JPH02502990A - 車両懸架システム、及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 車両懸架システム、及びその作動方法 技術分野 本発明は、一般的に、地形追従部材（例えば、車輪、スキー、水中翼、等）と車 両本体の間に使用するための懸架システムの分野に関し、更に詳しくは、改良し た゛能動的”懸架システム及びその作動方法に関する。

背景技術 従来の車両懸架システムは、典型的には、互いに並列に配置され且つ車両がデー と車輪の間に作動的に介在する緩衝器とばねを有する。この緩衝器は、通常ピス トンとシリンダの装置で、その中で流体が絞ったオリフィスを通して一室から他 室へ流される。これらのシステムは、負荷の変動に反応的に応答するので、”受 動的”であると称される。そのようなシステムを、一方で車両操縦性と、他方で 乗り心地の間の実際的妥協であるように設計することはよく知られている。

近年、そのような゛受動的”システムの代りに１能動的”懸架システムを開発す ることに興味が増している。これらの”能動的”システムのいくつかでは、従来 の緩衝器が、通常複動流体動力アクチュエータの対向する室に関する流体の流れ を制御するように作動的に配置された電気・油圧サーボ弁の形をしたサーポアク チュエータによって置き換えられている。このアクチュエータは、基本的にはピ ストンとシリンダの装置で、構造的には見積れた緩衝器に似ている。しかし、単 に絞ったオリアイスを通して一室から他室への流体の流れを制御するのではなく 、そのオリフィスを全く省き、対向する室に出入りする流れをこのサーボ弁によ って制御する、それで、このサーボ弁を種々の検知したパラメータに応じて作動 することによって、との懸架システムな外乱を補正するように１能動的に″制御 することができる。先行技術の１能動的”懸架システムの例は、米国特許２，９ ９２，８３７．３，０２９，０８９．３．０３５，８５３．３，１２４，３６８ ．４，２１５，４０３、及び４，６２５，９９３並びに英国特許ＧＢ２００３２ ５５Ｂに記載されている。

−りは搭載マイクロプロセッサの開発によって可能にされたそのような“能動的 ”システム出現は、車両懇架装置の新しい時代を告げている。しかし、これまで 開発されてきたような”能動的”システムは、従来の”受動的”システムに比べ 、感覚が゛あらい”ことを特徴としている。この一つの理由は、流体動力アクチ ュエータが、どの時点でも、車両の車輪とボデーの間に剛いリンクを構成するか らである。それで、もし路面のあらさが、このサーボアクチュエータの周波数応 答を超えるか又はその摩擦限界以下め、高振動数、低振幅の振動、又は”ノイズ を生ずるなら、これはこのアクチュエータを介してボデーに伝えられうる。

この”あらさ”を軽減するため、他の人はゴム絶縁装置をこのアクチュエータと 直列に置くことを提案している。（例えば、１９８２年６月２３日発行の英国特 許ＧＢ２　００３　２５５Ｂ参照）。もし、ここに述べたように、そのような絶 縁装置がただのばねとダンパの両方の性質に似た混成の性質を有するなら、この 絶縁装置は高い振動数の振動を車輪からアクチュエータへ、従ってボデーへ伝達 することを強調するだろう。

発明の開示 本発明は、改良された車両懸架システム及び改良されたその作動方法を提供する 。この懸架システムは、ばね上質量（例えば、車両ざデー）の一部と、地形追従 部材（例えば、車輪、スキー、水中翼、等）のよう・　な、ばね下質量の間に作 動的に配置されている。

この改良された懸架システムは、広く、ボデーと地形追従部材の間に作用するよ うに配置されたサーがアクチュエータを含む。このアクチュエータは部材とボデ 一部に直接作用してもよく、又は、例えば絶縁ばねな介して、それに間接的に作 用してもよい。高ゲインサーボループがこのサーボアクチュエータのすぐ周りに 閉じられている。力命令信号がこの部材からがデーに伝達されるべき所望の力を 示すために供給される。

このボデ一部に加えられる実際の力は、直接測定か計算によって決定される。こ の所望の力と実際の力の間の差を反映する方眼差信号が作り出され茗。命令信号 （即ち、速度か位置の）がとの方眼差信号の関数としてサーボループに供給され る。それで、アクチュエータは、所望と実際の力の間の誤差を少なくするように 動かされる。アクチュエータ速度を制御するなら、方眼差信号に単に一室ゲイン を掛けてサーボループへの速度命令信号を作る。アクチュエータ位置を制御する なら、このサーボループに供給される位置命令信号は、方眼差信号掛ける第１定 数と方眼差の積分掛ける第２定数の和であるのが好ましい。

