(57)【要約】  車両用のトレーリングアームサスペンション。このトレーリングアームサスペンションは、車両に対するサスペンションの高さを制御するための制御システムを有する。高さ制御システムは、好ましくは、モータ駆動式の高さ制御バルブを有する。
2005515103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に対して地面に接するホイールを保持する軸を支持するサスペンション用の車両高さ制御システムであり、地面に対する基準車両高さ維持するための車両高さ制御システムにおいて、該サスペンションが、
現在の車両高さを検知しまたその現在の車両高さをあらわす出力信号を生成する高さセンサ（１４４）と、
上記軸と車両との間に作動可能に連結される膨張可能なエアバッグ（１２４）であって、該エアバッグに対するエアの送込み及び排出が、車両高さを調整すべく、それぞれ、軸と車両との間の相対的な距離を大きくする又は小さくする、エアバッグ（１２４）と、
上記エアバッグを膨らませるための圧縮エア源（３０４）と、
上記圧縮エア源又は大気に対してエアバッグを流体のやり取り可能に選択的に連結するバルブ（１１６）であって、これにより、それぞれ、エアバッグに対するエアの送込み又は排出がなされる、バルブ（１１６）と、を有しており、
上記高さセンサにまたバルブに連結されたバルブアクチュエータ（２２２）であって、入力として、高さセンサ出力信号を受信し、上記エアバッグが圧縮エア源又は大気に対して流体のやり取り可能に接続されないニュートラル位置，エアをエアバッグに送り込むべく、エアバッグが圧縮エア源に流体のやり取り可能に接続される充満位置、及び、エアをエアバッグから排出させるべく、エアバッグが大気に流体のやり取り可能に接続される排出位置の間で、バルブを選択式に作動させ、それにより、上記高さセンサにより検知される現在の車両高さからの車両高さを基準車両高さに対して調整するバルブアクチュエータ（２２２）により特徴付けられる車両高さ制御システム。
【請求項２】
上記バルブアクチュエータは、制御ロジックでプログラムされたコントローラ（２４０）を有し、該コントローラは、車両高さを調整すべくバルブを作動させるために、該制御ロジックと組み合わせて、上記高さセンサ出力信号を用いる、請求項１記載の車両高さ制御システム。
【請求項３】
上記バルブアクチュエータは、更に、上記コントローラに作動可能に連結されまたバルブに接続されるモータ（２２４）を有し、該コントローラは、該バルブを選択的に作動させるべく、該モータを作動させる、請求項２記載の車両高さ制御システム。
【請求項４】
上記バルブは、上記圧縮エア源に接続するための入口（２１４），上記エアバッグに流体のやり取り可能に接続するためのエアバッグ口（２１８），上記大気に流体のやり取り可能に接続するための排出口（２２０）、及び、その回転時に、該入口及び排出口に対してエアバッグ口を流体のやり取り可能に選択的に接続する制御経路（２８６）を備えた回転可能なバルブ素子（２７３）を有する、請求項３記載の車両高さ制御システム。
【請求項５】
上記バルブは、上記入口，エアバッグ口及び排出口が流体のやり取り可能に接続される内側チャンバ（２６０）を規定するバルブハウジング（２０２，３０４）を有する、請求項４記載の車両高さ制御システム。
【請求項６】
上記バルブ素子は、上記入口及び排出口を流体のやり取り不可能に分離する、請求項４記載の車両高さ制御システム。
【請求項７】
上記バルブ素子は、上記圧縮エアにより、上記バルブハウジングに対して密着するように付勢される、請求項６記載の車両高さ制御システム。
【請求項８】
上記ハウジングは、上記内側チャンバを部分的に規定するために、第１の壁部（２６２）及び該第１の壁部から延びる第２の壁部（２６４）を有し、上記エアバッグ口及び排出口が上記第１の壁部に配置されるとともに、上記入口が上記第２の壁部に配置されており、上記回転可能なバルブ素子は、周囲壁により接続される第１及び第２の相対する側部を備えたディスク（２７３）を有し、該ディスクの第１の側部が上記第１の壁部に隣接し上記エアバッグ口及び排出口上に被さるとともに、上記第２の側部が入口に面し、この場合には、該入口に入る圧縮エアがディスクの第１の側部を第１の壁部に対して付勢して、上記エアバッグ口及び排出口を入口に対して密閉する、請求項７記載の車両高さ制御システム。
【請求項９】
更に、上記第１の壁部と回転可能なディスクとの間に配置され、該第１の壁部に連結された固定ディスク（２７２）を有し、該固定ディスクは、該ディスクを通じて上記排出口と流体のやり取り可能に延びる排出経路（２７４）と、該固定ディスクを通じて上記エアバッグ口と流体のやり取り可能に延びるエアバッグ経路（２７６）とを有している、請求項８記載の車両高さ制御システム。
【請求項１０】
上記モータは出力ギヤ（２２８）を有し、上記バルブ素子は該出力ギヤに連結される伝達ギヤ（２３０）を有しており、該モータの作動に伴い、該出力ギヤが回転させられ、また、該伝達ギヤが回転させられて、上記バルブが、上記充満位置と排出位置との間で移動させられる、請求項４記載の車両高さ制御システム。
【請求項１１】
上記モータは反転可能であり、上記コントローラは、上記バルブを充満位置に移動させるための第１の方向に、また、該バルブを排出位置に移動させるための第２の方向に、該モータを作動させる、請求項１０記載の車両高さ制御システム。
【請求項１２】
上記センサ出力信号は電圧信号である、請求項１１記載の車両高さ制御システム。
【請求項１３】
上記電圧信号は、正の符号又は負の符号を保持し、上記コントローラは、上記モータの作動の方向を判断すべく、上記電圧信号の符号を用いる、請求項１２記載の車両高さ制御システム。
【請求項１４】
上記コントローラは、上記車両高さを基準の車両高さに維持させるようにプログラムされている、請求項１３記載の車両高さ制御システム。
【請求項１５】
上記電圧信号の符号は、車両が上記基準車両高さよりも高いか低いかをあらわしている、請求項１４記載の車両高さ制御システム。
【請求項１６】
上記出力ギヤはウォームギヤである、請求項１０記載の車両高さ制御システム。
【請求項１７】
上記センサはトランスデューサ（１４４，４４０，５４０，６４０，７４０，８４０，９４０）である、請求項１記載の車両高さ制御システム。
【請求項１８】
上記トランスデューサは、光センサ，可変容量キャパシタ又は可変レジスタである、請求項１７記載の車両高さ制御システム。
【請求項１９】
上記コントローラは、上記車両高さを基準の車両高さに維持させるようにプログラムされている、請求項１記載の車両高さ制御システム。
【請求項２０】
上記バルブは、上記圧縮エア源に接続するための入口（２１４），上記エアバッグに流体のやり取り可能に接続するためのエアバッグ口（２１８），上記大気に流体のやり取り可能に接続するための排出口（２２０）、及び、その回転時に、該入口及び排出口に対してエアバッグ口を流体のやり取り可能に選択的に接続する制御経路（２８６）を備えた回転可能なバルブ素子（２７３）を有する、請求項１記載の車両高さ制御システム。
【請求項２１】
上記バルブは、上記入口，エアバッグ口及び排出口が流体のやり取り可能に接続される内側チャンバ（２６０）を規定するバルブハウジング（２０２，３０４）を有する、請求項２０記載の車両高さ制御システム。
【請求項２２】
車両用の高さ調整可能なサスペンションであって、
車両に可動式に取り付けられるのに適した地面に接するホイールを保持する軸（１３６）と、
現在の車両高さを検知し、その車両高さをあらわす出力信号を生成する高さセンサ（１４４）と、
上記軸と車両との間に作動可能に連結される膨張可能なエアバッグ（１２４）であって、該エアバッグに対するエアの送込み及び排出が、車両高さを調整すべく、それぞれ、軸と車両との間の相対的な距離を大きくする又は小さくする、エアバッグ（１２４）と、
上記エアバッグを膨らませるための圧縮エア源（３０４）と、
上記圧縮エア源又は大気に対してエアバッグを流体のやり取り可能に選択的に連結するバルブ（１１６）であって、これにより、それぞれ、エアバッグに対するエアの送込み又は排出がなされる、バルブ（１１６）と、を有しており、
上記高さセンサにまたバルブに連結されたバルブアクチュエータ（２２２）であって、入力として、高さセンサ出力信号を受信し、上記エアバッグが圧縮エア源又は大気に対して接続されないニュートラル位置，エアをエアバッグに送り込むべく、エアバッグが圧縮エア源に接続される充満位置、及び、エアをエアバッグから排出させるべく、エアバッグが大気に接続される排出位置の間で、バルブを選択式に作動させ、それにより、上記高さセンサにより検知される現在の車両高さに基づき車両高さを調整するバルブアクチュエータ（２２２）により特徴付けられる車両用の高さ調整可能なサスペンション。
