(57)【要約】【課題】  流体式サスペンションスプリングにおいて、ばね定数を変更した場合でも車高調整が頻繁に行われないようにする。【解決手段】  ばね定数を変更するばね定数変更装置と、流体室に流体を流入・流出させることで流体室の容積変化により車高の調整を行うための流体流入・流出装置とを備えた流体式サスペンションスプリングにおいて、ばね上部とばね下部との距離Ｌrが目標距離から閾距離ΔＬd以上ずれがあるときには、流体の流入・流出により車高調整が行われるように制御されており、この制御に使用される閾距離ΔＬdは、ばね定数変更装置によりばね定数が低ばね定数状態とされた場合は、大きくされてΔＬdlとされ、ばね定数が高ばね定数状態とされた場合は、小さくされてΔＬdsとされるように変更が行われる。【選択図】  図４
2010058669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を収容するとともにばね上部とばね下部との接近離間に伴って容積が変化する流体室を有し、その流体の圧力に依拠してばね上部とばね下部とを弾性的に連結する流体式サスペンションスプリングと、
その流体式サスペンションスプリングのばね定数を変更するばね定数変更装置と、
ばね上部とばね下部との間の距離であるばね上ばね下間距離を変更するために、前記流体式サスペンションスプリングの前記流体室に対して前記流体を流入・流出させる流体流入・流出装置と、
前記ばね定数変更装置および前記流体流入・流出装置を制御する制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステムであって、
その制御装置が、
前記ばね定数変更装置を制御することによって、当該車両の走行状態と当該車両の運転者の意思との少なくとも一方に基づいて前記流体式サスペンションスプリングのばね定数を調整するばね定数調整制御部と、
前記ばね上ばね下間距離が目標距離から閾距離以上ずれがあると判断した場合に、前記流体流入・流出装置を制御することによって、前記ばね上ばね下間距離を前記目標距離に整合させるばね上ばね下間距離整合制御部と、
前記ばね定数調整部によって調整されたばね定数に応じて、前記ばね上ばね下間距離整合制御部の判断に用いられる前記閾距離を、そのばね定数小さいときは大きくそのばね定数が大きいときには小さくする閾距離変更制御部と
を有する車両用サスペンションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体式サスペンションスプリングを含んで構成されている車両用サスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の流体式サスペンションスプリングを設けた車両用サスペンションシステムでは、例えば下記特許文献１に記載されたシステムのように、当該車両の車高を調整するために、ばね上部とばね下部との間の距離（以下、「ばね上ばね下間距離」という場合がある）を変更することが行われる。この変更は、流体式サスペンションスプリングに設けられている流体室に対して、流体が流入・流出させることによって行われる。また、下記特許文献１に記載されたシステムでは、ばね上ばね下間距離が、目標とされるばね上ばね下間距離（以下、「目標距離」という場合がある）から設定された閾距離以上にずれた場合には、流体室に対して流体の流入・流出を行い、ばね上ばね下間距離を目標距離に整合させる制御（以下、「ばね上ばね下間距離整合制御」という場合がある）が行われている。
【０００３】
一方、流体式サスペンションスプリングのばね定数を変更することが望まれ、例えば下記特許文献２に記載のシステムでは、流体式サスペンションスプリングの流体室の容積を変化させることで、ばね定数の変更が行われている。
【特許文献１】特開昭６１−２６８５０８号公報
【特許文献２】特開２００５−３３５４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体式サスペンションスプリングに掛る荷重に変動があった場合、ばね定数が大きくされているときには、ばね上ばね下間距離の変動は小さいものの、逆に、ばね定数が小さくれている場合には、ばね上ばね下間距離の変動は大きくなる。したがって、上記ばね上ばね下間距離整合制御が実行されるサスペンションシステムでは、上記閾距離がばね定数によらず一定に設定されている場合、ばね定数が小さくされているときには、ばね上ばね下間距離がその閾距離以上にずれ易く、目標距離に整合させるための流体室に対する流入・流出（以下、「距離整合作動」という場合がある）が頻繁に行われることになる。つまり、ばね上ばね下間距離整合制御が煩雑になるという課題を抱えることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の車両用サスペンションシステムは、（Ａ）流体を収容するとともにばね上部とばね下部との接近離間に伴って容積が変化する流体室を有し、その流体の圧力に依拠してばね上部とばね下部とを弾性的に連結する流体式サスペンションスプリングと、（Ｂ）その流体式サスペンションスプリングのばね定数を変更するばね定数変更装置と、（Ｃ）ばね上部とばね下部との間の距離であるばね上ばね下間距離を変更するために、上記流体式サスペンションスプリングの流体室に対して流体を流入・流出させる流体流入・流出装置と、（Ｄ）上記ばね定数変更装置および上記流体流入・流出装置を制御する制御装置とを備えたシステムであって、その制御装置が、（ａ）上記ばね定数変更装置を制御することによって、当該車両の走行状態と当該車両の運転者の意思との少なくとも一方に基づいて上記流体式サスペンションスプリングのばね定数を調整するばね定数調整制御部と、（ｂ）ばね上ばね下間距離が目標距離から閾距離以上ずれがあると判断した場合に、上記流体流入・流出装置を制御することによって、ばね上ばね下間距離を目標距離に整合させるばね上ばね下間距離整合制御部と、（ｃ）ばね定数調整部によって調整されたばね定数に応じて、上記ばね上ばね下間距離整合制御部の判断に用いられる閾距離を、そのばね定数小さいときは大きくそのばね定数が大きいときには小さくする閾距離変更制御部とを有するように構成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両用サスペンションシステムでは、流体式サスペンションスプリングのばね定数が変更させられると、距離整合作動を行うかどうかの判断に用いられる閾距離が、ばね定数が小さい場合に、大きくされる。したがって、本発明の車両用サスペンションシステムによれば、上記ばね上ばね下間距離整合制御が煩雑になることが防止されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、本発明の一実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【０００８】
