JPS62275814A - サスペンシヨン制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サスペンションを制御して４輪の輪荷重を
調整することにより、車両の進行方向を変えて旋回性能
を高めるサスペンション制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のサスペンション装置としては、一般に、２輪駆動
であるか４輪駆動であるかに係わらず、車体側部材と車
輪側部材との間にコイルスプリング及びショックアブソ
ーバを介在させ、コイルスプリングで荷重を支持すると
共に、ショックアブソーバで減衰力を発生して振動を吸
収する構成となっており、必要によりアンチロールバー
を設けてロール剛性を増加させるようにしている。

ここで、タイヤに働く力に着目して見ると、第４図に示
すように、駆動力をかけた状態で旋回している場合、タ
イヤには駆動力ＴとサイドフォースＳとが作用するが、
その合力Ｆは、常に摩擦円Ｃ内に収まっている。その摩
擦円Ｃの大きさＦｍａＸは、輪荷重Ｗに応じて第５図に
示すように変化する。従って、例えば、左右輪の平均荷
重をＷｏ、左右輪間の荷重移動量をΔＷ（右輪荷重Ｗ、
ｌ。

左輪荷重ＷＬ）として、荷重移動量ΔＷが、ΔＷ１（Ｗ
　＊　＋　、Ｗ　Ｌ　＋　）からΔＷ　２　　（Ｗ　＊
　ｚ　、　Ｗ　ｔ　ｚ　）に変化したものとすると、前
記合力Ｆｍａｘの左右輪の合計は、左右輪間の荷重移動
量ΔＷが大きくなる程小さな値となる。このとき、合力
Ｆ　ｍａｘは、ΔＦ＋　からΔＦ２に変化する。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、このような従来のサスペンション装置に
あっては、前輪側及び後輪側の各サスペンション剛性は
一定特性を発揮するよう構成されていて、駆動力の大小
や旋回時の横加速度等によっては変化しない構造となっ
ていたため、特に４輪駆動の状態で旋回すると、前置き
エンジン後輪駆動車に比べて後輪の駆動力分担が減少す
ることから、同−摩擦円では後輪のタイヤのサイドフォ
ースの限界値が高まり、急カーブをテールスライドさせ
て高速で旋回することができないという問題点があった
。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、横加速度及び駆動力等の走行状態に応じ
て４輪の荷重配分を変化し、車両を積極的にテールスラ
イドさせることにより、駆動力をかけた状態のまま急カ
ーブをスピードを上げて旋回できるようにする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため、この発明は、左右輪間にお
ける荷重移動量の前後輪間の荷重配分量を夫々調整可能
な４輪荷重調整機構を有するサスペンション制御装置に
おいて、車両の走行状態を検出してその走行状態検出信
号を出力する走行状態検出手段と、前記走行状態検出信
号に基づき前記４輪荷重調整機構に制御信号を出力して
走行状態に応じて前記荷重配分をを変更可能な輪荷重制
御手段と、を設けたことを特徴としている。

〔作用〕

而して、この発明では、横加速度や駆動力等の車両の走
行状態を走行状態検出手段で検出し、検出された走行状
態に応じて輪荷重制御手段で４輪荷重調整機構を調整し
て、左右輪における荷重移動量の前後輪間の荷重配分量
を変更して積極的に車両をテールスライドさせることに
より、駆動力をかけた状態のまま急カーブを高速で走行
できるようにして旋回性能を向上させる。

〔実施例］ 以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図、第２図は
、この発明に適用し得る制御装置の一例を示すブロック
図である。