使用に際して、そのような改良されたシステムは、そのような車両懸架システム を作動する改良された方法を行い、その方法は、このサーボアクチュエータのす ぐ周りに高ゲインサーボループを準備すること、この地形係合部材からポデ一部 へ伝達されるべき所望の力を命令すること、そのような部材からそのようなボデ 一部に伝達される実際の力を決めること、そのような所望の力と実際の力の間の 誤差を計算すること、及びそのような計算した方眼差の関数としてアクチュエー タの周りのサーボループに命令信号を供給することの諸ステップを広く含み、そ れによってこのアクチュエータをそのような方眼差を減するような位置へ動かす 。

従って、本発明の一般的目的は改良された車両懸架システムを提供することであ る。

他の目的は、車両懸架システムを作動する改良された方法を提供することである 。

他の目的は、高ゲイン閉ループに配置されたアクチュエータが所望の力と実際の 力の間を誤差を減するように動かされるように、改良された車両懸架システムと その作動方法を提供することである。

更に他の目的は、地形追従部材からボデーへの高振動数、低振幅道路”ノイズ” の伝達及びその結果生ずるあらい感覚を減する改良された車両懸架システムを提 供することである。

これらやその他の目的及び利点は、前記の及びこれから書く明細書、図面及び添 付の請求の範囲から明白となろう。

図面の簡単な説明 第１図は、従来の”受動的”車両懸架システムの模式図で、車輪とボデーの間に 並列に配置されたばねと緩衝器を示す。

第２図は、車輪とボデーの間に並列に配置されたアクチュエータとばねを有する 、先行技術の７能動的”懸架システムの模式図である。

第３図は、ばねと並列に配置された、互いに直列のアクチュエータと絶縁装置を 有する、もう一つの先行技術の１能動的″懸架システムの模式図である。

第４図は、改良された”能動的”懸架シろ・テムの一つの実施例の模式図である 。

テムを作動するための、先行技術の制御システムを示す、半枠化した模式的ブロ ック線図である。

第６図は、第４図に示す改良された懸架装置を作動するための改良された制御シ ステムの模式的ゾロツク線図である。

第７図は、第６図に示すサーボアクチュエータのブロック線図で、速度帰還サー ボループを示す。

第８図は、第６図に示すサーボアクチュエータのブロック線図で、位置帰還サー ボループを示す。

発明実施の態様 最初に、類似の参照番号は、いくつかの図面を通じ終始一貫して同じ構造的要素 、部分又は表面を指す意図であることを明確に理解されねばならない。それは、 そのような要素、部分又は表面が、この詳細な説明がその肝要部であるこの明細 書全体によって更に説明されるかもしれないからである。他に指示がなければ、 図面は、明細書と共に読まれる（例えば、ハツチング、部品の配置、比率、程度 、等）ことを意図され、且つ本発明の全明細書の一部と考えられるべきである。

以下の説明で使われているように、”水平”、゛垂直”、左”、”左”、”上” 及び”下”という用語は、それらの形容詞及び副詞派生語（例えば、”水平に” 、１右に２、”上に”、等）と共に、単に特定の図が読者に面したときの図示の 構造物の方向を指すにすぎない。同様に、゛内方に”及び”外方に”という用語 は、一般に長手軸又は回転軸のどちらが適当な方に対する表面の方向を指す。

本発明は、改良された車両懸架システム、及びその改良された作動方法を提供す る。以下の明細書で、いくつかの既知の懸架装置、並びに改良した懸架装置を、 車両のボデーの近接部に対する単一車輪の運動又は変位に関して説明する。この 技術に精通した者には、典型的には類似の懸架装置がボデーと各車輪の間に設け られることが容易にわかるだろう。それで、自動車のような４輪車両の場合、典 型的には四つのそのような懸架装置がある、しかし、本発明は、自動車は勿論、 陸上車両に使うことにも限定されないことは明確に理解されるべきである。事実 、本発明は、トラック、建設機械、線路敷設車両、鉄道車両、航空機、水中翼船 、等に使うことができる。従って、ここで使うように、”車両”という用語は広 く包括的な意味を意図し、本発明は種々のボデー形状及び構成をもつ多くの異な った型式の車両に使うことができることが予見される。

同様に、”地形追従部材”という用語は、一般的に地形又は表面の輪郭に追従す る、どのような槃式の部材も表すことを意図する。それで、そのような部材の例 には道路車輪、水中翼、スキー、等があるが、これに限定はされない。更に本発 明は、一般に第１部材と第２部材の間に作動的に介在する力発生システムと見做 してもよく、且つ車両以外の用途に使ってもよい。しかし、以下の説明では、本 発明を従来の自動車に関して説明する。

