JPS61181712A - 車輛用アクテイブサスペンシヨン - Google Patents

車輛用アクテイブサスペンシヨン

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JPS61181712A
JPS61181712A JP2152285A JP2152285A JPS61181712A JP S61181712 A JPS61181712 A JP S61181712A JP 2152285 A JP2152285 A JP 2152285A JP 2152285 A JP2152285 A JP 2152285A JP S61181712 A JPS61181712 A JP S61181712A
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JP
Japan
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acceleration
vehicle
vehicle body
wheel
active suspension
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JP2152285A
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English (en)
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Ryuichi Kurosawa
黒沢　隆一
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to US06/826,320 priority patent/US4712807A/en
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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】 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ベンショ゛ンに係る。
従来の技術 自動車等の車輌のサスペンションには、従来より一般に
、路面より車輪に入力され車体へ伝達される衝撃を緩和
して車輌の乗り心地性を向上させる目的で、車体重量を
支持し車輪及び車体の互に他に対する主として上下方向
の相対変位を可能ならしめ弾性変形による位置エネルギ
として衝撃を吸収するサスペンションスプリングが組込
まれている。かかるサスペンションスプリングに対する
荷重、即ち各車輪と車体との間に作用する荷重は車体（
ばね上）の重量、車体に対する各車輪の相対的位置関係
により機械的に定まり、車輌の走行状態に応じて変動す
る。例えば車輌の旋回時や急加減速時には車体はそれに
作用する慣性力により車輪に対し相対的に付勢され、こ
れに起因して各車輪と車体との間に作用する荷重が変化
され、これによりナスペンションスプリングの弾性変形
量が変化してロール、ノーズダイブの如き車体の不本意
な揺れや姿勢変化が生じる。
発明が解決しようとする問題点 かかる車体の揺れや姿勢変化を低減して車輌の操縦安定
性を確保すべく、自動車等の車輌のサスペンションにス
タビライザを組込んだり、サスペンションスプリングの
ばね特性をプログレッシブなばね特性に設定することが
行われている。しかしこれらの手段は車体の揺れや姿勢
変化を受動的に低減するものでしかないため、上述の如
き手段によっては車体の揺れや姿勢変化を十分に低減す
ることはできない。また上述の如き手段により車輌の良
好な乗り心地性を確保しつつ操縦安定性を向上させるた
めには、サスペンション機構の複雑な計算や設計を行う
必要があり、またサスペンションスプリングやショック
アブソーバの微妙なチューニングが必要となる。
尚自動車等の車輌の能軌振動減衰方法及び装置の一つと
して、特開昭５４−５５９１３号には、車輪質量の上に
弁により操作される力発生用サーボシリンダをそれぞれ
介して車体質量を設けた車輌に於て、弁を電気−油圧で
駆動される電気−油圧弁とし、このために測定信号とし
て、車体と車輪との相互間隔δ（ｔ）、車体と車輪との
相対運動の際に於ける相対速度δ’（ｔ）、及びサーボ
シリンダに於（プる圧力差Δｐ（ｔ）を使用することを
特徴とする車輪付き車輌特に自動車の車輪に於ける能動
撮動減衰方法、及びこの方法の実施に使用される装置が
開示されている。しかしこの方法及び装置は車体と車輪
との間に相対変位が生じることを前提としているため、
この方法及び装置によっては車体の姿勢を実質的に一定
に維持することはできない。
本発明は、自動車等の車輌の従来のサスペンションに於
ける上述の如き問題に鑑み、車輌の走行状態に拘らず、
即ち車輌の旋回時や急加減速時にも車体が大きく動揺す
ることを阻止し、車体の姿勢を実質的に一定に維持し、
これにより車輌の乗り心地性及び操縦安定性を向上させ
得るよう改良された車輌用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 上述の如き目的は、本発明によれば、車輌の各車輪と車
体との間に設けられそれぞれ対応する車輪に対し前記車
体を支持する複数個のアクチュエータと、前記車体の加
速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段
より加速度信号を入力され該加速度信号より前記車体の
加速に起因する各車輪と前記車体との間に作用する荷重
