アクティブサスペンション

油圧式サスペンションは油圧を使用して制御されます。最初の例は1954年にシトロエンのポール・マジェスによって開発されたハイドロニューマチックサスペンションとして登場しました。油圧は高圧ラジアルピストン油圧ポンプによって供給されます。センサーは車体の動きと車両の乗り心地を継続的に監視し、油圧式高さ補正器に常に新しいデータを提供します。数ミリ秒以内に、サスペンションは車体を上げ下げするための反力を発生させます。運転操作中、封入された窒素は瞬時に圧縮され、それまで車両で使用されていた鋼製スプリングの6倍の圧縮性を提供します。 ^{[ 4 ]}

実際には、このシステムには以前から望ましいセルフレベリングサスペンションと車高調整サスペンション機能が組み込まれており、後者は車速に応じて車高が下がることで空力性能が向上するように改良されている。

このシステムは、凹凸のある路面を含め、直進走行においては非常に優れた性能を発揮したが、ロール剛性の制御はほとんどできなかった。^{[ 5 ]}

このシステムを改良した車両が何百万台も製造されている。

コリン・チャップマンは、レーシングカーのコーナリング性能を向上させるため、1980年代に油圧サスペンションのコンピュータ制御という概念を考案した。ロータスは1985年型エクセルに電気油圧式アクティブサスペンションを搭載したプロトタイプシステムを開発・開発したが、一般向けに販売することはなかった。ただし、他のメーカー向けには多くのデモカーが製造された。

センサーは車体の動きと車高を継続的に監視し、常に新しいデータをコンピューターに供給します。コンピューターはデータを受信して​​処理すると、各車輪の横に取り付けられた油圧サーボを作動させます。サーボ制御サスペンションは、走行操作中の車体の傾き、沈み込み、しゃがみ込みに対して、ほぼ瞬時に反力を発生させます。

1990年、日産は油圧で支えられたマクファーソンストラットをベースとしたフルアクティブサスペンションと呼ばれるシステムを導入し、日産Q45とプレジデントに採用した。このシステムは油圧オイルポンプ、油圧シリンダー、アキュムレータ、ダンピングバルブを使用し、フロントとリアのストラットアセンブリ用に2つの独立した回路を接続した。システムはその後、運動エネルギーを回収して車のバランスを継続的に保った。^{[ 6 ]}このシステムは改良され、現在は油圧ボディモーションコントロールシステムと呼ばれ、日産パトロールとインフィニティQX80に搭載されている。

1991年、トヨタは高級クーペ「トヨタ・ソアラ」の派生モデルにアクティブサスペンションシステムを導入した。この車は油圧ストラットと4輪操舵を採用し、車体のロールを抑えつつ、ハンドリングと快適性を独自に両立させていた。このシステムは多数の加速度計を用いて加速、コーナリング、ブレーキングの力を検知し、各車輪の操舵圧とサスペンション圧を個別にリアルタイムで調整することで補正していた。^{[ 7 ]}

しかしながら、この車は同モデルの他のバリエーションよりもかなり高価であったため、5年間の生産期間中に販売された台数は900台未満にとどまった。

ウィリアムズ・グランプリ・エンジニアリングは、設計者兼空力学者のフランク・ダーニーが考案したアクティブサスペンションを1992年にチームのF1マシン用に準備し、非常に成功したマシンを生み出したため、国際自動車連盟はウィリアムズF1チームとライバルとの差を縮めるためにこの技術を禁止することを決定した。^{[ 8 ]}

コンピュータ制御アクティブサスペンション（CATS）は、路面状況を分析し、電子制御ダンパーを介してサスペンション設定を毎秒最大3,000回調整することで、乗り心地と操縦性の最適なバランスを実現します。

1999年のメルセデス・ベンツCLクラス（C215）では、高圧油圧サーボを電子制御するアクティブボディコントロールが導入され、この機能は現在も利用可能です。車両は、乗員の快適性を向上させるために、カーブで積極的に傾くように設計できます。^{[ 9 ] [ 10 ]}

アクティブスタビライザーは、ドライバーまたはサスペンション電子制御ユニット（ECU）の指示により、急カーブ時に剛性が上昇する。この技術を搭載した最初の量産車は、 1988年に発売された三菱ミラージュサイボーグである。

完全電子制御の量産車では、電子制御コンピューターと組み合わせた電動サーボとモーターの応用により、フラットなコーナリングと路面状況への瞬時の反応が可能になる。

ボーズ社は概念実証モデルを持っている。ボーズ社の創設者であるアマール・ボーズは、MITの教授だった頃から長年にわたり特殊なサスペンションの研究に取り組んでいた。^{[ 11 ]}

電磁アクティブサスペンションは、各ホイールに取り付けられたリニア電磁モーターを使用します。モーターを発電機として使用することで、非常に高速な応答と消費電力の回生が可能になります。これにより、油圧システムの応答時間の遅さと高消費電力の問題がほぼ解消されます。電子制御アクティブサスペンションシステム（ECASS）技術は、1990年代にテキサス大学電気機械センターによって特許取得され^{[ 12 ]}、L-3 Electronic Systemsによって軍用車両での使用向けに開発されました^{[ 13 ]} 。ECASSを搭載したハンヴィーは、車両オペレーターへの吸収電力、安定性、操縦性に関して、すべての性能評価の性能仕様を上回りました。