まず、構成を説明すると、第１図において、ＩＩＦＬ、
　　１１ＦＲ，１１ＲＬ、　　１１ＲＲは、夫々車体側
部材１２及び車輪側部材１３間に介装されて各車輪１４
ＦＬ、　　ｌ　４ＦＲ，１４，ＲＬ、　　１４ＲＲを個
別に支持する能動型のサスペンション装置であり、各サ
スペンション装置１１ＦＬ〜ＩＩＲＲは、夫々アクチュ
エータとしての油圧シリンダ１５、コイルスプリング１
６、ストロークセンサ１７及び油圧シリンダ１５に対す
る作動流体の供給を制御する方向切換弁１８を備えてお
り、全体として４輪荷重調整機構を構成している。

上記油圧シリンダ１５は、そのシリンダチューブ１５ａ
が車体側部材１２に取付けられ、且つピストンロッド１
５ｂが車輪側部材１３に取付けられている。また、コイ
ルスプリング１６は、車体側部材１２と車輪側部材１３
との間に装着されて、各車輪１４ＦＬ、　　１４ＦＲ，
１４ＲＬ、　　１４ＲＲに付与される車体荷重（輪荷重
）を夫々支持している。さらに、ストロークセンサ１７
は、例えばポテンショメータで構成され、車体側部材１
２及び車輪側部材１３間の中立位置からのストロークを
検出し、これに応じて中立位置より上方に変位したとき
に正の検出信号を、また下方に変位したときに負の検出
信号を夫々出力する。

またさらに、方向切換弁１８は、夫々の入力ボートが油
圧ポンプを内蔵する油圧ユニット２０に、また戻りボー
トがタンク２１に夫々接続されており、これら方向切換
弁１８内を通過する作動油の粘性抵抗により減衰力を発
生して、従来のショックアブソーバと同様の機能を発揮
させると共に、高圧側配管及び低圧側配管に夫々接続さ
れた高圧アキュムレータ２２ｆ、２２ｒ及び低圧アキュ
ムレータ２３ｆ、２３ｒにより、方向切換弁１８の応答
性を向上させている。

２４は、車体に配設された横加速度検出器であり、車体
に住じる横加速度に応じた電圧でなる横加速度検出信号
αが出力される。この検出信号αの符号は、車体の右旋
回時は正、左旋回時は負となるように設定している。

２５は、図示しない変速機に関連設置されたシフト位置
検出器であり、例えば、変速機の１速〜４速に関連設置
されたシフト位置スイッチにより構成され、シフト位置
に対応した電圧でなるシフト位置検出信号を出力する。

さらに、２６は、走行駆動装置としてのエンジン（図中
路）の図示しないスロットル弁に関連設置されたスロッ
トル角検出器であり、アクセルペダルの作動に連動する
スロットル弁の開度に応じた電圧でなるスロットル角検
出信号θを出力する。

上記シフト位置検出器２５とスロットル角検出器２６と
で駆動力検出器を構成していると共に、これらと横加速
度検出器２４とで走行状態検出手段を構成している。

また、横加速度検出器２４の横加速度検出信号α、シフ
ト位置検出器２５のシフト位置検出信号ｇ及びスロット
ル角検出器２６のスロットル角検出信号θは制御装置３
０に供給され、これら検出信号α１ｇ、θに基づき制御
装置３０が制御信号を出力して、各サスペンション装置
１１ＦＬ〜１１ＲＲの方向切換弁１８を切換制御する。

制御装置３０の一例としては、第２図のブロック線図に
示すように、シフト位置−ギャ比逆数変換部３１と、駆
動カーゲイン変換部３２と、３個の乗算器３３，３４ｆ
、３４ｒと、２個の符号変換器３！Ｍ、３５ｒと、４個
の比較部３６ＦＬ、３６ＦＲ，３６ＲＬ、　　３６ＲＲ
とを備えて構成されている。

上記シフト位置−ギャ比逆数変換部３１は、例えば、シ
フト位置に対応して設けられ且つ各シフト位置に応じた
ギヤの比逆数値を発生する４個の基準値発生器により構
成され、これらにシフト位置検出器２５のシフト位置検
出信号ｇが供給される。その結果、シフト位置−ギャ比
逆数変換部３１がシフト位置に対応したギヤ比逆数値Ｎ
を第１の乗算器３３に送出する。

