JPH1111131A - 接地荷重制御装置 - Google Patents
接地荷重制御装置Info
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- JPH1111131A JPH1111131A JP16673897A JP16673897A JPH1111131A JP H1111131 A JPH1111131 A JP H1111131A JP 16673897 A JP16673897 A JP 16673897A JP 16673897 A JP16673897 A JP 16673897A JP H1111131 A JPH1111131 A JP H1111131A
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- Japan
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- load
- load control
- actuator
- ground load
- ground
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/40—Type of actuator
- B60G2202/41—Fluid actuator
- B60G2202/413—Hydraulic actuator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/40—Type of actuator
- B60G2202/41—Fluid actuator
- B60G2202/414—Fluid actuator using electrohydraulic valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/60—Load
- B60G2400/61—Load distribution
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
- B60G2600/18—Automatic control means
- B60G2600/182—Active control means
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要に応じて各輪の接地荷重を増大させるこ
とにより、各タイヤのグリップ力の発生限界を高めるこ
とのできる接地荷重制御装置を提供する。 【解決手段】 車体と車軸との間の上下方向相対距離を
能動的に変化させるアクチュエータを備え、該アクチュ
エータの推力でばね上質量とばね下質量との少なくとも
いずれか一方に発生させた加速度に基づくばね上質量と
ばね下質量との少なくともいずれか一方の慣性力の反力
をタイヤの接地荷重に加える接地荷重制御手段と、該接
地荷重制御手段を少なくとも始動操作可能なスイッチ手
段とを有するものとした。これにより、運転者のスイッ
チ操作に応じて始動する接地荷重制御手段によってタイ
ヤの接地荷重を動的に増大させてスリップ限界を高める
ことができ、例えば制動時により大きな制動力を得て制
動距離の短縮化を、旋回時に十分なコーナリングフォー
スを得て安定した旋回をそれぞれ実現し得る。
とにより、各タイヤのグリップ力の発生限界を高めるこ
とのできる接地荷重制御装置を提供する。 【解決手段】 車体と車軸との間の上下方向相対距離を
能動的に変化させるアクチュエータを備え、該アクチュ
エータの推力でばね上質量とばね下質量との少なくとも
いずれか一方に発生させた加速度に基づくばね上質量と
ばね下質量との少なくともいずれか一方の慣性力の反力
をタイヤの接地荷重に加える接地荷重制御手段と、該接
地荷重制御手段を少なくとも始動操作可能なスイッチ手
段とを有するものとした。これにより、運転者のスイッ
チ操作に応じて始動する接地荷重制御手段によってタイ
ヤの接地荷重を動的に増大させてスリップ限界を高める
ことができ、例えば制動時により大きな制動力を得て制
動距離の短縮化を、旋回時に十分なコーナリングフォー
スを得て安定した旋回をそれぞれ実現し得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ばね上質量とばね
下質量との少なくともいずれか一方に加速度を発生させ
て接地荷重を増大させることのできる接地荷重制御装置
に関するものである。
下質量との少なくともいずれか一方に加速度を発生させ
て接地荷重を増大させることのできる接地荷重制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スリップの発生限界は、車体の自重によ
るタイヤの接地荷重と、タイヤ並びに路面間の摩擦係数
とに依存しており、雨や雪のために摩擦係数が低下した
路面では、スリップ限界が低下することから、タイヤに
作用する駆動力並びに制動力がスリップ限界を越えて路
面にうまく伝えられず、例えば、発進時や加速時にホイ
ールスピンを起こしたり、制動時にロックを起こしたり