• ミシュランの2004年のアクティブホイールは、ホイール内電動トラクションモーターに加えて、そのホイールのトルク配分、トラクション、旋回操作、ピッチ、ロール、サスペンション減衰を制御するホイール内電動サスペンションモーターを組み込んでいる。^{[ 14 ] [ 15 ]}

• アウディのアクティブ電動機械式サスペンションシステムは2017年に導入されました。各ホイールを個別に駆動し、路面状況に合わせて調整します。各ホイールには、48ボルトのメイン電気システムから電力を供給される電気モーターが搭載されています。その他のコンポーネントには、ギア、内部にチタン製トーションバーを備えたロータリーチューブ、およびカップリングロッドを介してサスペンションに最大1,100 N⋅m (810 ft⋅lb)のトルクをかけるレバーが含まれます。フロントカメラのおかげで、セダンは路面の凹凸を早期に検知し、アクティブサスペンションを予測的に調整します。アウディが開発したプレビュー機能は、車両が路面の凹凸に到達する前に、アクチュエータに適切なストローク量を伝え、サスペンションをアクティブに制御します。コンピューター制御のモーターは路面の不完全さを感知し、凹凸を乗り越えるホイールからサスペンションを持ち上げることで、乗り心地を向上させます。このシステムは、コーナリング時に外側のモーターを操作してサスペンションを押し上げたり、引き下げたりします。これにより、よりフラットな走行とコーナーでの車体のロールの減少が実現し、結果としてより自信のあるハンドリングダイナミクスが得られます。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}  

このタイプは、セミアクティブサスペンションの中で最も経済的で基本的なタイプです。ショックアブソーバー内部の油圧の流れを変化させるソレノイドバルブで構成されており、これによりサスペンションの減衰特性が変化します。ソレノイドは制御コンピュータに接続されており、制御アルゴリズム（通常は「スカイフック」と呼ばれる方式）に基づいてコマンドが送信されます。

このタイプのシステムは、キャデラックのコンピュータ・コマンド・ライド（CCR）サスペンションシステムに使用されています。最初の量産車^{[ 23 ]}は、1983年に発売されたセミアクティブ・トヨタ電子制御サスペンションを搭載したトヨタ・ソアラでした。

1985年、日産は同様の方式を採用したショックアブソーバー「スーパーソニックサスペンション」を導入し、マイクロコンピュータがステアリング、ブレーキ、スロットル、車速センサーからの情報と組み合わせて解釈する超音波センサーを追加しました。調整情報信号は、ドライバーが操作するスイッチが「オート」に設定されているときにショックアブソーバーを変更します。スイッチが「ソフト」、「ミディアム」、「ハード」設定に設定されている場合は、自動調整を制限することができました。ソナーモジュールを使用しない改良版も使用され、設定を手動で選択できるようにしました。^{[ 24 ] [ 25 ]}この実装は現在、モンローショックアブソーバーが提供するCVSAe（Continuously Variable Semi-Active electronic）として、業界全体で多くのメーカーによって使用されています。

2008年に日産GT-Rが導入された際、日産とビルシュタインは共同で「DampTronic」を開発しました。DampTronicは、車両ダイナミクス制御技術と連携してトランスミッションのシフトポイントを変更できる3つの選択可能なドライバー設定を提供します。設定はNormal、Comfort、Rとラベル付けされており、自動調整用のNormal、高速走行用の「R」設定、ツーリングやより快適な乗り心地用の「Comfort」のいずれかに設定できます。「R」モードでは、ステアリング角度を小さくしてヨー角レートを利用することで、よりシャープで応答性の高いステアリングを実現できます。一方、「Comfort」設定では、「Normal」またはコンピューター制御のサスペンション設定と比較して垂直方向のG負荷が少なくなります。^{[ 26 ]}

別の方法としては、 MagneRideというブランド名の磁気粘性ダンパーを採用した方式があります。これは当初、デルファイ社がGM向けに開発したもので、他の多くの新技術と同様に、キャデラックSTS（2002年モデル以降）や2003年以降の他のGMモデルの一部に標準装備されました。これは、数十年にわたりGMの高級車に採用されてきたセミアクティブシステム（「自動路面感知サスペンション」）の改良版です。最新の高速コンピューターと組み合わせることで、すべてのホイールサスペンションの剛性を個別に変更することが可能になります。これらのダンパーは米国で利用が拡大しており、すでに一部の海外ブランド、特に高価格帯の車両にも採用されています。

このシステムは25年間開発されました。ダンパー液には金属粒子が含まれています。車載コンピュータを介して、電磁石によってダンパーのコンプライアンス特性が制御されます。基本的に、ダンパー磁気回路への電流の流れを増やすと、回路の磁束が増加します。これにより金属粒子の配列が変化し、流体の粘度が増加して圧縮/リバウンド率が上昇します。一方、電流を減らすと、粒子が反対方向に配列されるため、ダンパーの効果が緩和されます。金属粒子をディナープレートに例えると、端が揃った状態では粘度が最小になります。反対側では、90度で平らに並びます。これにより、流体の粘度が大幅に増加します。金属粒子の配列を変化させるのは、電磁石によって生成される電場です。ホイールセンサー（サスペンションの伸長に関するもの）、ステアリング、加速度センサー、その他のデータからの情報を使用して、その時点での最適な剛性を計算します。システムの高速な反応（ミリ秒単位）により、例えば、特定の瞬間に路面の凹凸を単一の車輪がよりスムーズに通過することが可能になります。