≪実施例の車両用サスペンションシステム≫
A．車両用サスペンションシステムのハード構成
（１）スプリング・アブソーバAssy
図１に、流体式サスペンションスプリングとしてのエアスプリングを備えた実施例の車両用サスペンションシステム１０の全体構成を示す。本実施例のサスペンションシステム１０は、前後左右の車輪の各々に対応する独立懸架式の４つのサスペンション装置を備えている。各々のサスペンション装置は、サスペンションスプリングとショックアブソーバとが一体化されたスプリング・アブソーバAssy２０を有している。スプリング・アブソーバAssy２０は総称であり、４つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、車輪位置を示す添え字を付す場合がある。添え字は、前輪、後輪を示す場合は、各々Ｆ，Ｒを添え字とし、左前輪，右前輪，左後輪、右後輪を示す場合は、各々ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲとする。
【０００９】
各スプリング・アブソーバAssy２０は、車輪を保持してばね下部の一部分を構成するロアアーム２２と、車体に設けられてばね上部の一部分を構成するマウント部２４との間に設置されている。各スプリング・アブソーバAssy２０は、ばね下部の一部をなすロアアーム２２と、ばね上部の一部をなすマウント部２４とを連結するように配設され、液圧式のショックアブソーバ２６と、そのショックアブソーバ２６と並列的に配置された流体式サスペンションスプリングとしてのエアスプリング２８とを含んで構成されている。
【００１０】
スプリング・アブソーバAssy２０の構成要素であるショックアブソーバ２６は、下端部がロアアーム２２に連結されたアウタチューブ３０と、そのアウタチューブ３０に嵌入してそのアウタチューブ３０の上端部から上方に突出するとともに上端部がマウント部２４に連結されたインナチューブ３２とを有しており、ばね上部とばね下部との接近離間動作に伴って伸縮し、その接近離間動作に対する減衰力を発生させる。このショックアブソーバ２６は、一般的な液圧式のショックアブソーバであり、その構造についての詳しい説明は省略する。
【００１１】
（２）エアスプリング
スプリング・アブソーバAssy２０のもう一つの構成要素であるエアスプリング２８は、ハウジング３４と、ショックアブソーバ２６のアウタチューブ３０に固定されたエアピストン３６と、それらを接続するダイヤフラム３８とを備えている。ハウジング３４は、概して有蓋円筒状をなし、上部においてマウント部２４に固定されている。エアピストン３６は、概して円筒状をなし、ショックアブソーバ２６のアウタチューブ３０に外嵌するようにしてそのアウタチューブ３０に固定されている。それらハウジング３４とエアピストン３６とは、ダイヤフラム３８によって気密性を保ったまま接続されており、それらハウジング３０とダイヤフラム３４とエアピストン３６とによって主圧力室４０が形成されている。
【００１２】
エアスプリング２８は、さらに、ハウジング３４の外部に設けられて副圧力室４２を形成するサブエアタンク４４と、副圧力室４２と上記主圧力室４０とを連通する連通管４６と、その連通管４６の途中に設けられて副圧力室４２と主圧力室４０との連通を遮断するための遮断弁４８とを備えている。主圧力室４０および副圧力室４２には、高圧流体としての圧縮エア（空気）が収容されており、主圧力室４０と副圧力室４２とが連通している状態においては、それら主圧力室４０と副圧力室４２とが、エアスプリング２８の流体室として機能し、また、主圧力室４０と副圧力室４２とが連通していない状態においては、主圧力室４０のみが、エアスプリング２８の流体室として機能する。ばね上部とばね下部との接近離間に伴って、流体室の容積が変化し、その容積変化に伴って、エアスプリング２８のばね上部を支持するための支持荷重が変化する。つまり、エアスプリング２８は、その流体室のエアの圧力に依拠して、ばね上部とばね下部とを弾性的に連結するように構成されているのである。
【００１３】
また、流体室に収容されるエア量を増減させることによっても、流体室の容積が変化し、エア量が増加させられることによって、ばね上部とばね下部との距離であるばね上ばね下間距離を大きくすることができ、逆に、エア量を減少させることによって、ばね上ばね下間距離を小さくすることができる。つまり、エアスプリング２８は、流体室のエア量の増減によって、ばね上ばね下間距離を変更する機能を有しており、本サスペンションシステム１０は、その機能を利用して、車高を調整することが可能となっている。
【００１４】
（３）ばね定数変更装置
先に説明したように、エアスプリング２８は、主圧力室４０と副圧力室４２とを備え、遮断弁４８の作動により、それら主圧力室４０と副圧力室４４とが連通する状態と、その連通が遮断された状態とを選択的に実現することが可能である。遮断弁４８を開状態として、主圧力室４０と副圧力室４２とを連通させて流体室の容積を大きくすれば、ばね上ばね下間距離の変化量に対する支持荷重の変化量の比、つまり、ばね定数が小さくなる。逆に、遮断弁４８を閉状態として、主圧力室４０と副圧力室４２との連通を遮断して流体室の容積を小さくすれば、ばね定数は大きくなる。すなわち、エアスプリング２８は、ばね定数変更装置を備えるものとされており、そのばね定数変更装置は、主圧力室４０と副圧力室４４とを連通管４６によって接続する構造、それら主圧力室４０と副圧力室４４との連通状態と非連通状態とを切り換える遮断弁４８等によって構成されているのである。
【００１５】
（４）エア給排装置
