JPS61181713A

JPS61181713A - 車輛用アクテイブサスペンシヨン

Info

Publication number: JPS61181713A
Application number: JP2152385A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kurosawa; 黒沢　隆一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-14

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！！等の車輌のナ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池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Ｉが変化
され、これにより奢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訂を行う
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動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【プた車輌に於て、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
ボシリンダに於ける圧力差Δ１１（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
動振動減衰方法、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［（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、車輌の旋回時にも車体が大
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、これにより車輌の旋回時に於ける乗り心地性
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、前記車体の車
幅方向の加速度を検出する車幅方向加速度検出手段と、
前記加速度検出手段より車幅方向加速度信号を入力され
該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
ブナスペンション、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、前記車体の車幅方向の加速
度を検出する車幅方向加速度検出手段と、前記加速度検
出手段より車幅方向加速度信号を入力され該加速度信号
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＃ＪＪｍ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ｌｆｆ１
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ぎれ
る。

発明の作用及び効果上述の姐く車輌の旋回時には、車体はそれに作用する遠
心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動量は車体に作用する遠心力、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。従って車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
量及び増減を知ることができる。

本発明によれば、車幅方向加速度検出手段により車体の
車幅方向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ｖＪ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、車体に遠心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、これにより車輌の旋回時にも
車体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、車体の車幅方向の加速度
（遠心力）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］装置は車幅方向加速度検出手段より車
幅方向加速度信号を入力され該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、該算出結果に基づき各アクチュ
エータをオープ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４１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、車体に作用する車幅
方向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ｅ邑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■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。

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１ｆｒ、１ｒｌ、１ｒｒ、１ｒｌ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
＋　、Ｐ２　　（ＰＩ　＞Ｐ２　）とすれば、上室７内
の圧力と王室８内の圧力との差圧（Ｐ＋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（Ｎ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Ｆ＝ＦＯ１Ｆα＝Ｆβ＝Ｆγ−〇であ
る場合）には、差圧（Ｐ＋　−Ｐ２　）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１ｆ
ｒ１１ｆｌ、１ｒｒ、　ｉ　ｒｈ７）各アクチュエータ
４の差圧（Ｐ＋　　Ｐｌりをそれぞれ常に一定値ｐ４ｒ
１Ｐｆｌ、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（ＰＩ
　　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１１
４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曲以外の任意
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（直は加速度の大きざに対応している。

車幅方向加速度はンサ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増幅器２２及び２３によりに、
倍、１２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く、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＞０１Ｎｒ＞Ｏ，Ｎｆ＋Ｎｒ＝１）のｌ！圧
比率の信号に分配し、分配器２５はその出力信号ＦｃＺ
　（αｋ　’＋　Ｎｒ　）　又ハＦ７　（７ｋ　ｔ　Ｎ
ｒ　）　ｅ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Ｉｆｌ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（α
ｋ　ＩＮｒ　）又はＦ７　（７ｋ　ｔ　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ｉｒｌへ出力するようになってい
る。

一方前後方向加速度センナ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ｌｆｒ及び１ｆｌ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１ｒｒ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算器
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つ
の増幅率ｋｌ　、ｋ２、ｋ２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。

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４０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３日へ入力され、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３つへ
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ていない場合には、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く、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２４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号Ｆ
０が人力され、マイナス端子には荷重センサ１７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Ｐ＋　と下苗
８内の圧力Ｐ２との間の差圧（Ｐ＋　　Ｐｔ）は信号Ｆ
α又は信号ＦＴ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−Ｆα（又はＦγ）＋Ｆβ＋
Ｆ０となるよう、Ｆ−Ｆα（又はＦγ）−Ｆβ−Ｆ。

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Ｉ０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′躍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０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ｌ　ｆｒ。

１ｆｌ、１ｒｒ、１ｒ＋の各アクチュエータ４の差圧（
ＰＩ　　Ｐ２）がそれぞれ一定値Ｐ　ｆｒＳＰ　ｆｌ、
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、−この場合にも各アクチュエータ
４の差圧（Ｐ＋　−Ｐｇ　）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闇にて発生する力、
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。この場合各車輪と車体との間
に作用する荷重の変動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
へ入力される。

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、の
みが切換スイッチ２４を通過し、分配器２５及び２６へ
入力される。分配器２５及び２６へ入力された信号はこ
れらの分配器によりそれぞれ前輪用の入力信号としてＮ
１倍及び後輪用の入力信号としてＮｒ倍される。分配器
２５よりの出力信号Ｆα（αｋ　ＩＮｆ　＞は右前輪用
のサーボアクチュエータ１ｆｒ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
する荷重の増大借に対応して右前輪用のアクチュエータ
４の差圧（Ｐ＋　　Ｐｔ）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＝αにＩＮｆとして左前輪用の丈−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（ＰＩ
　　　Ｆ２）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閉止される。