することがある。また、氷結路等の特に路面摩擦係数が
低い路面では、スリップ限界を容易に越えてしまい旋回
時の横力を路面に伝えることができないため、適切なコ
ーナリングフォースが得られずにスピンやドリフトアウ
トを起こして車体が横滑りを起こし、姿勢を立て直すの
が困難になることがある。
るタイヤの接地荷重と、タイヤ並びに路面間の摩擦係数
とに依存しており、雨や雪のために摩擦係数が低下した
路面では、スリップ限界が低下することから、タイヤに
作用する駆動力並びに制動力がスリップ限界を越えて路
面にうまく伝えられず、例えば、発進時や加速時にホイ
ールスピンを起こしたり、制動時にロックを起こしたり
することがある。また、氷結路等の特に路面摩擦係数が
低い路面では、スリップ限界を容易に越えてしまい旋回
時の横力を路面に伝えることができないため、適切なコ
ーナリングフォースが得られずにスピンやドリフトアウ
トを起こして車体が横滑りを起こし、姿勢を立て直すの
が困難になることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のスリ
ップ限界は、タイヤと路面との間の摩擦係数が一定なら
ば、接地荷重に比例する。そこで、路面状況等に応じて
運転者の判断によって適宜接地荷重を増大することがで
きれば、スリップ限界を引き上げることができ、摩擦係
数が低下した路面状況においても車両の運動性能の低下
を回避し得る。
ップ限界は、タイヤと路面との間の摩擦係数が一定なら
ば、接地荷重に比例する。そこで、路面状況等に応じて
運転者の判断によって適宜接地荷重を増大することがで
きれば、スリップ限界を引き上げることができ、摩擦係
数が低下した路面状況においても車両の運動性能の低下
を回避し得る。
【０００４】本発明は、このような発明者の知見に基づ
き案出されたものであり、その主な目的は、必要に応じ
て各輪の接地荷重を増大させることにより、各タイヤの
グリップ力の発生限界をより一層高めることのできる接
地荷重制御装置を提供することである。
き案出されたものであり、その主な目的は、必要に応じ
て各輪の接地荷重を増大させることにより、各タイヤの
グリップ力の発生限界をより一層高めることのできる接
地荷重制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、スイッチ操作によって車体
と車軸との間に設けたアクチュエータに加速度を発生さ
せ、その時のばね上質量あるいはばね下質量の慣性力の
反力により、タイヤの接地荷重を一時的に増大させるも
のとした。これによると、運転者の判断に基づくスイッ
チ操作によって接地荷重制御手段が始動し、タイヤの接
地荷重が増大してタイヤのスリップ限界が引き上げられ
る。このため、例えば制動状態下でスイッチを操作すれ
ば、より大きな制動力を得て制動距離を短縮することが
できる。また、ぬかるみや雪道等で駆動輪がスタックを
起こしている場合にスイッチを操作すれば、スタックか
らの脱出を図ることができる。さらに、、雨や雪のため
に摩擦係数が低下している状況で発進する場合、或いは
乾燥路面でも大きなエンジン出力を加えて急発進する場
合にホイールスピンを起こしていれば、スイッチをオン
操作することでホイールスピンを抑制し、スムーズな発
進が可能となる。急旋回時に横滑りを起こしいる場合に
スイッチをオン操作すると、安定した旋回が可能にな
る。さらに、スイッチ操作による接地荷重の増大動作に
よって十分なコーナリングフォースが得られることか
ら、適宜スイッチを操作することで、横方向の運動性能
や、ステアリング操作による車両の応答性を向上させる
ことができる。この他、急加速時に適宜スイッチを操作
すれば加速性能を一時的に向上させることもできる。
ために、本発明においては、スイッチ操作によって車体
と車軸との間に設けたアクチュエータに加速度を発生さ
せ、その時のばね上質量あるいはばね下質量の慣性力の
反力により、タイヤの接地荷重を一時的に増大させるも
のとした。これによると、運転者の判断に基づくスイッ
チ操作によって接地荷重制御手段が始動し、タイヤの接
地荷重が増大してタイヤのスリップ限界が引き上げられ
る。このため、例えば制動状態下でスイッチを操作すれ
ば、より大きな制動力を得て制動距離を短縮することが
できる。また、ぬかるみや雪道等で駆動輪がスタックを
起こしている場合にスイッチを操作すれば、スタックか
らの脱出を図ることができる。さらに、、雨や雪のため
に摩擦係数が低下している状況で発進する場合、或いは
乾燥路面でも大きなエンジン出力を加えて急発進する場
合にホイールスピンを起こしていれば、スイッチをオン
操作することでホイールスピンを抑制し、スムーズな発
進が可能となる。急旋回時に横滑りを起こしいる場合に
スイッチをオン操作すると、安定した旋回が可能にな
る。さらに、スイッチ操作による接地荷重の増大動作に
よって十分なコーナリングフォースが得られることか
ら、適宜スイッチを操作することで、横方向の運動性能
や、ステアリング操作による車両の応答性を向上させる
ことができる。この他、急加速時に適宜スイッチを操作
