(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばね上部とばね下部とを弾性的に連結するサスペンションスプリングと、
そのサスペンションスプリングと並列的に設けられ、(a)ばね上部に連結されるばね上部側ユニットと、(b)ばね下部に連結されてばね上部とばね下部との接近・離間に応じた前記ばね上部側ユニットとの相対移動が可能なばね下部側ユニットと、(c)電磁式モータとを有し、その電磁式モータの力に依拠して前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対する力であるアブソーバ力を発生させる電磁式のショックアブソーバと、
そのショックアブソーバの作動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、
前記制御装置が、前記ショックアブソーバの作動を制御し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変更する際の電源から前記電磁式モータへ供給される電流である供給電流に基づいて、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定する摩擦力推定部を有することを特徴とする車両用サスペンションシステム。
【請求項２】
前記制御装置が、
前記ショックアブソーバが発生させるアブソーバ力を、少なくともばね上部の振動を減衰させるための減衰力として発生させる振動減衰制御を実行可能とされ、
その振動減衰制御における目標となるアブソーバ力である目標アブソーバ力を、前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力に基づき、その摩擦力が配慮された値に決定する目標アブソーバ力決定部を有する請求項１に記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３】
前記制御装置が、振動減衰制御として、スカイフックダンパ理論に基づく制御を実行可能とされ、
前記目標アブソーバ力決定部が、目標アブソーバ力を、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対して推進力を発生させる場合に、ばね上部とばね下部との間に作用させるべき基準となるアブソーバ力である基準アブソーバ力よりも、前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力に応じた分大きな値となるように決定し、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対して抵抗力を発生させる場合に、前記基準アブソーバ力よりも、前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力に応じた分小さな値となるように決定する請求項２に記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項４】
前記制御装置が、
前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力が設定限度以上となった場合に、前記ショックアブソーバが異常であると判定する失陥判定部を有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項５】
前記摩擦力推定部が、設定されたばね上ばね下間距離が維持されている時点での供給電流に基づいて、前記ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定するように構成された請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項６】
前記摩擦力推定部が、ばね上ばね下間距離が変化を開始する時点での供給電流に基づいて、前記ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定するように構成された請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項７】
前記ショックアブソーバが、
(A)前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの一方の少なくとも一部を構成し、雄ねじが形成されたねじロッドと、(B)前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの他方の少なくとも一部を構成し、雌ねじが形成されて前記ねじロッドと螺合するナットとを備え、
前記ねじロッドとナットとの一方が、ばね上部とばね下部との相対移動に伴って回転可能とされ、前記電磁式モータが、前記ねじロッドとナットとの一方の回転に対して力を付与する構造とされ、
前記摩擦力推定部が、前記ねじロッドと前記ナットとの間の摩擦力を推定するように構成された請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の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、ばね上部とばね下部との相対動作に対する力を発生させる電磁式のショックアブソーバを含んで構成される車両用サスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、車両用のサスペンションシステムとして、電磁式モータの力に依拠してばね上部とばね下部との相対動作に対する力を発生させる電磁式のショックアブソーバを含んで構成される電磁式サスペンションシステムが検討されており、例えば、下記特許文献１に記載のシステムが存在する。この電磁式サスペンションシステムは、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づく振動減衰特性を容易に実現できる等の利点から、高性能なシステムとして期待されている。
【特許文献１】特開２００６−１６８３９９号公報
【特許文献２】特開平８−１７５１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記電磁式のショックアブソーバにおいて、それが伸縮可能なものであればその伸縮に対する摩擦力や、ねじ機構を有するものであればそのねじロッドとナットとの間の摩擦力等のショックアブソーバの摩擦力は、ばね上部とばね下部との相対動作に対する抵抗力となる。そのため、ショックアブソーバの摩擦力のショックアブソーバが発生させる力への影響は大きく、モータを制御しても、そのショックアブソーバの摩擦力が変化すると、ばね上部とばね下部とに適切な力を作用させることができないという問題を抱える。その問題に対処するためには、まず、サスペンションシステムに、ショックアブソーバの摩擦力を推定する手段を設けることが望ましい。上記特許文献１に記載されているシステムでは、ねじ機構を構成するねじロッドとナットとのうち回転可能に設けられたものに作用するトルクを検出するトルクセンサを設け、そのトルク変化に基づいてねじ機構の摩擦力を推定するように構成されている。また、特許文献２に記載のシステムでは、ばね上部とばね下部との上下加速度から伝達ゲインや位相遅れ等のサスペンション装置の伝達特性を検出し、それに基づいてサスペンション装置の摩擦力を推定するように構成されている。本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、より簡便にショックアブソーバの摩擦力を推定する手段を備えたサスペンションシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明のサスペンションシステムは、電磁式のショックアブソーバを設定されたように作動させ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変更する際の電源から電磁式モータへ供給される電流である供給電流に基づいて、ショックアブソーバのばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
