JP2012232683A - 車高調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車高を所望の範囲内に効率良く収めることが可能な車高調整装置の提供。
【解決手段】車高調整制御部は、左右のサスペンションのそれぞれについて、検出変位と検出内圧とロール剛性係数とを用いて、左右のエアサスペンションが共に目標変位に設定された車高調整完了状態での内圧を目標内圧（Ｐ_Ｌｂ，Ｐ_Ｒｂ）として算出し、検出内圧と検出変位とを乗算した検出乗算値（Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_{Ｌ_now}，Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_{Ｒ_now}）が、目標内圧と目標変位とを乗算した目標乗算値（Ｐ_Ｌｂ×Ｚ_ｂ，Ｐ_Ｒｂ×Ｚ_ｂ）に近づくように、電磁バルブを制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の車高調整装置に関する。

エアサスペンションを用いた車両において、自動車高調整（以下、単に車高調整と称することがある）機能を備えたものが知られている。このような車両では、エアスプリングに対する空気の給排によって車高調整が行われる。車高調整は、車軸とフレームとの間の距離を検出して現在の車高を求め、現在の車高と所定の基準車高とを比較し、現在の車高が基準車高から乖離している場合には、エアサスペンションのエアバネに空気を供給し、若しくはエアバネから空気を排出することによって、現在の車高が基準車高に近づくように制御される。また、このような車高調整を左右のエアサスペンションに対して行うことによって、現在の車高が左右間で傾いている場合に、左右の車高を水平に近づけることができる。

特開平１０―３２４１３１号公報

しかし、上記従来の方法では、左右の何れか一側の車高が既に基準車高の範囲に収まっており、反対側の車高が基準車高の範囲に収まっていない場合、この反対側のエアバネに対して空気の給排を行って反対側の車高を基準車高に近づけようとすると、サスペンションや車両の捩れ剛性などによって、今まで基準車高の範囲に収まっていた一側の車高が反対側の昇降の影響を受けて基準車高の範囲から外れてしまう可能性がある。このような場合、今度は一側のエアバネに対して空気の給排を行わなければならず、左右の車高の双方が基準車高の範囲に収まるまで、何度も車高調整を行う必要が生じる。このため、車高調整に時間を要し、且つ空気の給排を必要以上に行わなければならない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、車高を所望の範囲内に効率良く収めることが可能な車高調整装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、荷重−変位特性及び荷重−内圧特性を有する左右のエアサスペンションを対象として自動車高調整を行う車両の車高調整装置であって、変位検出手段と内圧検出手段と左右の給排気手段と目標内圧演算手段と給排気制御手段とを備える。

変位検出手段は、左右のエアサスペンションの変位を、左側検出変位及び右側検出変位として検出する。内圧検出手段は、左右のエアサスペンションの内圧値を、左側検出内圧及び右側検出内圧として検出する。左側の給排気手段は、左側のエアサスペンションに対する空気の供給及び排出を行い、右側の給排気手段は、左側のエアサスペンションに対する空気の供給及び排出を行う。

目標内圧演算手段は、左側検出変位と左側検出内圧と車両に固有な値として記憶されたロール剛性係数とを用いて、左右のエアサスペンションが共に目標変位に設定された車高調整完了状態での左側のエアサスペンションの内圧を左側目標内圧として算出する。また、目標内圧演算手段は、右測検出変位と右側検出内圧とロール剛性係数とを用いて、車高調整完了状態での右側のエアサスペンションの右側目標内圧を算出する。

給排気制御手段は、左側検出内圧と左側検出変位とを乗算した左側検出乗算値が、左側目標内圧と目標変位とを乗算した左側目標乗算値に近づくように、左側の給排気手段を制御する。また、給排気制御手段は、右側検出内圧と右側検出変位とを乗算した右側検出乗算値が、右側目標内圧と目標変位とを乗算した右側目標乗算値に近づくように、右側の給排気手段を制御する。

給排気制御手段は、左側目標乗算値と左側検出乗算値との差分が所定範囲に含まれるように左側の給排気手段を制御してもよく、右側目標乗算値と右側検出乗算値との差分が所定範囲に含まれるように右側の給排気手段を制御してもよい。また、荷重−変位特性及び荷重−内圧特性は、それぞれが所定の特性であればよい。すなわち、左右の特性が同一であってもよく、相違してもよい。

給排気制御手段は、左側目標乗算値と左側検出乗算値との差分が所定範囲から外れている場合において、左側目標乗算値が左側検出乗算値よりも大きいときは、左側の給排気手段によって左側のエアサスペンションへ空気を供給し、左側目標乗算値が左側検出乗算値よりも小さいときは、左側の給排気手段によって左側のエアサスペンションから空気を排出してもよい。また、給排気制御手段は、右側目標乗算値と右側検出乗算値との差分が所定範囲から外れている場合において、右側目標乗算値が右側検出乗算値よりも大きいときは、右側の給排気手段によって右側のエアサスペンションへ空気を供給し、右側目標乗算値が右側検出乗算値よりも小さいときは、右側の給排気手段によって右側のエアサスペンションから空気を排出してもよい。