先に説明したように、エアスプリング２８は、流体室に収容されているエアの量を増減することにより、ばね上ばね下間距離を変更可能とされている。そのエア量の増減のために、本サスペンションシステム１０は、エアスプリング２８の流体室に対してエアを流入・流出するためのエア流入・流出装置として、エア給排装置５０を備えている。
【００１６】
エア給排装置５０はコンプレッサ５２を含んで構成されている。このコンプレッサ５２は、ポンプ５４と、ポンプ５４を駆動するポンプモータ５６と、フィルタ５８と、逆止弁６０と、逆止弁６２とを備えている。コンプレッサ５２は、ポンプ５４が駆動されることによって、フィルタ５８，逆止弁６０を経て外部からエアを吸入し、その吸入したエアを加圧しつつ、逆止弁６２を通じて吐出する。
【００１７】
エア給排装置５０は、さらに、個別制御弁装置６４を備え、コンプレッサ５２は、その個別制御弁装置６０を介して、４つのエアスプリング２８の各々の主圧力室４２に接続されている。個別制御弁装置６４は、それぞれが、対応するエアスプリング２８の流体室に対するエアの流入・流出を個別に制御する４つの個別制御弁６６を備えている。個別制御弁６６によって、各主圧力室４２とコンプレッサ５２とを結ぶ流路の開閉が行われる。
【００１８】
さらに、エア給排装置５０は、コンプレッサ５２と個別制御弁装置６４の各個別制御弁６６とを繋ぐ共通流路６８において、圧縮エアの水分を除去するドライヤ７０と、互いに並列的に配置された絞り７２および逆止弁７４を備えている。さらにまた、エア給排装置５０は、共通流路６８から分岐した排気流路７６と、その排気流路７６を開閉する排気制御弁７８とを有している。
【００１９】
（５）制御システム
本サスペンションシステム１０は、スプリング・アブソーバAssy２０の作動、つまり、エア給排装置５０の作動および遮断弁４８の作動の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０を備えている。ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたコントローラ８２と、エア給排装置５０および各エアスプリング２８が有する遮断弁４８を駆動する駆動回路を有するドライバ８４とを備えている。そのドライバ８４は、コンバータ８６を介してバッテリ８８に接続されており、エア給排装置５０が有する各個別制御弁６６，排気制御弁７８，ポンプモータ５６，各遮断弁４８を駆動するための電力は、それらコンバータ８６とバッテリ８８とを含んで構成される電源から供給される。
【００２０】
車両には、イグニッションスイッチ［Ｉ／Ｇ］９０，車両走行速度（以下、「車速」と略す場合がある）を検出するための車速センサ［ｖ］９２，各車輪についてのばね上ばね下間距離を検出する４つのストロークセンサ［Ｓｔ］９４，車高を変更のために運転者によって操作される車高変更スイッチ［ＨＳｗ］９６，エアスプリング２８のばね定数を変更するために運転者によって操作されるばね定数変更スイッチ［ＳＳｗ］９８，ステアリングホイールの操作角を検出するための操作角センサ［δ］１００，アクセルスロットルの開度を検出するスロットルセンサ［Ｓｒ］１０２，ブレーキのマスタシリンダ圧を検出するブレーキ圧センサ［Ｂｒ］１０４，車体に生じている横加速度を検出するための横加速度センサ［Ｇｙ］１０６，車体に生じている前後加速度を検出するための前後加速度センサ［Ｇｘ］１０８，運転者が携帯する電子キーを検知する電子キーセンサ［Ｋ］１１０等が設けられており、それらは、コントローラ８２に接続されている。ＥＣＵ８０は、それらのスイッチ，センサからの信号に基づいて、スプリング・アブソーバAssy２０の作動の制御を行うものとされている。ちなみに、［ ］の文字は、上記スイッチ、センサ等を図面において表わす場合に用いる符号である。
【００２１】
コントローラ８２が備えるＲＯＭには、後に説明するところの目標車高を決定するための目標車高決定制御プログラム，ばね定数を調整するためのばね定数調整制御プログラム、車高を目標車高に維持するためのばね上ばね下間距離整合制御プログラム等のプログラムや、各種のデータ等が記憶されている。
【００２２】
Ｂ．サスペンションシステムにおいて行われる制御
（１）ばね定数調整制御
本サスペンションシステム１０では、各エアスプリング２８のばね定数を、車両の運転者の意思に基づいて調整するとともに、車両の走行状態、詳しくは、車両の旋回に起因するロール，車両の加減速に起因するピッチが生じ易い状態であるか否か基づいて調整する制御、すなわち、ばね定数調整制御が実行される。
【００２３】
詳しく説明すれば、ばね定数調整制御では、運転者によるばね定数変更スイッチ９８の操作に基づいて各エアスプリング２８のばね定数が変更される。例えば、運転者が車両の乗り心地を重視するような場合には、運転者は、ばね定数変更スイッチ９８を、各エアスプリング２８のばね定数が小さい状態（低ばね定数状態）とするように操作し、また、例えば、運転者が車両の姿勢安定性を重視する場合には、各エアスプリング２８のばね定数が大きい状態（高ばね定数状態）とするように操作する。このばね定数変更スイッチ９８の操作状態に基づき、低ばね定数状態と高ばね定数状態が選択的に実現されるのである。
【００２４】
また、ばね定数調整制御では、低ばね定数状態であっても、車両の旋回操作によって車体に生じる横加速度がある程度大きくなっていると判断されるときや、ブレーキ操作，アクセル操作によって車体に生じる前後加速度がある程度大きくなっていると判断されるときには、高ばね定数状態が実現される。つまり、ばね定数変更スイッチ９８の操作状態に依拠しない自動ばね定数調整が行われるのである。自動ばね定数調整は、車両の旋回に起因するロール，車両の加減速に起因するピッチを抑制することことを目的に、エアスプリング２８のばね定数を大きくする制御である。具体的には、操作角センサ１００によって検出されるステアリングホイールの操作角がある程度大きいことを条件に、横加速度センサ１０６によって検出される横加速度Ｇyが設定閾加速度Ｇy0以上となっている場合に、高ばね定数状態が実現される。また、スロットルセンサ１０２によって検出されるアクセルスロットルの開度がある程度大きいこと、若しくは、ブレーキ圧センサ１０４によって検出されるマスタシリンダ圧がある程度高いことを条件として、前後加速度センサ１０８によって検出される前後加速度Ｇxが設定閾加速度Ｇx0以上となっている場合に、高ばね定数状態が実現される。
【００２５】