この第１の乗算器３３には、ギヤ比逆数値Ｎとは別に、
スロットル角検出器２６のスロットル角検出信号θが供
給され、そのスロットル角検出値θとギヤ比逆数値Ｎと
を乗算することによりスロットル角とシフト位置から推
定される駆動力を算出し、その駆動力推定値Ｔを駆動カ
ーゲイン変換部３２に送出する。

駆動カーゲイン変換部３２は駆動力推定値Ｔに基づいて
、例えばその都度所定の計算式の演算処理を実行し、或
いはマイクロコンピュータの記憶装置に設けた記憶テー
ブル（駆動カーゲイン定数変換テーブル）を検索して、
前輪側のゲイン定数に１と後輪側のゲイン定数に２とを
夫々決定する。

ここで、ゲイン定数Ｋｌ、Ｋｍは、駆動力推定値Ｔがゼ
ロの場合はＫｌ　＞Ｋｚ　、その後駆動力推定値Ｔが増
加するに連れて前輪側ゲイン定数に、を減少して後輪側
ゲイン定数に２を増加させ、さらに、ある駆動力推定値
Ｔ以上ではに＋　≦に２となるように設定している。

かかる駆動カーゲイン変換部３２の出力である前輪側ゲ
イン定数に１は前輪側乗算器３４ｆに、また後輪側ゲイ
ン定数に２は後輪側乗算器３４ｒに夫々供給される。さ
らに、両乗算器３４ｆ、３４ｒには横加速度検出器２４
の横加速度検出信号αが夫々供給され、その横加速度値
αが、前輪側乗算器３４ｆではに１倍され、後輪側乗算
器３４ｒではに２倍されて出力される。

上記前輪側乗算器３４ｆの増幅出力は、前輪のサスペン
ション装置Ｉ　ＬＦＬ、　　１１ＦＲにおける左右輪間
の荷重移動量を制御する制御量として、左輪用比較部３
６ＦＬには直接、右輪用比較部３６ＦＩｌには左右輪間
で逆方向に制御するために符号を変える符号変換器３５
ｆを介して夫々供給される。また、後輪側乗算器３４ｒ
の増幅出力は、後輪のサスペンション装置１１ＲＬ、　
　１１ＲＲにおける左右輪間の荷重移動量を制御する制
御量として、左輪用比較部３６ＲＬには直接、右輪用比
較部３６ＲＲには左右輪間で逆方向に制御するために符
号を変える符号変換器３５ｒを介して夫々供給される。

比較部３６ＦＬ、　　３６ＦＲ及び３６ＲＬ、　　３６
ＲＲは、夫々のサスペンション装置１１ＦＬ、　　１１
ＦＲ及びＩＩＲＬ、ＩＩＩＩＩＩにおける輪荷重に対応
した目標ストローク値Ｗｆ及びＷｒを夫々逆符号とする
関係でストロークセンサ１７のストローク検出信号ＤＳ
と比較する。そして、目標ストローク値Ｗｆ及びＷｒか
ら検出ストローク値を減算して差値を算出し、その差値
に対応した偏差信号εＦＬ〜εＩが各比較部３６ＦＬ〜
３６ＲＲから、それに対応した駆動回路３７ＦＬ、　　
３７ＦＲ及び３７ＲＬ、　　３７ＲＲに供給される。

ここで、サスペンション装置１１ＦＬ〜ＩＩＲＲの油圧
シリンダ１５、油圧系ループゲイン、コイルスプリング
１６等の特性が等しいものとして、駆動力推定値Ｔがゼ
ロの場合には、駆動カーゲイン変換部３２の出力がＫ　
Ｉ＞　Ｋ　！となり、逆ロール力を前輪側が後輪側より
も多く分担するようになるため、車両のステア特性は一
般的にアンダステア傾向となる。そして、駆動力推定値
下が増加すると、それに連れて前輪側ゲイン定数に、が
減少し且つ後輪側ゲイン定数に、が増加して、前輪側の
逆ロール力分担量が減少する一方、後輪側の同分担量が
増加するため、車両のステア特性はオーバステア傾向に
変化する。

