JP4329659B2

JP4329659B2 - 車両懸架システム

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Publication number: JP4329659B2
Application number: JP2004273394A
Authority: JP
Inventors: 克幸佐野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: JP2006088752A

Description

本発明は、スタビライザ装置と車高調整装置とを含む車両懸架システムに関するものであり、特に、スタビライザ装置がスタビライザバーの弾性力を変更するアクチュエータを有するものである車両懸架システムに関するものである。

下記特許文献１には、スタビライザバーの弾性力を変更するアクチュエータを有するスタビライザ装置の一例が記載されている。また、下記特許文献２には、エアばね内のエア量を制御することにより車高を制御する車高調整装置が記載されており、特許文献３には、液圧シリンダ内の作動液量を制御することにより車高を制御する車高調整装置が記載されている。後者の車高調整装置は自動の車高調整が可能なものである。
特表２００２−５１８２４５特開平２−１０６４１９号公報特開平３−１７６２１９号公報

上記特許文献１に例示されているスタビライザバーの弾性力を変更可能なスタビライザ装置と、上記特許文献３に例示されている自動車高調整装置とを共に設けることは望ましいことであるが、自動車高調整装置が無駄に作動する事態が生じ易い。車高調整は、スタビライザ装置のアクチュエータが中立位置へ復帰させられ、スタビライザバーの弾性力が基準値（例えば０）となっている状態において行われることが望ましい。しかし、スタビライザ装置のアクチュエータは中立位置への復帰が許容されても、必ずしも中立位置へ復帰するとは限らない。その原因の一つは、アクチュエータ各部の摩擦抵抗が中立位置への復帰を妨げることである。そして、アクチュエータが中立位置へ復帰し切っていない状態では、スタビライザバーに基準値から外れた弾性力が作用しており、それによって車体に予定外の傾きが生じる。左右の車高が設定車高から外れるのであり、その外れを、自動車高調整装置が作動して解消する。しかし、車両の走行等に伴う振動がアクチュータに加えられることにより摩擦抵抗が減少すれば、アクチュータが中立位置へ復帰し、左右の車高が設定車高から外れることとなり、再び自動車高調整装置が作動して車高調整を行うこととなるのである。

本発明は、以上のように、スタビライザバーの弾性力を変更可能なスタビライザ装置と、自動車高調整装置とを共に設けた場合に、自動車高調整装置が無駄に作動することがある問題を解消することを課題としてなされたものである。

この課題は、車両懸架システムを、(a)左側車輪と右側車輪とをそれぞれ保持する２つの車輪保持装置と車体との間に設けられたスタビライザバーと、そのスタビライザバーの弾性力を変更する第一アクチュエータと、その第一アクチュエータを制御することにより車体の傾きを制御する第一制御装置とを備えたスタビライザ装置と、(b)前記２つの車輪保持装置と車体との間に設けられてそれら２つの車輪保持装置と車体との間の距離である車高を変更する第二アクチュエータと、前記車高を検出する車高検出装置と、その車高検出装置の検出結果に基づいて前記第二アクチュエータを制御することにより車高を制御する第二制御装置とを備えた車高調整装置と、(c)遅くともその車高調整装置による車高調整の終了前に前記第一制御装置に前記第一アクチュエータを基準位置へ復帰させる車高調整時第一アクチュエータ復帰部とを含むものとすることによって解決される。

このように、遅くとも車高調整装置による車高調整の終了前に第一制御装置により第一アクチュエータが基準位置へ復帰させられているようにすれば、スタビライザ装置が基準状態にない状態で車高調整が行われ、後にスタビライザ装置が基準状態に復帰した場合に、再び車高調整が行われるという無駄を回避することができる。
なお、第一アクチュエータの基準位置は、スタビライザバーを弾性力が生じていない中立状態にする中立位置とされるのが普通であるが、例えば、車両の一時的な積載状態や恒久的な装置搭載状態等に応じて、スタビライザバーに一定の弾性力を生じさせる位置を第一アクチュエータの基準位置とし、その基準位置において車高調整が行われるようにすることも可能である。

発明の態様

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。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）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）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（４）項と（５）項とを合わせたものが請求項４に、それぞれ相当する。

