JP2535602B2 - 車両用サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用スタビライザに伸縮可能なシリンダ
装置を設ける車両用サスペンション制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から車両の姿勢制御を行うものとして、次の様な
ものがある。

（１）スタビライザと車輪側部材とを、ピストン及びシ
リンダボディによって２つのシリンダ室を形成したシリ
ンダユニットによって連結すると共に、切換弁を介して
両シリンダ室を圧力流体源に連結し、シリンダユニット
内の流体圧力を調整して、シリンダユニットを伸縮さ
せ、スタビライザの作用を積極的に利用し、車両の姿勢
を制御して車両旋回時等のローリングを防止する「スタ
ビライザ装置」（特開昭61−64514号公報）。

（２）車両の走行速度および操舵角度に基づいて車両の
ロール量に対応した制御量を演算し、その制御量に応じ
てスタビライザの捩り弾性特性を変更する「車両用姿勢
制御装置」（特開昭61−146612号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のように、車両の走行状態に応じて、流
体圧力源からシリンダユニットへ圧力流体を供給し、車
両のロール剛性調節を目的としてスタビライザのアクテ
ィブ制御を実現する場合、流体圧力源の容量、圧力流体
の供給速度およびシリンダユニットの動作速度等の特性
により、制御の応答性が制限される。しかし、緩やかな
操舵による旋回の場合には、たとえ旋回横加速度が大き
い場合であっても、前記シリンダユニットの伸縮速度も
小さいので、応答性が多少悪くても必要伸縮量に対する
応答が可能であり、車両姿勢を維持することが可能であ
る。ところが、例えば突然の危険回避を行う場合などの
ように、急操舵旋回を行う場合には、過渡的なロール速
度も、ロール角の絶対量も大きくなり、車両姿勢を安定
化するために前記シリンダユニットに要求される伸縮速
度、伸縮量共大きくなる。このため前述したように応答
性が悪いと制御遅れが顕著になり、いったん車体がロー
ルをはじめてから、シリンダユニットの伸縮制御によっ
て、ロールを抑制する向きに車体を押し返すといった現
象が起き、しかもこの現象は、旋回中の車両の挙動とし
て通常運転者（及び乗員）が抱いている感覚とは大きく
異なるため、極めて大きな違和感となる。そこで、該不
具合点に対する対策として、急操舵開始時等、目標ロー
ル剛性の増加に応じてシリンダユニットの伸縮量が大き
くなったときは、サスペンションの減衰力を高い側に変
更して、スタビライザのアクティブ制御の遅れを補償す
る改善技術も考えられた。しかし、減衰力を高い側に変
更する制御とロール剛性向上のためのスタビライザのア
クティブ制御とを同時に実行すると、スタビライザのア
クティブ制御の制御遅れが生じている急旋回時等の過渡
状態初期に好適であるが、該スタビライザのアクティブ
制御の制御遅れが解消してシリンダユニットの伸縮量が
目標ストローク量に追従可能となる、過渡状態末期に
は、減衰力が高い側に変更されているので、スタビライ
ザの制御量が過大な値になり、返って車両が逆方向にロ
ーリングしてしまうという問題点も判明し、上記改善技
術も、未だ、充分なものではなかった。

すなわち、第10図のタイミングチャートに示すよう
に、急操舵時等の過渡状態初期に操舵角θが急激に増加
すると、スタビライザのアクティブ制御の制御遅れを減
衰力を高い側に変更して補償するため、所定のロール剛
性を発揮した状態で旋回走行状態へ移行するので、車両
のロール角はさほど増加せず、大きなローリングは生じ
ない。しかし、該制御遅れが解消されてスタビライザが
有効に作用し始める過渡状態末期には、減衰力を高い側
に変更しているためスタビライザのアクティブ制御によ
るロール剛性向上が過制御になり、逆方向のロール角
（同図に斜線で示す。）が増加し始め、車体は旋回内輪
側（逆方向）にローリングする。

このスタビライザの過制御による逆方向のローリング
は、特に急旋回時等、過渡状態末期に生じる揺り返しと
して顕著に感じられ、乗員に違和感を与える場合があ
る。

また、上記のように減衰力を高い側に変更する制御と
スタビライザのアクティブ制御との複合制御に際して、
減衰力変更制御は応答性が比較的高いので迅速に作用を
発揮し、一方、スタビライザのアクティブ制御は応答性
が比較的低いので有効に作用するまでには所定時間を必
要とする。ところが、上記のような両制御の応答時間差
に関しては、何等配慮されておらず、ロール剛性調節を
目的とするスタビライザのアクティブ制御が、急操舵時
等の過渡状態末期には、過制御による逆ローリングを引
き起こす要因となり、必ずしもローリング抑制効果を充
分に発揮できないという新たな問題も考えられ、未だ改
良の余地があった。

