JPH0780411B2 - 車輌用アクテイブサスペンシヨン - Google Patents

車輌用アクテイブサスペンシヨン

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JPH0780411B2
JPH0780411B2 JP61180942A JP18094286A JPH0780411B2 JP H0780411 B2 JPH0780411 B2 JP H0780411B2 JP 61180942 A JP61180942 A JP 61180942A JP 18094286 A JP18094286 A JP 18094286A JP H0780411 B2 JPH0780411 B2 JP H0780411B2
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vehicle
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0165Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌のサスペンションに係り、更
に詳細にはアクティブサスペンションに係る。
従来の技術 自動車等の車輌のサスペンションの一つとして、1983年
9月10日に英国にて発行された雑誌「MOTOR」の「SUSPE
NSION WITHOUT SPRINGS」と題する記事、同じく1983年
9月10日に英国にて発行された雑誌「AUTOCAR」の「On
Active Servics」と題する記事、公表特許公報昭和60−
500662号の各文献には、車輌の各車輌に対応して設けら
れそれぞれ対応する車輪に対し車体を支持する支持力を
発生する複数個の電気−油圧式サーボアクチュエータ
と、車輪と車体との間の相対変位量を検出する変位検出
手段と、該変位検出手段よりの信号に基づき各サーボア
クチュエータの支持力を増減制御する制御手段とを有す
るサスペンションが記載されている。
発明が解決しようとする問題点 上述のサスペンションに於ては、路面の凹凸等に起因し
て車輪と車体との間に相対変位が生じると、各アクチュ
エータはその相対変位量に対応する支持力を発生するの
で、かかるサスペンションが組込まれた車輌が凹凸路面
を走行する場合にはアクチュエータの車体に対する支持
力が増減し、その増減する力が車体に伝達されるため、
通常のばね方式のサスペンションの場合と同様車体が上
下方向に振動する。即ち上記各文献に記載されたサスペ
ンションは、サーボアクチュエータが組込まれたもでは
あるが、ばね及びショックアブソーバを備えた通常のサ
スペンションの模擬であり、従ってかかるサスペンショ
ンによっては車輌が凹凸路面等を走行する際の車体の上
下振動を阻止して車輌の乗り心地性を改善することはで
きない。
本発明は、上記各文献に記載されたサスペンションに於
ける上述の如き問題に鑑み、アクチュエータのストロー
ク限度内の凹凸を有する路面を車輌が走行する場合には
車体が全く上下に振動せず、車輌が坂道や大きな畝りの
路面を走行する場合には車体も路面に沿って円滑に運動
し、これにより従来のばね方式のサスペンションや上記
各文献に記載されたサスペンションが組込まれた車輌に
比して大幅に乗り心地性の向上を達成し得るよう構成さ
れた新規なアクティブサスペンションを提供することを
目的としている。
問題点を解決するための手段 上述の如き目点は、本発明によれば、車輌の各車輪に対
応して設けられそれぞれ対応する車輌に対し前記車体を
支持する支持力を発生する複数個のシリンダ−ピストン
式のアクチュエータと、前記車輪と前記車体との間の相
対変位量を検出する変位検出手段と、前記車輪と前記車
体との間の相対移動速度を求める手段と、前記変位検出
手段及び前記相対移動速度を求める手段よりそれぞれ前
記車輪と前記車体との間の相対変位量を示す信号及び前
記車輪と前記車体との間の相対移動速度を示す信号を入
力されこれらの信号に基づき路面の上下変位を判定し、
前記路面の上下変位が前記アクチュエータのストローク
限度内である時には各アクチュエータが前記車体の応分
の分担荷重を担持するに必要十分な支持力を発生するよ
う前記アクチュエータを制御し、前記路面の上下変位が
前記アクチュエータのストローク限度を越えている時に
は前記判定結果に基づき前記路面を走行するに必要な前
記アクチュエータの支持力に対応する値を演算し該演算
結果に基づき前記アクチュエータを制御し該アクチュエ
ータを介して前記車輪と前記車体との間に作用する力を
増減させる演算制御装置とを有する車輌用アクティブサ
スペンション、及び車輌の各車輪に対応して設けられそ
れぞれ対応する車輪に対し前記車体を支持する支持力を
発生する複数個のシリンダ−ピストン式のアクチュエー
タと、前記車輪と前記車体との間の相対変位量を検出す
る変位検出手段と、前記車輪と前記車体との間の相対移
動速度を求める手段と、前記アクチュエータが発生する
実際の支持力を検出する複数個の荷重検出手段と、前記
