JPH07228124A - 車両のスタビライザ装置 - Google Patents

車両のスタビライザ装置

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Publication number
JPH07228124A
JPH07228124A JP2268294A JP2268294A JPH07228124A JP H07228124 A JPH07228124 A JP H07228124A JP 2268294 A JP2268294 A JP 2268294A JP 2268294 A JP2268294 A JP 2268294A JP H07228124 A JPH07228124 A JP H07228124A
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JP
Japan
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pressure
control valve
predicted value
lateral acceleration
value
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Application number
JP2268294A
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English (en)
Inventor
Yuji Kusahara
裕次 草原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Publication date
Application filed by UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
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Publication of JPH07228124A publication Critical patent/JPH07228124A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055Stabiliser bars
    • B60G21/0551Mounting means therefor
    • B60G21/0553Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の旋回に伴うロール角をアクティブに精
度よく低減できるようにする。 【構成】 スタビライザバーの端部を支持する油圧シリ
ンダaと、油圧シリンダへの供給圧を調整する圧力制御
弁bと、供給圧の流れをシリンダの伸側と縮側に切り替
える方向切換弁cと、車両の走行速度を検出する手段d
と、前輪の舵角を検出する手段eと、これら検出信号か
ら横加速度の予測値を演算する手段fと、その予測値に
応じた制御圧力を演算する手段gと、この演算値を圧力
制御弁への制御信号に変換して出力する手段hと、同じ
く予測値をもとに方向切換弁の作動方向を判定する手段
iと、その判定に応じた制御信号を方向切換弁へ出力す
る手段jとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は車両のスタビライザ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】車体のロールを抑えて走行安定性などを
高めるため、懸架ばねのロール剛性をばね鋼の棒材で補
うものとしてスタビライザ装置がよく採用される(実開
昭63ー104105号公報,実開昭63ー15580
8号公報,実開平2ー121409号公報など)。
【0003】このうち、車体のロールを積極的に低減す
る目的から、図13のようにスタビライザバー51の両
端をフレームに片ロッドタイプのシリンダ52,53を
介して支持し、これらのシリンダ52,53を油圧配管
66,67で接続すると共に、方向切換弁68を用いて
シリンダ52,53の作動を制御するようにしたものが
提案されている(実開昭63ー82613号公報)。
【0004】方向切換弁68が例えば、パラレルなアク
ティブポジションP3に切り替わると、ポンプ69から
の油圧は片側のシリンダ53へ流れてそのロッド側の室
64に入り、ピストンロッド59を縮側へ作動させるの
で、ヘッド側の室63が油圧を逃がしながら収縮すると
共に、その油圧は反対側のシリンダ52へ流れてそのヘ
ッド側の室61に入り、ピストンロッド58を伸側へ作
動させるので、ロッド側の室62が油圧をリザーバ70
へ逃がしながら収縮する。
【0005】このように、車両の旋回方向に応じて方向
切換弁68をパラレルなアクティブポジッションP3