【請求項２３】
上記バルブは、上記圧縮エア源に接続するための入口（２１４），上記エアバッグに流体のやり取り可能に接続するためのエアバッグ口（２１８），上記大気に流体のやり取り可能に接続するための排出口（２２０）、及び、その回転時に、該入口及び排出口に対してエアバッグ口を流体のやり取り可能に選択的に接続する制御経路（２８６）を備えた回転可能なバルブ素子（２７３）を有する、請求項２２記載のサスペンション。
【請求項２４】
上記バルブは、上記入口，エアバッグ口及び排出口が流体のやり取り可能に接続される内側チャンバ（２６０）を規定するバルブハウジング（２０２，３０４）を有する、請求項２３記載のサスペンション。
【請求項２５】
上記バルブアクチュエータは、制御ロジックでプログラムされたコントローラ（２４０）を有し、該コントローラは、車両高さを調整すべくバルブを作動させるために、該制御ロジックと組み合わせて、上記高さセンサ出力信号を用いる、請求項２２記載のサスペンション。
【請求項２６】
上記バルブアクチュエータは、更に、上記コントローラに作動可能に連結されまたバルブに接続されるモータ（２２４）を有し、該コントローラは、該バルブを選択的に作動させるべく、該モータを作動させる、請求項２５記載のサスペンション。
【請求項２７】
上記モータは出力ギヤ（２２８）を有し、上記バルブ素子は該出力ギヤに連結される伝達ギヤ（２３０）を有しており、該モータの作動に伴い、該出力ギヤが回転させられ、また、該伝達ギヤが回転させられて、上記バルブが、上記充満位置と排出位置との間で移動させられる、請求項２６記載のサスペンション。
【請求項２８】
上記モータは反転可能であり、上記コントローラは、上記バルブを充満位置に移動させるための第１の方向に、また、該バルブを排出位置に移動させるための第２の方向に、該モータを作動させる、請求項２７記載のサスペンション。
【請求項２９】
上記センサ出力信号は電圧信号である、請求項２８記載のサスペンション。
【請求項３０】
上記電圧信号は、正の符号又は負の符号を保持し、上記コントローラは、上記モータの作動の方向を判断すべく、上記電圧信号の符号を用いる、請求項２９記載のサスペンション。
【請求項３１】
上記コントローラは、上記車両高さを所定の車両高さに維持させるようにプログラムされている、請求項３０記載のサスペンション。
【請求項３２】
上記電圧信号の符号は、車両が上記所定の車両高さよりも高いか低いかをあらわしている、請求項３１記載のサスペンション。
【請求項３３】
上記出力ギヤはウォームギヤである、請求項３２記載のサスペンション。
【請求項３４】
上記センサはトランスデューサ（１４４，４４０，５４０，６４０，７４０，８４０，９４０）である、請求項３３記載のサスペンション。
【請求項３５】
上記トランスデューサは、光センサ，可変容量キャパシタ又は可変レジスタである、請求項３４記載のサスペンション。
【請求項３６】
上記コントローラは、上記車両高さを所定の車両高さに維持させるようにプログラムされている、請求項２２記載のサスペンション。
【請求項３７】
上記サスペンションは、車両に対して回転可能に取り付けられたトレーリングアーム（１１８）を有し、上記軸を保持するトレーリングアームサスペンションであり、上記エアバッグは、上記トレーリングアームと車両との間に配置されたエアばね（１２４）であり、該エアばねの膨張又は収縮により車両に対してトレーリングアームが相対的に移動させられる、請求項２２記載のサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜関連出願＞
本出願は、２００１年５月２５日出願の米国仮特許出願６０／２９３，６１６に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
＜発明の背景＞
発明の分野
１つの様相において、本発明は、車両用のトレーリングアームサスペンションに関する。また別の様相において、本発明は、車両に対するサスペンションの車両高さを制御するための高さ制御システムに関する。更に別の様相においては、本発明は、モータ駆動される高さ制御システムに関する。
【０００３】
関連する技術の説明
機械的に連結され作動する高さ制御バルブを備えたトレーリングアームサスペンションがよく知られる。図１は、高さ制御バルブ１２と組合せられたかかるトレーリングアームサスペンション１０を示す。トレーリングアームサスペンション１０は、車両の両側に（好ましくは車両フレームレール１６に対して））設けられ互いに対向するトレーリングアームアッセンブリ１１を有する。各トレーリングアームアッセンブリ１１は、回転接続２０によりハンガーブラケット１８に回転可能に接続された一端部を有するトレーリングアーム１４を有している。ハンガーブラケット１８は、車両のフレームレール１６から吊り下げられる。トレーリングアーム１４の他端部は、フレームレール１６に付加されたエアばね２２に取り付けられる。エアばね２２は、フレームレール１６に対するハンガーブラケット１８まわりのトレーリングアーム１４の回転を抑制する。
【０００４】
車軸アッセンブリ２８は、典型的には、トレーリングアーム１４に取り付けられる、すなわち、トレーリングアーム１４により支持される。車軸アッセンブリ２８は、地面に接するホイール（不図示）を回転可能に装備する。地面との接触に応じたホイールのいかなる動作によっても、トレーリングアーム１４の回転がもたらされ、この回転はエアばね２２により抵抗を受ける。
【０００５】
エアばね２２は、典型的には、エアバッグ２４及びピストン２６を有する。ピストン２６は、トレーリングアーム１４に取り付けられ、エアバッグ２４は、ピストンをフレームに接続する。圧縮された流体は、エアばねの抑制性能を調整すべく、送り込まれ排出され得る。加えて、エアばねにおけるエアの量は、トレーリングアームに対するフレームレールの高さを変更するのに調整され得る。しばしば、トレイラーについては、好適なつまり基準となる車両高さがあり、トレイラーに課せられる荷重又は作動環境にしたがって、事実上の又は現在の車両高さは、時間が経てば変化する可能性がある。圧縮されたエアは、特定の荷重又は環境条件についての基準高さにおける車両高さを維持すべく、トレーリングアームに関したトレイラーフレームレールの相対高さを調整するために、エアバッグ内に送り込まれる、若しくは、エアバッグから排出される。
【０００６】
車両高さの調整は、高さ制御バルブ１３により実現される。この高さ制御バルブ１３は、入口，エアばね口及び排出口を有している。入口は、車両用の圧縮エア源に流体流動可能に接続されている。エアばね口は、エアばねのエアバッグ２４に流体流動可能に接続され、また、排出口は、大気に流体流動可能に接続されている。高さ制御バルブは、エアばねに対してエアを送り込み又は排出して車両高さを調整するために、入口及び排出口とのエアばね口の流体接続を制御する。
【０００７】
高さ制御バルブは、典型的には、車両フレーム１６に取り付けられ、調整可能なロッド３４を介してトレーリングアーム１４へ動作可能に接続される回転可能なレバーアーム３２を有しており、それによって、トレーリングアーム１４のいかなる動作も、バルブを動かし、エアばね口を入口又は排出口のいずれかに接続させるべく、レバーアームの対応する動作をもたらす。
【０００８】
従来の高さ制御バルブは、３つの位置、すなわち、膨張（inflate）位置，ニュートラル位置及び排出位置を有している。膨張位置では、レバーアーム３２が回転上昇し、エアばね口が入口に接続される。ニュートラル位置では、レバーアーム３２がほぼ水平になり、エアばね口は、入口又は排出口のいずれにも接続されない。排出位置では、レバーアームが回転下降し、エアばね口が排出口に接続される。
【０００９】
近年入手可能な種々の高さ制御バルブは、高さの変更を行なうために、時間遅延で作動可能である、若しくは、即時に応答することが可能である。これらのバルブのバルブ構造は、典型的には、トレーリングアームの相対動作に応じて、複数のばねに付勢されるピストン、又は、種々のポートを密閉する同様の要素を有している。このタイプの高さ制御バルブの例は、１９９２年１１月１０日に発布された米国特許第５１６１５７９号，１９９６年１０月１日に発布された米国特許第５５６０５９１号、及び、１９９４年１２月２７日に発布された米国特許第５３７５８１９号に開示される。
【００１０】
