JPH0563325B2 - - Google Patents

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JPH0563325B2
JPH0563325B2 JP62156261A JP15626187A JPH0563325B2 JP H0563325 B2 JPH0563325 B2 JP H0563325B2 JP 62156261 A JP62156261 A JP 62156261A JP 15626187 A JP15626187 A JP 15626187A JP H0563325 B2 JPH0563325 B2 JP H0563325B2
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vehicle
vehicle body
acceleration
actuator
wheel
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JP62156261A
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JPH011613A (ja
JPS641613A (en
Inventor
Ryuichi Kurosawa
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP62156261A priority Critical patent/JPS641613A/ja
Priority to US07/207,514 priority patent/US4924392A/en
Priority to GB8814591A priority patent/GB2206551B/en
Priority to DE3821081A priority patent/DE3821081C2/de
Publication of JPH011613A publication Critical patent/JPH011613A/ja
Publication of JPS641613A publication Critical patent/JPS641613A/ja
Publication of JPH0563325B2 publication Critical patent/JPH0563325B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient 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
    • B60G17/015—Resilient 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
    • B60G17/016—Resilient 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
    • B60G17/0162—Resilient 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 mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/84—Atmospheric conditions
    • B60G2400/841—Wind

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

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ヨンに
係り、更に詳細にはアクテイブサスペンシヨンに
係る。
従来の技術 自動車等の車輌のサスペンシヨンには、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ヨンスプリングが組込まれて
いる。かかるサスペンシヨ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
れによりサスペンシヨ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。
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
ペンシヨンにスタビライザを組込んだり、サスペ
ンシヨンスプリングのばね特性をプログレツシブ
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
によつ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、サスペンシヨン機構の複雑
な計算や設計を行う必要があり、またサスペンシ
ヨンスプリングやシヨツクアブソーバの微妙なチ
ユーニングが必要となる。
本願発明者は、自動車等の車輌の従来のサスペ
ンシヨ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
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に改良された車輌用
アクテイブサスペンシヨンを提供すべく、本願出
願人と同一の出願人の出願に係る特願昭60−
21525号（特開昭61−181715号）に於て、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ユ
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ユエー
タを制御し該アクチユ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イブサスペンシヨ
ン、及びかかるアクテイブサスペンシヨンに於て
更に各ア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アクチユ
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
間に作用する荷重の変動量とを比較し両者の偏差
を零にするようフイードバツク制御されるよう構
