(57)【要約】【課題】荷重減少時に車輪と車体の離間距離が必要以上に大きくならないサスペンション装置を得る。【解決手段】サスペンション装置３１４に、シリンダハウジング５０の内部がピストン３４によって区画されて形成された２つの空気室４４，４６を有する弾性伸縮装置３０を設ける。車輪１４と車体２４とが離間する際には、ピストン３４が図において下方に移動させられ、第１空気室４４による車輪１４と車体２４とを離間させる弾性力が減少するとともに、第２空気室４６による車輪１４と車体２４とを接近させる弾性力が増大する。その結果、弾性伸縮装置３０が発生する車体２４を支持する弾性力は、第２空気室４６がない場合よりも小さくなり、車輪と車体の離間距離が必要以上に大きくならないのである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを圧縮して弾性力を発生させることによって車輪と車体とを弾性的に連結するガススプリング機構を備えたサスペンション装置であって、
前記ガススプリング機構が、
車輪と車体との接近に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる第１ガス室と、
車輪と車体との離間に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを接近させる向きの弾性力を発生させる第２ガス室とを含んで構成されることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記ガススプリング機構が、
車輪と車体との一方に連結されたシリンダハウジングと、
そのシリンダハウジングの内部に移動可能に嵌合させられたピストンと、
一端部が前記ピストンに取り付けられるとともに、他端部が前記シリンダハウジング外部に延び出して前記車輪と車体との他方に連結されたピストンロッドと
を含んで構成され、
前記シリンダハウジングの内部が前記ピストンによって区画されて前記第１ガス室および前記第２ガス室が形成されたものである請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記ピストンが、
前記シリンダハウジングの内部に移動可能に嵌められたピストン部と、そのピストン部に設けられて前記第１ガス室と前記第２ガス室とを連通させる筒部とを有する第１ピストンと、
前記ピストンロッドの前記一端部が取り付けられるとともに、前記筒部の内周部にその筒部と相対移動可能に嵌められた第２ピストンと、
前記筒部と前記第２ピストンとの設定相対位置を超える相対移動を禁止する相対移動禁止部と
を含んで構成された請求項２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
当該サスペンション装置が、
車輪と車体との接近に応じて変形させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させるばね部材を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項５】
前記ガススプリング機構が、
前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々に、ガスの供給・排出を行うための給排気口を備えた請求項１ないし４のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項６】
当該サスペンション装置が、
前記第１ガス室と前記第２ガス室とに、個別にガスの供給・排出が可能なガス給排気装置と、
そのガス給排気装置を制御することによって、車輪と車体との基準となる離間距離と前記ガススプリング機構のばね特性とを任意に変更可能とするガススプリング制御装置と
を備えた請求項１ないし５のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項７】
前記ガススプリング制御装置が、
前記基準となる離間距離の目標値と前記ばね特性の目標値とに基づいて、前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々について、ガスの充填量を推定することが可能な物理量である充填量推定物理量の目標値を決定する目標充填量推定物理量決定部を備えた請求項６に記載のサスペンション装置。
【請求項８】
前記ガススプリング制御装置が、前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々の前記充填量推定物理量が、それら各々の前記充填量推定物理量の目標値に近づくように前記ガス給排気装置を制御する充填量推定物理量依拠制御部を備えた請求項７に記載のサスペンション装置。
【請求項９】
当該サスペンション装置が、
４つの車輪の各々に対応する前記ガススプリング機構を４つ備えた車両に設けられ、それら４つの前記ガススプリング機構のうちの１つの前記ガススプリング機構である特定ガススプリング機構を備えるものであり、
前記ガススプリング制御装置が、
前記特定ガススプリング機構とそれの対角に位置する前記ガススプリング機構との少なくとも一方の支持荷重を減少させる場合に、前記特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を減少させ、前記特定ガススプリング機構に隣り合う２つの前記ガススプリング機構の支持荷重を減少させる場合に、前記特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を増大させる支持荷重目標値変更部を備えるとともに、
前記目標充填量推定物理量決定部により、支持荷重の目標値に基づいて前記特定ガススプリング機構の前記第１ガス室と前記第２ガス室との充填量推定物理量を決定するように構成された請求項７または８に記載のサスペンション装置。
【請求項１０】
前記特定ガススプリング機構のばね特性が、設定された範囲における車輪と車体との離間距離の変化に対する前記ガススプリング機構が発生する弾性力の変化の度合いで規定されるものであり、
前記ガススプリング制御装置が、前記ガススプリング機構のばね特性の目標値として、前記弾性力の変化の度合いの目標値であるばね特性目標値を決定するばね特性目標値決定部を備え、
そのばね特性目標値決定部が、前記特定ガススプリング機構とそれの対角に位置するものとの少なくとも一方の支持荷重を減少させる場合に、前記特定ガススプリング機構の前記弾性力の変化の度合いが低下しないように前記ばね特性目標値を決定する支持荷重低減時決定部を備えた請求項９に記載のサスペンション装置。
【請求項１１】
前記ガススプリング機構のばね特性が、設定された範囲における車輪と車体との離間距離の変化に対する前記ガススプリング機構が発生する弾性力の変化の度合いで規定されるものであり、
前記ガススプリング制御装置が、前記ガススプリング機構のばね特性の目標値として、前記弾性力の変化の度合いの目標値であるばね特性目標値を決定するばね特性目標値決定部を備えた請求項６ないし１０のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項１２】
前記ばね特性目標値決定部が、
前記ガススプリング機構が支持する車体の部分のばね上固有振動数が目標値になるように、前記ガススプリング機構の前記ばね特性目標値を決定する固有振動数依拠決定部を備えた請求項１１に記載のサスペンション装置。
【請求項１３】
前記ガススプリング機構が、
車両の互いに隣り合う前輪と後輪との一方と、車体とを弾性的に連結するものであり、
前記ばね特性目標値決定部が、
前輪側のばね上固有振動の周期と後輪側のばね上固有振動の周期との差を、走行時の車両が前後輪の軸間距離だけ移動する際の時間と等しくさせるべく、前記ガススプリング機構の前記ばね特性目標値を決定する固有振動周期差依拠決定部を備えた請求項１１または１２に記載のサスペンション装置。
【請求項１４】
前記ばね特性目標値決定部が、
車輪内のガス圧力を推定することが可能な車輪圧力推定情報に基づいて、車輪内のガス圧力が低下した場合に、前記弾性力の変化の度合いが大きくなるように前記ばね特性目標値を決定する車輪ガス圧力依拠決定部を備えた請求項１１ないし１３のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項１５】
当該サスペンション装置が、
ガスを吸引する吸入部とガスを吐出する吐出部とを有して、前記吸入部から吸入したガスを前記吐出部から吐出するポンプと、
前記吸入部と前記吐出部との一方を前記第１ガス室と前記第２ガス室との一方に連通させるとともに、前記吸入部と前記吐出部との他方を前記第１ガス室と前記第２ガス室との他方に連通させるガス移動状態と、前記吸入部と前記吐出部との各々と、前記第１ガス室と前記第２ガス室との各々との連通が遮断された状態であるガス移動禁止状態とを切り換える連通切換器と
を含んで構成されるガス移動装置を備えた請求項１ないし１４のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項１６】
前記ガス移動装置が、
前記ポンプの前記吸入部と前記連通切換器とを接続する吸入側ガス通路と大気とを連通させる大気連通路に配設されて大気から吸入されるガスの水分を除去する水分除去器と、
前記大気連通路に配設されて前記吸入側ガス通路と大気との連通の有無を切り換える大気連通切換器と
を含んで構成された大気ガス吸入排出装置を備えた請求項１５に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを圧縮して弾性力を発生させるガススプリング機構を備えたサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性力を発生させるガスとして空気を用いたエアスプリング機構を備え、空気の弾性力によって車輪と車体とを弾性的に連結するエアサスペンション装置が使用されている。下記特許文献１には、車輪と車体との接近に応じて容積が減少して車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させるための空気室、つまり、離間力発生型の空気室を有するエアスプリング機構を備えたエアサスペンション装置が記載されている。
【特許文献１】特開平５−２７０２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１のエアサスペンション装置は、上記離間力発生型の空気室しか備えておらず、車輪と車体とが接近した際の弾性力が比較的増加しやすいのに対して、車輪と車体とが離間した際の弾性力が比較的減少しにくいという特性を有している。そのため、旋回等によって車体がロールした状態において、旋回外輪側の車体は下降しにくいのに対して、旋回内輪側の車体は上昇しやすく、車体の重心が上昇し易いという問題がある。そのような問題は、従来のエアサスペンション装置の旋回性能等を向上させる上で障害となり得る問題の一例であり、エアサスペンション装置には種々の観点からの改良の余地がある。すなわち、従来のエアサスペンション装置に改良を施すことによって車両の旋回性能を向上させる等、実用性を向上させることが可能である。本発明は、そういった実情を鑑みてなされたものであり、より実用的なサスペンション装置を得ることを課題としてなされたものである。
【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装置は、(a)車輪と車体との接近に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる第１ガス室と、(b)車輪と車体との離間に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを接近させる向きの弾性力を発生させる第２ガス室とを含んで構成されたガススプリング機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のサスペンション装置は、車輪と車体とを離間させる弾性力である「離間力」を発生させるための離間力発生型ガス室である第１ガス室だけでなく、車輪と車体とを接近させる向きの弾性力である「接近力」を発生させるための第２ガス室も備えており、第２ガス室によって接近力を発生させ、第１ガス室が発生させる離間力の影響を減少させることができる。そのため、例えば、旋回時等に荷重が減少する旋回内輪が車体に対して必要以上に離間することを抑制することができる。すなわち、本発明により、例えば、旋回性能が向上する等、より実用的なサスペンション装置が得られるのである。なお、本発明のサスペンション装置の各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、〔発明の態様〕の項において詳しく説明する。
【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、請求可能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、各項の態様から一部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。
【０００７】
なお、以下の各項において、(1)項が請求項１に、(2)項が請求項２に、(3)項が請求項３に、(6)項が請求項４に、(7)項が請求項５に、(8)項と(11)項とを合わせたものが請求項６に、(13)項が請求項７に、(14)項が請求項８に、(21)項が請求項９に、(22)項が請求項１０に、(12)項と(24)項とを合わせたものが請求項１１に、(27)項が請求項１２に、(28)項が請求項１３に、(29)項が請求項１４に、(42)項が請求項１５に、(43)項が請求項１６に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）ガスを圧縮して弾性力を発生させることによって車輪と車体とを弾性的に連結するガススプリング機構を備えたサスペンション装置であって、
前記ガススプリング機構が、
車輪と車体との接近に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる第１ガス室と、
車輪と車体との離間に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを接近させる向きの弾性力を発生させる第２ガス室とを含んで構成されることを特徴とするサスペンション装置。
【０００９】
本項に記載のガススプリング機構では、第１ガス室が、例えば、従来のエアスプリングの空気室と同様な働きをする。つまり、第１ガス室は、車輪と車体との接近に応じて第１ガス室内に収容されたガスを圧縮し、そのガスによって車輪と車体とを離間させる弾性力である「離間力」を発生させるための「離間力発生型ガス室」とされているのである。そして、本項のガススプリング機構は、第１ガス室の離間力によって、車体の重量を支えつつ、路面の隆起を乗り越える際等に車輪と車体との接近を弾性的に許容して車両の乗り心地を良好に保つようにされている。しかしながら、第１ガス室の離間力の影響により、例えば、旋回時等に旋回内輪と車体とが必要以上に離間し易いという問題がある。
【００１０】
本項に記載のガススプリング機構は、離間力発生型ガス室である第１ガス室に加え、車輪と車体との離間に応じて自身が収容するガスを圧縮して車輪と車体とを接近させる向きの弾性力である「接近力」を発生させるための「接近力発生型ガス室」である第２ガス室を備えており、その接近力によって第１ガス室が発生させる離間力の影響を減少させることができる。そのため、例えば、旋回時等に荷重が減少する旋回内輪と車体とが必要以上に離間することを抑制することができる。すなわち、本項に記載のサスペンション装置は、車輪と車体とが必要以上に離間することを抑制することができる。そして、本項に記載のサスペンション装置は、例えば、旋回性能が向上する等、より実用的なサスペンション装置にされている。
【００１１】
本項の第１ガス室と第２ガス室と（以後、第１ガス室と第２ガス室とを、単に「２つのガス室」と称する場合がある）は、例えば、別個の容器の内部に形成することができ、あるいは、１つの容器内部を移動可能な区画壁（例えば、ピストン）によって区画して形成することもできる。本項に記載のガスとして、例えば、空気，窒素等の種々の気体を使用することができる。本項の第２ガス室は、例えば、車輪と車体とが接近・離間可能な全ての範囲において、互いに連動し、車輪と車体との接近・離間（以後、「ストローク」と称する場合がある）に応じて容積が変化させられるようにすることができ、あるいは、例えば、車輪と車体とが設定距離以上離間した状態においてのみ、互いに連動し、ストロークに応じて容積が変化させられるようにすることもできる。なお、本項に記載のサスペンション装置は、例えば、ガススプリング機構に加えて、他の弾性力発生機構（例えば、コイルスプリング等），ショックアブソーバ等の減衰力発生機構等を備えるものとすることができる。
【００１２】
（２）前記ガススプリング機構が、
車輪と車体との一方に連結されたシリンダハウジングと、
そのシリンダハウジングの内部に移動可能に嵌合させられたピストンと、
一端部が前記ピストンに取り付けられるとともに、他端部が前記シリンダハウジング外部に延び出して前記車輪と車体との他方に連結されたピストンロッドと
を含んで構成され、
前記シリンダハウジングの内部が前記ピストンによって区画されて前記第１ガス室および前記第２ガス室が形成されたものである(1)項に記載のサスペンション装置。
【００１３】
本項に記載の態様は、シリンダハウジング内部がピストンによって区画されて２つのガス室が形成されたものである。また、ガススプリング機構が、シリンダハウジングの内部においてピストンを挟む位置にそれぞれ形成された第１ガス室および第２ガス室を有するものと捉えることもできる。本項のピストンはストロークに応じてシリンダハウジング内を移動するため、２つのガス室の容積は、ストロークに応じて一方が増加するとともに他方が減少することとなる。すなわち、本項のガススプリング機構は、２つのガス室が、例えば、車輪と車体とが接近・離間可能な全ての範囲において、互いに連動し、ストロークに応じて容積が変化するようにすることができる。
【００１４】
本項のピストンは、例えば、シール部材（例えば、Ｏリング，ピストンリング等）を含んで構成することができる。なお、シール部材は、停止時，摺動時に空気の連通を遮断できるものであれば、断面形状や材質は特に制限されない。例えば、Ｏリング，リップを有するリップシール，断面形状が１以上の凹凸を有する異形にされたもの等を採用することが可能である。また、材質は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），シリコン樹脂，ゴム，カーボン等を採用することが可能である。
【００１５】
（３）前記ピストンが、
前記シリンダハウジングの内部に移動可能に嵌められたピストン部と、そのピストン部に設けられて前記第１ガス室と前記第２ガス室とを連通させる筒部とを有する第１ピストンと、
前記ピストンロッドの前記一端部が取り付けられるとともに、前記筒部の内周部にその筒部と相対移動可能に嵌められた第２ピストンと、
前記筒部と前記第２ピストンとの設定相対位置を超える相対移動を禁止する相対移動禁止部と
を含んで構成された(2)項に記載のサスペンション装置。
【００１６】
本項に記載の態様によれば、相対移動禁止部によって第１ピストンと第２ピストンとの相対移動が禁止されてそれらが一体的に移動する際のばね特性と、第１ピストンが停止して第２ピストンが移動する際のばね特性とを異ならせることができる。具体的には、例えば、基準離間距離（例えば、停車時の離間距離）から車輪と車体とが接近する際には第１ピストンと第２ピストンとが一体的に移動するようにしてピストンの有効面積を大きくする一方、車輪と車体とが離間する際には停止した第１ピストンの筒部の内周部を径の小さな第２ピストンが移動するようにしてピストンの有効面積を小さくすることにより、１つのピストンを有する態様と比較して、車輪と車体との離間距離が基準離間距離よりも大きい状態（後述するリバウンド側のストローク）において弾性力の変化を小さくすることができる。
【００１７】
ピストン部は、例えば、環状のものや、貫通穴を有するものとすることができる。その貫通穴と、筒部内の空間とを介して第１ガス室と第２ガス室とが連通させられるのである。筒部は、例えば、ピストン部のいずれか一方の端面に設けることや、ピストン部を貫通した状態で設けること等ができる。相対移動禁止部は、例えば、筒部の内周部に突出して第２ピストンの少なくとも一部分に当接するような部分とすることができる。
【００１８】
（４）前記ガススプリング機構が、
前記シリンダハウジングの内部において設定位置から設定された向きへの前記第１ピストンの移動を禁止する第１ピストン移動禁止部を備えた(3)項に記載のサスペンション装置。
【００１９】
例えば、第１ピストンの筒部がシリンダハウジングの底部に当接すること等によって第１ピストンの移動を禁止することもできるが、本項に記載の態様では、シリンダハウジングの底部あるいは筒部の変形，破損等を抑制するために、例えば、ピストン部と係合する第１ピストン移動禁止部を設けることが望ましい。
【００２０】
