JPH0563323B2

JPH0563323B2 -

Info

Publication number: JPH0563323B2
Application number: JP15078587A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kurosawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1993-09-10
Also published as: JPS63315313A

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輌及び車体の互に
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
慣性力、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詳細に記載
されている如く、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。

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、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比率が一定
であるので、車輌のステア特性も一定であり、ハ
ンドルの操舵角と車輌の旋回半径とが簡単な関係
にはなく、従つて車輌の旋回時のステア特性を最
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。特に極く低速時にはハンドルの操舵角
と旋回半径とは反比例の関係にあるが、車速が増
大するにつれて、両者の関係は反比例の関係より
逸れるので、車輌の運転者が操舵角と車輌の挙動
との関係を体得するのに長い時間を要する。

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、車輌の旋回時に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
かも車輌の旋回時のステア特性を最適化し、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、車速を検出する車速検出手段と、操舵角
を検出する操舵角検出手段と、前記車輌の旋回時
に於ける前記車体の実際の求心加速度を検出する
求心加速度検出手段と、前記各検出手段より車速
信号、操舵角信号、及び求心加速度信号を入力さ
れ、これらの信号に基づき車速及び操舵角により
定まる目標求心加速度を演算し、前記求心加速度
信号より前記車輌の旋回に起因する車輪と前記車
体との間に作用する荷重の変動量を算出し、該算
出結果をNf：Nr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
とを含み、前記演算制御装置は目標求心加速度と
実際の求心加速度との偏差に基づき該偏差が漸次
減少するよう前記Nf及びNrを増減修正するよう
構成された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本発明によれば、各検出手段の検出結果に基づ
き、演算制御装置により車速及び操舵角により定
まる目標求心加速度が演算され、また車輌の旋回
に起因する車輪と車体との間に作用する荷重の変
動量が算出され、該算出結果がNf：Nrの比率に
て前後輪に分配演算され、その演算結果に基き各
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。

従つて車輌の旋回時に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車体の姿勢を適正な状態
に維持することができるだけでなく、実際の求心
加速度が車速及び操舵角により決まる目標求心加
速度に近付き、車速が一定とすれば操舵角と実際
の求心加速度とが１：１に対応し、車輌の運転中
にステア特性が強いアンダーステア特性になつた
りオーバーステア特性になつたりすることなく、
路面の状況に拘らず同一の操舵角に対し同一の求
心加速度が得られるよう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。

本発明の一つの詳細な特徴によれば、求心加速
度検出手段は車体の車幅方向及び前後方向の加速
度をそれぞれ検出する車幅方向加速度検出手段及
び前後方向加速度検出手段を含んでいる。

本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、演算
制御装置は車速をｖとし、操舵角をθとし、前記
車体の車幅方向及び前後方向の加速度をそれぞれ
α及びβとすれば Nf＝D₀−Ｅ（kv²θ−Ａ）sign（θ） Nr＝１−Nf ここにD₀は定数（０＜D₀＜１）であり、ｋ及
びＥは正の定数であり、Ａは√²＋²sign（α）
であり、sign（θ）及びsign（α）はそれぞれθ及
びαが正のとき＋であり、負のとき−である。

に従つてNf及びNrを演算するよう構成されてい
る。この場合、上記式に於けるkv²θは車速ｖ及
び操舵角θにより定まる目標求心加速度である。

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、
この加速度信号より車体の車幅方向の加速に起因
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Nf：Nr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分配比率Nf：Nr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
特性に応じて所定の範囲内にて変化するよう設定
されてよい。

また本発明によるアクテイブサスペンシヨンに
於ては、実際の求心加速度を検出する求心加速度
検出手段は車幅方向加速度検出手段であつてもよ
く、その場合には実際の求心加速度Ａは、√²＋
β²sign（α）として演算により求められる代りに、
Ａ＝αsign（α）として車幅方向加速度検出手段に
より簡便に求められる。