（１）左側車輪と右側車輪とをそれぞれ保持する２つの車輪保持装置と車体との間に設けられたスタビライザバーと、そのスタビライザバーの弾性力を変更する第一アクチュエータと、その第一アクチュエータを制御することにより車体の傾きを制御する第一制御装置とを備えたスタビライザ装置と、
前記２つの車輪保持装置と車体との間に設けられてそれら２つの車輪保持装置と車体との間の距離である車高を変更する第二アクチュエータと、前記車高を検出する車高検出装置と、その車高検出装置の検出結果に基づいて前記第二アクチュエータを制御することにより車高を制御する第二制御装置とを備えた車高調整装置と、
遅くとも前記車高調整装置による車高調整の終了前に前記第一制御装置に前記第一アクチュエータを基準位置へ復帰させる車高調整時第一アクチュエータ復帰部と
を含む車両懸架システム。
（２）前記車高調整時第一アクチュエータ復帰部が、前記車高調整装置の車高調整作動の、前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰作動との並行を許容するが、車高調整作動の少なくとも一部は第一アクチュエータの基準位置への復帰終了後に行わせる車高調整並行許容型復帰部を含む (1)項に記載の車両懸架システム。
（３）前記車高調整時第一アクチュエータ復帰部が、原則として、まず前記第一アクチュエータを前記基準位置へ復帰させ、その復帰後に前記車高調整装置に車高調整作動を開始させる復帰後車高調整開始部を含む (1)項に記載の車両懸架システム。
（４）前記第二アクチュエータが、前記２つの車輪保持装置の各々と前記車体の各車輪保持装置に対応する部分である２つの対応部分との間の距離である２つの車高をそれぞれ変更すべく、それら２つの車輪保持装置の各々と２つの対応部分との間にそれぞれ設けられ、前記車高検出装置が前記２つの車高をそれぞれ検出するものであり、前記第二制御装置が、検出された２つの車高に基づいて前記２つの第二アクチュエータを制御することにより前記２つの車高を制御するものである(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車両懸架システム。
このように、第二アクチュエータおよび車高検出装置を左側車輪と右側車輪との各々に対応して設け、第二制御装置を２つの第二アクチュエータをそれぞれ制御するものとすることは、不可欠ではないが、車体の左側と右側との両方において適切に車高を調整する上で望ましい。特に、四輪自動車においては、左右前輪と左右後輪との間にぞれぞれスタビライザ装置を設けることが望ましく、また、前輪側と後輪側との少なくとも一方（多くの場合、少なくとも前輪側）について、左側車輪と右側車輪とについて独立に車高調整を行う車高調整装置を設けることが望ましい。
（５）前記２つの車高検出装置により検出された２つの車高の差が予め定められた設定車高差より大きい場合には、前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰作動を禁止する復帰作動禁止部を含む(4)項に記載の車両懸架システム。
復帰作動禁止部は、第一制御装置による基準位置復帰制御を禁止するものでも、第一アクチュエータの作動を禁止するものでもよい。
例えば、一輪が突部に乗り上げた状態において、スタビライザ装置において第一アクチュエータを基準位置に戻す制御と、車高調整装置による車高調整とが行われれば、車体に不自然な動き（例えば、車体の急な動き）が生じることが多いので、２つの車高差が大きい場合には、第一アクチュエータを基準位置へ復帰させる制御が行われないようにする方がよい。まず、車高検出装置により検出された車高に基づいて車高調整が行われ、その車高調整の結果、２つの車高差が上記設定車高差あるいはそれより小さい値に設定された別の設定車高差より小さくなった後に、第一アクチュエータが基準位置へ復帰させられるようにすることが望ましい。
（６）前記車高調整時第一アクチュエータ復帰部が、
前記２つの車高検出装置により検出された２つの車高の差が予め定められた第一設定車高差より大きい場合に、前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰作動を禁止した状態で前記車高調整装置を作動させる第一段階車高調整部と、
その第一段階車高調整部の作動により前記２つの車高検出装置により検出された２つの車高の差が予め定められた第二設定車高差以下となった場合に、少なくとも前記スタビライザ装置に、前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰作動をさせる復帰作動部と、
その復帰作動部により前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰が終了した後に、前記車高調整装置を作動させる第二段階車高調整部と
を含む(4)項に記載の車両懸架システム。
上記復帰作動部は、車高調整装置の作動を停止させて第一アクチュエータの基準位置への復帰作動を行わせる車高調整禁止型復帰作動部とすることも、車高調整装置の並行作動を許容しつつ第一アクチュエータの基準位置への復帰作動を行わせる車高調整並行許容型復帰部とすることも可能である。また、第二設定車高差は第一設定車高差と同じ大きさとすることも、第一設定車高差より小さくすることも可能である。
本項の構成によれば、２つの車高検出装置により検出された２つの車高の差が大きい状態から、第一アクチュエータの基準位置への復帰と車高調整との両方を円滑に実現することができる。特に、復帰作動部を車高調整並行許容型復帰部とした場合には、基準位置への復帰と車高調整との両方を迅速に実現することができる。
（７）前記スタビライザバーが第一部分と第二部分との二部分から成り、それら第一部分と第二部分との基部が互いに同軸に配置され、前記第二アクチュエータがそれら第一部分と第二部分との各基部の端部間に設けられて、それら端部を相対回転させる回転アクチュエータである(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両懸架システム。
本項に記載の構成を採用すれば、スタビライザバーは基部を単純に回転可能に車体に支持させればよく、回転アクチュエータも単純に回転可能とすればよいこととなって、構成を単純化し得る。しかし、これ以外の構成を採用することも可能である。例えば、スタビライザバーを、直線部の両端から一対のアーム部が互いにほぼ平行に延び出し、概してコの字形を成す一体のものとし、一対のアーム部の各自由端部を車輪保持部材にボールジョイント等により一点まわりに相対回動可能に連結する一方、直線部の中央を車体に一点まわりに相対回動可能に保持させ、かつ、少なくとも一方のアーム部と直線部との境界部付近と車体との間に、液圧シリンダ等、直線的に作動する直線的アクチュエータを連結して、直線的アクチュエータの制御によりスタビライザバーのねじり量および曲げ量を制御する構成のスタビライザ装置の採用も可能である。
（８）前記第一，第二部分がそれぞれ、前記車体の左右方向に延びる基部と、その基部の先端部から前記車体の前後方向の成分を含む方向に延びるアーム部とを備えた(7)項に記載の車両懸架システム。
アーム部は、平面視において、概して車体の前後方向に延びるものとすることも、前後方向に対して傾斜した方向に延びるものとすることも可能である。
（９）前記回転アクチュエータが、電動モータと、その電動モータの回転を減速して前記基端部の各々に伝達する減速装置とを含む(7)項または(8)項に記載の車両懸架システム。
本項の回転アクチュエータは、制御の容易性，コスト等の観点から好適なものであるが、減速装置の存在によって摩擦抵抗が比較的大きくなり易く、前記 (1)項に係る発明適用の効果が特に大きい。
（１０）左側車輪と右側車輪とをそれぞれ保持する２つの車輪保持装置と車体との間に設けられたスタビライザバーと、そのスタビライザバーの弾性力を変更する第一アクチュエータと、その第一アクチュエータを制御することにより車体の傾きを制御する第一制御装置とを備えたスタビライザ装置と、
前記２つの車輪保持装置と車体との間に設けられてそれら２つの車輪保持装置と車体との間の距離である車高を変更する第二アクチュエータと、前記車高を検出する車高検出装置と、その車高検出装置の検出結果に基づいて前記第二アクチュエータを制御することにより車高を制御する第二制御装置とを備えた車高調整装置と、
前記第一アクチュエータの基準位置（例えば、中立位置）への復帰を確認する復帰確認部と
を含む車両懸架システム。
復帰確認部が基準位置への復帰を確認していない場合にはその事実が報知されるようにしたり、車高調整装置の作動が禁止されるようにしたり、車高調整装置の作動が終了させられないようにしたり、積極的に第一アクチュエータが作動させられて基準位置へ復帰させられるようにしたりすることができる。
上記(1)項ないし(9)項の各々に記載の特徴は、本項の車両懸架システムにも採用可能である。