（５）前記シリンダハウジングが、
前記ピストンロッドが貫通した状態で外部との圧力差を保ちつつ車輪と車体との接近に伴い前記ピストンロッドを摺動させるロッドシール部を有する(2)項ないし(4)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００２１】
ロッドシール部は、例えば、ピストンロッドを貫通させる穴を有するものとすることができる。また、その貫通する穴が設けられた部分の内周部に、例えば、シール溝とシール部材とを全周にわたって設けることができる。なお、シール部材は、停止時，摺動時に空気の連通を遮断できるものであれば、断面形状や材質は特に制限されない。例えば、Ｏリング，リップを有するリップシール，断面形状が１以上の凹凸を有する異形にされたもの等を採用することが可能である。また、材質は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），シリコン樹脂，ゴム，カーボン等を採用することが可能である。
【００２２】
（６）当該サスペンション装置が、
車輪と車体との接近に応じて変形させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させるばね部材を備えた(1)項ないし(5)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００２３】
本項に記載の態様は、ガススプリングに加えて、ばね部材によっても車体を支える弾性力を発生させる態様である。ばね部材は、例えば、コイルスプリング，板ばね，トーションスプリング等とすることができる。本項のサスペンション装置によれば、ガススプリングのばね特性とばね部材のばね特性とを合わせたばね特性が得られる。また、ばね部材の弾性力によって、ガススプリング機構に発生させる離間力を減少させることができ、ガス室内のガス圧を比較的低くすることができる。なお、例えば、空車時（乗車人数０）の車高（あるいはそれと近い車高）において、ばね部材の弾性力によって車重を支え、ガススプリング機構の弾性力が発生しないようにすれば、長期的に駐車してガススプリング機構のガスが漏れたとしても車高が下がらず、より実用的なサスペンション装置とすることができる。
【００２４】
（７）前記ガススプリング機構が、
前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々に、ガスの供給・排出を行うための給排気口を備えた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００２５】
本項に記載のガススプリング機構は、第１ガス室および第２ガス室の各々に給排気口を備えており、外部からガスを供給，外部にガスを排出することができるため、それら２つのガス室のガスの充填量を個別に調節することが可能となる。その給排気口は、例えば、単にガス室の内外を連通させる貫通穴によって形成することや、ガスの配管等を接続するための接続具（例えば、コネクタ等）を配設して形成すること等ができる。
【００２６】
給排気口を介して、２つのガス室のうちの少なくとも一方のガスの充填量を調節することにより、例えば、ガススプリング機構のばね特性のうちの「ばねの硬さ」（いわゆる、ばね定数に相当する特性であり、例えば、設定されたストローク範囲における弾性力の変化量や、設定されたストローク量におけるばね定数等とされる）や，車輪と車体との基準となる離間距離（例えば、停車時の離間距離であり、単に「車高」と称する場合もある）等を任意に変更することができる。なお、従来のエアサスペンション装置では（副エアチャンバータイプを含む）、ばねの硬さを２段階程度に変更することしかできなかった。それに対して、本項に記載の態様によれば、例えば、ガスの充填量を多段階，あるいは無段階で調節する場合には、ばねの硬さおよび車高を、多段階，あるいは無段階で調節することができる。
【００２７】
また、従来のエアサスペンション装置は、離間力発生ガス室しか有していないため、車高調整した際には、ばねの硬さが必然的に変わってしまう。それに対して、本項に記載の態様によれば、２つのガス室の各々のガスの充填量を適切に調節することにより、例えば、ばねの硬さと車高との両方を任意に変更することもできる。具体的には、例えば、車高を上げつつばねの硬さをいわゆる「ハード」なものにしたり、「ソフト」なものにしたりすることができ、また、車高を下げつつばねの硬さを上記と同様に任意に変更することができる。また、例えば、車高を変えずにばねの硬さを変更したり、ばねの硬さの変化を抑制しながら車高を変更したりすることもできる。なお、ばねの硬さと車高との両方を任意に変更する場合は、例えば、２つのガス室が、車輪と車体とが接近・離間可能な全ての範囲において、互いに連動し、ストロークに応じて容積が変化するようにされていることが望ましい。
【００２８】
（８）当該サスペンション装置が、
前記第１ガス室と前記第２ガス室とに、個別にガスの供給・排出が可能なガス給排気装置を備えた(1)項ないし(7)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００２９】
本項に記載の態様は、第１ガス室および第２ガス室の各々のガス充填量を個別に調節するためのガス給排気装置を備えたものである。なお、車両に複数のサスペンション装置が配設されている場合に、それら複数のサスペンション装置に対して、ガス給排気装置の少なくとも一部（例えば、コンプレッサー等）を共用させることが可能である。
【００３０】
（９）前記ガス給排気装置が、
前記第１ガス室と前記第２ガス室とに、同時にガスの供給・排出を行うように構成された(8)項に記載のサスペンション装置。
【００３１】
２つのガス室のガス充填量を同時に調節することによって、例えば、迅速な車高調整，ばね特性の変更が可能となる。
【００３２】
（１０）前記ガス給排気装置が、
前記第１ガス室と前記第２ガス室との一方にガスを供給すると同時に、それらの他方からガスを排出させるように構成された(8)項または(9)項に記載のサスペンション装置。
【００３３】
例えば、車高を上げる場合に、第１ガス室のガスの充填量を増加させると同時に第２ガス室のガス充填量を減少させれば、特に迅速に車高調整を行うことができる。また、例えば、車高を下げる場合には、上記の逆を行えば、同様に特に迅速に車高調整を行うことができる。
【００３４】
（１１）当該サスペンション装置が、
前記ガス給排気装置を制御することによって、車輪と車体との基準となる離間距離と前記ガススプリング機構のばね特性とを任意に変更可能とするガススプリング制御装置を備えた(8)項ないし(10)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００３５】
本項に記載の態様は、ガス給排気装置を制御するガススプリング制御装置を備えた態様である。その制御装置によってガス給排気装置を制御することにより、基準離間距離（いわゆる「車高」）と、ばね特性（例えば、「ばねの硬さ」）とを任意に変更することができる。その基準離間距離とばね特性とを任意に変更することについては、前述の「第１ガス室および第２ガス室の各々に、ガスの供給・排出を行うための給排気口を備えた」態様についての説明において述べた内容と同様なことが可能である。なお、複数のサスペンション装置に、１のガススプリング制御装置を共有させることもできる。
【００３６】
（１２）前記ばね特性が、設定された範囲における車輪と車体との離間距離の変化に対する前記ガススプリング機構が発生する弾性力の変化の度合いで規定されるものである(11)項に記載のサスペンション装置。
【００３７】
ガススプリング機構が発生する弾性力の大きさと離間距離との関係は、例えば、非線形となり、ばね特性（例えば、「ばねの硬さ」）を規定することが比較的困難である。それに対して、本項に記載の態様は、設定された範囲の弾性力の変化の度合い、例えば、設定された範囲の弾性力の変化量、言い換えれば、「設定された範囲のばねレート」でばね特性を規定する態様であり、比較的容易にガススプリング機構のばね特性を規定することができる。設定された範囲は、例えば、停車時の車輪と車体との離間距離（基準となる離間距離）から設定量変位した２点間の範囲とすることができる。具体的には、例えば、停車時の車輪と車体との離間距離（基準となる離間距離）となる状態（ストローク量が０）と、離間距離が設定量になる状態との２点間の範囲とすることができる。
【００３８】
（１３）前記ガススプリング制御装置が、
前記基準となる離間距離の目標値と前記ばね特性の目標値とに基づいて、前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々について、ガスの充填量を推定することが可能な物理量である充填量推定物理量の目標値を決定する目標充填量推定物理量決定部を備えた(11)項または(12)項に記載のサスペンション装置。
【００３９】
本項に記載の充填量推定物理量は、例えば、ガス室の圧力，圧力と容積との積を示す値，圧力と容積との積を温度で除したものを示す値等とすることができる。充填量推定物理量の目標値を決定することにより、測定によって得られた充填量推定物理量が目標値に近づくように、ガス室にガスを供給，あるいはガスを排出させて、基準となる離間距離およびばね特性を目標値に近づけることができる。
【００４０】
（１４）前記ガススプリング制御装置が、前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々の前記充填量推定物理量が、それら各々の前記充填量推定物理量の目標値に近づくように前記ガス給排気装置を制御する充填量推定物理量依拠制御部を備えた(13)項に記載のサスペンション装置。
【００４１】
本項に記載の態様は、例えば、ガス室内のガスの圧力等の測定値に基づいて充填量推定物理量を取得し、その取得された充填量推定物理量が目標値に近づくようにガスの充填量を調節する態様である。
【００４２】
（１５）前記目標充填量推定物理量決定部が、前記充填量推定物理量の目標値として前記第１ガス室および前記第２ガス室の各々の圧力と容積との積を示す物理量の目標値を取得するものである(13)項または(14)項に記載のサスペンション装置。
【００４３】
２つのガス室の各々の圧力，容積は互いに密接に関連しており、例えば、一方のガス室の圧力の変化により、双方のガス室の容積および他方のガス室の圧力が変化する。そういった場合であっても、ガス室内のガスの充填量推定物理量を圧力と容積との積とすることにより、ガスの充填量の過不足をより正確に判別することができ、ガススプリング機構の制御が容易になる。
【００４４】
（２１）当該サスペンション装置が、
４つの車輪の各々に対応する前記ガススプリング機構を４つ備えた車両に設けられ、それら４つの前記ガススプリング機構のうちの１つの前記ガススプリング機構である特定ガススプリング機構を備えるものであり、
前記ガススプリング制御装置が、
前記特定ガススプリング機構とそれの対角に位置する前記ガススプリング機構との少なくとも一方の支持荷重を減少させる場合に、前記特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を減少させ、前記特定ガススプリング機構に隣り合う２つの前記ガススプリング機構の支持荷重を減少させる場合に、前記特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を増大させる支持荷重目標値変更部を備えるとともに、
前記目標充填量推定物理量決定部により、支持荷重の目標値に基づいて前記特定ガススプリング機構の前記第１ガス室と前記第２ガス室との充填量推定物理量を決定するように構成された(13)項ないし(15)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００４５】
第１ガス室と第２ガス室との充填量推定物理量の目標値を目標充填量推定物理量決定部によって決定する際に、ガススプリング機構の支持荷重を設定することができる。そこで、本項に記載の態様は、支持荷重の目標値を変更することにより、ガススプリング機構が車体を支持する際の負担を変化させるものである。そして、例えば、空気圧が低下した車輪等に対応するガススプリング機構、ガス漏れが生じる等の異常が発生したガススプリング機構等の支持荷重を減少させることができる。
【００４６】
４つのガススプリング機構のうちのいずれかのものの支持荷重を減少させるためには、支持荷重を減少させようとするガススプリング機構とそれの対角に位置するガススプリング機構の支持荷重の目標値を減少させ、支持荷重を減少させようとするガススプリング機構に隣り合う２つのガススプリング機構の支持荷重の目標値を増大させることが望ましい。すなわち、本項に記載の態様において、特定ガススプリング機構とそれの対角に位置するガススプリング機構との少なくとも一方の支持荷重を減少させようとする場合には、特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を減少させることができる。また、特定ガススプリング機構に隣り合う２つのガススプリング機構の少なくとも一方の支持荷重を減少させようとする場合には、特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を増大させることができる。なお、特定ガススプリング機構は、４つのガススプリング機構のうちの任意の１つのものとすることができる。
【００４７】
以上のように、支持荷重目標値が変更されると、例えば、目標充填量推定物理量決定部により、支持荷重目標値，車高目標値，および，ばねレート目標値に基づいて第１ガス室および第２ガス室の前記充填量推定物理量の目標値を決定することができる。そして、例えば、前記充填量推定物理量依拠制御部によりガス給排気装置を制御することによりガスの充填量を変更して特定ガススプリング機構の支持荷重を変更することができる。なお、特定ガススプリング機構以外のガススプリング機構も、本項の特定ガススプリング機構と同様に支持荷重の目標値が決定され、ガスの充填量が変更されることが望ましい。
【００４８】
また、本項のガススプリング機構は、車高やばねレートを目標値と等しくすることができるため、例えば、空気圧が低下した車輪と車体との離間距離を増加させて空気圧の低下による車体の姿勢変化を抑制しつつ、その車輪の荷重を減少させることができる。なお、支持荷重目標値の増減量は、例えば、支持荷重目標値の増加量と減少量とを等しくする等、４つのガススプリング機構全体で０になるようにされることが望ましい。また、ロール方向、ピッチ方向のモーメントが釣り合うようにされることが望ましい。なお、本項に記載の態様が、車輪と車体との接近に応じて変形させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる「ばね部材」を備えている場合には、ばね部材の設定範囲のばねレートを考慮して支持荷重目標値，ばね特性目標値等を決定することができる。また、後述する態様についても同様である。
【００４９】
（２２）前記特定ガススプリング機構のばね特性が、設定された範囲における車輪と車体との離間距離の変化に対する前記ガススプリング機構が発生する弾性力の変化の度合いで規定されるものであり、
前記ガススプリング制御装置が、前記ガススプリング機構のばね特性の目標値として、前記弾性力の変化の度合いの目標値であるばね特性目標値を決定するばね特性目標値決定部を備え、
そのばね特性目標値決定部が、前記特定ガススプリング機構とそれの対角に位置するものとの少なくとも一方の支持荷重を減少させる場合に、前記特定ガススプリング機構の前記弾性力の変化の度合いが低下しないように前記ばね特性目標値を決定する支持荷重低減時決定部を備えた(21)項に記載のサスペンション装置。
【００５０】
特定のエアスプリングの支持荷重を変化させることは、従来の離間力発生ガス室だけ有するエアスプリングでも可能である。例えば、特定のエアスプリングに隣り合う２つのエアスプリング（左右に隣り合うものと前後に隣り合うもの）のエア充填量を増加させることによって、特定のエアスプリングの支持荷重を減少させることができる。しかしながら、支持荷重の制御とともに、特定のエアスプリングやその他のエアスプリングの弾性力の変化の度合いを制御することは困難である。
それに対して、本項に記載の態様によれば、充填量推定物理量の目標値を決定する際に、弾性力の変化の度合いを適切にすべく、ばね特性目標値を決定することができる。例えば、ガスの充填量を変更した後に弾性力の変化の度合いが変化しないようにすることができる。そのため、例えば、支持荷重変更時にいずれかのエアスプリングの弾性力の変化の度合いが低下して車体が姿勢変化し易くなることを抑制すること等が可能である。また、車輪が有するタイヤのガス圧力（例えば、空気圧）が低下した場合には、そのタイヤのばね定数が小さくなる。そこで、本項に記載の態様によれば、ガス圧力が低下した車輪に対応するガススプリング機構のばねレートを大きくすることにより、タイヤのばね定数の低下の影響を低減することができる。
【００５１】
（２３）前記支持荷重目標値変更部が、
前記特定ガススプリング機構に対応する車輪とそれの対角に位置する前記ガススプリング機構に対応する車輪との少なくとも一方が、車体を支持する能力が低下した状態である支持能力低下状態である場合に、前記特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を減少させ、
前記特定ガススプリング機構に隣り合う２つの前記ガススプリング機構の各々に対応する車輪の少なくとも一方が、支持能力低下状態である場合に、前記特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を増大させるように構成された(21)項または(22)項に記載のサスペンション装置。
【００５２】
本項に記載の態様は、車輪が支持能力低下状態である場合、例えば、タイヤの空気圧の低下（パンクを含む等によって対応輪の車体を支持する能力が低下した場合に、その車輪に対応するガススプリング機構の支持荷重を減少させるものである。そして、特定ガススプリング機構に対応する車輪等が支持能力低下状態である場合には、特定ガススプリング機構の支持荷重を低減することができる。一方、特定ガススプリング機構に隣り合う２つのガススプリング機構の各々に対応する車輪の少なくとも一方が、支持能力低下状態である場合には、特定ガススプリング機構の支持荷重の目標値を増大させることによって、２つのガススプリング機構の支持荷重を減少させることができる。
【００５３】
（２４）前記ガススプリング制御装置が、前記ガススプリング機構のばね特性の目標値として、前記弾性力の変化の度合いの目標値であるばね特性目標値を決定するばね特性目標値決定部を備えた(12)項ないし(23)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００５４】
本項に記載の態様は、設定された範囲の弾性力の変化の度合い、言い換えれば、「設定範囲のばねレート（以後、単に「ばねレート」と略記する場合がある）」でばね特性を規定する態様である。本項に記載の態様によれば、例えば、ばね特性目標値、言い換えれば、ばねレート目標値を状況に応じて適切に決定し、ガス給排気装置を制御することによって、ガススプリング機構のばねレートを適切な大きさにすることができる。ばねレート目標値は、例えば、後述するように、車速、支持荷重、固有振動数等に基づいて決定することができる。また、後述する態様でも同様であるが、ばねレート目標値の決定は、例えば、設定された条件が満たされた場合に行うことや、設定された時間毎に行うこと等ができる。そして、ばねレート目標値が決定されれば、ガススプリング制御装置によってガス給排気装置を制御して、ガススプリング機構のばねレートを変更することができる。
【００５５】
なお、本項に記載の態様が、車輪と車体との接近に応じて変形させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる「ばね部材」を備えている場合には、ばね部材の設定範囲のばねレートを考慮してガススプリング機構のばね特性目標値を決定することができる。また、後述する態様についても同様である。
【００５６】
（２５）前記ばね特性目標値決定部が、
前記ガススプリング機構の前記ばね特性目標値を、車速に基づいて決定する車速依拠決定部を備えた(24)項に記載のサスペンション装置。
【００５７】
本項に記載の態様によれば、例えば、ばね特性目標値を運転者が設定した車速に応じた大きさにすることや、車速の増加に応じてばねの硬さを硬くすること、つまり、ばねレートを段階的、あるいは無段階的に大きくすることができる。また、例えば、車速の増加に応じてばね上の固有振動数を増加させることもできる。
【００５８】
（２６）前記ばね特性目標値決定部が、
前記ガススプリング機構の前記ばね特性目標値を、そのガススプリング機構が支持する荷重の目標値である支持荷重目標値に基づいて決定する支持荷重依拠決定部を備えた(24)項または(25)項に記載のサスペンション装置。
【００５９】