本発明は、ロール剛性を調節するためになされるスタ
ビライザのアクティブ制御実行中、制御量が急激に変化
する場合、例えば、急旋回時等の過渡状態末期にも、ス
タビライザの過制御に起因する逆方向のローリング発生
を好適に抑制可能なサスペンション制御装置の提供を目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は、第１図に示すように、車両用スタビ
ライザと車両との間に伸縮可能なシリンダ装置を設け、
車両旋回状態に応じた目標制御値に基づいて前記シリン
ダ装置を伸縮制御して、車両に発生するロールを抑制す
るスタビライザ制御を具備した車両用サスペンション制
御装置であって、 さらに、外部からの指令に従って、車両のサスペンシ
ョンの減衰力を少なくとも２段階に調整可能な減衰力調
整手段と、 車両走行状態に応じた走行状態信号を発生する走行状
態信号発生手段と、 前記走行状態信号に基づいて急旋回状態の開始を判定
する急旋回判定手段と、 前記急旋回判定手段により急旋回状態が開始されたと
判定されたときは、急旋回状態における初期に発生する
ロールを抑制するために前記サスペンションの減衰力を
より高い側に変更する指令を、前記減衰力調整手段に出
力する変更手段と、 前記走行状態信号に基づいて、車両に発生するロール
を抑制すべく前記シリンダ装置の伸縮量を調整するため
の目標値を演算する目標制御値演算手段と、 前記シリンダ装置の実際の伸縮量を求める伸縮量検出
手段と、 前記目標制御値と前記シリンダの実際の伸縮量とを比
較し、急旋回の開始以後初めて前記目標制御値と前記実
際の伸縮量との差が所定値より小さくなる制御終了条件
を判定し、この制御終了条件に基づいて、前記車両の減
衰力を前記高い側から低い側に復帰する指令を、前記減
衰力調整手段に出力する制御終了判定手段と、 を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、車両が急旋回状態の開始を判定すると、車
両の減衰力をより高い側に変更すると共に、車両に発生
するロールを抑制するための目標制御値に基づいて、ス
タビライザに設けたシリンダ装置を伸縮制御する。この
２つの制御の組み合わせにより急旋回時の初期には、ス
タビライザのアクティブ制御遅れを好適に補償できる。

さらに、スタビライザのアクティブ制御を開始して以
後初めて実際のストロークと目標ストロークとの差が所
定値より小さくなる制御終了条件を判定すると、車両の
減衰力を低い側に復帰する。これにより、スタビライザ
の制御遅れが解消されて適切にロールを抑制し始める制
御終了条件時、つまり過渡状態末期には、車両の減衰力
が低い側に復帰しているため、ロール剛性の過制御によ
る車両の逆方向のローリング発生を抑制する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は急旋回走行時等、過渡状
態末期に生じる揺り返しが無くなり、乗員は違和感を感
じなくなると共に、車両姿勢も急激に変化しないので操
舵性・安定性も向上する。

また、上記のようにスタビライザのアクティブ制御と
減衰力変更制御との複合制御実行に際して、減衰力変更
制御は応答性が比較的高く、一方、スタビライザのアク
ティブ制御は応答性が比較的低くて有効に作用するまで
に所定の時間遅れを要するといった両制御の応答時間差
に関して充分配慮し、応答性の低いスタビライザのアク
ティブ制御の追従により、急旋回時等の過渡状態末期に
過制御を引き起こすことなく、急旋回時に過渡状態初期
および末期において、充分なローリング抑制効果を発揮
可能な信頼性の高いサスペンションの総合制御を実現で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明が適用された車両用姿勢制御装置の
全体構成を示すもので、ここでは車両の前輪側スタビラ
イザに油圧シリンダ制御を適用し、また４車輪のショッ
クアブソーバに減衰力制御を適用した実施例を示す。

同図に示すように、車両用姿勢制御装置１は、前輪側
スタビライザ装置２、油圧装置３、ショックアブソーバ
減衰力可変装置５およびこれらを制御する電子制御装置
４から構成されている。

前輪側スタビライザ装置２では、左前車輪６は左前輪
ショックアブソーバ７および左前輪サスペンションアー
ム８により車体９に支持されている。また、右前車輪10
は右前輪ショックアブソーバ11および右前輪サスペンシ
ョンアーム12により車体９に支持されている。さらに、
前輪側スタビライザバー13のトーション部は、車体９に
ボルト等で固定された軸受け14,15により車体９に回転
自在に支持されている。前輪側スタビライザバー13の一
端部13aは、連結距離の調整が可能なシリンダユニット1
6を介して右前輪ショックアブソーバ11のばね下部に結
合される。前輪側スタビライザバー13の一端部13aと右
前輪ショックアブソーバ11のばね下部との間の連結距離
は、電子制御装置４の制御信号に応じて、油圧回路３か
ら圧油の供給を受け、前輪側のシリンダユニット16の伸
縮によって調整可能である。輪側スタビライザバー13の
他の端部13bは、リンクロッド17を介して左前輪ショッ
クアブソーバ７のばね下部に装着されている。また、車
両の操舵を行うために、ステアリングホイール18の操作
に応じて左右前車輪6,10の向きを変更する操舵機構19も
配設されている。