変位検出手段及び前記相対移動速度を求める手段よりそ
れぞれ前記車輪と前記車体との間の相対変位量を示す信
号及び前記車輪と前記車体との間の相対移動速度を示す
信号を入力されこれらの信号に基づき路面の上下変位を
判定し、前記路面の上下変位が前記アクチュエータのス
トローク限度内である時には各アクチュエータが前記車
体の応分の分担荷重を担持するに必要十分な支持力を発
生するよう前記アクチュエータを制御し、前記路面の上
下変位が前記アクチュエータのストローク限度を越えて
いる時には前記判定結果に基づき前記路面を走行するに
必要な前記アクチュエータの支持力に対応する値を演算
し該演算結果に基づき前記アクチュエータを制御し該ア
クチュエータを介して前記車輪と前記車体との間に作用
する力を増減させる演算制御装置とを有し、前記荷重検
出手段により検出された前記アクチュエータの実際の支
持力と前記演算制御装置により演算された支持力とを比
較し両者の偏差を零にするよるフィードバック制御され
るよう構成された車輌用アクティブサスペンションによ
って達成される。
発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、路面の上下変位がアクチュエ
ータのストローク限度内である時には、各アクチュエー
タが車体の応分の分担荷重を担持するに必要十分な支持
力を発生するようアクチュエータが制御されるので、車
体はアクチュエータにより一定の力によって支えらえ、
路面に沿って運動する車輪の上下変位は車体に伝達され
ず、従って車輌が平坦路や小さい凹凸の路面を走行する
場合には車体は慣性により現状の運動状態(例えば水平
走行の場合には水平運動)を維持し、全く上下振動しな
い。
また路面の上下変位がアクチュエータのストローク限度
を越えている時には、路面の上下変位の判定結果に基き
当該路面を走行するに必要なアクチュエータの支持力に
対応する値が演算され、該演算結果に基きアクチュエー
タが制御されてアクチュエータを介して車輪と車体との
間に作用する力が増減されるので、車輌が坂道や大きな
畝りの路面を走行する場合には、アクチュエータのピス
トンがそのストローク限度を越えてシリンダに対し相対
的に変位することがないよう車体が路面の上下変位に応
じて上下に駆動され、これにより車体も路面に沿って円
滑に運動することが確保される。
かくして本発明によれば、従来のばね方式のサスペンシ
ョン及び上記各文献に記載されたサスペンションに比し
て車輌の乗り心地性を大幅に改善することができ、また
坂道や大きな畝りの路面等を円滑に走行することができ
る。
特に上述の後者の構成によれば、荷重検出手段により検
出されたアクチュエータの実際の支持力と演算制御装置
により演算された支持力とを比較し両者の偏差を零にす
るようフィードバック制御されるので、路面の態様に応
じて車体の運動をより一層正確に制御することができ
る。
尚本発明に於ける車輌と車体との間の相対移動速度を求
める手段は車輌と車体との間の相対移動速度を検出する
速度センサの如き速度検出手段であってよく、また車輌
と車体との間の相対変位量を検出する変位検出手段と、
該変位検出手段により検出された相対変位量に対し時間
微分の演算を行う演算手段とよりなっていてよく、後者
の場合には演算手段は前記演算制御装置であってよい。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
実施例 第1図は本発明による車輌用アクティブサスペンション
の一つの実施例の一つのサーボアクチュエータを示す概
略構成図、第2図は本発明による車輌用アクティブサス
ペンションの一つの実施例の電子制御装置の主要部を示
すブロック線図である。
第1図に於て、1はサーボアクチュエータを示してお
り、第2図に於て1fr、1fl、1rr、1rlにて示されている
如く、車輌の右前輪、左前輪、右後輪、左後輪にそれぞ
れ対応して4個のサーボアクチュエータが設けられてい
る。各サーボアクチュエータ1は各車輌2と車体3との
間に設けられそれぞれ対応する車輪に対し車体を支持す
るアクチュエータ4を有している。アクチュエータ4は
図示の実施例に於てはシリンダ−ピストン装置であり、
シリンダ5と該シリンダに嵌合し実質的に上下方向にの
みシリンダに対し相対的に変位可能なピストン6とより
成っており、シリンダ5及びピストン6は互いに共働し
て上室7と下室8とを郭定している。ピストン6にはロ
ッド9が固定されており、ロッド9はシリンダ5の両端
の端壁を貫通して延在しており、これによりピストンが
シリンダ内にて往復動してもロッドのシリンダ内体積が
変化しないようになっている。またロッド9はその下端
にて実質的に車幅方向に延在する軸線の周りに回転可能
に車輪2を支持している。
上室7及び下室8はそれぞれ導管10及び11により電磁式
の油圧サーボ弁12に連通接続されている。油圧サーボ弁
12はそれぞれ自身周知の構造のものであってよく、リザ
ーバ13に貯容された作動油を吸上げるポンプの如き油圧