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、第３図は第１図に示された配分器を示すブロ
ツク線図である。

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と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実質的に上下下方にの
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
復動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以外の任意の流体であつて
もよい。

第１図に於て、１９及び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
方向加速度センサ及び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、前後方向加速度を検出し、各加速
度を示す信号α、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、入力
端子２２を経て配分器２３へ入力され、また増幅
器２４によりk₁倍された後乗算器２５及び２６へ
入力され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、入力端子２７を
経て配分器２３へ入力され、また増幅器２９によ
りその電圧がk₂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３０及
び３１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。

また配分器２３には図には示されていないハン
ドルの操舵角θ（左旋回の場合を正とする）を検
出する操舵角センサ３２より操舵角を示す信号が
入力端子３３を経て入力されるようになつてお
り、また車速ｖを検出する車速センサ３４より入
力端子３５を経て車速を示す信号が入力されるよ
うになつている。配分器２３は、後に詳細に説明
する如く、センサ１９，２１，３２，３４より入
力される信号に基づき、車幅方向加速度αに起因
する車輪と車体の間に作用する荷重の変動量を
Nf：Nrの比率にて前後輪に分配するための値Nf
及びNrを演算し、それぞれの値を出力端子３６
及び３７を経て乗算器２５及び２６へ出力するよ
うになつている。

乗算器２５はその出力信号k₁αNfをサーボアク
チユエータ１frへ、また符号反転器３８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、乗算器２６はその出力k₁αNrをサーボアク
チユエータ１rrへ、また符号反転器３９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。

尚増幅器２４及び２９、配分器２３、乗算器２
５及び２６、符号反転器３０，３１，３８、及び
３９、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車幅方向の加速に起
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Nf：Nr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と共に、実際の求心
加速度が目標求心加速度に近付くようNf及びNr
を増減修正する演算制御装置を構成している。ま
た増幅器２４及び２９の増幅率k₁及び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。

配分器２３は第３図に示されている如く構成さ
れている。即ち、車幅方向加速度センサ１９より
入力端子２２を経て入力される車幅方向加速度α
を示す信号は二乗器４０へ入力され、その出力α²
の信号は加算器４１へ入力される。同様に前後方
向加速度センサ２１より入力端子２７を経て入力
される前後方向加速度βを示す信号は二乗器４２
へ入力され、その出力β²の信号は加算器４１へ入
力される。加算器４１の出力であるα²＋β²の信号
は開平器４３へ入力され、その出力√²＋²の信
号は乗算器４４へ入力される。また入力端子２２
を経て入力されたαの信号は符号器４５へ入力さ
れ、その出力sign（α）は乗算器４４へ入力され
る。乗算器４４の出力は√²＋²sign（α）は加
算器４６の−の端子へ入力される。

車速センサ３４より入力端子３５を経て入力さ
れる車速ｖを示す信号は二乗器４７へ入力され、
その出力v²の信号は乗算器４８へ入力される。乗
算器４８には操舵角センサ３２より入力端子３３
を経て入力される操舵角θを示す信号も入力され
るようになつており、乗算器４８の出力v²θの信
号は増幅器４９へ入力され、その出力kv²θは加
算器４６の＋端子へ入力される。加算器４６の出
力（kv²θ−Ａ）（但しＡ＝√²＋²sign（α））は
増幅器５０へ入力され、該増幅器によりＥ倍（Ｅ
は１未満の正の定数）された後乗算器５１へ入力
される。

また入力端子３３を経て入力されたθの信号は
符号器５２へ入力され、その出力sign（θ）は乗
算器５１へ入力される。乗算器５１の出力Ｅ
（kv²θ−Ａ）sign（θ）の信号は±D₀を上限値及
び下限値とするリミツタ５３へ入力され、リミツ
タ５３の出力は加算器５４の−の端子へ入力され
る。加算器５４の＋の端子にはD₀（１未満の正の
定数）を示す信号が入力され、加算器５４の出力
信号Nf（＝D₀−Ｅ（kv²θ−Ａ）sign（θ））は出力
端子３６を経て乗算器２５へ出力される。また加
算器５４の出力信号Nfは加算器５５の−の端子
へ入力される。加算器５５の＋の端子には１を示
す信号が入力され、加算器５５の出力信号Nr（＝
１−Nf）は出力端子３７を経て乗算器２６へ出
力される。