ショックアブソーバ減衰力可変装置５は、左前輪ショ
ックアブソーバ７の上部に取付けられた減衰力制御アク
チュエータ51、右前輪ショックアブソーバ11の上部に取
付けられた減衰力制御アクチュエータ52、および図示し
ない左右後車輪ショックアブソーバの上部にそれぞれ取
付けられた減衰力制御アクチュエータから成る。これら
の減衰力制御アクチュエータ51,52は、電子制御装置４
の制御信号によって、ソフト（Soft）モードとハード
（Hard）モードの２段階に減衰力が調整される。

車両用姿勢制御装置１は検出器として、車両の走行速
度を検出する車速センサ41、操舵角度を検出する操舵角
センサ42、シリンダユニット16がその中立位置（ピスト
ンストロークの中点）に対して伸び側にあるか縮み側に
あるかを検出するストローク伸縮スイッチ43を備える。
これら各検出器からの信号は電子制御装置４に入力さ
れ、電子制御装置４は油圧装置３を制御駆動することに
よって、前輪側スタビライザ装置２を、またショックア
ブソーバ減衰力可変装置５を制御駆動することによっ
て、４本のショックアブソーバの減衰力を調節する。

シリンダユニット16は、第３図に示すように、ロッド
27が右前輪コイルスプリング11aに並記された右前輪シ
ョックアブソーバ11のばね下部に装着され、シリンダ21
が前輪側スタビライザバー13の一端部13aに結合されて
いる。したがって前輪側スタビライザ装置２は、シリン
ダユニット16のピストン22の所定ストローク量に亘る移
動により、前輪側スタビライザバー13の捩り量も変更
し、捩り反力を増加させることで見かけの捩り剛性を変
化させるように構成されている。

上記シリンダユニット16は第４図に示すように、電子
制御装置４の制御信号に応じて油圧装置３から供給され
る圧油により作動する。

油圧装置３は、エンジン30により駆動される油圧ポン
プ31が、リザーバタンク34から作動油を吸入し、管路33
a、制御弁（４ポート３位置電磁弁）32、管路33c,33dを
介してシリンダユニット16に圧油を供給する。制御弁32
は、電子制御装置４からの制御信号に応じて、中立位置
32a、伸長位置32b、収縮位置32cの３位置およびそれら
の任意の中間位置に切り換えられる。

ここで、制御弁32の構成について簡単に説明する。制
御弁32は、例えばスプール弁の構造で２つのリニアソレ
ノイドを有する構成で実現でき、２つのリニアソレノイ
ドのうちの一方にのみ通電すると中立位置32aから伸長
位置32b側へ動き、他方にのみ通電すると収縮位置32c側
へ動くものであって、スプールの移動量を通電電流によ
って変更できる。この構成によって、通電するソレノイ
ドの選択によりシリンダユニット16の伸長、収縮を選択
でき、さらに通電電流の大きさによってシリンダユニッ
ト16の流出側の管路につながるポートの開口面積を変化
させて、シリンダユニット16からの流出油量を調節でき
る。すなわち制御弁32は、３位置方向切換弁の機能とメ
ータアウト油圧回路の流量制御機能を一つの弁で実現す
る。

次に、ショックアブソーバ減衰力可変装置５について
説明する。ショックアブソーバ減衰力可変装置５では、
４つの車輪で同一構造の減衰力可変型ショックアブソー
バと減衰力制御アクチュエータとから構成されている。
ここでは一例として、左前輪の減衰力可変型ショックア
ブソーバ７と、減衰力制御アクチュエータ51について説
明する。

減衰力可変型ショックアブソーバ７は、第５図（Ａ）
に示すように、外筒70内部に中空のピストンロッド71お
よび外筒70と摺動自在に嵌合したピストン72を有する。
ピストンロッド71内部にはコントロールロッド73が遊嵌
され、コントロールロッド73は、ピストンロッド71に固
定されたガイド73aにより支持されている。上記コント
ロールロッド73は、後述する減衰力制御アクチュエータ
51により回動されてコントロールロッド73に固定された
ロータリバルブ74を回動し、オリフィス75を開閉する。
プレートバルブ76,77は各々ナット78,79によりピストン
72に固定されている。