発生装置14により発生された高圧の作動油を常時連続的
に受け、内部に有する可変オリフィスに作動油を通過さ
せた後、該作動油をリザーバ13へ戻すようになってお
り、可変オリフィスにて作動油の流量を制御することに
より、上室7及び下室8内の圧力をそれぞれP1、P2(P1
>P2)とすれば、上室7内の圧力と下室8内の圧力との
差圧(P1−P2)を任意に制御し得るようになっている。
図示の実施例に於ては、各サーボアクチュエータの油圧
サーボ弁12は加算器15より増幅器16を経て入力される制
御信号(電圧信号)により制御されるようになってお
り、増幅器16より入力される制御信号の電圧が0である
場合(後に詳細に説明する如く、加算器15へ入力される
各信号がFfb=F0、Fc=0である場合)には、差圧(P1
−P2)とピストン6の断面積Aとの積A(P1−P2)によ
り表わされる発生力が各車輪2が担持すべき車体3の応
分の分担荷重に等しくなるよう、サーボアクチュエータ
1fr、1fl、1rr、1rlの各アクチュエータ4の差圧(P1
P2)をそれぞれ常に一定値Pfr、Pfl、Prr、Prlに維持
し、増幅器16より入力される制御信号の電圧が正及び負
の或る値である場合には、それぞれ電圧の絶対値に応じ
て差圧(P1−P2)を増減するようになっている。
車体3とアクチュエータ4との間には荷重センサ17が設
けられており、該荷重センサは車体3と各車輌2との間
に作用する実際の荷重、即ちアクチュエータ4が車輪2
に対し車体3を支持する支持力を検出し、該支持力に対
応する電圧の信号Ffbを加算器15のマイナス端子に出力
するようになっている。
尚アクチューエータ4はそのロッド9がシリンダ5の図
にて下端の端壁のみを貫通して延在するよう構成されて
もよい。その場合にはピストン6の往復動に伴ってロッ
ド9のシリンダ内体積が変化するので、ピストンの上面
の面積をA1とし、ピストンの下端の面積をA2とすれば、
油圧サーボ弁12は増幅器16よりの制御信号に従って上室
7内の圧力P1及び下室8内の圧力P2を変化させることに
より、発生力A1P1−A2P2を制御するよう構成される。ま
たアクチュエータ4はロッド9の側にて車体3に接続さ
れ、シリンダ5の側にて車輪2に接続されてもよい。更
にリザーバ13及び油圧発生装置14は各サーボアクチュエ
ータに共通であってよく、作動流体は実質的に非圧縮性
の流体である限り油以外の任意の流体であってもよい。
加算器15への入力信号Finは、各アクチュエータ4が発
生する力が各車輪が担持すべき車体の応分の分担荷重に
等しくなるよう油圧サーボ弁12を制御するための基準制
御信号F0と、シリンダ5に対するピストン6の基準位置
よりの変位量又はシリンダに対するピストンの相対移動
速度を制御するための制御信号Fcとよりなっており、第
2図に示されたマイクロコンピュータ20より入力される
ようになっている。マイクロコンピュータ20は第2図に
示されている如き一般的な構成のものであってよく、中
央処理ユニット(CPU)22と、リードオンリメモリ(RO
M)24と、ランダムアクセスメモリ(RAM)26と、入力ポ
ート装置28及び出力ポート装置30とを有し、これらは双
方性のコモンバス32により互いに接続されている。
入力ポート装置28には右前輪及び左前輪に対応するアク
チュエータのシリンダ5に対するピストン6の基準位置
よりの変位量y1及びy2(アクチュエータの伸び方向、即
ちピストンの基準位置より下方への変位を正とする)を
検出する変位センサ34及び36よりそれぞれA/Dコンバー
タ38及び40を経て変位量y1及びy2を示す信号が入力され
るようになっている。ROM24は第3図に示されたフロー
チャートに対応するプログラム、第4図乃至第11図の上
半分に示されている如き力パターンを発生させるための
プログラム、及び後述の演算式等を記憶している。RAM2
6は入力ポート装置28を経て入力されたデータやCPUに於
ける演算結果等を一時的に記憶するようになっており、
CPU22はその演算結果に基づき出力ポート装置30よりD/A
コンバータ42fr、42fl、42rr、42rlを経てそれぞれサー
ボアクチュエータ1fr、1fl、1rr、1rlの加算器15のプラ
スの入力端子へ制御信号Finを出力するようになってい
る。
次に第3図乃至第11図を参照して第3図に示されたフロ
ーチャートについて説明する。尚第4図及び第5図はそ
れぞれアクチュエータが伸びつつある状態及び縮みつつ
ある状態に於てシリンダ5に対するピストン6の移動速
度を比較的急激に減少させる速度コントロール(縮み、
K大)及び比較的急激に増大させる速度コントロール
(伸び、K大)の力パターン(上半分)及び加減速パタ
ーン(下半分)を示しており、第6図及び第7図はそれ
ぞれアクチュエータが伸びつつある状態及び縮みつつあ
る状態に於てシリンダ5に対するピストン6の基準位置
よりの変位量を減少させる変位コントロール(縮み)及
び増大させる変位コントロール(伸び)の力パターン
