JP2956222B2 - Body attitude control device - Google Patents
Body attitude control deviceInfo
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- JP2956222B2 JP2956222B2 JP41587890A JP41587890A JP2956222B2 JP 2956222 B2 JP2956222 B2 JP 2956222B2 JP 41587890 A JP41587890 A JP 41587890A JP 41587890 A JP41587890 A JP 41587890A JP 2956222 B2 JP2956222 B2 JP 2956222B2
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- roll
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は旋回走行時の車体のロー
ルを抑えてフラツトに保つ、応答性の優れた車体の姿勢
制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle body attitude control apparatus having excellent responsiveness, which suppresses the roll of a vehicle body during a turning operation and keeps the vehicle flat.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開昭61-18172号公報や特開昭62-19851
1 号公報に開示される車体の姿勢制御装置では、旋回走
行時の遠心力による車体姿勢の変化を抑えるために、横
加速度に比例した制御力を油圧式懸架機構へ作用させ
て、車体を一定の姿勢に保つているが、横加速度センサ
の検出遅れ、油圧回路の応答遅れなどにより、特に旋回
運動初期には車体姿勢をフラツトに保てないという欠点
がある。2. Description of the Related Art JP-A-61-18172 and JP-A-62-19851
In the vehicle body attitude control device disclosed in Japanese Patent Publication No. 1 (1993), a control force proportional to the lateral acceleration is applied to a hydraulic suspension mechanism to suppress a change in the vehicle body posture due to centrifugal force during turning, thereby keeping the vehicle body constant. However, there is a disadvantage that the vehicle body posture cannot be kept flat especially at the beginning of the turning movement due to a delay in detection of the lateral acceleration sensor, a delay in response of the hydraulic circuit, and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は上述
の問題に鑑み、旋回運動初期は舵角速度と車速から予測
した横加速度に基づき姿勢制御を行い、定常状態では実
際の横加速度に比例した姿勢制御を行うことにより、旋
回運動初期の応答性を改善し、タイヤがスリツプするよ
うな限界的旋回運動でも正確な姿勢制御を可能にする、
車体の姿勢制御装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to perform attitude control based on a lateral acceleration predicted from a steering angular velocity and a vehicle speed in an initial stage of a turning motion, and to be proportional to an actual lateral acceleration in a steady state. Improve the responsiveness at the beginning of turning motion by performing the attitude control, and enable accurate attitude control even in marginal turning motion such as slipping tires,
An object of the present invention is to provide a vehicle body attitude control device.
【0004】[0004]
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は舵角、車速、横加速度、前後加速度
をそれぞれ検出する検出手段と、舵角速度と車速から予
測横加速度を求める横加速度予測手段と、舵角と車速と
検出された横加速度と前後加速度とから前後軸のコーナ
リングフオースの割合を求める移動荷重配分手段と、前
記横加速度予測手段により求めた予測横加速度と前記コ
ーナリングフオースの割合とから前後軸のロール制御ト
ルクを求める第1のロール制御トルク算出手段と、前記
検出手段から検出された横加速度と前記コーナリングフ
オースの割合とから前後軸のロール制御トルクを求める
第2のロール制御トルク算出手段と、前記検出手段から
検出された横加速度と前記コーナリングフオースの割合
とから前後軸のロール制御トルクを求める第2のロール
制御トルク算出手段と、第1,第2のロール制御トルク
算出手段により求めたロール制御トルクに対応して各車
輪の油圧式懸架機構の油量を加減する油量制御弁とを具
備する車体の姿勢制御装置において、旋回運動初期には
第1のロール制御トルク算出手段から求めたロール制御
トルクに対応して前記油量制御弁を制御し、旋回運動中
は第2のロール制御トルク算出手段から求めたロール制
御トルクに対応して前記油量制御弁を制御することを特
徴とする。In order to achieve the above object, the present invention comprises a detecting means for detecting a steering angle, a vehicle speed, a lateral acceleration, and a longitudinal acceleration, respectively, and obtaining a predicted lateral acceleration from the steering angular speed and the vehicle speed. Lateral acceleration prediction means, moving load distribution means for calculating the ratio of the cornering force of the longitudinal axis from the steering angle and the vehicle speed and the detected lateral acceleration and longitudinal acceleration, the predicted lateral acceleration determined by the lateral acceleration prediction means and First roll control torque calculating means for calculating the roll control torque of the front-rear axis from the ratio of the cornering force; and the roll control torque of the front-rear axis based on the lateral acceleration detected by the detection means and the ratio of the cornering force. The second roll control torque calculating means to be determined, and the lateral acceleration detected by the detecting means and the ratio of the cornering force. Second roll control torque calculating means for calculating the roll control torque, and an oil for adjusting the oil amount of the hydraulic suspension mechanism of each wheel in accordance with the roll control torque obtained by the first and second roll control torque calculating means. An oil quantity control valve, wherein the oil quantity control valve is controlled in accordance with the roll control torque obtained from the first roll control torque calculating means at the beginning of the turning motion, and during the turning motion, The oil amount control valve is controlled according to the roll control torque obtained from the second roll control torque calculation means.