以下、請求可能発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔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を施した態様で実施することができる。

図１には、請求可能発明の実施例である車両懸架システムの中央部と右側の部分とが概略的に示されている。本車両懸架システムは、スタビライザ装置１０と車高調整装置１２（図４参照）とを含む。スタビライザ装置１０は、左側と右側との車輪２０をそれぞれ保持する２つの車輪保持装置２２と車体２４との間に設けられた一対のスタビライザバー２６と、スタビライザバー２６の弾性力を変更する第一アクチュエータたるスタビライザアクチュエータ２８と、スタビライザアクチュエータ２８を制御する制御装置３０（図４参照）とを備えている。スタビライザ装置１０については、後に詳しく説明する。

車高調整装置１２は、図２および図４に示すように、上記２つの車輪保持装置２２と車体２４の２つの対応する部分との間に設けられて、それら車輪保持装置２２と車体２４との間の距離である車高を変更する第二アクチュエータとして機能するエアばね４０およびエア給排装置４２と、車輪近傍における車高を検出する車高検出装置たる車高センサ４４と、車高センサ４４の検出結果に基づいてエアばね４０に供給されるエアの量を制御することにより車高を自動で制御する制御装置３０とを備えている。制御装置３０は、スタビライザ装置１０の制御装置である第一制御装置として機能するとともに、車高調整装置１２の制御装置である第二制御装置としても機能するものなのである。なお、本実施例では、図４に示すように、左右前後輪の４輪について、それぞれエアばね４０と車高センサ４４とが設けられ、また、それらエアばね４０に共通にエア給排装置４２が設けられている。

エアばね４０は、本実施例においては、図２に示すように、ショックアブソーバ４６と共に設けられている。ショックアブソーバ４６は、本実施例においてはツインチューブ式のものであり、その本体４８を構成する外筒５０においてばね下部材（図示省略）に連結され、ピストンロッド５２の上端部において車体２４に連結されている。ピストンロッド５２は、本体４８の内筒５４内に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン５６から延び出させられており、ピストン５６が移動するとき、ピストン５６内に設けられたオリフィスをオイルが流れることにより減衰力が得られる。

バウンド方向（車体と車輪とが接近する方向であって、ピストンロッド５２の収縮方向）のピストン５６の移動限度は、ピストンロッド５２の上端部であって、本体４８からの突出端部に設けられたストッパ部材５８が外筒５０の上端部に設けられたストッパ部６０に当接することにより規定され、リバウンド方向（車体と車輪とが離間する方向であって、ピストンロッド５２の伸長方向）のピストン５６の移動限度は、ピストンロッド５２のピストン近傍部であって、内筒５４内に位置する部分に設けられたストッパ部材６２が、内筒５４と外筒５０とに保持されたストッパ部材６４に当接することにより規定される。

ピストンロッド５２の上端部と、外筒５０の外側とにはそれぞれ、エア室形成部材としてのカップ状部材７０，７２が取り付けられるとともに、それらカップ状部材７０，７２の間にローリングダイアフラム７４が設けられ、ショックアブソーバ４６の外側に気密のエア室７６が形成されている。符号７８はダストカバーを示す。

エア室７６には、前記エア給排装置４２によって圧縮エアが供給され、あるいは大気に排出される。エア給排装置４２は、本実施例においては、図４に示すように、コンプレッサ８０，フロント制御バルブ８２およびリヤ制御バルブ８４，排気バルブ８６等を含む。コンプレッサ８０は電動モータ８８を駆動源とし、大気とエアばね４０のエア室７６とを接続する通路９０に接続され、フィルタ９１を経て空気を吸入し、圧縮してエアばね４０に供給する。

フロント制御バルブ８２は、通路９０のコンプレッサ８０と左右前輪にそれぞれ設けられたエアばね４０との間の部分にそれぞれ設けられ、また、リヤ制御バルブ８４は、通路９０のコンプレッサ８０と左右後輪にそれぞれ設けられたエアばね４０との間の部分にそれぞれ設けられている。フロント制御バルブ８２およびリヤ制御バルブ８４は、本実施例においては、電磁制御弁たる常閉の電磁開閉弁とされており、通常は通路９０を閉じてコンプレッサ８０とエアばね４０のエア室７６との連通を遮断している。

通路９０のコンプレッサ８０とフロント制御バルブ８２およびリヤ制御バルブ８４との間の部分には、ドライヤ９６が設けられている。ドライヤ９６は、コンプレッサ８０で作られた圧縮エアの水分を除去する。
排気バルブ８６は、通路９０のコンプレッサ８０が設けられた部分とドライヤ９６が設けられた部分との間の部分に接続されるとともに大気に開放された通路１００に設けられている。排気バルブ８６は、本実施例においては、電磁制御弁たる常開の電磁開閉弁とされており、ソレノイドの励磁により閉状態に切り換えられて通路１００を閉じ、エアの大気への流出を阻止する。

制御装置３０は、コンピュータを主体として構成されており、車高センサ４４および通路９０内のエア圧を検出する検出装置たるエア圧センサ１１０等が接続されるとともに、駆動回路を介して、コンプレッサ８０の電動モータ８８，フロント制御バルブ８２，リヤ制御バルブ８４，排気バルブ８６等が接続されている。