(上半分)及び変位パターン(下半分)を示しており、
第8図及び第9図はそれぞれアクチュエータが伸びつつ
ある状態及び縮みつつある状態に於てシリンダ5に対す
るピストン6の移動速度を減少させる速度コントロール
(縮み)及び増大させる速度コントロール(伸び)の力
パターン(上半分)及び加減速パターン(下半分)を示
しており、第10図及び第11図はそれぞれアクチュエータ
が伸びつつある状態及び縮みつつある状態に於てシリン
ダ5に対するピストン6の基準位置よりの変位量を比較
的緩やかに減少させる変位コントロール(縮み)及び比
較的緩やかに増大させる変位コントロール(伸び)の力
パターン(上半分)及び変位パターン(下半分)の例を
示している。
まず最初のステップ1に於ては、右前輪及び左前輪のア
クチュエータ4のシリンダ5に対するピストン6の基準
位置よりの変位量y1及びy2の読込みが行われ、しかる後
ステップ2へ進む。
ステップ2に於ては、ステップ1に於て読込まれた変位
量y1及びy2の平均値Y及びその変化量ΔYがそれぞれ下
記の式(1)及び(2)に従って演算され、しかる後ス
テップ3へ進む。
Y=(y1+y2)/2 (1) ΔY=Yn−Yn-1 (2) ステップ3に於ては、下記の式(3)〜(5)又は式
(6)に基づき、右前輪及び左前輪のアクチュエータの
シリンダに対するピストンの相対移動速度の平均値V
(アクチュエータの伸び方向が正)が演算され、しかる
後ステップ4へ進む。尚上記の式(2)及び下記の式
(3)、(4)、(6)に於けるy1n-1、y2n-1、Yn-1
それぞれy1n、y2n、Ynの検出よりもΔt時間以前に検出
され又は演算された値であり、Δtは第3図に示された
フローチャートサイクルタイム又は50〜100msの如き所
定の短時間であってよい。
v1=(y1n−y1n-1)/Δt (3) v2=(y2n−y2n-1)/Δt (4) V=(v1+v2)/2 (5) V=ΔY/Δt (6) ステップ4に於ては、ステップ3に於て演算された平均
速度Vが所定値V0(正の一定値)以上であるか否か、即
ちアクチュエータの伸びが早いか否かの判別が行われ、
V≧V0である旨の判別が行われた時にはステップ5へ進
み、V≧V0ではない旨の判別が行われた時にはステップ
10へ進む。
ステップ5に於ては、ステップ2に於て演算された変位
量の平均値Yが所定値Ym(正の一定値)以上であるか否
か、即ちアクチュエータが伸び過ぎであるか否かの判別
が行われ、Y≧Ymである旨の判別が行われた時には路面
が急峻な下り坂や畝りの路面の下りの部分であるのでス
テップ7へ進み、Y≧Ymではない旨の判別が行われた時
には路面が小さい凹凸の路面であるのでステップ6へ進
む。
ステップ6に於ては、力パターン発生モジュール(その
ままの速度で)に従い、各アクチュエータの加算器へ入
力されるマイクロコンピュータの出力Finがそのままの
値に維持され、しかる後ステップ1へ戻る。
ステップ7に於ては、力パターン発生モジュール(速度
コントロール(縮み))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第4図に示されている如く変化されることに
よりアクチュエータのシリンダに対するピストンの相対
移動速度が第4図に示されている如く変化されるよう、
各サーボアクチュエータの加算器へ入力されるマイクロ
コンピュータの出力Finの制御信号Fcが変化され、しか
る後ステップ8へ進む。
ステップ8に於ては、ステップ2に於て演算されたピス
トンの変位量の平均量の変化量ΔYが所定値ΔY0(正の
一定値)を越えているか否か、即ち路面の下方への上下
変化が大きいか否かの判別が行われ、ΔY>Y0である旨
の判別が行われた時にはステップ1へ戻り、ΔY>ΔY0
ではない旨の判別が行われた時にはステップ9へ進む。
ステップ9に於ては、力パターン発生モジュール(変位
コントロール(縮み))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第6図に示されている如く変化されることに
より各アクチュエータのシリンダに対するピストンの基
準位置よりの変位量が第6図に示されている如く変化す
るよう、各サーボアクチュエータの加算器へ入力される
マイクロコンピュータの出力Finの制御信号Fcが変化さ
れ、しかる後ステップ1へ戻る。
ステップ10に於ては、ステップ3に於て演算された平均
速度Vが所定値−V0以下であるか否か、即ちアクチュエ
ータの縮みが速いか否かの判別が行われ、V≦−V0であ
る旨の判別が行われた時にはステップ11へ進み、V≦−
V0ではない旨の判別が行われた時には路面の傾斜が緩や
かであるのでステップ16へ進む。
ステップ11に於ては、ステップ2に於て演算されたピス
トンの変位量の平均値Yが所定値−Ym以下であるか否
か、即ちアクチュエータが縮み過ぎであるか否かの判別
が行われ、Y≦−Ymである旨の判別が行われた時には路
面が急峻な上り坂や畝りの路面の上りの部分であるので
ステップ13へ進み、Y≦−Ymではない旨の判別が行われ
