(57)【要約】【課題】旋回時に車体が外側に傾斜することをより抑制できる車高制御装置を提供すること。【解決手段】車高制御装置としてのＥＣＵ３０は、旋回時に旋回内側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置を、旋回外側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置よりも低くする。ＥＣＵ３０は、非旋回時に、各アブソーバ１０の中立位置が、各アブソーバ１０に横方向の力が作用した時に生じる摩擦力が最小となる位置に、各アブソーバ１０を制御する。【選択図】図１
2014205424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回時に、旋回内側の車輪を支持するアブソーバの中立位置を旋回外側の車輪を支持するアブソーバの中立位置よりも低くする車高制御装置において、
各アブソーバの非旋回時の中立位置が、各アブソーバに横方向の力が作用した時に生じる摩擦力が最小となる位置に、各アブソーバの伸縮を制御する
ことを特徴とする車高制御装置。
【請求項２】
前記アブソーバに横方向の力が作用した時に生じる摩擦力は、非旋回時にピストンユニットとシリンダの接触箇所で発生する摩擦力を含んでいる
ことを特徴とする請求項１記載の車高制御装置。
【請求項３】
前記アブソーバのシリンダ内のピストンの移動可能範囲の長さをＬｔとし、前記非旋回時の前記ピストンの前記移動可能範囲の下死点からの位置をＬとし、前記ピストンに取り付けられたロッドとロッドガイドとの摩擦係数をμ１とし、前記ピストンと前記シリンダとの摩擦係数をμ２とすると、
非旋回時に、Ｌ＝（−（μ２／μ１）＋（（μ２／μ１）２＋（μ２／μ１））１／２）×Ｌｔを満たすように、各アブソーバの伸縮を制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車高制御装置。
【請求項４】
前記アブソーバのシリンダ内のピストンの移動可能範囲の長さをＬｔとし、前記非旋回時の前記ピストンの前記移動可能範囲の下死点からの位置をＬとすると、
非旋回時に、Ｌ＝０．４１４Ｌｔを満たすように、各アブソーバの伸縮を制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車高制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車高制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の姿勢を制御する技術が提案されている。例えば、特許文献１の車高制御装置は、旋回時に旋回内側の車輪を支持するアブソーバの中立位置を旋回外側の車輪を支持するアブソーバの中立位置をよりも低くする。特許文献１の車高制御装置は、旋回時に車体が外側に傾斜することを抑制して、車両の操縦安定性が損なわれることを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２９９４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した車高制御装置では、なお改善の余地がある。例えば、車高制御装置は、旋回時に車体が外側に傾斜することをより抑制できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、旋回時に車体が外側に傾斜することをより抑制することができる車高制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車高制御装置は、旋回時に、旋回内側の車輪を支持するアブソーバの中立位置を旋回外側の車輪を支持するアブソーバの中立位置よりも低くする車高制御装置において、各アブソーバの非旋回時の中立位置が、各アブソーバに横方向の力が作用した時に生じる摩擦力が最小となる位置に、各アブソーバの伸縮を制御することを特徴とする。
【０００７】
上記車高制御装置において、前記アブソーバに横方向の力が作用した時に生じる摩擦力は、非旋回時にピストンユニットとシリンダの接触箇所で発生する摩擦力を含んでいることが好ましい。
【０００８】
上記車高制御装置において、前記アブソーバのシリンダ内のピストンの移動可能範囲の長さをＬｔとし、前記非旋回時の前記ピストンの前記移動可能範囲の下死点からの位置をＬとし、前記ピストンに取り付けられたロッドとロッドガイドとの摩擦係数をμ１とし、前記ピストンと前記シリンダとの摩擦係数をμ２とすると、非旋回時に、Ｌ＝（−（μ２／μ１）＋（（μ２／μ１）２＋（μ２／μ１））１／２）×Ｌｔを満たすように、各アブソーバの伸縮を制御することが好ましい。