の変動量を算出し該算出結果に基き各アクチュエータを
制御し該アクチュエータを介して対応する車輪と前記車
体との間に作用する力を増減する演算制御装置とを含む
車輌用アクティブサスペンション、及び車輌の各車輪と
車体との間に設けられそれぞれ対応する車輪に対し前記
車体を支持する複数個のアクチュエータと、前記車体の
加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手
段より加速度信号を入力され該加速度信号より前記車体
の加速に起因する各車輪と前記車体との間に作用する荷
重の・変動量を算出し該算出結果に基き各アクチュエー
タを制御し該アクチュエータを介して対応する車輪と前
記車体との間に作用する力を増減する演算制御装置とを
含み、各アクチュエータが支持する力を検出する複数個
の荷重検出手段により検出された各アクチュエータが支
持する力の実際の変動量と前記演算制御装置により算出
された前記各車輪と前記車体との間に作用する荷重の変
動量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 上述の如く車輌が加速度を伴う運動をしている場合には
、例えば車輌の旋回時や急加減速時には、車体はそれに
作用する慣性力により車輪に対し相対的に付勢され、こ
れに起因して各車輪と車体との間に作用する荷重が変化
されるが、その場合の荷重の変ｅ量は車体に作用する慣
性力、従って車体の加速度の大きさに比例し、荷重の増
減は加速度の方向により決定される。従って重体の加速
度を検出することにより各車輪と車体との間に作用する
荷重の変動層及び増減を知ることができる。
本発明によれば、加速度検出手段により車体の加速度が
検出され、演算制御装置により加速度検出手段よりの加
速度信号より車体の加速に起因する各車輪と車体との間
に作用する荷重の変動量が算出され、該算出結果に基き
各車輪と車体と間に設けられそれぞれ対応する車輪に対
し車体を支持する複数個のアクチュエータが制御され、
該アクチュエータを介して対応する車輪と車体との間に
作用する力が増減されるので、車体に慣性力が作用する
ことに起因する車体の揺れや姿勢変化が大きくなること
を未然に且確実に阻止することができ、これにより車輌
の走行状態に拘らず車体の姿勢を適正な状態に維持する
ことができ、車輌の良好な乗り心地性及び操縦安定性を
得ることができる。
本発明の一つの局面によれば、車体の加速度（慣性力）
の大きさとそれに起因する各車輪と車体との間に作用す
る荷重の変動量との間に比例関係があることから、演算
制御装置は加速度検出手段より加速度信号を入力され該
加速度信号より車体の加速に起因する各車輪と車体との
間に作用する荷重の変動量を算出し、該算出結果に基づ
き各アクチュエータをオーブンループ式に制御し、該ア
クチュエータを介して対応する車輪と車体との間に作用
する力を増減するようになっている。
本発明の他の一つの局面によれば、車体の加速度に応じ
て各アクチュエータをより適正に制御し得るよう、本発
明のアクティブサスペンションは、各アクチュエータが
支持する力を検出する複数個の荷重検出手段により検出
された各アクチュエータが支持する力の実際の変動量と
演算制御装置により算出された各車輪と車体との間に作
用する荷重の変動量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ており、これ
により車体の姿勢をより正確に制御し得るようになって
いる。
本発明の一つの詳細な特徴によれば、加速度検出手段は
車体の車幅方向の加速度を検出する車幅方向加速度セン
サを含んでおり、演算制御装置は車幅方向加速度センサ
より入力される車幅方向加速度信号より車体の車幅方向
の加速に起因する各車輪と車体との間に作用する荷重の
変動量を算出し、該算出結果に基き各アクチュエータを
制御し該アクチュエータを介して対応する車輪と車体と
の間に作用する力を増減し、これにより車輌の旋回時に
於ける車体のロールを阻止し得るようになっている。
本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、加速度検出手
段は車体の前後方向の加速度を検出する前後方向加速度
センサを含んでおり、演算制御装置は前後方向加速度セ
ンサより入力される前後方向加速度信号より車体の前後
方向の加速に起因する各車輪と車体との間に作用する荷
重の変動量を算出し、該算出結果に基き各アクチュエー
タを制御し該アクチュエータを介して対応する車輪と車
体との間に作用する力を増減し、これにより車輌の加減
速時に於ける車体のスフオート及びノーズダイブを阻止
し得るようになっている。
本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、加速度検
出手段は車体の車幅方向の加速度を検出する車幅方向加
速度センサ及び車体のロール角加速度を検出するロール
角加速度センサを含んでおり、演算制御装置は車幅方向
加速度センサ及びロール角加速度センサにより検出され
る車幅方向加速度及びロール角加速度の方向が車体の重
心より上方の任意の部分の重心に対する相対移動の方向
で見て同一であるか否かを判断し、前記二つの方向が異
る場合には車幅方向加速度センサよりの加速度信号より
車体の車幅方向の加速に起因する各車輪と車体との間に
作用する荷重の変動層を惇出し、前記二つの方向が同一
である場合にはロール角加速度センサよりの加速度信号
より車体のロール方向の加速に起因する各車輪と車体と
の間に作用する荷重の変動量を算出し、該算出結果に基
き各アクチュエータを介して対応する車輪と車体との間