上記構成では、左右の各エアサスペンションの各々について、検出変位と検出内圧とロール剛性係数とを用いて目標内圧を算出し、検出変位と検出内圧とを乗算した検出乗算値が、目標変位と目標内圧とを乗算した目標乗算値に近づくように、左右のエアサスペンションの給排気を制御する。この目標内圧は、車高調整完了状態を想定して算出された各エアサスペンションの内圧であるので、左右のエアサスペンションの制御を、反対側のエアサスペンションの影響を受けることなく、互いに独立して（互いの影響を排除して）行うことができる。

従って、積荷が偏って積載された偏荷状態において、車高を所望の範囲内に収めるまでに要する車高調整（給排気）の回数を低減することができ、車高調整時間の短縮、及び空気消費量の低減を図ることができる。

本発明によれば、車高を所望の範囲内に効率良く収めることができる。

本発明の一実施形態を示したブロック図である。 図１の車両に生じるロールモーメントの一例を示した図である。 サスペンションの内圧−静荷重特線図である。 車高調整処理例を示したフローチャート図である。 車高調整装置の連結車両への適用例を示したブロック図である。 連結車両に生じるロールモーメントの例を示した図である。

［非連結車両の実施形態：図１〜図４］
＜構成例：図１＞
図１に示すように、本実施形態に係る車両には、左右のエアサスペンション（以下、符号３で総称することがあり、また単にサスペンション又はエアバネと称することがある）３Ｌ及び３Ｒが設けられている。左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒは、左右の後輪２Ｌ及び２Ｒの車軸（図示省略）と、車体フレーム（図示省略）との間に配置されている。エアサスペンション３へ圧縮空気が供給されると、車体フレームが上昇して車高が高くなり、エアサスペンション３から圧縮空気が抜かれる（排気される）と、車体フレームが下降して車高が低くなる。すなわち、サスペンション３Ｌ及び３Ｒは、圧縮空気の給排によって車高を上下動させるアクチュエータとして機能する。

車高調整装置１０は、左右の変位検出部（変位検出手段）１１Ｌ及び１１Ｒ（以下、符号１１で総称することがある）と、左右の圧力測定部（内圧検出手段）１２Ｌ及び１２Ｒ（以下、符号１２で総称することがある）と、エアタンク２０と、左右のエア管路２１Ｌ及び２１Ｒ（以下、符号２１で総称することがある）と、左右の電磁バルブ（給排気手段）２２Ｌ及び２２Ｒ（以下、符号２２で総称することがある）と、車高調整制御部（目標内圧演算手段、給排気制御手段）１３とを備えている。

変位検出部１１Ｌ及び１１Ｒは、所定時間毎に左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの変位Ｚ_Ｌ及びＺ_Ｒを検出して車高調整制御部１３へ出力する。圧力測定部１２Ｌ及び１２Ｒは、所定時間毎に左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの内圧Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒを測定（検出）して車高調整制御部１３へ出力する。エアタンク２０には、エアコンプレッサ（図示省略）から供給された圧縮空気が貯留される。エア管路２１Ｌ及び２１Ｒは、エアタンク２０と左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒとを連通する。電磁バルブ２２Ｌ及び２２Ｒは、左右のエア管路２１Ｌ及び２１Ｒに設けられる。車高調整制御部１３は、車両１の車高が基準車高に近づくように（左右の変位Ｚ_Ｌ及びＺ_Ｒが予め設定された目標変位Ｚ_ｂに近づくように）、変位検出部１１Ｌ及び圧力測定部１２Ｌの検出値（左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}及び左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}）に基づいて左側の電磁バルブ２２Ｌを制御し、変位検出部１１Ｒ及び圧力測定部１２Ｒの検出値（右側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}及び右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}）に基づいて右側の電磁バルブ２２Ｒを制御する。

電磁バルブ２２Ｌ及び２２Ｒは、それぞれエア加圧バルブ及びエア開放バルブとして機能する。エア加圧バルブは、エアタンク２０とサスペンション３Ｌ及び３Ｒとをエア管路２１Ｌ及び２１Ｒを介して連通させて圧縮空気をサスペンション３Ｌ及び３Ｒへ供給する開放状態（ＯＮ状態）と、エアタンク２０からサスペンション３Ｌ及び３Ｒへの圧縮空気の供給を停止する閉止状態（ＯＦＦ状態）とに選択的に設定される。エア開放バルブは、サスペンション３Ｌ及び３Ｒを大気へ開放する開放状態（ＯＮ状態）と、大気へ開放しない閉止状態（ＯＦＦ状態）とに選択的に設定される。