【0005】[0005]
【作用】旋回運動初期に、舵角(ハンドル切り角)速度
と車速から横加速度予測手段により横加速度を求める一
方、舵角と車速と横加速度と前後加速度から移動荷重配
分手段により前後軸のコーナリングフオースの割合を求
める。予測した横加速度とコーナリングフオースの割合
からロール制御トルク算出手段により前後軸のロール制
御トルクを求める。ロール制御トルクに対応して各車輪
の油圧式懸架機構の油量を加減すれば、旋回走行、特に
旋回運動初期に応答性の優れたロール制御を行うことが
でき、車両の操縦安定性が向上される。In the initial stage of the turning motion, lateral acceleration is obtained by the lateral acceleration prediction means from the steering angle (steering wheel turning angle) speed and the vehicle speed, and cornering of the longitudinal axis by the moving load distribution means from the steering angle, the vehicle speed, the lateral acceleration and the longitudinal acceleration. Calculate the percentage of force. From the predicted lateral acceleration and the ratio of the cornering force, the roll control torque calculating means obtains the roll control torque of the front-rear axis. By adjusting the oil amount of the hydraulic suspension mechanism of each wheel in accordance with the roll control torque, roll control with excellent responsiveness can be performed during turning, especially at the beginning of turning motion, and the steering stability of the vehicle is improved. Is done.
【0006】[0006]
【発明の実施例】図1は本発明に係る車体の姿勢制御装
置のブロツク図、図2は油圧式懸架機構の油圧回路図で
ある。図2に示すように、機関により駆動される油圧ポ
ンプ4は、油槽2から油を吸い込み、管5から逆止弁6
を経て管7の蓄圧器8へ供給する。管7への油圧を所定
値に保つために、油圧監視手段Aが備えられる。つま
り、管5の油圧を検出する油圧センサ9の検出値が所定
値を超えると、圧力制御弁12が切り換わり、管5の圧
油の一部が管10、圧力制御弁12、管13、フイルタ
27を経て油槽2へ戻される。また、油圧ポンプ4の吐
出口の油圧が異常に高くなると、管5の圧油の一部が公
知の逃し弁26、フイルタ27を経て油槽2へ戻され
る。FIG. 1 is a block diagram of a vehicle body attitude control apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic suspension mechanism. As shown in FIG. 2, a hydraulic pump 4 driven by the engine sucks oil from an oil tank 2 and a check valve 6 from a pipe 5.
To the accumulator 8 of the pipe 7 Oil pressure monitoring means A is provided to keep the oil pressure to the pipe 7 at a predetermined value. That is, when the detection value of the oil pressure sensor 9 that detects the oil pressure of the pipe 5 exceeds a predetermined value, the pressure control valve 12 is switched, and a part of the pressure oil of the pipe 5 is changed to the pipe 10, the pressure control valve 12, The oil is returned to the oil tank 2 via the filter 27. When the oil pressure at the discharge port of the hydraulic pump 4 becomes abnormally high, a part of the pressure oil in the pipe 5 is returned to the oil tank 2 via the known relief valve 26 and the filter 27.
【0007】管7の圧油は左右の前輪と左右の後輪(図
2には左後輪だけを代表して示す)25の各油圧式懸架
機構19へそれぞれ供給される。油圧式懸架機構19は
シリンダ23にピストン22を嵌装し、ピストン22か
ら上方へ突出するロツド24を車体20に結合する一
方、シリンダ23から下方へ突出するロツドを車輪25
のナツクルに連結してなる。シリンダ23の壁部と車体
20との間にばね21が介装される。車体20とナツク
ルとの間に、車体20と車輪25との上下変位量を検出
する車高センサ28が配設される。なお、左右の前輪、
左右の後輪の各懸架機構19を特定する場合は、FL,F
R,RL,RRの添字を付けることにする。The hydraulic oil in the pipe 7 is supplied to each hydraulic suspension mechanism 19 of left and right front wheels and left and right rear wheels (only the left rear wheel is shown in FIG. 2). The hydraulic suspension mechanism 19 fits a piston 22 in a cylinder 23 and connects a rod 24 projecting upward from the piston 22 to the vehicle body 20, and a wheel 25 projecting downward from the cylinder 23 to a wheel 25.
It is connected to the knuckle. A spring 21 is interposed between the wall of the cylinder 23 and the vehicle body 20. A vehicle height sensor 28 that detects the amount of vertical displacement between the vehicle body 20 and the wheels 25 is disposed between the vehicle body 20 and the nuticle. The left and right front wheels,
When specifying each suspension mechanism 19 of the left and right rear wheels, FL, F
The subscripts R, RL, and RR will be added.
【0008】管7の圧油は逆止弁14、一般的な中立位
置閉鎖型の電磁比例圧力制御弁からなる油量制御弁1
6、絞り18aを経て蓄圧器18へ供給され、さらに油
圧式懸架機構19のロツド24とピストン22の内部通
路を経てシリンダ23の下端室へ供給される。シリンダ
23の下端室へ供給される油圧は、油圧センサ17によ
り検出される。油量制御弁16が切り換わると、シリン
ダ23の下端室の油は油量制御弁16、逆止弁15、管
13、フイルタ27を経て油槽2へ戻される。The pressure oil in the pipe 7 is supplied to a check valve 14, an oil amount control valve 1 comprising a general neutral position closed type electromagnetic proportional pressure control valve.
6. The pressure is supplied to the pressure accumulator 18 through the throttle 18a, and further supplied to the lower end chamber of the cylinder 23 through the rod 24 of the hydraulic suspension mechanism 19 and the internal passage of the piston 22. The oil pressure supplied to the lower end chamber of the cylinder 23 is detected by the oil pressure sensor 17. When the oil amount control valve 16 is switched, the oil in the lower end chamber of the cylinder 23 is returned to the oil tank 2 via the oil amount control valve 16, the check valve 15, the pipe 13, and the filter 27.
【0009】前後・左右の車輪を支持する各油圧式懸架
機構19は独立に、逆止弁14,15、油量制御弁1
6、絞り18a、蓄圧器18、油圧センサ17、車高セ
ンサ28を備えている。Each of the hydraulic suspension mechanisms 19 supporting the front and rear, left and right wheels is independently provided with check valves 14 and 15 and an oil amount control valve 1.
