JPH08300926A - 姿勢制御方法及び姿勢制御装置 - Google Patents

姿勢制御方法及び姿勢制御装置

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JPH08300926A
JPH08300926A JP10738595A JP10738595A JPH08300926A JP H08300926 A JPH08300926 A JP H08300926A JP 10738595 A JP10738595 A JP 10738595A JP 10738595 A JP10738595 A JP 10738595A JP H08300926 A JPH08300926 A JP H08300926A
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    • B60G2800/91Suspension Control
    • B60G2800/912Attitude Control; levelling control

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体の前後方向の姿勢を一定に制御する。 【構成】 車体1の前後方向の加速度αを検知してフロ
ントのアクチュエータの発生力F1とリヤのアクチュエ
ータの発生力F2とを制御し、車体の前後方向の姿勢を
一定に制御する姿勢制御方法において、駆動・制動トル
クにより車体1の前後方向に作用するモーメントTと、
慣性力Fにより車体1の前後方向に作用するモーメント
と、空力F3により車体1の前後方向に作用するモーメ
ントとを求め、これらの合計モーメントに応じてフロン
トのアクチュエータの発生力F1とリヤのアクチュエー
タの発生力F2とを求めて車体1の前後方向の姿勢を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の姿勢制御方法及
び姿勢制御装置に関し、特にアクティブサスペンション
による姿勢制御方法及び姿勢制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の走行時における車体の姿勢変化
は、操縦の安定性や乗り心地に大きな影響を与える。車
体の姿勢変化の要因としては、駆動・制動トルクによる
もの、慣性力によるもの、空力抵抗・気象風によるもの
等がある。アクティブサスペンションは、車体を支持す
るエアばねの内圧を夫々独立して制御し、車体の姿勢を
路面に対して常に水平に保持することにより乗り心地の
向上及び操縦の安定性の向上を図るようにしたものであ
る。
【0003】姿勢制御は、コーナリング時には外輪のエ
アばねの内圧を高めてロール量を低減させ左右方向の姿
勢を制御し(ロール制御)、発進時には前輪のエアばね
の内圧を低くし、後輪のエアばねの圧を高くして車体後
部の沈み込みを低減させ、ブレーキング時には前輪のエ
アばねの内圧を高め、後輪のエアばねの圧を低くして車
体前部の沈み込みを低減させて前後方向の姿勢を制御し
(アンチダイブ制御)、更に車高変動に応じてエアばね
の内圧を制御してピッチングハウジングを低減させる
(ピッチングハウジング制御)。
【0004】車体の前後方向の姿勢制御は、図4に示す
ように車体1の質量をm、車体1のフロントのアクチュ
エータの発生力(エアばねのばね力)をF1、リヤのア
クチュエータの発生力(エアばねのばね力)をF2、重
心Gにおける慣性力をF(=mα)、重心Gの路面から
の高さをh、ホイールベースをLとした場合、車体1の
加速度αを検出し、 F1=−mαh/L F2=mαh/L となるようにフロントアクチュエータ及びリヤアクチュ
エータの発生力F1、F2を制御して、車体1の前後方向
の姿勢を一定に保つようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た車体前後方向の姿勢制御は、車体の加速度αを検知し
て制御するために、加速度αが0のときには姿勢を制御
することができない。実車においては、駆動輪に駆動ト
ルクが作用しても路面抵抗や、空力抵抗により加速度が
発生しない場合がある。このような場合、従来の制御方
法では車体の姿勢を一定に保持することができない。ま
た、空力抵抗による減速や、追い風による増速などの場
合にも、加速度が変化したものとして姿勢変化が生じて
しまうという問題がある。
【0006】車体の姿勢制御方法として、例えば、実開
昭64−103524号公報に開示されている車両用サ
スペンション装置がある。この装置は、ブレーキ踏み込
み後、設定時間内に減速度が第1設定値以上になると前
輪側サスペンションユニットに流体を供給し、設定時間
後に第2設定値以上になると後輪側から流体を排出する
ことにより、アンチノーズダイブ制御を行うようにした
ものである。
【0007】しかしながら、この制御装置は、ブレーキ
ング時における車体の前後方向の姿勢制御を行うだけの
ものであり、加速度αが0のとき、空力抵抗による減
速、追い風による増速等における車体の前後方向の姿勢
制御については何等なされていない。本発明は、上述の
点に鑑みてなされたもので、車両の走行条件によらず常
に車体の姿勢制御を行い、車体の前後方向の姿勢変化を