すれば加速性能を一時的に向上させることもできる。
【０００６】特に、スイッチの操作を行ってから所定時
間経過後に前記接地荷重制御手段の動作を開始させるタ
イマ手段を有すると好ましい。これにより、接地荷重制
御動作に対して運転者がブレーキやアクセルのペダル操
作或いはステアリング操作のタイミングを合わせること
が容易になる。
間経過後に前記接地荷重制御手段の動作を開始させるタ
イマ手段を有すると好ましい。これにより、接地荷重制
御動作に対して運転者がブレーキやアクセルのペダル操
作或いはステアリング操作のタイミングを合わせること
が容易になる。
【０００７】その上、アクチュエータが最大ストローク
状態に達すると接地荷重制御手段の動作が停止されるよ
うにすると好ましい。これにより、解除の必要がなくな
り、操作性が向上する。
状態に達すると接地荷重制御手段の動作が停止されるよ
うにすると好ましい。これにより、解除の必要がなくな
り、操作性が向上する。
【０００８】一方、アクチュエータに往復運動を繰り返
し行わせて所定時間に渡って接地荷重制御手段を動作さ
せる場合には、スイッチの操作から所定時間経過すると
接地荷重制御手段の動作を自動停止するタイマ手段を設
けると良い。これにより、前記と同様、解除の必要がな
くなり、操作性が向上する。
し行わせて所定時間に渡って接地荷重制御手段を動作さ
せる場合には、スイッチの操作から所定時間経過すると
接地荷重制御手段の動作を自動停止するタイマ手段を設
けると良い。これにより、前記と同様、解除の必要がな
くなり、操作性が向上する。
【０００９】なお、前記のスイッチ手段は、全ての車輪
を同時に作動可能な単一のもの、或いは各車輪を個別に
動作可能なように各車輪に対応して個々に設けられたも
のであっても良く、さらに、複数の車輪の組合せを選択
可能なものであっても良い。
を同時に作動可能な単一のもの、或いは各車輪を個別に
動作可能なように各車輪に対応して個々に設けられたも
のであっても良く、さらに、複数の車輪の組合せを選択
可能なものであっても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明の構成を詳細に説明する。
明の構成を詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明が適用される能動型懸架装
置の要部の概略構成を模式的に示している。タイヤ１
は、上下のサスペンションアーム２・３により、車体４
に対して上下動可能に支持されている。そして下サスペ
ンションアーム３と車体４との間には、油圧駆動による
リニアアクチュエータ５が設けられている。
置の要部の概略構成を模式的に示している。タイヤ１
は、上下のサスペンションアーム２・３により、車体４
に対して上下動可能に支持されている。そして下サスペ
ンションアーム３と車体４との間には、油圧駆動による
リニアアクチュエータ５が設けられている。
【００１２】リニアアクチュエータ５は、シリンダ／ピ
ストン式のものであり、シリンダ内に挿入されたピスト
ン６の上下の油室７・８に可変容量型油圧ポンプ９から
供給される作動油圧をサーボ弁１０で制御することによ
り、ピストンロッド１１に上下方向の推力を発生させ、
これによってタイヤ１の中心（車軸）と車体４との間の
相対距離を自由に変化させることができるようになって
いる。
ストン式のものであり、シリンダ内に挿入されたピスト
ン６の上下の油室７・８に可変容量型油圧ポンプ９から
供給される作動油圧をサーボ弁１０で制御することによ
り、ピストンロッド１１に上下方向の推力を発生させ、
これによってタイヤ１の中心（車軸）と車体４との間の
相対距離を自由に変化させることができるようになって
いる。
【００１３】ポンプ９からの吐出油は、ポンプ脈動の除
去および過渡状態での油量を確保するためのアキュムレ
ータ１２に蓄えられた上で、各輪に設けられたアクチュ
エータ５に対し、各アクチュエータ５に個々に設けられ
たサーボ弁１０を介して供給される。
去および過渡状態での油量を確保するためのアキュムレ
ータ１２に蓄えられた上で、各輪に設けられたアクチュ
エータ５に対し、各アクチュエータ５に個々に設けられ
たサーボ弁１０を介して供給される。
【００１４】この油圧回路には、公知の能動型懸架装置
と同様に、アンロード弁１３、オイルフィルタ１４、逆
止弁１５、圧力調整弁１６、およびオイルクーラ１７な
どが接続されている。
と同様に、アンロード弁１３、オイルフィルタ１４、逆
止弁１５、圧力調整弁１６、およびオイルクーラ１７な
どが接続されている。
【００１５】なお、サーボ弁１０は、電子制御ユニット
（ＥＣＵ）１８から発せられる制御信号をサーボ弁ドラ
イバ１９を介してソレノイド１０ａに与えることによ
り、油圧アクチュエータ５に与える油圧と方向とが連続
的に制御されるものであり、車体４とピストンロッド１
１との接続部に設けられた荷重センサ２０、車体４と下
サスペンションアーム３との間に設けられたストローク
センサ２１、車体側の上下加速度を検出するばね上加速
度センサ２２、およびタイヤ側の上下加速度を検出する
