JPS61181715A - 車輛用アクテイブサスペンシヨン - 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】 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ｖＥＭ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、即ら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、これによりサスペンションスプリングの弾性変
形機が変化してロール、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動撮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Ｉ？ｌｌ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、特に車輌の旋回時や車輌が
横風を受けた場合にも車体が太き（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
輌の旋回時や車輌が横風を受けた場合に於ける乗り心地
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、
前記車体のロール角加速度を検出するロール角加速度検
出手段と、前記二つの加速度検出手段より車幅方向加速
度信号及びロール角加速度信号を入力され、これらの加
速度信号より前記車幅方向の加速度及び前記ロール角加
速度の方向が前記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ａ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、
前記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、前記車体のロ
ール角加速度を検出するロール角加速度検出手段と、前
記二つの加速度検出手段より車幅方向加速度信号及びロ
ール角加速度信号を入力され、これらの加速度信号より
前記車幅方向の加速度及び前記ロール角加速度の方向が
前記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ｍｔｒ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、前記算出結
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翻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 上述の如く車輌の旋回時や車輌が横風を受けた場合には
、車体はそれに作用する遠心力又は横風の押圧力により
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及び０−ル角
加速度検出手段によりそれぞれ車体の車幅方向の加速度
及びロール角加速度が検出され、演算制御装置により車
幅方向加速度検出手段よりの車幅方向加速度信号及びロ
ール角加速度検出手段よりのロール角加速度信号より車
幅方向の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が判断され、前記二つの方向が異
なる場合には前記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
の変動量が算出され、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
量が算出され、前記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、これにより車輌の旋回時や車輌が横
風を受けた場合にも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
制御袋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、ロール角加速度検出手段よりロール
角加速度信号を入力され、これらの加速度信号のいずれ
かより車体の車幅方向又は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。

本発明の伯の一つの局面によれば、車体に作用する車幅
方向又はロール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７クチユ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７クチユエ
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１９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ａ３
す、第１図に於てｉｒｒ、１Ｎ、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ｕ
ｉ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
き油圧発生袋［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＋　、Ｐ！！　（Ｐ＋　＞Ｐ９）とすれば、上ｖ７内
の圧力と下室８内の圧力との差圧（Ｐ＋ＰＬ　）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＠（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、Ｆａ−Ｆβ＝Ｆｙ−Ｏ７”
アル場合）には、差圧（Ｐ＋　−ＰＬりとピストン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
担荷型に等しくなるよう、サーボアクチュエータ１　ｒ
ｒ、　１　Ｎ、ｌｒｒ、１ｒｌの各アクチュエータ４の
差圧（ＰＩ　　Ｐ２）をそれぞれ常に一定値Ｐ　ｆｒ。

Ｐｆｌ、ｐ　ｒｒ、　ｐ　ｒｌｌ、：維持し、増ｔＭｊ
ｒ　器’Ｉ　６　ヨ’Ｏ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Ｏラド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及び油圧発生装冒１
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
ぞれ正及び角の信号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を出力覆るよ
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
ｏよりの信号はそれぞれ増幅器２２及び２３によりｋ１
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は模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＞Ｑ、Ｎｒ＞Ｏ，Ｎｆ＋Ｎｒ−１＞の電圧
比率の信号に分配し、分配器２５はその出力信号Ｆα（
αにＩＮｒ＞又はＦγ（γに２Ｎｆ）をサーボアクチュ
エータ１ｒｒ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（ｃｒｋ　ＩＮｒ　）又はＦ７
（γに２Ｎｒ）をサーボアクチュエータｉｒｒ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サ２１よりの出力信号は増幅器
２つ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算器
１５及び増幅器１６は、侵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痺
制御装置を構成している。また増幅器２２．２３．２９
の増幅率ｋ１％に２、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ＯＮ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３４
１へ入力された信号は基準電位、図示の実施例に於ては
Ｏ１ｆ位と比較され、しかる後ＡＮＤ回路３８及びＮＯ
Ｒ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′
ｉ１１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Ａ’ＮＤ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にて切換スイツ゛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
３８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。俤ってＯＲ回路４２は入力端子
３３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０逆に入力端子３
３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４
０ｉｆｉ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＠Ｆα又はＦγ、
増幅器２９よりの出力信号Ｅβ、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
Ｏが入力され、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＋　と下室
８内の圧力Ｐ２との間の差圧（ＰＩ　　Ｐ２）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）＋「β十
Ｆｅ 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０であり、またＦ＝Ｆｏである
ρで、加算器２８の出力も０であり、これによりサーボ
アクチュエータｌｆｒ、１　ｆｌ、、　１　ｒｒ、　１
　ｒｌ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、
８この場合にも各アクチュエータ４の差圧（Ｐ＋　−Ｐ
ｙ　）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動間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
てセンナ１９及び２ｏ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［α（αに＋Ｎｆ＞は右前輪用のサ
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７クチユエータ４の
差圧（ＰＩ　　Ｆ２＞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ＩＮｆとして左前輪用のサーボアクチュエ
ータｌｒｌ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＋　　
Ｆ２）がＰＨ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［α（αに！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（ＰＩＰ２）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＝αｋｌＮｒとして左後輪用のサーボア
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（
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
計廻り方向へ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α１（冒信
号のみが切換スイッチ２４を通過し、分配器２５及び２
６を経て負の信号Ｆα（それぞれαｋ　、　Ｎｆ　、α
にＩＮｆ＞が右前輪用のサーボアクチュエータｉｆｒ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　　Ｆ２）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−αｋ　ＩＮｆ　１−αｋＩＮｒ）
として左前輪用サーボアクチュエータ１Ｎ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（ＰＩＰ２）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による信可の分配比率を適
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Ｎｆ　＞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Ｏ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「く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の風下方向への移動量は僅かであるのに対し、車体３
のロール最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（ＰＩ　　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。