た時には路面が小さい凹凸の路面であるのでステップ12
へ進む。
ステップ12に於ては、力パターン発生モジュール(その
ままの速度で)に従い、各アクチュエータの加算器へ入
力されるマイクロコンピュータの出力Finがそのままの
値に維持され、しかる後ステップ1へ戻る。
ステップ13に於ては、力パターン発生モジュール(速度
コントロール(伸び))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第5図に示されている如く変化されることに
よりアクチュエータのシリンダに対するピストンの相対
移動速度が第5図に示されている如く変化されるよう、
各サーボアクチュエータの加算器へ入力されるマイクロ
コンピュータの出力Finの制御信号Fcが変化され、しか
る後ステップ14へ進む。
ステップ14に於ては、ステップ2に於て演算されたピス
トンの変位量の平均値の変化量ΔYが所定値−ΔY0未満
であるか否か、即ち路面の上方への上下変化が大きいか
否かの判別が行われ、ΔY<−ΔY0である旨の判別が行
われた時にはステップ1へ戻り、ΔY<−ΔY0ではない
旨の判別が行われた時にはステップ15へ進む。
ステップ15に於ては、力パターン発生モジュール(変位
コントロール(伸び))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第7図に示されている如く変化されることに
より各アクチュエータのシリンダに対するピストンの基
準位置よりの変位量が第7図に示されている如く変化す
るよう、各サーボアクチュエータの加算器へ入力される
マイクロコンピュータの出力Finの制御信号Fcが変化さ
れ、しかる後ステップ1へ戻る。
ステップ16に於ては、ステップ3に於て演算された平均
速度Vの絶対値|V|が所定の最低速度値Vm以上であるか
否かの判別が行われ、|V|≧Vmである旨の判別が行われ
た時にはステップ17へ進み、|V|≧Vmではない旨の判別
が行われた時にはステップ20へ進む。
ステップ17に於ては、ΔYが正であるか否か、即ちアク
チュエータが伸び途上にあるか否かの判別が行われ、Δ
Y>0である旨の判別が行われた時にはステップ18へ進
み、ΔY>0ではない旨の判別が行われた時にはステッ
プ19へ進む。
ステップ18に於ては、力パターン発生モジュール(速度
コントロール(縮み))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第8図に示されている如く変化されることに
よりアクチュエータのシリンダに対するピストンの相対
移動速度が第8図に示されている如く変化されるよう、
各サーボアクチュエータの加算器へ入力されるマイクロ
コンピュータの出力が変化され、しかる後ステップ1へ
戻る。
ステップ19に於ては、力パターン発生モジュール(速度
コントロール(伸び))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第9図に示されている如く変化されることに
よりアクチュエータのシリンダに対するピストンの相対
移動速度が第9図に示されている如く変化されるよう、
各サーボアクチュエータの加算器へ入力されるマイクロ
コンピュータの出力が変化され、しかる後ステップ1へ
戻る。
ステップ20に於ては、アクチュエータのピストンのシリ
ンダに対する基準位置よりの相対変位量の平均値の絶対
値|Y|が所定の最低値Ym以上であるか否か、即ちピスト
ンのシリンダに対する変位量が所定の範囲以上であるか
否かの判別が行われ、|Y|≧Ymである旨の判別が行われ
た時にはステップ22へ進み、|Y|≧Ymではない旨の判別
が行われた時にはステップ21へ進む。
ステップ21に於ては、力パターン発生モジュール(その
ままの速度で)に従い、各サーボアクチュエータの加算
器へ入力されるマイクロコンピュータの出力Finがその
ままの値に維持され、しかる後ステップ1へ戻る。
ステップ22に於ては、ステップ2に於て演算された変位
量の平均値Yが正であるか否か、即ちアクチュエータが
そのピストンが基準位置よりも下方に位置する伸び状態
にあるか否かの判別が行われ、Y>0である旨の判別が
行われた時にはステップ23へ進み、Y>0ではない旨の
判別が行われた時にはステップ24へ進む。
ステップ23に於ては、力パターン発生モジュール(変位
コントロール(縮み))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第10図に示されている如く変化されることに
より各アクチュエータのシリンダに対するピストンの基
準位置よりの変位量が第10図に示されている如く変化す
るよう、各サーボアクチュエータの加算器へ入力される
マイクロコンピュータの出力Finの制御信号Fcが変化さ
れ、しかる後ステップ1へ戻る。
ステップ24に於ては、力パターン発生モジュール(変位
コントロール(伸び))に従い、各アクチュエータの力
パターンが第11図に示されている如く変化されることに
