、３Ｉ・・・・・
・マイクロコンピュータ、３２・・・・・・インターフ
ェイス回路、３３・・・・・・演算処理装置、３４・・
・・・・記１，１装置、３７・・・・・・崖舵状感判定
手段、３８・・・・・・ロール角演算手段、３９・・・
・・・制御手段。 特許出願人 日産自動軍株式会社 代理人　弁理士　森　哲也 代理人　弁理士　内胚　嘉昭 代理人　弁理士　清水　正 代理人　弁理士　掘出　岱是 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪側又は後輪側の少なくとも一方に、制御信号の入力
   によりＩコール剛性を変化可能な捩り剛性１＋Ｊ変スタ
   ビライザを（ａえた車両において、車速を検出する車速
   検出器と、操舵角を検出する操舵角検出器と、前記操舵
   角検出器の検出信号に基づき１・）コ舵状態であるか否
   かを判定する操舵状態判定手段と、該操舵状態判定手段
   の判定結果が操舵状態ごあるとき、前記車速検出器及び
   操舵角検出器の検出信号に基づき前記後輪側のロール分
   担率を前輪側よりも相対的に高める制御信号を前記捩り
   剛性可変スタビライザに出力する制御手段とを備えたこ
   とを１１、冒孜とする車両に才丹ノるスタビライザ制御
   装置。