ばね下加速度センサ２３の信号をＥＣＵ１８で処理した
信号に基づて制御される。
（ＥＣＵ）１８から発せられる制御信号をサーボ弁ドラ
イバ１９を介してソレノイド１０ａに与えることによ
り、油圧アクチュエータ５に与える油圧と方向とが連続
的に制御されるものであり、車体４とピストンロッド１
１との接続部に設けられた荷重センサ２０、車体４と下
サスペンションアーム３との間に設けられたストローク
センサ２１、車体側の上下加速度を検出するばね上加速
度センサ２２、およびタイヤ側の上下加速度を検出する
ばね下加速度センサ２３の信号をＥＣＵ１８で処理した
信号に基づて制御される。
【００１６】図２に示すように、スイッチ２７がＯＮ操
作されると（ステップ１）、その操作信号が動作司令部
２８に入力され、内蔵されたタイマが始動して所定時間
経過すると（ステップ２）、接地荷重制御部２９に始動
信号が出力され、接地荷重増大制御が開始される（ステ
ップ３）。そして、ストロークセンサ２１にてアクチュ
エータ５のピストンロッド１１がストロークエンドに到
達したことが検出されると（ステップ４）、その信号に
応じて動作司令部２８から接地荷重制御部２９に停止信
号が出力されて接地荷重制御が停止する（ステップ
５）。
作されると（ステップ１）、その操作信号が動作司令部
２８に入力され、内蔵されたタイマが始動して所定時間
経過すると（ステップ２）、接地荷重制御部２９に始動
信号が出力され、接地荷重増大制御が開始される（ステ
ップ３）。そして、ストロークセンサ２１にてアクチュ
エータ５のピストンロッド１１がストロークエンドに到
達したことが検出されると（ステップ４）、その信号に
応じて動作司令部２８から接地荷重制御部２９に停止信
号が出力されて接地荷重制御が停止する（ステップ
５）。
【００１７】ステップ３に示した接地荷重制御部２９に
おける接地荷重増大制御においては、図３に示すよう
に、接地荷重制御部２９に動作司令部２８からの動作開
始信号が入力されると、まず、目標荷重演算部２４に入
力したばね上加速度センサ２２とばね下加速度センサ２
３との信号を参照して仮の目標荷重を内部的に発生させ
（ステップ１１）、この値と荷重センサ２０の信号（実
荷重）との偏差を演算し（ステップ１２）、この差分を
安定化演算部２５で処理した後、変位制限比較演算部２
６でストロークセンサ２１の信号を参照してアクチュエ
ータ５のストロークの限界内での制御が行われるように
サーボ弁ドライバ１９に与える指令値を調整する（ステ
ップ１３）。そしてこの調整された信号により、目標荷
重と実荷重とが等しくなるようにサーボ弁１０を駆動し
てアクチュエータ５にストロークを発生させ、タイヤ接
地荷重を増大させる向きの上下加速度を、ばね上質量と
ばね下質量との少なくともいずれか一方に発生させる
（ステップ１４）。これにより、接地荷重が一時的に増
大するので、スリップ限界が引き上げられる。
おける接地荷重増大制御においては、図３に示すよう
に、接地荷重制御部２９に動作司令部２８からの動作開
始信号が入力されると、まず、目標荷重演算部２４に入
力したばね上加速度センサ２２とばね下加速度センサ２
３との信号を参照して仮の目標荷重を内部的に発生させ
（ステップ１１）、この値と荷重センサ２０の信号（実
荷重）との偏差を演算し（ステップ１２）、この差分を
安定化演算部２５で処理した後、変位制限比較演算部２
６でストロークセンサ２１の信号を参照してアクチュエ
ータ５のストロークの限界内での制御が行われるように
サーボ弁ドライバ１９に与える指令値を調整する（ステ
ップ１３）。そしてこの調整された信号により、目標荷
重と実荷重とが等しくなるようにサーボ弁１０を駆動し
てアクチュエータ５にストロークを発生させ、タイヤ接
地荷重を増大させる向きの上下加速度を、ばね上質量と
ばね下質量との少なくともいずれか一方に発生させる
（ステップ１４）。これにより、接地荷重が一時的に増
大するので、スリップ限界が引き上げられる。
【００１８】なお、図４は、タイヤの接地荷重（＝グリ
ップ力）分布を概念的に示し、静荷重の範囲での接地荷
重を実線の円で表し、アクチュエータ５のストローク制
御で増大した接地荷重を二点鎖線の円で表している。図
４は、後輪側の接地荷重のみを増大させた場合を例示し
ているが、その時の車両の運動状態や路面の状態などに
応じて、制動距離の短縮等の制御目的に最適となる荷重
分布が得られるように、各アクチュエータを個々に制御
すれば良いことは言うまでもない。
ップ力）分布を概念的に示し、静荷重の範囲での接地荷
重を実線の円で表し、アクチュエータ５のストローク制
御で増大した接地荷重を二点鎖線の円で表している。図
４は、後輪側の接地荷重のみを増大させた場合を例示し
ているが、その時の車両の運動状態や路面の状態などに
応じて、制動距離の短縮等の制御目的に最適となる荷重
分布が得られるように、各アクチュエータを個々に制御
すれば良いことは言うまでもない。
【００１９】次に本発明の原理について説明する。図５
のモデルにおいて、 Ｍ2：ばね上質量 Ｍ1：ばね下質量 Ｚ2：ばね上座標 Ｚ1：ばね下座標 Ｋt：タイヤのばね定数 Ｆz：アクチュエータ推力 とし、下向きを正方向とすると、ばね上質量Ｍ2並びに