なお、低ばね定数状態が実現される際には、各エアスプリング２８に備わっている遮断弁４８が開状態とされ、高ばね定数状態が実現される際には、各エアスプリング２８に備わっている遮断弁４８が閉状態とされる。
【００２６】
（２）車高調整
本サスペンションシステム１０では、運転者の意思、車両の走行状態等に基づいて、車両がとるべき車高である目標車高が決定され、決定された目標車高と実際の車高とを整合させることによって、車高調整が行われる。
【００２７】
ａ）目標車高の決定
本サスペンションシステム１０では、互いに異なる５つの車高が設定されている。その５つの設定車高は、最も低い車高から順に、乗降時車高、低車高（Ｌｏｗ車高）、高速時車高、標準車高（Ｎ車高）、高車高（Ｈｉ車高）とされている。本サスペンションシステム１０では、目標車高が、運転者の車高変更スイッチ９６の操作に基づいて、Ｌｏｗ車高、標準車高、Ｈｉ車高のうちの１つに決定される。例えば、通常の走行の場合等には標準車高が、悪路を走行する場合等にはＨｉ車高が、車両の走行安定性を重視する場合等にはＬｏｗ車高が、それぞれ、運転者によって選択される。選択された設定車高が、目標車高とされる。ちなみに、車高変更スイッチ９６は、目標車高を、上記３つの設定車高の中で段階的に高い側の設定車高にシフトさせる車高増加指令、あるいは低い側の設定車高にシフトさせる車高減少指令を発令する構造となっている。
【００２８】
また、車高変更スイッチ９６によってどの設定車高が選択されているかに拘わらず、目標車高が上記乗降時車高に決定される。具体的には、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦとされた場合は運転者が降車すると判断し、目標車高が、乗降時車高に決定される。その後、電子キーを携帯している運転者が電子キーセンサ１１０で検知できる範囲外に移動した後設定時間経過した場合には、運転者が降車を終えたと判断し、目標車高がＮ車高に決定される。逆に、電子キーを携帯している運転者が電子キーセンサ１１０で検知できる範囲内に入った場合は乗車が行われると判断し、目標車高は乗降時車高に決定され、その後、イグニッションスイッチ９０がＯＮとされた場合に、乗車が完了したと判断し、目標車高がＮ車高に決定される。
【００２９】
また、車速に応じた制御では、目標車高がＨｉ車高に決定されている場合において、車速センサ９２の検出値を基に得られた車速ｖが、閾速度ｖ0（例えば、５０ｋｍ／ｈ）以上となったときには、車両の走行安定性に鑑み、目標車高がＮ車高に変更される。さらに、目標車高がＮ車高に決定されている場合において、上記車速ｖが閾速度ｖ1（例えば、８０ｋｍ／ｈ）以上となったときには、車両のさらなる走行安定化のために、目標車高が高速時車高に変更される。なお、目標車高が高速時車高に決定されている状態において、車速ｖが下がり、閾速度ｖ1未満となった場合には、目標車高は、Ｎ車高に戻される。
【００３０】
５つの設定車高の各々に対応するばね上ばね下間距離が、車輪ごとに設定されており、目標車高が決定された場合には、その目標車高として決定された設定車高に対応する目標ばね上ばね下間距離Ｌ*（以下、「目標距離Ｌ*」という場合がある）が、４つの車輪の各々について決定される。
【００３１】
ｂ）ばね上ばね下間距離整合制御
本サスペンションシステム１０においては、各車輪について、ばね上ばね下間距離Ｌrを目標距離Ｌ*に整合させるばね上ばね下間距離整合制御が、常時、行われている。例えば、車高が変更された場合における車高の変更や、乗員の車両への乗り降り，あるいは荷物の積載量の変化等による車高変動への対処を目的としている。このばね上ばね下間距離整合制御は、エアスプリング２８が制御されることによって行われ、現時点での目標車高に対応する目標距離Ｌ*と、ストロークセンサ９４により検出される実際のばね上ばね下間距離Ｌrとが比較され、エアスプリング２８の流体室のエア量が増減させられることによって、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*に整合される。それにより、実際の車高が目標車高に整合させられるのである。
【００３２】
ばね上ばね下間距離Ｌrを目標距離Ｌ*に整合させるためのエア給排装置５０の作動（以下、「距離整合作動」という場合がある）は、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*に対して、設定閾距離ΔＬd以上ずれていると判断された場合に実行される。詳しく言えば、ばね上ばね下間距離Ｌrが、目標距離Ｌ*に対して小さな値となっているときには、ばね上ばね下間距離を増加させるためのエア給排装置５０の作動（以下、「距離増加作動」という場合がある）が、ばね上ばね下間距離Ｌrと目標距離Ｌ*とが整合するまで行われ、逆に、ばね上ばね下間距離Ｌrが、目標距離Ｌ*に対して大きな値となっているときには、ばね上ばね下間距離を減少させるためのエア給排装置５０の作動（以下、「距離減少作動」という場合がある）が、ばね上ばね下間距離Ｌrと目標距離Ｌ*とが整合するまで行われる。
【００３３】
距離増加作動においては、ポンプモータ５６が作動させられ、距離増加作動の対象となる車輪（以下、「対象車輪」という場合がある）に対応する個別制御弁６６が開弁されることで、その車輪に対応するエアスプリング２８の流体室に圧縮エアが流入され、その車輪についてのばね上ばね下間距離Ｌrが増加させられる。距離増加作動中に、ばね上ばね下間距離Ｌrと目標距離Ｌ*とが整合したと判断された場合には、対象車輪に対応する個別制御弁６６が閉弁され、ポンプモータ５６の作動が停止される。一方、距離減少作動においては、排気制御弁７８が開弁され、対象車輪に対応する個別制御弁６６が開弁されて、その車輪に対応するエアスプリング２８の流体室からエアが流出され、その車輪についてのばね上ばね下間距離Ｌrが減少させられる。距離増加作動中に、ばね上ばね下間距離Ｌrと目標距離Ｌ*とが整合したと判断された場合には、対象車輪に対応する個別制御弁６６が閉弁され、排気制御弁７８が開弁される。なお、距離整合作動においては、エアスプリング２８の主圧力室４０の副圧力室４２との両方に対してエアの流入・流出を行うため、遮断弁４８が閉弁状態となっている場合には、それを開弁させた状態で距離整合作動を行い、その作動が終了した後に、遮断弁４８が閉弁状態に戻される。
【００３４】