に作用する力を増減し、これにより車輌の旋回時に於け
る車体のロール及び車輌が横風を受けた場合に於ける車
体のロールを阻止するようになっている。
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図は四輪の自動車に適用された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を示すブロッ
ク線図、第２図は第１図に示された一つのサーボアクチ
ュエータを示す概略構成図、第３図は第１図に示された
切換スイッチを示すブロック線図である。
第２図に於て、１はサーボアクチュエータを示しており
、第１図に於てＩｆｒ、１ｆｌ、ｉｒｒ、１１”ｌにて
示されている如く、自動車の右前輪、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は第２図
に示されている如く、各車輪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ー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は互に共働して上室７と下
室８とを郭定している。またピストン６はロッド９によ
り車輪２に接続されており、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及び王室８内の圧力をそれぞれＰ
＋　１Ｐ２　　（ＰＩ　＞Ｐ！　）とすれば、上室７内
の圧力と下室８内の圧力との差圧（Ｐ＋−Ｆ２）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ＩＥｆｉ１５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Ｏ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Ｆ＝Ｆｏ　、Ｆα−Ｆβ＝Ｆｙ＝
Ｏｒある場合）には、差圧（Ｐ＋　−Ｆ２　＞とピスト
ン６の断面積との積が各車輪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
１ｆｒ１１ｆｆ、１ｒｒ、１ｒｌの各アクチュエータ４
の差圧（ＰＩ　　Ｆ２）をそれぞれ常に一定値ｐ　ｆｒ
。
Ｐｆｌ、ｐ　ｒｒ、　ｐ　ｒｌ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成る値である
場合には、それぞれ電圧の絶対値に応じて差圧（Ｐ＋　
−Ｐｐ　）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と各車輪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を支持する力を検出し、核力に対応する
電圧の信号Ｆ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。またリザーバ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取外の任意の
流体であってもよい。
第１図に於て、１９〜２１はそれぞれ自動車の重心又は
それに近接した位置に設けられた車幅方向加速度センサ
、ロール角加速度センサ、前後方向加速度センサを示し
ている。これらのセンサはそれぞれ車体の車幅方向の加
速度、ロール角加速度、前後方向加速度を検出し、各加
速度を示す信号α、γ、βを出力するようになっている
。特に図示の実施例に於ては、センサ１９は加速度の方
向が車輌後方よりみて左方及び右方である場合にはそれ
ぞれ正及び負の信号αを出力し、センサ２０は加速度の
方向が車輌後方よりみて時計廻り方向及び反時計廻り方
向である場合にはそれぞれ正及び負の信号γを出力し、
センサ２１は加速度の方向が車輌の進行方向及びこれと
は逆の場合にはそれぞれ負及び正の信号βを出力するよ
うになっており、これらのセンサよりの出力信号の電圧
の絶対値は加速度の大きさに対応している。
車幅方向加速度センサ１９及びロール角加速度センサ２
０よりの信号はそれぞれ層幅器２２及び２３によりに１
倍、ｋ２倍された後切換スイッチ２４へ入力される。切
換スイッチ２４は後に詳細に説明する如（、それに入力
された信号の何れかを択一的に通し分配器２５及び２６
へ出力するようになっている。分配器２５及び２６は互
に共働して切換スイッチ２４よりの出力信号をＮｆ：Ｎ
ｒ（Ｎｆ＞Ｑ、Ｎｒ＞Ｑ、Ｎｆ＋Ｎｒ＝１）（７）電圧
比率の信号に分配し、分配器２５はその出力信号Ｆα（
αに＋Ｎｒ）又はＦγ（γに、Ｎ「）をサーボアクチュ
エータ１ｆｒへ、また符号反転器２７を経てサーボアク
チュエータ１ｆｌへ出力するようになっており、分配器
２６はその出力信号Ｆα（αｋ　＋　Ｎｒ　＞又はＦ７
　（７ｋ　２　Ｎｒ　）をサーボアクチュエータ１ｒｒ
へ、また符号反転器２８を経てサーボアクチュエータＩ
ｒｌへ出力するようになっている。
一方前後方向加速度センサ２１よりの出力信号は増幅器
２９によりその電圧かに３倍された後サーボアクチュエ
ータ１ｆｒ及び１［１へ入力され、また符号反転器３０
及び３１を経てそれぞれサーボアクチュエータｌｒｒ及
び１ｒｌへ入力されるようになっている。
尚増幅器２２及び２３、切換スイッチ２４、分配器２５
及び２６、符号反転器２７及び２８、増幅器２９、符号
反転器３０及び３１、各サーボアクチュエータの加ＩＩ
器１５及び増幅器１６は、後に詳細に説明する如く、各
センサよりの出力信号より車体の加速に起因する各車輪
と車体との間に作用する荷重の変動量を算出し、該算出
結果に基づき油圧サーボ弁１２へ制御信号を出力する演