しかし、この改良した懸架装置の構造及び作用を説明する前に、いくつかの先行 技術の懸架装置の基礎的原理を復習するのが妥当であると思う。

先行技術の懸架装置（第１図−第３図）さて、図面、更に詳しくはその第１図を 参照すると、全体を１０で示す、従来の”受動的”懸架システムがボデーの一部 １１と車輪１２０間に設けられているものとして図示されている。この車輪は、 実際には、ボデーに対して上下に動きうる支持体１４（例えば、制御アーム、車 軸、等）に回転可能に取付けられたタイヤ１３を含む組立体である。しかし、以 下の説明では、このタイヤと車輪の組立体を単に”車輪”と称する。

この車輪とボデーの間の相対水平運動（例えば、前から後へ、又は左右に）は、 適当な手段（図示せず）によって別の方法で拘束されている。

この従来の懸架システムは、典型的には、車輪とボデーの間に作用するように互 いに並列に配置された、ばね１５（例えば、コイルばね、板ばね、等）と緩衝器 １６を含む。この緩衝器は、シリンダ１９に沿ってシールされた滑り運動するよ うに取付けられたピストン１８を有する。図示のように、このシリンダはボデー に結合され、且つピストンは、棒１７を介して車輪に結合されている。それぞれ このピストンの上及び下の室２０．２１は、このぎストンに貫通して設けられた 、絞ったオリフィス２２を通して互いに通じている。

道路によってこの車輪に働かされた力は、ばね及び／又は緩衝器の適当な方によ ってボデーに伝えられる。

このばねが圧縮変位されると、車輪によってこのばねに働かされた力は、式Ｆ＝ ｋｘによってボデーに伝えられる。但し、Ｆは力、ｋはばね係数、Ｘはばね圧縮 の大きさでおる。他方、緩衝器は速度ダンパとして作用する。この緩衝器は、ピ ストンとシリンダの間に相対速度があるときだけ、車輪とボデーの間に力を伝え ることができる。車両が静止しているときのように、そのような相対速度がなけ れば、この緩衝器は車輪とボデーの間に如何なる力も伝えず、従ってとのボデー の重量はばねだけで支持される。それで、この緩衝器は相対速度に対する抵抗と して作用する。速度が太きければ大きい程、抵抗は大きい。それで、車輪が隆起 に当ったときのように、車輪がボデーに対して上方に動くとき、力はばねと緩衝 器の両方を通してボデーに伝えられることができる。しかし、そのような情況で ボデーに伝えられる力全体は制御できない。ばねによって伝えられる力の量はそ の変位に比例するだろうが、緩衝器は、ある時には、ボデーと車輪を直接結合す る、剛性又は半剛性の力伝達リンクとして作用するかもしれない。

他の人は、この緩衝器の性能特性を変えることができるようにするため、そのよ うな従来の緩衝器に選択的な可変流オリアイスを設けることを提案している。

（例えば、米国特許４，３１３．５２９及び４，５２７，６２６参照）。

いずれにしても、第１図に示す懸架システムは、それが負荷変動に受動的に応答 し、エネルギーを吸収できるだけであるという意味で゛、この緩衝器に固定オリ フィスがあるか可変オリフィスがあるかに関係なく、゛受動的”と見做される。

そのような”受動的”システムの固有の限界のために、及びその実際的設計が所 望の乗り心地と操縦特性の間の妥協であったために、他の人は能動的に制御され る懸架システムを開発することに動機づけられていた。

第２図は、そのような改良されたシステムの一つの模式図で、米国特許４，６２ ５．９９３により完全に開示されている。全体を２３で示すこの“能動的“シス テムは、互いに並列に配置された複動流体動力アクチュエータ２４とばね２５を 有し、車輪１２とボデー１１の間に作用するように図示されている。構造的観点 から、アクチュエータ２４は、絞りオリフィス２２が省かれていることを除いて 、緩衝器１６にいくらか似ている。それで、このアクチュエータは、シリンダ２ ８それぞれ分離した上及び下流体室２９．３０を有する。

ピストン２６は棒３１によって車輪１２にしっかりと結合されている。このシリ ンダ２８の上端は支持板３２に固定され、その板は、次に、ロードセル３３及び 旋回接続装置３４を介してボデーに結合されている。