【０００９】
上記車高制御装置において、前記アブソーバのシリンダ内のピストンの移動可能範囲の長さをＬｔとし、前記非旋回時の前記ピストンの前記移動可能範囲の下死点からの位置をＬとすると、非旋回時に、Ｌ＝０．４１４Ｌｔを満たすように、各アブソーバの伸縮を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車高制御装置は、旋回時に車体が外側に傾斜することをより抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る車高制御装置を備えた車両用サスペンション装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバの概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバの作用する力を概略的に示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバのピストンユニットに作用する力を概略的に示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバのシリンダに作用する力を概略的に示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る車高制御装置によるアブソーバの伸縮制御のフローチャートの一例である。
【図７】図７は、ピストンのシリンダに対する位置を適宜変化させた時の摩擦力の変化を示す図である。
【図８】図８は、本発明品と比較例との乗り心地を示す図である。
【図９】図９は、図８中のＩＸを拡大して示す図である。
【図１０】図１０は、本発明品と比較例との操安性を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０中のＸＩを拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係る車高制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［実施形態］
本発明の実施形態に係る車高制御装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係る車高制御装置を備えた車両用サスペンション装置の概略構成を示す図、図２は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバの概略構成を示す縦断面図である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る車高制御装置としてＥＣＵ３０（図１に示す）は、自動車３などの車両に搭載される車両用サスペンション装置（図１に示し、以下、単に、サスペンション装置と記す）１を構成する。
【００１５】
図１に示されたサスペンション装置１は、例えば、車輪２として、左右一対の前輪と、左右一対の後輪とを備える自動車３に搭載される。サスペンション装置１は、図１に示すように、複数のアブソーバ１０と、エアサスペンションシステム２０と、車高制御装置としてＥＣＵ３０とを備えている。
【００１６】
アブソーバ１０は、自動車３の各車輪２と一対一で対応して設けられ、各車輪２を自動車３の車体に支持するものである。アブソーバ１０は、自動車３のバネ上部材４とバネ下部材５との間に設けられている。バネ上部材４は、アブソーバ１０によって支持される部材であり、車体を含むものである。バネ下部材５は、アブソーバ１０よりも車輪２側に配置された部材であり、車輪２、車輪２に連結されたナックルや、ナックルに連結されたロアアーム、ブラケット等を含むものである。
【００１７】
アブソーバ１０は、バネ上部材４とバネ下部材５とを接続し、バネ上部材４とバネ下部材５との相対移動を減衰させる減衰力を発生させる。バネ上部材４とバネ下部材５との相対移動とは、バネ上部材４とバネ下部材５とが伸縮方向において接近あるいは離間する方向の相対移動である。アブソーバ１０は、この相対移動におけるバネ上部材４とバネ下部材５との相対速度に応じた減衰力を発生させることで相対移動を減衰させる。なお、ここでは、伸縮方向は、鉛直方向に沿った方向であるものとして図示しているが、鉛直方向に対して所定の傾斜を有していてもよい。
【００１８】
アブソーバ１０は、図２に示すように、バネ上部材４あるいはバネ下部材５の一方に接続され、作動油（作動流体に相当）が封入されたシリンダ１１と、他方に接続されシリンダ１１内を往復動するピストン１３を有するピストンユニット１２と、ロッドガイド１４とを備えている。
【００１９】