小さくするようにした姿勢制御方法及び姿勢制御装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、請求項1では、車体の前後方向の加
速度を検知してフロントのアクチュエータの発生力とリ
ヤのアクチュエータの発生力とを制御し、車体の前後方
向の姿勢を一定に保持する姿勢制御方法において、駆動
・制動トルクにより車体の前後方向に作用するモーメン
トと、慣性力により車体の前後方向に作用するモーメン
トと、空力により車体の前後方向に作用するモーメント
とを求め、これらの合計モーメントに応じて前記フロン
トのアクチュエータの発生力と前記リヤのアクチュエー
タの発生力とを求めて車体の前後方向姿勢を制御するよ
うにしたものである。
【0009】請求項2では、車体の前後方向の加速度を
検知してフロントのアクチュエータの発生力とリヤのア
クチュエータの発生力とを制御し、車体の前後方向の姿
勢を一定に保持する姿勢制御装置において、駆動側と車
体側とを連結し車体の前後方向に作用する力を受ける連
結部材と、前記連結部材に作用する力を検出する検出手
段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記フロント
及びリヤの各アクチュエータの発生力を制御する制御手
段とを備えた構成としたものである。
【0010】
【作用】車両の走行時に駆動・制動トルクにより車体の
前後方向に作用するモーメントと、慣性力により車体の
前後方向に作用するモーメントと、空力により車体の前
後方向に作用するモーメントとを求める。そして、これ
らのモーメントを合計し、その合計モーメントに応じて
前記フロントのアクチュエータの発生力と前記リヤのア
クチュエータの発生力とを求めて車体の前後姿勢を制御
する。これにより駆動・制動トルクや、慣性力や、空力
抵抗・気象風等に起因する車両の前後方向の姿勢変化を
小さく抑えることができる。
【0011】請求項2では、駆動側と車体側とを連結し
車体の前後方向に作用する力を受ける連結部材に設けら
れた検出手段により、車体の前後方向に作用する力を検
出し、制御手段は、この検出手段により検出した結果に
基づいてフロント及びリヤの各アクチュエータの発生力
を制御して、車体の前後方向の姿勢を制御する。
【0012】
【実施例】以下本発明の姿勢制御方法及び姿勢制御装置
の実施例を説明する。図1は、本発明を実施するための
車両の概要を示し、車体1は、前輪2、後輪3のアクス
ルにフロントアクチュエータ、リヤアクチュエータ例え
ば、エアばね(共に図示せず)により支持されている。
後輪3は、駆動輪とされており、図2に示すように後輪
3のアクスルハウジング4は、アッパラジアスロッド
5、ロアラジアスロッド6により車体フレーム7に支持
されている。
【0013】即ち、アッパラジアスロッド5、ロアラジ
アスロッド6は、車体の前後方向に沿って、且つ上下に
並んで平行に配置されており、各後端5a、6aがアク
スルハウジング4のアクスル中心Oの上、下に夫々回動
可能に軸支され、各前端5b、6bが車体フレーム7に
垂設されたブラケット8に回動可能に軸支されている。
そして、アクスル中心Oからアッパラジアスロッド5、
ロアラジアスロッド6の後端5a、6aまでの距離は、
夫々a、bとされている。尚、ホイールベースは、Lで
ある。
【0014】車体1には当該車体1の前後方向の加速度
を検出する加速度センサ10が配設されており、アッパ
ラジアスロッド5、ロアラジアスロッド6には車体1に
作用する応力を検出するセンサ例えば、歪みゲージ1
1、12が取り付けられている。制御装置13は、これ
らの加速度センサ10、歪みゲージ11、12から入力
される信号に基づいて前記フロントアクチュエータ、リ
ヤアクチュエータの発生力(エアばねのばね力)を制御
して車体1の前後方向の姿勢制御を行う。
【0015】以下に図3のフローチャートを参照して姿
勢制御方法を説明する。車体1の質量をm、フロントア
クチュエータ、リヤアクチュエータの発生力を夫々F
1、F2、車体の重心Gに作用する慣性力をF(=m
α)、車体の空力中心Qに作用する空力をF3、アクス
ル中心Oから重心G、空力中心Qまでの高さを夫々h
1、h2、車体1に作用する駆動・制動力をF4、駆動・
制動トルクにより車体1の前後方向に作用するモーメン
トをT、車体1に作用する前後方向の加速度をαとす
る。
【0016】制御装置13は、加速度センサ10、歪み
ゲージ11、12からの各信号を入力し、車体1に作用
する前後方向の加速度α、アッパラジアスロッド5、ロ
アラジアスロッド6に作用する各応力σ1、σ2を求める
(図3のステップS1、S2、S3)。次に、応力σ
1、σ2により車体1に作用する駆動・制動力F4と、駆
動・制動トルクにより車体に作用するモーメントTを算
出する(ステップS4)。アッパラジアスロッド5、ロ
アラジアスロッド6の断面積をA1、A2とすると、アッ
パラジアスロッド5、ロアラジアスロッド6に作用する
力(車体1の前後方向に作用する力)P1、P2は、P1
=σ1A1、P2=σ2A2となる。
【0017】従って、車体1の前後方向に作用する駆動
・制動力F4、及び駆動・制動トルクにより車体の前後