算制御装置を構成している。また増幅器２２．２３．２
９の増幅率ｋＩｘｋ！！、ｋｉ！は例えば計算又は実験
的に求められてよい定数である。
切換スイッチ２４は第３図に詳細に示されている如く、
それぞれ増幅器２２及び２３よりの信号を受ける入力端
子３３及び３４と、分配器２５及び２６へ信号を出力す
る出力端子３５とを有している。入力端子３３にて入力
された増幅器２２よりの信号はゲート３６及び比較器３
７へ入力される。比較器３７へ入力された信号は基準電
位、図示の実施例に於てはＯ’１位と比較され、しかる
後ＡＮＤ回路３８及びＮＯＲ回路３９へ出力される。
同様に入力端子３４にて入力された増幅器２３よりの信
号はゲート４ｏ及び比較器４１へ入力される。比較器４
１へ入力された信号は基準電位、図示の実施例に於ては
０電位と比較され、しかる後ＡＮＤ回路３８及びＮＯＲ
回路３９へ出力される。
ＡＮＤ回路３８及びＮＯＲ回路３９よりの出力信号はＯ
Ｒ回路４２へ入力され、ＯＲ回路４２よりの出力信号は
ゲート３６へ、またＮＯＴ回路４３を経てゲート４０へ
出力され、これによりゲート３６及び４０が択一的に開
閉されるようになっている。
この切換スイッチ２４は以下の如く作動することにより
入力端子３３及び３４にて受けた入力信号の何れかを出
力端子３５を経て分配器２５及び２６へ択一的に出力す
る。即ち入力端子３３にて入力された信号は比較器３７
に於てＯ電位と比較され、該信号が正ならばハイレベル
信号となり、負ならばローレベル信号となる。同様に入
力端子３４にて入力された信号は比較器４１に於て０電
位と比較され、該信号が正ならばハイレベル信号となり
、負ならばローレベル信号となる。比較器３７及び４１
よりの信号はＡＮＤ回路３８へ入力され、それら両方の
信号がハイレベルの場合にのみＡＮＤ回路よりハイレベ
ル信号が出力される。
また比較器３７及び４１よりの信号はＮＯＲ回路３９へ
入力され、これら両方の信号がローレベルの場合にのみ
ＮＯＲ回路３９よりハイレベル信号が出力される。
即ち入力端子３３及び３４にて切換スイッチ２４に入力
された信号の符号が両者同一の場合にのみＡＮＤ回路３
８又はＮＯＲ回路３９の何れかがＯＲ回路４２ヘハイレ
ベル信号を出力する。従ってＯＲ回路４２は入力端子３
３及び３４よりの信号の符号が一致していればハイレベ
ル信号を出力し、これによりゲート３６を開き、ゲート
４０を閉じ、これにより入力端子３３にて入力された信
号のみを出力端子３５より出力する。逆に入力端子３３
及び３４にて入力された信号の符号が一致していない場
合には、ＯＲ回路４２の出力はローレベル信号となるた
め該信号がＮＯＴ回路４３を経て入力されるゲート４０
が開かれ、ゲート３６が閉じられ、これにより入力端子
３４にて入力された信号が出力端子３５より出力される
。
かくして切換スイッチ３４は、増幅器２２及び２３より
の信号の符号が一致している場合には、増幅器２２より
の信号を分配器２５及び２６へ出力し、増幅器２２及び
２３よりの信号の符号が一致しでいない場合には、増幅
器２３よりの信号を分配器２５及び２６へ出力する。
第２図に示されている如り、各サーボアクチュエータ１
の加算器１５は三つのプラスの入力端子と一つのマイナ
スの入力端子とを有している。プラスの入力端子にはそ
れぞれ切換スイッチ２′４よりの出力信号Ｆα又はＦγ
、増幅器２９よりの出力信号Ｆβ、車輌が停止状態又は
定速走行状態にある場合に於ける対応する各車輪２が担
持すべき車体３の応分の分担荷重に対応する電圧の信＠
ＦＯが入力され、マイナス端子には荷ｆｆ１ｔ−ンサ１
７゛　よりの出力信号、即ち車体３と各車輪２との間に
作用する実際の荷重を示す信号Ｆが入力される。
従ってアクチュエータ４の上室７内の圧力Ｐ１と下室８
内の圧力ｐｇとの間の差圧（ＰＩ　　Ｆ２）は信号Ｆα
又は信号Ｆγ及び信号Ｆβに基き油圧サーボ弁１２によ
り増減されると共に、Ｆ−Ｆ（２（又はＦγ）＋Ｆβ十
Ｆ。
となるよう、Ｆ−Ｆα（又はＦγ）−ＦＯ−ＦＯの信号
にてフィードバック制御される。
尚第１図に於ては、簡明化の目的で各サーボアクチュエ
ータへの信号Ｆｏの入力経路の図示は省略されているが
、信号ＦＯは車輌が停止状態又は定速走行状態にある場
合に於ける対応する各車輪が担持すべき車体の応分の分
担荷重に対応する電圧の信号として、図には示されてい
ない任意の定電圧信号発生装置より各サーボアクチュエ
ータ１の加算器１５の対応する一つのマイナスの入力端
子に入力されてよい。また本発明のアクティブサスペン
ションがオープンループ式に制御される場合には、荷重
センサ１７及び信号Ｆｏの入力経路は省略されてよい。
次に上述の如く構成された実施例の作動について説明す
る。
まず車輌が停止状態又は定速走行状態にある場合には、
車体３の加速度は何れの方向にも０であり、従って各セ
ンサ１９〜２１の出力はＯであり、またＦ−ＦＯである
ので、加算器２８の出力もＯであり、これによりサーボ
アクチュエータ１ｆｒ１１ｆｌ、ｉｒｒ、ｌｒｌの各ア
クチュエータ４の差圧（ＰＩ　　Ｆ２）がそれぞれ一定
値Ｐｆｒ、　ＰｆＬ　Ｐｒｒ、　ｐｒｌに維持され、車
体３の姿勢が所定の状態に維持される。また車輌の定速
走行中に車輪２が路面の凹凸を通過する場合には、車輪
が路面より受ける力が一時的に変化するが、工この場合
にも各アクチュエータ４の差圧（Ｐ＋　−Ｐｔ　）が一
定に維持され、従って各アクチュエータが車輪と車体と
の間にて発生する力、即ち車体に対する支持力も一定に
維持されるので、各アチュエータのピストン６は車輪の
上下変位に応じてシリンダ５に対し相対的に上下に変位
するが、車体は上下変位せず所定の高さ位置に留まり、