本実施例における車高調整装置１２は、エアばね４０を備えたショックアブソーバ４６の、エアばね４０内のエア量を制御することにより前後左右の４車輪と車体との間の距離を調整するものである。ただし、前輪側は左右前輪近傍における車高を独立に制御（２つの車高の各々に基づいて２つのフロント制御バルブ８２の各々を互いに独立に制御）し、後輪については、左右後輪近傍における車高の平均値に基づいて、左右後輪近傍の車高をそれぞれ調整する２つのリヤ制御バルブ８４を同時制御（同時に開閉）する。前側の２点と後側の中央の１点との３点で路面に対する車体の高さを決めるのである。

車高を高くする場合、例えば、車体２４の左右前後の車輪２０に対応する車高を高くする場合には、コンプレッサ８０が作動させられるとともに、フロント制御バルブ８２あるいはリヤ制御バルブ８４が開、排気バルブ８６が閉の状態とされ、圧縮エアがドライヤ９６およびフロント制御バルブ８２あるいはリヤ制御バルブ８４を経てエアばね４０のエア室７６に供給される。それにより、エアばね４０およびピストンロッド５２が伸長させられて、ばね下部材に保持された車輪２０と車体２４との間の距離が増大させられ、車高が高くされる。

車高を低くする場合、すなわち車体２４の左右前後輪に対する車高を低くする場合には、コンプレッサ８０は作動させられず、バルブ８２，８４，８６のいずれかが開かれる。それにより、エアばね４０のエア室７６内のエアがバルブ８２，８４，ドライヤ９６およびバルブ８６を通って外部に流出させられ、エアばね４０およびピストンロッド５２が収縮させられる。それにより、車輪２０と車体２４との間の距離が減少させられ、車高が低くされる。この際、エア室７６からのエアの流出は絞り１０８により制限され、車高が急激に低下することが防止される。車高を維持する場合には、バルブ８２，８４，８６がいずれも閉じられ、コンプレッサ８０は作動させられない。

車高調整装置１２による車高の調整可能範囲は、車高を高くする側においては、ストッパ部材６２がストッパ部材６４に当接することにより規定され、低くする側においては、ストッパ部材５８がストッパ部６０に当接することにより規定される。これらストッパ部材５８，６２，６４およびストッパ部６０がストッパ装置を構成している。

スタビライザ装置１０の詳細な構成について図１および図３に基づいて説明する。スタビライザバー２６は、第一部分１２０と第二部分１２２との二部分から成る。第一部分１２０と第二部分１２２とはそれぞれ、車体２４の左右方向に延びる基部１２６と、基部１２６の先端部から車体２４のほぼ前後方向に延びるアーム部１２８とを備える。第一部分１２０と第二部分１２２との各基部１２６は互いに同軸に配置され、それら基部１２６の上記先端部とは反対側の端部１２９間に、前記スタビライザアクチュエータ２８が設けられている。本実施例において、スタビライザアクチュエータ２８は回転アクチュエータであり、上記第一，第二部分１２０，１２２の各端部１２９を相対回転させる。

図１に示すように、基部１２６とアーム部１２８とは一体をなし、基部１２６のアーム部１２８に近い部分（前記先端部）において、車体２４に固定的に設けられた支持部材１３０によって回転可能に支持されている。アーム部１２８の基部１２６側とは反対側の端部１３２は、車輪保持装置２２に連結されている。詳しくは、アーム部１２８は、車輪保持装置２２のアーム保持部材１３４に、若干の傾斜が許容される軸線のまわりに回転可能に保持されている。なお、スタビライザバー２６の第一部分１２０側について図１に基づいて説明したが、第二部分１２２側についても同じ構成である。

スタビライザアクチュエータ２８は、図３に示すように、電動モータ１４０と、電動モータ１４０の回転を減速して基部１２６の端部１２９に伝達する減速装置１４２とを含む。これら電動モータ１４０および減速装置１４２は、スタビライザアクチュエータ２８のハウジング１４４内に設けられており、ハウジング１４４は、車体２４に固定的に設けられたハウジング保持部材１４６に回転可能かつ軸方向に移動不能に保持されている。スタビライザバー２６の一方の部分（ここでは第一部分１２０）の基部１２６の端部１２９は、ハウジング１４４に固定され、ハウジング支持部材１４６に対して回転可能にハウジング１４４に保持されている。また、スタビライザバー２６の他方の部分（ここでは第二部分１２２）の基部１２６の端部１２９は、ハウジング１４４内の減速装置１４２に接続されている。

電動モータ１４０は、ハウジング１４４に軸方向に移動不能かつ回転不能に保持されたステータ１５０と、ハウジング１４４に回転可能に保持されたロータ１５２とを含むものである。ハウジング１４４内には、同軸にかつ回転可能に中空円筒状の回転軸１５６が保持され、その回転軸１５６の外周側にロータ１５２が固定されている。
減速装置１４２は、本実施例では波動歯車装置とされている。波動歯車装置は、波動発生器１６０，フレキシブルギヤ１６２およびリングギヤ１６４を備えている。波動歯車装置は公知のものであるため、詳細な図示は省略する。波動発生器１６０は、楕円状カムの外周にボール・ベアリングがはめられたものであり、入力軸たる回転軸１５６の外周部に固定されている。フレキシブルギヤ１６２は、容器状の弾性体であり、容器状の開口部外周に複数の歯が形成されている。フレキシブルギヤ１６２の底部には、第二部分１２２の基部１２６の端部１２９が固定されている。基部１２６の端部１２９は、ハウジング１４４内の回転軸１５６内を貫通してハウジング１４４に回転可能かつ軸方向に移動不能に保持されており、フレキシブルギヤ１６２は、上記端部１２９の回転軸１５６からの突出端部に固定されている。リングギヤ１６４は、概してリング状をなし、その内周に複数（フレキシブルギヤ１６２よりやや多い（例えば２つ多い）数の歯が形成されており、ハウジング１４４に固定されている。フレキシブルギヤ１６２は波動発生器１６０によって楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸の部分では、リングギヤ１６４と歯が噛み合い、短軸の部分では、歯が完全に離れた状態となる。波動発生器１６０が時計方向に１回転（３６０度）すると、フレキシブルギヤ１６２はリングギヤ１６４との歯数の差分だけ反時計方向に回転させられる。以上の構成から、スタビライザアクチュエータ２８が作動する場合には、スタビライザバー２６の第一部分１２０と第二部分１２２の各基部１２６が相対回転させられ、第一，第二部分１２０，１２２が捻られる。この捻りにより生じる力は、車輪保持装置２２を押し下げるあるいは持ち上げる力として作用する。