シリンダ１１は、下端が閉塞しかつ上端が開放した円筒状に形成され、粘性によって流体抵抗を発生する前述の作動油が封入されている。シリンダ１１の上方の開口は、ロッドガイド１４により閉塞されている。シリンダ１１は、ロッドガイド１４により、シリンダ１１の内側が外側から遮断されてシリンダ１１内が密閉されている。本実施形態では、シリンダ１１には、前述したバネ下部材５が取り付けられている。
【００２０】
ピストンユニット１２は、シリンダ１１内に収容されるピストン１３と、ピストン１３から上方に延在したロッド１５とを備えている。ピストン１３は、シリンダ１１内に移動可能に設けられている。ピストン１３は、シリンダ１１内の空間をピストン１３よりも上側のピストン上室１６とピストン１３よりも下側のピストン下室１７とに仕切っている。また、ピストン１３は、作動油が通るポート（図示せず）やポートを開閉するバルブ（図示せず）が設けられており、ポートやバルブによって発生する作動油の流体抵抗を受けながらシリンダ１１内を移動する。ロッド１５は、ピストン１３から上方に延在してピストン上室１６内に通されている。ピストンユニット１２のロッド１５の上端部は、シリンダ１１外に突出している。
【００２１】
また、シリンダ１１の上方の開口を閉塞したロッドガイド１４は、ロッド１５を内側に通す。ロッドガイド１４は、内側にロッド１５を通すことで、ロッド１５をシリンダ１１外に突出させている。また、ロッドガイド１４は、ロッド１５の長手方向に沿って移動可能に内側にロッド１５を通しており、内面とロッド１５との間から作動油が漏れることを抑制して、シリンダ１１内に作動油を封入している。また、ロッドガイド１４は、内側に通すロッド１５の移動方向を案内する。本実施形態では、ロッド１５の上端部には、前述したバネ上部材４が取り付けられている。
【００２２】
エアサスペンションシステム２０は、自動車３の車高を変更する、即ち、アブソーバ１０を伸縮させるものである。エアサスペンションシステム２０は、図１に示すように、複数のエアばね２１と、ハイトコントロールバルブ２２と、圧縮空気供給部２３とを備えている。
【００２３】
エアばね４１とハイトコントロールバルブ２２は、自動車３の車輪２と一対一で対応して設けられている。エアばね４１は、アブソーバ１０とともに、車輪２を自動車３の車体に支持する所謂エアサスペンションであり、かつ自動車３の車高を調整する車高調整機能を有している。また、エアばね２１は、バネ上部材４とバネ下部材５との相対変位に応じたバネ力を発生させ、そのバネ力をバネ上部材４およびバネ下部材５に作用させる。
【００２４】
エアばね４１は、車体側外殻部材２１ａ、車輪側外殻部材２１ｂおよびローリングダイアフラム２１ｃを有する。車体側外殻部材２１ａは、ロッド１５に連結されており、ロッド１５と共にアブソーバ１０の軸方向に移動することができる。また、車体側外殻部材２１ａは、バネ上部材４を支持している。
【００２５】
車輪側外殻部材２１ｂは、アブソーバ１０のシリンダ１１に連結されている。すなわち、車輪側外殻部材２１ｂは、シリンダ１１を介して、バネ下部材５によって支持されている。
【００２６】
ローリングダイアフラム２１ｃは、車体側外殻部材２１ａと車輪側外殻部材２１ｂとを接続している。車体側外殻部材２１ａ、ローリングダイアフラム２１ｃおよび車輪側外殻部材２１ｂによって、空気室２１ｄが形成されている。各エアばね４１の空気室２１ｄには、エア配管２４が接続されている。
【００２７】
エア配管２４には、圧縮空気供給部２３が接続している。圧縮空気供給部２３は、周知のフィルタやコンプレッサなどを備えている。圧縮空気供給部２３は、フィルタを介して吸入した作動気体としての空気をコンプレッサが圧縮して、各エアばね２１の空気室２１ｄに供給する。
【００２８】
ハイトコントロールバルブ２２は、エア配管２４における圧縮空気供給部２３と各エアばね２１の空気室２１ｄとの流路を開閉するものである。ハイトコントロールバルブ２２は、圧縮空気供給部２３のコンプレッサの作動時に流路を開放すると、圧縮空気供給部２３から吐出された空気がエアばね４１の空気室２１ｄに流入する。これにより、車体側外殻部材２１ａは、上側に向けて車輪側外殻部材２１ｂに対して相対移動する。つまり、車体側外殻部材２１ａと車輪側外殻部材２１ｂとはアブソーバ１０の軸方向において離間する方向に相対移動する。その結果、アブソーバ１０のピストン１３及びロッド１５がシリンダ１１内を上方に向けて移動して、アブソーバ１０が伸張するとともに、バネ上部材４がバネ下部材５に対して離間する。つまり、自動車３の車高が高くなる。
【００２９】