なお、車両１においては、サスペンション３Ｌ及び３Ｒのみが車高調整の対象となり、左前輪４Ｒ及び右前輪４Ｒ付近にそれぞれ設けたサスペンション５Ｌ及び５Ｒ（図２参照）を用いた車高調整は行われない。従って、以下の説明では、荷重Ｆ及び内圧Ｐはサスペンション３Ｌ及び３Ｒに対する値である。

また、車高調整制御部１３は、所定のプログラムが予め記憶されると共に取得及び算出したデータを記憶可能なＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部や、記憶部から読み出したプログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えたＥＣＵ（Electronic Central Unit）によって構成される。

＜車高調整方法の説明＞
次に、本発明の車高調整方法について、図２及び図３を参照して以下に説明する。

まず、左右のエアサスペンション３Ｌ及び３Ｒが共に目標変位Ｚ_ｂに設定された車高調整完了状態での左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの内圧（左側目標内圧Ｐ_Ｌｂ及び右側目標内圧Ｐ_Ｒｂ）を、車高調整開始時に算出する方法について説明する。

図２に示す如く車両１に荷物偏積（或いは一定の遠心加速度）によるロールモーメントＭ_ｘが生じているとすると、車両１のロール軸における力の釣り合いの式は、下記の式（１）で表すことができる。

上記の式（１）中のＫ_φ１、φ_１、Ｋ_φ12、及びφ_２は、それぞれ、設計条件等によって決定されるサスペンション５Ｌ及び５Ｒに共通の既知の固定ロール剛性係数、サスペンション５Ｌ及び５Ｒの変位差によって生じた未知の（測定しない）ロール角、荷物の材質やその固定状況によって変化する車両フレーム（図示せず）の未知の捩じり剛性係数、及び車高調整の対象となる後輪側のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの変位差によって生じた測定可能なロール角である。

また、車両１のロールモーメントの釣り合いの式は、下記の式（２）で表すことができる。

上記の式（２）中のＭ_ｘ２及びＫ_φ２は、それぞれ、車高調整に伴ってサスペンション３Ｌ及び３Ｒにより生じた未知のロールモーメント、及び設計条件等によって決定されるサスペンション３Ｌ及び３Ｒに共通の既知の固定ロール剛性係数である。

上記の式（１）をロール角φ_１について整理すると、下記の式（３）が得られる。

この式（３）を上記の式（２）に更新し、荷物偏積によるロールモーメントＭ_ｘについて整理すると、下記の式（４）が得られる。

ここで、下記の式（５）に示す如く、ロール剛性係数Ｋ_φ１，Ｋ_φ２及びフレーム捩じり剛性係数Ｋ_φ12による車両固有のロール剛性係数Ｋ_φ13を定義し、上記の式（４）で表されるロールモーメントＭ_ｘが荷物の積載条件が変化しない限り一定であることに着目すると、車高調整（調整開始時から終了時までの少なくとも一部）が間に介在する任意の２つの時点において、第１の時点（例えば車高調整前）におけるサスペンション３Ｌ及び３ＲによるロールモーメントＭ_ｘ2a及びその変位差によって生じるロール角φ_2aと、第２の時点（例えば車高調整後）におけるロールモーメントＭ_ｘ2b及びロール角φ_2bとには下記の式（６）に示す等号関係が成立する。

上記の式（６）をロール剛性係数Ｋ_φ13について整理すると、下記の式（７）が得られる。

ロール剛性係数Ｋ_φ13は、車両１に固有の値であり、車両１の設計仕様から求めたデフォルトのロール剛性係数Ｋ_φ13defを用いることができる。また、以前に実行された車高調整の際に、後述する更新処理によってデフォルトから更新して記憶されたロール剛性係数Ｋ_φ13newを用いることも可能である。

車高調整後は、車両１がほぼ水平となり、ロール角φ_2bは十分に小さいことから、φ_2b＝０とおくと、上記の式（７）から下記の式（８）が得られる。

車高調整前の左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの変位をＺ_Ｌａ及びＺ_Ｒａ、車高調整後の左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの変位をＺ_Ｌｂ及びＺ_Ｒｂ、各サンペンション３Ｌ及び３Ｒ−ロールセンタ（図示省略）間の距離（トレッド長）をｔｒｄ、車高調整前の左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒのバネ荷重をＦｓ_Ｌａ及びＦｓ_Ｒａ、車高調整後の左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒのバネ荷重をＦｓ_Ｌｂ及びＦｓ_Ｒｂとすれば、車高調整前のロール角φ_2ａ及びロールモーメントＭ_ｘ2aと、車高調整後のロールモーメントＭ_ｘ2ｂとは、下記の式（9-1）、式（9-2）及び式（9-3）によってそれぞれ表される。なお、トレッド長ｔｒｄは、車両１の設計仕様から予め求められる所定値である。