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変更する際において、電磁式モータへの供給電流は、ショックアブソーバが発生させるアブソーバ力が依存する物理量であり、その供給電流に基づけば、ショックアブソーバの摩擦力が、アブソーバ力に対抗する力、あるいは、アブソーバ力を補助する力となることを考慮して、容易にショックアブソーバの摩擦力を推定することが可能となる。つまり、本発明によれば、簡便にショックアブソーバの摩擦力を推定する手段を備えたシステムが実現することになる。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項ないし（７）項の各々が、請求項１ないし請求項７の各々に相当する。
【０００７】
（１）ばね上部とばね下部とを弾性的に連結するサスペンションスプリングと、
そのサスペンションスプリングと並列的に設けられ、(a)ばね上部に連結されるばね上部側ユニットと、(b)ばね下部に連結されてばね上部とばね下部との接近・離間に応じた前記ばね上部側ユニットとの相対移動が可能なばね下部側ユニットと、(c)電磁式モータとを有し、その電磁式モータの力に依拠して前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対する力であるアブソーバ力を発生させる電磁式のショックアブソーバと、
そのショックアブソーバの作動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、
前記制御装置が、前記ショックアブソーバの作動を制御し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変更する際の電源から前記電磁式モータへ供給される電流である供給電流に基づいて、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定する摩擦力推定部を有することを特徴とする車両用サスペンションシステム。
【０００８】
本項に記載の「ばね上ばね下間距離を変更する」とは、ばね上ばね下間距離を実際に変化させることに限定されず、サスペンションスプリングの弾性力と分担荷重（１つの車輪が分担する車体の重量であり、ばね上重量と考えることもできる）とが釣り合っている時のばね上ばね下間距離である中立距離から変更した距離に維持することも含まれる。つまり、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力は、後に説明するように、アブソーバ力によってばね上ばね下間距離を変更する際において、ショックアブソーバが発生させるアブソーバ力に対抗する力、あるいは、アブソーバ力を補助する力となる。また、電源から電磁式モータへの供給電流は、ばね上ばね下間距離を変更する際においてアブソーバ力が依存する物理量であり、その供給電流に基づけば、上記の摩擦力がアブソーバ力に対抗する力であるか補助する力であるかを考慮して、摩擦力を容易に推定することが可能である。したがって、本項に記載の態様によれば、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を、簡便に推定することが可能なシステムが実現する。さらに、電磁式のショックアブソーバを備えたシステムは、一般的に、電磁式モータの制御のために、実際に電磁式モータを流れる電流である通電電流を検出するセンサを有しており、そのセンサによって供給電流を検出可能である。つまり、本項の態様によれば、従来の電磁式のサスペンションシステムに対して、余計にセンサ等を付け加える必要がないため、簡便な構成のシステムとなるとともに、コストアップを回避できる。
【０００９】
本項に記載の「ばね上ばね下間距離を変更する際」とは、摩擦力を推定するためだけにショックアブソーバを作動させる場合に限定されるのではなく、制御装置によって実際に行われている制御においてショックアブソーバを作動させる場合であってもよい。後者は、例えば、乗員の乗降や荷物の積み降ろしを容易にするための乗降時の車両の車高を変更する制御においてショックアブソーバを作動させる場合を採用可能である。
【００１０】
本項に記載の「ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力」とは、それらの間に作用する静止摩擦力（正確に言えば、最大静止摩擦力）および動摩擦力の両者を含んでいる。静止摩擦力を推定する場合には、例えば、後に詳しく説明するように、ばね上ばね下間距離が変化を開始する時点での供給電流や、ばね上ばね下間距離が中立距離から変更された距離で維持されている時点での供給電流等に基づいて推定することが可能である。また、動摩擦力を推定する場合には、例えば、ある速度でばね上部が動作するようにばね上ばね下間距離を変化させている際の供給電流等から推定することが可能である。また、「ばね上ばね下間距離を変更する際の供給電流」とは、ある時点でのものであってもよく、設定時間内における供給電流の平均値，積分値等であってもよい。
【００１１】
ちなみに、ばね上ばね下間距離の変化開始時点で作用する静止摩擦力、および、ばね上ばね下間距離を変化させている際の動摩擦力は、アブソーバ力に対抗する力となり、ばね上ばね下間距離が中立距離から変更された状態で維持されている場合の静止摩擦力は、アブソーバ力を補助する力となるため、そのことを考慮して、その際の供給電流に基づいて摩擦力を推定可能である。摩擦力は、例えば、力の釣り合い等から計算によって推定されるようにしてもよく、制御装置が有するコンピュータに供給電流と摩擦力との関係を示すマップ等を記憶させ、そのマップを参照して推定されるようにしてもよい。
【００１２】
また、摩擦力を推定する場合に、(i)ショックアブソーバの作動によってばね上ばね下間距離を変更する際の実際の供給電流と、(ii)前記ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力が、前記ショックアブソーバの構造によって決まる前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの間の摩擦力である設計摩擦力と同じ大きさである場合において、ショックアブソーバの作動によってばね上ばね下間距離を変更する際に必要とされる供給電流である必要供給電流との差分に基づいて、摩擦力の設計摩擦力からの変化分が推定されるようにしてもよい。
【００１３】
本項の態様における「サスペンションスプリング」には、例えば、コイルスプリングや、流体の圧力によって車体と車輪とを相互に弾性的に支持する流体スプリング等、種々のスプリングを採用することが可能である。
【００１４】
本項の態様における「電磁式のショックアブソーバ」は、それの具体的な構造が限定されるものではなく、また、機能に関しても特に限定されない。例えば、車両に発生している振動を減衰させる機能に加え、車両の旋回，加減速等に起因する車体のロール，ピッチ等の抑制を目的として、車体の姿勢を制御する機能を発揮させるようにしてもよい。ショックアブソーバの動力源である「電磁式モータ」も、その形式等は特に限定されず、ＤＣブラシレスモータを始めとして種々の形式のモータを採用可能であり、また、動作に関して言えば、回転モータであっても、リニアモータであってもよい。
【００１５】
（２）前記制御装置が、
前記ショックアブソーバが発生させるアブソーバ力を、少なくともばね上部の振動を減衰させるための減衰力として発生させる振動減衰制御を実行可能とされ、
その振動減衰制御における目標となるアブソーバ力である目標アブソーバ力を、前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力に基づき、その摩擦力が配慮された値に決定する目標アブソーバ力決定部を有する(1)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００１６】