回転軸１５６の、電動モータ１４０に対して減速装置１４２とは反対側には、回転位置検出装置たる回転位置センサ１７０が設けられている。回転位置センサ１７０は、ハウジング１４４に対するロータ１５２の回転位置を検出するものであり、この回転位置から、リングギヤ１６４とフレキシブルギヤ１６２との相対回転位置がわかり、結局、ハウジング１４４（スタビライザバー２６の第一部分１２０）と第二部分１２２との相対回転位置がわかる。

図４に示すように、制御装置３０には、上記回転位置センサ１７０と共に操舵角検出装置，車速検出装置および横加速度検出装置としての操舵角センサ１８０、車速センサ１８２および横加速度センサ１８４が接続されるとともに、スタビライザアクチュエータ２８の電動モータ１４０が接続されている。制御装置３０のコンピュータのＲＯＭには、図５にフローチャートで示す車高調整ルーチン等、種々のプログラムおよびデータ等が記憶されている。

このように、本実施例のスタビライザ装置１０によれば、スタビライザアクチュエータ２８の作動によって、車両旋回時における車体２４のローリングモーメントに対抗するモーメントを発生させ、車体２４のローリングを抑制することができる。操舵角センサ１８０と車速センサ１８２との検出結果に基づいて横加速度が推定され、その推定横加速度に基づいてローリングモーメントが演算され、そのローリングモーメントに対抗して車体２４のローリングを防止するに必要なスタビライザバー２６の捻り角度が決定される。横加速度が０の間は、スタビライザアクチュエータ２８には電流が供給されず、スタビライザアクチュエータ２８はスタビライザバー２６からの回転モーメントにより中立位置へ復帰することを許容される。ただし、スタビライザアクチュエータ２８の内部摩擦等の影響で中立位置へ復帰しないこともある。
なお、上記推定横加速度に代えて、横加速度センサ１８４により検出された検出横加速度を使用することも可能である。

スタビライザアクチュエータ２８は、迅速に作動し、ローリングをほぼ完全に防止するが、車高調整装置１２の作動速度は遅く、直進状態において車高が適正であり、スタビライザ装置１０が適正にローリング防止機能を果たす限り、旋回時においても、左右輪車高差が車高調整が必要なほど大きくなることはなく、車高調整装置１２は作動しない。

次に、一輪乗上げ時を例として、本車両懸架システムにおけるスタビライザ装置１０および車高調整装置１２の作動を説明する。まず、理解を容易にするために、エアばね４０は線形のばね特性を有するものと仮定して説明する。図６は１輪（図示の例では左前の車輪２０）が路面の突部１９０に乗り上げた状態を示す図である。ローリングモーメントは作用しないので、前後のスタビライザアクチュエータ２８は共に作動しない。左前の車輪２０およびそれと対角位置の右後の車輪２０は荷重が増大するためエアばね４０が収縮し、別の対角輪対である右前の車輪２０および左後の車輪２０の荷重が減少してエアばね４０が伸長する。その結果、少なくとも１つの車輪２０（ここではすべての車輪２０とする）に対応する車高が許容範囲から外れて変化するため、車高調整装置１２が作動する。前後のスタビライザアクチュエータ２８は、スタビライザバー２６を介して加えられる回転モーメントにより、共に中立位置から外れた状態とされており、車高調整装置１２の作動に伴って中立位置に向かって回転させられるが、必ずしも中立位置まで復帰させられるとは限らない。そこで、左右の車輪２０の車高差が設定車高差Ａ以下となった後にスタビライザアクチュエータ２８が中立位置へ復帰させられる。このように、スタビライザアクチュエータ２８が中立位置へ復帰させられることと、車高調整装置１２が作動することとにより、前輪側においては、左右の車高がそれぞれ設定車高となり、車体２４が路面の傾斜と同じ角度で傾斜する状態となる。

上記のように、前輪側の車高調整の結果、車体の傾きが大きくなれば、後輪側においても車体の傾きが大きくなるが、ここではエアばね４０のばね特性が線形であると仮定しているため、右後の車輪２０に対応する車高の減少量と左後の車輪２０に対応する車高の増大量とが互いに等しく、平均値は変化しない。後輪側においては、車高として、左右後輪近傍の車高（左後と右後との車輪２０にそれぞれ対応する２つの車高）の平均値が使用され、この平均車高は前記車体の傾きによっては変化しないため、車高調整装置１２が作動する必要はない。
以上は、単純化のためにエアばね４０のばね特性が線形であると仮定した場合の説明であるが、実際にはエアばね４０のばね特性が非線形であるため、前輪側の車高調整に伴って後輪側の平均車高も変化する。したがって、この車高変化を打ち消すための車高調整が行われる。ただし、スタビライザアクチュエータ２８が中立位置にないことは左右の後輪に対応する車高センサ４４により検出された車高に差があることから判るため、中立位置復帰は行われない。