左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの上下移動長さ（距離）は、荷台の前後方向長さに比べて十分に短く、且つ車高調整の前後においてサスペンション３Ｌ及び３Ｒに加わる荷重の総和Ｆ_sumは変化しないことから、下記の式（１０）が成立する。

車高調整前の左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの内圧をＰ_Ｌａ及びＰ_Ｒａ、車高調整後の左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの内圧をＰ_Ｌｂ及びＰ_Ｒｂとすると、左右に共通のサスペンション３の内圧−静荷重特性線図（図３参照）により、車高調整前後の左右のバネ荷重Ｆｓ_Ｌａ，Ｆｓ_Ｒａ，Ｆｓ_Ｌｂ，Ｆｓ_Ｒｂは、それぞれ下記の式（11-1）〜式（11-4）によって表される。

なお、車高調整後の左右の内圧Ｐ_Ｌｂ及びＰ_Ｒｂは、それぞれ車高調整の目標値となる左側目標内圧及び左側目標内圧である。また、ａ_ｓｔ及びｂ_ｓｔは、サスペンション３の内圧−静荷重特性線図によって特定される１次係数及び定数である。

上記の式（9-3）、式（１０）及び式（11-3）から、左側目標内圧Ｐ_Ｌｂは、下記の式（12-1）によって表され、上記の式（9-3）、式（１０）及び式（11-4）から、右側目標内圧Ｐ_Ｒｂは、下記の式（12-2）によって表される。

ここで、車高調整前の左右の変位Ｚ_Ｌａ及びＺ_Ｒａは、変位検出部１１Ｌ及び１１Ｒによって検出可能であり、車高調整前の左右の内圧Ｐ_Ｌａ及びＰ_Ｒａは、圧力測定部１２Ｌ及び１２Ｒによって検出可能である。また、上記の式（１２）のうち、荷重の総和Ｆ_sumは、内圧Ｐ_Ｌａ及びＰ_Ｒａと１次係数ａ_ｓｔ及び定数ｂ_ｓｔとを用いて、上記の式（１０）、式（11-1）及び式（11-2）に従って算出可能であり、車高調整後のロールモーメントＭ_ｘ2ｂは、変位Ｚ_Ｌａ及びＺ_Ｒａ、内圧Ｐ_Ｌａ及びＰ_Ｒａ、１次係数ａ_ｓｔ及び定数ｂ_ｓｔ、トレッド長ｔｒｄ、並びにロール剛性係数Ｋ_φ13を用いて、上記の式（８）、式（9-1）、式（9-2）、式（11-1）及び式（11-2）に従って算出可能である。

従って、車高調整完了状態での左側目標内圧Ｐ_Ｌｂ及び右側目標内圧Ｐ_Ｒｂは、車高調整前（車高調整開始時）の変位検出部１１及び圧力測定部１２の各検出値と、１次係数ａ_ｓｔ及び定数ｂ_ｓｔと、トレッド長ｔｒｄと、ロール剛性係数Ｋ_φ13とを用いて算出することができる。

次に、左側目標内圧Ｐ_Ｌｂ及び右側目標内圧Ｐ_Ｒｂを用いた車高調整方法について説明する。

車高調整中のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの各内圧を、左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}及び右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}とし、各変位を左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}及び右側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}とし、各容積を左側容積Ｖ_{Ｌ_now}及び右側容積Ｖ_{Ｒ_now}とする。また、車高調整完了後のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの変位（目標変位）をＺ_ｂとし、容積をＶ_ｂとする。

空気の温度がほぼ一定であると仮定すると、空気の入出が無い状態では、内圧と容積との乗算値が一定であるため、下記の式（13-1）及び式（13-2）の関係が成り立つ。

サスペンション３の有効断面積Ｓは、常に一定であることから、上記の式（13-1）及び式（13-2）は、下記の式（14-1）及び式（14-2）によって表すことができる。

左側目標内圧Ｐ_Ｌｂ及び右側目標内圧Ｐ_Ｒｂは、車高調整完了状態を想定して算出された左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒの内圧であるので、車高調整中において、上記の式（14-1）及び式（14-2）が各々単独で成立するように左右のサスペンション３Ｌ及び３Ｒに対する圧縮空気の給排を行うことによって、左右の車高調整制御を、反対側のサスペンション３の影響を受けることなく、互いに独立して（互いの影響を排除して）行うことができる。

