JPS63263122A - 車両姿勢制御装置 - 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〕 本発明は左右の各車輪の各々のばね下部材がスタビライ
ザによって結合されている車両の姿勢制御装置に関する
もので、特に旋回限界領域での制御に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭６１−１４６６１２号公報等におい
て、スタビライザに油圧によって作動する油圧シリン・
ダを用いて車両の姿勢制御を行なうものが知られている
。これは、車両旋回時に発生する車両の横方向の傾き（
ロール）を抑制するべく油圧シリンダの制御量を算出し
、この制御量に基づいて油圧シリンダが伸縮制御される
ものである。この従来装置においては、高速旋回走行時
であっても、車体に発生するロールをほとんど零にする
ことができるため、乗心地を向上できるという機能を備
えている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、運転者は、旋回走行時の限界度合、つまりタイ
ヤにスリップが発生して車両がコーナーより飛び出して
しまうような限界度合を、タイヤから発生する「キー」
と言うきしみ音を問いたり、車体のロール角度等から感
じて、適切な操縦を行なっている。

しかしながら、近年の車室空間は静寂性が向上している
ため、タイヤのきしみ音がきこえない傾向にある。更に
、上述した装置によって車両のロールを抑制すると、運
転者は、旋回走行に伴なう限界を全く体感することがで
きなくなるといった問題点がある。

そこで本発明は、上記の点に鑑みてなされるものであっ
て、旋回限界領域、つまり旋回時に発生する過大な遠心
力によってタイヤと道路面との間にスリップが発生する
直前の走行状態を検知するとともに、この領域ではスタ
ビライザ装置によるロール抑制作動を中止することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、車両旋回時に発
生するロールに対して、スタビライザに取り付けられた
アクチュエータを作動させることによって、ロールを抑
制するスタビライザ制御装置を備えた車両姿勢制御耳装
置において、ステアリングホイールの操舵角に対応した
操舵角信号を発生する操舵角検出手段と、 車両のヨーレイトに対応したヨーレイト信号を発生する
ヨーレイト検出手段と、 前記操舵角信号を前記ヨーレイト信号を入力して、車両
の旋回走行時の旋回限界度合に対応した旋回限界値を演
算する限界値演算手段と、前記旋回限界値が、予め定め
られた所定値を超えたとき限界信号を発生する限界判定
手段と、前記限界信号を受けて、前記スタビライザ装置
でのロール抑制作動を中止する中止制御手段と、を備え
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記構成によりステアリングホイールの操舵角
と車両のヨーレイトを検出し、これらから車両の旋回走
行時の旋回限界度合に対応した旋回限界値を演算する。

そして、前記旋回限界値が所定値を超えたとき、中止制
御手段がスタビライザ装置の作動を中止することができ
る。

〔発明の効果］ よって、本発明は、所定値を超えた旋回限界領域ではス
タビライザ装置の作動を中止するため、車両のロール抑
制効果を減少させ、車体にロールが生じ易くすることが
できる。したがって、運転者は車両が旋回限界領域にあ
ることを車両のロールから把握することができるため、
旋回限界領域において運転操作に注意を注ぐことができ
るので、ロール抑制時の乗心地向上と旋回限界領域の安
全性を確保することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は油圧シリンダ３０．５５によって車両に発生す
るロールを抑制するスタビライザ制御装置の油圧、及び
その制御用電気回路を示す図である。

図中３０．５５は油圧シリンダとなるシリンダユニット
で、油圧ポンプ６２．切換制御弁６５゜開閉制御弁７２
によって伸縮する片ピストン型シリンダユニットである
。前輪側シリンダユニット３０と、図示せぬ前輪スタビ
ライザの一端とばね下部材、例えばショックアブソーバ
の車輪側固定部分、ロアアームとの間に介在して連結さ
れ、その伸縮によって車両旋回時に発生するロールを抑
制することができる構成である。後輪側シリンダユニッ
ト５５は、前輪側シリンダユニット３０と同様な方法に
よって、後輪スタビライザと連結されて、そのロールを
抑制する。