また、エア配管２４などには、図示しない排気バルブが接続している。排気バルブは、大気圧よりも低い気圧に保たれた低圧タンクに接続されたり大気解放されている。排気バルブは、開くことで、エア配管２４を通してエアばね２１の空気室２１ｄ内の気体を低圧タンクに導いたり外部に排出する。排気バルブは、圧縮空気供給部２３のコンプレッサが停止され、ハイトコントロールバルブ２２とともに開かれると、エアばね２１の空気室２１ｄ内の気体を空気室２１ｄ外に排出する。空気室２１ｄ内の空気が排出されることで、車体側外殻部材２１ａは、下側に向けて車輪側外殻部材２１ｂに対して相対移動する。つまり、車体側外殻部材２１ａと車輪側外殻部材２１ｂとはアブソーバ１０の軸方向において互いに接近する方向に相対移動する。従って、エア配管２４に圧縮空気が供給されておらず、かつ排気バルブが開かれた状態で、ハイトコントロールバルブ２２が開かれると、アブソーバ１０のピストン１３及びロッド１５がシリンダ１１内を下方に向けて移動して、アブソーバ１０が縮小するとともに、バネ上部材４がバネ下部材５に対して近付く。つまり、自動車３の車高が低くなる。
【００３０】
エアサスペンションシステム４０は、車高制御装置としてのＥＣＵ３０によって制御される。ＥＣＵ３０は、例えばコンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、自動車３の旋回時に、旋回内側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置を旋回外側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置よりも低くするように、エアサスペンションシステム４０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２など即ちアブソーバ１０の伸縮を制御する。なお、中立位置とは、アブソーバ１０に横方向の力が作用しないと仮定したときのシリンダ１１に対するピストン１３の位置をいい、あくまでも各アブソーバ１０におけるシリンダ１１に対するピストン１３の位置の制御目標値である。即ち、中立位置の各アブソーバ１０に横方向の力が作用すると、横方向の力の向きや大きさに応じて、シリンダ１１内でピストン１３が移動して、アブソーバ１０は伸縮する。横方向の力とは、シリンダ１１及びピストン１３の軸心方向に直交する方向の力をいう。
【００３１】
ＥＣＵ３０には、自動車３の走行状態を検出するセンサ７０が接続されている。本実施形態では、舵角センサ７４および車高センサ７５がＥＣＵ３０に接続されている。
【００３２】
舵角センサ７４は、運転者によって操作されるステアリングホイールの操作量（操舵角）を検出することができる。車高センサ７５は、自動車３の車高を検出することができる。車高センサ７５は、各車輪２に対応してそれぞれ配置されている。車高センサ７５は、各車輪２近傍における車高、すなわち車輪２が接地する路面に対する車体の高さ位置を検出することができる。各センサ７４，７５の検出結果を示す信号は、それぞれＥＣＵ３０に出力される。なお、ＥＣＵ３０は、電源回路７６から供給される電力によって作動する。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、各車輪２のエアばね４１を制御することにより、各車輪２の車高を他の車輪２の車高と独立して増減させることが可能である。例えば、ＥＣＵ３０は、自動車３の旋回時には、旋回内側の車輪２のエアばね４１の空気室２１ｄ内の空気量を非旋回時よりも減少させ、旋回外側の車輪２のエアばね４１の空気室２１ｄ内の空気量を非旋回時よりも増加させる。こうして、ＥＣＵ３０は、自動車３の旋回時には、旋回内側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置を非旋回時の中立位置よりも低くし、かつ旋回外側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置を非旋回時の中立位置よりも高くする。また、ＥＣＵ３０は、乗員や積載量にかかわらず一定の車高を保持するオートレベリング制御を実行することができる。オートレベリング制御は、例えば、各車高センサ７５によって検出された各車輪の車高に基づいて、一定の車高を保持するようにエアサスペンションシステム４０即ちアブソーバ１０の伸縮を制御するものである。
【００３４】