クロスするアクティブポジッションP1に切り換えるこ
とで、片側のシリンダ52または53が伸側へ作動する
に伴い、反対側のシリンダ53または52が縮側へ作動
するため、スラビライザバー51は捩られて車体のロー
ルと逆向きモーメントを発生させることが可能になる。
【0006】なお、方向切換弁はパラレルとクロスのア
クティブポジッションP3,P1に加えて、これらの中立
位置でシリンダ52,53側の油圧回路65,66を遮
断するロックポジッションP2とを備えるので、アクテ
ィブなスタビライザ機能と通常のスタビライザ機能は選
択的に発揮できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例ではシリンダへの供給圧の流れを方向切換弁で制御
するにすぎないため、車両の旋回に伴う横加速度に応じ
た自然な形でスタビライザバーに逆ロールモーメントを
発生させるのが難しく、また旋回状態から直進状態へ移
行してもシリンダがなかなか中立位置へ復帰せず、車体
をロールさせたままで走行するといった可能性もあっ
た。
【0008】この発明はこのような問題点を解決するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、図12
のようにスタビライザバーの端部を支持する油圧シリン
ダaと、油圧シリンダへの供給圧を調整する圧力制御弁
bと、供給圧の流れをシリンダの伸側と縮側に切り替え
る方向切換弁cと、車両の走行速度を検出する手段d
と、前輪の舵角を検出する手段eと、これら検出信号か
ら横加速度の予測値を演算する手段fと、その予測値に
応じた制御圧力を演算する手段gと、この演算値を圧力
制御弁への制御信号に変換して出力する手段hと、同じ
く予測値をもとに方向切換弁の作動方向を判定する手段
iと、その判定に応じた制御信号を方向切換弁へ出力す
る手段jとを備える。
【0010】第2の発明では、図12のように各車輪の
荷重を検出する手段lと、これらの検出信号に基づいて
横加速度の予測値を補正する手段kを追加する。
【0011】
【作用】第1の発明によれば、車速と舵角の検出信号か
ら横加速度の予測値が、その予測値に応じた制御圧力が
演算され、圧力制御弁はこの演算値に対応する制御信号
を受けてシリンダへの供給圧を調整する。また、方向切
換弁は横加速度の予測値に基づく判定方向へ供給圧の流
れを切り替える。
【0012】したがって、シリンダは圧力制御弁から方
向切換弁を通して片側の室に供給圧を受け、反対側の室
から油圧を逃がしながら伸側または縮側へ作動するた
め、スタビライザバーに車体のロールと逆方向のモーメ
ントを発生させて車体のロール角をアクティブに低減す
ることができる。
【0013】この場合、逆モーメントが横加速度の予測
値に基づいて、実際の横加速度と同じ具合に1次遅れで
スタビライザバーに作用するため、車体のロールを自然
な形で精度よく抑えると共に、シリンダを中立位置へ同
じく適確に復帰させることが可能になる。
【0014】第2の発明によれば、各車輪の検出荷重か
ら横加速度の予測値が補正されるため、車両の積載量な
どが変化しても実際のタイヤコーナリングパワーに応じ
た適正なアクティブ特性を確保できる。
【0015】
【実施例】まず、この発明を原理的に説明すると、図1
のように車体をアクスルに支持するため、サスペンショ
ンスプリングSPRとショックアブソーバS/ABSのほか、ス
タビライザバーSTABが設けられる。スタビライザバーST
ABはその中央部をトーションバーとしてアクスルのブラ
ケットに取り付けられる。バーSTABの両端は車体側に連
結され、その片側にアクチュエータACTRが付加される。
【0016】車体の質量mに横加速度αが作用すると、
車体はロールセンタを中心に反対側へロールしようとす
るが、その際にCPUで横加速度αに応じてアクチュエ
ータACTRの作動を制御することで、スタビライザバーST
ABに車体のロールと逆方向のモーメントを発生させる
と、車体のロール角θを小さく低減できる。図中のKst
はサスペンションスプリングSPRのバネ定数を、Kstはス
タビライザバーSTABのバネ定数を、Csはショックアブソ
ーバの減衰係数を表す。
【0017】これをロール一自由度の等価モデルに単純
化すると、図2のように車体ロール慣性モーメントIZ
の支持力としてサスペンションスプリングの剛性Gsp
と、スタビライザバーの剛性Gstと、ショックアブソー
バの減衰抵抗CRが働く。スタビライザバーのアクチュエ
ータACTRをCPUの制御で横加速度αの反対方向へ作動
させると、横加速度αに伴う車体のロール角θはアクチ
ュエータACTRのストロークで低減される。
【0018】図3はこの発明のシステム概要をロール一
自由度の等価モデルで説明するもので、スラビライザバ
ーにアクチュエータとして片ロッドタイプの油圧シリン