より各アクチュエータのシリンダに対するピストンの基
準位置よりの変位量が第11図に示されている如く変化す
るよう、各サーボアクチュエータの加算器へ入力される
マイクロコンピュータの出力Finの制御信号Fcが変化さ
れ、しかる後ステップ1へ戻る。
次に上述の如く構成された実施例の作動を、(a)車輌
が平坦路を走行する場合、(b)車輌が路面の上下変位
が各アクチュエータのピストンの上下ストローク限度内
である小さな凹凸の路面を走行する場合、(c)車輌が
急峻な坂道や畝りの路面を走行する場合、(d)車輌が
路面の上下変位が比較的緩かな坂道を走行する場合、及
び(e)車輌が路面の上下変位が非常に緩やかな坂道を
走行する場合に別けて説明する。
a. 車輌が平坦路を走行する場合 この場合には第3図に示されたフローチャートに於ける
ステップ4、10、16、20に於てノーの判別が行われ、ス
テップ21に於て各サーボアクチュエータの加算器へ入力
されるマイクロコンピュータの出力Finがそのままの値
に維持され、各アクチュエータより車体に与えられる力
が変化しないので、車体は慣性により現状の運動状態
(例えば水平走行の場合には水平運動の状態)を維持
し、従って各アクチュエータのシリンダとピストンとの
間に相対運動を生じることなく、即ち車体が路面に対し
相対変位することなく車輌が走行する。
b. 車輌が小さな凹凸の路面を走行する場合 車輌が小さな凹凸の路面の下りの部分を走行する場合に
は、ステップ4に於てイエスの判別が行われ、ステップ
5に於てノーの判別が行われることにより、また車輌が
小さな凹凸の路面の上りの部分を走行する場合にはステ
ップ4、10、11に於てノーの判別が行われることによ
り、それぞれステップ6及び12に於て各サーボアクチュ
エータの加算器へ入力されるマイクロコンピュータの出
力Finがそのままの値に維持され、各アクチュエータよ
り車体に与えられる力が変化しないので、車体は慣性に
より現状の運動状態を維持し、車輪のみが路面の凹凸に
追従する状態にて車輌が走行する。即ち車輪は路面の凹
凸に沿って上下変位するが、この場合にも上述のaの場
合と同様車体は全く上下振動しない。
c. 車輌が急峻な坂道等を走行する場合 車輌が急峻な下り坂や畝りの路面の下りの部分を走行す
る場合には、ステップ4及び5に於てイエスの判別が行
われ、ステップ7に於て力パターン発生モジュール(速
度コントロール(縮み、K大))に従い、車体が比較的
大きい力にて下方へ駆動され、車体に下方への速度成分
が与えられるよう、各アクチュエータのシリンダに対す
るピストンの相対移動速度の制御が行われる。この場合
走行路面の上下変化量が小さい場合にはステップ8に於
てノーの判別が行われることにより、ステップ9に於て
力パターン発生モジュール(変位コントロール(縮
み))に従いピストンの変位量が減少する車高調整、即
ち車高の低減調整が行われ、路面の上下変化量が大きい
場合にはステップ1へ戻る。
また車輌が急峻な上り坂や畝りの路面の上りの部分を走
行する場合には、ステップ4に於てノーの判別が行わ
れ、ステップ10及び11に於てイエスの判別が行われ、ス
テップ13に於て力パターン発生モジュール(速度コント
ロール(伸び、K大))に従い、車体が大きい力にて上
方へ駆動され、車体に上方への速度成分が与えられるよ
う、各アクチュエータのシリンダに対するピストンの相
対移動速度の制御が行われる。この場合路面の上下変化
量が小さい場合にはステップ14に於てノーの判別が行わ
れることにより、ステップ15に於て力パターン発生モジ
ュール(変位コントロール(伸び))に従いピストンの
変位量が増大される車高調整、即ち車高の増大調整が行
われ、路面の上下変化量が大きい場合にはステップ1へ
戻る。
かくして車輌が急峻な坂道等を走行する場合には、車体
に対し上下方向の速度成分が与えらえることにより、車
体が慣性により坂道等に沿って運動する状態にもたらさ
れ、また坂道の傾斜が所定量以上変化すると車体の上下
運動の速度成分も坂道の傾斜に応じて変化され、これに
より車体が坂道等に沿って円滑に運動することが確保さ
れる。
尚坂道の傾斜が実質的に一定であって、一旦車体が慣性
により坂道に沿って運動する状態にもたらされると、ス
テップ4及び10に於てノーの判別が行われ、後術のd又
はeの場合と同様の制御が行われる。また坂道の傾斜が
実質的に一定であってその表面に小さな凹凸がある場合
には、ステップ5及び11に於てノーの判別が行われ、上
述のbの場合と同様の制御が行われ、従って路面の凹凸
に沿って運動する車輪の上下運動が車体に伝達されるこ
とが回避される。
d. 車輌が比較的緩やかな坂道を走行する場合 この場合にはステップ4及び10に於てノーの判別が行わ
れ、ステップ16に於てイエスの判別が行われ、これによ
り車輌が坂道の下りの部分を走行する場合にはステップ
17に於てイエスの判別が行われ、ステップ18に於て力パ
ターン発生モジュール(速度コントロール(縮み))に
従い、各アクチュエータを縮める方向、即ち下方への速