次に油圧回路６０を、第２図に基づいて説明する。

エンジンＥＣの出力軸により駆動される油圧ポンプ６２
は、リザーバ６３から油を汲み上げ、管路６４．切換弁
（４ポ一ト３位置電磁切換制御弁）６５、および管路６
６〜６９を介して前輪側シリンダユニット３０と後輪側
シリンダユニット５５に圧油を供給するとともに、管路
６４，７．０を介して、図示せぬ操舵機構に補助力を作
用させるパワーステアリング装置７１にも圧油を供給し
ている。

尚、シリンダユニット３０．５５の上室３０「１下室３
０ｇ等は開閉制御弁（４ポ一ト２位置電磁切換弁）７２
を介して相互に連通ずるとともに、リザーバ６３にも連
通している。ここで、切換弁６５から後輪側シリンダユ
ニット５５への管路６７．６９には、絞り７３．７４が
設けられている。

この絞り７３．７４は、前輪側と後輪側のスタビライザ
の捩り剛性の差によって、シリンダユニットに生じる伸
縮差を調節するために設けられているが、前輪側のみに
シリンダユニットを設けるようにして、省略してもよい
ことは言うまでもない。

切換弁６５および開閉制御弁７２は、制御装置８０によ
り切換制御信号が送られ、切換弁６５は、第１位置（ａ
：ニュートラルモード）、第２位置（ｂ：伸長モード）
、および第３位置（ｃ：縮小モード）に切換えられ、一
方、開閉制御弁７２では第１位置（ａ：連通モード）お
よび第２位置（ｂ＝遮断モード）に切換えられる。

制御装ｆ８０はマイクロコンピュータ等から構成される
電子制御装置で、各種センサからの信号を入力する入力
部８１、これらの入力信号に基づいて演算制御を行う中
央演算処理部（ＣＰＵ）８２、演算用プログラム等を記
憶する読みだし記憶部（ＲＯＭ）８３．演算結果や制御
状態などを一時的に記憶する記憶部（ＲＡＭ）８４、お
よび演算結果に基づいて上記弁６５．７２に制御信号を
出力する出力部８５から構成されている。

この制御装置８０の入力部８１には、車速を検出する車
速センサ９０．ステアリングホイールの操舵角を検出す
るステアリングセンサ４２．および前、後輪側シリンダ
ユニット３０．５５の伸縮ストロークを検出するストロ
ークセンサ９３，９４からのいずれかのセンサ信号が入
力される。また、入力部８１には車両のエンジンＥＣの
スロットル開度を検出するスロットル開度センサ９１゜
車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ９２から
の信号が入力される。

次に、上記構成に基づいて基本的な作動、制御について
説明する。

〈直進走行〉 まず、直進走行について説明する。直進走行では、第２
図の切換弁６５はニュートラルモード（ａ）に、開閉制
御弁７２は連通モード（ａ）に設定される。

これにより前、後輪側シリンダユニット３０，５５の上
室３０ｆ、下室３０ｇ等は管路６６〜６９゜７５．７６
を介して相互に連通ずる。したがってこのモードにおい
てシリンダユニット３０．５５内のピストンは、シリン
ダ内を摺動自在に動くことができ、つまりスタビライザ
から伝わった涙り作用力がそのままシリンダユニット３
０．５５のピストンの動きとなり、スタビライザの捩り
剛性をほとんど発生しない状態になる。

く旋回走行〉 つぎに、旋回時について説明すると、操舵角および車速
か小さいときには、切換弁６５をニュートラルモード（
ａ）に保持するとともに、開閉制御弁７２を遮断モード
（ＯＮ状態）に切換える。これにより、シリンダユニッ
ト３０．５５のピストンを中立ストローク位置Ｓ　（Ｓ
＝Ｏ＞の油密状態で固定する。したがって、シリンダユ
ニット３０゜５５はスタビライザとばね下部材２２．５
２を各々を一種の剛体として連結するため、スタビライ
ザの固有の捩り剛性を発揮して車両の旋回時における走
行状態を安定させる。