なお、以上説明したばね上ばね下間距離整合制御は、各車輪に配備されたエアスプリング２８に対して独立して実行される。そのため、車高が変更される場合等には、複数の車輪に対する距離整合作動が一緒に行われることになる。詳しい説明は省略するが、本サスペンションシステム１０は、原則として、一時期において１つのエアスプリング２８に対してだけ距離整合作動が実行されるように構成されている。したがって、例えば車高変更の場合等には、４つのエアスプリング２８を３つのグループに分けて、グループごとに距離整合作動が実行される。各グループは、左右後輪，左前輪，右前輪にそれぞれに配備されたエアスプリング２８によって構成され、各グループに対する距離整合作動は、その順番に沿って順次行われる。その際、１回の距離整合作動によって、ばね上ばね下間距離Ｌrを目標距離Ｌ*に整合させるのではなく、複数回の距離整合作動によって整合させるため、実際には、各グループに対して、設定距離だけ目標距離Ｌrに近づく距離整合作動を、上記順番に沿って順繰りに複数回繰り返し実行されることになる。また、稀ではあるが、複数のエアスプリング２８の一部に対して距離増加作動が、他の一部に対して距離減少作動が実行される場合がある。本サスペンションシステム１０は、その場合において距離増加作動が優先して実行されるように構成されている。
【００３５】
さらに補足すれば、距離整合作動中において、路面の起伏，車両の旋回，車両の加減速，乗員の乗降，荷物の積み下ろし等によって、ばね上ばね下間距離Ｌrが変動する虞がある。そのため、本サスペンションシステム１０では、距離整合作動の終了の判断、つまり、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*に到達したことの判断を正確に行うべく、距離整合作動は、車両の姿勢が安定していると推認できる場合にしか実行されないようになっている。具体的には、各車輪についてのばね上の上下加速度がある程度小さいこと、ステアリングホイールの操舵角がある程度小さいこと、ブレーキのマスタシリンダ圧がある程度小さいこと、アクセルスロットルの開度がある程度小さいこと、車両のドア，ハッチ等が開かれてないこと等を条件とし、それらの条件が具備される場合にのみ距離整合作動を実行するようにされている。
【００３６】
ｃ）不感帯の意義
上記ばね上ばね下間距離整合制御においては、先に説明したように、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*に対して、設定閾距離ΔＬd以上ずれていると判断された場合に、距離整合作動が実行される。仮に、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*に対して少しでもずれたと判断された場合に距離整合作動を実行するように構成されていたと仮定する。車両の走行時には、路面の起伏、車両の加減速、車両の旋回等に起因して、ばね上ばね下間距離は変化している。したがって、少しのずれによって距離整合作動が実行されるようにされていると、その距離整合作動が頻繁に行われ、場合によっては、ばね上ばね下間距離整合制御がハンチング状態に陥ることになる。
【００３７】
そこで、本サスペンションシステム１０のばね上ばね下間距離整合制御では、上記設定閾距離ΔＬd以上ずれていると判断された場合に、距離整合作動を実行するように構成されているのである。この設定閾距離ΔＬdは、当該制御において、距離整合作動をさせないために設けられた不感帯の上限および下限、つまり、不感帯の幅を規定するものと考えることができる。適切な幅の不感帯を設けることによって、適切に距離整合作動が実行されることになる。図２は、このことを概念的に示している。
【００３８】
図２には、ばね上ばね下間距離Ｌrの経時的な変化が示されており、目標距離Ｌ*より閾距離ΔＬdだけ大きなばね上ばね下間距離（不感帯上限）と、閾距離ΔＬdだけ小さなばね上ばね下間距離（不感帯下限）とに挟まれた区間が、ばね上ばね下間距離整合制御における不感帯となる。ちなみに、この図に示す状態では、ばね上ばね下間距離Ｌrの値は刻々と変化しているが、その変化を除外したばね上ばね下間距離（以下、「実態距離」という場合がある）は目標距離Ｌ*より何某か大きな値となっていると推測できる。
【００３９】
本サスペンションシステム１０のばね上ばね下間距離整合制御において、距離整合作動を実行するか否かの判断は、具体的には、以下のようにして行われる。ばね上ばね下間距離Ｌrを、ストロークセンサ９４の検出値を基に、ある時間ピッチで検出する。検出の都度、ばね上ばね下間距離Ｌrと目標距離Ｌ*との差、つまり、ばね上ばね下間距離Ｌrの目標距離Ｌ*からの偏差ΔＬを求め、その求めた偏差ΔＬの不感帯から外れた分である対不感帯偏差（ΔＬ±ΔＬd）を求める。ちなみに、図２では、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*より大きな場合であるため、対不感帯偏差は、（ΔＬ−ΔＬd）となるが、ばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*より小さな場合は、（ΔＬ＋ΔＬd）となる。上記時間ピッチで求められた対不感帯偏差（ΔＬ±ΔＬd）に対し、現時点から設定時間遡った時点までの積算処理を行い、偏差積算値Σ（ΔＬ±ΔＬd）が算出され、その偏差積算値Σ（ΔＬ±ΔＬd）の絶対値である偏差積算絶対値｜Σ（ΔＬ±ΔＬd）｜が、判定のための閾値Σ0以上となった場合に、距離整合作動を実行する旨の判断がなされる。ちなみに、距離整合作動が実行する旨の判断がなされた場合、偏差積算値Σ（ΔＬ±ΔＬd）の値が正の値となっているときには、距離減少作動が、負の値となっているときには、距離増加作動が、それぞれ実行される。
【００４０】
なお、上記積算処理は、実態距離が目標距離Ｌ*を基準とした不感帯を外れているとの判断を、迅速かつ合理的に行うために採用される処理である。したがって、実態距離に対する路面の起伏，車両の旋回，車両の加減速等によるばね上ばね下間距離Ｌrの変動の影響を効果的に除外できるとともに、目標車高が変更された場合における実態距離と目標距離Ｌ*とのずれ、乗員の車両への乗り降り，荷物の積載量の変化等による実態距離の変動を、可及的に正確に把握することのできる処理とされている。乗員のその処理の具体的な手法は、公知の手法に従えばよく、その手法についての説明は、ここでは省略する。