本実施形態のオートレベリング制御では、ＥＣＵ３０は、非旋回時には、各アブソーバ１０の中立位置即ちシリンダ１１に対するピストン１３の位置が、アブソーバ１０の横方向の力が作用した時に生じるシリンダ１１に対するピストン１３の摩擦力が最小となる位置に、圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２即ちアブソーバ１０の伸縮を制御する。なお、アブソーバ１０の横方向の力が作用した時に生じる摩擦力は、非旋回時にピストンユニット１２とシリンダ１１との接触箇所で発生する摩擦力を含んでいる。具体的には、ＥＣＵ３０は、非旋回時には、以下の式１を満たすように、エアサスペンションシステム２０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２などを制御する。式１では、アブソーバ１０のシリンダ１１内のピストン１３の移動可能範囲の軸方向の長さをＬｔ（図２に示す）とし、ピストン１３の移動可能範囲の下死点からの位置（距離）をＬ（図２に示す）としている。図２では、ピストン１３の移動可能範囲を、シリンダ１１の下面とロッドガイド１４との間とし、ピストン１３の下死点をシリンダ１１の下面とし、ピストン１３の位置をこのピストン１３の厚み方向の中央としているが、本発明では、これらに限定されることは無い。
【００３５】
【数１】
2014205424.tif 000003
【００３６】
また、本発明では、ＥＣＵ３０は、式１の代わりに、以下の式２を満たすように、エアサスペンションシステム２０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２などを制御しても良い。式２では、ロッド１５とロッドガイド１４との摩擦係数（静止摩擦係数と動摩擦係数の少なくとも一方）をμ１とし、ピストン１３とシリンダ１１との摩擦係数（静止摩擦係数と動摩擦係数の少なくとも一方）をμ２としている。摩擦係数μ１，μ２は、予め記憶しておいたり、車高センサ７５の検出結果などを用いて算出しても良い。
【００３７】
【数２】
2014205424.tif 000004
【００３８】
なお、前記式１及び式２は、以下のように求められている。自動車３の非旋回時に車体に横方向の力が作用した際には、アブソーバ１０の各部位には、図３に示すように、力Ｆｙ，Ｆｙ１，Ｆｙ２が作用して、ピストン１３をシリンダ１１内で移動させようとするアブソーバ発生力Ｆｚ（アブソーバ１０に横方向の力が作用した時に生じる摩擦力に相当）が生じる。図３は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバの作用する力を概略的に示す図である。
【００３９】
なお、前述した横方向の力により、ロッド１５の上端には、アブソーバ１０の軸方向に直交するロッド先端横力Ｆｙが作用し、ピストン１３には、アブソーバ１０の軸方向に直交しかつロッド先端横力Ｆｙと同じ向きのピストン横力Ｆｙ２が作用する。また、ロッドガイド１４には、アブソーバ１０の軸方向に直交し、かつロッド先端横力Ｆｙ及びピストン横力Ｆｙ２と逆向きのガイド横力Ｆｙ１が作用する。また、アブソーバ発生力Ｆｚは、アブソーバ１０の軸方向に沿って、ロッド１５及びシリンダ１１に作用する。
【００４０】
そして、図３に示された場合では、ピストンユニット１２には、図４に示すように、力Ｆｙ，Ｆｙ１，Ｆｙ２，Ｆｚ，Ｆｚ１，Ｆｚ２，Ｆｄが作用し、シリンダ１１には、図５に示すように、力Ｆｙ１，Ｆｙ２，Ｆｚ，Ｆｚ１，Ｆｚ２が作用する。図４は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバのピストンユニットに作用する力を概略的に示す図、図５は、実施形態に係る車高制御装置により制御されるアブソーバのシリンダに作用する力を概略的に示す図である。
【００４１】
ピストンユニット１２には、図４に示すように、ロッド先端横力Ｆｙ、ガイド横力Ｆｙ１、ピストン横力Ｆｙ２及びアブソーバ発生力Ｆｚが作用する。ピストンユニット１２には、アブソーバ発生力Ｆｚによりアブソーバ発生力Ｆｚと逆向きのロッドガイド１４との摩擦力Ｆｚ１が、ロッド１５のロッドガイド１４との接触箇所に作用する。ピストンユニット１２には、アブソーバ発生力Ｆｚによりアブソーバ発生力Ｆｚと逆向きのシリンダ１１との摩擦力Ｆｚ２が、ピストン１３に作用する。なお、摩擦力Ｆｚ１，Ｆｚ２は、非旋回時にピストンユニット１２とシリンダ１１との接触箇所で発生する摩擦力に相当し、アブソーバ発生力Ｆｚを構成する（に含まれている）。ピストンユニット１２には、アブソーバ発生力Ｆｚによりピストンロッド１５がシリンダ１１に対して移動すると、アブソーバ発生力Ｆｚと逆向きの減衰力Ｆｄが、ピストン１３に作用する。
【００４２】
シリンダ１１には、図５に示すように、ガイド横力Ｆｙ１、ピストン横力Ｆｙ２及びアブソーバ発生力Ｆｚが作用する。さらに、シリンダ１１には、アブソーバ発生力Ｆｚによりロッド１５との摩擦力Ｆｚ１が、ロッドガイド１４に作用する。シリンダ１１には、アブソーバ発生力Ｆｚによりピストン１３との摩擦力Ｆｚ２が、ピストン１３との接触箇所に作用する。
【００４３】