度成分を車体に与える制御が行われ、逆に車輌が上りの
部分を走行する場合にはステップ17に於てノーの判別が
行われ、ステップ19に於て力パターン発生モジュール
(速度コントロール(伸び))に従い、各アクチュエー
タの伸び方向、即ち上方への速度成分を車体に与える制
御が行われる。
かくして車輌が比較的緩やかな坂道を走行する場合に
も、車体に対し上下方向の速度成分が与えられることに
より、車体が慣性により坂道に沿って運動する状態にも
たらされ、これにより車体が坂道に沿って円滑に運動す
ることが確保される。
e. 車輌が非常に緩やかな坂道を走行する場合 この場合にはステップ4、10、16に於てノーの判別が行
われ、ピストンの変位量が所定の範囲内である時にはス
テップ20に於てノーの判別が行われ、ステップ21に於て
各サーボアクチュエータの加算器へ入力されるマイクロ
コンピュータの出力Finがそのままの値に維持されこれ
により車輪は坂道の路面に沿って変位するが車体は慣性
により現状の運動状態を維持するよう制御される。また
ピストンの変位量が所定の範囲外である時には、ステッ
プ20に於てイエスの判別が行われる。この場合車輌が下
り坂を走行している場合にはステップ22に於てイエスの
判別が行われ、ステップ23に於て力パターン発生モジュ
ール(変位コントロール(縮み))に従い、ピストンの
変位量が低減される車高調整、即ち車高の低減調整が行
われ、車輌が上り坂を走行している場合にはステップ22
に於てノーの判別が行われ、ステップ24に於て力パター
ン発生モジュール(変位コントロール(伸び))に従
い、ピストンの変位量が増大される車高調整、即ち車高
の増大調整が行われる。
かくして車輌が非常に緩やかな坂道を走行する場合に
は、アクチュエータのピストンのストロークがその限度
内にある時には車体の運動状態がそのままの状態に維持
され、ピストンのストロークがその限度を越えると、車
高の増減調整が行われることにより、全体として車体が
坂道に沿って運動することが確保される。
以上の説明より、上述の実施例によれば、車輌が平坦路
を走行する場合は勿論のこと、車輌が小さな凹凸の路面
を走行する場合にも、各アクチュエータの車体に対する
支持力が増減されず、これにより車輌は路面の凹凸に従
って運動するが、車体は慣性により現状の運動状態(例
えば水平走行の場合には水平運動の状態)を維持し、車
輌が坂道を走行する場合には坂道の上下変位に応じて車
体が上下変位せしめられ或いは上下方向に加減速せしめ
られ、これにより車体が坂道の上下変位に応じて運動す
ることが確保され、またこの場合坂道の路面に小さな凹
凸があっても車輪は路面の凹凸に沿って運動するが、車
体は慣性によって現状の運動状態(坂道の全体としての
傾斜に沿う運動状態)を維持するので、上下変位が如何
なる態様の路面をも車輌が走行し得ることが確保され、
またばね方式の従来のサスペンション及び前述の各文献
に記載されたサスペンションの場合に比して車輌の乗り
心地性が大幅に改善されたことが理解されよう。
尚上述の実施例に於ては、第3図のフローチャートのス
テップ7、13、9、15、18、19、23、24に於ける力パタ
ーン発生モジュールの力パターンはそれぞれ一定である
が、各モジュール毎に複数個の力パターンを設定してそ
れらをマイクロコンピュータのROMに記憶させ、ステッ
プ7及び13に於てはピストンの変位量の平均値Yの絶対
値及び変化量ΔYの絶対値の大小に応じて、ステップ9
及び15に於ては変化量ΔYの絶対値の大小に応じて、ス
テップ18及び19に於てはピストンの相対移動速度の平均
値Vの絶対値の大小に応じて、ステップ23及び24に於て
はピストンの変位量の平均値Yの絶対値の大小に応じ
て、それぞれ適当な力パターンが選定されるよう構成さ
れてもよい。
また上述の実施例に於ては、左右前輪についてピストン
の変位量の平均値Y等が求められ、これらに基づき各車
輌のアクチュエータが制御されるようになっているが、
平均値Y等は全輪についての平均値として求められても
よく、また第3図のフローチャートによる制御と同様の
制御が各輪別に行われてもよく、この場合には第3図の
Y、Vは平均値ではなく、それぞれ各車輪に対応するア
クチュエータのピストンの変位量及び相対移動速度とし
て第3図の制御フローが実行される。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による車輌用アクティブサスペンション
の一つの実施例の一つのサーボアクチュエータを示す概
略構成図、第2図は本発明による車輌用アクティブサス
ペンションの一つの実施例の電子制御装置の主要部を示
すブロック線図、第3図は第1図及び第2図に示された
電子制御装置の制御フローを示すフローチャート、第4
図及び第5図はそれぞれアクチュエータが伸びつつある
状態及び縮みつつある状態に於てシリンダに対するピス
トンの移動速度を比較的急激に減少させる速度コントロ
ール(縮み、K大)及び比較的急激に増大させる速度コ
ントロール(伸び、K大)の力パターン(上半分)及び