成された車輌用アクテイブサスペンシヨンを提案
した。
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
力、従つ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。
上述の先の提案に係るアクテイブサスペンシヨ
ンによれば、前記特許出願の明細書に記載されて
いる如く、車体に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。
発明が解決しようとする問題点 しかし上述の先の提案に係るアクテイブサスペ
ンシヨンに於ては、車幅方向加速度及びロール角
加速度の方向の異同の判別により車体にロールを
発生せんとする作用が車輌の旋回によるものか車
輌が横風を受けることによるものかが判別され、
それぞれ車幅方向加速度及びロール角加速度に基
いて車体の揺れや姿勢変化が大きくなることを阻
止するようになつているので、車輌の旋回時及び
車輌が横風を受けた場合のそれぞれについては車
体の姿勢を適正な状態に維持することはできる
が、車輌が旋回中に横風を受けた場合には車体の
姿勢を必ずしも適正な状態に維持することができ
ないという問題がある。
また上述の先の提案にかかるアクテイヴサスペ
ンシヨンに於ては、アクチユエータにより発生さ
れる車体に対する支持力の前後輪間の分配比率が
一定であるため、車体の旋回時及び車輌が横風を
受ける場合のステア特性を最適化して操縦安定性
を十分に向上させることが困難である点を改善す
べく、本願発明者は本願出願人と同一の出願人の
出願にかかる特願昭60−295943号に於て、アクチ
ユエータにより発生される車体に対する支持力の
前後輪間の分配比率が車輌の旋回時と車輌が横風
を受ける場合とに於て相互に異ならせることがで
き、これによりそれぞれの場合についてステア特
性を最適化し得るように改良されたアクテイブサ
スペンシヨンを提案した。
しかしこの特願昭60−295943号のアクテイブサ
スペンシヨンに於ても、車輌が旋回中に横風を受
けた場合に於ける車体の揺れや姿勢変化を未然に
且確実に阻止することができず、また車輌が旋回
中に横風を受ける場合に於けるステア特性を必ず
しも適正に設定することができないという問題が
ある。
本発明は、自動車等のサスペンシヨンに於ける
上述の如き問題及び上述の先の提案に係るアクテ
イブサスペンシヨンに於ける如上の如き問題に鑑
み、車輌の旋回時や車輌が横風を受けた場合のみ
ならず、車輌が旋回中に横風を受けた場合にも車
体が大きく動揺することを阻止して車体の姿勢を
実質的に一定に維持し、しかも車輌の旋回時、車
輌が横風を受けた場合、及び車輌が旋回中に横風
を受けた場合に於けるステア特性をそれぞれの場
合について最適化し、これにより車輌の乗り心地
性及び操縦安定性を更に一層向上させ得るよう改
良された車輌用アクテイブサスペンシヨンを提供
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
車輌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ユエ
ータと、前記車体の車幅方向の加速度α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γ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、 Fs＝K1α＋K2γ Fw＝−K3α＋K4γ （K1、K2、K3、K4は正の定数） に従つて前記車輪と前記車体との間に作用する荷
重の旋回に起因する変動量Fs及び前記車輪と前
記車体との間に作用する荷重の横風に起因する変
動量Fwを算出し、Fs及びFwをそれぞれ第一及
び第二の比率にて前後輪に分配演算し、前記演算
結果に基き各アクチユエータを制御し該アクチユ
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
用アクテイブサスペンシヨンによつて達成され
る。
発明の作用及び効果 車幅方向加速度検出手段により検出される車幅
方向加速度をαとし、ロール角加速度検出手段に
より検出されるロール角加速度をγとし、車輌の
旋回に起因する車幅方向加速度及びロール角加速
度をそれぞれαs及びγsとし、横風に起因する車幅
方向加速度及びロール角加速度をそれぞれαw及
びγwとし、車幅方向加速度及びロール角加速度
の正の方向をそれぞれ車輌の後方よりみて左方及
び時計廻り方向とすると、α及びγはそれぞれ以
下の如く表わされる。
α＝αs＋αw ……(1) γ＝γs＋γw ……(2) また旋回に起因する車体のロールモーメントを
Msとし、横風に起因する車体のロールモーメン
トをMwとし、これらのモーメントの正の方向を
車輌の後方よりみて時計廻り方向とすると、これ
らのモーメントは車幅方向加速度と比例関係にあ
ると考えられてよいので、それぞれ以下の如く表
わされる。
Ms＝k1αs ……(3) Mw＝−k2αw ……(4) （k1、k2は正の定数） またこれらのロールモーメントはロール角加速
度とも比例関係にあると考えられてよいので、そ
れぞれ以下の如く表わされる。
Ms＝k3γs ……(5) Mw＝k4γw ……(6) （k3、k4は正の定数） 式(3)〜(6)を式(1)及び(2)に代入すると、式(1)及び
(2)はそれぞれ以下の如く表わされる。
α＝１／k1Ms−１／k2Mw ……(7) γ＝１／k3Ms＋１／k4Mw ……(8) 式(7)及び(8)よりそれぞれMw及びMsを消去す
ると、 Ms＝１／k4α＋１／k2γ／１／k2k3＋１
／k1k4……(9) Mw＝−１／k3α＋１／k1γ／１／k2k3＋
１／k1k4……(10) 式(9)及び(10)より、車幅方向加速度α及びロール
角加速度γ基づき、車輌の旋回に起因する車体の
ロールモーメントMs及び横風に起因する車体の
ロールモーメントMwを求めることができること
が解る。
旋回に起因する移動荷重Fs及び横風に起因す
る移動荷重FwはそれぞれモーメントMs及びMw
に比例するので、以下の如く表わされる。
Fs＝k5Ms Fw＝k6Mw （k5、k6は正の定数） これらの式に式(9)及び(10)を代入すると、それぞ
れ以下の如く表わされる。