これにより車体の姿勢が所定の状態に維持される。
次に車輌の旋回時について説明する。車輌の旋回時には
、車体３には旋回外方への遠心力が作用し、一般に車体
の重心が車体の比較的低い位置にあるため、車体３は旋
回外方へロールし、求心加速度及びロール角加速度を伴
った運動をし、これらの加速度はそれぞれセンサ１９及
び２０により検出される。この場合各車幅と車体との間
に作用する荷重の変ｖＪ量は車輌の旋回方向に拘らず車
体の加速度に実質的に比例している。また車幅方向加速
度（求心加速度）及びロール角加速度の方向は車輌の重
心より上方の任意の部分の重心に対する相対移動の方向
でみて互に逆の方向であるので、切換スイッチ２４へ入
力される増幅器２２及び２３よりの出力信号の符号は同
一であり、従ってこの場合にはセンサ１９により出力さ
れた信号に基くＦα信号のみが各サーボアクチュエータ
１へ入ノｊされる。
今車輌が左旋回しているものと仮定すれば、車体３の車
幅方向加速度（求心加速度〉の方向は車輌の後方よりみ
て左方であり、ロール角加速度の方向は車輌後方よりみ
て時ｃＴｌ廻り方向、即ち車体の重心より上方の任意の
部分の重心に対する相対移動の方向でみて右方であり、
従ってセンサ１９及び２０より出力される信号α及びγ
は共に正であるので、増幅器２２により増幅されたαに
１のみが切換スイッチ２４を通過し、分配器２５及び２
６へ入力される。分配器２５及び２６へ入力されだ信号
はこれらの分配器によりそれぞれ前輪用の入力信号とし
てＮｆ倍及び機幅用の入力信号としてＮｆ倍される。分
配器２５よりの出力信号Ｆα（αに＋Ｎｆ）は右前輪用
のサーボアクチュエータ１「ｒの加算器１５に入力され
、油圧サーボ弁１２により右前輪と車体３との間に作用
する荷重の増大量に対応して右前輪用のアクチュエータ
４の差圧（ＰＩ　　Ｐ２）がＰｆｒより増大され、また
分配器２５よりの出力信号は符号反転器２７に、より符
号反転されて一αに＋Ｎｆとして左前輪用のサーボアク
チュエータ１ｆｌの加算器１５に入力され、油圧サーボ
弁１２により左前輪と車体３との間に作用する荷重の減
少量に対応して左前輪用のアクチュエータ４の差圧（Ｐ
＋　−Ｐｌ！　）がＰｆｌより低減され、これにより車
体３の前輪側のロールが阻止される。
同様に分配器２６よりの出力信号Ｆα（αｋ。
Ｎｒ）は右後輪用のサーボアクチュエータ１ｒｒの加算
器１５に入力され、油圧サーボ弁１２により右後輪と車
体３との間に作用する荷重の増大量に対応して右後輪用
のアクチュエータ４の差圧（Ｐｌ　−Ｐ２　）がＰｒｒ
より増大され、また分配器２６よりの出力信号は符号反
転器２８により符号反転されて一αに＋Ｎｒとして左後
輪用のナーボアクチュエータｉｒｌの加算器１５に入力
され、油圧サーボ弁１２により左後輪と車体３との間に
作用する荷重の減少量に対応して左後輪用のアクチュエ
ータ４の差圧（Ｐ＋−Ｐ２）がＰｒｌより低減され、こ
れにより車体３の後輪側のロールが阻止される。
かくして車輌の左旋回時に車体３が車輌後方よりみて時
計廻り方向ヘロールすることが阻止される。
同様に車輌の右旋回時には、センサ１９及び２０よりの
出力信号α及びγは共に負であるので、負のαに盲信号
のみが切換スイッチ２４を通過し、分配器２５及び２６
を経て負の信＠Ｆα（それぞれαｌＮｆ、αｋ　＋　Ｎ
＋’　）が右前輪用のサーボアクチュエータ１ｒｒ及び
右後輪用のサーボアクチュエータ１ｒｒへ入力され、こ
れによりそれぞれ右前輪及び右後輪と車体３との間に作
用する荷重の減少量に対応して右前輪及び右後輪用のア
クチュエータ４の差圧（ＰＩ　　Ｐ２）がそれぞれＰ　
ｆｒ。
Ｐｒｒより低減され、また分配器２５及び２６よりの信
号が符号反転器２７及び２８により符号反転されて正の
信号Ｆα（それぞれ−αに＋Ｎｆ、−αに＋Ｎｒ）とし
て左前輪用サーボアクチュエータ１「１及び左後輪用サ
ーボアクチュエータ１ｒｌに入力されることにより、左
前輪及び左後輪と車体３との間に作用する荷重の増大量
に対応して左前輪用及び左後輪用のアクチュエータ４の
差圧（Ｐ＋Ｐ２）がそれぞれｐｆｌ、ｐｒｌより増大さ
れ、これにより車体３が車輌後方よりみて反時計廻り方
向ヘロールすることが阻止される。
この場合分配器２５及び２６による信号の分配比率を適
宜に設定することにより、車輌の旋回時に於けるステア
特性を任意に設定することができる。即ちＮｆ　−Ｎｒ
　＝０．５に設定すれば、車体３に作用する遠心力に起
因する車輪と車体との間に作用する荷重の変動量を前輪
及び後輪の間に於て均等に受持つことになるので、車輌
のステア特性をニュートラルステア特性とすることがで
きる。
またＮ（＞Ｎｒに設定すれば、車体に作用する遠心力に
起因する車輪と車体との間に作用する荷重の変動量が後
輪側よりも前輪側に於て大きくなるので、車輌のステア
特性をアンダーステア特性とすることができる。逆にＮ
ｆ　＜Ｎｒに設定すれば、車体３に作用する遠心力に起
因する車輪と車体との間に作用する荷重の変動量が前輪
側よりも後輪側に於て大きくなるので、車輌のステア特
性をオーバステア特性とすることができる。
次に車輌が突風の如き比較的強い横風を受けた場合につ
いて説明する。車輌が横風を受けた場合には、車体に作
用する＠風による押圧力により車体がふ下側へ駆動され
ると共に車体の上方部が風下側へ移動する方向へロール
せしめられ、従って車体は車輌の旋回時に遠心力を受け
た場合と同様の挙動を示す。そしてこの場合の各車輪と
車体との間に作用する荷重の変動量は車体に作用する横
風による押圧力、従って車体のロール角加速度に実質的
に比例している。
しかし車幅方向加速度センサ１９により検出される車幅