本項に記載の態様によれば、例えば、支持荷重目標値の増加に応じて、ばねレート目標値を大きくすること等ができる。また、例えば、後述のように、乗車人数が増減してもばね上固有振動数が変化しないようにすることもできる。支持荷重目標値は、例えば、運転者が設定した値とすることや、後述するように、ガススプリング機構のガス室の圧力に基づいて取得された支持荷重とすることや、複数の車輪の支持荷重を増減させる際に設定される値とすること等ができる。本項に記載の態様は、例えば、支持荷重目標値決定部を備えるものとすることができる。なお、本項のサスペンション装置が、ばね部材を備えている場合には、ばね部材の支持荷重とガススプリング機構の支持荷重とを合わせたものが、サスペンション装置の支持荷重となる。そして、支持荷重目標値を決定する際に、ばね部材の支持荷重を考慮することができる。
【００６０】
（２７）前記ばね特性目標値決定部が、
前記ガススプリング機構が支持する車体の部分のばね上固有振動数が目標値になるように、前記ガススプリング機構の前記ばね特性目標値を決定する固有振動数依拠決定部を備えた(24)項ないし(26)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００６１】
本項に記載の態様によれば、例えば、ばね上固有振動数の目標値を、運転者が設定した値、車速に応じた値等とすることができる。そのため、例えば、乗員数の増減等により支持荷重が変化した場合でも、ばね上固有振動数を一定の値にすることができる。
【００６２】
（２８）前記ガススプリング機構が、
車両の互いに隣り合う前輪と後輪との一方と、車体とを弾性的に連結するものであり、
前記ばね特性目標値決定部が、
前輪側のばね上固有振動の周期と後輪側のばね上固有振動の周期との差を、走行時の車両が前後輪の軸間距離だけ移動する際の時間と等しくさせるべく、前記ガススプリング機構の前記ばね特性目標値を決定する固有振動周期差依拠決定部を備えた(24)項ないし(27)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００６３】
本項に記載の態様は、例えば、路面の凹凸を通過する際の乗り心地を向上させることができる。具体的に説明する。路面の凹凸を前輪が通過してから後輪が通過するまでには、若干のタイムラグが生じる。その一方で、例えば、路面の凹凸を通過した際の車体の前輪側の部分の上下振動と、後輪側の部分の上下振動とが、１周期後に一致すれば余分なピッチング動が発生しにくく、乗り心地を向上させることができる。車体の前輪側の部分の上下振動の周期、つまり、前輪側のばね上固有振動の周期は、車体の前輪側の部分のばね上固有振動数の逆数となる。同様に、後輪側のばね上固有振動の周期は、車体の後輪側の部分のばね上固有振動数の逆数となる。そして、上記タイムラグの分だけ後輪側の固有振動の周期が短くなるように、ばねレート目標値を決定することにより、前後の上下振動を１周期後に一致させ、乗り心地を向上させることができる。なお、上記タイムラグは、車速によって異なる大きさとなるが、例えば、運転者が設定した車速において、あるいは走行中に取得された車速において、上記前後の周期差がタイムラグと一致するようにばねレート目標値を決定することができる。
【００６４】
（２９）前記ばね特性目標値決定部が、
車輪内のガス圧力を推定することが可能な車輪圧力推定情報に基づいて、車輪内のガス圧力が低下した場合に、前記弾性力の変化の度合いが大きくなるように前記ばね特性目標値を決定する車輪ガス圧力依拠決定部を備えた(24)項ないし(28)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００６５】
車輪が有するタイヤのガス圧力（例えば、空気圧）が低下した場合には、そのタイヤのばね定数が小さくなる。そこで、本項に記載の態様によれば、ガススプリング機構のばねレートを大きくすることにより、タイヤのばね定数の低下の影響を低減することができる。
【００６６】
（３０）前記ガススプリング制御装置が、
前記第１ガス室の圧力と前記第２ガス室の圧力とを推定することが可能なガス室圧力情報に基づいて、車体から前記ガススプリング機構に加わる荷重を取得する支持荷重取得部を備えた(11)項ないし(29)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００６７】
本項に記載の態様は、例えば、圧力センサによって検出された第１ガス室の圧力と第２ガス室の圧力とをガス室圧力情報として取得することができる。それら第１ガス室の圧力と第２ガス室の圧力とを、例えば、それぞれピストンの第１ガス室側の面積、第２ガス室側の面積に乗じた値の差を演算することにより、ガススプリング機構が支持する支持荷重を取得することができる。その取得された支持荷重を、例えば、上記支持荷重目標値とすることができる。なお、車体を支持する「ばね部材」を備えている場合には、ガススプリング機構の支持荷重とばね部材の支持荷重とを合わせたものが、サスペンション装置が車体の部分を支持する荷重となる。
【００６８】
（３１）前記ガススプリング制御装置が、
車体と車輪との基準となる離間距離の目標値を決定する離間距離目標値決定部を備えた(11)項ないし(30)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００６９】
本項に記載の態様によれば、例えば、基準となる離間距離（車高）の目標値を、ばねレート目標値変更前と同じ値にすることができる。その場合には、車高を変えずにばねレートを変更することができる。また、例えば、車速の増加に応じて車高を低下させる等、ばねレートを変えずに車高のみを変更することや、車高をばねレートとともに変更することもできる。
【００７０】
（４１）当該サスペンション装置が、
前記第１ガス室と前記第２ガス室との一方から他方へ、ガスを移動させるガス移動装置を備えた(1)項ないし(31)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００７１】
車高調整（車輪と車体との基準となる離間距離の調整）をする際に、例えば、大気を吸入して第１，第２ガス室のガス充填量を増加させ、第１，第２ガス室のガスを大気に排出してガスの充填量を減少させることもできる。しかしながら、迅速に大気ガスを吸入してガス室に供給するためには、ガス給排気装置の能力（例えば、ポンプ，コンプレッサ等の能力）を大きくすることが望ましく、ガス給排気装置のサイズやコストが増加することとなる。また、ガス給排気装置がドライヤ等の水分除去器を備えている場合には、ドライヤが吸着した水分を除去しながら第１，第２ガス室のガスを大気に放出する場合があり、ドライヤの抵抗によって迅速にガス充填量を減少させることができない場合がある。
【００７２】
それに対して、本項に記載のガス移動装置によれば、第１ガス室と第２ガス室との間でガスを移動させることができ、素速い車高調整が可能となる。具体的には、例えば、乗員の乗降時に素速く車高を低下させて乗降を容易にし、その後素速く車高を上昇させて走行を開始することができる。また、例えば、車両の入庫・出庫時等に比較的大きな段差を乗り越える必要がある場合には、車体が段差に接触することなく乗り越えることができるように素速く車高を上昇させ、段差を乗り越えた後には素速く車高を元に戻すこと等が可能となる。なお、第１ガス室と第２ガス室との間でガスを移動させることにより、ドライヤ等によって水分を除去する必要が無くなる場合には、ドライヤの負担を低減することができる。本項に記載の態様は、ガス移動装置を制御することによって、車輪と車体との基準となる離間距離を任意に変更可能とするガス移動制御装置を備えるものとすることができる。
【００７３】
（４２）当該サスペンション装置が、
ガスを吸引する吸入部とガスを吐出する吐出部とを有して、前記吸入部から吸入したガスを前記吐出部から吐出するポンプと、
前記吸入部と前記吐出部との一方を前記第１ガス室と前記第２ガス室との一方に連通させるとともに、前記吸入部と前記吐出部との他方を前記第１ガス室と前記第２ガス室との他方に連通させるガス移動状態と、前記吸入部と前記吐出部との各々と、前記第１ガス室と前記第２ガス室との各々との連通が遮断された状態であるガス移動禁止状態とを切り換える連通切換器と
を含んで構成されるガス移動装置を備えた(1)項ないし(41)項のいずれかに記載のサスペンション装置。
【００７４】
本項に記載の態様は、上記(41)項に記載のガス移動装置の具体的構成を明らかにしたものである。したがって、上記(41)項に記載のガス移動装置と同様の作用効果を奏する。
【００７５】
（４３）前記ガス移動装置が、
前記ポンプの前記吸入部と前記連通切換器とを接続する吸入側ガス通路と大気とを連通させる大気連通路に配設されて大気から吸入されるガスの水分を除去する水分除去器と、
前記大気連通路に配設されて前記吸入側ガス通路と大気との連通の有無を切り換える大気連通切換器と
を含んで構成された大気ガス吸入排出装置を備えた(42)項に記載のサスペンション装置。
【００７６】
本項に記載の態様によれば、ガスの移動、大気ガスの吸入、大気へのガスの放出を行うことができる。そして、第１，第２ガス室間でガスを移動させる場合には、ガスを水分除去器に通す必要が無いため、素速くガスを移動させることができる。また、大気からガスを吸入する場合には、水分除去器によって大気ガス中の水分を除去することができる。さらに、第１，第２空気室のガスを大気に排気する際に、水分除去器に蓄積された水分を大気に放出することもできる。本項に記載のガス移動装置は、ガス給排気装置と同様に機能させることができる。すなわち、本項に記載のガス移動装置は、(8)項ないし(10)項のいずれかに記載のガス給排気装置と同様に機能させることができる。また、(11)項ないし(31)項のいずれかに記載のガススプリング制御装置によって、本項に記載のガス移動装置を制御し、ガス吸排気装置と同様に機能させることができる。
【００７７】
（４４）車両に設けられた４つの車輪の各々と対応するサスペンション装置を４つ備えたサスペンションシステムであって、
それら４つのサスペンション装置の各々が、
車輪と車体との接近に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる第１ガス室と、
車輪と車体との離間に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを接近させる向きの弾性力を発生させる第２ガス室とを含んで構成されるとともに、
前記第１ガス室および前記第２ガス室内に充填されたガスを圧縮して弾性力を発生させることにより、自身が対応する車輪と車体とを弾性的に連結するガススプリング機構を備えたことを特徴とするサスペンションシステム。
【００７８】
本項に記載のサスペンションシステムは、上記(1)項に記載のサスペンション装置を４つ備えた態様である。本項に記載のサスペンション装置には、上記(2)項〜(43)項のいずれかに記載の態様の特徴を採用することができる。
【実施例】
【００７９】
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、決して下記の実施例に限定されるものではなく、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。
【００８０】
１.  第１実施例．
1.1.  サスペンションシステムの概要．
図１に、請求可能発明の一実施例であるサスペンション装置を備えたサスペンションシステム１０を概念的に示す。本サスペンションシステム１０は、車輪１４毎に設けられたサスペンション装置２０を備えている。そのサスペンション装置２０は、車輪１４を車体２４に対して接近・離間可能に保持する車輪保持装置２６と、車体２４と車輪保持装置２６との間に設けられて弾性力，減衰力を発生しつつ伸縮する弾性伸縮装置３０とを備えている。また、サスペンション装置２０は、本実施例において、２つの空気室（ガス室の一種である）を備えたエアサスペンション装置とされており、さらに、本サスペンションシステム１０は、複数のサスペンション装置２０に空気を供給し、あるいは空気の排出を行うエア給排気装置３１を備えている。
【００８１】
1.2.  弾性伸縮装置．
図２に、弾性伸縮装置３０の断面を示す。弾性伸縮装置３０は、概して円筒形をなして車体２４に連結されたシリンダハウジング３２と、そのシリンダハウジング３２内を区画して２つの空気室を形成するピストン３４と、シリンダハウジング３２を貫通した状態で設けられた減衰機構たるショックアブソーバ３６とを備えている。ショックアブソーバ３６は、オイルが充填されたオイルシリンダ４０と、そのオイルシリンダ４０内から延び出したロッド４２とを含んで構成されている。オイルシリンダ４０内に位置するロッド４２の下端部にはオリフィス付のピストン（図示省略）が取り付けられており、ショックアブソーバ３６は、オイルシリンダ４０とロッド４２との相対移動速度、つまり、ショックアブソーバ３６の伸縮速度に応じて減衰力を発生させる。ロッド４２の上端部は車体２４に設けられたマウントインシュレータ３８に固定され、オイルシリンダ４０の下端部が車輪保持装置２６を介して車輪１４に連結されている。すなわち、ショックアブソーバ３６は、車輪１４と車体２４との接近・離間に応じて伸縮させられるのである。
【００８２】
ピストン３４は、ロッド４２を貫通させた状態でオイルシリンダ４０の上端部に取り付けられており、ショックアブソーバ３６の伸縮に応じて、オイルシリンダ４０と一体的にシリンダハウジング３２内を移動するようにされている。すなわち、本実施例において、オイルシリンダ４０がピストンロッドとして機能させられているのである。そして、シリンダハウジング３２内部の、ピストン３４のオイルシリンダ４０と反対側（図において上方）の空間に第１空気室４４が、オイルシリンダ４０側の空間に第２空気室４６が形成されている。オイルシリンダ４０は、例えば、車輪１４と車体２４とが接近した場合にシリンダハウジング３２に対して上昇させられる。その際には、ピストン３４がシリンダハウジング３２に対して図において上方（車体２４側）へ移動させられ、第１空気室４４の容積が減少させられると同時に、第２空気室４６の容積が増加させられるのである。すなわち、本実施例において、「車輪と車体との接近に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力を発生させる第１ガス室」が、第１空気室４４を含んで構成され、「車輪と車体との離間に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを接近させる向きの弾性力を発生させる第２ガス室」が、第２空気室４６を含んで構成されているのである。
【００８３】
シリンダハウジング３２は、概して円筒形をなす円筒部材５０と、その円筒部材５０の一方の開口端部を塞ぐ蓋部材５２とが組み付けられて形成されている。その円筒部材５０は、筒状の筒部５４と、穴あき円板状の底部５６とを有している。その底部５６には、シリンダハウジング３２内部の気密性を保ちながら軸方向に移動するオイルシリンダ４０（上述のように、ピストンロッドとして機能する）を貫通させるロッドシール部６０が設けられている。ロッドシール部６０には、適度なクリアランスを保ってオイルシリンダ４０を貫通させるロッド貫通穴６２が設けられている。また、ロッドシール部６０のロッド貫通穴６２が設けられた部分の内周部には、シール部材を配設するためのシール溝６４が全周にわたって形成されている。そのシール溝６４には、環状のシール部材６６が配設され、シリンダハウジング３２内部と外部との空気の連通が遮断されている。なお、シール溝６４およびシール部材６６はそれぞれ１つずつでもよいが、本実施例において、シール溝６４が軸方向に複数設けられ、それぞれにシール部材６６が配設されている。なお、本実施例において、シール部材６６には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のＯリングが用いられている。
【００８４】
蓋部材５２は、円板状の円板部７０と、その円板部７０の外周部に設けられて円筒部材５０の上部に外側から嵌合する環状壁部７２とを有している。なお、環状壁部７２と嵌合する円筒部材５０の上端の外周部には、シール溝７４が全周にわたって形成されるとともに、そのシール溝７４に環状のシール部材７６が配設されており、円筒部材５０と蓋部材５２とが気密に組み付けられている。
【００８５】
また、円板部７０の中央には、ロッド４２の先端部８０を貫通させる貫通穴８２が設けられている。ロッド４２の主軸部８４は、先端部８０よりも径が大きくされており、貫通穴８２を貫通できないようにされている。ロッド４２は、先端部８０が円板部７０とマウントインシュレータ３８に配設された軸受とを貫通した状態で、それら円板部７０と軸受とがナットおよび主軸部８４によって上下から挟まれるように締結されている。すなわち、円板部７０は、軸受とロッド４２の主軸部８４とに挟まれて、軸回りの回転が許容された状態で車体２４に固定されているのである。
【００８６】
さらにまた、円板部７０の中央には環状の主軸保持部８５が設けられており、その主軸保持部８５にロッド４２の主軸部８４の端部が挿入されている。その主軸保持部８５に挿入された主軸部８４の端部の外周部には、シール溝８６が全周にわたって形成されるとともに、そのシール溝８６に環状のシール部材８８が配設されており、空気室４４内が気密に保たれている。主軸保持部８５の外周には、環状のバンプラバー９０が配設されている。そのバンプラバー９０は、車輪１４と車体２４とが大きく接近した際にピストン３４とシリンダハウジング３２の底面とに挟まれて、それらが直接衝突することを防止する。
【００８７】
ピストン３４は、高さ方向に偏平な円柱形状をなし、ピストン本体１００と環状のシール部材１０２とを含んで構成されている。そのピストン本体１００の外径は、シリンダハウジング３２の内周面と適度なクリアランスを保つようにされている。また、ピストン本体１００の外周部には、シール部材を配設するためのシール溝１０４が全周にわたって形成されている。そのシール溝１０４にシール部材１０２が配設されて、ピストン３４を挟んで形成された２つの空気室の間の空気の連通が遮断されている。なお、シール部材１０２の材質等は上述のシール部材６６と同様である。また、シール溝１０４およびシール部材１０２はそれぞれ１つずつでもよいが、本実施例において、シール溝１０４が軸方向に複数設けられ、それぞれにシール部材１０２が配設されている。
【００８８】
また、ピストン３４には、オイルシリンダ４０を取り付けるための取付部１１０が設けられている。本実施例において、取付部１１０はピストン３４の中央部に設けられた雌ねじ穴１１２を含んで構成されており、その雌ねじ穴１１２にオイルシリンダ４０の上端部に設けられた雄ねじ１１４が螺合させられて、ピストン３４にオイルシリンダ４０が強固に取り付けられている。その取付部１１０の下面とオイルシリンダ４０の上面との間には、環状のシール部材１１６が挟まれている。ピストン３４の下面には、環状のバンプラバー１２０が配設されている。そのバンプラバー１２０は、車輪１４と車体２４とが大きく離間した際にピストン３４とシリンダハウジング３２の底面とに挟まれて、それらが直接衝突することを防止する。
【００８９】
シリンダハウジング３２の両端部の各々には、空気の供給・排出を行うための給排気口１３０，１３２が設けられている。それら給排気口１３０，１３２は、本実施例において、それぞれ蓋部材の円板部７０、円筒部材５０の底部５６の各々に設けられた貫通穴と、その貫通穴に配設されて上下の空気室４４，４６の各々とエア通路とを接続するためのコネクタ１３４，１３６によって形成されている。
【００９０】
1.3.  エア給排気装置．
エア給排気装置３１は、自身が備えるモータの駆動力によって圧縮エアを吐出するコンプレッサ１５０，圧縮エアの水分を除去するドライヤ１５２，および、圧縮エアを各サスペンション装置２０の上下の空気室４４，４６の各々に供給するためのエア供給通路１５４を備えている。また、エア給排気装置３１は、上下の空気室４４，４６の各々の空気を大気に排出するためのエア排出通路１５６，そのエア排出通路１５６とドライヤ１５２とを接続する逆止弁１５７，および，ドライヤ１５２を介してエア排出通路１５６と外気との連通・遮断を切り換える大気開放バルブ１５８を備えている。
【００９１】
また、エア給排気装置３１は、各サスペンション装置２０の上下の空気室４４，４６の給排気口１３０，１３２に接続されたエア通路１６４ａ，ｂの各々に対して設けられた三方切換バルブ１６０ａ，ｂを備えている。その三方切換バルブ１６０ａ，ｂは、非通電状態において、エア通路１６４ａ，ｂと、エア供給通路１５４およびエア排出通路１５６との間の連通を遮断する常閉型の電磁弁とされている。そして、三方切換バルブ１６０ａ，ｂは、２つのソレノイドのいずれに通電するかによって、エア通路１６４ａ，ｂを、エア供給通路１５４とエア排出通路１５６とのいずれと連通させるかを切り換えることができる。具体的には、図１において、三方切換バルブ１６０を図面下方向に移動させることによって、エア通路１６４をエア供給通路１５４と連通させることができ、空気室４４等に空気を供給することができる。逆に、三方切換バルブ１６０を図面上方向に移動させることによって、それぞれエア通路１６４をエア排出通路１５６と連通させることができ、空気室４４等の空気を排出させることができる。なお、空気室４４等の空気を排出する際には、大気開放バルブ１５８も開状態にされ、エア排出通路１５６が逆止弁１５７，ドライヤ１５２，および，大気開放バルブ１５８を介して外気と連通させられる。なお、本実施例において、コンプレッサ１５０から吐出された圧縮エアの水分がドライヤ１５２に吸着されるのであるが、空気室４４等の空気をドライヤ１５２を介して排出することにより、ドライヤ１５２を再生すること（水分吸着能力を回復させること）ができる。