ばね２５は支持板３２と車輪１２の間に作用する。アクチュエータ室２９．３０ に関する流体流れは電気油圧サーボ弁３５によって制御される。このサーボ弁は 、電気命令信号（礎）の極性及び大きさに応じて、室２９．３０をそれぞれ供給 及び帰り圧力源（Ｐｇ　、　Ｒ）又はその逆と選択的に接続する。このアクチュ エータの長さは、電気出力信号（Ｘａ）を出すように配備された線形変数微分変 換器（ＬＶＤＴ　）３６によって絶えず監視されている。ばね２５の変位の変動 もＬＶＤＴ供給信号（Ｘａ）の変動の点で監視されてもよい。加速度計３８は、 車輪にそれと共に動くように取付けら°れ、この車輪の垂直加速を反映する電気 出力信号を出す。ロードセル３３は、支持板３２とボデーの間に配置され、且つ ばねとアクチュエータがボデーに働かせる合計力を測定するように配備されてｂ る。このロードセルは、そのような測定した実際の力を反映する電気出力信号（ Ｆｗ）を出すように配備されている。

種々のセンサ（即ち、ＬＶＤＴ　、ロードセル、及び加速度計）及びボデーの他 のところに設けられたその他のあるセンサからの信号は、中央制御システム（図 示せず）に供給され、そのシステムはこのサーボ弁を所望の方法で作動するため 命令信号（ｉｙ　）を選択的に変える。それで、例えば、ブレーキ作動中、ボデ ーの１ノーズダウン”状態を防ぐため、前輪のアクチュエータを伸すことができ 、及び／又は後輪のアクチュエータを縮めることができる、等。このように、こ の中央制御システムは、所望の特定のボデー　姿勢を連取又は維持するため各サ ーボアクチュエータに命令信号このシステムは従来の”受動的”システムに比べ 有意な進歩及び改良を示すが、車両占有者があらさ、又は摩擦限界以下及び／又 はこのサーボアクチュエータの帯域幅限界を超える高振動数、低振幅の振動を感 する可能性がまだあると信じられている。どの時点でも、車輪がアクチュエータ を介してボデーに直接結合されているので、そのようなあらさをボデーに伝達す るための直接伝導路がある。

さて、第３図を参照すると、他の人がアクチュエータと直列にビム絶縁装置３９ を配置することによってあらさの問題を解決することを提案している。この解決 の明白な目的は、アクチュエータの摩擦限界以下のある限られた車輪運動を許す ことであった。しかし、そのようなビム絶縁装置は、ばねだけとダンパだけの性 質の中間にある混成の性質をもっているかもしれない。換言すれば、ビム絶縁装 置はばねとしてとダンパとしての両方に作用するかもしれない。（例えば、１９ ８２年６月２３日発行の英国特許２００３２２５　Ｂ参照）。それで、それがダ ンパとして作用する限り、このビム絶縁装置は、特に高振動数で、アクチュエー タを通してそのような”ノイズを伝達するための伝導路を提供しつづける。

改良された懸架システム（第４図） 本発明は、改良された”能動的″懸架システム、とその改良された作動方法を提 供する。

本改良によれば、高ゲイン位置又は速度サーがループがこのサーボアクチュエー タのすぐ周りに閉じられている。ボデーに働かせるべき力の所望量の反映である 信号は、電気命令として与えられる。このボデーに働く実際の力は、要求によっ て、計算が測定によって決められる。そのような実際の力の反映である負帰還信 号は命令信号と足され、それらの間の差が方眼差信号として提供される。この方 眼差信号は（要求によって）位置命令信号か速度命令信号に変換され、且つアク チュエータのサーボループに供給される。それで、このアクチュエータは方眼差 信号をゼロにするように作動される。

第４図はこの改良された懸架システムの一つの可能性のある構造的具体例を示し 、それは再び一つだけの車輪１２と車両ボデーの近接する部分１１０間に作動的 に介在するとして図示されている。こ工で再び、この技術に精通した者にはその ようなシステムが典型的にはボデーと各道路車輪の間に配置されるだろうことは 容易にわかるだろう。