【００４１】
ｄ）不感帯の幅（閾距離）の変更
エアスプリング２８に作用する荷重の変動と、その荷重変動によるばね上ばね下間距離Ｌrの変化との関係を、図３に示す。この図には、エアスプリング２８が、上述の高ばね定数状態とされている場合の関係と、上述の低ばね定数状態とされている場合の関係との両者が示されている。この図から解るように、低ばね状態とされている場合には、高ばね状態とされている場合に比較して、同じ荷重変動に対して、ばね上ばね下間距離Ｌrが大きく変化することになる。
【００４２】
また、図３には、荷重変動が０であるときのばね上ばね下間距離Ｌrが目標距離Ｌ*であると仮定した場合おいて、その目標距離Ｌ*を基準として幅が閾距離ΔＬdの２倍の不感帯が示されている。この不感帯に関連して説明すれば、不感帯を超えないばね上ばね下間距離Ｌ*の変化に対する荷重変動が、高ばね定数状態とされている場合に、低ばね定数状態とされている場合に比較して小さい。つまり、裏を返せば、同じ荷重変動が発生した場合であっても、低ばね定数状態とされているときには、高ばね定数状態とされているときに比較して、ばね上ばね下間距離Ｌrの変化が大きく、車両の実際の走行状態において、上述したばね上ばね下間距離Ｌrの目標距離Ｌ*からの偏差ΔＬが、不感帯を外れ易いことが理解できる。
【００４３】
したがって、不感帯の幅、つまり、設定閾距離ΔＬdを、高ばね定数状態において適切な頻度で距離整合作動が実行されるように設定すれば、低ばね定数状態においては、距離整合作動が、適切な範囲を超える頻度で実行されることになる。逆に、低ばね定数状態において適切な頻度で距離整合作動が実行されるように設定すれば、高ばね定数状態においては、距離整合作動が実行され難く、ばね上ばね下間距離整合制御の応答性が低下等によって、ばね上ばね下間距離整合制御が適切には行われないことになる。サスペンションスプリングのばね定数を変更可能なサスペンションシステムでは、このような問題を抱えることになる。
【００４４】
本サスペンションシステム１０は、上記問題に対処すべく、エアスプリング２８が高ばね定数状態とされているか、低ばね定数状態とされているかによって、不感帯の幅を変更されるように構成されている。具体的に説明すれば、上記ばね定数調整制御においてエアスプリング２８が高ばね定数とされている場合には、設定閾距離ΔＬdを比較的小さな値のΔＬdsに設定して、上記不感帯の幅を小さくし、逆に、エアスプリング２８が低ばね定数とされている場合には、設定閾距離ΔＬdを比較的大きな値のΔＬdlに設定して、上記不感帯の幅を大きくするような制御が実行される。
【００４５】
図４を参照しつつさらに説明すれば、高ばね定数状態において、設定閾距離ΔＬdをΔＬdsに設定し、低ばね定数状態において、設定閾距離ΔＬdをΔＬdlに設定することにより、エアスプリング２８に作用するある大きさの荷重変動に対して、高ばね定数状態であっても低ばね定数状態であっても、ばね上ばね下間距離Ｌrが、同じ大きさで変化させることが可能となるのである。このようにして設定閾距離ΔＬdを変更する制御（以下、「閾距離変更制御」という場合がある）が行われることで、本サスペンションシステム１０では、エアスプリング２８のばね定数に拘わらず、ばね上ばね下間距離整合制御において、適切な頻度で距離調整作動が実行されるのである。
【００４６】
（３）制御のフローと電子制御ユニットの機能構成
本サスペンションシステム１０において行われる上記各種の制御は、コントローラ８２が、ばね定数調整制御プログラム、目標車高決定プログラム、ばね上ばね下間距離整合制御プログラムの各々を、比較的短周期（例えば、数msec〜数十msec）で繰り返し実行することによって行われる。なお、それらのプログラムは、電子キーセンサ１１０によって運転者が携帯する電子キーが検知された時点から、その電子キーが検知されなくなった後設定時間（例えば、６０sec）が経過した時点までの間、実行される。以下に、それらのプログラムに従う処理を説明することで、上記各種の制御の流れを簡単に説明する。
【００４７】
ａ）ばね定数調整制御および閾距離変更制御
ばね定数調整制御とそれに伴う閾距離変更制御は、図５にフローチャートを示すばね定数調整制御プログラムが実行されることによって行われる。このプログラムによる処理では、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す。他のステップも同様とする）において、ばね定数変更スイッチ９８の状態が判定され、ばね定数変更スイッチ９８の操作状態によって、高ばね定数状態を実現するか、低ばね定数状態を実現するかが決定される。高ばね定数状が実現される場合には、Ｓ４において、各エアスプリング２８の遮断弁４８が閉弁され、ついで、Ｓ５において、上述した設定閾距離ΔＬdが、比較的小さな値のΔＬdsに設定される。それに対し、低ばね定数状態が実現される場合には、Ｓ６において、各エアスプリング２８の遮断弁４８が開弁され、ついで、Ｓ７において、設定閾距離ΔＬdが、比較的大きな値のΔＬdlに設定される。
【００４８】
さらに、低ばね定数状態が実現されていても、車両の旋回に起因するロール、車両の加減速に起因するピッチがある程度大きいと推測される場合には、自動ばね定数調整を行うべく、Ｓ２における横加速度Ｇyに基づく判定、Ｓ３における前後加速度Ｇxに基づく判定に従って、高ばね定数状態が実現されるとともに、設定閾距離ΔＬdがΔＬdsに設定される。
【００４９】
ｂ）目標車高決定
目標車高決定は、図６にフローチャートを示す目標車高決定プログラムが実行されることによって行われる。このプログラムによる処理では、目標となる車高を示すフラグとして目標車高フラグｆHを用い、そのフラグｆHのフラグ値を決定することで目標設定車高が決定される。先に説明した５つの設定車高である乗降時車高，Ｌｏｗ車高，高速時車高，Ｎ車高，Ｈｉ車高を示すフラグ値は、それぞれ、［０］，［１］，［２’］，［２］，［３］である。
【００５０】