6, a throttle 18a, an accumulator 18, a hydraulic sensor 17, and a vehicle height sensor 28.
【0010】車体(ばね上)のロール量(角度)、車体
のピツチ量(角度)、車体重心の上下位置をそれぞれφ
2 ,θ2 ,x2 とし、車軸(ばね下)のロール量、車軸
のピツチ量、車軸(左右中心)の上下位置をそれぞれφ
1 ,θ1 ,x1 とすると、車体と車軸の相対的なロール
変位量Δφ、ピツチ変位量Δθ、上下変位量Δxは、次
式で表される。The roll amount (angle) of the vehicle body (spring), the pitch amount (angle) of the vehicle body, and the vertical position of the vehicle
2, θ2, x2, and the roll amount of the axle (unsprung), the pitch of the axle, and the vertical position of the axle (left and right center) are φ
Assuming that 1, θ1 and x1, the relative roll displacement Δφ, pitch displacement Δθ, and vertical displacement Δx between the vehicle body and the axle are expressed by the following equations.
【0011】 φ2=φ1+Δφ θ2=θ1+Δθ x2=x1+Δx 停車中の平均的な車高をh、各車輪の車高センサ28の
検出値をhFL,hFR,hRL,hRR、各車輪の車高変化が
ロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δθに及ぼす影響度を
表す係数をk11,k12,k21,k22とすると、ロール変
位量Δφ、ピツチ変位量Δθ、上下変位量Δxは、式1
になる。Φ2 = φ1 + Δφ θ2 = θ1 + Δθ x2 = x1 + Δx The average vehicle height during stop is h, the detection value of the vehicle height sensor 28 of each wheel is hFL, hFR, hRL, hRR, and the change in vehicle height of each wheel is roll. Assuming that k11, k12, k21, and k22 are coefficients representing the degree of influence on the displacement amount Δφ and the pitch displacement amount Δθ, the roll displacement amount Δφ, the pitch displacement amount Δθ, and the vertical displacement amount Δx are expressed by the following equation (1).
become.
【0012】 Δφ=kφ{k11(hFL−hFR)+k12(hRL−hRR)} Δθ=kθ{k21(hFL+hFR)−k22(hRL+hRR)} Δx=kx(hFL+hFR+hRL+hRR−4h) ……(式1) ただし、kφ,kθ,kxはゲインである。各係数k1
1,k12,k21,k22は前後軸の負担荷重、ばね21の
ばね定数などを勘案して実験的に求める。Δφ = kφ {k11 (hFL−hFR) + k12 (hRL−hRR)} Δθ = kθ {k21 (hFL + hFR) −k22 (hRL + hRR)} Δx = kx (hFL + hFR + hRL + hRR-4h) (Equation 1) kφ, kθ, and kx are gains. Each coefficient k1
1, k12, k21, and k22 are experimentally determined in consideration of the load on the front and rear shafts, the spring constant of the spring 21, and the like.
【0013】一般に、路面入力に対し車体をフラツトに
保つ条件は、極低周波入力に対しては、 Δφ→0 Δφ/φ1→0 Δθ→0 Δθ/θ1→0 Δx→0 Δx/x1→0 高周波入力に対しては、 Δφ→−φ1 Δφ/φ1→−1 Δθ→−θ1 Δθ/θ1→−1 Δx→−x1 Δx/x1→−1 と考えられる。In general, the condition for keeping the vehicle body flat against road surface input is as follows: For extremely low frequency input, Δφ → 0 Δφ / φ1 → 0 Δθ → 0 Δθ / θ1 → 0 Δx → 0 Δx / x1 → 0 For a high frequency input, it can be considered that Δφ → −φ1 Δφ / φ1 → −1 Δθ → −θ1 Δθ / θ1 → −1 Δx → −x1 Δx / x1 → −1.
【0014】そこで、路面入力に対し車体をフラツトに
保つための振動制御量、すなわちロール制御トルクF1
2、ピツチ制御トルクF22、上下制御力F32は、Therefore, a vibration control amount for keeping the vehicle body flat against road surface input, that is, a roll control torque F1
2. The pitch control torque F22 and the vertical control force F32
【0015】[0015]
【式2】 ただし、k1 〜k6 は定数で与えられると仮定すると、
次の運動方程式が成り立つ。(Equation 2) However, assuming that k1 to k6 are given by constants,
The following equation of motion holds.
【0016】[0016]
【式2a】 ただし、 上の方程式を変形し、ラプラス変換し、ラプラス演算子
をsで表すと、式3になる。[Equation 2a] However, By transforming the above equation, Laplace transform, and expressing the Laplace operator by s, Equation 3 is obtained.
【0017】[0017]
【式3】 ここで、極低周波の入力に対する応答は上の伝達関数に
おいてs→0とした場合に相当し、高周波の入力にに対
する応答は上の伝達関数においてs→∞とした場合に相
当するから、 となり、車体がフラツトとなる条件を満していることが
分る。(Equation 3) Here, the response to the extremely low frequency input corresponds to the case where s → 0 in the above transfer function, and the response to the high frequency input corresponds to the case where s → ∞ in the above transfer function. It turns out that the vehicle body satisfies the condition of being flat.
【0018】しかし、式2のみにより制御を行う場合
は、定数k1 〜k6 の値をある程度大きくしないと、停
車前後の姿勢をフラツトに維持できなくなる恐れがあ
る。また、定数k1 〜k6 の値が大きすぎると、低周波
入力での乗り心地に悪影響を及ぼす恐れがある。However, when the control is performed only by the equation 2, unless the values of the constants k1 to k6 are increased to some extent, the posture before and after the stop may not be maintained flat. On the other hand, if the values of the constants k1 to k6 are too large, there is a possibility that the ride comfort at low frequency input may be adversely affected.