本項に記載の態様は、推定された摩擦力の利用方法を限定した一態様である。本項の態様における「振動減衰制御」には、ばね上振動に対する減衰力を発生させるいわゆるスカイフックダンパ理論に基づく制御を採用することが可能である。また、そのスカイフックダンパ理論に基づく制御に加え、ばね下振動に対する減衰力を発生させる擬似的なグランドフック理論に基づく制御を実行可能とし、それらの両者を総合的に実行するような制御を採用してもよい。さらに、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対振動に対する減衰力を発生させる制御を採用することも可能である。先にも述べたように、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力は、それらの相対移動に対して抵抗力となるため、ショックアブソーバが発生させる減衰力に影響がある。本項に記載の態様によれば、推定された摩擦力に基づいて、その摩擦力の影響が小さくなるような値に振動減衰制御における目標アブソーバ力を決定するため、摩擦力が変化した場合であっても、適切な減衰力を発生させることが可能である。
【００１７】
なお、本項の態様のシステムにおいては、車体のロールやピッチの抑制を目的とした、車体の姿勢制御を実行可能とされてもよい。そのような場合には、例えば、ショックアブソーバに発生させるアブソーバ力が、その車体の姿勢制御において発生させる力と振動減衰制御において発生させる力との和に基づいて制御されるようにされ、それら２つの制御を同時に実行するための目標アブソーバ力が、推定された摩擦力を配慮して決定されるような構成の態様を採用可能である。
【００１８】
（３）前記制御装置が、振動減衰制御として、スカイフックダンパ理論に基づく制御を実行可能とされ、
前記目標アブソーバ力決定部が、目標アブソーバ力を、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対して推進力を発生させる場合に、ばね上部とばね下部との間に作用させるべき基準となるアブソーバ力である基準アブソーバ力よりも、前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力に応じた分大きな値となるように決定し、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対して抵抗力を発生させる場合に、前記基準アブソーバ力よりも、前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力に応じた分小さな値となるように決定する(2)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００１９】
本項に記載の態様は、摩擦力を配慮して目標アブソーバ力を決定する方法を具体化した態様である。スカイフックダンパ理論に基づく制御において、ショックアブソーバは、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対移動に対して、抵抗力だけでなく推進力を発生させる場合がある。ショックアブソーバに抵抗力を発生させる場合には、摩擦力はアブソーバ力を補助する力となり、推進力を発生させる場合には、摩擦力はアブソーバ力に対抗する力となるため、上記のように目標アブソーバ力が決定されることにより、減衰力が適切化されることになる。
【００２０】
（４）前記制御装置が、
前記摩擦力推定部によって推定された摩擦力が設定限度以上となった場合に、前記ショックアブソーバが異常であると判定する失陥判定部を有する(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２１】
本項に記載の態様は、推定された摩擦力の利用方法を限定した一態様である。本項の態様によれば、ショックアブソーバの異常を、比較的早い段階で発見することが可能であるため、フェールセーフという観点において優れたシステムとなる。本項に記載の「失陥判定部」は、例えば、摩擦力の値が算出される場合にはその値が閾値以上か否かによってショックアブソーバの異常を判定するものであってもよく、供給電流とそれの閾値とを比較することによってショックアブソーバの異常を判定するものであってもよい。ちなみに、後者の場合には、摩擦力がアブソーバ力に対抗する力となる場合と、アブソーバ力を補助する力となる場合とで、２つの閾値が必要となる。
【００２２】
（５）前記摩擦力推定部が、設定されたばね上ばね下間距離が維持されている時点での供給電流に基づいて、前記ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定するように構成された(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２３】
本項に記載の態様は、ばね上ばね下間距離を変更する際の供給電流を具体的に限定した一態様であり、ばね上ばね下間距離が中立距離（サスペンションスプリングの弾性力と分担荷重とが釣り合っている時の距離）から変更された状態で維持されている時の供給電流に基づいて、摩擦力が推定される。設定されたばね上ばね下間距離が維持されている時においては、その時のサスペンションスプリングの弾性力と分担荷重とのバランスの崩れた分を、アブソーバ力と摩擦力とが受け持つことによって、その距離を維持している。そのため、アブソーバ力を供給電流から求め、力の釣り合いによって摩擦力を容易に算出することが可能である。
【００２４】
（６）前記摩擦力推定部が、ばね上ばね下間距離が変化を開始する時点での供給電流に基づいて、前記ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を推定するように構成された(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２５】
本項に記載の態様は、ばね上ばね下間距離を変更する際の供給電流を具体的に限定した一態様である。本項の態様は、例えば、サスペンションスプリングの弾性力と分担荷重とが釣り合っている時の距離である中立距離から変化を開始する時点での供給電流に基づいて、摩擦力を推定するように構成すれば、その供給電流から求まるアブソーバ力の大きさが、摩擦力の大きさであると考えることができ、容易に摩擦力を推定することが可能である。
【００２６】
（７）前記ショックアブソーバが、
(A)前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの一方の少なくとも一部を構成し、雄ねじが形成されたねじロッドと、(B)前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの他方の少なくとも一部を構成し、雌ねじが形成されて前記ねじロッドと螺合するナットとを備え、
前記ねじロッドとナットとの一方が、ばね上部とばね下部との相対移動に伴って回転可能とされ、前記電磁式モータが、前記ねじロッドとナットとの一方の回転に対して力を付与する構造とされ、
前記摩擦力推定部が、前記ねじロッドと前記ナットとの間の摩擦力を推定するように構成された(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２７】
本項に記載の態様は、電磁式のショックアブソーバを、ねじ機構を採用したものに限定した態様であり、電磁式モータの回転力を、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対動作に対する力に容易に変換することが可能となる。なお、本項の態様においては、ばね上部側ユニット，ばね下部側ユニットのいずれにロッドを設け、いずれにナットを設けるかは、任意である。さらに、ロッドを回転不能とし、ナットを回転可能とするような構成としてもよく、逆に、ナットを回転不能とし、ロッドを回転可能とするような構成としてもよい。
【実施例】
【００２８】
以下、請求可能発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、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。
【００２９】
≪第１実施例≫
＜サスペンションシステムの構成＞