以上のように車高調整が行われた状態で、車両が移動し、左前輪２０が突部１９０から降りれば、車両は平坦な路面を直進している場合と同じ状態に復帰する。前輪側においては、左右の車高が設定車高になっており、かつ、スタビライザアクチュエータ２８も中立位置にあるため、何らの作動も必要ない。
また、後輪側においては、左前の車輪２０が突部１９０に乗り上げた状態では、前述のように、左右の車高が変化し、それに伴って生じた平均車高の変化を打ち消す車高調整が行われているため、左前の車輪２０が突部１９０から降りた際、その車高調整分を元に戻すための車高調整が行われる。さらに、突部乗上げ状態では、スタビライザアクチュエータ２８が中立位置からずれているが、上記のように左前輪２０が突部１９０から降りて車体２４の傾きが解消されれば、左右の車高の差が解消され、スタビライザアクチュエータ２８もほぼ中立位置へ復帰させられる。しかし、必ずしも中立位置へ復帰させられるとは限らないため、車速センサ１８２，車高センサ４４および操舵角センサ１８０の検出結果に基づいて、停車していた車両が平坦な路面上を直進し始めたことが検出されたならば、スタビライザアクチュエータ２８の中立位置復帰制御が行われる。
なお、左右後輪のいずれか一方が突部に乗り上げた場合は、後輪側ではエアばね４０の非線形性に基づいて必要になる車高調整およびスタビライザアクチュエータ２８の中立位置復帰が行われ、前輪側では左右の車高の各変化を打ち消すための車高調整およびスタビライザアクチュエータ２８の中立位置復帰が行われる。

以上の車高調整およびスタビライザアクチュエータ２８の制御は、図５のフローチャートで表される車高調整ルーチンの実行により行われる。この車高調整ルーチンは、前輪側についてのものである。
まず、ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同じ。）において、左右輪のいずれかにおいて車高調整を開始すべきであるか否かが判定される。左右輪のいずれかにおいて車高が設定車高の許容範囲から外れて変化しているために車高調整が必要な状態となれば（その他に車高調整許容条件が設定される場合もあり、その場合にはその許容条件も満たされていれば）、Ｓ１の判定はＹＥＳとなり、Ｓ２が実行される。Ｓ２では、２つの車高センサ４４により検出された左右輪の車高差が予め定められた比較的大きい設定車高差Ａ以下であるか否かが判定される。Ｓ２の判定がＹＥＳであれば、Ｓ３が実行され、スタビライザアクチュエータ２８が中立位置に復帰させられる。回転位置センサ１７０が中立位置を検出するまで、積極的に電動モータ１４０が回転させられるのである。なお、本実施例では、Ｓ３の１回の実行における電動モータ１４０の回転量は一定量に予め定められており、後に説明するように中立位置（設定範囲内を含む）が検出されるまでＳ３以下が繰り返し実行されるのが普通である。

Ｓ２の判定がＮＯであって、左右輪の車高差が設定車高差Ａより大きい場合には、Ｓ３がスキップされて、スタビライザアクチュエータ２８を中立位置に復帰させる制御は行われない。例えば一輪が突部に乗り上げた状態において、スタビライザアクチュエータ２８の中立位置への復帰作動が行われれば、車体に急な動きが生じ、乗員に違和感を与えるので、左右輪の車高差が設定車高差Ａより大きい場合には、制御装置３０によって中立位置への復帰作動が禁止されるのである。以下に説明する車高調整の結果、左右輪の車高差が設定車高差Ａ以下となった後に、スタビライザアクチュエータ２８を中立位置に復帰させる制御が車高調整作動と並行して行われるのである。

Ｓ４においては、左右輪のいずれか一方において車高調整が行われる。車高調整作動はＳ４が繰り返し実行される間継続して行われ、左右輪のうち早く目標車高に達した側においては目標車高を維持する制御が行われることとなる。また、一旦目標車高に達しても、Ｓ３におけるスタビライザアクチュエータ２８の中立位置復帰制御の実行により車高が目標車高から外れ、再び実質的な車高調整作動が必要になることもある。Ｓ４に続いてＳ５が実行され、車高調整される車輪が変更される。したがって、次にＳ２を経て（以下に説明するようにＳ７を経る場合もある）Ｓ４が実行される際には、左右輪の他方の側において車高調整が行われる。そして、Ｓ６において、スタビライザアクチュエータ２８の中立位置への復帰が終了しているか否かが判定される。ただし、丁度中立位置にある場合のみではなく、中立位置から比較的狭い設定範囲内の位置まで復帰していれば、復帰が終了しているものとみなされる。上記設定範囲内の位置を含む中立位置を基準位置と称することもできる。中立位置への復帰が終了していなければ、判定がＮＯとなって、再びＳ２に戻され、中立位置へ復帰するまでＳ２以降が繰り返し実行される。復帰作動が終了すれば、Ｓ７において、左右輪共に目標車高となったか否かが判定され、左右輪共が目標車高（厳密には目標車高を中心に設定されている比較的狭い範囲内の車高）となっていれば、本ルーチンの１回の実行が終了する。Ｓ７の判定がＮＯであれば、目標車高となるまで再びＳ４以降が繰り返し実行される。このように、本実施例では、左右輪が共に目標車高となるまで交互に左右輪の車高調整が実行される。

このように、本実施例では、スタビライザアクチュエータ２８の中立位置への復帰作動と、上記車高調整作動とが並行して行われることが許容されている。ただし、中立位置への復帰作動の終了後に、必ずＳ７のステップが実行されるようになっており、車高調整作動の少なくとも一部（左右輪共に目標車高となったことの確認も車高調整作動の一部であると考える）は中立位置への復帰終了後に行われるように制御される。

なお、前輪側と後輪側との両方にスタビライザ装置１０と車高調整装置１２とが共に設けられている場合（本実施例もその一例である）には、前輪側と後輪側とのそれぞれにおいて図５に示す車高調整ルーチンが並行して実行される。ただし、本実施例では、後輪側においては、２つのリヤ制御バルブ８４を同時制御するものであるため、Ｓ５は不要である。

スタビライザ装置１０と車高調整装置１２とを共に設けることは望ましいことであるが、車高調整装置１２が無駄に作動する事態が生じ易い。それに対し、本実施例のように、スタビライザ装置１０と車高調整装置１２とが共に設けられた車両懸架システムにおいて、遅くとも車高調整装置１２による車高調整の終了前にスタビライザアクチュエータ２８が中立位置（許容範囲内を含む）へ復帰させられているようにすれば、スタビライザ装置１０が中立位置にない状態で車高調整が行われ、後にスタビライザ装置１０が中立状態に復帰した場合に、再び車高調整が行われるという無駄を回避することができる。