Fs＝k5／１／k2k3＋１／k1k4（１／k4α
＋１／k2
γ） Fw＝−k6／１／k2k3＋１／k1k4（１／k3
α−１／k1
γ） これらの式に於けるα及びγの係数をそれぞれ
K1、K2、K3、K4と置換えると、これらの式はそ
れぞれ以下の如く表わされる。
Fs＝K1α＋K2γ ……(11) Fw＝−K3α＋K4γ ……(12) かくして式(11)及び(12)より、定数K1〜K4を適宜
に設定することにより、車幅方向加速度α及びロ
ール角加速度γに基づいて旋回に起因する移動荷
重Fs及び横風に起因する移動荷重Fwを演算によ
つて求めることができることが解る。
本発明によれば、車幅方向加速度検出手段及び
ロー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α及びロール角加速度γが検出さ
れ、演算制御装置により上述の式(11)及び(12)に従い
車輪と車体との間に作用する荷重の旋回に起因す
る変動量Fs及び横風に起因する変動量Fwが算出
され、これらの算出結果がそれぞれ第一及び第二
の比率にて前後輪に分配演算され、該演算結果に
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ユエ
ータが制御され、該アクチユ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は勿論、車輌が旋回中
に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、また車輌の旋回時、車輌
が横風を受けた場合、及び車輌が旋回中に横風を
受けた場合に於ける前後輪間の支持力の比率をそ
れぞれに適した比率に設定することにより、各場
合のステア特性を最適化することができ、これに
より車輌の良好な乗り心地性及び操縦安定性を確
保することができる。
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、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より車輪と車体との間に作
用する荷重の旋回に起因する変動量及び横風に起
因する変動量を算出し、それらの算出結果をそれ
ぞれ第一及び第二の比率にて前後輪に分配演算
し、該演算結果に基づき各アクチユエータをオー
プンループ式に制御し、該アクチユエータを介し
て対応する車輪と車体との間に作用する力を増減
するようになつている。
本発明の他の一つの局面によれば、車体に作用
する車幅方向若しくはロール方向の加速度に応じ
て各アクチユエータをより適正に制御し得るよ
う、本発明のアクテイブサスペンシヨンは、各ア
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アクチユエータが
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イ
ードバツク制御されるよう構成されており、これ
により車体の姿勢及び車輌のステア特性をより正
確に制御し得るようになつている。
尚後輪の支持力に対する前輪の支持力の比が１
を越える場合には車輌のステア特性がアンダステ
ア特性となり、逆に１未満の場合にはオーバステ
ア特性となるので、本発明の車輌用アクテイブサ
スペンシヨンに於ける第一の比率は、本発明が適
用される車輌に要求される旋回時のステア特性に
応じて任意の比率に設定されてよく、また第二の
比率は車輌のステア特性を比較的強いアンダステ
ア特性に設定して車輌の走行安定性を向上させる
べく、後輪の支持力に対する前輪の支持力の比が
１よりも比較的大きい値になる比率に設定される
ことが好ましい。
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図は四輪の自動車に適用された本発明によ
る車輌用アクテイブサスペンシヨンの一つの実施
例を示すブロツク線図、第２図は第１図に示され
た一つのサーボアクチユエータを示す概略構成図
である。
第２図に於て、１はサーボアクチユエータを示
しており、第１図に於て１fr，１fl，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
ーボアクチユエータが設けられている。各サーボ
アクチユエータ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ユエータ４
を有している。アクチユエータ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て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とより成つており、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。ピストン６にはロツド９が固定されており、
ロツド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
て往復働してもロツドのシリンダ内体積が変化し
ないようになつている。またロツド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
のものであつてよく、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イスに作動油を通過
させた後、該作動油をリザーバ１３へ戻すように
なつており、可変オリフイ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つている。
図示の実施例に於ては、各サーボアクチユエー
タの油圧サーボ弁１２は加算器１５より増幅器１
６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つており、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＝Fo、Fa＝Fβ＝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、サーボアクチユエータ１fr，１fl，１rr，
１rlの各アクチユエータ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