図１に、請求可能発明の第１実施例である車両用サスペンションシステム１０を模式的に示す。本サスペンションシステム１０は、前後左右の車輪１２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おり、それらサスペンション装置の各々は、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。車輪１２，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、図に示すように、車輪位置を示す添え字として、左前輪，右前輪，左後輪，右後輪の各々に対応するものにＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを付す場合がある。
【００３０】
スプリング・アブソーバAssy２０は、図２に示すように、車輪１２を保持してばね下部の一部分を構成するサスペンションロアアーム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、それらを連結するようにして配設された電磁式ショックアブソーバとしてのアクチュエータ２６と、それと並列的に設けられたサスペンションスプリングとしてのエアスプリング２８とを備えている。
【００３１】
アクチュエータ２６は、アウタチューブ３０と、そのアウタチューブ３０に嵌入してアウタチューブ３０の上端部から上方に突出するインナチューブ３２とを含んで構成されている。アウタチューブ３０は、それの下端部に設けられた取付部材３４を介してロアアーム２２に連結され、一方、インナチューブ３２は、それの上端部に形成されたフランジ部３６においてマウント部２４に連結されている。アウタチューブ３０には、その内壁面にアクチュエータ２６の軸線の延びる方向（以下、「軸線方向」という場合がある）に延びるようにして１対のガイド溝３８が設けられるとともに、それらのガイド溝３８の各々には、インナチューブ３２の下端部に付設された１対のキー４０の各々が嵌まるようにされており、それらガイド溝３８およびキー４０によって、アウタチューブ３０とインナチューブ３２とが、相対回転不能、軸線方向に相対移動可能とされている。ちなみに、アウタチューブ３０の上端部には、シール４２が付設されており、後に説明する圧力室４４からのエアの漏れが防止されている。
【００３２】
また、アクチュエータ２６は、ねじ溝が形成された雄ねじ部としてのねじロッド５０と、ベアリングボールを保持してそのねじロッド５０と螺合する雌ねじ部としてのナット５２とを含んで構成されたボールねじ機構と、動力源としての電磁式モータ５４（以下、単に「モータ５４」という場合がある）とを備えている。モータ５４はモータケース５６に固定して収容されるとともに、そのモータケース５６の鍔部がマウント部２４の上面側に固定されており、モータケース５６の鍔部にインナチューブ３２のフランジ部３６が固定されていることで、インナチューブ３２は、モータケース５６を介してマウント部２４に連結されている。モータ５４の回転軸であるモータ軸５８は、ねじロッド５０の上端部と一体的に接続されている。つまり、ねじロッド５０は、モータ軸５８を延長する状態でインナチューブ３２内に配設され、モータ５４によって回転させられる。一方、ナット５２は、ねじロッド５０と螺合させられた状態で、アウタチューブ３０の内底部に付設されたナット支持筒６０の上端部に固定支持されている。
【００３３】
エアスプリング２８は、マウント部２４に固定されたハウジング７０と、アクチュエータ２６のアウタチューブ３０に固定されたエアピストン７２と、それらを接続するダイヤフラム７４とを備えている。ハウジング７０は、概して有蓋円筒状をなし、蓋部７６に形成された穴にアクチュエータ２６のインナチューブ３２を貫通させた状態で、蓋部７６の上面側においてマウント部２４の下面側に固定されている。エアピストン７２は、概して円筒状をなし、アウタチューブ３０を嵌入させた状態で、アウタチューブ３０の上部に固定されている。それらハウジング７０とエアピストン７２とは、ダイヤフラム７４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７０とエアピストン７２とダイヤフラム７４とによって圧力室４４が形成されている。その圧力室４４には、流体としての圧縮エアが封入されている。このような構造から、エアスプリング２８は、その圧縮エアの圧力によって、ロアアーム２２とマウント部２４、つまり、車輪１２と車体とを相互に弾性的に支持しているのである。
【００３４】
上述のような構造から、ばね上部とばね下部とが接近・離間する場合、アウタチューブ３０とインナチューブ３２とは、軸線方向に相対移動が可能とされている。その相対移動に伴って、ねじロッド５０とナット５２とが軸線方向に相対移動するとともに、ねじロッド５０がナット５２に対して回転する。モータ５４は、ねじロッド５０に回転トルクを付与可能とされ、この回転トルクによって、ばね上部とばね下部との相対動作（ストローク動作）に対して、そのストローク動作を阻止する抵抗力を発生させることが可能とされている。この抵抗力をばね上部とばね下部とのストローク動作に対する減衰力として作用させることで、アクチュエータ２６は、いわゆるアブソーバ（「ダンパ」と呼ぶこともできる）として機能するものとなっている。言い換えれば、アクチュエータ２６は、自身が発生させる軸線方向の力であるアクチュエータ力によって、ストローク動作に対して減衰力を付与する機能を有しているのである。また、アクチュエータ２６は、アクチュエータ力を、ストローク動作に対する推進力つまり駆動力として作用させる機能をも有している。この機能により、ばね上部の動作に対してばね上絶対速度に比例する減衰力を作用させるいわゆるスカイフックダンパ理論に基づく制御、および、ばね下部の動作に対してばね下絶対速度に比例する減衰力を作用させる擬似的なグランドフック理論に基づく制御を実行することが可能とされている。さらに、アクチュエータ２６は、アクチュエータ力によって上下方向におけるばね上部とばね下部との距離（以下、「ばね上ばね下間距離」という場合がある）を積極的に変更し、また、ばね上ばね下間距離を所定の距離に維持する機能をも有している。この機能によって、旋回時の車体のロール，加速・減速時の車体のピッチ等を効果的に抑制すること、車両の車高を調整すること等が可能とされているのである。
【００３５】
図１に示すように、サスペンションシステム１０は、各スプリング・アブソーバAssy２０が有するエアスプリング２８に対して流体としてのエア（空気）を流入・流出させるための流体流入・流出装置、詳しく言えば、エアスプリング２８の圧力室４４に接続されて、その圧力室４４にエアを供給し、圧力室４４からエアを排出するエア給排装置８０を備えている。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、エア給排装置８０によって、各エアスプリング２８の圧力室４４内のエア量を調整することが可能とされており、エア量の調整によって、各エアスプリング２８のばね長を変更し、各車輪１２についてのばね上ばね下間距離を変化させることが可能とされている。具体的に言えば、圧力室４４のエア量を増加させてばね上ばね下間距離を増大させ、エア量を減少させてばね上ばね下間距離を減少させることが可能とされている。
【００３６】
本サスペンションシステム１０は、図１に示すように、制御装置としてのサスペンション電子制御ユニット１４０（以下、「ＥＣＵ１４０」という場合がある）によって、ススプリング・アブソーバAssy２０の作動、つまり、アクチュエータ２６およびエアスプリング２８の制御が行われる。詳しくは、アクチュエータ２６のモータ５４およびエア給排装置８０の作動の制御が行われる。ＥＣＵ１４０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１４２と、エア給排装置８０の駆動回路としてのドライバ１４４と、各アクチュエータ２６が有するモータ５４に対応する駆動回路としてのインバータ１４６とを有している。そのドライバ１４４およびインバータ１４６は、コンバータ１４８を介してバッテリ１５０に接続されており、エア給排装置８０が有する各制御弁，ポンプモータ等、および、各アクチュエータ２６のモータ５４には、そのコンバータ１４８とバッテリ１５０とを含んで構成される電源から電力が供給される。