全体を４０で示す改良された懸架システムのこの形は、ボデーと車輪の間に配置 されたコイルばね４１を有するように図示されている。全体を４２で示す複動流 体動力アクチュエータともう一つのコイルばね４３は互いに直列に接続され、且 っばね４１と並列であるようにボデーと車輪の間に作用するように配置されてい る。更に詳しくは、アクチュエータ４２は、シリンダ４５の中に滑動可能に取付 けられ且つ上及び下流体室、それぞれ４６．４８を分離するピストン４４を持つ ように図示されている。棒４９は、このぎストンを中間の垂直に動きうる板５０ を介してばね４３の上端に接続する。ばね４３の下端は車輪１２に作用するよう に配置されている。シリンダ４５の上端は、ロードセル５１と旋回接続装置５２ を介してざデーに結合されている。ロードセル５１は、このアクチュエータによ ってボデーに加えられる力を反映する電気信号（Ｆａ）を提供するように配備さ れている。このアクチュエータの長さはＬＶＤＴ　５３によって絶えず監視され 、そのＬＶＤＴは板５０とこのシリンダから外方に横に延びる部材５４との間に 作用するように配置されている。このＬＶＤＴは、アクチュエータの長さの反映 である電気出力信号（Ｘａ　）を提供する。従って信号（Ｘａ）の変動は、アク チュエータの増分変位を表す。もう−りのＬＶＤＴ　５５は、板５０と車輪１２ の間に作用するように作動的に配置されている。このＬＶＤＴは、板と車輪の間 の距離、及び、付随的にばね４３の長さを反映する電気出力信号（Ｘｓ）を出す ように配置されている。加速度計５６は、車輪１２上に取付けられ、且つこの車 輪の垂直加速の反映である電気信号を出す。四方電気油圧サーボ弁５８は、それ ぞれ（Ｐｓ　）及び（Ｒ）と表示された連管によって流体源（図示せず）及び溜 め（図示せず）に接続され、且つ電流（１ｖ）に応じてアクチュエータ室４６． ４８へ、適宜、出入りする流体の流れを選択的に制御するように配置されている 。それで（ｉｖ）の極性と大きさに依って、アクチュエータは一つの位置から他 へ上又は下へ動くだろう。

先行技術の制御システム（第５図） 第５図は第２図に示した既知の懸架システムを作動するために使用され、全体を ６０で示す先行技術の制御システムの単純化したブロック線図である。

懸架システム２３によってボデーに加えられるべき所望の力の反映である力命令 信号（Ｆｃ　）が正入力として合計点６１に供給される。この合計点は又、ロー ドセル３３によって供給される信号（ＦＷ　）を負帰還として受ける。信号（Ｆ Ｗ）は、との懸架装置によって車両る方眼差信号を生ずるように配置されている 。この方眼差信号は、ブロック６２で示すゲイン（Ｇよ）を掛けてアクチュエー タ速度命令信号（Ｘｃ）を生じ、次にその命令信号がサーどアクチュエータ６３ に供給される。

アクチュエータ２４とサーボ弁３５を含むこのサーボアクチュエータは、アクチ ュエータ室２９．３０に関して流体の流れを制御するように作動的に配置されて いる。それで、アクチュエータ棒３１は、要求通りに、シリンダ２８に対して選 択的に伸ばし又は縮めることができた。従って、信号（姪）の大きさは、棒とシ リンダの間のそのような相対運動の所望の速度の反映であシ、一方この信号の極 性はそのような相対運動の方向の反映であった。いずれにしても、このす＝ボア クチュエータは、アクチュエータ速度とその結果の位置（Ｘａ）を生ずるように 作動された。このアクチュエータ位置は車両に供給されるように図示されている 。

このように、先行技術の制御システム６０は、供給され先方命令信号を測定した 実際の力信号と比較し、方眼差信号を生じた。この方眼差信号は速度命令信号に 変換され、このサーボアクチュエータの種々のフィードフォワード要素（図示せ ず）に供給された。しかし、情報と確信によれば、この速度命令信号（Ｘｃ）に 応じるサーボアクチュエータの閉ループサーボ制御は何もなかった。

改良した制御システム（第６図−第８図）第６図は、第４図に示したような懸架 システムを作動するための、全体を６４で示す、改良された制御システムの模式 的ブロック線図である。第７図及び第８図は、第６図の制御システムに使うこと ができる。代替閉ループサーざアクチュエータのブロック線図である。

第６図は、アクチュエータ位置、直列ばねたわみ、並列ばねたわみ、及び各々に 関連する力に関する物理式を、ブロック線図の形で、示す。この線図は、全懸架 力（Ｆ′ｗ）に比例する帰還信号が測定したアクチュエータ及び直列ばねの変位 から容易に誘導できることを示す。第４図に示した懸架システムに於いて、ＬＶ ＤＴ５５は絶縁ばね４３の長さの反映である信号（ＸＳ）を提供するために配置 され、ＬＶＤＴ５３はアクチュエータ４２の長さの反映である信号（Ｘａ）を提 供するために配置され、そしてロードセル５１はこのアクチュエータがボデーに 加えた力の反映である信号（Ｆａ　）を提供するために配置されている。しかし 、ボデーに加えられる実際の力（Ｆｗ　）はアクチュエータが加える力（Ｆａ） とばね４１が加える力（Ｆｓ）の和である。又は〜−Ｆａ　＋　Ｆｓ　０同時に 、アクチュエータが加える力（Ｆａ　）は絶縁ばね４３のばね係数（ｋ８）掛け る圧縮変位（Ｘｓ）に等しい。従って、Ｆａｗｋ３Ｘｓｏ他方、ばね４１はばね 係数（Ｋ）を有する。増分信号（Ｘａ）及び（Ｘｓ　）がばね４１の増分変位を 反映することも明白だろう。これから、実際の力を計算できる。