なつている。
車体３とアクチユエータ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
クチユエータ４が車輪２に対し車体３を支持する
力を検出し、該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つてい
る。
尚アクチユエータ４はそのロツド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
往復動に伴なつてロツド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、油圧ター
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A1P1−A2P2を制御する
よう構成される。またアクチユエータ４はロツド
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は各サーボアクチユエータ
に共通であつてよく、作動流体は実質的に非圧縮
性の流体である限り油圧以外の任意の流体であつ
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つている。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２
０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つ
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よりの信号は増幅器
２２及び２３によりそれぞれK1倍、K3倍され、
しかる後それぞれ加算器２４の＋の端子及び加算
器２５の−の端子へ入力される。同様にロール角
加速度センサ２０よりの信号は増幅器２６及び２
７によりそれぞれK2倍、K4倍され、しかる後加
算器２４及び２５の＋の端子へ入力される。加算
器２４の出力K1α＋K2γは増幅器２８及び２９へ
入力され、加算器２５の出力−K3α＋K4γは増幅
器３０及び３１へ入力される。
増幅器２８及び２９は互に共働して加算器２４
よりの出力信号をNf：Nr（Nf＞０、Nr＞０、Nf
＋Nr＝１）の電圧比率の信号に増幅し、信号
（K1α＋K2γ）Nf及び（K1α＋K2γ）Nrをそれぞ
れ加算器３２及び３３へ出力するようになつてい
る。同様に増幅器３０及び３１は互いに共働して
加算器２５よりの出力信号をNf′：Nr′（Nf′＞０、
Nr′＞０、Nf′＋Nr′＝１）の電圧比率の信号に増
幅し、信号（−K3α＋K4γ）Nf′及び（−K3α＋
K4γ）Nr′をそれぞれ加算器３２及び３３へ出力
するようになつている。
加算器３２はその出力信号をサーボアクチユエ
ータ１frへ、また符号反転器３４を経てサーボア
クチユエータ１flへ出力するようになつており、
加算器３３はその出力信号をサーボアクチユエー
タ１rrへ、また符号反転器３５を経てサーボアク
チユエータ１rlへ出力するようになつている。
一方前後方向加速度センサ２１よりの出力信号
は増幅器３６によりその電圧がK5倍された後サ
ーボアクチユエータ１fr及び１flへ入力され、ま
た符号反転器３７及び３８を経てそれぞれサーボ
アクチユエータ１rr及び１rlへ入力されるように
なつている。
尚増幅器２２，２３，２６及び２７、加算器２
４及び２５、増幅器２８〜３１、加算器３２及び
３３、符号反転器３４及び３５、増幅器３６、符
号反転器３７及び３８、各サーボアクチユエータ
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、該算出結果を所定の比率にて前
後輪に分配演算し、該演算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。この演算制御装置は図示の実施例に
於てはアナログ式に構成されているが、デジタル
式に構成されてもよい。また増幅器２２，２３，
２６，２７、及び３６の増幅率K1、K2、K3、
K4、K5（正の定数）は例えば計算又は実験的に求
められてよい定数である。
第２図に示されている如く、各サーボアクチユ
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加算器３２又は３３
よりの出力信号Fa、増幅器３６よりの出力信号
Fβ、車輌が停止状態又は定速直進走行状態にあ
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F0
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
つてアクチユエータ４の上室７内の圧力P1と下
室８内の圧力P2との間の差圧（P1−P2）は信号
Fa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＝Fa＋Fβ＋F0 となるよう、Fa＋Fβ＋Fo−Ｆの信号にてフイー
ドバツク制御される。
尚第１図に於ては、簡明化の目的で各サーボア
クチユエータへの信号F0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
定速直進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は、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ユエ
ータ１の加算器１５の対応する一つのプラスの入
力端子に入力されてよい。また本発明のアクテイ
ブサスペンシヨ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F0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直進走行状態にあ
る場合には、車体３の加速度は何れの方向にも０
であり、従つて各センサ１９〜２１の出力は０で
あり、またＦ＝Foであるので、加算器１５の出
力も０であり、これによりサーボアクチユエータ
１fr，１fl，１rr，１rlの各アクチユエータ４の