【００３７】
車両には、イグニッションスイッチ［Ｉ／Ｇ］１６０，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］１６２，各車輪１２についてのばね上ばね下間距離を検出する４つのハイトセンサ［ｈ］１６４，車高変更指示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］１６６，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］１７０，車体に実際に発生する前後加速度である実前後加速度を検出する前後加速度センサ［Ｇｘ］１７２，車体に実際に発生する横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ［Ｇｙ］１７４，各車輪１２に対応する車体の各マウント部２４の縦加速度（上下加速度）を検出する４つのばね上縦加速度センサ［Ｇｚｓ］１７６，各車輪１２の縦加速度を検出する４つのばね下縦加速度センサ［Ｇｚｇ］１７８，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］１８０，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］１８２等が設けられており、それらはコントローラ１４２に接続されている。ＥＣＵ１４０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。また、コントローラ１４２のコンピュータが備えるＲＯＭには、後に説明するところのアクチュエータ２６の制御に関するプログラム，各種のデータ等が記憶されている。
【００３８】
図３に示すように、各アクチュエータ２６のモータ５４は、コイルがスター結線（Ｙ結線）された３相ブラシレスＤＣモータであり、上述したようにインバータ１４６によって制御駆動される。そのインバータ１４６は、図に示すような一般的なものであり、high側（高電位側），low側（低電位側）のそれぞれに対応し、かつ、モータ５４の３つの相であるＵ相，Ｖ相，Ｗ相のそれぞれに対応する６つのスイッチング素子ＨＵＳ，ＨＶＳ，ＨＷＳ，ＬＵＳ，ＬＶＳ，ＬＷＳを備えている。また、インバータ１４６が有するスイッチング素子制御回路１９０には、モータ５４に設けられてモータ５４の回転角を検出するレゾルバ［θ］１９２と，インバータ１４６内に設けられて実際にモータ５４を流れる電流である通電電流を測定する通電電流センサ［Ｉ］１９４とが接続されている。そのスイッチング素子制御回路１９０は、レゾルバ１９２によりモータ回転角（電気角）を判断し、そのモータ回転角に基づいてスイッチング素子を開閉作動させる。インバータ１４６は、いわゆる正弦波駆動によってモータ５４を駆動するのであり、モータ５４の３つの相の各々に流れる電流が、それぞれが正弦波状に変化し、その位相差が電気角で１２０°ずつ異なるように、スイッチング素子が制御される。また、インバータ１４６は、起電力によって発電された電力（電流）を電源に回生可能な構造とされており、モータ５４は、供給電流に依存したモータ力だけでなく、発電電流に依存したモータ力を発生させる場合がある。つまり、インバータ１４６は、電源からの供給電流であるか、起電力によって生じる発電電流であるかに拘わらず、モータ４６を流れる電流、つまり、モータ５４の通電電流を調整して、モータ力を制御する構造とされている。なお、通電電流は、各インバータ１４６がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。
【００３９】
＜サスペンションシステムの制御＞
本サスペンションシステム１０では、４つのスプリング・アブソーバAssy２０の各々を独立して制御することが可能となっている。それらスプリング・アブソーバAssy２０の各々において、通常時は、アクチュエータ２６のアクチュエータ力が独立して制御されて、車体および車輪１２の振動、つまり、ばね上振動およびばね下振動を減衰するための制御（以下、「振動減衰制御」という場合がある）が実行される。また、車両の旋回に起因する車体のロールを抑制するための制御（以下、「ロール抑制制御」という場合がある），車両の加減速に起因する車体のピッチを抑制するための制御（以下、「ピッチ抑制制御」という場合がある）が実行される。上記振動減衰制御，ロール抑制制御，ピッチ抑制制御は、各制御ごとのアクチュエータ力の成分である振動減衰成分，ロール抑制成分，ピッチ抑制成分を合計して目標アクチュエータ力が決定され、アクチュエータ２６がその目標アクチュエータ力を発生させるように制御されることで、総合的に実行される。なお、以下の説明において、アクチュエータ力およびそれの成分は、ばね上部とばね下部とを離間させる方向（リバウンド方向）の力に対応するものが正の値，ばね上部とばね下部とを接近させる方向（バウンド方向）の力に対応するものが負の値となるものとして扱うこととする。
【００４０】
なお、本サスペンションシステム１０では、エアスプリング２８によって、路面の起伏が大きい道路の走行への対処等を目的として運転者の意思に基づいて車両の車高を変更する制御（以下、「車高変更制御」という場合がある）も実行される。その車高変更制御について簡単に説明する。車高変更制御は、運転者の意図に基づく車高変更スイッチ１６６の操作によって実現すべき設定車高である目標設定車高が変更された場合において、実行される。その目標設定車高の各々に応じて、各車輪１２についての目標となるばね上ばね下間距離が設定されており、ハイトセンサ１６４の検出値に基づいて、それぞれの車輪１２についてのばね上ばね下間距離が目標距離になるように、エア給排装置８０の作動が制御され、各車輪１２のばね上ばね下間距離が目標設定車高に応じた距離に変更されるのである。さらに、この車高変更制御では、例えば、乗員数の変化，荷物の積載量の変化等による車高の変動に対処することを目的とした、いわゆるオートレベリングと呼ばれる制御も行われる。
【００４１】
i）振動減衰制御
振動減衰制御では、車体および車輪１２の振動を減衰するためにその振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力を発生させるべく、アクチュエータ力の振動減衰成分ＦVが決定される。つまり、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御と、擬似的なグランドフック理論に基づいた制御との両者を行う制御である。具体的には、車体のマウント部２４に設けられたばね上縦加速度センサ１７６によって検出されるばね上縦加速度から計算される車体のマウント部２４の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね上速度Ｖｓと、ロアアーム２２に設けられたばね下縦加速度センサ１７８によって検出されるばね下縦加速度から計算される車輪１２の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね下速度Ｖｇとに基づいて、次式に従って、振動減衰成分ＦVが演算される。
ＦV＝Ｃｓ・Ｖｓ−Ｃｇ・Ｖｇ
ここで、Ｃｓは、車体のマウント部２４の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのゲインであり、Ｃｇは、車輪１２の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのゲインである。つまり、Ｃｓ，Ｃｇは、いわゆるばね上，ばね下絶対振動に対する減衰係数と考えることができる。
【００４２】
ii）ロール抑制制御