次に、作用について説明する。

今、車両が直進路を定速走行しているものとすると、変
速機のシフト位置がシフト位置検出器２５により検出さ
れ、そのシフト位置検出信号ｇが制御装置３０のシフト
位置−ギャ比逆数変換部３１に供給されるため、そのシ
フト位置に対応したギヤ比の逆数値Ｎがシフト位置−ギ
ャ比逆数変換部３１から第１の乗算器３３に送出される
。これと同時に、エンジンの駆動力に関連するスロット
ル弁の開度がスロ・ムトル角検出器２６により検出され
、そのスロットル角検出信号θが第１の乗算器３３に供
給される。

これにより第１の乗算器３３が、ギヤ比逆数値Ｎとスロ
ットル角検出値θとを乗算する。このとき乗算される値
は、いずれもエンジンの駆動力に関係し且つ当該駆動力
の増加に応じて増加するものであるため、その乗算値は
駆動力の大きさを表すものと見ることができる。そこで
、上記乗算値を、駆動力の推定値Ｔとして用い、その駆
動力推定値Ｔを駆動カーゲイン変換部３２に供給する。

この駆動カーゲイン変換部３２では、供給された駆動力
推定値Ｔに基づき所定の算出式に従って演算処理を実行
し、或いは記憶テーブルを有する場合にはテーブルルッ
クアップにより検索して、前輪側ゲイン定数に、及び後
輪側ゲイン定数に２を夫々決定する。そして、前輪側ゲ
イン定数に１は前輪側乗算器３４ｆに、且つ後輪側ゲイ
ン定数に、後輪側乗算器３４ｒに夫々送出する。

一方、車両が定速直進走行している状態では、車体に加
速度が生じることがないので、横加速度検出器２４の横
加速度検出値αはゼロである。従って、前後の乗算器３
４ｆ、３４ｒの乗算値は共にゼロとなるため、各乗算器
３４Ｆ、３４ｒから出力されるストローク目標値Ｗｆ　
、Ｗｒの値はゼロとなる。また、各車輪位置のストロー
クセンサ１７から得られるストローク検出値ＤＳ、Ｌ−
ＤＳＩも略ゼロとなるので、これらストローク検出値Ｄ
　Ｓ　ｒｔ”’　Ｄ　Ｓ　Ｒｍとストローク目標値Ｗｆ
　、Ｗｒ　との偏差信号εも略ゼロとなる。

その結果、４輪に個別に関連設置された４個の方向切換
弁１８が夫々中立位置に保持されて各油圧シリンダ１５
への圧力流体の供給が遮断され、４個の油圧シリンダ１
５の流体圧力が略等しくなることから、前輪側及び後輪
側では、夫々左右輪間の荷重配分が略等しくなる。

このような状態から、図示しないステアリングホイール
を右切り（又は左切り）して車両を右旋回（又は左旋回
）状態に変化させると、車両に左方向（又は右方向）に
向かう横加速度が生しることになる。そのため、横加速
度検出器２４からその横加速度の大きさに応じた正数（
又は負数）の横加速度検出信号αが出力され、それが前
後の乗算器３４ｆ、３４ｒに供給される。