実際の制御では、上記の式（14-1）及び式（14-2）のように、左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}と左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}とを乗算した左側検出乗算値（Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_{Ｌ_now}）と、左側目標内圧Ｐ_Ｌｂと目標変位Ｚ_ｂとを乗算した左側目標乗算値（Ｐ_Ｌｂ×Ｚ_ｂ）との一致、並びに右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}と右側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}とを乗算した右側検出乗算値（Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_{Ｒ_now}）と、右側目標内圧Ｐ_Ｒｂと目標変位Ｚ_ｂとを乗算した右側目標乗算値（Ｐ_Ｒｂ×Ｚ_ｂ）との一致を条件とせず、下記の式（15-1）及び式（15-2）に示すように、目標値に幅を持たせるための閾値Ｔｈを設けて判断基準を緩和する。

すなわち、左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}と左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}とを乗算した左側検出乗算値（Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_{Ｌ_now}）と、左側目標内圧Ｐ_Ｌｂと目標変位Ｚ_ｂとを乗算した左側目標乗算値（Ｐ_Ｌｂ×Ｚ_ｂ）との差分（│Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_{Ｌ_now}−Ｐ_Ｌｂ×Ｚ_ｂ│）が、所定範囲（Ｔｈ）に含まれるように左側の電磁バルブ２２Ｌを制御し、右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}と右側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}とを乗算した右側検出乗算値（Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_{Ｒ_now}）と、右側目標内圧Ｐ_Ｒｂと目標変位Ｚ_ｂとを乗算した右側目標乗算値（Ｐ_Ｒｂ×Ｚ_ｂ）との差分（│Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_{Ｒ_now}−Ｐ_Ｒｂ×Ｚ_ｂ│）が、所定範囲（Ｔｈ）に含まれるように右側の電磁バルブ２２Ｒを制御する。

＜車高調整処理例：図４＞
次に、車高調整制御部１３が実行する車高調整処理の一例を、図４を参照して説明する。

車両１の駐停車時には、左右の電磁バルブ２２Ｌ，２２Ｒのエア開放バルブが開放されており（エア加圧バルブは閉止）、車高調整制御部１３は、車両１の発進後に左右のサスペンション３Ｌ，３Ｒへ所定量の圧縮空気を供給した後、本処理を開始する。なお、車高調整制御部１３は、変位検出部１１及び圧力測定部１２からの検出値（変位Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒ及び内圧Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒ）を所定時間毎に取得し、取得した検出値にフィルタ処理を施してノイズを除去し、フィルタ処理後の検出値（左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}、右側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}、左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}、右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}）を更新して記憶し、最新の検出値を本処理に用いる。

本処理を開始すると、車高調整制御部１３は、車高調整完了状態での左側目標内圧Ｐ_Ｌｂ及び右側目標内圧Ｐ_Ｒｂを、左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}、右側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}、左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}及び右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}と、記憶された１次係数ａ_ｓｔ、定数ｂ_ｓｔ、トレッド長ｔｒｄ及びロール剛性係数Ｋ_φ13と用いて算出する（ステップＳ１）。この左側目標内圧Ｐ_Ｌｂ及び右側目標内圧Ｐ_Ｒｂの算出処理は、車高調整開始時にのみ実行され、車高調整開始後（車高調整中）は実行されない。

次に、車高調整制御部１３は、右側検出内圧Ｐ_{Ｒ_now}と左側検出変位Ｚ_{Ｒ_now}とを乗算した右側検出乗算値（Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_{Ｒ_now}）と、右側目標内圧Ｐ_{Ｒ_now}と目標変位Ｚ_ｂとを乗算した右側目標乗算値（Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_ｂ）との差分（│Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_{Ｒ_now}−Ｐ_{Ｒ_now}×Ｚ_ｂ│）を算出し、その差分が、所定範囲（Ｔｈ）に含まれているか否かを判定する（ステップＳ２）。

右側検出乗算値と右側目標乗算値との差分が所定範囲から外れている場合（ステップＳ２：ＮＯ）、車高調整制御部１３は、右側目標乗算値が右側検出乗算値よりも大きいか否か（右側目標乗算値が右側検出乗算値以上であるか否か）を判定する（ステップＳ３）。

右側目標乗算値が右側検出乗算値よりも大きい場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、右側のサスペンション３Ｒに圧縮空気を供給する必要があるため、車高調整制御部１３は、右側の電磁バルブ２２Ｒのエア加圧バルブを開放し（ステップＳ４）、ステップＳ７へ移行する。

一方、右側目標乗算値が右側検出乗算値よりも小さい場合（ステップＳ３：ＮＯ）、右側のサスペンション３Ｒから圧縮空気を排出する必要があるため、車高調整制御部１３は、右側の電磁バルブ２２Ｒのエア開放バルブを開放し（ステップＳ５）、ステップＳ７へ移行する。