加減速パターン(下半分)を示す解図的グラフ、第6図
及び第7図はそれぞれアクチュエータが伸びつつある状
態及び縮みつつある状態に於てシリンダに対するピスト
ンの基準位置よりの変位量を減少させる速度コントロー
ル(縮み)及び増大させる速度コントロール(伸び)の
力パターン(上半分)及び変位パターン(下半分)を示
す解図的グラフ、第8図及び第9図はそれぞれアクチュ
エータが伸びつつある状態及び縮みつつある状態に於て
シリンダに対するピストンの移動速度を減少させる速度
コントロール(縮み)及び増大させる速度コントロール
(伸び)の力パターン(上半分)及び加減速パターン
(下半分)を示す解図的グラフ、第10図及び第11図はそ
れぞれアクチュエータが伸びつつある状態及び縮みつつ
ある状態に於てシリンダに対するピストンの基準位置よ
りの変位量を比較的緩やかに減少させる変位コントロー
ル(縮み)及び比較的緩やかに増大させる変位コントロ
ール(伸び)の力パターン(上半分)及び変位パターン
(下半分)を示す解図的グラフである。 1……サーボアクチュエータ,2車輪,3……車体,4……ア
クチュエータ,5……シリンダ,6……ピストン,7……上
室,8……下室,9……ロッド,10、11……導管,12……油圧
サーボ弁,13……リザーバ,14……油圧発生装置,15……
加算器,16……増幅器,20……マイクロコンピュータ,22
……中央処理ユニット(CPU),24……リードオンリメモ
リ(ROM),26……ランダムアクセスメモリ(RAM),28…
…入力ポート装置,30……出力ポート装置,32……コモン
バス,34、36……変位センサ,38,40……A/Dコンバータ,4
2fr、42fl、42rr、42rl……D/Aコンバータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車輌の各車輪に対応して設けられそれぞれ
    対応する車輪に対し前記車体を支持する支持力を発生す
    る複数個のシリンダ−ピストン式のアクチュエータと、
    前記車輪と前記車体との間の相対変位量を検出する変位
    検出手段と、前記車輪と前記車体との間の相対移動速度
    を求める手段と、前記変位検出手段及び前記相対移動速
    度を求める手段よりそれぞれ前記車輪と前記車体との間
    の相対変位量を示す信号及び前記車輪と前記車体との間
    の相対移動速度を示す信号を入力されこれらの信号に基
    づき路面の上下変位を判定し、前記路面の上下変位が前
    記アクチュエータのストローク限度内である時には各ア
    クチュエータが前記車体の応分の分担荷重を担持するに
    必要十分な支持力を発生するよう前記アクチュエータを
    制御し、前記路面の上下変位が前記アクチュエータのス
    トローク限度を越えている時には前記判定結果に基づき
    前記路面を走行するに必要な前記アクチュエータの支持
    力に対応する値を演算し該演算結果に基づき前記アクチ
    ュエータを制御し該アクチュエータを介して前記車輪と
    前記車体との間に作用する力を増減させる演算制御装置
    とを有する車輌用アクティブサスペンション。
  2. 【請求項2】車輌の各車輪に対応して設けられそれぞれ
    対応する車輪に対し前記車体を支持する支持力を発生す
    る複数個のシリンダ−ピストン式のアクチュエータと、
    前記車輪と前記車体との間の相対変位量を検出する変位
    検出手段と、前記車輪と前記車体との間の相対移動速度
    を求める手段と、前記アクチュエータが発生する実際の
    支持力を検出する複数個の荷重検出手段と、前記変位検
    出手段及び前記相対移動速度を求める手段よりそれぞれ
    前記車輪と前記車体との間の相対変位量を示す信号及び
    前記車輪と前記車体との間の相対移動速度を示す信号を
    入力されこれらの信号に基づき路面の上下変位を判定
    し、前記路面の上下変位が前記アクチュエータのストロ
    ーク限度内である時には各アクチュエータが前記車体の
    応分の分担荷重を担持するに必要十分な支持力を発生す
    るよう前記アクチュエータを制御し、前記路面の上下変
    位が前記アクチュエータのストローク限度を越えている
    時には前記判定結果に基づき前記路面を走行するに必要
    な前記アクチュエータの支持力に対応する値を演算し該
    演算結果に基づき前記アクチュエータを制御し該アクチ
    ュエータを介して前記車輪と前記車体との間に作用する
    力を増減させる演算制御装置とを有し、前記荷重検出手
    段により検出された前記アクチュエータの実際の支持力
    と前記演算制御装置により演算された支持力とを比較し
    両者の偏差を零にするようフィードバック制御されるよ
    う構成された車輪用アクティブサスペンション。
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