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２ｏ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
ｋｔＮｆ、γＫ。

Ｎｒ）がそれぞれサーボアクチュエータ１ｆｒ及びｉｒ
ｒへ入力され、符号反転器２７及び２８により符号反転
された負の信号（それぞれ−γに２Ｎｆ及び−γに２Ｎ
ｒ）がそれぞれサーボアクチュエータ’Ｈ１及び１「１
へ入力され、上）ホ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囚する右前輪及び右後輪
と車体との間に作用１゛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、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　　　Ｆ２＞がそれぞれＰｒ１、
Ｐｒｌより低減され、これにより車体の風下方向ｌ＼の
ロールが閉止される。

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
ル角加速度はンサ２ｏ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１　ｆｒ及び右後輪用サーボアクチュエータ
１　ｒｒへ負の信号Ｆ７（それぞれ７に２Ｎｆ　、７ｋ
ｚ　Ｎｒ　）が入力され、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２Ｎｆ、−γに２Ｎｒ）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（Ｐ冒−Ｆ２　）がそれぞれＰｆｌ、Ｐ
ｒｌ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　　Ｆ２）がそ
れぞれＰ　ｆｒＸＰ　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づる荷重計が増大することにより
車体のスフオー１〜が発生ずる。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
右後輪と重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＋ＪＯ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ずれば、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、角の信号Ｆ
β（βｋａ）として右前輪用ナ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１「１へ入力され
、また符号反転器３ｏ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Ｉｒｌ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７クチユエータ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、
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（βｋｓ）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１ｒｌ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（−βｋａ）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囚する左右
前輪と車体との間に作用する荷重の増大層に対応して左
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より増大され、左右後輪と車
体との間に作用する荷重の減少階に対応して、左右後輪
用のアクチュエータ４の差圧（ＰＩ　　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＋　−Ｐ２　）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
や車輌が横風を受けた場合のみならず、車輌の加減速時
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、２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ひあるこ
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・・・上室、８・・・上空、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、１つ・・・車
幅方向加速度センサ、２０・・・ロール角加速度センサ
、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
。 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、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 １、事件の表示　昭和６０年特許願第０２１５２５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 事イ′［との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田市１−ヨタ町１番地名　称　　（
３２０）　ｔ−ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　・１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
６、補正により増加する発明の数　　　０（１）明細書
第１３頁第１４行〜第１６行の「またピストンは・・・
・・・・・・ており、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Ｊと補
正する。 （２）同第１４頁第１９行及び第２０頁第１行の「差圧
（ＰＩ　　Ｐ２）とピストン６の断面積との積がＪを「
差圧（Ｐ＋　−Ｐ２　）とピストン６の断面積Ａ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１５真第１４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
上面の面積を八１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Ｐ＋及び王室８内の圧力Ｐ２を
変化させることにより、発生力Ａ＋Ｐ＋−Ａ２　Ｐ２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２１頁第１５行、第２２頁第１１行、第２３
頁第２行、及び第２３頁第１０行の［定速走行Ｊをそれ
ぞれ「定速直進走行」と補正する。 （５）同第２４頁第３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 (2)

【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、前記車体のロール角加速度を検
   出するロール角加速度検出手段と、前記二つの加速度検
   出手段より車幅方向加速度信号及びロール角加速度信号
   を入力され、これらの加速度信号より前記車幅方向の加
   速度及び前記ロール角加速度の方向が前記車体の重心よ
   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信号より前記車体のロール方
   向の加速に起因する角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）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、前記車体のロール角加速度を検
   出するロール角加速度検出手段と、前記二つの加速度検
   出手段より車幅方向加速度信号及びロール角加速度信号
   を入力され、これらの加速度信号より前記車幅方向の加
   速度及び前記ロール角加速度の方向が前記車体の重心よ
   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信号より前記車体のロール方
   向の加速に起因する角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、前記算出結果に基き各アクチュ
   エータを制御し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間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。