これらのバルブは、動的なつまり可動するピストンを取り囲むＯリング又はその同様のものの様式のシールを、バルブハウジングに対してピストンを密閉するために用いる傾向を有する。これらの“動的な”シールは、ピストンが往復動作を行なうにつれ摩耗を被り、それにより支障が生じることがある。
【００１１】
他の適切なバルブが、いかなる動的なシールもなく、バルブを有する。これらのグループのバルブは、シヤバルブ（shear valve）と呼ばれ、隣接する複数のプレートを有する。プレートのうちの１つは他のプレートに対して移動する。プレートは、車両エアシステムからの圧縮エアにより共に保持され、これにより、動的なシールの必要をなくすることができる。かかるバルブは、引用することでここに組み込まれるＰＣＴ／ＵＳ００／２３２７８に開示される。
【００１２】
それらのバルブ構造にかかわらず、最も一般的に使用される現在の高さ制御バルブは、トレーリングアームと高さ制御バルブとの間における機械的な連結のため、ダメージを被り易い。機械的な連結は、非常に厳しいトレーリングアームサスペンションの環境に直接にさらされる。更には、機械的に作動するバルブのほとんどが、規則的に用いられない場合に、“凍結（freezing）”を被り易い。
【００１３】
機械的に作動され制御される高さ制御バルブの欠点に応じて、電子的に制御され作動される高さ制御バルブが開発されてきた。電気がベースになるシステムは、小さな区分（small segment）の高さ制御バルブ市場を構成する。これら電気的に制御されるシステムは、典型的には、車両高さ位置をモニタすべく種々のセンサを用い、エアばねに対するエアの送込み及び排出を制御すべく電磁弁等の電気的に作動されるバルブを用いる。電子的に制御されるシステムの欠点は、機械的なシステムに比べ、部品コスト，メンテナンスコスト及び作動コストについて、それらが非常に大きなコストを要するということである。しかし、それらは、車両高さの変化に対する応答性がより優れているという点で有効である。
【００１４】
その結果、従来の機械的なシステムの低コストを維持しつつ、電子的なシステムの性能を兼ね備える車両高さ制御システムが求められる。
【００１５】
発明の概要
車両に対して地面に接するホイールを保持する軸を支持するサスペンション用の車両高さ制御システム。その車両高さ制御システムは、地面に対する基準高さに車両を維持する。サスペンションは、現在の車両高さを検知しまたその現在の車両高さをあらわす出力信号を生成する高さセンサを有する。膨張可能なエアバッグが、軸と車両との間に作動可能に連結されている。これにより、エアバッグに対するエアの送込み及び排出が、車両高さを調整するために、それぞれ、軸と車両との間の相対的な距離を大きくする又は小さくする。圧縮エア源は、エアバッグを膨らませるために設けられる。バルブは、圧縮エア源又は大気に対してエアバッグを流体のやり取り可能に選択的に連結し、これにより、それぞれ、エアバッグに対するエアの送込み又は排出がなされる。
【００１６】
車両高さ制御システムは、高さセンサにまたバルブに連結されたバルブアクチュエータにより特徴付けられる。ここで、バルブアクチュエータは、入力として、高さセンサ出力信号を受信し、エアバッグが圧縮エア源又は大気に対して流体のやり取り可能に接続されないニュートラル位置，エアをエアバッグに送り込むべく、エアバッグが圧縮エア源に流体のやり取り可能に接続される充満位置、及び、エアをエアバッグから排出させるべく、エアバッグが大気に流体のやり取り可能に接続される排出位置の間で、バルブを選択式に作動させる。エアバッグを圧縮エア源又は大気のいずれかに流体のやり取り可能に接続させることにより、バルブアクチュエータは、車両高さ制御システムに、基準車両高さに対して車両高さを調整させる。
【００１７】
バルブアクチュエータは、好ましくは、制御ロジックでプログラムされたコントローラを有する。コントローラは、車両高さを調整すべくバルブを作動させるために、制御ロジックと組み合わせて、高さセンサ出力信号を用いる。バルブアクチュエータ、モータを備えてもよく、該モータはコントローラに作動可能に連結されまたバルブに接続される。それにより、コントローラは、バルブを選択的に作動させるべく、モータを作動させる。
【００１８】
モータは、好ましくは、バルブアナルメント（valve annulment）に取り付けられた伝達ギヤと噛合う出力ギヤを有し、その結果、モータの作動により、伝達ギヤを回転させるように出力ギヤが回転し、これに伴い、充満位置と排出位置との間でバルブが移動することとなる。モータは、好ましくは反転可能であり、コントローラは、バルブを充満位置に移動させるための第１の方向に、また、バルブを排出位置に移動させるための第２の方向に、モータを作動させる。出力ギヤが、ウォームギヤ（worm gear）であることが好ましい。
【００１９】
センサ出力信号は、好ましくは、正又は負の符号を備えた電圧信号であり、コントローラは、電圧信号を、モータの動作方向を判断するために、電圧信号の符号を用いる。制御ロジックは、コントローラが、好ましくは、車両高さを基準車両高さに維持するようにするものである。コントローラは、車両が基準車両高さより高いか低いかを示すような電圧信号の符号を用いる。
【００２０】
バルブは、好ましくは、圧縮エア源に接続するための入口，エアバッグに流体のやり取り可能に接続するためのエアバッグ口，大気に流体のやり取り可能に接続するための排出口、及び、回転可能なバルブ素子を有する。バルブ素子は、バルブ素子の回転時に、入口及び排出口に対してエアバッグ口を流体のやり取り可能に選択的に接続する制御経路を有する。バルブは、また、入口，エアバッグ口及び排出口が流体のやり取り可能に接続される内側チャンバを規定するバルブハウジングを有する。
【００２１】
バルブ素子は、入口及び排出口を流体のやり取り不可能に分離することができる。かかる構成では、入口からハウジングに入る圧縮エアが、バルブ素子を、バルブハウジングに対して密着するように付勢する。
【００２２】
バルブ素子は、好ましくは回転可能なディスクであり、ハウジングに取り付けられる固定ディスク上に配置され得る。回転可能なディスク及び固定ディスクは、好ましくはセラミック又は他の同様の材料から作られる。
【００２３】
高さセンサは、好ましくは、光センサ，可変容量キャパシタ又はバーバルレジスタ（verbal resistor）等のトランスデューサである。
【００２４】
別の様相では、本発明は、車両用の高さ調整可能なサスペンションに関する。サスペンションは、車両に可動式に取り付けられるのに適した地面に接するホイールを保持する軸を有する。また、現在の車両高さを検知し、その車両高さをあらわす出力信号を生成する高さセンサが設けられる。膨張可能なエアバッグが、車両における軸間に作動可能に連結され、これにより、エアバッグに対するエアの送込み及び排出に伴い、軸と車両との間の相対距離が大きくなる若しくは小さくなり、車両高さが調整されることとなる。圧縮エア源が、エアバッグを膨張させるために用いられる。エアバッグを圧縮エア源又は大気に流体のやり取り可能に選択的に連結して、エアバッグに対するエアの送込み及び排出をもたらすために、バルブが設けられる。
【００２５】
高さ調整可能なサスペンションは、高さセンサ及びバルブに連結されるバルブアクチュエータにより特徴付けられる。ここでは、バルブアクチュエータが、入力として、高さセンサ出力信号を受信し、エアバッグが圧縮エア源又は大気に対して流体のやり取り可能に接続されないニュートラル位置，エアをエアバッグに送り込むべく、エアバッグが圧縮エア源に流体のやり取り可能に接続される充満位置、及び、エアをエアバッグから排出させるべく、エアバッグが大気に流体のやり取り可能に接続される排出位置の間で、バルブを選択式に作動させ、これにより、高さセンサにより検知される現在の車両高さに基づき、車両高さを調整する。
【００２６】
好適な実施形態の説明
図２は、本発明に係るトレーリングアームサスペンション１１０を示す。トレーリングアームサスペンションは、車両フレーム１１４に取り付けられまた本発明によるモータ駆動式の高さ調整バルブを組み込む一対のトレーリングアームアッセンブリ（一方のみ示す）１１２を有している。トレーリングアームアッセンブリ１１２は、車両フレーム１１４から下方へ延びるフレームブラケット１２２へ入れ子式接続手段（bushed connection）１２０を介して回転可能に取付けられた一端部を備えたトレーリングアーム１１８を有している。トレーリングアーム１１８の一部に取り付けられたピストン１２６と、プレート１３０を介してフレーム１１４に取り付けられたエアバッグ１２８とを有するエアばね１２４が、トレーリングアーム１１８を車両フレーム１１４に接続する。軸ブラケット１３２が、一対の入れ子式接続手段１３４により、フレームブラケット１２２とエアばね１２４との間でトレーリングアーム１１８に取り付けられている。その軸ブラケットは、軸１３６を、車両の地面に接するホイール（不図示）が軸１３６に対して回転可能に取り付けられるように設定する。衝撃吸収手段１３８が、軸ブラケット１３２とフレームブラケット１２２との間に延びている。