乗降時における車高変更の際は、Ｓ２１における電子キーの検知に基づく判定、Ｓ２２のイグニッションスイッチ９０の操作状態に基づく判定に従って、Ｓ２３，Ｓ２４のいずれかが実行され、目標車高が、Ｎ車高，乗降時車高のいずれかに決定されることになる。車高変更スイッチ９６が操作された場合には、Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３４の判定に従って、その操作が車高増加指令の操作であるときには、Ｓ３５において、目標車高フラグｆHのフラグ値がシフトアップされ、車高減少指令の操作であるときには、Ｓ３６において、目標車高車フラグｆHのフラグ値がシフトダウンされる。
【００５１】
車速に応じた車高変更の際は、Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３１の判定に従って、目標車高が変更される。具体的には、目標車高がＨｉ車高に決定されている場合において車速ｖが閾速度ｖ0以上となったときには、Ｓ２５において目標車高がＮ車高に変更され、車速ｖが閾速度ｖ1以上となったときには、Ｓ３０において、目標車高が高速時車高に変更される。また、車速ｖが下がって閾速度ｖ1未満となった場合には、Ｓ２５において、目標車高がＮ車高に戻される。
【００５２】
この目標車高決定プログラムに従う処理では、目標車高が決定された後、Ｓ３８において、目標車高フラグｆHのフラグ値に基づき、各車輪について、ばね上ばね下間距離の目標となる目標距離Ｌ*が決定される。
【００５３】
ｃ）ばね上ばね下間距離整合制御
ばね上ばね下間距離整合制御は、図７にフローチャートを示すばね上ばね下間距離整合制御プログラムが実行されることによって行われる。このプログラムに従う処理では、Ｓ４０において、先に説明した偏差積算絶対値｜Σ（ΔＬ±ΔＬd）｜に基づく判断がなされ、距離整合作動を実行する旨の判断がなされた場合には、Ｓ４４における偏差積算値Σ（ΔＬ±ΔＬd）の正負の判断に従って、Ｓ４５の距離増加作動、若しくは、Ｓ４６の距離減少作動が実行される。距離整合作動の終了は、Ｓ４１において判断され、終了する旨の判断がなされた場合には、Ｓ４２の終了処理が実行されるとともに、Ｓ４３において、偏差積算値Σ（ΔＬ±ΔＬd）の値がリセットされる。
【００５４】
ｄ）電子制御ユニットの機能構成
電子制御ユニット８０は、本サスペンションシステム１０の制御を司る制御装置として機能し、電子制御ユニット８０の中核的な構成要素であるコントローラ８２は、上記各種のプログラムを実行することで、当該サスペンションシステム１０の制御に関する各種の機能を果たすものとされている。そのことに鑑みれば、電子制御ユニット８０は、コントローラ８２において、いくつかの機能部を有すると考えることができる。具体的には、図１に示すように、コントローラ８２は、ばね定数調整制御部２００，目標車高決定部２０２，ばね上ばね下間距離整合制御部２０４，閾距離変更制御部２０６という４つの機能部を有していると考えることができる。
【００５５】
上記各機能部と上記各プログラムに従って実行される制御処理との関係で説明すれば、ばね定数調整制御プログラムのうちのＳ５，Ｓ７を除いたステップによる処理を実行するコントローラ８２の一部分が、ばね定数調整制御部２００に相当し、また、目標車高決定プログラムによる処理を実行する一部分が、目標車高決定部２０２に、ばね上ばね下間距離整合制御プログラムによる処理を実行する一部分が、ばね上ばね下間距離整合制御部２０４に、ばね定数調整制御プログラムのＳ５，Ｓ７による処理を実行する一部分が、閾距離変更制御部２０６に、それぞれ相当することになる。
【００５６】
≪変形例≫
上記サスペンションシステム１０では、ばね上部とばね下部とを連結する装置としてスプリング・アブソーバAssy２０を採用していたが、この装置を、液圧式のシリンダ装置に変更することが可能である。以下に、液圧式のシリンダ装置を備えたサスペンションシステムを、変形例のサスペンションシステムとして説明する。なお、液圧式のシリンダ装置を除く他のハード構成については、上記実施例のサスペンションシステム１０と略同様であるため、説明を省略する。
【００５７】
図８に、変形例のサスペンションシステムにおいて採用されている液圧式懸架シリンダ装置を示す。この懸架シリンダ装置２１０は、前後左右４つの車輪の各々に対して設けられている。懸架シリンダ装置２１０は、シリンダユニット２１２を主体として構成されており、その他に、主ガスばね２１６および副ガスばね２１８を備えている。
【００５８】
シリンダユニット２１２は、シリンダハウジング２２４と、ピストン２２６と、ピストンロッド２２８とを含んで構成されている。シリンダハウジング２２４は円筒状をなし、内部に作動流体としての作動液を収容しており、上端においてマウント部２４に固定されている。ピストン２２６は、シリンダハウジング２２４内部に上下方向移動可能に配設され、シリンダハウジング２２４の内部を２つの液室である上部液室２３０，下部液室２３２とに区画している。それら上部液室２３０，下部液室２３２は、流体としての作動液を収容する流体室として機能する。また、ピストン２２６は、連通路２３４を備えており、その連通路２３４は、上部液室２３０，下部液室２３２とを相互に連通させている。ピストンロッド２２８は、一端部においてピストン２２６に連結されるとともに、他端部がシリンダハウジング２２４から延び出し、それの先端において、ロアアーム２２に連結されている。
【００５９】
主ガスばね２１６は、連通管２３６を介して上部液室２３０に接続されている。主ガスばね２１６は内部をダイヤフラム２３８により区画されており、連通管２３６と接続されている方の部屋（以下、「主液室２４０」ということがある）には作動液が収容されており、もう一方の部屋（以下、「主ガス室２４２」ということがある）には高圧のガス（例えば、窒素）が収容されている。副ガスばね２１８は、連通管２４４を介して上部液室２３０に接続されている。主ガスばね２１６と同様に、副ガスばね２１８の内部もダイヤフラム２４８により区画されており、連通管２４４と接続されている方の部屋（以下、「副液室２５０」ということがある）には作動油が収容されており、もう一方の部屋は（以下、「副ガス室２５２」ということがある）には高圧のガス（例えば、窒素）が収容されている。連通管２４４には、それの途中に、遮断弁２４６が設けられている。遮断弁２４６は、閉弁することによって、上部液室２３０と副液室２５０との間の作動液の流れを遮断するようにされている。
【００６０】