方向に作用するモーメントTは、 F4=P1+P2 (1) T=bP2−aP1 (2) となる。
【0018】次に、制御装置13は、ステップS1で求
めた車体1の前後方向の加速度αと、ステップS4で算
出した車体1の前後方向に作用する駆動・制動力F4
と、駆動・制動トルクにより車体1の前後方向に作用す
るモーメントTとにより、リヤのアクチュエータの発生
力F2と、フロントのアクチュエータの発生力F1とを求
める(ステップS5)。車体1の重心Gに作用する慣性
力Fは、F=mαであり、空力中心Qに作用する空力F
3は、F3=F4−mαとなる。従って、慣性力Fにより
車体1の前後方向に作用するモーメントM1は、M1=m
αh1となり、空力F3により車体1の前後方向に作用す
るモーメントM2は、M2=(F4−mα)h2となる。
【0019】従って、リヤのアクチュエータの発生力F
2、フロントのアクチュエータの発生力F1は、 F2=(M1+M2+T)/L ={mαh1+(F4−mα)h2+T}/L (3) F1=−F2 (4) となる。
【0020】そして、制御装置13は、リヤのアクチュ
エータの発生力がF2、フロントのアクチュエータの発
生力がF1となるようにこれらのアクチュエータを制御
する。これにより制御装置13は、車体1の加速、減
速、定速、路面抵抗の大小、強風、突風の有無等の条件
においても、車体1の前後方向の姿勢変化を小さく抑え
ることができる。
【0021】尚、式(3)、(4)より、空力中心Qの
高さh2と重心Gの高さh1とが略等しい場合には、 F2=(F4h2+T)/L (5) となり、加速度センサ10は不要となる。従って、加速
度センサの価格だけコストダウンを図ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動・制動トルクにより車体に作用するモーメントと、慣
性力により車体に作用するモーメントと、空力により車
体に作用するモーメントとを求め、これらの合計モーメ
ントに応じて前記フロントアクチュエータの発生力と前
記リヤアクチュエータの発生力とを求めて車体の前後姿
勢を制御することにより、車体の加速、減速、定速、路
面抵抗の大小、強風、突風の有無等の条件においても、
車体1の前後方向の姿勢変化を小さく抑えることができ
る。また、制御方法も簡単である。
【0023】請求項2では、駆動側と車体側とを連結し
車体の前後方向に作用する力を受ける連結部材と、前記
連結部材に作用する力を検出する検出手段と、前記検出
手段の検出結果に基づいてフロント及びリヤの各アクチ
ュエータの発生力を制御する制御手段とを備えた構成と
したことにより、姿勢制御装置の構成が簡単となり、従
来の車両に簡単に装備することが可能となると共に、装
置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る姿勢制御方法及び姿勢制御装置を
適用した車両の説明図である。
【図2】図1の駆動輪から車体に作用する力の説明図で
ある。
【図3】本発明の姿勢制御方法の制御手順の一例を示す
フローチャートである。
【図4】従来の車両の姿勢制御方法の説明図である。
【符号の説明】
1 車体 2 前輪 3 後輪(駆動輪) 4 アクスルハウジング 5 アッパラジアスロッド 6 ロアラジアスロッド 7 車体フレーム 8 ブラケット 10 加速度センサ 11、12 歪みゲージ 13 制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体の前後方向の加速度を検知してフロ
    ントのアクチュエータの発生力とリヤのアクチュエータ
    の発生力とを制御し、車体の前後方向の姿勢を一定に保
    持する姿勢制御方法において、 駆動・制動トルクにより車体の前後方向に作用するモー
    メントと、慣性力により車体の前後方向に作用するモー
    メントと、空力により車体の前後方向に作用するモーメ
    ントとを求め、これらの合計モーメントに応じて前記フ
    ロントのアクチュエータの発生力と前記リヤのアクチュ
    エータの発生力とを求めて車体の前後方向姿勢を制御す
    ることを特徴とする姿勢制御方法。
  2. 【請求項2】 車体の前後方向の加速度を検知してフロ
    ントのアクチュエータの発生力とリヤのアクチュエータ
    の発生力とを制御し、車体の前後方向の姿勢を一定に保
    持する姿勢制御装置において、 駆動側と車体側とを連結し車体の前後方向に作用する力
    を受ける連結部材と、 前記連結部材に作用する力を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記フロント及びリ
    ヤの各アクチュエータの発生力を制御する制御手段とを
    備えたことを特徴とする姿勢制御装置。
  3. 【請求項3】 前記連結部材は、車体の前後方向に且つ
    駆動軸のアクスル中心に対して上下に平行に配置された
    ラジアススロッドであることを特徴とする請求項2に記
    載の姿勢制御装置。
  4. 【請求項4】 前記検出手段は、歪みゲージであること
    を特徴とする請求項2又は3に記載の姿勢制御装置。
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