【0019】そこで、式4で表すように、積分項を追加
することにより、定常偏差を取り除く。Therefore, as represented by Equation 4, the steady-state error is removed by adding an integral term.
【0020】[0020]
【式4】 ただし、k7 〜k9 は定数上述のフイードバツク制御を
行えば、車速一定の直進走行での路面入力に対して車体
をフラツトに保つことができる。(Equation 4) However, k7 to k9 are constants. If the feedback control described above is performed, the vehicle body can be kept flat against road surface input during straight running at a constant vehicle speed.
【0021】しかし、旋回走行時と加減速時には応答が
間に合わず、車体に姿勢変化が生じる。そこで、次のよ
うな横加速度、前後加速度に対応した比例制御を付加す
る。車両が凹凸のない平坦な路面を走行していると仮定
すると、車体のロールとピツチについて、次の運動方程
式が成り立つ。However, during turning and acceleration / deceleration, the response is not in time, and the posture of the vehicle changes. Therefore, the following proportional control corresponding to the lateral acceleration and the longitudinal acceleration is added. Assuming that the vehicle is traveling on a flat road surface with no unevenness, the following equation of motion holds for the roll and pitch of the vehicle body.
【0022】[0022]
【式5】 図3にロールの場合を示すように、式5の右辺の第1項
は車体重心に作用する横加速度(前後加速度)が車体を
ロール(ピツチ)させるモーメント、第2項は車体のロ
ール(ピツチ)に伴う車体重心に作用する重力加速度が
車体をロール(ピツチ)させるモーメントm・gとhR・s
inφの積(m・gとhP・sinθの積)である。(Equation 5) As shown in FIG. 3, the first term on the right side of the equation 5 is a moment in which lateral acceleration (longitudinal acceleration) acting on the center of gravity of the vehicle causes the body to roll (pitch), and the second term is a roll (pitch) of the body. ), The gravitational acceleration acting on the center of gravity of the car causes moments m · g and hR · s to roll (pitch) the car body.
The product of inφ (the product of mg · g and hP · sin θ).
【0023】したがつて、車体のロール、ピツチをそれ
ぞれ0とするためのロール制御トルクF11、ピツチ制御
トルクF21は、次式で表される。Accordingly, the roll control torque F11 and the pitch control torque F21 for setting the roll and pitch of the vehicle body to 0 are expressed by the following equations.
【0024】 −F11=m・hR・GYS+m・g・hR・φ−kS1・φ −F21=m・hP・GXS+m・g・hP・θ−kS2・θ 凹凸のない平坦な路面では路面入力はないから、タイヤ
の上下方向の撓みを無視し、φ=Δφ,θ=Δθとおく
と、ロール制御トルクF11、ピツチ制御トルクF21は、
次式で表される。−F11 = m · hR · GYS + m · g · hR · φ−kS1 · φ −F21 = m · hP · GXS + m · g · hP · θ−kS2 · θ There is no road surface input on a flat road surface without unevenness. Therefore, ignoring the vertical deflection of the tire and setting φ = Δφ and θ = Δθ, the roll control torque F11 and the pitch control torque F21 are
It is expressed by the following equation.
【0025】 −F11=m・hR・GYS+m・g・hR・Δφ−kS1・Δφ −F21=m・hP・GXS+m・g・hP・Δθ−kS2・Δθ ……(式5a) しかし、上述の制御においても、センサの応答遅れ、油
圧回路の応答遅れなどがあるため、旋回運動初期には車
体をフラツトに保てないことがある。−F11 = m · hR · GYS + m · g · hR · Δφ−kS1 · Δφ −F21 = m · hP · GXS + m · g · hP · Δθ−kS2 · Δθ (Equation 5a) In this case, there is a case where the vehicle body cannot be kept flat at the beginning of the turning motion due to a response delay of the sensor, a response delay of the hydraulic circuit, and the like.
【0026】そこで、本発明は旋回運動初期の横加速度
を予測する。つまり、旋回運動初期の舵角速度と車速か
ら横加速度予測手段により予測横加速度を求め、横加速
度予測手段により求めた予測横加速度GYCから車体のロ
ールに対する制御量を求め、油圧式懸架機構への油量を
加減する。いま、車体のロールが無視できるほど小さい
と仮定すると、次の運動方程式が成り立つ。Thus, the present invention predicts the initial lateral acceleration of the turning motion. In other words, a predicted lateral acceleration is obtained by the lateral acceleration prediction means from the steering angular velocity and the vehicle speed at the beginning of the turning motion, a control amount for the roll of the vehicle body is obtained from the predicted lateral acceleration GYC obtained by the lateral acceleration prediction means, and the oil to the hydraulic suspension mechanism is obtained. Adjust the amount. Now, assuming that the roll of the vehicle body is negligibly small, the following equation of motion holds.
【0027】[0027]
【式6】 上の運動方程式から舵角速度 dδH/dtに対する車体
の横すべり角βの伝達関数を求めると、次式で表され
る。(Equation 6) When the transfer function of the side slip angle β of the vehicle body with respect to the steering angular velocity dδH / dt is obtained from the above equation of motion, it is expressed by the following equation.
【0028】[0028]
【式7】 また、 GY=V(dβ/dt+r)=V・dβ/dt+V・r と表される。Equation 7 GY = V (dβ / dt + r) = V · dβ / dt + V · r
【0029】 ここで、旋回運動初期にはV(dβ/dt)が支配的で
あることに注目し、伝達関数GBEを次のような次数の低
い式で近似する。[0029] Here, it is noted that V (dβ / dt) is dominant in the initial stage of the turning motion, and the transfer function G BE is approximated by a low-order equation as follows.