この場合、前記駆動力准定値Ｔが小さい時、例えば、シ
フト位置が低速段であってスロットル弁の開度も小さい
状態では、駆動カーゲイン変換部３２から出力される前
後のゲイン定数はＫｌ　＞Ｋ２となる。従って、前後の
乗算器３４ｆ、３４ｒは、正数（又は負数）の横加速度
検出値αに前後のゲイン定数値に、、Ｋｚを夫々乗算し
、そのに、倍に増幅された乗算値を前輪側におけるスト
ローク目標値Ｗｆとして、また、そのに２倍に増幅され
た乗算値を後輪側におけるストローク目標値Ｗｒとして
夫々出力する。そして、前後輪とも、左輪側の比較部３
６ＦＬ、　　３６ＲＬには直接、また右輪側の比較部３
６ＦＲ，３６ＲＲには符号変換器３５ｆ、３５ｒを介し
て逆転されたストローク目標値Ｗｆ　、Ｗｒが供給され
る。

このとき、車体のロール角は負数（又は正数）であまた
め、前後の右輪のストローク目標値が負方向（又は正方
向）に増加すると共に、前後の左輪のストローク目標値
が正方向（又は負方向）へ増加することになる。

一方、車両に左方向（又は右方向）への横加速度が生じ
ると、車体が左下がり（又は右下がり）に傾斜するロー
ルが発生し、左側車輪の実ストロークＤＳｒｔ、ＤＳ＊
ｔが負方向（又は正方向）に増加し、右側車輪の実スト
ロークＤＳ□、ＤＳ、ｌ、ｌが正方向（又は負方向）に
増加して、これらが各ストロークセンサ１７で検出され
る。

従って、右側の車輪位置でのストローク目標値と実際の
ストローク検出値との偏差信号ε、８．ε■が正方向（
又は負方向）に増加し、これとは逆に、左側の車輪位置
でのストローク目標値と実際のストローク検出値との偏
差信号εＦＬ＋　　ε１が負方向（又は正方向）に増加
することになる。この場合、前輪側ゲイン定数に＋が後
輪側ゲイン定数Ｋｔより大であるため、前輪側の偏差信
号εＦＬＩεＦｌｌは後輪側の偏差信号εｌＩＬ＋　　
εＩよりも大きくなる。そして、これらが駆動回路３７
ＦＬ〜３’ｌＲＲを介して各車輪位置の方向切換弁１８
に供給されるので、右側の車輪における油圧シリンダ１
５が実ストロークを負方向（又は正方向）に増加させる
ように作用すると共に、左側の車輪における油圧シリン
ダ１５が実ストロークを正方向（又は負方向）に増加さ
せるように作用することになる。

その結果、４個の油圧シリンダ１５が、車体を逆ロール
させて横加速度により車体に生じたロールを打ち消すよ
うに作用することになる。しがも、前輪側ゲイン定数に
、が後輪側ゲイン定数に２より大であり、逆ロール力の
分担率が後輪側よりも前輪側が多くなっていることから
、車両のステア特性が、一般的に採用されているアンダ
ステア特性となる。

その後、アクセルペダルを踏み込んでスロットル弁の開
度を大きくすることにより、後輪側ゲイン定数に２が前
輪側ゲイン定数に、より大きくなるように駆動力准定値
Ｔを増加させると、駆動カーゲイン変換部３２から出力
される前後のゲイン定数がＫ　ｒ　＜　Ｋ　ｔとなる。

そのため、上述したように、４個の油圧シリンダ１５が
、車体を逆ロールさせて横加速度により車体に生じたロ
ールを打ち消すように作用することになるが、この場合
には、後輪側ゲイン定数に２が前輪側ゲイン定数に、よ
り大となることから、逆ロール力の分担率が前輪側より
も後輪側が多くなる。

その結果、車両のステア特性が、オーバステア特性に変
化するようになる。従って、この実施例に係わる車両が
４輪駆動車であるものとすると、その旋回走行時におけ
る車両姿勢は第３図に示すようになる。