すると、図４によれば、ピストンユニット１２の軸方向の力が釣り合うので、以下の式３が成立し、ピストンユニット１２の回転モーメントが釣り合うので、以下の式４及び式５が成立し、摩擦力Ｆｚ１，Ｆｚ２により、以下の式６及び式７が成立する。
【００４４】
【数３】
2014205424.tif 000005
【００４５】
【数４】
2014205424.tif 000006
【００４６】
【数５】
2014205424.tif 000007
【００４７】
【数６】
2014205424.tif 000008
【００４８】
【数７】
2014205424.tif 000009
【００４９】
また、図５によれば、シリンダ１１の回転モーメントが釣り合うので、以下の式８及び式９が成立する。
【００５０】
【数８】
2014205424.tif 000010
【００５１】
【数９】
2014205424.tif 000011
【００５２】
これら式３〜式９によれば、以下の式１０が成立する。
【００５３】
【数１０】
2014205424.tif 000012
【００５４】
式１０において、アブソーバ発生力Ｆｚは、ピストン１３の位置Ｌの関数で示されているので、アブソーバ発生力Ｆｚを最小値とするのは、ＦｚをＬで微分した値が零となるＬの値である。このために、式１０をＬで微分すると、以下の式１１が成立する。
【００５５】
【数１１】
2014205424.tif 000013
【００５６】
式１１からＬを求めようとすると、以下の式１２から式１６が成立し、Ｌを式１７に示すように求めることができる。
【００５７】
【数１２】
2014205424.tif 000014
【００５８】
【数１３】
2014205424.tif 000015
【００５９】
【数１４】
2014205424.tif 000016
【００６０】
【数１５】
2014205424.tif 000017
【００６１】
【数１６】
2014205424.tif 000018
【００６２】
【数１７】
2014205424.tif 000019
【００６３】
ここで、式１７において、ロッド１５とロッドガイド１４との摩擦係数μ１と、ピストン１３とシリンダ１１との摩擦係数μ２とが等しいと仮定すると、以下の式１８が成立する。
【００６４】
【数１８】
2014205424.tif 000020
【００６５】
このように、本実施形態のＥＣＵ３０は、非旋回時に、式１又は式２を満たすように、エアサスペンションシステム２０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２などを制御することで、各アブソーバ１０に横方向の力が作用した時に生じるシリンダ１１に対するピストン１３の摩擦力Ｆｚが最小値となる。そして、式１又は式２を満たすように、エアサスペンションシステム２０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２などを制御した状態で、自動車３が旋回すると、ＥＣＵ３０は、旋回内側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置を非旋回時よりも低くし即ちアブソーバ１０を縮小させ、旋回外側の車輪２を支持するアブソーバ１０の中立位置を非旋回時よりも高くし即ちアブソーバ１０を伸張させる。特に、ＥＣＵ３０は、旋回時の自動車３の重心の位置が非旋回時の自動車３の重心の位置から変化しないように、アブソーバ１０を伸縮させるのが望ましい。
【００６６】
このように、自動車３が旋回すると、ＥＣＵは、旋回内側のアブソーバ１０を旋回外側のアブソーバ１０よりも縮小させるので、旋回時のアンチロール性を向上させる。さらに、ＥＣＵは、非旋回時には、アブソーバ１０の中立位置が、各アブソーバ１０に横方向の力が作用した時に生じるシリンダ１１に対するピストン１３の摩擦力Ｆｚが最小値となる位置に、各アブソーバ１０の伸縮を制御する。このために、自動車３の旋回時には、旋回内外側双方のアブソーバ１０の摩擦力が高くなるので、各アブソーバ１０に横方向の力が作用しても、旋回内外側双方のアブソーバ１０が伸縮しにくくなり、即ち、車高が変化しにくくなり、旋回時のアンチロール性を更に向上させることができる。
【００６７】
次に、図６に示されたフローチャートに基いて、実施形態に係るＥＣＵ３０によるエアサスペンションシステム２０即ちアブソーバ１０の伸縮制御の一例を説明する。図６は、実施形態に係る車高制御装置によるアブソーバの伸縮制御のフローチャートの一例である。なお、図６に示されたフローチャートの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。
【００６８】