【0030】 GBE=G´BE=GC(V)/{1+s・TC(V)} ただし、GC(V)は次の式8で表される車速の関数、T
C(V)は図4に示すような車速の関数である。G BE = G ′ BE = GC (V) / {1 + s · TC (V)} where GC (V) is a function of the vehicle speed represented by the following equation 8,
C (V) is a function of the vehicle speed as shown in FIG.
【0031】[0031]
【式8】 以上により旋回運動初期の予測横加速度GYCは、次式に
より求められる。(Equation 8) As described above, the predicted lateral acceleration GYC at the beginning of the turning motion is obtained by the following equation.
【0032】 GYC=GBE(dδ/dt)V+GYS したがつて、旋回運動初期のロール制御トルクF11は、
式5aから次のように書き換えられる。GYC = GBE (dδ / dt) V + GYS Therefore, the roll control torque F11 at the beginning of the turning motion is
Equation 5a can be rewritten as follows.
【0033】 −F11=m・hR・GYC+m・g・hR・Δφ−kS1・Δφ ここで、ロール制御トルクF11を前後軸に、前後軸のコ
ーナリングフオースの割合に配分すれば、適正なステア
特性が得られる。−F11 = m · hR · GYC + m · g · hR · Δφ−kS1 · Δφ Here, if the roll control torque F11 is distributed to the ratio of the cornering force of the front-rear shaft to the front-rear shaft, an appropriate steering characteristic can be obtained. Is obtained.
【0034】車両の旋回運動初期の車速が一定で、舵角
δが小さいと仮定すると、ヨー角速度r、前輪コーナリ
ングフオースCF 、後輪コーナリングフオースCR は、
次のようになる。Assuming that the vehicle speed at the beginning of the turning motion of the vehicle is constant and the steering angle δ is small, the yaw angular velocity r, the front wheel cornering force CF, and the rear wheel cornering force CR are given by:
It looks like this:
【0035】 が成り立つ。ここで、横加速度GY は横加速度センサの
検出値GYSと等しい、つまりGY=GYSとしても差し支
えないが、前後加速度GXについては前後加速度センサ
の検出値GXSに車速変化に伴う加減速度成分が含まれる
ので、 GX=GXSとはならない。[0035] Holds. Here, the lateral acceleration GY is equal to the detection value GYS of the lateral acceleration sensor, that is, GY = GYS, but for the longitudinal acceleration GX, the detection value GXS of the longitudinal acceleration sensor includes an acceleration / deceleration component accompanying a change in vehicle speed. Therefore, GX does not become GXS.
【0036】そこで、車速Vの変化率dV/dtを考慮
して、次式により横加速度GX を求める。The lateral acceleration GX is calculated by the following equation in consideration of the change rate dV / dt of the vehicle speed V.
【0037】 GX=GXS−kG・dV/dt ただし、kGは調整ゲイン全体のコーナリングフオース
に対する前後軸のコーナリングフオースの割合kCF,k
CRは、次式のようになる。GX = GXS-kG.dV / dt where kG is a ratio of the cornering force of the front and rear axes to the cornering force of the entire adjustment gain kCF, k
CR is as follows.
【0038】 kCF=CF/(CF+CR) kCR=CR/(CF+CR) したがつて、車体のロールを0とするためのロール制御
トルクF11を、前軸のロール制御トルクF11F と後軸の
ロール制御トルクF11R に、前後軸のコーナリングフオ
ースの割合に配分すると、次式のようになる。KCF = CF / (CF + CR) kCR = CR / (CF + CR) Accordingly, the roll control torque F11 for setting the roll of the vehicle body to 0 is obtained by the roll control torque F11F of the front shaft and the roll control torque of the rear shaft. When distributed to the ratio of the cornering force on the front-rear axis to F11R, the following equation is obtained.
【0039】 F11F=kV6・kCR・F11 F11R=kV7・kCF・F11 ……(式9) ただし、kV6,kV7は調整ゲイン以上のようにして求め
たロール制御トルクF11F ,F11R は、コーナ進入
時にはF11F<F11Rとなり、後軸の移動荷重が前軸
の移動荷重よりも大きくなり、オーバステア気味とな
り、コーナ離脱時には反対の特性となり、アンダステア
気味となる。F11F = kV6 · kCR · F11 F11R = kV7 · kCF · F11 (Equation 9) where kV6 and kV7 are roll control torques F11F and F11R obtained as above the adjustment gain. <F11R, the moving load of the rear shaft becomes larger than the moving load of the front shaft, and the vehicle tends to be oversteered. When the vehicle leaves a corner, the characteristics are opposite, and the vehicle tends to be understeered.
【0040】以上の結果から各車輪へ加えるべき制御量
(油圧式懸架機構の制御油量)VFL,VFR,VRL,VRR
は、次式で表される。From the above results, the control amounts to be applied to the respective wheels (control oil amounts of the hydraulic suspension mechanism) VFL, VFR, VRL, VRR
Is represented by the following equation.