すなわち、車両の旋回動作が始まる（Ａの状Ｂ）と、後
輪側の荷重移動量が大きいためにリヤタイヤの摩擦円が
小さくなり、これとは逆に、前輪側の荷重移動量が小さ
いためフロントタイヤの摩擦円は大きくなる。従って、
この状態で４輪走行すると、後輪側のサイドフォースＳ
ｒが前輪側のサイドフォースＳｆより小さいことから、
車両はテールスライド走行（Ａ−Ｂ−Ｃの状態）が可能
となる。そして、このような走行状態においても、前後
輪の車両駆動力Ｔｆ、Ｔｒは夫々有効に働くため、スピ
ード低下も少なく、急カーブを旋回することができる。

さらに、テールスライドが終了する０点付近では、遠心
力を支えるコーナリングフォースは前後輪で確保するこ
とができ、従って、限界横加速度を大きくすることがで
きる。そして、カーブを、抜けたところ（Ｄの状態）か
ら車両の駆動力の全てを車両の進行方向に向けることが
できることから、カーブ通過後、速やかに全力走行に移
ることができる。

ちなみに、従来の４輪駆動車の急カーブにおける挙動を
第６図に示す。

なお、上記実施例においては、ストロークセンサ１７で
車両のバネ上及びバネ下関の相対変位を検出し、そのス
トローク検出値に基づきサスペンション装置ｌｌ　ＩＦ
Ｌ−１１ＲＲの油圧シリンダ１５を制御して左右輪間の
荷重移動量を調整するようにしたが、これに限定される
ものではなく、油圧シリンダ１５の流体圧力を検出する
圧力検出器を設け、その圧力検出値に基づき直接油圧シ
リンダ１５を制御してもよいことは勿論である。

また、上記実施例では、横加速度検出器２４とシフト位
置検出器２５とスロットル角検出器２６とで走行状態検
出手段を構成したが、これに限定されるものではなく、
少なくとも、横加速度の検出器（例えば、車速検出器と
操舵角検出器との組み合わせ等）と駆動力の検出器（例
えば、変速機の出力軸の回転数検出器等）とを備えてい
るものであればよい。

さらに、上記実施例においては、４輪駆動車に適用した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、例えば強アンダステア特性を有する前置きエンジン
後輪駆動車についても、本発明を適用できることは言う
までもない。また、走行駆動装置としては、電動機等を
適用することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、走行状態
検出手段で車両の走行状態を検出し、その走行状態に応
じて４輪荷重調整機構を制御して、左右輪間における荷
重移動量の前後輪間の荷重配分量を調整する構成とした
ため、従来の４輪駆動車や強アンダステア特性を有する
前置きエンジン後輪駆動車では不可能であった急カーブ
を、加速しながら高速で走り抜けることができ、高速走
行時の旋回性能を向上させることができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はこの発明に適用し得る制御装置の一例を示すブロック
線図、第３図はその動作の説明に供する説明図、第４図
はタイヤに働く力を説明する図、第５図は左右輪間にお
ける荷重移動量とコーナリングパワーとの関係を示すグ
ラフ、第６図は従来の４輪駆動車の動作の説明に供する
説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右輪間における荷重移動量と前後輪間における
   荷重配分量を夫々調整可能な４輪荷重調整機構を有する
   サスペンション制御装置において、車両の走行状態を検
   出してその走行状態検出信号を出力する走行状態検出手
   段と、前記走行状態検出信号に基づき前記４輪荷重調整
   機構に制御信号を出力して走行状態に応じて前記荷重配
   分量を変更可能な輪荷重制御手段と、を設けたことを特
   徴とするサスペンション制御装置。
2. （２）前記走行状態検出手段は、車両に生じる横加速度
   又は横加速度相当量を検出する加速度検出器と、走行駆
   動装置の駆動力又は駆動力相当量を検出する駆動力検出
   器とを有し、前記横加速度又は横加速度相当量及び前記
   駆動力又は駆動力相当量に応じて輪荷重制御手段により
   、前輪の外輪側荷重を減少し且つ後輪の外輪側荷重を増
   加するように制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載のサスペンション制御装置。