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ｌｒｒの１３
１１　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（Ｐ＋−Ｆ２）がＰ
ｒｒ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ＩＮｒとして
左後輪用のサーボアクチュエータ１ｒｌ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（ＰＩ　　Ｆ２）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αｋｌ信号
のみが切換スイッチ２４を通過し、分配器２５及び２６
を経て負の信号Ｆα（それぞれαにＩＮｒ、αに＋ｌ’
ｌｒ）が右前輪用のサーボアクチュエータ１ｆｒ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（Ｐ＋　　Ｐｇ）がそれぞれＰｒｒ
、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、［、−αｋ　ＩＮｒ　＞
として左前輪用サーボアクチュエータ１ｆｌ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＋Ｐｌりがそれぞれｐｒｌ、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ぎくなるので、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
用する横風による押圧力により車体が風下側へ駆動され
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ｈα及びロール角加速度センサ２ｏ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の風下方向への移１１１ｆｆｉは僅がであるのに対し
、中休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７
クチユエータ４の差圧（Ｐ＋　　Ｆ２）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。

今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
速度及び時訓廻り方向、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
度センナ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ＦＴ（それぞれγ
ｋｐＮｆ１γに２Ｎｒ）がそれぞれサーボアクチュエー
タ１ｔｒ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２Ｎ
ｆ及び−γに２Ｎｒ）がそれぞれサーボアクチュエータ
１ｆｆ及び’ｌｒｌ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増大量
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＋　　Ｆ２）がそれぞれＰｆｒ、Ｐｒ
ｒ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（Ｐ＋　　Ｐｔ）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１ｒｒ及び右後輪用ナーボアクチュエータ１
ｒｒへ負の信＠　Ｆ　Ｔ　（それぞれ７ｋｔ　Ｎｆ　、
７ｋｔ　Ｎｒ　）が入力され、左前輪用サーボアクチュ
エータｉｆｌ及び左後輪用サーボアクチュエータ１ｒｌ
へそれぞれ符号反転器２７及び２８により符号反転され
た圧の信号Ｆｒ（それぞれ−γｋｚＮｒ、−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（ＰＩＰ２）がそれぞれＰｆｌ
、Ｐｒｌより増大サレ、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７クチユエータ４の差圧（ＰＩ　　Ｆ２）
がそれぞれＰ　ｒｒ、　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、左右接
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
接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（βｋｓ）として右前輪用サーボアクチュエータ１ｆ
ｒ及び左前輪用サーボアクチュエータｉｆｆ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（−βｋａ）が右後輪用サーボアクチュエー
タ１ｒｒ及び左侵輪用サーボアクチュエータ１ｒ１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＋　　Ｐ２）がそれぞれ
Ｐｒ１、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＋　−Ｐ２　）がそれぞれＰｒｌ、
ｐｒｒ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（βに３）として右前輪用サーボアクチュエ
ータｌｆｒ及び左前輪用サーボアクチュエータ１「１へ
入力され、また符号反転器３０及び３１により符号反転
された負の信号Ｆβ（＝βｋｓ）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
ｒ１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（Ｐ＋　　Ｐｇ）が
それぞれＰｆｌ、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＋　−Ｐ２　＞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＋　−Ｐｐ　）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
のみならず、車輌が横風を受けた場合や車輌の加減速時
の場合にも、車体が比較的大きく揺れたり車体が所望の
姿勢より太き（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。

【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・・・上空、８・・・下室、９・
・・ロッド、１０１１１・・・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・・・ロール角加速度センサ
、２１・・・前接方向加速度センサ、２２．２３・・・
増幅器、２４・・・切換スイッチ。２５．２６・・・分配器、２７．２８・・・符号反転器
。２９・・・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、
４２・・・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１、事件の表示　昭和６０年特許願第０２１５２３号２
、発明の名称車輌用アクティブサスペンション３、補正をする者事件どの関係　　特許出願人住　所　　愛知県費田市トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）トヨタ自動車株式会社４、代理人居　所　　の１０４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　　　０従って上室７内の圧力Ｐ
＋及び王室８内の圧力Ｐ（１）明細書第１０頁第１７行
〜第１９行の［またピストンは・・・・・・・・・でお
り、ロッド９はＪ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
往復動じ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１２頁第２行及び第３行の［差圧（ＰＩＰ２
＞とピストン６の断面積との積が」を「差圧（Ｐ＋　−
Ｐ２　）とピストン６の断面ＭＡとの積Ａ　（Ｐ＋　−
Ｐ２　）により表わされる発生力が」と補正する。（３）同第１２頁＠１７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
上面の面積をへ冒とし、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２を変化させることにより、発生力△＋　Ｐ＋　−△
２Ｐ２を制御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１８頁第１８行、第１９頁第１４行、第２０
頁第５行、及び第２０頁第１３行の「定速走行」をそれ
ぞれ「定速直進走行Ｊと補正する。（５）同第２１頁第６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　図

Claims

【特許請求の範囲】

（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、前記車体の車幅方向の加速度を検出する車幅
方向加速度検出手段と、前記加速度検出手段より車幅方
向加速度信号を入力され該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）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、前記車体の車幅方向の加速度を検出する車幅
方向加速度検出手段と、前記加速度検出手段より車幅方
向加速度信号を入力され該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
の変動間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。