ダ10が設けられる。シリンダ10の両室は方向切換弁
12および圧力制御弁11を介して油圧源とリザーバに
配管接続される。圧力制御弁11はシリンダ10への供
給圧をソレノイドSOLcの励磁力に応じて調整する。方
向切換弁12についてはソレノイドSOLaとSOLbへの通
電を制御することで、シリンダ10の伸縮自由なフリー
状態と、シリンダ10を作動させる正方向と逆方向のア
クティブ状態にシリンダ側の回路を選択的に切り替える
ようになっている。
【0019】方向切換弁12および圧力制御弁11を制
御するのがコントローラ13で、車速Vの検出信号と前
輪舵角δfの検出信号が入力される。実際の横加速度α0
は前輪舵角δfと車速Vに応じて横加速度ゲインYG0
基づき1次遅れ系の伝達関数1/(1+τ0・s)で発
生するので、コントローラ13は検出舵角δfと検出車
速Vから横加速度ゲインYGに基づき横加速度の予測値
αを演算すると共に、制御ゲインKcを加味する1次遅
れ系の伝達関数Kc/(1+τc・s)で圧力制御弁11
のソレノイドSOLaに制御信号(指令電圧)を付与す
る。ここで、sはラプラス演算子を示す。
【0020】これと同時に、予測値αから方向切換弁1
2の作動方向を判定してその判定に応じて方向切換弁1
2のソレノイドSOLaとSOLbへの通電を制御すれば良
く、シリンダ10は圧力制御弁11から方向切換弁12
を通して片側の室に供給圧を受け、反対側の室から油圧
を逃がしながら伸側または縮側へ作動するため、スラビ
ライザバーに逆モーメントを発生させて車体のロール角
を制御目標値に低減できることになる。
【0021】以下、この発明の具体的な適用例を説明す
ると図4,図5において、20aは車両のフロントアク
スル、20bは同じくリヤアクスルで、これらにそれぞ
れスタビライザバー21a,21bがその中央部をトー
ションバーとして左右一対のブラケット22a,22b
を介して取り付けられる。スタビライザバー21a,2
1bの両端部はフレームのサイドレール23に沿って延
ばされ、これら先端にブッシュ24a,24bが設けら
れる。片側のサイドレール23に支持ロッド25a、2
5bがその上端部でラバー26a,26bを介して取り
付けられ、反対側のサイドレール23に片ロッドタイプ
の油圧シリンダ10a,10bが車両の前後方向に沿う
横置きにヘッド側でピン結合される。
【0022】スタビライザバー21a,21bは一端側
のブッシュ24a,24bで支持ロッド25a,25b
の下端部に、他端側のブッシュ24a,24bで調整ロ
ッド27a,27bの下端部にピン結合され、調整ロッ
ド27a,27bと油圧シリンダ10a,10bの間に
直線運動を回転運動に変換するベルクランク28a,2
8bが設けられる。ベルクランク28a,28bはL形
の中間部でサイドレール23に軸を介して上下方向へ回
動自由に取り付けられ、その一端側でブッシュ29a,
29bを介して油圧シリンダ10a,10bのピストン
ロッドに、他端側でブッシュ30a,30bを介して調
整ロッド27a,27bの上端部に連結される。
【0023】調整ロッド27a,27bは油圧シリンダ
10a,10bの中立位置で支持ロッド25a,25b
と同じ高さにスタビライザバー21a,21bの端部を
支持すると共に、アクスル20a,20bがバウンド、
リバウンドしたときに発生する前後方向の変位や開店時
の変位を吸収するためのものである。31a,31bは
フロント側とリヤ側のサスペンションスプリングを示
す。
【0024】各シリンダ10a,10bの弁機構43,
44を制御するのがコントローラ13で、その制御に必
要な検出手段として前輪の舵角を検出する舵角センサ3
5と、走行速度を検出する車速センサ36と、各車輪の
荷重を検出する荷重センサ37,38と、シリンダ10
a,10bのストローク位置を検出するストロークセン
サ39,40に加えて、人為操作に基づきスタビライザ
のアクティブモードを選択的に指令するアクティブsw
41,42が設けられる。なお、各シリンダ10a,1
0bの弁機構43,44としてそれぞれ図3と同じ方向
切換弁12a,12bと圧力制御弁11a,11bを備
える。
【0025】コントローラ13は図6のように、アクテ
ィブsw41,42のオンを条件に車速センサ36と舵
角センサ35の検出信号から横加速度の予測値を演算す
る横G演算手段50と、荷重センサ27,38の検出信
号から横加速度の予測値を補正するタイヤコーナリング
パワー補正手段51と、フロント側とリヤ側の予測値か
らそれぞれ制御圧力を決定する制御圧力決定手段52,
53と、これら決定圧力を各弁機構43,44への制御
信号に変換して出力する弁機構駆動手段54,55とで
構成される。なお、ストロークセンサ39,40は車両
の直進時にアクティブswのオンで、シリンダ10a,
10bを所定のストローク範囲に保つリミッタ機能を弁
機構駆動手段54,55に与えるものである。