かくして配分器２３は、実際の求心加速度Ａ
（＝√²＋²sign（α））が車速ｖ及び操舵角θに
より決まる目標求心加速度Kv²θに近付くようNf
及びNrを増減修正する。

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乗算器２５又は２６
よりの出力信号Fa、増幅器２９よりの出力信号
Fβ、車輌が停止状態又は低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、Ｆ−Fa−Fβ−F₀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F₀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、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及び２１の出力は０
であり、またＦ＝F₀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、 rl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
速度を伴つた運動をし、その加速度はセンサ１９
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。

今車輌が左旋回しているものと仮定すれば、車
体３の車幅方向加速度の方向は車輌の後方よりみ
て左方であり、従つてセンサ１９及び３２より出
力される信号α及びθは共に正であるので、sign
（α）及びsign（θ）は共に＋であり、 Nf＝D₀−Ｅ（kv²θ−√²＋²）となる。乗算器２５及び２６へ入力された信号
k₁αはこれらの乗算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。乗算器２５よりの出力信号k₁αNf
は右前輪用のサーボアクチユエータ１frの加算器
１５に信号Faとして入力され、油圧サーボ弁１
２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、また乗算器
２５よりの出力信号は符号反転器３８により符号
反転されてFa＝−k₁αNf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。

同様に乗算器２６よりの出力信号k₁αNrは右後
輪用のサーボアクチユエータ１rrの加算器１５に
信号Faとして入力され、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、また乗算器２６
よりの出力信号は符号反転器３９により符号反転
されてFa＝−k₁αNr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、センサ１９及び３
２よりの出力信号α及びθは共に負であるので、
sign（α）及びsign（θ）は共に−であり、 Nf＝D₀−Ｅ（kv²θ−√²＋²）となる。乗算器２５及び２６の負の出力信号（そ
れぞれk₁αNf、k₁αNr）が右前輪用のサーボアク
チユエータ１fr及び右後輪用のサーボアクチユエ
ータ１rrへ信号Faとして入力され、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
のアクチユエータ４の差圧（P₁−P₂）がそれぞ
れPfr、Prrより低減され、また乗算器２５及び
２６よりの信号がそれぞれ符号反転器３８及び３
９により符号反転されてそれぞれ正の信号Fa＝
−k₁αNf、Fa＝−k₁αNr）として左前輪用サー
ボアクチユエータ１fl及び左後輪用サーボアクチ
ユエータ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ユエー
タ４の差圧（P₁−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
時計廻り方向へロールすることが阻止される。

これらの場合に於て、Nf及びNrは、上述の如
く、実際の求心加速度√²＋²sign（α）が車速
ｖ及び操舵角θによつて定まる目標求心加速度
kv²θに近付くよう、配分器２３により増減修正
される。今車速ｖの状態に於て操舵角θがθ₀（＞
０）に設定されたと仮定すると、目標求心加速度
A₀はkv²θ₀となる。実際の求心加速度Ａが目標求
心加速度A₀よりも小さければ、（KV²θ₀−Ａ）は
正の値となる。従つてNf（＝D₀−Ｅ（kv²θ₀−Ａ）
sign（θ₀））は基準値D₀より小さくなる。従つて
Nfが減少すると共にNrは増大し、車輌のアンダ
ーステア特性が低減され、車輌の旋回半径が減少
し、その結果実際の求心加速度Ａの絶対値が増大
する。この場合アンダーステア特性の減少量は
（KV²θ₀−Ａ）に比例するので、kv²θ₀とＡとの差
が大きい程車輌の旋回半径の減少量及び実際の求
心加速度Ａの増大量が大きく、kv²θ₀とＡとの差
が漸次小さくなる。