方向の加速度の方向は、車輌の旋回の場合には車輌のロ
ール方向とは逆であるのに対し、車輌が横風を受けた場
合には車体のロール方向と同一であるので、横方向加速
度センサ１９の出力α及びロール角加速度センサ２０の
出力γの符号を比較することにより、それらの符号が相
違していれば、車体のロールは車輌の旋回に起因するの
ではなく、車体が横風を受けたことに起因するものであ
ることが解る。また車輌が横風を受けた場合には、車体
３の用下方向への移動量は僅かであるのに対し、車体３
のロール量は比較的大きく且横風の強さに実質的に比例
して増大する。従ってこの場合には各車輪のアクチュエ
ータ４の差圧（Ｐ＋　　ＰＰ）は車幅方向加速度に基き
制御されるよりもロール角加速度に基き制御されること
が好ましい。
全車輌が左方よりの横風を受けたものと仮定すれば、車
体３は車輌後方よりみて右方へ移動すると共に時計廻り
方向へロールする。従って車体３は右方への車幅方向加
速度及び時計廻り方向、即ち車体の重心より上方の任意
の部分の重心に対する相対移動の方向でみて右方へのロ
ール角加速度を伴った運動をする。従って車幅方向加速
度センサ１９の出力αは負であるのに対しロール角加速
度センサ２０の出力γは正であり、従ってセンサ２０に
より出力され増幅器２３により増幅された正の信号γに
２のみが切換スイッチ２４を通過し、分配器２５及び２
６を経て各サーボアクチュエータへ入力される。この場
合分配器２５及び２６よりの正の信号Ｆγ（それぞれγ
に２Ｎｆ、γに２Ｎｒ＞がそれぞれサーボアクチュエー
タ１ｆｒ及び１ｒｒへ入力され、符号反転器２７及び２
８により符号反転された負の信号（それぞれ−γに９Ｎ
ｆ及び−γｋｇＮｒ）がそれぞれサーボアクチュエータ
１ｒｌ及び１ｒｌへ入力され、上述の車輌の旋回時の場
合と同様、車体３に作用する横風の押圧力に起因する右
前輪及び右後輪と車体との間に作用する荷重の壜大量に
対応して、それぞれ右前輪及び右後輪用のアクチュエー
タ４の差圧（Ｐ＋　　ＰＰ〉がそれぞれＰｆｒ、Ｐｒｒ
より増大され、左前輪及び左後輪と車体との間に作用す
る荷重の減少量に対応して、それぞれ左前輪及び左後輪
用のアクチュエータ４の差圧（ＰＩ　　ＰＰ）がそれぞ
れＰｆｌ、Ｐｒｌより低減され、これにより車体の風下
方向へのロールが阻止される。
同様に車輌が右方よりの横風を受けた場合゛には、車幅
方向加速度センサ１９よりの出力信号αは正であり、ロ
ール角加速度センサ２０よりの出力信号γは負となるの
で、この場合にもセンサ２０より出力され増幅器２３に
より増幅された負の信号γに２のみが切換スイッチ２４
を通過し、分配器２５及び２６を経て右前輪用サーボア
クチュエータ１ｆｒ及び右後輪用サーボアクチュエータ
１ｒｒへ負の信号Ｆγ（それぞれγに、　Ｎｒ　、７に
！Ｎｒ）が入力され、左前輪用サーボアクチュエータ１
ｆｌ及び左後輪用サーボアクチュエータｉｒｌへそれぞ
れ符号反転器２７及び２８により符号反転された正の信
号Ｆγ（それぞれ−γに２Ｎｆ１−γｋ。
Ｎｒ）が入力され、上述の車輌の右旋回の場合と同様、
横風による左前輪及び左後輪と車体との間に作用する荷
重の増大量に対応して、それぞれ左前輪及び左後輪用の
アクチュエータ４の差圧（Ｐｌ　−Ｆ２　）がそれぞれ
ｐｆｌ、Ｐｒｌより増大され、右前輪及び右後輪と車体
との間に作用する荷重の減少量に対応して、それぞれ右
前輪及び右後輪用のアクチュエータ４の差圧（ＰＩ−Ｐ
Ｑ）がそれぞれＰ　ｆｒ、　Ｐ　ｒｒより低減され、こ
れにより車体の風下方向へのロールが阻止される。
次に車輌の加減速時について説明する。車輌の加速時に
は車体は車輌の進行方向への加速度を伴った運動をし、
車体には進行方向とは逆方向の慣性力が作用するので、
左右前輪と車体との間に作用する荷重が減少し、左右後
輪と車体との間に作用する荷重が増大することにより車
体のスフオートが発生する。逆に車輌の減速時には車体
は車輌の進行方向とは逆方向の加速度を伴った運動をし
、車体には車輌の進行方向への慣性力が作用するので、
左右前輪と車体との間に作用する荷重が増大し、左右後
輪と車体との間に作用する荷重が減少することにより車
体のノーズダイブが発生する。
この場合車輪と車体との間に作用する荷重の変動量は、
車輌の加速及び減速の何れの場合にも、車体の加速度に
実質的に比例している。
今車輌が加速状態にあるものと仮定すれば、車輌の進行
方向への加速度がセンサ２１により検出され、該センサ
の負の出力βが増幅器２９により増幅され、負の信号Ｆ
β（βｋａ）として右前輪用サーボアクチュエータ１ｒ
ｒ及び左前輪用サーボアクチュエータ１ｆｌへ入力され
、また符号反転器３０及び３１により符号反転された正
の信号Ｆβ（−βに３）が右後輪用サーボアクチュエー
タ１ｒｒ及び左後輪用サーボアクチュエータ１ｒｌへ入
力され、車体に作用する慣性力に起因する左右前輪と車
体との間に作用する荷重の減少量に対応して左右前輪用
のアクチュエータ４の差圧（Ｐ＋　　Ｆ２）がそれぞれ
ｐｆｌ、ｐｆｒより低減され、左右後輪と車体との間に
作用する荷重の増大量に対応して左右後輪用のアクチュ
エータ４の差圧（Ｐ＋　−Ｆ２）がそれぞれＰｒｌ、Ｐ
ｒｒより増大され、これにより車体のスフオートが阻止
される。
また車輌が減速状態にある場合には、車輌の進行方向と
は逆方向の車体の加速度がセンサ２１により検出され、
該センサの正の出力βが増幅器２９により増幅され、正
の信号Ｆβ（βｋａ）として右前輪用サーボアクチュエ
ータ１ｒｒ及び左前輪用サーボアクチュエータ１ｆｌへ
入力され、また符号反転器３０及び３１により符号反転
された負の信＠Ｆβ（−βに３）が右後輪用サーボアク