一方、右または左旋回時において、操舵角または車速か
大きいときには、開閉制御弁７２を遮断モード（ＯＮ状
ｍ）に切換えるとともに、切換弁６５を、伸長モード（
ｂ）または縮小モード（Ｃ）に切換える。すなわち、伸
長モードでは、油圧ポンプ６２の圧油は、管路６４→切
換弁６５→管路６８゜６９、絞り７４を介してシリンダ
ユニット３０゜５５の下室３０ｇ等に供給され、上室３
０ｆ等の圧油は、管路６６、管路６７、絞り７３→切換
弁６５→パワーステアリング装置７１を介してリザーバ
６３へ吐出される。そして、ストロークセンサ９３，９
４の検出値に基づいて電子制御装置８０によりシリンダ
ユニット３０．５５が目標ストローク位置に達したと判
定されたとき切換弁６５をニュートラルモード（ａ）に
切換えることにより、シリンダユニッ１−３０．５５を
伸び状態に固定する。

一方、切換弁の縮小モードでは、油圧ポンプ４２の圧油
が、管路６４→切換弁６５→管路６６゜６７、絞り弁７
３を介してシリンダユニット３ｏ。

５５の王室側に供給され、下室側の圧油が管路６Ｂ、６
９．絞り７４→切換弁６５→管路７ｏ→パワーステアリ
ング装置７１を介してリザーバ６３に吐出される。そし
て、上記伸長モードと同様に、切換弁６５をニュートラ
ルモードに切換えて、シリンダユニット３０．５５のピ
ストンを目標ストローク位置Ｓに固定する。

このように車両の旋回時に、その旋回方向に対応させて
適切にシリンダユニットを伸縮制御することにより車両
に発生するロール角を低減、更には零にすることができ
る。

次に、本発明の要旨生なる旋回限界領域での制御を含め
て、第３図に基づいて制御フローチャートを説明する。

まずステップ１００によって車両の走行状態に関するデ
ータとして車速センサ９０からの車速Ｖ。

ヨーレイトセンサ９２からのヨー角速度；、ストローク
センサ９３，９４からのストロークを取り込む０次に、
ステップ１１０では、車速Ｖ、ヨー角速度ンから仮想操
舵角θｅを演算する。この仮想操舵角θｅとは、タイヤ
に横すべりが発生しないと仮定した時に、上記車速Ｖの
走行状態で上記ヨー角速度ｉを発生させるに必要な操舵
角をいう。

次にステップ１２０で、実際に運転者が切っている実際
操舵角θを取り込む。そして、さらにステップ１３０に
よって、この実際操舵角θと仮想操舵角θｅの差を求め
る。この値が、旋回時にタイヤで発生している横すべり
角（スリップ角）βになる。一般に、このスリップ角β
は旋回時に発生する横方向加速度Ｇの大きさと関係があ
り、横方向加速度Ｇが大きい程、スリップ角βも大きく
なり、タイヤと路面との間でスリップが発生し易くなる
。また、連結路面などのように摩擦係数μが小さい路面
（低μ路）の場合にも、旋回時のスリップ角βは大きく
なる。すなわち、このスリップ角βは大小が車両の旋回
性能の限界への接近の程度、つまり車両の旋回走行時の
旋回限界度合を表わしている。そこで、タイヤと路面の
摩擦係数や、各種車両における性能諸元等から決定でき
るスリップ角のしきい値β。、β、を設け、フローチャ
ートの以下の手続きでそのしきい値と、前記スリップ角
βとの大小関係によってスタビライザの制御方法を変更
する。

まず、ステップ２００で、旋回限界領域にあるかを判定
する。この判定のために予め定めた２つのしきい値β。

、βｌ　（０〈β。〈β１）が設けられている。そして
、ステップ２００では、スリップ角βが第１しきい値β
０より大きいか否かの判定を実行する。そして小さいと
判定された場合には、スリップの発生することのない安
全とみなせる領域の旋回中であり、ステップ２１０で危
険状態の警告を解除して安全であることを知らせるとと
もに、以下の通常のロール角抑制制御を行う。

通常のロール角抑制制御とは、車速Ｖとヨーレイトψと
から求められる横加速度Ｇに対応して、その横加速度Ｇ
によって生じるロール角を抑制するために必要な′シリ
ンダユニットの目標ストロークＳｔを求めこの目標スト
ロークに一致するように弁６５．７２を制御して、前述
した様にシリンダユニッ）３０．５５を伸縮制御してロ
ールを抑制することである。