まず、ＥＣＵ３０は、舵角センサ７４の検出結果を取得し（ステップＳＴ１）、ステアリングホイールの操舵角が予め定められた閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳＴ２）。ＥＣＵ３０は、操舵角が閾値以下であると判定する（ステップＳＴ２：Ｎｏ）と、自動車３が非旋回時であると判定して、全てのアブソーバ１０が式１又は式２を満たすように、エアサスペンションシステム２０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２などを制御する（ステップＳＴ３）。
【００６９】
ＥＣＵ３０は、操舵角が閾値を超えていると判定する（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）と、自動車３が旋回時であると判定して、車高センサ７５の検出結果に基いて、全てのアブソーバ１０が式１又は式２を満たしているか否かを判定する（ステップＳＴ４）。なお、閾値とは、車輪２としての前輪が実際に操舵される角度であるのが望ましい。ＥＣＵ３０は、車高センサ７５の検出結果に基いて、全てのアブソーバ１０のうち少なくとも一つが式１又は式２を満たしていないと判定する（ステップＳＴ４：Ｎｏ）と、式１又は式２を満たしていないアブソーバ１０が式１又は式２を満たすように、エアサスペンションシステム２０の圧縮空気供給部２３、排気バルブ、各ハイトコントロールバルブ２２などを制御する（ステップＳＴ５）。
【００７０】
また、ＥＣＵ３０は、操舵角が閾値を超えていると判定する（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）と、旋回方向（右旋回なのか、左旋回なのか）を算出する（ステップＳＴ１０）。
【００７１】
ＥＣＵ３０は、車高センサ７５の検出結果に基いて、全てのアブソーバ１０が式１又は式２を満たしていると判定した後（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、又は式１又は式２を満たしていないアブソーバ１０が式１又は式２を満たすようにハイトコントロールバルブ２２などを制御した後（ステップＳＴ５）、各アブソーバ１０が、旋回内側の車輪２に対応しているかを判定する（ステップＳＴ６）。
【００７２】
ＥＣＵ３０は、旋回内側の車輪２に対応した（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）アブソーバ１０のロッド１５が下方に移動する即ちアブソーバ１０が非旋回時の中立位置から所定距離縮小するように、エアサスペンションシステム２０を制御する（ステップＳＴ７）。ＥＣＵ３０は、旋回内側の車輪２に対応していない（ステップＳＴ６：Ｎｏ）アブソーバ１０のロッド１５が上方に移動する即ちアブソーバ１０が非旋回時の中立位置から所定距離伸張するように、エアサスペンションシステム２０を制御する（ステップＳＴ８）。こうして、ＥＣＵ３０は、自動車３の旋回時に、旋回内側の車輪２のアブソーバ１０を式１又は式２を満たす位置から縮小させ、旋回外側の車輪２のアブソーバ１０を式１又は式２を満たす位置から伸張させる。ＥＣＵ３０は、ステップＳＴ１からステップＳＴ８を繰返すことで、非旋回時のアブソーバ１０の中立位置が、各アブソーバ１０の生じる摩擦力が最小となる位置となる。また、ＥＣＵ３０は、ステップＳＴ１からステップＳＴ８を繰返すことで、旋回時には、旋回内側のアブソーバ１０の中立位置を非旋回時の中立位置よりも低くし、旋回外側のアブソーバ１０の中立位置を非旋回時の中立位置よりも高くする。
【００７３】
本実施形態のＥＣＵ３０は、非旋回時に各アブソーバ１０のシリンダ１１に対するピストン１３の位置を、横方向の力が作用した時のアブソーバ１０の摩擦力が最小となる位置とする。ＥＣＵ３０は、旋回時には、旋回内側の車輪２に取り付けられたアブソーバ１０では、摩擦力が最小となる位置から縮小させ、旋回外側の車輪２に取り付けられたアブソーバ１０では、摩擦力が最小となる位置から伸長させる。このために、ＥＣＵ３０は、旋回時には、非旋回時よりも旋回内外側双方のアブソーバ１０の摩擦力を確実に強くさせ、全てのアブソーバ１０を伸縮し難くする。したがって、ＥＣＵ３０は、旋回内側のアブソーバ１０を旋回外側のアブソーバ１０よりも縮小させて、旋回時のアンチロール性を向上させることに加えて、旋回時には非旋回時よりも旋回内外側双方のアブソーバ１０を伸縮し難くする。したがって、ＥＣＵ３０は、旋回時のアンチロール性をさらに向上させることができる。
【００７４】
また、サスペンション装置１は、非旋回時に、アブソーバ１０が式１又は式２を満たすように、エアサスペンションシステム２０を制御するので、非旋回時に、横方向の力が作用しても、アブソーバ１０の伸縮するのにしたがって摩擦力が徐々に増加する。したがって、サスペンション装置１は、非旋回時に、横方向の力が作用しても、車高が変化しにくくなり、エアサスペンションシステム２０により車高即ちエアばね２１を制御する頻度を抑制することができる。