【００２７】
トレーリングアームサスペンションの基本動作がよく知られているが、次の開示事項を理解するには、概要が有用である。車両のホイールが路面の変化を受けるたびに、それらは、トレーリングアームに対して反力をもたらし、これにより、トレーリングアーム１４が、フレームブラケット１２２及び車両フレーム１２に対して回転する。そのトレーリングアーム１４の回転動作は、エアばね２０により次第に弱められる。
【００２８】
トレーリングアーム１４の回転動作を弱めるに加え、エアばね２０は、また、地面に対するフレーム１２の高さを調整するために用いられる。例えば、動きのない状態を仮定すると、トレーリングアーム１４が、地面に接するホイール間の接触により、地面に対して事実上動かないので、エアがエアバック２４内に導かれるにつれ、車両フレーム１２がトレーリングアーム１４に対して上昇してくる。同様に、もし圧縮エアがエアバッグ２４から排出されれば、車両フレーム１２は、地面に対して下降することになる。
【００２９】
クリープ防止デバイス１４０が、車両フレーム１１４上に設けられ、荷重を付加する間に、トレーリングアーム１１８の回転を制限するように機能し、それにより、車両フレームの高さが低くなる。この減少は、当該技術においてトレイラークリープ（trailer creep）として知られ、典型的には、エアばねに対するエア供給が荷重を付加する間に遮断されることから生じる。より大きい重量がトレイラーに追加されると、エアばねは、重量増加に対抗して膨らむことができず、これにより、フレームが下降する。フレームが下降すると、トレーリングアームは、入れ子式接続手段まわりに事実上回転させられ、それにより、ホイールが回転し、トレイラーがドック（dock）から離れるように移動することとなる。
【００３０】
クリープ防止デバイス１４０は、車両フレーム１１４に対して回転可能に取り付けられた停止アーム１４２を有している。停止アームは、収縮した位置（仮想線で示す）から伸張した位置まで回転可能である。伸張した位置では、停止アーム１４２の端部が、トレーリングアーム１１８の上方に位置させられ、車両フレームに対するトレーリングアーム１１８の回転上昇を規制する。収縮した位置と伸張した位置との間における停止アーム１４２の動作は、典型的には、空気圧式のアクチュエータ（不図示）により制御される。このアクチュエータは、アクチュエータに対する圧縮エアの送込み又は排出に応答する。このタイプのクリープ防止デバイス１４０は周知の技術であり、それ以上の説明を省略する。
【００３１】
高さ制御センサ１４４が、フレームブラケット１２２に取り付けられ、トレーリングアーム１１８に作動可能に接続され、その結果、センサ１４４は、トレーリングアームの向きを監視し、その向きに応じた信号を出力する。高さ制御センサ１４４は、モータ駆動される高さ制御バルブ１１６に電気的に接続され、高さ制御バルブ１１６に対して、トレーリングアームの位置を指示する信号を供給する。
【００３２】
図２及び３から分かるように、センサ１４４は、フレームブラケット１２２の内側に固定され、リンク１４６を介して、入れ子式接続手段１２０に機械的に連結されている。フレームブラケット１２２は、末端壁１５０により接続される互いに対向した側壁１４８を有している。入れ子式接続手段１２０は、トレーリングアーム１１８内に圧入される外側スリーブ１５２と、外側スリーブ１５２内に同心円状に受け入れられる内側スリーブ１５４とを有している。環状のエラストマー材料１５５が、外側スリーブ１５２と内側スリーブ１５４との間に圧力を受けながら保持される。内側スリーブ１５４の端部は、それぞれ、側壁１４８の内面に隣接する。取付けボルト１５６が、内側スリーブ１５４の端部に対して側壁１４８を圧着式に取り付け、これにより、内側スリーブ１５４は、フレームブラケット１２２に対して固定される。この構成によれば、トレーリングアームの回転動作は、内側スリーブ１５４に対する外側スリーブ１５２の回転をもたらし、これにより、外側スリーブ１５２が、内側スリーブ１５４に対して回転することとなる。
【００３３】
センサ１４４は、外側スリーブ１５２に接続されるリンク１４６に連結された外側軸１６０を有する。リンク１４６は、外側スリーブの回転動作が、外側軸１６０の回転に対応して伝送されれば、いかなる形状を有してもよい。例えば、リンクは、一方のアームが他方のアームの端部におけるスロット内に受けられるピンを有することにより接続されるアーム１６２，１６４を有することができる。これによれば、アーム１６２，１６４間のいかなる相対的な垂直動作に順応しつつ、外側スリーブの回転動作が、センサ１４４の外側軸１６０に対応して伝送されることとなる。
【００３４】
図４及び５は、好適な態様のセンサ１４４を示す。そのセンサ１４４は、外側軸１６０に取り付けられた発光体１７０を有している。発光体１７０は、好ましくは、光源チャンバ１７４と、光源チャンバ１７４を発光体１７０の外部に光学的に連通させる光路１７６とを有する金属又はプラスチック製の固体ブロック１７２から形成されている。発光ダイオード又はレーザ等の光源１７８は、光源チャンバ１７４内に配置され、光路１７６を介しブロック１７２を出て経路Ａに沿う光を出射する。
【００３５】
高さセンサ１４４は、更に、すりガラス等の拡散素子１９４が固定される開口端部を備えた遮光式のハウジング１９２を有する光センサアッセンブリ１９０を有している。光ブリッジ１９６（optical bridge）式の光検出器が、遮光式のハウジング１９２内で、拡散素子１９４の後方に配置されている。光ブリッジ１９６は、所定間隔で離間する２つのセンサ１９８，２００を有する。これらのセンサは、光伝導セル又はフォトダイオード検出器であってよい。各光センサは、それらが受ける光の強度をあらわす電圧信号を出力する。電圧信号及びそれらの差は、車両の高さの変化を評価するために用いられる。光ブリッジ１９６は、好ましくは、ハーフブリッジ（２セル）又はフルブリッジ（４セル）の構成をなす光伝導セルを用いるホイートストーンブリッジ回路である。
【００３６】
光センサ１４４の作動については、図４及び５を参照しながら説明する。図４は、車両が基準車両高さにある場合の、発光体１７０の位置を示す。図４は、車両が基準車両高さにある場合に、発光体１７０が実質的に光センサアッセンブリ１９０に対して垂直に方向付けられることを示すが、発光体１７０は、基準車両高さを確立するために、光センサアッセンブリ９０に対して所定の角度で方向付けられてもよい。
【００３７】
図４に示される基準位置では、発光体１７０が、経路Ａに沿って光ビームを発する。光ビームが光センサアッセンブリ１９０の拡散素子１９４に触れると、拡散光線が、所定間隔で離間する光センサ１９８に触れる。光線は、拡散素子１９４から光センサ１９８，２００までそれぞれ距離Ｄ１，Ｄ２を走る。光の走行距離は、光センサにより検出される光の強度に影響し、センサからの電圧出力はそれに対応したものとなる。
【００３８】
図５から分かるように、もし車両の高さが車両に対する物の揚げ降ろし等により変化すれば、トレーリングアーム１１８が、フレームブラケット１２２に対して回転することとなり、それに対応して、外側スリーブ１５２の回転がもたらされ、また、それに対応して、高さセンサ１４４の外側軸１６０の回転がもたらされる。高さセンサ１４４の外側軸１６０が回転すると、発光体１７０が新たな位置に回転させられ、光ビームＡは、異なる位置で拡散素子１９４に照射される。この場合には、拡散素子１９４から出て光センサ１９８に入る光線は、距離Ｄ３及びＤ４だけ走行するに違いない。距離Ｄ１，Ｄ２との比較から分かるように、センサ１９８に入る光線について、距離Ｄ３は、先の距離Ｄ１よりも小さい。逆に、センサ２００に入る光線について、距離Ｄ４は、距離Ｄ２よりも大きい。図４から図５への発光体１７０の位置の変化の結果、センサ１９８はより高い強度の光を受け、また、センサ１００はより低い強度の光を受けることとなる。強度の変化は、光センサ１９８，２００の電圧出力信号の変化に対応する。センサ１９８，２００からの出力信号の変化は、車両フレーム１１４に対するトレーリングアーム１１８の回転の変化に直接に関係し、所定の位置からの車両の高さの変化についての尺度をもたらす。光センサ１９８，２００からの出力は、発光体１７０が回転して基準位置へ戻るまで、車両フレームを高くする又は低くすべく、エアばねに対する圧縮エアの送込み及び排出を制御するために用いられてもよい。