チュエータ１ｒｒ及び左後輪用サーボアクチュエータ１
「１へ入力され、車体に作用する慣性力に起因する左右
前輪と車体との間に作用する荷重の増大量に対応して左
右前輪用のアクチュエータ４の差圧（ＰＩ　　Ｆ２）が
それぞれＰｒｌ、Ｐｆｒより増大され、左右後輪と車体
との間に作用する荷重の減少量に対応して、左右後輪用
のアクチュエータ４の差圧（Ｐ＋　−Ｆ２　）がそれぞ
れｐｒｌ、ｐｒｒより減少され、これにより車体のノー
ズダイブが阻止される。
尚車輌が加減速を伴なって旋回する場合や車輌が加減速
を伴なって直進している際に横風を受けた場合には、各
アクチュエータ４の差圧（Ｐ＋　−Ｆ２）はそれぞれ上
述の加減速時の作動と旋回時の作動との組合せ、加減速
時の作動と車輌が横風を受けた場合の作動との組合せに
て制御される。
以上の説明より、図示の実施例によれば、車輌の旋回時
、車輌が横風を受けた場合、車輌の加減速時の如く、車
体が加速度を伴った運動をする場合にも、車体が比較的
大きく揺れたり車体が所望の姿勢より大きく変化するこ
とが阻止され、これにより車輌の乗り心地性及び操縦安
定性が向上されることが理解されよう。
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。例えば車輌が横風を
受けた場合に於ける車体の姿勢変化を本発明に従って制
御することが不要と考えられる場合には、車幅方向加速
度センサ１９又はロール角加速度センサ２０が省略され
、これらのセンサの何れかよりの信号のみに基き車輌の
旋回時に於ける車体のロールが阻止されるよう構成され
てもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は四輪の自動車に適用された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を示すブロッ
ク線図、第２図は各車輪に対応して設けられるサーボア
クチュエータを示す概略構成図、第３図は第１図に示さ
れた切換スイッチを示すブロック線図である。 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、１９・・・車
幅方向加速度センサ、２０・・・ロール角加速麿センサ
、２１・・・前後方向加速度センサ、２２．２３・・・
増幅器、２４・・・切換スイッチ。 ２５．２６・・・分配器、２７．２８・・・符号反転器
。 ２つ・・・増幅器、３０．３１・・・符号反転器、３３
．３４・・・入力端子、３５・・・出力端子、３６・・
・ゲート。 ３７・・・比較器、３８・・・ＡＮＤ回路、３９・・・
ＮＯＲ回路、４０・・・ゲート、４１・・・比較器、４
２・・・ＯＲ回路、４３・・・ＮＯＴ回路 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
　　理　　　　　人　　　弁理士　　明　　石　　昌　
　毅第２図 第　３　図 （自　発） 手続補正書 昭和６０年８月２３日 １８事件の表示　昭和６０年特許願第０２１５２２号２
、発明の名称 車輌用アクティブサスペンション ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田市トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　）−ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　ｅｌＱ４東京都中央区新川１丁目５番１９号
茅場町長岡ピル３階　電話５５１−４１７１６、補正に
より増加する発明の数　　　０７、補正の対象　　明細
書及び図面 ８、補正の内容　　別紙の通り　　　　　４１１しン＼
（１）明細書第１６頁第７行〜第９行の［またピストン
は・・・・・・・・・ており、ロッド９は］を「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」と補正する。 （２）同第１７頁第１２行及び第１３行の「差圧（Ｐ＋
　−Ｐｔ　）とピストン６の断面積との積が」を「差圧
（Ｐ＋　　Ｐｇ）とピストン６の断面積Ａとの積Ａ　（
ＰＩ　　Ｐ２　）により表わされる発生力が」と補正す
る。 （３）同第１８頁第７行の「尚アクチュエータ４は」を
「尚アクチュエータ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の往復動に伴なってロ
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
従つて上室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Ａ＋　Ｐ＋　−Ａ２Ｐ２を
ｉｔ、ＩＪＩＩＩするよう構成される。またアクチュエ
ータ４は」と補正する。 （４）同第２４頁第８行、第２５頁第４行、第２５頁第
１５行、及び第２６頁第３行の「定速走行」をそれぞれ
「定速直進走行」と補正する。 （５）同第２６頁第１６行の［一般に車体の重心が車体
の比較的低い位置」を「車体の重心が車輪の接地点より
も高い位置」と補正する。 （６）第２図を別紙の通り補正する。 第　２（２１

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車輌の各車輪と車体との間に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複数個のアクチュ
    エータと、前記車体の加速度を検出する加速度検出手段
    と、前記加速度検出手段より加速度信号を入力され該加
    速度信号より前記車体の加速に起因する各車輪と前記車