第６図で、懸架装置４０によってボデーの近接部に加えられるべき所望の合計力 の反映である力命令信号（Ｆｃ）は正入力として合計点６５に供給されるように 図示され、その合計点は実際の力信号（Ｐ、）を負入力としても受ける。これら 二つの信号は代数学的に合計されて方眼差信号（Ｆｅ）を生ずる。この方眼差信 号は、次に、ブロック６６で示すゲイン（Ｇ工）を掛けてサーボアクチュエータ ６８への速度命令信号（Ｘｃ）を作る。

サーボアクチュエータ６８は第５図のサーボアクチュエータ６３と同じでない。

以下に述べるように、サーボアクチュエータ６８は、サーボアクチュエータ６３ にはなかった閉位置又は速度帰還ループを有する。この速度命令信号（Ｘｃ）は 棒４９とシリンダ４５０間に相対速度を生じ、その相対速度の大きさと方向は理 想的には信号（気）の大きさ及び極性に比例する。アクチュエータ速度は当然積 分してアクチュエータ位置（Ｘａ　）を作る。

第７図及び第８図は、改良された制御システムに示したサーボアクチュエータ６ ８の代替形のブロック線図である。それで、サーボアクチュエータは第７図に６ ８八で示し且つ第８図に６８Ｂで示す破線で囲まれている。６８Ａと６８Ｂのど ちらの形を第６図のサーボアクチュエータ６８として使ってもよい。サーボアク チュエータ６８Ａ（第７図に示す）は閉位置帰還ループを有し、一方、サーボア クチュエータ６８　Ｂ　（ｇ８図に示す）は閉速度帰還ループを有する。

第７図は、閉位置サーボループを備えるサーボアクチュエータの一つの形を示す 。それで、この形で、速度命令信号（交Ｃ）は、ブロック７４Ａに関数（各）で 示すように、最初に積分されて位置命令信号（Ｘｃ）を生ずる。信号（Ｘｃ　） は合計点７５Ａに正入力として供給され、その合計点は負位置帰還信号（Ｘａ　 ）も受ける。それで、合計点７５Ａは位置誤差信号（Ｘｅ　）を生ずる。信号（ Ｘｓ）は、ブロック７６Ａに示すように、弁ゲイン（ＯＶ）を掛けられて電流（ ｉｙ）を生じ、それがサーが弁のトルクモータに供給される。このサーボ弁は、 例えば、米国特許３，０２３，７８２に開示されている型のものでよく、その全 体の開示をここに参考までに含める。その電流は、ブロック７７Ａに示すように 、流れゲイン（ＧＱ）を掛けられると、少なくとともアクチュエータ室の一つに 関して流れ（Ｑ）を生ずる。この流れは、ブロック７８Ａに関数（４）で表わす ように、その室に向かうピストンの面積で割られるとアクチュエータ速度（Ｘａ 　）を生じ、その速度は、ブロック７９Ａに関数（４）で示すように、当然積分 してアクチュエータ位置（Ｘａ　）を生ずる。この技術に精通した者には容易に 分かるように、ブロック７４Ａの伝達関数は、力命令に対する瞬間応答を改善す るため、速度命令に正比例する項も含んでよい。

第８図は、閉速度サーポルーゾを備えた、サーボアクチュエータの代替形を示す 。それは第７図に示す形から簡単なブロック線図の代数学操作によって引き出す ことができ、そこでは帰還合計点が、速度誤差（Ｘｅ　）を作るために、積分器 ７４Ａの前に持ってこれら、且つ帰還も同様に、ブロック７９Ｂに示すアクチュ エータ速度積分の前から取られている。結果は、速度命令に比較した速度帰還を 備え、且つループの前方部に積分をもつアクチュエータである。サーボ機構技術 に精通した者は、この速度誤差の前方ループ積分を常套手段と認めるだろうし、 且又ブロック７４Ｂも、瞬間応答を改善するため、速度誤差に比例する項を含ん でよいこともわかるだろう。