【0026】コントローラ13の制御内容を説明するの
が図7のフローチャートで、これは所定の制御周期で繰
り返し実行される。なお、図8にフロー中に使用する符
号の意味を一覧表に示す。まず、各荷重センサ37,3
8から検出信号を読み込むと共に、必要な制御パラメー
タを読み込み、これらを使って車両緒元値および圧力制
御ゲインを計算する(1.01〜1.04)。前輪側シ
リンダ10aのヘッド側とロッド側の圧力制御ゲインは
式(1)と式(2)で、後輪側シリンダ10bのヘッド
側とロッド側の圧力制御ゲインは式(3)と式(4)で
それぞれ求められる。
【0027】そして、車速センサ36と舵角センサ35
から検出信号を読み込み、ヨー角加速度の予測値を演算
する(1.05,1.06)。この演算処理は式(5)
〜(7)の順に繰り返され、式(5)でヨーレイトゲイ
ンを求め、式(6)でヨー角加速度を計算する。ヨー角
速度は初期値としてゼロが与えられ、ヨー角加速度の計
算が終わると、これを式(7)で積分して次回の演算に
使用するヨー速度を求める。
【0028】この予測値から前輪側と後輪側に作用する
横加速度の予測値を演算する(1.07)。まず、式
(8)で横加速度ゲインを求め、これを使って式(9)
で前輪側の横加速度の予測値を、式(10)で後輪側の
予測値を計算する。この処理も制御周期で実行され、時
々刻々と変化する予測値が得られる。
【0029】次に、ヨー角加速度の予測値から演算によ
りシリンダ10a、10bへの制御圧力を決定する
(1.08)。前輪側の油圧シリンダ10aにおいてヘ
ッド側室へ油圧を供給する伸側作動時の制御圧力微分値
は式(11)で、同じくロッド側室へ油圧を供給する縮
側作動時の制御圧力微分値は式(12)で、また後輪側
の油圧シリンダ10bにおいてヘッド側室へ油圧を供給
する伸側作動時の制御圧力微分値は式(13)で、同じ
くロッド側室へ油圧を供給する縮側作動時の制御圧力微
分値は式(14)で計算される。
【0030】式(11)〜式(14)の微分値をそれぞ
れ式(15)〜式(18)で積分すると、シリンダ10
a,10b側へ供給する制御圧力が決定される。式(1
1)〜式(14)において制御圧力の初期値としてゼロ
が与えられ、制御圧力微分値の計算を終わると、これを
式(15)〜式(18)で積分して次回の演算に使用す
る制御圧力を求める。
【0031】なお、シリンダ10a,10bの圧力制御
ゲインが縮側と伸側で同一の場合、制御圧力はピストン
ロッドの侵入体積から、図9のようにロッド側がヘッド
側に較べて早く立ち上がる。
【0032】そして、前輪側のアクティブsw41と後
輪側のアクティブsw42のオンを条件にそれぞれ横加
速度の予測値を±G0(図9参照)と比較すると共に、
その判定に応じて予測値が+G0以上のときに方向切換
弁12をパラレルな連通ポジションに、−G0以下のと
きにクロスする連通ポジションに、−G0〜+G0のとき
に開放ポジションに切り替えるようにソレノイドSOLa
とソレノイドSOLbへの通電を制御する(1.10〜
1.19)。これと同時に、制御圧力の演算値を指令電
圧に変換すると共に、予測値が+G0以上と−G0以下の
ときにその指令電圧を、−G0〜+G0のときは指令電圧
として0ボルトを圧力制御弁11のソレノイドSOLcに
付与する(1.20〜1.25)。図10にシリンダの
制御圧力と圧力制御弁への指令電圧との関係を示す。
【0033】シリンダ10a,10bは横加速度の予測
値が+G0以上の場合、ロッド側室に方向切換弁12
a,12bを通して圧力制御弁11a,11bから供給
圧を受け、ヘッド側室から油圧をリザーバへ逃がしなが
らピストンロッドが収縮する。予測値が−G0以下の場
合、ヘッド側室に供給圧を受け、ロッド側室の油圧を逃
がしながらピストンロッドが伸出する。予測値が−G0
〜+G0の場合、圧力制御弁11a,11bの停止と共
に、ヘッド側室とロッド側室が方向切換弁12a,12
bを通してリザーバへ開放されるため、ピストンロッド
は伸縮自由になる。
【0034】アクティブsw41,42がオフのとき
は、方向切換弁12a,12bのソレノイドSOLaとソ
レノイドSOLbをオフするのに加えて、圧力制御弁11
a,11bへの指令電圧を0ボルトに保つ(1.26〜
1.29)。
【0035】このような構成により、アクティブsw4
1,42をオンすると、車両の直進時(横加速度の予測
値は−G0〜+G0の範囲)は、フロント側とリヤ側の油
圧シリンダ10a,10bが伸縮自由でスタビライザバ
ー21a,21bの捩れを吸収するため、スタビライザ
の働きがキャンセルされ、車両の柔らかい乗心地が得ら
れる。
【0036】車両が車線変更などで旋回すると、シリン
ダ10a,10bはそれぞれ−G0以下の予測値に対し
て伸側に、+G0以上の予測値に対して縮側に作動する
ため、車体のロールと逆方向へのモーメントをスタビラ