ピストンロッド71とコントロールロッド73とが第５図
（Ｂ）に示すような位置関係にある場合、すなわち、矢
印Ｆで示すフロント方向に対してコントロールロッド73
が90°の角度をなす位置にある場合には、上述したオリ
フィス75が連通状態となる。また、縮側では、第５図
（Ａ）に示すように、プレートバルブ76が開いて副流路
80aが連通する。一方、伸側では、第５図（Ｃ）に示す
ように、プレートバルブ77が開いて副流路80bが連通す
る。このため、作動油が、縮側では第５図（Ａ）に矢印
ｕで示すようにオリフィス75および副流路80aの両者の
通路を流れ、伸側では第５図（Ｃ）に矢印ｖで示すよう
にオリフィス75および副流路80bの両者の通路を流れ、
作動油の絞り抵抗が小さいので、減衰力可変型のショッ
クアブソーバ70の減衰力は低い側（Soft）に設定され
る。

一方、ピストンロッド71とコントロールロッド73とが
第６図（Ｂ）に示すような位置関係にある場合、すなわ
ち、矢印Ｆで示すフロント方向とコントロールロッド73
とが平行な位置にある場合には、既述したオリフィス75
が遮断状態となる。このため、作動油が、縮側では、第
６図（Ａ）に矢印Ｕで示すように副流路80aのみを流
れ、一方、伸側では、第６図（Ｃ）に矢印Ｖで示すよう
に、副流路80bのみを流れ、作動油の絞り抵抗が大きい
ので、減衰力可変型のショックアブソーバ70の減衰力は
高い側（Hard）に設定される。

また、減衰力制御アクチュエータ51について、第７図
に基づいて説明する。減衰力制御アクチュエータ51は、
DCモータ90、DCモータ90のシャフトに嵌合されたピニオ
ンギヤ91、ピニオンギヤ91と噛合するセクタギヤ92を備
えている。セクタギヤ92の中心には既述したコントロー
ルロッド73が固着されている。DCモータ90が、後述する
ECU4の制御により正逆転すると、コントロールロッド73
が正逆転して既述したオリフィス75を開閉し、ショック
アブソーバ22の減衰力を変更する。なお、セクタギヤ92
の中心軸93に設けられたレバー94と、相互に90°をなす
位置に配設されたストッパ95,96によりコントロールロ
ッド73の回転は90°以内に制限されている。

電子制御装置４は、マイクロコンピュータ等から構成
され、各種センサからの信号を入力する入力部4d、これ
らの入力信号に基づいて演算処理を行う中央演算処理部
（CPU）4a、演算用プログラム、固定データ等を記憶す
る読出し専用記憶部（ROM）4b、演算結果や制御状態等
を一時的に記憶する記憶部（RAM）4c、演算結果に基づ
いて前記制御弁32に制御信号を出力する出力部4e、およ
びこれら各部を相互に接続するコモンバス4f等から構成
される。

この電子制御装置４の入力部には、車速を検出する車
速センサ41、ステアリングホイールの回転角度（操舵
角）を検出する操舵角センサ42、およびシリンダユニッ
ト16伸縮状態を検出する伸縮スイッチ43の信号が入力さ
れる。

伸縮スイッチ43としては、例えば次のような構成で実
現できる。シリンダユニット16のピストンロッド27を例
えば鉄とステンレスといった磁性材料と非磁性材料をま
ん中でつなぎ合わせた構成とし、さらにシリンダ21の上
部にはピストンロッド27が内心となるように導線を巻い
たコイルを設置する。このような構成でコイルのインダ
クタンスを計測すると、内心が鉄のような磁性材料の場
合とステンレスのような非磁性材料の場合とでは大きく
異なった値となる。そこで直列に抵抗を接続して、パル
ス電圧入力に対する出力応答の時定数を計測、共振周波
数の計測、交流電圧入力に対する電流の位相差計測など
の手段によってインダクタンスを計測する回路及びイン
ダクタンスの大きい側（磁性材料側）、小さい側（非磁
性材料側）を判定するしきい値回路を電子制御装置４の
入力部4dに設けておけば良い。このような構成の伸縮ス
イッチは、単一のコイルによってセンサ部が実現できる
ため、温度、振動等の環境条件が厳しい車両のばね下部
であっても使用することができる。

次に、上記構成に基づいて基本的な作動、制御方法に
ついて説明する。

まず、直進走行について説明する。直進走行では、第
４図の制御弁32は、中立位置32aの状態に設定される。
このとき油圧ポンプ31から吐出される圧油は、管路33
a、制御弁32、管路33bを経てリザーバ34に戻る。一方、
管路33c,33dは制御弁32によって遮断されるため、シリ
ンダユニット16の上下室25,26は油密状態に保たれ、ピ
ストン22はシリンダ21内で固定される。すなわちシリン
ダユニット16は、伸縮不能に固定され、リンクロッド17
と同様に一種の剛体の働きをすることになり、スタビラ
イザ13はその固有の捩り剛性を発揮して、車両の走行安
定性を確保できる。また各減衰力可変型ショックアブソ
ーバは、第５図に示したような状態に制御され、減衰力
の低い（Soft）状態に設定される。これによって突起乗
り越しなどの路面からの衝撃的な振動が吸収され、乗り
心地の悪化を防ぐことができる。