一方、ステップ２００で、スリップ角βが第１しきい値
β。以上（β≦β。）のとき、次のステップ２２０へ進
み、第２しきい値β１と比較する。

ステップ２２０で、スリップ角βが第２しきい値β１よ
り小さい（β。〈β〈β１）ときは、ステップ２３０へ
移行する。この状態は、スリップ角βがやや大きい状態
、つまり車両にスリップが発生する旋回限界領域に近い
準限界領域にあるため、ステップ２３０では、車両が危
険な領域に近づきつつあることを運転者に予告するため
、音声、警告灯の点滅あるいは点灯等によって運転者に
警報する。ただしこの領域では、車両は真に旋回限界領
域には陥っていないので、前述した通常のロール角抑制
制御の中止は行なわない。

次に、ステップ２２０でスリップ角βが第２しきい値β
１以上（β≧β１）と判定された場合には、車両は真に
旋回限界領域に入っている。尚、この判定の第２しきい
値β、は、この値を越えると直ちに車両のタイヤにスリ
ップが発生するという値でなく、この第２しきい値β１
以上にスリップ角βが大きくなるような急旋回等を行う
と、車両のタイヤにスリップが発生し易くなり運転者に
よる走行制御が不能の状態に陥る可能性が極めて高くな
るという値に設定されている。

さて、ステップ２２０で車両が旋回限界領域にあると判
定された場合にはステップ２３５で通常の制御を中止し
、以下旋回限界領域での制御ａを実行する。ステップ２
３５では、切換弁６５を第１位置（ａ）、開閉制御弁７
２を第２位置ら）にすることによって、一旦通常制御を
中止する。尚、上記弁６５．７２の制御は、車両の姿勢
に影響が生じ難いように徐々に行う、そしてステップ２
４０では、操舵角θと車速Ｖから横加速度Ｇが演算され
、ステップ２５０で、第５図に示す旋回限界領域でのマ
ツプを用いて、横加速度Ｇに対する目標ストロークＳ７
を演算する。第５図のマツプは、通常制御特性（点線）
に対して、所定横加速度０８以上からは、徐々に車両に
ロールが発生するように、シリンダユニットの伸縮目標
ストロークＳｔを小さく補正して設定している。

次にステップ２６０に進んで、スリップが発生し易い瓢
界状態にあることを音声、警告灯の点灯や点滅などの方
法で運転者に警報する。そして、ステップ２７０ではシ
リンダユニットを、ステップ２５０で求めた目標ストロ
ークＳ！に向けて伸縮すべく弁６５．７２を制御する。

尚、この制御では単に通常制御から旋回限界領域での目
標ストロークに一致させるよう制御を行うと、２．旋回
中に突然車両にロールが発生することになり、タイヤの
アライメント変化等により車両の旋回能力を急に低下さ
せることになり危険である。

そこでステップ２７０の処理としては、第７図に示すフ
ローチャートに基づいて実行するとよい。

まずステップ２７１で、前記目標ストロークＳｉと、実
際のストロークセンサからのストロークＳＡとの差Ｓを
求める。次にステップ２７２では予め定めた定数ｎ（正
の整数）を用いて、１回の適切制御量δｓ　＝　ｓ　／
　ｎを求める。そしてステップ２７３でＳＡ＋δ、を１
回の制御目標位置として求め、ステップ２７４で、この
目標位置に対応させてシリンダユニットの伸縮制御を行
う、さらにステップ２７５で最終的な目標ストロークＳ
７に実際のストロークＳＡが等しいかを判定し、等しく
ないときは、ステップ２７３に戻る。この一連のステッ
プ２７３〜２７５をｎ回実行すれば、目標ストロークＳ
□と実際のストロークＳＡを一致させる制御が終了する
。これにより、ステップ２７３〜２７５の一連の制御ル
ープがｎ回実行される時間が必要となるので急激なロー
ル発生させることなく、本来車両に発生する旋回時のロ
ールを徐々に発生させ、車両が旋回限界領域にあること
を体感上で知らせることができる。