【００９２】
また、エア給排気装置３１は高圧タンク１７４を備えており、その高圧タンク１７４に圧縮エアを蓄えることができる。その高圧タンク１７４は、三方切換型のタンクバルブ１７６を介してコンプレッサ１５０およびエア供給通路１５４と接続されている。そのタンクバルブ１７６は、非通電状態において、ドライヤ１５２とエア供給通路１５４とを連通させており、その状態において、コンプレッサ１５０に圧縮エアを吐出させることによって、ドライヤ１５２を介してエア供給通路１５４に圧縮エアを供給することができる。また、タンクバルブ１７６の２つのソレノイドのいずれかに通電することによって、高圧タンク１７４と、ドライヤ１５２とエア供給通路１５４とのいずれかとを連通させることができる。そして、ドライヤ１５２と高圧タンク１７４とが連通させられた状態において、コンプレッサ１５０から吐出される圧縮エアが高圧タンク１７４に収容される一方、高圧タンク１７４とエア供給通路１５４とが連通させられた状態において、高圧タンク１７４に収容された圧縮エアがエア供給通路１５４に供給される。なお、タンクバルブ１７６の作動によって高圧タンク１７４とエア供給通路１５４とが連通させられた状態において、三方切換バルブ１６０ａ，ｂを作動させて空気室４４と空気室４６との少なくとも一方に高圧タンク１７４内の圧縮エアを供給することができる。また、空気室４４と空気室４６とのいずれか一方だけに高圧タンク１７４内の圧縮エアが供給される場合には、空気室４４と空気室４６との他方（圧縮エアが供給されていない方の空気室）に対応する三方切換バルブ１６０ａ，ｂのいずれかを作動させて空気室４４と空気室４６との他方をエア排出通路１５６と連通させることにより、空気室４４と空気室４６との一方に圧縮エアを供給すると同時に、空気室４４と空気室４６との他方の空気を逆止弁１５７，ドライヤ１５２を介して排出することができる。
【００９３】
エア給排気装置３１には、圧力センサ１８０ａ，ｂ、１８２が設けられている。圧力センサ１８０ａ，ｂの各々によって、エア通路１６４ａ，ｂを介して上下の空気室４４，４６の圧力を取得することができる。また、圧力センサ１８２によって高圧タンク１７４内の圧力を取得することができる。
【００９４】
1.4.  ストロークセンサ．
各サスペンション装置２０には、車輪１４と車体２４との離間距離を検出するためのストロークセンサ１９０が設けられている。そのストロークセンサ１９０は、回転アーム１９２を備え、その回転アーム１９２の回転位置に応じて出力される抵抗値が変化する抵抗式のセンサである。４つのストロークセンサ１９０は、それぞれが各車輪１４ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対応して配設されており、それらの各々の本体部が車体に固定されるとともに、回転アーム１９２が車輪保持装置２６に連結されている。その回転アーム１９２は、各車輪１４の車体に対する接近離間に応じて回動する車輪保持装置２６の部分によって回転させられることにより、各車輪１４と車体２４との離間距離に応じた抵抗値を出力する。それらストロークセンサ１９０の出力値に基づいて、停車時における各車輪１４に対応する車体の部分の車高（つまり、基準離間距離）を取得することができる。
【００９５】
1.5.  サスペンション装置の基準離間距離（車高）とばね特性．
本実施例のサスペンション装置２０は、第１空気室４４と第２空気室４６とによって、車輪１４と車体２４とを離間させる向きの弾性力である「離間力」と車輪１４と車体２４とを接近させる向きの弾性力である「接近力」とを発生させ、それら離間力と接近力との合力をばね荷重として車体に作用させて、その車体を支持するものである。そのばね荷重は、車輪１４と車体２４との接近・離間に応じて上下の空気室４４，４６の容積が増減することによって変化する。その際には、第１空気室４４と第２空気室４６との一方の容積が増加するのに連動して他方の容積が減少するようにされている。このようなサスペンション装置２０において、エア給排気装置３１によって上下の空気室４４，４６の空気充填量を変更することにより、車高やばね特性を変更することができる。
【００９６】
本実施例において、車高は、停車時における車輪１４と車体２４との離間距離、つまり、基準離間距離によって規定されている。具体的には、例えば、基準離間距離が増加すれば車高は高くなり、基準離間距離が減少すれば車高が低くなる。そして、サスペンション装置２０（詳しくは、弾性伸縮装置３０）が発生させる弾性力であるばね荷重は、離間距離の減少に伴い増加し、離間距離の増加に伴い減少するのであるが、停車時に支持すべき車体から受ける荷重である車体支持荷重と同じ大きさのばね荷重を発生させる離間距離が、基準離間距離となるのである。具体的には、例えば、空気室４４，４６の空気充填量を変更することにより、離間距離が比較的大きい状態で、サスペンション装置２０が車体支持荷重と同じばね荷重を発生させるようにした場合には車高が高くなる。なお、本実施例において、基準離間距離を基準とした車輪１４と車体２４との接近・離間量がストローク量とされ、車輪１４と車体２４との離間距離が基準離間距離となる状態ではストローク量が０となる。また、車輪１４と車体２４との離間距離が基準離間距離よりも小さくなるストロークは、バウンド側のストロークとされ、そのストローク量は正の値とされる。さらに、車輪１４と車体２４との離間距離が基準離間距離よりも大きくなるストロークは、リバウンド側のストロークとされ、そのストローク量は負の値とされる。
【００９７】
車高を変更するために空気室４４，４６の空気充填量を変更すると、車高だけでなくサスペンション装置２０のばね特性も変化することとなる。また、ばね特性を変更するために空気充填量を変化させると、車高が変化する場合が多い。そのため、空気充填量を変更する際には車高とばね特性との両者を考慮することが望ましい。ここで、ばね特性について説明する前に、以下に、本サスペンション装置２０，従来のエアサスペンション装置等のばね荷重特性について言及する。なお、本実施例において、ばね荷重特性は、サスペンション装置２０が受ける荷重の大きさと、車輪１４と車体２４との離間距離（あるいは、ストローク量）との関係で表される。そのばね荷重特性は、本質的には、例えば、弾性体の変形量と弾性力の大きさとの関係を示していると言える。そして、例えば、弾性体の変形量が離間距離に換算され、弾性力の大きさがサスペンション装置２０に加えた荷重によって表されていると言える。
【００９８】
まず、従来型のサスペンション装置（以後、「従来型エアサス」と略記する場合がある）のばね荷重特性について説明する。図３に、従来型エアサスのばね荷重特性を実線で、従来のコイルばねを用いたサスペンション装置（以後、「コイル型サス」と略記する場合がある）のばね荷重特性を破線で示す。コイル型サスのばね荷重特性がバウンド側とリバウンド側が対称であるのに対して、従来型エアサスのばね荷重特性は非対称となる。そして、従来型エアサスのばね荷重特性は、同じ離間距離差であっても、バウンド側へストロークした際のばね荷重の変化が、リバウンド側へストロークした際のばね荷重の変化よりも大きくなるという特徴がある。そして、旋回時に車体がロールすることによる旋回外輪側の荷重増加量と旋回内輪側の荷重減少量とが同じであるとすると、旋回外輪側の荷重増加によるバウンド側へのストローク量Ｂよりも、旋回内輪側の荷重減少によるリバウンド側へのストローク量Ｒの方が大きくなりやすい。すなわち、旋回外輪側の車体が比較的下降しにくく、旋回内輪側の車体が比較的上昇しやすいため、旋回時に車体の重心が上昇し易い（ジャッキアップし易い）のである。
【００９９】
次に、本実施例のサスペンション装置２０のばね荷重特性について説明する。図４に、サスペンション装置２０のばね荷重特性を実線で、従来型エアサスのばね荷重特性を二点鎖線で示す。本実施例のサスペンション装置２０のばね荷重特性は、従来型エアサスに比べて、リバウンド側にストロークした際にばね荷重が減少し易いことが分かる。それは、従来型エアサスが、車輪と車体との接近に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを離間させる向きの弾性力である離間力を発生させる離間力発生空気室（前記「第１ガス室」に相当する）しか備えていないのに対して、本実施例のサスペンション装置２０は、上記離間力発生空気室（本実施例において、「第１空気室４４」）に加えて、車輪と車体との離間に応じて容積が減少させられて車輪と車体とを接近させる向きの弾性力である接近力を発生させる接近力発生空気室（前記「第２ガス室」に相当する）を備えているためである。その接近力発生空気室（本実施例において、「第２空気室４６」）は、リバウンド側へのストローク量が大きくなるほど大きな接近力を発生させて、離間力発生空気室が発生させる離間力の影響を減少させるようにされている。そのため、本実施例のサスペンション装置２０は、例えば、旋回時等に旋回内輪のリバウンド側へのストローク量Ｒを従来型エアサスと比較して減少させることができ、旋回時の車体重心の上昇を抑制することができるのである。
【０１００】
ここで、本実施例のサスペンション装置２０のばね特性について説明する。本サスペンション装置２０のばね荷重特性は非線形であるため、その接線の傾きがストローク量，あるいは離間距離によって異なる。そこで、設定されたストローク量における接線の傾き、あるいは設定された範囲における車輪と車体との離間距離の変化に応じてサスペンション装置２０が発生するばね荷重の変化の度合いを、そのばね特性（例えば、ばねの硬さ）とすることが簡便である。本実施例において、ばね特性は、設定された範囲内のストローク量の変化に対するばね荷重の変化の度合いとされる。具体的には、設定された２点間のばね荷重の変化量、例えば、ストローク量が第１設定値から第２設定値に変化した際のばね荷重の変化量、すなわち、本実施例のばね特性は、設定された範囲内のばねレート（以後、設定された範囲内のばねレートを、単に「ばねレート」と称する場合がある）とされるのである。
【０１０１】
本サスペンション装置２０は、上下の空気室４４，４６の空気充填量を変更することにより、車高とばねレートとの両方を調節することができる。例えば、本サスペンション装置２０は、車高を変えずにばねレートを変更することや、ばねレートを変化させずに車高を変更することが可能である。図５に、標準のばね荷重特性を実線Ａで、標準のばね荷重特性と同じ車高を保ちつつ比較的ばねレートが大きくされたばね荷重特性を破線Ｂで、標準のばね荷重特性のばねレートの変化を抑制しながら車高を高くしたばね荷重特性を二点鎖線Ｃで示す。ばねレートが高くされたばね荷重特性では、離間距離の変化に応じたばね荷重の変化量が比較的大きくなる。車高を高くしたばね荷重特性は、他のばね荷重特性と比較して離間距離が大きい状態（つまり、車高が高い状態）で車体を支持するための荷重である車体支持荷重と同じ大きさのばね荷重を発生させることができる。なお、この図において、グラフの横軸は、離間距離であるので、Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれのばね荷重が車体支持荷重と同じ大きさになる離間距離が基準離間距離であり、その基準離間距離においてストローク量が０となる。また、Ｙ軸は、離間距離が標準の特性Ａの基準離間距離となる位置に表示されている。さらに、この図において、標準の特性Ａと車高を高くされた特性Ｃとは、基準離間距離からバウンド側に設定量ストロークした場合の離間距離までの範囲において、ばねレートが互いに等しくなるようにされている。
【０１０２】
車高とばねレートとを適切に変更するためには、上下の空気室４４，４６の空気充填量を適切に調節することが必要となる。そのため、本実施例において、空気室の空気充填量を推測することが可能な物理量である空気充填量推定物理量として、空気室４４，４６の圧力（Ｐ）と容積（Ｖ）との積の大きさを示す値である「ＰＶ値」が採用されている。すなわち、ＰＶ値の目標となる目標ＰＶ値を求め、さらに、圧力センサ１８０の検出信号に基づいて取得された圧力測定値Ｐｍと、ストロークセンサ１９０の検出信号に基づいて取得された離間距離測定値に基づいて取得された容積算出値Ｖｍとの積の大きさを示す算出ＰＶ値が、目標ＰＶ値に近づくように空気充填量を調節することによって、車高とばねレートとを適切に変更することができるのである。
【０１０３】
図６に、弾性伸縮装置３０を模式的に示し、目標ＰＶ値の取得方法の一例について説明する。離間距離が基準離間距離となる際（停車時）の上下の空気室の各々の圧力をＰａ，Ｐｂ、容積をＶａ，Ｖｂとする。また、上下の空気室の各々の断面積をＳａ，Ｓｂ、全長をＬ＋Ｄ、ピストンの厚さをＤとし、第１空気室４４の長さをＸ、第２空気室４６の長さをＬ−Ｘとする。このようなモデルにおいて、上下室４４，４６の容積は、
Ｖａ＝Ｓａ・Ｘ  ；  Ｖｂ＝Ｓｂ（Ｌ−Ｘ）  ・・・〔１−１〕，〔１−２〕
となる。
【０１０４】
この図において、二点鎖線で示すピストン３４は、元の位置からΔＸ１移動したことを示している。なお、ピストン３４が上方へ移動する際にはΔＸ１の値が正となり、下方に移動する際にはΔＸ１の値が負になるものとする。ピストン３４がΔＸ１移動した際の上下の空気室４４，４６の容積は、
Ｖａ１＝Ｓａ（Ｘ−ΔＸ１）  ；  Ｖｂ１＝Ｓｂ（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ１）
となる。その際の圧力は、Ｐａ・Ｖａ＝Ｐａ１・Ｖａ１の関係より、
Ｐａ１＝Ｐａ・Ｖａ／Ｖａ１＝Ｐａ・Ｘ／（Ｘ−ΔＸ１）
同様にして、
Ｐｂ１＝Ｐｂ・Ｖｂ／Ｖｂ１＝Ｐｂ（Ｌ−Ｘ）／（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ１）
ここで、ピストン３４がΔＸ２移動した際の上下の空気室４４，４６の圧力も求めると、
Ｐａ２＝Ｐａ・Ｘ／（Ｘ−ΔＸ２）
Ｐｂ２＝Ｐｂ（Ｌ−Ｘ）／（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ２）
となる。
【０１０５】
ピストン３４が、ΔＸ１からΔＸ２まで移動した際の圧力の変化ｄＰａ，ｄＰｂは、
ｄＰａ＝Ｐａ２−Ｐａ１
＝Ｐａ・Ｘ（ΔＸ２−ΔＸ１）／｛（Ｘ−ΔＸ１）（Ｘ−ΔＸ２）｝
・・・〔１−３〕
ｄＰｂ＝Ｐｂ２−Ｐｂ１
＝Ｐｂ（Ｌ−Ｘ）（ΔＸ１−ΔＸ２）／
｛（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ１）（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ２）｝  ・・・〔１−４〕
なお、式を見やすくするために、式〔１−３〕において、（Ｘ−ΔＸ１）（Ｘ−ΔＸ２）をαとおき、式〔１−４〕において、（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ１）（Ｌ−Ｘ＋ΔＸ２）をβとおく。
ｄＰａ＝Ｐａ・Ｘ（ΔＸ２−ΔＸ１）／α  ・・・〔１−５〕
ｄＰｂ＝Ｐｂ・（Ｌ−Ｘ）（ΔＸ１−ΔＸ２）／β  ・・・〔１−６〕
【０１０６】
ここで、ピストン３４が実線で示す位置に位置する場合に弾性伸縮装置３０が発生させるばね荷重Ｆｈは、
Ｆｈ＝Ｓａ・Ｐａ−Ｓｂ・Ｐｂ  ・・・〔１−７〕
によって求められる。この式を変形して、
Ｐｂ＝（Ｓａ・Ｐａ−Ｆｈ）／Ｓｂ  ・・・〔１−８〕
【０１０７】
ピストン３４が、ΔＸ１からΔＸ２まで移動した際のばね荷重の変化量は、
ΔＦ＝Ｓａ・ｄＰａ−Ｓｂ・ｄＰｂ
＝Ｓａ・Ｐａ・Ｘ（ΔＸ２−ΔＸ１）／α−
Ｓｂ・Ｐｂ（Ｌ−Ｘ）（ΔＸ１−ΔＸ２）／β  ・・・〔１−９〕
この式〔１−９〕に、式〔１−８〕を代入して整理すると
ΔＦ＝Ｓａ・Ｐａ・Ｘ（ΔＸ２−ΔＸ１）／α−
｛Ｓｂ・（Ｓａ・Ｐａ−Ｆｈ）／Ｓｂ｝｛（Ｌ−Ｘ）（ΔＸ１−ΔＸ２）／β｝        ＝（ΔＸ２−ΔＸ１）｛Ｓａ・Ｐａ・β・Ｘ＋
α（Ｓａ・Ｐａ−Ｆｈ）（Ｌ−Ｘ）｝／（α・β）  ・・・〔１−１０〕
この式〔１−１０〕を変形して、
Ｐａ＝α｛（β・ΔＦ）／（ΔＸ２−ΔＸ１）＋Ｆｈ（Ｌ−Ｘ）｝／
［Ｓａ｛β・Ｘ＋α（Ｌ−Ｘ）｝］  ・・・〔１−１１〕
式〔１−１１〕を式〔１−８〕に代入すれば、
Ｐｂ＝β｛（α・ΔＦ）／（ΔＸ２−ΔＸ１）−Ｆｈ・Ｘ｝／
［Ｓｂ｛β・Ｘ＋α（Ｌ−Ｘ）｝］  ・・・〔１−１２〕
【０１０８】
従って、上下の空気室４４，４６の各々のＰＶ値は、
Ｐａ・Ｖａ＝α・Ｘ｛（β・ΔＦ）／（ΔＸ２−ΔＸ１）＋Ｆｈ（Ｌ−Ｘ）｝
／｛β・Ｘ＋α（Ｌ−Ｘ）｝  ・・・〔１−１３〕
Ｐｂ・Ｖｂ＝β（Ｌ−Ｘ）｛（α・ΔＦ）／（ΔＸ２−ΔＸ１）−Ｆｈ・Ｘ｝
／｛β・Ｘ＋α（Ｌ−Ｘ）｝  ・・・〔１−１４〕
となる。
式〔１−１３〕、式〔１−１４〕の右辺において、Ｘは車高に基づいて決定され、ΔＸ１，ΔＸ２はばねレートを定める設定された範囲に基づいて決定され、ΔＦはばねレートに基づいて決定される。また、それら以外の値（Ｌ，Ｓａ等）は既知である。なお、Ｆｈは車体を支持する荷重となるので、予め設定することができ、あるいは、停車時に取得された上下の空気室４４，４６の圧力測定値Ｐｍａ，Ｐｍｂを、それぞれ式〔１−７〕のＰａ，Ｐｂに代入することによってＦｈを算出することもできる。したがって、車高およびばねレートをどのように変更するかを決定すれば、上下の空気室４４，４６の各々のＰＶ値の目標値が求められることとなる。
【０１０９】
なお、ばねレートを定める範囲は特に制限されないが、停車時の離間距離である基準離間距離（ストローク量が０）を含むように設定することが望ましい。具体的には、例えば、ΔＸ１とΔＸ２との一方を正の値にするとともに他方を負の値にすることや、ΔＸ１とΔＸ２とのいずれか一方を０にすることが望ましい。ストローク量が０付近の範囲は、比較的使用される頻度が高い範囲であるからである。なお、先に示した図５において、標準の特性Ａと車高が高くされた特性Ｃとは、ΔＸ１が０、ΔＸ２が設定値ａ（ａ＞０）とされた場合の２点間においてばね荷重の変化量ΔＦが等しくなるようにされている。
【０１１０】
ここで、シール部材１０２の影響について言及する。前述したように、ピストン３４にはシール部材１０２が配設されている。そのシール部材１０２は、本実施例において、差圧が比較的大きい状態では、その差圧の緊迫力によって軸方向に圧縮されて外径が増加するように変形しようとするものとされている。そのため、車輪１４と車体２４との接近・離間量、つまり、図７に示すようにストローク量が比較的大きい状態においてシール部材１０２とシリンダハウジング３２の内周面との摩擦抵抗が比較的大きくなる。そのような摩擦抵抗によって、車輪１４と車体２４との過剰な接近・離間を抑制する効果、あるいは比較的大きな振動を減衰させるといった効果が得られる。なお、このようなシール部材１０２の特性は、リバウンド時の離間力の影響を減少させるために必須の要素ではない。
【０１１１】
1.6.  制御装置．
本サスペンションシステム１０は、図８に示すように、エア給排気装置３１の作動を制御する制御装置である電子制御ユニット２００（以下、単に「ＥＣＵ２００」という場合がある）を備えている。そのＥＣＵ２００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ており、ＥＣＵ２００には、上記圧力センサ１８０ａ，ｂ（図１では、それぞれ「Ｐａ」，「Ｐｂ」と表示されている）、圧力センサ１８２、ストロークセンサ１９０、運転者が車高を選択するための車高調整スイッチ２１０、運転者がばね荷重特性を選択するためのばねレート選択スイッチ２１２、および、車高・ばねレート調整を開始するためのスイッチである調整開始スイッチ２１４が接続されている。また、ＥＣＵ２００には、駆動回路２２０，２２２が接続され、ＥＣＵ２００は、駆動回路２２０，２２２を介して、それぞれ各種の制御バルブ（三方切換バルブ１６０等）や、コンプレッサ１５０を作動させるものとされている。
【０１１２】
図８は、ＥＣＵ２００の各種の機能部を示した機能ブロック図とされている。なお、ＥＣＵ２００の構成部分がこの図に示すように明確に分かれているわけではないが、ＥＣＵ２００の機能を理解し易くするためにこのような図とした。本実施例において、ＥＣＵ２００は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置を含んで構成された「記憶部２３０」を備えており、その記憶部２３０には、後に説明する車高−ばねレート調整プログラム等のプログラム、車高−ばねレート調整に関する各種のマップ等のデータ等が記憶されている。そして、ＥＣＵ２００は、それら各種のプログラムをコンピュータによって実行することにより、以下に述べる各種の機能部が有する機能を発揮する構造とされている。すなわち、本実施例において、ＥＣＵ２００が各種プログラムや，そのサブルーチン等を実行することによって行われる処理が、それらプログラム等に対応する各種機能部によって行われる処理なのである。
【０１１３】