【００３９】
図６は、本発明に係るモータ駆動式の高さ制御バルブ１１６の構成を示す。モータ駆動式の高さ制御バルブ１１６は、ベース２０２及びカバー２０４を有する２ピースからなるハウジングを有している。図６では、カバー２０４がベース２０２から取り外された状態が示される。ベース２０２は、機能的に、電気接続部分２０６及び流体制御部分２０８からなる２つの部分に分けられる。電気接続部分２０６は、高さ制御センサ１４４及び他のセンサを接続するために必要な電気接続手段を備えた入力／出力インターフェース２１０を有している。流体制御部分２０８は、入口２１６及びエアばね口２１８を備えたバルブアッセンブリ２１２及び流体多岐管（fluid manifold）２１４を有している。排出口２２０が、ベース２０２において、入口２１６及びエアばね口２１８とは反対側に設けられる。バルブアッセンブリ２１２は、エアばね口２１８から入口２１６及び排出口２２０のいずれかへの流体の流れを制御し、これにより、エアばねに対する圧縮エアの送込み及び排出を制御する。
【００４０】
バルブアクチュエータ２２２は、バルブアッセンブリ２１２に作動可能に接続されている。バルブアクチュエータ２２２は、駆動ギヤ２２８が取り付けられる出力軸２２６を備えた電気モータ２２４を有している。伝達ギヤ２３０が、駆動ギヤ２２８に連結され、バルブアッセンブリに連結された制御軸２３２を有している。それにより、モータ２２４が駆動されると、駆動ギヤ２２８が回転し、伝達ギヤ２３０を介して、制御軸２３２が回転し、その結果、バルブアッセンブリが制御され、エアばねと入口２１４又は排出口２１８のいずれかとの間の流体のやり取りが制御される。
【００４１】
また、コントローラ２４０が、モータ駆動式の高さ制御バルブ１１６内に設けられている。好ましくは、コントローラ２４０は、其の上にモータ２２４及び伝達ギヤ２３０が取り付けられる回路基板２４２により構成される。マイクロプロセッサ２４４が、入力出力インターフェース２１０に、また、モータ２２４に電気的に連結される回路基板２４２上に設けられている。更に、バルブ位置センサ２４６が、回路基板２４２上に設けられ、プロセッサ２４４に対して電気的に連結されている。バルブ位置センサ２４６は、バルブアッセンブリ２１２上に配置されるアクチュエータ２４８を有している。
【００４２】
図７及び８には、ベース２０２が、バルブアッセンブリ２１２が取り除かれた状態で示される。ベース２０２は、バルブアッセンブリを受け入れるために片側に開口した内側チャンバ２６０を有している。内側チャンバ２６０は、ハウジング内側壁２６２と該内側壁２６２から離れるように延びる内側周囲壁２６４とにより部分的に規定されている。エア供給導管２６６及びエアばね導管２６８が、チャンバ２６０から、それぞれ入口２１６及びエアばね口２１８へ延びている。エア供給導管２６６は、周囲壁２６４におけるスロット状の開口部２６６Ａを形成する。エアばね導管２６８は、内側壁２６２における開口部２６８Ａを形成する。排出導管２７０が、ベース２０２の外側から排出口２２０へ延びている。
【００４３】
エア供給導管２６６は、圧縮エア源を内側チャンバ２６０に流体のやり取り可能に接続するのに適している。エアばね導管２６８は、内側チャンバ２６０をエアばねリフトバッグ（air spring lift bag）２４に流体のやり取り可能に接続する。排出導管２７０は、チャンバ２６０を大気に対して流体のやり取り可能に接続する。
【００４４】
図９及び１０から分かるように、バルブアッセンブリ２１２は、静的なシヤディスク（shear disk）２７２及び動的なディスク２７２を有している。静的なディスク２７２は、開口部２７４の態様をなす軸方向の経路と、孔部２７６の態様をなす流体経路とを有しており、その両方はディスク２７２を通じて延びるものである。静的なシヤディスク２７２は、ベース２０２から内側チャンバ２６０内に延びる位置決め用のスタッド２８２及び２８４を受けるブラインド（blind）位置合わせ開口部２７８及び２８０を有し、これにより、静的なシヤディスク２７２が、孔部２７６がエアばね導管２６８の開口部２６８Ａと位置合わせされるように、ベース２０２に対して位置合わせされる。軸方向の開口部２７４は、排出導管２７０と位置合わせされる。このようにして、孔部２７６及び軸方向の開口部２７４は、静的なディスク２７２の上面とエアばね口２１８及び排出口２２０との間の流体のやり取りを確立する。
【００４５】
図１０では、動的なシヤディスク２７３が、その底面側から示されている。動的なシヤディスク２７３は、ベース２０２の内側チャンバ２６０内に配置され、その底面は、静的なシヤディスク２７０の上面と隣接する関係にある。動的なシヤディスク２７３は、円形の突出部２８４が延びる扇形部分２８２を有している。ほぼＴ字状の凹部２８６の態様をなす通路が、動的なシヤディスク２７３に形成され、アーチ形状部２８８及び溝部２９０を有している。アーチ形状部２８８は、主に扇形部分２８２に配置され、反対側にある出口形状スロット２９４を有している。扇形部分２８２の外側には、入口形状スロット２９６が設けられ、出口形状スロット２９４の一方に対応している。動的なシヤディスク２７３の上面には、ブラインドスロット２９８が形成され、制御軸２３２の端部を受入れ可能に寸法設定されている。
【００４６】
組立時には、シヤディスク６０の孔部６４が、出口形状スロット２９４及び入口形状スロット２９６の対の一方の間に位置することになる。ブラインドスロット２９８は、制御軸２３２の下端部を受ける。溝部２９０は、排出導管２７０を通じて、扇形部分２８８及び出口形状スロットを、排出口２２０へ流体のやり取り可能に接続する。
【００４７】
図１１〜１３は、シヤバルブの３つの主なる作動位置、すなわち、充満位置，ニュートラル位置及び排出位置を示している。この説明のために、高さ制御バルブがニュートラル位置にて開始されることを仮定する。図１１に示されるニュートラル位置では、静的なシヤディスクの孔部２７６が、内側スロット２９４と外側スロット２９６との間に位置決めされ、動的なシヤディスク２７３と隣接する関係にあるように、動的なシヤディスク２７３が、シヤディスク２７２に対して方向付けられる。これにより、エアばね導管２６８の開口部２６８Ａが効果的に密閉され、エア供給口２６６又は排出導管２７０のいずれかからエアばね導管２６８への流体のやり取りが遮断される。
【００４８】
もし例えばトレイラーへの荷重の増加等の何らかの理由でトレーリングアーム１４のフレームレール１６に対する相対動作があれば、バルブは、エアをエアバッグ２４内に導き車両フレームを上昇させるべく、図１２に示されるような充満位置へ移動する。図１２に示されるように、かかる条件下では、モータ２２４が、動的なシヤディスク２７３を回転させ、これにより、孔部２７６が、内側チャンバ２６０に対してエアばね導管２６８を開口すべく、外側スロット２９６との流体のやり取りが可能な状態になる。内側チャンバ２６０はエア供給口２６６に対して常にさらされるため、圧縮エアは、エアばね導管２６８内に導かれ、そして、それはエアばねに導かれる。
【００４９】
もし例えばトレイラーからの荷降ろし時等にトレーリングアーム１４及びフレームレール１６が互いに離間するように移動すれば、フレーム１１４を移動させてその基準高さまで戻すために、エアがエアバッグ２４から排出される必要がある。図１３に示されるように、かかる状態の下では、バルブが、モータ２２４により排出位置へ移動させられ、動的なシヤディスク２７３が静的なシヤディスク２７２に対して移動させられる。これにより、内側スロット２９４が、孔部２７６と流体のやり取りを可能とする。排出位置においては、エアばね導管２６８が、溝部２９０を通じて、排出導管２７０と流体のやり取りを可能とする。
【００５０】
図１４は、サスペンション１１０用の高さ制御システムを模式的に示す図であり、主車両コントローラ３００，サスペンションコントローラ２４０，高さセンサ１４４及びバルブアッセンブリ２１２間の相互接続を示している。模式図は、また、クリープ防止デバイスのアーム１４２の位置を検知するためのセンサ３０２を含んでいる。エア貯留器３０４が設けられ、それは、サスペンションエアシステム及びブレーキエアシステムへ圧縮エアを供給する。
【００５１】