ばね下質量Ｍ1の運動方程式は、それぞれ次式で与えら
れる。ただし式中の*マークは一階微分を表し、**マー
クは二階微分を表す。 Ｍ2・Ｚ2**＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz 従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えられる。 Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1
・Ｚ1** つまり接地荷重Ｗは、ばね上慣性力とばね下慣性力との
和となるので、アクチュエータ５の伸縮加速度を制御し
てばね上質量とばね下質量との少なくともいずれか一方
の慣性力を変化させることにより、接地荷重Ｗを変化さ
せることができる。従って、アクチュエータ５の伸張加
速度を制御することにより、接地荷重Ｗをタイヤ毎に一
時的に増大させることが可能となる。なお、サスペンシ
ョンストロークを２００mmとしてアクチュエータ５に１
トンの推力を発生させた場合、約０．２秒間作動させる
ことができる。
のモデルにおいて、 Ｍ2：ばね上質量 Ｍ1：ばね下質量 Ｚ2：ばね上座標 Ｚ1：ばね下座標 Ｋt：タイヤのばね定数 Ｆz：アクチュエータ推力 とし、下向きを正方向とすると、ばね上質量Ｍ2並びに
ばね下質量Ｍ1の運動方程式は、それぞれ次式で与えら
れる。ただし式中の*マークは一階微分を表し、**マー
クは二階微分を表す。 Ｍ2・Ｚ2**＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz 従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えられる。 Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1
・Ｚ1** つまり接地荷重Ｗは、ばね上慣性力とばね下慣性力との
和となるので、アクチュエータ５の伸縮加速度を制御し
てばね上質量とばね下質量との少なくともいずれか一方
の慣性力を変化させることにより、接地荷重Ｗを変化さ
せることができる。従って、アクチュエータ５の伸張加
速度を制御することにより、接地荷重Ｗをタイヤ毎に一
時的に増大させることが可能となる。なお、サスペンシ
ョンストロークを２００mmとしてアクチュエータ５に１
トンの推力を発生させた場合、約０．２秒間作動させる
ことができる。
【００２０】一般的には、アクチュエータの消費エネル
ギを節約するために車両重量を支持する懸架スプリング
と減衰力発生用ダンパとを併用するが（図６参照）、そ
の場合は、 Ｋs：懸架スプリングのばね定数 Ｃ：ダンパの減衰係数 とすると、ばね上質量Ｍ2並びにばね下質量Ｍ1の運動方
程式は、それぞれ次式で与えられる。 Ｍ2・Ｚ2**＋Ｃ・（Ｚ2*−Ｚ1*）＋Ｋs・（Ｚ2−Ｚ1）
＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）
＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
ギを節約するために車両重量を支持する懸架スプリング
と減衰力発生用ダンパとを併用するが（図６参照）、そ
の場合は、 Ｋs：懸架スプリングのばね定数 Ｃ：ダンパの減衰係数 とすると、ばね上質量Ｍ2並びにばね下質量Ｍ1の運動方
程式は、それぞれ次式で与えられる。 Ｍ2・Ｚ2**＋Ｃ・（Ｚ2*−Ｚ1*）＋Ｋs・（Ｚ2−Ｚ1）
＝−Ｆz Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）
＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
【００２１】従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えら
れる。 Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2
*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1・Ｚ1** つまり接地荷重Ｗは、上記と同様に、アクチュエータの
伸縮加速度を制御することによって変化させることがで
きることが分かる。
れる。 Ｗ＝−Ｋt・Ｚ1＝−Ｆz＋Ｍ1・Ｚ1**＋Ｃ・（Ｚ1*−Ｚ2
*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）＝Ｍ2・Ｚ2**＋Ｍ1・Ｚ1** つまり接地荷重Ｗは、上記と同様に、アクチュエータの
伸縮加速度を制御することによって変化させることがで
きることが分かる。
【００２２】ところで、前記の実施形態では、アクチュ
エータ５のピストンロッド１１がストロークエンドに到
達したところで動作を停止するものとしたが、ピストン
ロッド１１が伸張限度に達すると直ちに収縮させる往復
運動を繰り返すことにより、接地面に加わる慣性力によ
る反力荷重が周期的に断続するものとしても良い（図７
