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차체의 상하 진동이나 자세를 능동적으로 제어하는
액티브 서스펜션을 1 자유도로 나타내면, 그림 7.157과 같이
되고, 이 계에서
통상의 쇽 업소버에서는 스프링 위와 스프링 아래와의
상대 속도에 상응하여 감쇠력이 발생하나, 액티브 제진법으로서 스프링
위의 절대 속도에 상응하여 감쇠력을 발생하는 스카이 훅 댐퍼 제어가
실현될 수 있다. 그림 7.158 에 이 양자의 진동 전달 특성을
비교하여 나타낸다. 다만, 그림 7.159(a)의 모델에서는 스프링 아래
질량 액티브 서스펜션에는 고주파까지 액티브(Active) 제어하는 타입과 저주파만 액티브 제어하고 고주파 영역은 패시브(Passive)화하는 타입 및 세미 액티브(Semi-active) 타입의 3가지 타입이 있다. 세미 액티브는 감쇠력 가변 쇽 업소버를 사용하여 스카이 훅 댐퍼 제어 등을 적용하는 것이다.
그림 7.160 에 고주파까지 제어하는 타입의 유압계 시스템, 그림 7.161에 같은 제어계 시스템을 나타내었다. 유압계는 각 바퀴의 유압 실린더와 서보 밸브, 오일 뱅크, 가변 용량형 오일 펌프, 유압 맥동 감쇠기, 필터, 어큐뮬레이터, 쿨러 등으로 구성되어 있다. 제어계는 센서로서 각 바퀴에 로드 셀, 변위 센서, 스프링 위 가속도 센서, 스프링 아래 가속도 센서가 설치되고, 중심 위치에는 전후, 좌우의 가속도 센서와 요 레이트 센서가 설정되어 있다. 그밖에 차속 센서, 조타각 센서, 유압 센서, 펌프 경사판 각도 센서, 펌프 회전 속도 센서 등 수많은 것이 장착되어 있다. 이 시스템은 현대 제어 이론에 근거하는 최적 제어를 하는 것으로 미루어 생각할 수 있고 다음과 같은 이점을 들 수 있다. · 서스펜션 파라미터를 자유로 변경할 수 있고, 그 연구 개발에 활용될 수 있다. · 얼라이먼트를 최량의 상태로 유지할 수 있다. · 악로에서의 접지성이 향상된다. · 스프링, 댐퍼, 스태빌라이져를 1개의 액추에이터로 바꾸어 놓을 수 있고, 부품 효율이 좋으며, 경량 화될 수 있는 가능성이 있다.
그림 7.162 ~ 164 에 저주파만을 제어하는 타입의 예를 나타낸다. 유압계는 유량 제어형 플런저 펌프, 멀티 밸브 유닛, 파일럿형 비례 전자 압력 제어 밸브, 금속 스프링을 병용하는 가스 스프링과 감쇠력 밸브 붙이 유압 파워 실린더 등으로 구성되어 있다. 제어계는 상하 가속도, 횡 가속도와 전후 가속도 센서, 차 높이 센서 등과 컨트롤러 등으로 구성되어 있다. 롤 제어는 횡 가속도 센서에 의하여 조타시의 횡가속도를 검출하고 그 값에 비례하여 내외 바퀴의 유압 파워 실린더의 압력을 제어하여 이루어진다. 횡가속도 센서는 프런트, 리어측에 각각 1개씩 설치하고 그림 7.165 에 나타낸 것과 같이 회두시와 수렴시에 요 센터가 변화하는 것으로부터 프런트측의 동센서로, 후륜 압력, 리어측에서 전륜 압력을 제어하는 것에 의해 고속 주행시의 회두성과 수렴성의 향상을 도모하고 있다.
피치 제어는 전후 가속도 센서로 전후 가속도를 검출하고, 앞뒤 바퀴의 압력을 제어하여 이루어진다. 바운스 제어는 앞에서 기술한 스카이 훅 댐퍼 제어가 채용되고 있고, 차체의 절대 속도는 상하 가속도 센서로 검출되는 가속도를 적분하여 구하여 진다. 스카이 훅 댐퍼 제어에 의해 그림 7.166에 나타낸 것과 같은 효과가 얻어지고 있다. 이 액티브 서스펜션의 효과는 표 7.11과 같이 종합된다.
액티브 서스펜션에는 높은 응답, 높은 정확도 등이 요구되고, 연속 제어가 이루어지므로 기계계로서는 주로 유압식이 사용되나, 공압식에서의 예를 그림 7.167, 그림 7.168 에 나타낸다. 표 7.12 에 나타내는 것과 같이 롤 제어, 피치 제어, 바운스 제어 등 패시브한 감쇠력 가변 기구와 병용하면서 맵 제어를 하는 것이다. 에어 스프링으로부터 배출된 공기를 대기 중에 방출하지 않고 저압 탱크에 되돌림으로써 에너지를 절약하고 있다. 액티브 서스펜션은 그림 7.169 에 나타낸 것과 같은 예견 제어에 의해 보다 승차감, 조종 안정성을 높은 차원으로 끌어올리는 것도 가능하고, 4WS, 4WD, ABS 등과의 통합 제어에 의한 차량의 운동 성능을 비약적으로 높일 수 있는 가능성이 있다.
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액티브 서스펜션
, 
를 변화시켰을 때의 차체 변위 
에 대하여 표 7.10 에 나타낸다. 이것은 피드백 제어의 결과를 나타낸
것이고, 차체의 관성력 
를 구하는 것에 따라 피드 포워드 제어도 가능하다. 또한 차체의 움직임이나 접지력
등 복수의 제어 대상의 최적 제어 등도 가능하다.
에 대한 제진이 불가능함으로 그림 7.159(b)에 나타내는 것과 같이 
과 
와의 사이에 댐퍼 
를 설치할 필요가 있지만, 스프링 아래의 제진력의 반력을 스프링 위에서 받는
것이 되어, 스카이 훅의 효과가 저감되므로 양자의 튜닝이 필요하게
된다. 이 대책으로서 그림 7.159(c)에 나타낸 것과 같은 다이내믹
댐퍼 제어가 고려되나, 자동차의 서스펜션에 적용할 경우에는 스페이스,
중량면에서 문제가 된다.