本実施例においては、制御装置３０の車高調整ルーチンを実行する部分のうち、特にＳ３を実行する部分が車高調整時第一アクチュエータ復帰部の一例である車高調整並行許容型復帰部を構成している。また、制御装置３０において車高調整ルーチンのＳ２を実行する部分が復帰作動禁止部を構成している。車高調整ルーチンにおける設定車高差Ａは、第一設定車高差であるとともに第二設定車高差としても設定されている。制御装置３０において、車高調整ルーチンのＳ２のＮＯ判定に応じてＳ４を実行する部分が第一段階車高調整部を構成し、Ｓ３を経てＳ４を実行する部分が復帰作動部を構成し、Ｓ６のＹＥＳ判定およびＳ７のＮＯ判定に応じてＳ４を実行する部分が第二段階車高調整部を構成している。また、制御装置３０において、車高調整ルーチンのＳ６を実行する部分が復帰確認部を構成している。

上記実施例においては、一方の車輪側における車高が目標車高となっても、他方の車輪側において目標車高になるまでは、両方の車輪側の車高調整が交互に行われる（先に車高が目標車高となった側においては、実質的に目標車高を維持する制御が行われる）ようになっていたが、一方の車輪側の車高調整が終了したら、そちらは調整を行わず、車高調整の終了していない車輪側のみ車高調整を実行するように制御することも可能である。例えば、図７に示す車高調整ルーチンに従う制御を採用することができる。なお、本実施例では、図１〜図６に示す実施例と同じ構成部分については図示，説明は省略する。本車高調整ルーチンについても、図５のルーチンと同じ部分については同じステップ番号を使用して図示を省略する。本車高調整ルーチンのＳ３において、スタビライザアクチュエータ２８の中立位置への復帰作動が行われた後、もしくは、Ｓ２の判定がＮＯであってＳ３がスキップされた後、Ｓ１０において、左の車輪側において車高調整が終了しているか否かが判定される。判定がＮＯであれば、Ｓ１１において左の車高調整が行われる。また、Ｓ１０の判定がＹＥＳであって車高調整が終了していれば、Ｓ１１がスキップされてＳ１２以降が実行される。

Ｓ１２において、右側において車高調整が終了しているか否かが判定される。判定がＮＯであれば、Ｓ１３において右の車高調整が行われる。また、Ｓ１２の判定がＹＥＳであって車高調整が終了していれば、Ｓ１２がスキップされてＳ６以降が実行される。本実施例によれば、車高調整が終了している側の車輪については、無駄に車高調整の指令がなされることが回避され、未だ終了していない側における車高調整が速やかに行われる。

スタビライザアクチュエータ２８が中立位置に復帰するまでは、車高調整が禁止されるようにすることも可能である。つまり、スタビライザアクチュエータ２８を中立位置へ復帰させ、その復帰後に車高調整装置１２で車高調整作動が開始されるようにするのである。その一例を図８に示す。本実施例においても、図１〜図６に示す実施例と同じ構成部分については図示，説明は省略する。

Ｓ２０において、左右輪のいずれかにおいて車高調整を開始すべきであるか否かが判定される。左右輪の少なくとも一方において車高が設定車高の許容範囲から外れて車高調整が必要な状態となれば、Ｓ２０の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２１が実行される。Ｓ２１では、２つの車高センサ４４により検出された左右輪の車高差が予め定められた設定車高差Ａ以下であるか否かが判定される。Ｓ２１の判定がＹＥＳであれば、Ｓ２２が実行される。

Ｓ２２の判定がＮＯであって、左右輪の車高差が設定車高差Ａより大きい場合には、Ｓ２３において車高調整の作動が禁止され、Ｓ２４においてスタビライザアクチュエータ２８を中立位置に復帰させる制御が行われる。スタビライザアクチュエータ２８が中立位置（許容範囲内を含む）に復帰するまで、Ｓ２２〜Ｓ２４が繰り返し実行される。なお、スタビライザアクチュエータ２８は、通常は迅速に中立位置への復帰作動を行うものであるが、本実施例においては、運転者に違和感を与えないようにゆっくりした速度で作動するように制御される。

スタビライザアクチュエータ２８が中立位置に復帰してＳ２２の判定がＹＥＳになれば、Ｓ２５において左右輪のいずれか一方において車高調整が行われる。続いて、Ｓ２６において車高調整される車輪が変更され、Ｓ２７において左右輪共に目標車高となったか否かが判定される。左右輪共目標車高となっていれば、本ルーチンの１回の実行が終了するが、Ｓ２７の判定がＮＯであれば、目標車高となるまで再びＳ２５以降が繰り返し実行される。

本実施例において、制御装置３０の車高調整ルーチンのＳ２２を実行する部分が復帰確認部を構成し、Ｓ２２〜Ｓ２４を実行する部分が車高調整時第一アクチュエータ復帰部の一例としての復帰後車高調整開始部を構成している。
本実施例においても、図７に示す実施例のように、一方の車輪側の車高調整が終了したならば、そちらは調整を行わず、車高調整の終了していない車輪側のみ車高調整を行うようにしてもよい。
また、前記実施例においては、前輪側と後輪側とにおいて、それぞれの車高調整ルーチンの実行により車高調整が行われるようになっていたが、左右前後の車輪にそれぞれ対応する４個所の車高が、一つの車高調整ルーチンの実行により調整されるようにすることも可能である。

第一アクチュエータとしてのスタビライザアクチュエータは、図３のものに限定されるわけではない。例えば、図９に概念的に示すスタビライザアクチュエータの採用も可能である。なお、スタビライザアクチュエータ以外の構成は図１〜図６に示す実施例と同じであり、同一部分については同じ符号を付して図示，説明を省略する。