参照）。この場合、動作司令部２８に内蔵されたタイマ
によってスイッチ２７のＯＮ操作から所定時間が経過す
ると動作司令部２８から接地荷重制御部２９に停止信号
が出力されて接地荷重制御を停止させるものとする。
エータ５のピストンロッド１１がストロークエンドに到
達したところで動作を停止するものとしたが、ピストン
ロッド１１が伸張限度に達すると直ちに収縮させる往復
運動を繰り返すことにより、接地面に加わる慣性力によ
る反力荷重が周期的に断続するものとしても良い（図７
参照）。この場合、動作司令部２８に内蔵されたタイマ
によってスイッチ２７のＯＮ操作から所定時間が経過す
ると動作司令部２８から接地荷重制御部２９に停止信号
が出力されて接地荷重制御を停止させるものとする。
【００２３】例えば車高が概ね中立位置で接地荷重増大
制御を開始する場合は、ストロークセンサ２１の信号に
基づいてアクチュエータ５の可能伸長ストロークに応じ
てクッション制御（後述する）の開始点が設定され、そ
の点まではアクチュエータの能力や乗員に与える影響な
どを考慮して定めた最大加速度以下、かつ所要の加荷重
が得られる加速度で伸長運動が加えられる。ここで一般
的にばね上重量がばね下重量に比して圧倒的に大きいの
で、アクチュエータ５の力は、ばね上慣性重量の反力と
してタイヤの接地面に加わる。
制御を開始する場合は、ストロークセンサ２１の信号に
基づいてアクチュエータ５の可能伸長ストロークに応じ
てクッション制御（後述する）の開始点が設定され、そ
の点まではアクチュエータの能力や乗員に与える影響な
どを考慮して定めた最大加速度以下、かつ所要の加荷重
が得られる加速度で伸長運動が加えられる。ここで一般
的にばね上重量がばね下重量に比して圧倒的に大きいの
で、アクチュエータ５の力は、ばね上慣性重量の反力と
してタイヤの接地面に加わる。
【００２４】アクチュエータ５の機械的なストロークエ
ンドにそのままの速度で達すると大きな衝撃力を発する
ので、ストロークエンドの手前近傍から速度を徐々に緩
めるクッション制御を加えて緩衝する。特に、懸架スプ
リングを併用した能動型懸架装置（図６のモデル）にこ
のクッション制御を適用した場合、懸架スプリングのば
ね反力を減衰させられるので、スプリングの残留エネル
ギによる突き上げを抑制し得る。
ンドにそのままの速度で達すると大きな衝撃力を発する
ので、ストロークエンドの手前近傍から速度を徐々に緩
めるクッション制御を加えて緩衝する。特に、懸架スプ
リングを併用した能動型懸架装置（図６のモデル）にこ
のクッション制御を適用した場合、懸架スプリングのば
ね反力を減衰させられるので、スプリングの残留エネル
ギによる突き上げを抑制し得る。
【００２５】伸長限度に到達したならば直ちに収縮運動
に転じるが、この時はばね下質量が圧倒的に小さいので
収縮運動の加速度が大きいと接地荷重が低下してしまう
ので、これを抑制するために、伸長運動時の作動時間よ
りも収縮運動時の作動時間を大きくする（Ｔｄ＞Ｔ
ｓ）。そして収縮側のストロークエンドに到達する直前
に上記と同様のクッション制御を加える。
に転じるが、この時はばね下質量が圧倒的に小さいので
収縮運動の加速度が大きいと接地荷重が低下してしまう
ので、これを抑制するために、伸長運動時の作動時間よ
りも収縮運動時の作動時間を大きくする（Ｔｄ＞Ｔ
ｓ）。そして収縮側のストロークエンドに到達する直前
に上記と同様のクッション制御を加える。
【００２６】なお、スイッチ２７は、手動式の他、足踏
み式のものでも良く、さらに運転者の身体の挙動によっ
て操作可能なものであれば特に限定されない。
み式のものでも良く、さらに運転者の身体の挙動によっ
て操作可能なものであれば特に限定されない。
【００２７】また上記実施例は、アクチュエータとして
油圧駆動のシリンダ装置を用いるものを示したが、これ
はリニアモータ或いはボイスコイルなどの如きその他の
電気式の推力発生手段を用いても、あるいはカム機構や
ばね手段を用いて加速度を発生させても、同様の効果を
得ることができる。
油圧駆動のシリンダ装置を用いるものを示したが、これ
はリニアモータ或いはボイスコイルなどの如きその他の
電気式の推力発生手段を用いても、あるいはカム機構や
ばね手段を用いて加速度を発生させても、同様の効果を
得ることができる。
【００２８】これに加えて、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で使用センサを簡略化することができる。例えば、
ばね下、ばね上両加速度センサの出力差を二階積分する
ことでも位置検出信号を得ることができるので、ストロ
ークセンサを廃止することができるし、ばね上、ばね下
両重量の実測値と、ばね下、ばね上両加速度センサの出
力値とを演算することでアクチュエータが発生する力を
求めることができるので、荷重センサを廃止することも
できる。さらに、荷重センサと変位センサとの信号に基
づいて状態推定器を構成し、ばね下、ばね上両加速度を
間接的に求めることもできる。またＥＣＵについても、
ディジタル、アナログ、並びにハイブリッドのいずれで