車両の旋回時においては、その旋回に起因するロールモーメントによって、旋回内輪側のばね上部とばね下部とが離間させられるとともに、旋回外輪側のばね上部とばね下部とが接近させられる。ロール抑制制御では、その旋回内輪側の離間および旋回外輪側の接近を抑制すべく、旋回内輪側のアクチュエータ２６にバウンド方向のアクチュエータ力を、旋回外輪側のアクチュエータ２６にリバウンド方向のアクチュエータ力を、それぞれ、ロール抑制力として発生させる。具体的に言えば、まず、車体が受けるロールモーメントを指標する横加速度として、ステアリングホイールの操舵角δと車速ｖとに基づいて推定された推定横加速度Ｇｙｃと、横加速度センサ１７４によって実測された実横加速度Ｇｙｒとに基づいて、制御に利用される横加速度である制御横加速度Ｇｙ*が、次式に従って決定される。
Ｇｙ*＝Ｋ1・Ｇｙｃ＋Ｋ2・Ｇｙｒ  （Ｋ1，Ｋ2：ゲイン）
そのように決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、ロール抑制成分ＦRが、次式に従って決定される。
ＦR＝Ｋ3・Ｇｙ*  （Ｋ3：ゲイン）
【００４３】
iii）ピッチ抑制制御
車体の制動時等、減速時に発生する車体のノーズダイブに対しては、そのノーズダイブを生じさせるピッチモーメントによって、前輪側のばね上部とばね下部とが接近させられるとともに、後輪側のばね上部とばね下部とが離間させられる。また、車体の加速時に発生する車体のスクワットに対しては、そのスクワットを生じさせるピッチモーメントによって、前輪側のばね上部とばね下部とが離間させられるとともに、後輪側のばね上部とばね下部とが接近させられる。ピッチ抑制制御では、それらの場合の接近・離間距離を抑制すべく、アクチュエータ力をピッチ抑制力として発生させる。具体的には、車体が受けるピッチモーメントを指標する前後加速度として、前後加速度センサ１７２によって実測された実前後加速度Ｇｘが採用され、その実前後加速度Ｇｘに基づいて、ピッチ抑制成分ＦPが、次式に従って決定される。
ＦP＝Ｋ4・Ｇｘ  （Ｋ4：ゲイン）
なお、ピッチ抑制制御は、スロットルセンサ１８０によって検出されるスロットルの開度、あるいは、ブレーキ圧センサ１８２によって検出されるマスタシリンダ圧が、設定された閾値を超えることをトリガとして実行される。
【００４４】
iv）目標アクチュエータ力とモータの作動制御
アクチュエータ２６の制御は、それが発生させるべきアクチュエータ力である目標アクチュエータ力に基づいて行われる。詳しく言えば、上述のようにして、アクチュエータ力の振動減衰成分ＦV，ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPが決定されると、それらに基づき、ばね上部とばね下部とに作用させるべき基準となるアブソーバ力である基準アブソーバ力ＦBが、次式に従って求められる。
ＦB＝ＦV＋ＦR＋ＦP
そして、その基準アブソーバ力ＦBと、後に詳しく説明するばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力ｆｒとに基づき、その摩擦力ｆｒの影響が小さくなるように、次式に従って目標アクチュエータ力Ｆ*が決定される。
Ｆ*＝ＦB±ｆｒ
なお、摩擦力ｆｒが配慮された目標アクチュエータ力Ｆ*の決定は、基準アブソーバ力ＦBの方向と、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対移動する方向（以下、「相対移動方向」と呼ぶ場合がある）とに基づいて行われる。具体的には、基準アブソーバ力ＦBの方向と相対移動方向とが同じ方向である場合には、摩擦力が基準アブソーバ力に対抗する力となることから、基準アブソーバ力より動摩擦力の分だけ大きな力を発生させ、基準アブソーバ力ＦBの方向と相対移動方向とが逆方向である場合には、摩擦力が基準アブソーバ力を補助する力となることから、動摩擦力の分だけ小さな力を発生させるのである。また、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとが相対移動していない場合、つまり、旋回時の車体のロール，加速・減速時の車体のピッチ等を抑制して、ばね上ばね下間距離を所定の距離に維持する力を発生させる場合には、摩擦力はそのばね上ばね下間距離を所定の距離に維持する力となることから、基準アブソーバ力より静止摩擦力の分だけ小さな力を発生させるのである。
【００４５】
そして、上述のように決定された目標アクチュエータ力Ｆ*を発生させるためのモータ４６の作動制御が、インバータ１４６によって行われる。詳しく言えば、上述のように決定された目標アクチュエータ力Ｆ*に基づいて、目標となるデューティ比が決定され、そのデューティ比に基づいた指令がインバータ１４６に送信される。インバータ１４６は、その適切なデューティ比の下、スイッチング素子の開閉を制御してモータ５４を流れる電流を調整することで、アクチュエータ力を制御するのである。
【００４６】
v）摩擦力の推定（乗降時車高変更制御）
以下に、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力ｆｒを推定する方法について詳しく説明する。本サスペンションシステム１０では、アクチュエータ２６によって、乗員の乗降や荷物の積み降ろしを容易にするための制御として乗降時の車両の車高を変更する制御（以下、「乗降時車高変更制御」という場合がある）も実行されるようになっており、その制御の実行時に、摩擦力が推定されるようになっている。その乗降時車高変更制御では、イグニッションスイッチ１６０がＯＦＦとされた場合に、ばね上ばね下間距離が、乗降時車高に対応するばね上ばね下間距離Ｌ0（以下、「乗降時距離Ｌ0」と呼ぶ場合がある）とされ、電子キーを携帯している乗員がセンサで検知できる範囲外に移動した場合に、制御開始前の元のばね上ばね下間距離、つまり、各車輪１２においてエアスプリング２８によって維持されるばね上ばね下間距離である基準距離ＬBに戻されるようになっている。逆に、電子キーを携帯している乗員がセンサで検知できる範囲内に入った場合に、ばね上ばね下間距離が、乗降時距離Ｌ0とされ、イグニッションスイッチ１６０がＯＮとされた場合に、基準距離ＬBに戻されるようになっている。
【００４７】
乗降時車高変更制御は、乗降時距離Ｌ0あるいは基準距離ＬBを、各車輪１２についての目標となるばね上ばね下間距離（以下、単に「目標距離」という場合がある）Ｌ*として設定し、ばね上ばね下間距離がその目標距離となるようにアクチュエータ２６を制御すべく、目標アクチュエータ力Ｆ*が決定される。具体的には、ハイトセンサ１６４により検出される実ばね上ばね下間距離Ｌrの目標距離Ｌ*に対する偏差であるばね上ばね下間距離偏差ΔＬ（＝Ｌ*−Ｌr）が認定され、そのばね上ばね下間距離偏差ΔＬが０となるように、目標アクチュエータ力Ｆ*が決定されるのである。その目標アクチュエータ力Ｆ*は、ＥＣＵ１４０において、ばね上ばね下間距離偏差ΔＬに基づき、次式のＰＩＤ制御則に従って決定される。
Ｆ*＝ＫP・ΔＬ＋ＫI・ｉｎｔ（ΔＬ）＋ＫD・ΔＬ’
ここで、第１項，第２項，第３項は、それぞれ、目標アクチュエータ力Ｆ*における比例項成分（Ｐ項成分），積分項成分（Ｉ項成分），微分項成分（Ｄ項成分）を意味し、ＫP，ＫI，ＫDは、それぞれ、比例ゲイン，積分ゲイン，微分ゲインを意味する。また、Ｉｎｔ（ΔＬ）は、ばね上ばね下間距離偏差ΔＬの積分値に相当する。ちなみに、積分項成分によって、ばね上ばね下間距離を中立位置から変更した距離に維持する力が発生することになる。そして、通常のアクチュエータ２６の制御と同様に、この目標アクチュエータ力Ｆ*より決定された目標デューティ比に基づく指令がインバータ１４６に送信され、インバータ１４６は、アクチュエータ力を制御するのである。
【００４８】
上記乗降時車高変更制御においては、アクチュエータ２６によってばね上ばね下間距離を目標となる乗降時距離Ｌ0まで変更する際、エアスプリング２８の弾性力に抗して目標まで到達させる。そのため、その目標まで到達させた時点におけるエアスプリング２８の弾性力と分担荷重とのバランスが崩れた分を、アクチュエータ２６が発生させているアクチュエータ力ＦAと、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットの間の静止摩擦力ｆｒSとによって、乗降時距離Ｌ0を維持していることになる。つまり、静止摩擦力ｆｒSは、次式により推定することが可能である。
ｆｒS＝ｋ・（ＬB−Ｌ0）−｜ＦA｜