このように、この改良された懸巣装置及び制御システムは、先行技術のシステム に比べいくつかの利点を有する。第１に、絶縁ばね４３を備えることがこのアク チュエータを車輪の慣性から効果的に分離する。これは速度又は位置内部ループ が高ディンをもつことを可能にする、この分離がなければ、車輪の慣性とアクチ ュエータの結合がそのような内部ループのゲインを制限しただろう。それで、今 は内部ループ内に高ゲインをもつことが可能で、それが、次に、外部カルーノの ゲインを増すことを可能にする。説明した位置制御ループか速度制御ループのど ちらかをアクチュエータの周に閉じることは、アクチュエー゛夕負荷反は摩擦と 無関係に、実際のアクチュエータ速度をより理想的にカルーゾ誤差に比例させる 利点を有する。第２に、こＯ絶縁ばねは、車輪を、アクチュエータが本質的に剛 性である振動数で、そのような運動なボデーに直接伝えることなく、地形の凸凹 を追従するように動かすことができるようにする。

従って、本発明は、改良されたー架システム及びその作動方法を提供する。この 改良された懸架システムは、地形追従部材とボデーの間に作動的に介在するよう にされ、且つこの車輪とボデーの間に互いに直列に配置されたアクチュエータと ばねを含んでもよい。このサーボアクチュエータは、高ディン閉位置又は速度サ ーボループの中に配置されている。このサーボアクチュエータは、電気油圧サー ざ弁及び流体動力アクチュエータ、七−夕及びそれらの制御システム、又は何か 他の自動的に作動する機構を含んでもよい。方眼差信号は、このサーボループに 、適宜、位置命令信号か速度命令信号を生ずるために使われ、アクチュエータは との方眼差信号をゼロにするように動かされる。

使用に際して、本発明は、そのような直列結合のアクチュエータとばねを含んで もよい能動的懸架システムを作動する改良された方法も提供し、そこでは高デイ ンサーボルーゾ（即ち、位置か速度の）がこのサーボアクチュエータのすぐ周り に閉じられている。この改良された方法は、広く、ボデーに加えられるべき所望 の力を命令すること、このボデーに働く実際の力を決定すること、方眼差を計算 すること、及びこの方眼差信号の関数としてサーボループに命令信号を供給する ことの諸ステップを含む。速度サーボループを使うと、との方眼差信号に一部ゲ インを掛けてサーボループに速度命令信号を提供する。位置サーボループを使う と、この方眼差信号に第１定数と第２定数の積分との和を掛けてサーボループに 位置命令信号を提供する。

ここで使った”高ディン”という用語は、この閉ループの動的応答を、１次ブレ ーク振動数（４５°位相点）がこの能動的懸架装置の組合せ有効ばね上で振動す る地形係合部材の固有共振振動数に等しいかそれより大きい様にするゲインであ ると広く定義することが本発明は、多くの変更や修正をしてもよいことを意図し ている。

例えば、ばね４１は、理論上、全くなくすることができ、直列接続のアクチュエ ータ４２とばね４３は、車輪とポデーの間の力伝達機構だけを構成してもよい。

ばね４３は、鋼のような適当な材料で作ってもよいし、ガラス複合材料、ンム又 はプラスチックのような弾性材料で作ってもよいし、必ずしも従来のばねの形を していなくてもよい。そのような弾性材料は内部減衰損失が低いことが好ましい 。同様に、このアクチュエータは流体動力（油圧か空気圧の）でもよいし、電磁 的でもよいし、又は何か他の動力媒体を使ってもよい。

種々の実際の力は、要求次第で、直接測っても（例えば、ロードセルを使って） 、計算してもよい。他の型式の位置変換器で図示のＬＶＤＴを置き換えてもよい 。

もし望むなら、アクチュエータ４２とばね４３の位置は、ボデーと車輪に対して 逆にしてもよい。

従って、改良された懸架システムとその制御システムの好ましい形を図示し説明 し、そのいくつかの変形を議論したが、この技術に精通した者には、以下の請求 の範囲で定義し且つ区別した本発明の精神から逸脱することなく種々の更なる変 更や修正をできることが容易に分かるだろう。