    体との間に作用する荷重の変動量を算出し該算出結果に
    基き各アクチュエータを制御し該アクチュエータを介し
    て対応する車輪と前記車体との間に作用する力を増減す
    る演算制御装置とを含む車輌用アクティブサスペンショ
    ン。
  2. （２）特許請求の範囲第１項の車輌用アクティブサスペ
    ンションに於て、前記加速度検出手段は前記車体の車幅
    方向の加速度を検出する車幅方向加速度センサを含んで
    いることを特徴とする車輌用アクティブサスペンション
    。
  3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の車輌用アクテ
    ィブサスペンションに於て、前記加速度検出手段は前記
    車体の前後方向の加速度を検出する前後方向加速度セン
    サを含んでいることを特徴とする車輌用アクティブサス
    ペンション。
  4. （４）特許請求の範囲第１項又は第３項の車輌用アクテ
    ィブサスペンションに於て、前記加速度検出手段は前記
    車体の車幅方向の加速度を検出する車幅方向加速度セン
    サ及び前記車体のロール角加速度を検出するロール角加
    速度センサを含んでいることを特徴とする車輌用アクテ
    ィブサスペンション。
  5. （５）特許請求の範囲第４項の車輌用アクティブサスペ
    ンションに於て、前記演算制御装置は前記車幅方向加速
    度センサ及び前記ロール角加速度センサにより検出され
    る車幅方向加速度及びロール角加速度の方向が車体の重
    心より上方の任意の部分の重心に対する相対移動の方向
    でみて同一であるか否かを判断し、前記二つの方向が異
    なる場合には前記車幅方向加速度センサよりの加速度信
    号より前記車体の車幅方向の加速に起因する各車輪と前
    記車体との間に作用する荷重の変動量を算出し、前記二
    つの方向が同一である場合には前記ロール角加速度セン
    サよりの加速度信号より前記車体のロール方向の加速に
    起因する各車輪と前記車体との間に作用する荷重の変動
    量を算出し、該算出結果に基き各アクチュエータを介し
    て対応する車輪と前記車体との間に作用する力を増減す
    るよう構成されていることを特徴とする車輌用アクティ
    ブサスペンション。
  6. （６）車輌の各車輪と車体との間に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複数個のアクチュ
    エータと、前記車体の加速度を検出する加速度検出手段
    と、前記加速度検出手段より加速度信号を入力され該加
    速度信号より前記車体の加速に起因する各車輪と前記車
    体との間に作用する荷重の変動量を算出し該算出結果に
    基き各アクチュエータを制御し該アクチュエータを介し
    て対応する車輪と前記車体との間に作用する力を増減す
    る演算制御装置とを含み、各アクチュエータが支持する
    力を検出する複数個の荷重検出手段により検出された各
    アクチュエータが支持する力の実際の変動量と前記演算
    制御装置により算出された前記各車輪と前記車体との間
    に作用する荷重の変動量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輌用
    アクティブサスペンション。
  7. （７）特許請求の範囲第６項の車輌用アクティブサスペ
    ンションに於て、前記加速度検出手段は前記車体の車幅
    方向の加速度を検出する車幅方向加速度センサを含んで
    いることを特徴とする車輌用アクティブサスペンション
    。
  8. （８）特許請求の範囲第６項又は第７項の車輌用アクテ
    ィブサスペンションに於て、前記加速度検出手段は前記
    車体の前後方向の加速度を検出する前後方向加速度セン
    サを含んでいることを特徴とする車輌用アクティブサス
    ペンション。
  9. （９）特許請求の範囲第６項又は第８項の車輌用アクテ
    ィブサスペンションに於て、前記加速度検出手段は前記
    車体の車幅方向の加速度を検出する車幅方向加速度セン
    サ及び前記車体のロール角加速度を検出するロール角加
    速度センサを含んでいることを特徴とする車輌用アクテ
    ィブサスペンション。
  10. （１０）特許請求の範囲第９項の車輌用アクティブサス
    ペンションに於て、前記演算制御装置は前記車幅方向加
    速度センサ及び前記ロール角加速度センサにより検出さ
    れる車幅方向加速度及びロール角加速度の方向が車体の
    重心より上方の任意の部分の重心に対する相対移動の方
    向でみて同一であるか否かを判断し、前記二つの方向が
    異なる場合には前記車幅方向加速度センサよりの加速度
    信号より前記車体の車幅方向の加速に起因する各車輪と
    前記車体との間に作用する荷重の変動量を算出し、前記
    二つの方向が同一である場合には前記ロール角加速度セ
    ンサよりの加速度信号より前記車体のロール方向の加速
    に起因する各車輪と前記車体との間に作用する荷重の変
    動量を算出し、該算出結果に基き各アクチュエータを介
    して対応する車輪と前記車体との間に作用する力を増減
    するよう構成されていることを特徴とする車輌用アクテ
    ィブサスペンション。
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