も実現可能なことは言うまでもない。
範囲で使用センサを簡略化することができる。例えば、
ばね下、ばね上両加速度センサの出力差を二階積分する
ことでも位置検出信号を得ることができるので、ストロ
ークセンサを廃止することができるし、ばね上、ばね下
両重量の実測値と、ばね下、ばね上両加速度センサの出
力値とを演算することでアクチュエータが発生する力を
求めることができるので、荷重センサを廃止することも
できる。さらに、荷重センサと変位センサとの信号に基
づいて状態推定器を構成し、ばね下、ばね上両加速度を
間接的に求めることもできる。またＥＣＵについても、
ディジタル、アナログ、並びにハイブリッドのいずれで
も実現可能なことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】このように本発明によれば、運転者のス
イッチ操作に応じて始動する接地荷重制御手段によって
タイヤの接地荷重を動的に増大させることでスリップ限
界を高めることができる。このため、運転者の判断に基
づいて制動時にはより大きな制動力を得て制動距離の短
縮化を、旋回時には十分なコーナリングフォースを得て
安定した旋回をそれぞれ実現し得る。さらに、スタック
やホイールスピン発生時には十分なグリップ力を得てス
タックからの脱出、並びにホイールスピンの防止を図る
ことができる。特に、スイッチの操作を行ってから所定
時間経過後に接地荷重制御手段の動作を開始させるタイ
マ手段を有するものとすると、接地荷重制御動作に対し
て運転者がブレーキやアクセルのペダル操作或いはステ
アリング操作のタイミングを合わせることが容易にな
る。さらに、アクチュエータの動作が単発式の場合に
は、アクチュエータが最大ストローク状態に達すると接
地荷重制御手段の動作が停止されるものとし、他方、連
続式の場合には、所定時間経過後に接地荷重制御手段の
動作を停止するタイマ手段を有するものとすると、解除
の必要がなく、操作性を高めることができる。
イッチ操作に応じて始動する接地荷重制御手段によって
タイヤの接地荷重を動的に増大させることでスリップ限
界を高めることができる。このため、運転者の判断に基
づいて制動時にはより大きな制動力を得て制動距離の短
縮化を、旋回時には十分なコーナリングフォースを得て
安定した旋回をそれぞれ実現し得る。さらに、スタック
やホイールスピン発生時には十分なグリップ力を得てス
タックからの脱出、並びにホイールスピンの防止を図る
ことができる。特に、スイッチの操作を行ってから所定
時間経過後に接地荷重制御手段の動作を開始させるタイ
マ手段を有するものとすると、接地荷重制御動作に対し
て運転者がブレーキやアクセルのペダル操作或いはステ
アリング操作のタイミングを合わせることが容易にな
る。さらに、アクチュエータの動作が単発式の場合に
は、アクチュエータが最大ストローク状態に達すると接
地荷重制御手段の動作が停止されるものとし、他方、連
続式の場合には、所定時間経過後に接地荷重制御手段の
動作を停止するタイマ手段を有するものとすると、解除
の必要がなく、操作性を高めることができる。
【図１】本発明が適用される能動型懸架装置の概略シス
テム構成図。
テム構成図。
【図２】本発明の制御フロー図。
【図３】接地荷重増大制御の制御フロー図。
【図４】急制動時の概念的な接地荷重分布図。
【図５】本発明の原理を説明するためのモデル図。
【図６】一般的な能動型懸架装置のモデル図。
【図７】懸架装置のストロークの時間経過に対する変化
を示す概念的なグラフ。
を示す概念的なグラフ。
１ タイヤ ２ 上サスペンションアーム ３ 下サスペンションアーム ４ 車体 ５ アクチュエータ ６ ピストン ７・８ 油室 ９ 油圧ポンプ １０ サーボ弁 １１ ピストンロッド １２ アキュムレータ １３ アンロード弁 １４ オイルフィルタ １５ 逆止弁 １６ 圧力調整弁 １７ オイルクーラ １８ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １９ サーボ弁ドライバ ２０ 荷重センサ ２１ ストロークセンサ ２２ ばね上加速度センサ ２３ ばね下加速度センサ ２４ 目標荷重演算部 ２５ 安定化演算部 ２６ 変位制限比較演算部 ２７ スイッチ ２８ 動作司令部 ２９ 接地荷重制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 車体と車軸との間の上下方向相対距離
を能動的に変化させるアクチュエータを備え、該アクチ
ュエータの推力でばね上質量とばね下質量との少なくと
もいずれか一方に発生させた加速度に基づくばね上質量
とばね下質量との少なくともいずれか一方の慣性力の反
力をタイヤの接地荷重に加える接地荷重制御手段と、該
接地荷重制御手段を少なくとも始動操作可能なスイッチ
手段とを有することを特徴とする接地荷重制御装置。 - 【請求項２】 前記スイッチ手段の始動操作から所定
時間経過後に前記接地荷重制御手段の動作を開始させる
タイマ手段を有することを特徴とする請求項１に記載の
接地荷重制御装置。 - 【請求項３】 前記アクチュエータの変位を検出する