ＥＣＵ２００は、各サスペンション装置２０の上下の空気室４４，４６の各々の空気充填量を適切にすることにより車高とばねレートとを調節する「車高・ばねレート調節部２５０（充填量推定物理量依拠制御部の一種である）」を備えている。その車高・ばねレート調節部２５０は、前述の目標ＰＶ値を取得する「目標ＰＶ値取得部２５２（目標充填量推定物理量決定部の一種である）」と、圧力センサ１８０ａ，ｂの検出値とストロークセンサ１９０の検出値とに基づいて測定ＰＶ値を取得する「測定ＰＶ値取得部２５４」とを備えている。また、ＥＣＵ２００は、三方切換バルブ１６０等の各種のバルブを制御する「バルブ制御部２６０」と、圧力センサ１８２の検出値に基づいて前述したようにコンプレッサ１５０の作動を制御する「コンプレッサ制御部２６２」とを備えている。なお、コンプレッサ制御部２６２は、タンクバルブ１７６が非通電状態にされた状態でエア供給通路１５４を介して空気室４４等に圧縮エアを供給する場合や、タンクバルブ１７６の作動により高圧タンク１７４とドライヤ１５２とが連通させられた状態で高圧タンク１７４に圧縮エアを供給する場合等にコンプレッサ１５０のモータを作動させる。なお、コンプレッサ１５０の作動によって、圧力センサ１８２の検出値に基づいて取得される高圧タンク１７４内の圧力が設定範囲内になるように調節される。
【０１１４】
1.7.  車高・ばねレート調整．
車高、ばねレートの変更は、停車時等に車高選択スイッチ２１０とばねレート選択スイッチ２１２との操作によって車高とばねレートとが選択された後、調整開始スイッチ２１４が操作（ＯＮ）されると開始される。図９に車高−ばねレート調整プログラムのフローチャートを示し、車高−ばねレート調整について説明する。本プログラムは、１のサスペンション装置２０の車高・ばねレート調整を行うものであり、本プログラムと同じ複数のプログラムが時分割で実行されて、複数のサスペンション装置２０の車高・ばねレート調整が行われるようにされている。以下に、１つのサスペンション装置２０の車高・ばねレート調整について、代表的に説明する。
【０１１５】
ステップ１１（以後、ステップ１１を「Ｓ１１」と略記し、他のステップについても同様とする）において、選択された車高とばねレートとが取得される。なお、本実施例において、車高とばねレートとの各々のレベルは、それぞれ多段階（例えば、１０段階）で設定されており、それらのうちの任意の１つのレベルが選択される。Ｓ１２において、目標ＰＶ値決定部２５２によって、車高とばねレートとを選択されたレベルに相当する状態にするための、上下の空気室４４，４６の各々の目標ＰＶ値ａ，ｂが取得される。目標ＰＶ値は、車高とばねレートとに応じて上下の空気室４４，４６の各々に対応する前述の式〔１−１３〕，式〔１−１４〕に基づいて得られた値が、上方空気室４４用の目標ＰＶ値ａマップ，下方空気室４６用の目標ＰＶ値ｂマップとして、記憶部２３０に記録されている。そして、選択された車高とばねレートとに対応する上下の空気室４４，４６の各々の目標ＰＶ値ａ，目標ＰＶ値ｂが読み出される。なお、以後、単に目標ＰＶ値と称する場合は、目標ＰＶ値ａと目標ＰＶ値ｂとの両方を含むものとする。
【０１１６】
Ｓ１３の判定において、三方切換バルブ１６０ａ，ｂの両方が閉状態である場合に、Ｓ１４において、測定ＰＶ値取得部２５４によって測定ＰＶ値ａ，ｂが取得される。なお、三方切換バルブ１６０ａ，ｂの少なくとも一方が閉状態でない場合は、空気室４４，４６に空気が供給されているか、空気が排気されている状態であるため測定ＰＶ値を取得しないようにされているのである。測定ＰＶ値は、圧力センサ１８０ａ，ｂの各々の検出値に基づいて取得された上下の空気室４４，４６の各々の圧力と、ストロークセンサ１９０の検出値に基づいて取得された上下の空気室４４，４６の各々の容積とを乗ずることによって取得される。
【０１１７】
Ｓ１５において、上下の空気室４４，４６の各々の目標ＰＶ値と測定ＰＶ値との差の絶対値が、両者ともそれぞれ設定値Ｅ１，Ｅ２未満である場合は、空気充填量を調節する必要がないため本プログラムの処理が終了する。上記絶対値の各々が、設定値Ｅ１，Ｅ２よりも大きい場合には、Ｓ１６において、空気室４４，４６の各々の空気充填量を変更する旨の指令がバルブ制御部２６０に送信される。具体的には、例えば、測定ＰＶ値が目標ＰＶ値よりも小さい場合は、バルブ制御部２６０によってタンクバルブ１７６と三方切換バルブ１６０ａ，ｂとがそれぞれ設定時間作動させられて、エア供給通路１５４に高圧タンク１７４の圧縮エアが供給されるとともに、上下の空気室４４，４６の各々がエア供給通路１５４と連通させられ、上下の空気室４４，４６の各々に圧縮エアが供給される。その際には、三方切換バルブ１６０ａ，ｂの各々が個別に開閉させられ、上下の空気室４４，４６の各々の空気充填量が個別に調節されるようにされている。なお、上下の空気室４４，４６の一方に空気を供給し、他方から空気を排出するような場合には、上下の空気室４４，４６の各々の空気充填量を同時に調節することができ、特に迅速に車高調整、あるいは車高およびばねレートの調整を行うことができる。
【０１１８】
Ｓ１６の空気充填量の調節が終了すると、Ｓ１３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１４において再度測定ＰＶ値が取得される。そして、Ｓ１５において、測定ＰＶ値ａ，ｂの各々と目標ＰＶ値ａ，ｂの各々との差が、それぞれ設定値Ｅ１，Ｅ２未満になるまでＳ１６の空気充填量の変更処理が繰り返される。以上に述べた処理と同様の処理が各サスペンション装置２０毎に行われており、全てのサスペンション装置２０の車高・ばねレート調整がなされる。
【０１１９】
なお、本実施例において、目標ＰＶ値が、式〔１−１３〕，式〔１−１４〕によって得られた値に基づいて決定されていたが、予め各車高毎に圧力とばねレートとの関係を試験によって測定し、その測定結果に基づいて決定することもできる。例えば、車高を１０段階のレベルから選択できるようにされている場合には、その１０段階の各レベル毎に圧力とばねレートとの関係を予め測定し、マップとして記憶部２３０に記憶させておくのである。そして、選択された車高に基づいて取得された空気室４４，４６の各々の容積と、選択されたばねレートに応じてマップから読み出された圧力とを乗じて目標ＰＶ値を取得することができるのである。このような測定結果に基づく目標ＰＶ値の取得は、他の実施例についても同様に行うことができる。
【０１２０】
本実施例において、ガスを圧縮して弾性力を発生させることによって車輪と車体とを弾性的に連結する「ガススプリング機構」が、シリンダハウジング３２，ピストン３４，およびオイルシリンダ４０を含んで構成されている。また、本実施例において、第１ガス室と第２ガス室とに、個別にガスの供給・排出を行う「ガス給排気装置」が、エア給排気装置３１を含んで構成されている。なお、本実施例は、エア給排気装置３１が複数のサスペンション装置２０に共有されている態様とされている。さらに、本実施例において、ガス給排気装置を制御することによって、車輪と車体との基準となる離間距離とガススプリング機構のばね特性とを任意に変更可能とする「ガススプリング制御装置」が、ＥＣＵ２００を含んで構成されている。なお、本実施例は、ＥＣＵ２００が複数のサスペンション装置２０に共有されている態様とされている。
【０１２１】
２.  第２実施例．
上記実施例において、車体を支えるばね荷重が第１空気室４４によって発生させられていたが、弾性伸縮装置３０がコイルスプリングを備えて、第１空気室４４に加えてコイルスプリングによっても車体を支えるばね荷重を発生させるようにすることもできる。図１０に、コイルスプリング３００を備えた弾性伸縮装置３１０を示す。本弾性伸縮装置３１０は、上記実施例の弾性伸縮装置３０と共通の構成が多いため、共通の構成については弾性伸縮装置３０と同じ番号を付し、異なる部分を中心に説明する。また、本実施例のサスペンションシステム３１２，およびサスペンション装置３１４は、弾性伸縮装置３１０を除いて、それぞれ第１実施例のサスペンションシステム１０，およびサスペンション装置２０と同様である。
【０１２２】
2.1.  弾性伸縮装置の構成．
本弾性伸縮装置３１０は、車輪１４と車体２４との接近・離間、つまり、ストロークに応じてコイルスプリング３００を伸縮させるように保持する保持機構３２０を備えている。保持機構３２０は、コイルスプリング３００の上端部を保持する上部保持部材３２２と、下端部を保持する下部保持部材３２４とを備えており、それら上部保持部材３２２と下部保持部材３２４とによってコイルスプリング３００を狭持している。上部保持部材３２２がシリンダハウジング３２に移動不能に固定されるとともに、下部保持部材３２４がオイルシリンダ４０に移動不能に固定されており、それらはストロークに応じて互いに接近・離間するようにされている。
【０１２３】
具体的には、上部保持部材３２２は、シリンダハウジング３２の上端部外周を取り巻く環状壁部３３０と、その環状壁部３３０の端部（図において上方の端部）から外周に広がる鍔部３３２と、その鍔部３３２の下部保持部材３２４側の面と環状壁部３３０の外周面とにわたって設けられた環状のゴムシート３３４とを有している。そして、上部保持部材３２２は、環状壁部３３０においてシリンダハウジング３２の上端部外周（本実施例において、蓋部材５２の外周）に固定されるとともに、鍔部３３２においてゴムシート３３４を介してコイルスプリング３００の上端部の上方への移動を禁止している。下部保持部材３２４は、概して筒状をなしており、その一端部（図において下端部）は、開口径が小さくされるとともに、オイルシリンダ４０の外周を取り巻く環状壁部３４０が形成され、その環状壁部３４０においてオイルシリンダ４０に固定されている。また、下部保持部材３２４は、その他端部（図において上端部）から外周に広がる鍔部３４２と、その鍔部３４２の上部保持部材３２２側の面に設けられた環状のゴムシート３４４とを有している。そして、下部保持部材３２４は、鍔部３４２においてゴムシート３４４を介してコイルスプリング３００の下端部の下方への移動を禁止している。
【０１２４】
2.2.  基準離間距離（車高）とばね特性．
図１１に、本弾性伸縮装置３１０において、上下の空気室４４，４６の弾性力によるばね荷重特性を実線で、コイルスプリング３００の弾性力によるばね荷重特性を破線で示す。それらのばね荷重をあわせたものが、本サスペンション装置３１４のばね荷重特性となる。そのため、本サスペンション装置３１４は、第１実施例のサスペンション装置２０と比較して空気室４４等内の圧力を低くすることができる。なお、空気室４４等内の圧力を比較的高くしても特に問題はない。また、本サスペンション装置３１４は、車高が標準的な車高である標準車高とされている場合に、ストローク量が０の状態で、空気室４４等によるばね荷重が発生せず、車体２４をコイルスプリング３００の弾性力によるばね荷重で支えるものとされている。そのため、車両が長期間放置されて空気室４４等内の空気が漏れたとしても車高が標準車高より低くならないというメリットがある。
【０１２５】
本サスペンション装置３１４においても、第１実施例のサスペンション装置２０と同様に、車高とばねレートとを任意に変更することができる。その場合には、前記〔１−８〕式を、
Ｆｈ＝Ｓａ・Ｐａ−Ｓｂ・Ｐｂ−Ｋ・Ｘ＋Ｃ  ・・・〔２−１〕
とすればよい。なお、Ｋはコイルスプリング３００のばね定数、Ｃは定数である。なお、本実施例のように、標準車高において、ストローク量が０の状態で、車体２４をコイルスプリング３００の弾性力によるばね荷重で支える場合には、
Ｆｈ＝−Ｋ・Ｘ０＋Ｃ  ・・・〔２−２〕
の関係が成り立つ。なお、Ｘ０は、標準車高となる状態におけるＸの値である。
一般的には、式〔１−１３〕、式〔１−１４〕が、
Ｐａ・Ｖａ＝α・Ｘ｛（β・ΔＦ）／（ΔＸ２−ΔＸ１）＋（Ｆｈ＋Ｋ・Ｘ−Ｃ）（Ｌ−Ｘ）｝／｛β・Ｘ＋α（Ｌ−Ｘ）｝  ・・・〔２−３〕
Ｐｂ・Ｖｂ＝β（Ｌ−Ｘ）｛（α・ΔＦ）／（ΔＸ２−ΔＸ１）−Ｘ（Ｆｈ＋Ｋ・Ｘ−Ｃ）｝／｛β・Ｘ＋α（Ｌ−Ｘ）｝  ・・・〔２−４〕
となる。
【０１２６】
なお、本サスペンション装置３１４において、ばね荷重特性が異なるコイルスプリング３００を使用することによって、例えば、上記標準車高を比較的高い車高としておき、走行時に空気室４４，４６の各々の空気充填量を調節して車高を低くすることや、逆に、上記標準車高を比較的低い車高としておき、走行時に車高を高くすることができる。前者の例では、例えば、乗車定員数いっぱいに乗車した場合等に、その重量で車高が下がった状態で通常走行に適した車高になるように設定することができ、乗車人数が少ない場合には空気室４４，４６の各々の空気充填量を調節して車高を低くすることができる。また、後者の例では、例えば、空車時，あるいは１名乗車時に通常走行に適した車高になるように設定することができ、乗車人数が多い場合に空気室４４，４６の各々の空気充填量を調節して下がりすぎた車高を上昇させることができる。上記以外の本実施例のサスペンションシステム３１２の構成、作動、車高・ばねレート調整等については第１実施例と同様であるため説明を省略する。
【０１２７】
３.  第３実施例．
本実施例の弾性伸縮装置は、上記２つの実施例と同様に上下の空気室を備えているが、大小２つのピストンを含んで構成されており、離間距離によって作動するピストンの面積が異なるようにされた態様である。
【０１２８】
3.1.  弾性伸縮装置の構成．
図１２に、本実施例の弾性伸縮装置４００を備えたサスペンション装置４１０を示す。本サスペンション装置４１０は、第１実施例のサスペンション装置２０と同様の構成部品が多いため、同じ構成部品については同じ番号を付し、異なる部分を中心に説明する。本サスペンション装置４１０は、車体２４に連結されたシリンダハウジング４２０を備えている。そのシリンダハウジング４２０は、大径シリンダ部４２２と小径シリンダ部４２４とを有する円筒部材４２６と、その円筒部材４２６の大径シリンダ部４２２の開口端を塞ぐ第１蓋部材４３０と、小径シリンダ部４２４の開口端の口径を狭める第２蓋部材４３２とが組み付けられて形成されている。円筒部材４２６は、大径シリンダ部４２２と小径シリンダ部４２４とを連続させる段差部４３３を有している。なお、第１蓋部材４３０の構成は、第１実施例の蓋部材５２と同様である。
【０１２９】
第２蓋部材４３２は、小径シリンダ部４２４の端部に外側から嵌合する環状壁部４３４と、その環状壁部４３４の端部から内周側に延びる穴あき円板状の底部４３６とを有している。その底部４３６の中央には、第１実施例と同様に、シリンダハウジング４２０内部の気密性を保ちながら軸方向に移動するオイルシリンダ４０（前述のように、ピストンロッドとして機能する）を貫通させるロッドシール部６０が設けられている。なお、環状壁部４３４と嵌合する小径シリンダ部４２４の端部の外周部には、シール溝４４０が全周にわたって形成されるとともに、そのシール溝４４０に環状のシール部材４４２が配設されており、円筒部材４２６と第２蓋部材４３２とが気密に組み付けられている。以上のように、シリンダハウジング４２０内部は気密に保たれている。なお、シール部材４４２の材質等は、第１実施例のシール部材６６と同様である。
【０１３０】
本サスペンション装置４１０は、大径シリンダ部４２２の内周部に嵌められた第１ピストン４５０と、ピストンロッドとして機能するオイルシリンダ４０のロッド４２が延び出している側の端部に取り付けられた第２ピストン４５２とを備えている。第１ピストン４５０は、大径シリンダ部４２２内部を区画する環状のピストン部４５４と、そのピストン部４５４に設けられてピストン部４５４の一方の端面の側の空間（第１ガス室に相当する）とその反対側の空間（第２ガス室に相当する）とを連通させる筒部４５６とを含んで構成されている。その筒部４５６の内部には第２ピストン４５２が移動可能に嵌められており、その第２ピストン４５２によって筒部４５６の内部が区画されるようにされている。すなわち、本サスペンション装置４１０において、第１ピストン４５０および第２ピストン４５２の第１蓋部材４３０側の空間に第１空気室４５８（第１ガス室の一種である）が形成され、第２蓋部材４３２側の空間に第２空気室４５９（第２ガス室の一種である）が形成されているのである。
【０１３１】
筒部４５６の図において上方（大径シリンダ部４２２側）の端部には、第１ピストン４５０に対する第２ピストン４５２の上方への相対移動を禁止する第１相対移動禁止部４６０が設けられている。その第１相対移動禁止部４６０は、筒部４５６の上方端部の内周部に設けられた環状の部分とされている。そして、第１相対移動禁止部４６０が、第２ピストン４５２の上面に当接することによって相対移動を禁止するようにされている。すなわち、この図において第２ピストン４５２が基準位置に位置させられているが、その第２ピストン４５２が上記基準位置よりも上方に移動させられる際には、第１相対移動禁止部４６０によって第１ピストン４５０と第２ピストン４５２との相対移動が禁止され、第１ピストン４５０が第２ピストン４５２に押されて大径シリンダ部４２２内を上方（第１蓋部材４３０側）に移動させられるのである。
【０１３２】
なお、上記基準位置は、第１ピストン４５０が第２蓋部材４３２に最も接近した状態、つまり、ピストン部４５４がシリンダハウジング４２０の段差部４３３に当接した状態（第１ピストンが設定位置に位置した状態である）において、第２ピストン４５２が第１相対移動禁止部４６０に当接する位置である。ちなみに、ピストン部４５４の下方端面には、環状のゴム部材４６１が設けられており、ピストン部４５４はゴム部材４６１を介して段差部４３３に当接する。また、本実施例における「第２ピストン４５２が上記基準位置よりも上方に移動させられること」が、前記「筒部と第２ピストンとの設定相対位置を超える相対移動」の一例である。さらに、前記「相対移動禁止部」が、第１相対移動禁止部４６０を含んで構成されている。なお、本実施例において、「シリンダハウジングの内部において設定位置から設定された移動方向への第１ピストンの移動を禁止する第１ピストン移動禁止部」が、段差部４３３を含んで構成されている。その段差部４３３は、本実施例において、第１ピストン４５０の設定位置から下方（第２蓋部材４３２側）への移動を禁止している。
【０１３３】
また、筒部４５６の図において下方（第２蓋部材４３２側）の端部には、第１ピストン４５０に対する第２ピストン４５２の下方への相対移動を禁止する第２相対移動禁止部４６２（相対移動禁止部の一種である）が設けられている。その第２相対移動禁止部４６２は、筒部４５６の下方端部に螺合させられた環状の部材とされており、第２ピストン４５２の第２蓋部材４３２側の面に当接することによって相対移動を禁止するようにされている。本実施例において、その第２相対移動禁止部４６２によって、第２ピストン４５２が筒部４５６の下方から抜けないようにされている。なお、第１相対移動禁止部４６０および第２相対移動禁止部４６２の各々の第２ピストン４５２側の面には、第２ピストン４５２との当接による衝撃を緩衝する環状のゴム部材４６４，４６６が配設されている。
【０１３４】
第１ピストン４５０のピストン部４５４および第２ピストン４５２の各々の外周部には、シール部材を配設するためのシール溝４８０，４８２が全周にわたって形成されている。それらシール溝４８０，４８２には、それぞれ環状のシール部材４８４，４８６が配設され、ピストン部４５４および第２ピストン４５２の各々が気密にシリンダハウジング４２０内部を区画するようにされている。なお、シール溝４８０，４８２およびシール部材４８４，４８６はそれぞれ１つずつでもよいが、本実施例において、シール溝４８０，４８２が軸方向に複数設けられ、それぞれにシール部材４８４，４８６が配設されている。なお、本実施例において、シール部材４８４，４８６には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のＯリングが用いられている。
【０１３５】
シリンダハウジング４２０の下方側面には、空気の供給・排出を行うための給排気口４９０が設けられている。その給排気口４９０は、本実施例において、円筒部材４２６の小径シリンダ部４２４の側面に設けられた貫通穴に第２空気室４５９とエア通路１６４ｂとを接続するためのコネクタ４９２が配設されて、形成されている。
【０１３６】
3.2.  基準離間距離（車高）とばね特性、およびそれらの調整．
図１３に、本サスペンション装置４１０のばね荷重特性を実線で、第１実施例のサスペンション装置２０のばね荷重特性を破線で、従来のエアサスペンション装置のばね荷重特性を二点鎖線で模式的に示す。なお、本サスペンション装置４１０の第２ピストン４５２の外径を大きくした場合のばね荷重特性を点線で模式的に示した。この図から、本サスペンション装置４１０のばね荷重特性は、第１実施例のサスペンション装置２０のばね荷重特性と比較して、リバウンド時のばね荷重の減少が緩やかであることが分かる。それは、第２ピストン４５２の外径が第１ピストン４５０の外径よりも小さいため、第２ピストン４５２が基準位置よりも第２蓋部材４３２側に移動する際には、上下の空気室４５８，４５９の容積変化率が小さくなることが一因である。従って、第２ピストン４５２の外径を大きくすると、点線で示したように、リバウンド時のばね荷重の減少が第１実施例のサスペンション装置２０のそれに近くなる。このように、本サスペンション装置４１０は、第２ピストン４５２の外径を変更することにより、リバウンド時のばね荷重の減少度合いを変化させることができる。