イザバーに発生させる。シリンダ10a,10bの推力
は前輪の舵角から実際の横加速度と同じ具合に1次遅れ
で作用するため、車体のロールを自然な形で目標制御値
に抑えると共に、シリンダ10a,10bを中立位置へ
同じく適確に復帰させることができる。
【0037】図11は車線変更時のシリンダ推力および
ロール角の特性を例示するもので、車両緒元値および圧
力制御ゲインに基づいてこれらの特性も変化するため、
例えば車両の積載量が変化しても実際のタイヤコーナリ
ングパワーに応じた適正なアクティブ特性を確保でき
る。実線はアクティブswがオフでシリンダが伸縮自由
なフリー特性を、細かい点線と粗い点線および一点鎖線
は目標ゲインの異なるアクティブ特性を表す。
【0038】なお、フロント側とリヤ側でそれぞれ横加
速度の演算処理を行い、これらに応じて各シリンダを個
別的に制御するので、ホイールベースの長い大型車へ適
用しても、その車体姿勢を良好に維持できることにな
る。
【0039】
【発明の効果】以上要するに第1の発明によれば、スタ
ビライザバーの端部を支持する油圧シリンダと、油圧シ
リンダへの供給圧を調整する圧力制御弁と、供給圧の流
れをシリンダの伸側と縮側に切り替える方向切換弁と、
車両の走行速度を検出する手段と、前輪の舵角を検出す
る手段と、これら検出信号から横加速度の予測値を演算
する手段と、その予測値に応じた制御圧力を演算する手
段と、この演算値を圧力制御弁への制御信号に変換して
出力する手段と、同じく予測値をもとに方向切換弁の作
動方向を判定する手段と、その判定に応じた制御信号を
方向切換弁へ出力する手段とを備えたので、車体のロー
ルを自然な形で精度よく低減できると共に、シリンダを
中立位置へ同じく適確に復帰させることが可能になる。
【0040】第2の発明によれば、第1の発明に各車輪
の荷重を検出する手段と、これらの検出信号に基づいて
横加速度の予測値を補正する手段とを付加したので、車
両の積載量などが変化しても、これに応じた適正なアク
ティブ特性を確保できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の原理を説明する概略構成図である。
【図2】同じくロール一自由度の等価モデル図である。
【図3】同じくシステム概要図である。
【図4】この発明の実施例を示す概略構成図である。
【図5】同じくスラビライザバーの取付構成図である。
【図6】同じくコントローラのブロック構成図である。
【図7】同じくコントローラの制御内容を説明するフロ
ーチャートである。
【図8】同じく符号の意味を示す一覧表である。
【図9】同じく制御圧力と横加速度予測値の関係を表す
特性図である。
【図10】同じく制御圧力と指令電圧の関係を表す特性
図である。
【図11】同じくシリンダ推力およびロール角を表す特
性図である。
【図12】この発明のクレーム対応図である。
【図13】従来技術を説明する油圧系の構成図である。
【符号の説明】
10a,10b 油圧シリンダ 11a,11b 圧力制御弁 12a,12b 方向切換弁 13 コントローラ 20a フロントアクスル 20b リヤアクスル 21a,21b スタビライザバー 35 舵角センサ 36 車速センサ 37,38 荷重センサ 41,42 アクティブsw

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタビライザバーの端部を支持する油圧
    シリンダと、油圧シリンダへの供給圧を調整する圧力制
    御弁と、供給圧の流れをシリンダの伸側と縮側に切り替
    える方向切換弁と、車両の走行速度を検出する手段と、
    前輪の舵角を検出する手段と、これら検出信号から横加
    速度の予測値を演算する手段と、その予測値に応じた制
    御圧力を演算する手段と、この演算値を圧力制御弁への
    制御信号に変換して出力する手段と、同じく予測値をも
    とに方向切換弁の作動方向を判定する手段と、その判定
    に応じた制御信号を方向切換弁へ出力する手段とを備え
    たことを特徴とする車両のスタビライザ装置。
  2. 【請求項2】 各車輪の荷重を検出する手段と、これら
    の検出信号に基づいて横加速度の予測値を補正する手段
    とを付加したことを特徴とする請求項1に記載のスタビ
    ライザ装置。
JP2268294A 1994-02-21 1994-02-21 車両のスタビライザ装置 Pending JPH07228124A (ja)

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JP2268294A JPH07228124A (ja) 1994-02-21 1994-02-21 車両のスタビライザ装置

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