ここで、ｋは、エアスプリング２８のばね定数である。なお、発生させているアクチュエータ力ＦAは、インバータ１４６内の通電電流センサ１９４の検出値に基づいて求めることができる。つまり、乗降時車高変更制御における通電電流は、バッテリ１５０からモータ５４への供給電流であり、その供給電流ｉrに基づき、次式に従って求めることができる。なお、ＫTは、モータ５４のトルク定数である。
ＦA＝ＫT・ｉr
また、その静止摩擦力ｆｒSから、動摩擦力ｆｒDも、式ｆｒD＝Ｃ・ｆｒS（Ｃ：定数）に従って推定されるようになっている。
【００４９】
そして、先に述べたように、この推定されたばね上部側ユニットとばね下部側ユニットの間の摩擦力ｆｒである静止摩擦力ｆｒSおよび動摩擦力ｆｒDが、通常時のアクチュエータ２６の制御における目標アクチュエータ力の決定に用いられるのである。また、この推定された摩擦力ｆｒSは、アクチュエータ２６の失陥判定にも用いられる。具体的には、その摩擦力ｆｒSが、アクチュエータ２６の構造上それが有することになる摩擦力を基準として設定された値である設定値ｆｒ0以上となった場合にアクチュエータ２６が異常であると判定される。なお、アクチュエータ２６が異常である場合には、警告ランプ等によって運転者に認知させるようになっている。
【００５０】
＜アクチュエータ制御プログラム＞
上述のようなアクチュエータ２６の制御は、図４にフローチャートを示すアクチュエータ制御プログラムが、短い時間間隔（例えば、数ｍsec〜数十msec）をおいてコントローラ１４２により繰り返し実行されることによって行われる。本サスペンションシステム１０が配備されている車両は、電子キーを採用しており、車両に設けられたセンサ（図示省略）は、その電子キーが車両から所定範囲内に存在する場合にその電子キーを検知可能とされている。上記のプログラムは、そのセンサによって電子キーが検知されてから、電子キーが検知されなくなった後に一定時間（例えば、６０sec）が経過するまでの間実行される。以下に、それら制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、それらの制御プログラムは、４つの車輪１２にそれぞれ設けられたスプリング・アブソーバAssy２０のアクチュエータ２６の各々に対して実行される。以降の説明においては、説明の簡略化に配慮して、１つのアクチュエータ２６に対しての本プログラムによる処理について説明する。
【００５１】
アクチュエータ制御プログラムにおいては、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である）〜Ｓ３において、Ｓ４以下の乗降時車高変更制御を実行するか、Ｓ１６以下の通常時の振動減衰するとともに車体のロールおよびピッチを抑制するための制御を実行するかが判定される。乗降時車高変更制御は、電子キーを携帯している乗員がセンサで検知できる範囲内に入った場合や、イグニッションスイッチ１６０がＯＮからＯＦＦとされた場合に実行されるようになっており、まず、Ｓ４において、乗降時車高変更制御を実行していることを示すフラグである乗降フラグがＯＮとされる。次いで、Ｓ５以下において、目標となるばね上ばね下間距離である目標距離Ｌ*が、乗降時車高に対応するばね上ばね下間距離である乗降時距離Ｌ0とされ、その決定された目標距離Ｌ*に対する実ばね上ばね下間距離Ｌrの偏差であるばね上ばね下間距離偏差ΔＬ（＝Ｌ*−Ｌr）が認定され、そのばね上ばね下間距離偏差ΔＬが０となるように、乗降時車高変更制御における目標アクチュエータ力Ｆ*が決定され、その決定された目標アクチュエータ力Ｆ*に基づいて、アクチュエータ２６が有するモータ５４の通電電流つまりデューティ比が決定され、それらについての制御信号が、インバータ１４６に送信される。
Ｆ*＝ＫP・ΔＬ＋ＫI・ｉｎｔ（ΔＬ）＋ＫD・ΔＬ’
そして、電子キーが検知されなくなるまで、あるいは、イグニッションスイッチ１６０がＯＮとされるまで繰り返し実行され、ばね上ばね下間距離が乗降時距離Ｌ0となるまで変化させられて、その距離が維持されることになる。
【００５２】
ばね上ばね下間距離が乗降時距離Ｌ0まで到達した場合には、通電電流センサ１９４の検出値から求められたモータ５４への供給電流ｉrに基づいて、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の静止摩擦力ｆｒSが、式ｆｒS＝ｋ・（ＬB−Ｌ0）−｜ＫT・ｉr｜により推定される。また、その静止摩擦力ｆｒSから、動摩擦力ｆｒDも式ｆｒD＝Ｃ・ｆｒSに従って推定される。なお、Ｓ９において、その推定された静止摩擦力ｆｒSが、閾値ｆｒ0以上であるか否かが判定され、閾値ｆｒ0以上である場合には、アクチュエータ２６に異常があるとして、Ｓ１０において、警告ランプの点灯，警告ブザーを鳴らすこと等により、運転者に異常を認知させる。
【００５３】
また、電子キーが検知されなくなった場合、あるいは、イグニッションスイッチ１６０がＯＮとされた場合には、Ｓ１１において、目標距離Ｌ*が、エアスプリング２８によって維持されるばね上ばね下間距離である基準距離ＬBとされる。上述した場合と同様に、ばね上ばね下間距離が目標距離Ｌ*となるように、目標アクチュエータ力Ｆ*が決定され、制御信号がインバータ１４６へ送信される。そして、ばね上ばね下間距離が基準距離ＬBまで戻されれば、Ｓ１３において、乗降フラグがＯＦＦとされ、乗降時車高変更制御が終了する。
【００５４】
上述した乗降時車高変更制御が実行されない場合には、Ｓ１７以下において通常時のアクチュエータ２６の制御が実行される。簡単に説明すれば、Ｓ１７〜Ｓ１９において、先に説明したような手法で、振動減衰成分ＦV，ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPが決定され、Ｓ２０において、それら３つの成分を足し合わせて、ばね上部とばね下部とに作用させるべき力である基準アブソーバ力ＦBが決定される。そして、Ｓ２１，２２において、乗降時車高変更制御において推定された摩擦力ｆｒの影響が小さくなるように、目標アクチュエータ力Ｆ*が決定される。具体的には、今回と前回のプログラム実行時のハイトセンサ１６４の検出値からストローク速度Ｖstを算出し、そのストローク速度Ｖstに基づいて、ストロークに対して抵抗力となるように摩擦力の符号が判断され、目標アクチュエータ力Ｆ*（＝ＦB±ｆｒ）が決定される。その決定された目標アクチュエータ力Ｆ*に基づいて、デューティ比が決定され、それらについての制御信号が、インバータ１４６に送信される。以上の一連の処理の後、本プログラムの１回の実行が終了する。
【００５５】
＜制御装置の機能構成＞
上述のアクチュエータ制御プログラムを実行するＥＣＵ１４０は、それらのプログラムに従う各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図５に示すように、ＥＣＵ１４０は、Ｓ１７の処理を実行して振動減衰成分ＦV決定する機能部として、振動減衰制御部２００を、Ｓ１８の処理を実行してロール抑制成分ＦRを決定する機能部として、ロール抑制制御部２０２を、Ｓ１９の処理を実行してピッチ抑制成分ＦPを決定する機能部として、ピッチ抑制制御部２０４を、それぞれ有している。また、ＥＣＵ１４０は、Ｓ４〜Ｓ１５の処理を実行して乗降時の車高を変更するためのアクチュエータ力を決定する機能部として、乗降時車高変更制御部２０６を有している。その乗降時車高変更制御部２０６は、Ｓ６〜Ｓ８の処理を実行してばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力ｆｒを推定する機能部として、摩擦力推定部２０８を、その摩擦力推定部２０８によって推定された摩擦力ｆｒが設定限度以上である場合にアクチュエータ２６が異常であると判定する機能部として、失陥判定部２１０を、それぞれ有している。さらに、ＥＣＵ１４０は、Ｓ２１，Ｓ２２の処理を実行して摩擦力推定部２０８によって推定された摩擦力ｆｒを考慮して目標アクチュエータ力Ｆ*を決定する機能部として、目標アクチュエータ力決定部２１２を有している。
【００５６】