【０１３７】
本サスペンション装置４１０においても、第１実施例のサスペンション装置２０と同様に、車高とばねレートとを任意に変更することができる。その場合には、車高およびばねレートを設定する範囲（前述のΔＸ１，ΔＸ２に相当する）によって場合分けを行うことで目標ＰＶ値を算出することができるが、非常に煩雑となる。そのため、本実施例において、予め試験を行うことによって各車高毎に空気室４５８，４５９の圧力とばねレートとの関係を測定しておき、その圧力と車高とに基づいて取得される容積との積から目標ＰＶ値が取得される。
【０１３８】
車高・ばねレート調整処理における目標ＰＶ値の取得について具体的に説明する。運転者によって選択可能な各車高レベルにおいて、選択可能な各ばねレートにするための空気室４５８，４５９の圧力が、ＥＣＵ２００の記憶部２３０に各車高毎の圧力マップとして記憶されている。また、ＥＣＵ２００の記憶部２３０には、各車高レベルと空気室４５８，４５９の容積との関係が容積マップとして記憶されている。目標ＰＶ値決定部２５２は、図９のＳ１２の目標ＰＶ値ａ，ｂ取得処理において、容積マップから選択された車高レベルに対応する容積を読み出すとともに、圧力マップから選択された車高レベルに応じたマップから選択されたばねレートに対応する圧力を読出し、それら容積と圧力とを乗じることによって目標ＰＶ値を取得するのである。
【０１３９】
3.3.  その他の事項．
なお、本サスペンション装置４１０において、上下の空気室４５８，４５９の空気充填量の設定によっては第２ピストン４５２が基準位置よりも下方に移動して、第２ピストン４５２が下方の移動端位置から上昇する場合に、上下の空気室４５８，４５９の圧力差等によって第１ピストン４５０が上昇する場合がある。しかしながら、その様な状態でも離間力は比較的小さいと考えられ、従来型のサスペンション装置と比較して、リバウンド時の離間力が小さくされていると考えられる。
【０１４０】
なお、本サスペンション装置４１０のシリンダハウジング４２０を、上記２つの実施例のシリンダハウジング３２と同様な形状とすることもできる。本実施例において、「ガスを圧縮して弾性力を発生させることによって車輪と車体とを弾性的に連結するガススプリング機構」が、シリンダハウジング４２０，第１ピストン４５０，第２ピストン４５２，および，オイルシリンダ４０を含んで構成されている。なお、本サスペンション装置４１０を備えたサスペンションシステムは、上記以外の構成、作動、車高・ばねレート調整等については、第１実施例のものと同様であるため説明を省略する。
【０１４１】
４.  第４実施例．
上記第３実施例のサスペンション装置４１０を、第２実施例のようにコイルスプリング３００を備えたサスペンション装置５００とすることができる（図１４）。サスペンション装置５００の弾性伸縮装置５１０は、第３実施例の弾性伸縮装置４００に、コイルスプリング３００と、そのコイルスプリング３００を保持する保持機構５１２を付加したものである。保持機構５１２の構成は、第２実施例の保持機構３２０と同様であるため、同じ構成部品には同じ番号を付し、異なる部分を中心に説明する。保持機構５１２の下部保持部材５１４は、コネクタ４９２と干渉しないように、軸方向に長い長穴５１６が設けられている。
【０１４２】
本サスペンション装置５００のばね荷重特性は、図１５に示すように、破線で示すコイルスプリング３００によるばね荷重特性と、実線で示す上下の空気室４５８，４５９によるばね荷重特性とを合わせたものとなる。本サスペンション装置５００によっても、第３実施例と同様に、車高とばねレートとを任意に調整することができる。なお、本サスペンション装置５００を備えたサスペンションシステムは、上記以外の構成、作動、効果、車高・ばねレート調整等については、第３実施例のものと同様であるため説明を省略する。
【０１４３】
５.  第５実施例．
上記全ての実施例において、エア給排気装置３１は第１空気室４４と第２空気室４６との間で圧縮エアを圧力の低い方から高い方へ移動させることはできなかった。図１６に、上下の空気室４４，４６間でエアを移動させるエア移動装置と、上記実施例と同様の弾性伸縮装置３０とを備えたサスペンションシステム６００を概念的に示す。なお、本サスペンションシステム６００の構成は、第１，第２実施例と同様な部分が多いため、同様の構成については同じ番号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【０１４４】
5.1.  エア移動装置．
エア移動装置６１０は、自身が備えるモータの駆動力によってポンプを作動させて圧縮エアを吐出するコンプレッサ６１２と、そのコンプレッサ６１２と上下の空気室４４等との連通の有無を切り換える連通切換器６１４とを備えている。その連通切換器６１４は２つのエア通路６１６，６１８を介して４つの弾性伸縮装置３０の各々の上下の空気室４４等と接続されている。また、コンプレッサ６１２は、エアを吸入する吸入部６２０とエアを吐出する吐出部６２２とを有しており、それら吸入部６２０と吐出部６２２とは、それぞれ吸入側エア通路６２４と吐出側エア通路６２６とによって連通切換器６１４に接続されている。
【０１４５】
その連通切換器６１４は、切換バルブ６３０と三方切換バルブ６３２とを備えている。切換バルブ６３０は常閉型の電磁弁とされ、非通電状態において吸入側エア通路６２４および吐出側エア通路６２６と、エア通路６１６，６１８との連通を遮断するようにされている。また、通電によって切換バルブ６３０が作動させられた場合には、吸入側エア通路６２４とエア通路６１８とが接続され、吐出側エア通路６２６とエア通路６１６とが接続される。三方切換バルブ６３２は常開型の電磁弁とされ、非通電状態において吸入側エア通路６２４および吐出側エア通路６２６と、エア通路６１６等との連通を許容する状態にする。また、三方切換バルブ６３２は、２つのソレノイドのいずれに通電されるかによって、吸入側エア通路６２４と吐出側エア通路６２６とのいずれか一方を、エア通路６１６等と連通可能にするようにされている。
【０１４６】
以上に述べた構成により、連通切換器６１４は、２つの切換バルブ６３０，６３２の作動によって、吸入側エア通路６２４および吐出側エア通路６２６の各々と、エア通路６１６，６１８との連通の有無を任意に切り換えることができるのである。
【０１４７】
また、エア移動装置６１０は、吸入側エア通路６２４と大気との連通の有無を切り換える大気連通切換バルブ６４６と、大気から吸入されるエアの水分を除去する水分除去器たるドライヤ６５０とを備えている。大気連通切換バルブ６４６は、常開型の電磁弁とされ、通電状態においてドライヤ６５０と大気との連通、吸入側エア通路６２４とドライヤ６５０との連通を遮断するようにされている。つまり、本エア移動装置６１０において、ドライヤ６５０は、吸入側エア通路６２４と大気とを接続する大気連通路６５４に設けられ、ドライヤ６５０を介して、大気エアを吸入し、上下の空気室４４等のエアを大気に排出することができるようにされているのである。なお、本実施例において、大気から吸入されたエアの水分がドライヤ６５０に吸着されるのであるが、空気室４４等の空気をドライヤ６５０を介して排出することにより、ドライヤ６５０を再生すること（吸着された水分を大気に放出することにより、水分吸着能力を回復させること）ができる。
【０１４８】
さらに、エア移動装置６１０は、上下の空気室４４等の給排気口１３０，１３２とエア通路６１６，６１８との連通の有無を切り換える連通切換器６６０を備えている。その連通切換器６６０は、連通切換器６１４と同様の三方切換バルブ６３２と、その三方切換バルブ６３２とは異なる三方切換バルブ６６２とを備えており、それらの作動によって、給排気口１３０，１３２の各々と、エア通路６１６，６１８との連通の有無を任意に切り換えることができる。三方切換バルブ６６２は、２つのソレノイドのいずれに通電されるかによって、上下の空気室４４，４６の各々に、２つのエア通路６１６，６１８のいずれを接続するかを切り換えることができる。例えば、通電によって三方切換バルブ６６２が図において下方に作動させられた場合には、ストレート接続となり、上方の空気室４４とエア通路６１６とが接続され、下方の空気室４６とエア通路６１８とが接続される。三方切換バルブ６６２が図において上方に作動させられた場合には、上記とは逆の接続のクロス接続となる。
【０１４９】
5.2.  制御装置．
本サスペンションシステム６００は、図１７に示すように、エア移動装置６１０の作動を制御する制御装置である電子制御ユニット６７０（以下、単に「ＥＣＵ６７０」という場合がある）を備えている。そのＥＣＵ６７０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ており、ＥＣＵ６７０には、上記圧力センサ１８０ａ，ｂ（図１６では、それぞれ「Ｐａ」，「Ｐｂ」と表示されている）、ストロークセンサ１９０、各車輪１４の回転速度を検出する車輪速センサ６７２（図において、「Ｖ」と表示されている）、急速車高調整を行うためのスイッチである急速車高調整スイッチ６７４が接続されている。また、ＥＣＵ６７０には、駆動回路６７６，６７８が接続され、ＥＣＵ６７０は、駆動回路６７６等を介して、それぞれ各種の制御バルブ（三方切換バルブ１６０等）や、コンプレッサ６１２を作動させるものとされている。
【０１５０】
図１７は、図８と同様に、ＥＣＵ６７０の各種の機能部を示した機能ブロック図とされている。この図において、図８と同様の構成については説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。本実施例において、記憶部２３０には、後に説明する急速車高調整プログラム等のプログラム、急速車高調整に関する各種のデータ等が記憶されている。ＥＣＵ６７０は、各サスペンション装置２０の上下の空気室４４，４６間でエアを移動させて迅速に車高調整を行う「急速車高調整部６８０」を備えている。その急速車高調整部６８０は、車高の目標値を決定する「車高目標値決定部６８２」と、車高の測定値を取得する「車高測定値取得部６８４」とを備えている。なお、バルブ制御部２６０は、駆動回路６７６に指令を送信し、切換バルブ６３０等を作動させる。また、コンプレッサ制御部２６２は、駆動回路６７８に指令を送信し、コンプレッサ６１２を作動させて、エア通路６１６等に圧縮エアを供給する。
【０１５１】
5.3.  エアの移動による迅速な車高調整．
上下の空気室４４等のエアの移動による急速車高調整は、例えば、乗員の乗降前後，段差乗り越え前後等に行われる。本ステアリングシステム６００は、上述のように急速車高調整スイッチ６７４を備えており、その急速車高調整スイッチ６７４を操作することにより、車高を高（Ｈ），中（Ｍ），低（Ｌ）のいずれかから選択できるようにされている。車高Ｈでは、比較的高めに設定された車高まで上昇するようにされており、段差を乗り越える場合等に好適である。車高Ｌでは、比較的低めに設定された車高まで下降するようにされており、乗員が乗降する場合等に好適である。車高Ｍでは、通常走行用に設定された車高に調整され、上昇または下降させた車高を、元の通常走行時の車高に戻すようにされている。
【０１５２】
そして、運転者によって急速車高調整スイッチ６７４が操作されると急速車高調整が開始するようにされている。例えば、車高Ｍが選択されている状態から、スイッチが操作されて車高Ｈが選択されると急速車高調整が開始される。なお、車速が設定速度を超えている場合には、急速車高調整スイッチ６７４が操作されても急速車高調整が行われないようにされている。また、車両の動力起動後に、上下の空気室４４等の空気充填量は、車高Ｍになるように予め調節されているものとする。
【０１５３】
急速車高調整は、ＥＣＵ６７０のコンピュータによって急速車高調整プログラムが実行されて、急速車高調整部６８０の機能が発揮されることによってなされる。図１８に、急速車高調整プログラムのフローチャートを示し、急速車高調整部６８０によって行われる急速車高調整について説明する。本プログラムは、１のサスペンション装置３１４について急速車高調整を行うものであり、本プログラムと同じ複数のプログラムが時分割で実行されて、複数のサスペンション装置３１４の急速車高調整が行われるようにされている。以下に、１つのサスペンション装置３１４の急速車高調整について、代表的に説明する。
【０１５４】
ステップ２１（以後、ステップ２１を「Ｓ２１」と略記し、他のステップについても同様とする）において、車高目標値決定部６８２により、選択された車高の目標値が取得される。なお、上述のように、車高は、３段階（Ｈ，Ｍ，Ｌ）で設定されており、車高Ｈ，Ｍ，Ｌの各々についての車高目標値は、予めＥＣＵ６７０のＲＯＭに記憶されており、急速車高調整スイッチ６７４の操作に応じて適切な値が読み出される。なお、本実施例において、車高目標値として、ストロークセンサ１９０の検出値に基づいて取得される車輪１４車体との離間距離の目標値が用いられる。
【０１５５】
Ｓ２２において、三方切換バルブ６６２が閉状態である場合、つまり、連通切換器６６０が閉状態にされて上下の空気室４４等のエアの供給・排出が行われていない場合に判定がＹＥＳとなる。その場合には、Ｓ２３において、車高測定値取得部６８４により、ストロークセンサ１９０の検出値に基づいて車高測定値（車輪１４と車体との離間距離の測定値）が取得される。その車高測定値は、現時点から設定時間前までの車高の平均的な値とされる。Ｓ２４の判定において、車高測定値と車高目標値との差が少ない場合、つまり、設定値Ｅ３未満である場合には、車高が目標値に達していると判断されて、本プログラムの処理が終了する。一方、車高測定値と車高目標値との差が設定値Ｅ３以上である場合には、Ｓ２５の処理が実行される。
【０１５６】
Ｓ２５において、上下の空気室４４，４６間のエアの移動が設定された時間行われる。例えば、急速車高調整スイッチ６７４が、車高Ｍから車高Ｈに操作された場合には、車高が上昇させられる。その際には、下方の第２空気室４６からエアが排出され、そのエアが上方の第１空気室４４に供給される。具体的には、バルブ制御部２６０の指令により、駆動回路６７６から連通切換器６６０の三方切換バルブ６６２の図において上側のソレノイドに電力が供給されて、三方切換バルブ６６２が図において下方に作動させられる。また、連通切換器６１４の切換バルブ６３０も作動させられて、エア通路６１６等を介して、上方の第１空気室４４と吐出側エア通路６２６とが連通させられ、また、下方の第２空気室４６と吸入側エア通路６２４とが連通させられる。さらに、コンプレッサ制御部２６２の指令により、駆動回路６７８からコンプレッサ６１２に駆動電力が設定された時間供給されてコンプレッサ６１２が作動し、下方の第２空気室４６のエアが上方の第１空気室４４に移動させられる。また、設定時間経過後には、切換バルブ６３０等への電力の供給が停止され、それらは閉状態にされる。
【０１５７】
急速車高調整スイッチ６７４が、車高Ｍから車高Ｌに操作された場合には、車高が下降させられる。その際には、上方の第１空気室４４からエアが排出され、そのエアが下方の第２空気室４６に供給される。その場合には、バルブ制御部２６０の指令により、連通切換器６６０の三方切換バルブ６６２が図において上方に作動させられる。その他については、上述の車高の上昇時と同様である。すなわち、上述とは逆に、エア通路６１６等を介して、上方の第１空気室４４と吸入側エア通路６２４とが連通させられ、また、下方の第２空気室４６と吐出側エア通路６２６とが連通させられるのである。さらに、急速車高調整スイッチ６７４が、車高Ｈから車高Ｍに操作された場合には、車高Ｍに応じた車高目標値まで車高を下降させる処理が行われる。また、車高Ｌから車高Ｍに操作された場合には、車高Ｍに応じた車高目標値まで車高を上昇させる処理が行われる。
【０１５８】
エアの移動が設定時間行われた後、車高測定値が取得され（Ｓ２２，Ｓ２３）、車高目標値に達するまで（Ｓ２４）繰り返しエアの移動が行われ（Ｓ２５）、車高目標値に達している場合には急速車高調整が終了する。
【０１５９】
なお、急速車高調整は、４つの弾性伸縮装置３１０のストロークが平均的に変化するように、１つの弾性伸縮装置３１０についての車高調整が終了する前に、別の弾性伸縮装置３１０について車高調整が行われるようにされている。そして、４つの弾性伸縮装置３１０について、比較的近いタイミングで車高調整が終了するようにされる。
【０１６０】
本実施例において、第１ガス室と第２ガス室との一方から他方へ、ガスを移動させる「ガス移動装置」が、エア移動装置６１０を含んで構成されている。また、本エア移動装置６１０は、大気から吸入されるガスの水分を除去する水分除去器と、大気連通路６５４に配設されて吸入側エア通路６２６と大気との連通の有無を切り換える大気連通切換器（大気連通切換バルブ６４６）とを含んで構成された「大気ガス吸入排出装置」を備えた態様とされている。さらにまた、本エア移動装置６１０は、複数の弾性伸縮装置３１０の各々の上下の空気室４４等に個別にエアを供給・排出することが可能にされた態様である。なお、ガス移動状態とガス移動禁止状態を切り換える「連通切換器」が、連通切換器６１４と連通切換器６６０との少なくとも一方を含んで構成されている。
【０１６１】
本実施例において、エアの移動によって車高調整が行われるようにされていたが、エアの移動の前や後に、大気エアの吸入・大気へのエアの放出を行うこともできる。その場合には、より大幅に車高を変化させることができる。例えば、大気エアを吸入して上下いずれかの空気室４４等に供給する場合には、大気連通バルブ６４６が開状態にされ、コンプレッサ６１２が作動させられる。さらに、連通切換器６１４の切換バルブ６３０が開状態にされ、三方切換バルブ６３２が図において下方に作動させられて、吐出側エア通路６２４とエア通路６１６とが連通させられる。また、いずれかの弾性伸縮装置３１０に対応する連通切換器６６０の三方切換バルブ６３２が図において下方に作動させられるとともに、三方切換バルブ６６２が上下いずれかに作動させられて、上下の空気室４４等のいずれかとエア通路６１６とが連通させられる。以上の説明から分かるように、連通切換器６１４の切換バルブ６３０，６３２と、連通切換器６６０の切換バルブ６３２，６６２との作動により、任意の空気室４４等に大気を供給し、任意の空気室４４等から空気を大気に排出することができる。
【０１６２】
また、本実施例において、１つのプログラムによって、１つの弾性伸縮装置３１０について急速車高調整が行われるようにされていたが、複数の弾性伸縮装置３１０について急速車高調整が行われるようにすることもできる。例えば、１つのプログラムによって、前方あるいは後方の２つの弾性伸縮装置３１０について、同時に急速車高調整を行うことができる。さらにまた、本実施例において、１つの弾性伸縮装置３１０の上下の空気室４４，４６間においてエアの移動が行われたが、複数の弾性伸縮装置３１０間でエアの移動を行うことによって車高調整を行うこともできる。
【０１６３】
なお、本実施例において、サスペンション装置３１４はコイルスプリング３００を備えるものとされていたが、図１９に示すように、コイルスプリング３００を備えていないサスペンション装置２０を備えたサスペンションシステム６９０によっても上下の空気室４４，４６間のエアの移動による急速車高調整を行うことができる。
【０１６４】
６.  第６実施例．
本実施例のサスペンションシステムは、ばね上（車体）の固有振動数が目標値となるように弾性伸縮装置３１０のばねレート目標値（ばね特性の目標値）を決定する態様である。本サスペンションシステムの構成は上記第５実施例と同様であるため、図１６に相当する図面は省略する。本サスペンションシステムには、前記ＥＣＵ６７０に代えて、ＥＣＵ７１０が設けられている。そのＥＣＵ７１０は、前記ＥＣＵ２００，ＥＣＵ６７０と同様の構成を備えており、ＥＣＵ２００等と同様の構成については同じ番号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【０１６５】
6.1.  電子制御装置．
図２０に、図８，図１７と同様な、ＥＣＵ７１０の各種の機能部を示した機能ブロック図を示す。ＥＣＵ７１０には、それぞれ車体に配設された横加速度センサ７１２，およびステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサ７１６等のセンサが接続されている。また、固有振動数が適切となる目標車速を運転者が選択するための目標車速選択スイッチ７１８が接続されている。そのＥＣＵ７１０は、各サスペンション装置３１４が車体を支持する際の荷重を取得する「支持荷重取得部７２０」と、弾性伸縮装置３１０のばねレート目標値（ばね特性目標値の一種である）を決定する「ばねレート目標値決定部７２２」とを備えている。そのばねレート目標値決定部７２２は、前輪側のばね上固有振動の周期と後輪側のばね上固有振動の周期との差が適正になるように弾性伸縮装置３１０のばねレート目標値を決定する「固有振動周期差依拠決定部７２４」を備えている。
【０１６６】
6.2.  ばねレートについて．