かくして実際の求心加速度が車速ｖ及び操舵角
θによつて定まる目標求心加速度に漸次近付き、
車輌は実質的に目標求心加速度に従つて旋回する
ので、分配比Nf：Nrが一定である前述の特許出
願にかかるアクテイブサスペンシヨンの場合に比
して、運転車は車輌を容易に所望の態様にて旋回
させることができる。

またNf及びNrはそれぞれD₀、１−D₀に漸次近
付くので、基準値としてのD₀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及びNrが
0.5に近付くようD₀＝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前輪及び後輪の間に於て実質
的に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であるようD₀を設定すれば、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
であるようD₀を設定すれば、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Fβ（k₂β）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３０
及び３１により符号反転された正の信号Fβ（−
k₂β）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２
９により増幅され、正の信号Fβ（k₂β）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３０及び３１により符号反転された負の信号
Fβ（−k₂β）が右後輪用サーボアクチユエータ１
rr及び左後輪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には、
各アクチユエータ４の差圧（P₁−P₂）は上述の
加減速時の作動と旋回時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
の実際の求心加速度が車速及び操舵角により定ま
る目標求心加速度に近付くよう、車輌の旋回時の
車幅方向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前後輪間に分配することに
より、車輌の旋回時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、第３図は第１図に示された配分器を示すブ
ロツク線図である。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、２１……前後方向加
速度センサ、２２……入力端子、２３……配分
器、２４……増幅器、２５，２６……乗算器、２
７……入力端子、２９……増幅器、３０，３１…
…符号反転器、３２……操舵角センサ、３３……
入力端子、３４……車速センサ、３５……入力端
子、３６，３７……出力端子、３８，３９……符
号反転器、４０……二乗器、４１……加算器、４
２……二乗器、４３……開平器、４４……乗算
器、４５……符号器、４６……加算器、４７……
二乗器、４８……乗算器、４９，５０……増幅
器、５１……乗算器、５２……符号器、５３……
リミツタ、５４，５５……加算器。

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
のアクチユエータと、車速を検出する車速検出手
段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記
車輌の旋回時に於ける前記車体の実際の求心加速
度を検出する求心加速度検出手段と、前記各検出
手段より車速信号、操舵角信号、及び求心加速度
信号を入力され、これらの信号に基づき車速及び
操舵角により定まる目標求心加速度を演算し、前
記求心加速度信号より前記車輌の旋回に起因する
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、該算出結果をNf：Nr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
算制御装置とを含み、前記演算制御装置は目標求
心加速度と実際の求心加速度との偏差に基づき該
偏差が漸次減少するよう前記Nf及びNrを増減修
正するよう構成された車輌用アクテイブサスペン
シヨン。２特許請求の範囲第１項の車輌用アクテイブサ
スペンシヨンに於て、前記求心加速度検出手段は
前記車体の車幅方向及び前後方向の加速度をそれ
ぞれ検出する車幅方向加速度検出手段及び前後方
向加速度検出手段を含んでいることを特徴とする
車輌用アクテイブサスペンシヨン。３特許請求の範囲第２項の車輌用アクテイブサ
スペンシヨンに於て、前記演算制御装置は車速を
ｖとし、操舵角をθとし、前記車体の車幅方向及
び前後方向の加速度をそれぞれα及びβとすれば Nf＝D₀−Ｅ（kv²θ−Ａ）sign（θ） Nr＝１−Nf ここにD₀は定数（０＜D₀＜１）であり、ｋ及
びＥは正の定数であり、Ａは√²＋²sign（α）
であり、sign（θ）及びsign（α）はそれぞれθ及
びαが正のとき＋であり、負のとき−であるに従つてNf及びNrを演算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イブサスペンシ
ヨン。