以上の構造から、ばね上部とばね下部とが接近離間することにより、ピストン２２６は、シリンダハウジング２２４の内部を上下方向に移動する。このピストン２２６の上下動に伴い、上部液室２３０の容積と下部液室２３２の容積とが相対変化するとともに、上部液室２３０の容積と下部液室２３２の容積の合計、つまり、流体室の容積も変化する。この流体室の容積の変化により、上部液室２３０に収容されている作動液の一部が、主ガスばね２１６の主液室２４０および副ガスばね２１８の副液室２５０に流出する、あるいは、主液室２４０および副液室２５０に収容されている作動液の一部が上部液室２３０に流入する。この主液室２４０および副液室２５０に対する作動液の流入・流出によって、主ガスばね２１６の主ガス室２４２の容積および副ガスばね２１８の副ガス室２５２の容積が変化する。それらの容積変化に伴って、主ガス室２４２，副ガス室２５２内の圧力に変動が生じ、その圧力変動に応じてシリンダユニット２１２の上部液室２３０，下部液室２３２内の圧力が変動することで、懸架シリンダ装置２１２がばね上部を支持する荷重である支持荷重が変化する。このような作用により、懸架シリンダ装置２１０は、流体の圧力に依拠してばね上部とばね下部とを弾性的に連結する流体式サスペンションスプリングとして機能するのである。
【００６１】
また、ばね上部とばね下部との接近離間に伴って、ピストン２２６は移動し、シリンダユニット２１２の上部液室２３０の容積と下部液室２３２の容積とが相対変化する。その際、上部液室２３０と下部液室２３２との一方から他方に、ピストン２２６に設けられた連通路２３４を通って、作動液の一部が移動する。連通路２３４は、オリフィス（絞り）として機能し、作動液の一部の連通路２３４内の通過に対して抵抗を与える。この通過抵抗により、ピストン２２６の移動に対して抵抗が与えれられ、ひいては、ばね上部とばね下部との接近離間動作に対して抵抗が付与されることになる。このような作用により、懸架シリンダ装置２１０は、ショックアブソーバとしても機能することになる。
【００６２】
先に説明したように、副ガスばね２１８の副液室２５０とシリンダユニット２１２の上部液室２３０とを繋ぐ連通管２４４には、遮断弁２４６が設けられている。この遮断弁２４６を閉弁することにより、副液室２５０と上部液室２３０との間の作動液の流通が禁止される。その結果、ばね上部とばね下部とが接近離間する場合であっても、上部液室２３０と主液室２４０との間でしか、作動液の流入・流出が許容されない状態となる。この状態では、容積変化するガス室は主ガス室２４２だけとなり、懸架シリンダ装置２１２の支持荷重の変動に対して、ばね上ばね下間距離の変動は小さくなる。つまり、当該懸架シリンダ装置２１０のばね定数が大きくなるのである。このような構成から、本懸架シリンダ装置２１０は、遮断弁２４６の開閉による連通管の連通・遮断によって自身のばね定数を変更するばね定数変更装置を備えるものとされているのである。
【００６３】
さらに、シリンダユニット２１２のシリンダハウジング２２４には、それの下部液室２３２に連通する作動液給排管２５４が接続されている。本変形例のサスペンションシステムでは、シリンダハウジング２２４の上部液室２３０，下部液室２３２、つまり、流体室に対して作動液を流入・流出させる流体流入・流出装置としての作動液給排装置２５６を備えており、作動液給排管２５４は、この作動液給排装置２５６に接続されている。作動液給排装置２５６は、対象とする流体の種類が異なるものの、実施例のサスペンションシステム１０におけるエア給排装置５０と略同様の構造、機能を有している。この作動液給排装置２５６によって、シリンダユニット２１２の上部液室２３０，下部液室２３２に対して作動液を流入・流出させることで、シリンダユニット２１２を伸縮させ、その結果として、ばね上ばね下間距離を変更することが可能である。つまり、懸架シリンダ装置２１０は、実施例のサスペンションシステム１０におけるエアスプリング２８と同様に、ばね上ばね下間距離を変更可能に構成されているのである。
【００６４】
上記懸架シリンダ装置２１０を備えた変形例のサスペンションシステムの制御は、先に説明した実施例のサスペンションシステム１０の制御と同様の方法によって行われる。つまり、上述したばね定数変更制御、車高調整、閾距離変更制御は、先の説明と同様にして行われ、それらの制御による作用、効果は、実施例のサスペンションシステム１０において奏される作用・効果と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】流体式サスペンションスプリングとしてエアスプリングを備えた車両用サスペンションシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１のシステムにおけるばね上ばね下間距離の経時的な変化を概念的に示すグラフである。
【図３】図１に示すシステムにおける、に作用する荷重の変動とその荷重変動によるばね上ばね下間距離Ｌの変化との関係を概念的に示すグラグである。
【図４】図１に示すシステムおいて実行される閾距離変更制御の特徴を説明するためのグラフである。
【図５】図１に示すシステムにおいて実行されるばね定数調整制御プログラムのフローチャートである。
【図６】図１に示すシステムにおいて実行される目標車高決定プログラムを表すフローチャートである。
【図７】図１に示すシステムによって実行されるばね上ばね下間距離整合制御プログラムを表すフローチャートである。
【図８】変形例のサスペンションシステムにおいて採用され、サスペンションスプリングとして機能する懸架シリンダ装置を模式的に示す図である
【符号の説明】
【００６６】
１０：車両用サスペンションシステム    ２０：スプリング・アブソーバAssy    ２６：ショックアブソーバ    ２８：エアスプリング    ４０：主圧力室    ４２：副圧力室    ４６：連通管    ４８：遮断弁    ５０：エア給排装置    ６４：個別制御弁装置    ８０：電子制御ユニット（ＥＣＵ）    ８２：コントローラ    ９８：ばね定数調整スイッチ    ２００：ばね定数調整制御部    ２０２：目標車高決定部    ２０４：ばね上ばね下間距離整合制御部    ２０６：閾距離変更制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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