主車両コントローラ３００は、車両の作動部分の多くの作動を制御する。この主車両コントローラ３００は、典型的には、特定の作動部分の作動を制御する複数の別個のコントローラ（例えばサスペンションコントローラ２４０）に接続される。主車両コントローラ３００は、サスペンションコントローラ２４０に電力を供給する電力路３１０を有している。データ接続手段３１２，３１４が、サスペンションコントローラ２４０に対して、データを（出力へ）提供し、データを（入力から）受ける。好ましくは、出力接続手段３１２が、主コントローラ３００からサスペンションコントローラ２４０へ、ユーザが選択した機能／モードのデータ信号を送る。サスペンションコントローラ２４０は、それを、その作動モードを判定するために用いる。好ましくは、入力接続手段３１４が、サスペンションコントローラ２４０から主コントローラ３００へ、高さデータ，モードデータ及び／又はエアデータを提供する。
【００５２】
高さセンサ１４４は、サスペンションコントローラ２４２から高さセンサ１４４へで電力を供給する電力接続手段３１６を有する。データ接続手段３２２が、静的なディスクに対する動的なディスクの位置をあらわす入力信号を、サスペンションコントローラ２４０へ供給する。駆動接続手段３３３が、サスペンションコントローラ２４０からバルブアッセンブリ２１２へ、電気モータの作動を制御するためのデータ信号を供給する。前述したように、高さ制御バルブの入口２１４は、車両用の圧縮エア貯留器３０４に流体のやり取り可能に接続されている。同様に、エアばね口２１６が、エアばね２４に流体のやり取り可能に接続されている。排出口２１８は、大気に流体のやり取り可能に接続されている。
【００５３】
電力接続手段３２４が、サスペンションコントローラ２４０からセンサ３０２へ電力を供給する。他のセンサと同様に、データ接続手段３２６は、アーム１４２の位置をあらわす入力信号を、サスペンションコントローラ２４０に提供する。多くの適切なセンサが有用であり、アーム１４２の位置を検知するために一般に用いられる。アーム１４２が、エア作動式のパーキングブレーキからの圧縮エアの解放により作動されるとすると、一般的なセンサは、エアがパーキングブレーキから排出される場合に電気信号を出力する圧力スイッチである。
【００５４】
サスペンションコントローラ２４０は、車両のサスペンションの作動、特に車両高さの制御のために必要なロジックを含む、好ましくは不揮発性のメモリを有する。コントローラ２４０は、また、高さセンサ１４４から受信されるデータを処理すべく用いられるフィルタリングアルゴリズムを組み込む。フィルタリングアルゴリズムは、本来一時的な高さの変化をあらわす高周波の変化を除去するために、高さセンサ１４４から受信されるデータを濾波するものであり、それによって、不必要に車両高さが調整されることが回避される。路面における膨張目地（expansion aberration）及び他の反復式又は非反復式の乱れは、車両高さにおける高周波の変化の例であり、これらについて、車両に対する正確な高さを変更することは好ましくない。
【００５５】
車両高さを不必要に調整することを回避する必要性は、車両の作動にとっても重要である。政府規制では、ブレーキエアラインが、サスペンションエアラインを含む全てのエアラインから分離されることが要求されている。ほとんどの車両においては、いかなるエア作動式の付属品にもエアを供給するちょうど２つのエアライン又はエアシステム、すなわちブレーキエアライン及びサスペンションエアラインが存在する。ほとんどのエアシステムは、一旦エア貯留器の圧力が所定量を割ると、ブレーキエアラインのみにエアを供給するバルブ（圧力保護バルブ）を用いることにより、同じエア貯留器３０４から、両方のシステム用の圧縮エアを引き出す。もし例えば一時的な高さの変化に応じて車両高さが不必要に調整されれば、オンボードコンプレッサ（on-board compressor）がエア貯留器を再充填し得るより大きい速度で、圧縮エアをエア貯留器３０４から引き出すこととなり、エア圧力が閾値を越えるまでに、時期尚早の不必要な高さ制御システムの運転停止を招く惧れがある。
【００５６】
作動に際して、車両のユーザは、まず、サスペンションの作動モードを選択する。その作動モードは、その後に、サスペンションコントローラ２４０へ伝送される。モードの選択は、予め設定される車両の正確な高さを含むことができる。その代わりとして、現在の車両高さに等しなるように、好適な車両高さ及び入力がユーザにより設定されてもよい。最初の作動モード及び車両高さが設定されると、サスペンション１１４の制御は、その後、サスペンションコントローラ２４０へ受け継がれる。
【００５７】
サスペンションコントローラ２４０が、サスペンションが関係する多くの動作を制御し得るが、本発明による高さ制御システムの目的のために、サスペンションコントローラ２４０により制御されるほとんどの関係動作が、高さセンサ１４４により供給される車両高さデータに応じた車両高さの制御、及び、それに対応した、エアばねのエアバッグ２４内の容量を制御することによる車両高さの調整である。サスペンションコントローラ２４０は、好ましくは、データ接続手段３１８を通じて、高さセンサ１４４からの車両高さデータのストリームを受信する。車両高さデータのストリームは、車両高さにおける高周波及び低周波の両方をモニタするために、サスペンションコントローラ２４０により解析される。好ましくは、サスペンションコントローラ２４０は、車両高さデータのストリームに対してフィルタを適用し、車両高さの高周波の変化に関係するデータポイントを除去する。車両高さの高周波の変化は、典型的には、現在の車両高さの変化を保証しない現象により導かれる。
【００５８】
濾波された車両高さのデータは、その後、モニタされ、基準車両高さと比較される。現在の車両高さの変化が、基準車両高さを所定量“デルタ”だけ越えると、サスペンションコントローラ２４０は、エアばね２４に対する圧縮エアの送込み又は排出を行なうことにより、現在の車両高さを調整する。通常、現在の車両高さは、所定期間“サンプル時間”にわたってモニタされ、それにより、基準車両高さに対する現在の車両高さの変化が一時的なものでないことが保証される。もし現在の車両高さがサンプル時間の間に越えれば、それは、通常、車両高さの継続する変化が存在し、現在の車両高さが基準車両高さに対して調整される必要があることを示している。注目されるのは、デルタの絶対値が、現在の車両高さが基準車両高さを越えるか否かにかかわらず、通常同じであるということである。しかし、現在の車両高さが基準車両高さを越えるか否かに依存して、デルタが異なる値を有することは、本発明の要旨を逸脱するものでない。デルタの値は、典型的には、ユーザにより規定され、車両，サスペンション，動作環境又は他の要因に依存して可変であることに注目すべきである。
【００５９】
もしサンプル時間の間に現在の車両高さが基準高さをデルタより大きい量だけ越えれば、現在の車両高さが高すぎ、基準車両高さまで下げなければならない。サスペンションを基準高さまで移動させるために、サスペンションコントローラ２４０は、接続手段２３３に沿って、バルブアッセンブリ２１２へ制御信号を送る。これにより、モータ２２４が駆動され、エアばね口２１６が排出口２１２と流体のやり取り可能な状態にある排出位置へバルブを移動させるべく、動的なディスク２７３の回転作用がもたらされ、その結果、エアバッグ２４からエアが排出され、現在の車両高さが基準高さまで下げられる。サスペンションコントローラ２４０は、高さセンサ１４４から高さデータを受信し続け、その間に、エアはバルブアッセンブリ２１２を通じてエアバッグ２４から排出される。サスペンションコントローラ２４０が、高さデータに基づき、現在の車両高さが実質的に基準車両高さと等しいことを判断すると、サスペンションコントローラ２４０は、モータ２２４に
制御信号を送り、これにより、動的なシヤディスク２７３が、エアバッグ２４からのエアの排出を停止するために、ニュートラル位置へ移動させられる。
【００６０】
もしサンプル時間の間に現在の車両高さが基準車両高さよりデルタよりも大きい値だけ小さくなれば、現在の車両高さが低すぎ、それを基準車両高さまで上げる必要がある。サスペンションを基準車両高さまで移動させるために、サスペンションコントローラ２４０は、接続手段２３３に沿って、バルブアッセンブリ２１２へ制御信号を送る。これにより、モータ２２４が駆動され、エアばね口２１６が入口２１４と流体のやり取り可能な状態にある充満位置にバルブを配置させるべく、動的なディスク２７３の回転作用がもたらされ、その結果、エアバッグ２４にエアが送り込まれ、現在の車両高さが基準高さまで上げられる。サスペンションコントローラ２４０は、高さセンサ１４４から高さデータを受信し続け、その間に、エアはバルブアッセンブリ２１２を通じてエアバッグ２４から排出される。サスペンションコントローラ２４０が、高さデータに基づき、現在の車両高さが実質的に基準車両高さと等しいことを判断すると、サスペンションコントローラ２４０は、モータ２２４に制御信号を送り、これにより、動的なシヤディスク２７３が、エアバッグ２４からのエアの排出を停止するために、ニュートラル位置へ移動させられる。