【0041】 VFL=−kV1・F12−kV2・F22+kV5・F32+F11F VFR=+kV1・F12−kV2・F22+kV5・F32+F11F VRL=−kV3・F12+kV4・F22+kV5・F32+F11R VRR=+kV3・F12+kV4・F22+kV5・F32+F11R ……(式10) ただし、kV1〜kV5は定数本発明は上述の原理により、
図1に示すように、各車輪の車高センサ28の検出値か
ら相対変位量算出手段35により車体(ばね上)と車軸
(ばね下)との間の相対的なロール変位量、ピツチ変位
量、上下変位量を求め、舵角センサ30、車速センサ3
1、横加速度センサ32の各検出値から移動荷重配分算
出手段33により前後軸のコーナリングフオースの割合
を求め、舵角センサ30と車速センサ31の検出値から
横加速度予測手段42により予測横加速度GYCを求め、
予測横加速度GYC、前後軸のコーナリングフオースの割
合、横加速度センサ32の検出値、前後加速度センサ2
9の検出値、ロール変位量、ピツチ変位量、上下変位量
から、ロール制御トルク算出手段36、ピツチ制御トル
ク算出手段37、振動制御量算出手段39によりロール
制御トルク、ピツチ制御トルク、上下制御力を求め、以
上の結果から油量算出手段40により各車輪の分担する
制御油量を求め、制御油量に対応して油量制御弁16を
駆動し、各車輪の油圧式懸架機構19の油量を加減し、
これにより旋回走行時の遠心力による車体の姿勢変化を
抑え、車体の姿勢をほぼフラツトに保つものである。VFL = −kV1 · F12−kV2 · F22 + kV5 · F32 + F11F VFR = + kV1 · F12−kV2 · F22 + kV5 · F32 + F11F VRL = −kV3 · F12 + kV4 · F22 + kV5 · F32 + F11 + VF · + FV ++ FV + FV + · F12 + FV + FV + FV + FV +. However, kV1 to kV5 are constants.
As shown in FIG. 1, relative roll displacement and pitch displacement between the vehicle body (spring up) and the axle (unsprung) are calculated by the relative displacement calculating means 35 from the detection values of the vehicle height sensors 28 of the respective wheels. , The amount of vertical displacement, the steering angle sensor 30, the vehicle speed sensor 3
1. The ratio of the cornering force in the front-rear axis is calculated by the moving load distribution calculating means 33 from the detected values of the lateral acceleration sensor 32, and the predicted lateral acceleration is calculated by the lateral acceleration predicting means 42 from the detected values of the steering angle sensor 30 and the vehicle speed sensor 31. Seeking GYC,
Predicted lateral acceleration GYC, ratio of cornering force on longitudinal axis, detected value of lateral acceleration sensor 32, longitudinal acceleration sensor 2
9, the roll control torque calculating means 36, the pitch control torque calculating means 37, and the vibration control amount calculating means 39 determine the roll control torque, the pitch control torque, and the vertical control force from the detected value of No. 9, the roll displacement, the pitch displacement, and the vertical displacement. From the above results, the control oil amount shared by each wheel is obtained by the oil amount calculation means 40, and the oil amount control valve 16 is driven in accordance with the control oil amount, and the oil of the hydraulic suspension mechanism 19 of each wheel is obtained. Adjust the amount,
As a result, a change in the posture of the vehicle body due to centrifugal force during turning traveling is suppressed, and the posture of the vehicle body is kept substantially flat.
【0042】図5はマイクロコンピユ―タからなる電子
制御装置により、上述の制御を行う制御プログラムの流
れ図である。この制御プログラムは所定時間ごとに繰り
返し実行する。p11〜p21は制御プログラムの各ステツ
プを表す。p11で制御プログラムを開始し、p12で初期
化を行い、p13で割込プログラムに移り、油圧監視手段
Aにより油圧ポンプ4の出力油圧pm を読み込み、出力
油圧pm が所定値pcよりも大きい場合は、圧力制御弁
12を開いて圧力を下げ、出力油圧pm が所定値pc よ
りも小さい場合は、圧力制御弁12を閉じて出力油圧p
m を上げ、これにより所定値に保ち、本プログラムへ戻
る。FIG. 5 is a flow chart of a control program for performing the above-mentioned control by an electronic control device comprising a micro computer. This control program is repeatedly executed at predetermined time intervals. p11 to p21 represent each step of the control program. A control program is started at p11, initialization is performed at p12, an interrupt program is started at p13, an output oil pressure pm of the hydraulic pump 4 is read by the oil pressure monitoring means A, and if the output oil pressure pm is larger than a predetermined value pc, When the output oil pressure pm is smaller than a predetermined value pc, the pressure control valve 12 is closed to open the output oil pressure p.
m is increased, thereby maintaining a predetermined value, and returning to this program.
【0043】p14で各車輪の荷重を油圧センサ17か
ら、各車輪の車高を車高センサ28から、前後加速度を
前後加速度センサ29から、横加速度を横加速度センサ
32から、車速を車速センサ31から、舵角を舵角セン
サ30からそれぞれ読み込み、p15で舵角と車速から横
加速度予測手段42により横加速度GYCを求める。At p14, the load of each wheel is obtained from the hydraulic sensor 17, the vehicle height of each wheel is obtained from the vehicle height sensor 28, the longitudinal acceleration is obtained from the longitudinal acceleration sensor 29, the lateral acceleration is obtained from the lateral acceleration sensor 32, and the vehicle speed is obtained from the vehicle speed sensor 31. , The steering angle is read from the steering angle sensor 30, and the lateral acceleration GYC is obtained by the lateral acceleration prediction means 42 from the steering angle and the vehicle speed at p15.
【0044】p16で相対変位量算出手段35により車体
と車軸との相対的なロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δ
θ、上下変位量Δxを求める。p17で舵角、車速、横加
速度、前後加速度から移動荷重配分算出手段33により
全体のコーナリングフオースに対する前後軸のコーナリ
ングフオースの割合kCF,kCRを求める。At p16, the relative roll displacement .DELTA..phi., Pitch displacement .DELTA.