浄書（内容に変更なし） 手　続　補　正　書初式） 平成　２年　８月２１（３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ボデーの一部と地形追従部材の間に作動的に配置された車両懸架システムに 於いて、 該ボデー部と部材の間に作用するように配置されたサーボアクチュエータ、 該サーボアクチュエータのすぐ周りに閉じられた高ゲインサーボループ、 該車輪から該ボデー部へ伝達されるべき所望の力と該ボデー部へ伝達される実際 の力の間の誤差を決定するための手段、及び そのような力誤差の関数として該サーボループに命令信号を供給するための変換 手段、を含み、それによつて該サーボアクチュエータが該力誤差をゼロにするよ うに作動される、懸架システムの改良。 ２．請求項１に記載の改良に於いて、該サーボループが該サーボアクチュエータ の速度を制御する改良。 ５．請求項２に記載の改良に於いて、該変換手段が一定ゲインを有する改良。 ４．請求項１に記載の改良に於いて、該サーボループが該サーボアクチュエータ の位置を制御する改良。 ５．請求項４に記載の改良に於いて、該変換手段が該サーボループに該力誤差と 比例した変化率の命令信号を供給するように配置されている改良。 ６．請求項１に記載の改良があつて、更に、該サーボアクチュエータと直列に配 置され且つ該部材とボデー部の間に作用するように配置された第１ばね、を含む 改良。 ７．請求項６に記載の改良であつて、更に、　該第１ばねの変位を決定するため の第１ばね測定手段を含む改良。 ８．請求項７に記載の改良であつて、更に　該サーボアクチュエータの変位を決 定するためのアクチュエータ測定手段を含む改良。 ９．請求項８に記載の改良であつて、更に、該第１ばね及びサーボアクチュエー タと並列に配置され且つ該部材とボデー部の間に作用するように配置された第２ ばねを含む改良。 １０．請求項９に記載の改良に於いて、該第２ばねの変位が該第１ばねとアクチ ュエータの変位の和に比例する改良。 １１．請求項１に記載の改良であつて、更に、該部材とボデー部の間に作用する ように該アクチュエータと並列に配置されたばねを含む改良。 １２．請求項１１に記載の改良であつて、更に、該アクチュエータの変位を決定 するためのアクチュエータ測定手段、及び該ばねの変位を決定するためのもう一 つの測定手段を含む改良。 １３．請求項１に記載の改良に於いて、該サーボアクチュエータが該部材とボデ ー部の間に作用するように配置された流体動力アクチュエータ、及び該アクチュ エータに関して流体の流れを制御するように配置された電気油圧サーボ弁、を含 む改良。 １４．ボデーの一部と地形追従部材の間に作用するように作動的に配置されたサ ーボアクチユエータを有する車両懸架システムの作動を制御する方法であつて、 該サーボアクチュエータのすぐ周りに高ゲインサーボループを準備すること、 該車輪から該ボデー部へ伝達されるべき所望の力と該ボデー部へ伝達される実際 の力の間の誤差を決定すること、及び そのような力誤差の関数として該サーボループに命令信号を供給すること、の諸 ステップを含み、それによつて該サーボアクチュエータを該力誤差がゼロに左る ように作動する方法。 １５．請求項１４に記載の方法に於いて、該サーボループ命令信号の定数と該力 誤差の積である方法。 １６．請求項１４に記載の方法に於いて、該サーボループが該サーボアクチュエ ータの位置を制御する方法。 １７．請求項１６に記載の方法に於いて、該サーボループ命令信号が該力誤差に 比例した変化率を有する方法。 １８．請求項１７に記載の方法に於いて、該命令信号が第１定数掛ける該力誤差 と第２定数掛ける該力誤差の積分の和である方法。 １９．第１部材と第２部材の間に作動的に配置された力発生システムに於いて、 該部材間に作用するように配置されたサーボアクチユエータ、 該サーボアクチュエータのすぐ周りに閉じられた高ゲインサーボループ、 第１部材から該第２部材へ伝達されるべき所望の力と該第１部材から該第２部材 へ伝達される実際の力の間の誤差を決定するための手段、及び そのような力誤差の関数として該サーボループに命令信号を供給するための変換 手段、を含み、それによつて該サーボアクチュエータが該力誤差をゼロにするよ うに作動される、力発生システムの改良。 ２０．請求項１９記載の改良であつて、更に、該サーボアクチュエータと直列に 配置され且つ該部材間に作用するように配置された第１ばねを含む改良。 ２１．第１部材と第２部材の間に作用するように作動的に配置されたサーボアク チュエータを有する力発生システムの作動を制御する方法であつて、該サーボア クチュエータのすぐ周りに高ゲインサーボループを準備すること、 該第１部材から該第２部材へ伝達されるべき所望の力と該第１部材から該第２部 材へ伝達される実像の力の間の誤差を決定すること、及び そのような力誤差の関数として該サーボループに命令信号を供給すること、の諸 ステツプを含み、それによつて該サーボアクチュエータを該力該差がゼロになる ように作動する方法。