【００６１】
好ましくは、サスペンションコントローラ２４０は、そのプログラムロジックに従って、車両高さが基準高さに近づく間に、車両高さの変化速度をモニタし、これにより、基準高さを通り過ぎることを防止する。もしその通過量が大きければ、車両高さの反対向きへの調整が必要となる。非常に悪い場合には、これが、車両高さが連続的に基準値より大きくなる若しくは小さくなるという揺動効果（yo-yo effect）をもたらし、更に、エア貯留器３０４における空気圧の閾値未満への低下をもたらす惧れがある。
【００６２】
サスペンションコントローラ２４０がバルブアッセンブリ２１２へ制御信号を送り、これにより、電気モータ２２４の駆動させ、動的なディスク２７３の位置を制御して、エアバッグ２４に対する圧縮エアの送込み及び排出を制御する多くの方法があるが、サスペンションコントローラ２４０及び制御信号が、正又は負の電圧のいずれかを有することが好ましい。電圧信号の符号は、それに対応して、電気モータの前進又は後退の動作を制御する。正又は負の電圧信号との組合せで、サスペンションコントローラ２４０は、接続手段３２２に沿って、動的なシヤディスク２７３の位置に関するデータストリームを受信する。その位置情報は、動的なシヤディスク２７３の位置を判断し、また、動的なシヤディスク２７３を所望の位置に移動させバルブを充満，ニュートラル又は排出位置に配置するのに必要とされる電圧信号の適切な符号を判断すべく必要とされる情報を、サスペンションコントローラ２４０に提供するために用いられる。
【００６３】
図１５は、本発明に用いられる第２の態様に係る高さセンサ４４０を示している。高さセンサ４４０は、多くの点で、前述した第１の形態の高さセンサと同様であり、そのため、同様の符号は同様の部品を表わすべく用いられるものとし、第１及び第２の形態との間の主要な差異のみについて詳細に説明する。高さセンサ４４０は、外側軸１６０に取り付けられまた回折光パターンを光センサ４９０に対して出射する発光体４７０を有している。発光体４７０は、光チャンバ４７４及び回折スリット４７６を備えたブロック４７２を有している。回折スリット４７６は、光チャンバ４７４をブロック４７２の外側に光学的に接続する。ＬＥＤ又はダイオードレーザ等の発光体が、光チャンバ４７４内に配置されている。コリメータレンズが、光源４７８と回折スリット４７６との間に配置されている。
【００６４】
光センサアッセンブリ４９０は、所定間隔で離間した光センサ４９８，５００を有する光ブリッジ４９６を有している。光ブリッジ４９０は、第１の実施形態と異なり、ハウジング内に密閉されない。また、ここでは、光ブリッジ４９６と発光体４７０との間に配置された拡散素子が存在しない。
【００６５】
発光体４７０は、破線Ｂで示されるように、回折パターンを発する。破線Ｂは、光センサ４９８，５００に対する光の強度をあらわしている。図から分かるように、図７に示されるような基準位置では、最も高い強度の回折パターンが、光センサ４９８，５００間で実質的に中央に合わせされる。光センサ４９８，５００は、好ましくは、それらが最大強度の約５０％である回折パターンの部分を確認するように配置される。外側軸４６０が車両高さの変化に応じて回転するにつれ、回折パターンは、回折パターンＣにより示されるように、光ブリッジ４９６に対して横方向に移動する。センサ４９８，５００により確認されるように、回折パターンの動きに伴い、光の強度は変化する。光ブリッジ４９６は、光センサ４９８，５００により目下確認されるような強度に対応する電圧信号を出力する。この出力信号は、前述した第１の実施形態に関する出力信号と同様にして処理される。
【００６６】
第２の実施形態に関しては、発光体が高出力狭周波数赤外線ＬＥＤ（約９４０ｎｍ）又は赤外線レーザのいずれかであることが好ましい。発光体からの光は、好ましくは、光センサ４９８，５００の感度に合わせられる、若しくは、それに対して最適化される。光センサ４９８，５００は、例えば光伝導セル，赤外線フォトダイオード，赤外線光起電性セルであってもよい。
【００６７】
また、本発明については、発光体４７０から発せられる光が平行にされ、回折パターンを生成するようにスリットを介して出射されることが重要である。そのため、スリットの形状は、回折パターンを得るべく、正確に制御される必要がある。例えば、発光体が９４０ｎｍの波長光を出射すれば、そのスリットは、およそ０．００００５ｍ〜０．０００１ｍであるべきである。スリット４７６を離れた光は、光ブリッジに触れる前に、スリットと比較して大きい距離を走行するに相違ない。前述した例では、５ｃｍの距離が十分である。
【００６８】
図１６及び１７は、図１に示されるトレーリングアームサスペンション及び車両の環境下における、第３の実施形態に係る高さセンサ５４０を示している。高さセンサ５４０が、基準位置からの車両フレームの高さの変化を評価するために、トレーリングアーム１１８の回転の変化の代わりに、トレーリングアーム１１８の高さの変化をモニタすることを除いて、第３の形態のセンサ５４０は、第１の実施形態と実質的に一致する。このため、第３の実施形態における第１及び第２の実施形態と同様の部品には、同様の符号を付す。例えば、高さセンサ５４０は、第１の実施形態に開示されるものと同じ発光体５７０及び光センサアッセンブリ１９０を用いることができる。
【００６９】
高さセンサ５４０と高さセンサ４４０との間の主要な差異は、発光体５７０が固定され、発光体５７０と光センサアッセンブリ１９０との間に、横方向に移動するフレネルレンズ４４２が配置されていることである。フレネルレンズ５４２は、トレーリングアーム１１８に対してリンク５４４により機械的に連結されている。トレーリングアームが、フレームブラケット１２２に対して回転するにつれ、リンク５４４は、高さセンサ５４０に対して往復し、フレネルレンズ５４２を、発光体１７０及び光センサアッセンブリの固定位置に対して移動させる。
【００７０】
周知の通り、フレネルレンズ５４２は、一連の同心円状の環状部５４８を有している。各環状部は、互いに異なる角度で方向付けられた面すなわち反射面を有しており、フレネルレンズの平坦な面５４６に投射された光は、レンズを通過して、同心円状の環状部により、所定の焦点に集束される。
【００７１】
高さセンサ５４０では、フレネルレンズ５４２の平坦な面５４６が、発光体１７０に面し、同心円状の環状部５４８が、光センサアッセンブリ１９０の拡散素子３９４に面している。このため、発光体１７０から出射され、フレネルレンズの平坦な面５４６に投射された光は、同心円状の環状部により、拡散素子１９４における一点に対して集束される。同心円状の溝部によりもたらされる屈折面の角度方向は、発光体から出射される光が、拡散素子１９４の位置に集束されるように選択される。
【００７２】
トレーリングアームが車両に対して移動する間に、フレネルレンズ５４２は、拡散素子上の焦点の位置を変化させ、それにより、光センサ３９８，４００により確認されるような光の強度を変化させるために、拡散素子に対して横方向に移動する。フレネルレンズ５４２を通過した後に、拡散素子１９４に触れる光の点は、上記第１の実施形態について説明された場合と実質的に同様に処理される。
【００７３】
図１８及び１９は、本発明の第４の実施形態に係る高さセンサ６４０を示している。第４の実施形態に係る高さセンサ６４０は、それが、車両フレーム１１４に対するトレーリングアーム１１８の回転動作に応答するという点で、第１及び第３の実施形態に類似している。高さセンサ６４０は、それが、トレーリングアーム１１８に対する車両フレームの高さの変化を判断するための制御信号を生成するために、容量（capacitance）の変化に依存するという点で異なる。
【００７４】