θ and the vertical displacement Δx are obtained. At p17, the ratio kCF, kCR of the cornering force of the front-rear axis to the entire cornering force is calculated by the moving load distribution calculating means 33 from the steering angle, the vehicle speed, the lateral acceleration, and the longitudinal acceleration.
【0045】p18で横加速度GYC、コーナリングフオー
スの割合kCF,kCR、横加速度GY、前後加速度GX 、
ロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δθ、上下変位量Δx
から、ロール制御トルク算出手段36、ピツチ制御トル
ク算出手段37、振動制御量算出手段39により、車体
をフラツトに保つためのロール制御トルクF11F ,F11
R ,F12、ピツチ制御トルクF21,F22、上下制御力F
32を求める。At p18, the lateral acceleration GYC, the cornering force ratio kCF, kCR, the lateral acceleration GY, the longitudinal acceleration GX,
Roll displacement Δφ, pitch displacement Δθ, vertical displacement Δx
The roll control torque calculating means 36, the pitch control torque calculating means 37, and the vibration control amount calculating means 39 determine the roll control torques F11F, F11 for keeping the vehicle body flat.
R, F12, pitch control torque F21, F22, vertical control force F
Ask for 32.
【0046】p19で油量算出手段40により、各車輪の
油圧式懸架機構19の制御油量VFL,VFR,VRL,VRR
を求める。p20で制御油量VFL,VFR,VRL,VRRに基
づき油量制御弁16を駆動し、油圧式懸架機構19の油
量を加減し、p21で終了する。At p19, the oil amount calculating means 40 controls the control oil amounts VFL, VFR, VRL, VRR of the hydraulic suspension mechanism 19 for each wheel.
Ask for. At p20, the oil amount control valve 16 is driven based on the control oil amounts VFL, VFR, VRL, VRR, the oil amount of the hydraulic suspension mechanism 19 is adjusted, and the process ends at p21.
【0047】図6に示すように、実際には、各車輪の油
圧式懸架機構19(図6には左前輪の場合を示す)へ加
えられる油量信号は、制御油量に対応する直流電圧また
はデユーテイ比のパルス電圧として各油量制御弁16の
電磁コイルへ加えられ、車高を加減する。この時各車輪
の油圧式懸架機構19へ加えられる油圧pは油圧センサ
17により検出され、電圧として油量制御弁16の電磁
コイルへフイードバツクされる。図6において、kVL1
〜kVL3 はゲイン、kS は油圧センサ17のゲイン、G
VLは油量制御弁16の伝達関数、GACT は油圧式懸架機
構19の伝達関数である。As shown in FIG. 6, actually, the oil amount signal applied to the hydraulic suspension mechanism 19 of each wheel (FIG. 6 shows the case of the left front wheel) is a DC voltage corresponding to the control oil amount. Alternatively, a pulse voltage having a duty ratio is applied to the electromagnetic coil of each oil amount control valve 16 to adjust the vehicle height. At this time, the hydraulic pressure p applied to the hydraulic suspension mechanism 19 of each wheel is detected by the hydraulic pressure sensor 17 and fed back to the electromagnetic coil of the oil amount control valve 16 as a voltage. In FIG. 6, kVL1
~ KVL3 is gain, kS is gain of oil pressure sensor 17, G
VL is a transfer function of the oil amount control valve 16 and GACT is a transfer function of the hydraulic suspension mechanism 19.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明は上述のように、舵角、車速、横
加速度、前後加速度をそれぞれ検出する検出手段と、舵
角速度と車速から予測横加速度を求める横加速度予測手
段と、舵角と車速と検出された横加速度と前後加速度と
から前後軸のコーナリングフオースの割合を求める移動
荷重配分手段と、前記横加速度予測手段により求めた予
測横加速度と前記コーナリングフオースの割合とから前
後軸のロール制御トルクを求める第1のロール制御トル
ク算出手段と、前記検出手段から検出された横加速度と
前記コーナリングフオースの割合とから前後軸のロール
制御トルクを求める第2のロール制御トルク算出手段
と、前記検出手段から検出された横加速度と前記コーナ
リングフオースの割合とから前後軸のロール制御トルク
を求める第2のロール制御トルク算出手段と、第1,第
2のロール制御トルク算出手段により求めたロール制御
トルクに対応して各車輪の油圧式懸架機構の油量を加減
する油量制御弁とを具備する車体の姿勢制御装置におい
て、旋回運動初期には第1のロール制御トルク算出手段
から求めたロール制御トルクに対応して前記油量制御弁
を制御し、旋回運動中は第2のロール制御トルク算出手
段から求めたロール制御トルクに対応して前記油量制御
弁を制御するものであり、特に直進走行から旋回走行へ
移る時、舵角速度と車速から予測した横加速度に基づき
ロール制御を行うものであるから、遠心力による車体の
姿勢変化に対して応答性が優れ、操縦安定性が向上され
る。As described above, the present invention provides a detecting means for detecting a steering angle, a vehicle speed, a lateral acceleration, and a longitudinal acceleration, a lateral acceleration predicting means for obtaining a predicted lateral acceleration from a steering angular velocity and a vehicle speed, A moving load distributing means for calculating a ratio of a cornering force on the longitudinal axis from the vehicle speed, the detected lateral acceleration and the longitudinal acceleration, and a longitudinal axis based on the predicted lateral acceleration determined by the lateral acceleration predicting means and the ratio of the cornering force. First roll control torque calculating means for obtaining the roll control torque of the first and second roll control torque calculating means for obtaining the roll control torque of the longitudinal axis from the lateral acceleration detected by the detecting means and the ratio of the cornering force. And a second row for obtaining a roll control torque of the front-rear axis from the lateral acceleration detected by the detection means and the ratio of the cornering force. A vehicle body comprising: a control torque calculating means; and an oil amount control valve for adjusting the oil amount of a hydraulic suspension mechanism of each wheel in accordance with the roll control torque obtained by the first and second roll control torque calculating means. In the attitude control device, the oil amount control valve is controlled in accordance with the roll control torque obtained from the first roll control torque calculating means in the initial stage of the turning motion, and is controlled by the second roll control torque calculating means during the turning motion. The oil amount control valve is controlled in accordance with the obtained roll control torque. Particularly, when shifting from straight running to turning, the roll control is performed based on the lateral acceleration predicted from the steering angular speed and the vehicle speed. In addition, the responsiveness to the change in the posture of the vehicle body due to the centrifugal force is excellent, and the steering stability is improved.