上記実施例では、旋回限界領域では、スタビライザ装置
による通常の制御を中止したり、警報することにより運
転者の判断と対処によって、安全領域での旋回を促す方
法を説明したが、さらにスロットルバルブとアクセルペ
ダルの連動を切り離して、スロットルバルブを強制的に
閉じ、車速を落としてやれば、運転者の判断のみではな
くなり、より安全性を向上させることができる。これに
は第２図に示すような構成でスロットル制御装置３０を
用いる。これは、通常は電磁クラッチ３１０は、ＯＦＦ
状態になっており、リンクケーブル３２０はアクセルペ
ダル３３０の操作と連動し、スロットルバルブ３４０を
開閉する。一方旋回限界領域では、電磁クラッチ３１０
はＯＮＬ、ケーブル３２１はモータＭによって操作され
、スロットルバルブ３４０ばアクセルペダル３３０とは
無関係に閉じることができる。

この構造で、旋回限界領域にはスロットルバルブ３４０
を閉じるように制御し、エンジンブレーキを作用させて
、安全に旋回できるように車速を減少させる。このスロ
ットルバルブ３４０を急速に操作すると、エンジンブレ
ーキ作用によってタイヤのコーナーリングフォースが低
下して、スリップが発生し易くなる。よって、スロット
ル閉速度θ、は、車速０１前後加速度Ｖ、横加速度Ｇか
ら次式 ％式％ によって求めると、コーナリングフォースを失わせるこ
となく、車速Ｖを適切に低下させて安全な旋回を行うこ
とができる。

尚、上述した実施例においては、伸縮するシリンダユニ
ットを用いて車両のロールを抑制する構造としたが、ス
タビライザの中央部分に、回転するアクチュエータを設
けてスタビライザに捩りを発生させる構造でもよい。

また、上述した実施例としては仮想操舵角θ。

と実際操舵角θとに基づいて求められるスリップ角βを
、車両旋回走行時の旋回限界度合に対応した旋回限界値
としたが、実際操舵角θからタイヤに横すべりが発生し
ないと仮定した時の仮想ヨーレイトン、を求め、この仮
想ヨーレイト八とヨーレイトセンサからの実際ヨーレイ
トρとの差を演算して、旋回限界値として用いても良い
ことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック構成図、第２図は
本発明の一実施例を示す油圧回路図、第３図は電子制御
装置（８０）で実行されるフローチャート、第４図、第
５図は通常、旋回限界領域制御時の各々の制御特性を示
すマツプ、第６図は旋回限界領域ストローク制御を示す
フローチャートである。 ３０・・・前輪側シリンダユニット、４２・・・ステア
リングセンサ、８０・・・電子制御装置、９０・・・車
速センサ、Ｍｌ・・・操舵角検出手段１Ｍ！・・・ヨー
レイト検出手段、Ｍｌ・・・限界値演算手段１Ｍ４・・
・限界判定手段、Ｍｓ・・・中止制御手段８Ｍ、・・・
スタビライザ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両旋回時に発生するロールに対して、スタビライザに
   取り付けられたアクチュエータを作動させることによっ
   て、ロールを抑制するスタビライザ制御装置を備えた車
   両姿勢制御装置において、ステアリングホイールの操舵
   角に対応した操舵角信号を発生する操舵角検出手段と、 車両のヨーレイトに対応したヨーレイト信号を発生する
   ヨーレイト検出手段と、 前記操舵角信号と前記ヨーレイト信号を入力して、車両
   の旋回走行時の旋回限界度合に対応した旋回限界値を演
   算する限界値演算手段と、 前記旋回限界値が、予め定められた所定値を超えたとき
   限界信号を発生する限界判定手段と、前記限界信号を受
   けて、前記スタビライザ装置でのロール抑制作動を中止
   する中止制御手段と、を備えることを特徴とする車両姿
   勢制御装置。 （２）前記中止制御手段は、前記アクチュエータでのロ
   ール抑制作動を中止するとともに、警告信号を発生する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両姿勢
   制御装置。 （３）前記限界値演算手段は、前記ヨーレイト信号から
   演算される仮想操舵角と、前記操舵角信号による実際操
   舵角とを比較し、前記実効操舵角と前記実際操舵角との
   差に基づくスリップ角を前記旋回限界値として演算する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両姿勢
   制御装置。