以上のような構成から、本サスペンションシステム１０は、アクチュエータ２６の作動を制御してばね上ばね下間距離を変更する際の供給電流、詳しくは、設定されたばね上ばね下間距離が維持されている時点での供給電流に基づいて、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力が推定される。したがって、本システム１０は、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を、簡便に推定することが可能なシステムとなっている。また、供給電流の検出には、モータ５４の制御のために設けられた通電電流センサ１９４を利用しているため、余計にセンサ等を付け加える必要がないため、簡便な構成のシステムとなっている。
【００５７】
さらに、本システム１０は、推定された摩擦力を考慮して目標アクチュエータ力を決定するため、摩擦力が変化した場合であっても、ばね上部とばね下部とに対して適切な力を作用させることができ、車両の乗り心地，操縦性・安定性等の悪化を防止することが可能である。
【００５８】
＜変形例＞
なお、上記第１実施例においては、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力が、直接算出されて推定されていたが、例えば、(i)アクチュエータ２６の作動を制御してばね上ばね下間距離を変更する際の実際の供給電流と、(ii)ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力が、アクチュエータ２６の構造によって決まる摩擦力である設計摩擦力と同じ大きさである場合において、アクチュエータ２６の作動を制御してばね上ばね下間距離を変更する際に必要とされる供給電流である必要供給電流との差分に基づいて、摩擦力の設計摩擦力からの変化分が推定されるようにしてもよい。
【００５９】
≪第２実施例≫
第２実施例の車両用サスペンションシステムは、そのハード構成が第１実施例のシステムと同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第１実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するものとする。本実施例のシステムは、第１実施例のシステムとはＥＣＵ１４０によるアクチュエータ２６の制御が、第１実施例のシステムとは相違する。具体的には、第１実施例のシステムは、摩擦力は、設定されたばね上ばね下間距離が維持されている時点での供給電流に基づいて推定されていたが、本実施例のシステムにおいては、ばね上ばね下間距離が、エアスプリング２８の弾性力と分担荷重とが釣り合っている時の距離から変化を開始する時点での供給電流に基づいて推定される。以下に、摩擦力の推定方法について詳しく説明する。
【００６０】
本実施例のシステムにおけるアクチュエータ２６の制御は、図６にフローチャートを示すアクチュエータ制御プログラムが、イグニッションスイッチ１６０がＯＮ状態とされている間、短い時間間隔（例えば、数ｍsec〜数十msec）をおいてコントローラ１４２により繰り返し実行されることによって行われるようになっている。本システムでは、第１実施例の乗降時車高変更時制御に代えて、Ｓ３２以下の摩擦力を推定するために車両の車高を変更する制御（以下、「摩擦力推定用車高変更制御」という場合がある）が実行されるようになっている。その摩擦力推定用車高変更制御は、イグニッションスイッチ１６０がＯＮとされた後に、最初に実行され、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力が推定される。具体的には、摩擦力推定用車高変更制御では、Ｓ３２において、目標となるモータ５４への通電電流ｉ*（供給電流）が決定されるのであり、その通電電流ｉ*が、プログラムの実行毎にδｉずつ大きくされるようになっている。そして、ハイトセンサ１６４から検出された実ばね上ばね下間距離Ｌrに変化があった場合に、アクチュエータ力が、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を超えたことになる。つまり、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力は、前回のプログラム実行時のアクチュエータ力の大きさにほぼ等しいと考えることができる。したがって、前回のプログラムの実行時に通電電流センサ１９４によって検出された供給電流ｉrに基づいて、静止摩擦力ｆｒSが推定されるとともに（Ｓ３４）、その静止摩擦力ｆｒSから動摩擦力ｆｒDが推定される（Ｓ３５）。
ｆｒS＝ＫT・ｉr
ｆｒD＝Ｃ・ｆｒS
ちなみに、それら摩擦力ｆｒが推定された後には、Ｓ３７において、目標供給電流ｉ*は０とされるため、本実施例のシステムにおいては、ほとんど車高を変化させることなく摩擦力を推定することが可能である。
【００６１】
そして、上記の推定された摩擦力ｆｒが、通常時のアクチュエータ２６の制御における目標アクチュエータ力の決定に用いられるのであり、次式に従って決定される。（Ｓ４５，Ｓ４６）
Ｆ*＝ＦB±ｆｒ
また、推定された静止摩擦力ｆｒSは、アクチュエータ２６の失陥判定にも用いられ、その静止摩擦力ｆｒSが、設定値ｆｒ0以上となった場合にアクチュエータ２６に異常があると判定される（Ｓ３８，Ｓ３９）。
【００６２】
以上のような構成から、本実施例のサスペンションシステムは、アクチュエータ２６の作動を制御してばね上ばね下間距離を変更する際の供給電流、詳しくは、ばね上ばね下間距離が変化を開始する時点での供給電流に基づいて、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力が推定される。したがって、本実施例のシステムも、第１実施例のシステムと同様に、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの間の摩擦力を、簡便に推定することが可能なシステムとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】請求可能発明の第１実施例である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に示すスプリング・アブソーバAssyを示す正面断面図である。
【図３】図２のアクチュエータが備える電磁式モータの制御を行う駆動回路等の回路図である。
【図４】図１に示すサスペンション電子制御ユニットによって実行されるアクチュエータ制御プログラムを表すフローチャートである。
【図５】図１に示す車両用サスペンションシステムが有するサスペンション電子制御ユニットの機能に関するブロック図である。
【図６】第２実施例の車両用サスペンションシステムにおけるサスペンション電子制御ユニットによって実行されるアクチュエータ制御プログラムを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０：車両用サスペンションシステム    １２：車輪    ２０：スプリング・アブソーバAssy    ２２：ロアアーム（ばね下部）    ２４：マウント部（ばね上部）    ２６：アクチュエータ（ショックアブソーバ）    ２８：エアスプリング（サスペンションスプリング）        ５０：ねじロッド（雄ねじ部）    ５２：ナット（雌ねじ部）    ５４：電磁式モータ    ８０：エア給排装置    １４０：サスペンション電子制御ユニット（ＥＣＵ）    １４２：コントローラ    １４６：インバータ    １５０：バッテリ（電源）    １６４：ハイトセンサ    １９４：通電電流センサ    ２００：振動減衰制御部    ２０２：ロール抑制制御部    ２０４：ピッチ抑制制御部    ２０６：乗降時車高変更制御部    ２０８：摩擦力推定部    ２１０：失陥判定部    ２１２：目標アクチュエータ力決定部（目標アブソーバ力決定部）
【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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