本実施例のサスペンション装置３１４はコイルスプリング３００を備えており、車輪１４と車体との間には、コイルスプリング３００の弾性力と弾性伸縮装置３１０の弾性力とが作用する。それらコイルスプリング３００のばね特性および弾性伸縮装置３１０のばね特性は、本実施例において、設定された範囲における車輪と車体との離間距離の変化に対する弾性伸縮装置３１０が発生する弾性力の変化の度合い、すなわち、「設定された範囲のばねレート（以後、単に「ばねレート」と略記する場合がある）」で規定される。そして、コイルスプリング３００のばねレートである「コイルばねレート」と、弾性伸縮装置３１０のばねレートである「エアばねレート」とを合わせたものが、サスペンション装置３１４のばねレートである「全体ばねレート」とされる。
【０１６７】
6.3.  支持荷重の取得．
まず、支持荷重取得部７２０による支持荷重の取得について説明する。本サスペンション装置３１４は、コイルスプリング３００と弾性伸縮装置３１０とによって車体を支持しており、コイルスプリング３００の支持荷重である「コイル支持荷重」と、弾性伸縮装置３１０の支持荷重である「エア支持荷重」とを合わせたものが、サスペンション装置３１４の支持荷重である「全体支持荷重」とされる。
【０１６８】
コイルスプリング３００と弾性伸縮装置３１０との各々の弾性力は、車輪１４と車体との離間距離に応じて変化するが、停車時における車輪１４と車体との離間距離である基準離間距離における弾性力を支持荷重として取得されることが望ましい。そこで、本実施例において、各サスペンション装置３１４毎に、圧力センサ１８０ａ，ｂおよびストロークセンサ１９０の検出値に基づいて、現時点から設定された時間前までの間の離間距離の平均的な値および上下の空気室４４，４６の各々の圧力の平均的な値が取得される。離間距離の平均的な値は、通常、基準離間距離と近い値となり、また、圧力の平均的な値は、離間距離が基準離間距離となった状態における圧力の値と近い値となるからである。
【０１６９】
その離間距離の平均的な値に基づいて「コイル支持荷重」が取得される。ＥＣＵ７１０の記憶部２３０には、コイル支持荷重と離間距離との関係が、コイル支持荷重マップとして記憶されている。そのコイル支持荷重マップから、離間距離の平均的な値に応じた支持荷重を読み出すことにより、コイル支持荷重が取得される。なお、基準離間距離を予め設定しておき、その設定された基準離間距離に応じた支持荷重をコイル支持荷重マップから読み出すことにより、コイル支持荷重を取得することもできる。「エア支持荷重」は、上方の空気室４４の圧力の平均的な値をそれの断面積Ｓａに乗じた値から、下方の空気室４６の圧力の平均的な値をそれの断面積Ｓｂに乗じた値を引くことによって取得される（式〔１−７〕参照）。そして、コイル支持荷重とエア支持荷重とを合わせた値が「全体支持荷重」とされる。また、全てのサスペンション装置３１４の各々について、全体支持荷重等が取得される。なお、本実施例において、取得された全体支持荷重が、全体支持荷重目標値（以後、「支持荷重目標値」と略記する場合がある）として、後述の処理に用いられる。
【０１７０】
なお、各サスペンション装置３１４の支持荷重は、通常、概ね平坦な路面に車両が停車している際、例えば、運転者が乗車して車両を発進させるまでの間や信号待ちの間に取得される。また、走行中に支持荷重を取得することもできる。その場合には、例えば、比較的凹凸の少ない平らな路面を概ね一定の速度で直進走行しているといった状態において支持荷重を取得することもできる。具体的には、ストロークセンサ１９０，車輪速センサ６８０，横加速度センサ７１２，および操作角センサ７１６等の検出結果に基づいて、ストローク量，車速の変化，ステアリングホイールの操作角，車体の横加速度等が設定値以下となる場合に、上記一定速度で直進走行している状態であると判定することができる。なお、本実施例において、車輪１４と車体との離間距離と、上下の空気室４４等の圧力とに基づいて各サスペンション装置３１４についての全体支持荷重等が取得されたが、予め支持荷重を設定しておくこともできる。例えば、標準的な乗車人数を想定して設定された各サスペンション装置３１４の全体支持荷重を記憶部２３０に記憶させておき、必要な際に設定値を読み出すことができる。
【０１７１】
6.4.  ばねレート目標値の決定．
次に、ばねレート目標値決定部７２２によるばねレート目標値の決定について説明する。図２１に模式的に示す車両は、前後輪１４Ｆ，Ｒの軸間距離がＷ（ｍ）であり、車速Ｖ（ｍ／ｓ）で走行している。その車両は、前方にある路面の凹凸（図では凸部とされている）を通過するが、前輪１４Ｆが通過してから後輪１４Ｒが通過するまでに若干のタイムラグＴｗ（ｓｅｃ）（Ｔｗ＝Ｗ／Ｖ）が生じる。図２２に示すように、タイムラグＴｗと、前後のばね上固有振動の周期の差（Ｔｆ−Ｔｒ）とを等しくすれば、車体のピッチングを抑制して乗り心地を向上させることができる。
【０１７２】
本実施例において、ばねレート目標値決定部７２２は固有振動周期差依拠決定部７２４を備えており、図２１，２２に示すように、前後のばね上固有振動の周期の差（Ｔｆ−Ｔｒ）が、走行時の車両が前後輪の軸間距離Ｗだけ移動する際の時間Ｔｗと等しくなるようにばねレート目標値が決定される。図２３に、前後のばね上固有振動の周期の差に依拠してばねレート目標値を決定し、ばね上の固有振動を適正化する固有振動適正化プログラムのフローチャートを示す。本プログラムは、複数のサスペンション装置３１４についてばね上固有振動の適正化を行うものである。この固有振動適正化プログラムが、ＥＣＵ７１０のコンピュータによって実行され、ＥＣＵ７１０が固有振動周期差依拠決定部７２４の機能を発揮することで、ばねレート目標値の決定がなされる。
【０１７３】
上記目標車速選択スイッチ７１８は、マニュアルで固有振動を適正化しようとする車速である目標車速を多段階で選択することと、オートモードを選択することとが可能にされている。マニュアルで目標車速が選択されている場合には、固有振動適正化プログラムが、車両の動力起動後で、支持荷重が取得された後に実行され、目標車速に応じてばね上固有振動が適正化される。また、例えば、上記目標車速選択スイッチ７１８が操作され、固有振動を適正化する目標車速が変更された場合にも実行される。一方、オートモードが選択されている場合には、車両の動力起動後で、支持荷重が取得された後に設定時間毎に繰り返し実行され、走行速度に応じてばね上の固有振動が適正化される。
【０１７４】
なお、ばね上の固有振動数ｆと固有振動の周期Ｔとの間には次式の関係があり、一方を決定すると必然的に他方も定まる。すなわち、固有振動の周期Ｔを目標車速に適切な値にすることで、固有振動数ｆも適切な値になり、いずれか一方が適切にされればばね上の固有振動が適正化されるのである。
式〔６−１〕  固有振動数ｆ×固有振動の周期Ｔ＝１
【０１７５】
Ｓ３１において、目標車速選択スイッチ７１８が、マニュアルで目標車速が選択されている場合には、その選択された車速が目標車速Ｖ０とされる。一方、オートモードが選択されている場合には、車輪速センサ６７２の検出値に基づいて、現時点から設定時間前までの平均的な車速が目標車速Ｖ０とされる。なお、平均的な車速を取得するための時間は比較的長く設定されており（例えば、数十秒〜数百秒）、目標車速Ｖ０の変動が、実際の車速の変動に比して十分緩やかになるようにされている。
【０１７６】
Ｓ３２において、目標車速Ｖ０に適切な前後のばね上固有振動の周期が取得される。ＥＣＵ７１０の記憶部２３０には、図２４に模式的に示すように、目標車速Ｖ０に適切な前後のばね上固有振動の周期の値Ｔｆ，Ｔｒが固有振動周期マップとして記憶されている。この図から分かるように、本実施例において、ばね上固有振動の周期が車速の増加に応じて減少するように設定されている。逆にいえば、車速の増加に応じてばね上固有振動数が増加するようにされている。すなわち、低速走行時には、ばね上固有振動数が小さくされて比較的乗り心地が良くなるとともに、高速走行時には、ばね上固有振動数が大きくされて比較的車体の姿勢安定性が良くなるようにされているのである。以上の説明から分かるように、本実施例において、固有振動周期差依拠決定部７２４が、ばね特性目標値を車速に基づいて決定する車速依拠決定部の一態様とされている。
【０１７７】
さらに、図２４の固有振動周期マップにおいて、前輪側のばね上固有振動の周期Ｔｆと、後輪側のばね上固有振動の周期Ｔｒとの差は、走行時の車両が前後輪の軸間距離Ｗだけ移動する際の時間Ｔｗと等しくなるようにされている。そのため、車速の増加に伴い時間Ｔｗが小さくなるのに合わせて、ＴｆとＴｒとの差が小さくなるようにされている。なお、車速が設定速度Ｖ１以下の状態において、Ｔｆが一定の値にされ、設定速度Ｖ２以下の状態においてＴｒが一定の値にされる（なお、０≦Ｖ１≦Ｖ２とする）。破線で示すように、目標車速Ｖ０が０に近づくと、Ｔｗが急激に増大するためである。
【０１７８】
前後のばね上固有振動の周期Ｔｆ，Ｔｒが取得されると、Ｓ３３において各サスペンション装置３１４毎の「全体ばねレート目標値Ｋｓ」および「エアばねレート目標値Ｋａ」が演算される。なお、固有振動の周期Ｔと全体ばねレート目標値Ｋｓとの間には次の関係が成り立つ。
式〔６−２〕  Ｔ＝２π√（Ｍａ／Ｋｓ）
なお、「Ｍａ」は、サスペンション装置３１４が支持する車体の部分の重量であり、「全体支持荷重」に相当する。この式を変形すると、前後のサスペンション装置３１４について次式が得られる。
式〔６−３〕  Ｋｓｆ＝４π2・Ｍａｆ／Ｔｆ2
式〔６−４〕  Ｋｓｒ＝４π2・Ｍａｒ／Ｔｒ2
なお、Ｋｓｆは、前輪側のサスペンション装置３１４の全体ばねレートであり、Ｋｓｒは、後輪側のサスペンション装置３１４の全体ばねレートである。また、Ｍａｆは、前輪側の各サスペンション装置３１４が支持する車体の部分の重量であり、Ｍａｒは、後輪側の各サスペンション装置３１４が支持する車体の部分の重量である。本実施例において、Ｍａｆ，Ｍａｒの値は、それぞれ前後のサスペンション装置３１４の全体支持荷重目標値としての、上記取得された全体支持荷重の値とされる。なお、Ｍａｆ，Ｍａｒの値が、左右で異なっていてもよい。
【０１７９】
さらに、「エアばねレート目標値Ｋａ」が、「全体ばねレート目標値Ｋｓ」から「コイルばねレートＫｍ」を引くことによって演算される。なお、Ｋａｆ，Ｋａｒは、それぞれ前後の弾性伸縮装置３１０のエアばねレート目標値Ｋａである。
式〔６−５〕  Ｋａｆ＝Ｋｓｆ−Ｋｍｆ
式〔６−６〕  Ｋａｒ＝Ｋｓｒ−Ｋｍｒ
また、Ｋｍｆ，Ｋｍｒは、それぞれ前後のサスペンション装置３１４のコイルばねレート（第２実施例において、コイルスプリングのばね定数Ｋ）の値であり、その値は記憶部２３０に予め記憶されている。
【０１８０】
6.5.  車高・ばねレート調整’．
Ｓ３４において、以上の処理によって決定されたエアばねレート目標値Ｋａｆ、Ｋａｒに基づき、車高・ばねレート調節部２５０によって「車高・ばねレート調整処理’」が行われる。そのＳ３４の処理は、図２５に示すように、第１実施例の車高・ばねレート調整（図９）と同様の処理である。なお、図２５において、図９に記載されたステップの番号の後に「’（ダッシュ）」を付して示した。この車高・ばねレート調整処理’は、各サスペンション装置３１４毎に行われる。また、車高・ばねレート調整処理’において、前輪に対応する弾性伸縮装置３１０の目標ＰＶ値は、エアばねレート目標値Ｋａｆに基づいて取得され、後輪に対応する弾性伸縮装置３１０の目標ＰＶ値は、エアばねレート目標値Ｋａｒに基づいて取得される。
【０１８１】
本実施例のＳ１１’において、第１実施例と異なり、図９のＳ１１の「選択された車高」は、ＥＣＵ７１０の記憶部２３０に記憶された「車高目標値（基準離間距離の目標値）」が読み出されて取得される。また、Ｓ１１の「選択されたばねレート」は、Ｓ３３において決定された「エアばねレート目標値Ｋａ（Ｋａｆ、Ｋａｒ）」とされる。さらに、Ｓ１２’において、第２実施例の式〔２−３〕，式〔２−４〕によって、目標ＰＶ値が取得されるのであるが、その際のΔＦとエアばねレート目標値Ｋａとの関係は次式のようになる。
式〔６−７〕  Ｋａ＝ΔＦ／（ΔＸ２−ΔＸ１）
ΔＸ１，ΔＸ２の値は、予め設定され（例えば、ΔＸ１＝３０ｍｍ、ΔＸ２＝−３０ｍｍ）、記憶部２３０に記憶されている。この式を変形すると次式が得られる。
式〔６−８〕  ΔＦ＝Ｋａ・（ΔＸ２−ΔＸ１）
この式から、弾性伸縮装置３１０の「ΔＦ」が、エアばねレート目標値Ｋａに基づいて決定される。
【０１８２】
また、式〔２−３〕等におけるばね荷重「Ｆｈ」は、上述の支持荷重取得部７２０によって取得された各サスペンション装置３１４の「全体支持荷重（支持荷重目標値）」とされる。さらにまた、本実施例において、記憶部２３０には、車高目標値に相当する、式〔２−３〕等における「Ｘ」の値と、その「Ｘ」に対応する上下の空気室４４等の容積「Ｖａ，Ｖｂ」の値とが記憶されている。さらにまた、コイルスプリング３００のばね定数「Ｋ」は、コイルばねレートＫｍｆ，Ｋｍｒとされる。さらにまた、式〔２−３〕等における定数「Ｃ」は、式〔２−２〕によって求められる。その際には、Ｆｈが「全体支持荷重」とされ、Ｘ０は予め設定された値にされる。したがって、第１，第２実施例と同様に、車高・ばねレート調整処理’により、目標ＰＶ値を取得することができる。
【０１８３】
目標ＰＶ値の取得後、Ｓ１３’の判定がＹＥＳの場合にＳ１４’において測定ＰＶ値が取得される。なお、本実施例では、Ｓ１３’において、三方切換バルブ６６２が閉状態であり、かつ、各種のセンサ６７２，７１２等の検出値に基づいて取得された「各種の測定値」、具体的には、車体の横加速度，前後加速度（車速の変化の度合い），ストローク量，ステアリングホイールの操作角，操作速度が、それぞれに設定された値より小さい場合に、判定がＹＥＳとされる。すなわち、車両走行中においても測定ＰＶ値が取得されるのであるが、悪路（例えば、比較的凹凸の多い路面）走行や、比較的急激な旋回，あるいは加減速が行われている場合には、測定ＰＶ値が取得されないようにされているのである。なお、測定ＰＶ値は、設定された時間内に取得されたＰＶ値の平均的な値とされる。
【０１８４】
その後、測定ＰＶ値と目標ＰＶ値との差が設定値を超えていた場合（Ｓ１５’）に、Ｓ１６’において、上下の空気室４４等の空気充填量が変更される。そして、車高とばね上の固有振動の周期とが、適正にされる。なお、本実施例において、Ｓ１６’の処理が、上述と同様に、悪路走行や、比較的急激な旋回，あるいは加減速が行われていない状態において、空気充填量が変更される。すなわち、各種の測定値（横加速度，前後加速度，ストローク量，操作角，操作速度）が、それぞれの設定値よりも小さい状態において空気充填量が変更される。また、上下の空気室４４等の空気充填量の変更においては、必要に応じて、コンプレッサ６１２、連通切換器６１４，６６０の切換バルブ６３０等、大気連通切換バルブ６４６等が作動させられる（上記第５実施例参照）。以上に述べた処理によって、ばね上固有振動が適切なものとされる。
【０１８５】
本実施例において、記憶部２３０には、予め設定された車高目標値（基準離間距離目標値）に相当する「Ｘ」と、上下の空気室４４等の容積「Ｖａ，Ｖｂ」とが記憶されており、記憶部２３０の「Ｘ」および「Ｖａ，Ｖｂ」を記憶する部分を含んで「離間距離目標値決定部」が構成されている。その離間距離目標値決定部は、例えば、車両に設けられた車高選択スイッチ２１０によって選択された車高に基づいて、離間距離の目標値を決定する態様とすることができる。また、離間距離目標値決定部を、車速，支持荷重，路面状態等の走行状態に基づいて離間距離の目標値を決定する態様とすることもできる。
【０１８６】
本実施例において、固有振動周期差依拠決定部７２４は、ＥＣＵ７１０の、固有振動適正化プログラムのＳ３２，Ｓ３３の処理を行う部分を含んで構成されている。また、本実施例において、固有振動周期差依拠決定部７２４は、ばね上固有振動の周期を車速に応じて減少させており、車速依拠決定部の一態様とされている。また、固有振動周期差依拠決定部７２４は、ばね上固有振動の周期を適切なものにすることにより、ばね上固有振動数を適切なものにしており、「固有振動数依拠決定部」の一態様とされている。さらにまた、固有振動周期差依拠決定部７２４は、ばね上固有振動の周期を適切なものにするために、取得された全体支持荷重を支持荷重目標値とし、支持荷重の目標値に基づいてばねレート目標値を決定するようにされており、「支持荷重依拠決定部」の一態様とされている。
【０１８７】
本実施例のサスペンション装置３１４はコイルスプリング３００を備えていたが、コイルスプリング３００を備えていないサスペンション装置２０とすることもできる（図２，図１９参照）。その場合には、ばねレート目標値の決定において、「全体ばねレート目標値Ｋｓ」と「エアばねレート目標値Ｋａ」とが等しくなり、「コイルばねレートＫｍ」が０となる。また、「全体支持荷重」と「エア支持荷重」とが等しくなる。さらにまた、目標ＰＶ値の取得において、第１実施例の式〔１−１３〕、式〔１−１４〕等を用いることができる。
【０１８８】
７.  第７実施例．
本実施例のサスペンションシステムは、４つの車輪１４のうちのいずれかのものの空気圧が低下した場合、つまり、車輪１４が有するタイヤの空気圧が低下した場合（パンクした状態も含む）に、タイヤの空気圧が低下した車輪１４である空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の支持荷重を低減することにより、空気圧低下輪の空気圧の減少を抑制するようにされている。また、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４のばねレート目標値が大きくされる。
【０１８９】
図２６に、上記第２実施例と同様の弾性伸縮装置３１０とを備えたサスペンションシステム８００を概念的に示す。なお、本サスペンションシステム８００の構成は、第１実施例，第５実施例と同様な部分が多いため、同様の構成については同じ番号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【０１９０】
本サスペンションシステム８００は、車輪１４の空気圧を取得する空気圧取得装置８１０を備えている。その空気圧取得装置８１０は、各車輪１４ごとに設けられてそれぞれ空気圧を検出する空気圧センサ８１２と、それら空気圧センサ８１２の信号を受信する空気圧情報受信機８１４とを備えている。空気圧センサ８１２は、車輪１４のホイールを貫通してタイヤ内部の圧縮空気と接触した状態で配設されており、タイヤの空気圧を検出することができる。また、空気圧センサ８１２は、電源としての電池を有しており、バッテリから電力を供給しなくとも作動することができる。さらにまた、空気圧センサ８１２は、空気圧情報作成部と送受信アンテナとを有しており、検出した各車輪１４の空気圧の情報である空気圧情報（車輪圧力推定情報の一種である）を空気圧情報送信部によって作成するとともに、その空気圧情報を電波信号に変換して送受信アンテナから送信することができる。空気圧情報受信機８１４は、送受信アンテナ、空気圧情報取得部を有しており、空気圧センサ８１２から送信された電波信号を受信して、車輪１４の空気圧情報を取得することができる。
【０１９１】
7.1.  電子制御装置．
本サスペンションシステムには、前記ＥＣＵ６７０に代えて、ＥＣＵ８２０が設けられている。そのＥＣＵ８２０は、前記ＥＣＵ２００，６７０，７１０と同様の構成を備えており、ＥＣＵ２００等と同様の構成については同じ番号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。図２７に、図８，図１７等と同様な、ＥＣＵ８２０の各種の機能部を示した機能ブロック図を示す。ＥＣＵ８２０には、空気圧情報受信機８１４が接続されており、ＥＣＵ８２０は空気圧情報受信機８１４から空気圧情報を取得することによって各車輪１４の空気圧を取得することができる。また、車体に配設された横加速度センサ７１２，およびステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサ７１６等のセンサが接続されている。
【０１９２】
ＥＣＵ８２０は、各サスペンション装置３１４が車体を支持する際の荷重の目標値を決定する「支持荷重目標値決定部８３０」と、弾性伸縮装置３１０のばねレート目標値を決定する「ばねレート目標値決定部８３２」とを備えている。支持荷重目標値決定部８３０は、支持荷重を取得する「支持荷重取得部８３４」と、車輪の空気圧に基づいて支持荷重目標値を変更する「支持荷重目標値変更部８３６」とを備えている。ばねレート目標値決定部８３２は、車輪の空気圧に基づいてばねレート目標値を決定する「車輪空気圧依拠決定部８３８」を備えている。また、ＥＣＵ８２０は、各サスペンション装置３１４の車高目標値を決定する「車高目標値決定部８４０」を備えている。その車高目標値決定部８４０は、車軸−路面間距離、つまり、車輪１４のタイヤが接地して変形した際の半径に依拠して車高目標値を決定する「車軸−路面間距離依拠決定部８４２」を有している。
【０１９３】
7.2.  車輪の空気圧低下時の処理．