また、右側検出乗算値と右側目標乗算値との差分が所定範囲に含まれている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、車高調整制御部１３は、右側の電磁バルブ２２Ｒのエア加圧バルブ及びエア開放バルブを閉止し（ステップＳ６）、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７において、車高調整制御部１３は、左側検出内圧Ｐ_{Ｌ_now}と左側検出変位Ｚ_{Ｌ_now}とを乗算した左側検出乗算値（Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_{Ｌ_now}）と、左側目標内圧Ｐ_{Ｌ_now}と目標変位Ｚ_ｂとを乗算した左側目標乗算値（Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_ｂ）との差分（│Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_{Ｌ_now}−Ｐ_{Ｌ_now}×Ｚ_ｂ│）を算出し、その差分が、所定範囲（Ｔｈ）に含まれているか否かを判定する。

左側検出乗算値と左側目標乗算値との差分が所定範囲から外れている場合（ステップＳ７：ＮＯ）、車高調整制御部１３は、左側目標乗算値が左側検出乗算値よりも大きいか否か（左側目標乗算値が左側検出乗算値以上であるか否か）を判定する（ステップＳ８）。

左側目標乗算値が左側検出乗算値よりも大きい場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、左側のサスペンション３Ｌに圧縮空気を供給する必要があるため、車高調整制御部１３は、左側の電磁バルブ２２Ｌのエア加圧バルブを開放し（ステップＳ９）、ステップＳ１２へ移行する。

一方、左側目標乗算値が左側検出乗算値よりも小さい場合（ステップＳ８：ＮＯ）、左側のサスペンション３Ｌから圧縮空気を排出する必要があるため、車高調整制御部１３は、左側の電磁バルブ２２Ｌのエア開放バルブを開放し（ステップＳ１０）、ステップＳ１２へ移行する。

また、左側検出乗算値と左側目標乗算値との差分が所定範囲に含まれている場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、車高調整制御部１３は、左側の電磁バルブ２２Ｌのエア加圧バルブ及びエア開放バルブを閉止し（ステップＳ１１）、ステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ１２において、車高調整処理部１３は、電磁バルブ２２Ｌ，２２Ｒのエア開放バルブ及びエア加圧バルブが全て閉止しているか否かを判定し、全て閉止している場合は（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、本処理を終了する。

一方、電磁バルブ２２Ｌ，２２Ｒのエア開放バルブ及びエア加圧バルブの少なくとも１つが開放している場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ２〜Ｓ１１の処理を繰り返して実行する。サスペンション３に対する圧縮空気の給排（ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０）によって検出値（Ｚ_{Ｌ_now}、Ｚ_{Ｒ_now}、Ｐ_{Ｌ_now}、Ｐ_{Ｒ_now}）が変わり、ステップＳ２及びＳ７の判定基準を共に満たすと（ステップＳ２：ＹＥＳ、ステップＳ７：ＹＥＳ）、電磁バルブ２２Ｌ，２２Ｒのエア開放バルブ及びエア加圧バルブが全て閉止され（ステップＳ６及びＳ１１）、本処理が終了する。

＜車高調整処理例の連結車両への適用例：図５及び図６＞
車高調整装置１０は、図１に示したような単体車両に限らず連結車両にも適用することができる。以下、連結車両への適用例を、図５及び図６を参照して説明する。

図５及び図６に示す車両１は、左右後輪２Ｌ及び２Ｒ並びに左右前輪４Ｌ及び４Ｒ付近にそれぞれサスペンション３Ｌ及び３Ｒ並びに５Ｌ及び５Ｒを設けたトラクタ１００と、このトラクタ１００にカプラ１０１等を介して連結され、左右輪６Ｌ及び６Ｒ付近にそれぞれサスペンション７Ｌ及び７Ｒを設けたトレーラ２００から成り、サスペンション３Ｌ及び３Ｒが車高調整の対象となっている。

このため、図１と同様の変位検出部１１Ｌ及び圧力測定部１２Ｌをサスペンション３Ｌに接続し、変位検出部１１Ｒ及び圧力測定部１２Ｒをサスペンション３Ｒに接続している。

この車両１においても、車高調整装置１０内の車高調整制御部１３は、図１に示す非連結車両と同様に、上述の車高調整を行うことができる。

これについて、図６を参照して以下に説明する。

すなわち、図６に示す如く車両１全体に荷重偏積によるロールモーメントＭ_ｘが生じているとすると、トラクタ１００のロール軸における力の釣り合いの式は、上記の式（１）で表すことができる。

一方、トラクタ１００のロールモーメントの釣り合いの式は、下記の式（１６）で表すことができる。

ここで、上記の式（１６）中のＫ_φ23及びφ_３は、それぞれ、トレーラ２００のフレーム捩じり剛性係数（荷物の材質や固定状況により変化する）、及びトレーラ２００側のサスペンション７Ｌ及び７Ｒの変位差によって生じた未知の（測定しない）ロール角である。