差圧（P1−P2）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。また車輌の定速直進走行中に車輪
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
も各アクチユエータ４の差圧（P1−P2）が一定
に維持され、従つて各アクチユエータが車輪と車
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、各アクチユエータの
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、車体の重心が車輪の接地点よりも高い位置に
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つた運動をし、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、センサ１９及び２０より出力される信号の符
号は同一であり、従つてこの場合には加算器２４
より出力された信号、即ち旋回に起因する移動荷
重を示す信号に基く信号のみが各サーボアクチユ
エータ１へ入力される。
例えば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、従つてセン
サ１９及び２０より出力される信号α及びγは共
に正であり、加算器２５の出力は０（K3α＝K4γ）
であり、加算器２４より出力される信号K1α＋
K2γのみが増幅器２８及び２９へ入力される。増
幅器２８及び２９へ入力された信号はこれらの増
幅器によりそれぞれ前輪用の入力信号としてNf
倍及び後輪用の入力信号としてNr倍される。増
幅器２８よりの出力信号（K1α＋K2γ）Nfは加算
器３２を経て右前輪用のサーボアクチユエータ１
fr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ユエータ４の差圧
（P1−P2）がPfrより増大され、また増幅器２８
よりの出力信号は加算器３２を経た後、符号反転
器３４により符号反転されて−（K1α＋K2γ）Nf
として左前輪用のサーボアクチユエータ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ユエータ４の差圧（P1
−P2）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。
同様に増幅器２９よりの出力信号（K1α＋
K2γ）Nrは加算器３３を経て右後輪用のサーボ
アクチユエータ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
ユエータ４の差圧（P1−P2）がPrrより増大さ
れ、また増幅器２９よりの出力信号は加算器３３
を経た後、符号反転器３５により符号反転されて
−（K1α＋K2γ）Nrとして左後輪用のサーボアク
チユエータ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ユエ
ータ４の差圧（P1−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、左右が逆である点
を除き、上述の左旋回の場合と同様の制御が行わ
れ、これにより車体３が車輌後方よりみて反時計
廻り方向へロールすることが阻止される。
この場合増幅器２８及び２９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
ユ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Nf＜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、従つて
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、従つ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
（正負）は必ず逆になる。
例えば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。従つて車
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
加速度を伴つた運動をする。従つて車幅方向加速
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、加算器
２４の出力は０であり、加算器２５の出力信号が
増幅器３０及び３１、加算器３２及び３３を経て
各サーボアクチユエータへ入力される。この場合
増幅器３０及び３１よりの正の信号（それぞれ
（−K3α＋K4γ）Nf′、（−K3α＋K4γ）Nr′）がそ
れぞれ加算器３２及び３３を経てサーボアクチユ
エータ１fr及び１rrへ入力され、符号反転器３４
及び３５により符号反転された負の信号（それぞ
れ−（−K3α＋K4γ）Nf′及び−（−K3α＋K4γ）
Nr′）がそれぞれサーボアクチユエータ１fl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
アクチユエータ４の差圧（P1−P2）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ユエータ４の
差圧（P1−P2）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、左右が逆である点を除き、上述の車輌が左方
よりの横風を受けた場合と同様の制御が行われ、
これにより車体の風下方向へのロールが阻止され
る。
この場合、増幅器２８及び２９の場合と同様、
増幅器３０及び３１による信号の分配比率を適宜
に設定することにより、車輌が横風を受けた場合
に於けるステア特性を任意に設定することができ
る。例えば、Nf′≦Nr′、特にNf′＝0.8、Nr′＝0.2
の如き比率に設定すれば、車体に作用する風の力
に起因する車輪と車体と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強アンダステア特性にして車
輌の走行安定性を向上させることができる。また
この場合増幅器２８及び２９、増幅器３０及び３