次に旋回時について説明する。旋回時には、車速と操
舵角の大きさに応じてあらかじめ定めた関係に従って、
シリンダユニット16の目標伸縮量を決める。その値に応
じてシリンダユニットを伸長または収縮させるように、
油圧装置３を駆動する。すなわち伸長モードでは、制御
弁32を伸長位置32b側へ駆動するリニアソレノイドに通
電する。この時制御弁32においてシリンダユニット16の
下室26につながった管路33dへ接続するポートは直ちに
全開となって、ポンプ31からの圧油を管路33a、制御弁3
2、管路33dを経てシリンダユニット16の下室26へ供給す
る。一方シリンダユニット16の上室25につながる制御弁
32のポートは、通電電流の大きさに伴ってその開口面積
が増大するように作動するのでピストン22が上方へ移動
しようとする時に、管路33cを通って流出する油量が調
節される。

つまり上室25から一定量の油の流出があってはじめて
ピストン22が移動できるので、リニアソレノイドの通電
電流を変えることでピストン22の移動量を調節すること
ができる。しかも、通電電流の大きさと流出油量すなわ
ちピストンの移動量の関係は予め知ることができるの
で、電子制御装置４は、出力する通電電流の大きさと通
電時間とからピストン22の位置を予測計算できることに
なる。従ってこの予測位置が目標位置に速やかに達する
ように通電電流を制御する。しかも予測計算は、実際の
ピストン22の動きを先に知ることができるので、油圧装
置３の応答遅れ分を補償して駆動することができる。

そして目標位置に達したと判定した時点で、リニアソ
レノイドへの通電を終了する。この時、制御弁32は中立
位置32aの状態に戻り、シリンダユニット16の上下室25,
26は再び油密状態に保たれ、ピストン22は目標位置で固
定される。この伸長によって右旋回時には、シリンダユ
ニット16の伸長モードが車両にスタビライザ13への捩り
剛性を積極的に発生させることになり、定常的には車体
のロール角φは減少する。

また伸縮モードでは、制御弁32を収縮位置32c側へ駆
動するリニアソレノイドに通電する。この時制御弁32に
おいてシリンダユニット16の上室25につながった管路33
cへ接続するポートは直ちに全開となって、ポンプ31か
らの圧油を管路33a、制御弁32、管路33cを経てシリンダ
ユニット16の上室25へ供給する。一方シリンダユニット
16の下室26につながる制御弁32のポートは、通電電流の
大きさに伴ってその開口面積が増大するように作動し、
ピストン22が下方へ移動しようとする時に、管路33dを
通って流出する油量が調節される。従って伸長モードの
場合と同様にピストン位置が予測され、ピストン22が目
標位置に達したと判定された時点で通電を終了し、ピス
トン22が目標位置で固定される。この収縮によって左旋
回時には、シリンダユニット16の収縮モードが車両にス
タビライザ13の捩り剛性を積極的に発生させることにな
り、定常的には車体のロール角は減少する。

以上のように、シリンダユニット16がその伸縮目標値
に追従して伸縮する場合（緩操舵で目標値が準定常的に
ゆっくり変化する場合）には、ロール抑制効果が発揮さ
れるが、急操舵で旋回状態に入る場合などのように、シ
リンダユニット16への圧油の最大供給量を上回る伸縮速
度を要求される場合には、過渡的に実際の伸縮量が目標
伸縮量に達しない状態が生じ、前述のような十分なロー
ル抑制効果が発揮されない事態が生じることがある。

そこでこのような状況を検出したら、各減衰力可変型
ショックアブソーバを通常の第５図に示した状態（Sof
t）から第６図に示した状態（Hard）に変更する制御を
行う。この操作によって、スタビライザ装置２が十分な
ロール剛性値に達するまでの過渡的な期間のロール剛性
が、ショックアブソーバの減衰力を高める制御を行うこ
とで確保できる。すなわち、スタビライザ装置２だけで
はいかにしても十分なロール抑制効果の得られない急操
舵の過渡的な期間に、ショックアブソーバの減衰力を高
める制御を行うことで、スタビライザ装置２の応答遅れ
を補い、より高度なロール抑制効果が得られる。