また、トレーラ２００側におけるロールモーメントの釣り合いの式は、下記の式（１７）で表すことができる。

ここで、上記の式（１７）中のＫ_φ３は、設計条件等によって決定されるサスペンション７Ｌ及び７Ｒに共通の既知の固定ロール剛性係数である。

上記の式（１６）に、上記の式（３）（式（１）をロール角φ_１について整理したもの）を更新してロール角φ_３について整理すると、下記の式（１８）が得られる。

上記の式（１８）は、下記の式（１９）に示す如く定義した係数Ｋ^＊ _φ１を用いて下記の式（２０）で表すことができる。

この式（２０）を上記の式（１７）に更新し、荷物偏積によるロールモーメントＭ_ｘについて整理すると、下記の式（２１）が得られる。

ここで、上記の式（２１）で表されるロールモーメントＭ_ｘも上記の単体車両の例と同様に荷物の積載条件が変化しない限り一定であることに着目すると、車高調整開始時におけるサスペンション３Ｌ及び３ＲによるロールモーメントＭ_ｘ2a及びその変位差によって生じるロール角φ_2aと、車高調整終了時におけるロールモーメントＭ_ｘ2b及びロール角φ_2bとには下記の式（２２）に示す等号関係が成立する。

この式（２２）に、下記の式（２３）に示す如くロール剛性係数Ｋ_φ１，Ｋ_φ２，Ｋ_φ３及びフレーム捩じり剛性係数Ｋ_φ12，Ｋ_φ23により定義した車両固有のロール剛性係数Ｋ_φ13を更新し、係数Ｋ_φ13について整理すると、下記の式（２４）が得られる。

すなわち、ロール剛性係数Ｋ_φ13は、上記単体車両の場合（式（５））と同様、車高調整開始時及び終了時におけるロールモーメントＭ_ｘ2a及びＭ_ｘ2bとロール角φ_2a及びφ_2bとから求めることができる。

また、上記の式（２１）は、ロール剛性係数Ｋ_φ13を用いて下記の式（２５）で表すことができる。

車高調整後は、車両１がほぼ水平となり、ロール角φ_2bは十分に小さいことから、φ_2b＝０とおくと、上記の式（２５）から上記の式（８）が得られる。

従って、車高調整制御部１３は、単体車両の場合と同様に、図４のステップＳ１〜Ｓ１２の処理を実行することによって、車高調整を行うことができる。

なお、連結車両の場合に用いるトレッド長ｔｒｄは、トラクタ１００の後輪のバネトレッド長（片側）である。

＜ロール剛性係数Ｋ_φ13の更新＞
次に、ロール剛性係数Ｋ_φ13の更新について説明する。

ロール剛性係数Ｋ_φ13は、上記の式（７）に示されるように、サスペンション３の状態が異なる２つの時点間（例えば、車高調整開始時と車高調整終了時）のロールモーメントの変化量ΔＭ（ΔＭ＝Ｍ_ｘ2a−Ｍ_ｘ2b）とロール角の変化量Δφ（Δφ＝φ_2a−φ_2b）とを、Ｋ_φ13＝ΔＭ／Δφに代入することによって算出される値である。

車高調整開始時のロールモーメントＭ_ｘ2aは、車高調整開始時の内圧Ｐ_Ｌａ及びＰ_Ｒａと１次係数ａ_ｓｔとトレッド長ｔｒｄとを用いて、上記の式（9-2）、式（11-1）及び式（11-2）に従って算出される。車高調整終了時のロールモーメントＭ_ｘ2bは、車高調整終了時の内圧Ｐ_Ｌｂ及びＰ_Ｒｂと１次係数ａ_ｓｔとトレッド長ｔｒｄとを用いて、上記の式（9-3）、式（11-3）及び式（11-4）に従って算出される。車高調整開始時のロール角φ_2aは、車高調整開始時の変位Ｚ_Ｌａ及びＺ_Ｒａと１次係数ａ_ｓｔとトレッド長ｔｒｄとを用いて、上記の式（9-1）に従って算出される。また、車高調整終了時のロール角φ_2bは、車高調整終了時の変位Ｚ_Ｌｂ及びＺ_Ｒｂと１次係数ａ_ｓｔとトレッド長ｔｒｄとを用いて、下記の式（２６）に従って算出される。

なお、積荷重量が軽い空車状態や、積荷重心が左右のほぼ中央である中荷状態では、ΔＭ及びΔφの値がともに小さく、算出されるロール剛性係数Ｋ_φ13の値が発散する傾向が強くなり、ロール剛性係数Ｋ_φ13の算出精度が低下する。また、車高調整中に積荷荷重変化や積荷崩れによってモーメントＭｘが変化する積荷移動状態では、ΔＭやΔφの発生要因に荷重移動が含まれてしまうため、算出されるロール剛性係数Ｋ_φ13の精度が低下する。このため、空車状態や中荷状態や積荷移動状態の場合には、ロール剛性係数Ｋ_φ13を更新せず、これら以外の場合に限ってロール剛性係数Ｋ_φ13を更新してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明は、エアサスペンションを備えた車両に広く適用可能である。