１の信号分配比率を相互に独立して設定すること
が可能であるので、車輌が旋回する場合及び車輌
が横風を受ける場合のステア特性を互に独立して
それぞれに適した最適のステア特性に設定するこ
とができる。
尚車輌が旋回中に横風を受けた場合には、上述
の車輌の旋回時の場合の制御と車輌が横風を受け
た場合の制御との組合せの制御が行われ、これに
より車輌の旋回に伴う遠心力に起因する車体の旋
回外輪側へのロール及び横風に起因する車体の風
下側へのロールが確実に阻止される。またこの場
合前後輪間の荷重の分配比率が、旋回に起因する
移動荷重及び車輌が横風を受けたことに起因する
移動荷重との大小関係に応じて、車輌の旋回時に
於ける分配比率と車輌が横風を受けた場合の分配
比率との間の比率に適宜に設定されるので、車輌
が旋回中に横風を受ける場合のステア特性が最適
のステア特性に設定される。
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
つた運動をし、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クオー
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つた運動を
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も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３６によ
り増幅され、負の信号Fβ（K5β）として右前輪用
サーボアクチユエータ１fr及び左前輪用サーボア
クチユエータ１flへ入力され、また符号反転器３
７及び３８により符号反転された正の信号Fβ（−
K5β）が右後輪用サーボアクチユエータ１rr及び
左後輪用サーボアクチユエータ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
輪用のアクチユエータ４の差圧（P1−P2）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
用のアクチユエータ４の差圧（P1−P2）がそれ
ぞれPrl、Prrより増大され、これにより車体のス
ク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３
６により増幅され、正の信号Fβ（K5β）として右
前輪用サーボアクチユエータ１fr及び左前輪用サ
ーボアクチユエータ１flへ入力され、また符号反
転器３７及び３８により符号反転された負の信号
Fβ（−K5β）が右後輪用サーボアクチユエータ１
rr及び左後輪用サーボアクチユエータ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増大量に対応して
左右前輪用のアクチユエータ４の差圧（P1−P2）
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
右後輪用のアクチユエータ４の差圧（P1−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つて旋回する場合や車輌
が加減速を伴なつて直進している際に横風を受け
た場合には、各アクチユエータ４の差圧（P1−
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。
以上の説明により、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、車輌が旋回中に横風を受けた場合や車輌の加
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を阻止すること
ができ、また車輌の旋回時、車輌が横風を受けた
場合、及び車輌が旋回中に横風を受けた場合のス
テア特性を最適の特性に設定することができ、こ
れにより従来の車輌に比して乗り心地性及び操縦
安定性を大幅に向上させることができることが理
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他の種々
の実施例が可能であることは当業者にとつて明ら
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
る車輌用アクテイブサスペンシヨンの一つの実施
例を示すブロツク線図、第２図は各車輪に対応し
て設けられるサーボアクチユエータを示す概略構
成図である。 １……サーボアクチユエータ、２……車輪、３
……車体、４……アクチユエータ、５……シリン
ダ、６……ピストン、７……上室、８……下室、
９……ロツド、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
速度センサ、２１……前後方向加速度センサ、２
２，２３……増幅器、２４，２５……加算器、２
６〜３１……増幅器、３２，３３……加算器、３
４，３５……符号反転器、３６……増幅器、３
７，３８……符号反転器。

Claims (1)

  1. 【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
    のアクチユエータと、前記車体の車幅方向の加速
    度α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γ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、 Fs＝K1α＋K2γ Fw＝−K3α＋K4γ （K1、K2、K3、K4は正の定数） に従つて前記車輪と前記車体との間に作用する荷
    重の旋回に起因する変動量Fs及び前記車輪と前
    記車体との間に作用する荷重の横風に起因する変
    動量Fwを算出し、Fs及びFwをそれぞれ第一及
    び第二の比率にて前後輪に分配演算し、前記演算
    結果に基き各アクチユエータを制御し該アクチユ
    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
    用アクテイブサスペンシヨン。
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