以上が本車両用姿勢制御装置の機械的作動である。

次に、シリンダユニット16のピストン22の位置（以後
これを単にストロークと呼ぶ。）、ショックアブソーバ
の減衰力制御、およびそれらの複合制御のタイミングな
ど本装置における具体的な制御方法について、第８図の
フローチャートに従って説明する。

第８図は、制御の全体の流れを示すフローチャートで
ある。この制御の処理は、油圧装置３の応答時間に比べ
て十分早い周期（例えば8msec）で繰り返し実行され
る。従って、油圧系の応答遅れを補う制御が可能であ
る。またこの演算周期は、ショックアブソーバ減衰力可
変装置５の動作時間に比べても十分早く、常に最適状態
に制御できる。

第８図において、まず旋回、直進などの運転状態を知
るための車速Ｖ、操舵角θ及び伸縮スイッチ43の信号を
ステップ100で読み込む。本処理においては、旋回走行
中か否かによって以下の手続きが変わる。ここではその
判断のために、旋回横加速度の大きさを用いる。

そこでステップ110において、この旋回横加速度Ｇを
求める。この計算は、車速Ｖと操舵角θ_１とから予め定
めた関係式 Ｇ＝k₁・θ_１・Vⁿ（k₁,nは既知の定数）によって求め
る。なおここで操舵角θ_１は、ステアリングホイール18
から操舵車輪６及び10までに至る操舵系の遊び分及び操
舵力が操舵車輪等の捩れに吸収されて転舵に寄与しない
分などの、いわゆる操舵の不感帯域の角度をステアリン
グホイール18の回転角（ステップ100で読み込んだ操舵
角θ）から差し引いた値（結果が負になる時はゼロとす
る。）である。また、操舵不感帯の大きさは、車両の諸
元等によって決まるもので、低速程大きく車速が大きく
なるに従って小さな値となるもので、予め求めたマップ
により算出している。

この旋回横加速度Ｇの値に基づいて、ステップ120に
おいて旋回中か否かの判定を行う。すなわち、旋回横加
速度ＧがＧ≠０なら真に旋回中、Ｇ＝０なら旋回中では
ないと判断する。この判定で旋回中と判断された場合に
は、ステップ130以下に進んで旋回中の処理を行う。

まずステップ130では、旋回中のロールをなくすのに
必要なシリンダユニット16の目標伸縮量（目標ストロー
ク）S_Tを求める。この演算は、車両の諸元、スタビライ
ザの剛性値等によって決定される関係式を用いて行われ
る。すなわち、スタビライザが線形のばね作用を有する
領域で使用する場合には、Ｓ＝k₂・Ｇ（k₂は定数）によ
って目標ストローク量Ｓが求められ、シリンダユニット
16の中立位置を求す値S_Oを用いて、S_T＝S_O±Ｓの計算に
よって、目標ストロークS_Tを求める。なお上式の符号
は、第２図に示したようにシリンダユニット16が車両の
右側（運転席側）に装着されている場合には、右旋回の
ときシリンダを伸ばすという意味で＋（プラス）を採
り、左旋回のときシリンダを縮めるという意味で−（マ
イナス）を採る。

このＳ＝k₂・Ｇの関係を用いて目標ストロークS_Tを設
定すると、シリンダユニット16を最大ストローク範囲ま
で目標ストロークS_Tに従うように調節することによっ
て、所定の旋回横加速度までの範囲において、車両のロ
ール角をゼロに制御することが可能である。

次に、ステップ140に進んで目標ストロークS_Tの変化
速度_Ｔの変化速度_Ｔを計算する。この計算は、例え
ば前回の演算で求めた目標ストロークS_T（ｎ−１）と今
回求めた目標ストロークS_T（ｎ）とから、次式 ｛S_T（ｎ）−S_T（ｎ−１）｝／ΔＴ＝_Ｔに基づく差分
演算によって行う。ここで、ΔＴは演算周期である。

さて、次にステップ150に進んで、前回の演算周期に
おけるショックアブソーバ減衰力可変装置５への制御出
力の状態を判定する。これは、以下の継続または復帰
（Soft状態への）処理のために必要な判断処理である。
さて、前周期で減衰力はHard状態にあったと判定された
場合には、ステップ160へ進む。

ステップ160では、ステップ140で求めた目標ストロー
クの変化速度_Ｔと、シリンダユニット16が可能な最大
伸縮速度_AMとの比較を行う。ここで_AMは、油圧装置
３が供給できる最大油量（ポンプ31の吐出流量と、制御
弁32を全開状態にした時の通過流量で決まる既知の値）
をシリンダユニット16のピストン22の受圧面積で割った
値で、既知の値である。そしてこの判定で、_Ｔ＞_AM
と判断された場合には、急旋回状態として、ステップ17
0,180と進んで減衰力をHardに設定する処理を行う。具
体的には第７図のモータ90に通電してコントロールロッ
ド73を回転させ、第６図の状態にする。なお、ステップ
160の判定_Ｔ＞_AMは、スタビライザ装置２では有効
にロール抑制のできない急旋回状態の検出を意味してい
る。