１：車両
３Ｌ，３Ｒ，５Ｌ，５Ｒ，７Ｌ，７Ｒ：サスペンション
１０：車高調整装置
１１Ｌ，１１Ｒ：変位検出部
１２Ｌ，１２Ｒ：圧力測定部
１３：車高調整制御部
２０：エアタンク
２１Ｌ，２１Ｒ：エア管路
２２Ｌ，２２Ｒ：電磁バルブ
Ｚ，Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｌａ，Ｚ_Ｌｂ，Ｚ_Ｒ，Ｚ_Ｒａ，Ｚ_Ｒｂ，Ｚ_{Ｌ_now}，Ｚ_{Ｒ_now}：エアバネ変位
Ｐ，Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｌａ，Ｐ_Ｌｂ，Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｒａ，Ｐ_Ｒｂ，Ｐ_{Ｌ_now}，Ｐ_{Ｒ_now}：エアバネ内圧
φ：検出ロール角
φ_2a：ロール角（車高調整開始時）
φ_2b：ロール角（車高調整終了時）
Ｋ_φ１，Ｋ_φ２，Ｋ_φ３，Ｋ_φ13，Ｋ_φ13new，Ｋ_φ13def：ロール剛性係数
Ｍ_ｘ２：サスペンションによるロールモーメント
Ｍ_ｘ2a：車高調整開始時のサスペンションによるロールモーメント
Ｍ_ｘ2b：車高調整終了時のサスペンションによるロールモーメント
Ｍ_ｘ：荷物偏積によるロールモーメント
ａ_ｓｔ：１次係数
ｂ_ｓｔ：定数

Claims (3)

1. 荷重−変位特性及び荷重−内圧特性を有する左右のエアサスペンションの各変位を所定の目標変位に近づける車両の車高調整装置であって、
   前記左右のエアサスペンションの変位を、左側検出変位及び右側検出変位として検出する変位検出手段と、
   前記左右のエアサスペンションの内圧値を、左側検出内圧及び右側検出内圧として検出する内圧検出手段と、
   前記左右のエアサスペンションの各々に対する空気の供給及び排出を行う左右の給排気手段と、
   前記左側検出変位と前記左側検出内圧と前記車両に固有な値として記憶されたロール剛性係数とを用いて、前記左右のエアサスペンションが共に前記目標変位に設定された車高調整完了状態での前記左側のエアサスペンションの内圧を左側目標内圧として算出し、前記右測検出変位と前記右側検出内圧と前記ロール剛性係数とを用いて、前記車高調整完了状態での前記右側のエアサスペンションの右側目標内圧を算出する目標内圧演算手段と、
   前記左側検出内圧と前記左側検出変位とを乗算した左側検出乗算値が、前記左側目標内圧と前記目標変位とを乗算した左側目標乗算値に近づくように、前記左側の給排気手段を制御し、前記右側検出内圧と前記右側検出変位とを乗算した右側検出乗算値が、前記右側目標内圧と前記目標変位とを乗算した右側目標乗算値に近づくように、前記右側の給排気手段を制御する給排気制御手段と、を備えた
   ことを特徴とする車高調整装置。
2. 請求項１に記載の車高調整装置であって、
   前記給排気制御手段は、前記左側目標乗算値と前記左側検出乗算値との差分が所定範囲に含まれるように前記左側の給排気手段を制御し、前記右側目標乗算値と前記右側検出乗算値との差分が前記所定範囲に含まれるように前記右側の給排気手段を制御する
   ことを特徴とする車高調整装置。
3. 請求項２に記載の車高調整装置であって、
   前記給排気制御手段は、前記左側目標乗算値と前記左側検出乗算値との差分が前記所定範囲から外れている場合において、前記左側目標乗算値が前記左側検出乗算値よりも大きいときは、前記左側の給排気手段によって前記左側のエアサスペンションへ空気を供給し、前記左側目標乗算値が前記左側検出乗算値よりも小さいときは、前記左側の給排気手段によって前記左側のエアサスペンションから空気を排出し、前記右側目標乗算値と前記右側検出乗算値との差分が前記所定範囲から外れている場合において、前記右側目標乗算値が前記右側検出乗算値よりも大きいときは、前記右側の給排気手段によって前記右側のエアサスペンションへ空気を供給し、前記右側目標乗算値が前記右側検出乗算値よりも小さいときは、前記右側の給排気手段によって前記右側のエアサスペンションから空気を排出する
   ことを特徴とする車高調整装置。

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