【００７５】
次に、本発明の発明者は、本件発明の効果を確認した。そこで、Ｌｔが４００ｍｍ、Ｌｐが３００ｍｍ、μ１及びμ２は共に０．０４であるアブソーバ１０において、ロッド先端横力Ｆｙとして２００Ｎの力が作用した時の摩擦力を、減衰力Ｆｄをゼロと仮定して推定した。推定結果を、図７に示す。図７は、ピストン１３のシリンダ１１に対する位置（図７中に横軸で示す）を適宜変化させた時の摩擦力（図７中に縦軸で示す）を示す図である。式１及び式２によると、Ｌ＝１６５．６ｍｍとなり、図７では、摩擦力が最小となる位置である。したがって、図７の推定結果によると、非旋回時に、式１または式２を満たすことで、アブソーバ１０の摩擦力が最小値となり、旋回時に、自動車３の車体が外側に傾斜することを抑制できることが明らかとなった。
【００７６】
また、本発明の発明者は、本発明品と比較例との乗り心地と操安性の効果を確認した。乗り心地の効果を図８及び図９に示し、操安性の効果を図１０及び図１１に示している。図８は、本発明品と比較例との乗り心地を示す図、図９は、図８中のＩＸを拡大して示す図、図１０は、本発明品と比較例との操安性を示す図、図１１は、図１０中のＸＩを拡大して示す図である。
【００７７】
比較例では、非旋回時に、全てのアブソーバ１０のピストン１３の位置Ｌを２００ｍｍとして、アブソーバ１０の摩擦力が３６Ｎであるのに対し、本発明品では、非旋回時に、全てのアブソーバ１０のピストン１３の位置Ｌを１６０ｍｍとして、アブソーバ１０の摩擦力が３５Ｎとなる。本発明品は、図８及び図９によると、乗り心地が向上することが明らかとなった。
【００７８】
また、比較例では、旋回時に、全てのアブソーバ１０のピストン１３の位置Ｌを２００ｍｍとして、アブソーバ１０の摩擦力が３６Ｎであるのに対し、本発明品では、旋回時に、旋回内側の車輪２を支持するアブソーバ１０のピストン１３の位置Ｌを１６０ｍｍとして摩擦力を３５Ｎとし、旋回外側の車輪２を支持するアブソーバ１０のピストン１３の位置Ｌを２４０ｍｍとして摩擦力を４０Ｎとしている。本発明品は、自動車３全体の摩擦力を比較例よりも２Ｎ増加させている。本発明品は、図１０及び図１１によると、操安性が向上することが明らかとなった。
【００７９】
なお、上述した本発明の実施形態に係るＥＣＵ３０は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、ＥＣＵ３０は、全てのアブソーバ１０を制御しているものとして説明したがこれに限らない。また、本発明は、図６に示されたフローチャートに限定されることはない。本発明では、エアサスペンションシステム２０の他にも、車高を変更可能なサスペンションシステムを用いても良い。
【００８０】
また、アブソーバに横方向の力が作用した時に生じる摩擦力に相当するアブソーバ発生力Ｆｚを構成する摩擦力として、非旋回時にロッド１５とロッドガイド１４との接触箇所で発生する摩擦力Ｆｚ１と、非旋回時にピストン１３とシリンダ１１との接触箇所で発生する摩擦力Ｆｚ２とを示している。しかしながら、本発明では、他の非旋回時にロッド１５とロッドガイド１４との接触箇所で発生する摩擦力が存在している場合では、アブソーバ発生力Ｆｚは、他の非旋回時にロッド１５とロッドガイド１４との接触箇所で発生する摩擦力を含んで構成されてもよい。また、本発明では、非旋回時にロッド１５とロッドガイド１４との接触箇所で発生する摩擦力が複数存在している場合には、アブソーバ発生力Ｆｚを構成する摩擦力として、大きな値の接触箇所で発生する摩擦力を考慮すれば、全ての接触箇所で発生する摩擦力を考慮しなくてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  車両用サスペンション装置
２  車輪
１０  アブソーバ
１１  シリンダ
１２  ピストンユニット
１３  ピストン
１４  ロッドガイド
１５  ロッド
３０  ＥＣＵ（車高制御装置）
Ｌ  ピストンの位置
Ｌｔ  ピストンの移動可能範囲の長さ
Ｆｚ  アブソーバ発生力（アブソーバに横方向の力が作用した時に生じる摩擦力）
Ｆｚ１，Ｆｚ２  摩擦力（非旋回時にピストンユニットとシリンダの接触箇所で発生する摩擦力）
μ１  ロッドとロッドガイドとの摩擦係数
μ２  ピストンとシリンダとの摩擦係数
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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