また、ステップ160の判定において、_Ｔ≦_AMと判
定された場合にはステップ190に進む。ここでは目標ス
トロークS_Tと、実際のピストン22の位置（実ストローク
という）S_Aとの差がある判定しきい値ΔＳと比較され
る。これは、操舵速度は遅くなっても以前の急旋回の影
響で、実ストロークS_Aが目標ストロークS_Tから離れてい
る状態を検出するもので、離れている場合には、やはり
スタビライザ装置２だけでは十分なロール抑制効果が得
られず、ショックアブソーバの減衰力を高める（Hardに
する）制御、ステップ170,180に進む。

また190の判定で｜S_T−S_A｜≦ΔＳとなった時には、
緩操舵状態でしかもスタビライザ装置２が十分なロール
抑制効果を発揮しはじめた状態であり、もはやショック
アブソーバの減衰力に頼る必要はない。そこでステップ
200でのカウンタのインクリメント、ステップ210でカウ
ンタ値がT_Oより大かを判定して復帰処理に移る。

この処理は、以下の理由によって行う。すなわち、ス
テップ190の復帰条件が成立したからといって、直ちに
減衰力をSoft状態に戻すと、スタビライザ装置２による
ロール抑制制御の過渡期であるために不用意なゆり返し
など不自然な動きが生じ不都合である。そのために、復
帰条件成立後T_Oだけ待って、減衰力をSoftに戻す遅延処
理が必要である。従って、ステップ190ではじめて復帰
条件が成立してからT_O時間その状態が継続した場合にの
み、ステップ230,240の減衰力をSoftに設定する制御を
行う。

ところで、ステップ150の判定において、前回の演算
周期における制御状態が減衰力Softになっていると判定
された場合には、ステップ220へ進む。ここではステッ
プ160と同様に目標ストローク変化速度_Ｔが、最大伸
縮速度_AMを上回るか否かの判定がなされ、上回る場合
には減衰力をHardに変更するためにステップ170以下へ
進み、そうでない場合には、ステップ230以下の処理に
進む。

また、ステップ120において、旋回中でないと判定さ
れた場合には、まずステップ250へ進んでシリンダユニ
ット16の制御目標値S_Tを中立値S_Oに設定する。さらに乗
り心地性を確保するために、ショックアブソーバの減衰
力をSoftに設定するステップ230,240の処置を行う。こ
の減衰力をSoftに設定する処理は、第７図のモータ90に
通電してコントロールロッド73を回転させ、第５図の状
態にするものである。

以上のようにショックアブソーバの減衰力を、ステッ
プ180または240において、HardまたはSoftに制御した後
に、ステップ260へ進んでシリンダユニット16のピスト
ン位置制御（ストローク制御）を行う。この処理は、シ
リンダユニット16のピストン22の位置S_Aを、ステップ13
0または250で求めた目標値S_Tに一致させるように油圧装
置３を駆動する制御である。

本実施例では、次のような予測制御を行っている。制
御弁32への通電電流値とそのときにシリンダユニット16
から流出する流量の関係が予めわかっているので、その
関係に基づいてピストン位置S_Aの予測値S_Cを求める。そ
してこの予測値S_Cと目標値S_Tとの差がゼロになるように
油圧装置３を制御する。さらに、シリンダユニット16に
はそのピストンの中立通過を検出する伸縮スイッチ43を
備えており、このスイッチ信号により、先の予測値にS_C
に補正を加え、実際のピストン位置S_Aに極めて近い値を
得るようにしている。

以上述べたように、急旋回の過渡状態初期にスタビラ
イザ装置２によるロール抑制制御と、ショックアブソー
バ減衰力可変装置５を用いて減衰力を高める制御とを組
み合わせることによって、第９図（ｄ）の実線Ａに示す
ように、旋回時の車体のロール角は急な変化をすること
もなく、ゼロ付近の十分な小さな値に抑えることができ
る。

さらに、急旋回時にスタビライザ装置によるロール抑
制制御が開始されてから、シリンダユニットの実際のス
トロークと目標ストロークとの差が、所定値より小さく
なる制御終了条件を判定すると、ショックアブソーバの
減衰力を低い側に復帰する。これにより、スタビライザ
の制御終れが解消されて適切にロールを抑制する過渡状
態末期（制御終了条件時）には、車両の減衰力が低い側
に復帰しているため、ロール剛性の過制御に起因する車
両の逆方向のロール発生を抑制することができる。