変位検出手段を有し、該変位検出手段によって前記アク
チュエータが最大ストローク状態に達したことが検出さ
れると前記接地荷重制御手段の動作が停止されるように
してなることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に
記載の接地荷重制御装置。 - 【請求項４】 前記接地荷重制御手段は、前記車体と
車軸との間の上下方向相対距離を伸長させる運動と収縮
させる運動とを連続的に繰り返し行わせるものであり、
所定の動作時間が経過するとタイマ手段によって前記接
地荷重制御手段の動作が停止されるようにしてなること
を特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の接地荷
重制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16673897A JPH1111131A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 接地荷重制御装置 |
| US09/083,718 US6036199A (en) | 1997-06-24 | 1998-05-22 | Tire contact load control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16673897A JPH1111131A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 接地荷重制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111131A true JPH1111131A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15836844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16673897A Pending JPH1111131A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 接地荷重制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1111131A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090299570A1 (en) * | 2006-05-22 | 2009-12-03 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Tire Module and Method For Sensing Wheel State Variables and/or Tire State Variables |
| CN112848832A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 现代自动车株式会社 | 车辆集成控制方法和车辆集成控制*** |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP16673897A patent/JPH1111131A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090299570A1 (en) * | 2006-05-22 | 2009-12-03 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Tire Module and Method For Sensing Wheel State Variables and/or Tire State Variables |
| US8626413B2 (en) * | 2006-05-22 | 2014-01-07 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Tire module and method for sensing wheel state variables and/or tire state variables |
| CN112848832A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 现代自动车株式会社 | 车辆集成控制方法和车辆集成控制*** |
| CN112848832B (zh) * | 2019-11-28 | 2024-03-22 | 现代自动车株式会社 | 车辆集成控制方法和车辆集成控制*** |
| US11987092B2 (en) | 2019-11-28 | 2024-05-21 | Hyundai Motor Company | Vehicle integrated control method and system |
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