【図1】本発明に係る車体の姿勢制御装置のブロツク図
である。FIG. 1 is a block diagram of a vehicle body attitude control device according to the present invention.
【図2】油圧式懸架機構の油圧回路図である。FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic suspension mechanism.
【図3】旋回走行時車体に生じるロールを説明する車体
の背面図である。FIG. 3 is a rear view of the vehicle body for explaining a roll generated on the vehicle body during turning traveling.
【図4】横加速度予測手段の演算内容の一部を示す線図
である。FIG. 4 is a diagram showing a part of calculation contents of a lateral acceleration prediction means.
【図5】姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。FIG. 5 is a flowchart of a control program of the attitude control device.
【図6】各車輪の油圧式懸架機構に備えられるフイード
バツク制御機構のブロツク線図である。FIG. 6 is a block diagram of a feedback control mechanism provided in the hydraulic suspension mechanism of each wheel.
16:油量制御弁 19:油圧式懸架機構 28:車高
センサ 29:前後加速度センサ 30:舵角センサ
31:車速センサ 32:横加速度センサ 33:移動
荷重配分算出手段 35:相対変位量算出手段 36:
ロール制御トルク算出手段 37:ピツチ制御トルク算
出手段 39:振動制御量算出手段 42:横加速度予
測手段16: oil amount control valve 19: hydraulic suspension mechanism 28: vehicle height sensor 29: longitudinal acceleration sensor 30: steering angle sensor
31: Vehicle speed sensor 32: Lateral acceleration sensor 33: Moving load distribution calculating means 35: Relative displacement amount calculating means 36:
Roll control torque calculation means 37: pitch control torque calculation means 39: vibration control amount calculation means 42: lateral acceleration prediction means
Claims (1)
ぞれ検出する検出手段と、舵角速度と車速から予測横加
速度を求める横加速度予測手段と、舵角と車速と検出さ
れた横加速度と前後加速度とから前後軸のコーナリング
フオースの割合を求める移動荷重配分手段と、前記横加
速度予測手段により求めた予測横加速度と前記コーナリ
ングフオースの割合とから前後軸のロール制御トルクを
求める第1のロール制御トルク算出手段と、前記検出手
段から検出された横加速度と前記コーナリングフオース
の割合とから前後軸のロール制御トルクを求める第2の
ロール制御トルク算出手段と、前記検出手段から検出さ
れた横加速度と前記コーナリングフオースの割合とから
前後軸のロール制御トルクを求める第2のロール制御ト
ルク算出手段と、第1,第2のロール制御トルク算出手
段により求めたロール制御トルクに対応して各車輪の油
圧式懸架機構の油量を加減する油量制御弁とを具備する
車体の姿勢制御装置において、旋回運動初期には第1の
ロール制御トルク算出手段から求めたロール制御トルク
に対応して前記油量制御弁を制御し、旋回運動中は第2
のロール制御トルク算出手段から求めたロール制御トル
クに対応して前記油量制御弁を制御することを特徴とす
る、車体の姿勢制御装置。1. A detecting means for detecting a steering angle, a vehicle speed, a lateral acceleration, and a longitudinal acceleration, a lateral acceleration predicting means for obtaining a predicted lateral acceleration from a steering angular speed and a vehicle speed, and a steering angle, a vehicle speed, and a detected lateral acceleration. Moving load distribution means for calculating the ratio of the cornering force on the longitudinal axis from the longitudinal acceleration; and a first roll control torque for determining the roll control torque on the longitudinal axis from the predicted lateral acceleration determined by the lateral acceleration predicting means and the ratio of the cornering force. Roll control torque calculating means, a second roll control torque calculating means for obtaining a longitudinal axis roll control torque from the lateral acceleration detected by the detecting means and a ratio of the cornering force, Second roll control torque calculating means for obtaining a roll control torque of the front-rear axis from the lateral acceleration and the ratio of the cornering force, An oil amount control valve for adjusting the oil amount of the hydraulic suspension mechanism of each wheel in accordance with the roll control torque obtained by the second roll control torque calculating means; Initially, the oil amount control valve is controlled in accordance with the roll control torque obtained from the first roll control torque calculation means.
And controlling the oil amount control valve in accordance with the roll control torque obtained by the roll control torque calculating means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41587890A JP2956222B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Body attitude control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41587890A JP2956222B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Body attitude control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232113A JPH04232113A (en) | 1992-08-20 |
| JP2956222B2 true JP2956222B2 (en) | 1999-10-04 |
Family
ID=18524153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41587890A Expired - Lifetime JP2956222B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Body attitude control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956222B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7788007B2 (en) * | 2006-01-12 | 2010-08-31 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Roll stability indicator for vehicle rollover control |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP41587890A patent/JP2956222B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04232113A (en) | 1992-08-20 |
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