高さセンサ６４０は、キャパシタブリッジ回路６４２をなすキャパシタであって、所定間隔で離間した一組の固定プレート６４４を備えた可変キャパシタ（variable capacitor）を有している。固定プレート間には、一組の可動プレート６４６が配置されている。固定プレート６４４は、反対側にある一対の半円状部品６４８により構成される。各半円状部品は、チューブ６５０を支持するために取り付けられている。半円状プレート６４８は、それらが、固定プレート６４４をそれぞれ第１及び第２の連続部分６５２，６５４に分けるべく、互いに僅かに離間するように、支持チューブ６５０上に取り付けられる。第１及び第２の連続部分６５２，６５４は電気的に別個のものである。可動プレート６４６は、扇形状又はくさび形状を有し、支持チューブ６５０内に取り付けられ外側軸１６０に接続される回転可能な制御軸６５６に対して取り付けられている。これにより、制御軸６５６の回転に伴い、固定プレート６４４に対する可動プレート６４６の回転がもたらされる。
【００７５】
好適な基準位置では、可動プレート６４６が、固定プレート６４４の第１及び第２の連続部分６５２，６５４に対して配置され、この場合には、第１及び第２の連続部分６５２，６５４間のギャップが、可動プレートに対してほぼ中央に位置している。固定プレートと可動プレートとの間のスペースは、好ましくは、適切な誘電材料により充填されている。
【００７６】
作動に際して、トレーリングアーム１１８が、車両高さの変化に応じて、車両フレーム１１４に対し回転する間に、外側軸１６０は、それに対応して、制御軸６５６を回転させる。それによって、可動プレート６４６が、半円状プレートの第１及び第２の連続部分６５２，６５４に対して移動することとなる。可動プレートが、半円状プレートの連続部分の１つにおいてより大きな領域をカバーすると、半円状プレートのその連続部分の容量が増大し、プレートの第１及び第２の連続部分間に容量差がもたらされる。容量差異は、高さの変化の大きさに関係しており、車両高さを調整するために、高さセンサにより出力される。
【００７７】
図２０は、本発明の第４の実施形態に係る高さセンサ７４０を示している。第１〜第４の実施形態とは異なり、高さセンサ７４０は、トレーリングアーム１１８に直接に接続されない。その代わりに、高さセンサ７４０は、エアばね２０の内部に配置されている。高さセンサ７４０は、エアばね２０の上側プレート２５に接続される端部と、エアばね２０のピストン２２に接続される他の部分とを備えたばねプレート７４２を有している。可撓性をもつ可変抵抗７４４が、ばねプレート７４２に固定されている。可撓性をもつ可変抵抗は周知であり、引用によりここに組み込まれる米国特許第５０８６７８５号に詳細に記載される。可撓性をもつ抵抗７４４は、湾曲するに伴い、その抵抗を変化させる。
【００７８】
その湾曲に応じて抵抗を変化させる可撓性をもつ可変抵抗７４４の特性は、基準位置に対する車両高さの変化量を示すために用いられる。例えば、車両に対する荷重の増大及び減少に応じて、車両高さが変化するにつれ、エアバッグ２４は、それに対応して、収縮又は拡張し、これにより、ばねプレート７４２及び可撓性をもつ可変抵抗７４４が湾曲することとなる。可撓性をもつ可変抵抗７４４の抵抗の変化、高さの変化の度合いをあわらす指標となる。
【００７９】
堅実性のため、可撓性をもつ可変抵抗７４４は反復式に同様に湾曲することが重要である。ばねプレート７４２は、可撓性をもつ可変抵抗７４４用のベースを提供し、可撓性をもつ可変抵抗７４４の反復式の一貫した湾曲の助けとなる。
【００８０】
図２１は、本発明の第６の実施形態に係る高さセンサ８４０を示している。その高さセンサ８４０は、それが螺旋状又はコイル状のばね８４２のコイルが周囲に巻き付けられた可撓性をもつ可変抵抗７４４を有する点で、高さセンサ７４０に類似している。コイルばね８４２は、衝撃吸収体１３８の内部に配置されている。
【００８１】
衝撃吸収体は、シリンダ８４６に取り外し可能に取り付けられ、シリンダ８４６の上に被さる外側カバー８４４を有している。シリンダ８４６からは、ピストン軸８４８が外側カバー８４４を通じて延びる。コイルばね８４２が、ピストン軸８４８のまわりに巻き付けられ、カバー８４４に取り付けられた一端部と、シリンダ８４６の上部に取り付けられた他端部とを有している。
【００８２】
高さセンサ８４０は、トレーリングアーム１４が車両フレーム１２に対して回転する間に、衝撃吸収カバー８４４が、ハウジング８４６に対して往復し、コイルばね８４２を収縮又は伸張させ、更に、可撓性をもつ可変抵抗７４４を湾曲させるという点で、高さセンサ７４０と実質的に同様に機能する。高さセンサ７４０と同じく、可撓性をもつ可変抵抗７４４及び高さセンサ８４０の湾曲により、高さセンサ８４０が、車両フレーム１２及びトレーリングアーム１４の相対動作に対応する信号を出力することとなる。
【００８３】
図２２及び２３は、本発明の第７の実施形態に係る高さセンサ９４０を示し、また、衝撃吸収体１３８との関連である。第７の実施形態に係る高さセンサ９４０と第６の実施形態に係る高さセンサ８４０との差異は、コイルばね８４２の代わりに、ばねプレート９４２が用いられるという点である。ばねプレート９４２は、衝撃吸収体のカバー８４４に形成された別個のチャンバ６４５内に保持される。
【００８４】
高さセンサ７４０と同様に、高さセンサのばねプレート９４２は、最初に種々の湾曲形状を有することができる。例えば、高さセンサ７４０に開示されるようなばねプレートが、ほぼＣ字状の外形を有する一方、ばねプレート９４２は、半周期の正弦波状の外形、言い換えれば、インチウォーム状の外形（inch-worm-like profile）を有している。その外形は、簡単には、垂直又は水平に向けられたＳ字状、若しくは、多重の正弦波（multiple sinusoidal wave）であってもよい。
【００８５】
本発明は、特定の実施形態に関連して説明されたが、これらに限定されるものでなく、添付された特許請求の範囲は、先行技術が許可する範囲で広く構成されるべきであることが理解される必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】機械的に制御され作動させられるよく知られた高さ制御バルブを組み込む従来のトレーリングアームサスペンションの正面図である。
【図２】本発明に係る高さ制御システムが、コントローラによりモータ駆動式の高さ制御バルブに連結された高さセンサを有する、トレーリングアームサスペンションの正面図である。
【図３】高さセンサとトレーリングアームサスペンションとの間の機械的な接続を示す、図２の３−３線に沿って部分的に切り欠かれた端面図である。
【図４】図２及び３中のセンサの断面図であり、光センサアッセンブリの光ブリッジに対する基準位置におけるセンサ用の発光体を示している。
【図５】発光体が、光ブリッジに対して別の位置にて示されることを除き、図４と一致する図である。
【図６】明瞭性のためにハウジングの一部が除去された、本発明に係るモータ駆動式の高さ制御バルブの分解斜視図である。
【図７】明瞭性のためにカバー及びバルブアッセンブリが除去された、図６の高さ制御バルブハウジングの平面図である。
【図８】ハウジング中の流路を示す、図７の８−８線に沿った断面説明図である。
【図９】図７中のバルブアッセンブリの固定したシヤディスクの拡大斜視図である。
【図１０】図７のバルブアッセンブリの動的なシヤディスクを示す斜視図である。
【図１１】ニュートラル位置における図７の高さ制御バルブを模式的に示す図である。
【図１２】充満位置における図７の高さ制御バルブを模式的に示す図である。
【図１３】排出位置における図７の高さ制御バルブを模式的に示す図である。
【図１４】本発明に係る制御をあらわすブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る高さセンサを示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る高さセンサを組み込むトレーリングアームサスペンションを示す図である。
【図１７】第３の実施形態に係る高さセンサの断面説明図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係る高さセンサの断面説明図である。
【図１９】第３の実施形態に係る高さセンサに関する図１８の１９−１９線に沿った断面説明図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態に係る高さセンサを示す図である。
【図２１】衝撃吸収体に関連した本発明の第６の実施形態に係る高さセンサを示す図である。
【図２２】本発明の第７の実施形態に係る高さセンサを示す図である。
【図２３】図２２の２３−２３線に沿った断面説明図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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