車輪の空気圧が低下した際の処理である空気圧低下時処理プログラムのフローチャートを図２８に示し、そのフローチャートに沿って空気圧低下時の処理を詳細に説明する。この空気圧低下時処理プログラムは、４つの車輪１４のうち、いずれかの空気圧が低下した場合に、４つのサスペンション装置３１４の空気室４４等の空気充填量を変更するものである。また、本プログラムは、設定時間毎に繰り返し実行されており、各車輪１４の空気圧が正常であるか否かが常時監視される。ＥＣＵ８２０は、空気圧情報受信機８１４が受信した空気圧情報に基づいて、常時、各車輪１４の空気圧を取得している。なお、空気圧情報には車輪１４の位置を識別するための情報が含まれており、前後左右のいずれの車輪１４の空気圧情報であるかを認識することができる。また、記憶部２３０には、空気圧の下限値が記憶されており、いずれかの車輪１４の空気圧が下限値を下回った場合に、その車輪１４が空気圧低下輪であると判定される（Ｓ４１）。なお、全ての車輪１４の空気圧が正常である場合にはＳ４１の判定により、Ｓ４２以下の処理がスキップされ、本プログラムの一回の実行が終了する。
【０１９４】
いずれかの車輪１４が空気圧低下輪であると判定された場合には、支持荷重目標値，ばねレート目標値，および，車高目標値の各目標値が、変更，決定される（Ｓ４２〜Ｓ４４）。まず、支持荷重目標値の変更（Ｓ４２）について説明する。正常時、つまり、全ての車輪１４の空気圧が低下していない場合には、支持荷重目標値は、支持荷重取得部８３４により、上記第６実施例と同様な処理が行われて取得された全体支持荷重の値とされる。
【０１９５】
一方、空気圧低下輪が存在する場合には、空気圧の低下量に応じて各サスペンション装置３１４の支持荷重目標値が変更される。ＥＣＵ８２０の記憶部２３０には、図２９に示すように、空気圧低下輪の空気圧と支持荷重目標値との関係が空気圧−支持荷重マップ（以後、単に「支持荷重マップ」と略記する場合がある）として記憶されている。その支持荷重マップにおいて、空気圧低下輪と、それの対角に位置する車輪１４である対角輪との各々に対応するサスペンション装置３１４の「全体支持荷重（第６実施例参照）」の目標値である「全体支持荷重目標値（以後、「支持荷重目標値」と略記する場合がある）」が、空気圧低下輪の空気圧の低下に応じて減少するようにされている。一方、空気圧低下輪に隣り合う２つの車輪の各々に対応するサスペンション装置３１４の支持荷重目標値が、空気圧低下輪の空気圧の低下に応じて増加するようにされている。具体的には、例えば、空気圧低下輪が右側前輪（ＦＲ）であった場合には、車両の右側前方（ＦＲ）および左側後方（ＲＬ）に位置するサスペンション装置３１４の支持荷重目標値が減少し、車両の左側前方（ＦＬ）と右側後方（ＲＲ）とに位置するサスペンション装置３１４の支持荷重目標値が増加するようにされているのである。
【０１９６】
なお、本実施例の支持荷重マップは、支持荷重目標値の増加量と減少量とが等しくされている。また、図のＷ０は、支持荷重取得部８３４によって取得された全体支持荷重に基づいて決定された正常時の支持荷重目標値の大きさを示している。なお、図のＷ０の値が、各サスペンション装置３１４毎に異なっていてもよい。
【０１９７】
次に、ばねレート目標値の決定（Ｓ４３）について説明する。正常時の各サスペンション装置３１４についての「全体ばねレート目標値Ｋｓ」の設定値であるＫｓ０（前輪側：Ｋｓ０ｆ、後輪側：Ｋｓ０ｒ）は、それぞれＥＣＵ８２０の記憶部２３０に記憶されている。したがって、空気圧が低下していない車輪１４である空気圧正常輪に対応するサスペンション装置３１４の全体ばねレート目標値Ｋｓは、正常時（空気圧が低下していない状態）の目標値であるＫｓ０にされる。なお、Ｋｓ０の値が、各サスペンション装置３１４毎に異なっていてもよい。
【０１９８】
一方、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の「全体ばねレート目標値Ｋｓ」の値であるＫｓｐ（前輪側：Ｋｓｐｆ、後輪側：Ｋｓｐｒ）と空気圧との関係が、図３０に示す空気圧−ばねレートマップとしてＥＣＵ８２０の記憶部２３０に記憶されている。その図から分かるように、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の全体ばねレート目標値Ｋｓが、空気圧の低下に応じて増加するようにされている。空気圧低下輪は、空気圧の低下によってタイヤの剛性が低下するが、サスペンション装置３１４の全体ばねレートを増大させることによって、タイヤの剛性低下の影響を減少させることができる。なお、空気圧−ばねレートマップは、各サスペンション装置３１４毎に異なっていてもよい。
【０１９９】
空気圧正常輪および空気圧低下輪の各々についての「全体ばねレート目標値Ｋｓ」が取得されると、第６実施例と同様に、それら全体ばねレート目標値Ｋｓ（Ｋｓ０，Ｋｓｐ）から「コイルばねレートＫｍ」を引くことによって「エアばねレート目標値Ｋａ」が取得される。なお、エアばねレート目標値Ｋａは、前方のサスペンション装置３１４についてはエアばねレート目標値Ｋａｆが取得され、後方のサスペンション装置３１４についてはエアばねレート目標値Ｋａｒが取得される。
式〔６−５〕  Ｋａｆ＝Ｋｓｆ−Ｋｍｆ
式〔６−６〕  Ｋａｒ＝Ｋｓｒ−Ｋｍｒ
なお、上式において、空気圧正常輪については、Ｋｓｆ＝Ｋｓ０ｆ、Ｋｓｒ＝Ｋｓ０ｒとされ、空気圧低下輪については、Ｋｓｆ＝Ｋｓｐｆ、Ｋｓｒ＝Ｋｓｐｒとされる。また、前後のサスペンション装置３１４の「コイルばねレートＫｍｆ，Ｋｍｒ」は記憶部２３０に記憶されている。
【０２００】
さらに、車高目標値の決定（Ｓ４４）について説明する。本実施例において、後述の式中の「Ｘ」が車高目標値に相当する。そして、空気圧正常時における各サスペンション装置３１４毎の車高目標値Ｘｎは、ＥＣＵ８２０の記憶部２３０に記憶されている。一方、空気圧低下輪の車高目標値Ｘｐは、以下の処理によって決定される。まず、ＥＣＵ８２０により、各車輪速センサ６７２の検出結果に基づいて、空気圧低下輪の車軸−路面間距離、つまり、接地して変形した状態のタイヤ半径が取得される。空気圧正常時の車軸−路面間距離は既知であり、複数の空気圧正常輪の回転速度に基づいて車速が取得され、その車速と、空気圧正常輪と空気圧低下輪との回転速度比から空気圧低下輪の車軸−路面間距離が取得される。その回転速度比と車軸−路面間距離との関係が、ＥＣＵ８２０の記憶部２３０に、車軸−路面間距離マップとして記憶されており、その車軸−路面間距離マップに基づいて車軸−路面間距離が取得される。そして、空気圧低下輪の車軸−路面間距離は、空気圧正常輪よりも小さくなっているため、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の車高目標値Ｘｐは、正常時の車高目標値Ｘｎを増加させるようにが決定される。なお、車軸−路面間距離マップは、各サスペンション装置３１４毎に異なっていてもよい。
【０２０１】
ここで、支持荷重が０の場合のタイヤ外径を「Ｒ０」、空気圧正常輪の車軸−路面間距離を「Ｒ１」、空気圧低下輪の車軸−路面間距離を「Ｒ２」とすると、空気圧正常輪の変形度合いは「Ｒ０−Ｒ１」、空気圧低下輪の変形度合いは「Ｒ０−Ｒ２」となる。空気圧低下による車軸−路面間距離の減少量は「Ｒ１−Ｒ２」であるが、支持荷重の減少を考慮することが望ましい。つまり、上記Ｓ４２において、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の支持荷重目標値が減少させられているため、空気充填量の変更後に空気圧低下による車軸−路面間距離の減少量は「Ｒ１−Ｒ２」よりも若干小さくなる。
【０２０２】
そこで、タイヤの変形度合いは概ね支持荷重と比例すると仮定し、支持荷重の減少割合をδ（δ＝支持荷重減少量／減少前の支持荷重目標値）とすれば、支持荷重減少後の空気圧低下輪の変形度合いは（Ｒ０−Ｒ２）・（１−δ）となる。したがって、空気圧低下による車軸−路面間距離の減少量ΔＲは、空気圧低下輪の変形度合い「（Ｒ０−Ｒ２）・（１−δ）」から空気圧正常輪の変形度合い「Ｒ０−Ｒ１」を引くことによって求められる。
〔式７−１〕  ΔＲ＝（Ｒ０−Ｒ２）・（１−δ）−（Ｒ０−Ｒ１）
＝（Ｒ１−Ｒ２）−δ（Ｒ０−Ｒ２）
以上の結果から、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の車高目標値Ｘｐが、正常時の車高目標値ＸｎよりもΔＲ増加するようにされる。一方、空気圧正常輪に対応するサスペンション装置３１４の車高目標値Ｘｎは変更されない。なお、〔式７−１〕を用いずに車軸−路面間距離の減少量ΔＲを取得することもできる。例えば、減少量ΔＲと、車輪１４の空気圧および支持荷重の減少割合との関係を予め調べてマップを作成し、記憶部２３０に記憶させておくこともできる。
【０２０３】
各サスペンション装置３１４について支持荷重目標値，ばねレート目標値および車高目標値が変更されると、Ｓ４５において、各サスペンション装置３１４毎に、上記３つの目標値の各々の変更前後の値の差が、それぞれに設定されたしきい値を超えたか否かが判定される。そして、目標値の変更前後の値の差がしきい値を超えるものがない場合には、つまり、各目標値が変更前とあまり変わらない場合には、車高・ばねレート調整処理を行う必要性は小さいため、Ｓ４６以下の処理がスキップされる。一方、Ｓ４５において、各サスペンション装置３１４毎についての上記３つの目標値のうち、１以上の目標値の変更前後の値の差がしきい値を超えた場合には、各サスペンション装置３１４の「車高・ばねレート調整処理”」が行われる（Ｓ４６）。
【０２０４】
7.3.  車高・ばねレート調整処理”．
車高・ばねレート調整処理”（Ｓ４６）は、第１，第２，第６実施例と同様の処理（Ｓ１１〜Ｓ１６、Ｓ１１’〜Ｓ１６’）が各サスペンション装置３１４毎に行われて、各弾性伸縮装置３１０の上下の空気室４４等の空気充填量が変更される。なお、図３１において、図９，図２５に記載されたステップの番号の後に「”（ツーダッシュ）」を付して示した。Ｓ１１”において、エアばねレート目標値Ｋａｆ、Ｋａｒが、Ｓ４３の処理において決定された値にされる。また、車高目標値Ｘは、Ｓ４４の処理において決定されたように、正常輪については車高目標値Ｘｎ、空気圧低下輪については車高目標値Ｘｐ（＝Ｘｎ＋ΔＲ）とされる。本実施例において、サスペンション装置３１４がコイルスプリング３００を備えているため、Ｓ１２”の目標ＰＶ値ａ，ｂを取得する際に、第２実施例の〔式２−３〕，〔式２−４〕が用いられる。その際には、Ｆｈが支持荷重目標値とされる。また、ΔＦが、エアばねレート目標値Ｋａｆ、Ｋａｒに基づいて、式〔６−８〕によって求められる。
【０２０５】
さらに、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の「Ｘ」は車高目標値の決定の際に決定されている。一方、正常時の「Ｘ」の値は、記憶部２３０に記憶されている。さらにまた、「Ｘ」の値と上下の空気室４４等の容積「Ｖａ，Ｖｂ」の値との関係が容積値マップとして記憶されており、「Ｘ」の値に対応する「Ｖａ，Ｖｂ」の値が読み出される。さらにまた、コイルスプリング３００のばね定数「Ｋ」は、コイルばねレートＫｍｆ，Ｋｍｒとされる。さらにまた、式〔２−３〕等における定数「Ｃ」は、式〔２−２〕によって求められる。その際には、Ｆｈが、変更後の「全体支持荷重目標値」とされ、Ｘ０は予め設定された値にされる。以上のように各種の値が定まり、第１，第２，第６実施例と同様に、車高・ばねレート調整処理”により、目標ＰＶ値を取得することができる。
【０２０６】
目標ＰＶ値の取得後、Ｓ１３”の判定を経て測定ＰＶ値が取得される（Ｓ１４”）。なお、本実施例では、Ｓ１３”において、三方切換バルブ６６２が閉状態であり、かつ、各種のセンサ６７２，７１２等の検出値に基づいて取得された「各種の測定値」、具体的には、車体の横加速度，前後加速度（車速の変化の度合い），ストローク量，ステアリングホイールの操作角，操作速度が、それぞれに設定された値を超えない場合に、判定がＹＥＳとされる。すなわち、車両走行中においても測定ＰＶ値が取得されるのであるが、例えば、悪路（例えば、比較的凹凸の多い路面）走行、比較的急激な旋回，あるいは加減速が行われている場合には、測定ＰＶ値が取得されないようにされているのである。なお、測定ＰＶ値は、設定された時間間隔のＰＶ値の平均的な値とされる。
【０２０７】
その後、測定ＰＶ値と目標ＰＶ値との差が設定値を超えていた場合（Ｓ１５”）に、Ｓ１６”において、上下の空気室４４等の空気充填量が変更される。そして、各サスペンション装置３１４の支持荷重が変更されるとともに、車高とばねレートとが適正にされる。なお、本実施例において、Ｓ１６”の処理が、上述と同様に、悪路走行や、比較的急激な旋回，あるいは加減速が行われていない状態において、空気充填量が変更される。すなわち、各種の測定値（横加速度，前後加速度，ストローク量，操作角，操作速度）が、それぞれの設定値よりも小さい状態において空気充填量が変更される。また、上下の空気室４４等の空気充填量の変更においては、必要に応じて、コンプレッサ６１２、連通切換器６１４，６６０の切換バルブ６３０等、大気連通切換バルブ６４６等が作動させられる（上記第５実施例参照）。以上に述べた処理によって、空気圧低下輪が受ける荷重を減少させることができる。
【０２０８】
空気充填量が変更されると、Ｓ４７において、各目標値が記憶部２３０に記憶されて本プログラムの一回の実行が終了する。その記憶された目標値は、その後再び本プログラムが実行された際に、Ｓ４５の判定処理で用いられる。
【０２０９】
本実施例において、「離間距離目標値決定部」が、車高目標値決定部８４０を含んで構成されている。また、「車輪ガス圧依拠決定部」が、車輪空気圧依拠決定部８３８を含んで構成されている。なお、本実施例において、車輪空気圧依拠決定部８３８は、空気圧低下輪に対応するサスペンション装置３１４の支持荷重目標値が減少させられる際にばねレート目標値を決定しており、「支持荷重低減時決定部」としても機能している。
【０２１０】
本実施例において、サスペンション装置３１４はコイルスプリング３００を備えていたが、上記第５，第６実施例と同様に、コイルスプリングを備えていないサスペンション装置２０によっても空気圧低下輪の支持荷重を減少させることができる（図２，図１９参照）。その場合には、ばねレート目標値の決定において、「全体ばねレート目標値Ｋｓ」と「エアばねレート目標値Ｋａ」とが等しくなり、「コイルばねレートＫｍ」が０となる。また、「全体支持荷重」と「エア支持荷重」とが等しくなる。また、目標ＰＶ値の取得において、第１実施例の式〔１−１３〕、式〔１−１４〕等を用いることができる。
【０２１１】
なお、上記全ての実施例において、「ガス充填量推定物理量」として、空気室４４等の圧力と容積の積を示す値である「ＰＶ値」が用いられていた。そのＰＶ値を、「ＰＶγ値」とすることもできる。なお、Ｖの指数は、γ＝Ｃｐ／Ｃｖ（Ｃｐ：定圧比熱、Ｃｖ：定容比熱）である。なお、ＰＶγ値も圧力と容積の積を示す値の一種である。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】請求可能発明の第１実施例であるサスペンション装置を備えたサスペンションシステム模式的に示す図である。
【図２】上記サスペンション装置の弾性伸縮装置の断面を示す図である。
【図３】従来のエアサスペンション装置のばね荷重特性を示す図である。
【図４】本実施例のサスペンション装置（弾性伸縮装置）のばね荷重特性を示す図である。
【図５】車高あるいはばねレートを変更した際の上記サスペンション装置のばね荷重特性を示す図である。
【図６】上記弾性伸縮装置を模式的に示すモデル図である。
【図７】上記弾性伸縮装置のピストンのシール部材による摩擦抵抗の大きさを模式的に示す図である。
【図８】上記エア給排気装置を制御する電子制御ユニットの機能を模式的に示す図である。
【図９】上記電子制御ユニットによって実行される車高−ばねレート調整プログラムのフローチャートを示す図である。
【図１０】上記とは別の実施例のサスペンション装置（コイルスプリング付）の弾性伸縮装置の断面を示す図である。
【図１１】上記サスペンション装置（弾性伸縮装置）のばね荷重特性を示す図である。
【図１２】上記とはさらに別の実施例のサスペンション装置（ピストン径変化型）の弾性伸縮装置の断面を示す図である。
【図１３】上記サスペンション装置（弾性伸縮装置）のばね荷重特性を示す図である。
【図１４】上記とはさらに別の実施例のサスペンション装置（ピストン径変化型＋コイルスプリング付）の弾性伸縮装置の断面を示す図である。
【図１５】上記サスペンション装置（弾性伸縮装置）のばね荷重特性を示す図である。
【図１６】上記とはさらに別のサスペンションシステム（エア移動型）を模式的に示す図である。
【図１７】上記サスペンションシステムのエア移動装置を制御する電子制御ユニットの機能を模式的に示す図である。
【図１８】上記電子制御ユニットによって実行される急速車高調整プログラムのフローチャートを示す図である。
【図１９】上記サスペンションシステム（エア移動型）の変形例を模式的に示す図である。
【図２０】上記とはさらに別のサスペンションシステム（固有振動適正化型）の電子制御ユニットの機能を模式的に示す図である。
【図２１】走行する車両と、路面の凹凸を模式的に示す図である。
【図２２】車両が路面の凹凸を通過した際の、ばね上の振動を模式的に示す図である。
【図２３】ばね上固有振動適正化プログラムのフローチャートを示す図である。
【図２４】ばね上固有振動周期マップを模式的に示す図である。
【図２５】上記電子制御ユニットによって実行される車高−ばねレート調整処理’のフローチャートを示す図である。
【図２６】上記とはさらに別のサスペンションシステム（空気圧低下時対処型）を模式的に示す図である。
【図２７】上記サスペンションシステムの電子制御ユニットの機能を模式的に示す図である。
【図２８】空気圧低下次時処理プログラムのフローチャートを示す図である。
【図２９】空気圧−支持荷重マップを模式的に示す図である。
【図３０】空気圧−ばねレートマップを模式的に示す図である。
【図３１】上記電子制御ユニットによって実行される車高−ばねレート調整処理”のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【０２１３】
＜第１実施例＞  １０：車両用サスペンションシステム    １４：車輪    ２０：サスペンション装置    ２４：車体    ３０：弾性伸縮装置    ３１：エア給排気装置    ３２：シリンダハウジング    ３４：ピストン    ３６：ショックアブソーバ    ４０：オイルシリンダ    ４４：第１空気室    ４６：第２空気室    ６０：ロッドシール部    １３０，１３２：給排気口    １６０：三方切換バルブ    １８０ａ，ｂ：圧力センサ    ２００：電子制御ユニット［ＥＣＵ］    ２５０：車高・ばねレート調節部    ２５２：目標ＰＶ値取得部（目標充填量推定物理量決定部）    ２５４：測定ＰＶ値取得部    ＜第２実施例＞  ３００：コイルスプリング    ３１０：弾性伸縮装置    ３１２：サスペンションシステム    ３１４：サスペンション装置    ３２０：保持機構    ＜第３実施例＞  ４００：弾性伸縮装置    ４１０：サスペンション装置    ４２０：シリンダハウジング    ４２２：大径シリンダ部    ４２４：小径シリンダ部    ４３３：段差部
４３４：環状壁部    ４５０：第１ピストン    ４５２：第２ピストン    ４５４：ピストン部    ４５６：筒部    ４５８：第１空気室    ４５９：第２空気室    ４６０：第１相対移動禁止部    ４６２：第２相対移動禁止部    ４９０：給排気口    ＜第４実施例＞  ５００：サスペンション装置    ５１０：弾性伸縮装置    ＜第５実施例＞  （急速車高調整型）    ６００：サスペンションシステム    ６１０：エア移動装置    ６１２：コンプレッサ    ６１４：連通切換器    ６１６，６１８：エア通路    ６２０：吸入部    ６２２：吐出部    ６２４：吸入側エア通路    ６２６：吐出側エア通路    ６３０，６３２：三方切換バルブ    ６４６：大気連通切換バルブ    ６５０：ドライヤ（水分除去器）    ６５４：大気連通路    ６６０：連通切換器    ６７０：電子制御ユニット［ＥＣＵ］    ６９０：サスペンションシステム［コイルスプリング無し］    ＜第６実施例＞  （固有振動適正化型）    ７１０：電子制御ユニット［ＥＣＵ］    ７１２：横加速度センサ    ７１６：操作角センサ    ７１８：車速選択スイッチ    ７２０：支持荷重取得部    ７２２：ばねレート目標値決定部    ７２４：固有振動周期依拠決定部    ＜第７実施例＞  （空気圧低下時対処型）    ８００：サスペンションシステム    ８１０：空気圧取得装置    ８１２：空気圧センサ    ８１４：空気圧情報受信機    ８２０：電子制御ユニット［ＥＣＵ］    ８３０：支持荷重目標値決定部    ８３２：ばねレート目標値決定部    ８３４：支持荷重取得部    ８３６：支持荷重目標値変更部    ８３８：車輪空気圧依拠決定部    ８４０：車高目標値決定部    ８４２：車軸−路面間距離依拠決定部
【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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【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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