なお、同図に示したように、単にショックアブソーバ
の減衰力制御のみでは旋回中常にHardに保ったとして
も、第９図（ｄ）の破線Ｂで示したように、応答が速い
ために急操舵旋回の初期にはロール抑制効果が得られる
が、旋回が継続進行するにつれてサスペンションスプリ
ングの偏位が起こり、ロールは増大していく。一方、従
来のスタビライザ制御のみでは、一点鎖線Ｃで示したよ
うに、急操舵時の応答が遅いために旋回の初期には十分
なロール抑制効果が発揮されず十分なロール抑制効果が
得られず、またシリンダユニットの動きが実際の旋回横
加速度の変化と対応しないために、著しい場合には逆方
向へのロールを伴う揺り返し現象が生じる。

しかし本発明による複合制御を行えば、第９図（ｄ）
の実線Ａに示すようにこのような２つの制御装置の不具
合部分を補いあって、より理想的なロール抑制効果が得
られる。尚、第９図（ｄ）の点線Ｄは、全くの制御がな
い場合を示す。

また、ショックアブソーバの減衰力可変装置５につい
ては、本実施例ではDCモータによってコントロールロッ
ドをまわして、オリフィス径を変更する構成としたが、
オリフィス径を電気的手段で変更できるものであれば、
ソレノイドによってコントロールロッドを直接駆動（本
実施例のような回転運動あるいは上下方向への直線運動
など）するなど、どのような構成でも良い。

スタビライザ装置２について、シリンダユニットの伸
縮制御に、伸縮スイッチを用いた予測制御を行うことも
述べたが、差動トランスあるいは静電容量検出などの方
法でシリンダユニットのピストン位置を検出するセンサ
を構成して、実際のシリンダユニットの伸縮量を検出
し、そのセンサ値を用いたフィードバック制御を行って
も良い。

本実施例では、目標ストロークの変化速度_Ｔと最大
伸縮速度_AMとの比較から減衰力制御の状態を決めた
が、操舵角θの変化（操舵速度）を求めて、その値が
予め定めたしきい値_Ｏより大きくなった時に急操舵と
して減衰力をHardに設定するようにしても良い。

第８図の復帰処理ステップ200,210は、車両のサスペ
ンションの設定によっては省略あるいはT_O＝０に設定し
ても良い。省略する場合にはもちろん、ステップ170,23
0のカウンタ処理も不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す構成図、第２図，第３図は
本発明の一実施例の構成を示す構成図、第４図は実施例
の油圧回路及び電気回路を示す説明図、第５図（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）および第６図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は
実施例のショックアブソーバの説明図、第７図は減衰力
変更アクチュエータの斜視図、第８図は電子制御装置の
制御を示すフローチャート、第９図はその制御の様子を
示すタイミングチャート、第10図は従来技術の制御の様
子を示すタイミングチャートである。 ２…スタビライザ装置,3…油圧装置,4…電子制御装置,5
…ショックアブソーバ減衰力可変装置,13…スタビライ
ザバー,16…シリンダユニット,41…車速センサ,42…操
舵角センサ,43…ストローク伸縮スイッチ,51,52…減衰
力制御アクチュエータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沼 敏男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 一丸 英則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 池本 浩之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−157910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−146612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−213514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−61619（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用スタビライザと車両との間に伸縮可
   能なシリンダ装置を設け、車両旋回状態に応じた目標制
   御値に基づいて前記シリンダ装置を伸縮制御して、車両
   に発生するロールを抑制するスタビライザ制御を具備し
   た車両用サスペンション制御装置であって、 さらに、外部からの指令に従って、車両のサスペンショ
   ンの減衰力を少なくとも２段階に調整可能な減衰力調整
   手段と、 車両走行状態に応じた走行状態信号を発生する走行状態
   信号発生手段と、 前記走行状態信号に基づいて急旋回状態の開始を判定す
   る急旋回判定手段と、 前記急旋回判定手段により急旋回状態が開始されたと判
   定されたときは、急旋回状態における初期に発生するロ
   ールを抑制するために前記サスペンションの減衰力をよ
   り高い側に変更する指令を、前記減衰力調整手段に出力
   する変更手段と、 前記走行状態信号に基づいて、車両に発生するロールを
   抑制すべく前記シリンダ装置の伸縮量を調整するための
   目標制御値を演算する目標制御値演算手段と、 前記シリンダ装置の実際の伸縮量を求める伸縮量検出手
   段と、 前記目標制御値と前記シリンダの実際の伸縮量とを比較
   し、急旋回の開始以後初めて前記目標制御値と前記実際
   の伸縮量との差が所定値より小さくなる制御終了条件を
   判定し、この制御終了条件に基づいて、前記車両の減衰
   力を前記高い側から低い側に復帰する指令を、前記減衰
   力調整手段に出力する制御終了判定手段と、 を備えた車両用サスペンション制御装置。