図９のスタビライザアクチュエータ２００は、電動モータ２０２と、電動モータ２０２の回転を減速して基部１２６の端部１２９に伝達する減速装置２０４と、ブレーキ２０６と、回転位置センサ２０７とを含む。これら電動モータ２０２，減速装置２０４，ブレーキ２０６および回転位置センサ２０７は、スタビライザアクチュエータ２００のハウジング２０８内に設けられており、ハウジング２０８は、車体２４に固定的に設けられたハウジング保持部材１４６に回転可能かつ軸方向に移動不能に保持されている。スタビライザバー２６の一方の部分（図示の例では第二部分１２２）の基部１２６の端部１２９は、ハウジング２０８に固定されている。また、スタビライザバー２６の他方の部分（図示の例では第一部分１２０）の基部１２６の端部１２９は、ハウジング２０８内の減速装置２０４に接続されている。減速装置２０４と電動モータ２０２との間の位置にはブレーキ２０６が設けられている。

電動モータ２０２は、ハウジング２０８に軸方向に移動不能かつ回転不能に保持されたステータ２１０と、回転可能に保持されたロータ２１２とを含むものである。減速装置２０４は、本実施例では複数段（図示の例では３段）の遊星歯車装置２２０を備えるものである。減速装置２０４の入力軸２２２はブレーキ２０６に接続され、出力軸２２４は第一部分１２２の端部１２９と一体に構成されている。

本実施例のブレーキ２０６は電磁クラッチであり、通常はロータ２３０のステータ２３２に対する回転が阻止された状態にあり、励磁によりロータ２３０の回転が許容される。ロータ２３０の両側には、減速装置２０４の入力軸２２２と、電動モータ２０２の出力軸２４０とがそれぞれ固定されている。したがって、ブレーキ２０６が励磁により解除状態とされた状態で電動モータ２０６が駆動されれば、電動モータ２０６の回転が減速装置２０４により減速されてスタビライザバー２６の第一部分１２０に伝達される。スタビライザバー２６の第一部分１２０と第二部分１２２の端部１２９同士が相対回転させられ、第一，第二部分１２０，１２２が捻られる。この捻りにより生じる力は、車輪保持装置２２を押し下げるあるいは持ち上げる力として作用する。また、ブレーキ２０６が消磁により作用状態とされるとともに、電動モータ２０６が非駆動状態とされれば、スタビライザバー２６の第一部分１２０と第二部分１２２との端部１２９同士の相対回転位置が保持される。

回転位置センサ２０７は、第一部分１２０の端部１２９の、ハウジング２０８に対する相対回転位置を検出するものであり、前記図１〜図６に示す実施例で説明したように、車高調整の際にスタビライザアクチュエータ２００を中立位置に復帰させる場合には、ブレーキ２０６の解除状態で、回転位置センサ２０７が中立位置を検出するまで、積極的に電動モータ２０２が回転させられる。

本発明の一実施例である車両懸架システムのスタビライザ装置と車高調整装置とが車両に設けられた状態を示す要部平面図である。上記車両懸架システムの車高調整装置の構成要素であるエアばねをショックアブソーバと共に示す正面図（一部断面）である。上記スタビライザ装置の構成要素である第一アクチュエータを概念的に示す正面断面図である。上記車高調整装置の回路図である。上記車高調整装置の構成要素である制御装置の主体を成すコンピュータに記憶された車高調整ルーチンを表すフローチャートである。図１ないし図５に示す車両懸架システムにおいて、一輪乗上げ時におけるスタビライザ装置および車高調整装置の制御について説明するための図である。本発明の別の実施例における車高調整ルーチンを表すフローチャートである。本発明のさらに別の実施例における車高調整ルーチンを表すフローチャートである。本発明のさらに別の実施例である車両懸架システムのスタビライザ装置の構成要素である第一アクチュエータを概念的に示す正面断面図である。

符号の説明

１０：スタビライザ装置１２：車高調整装置２０：（左側，右側）車輪２２：車輪保持装置２４：車体２６：スタビライザバー２８：スタビライザアクチュエータ３０：制御装置４０：エアばね４２：エア給排装置４４：車高センサ１４０：電動モータ１４２：減速装置２００：スタビライザアクチュエータ

Claims

左側車輪と右側車輪とをそれぞれ保持する２つの車輪保持装置と車体との間に設けられたスタビライザバーと、そのスタビライザバーの弾性力を変更する第一アクチュエータと、その第一アクチュエータを制御することにより車体の傾きを制御する第一制御装置とを備えたスタビライザ装置と、
前記２つの車輪保持装置と車体との間に設けられてそれら２つの車輪保持装置と車体との間の距離である車高を変更する第二アクチュエータと、前記車高を検出する車高検出装置と、その車高検出装置の検出結果に基づいて前記第二アクチュエータを制御することにより車高を制御する第二制御装置とを備えた車高調整装置と、
遅くとも前記車高調整装置による車高調整の終了前に前記第一制御装置に前記第一アクチュエータを基準位置へ復帰させる車高調整時第一アクチュエータ復帰部と
を含む車両懸架システム。
前記車高調整時第一アクチュエータ復帰部が、前記車高調整装置の車高調整作動の、前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰作動との並行を許容するが、車高調整作動の少なくとも一部は第一アクチュエータの基準位置への復帰終了後に行わせる車高調整並行許容型復帰部を含む請求項１に記載の車両懸架システム。
前記車高調整時第一アクチュエータ復帰部が、原則として、まず前記第一アクチュエータを前記基準位置へ復帰させ、その復帰後に前記車高調整装置に車高調整作動を開始させる復帰後車高調整開始部を含む請求項１に記載の車両懸架システム。
前記第二アクチュエータが、前記２つの車輪保持装置の各々と前記車体の各車輪保持装置に対応する部分である２つの対応部分との間の距離である２つの車高をそれぞれ変更すべく、それら２つの車輪保持装置の各々と２つの対応部分との間にそれぞれ設けられ、前記車高検出装置が前記２つの車高をそれぞれ検出するものであり、前記第二制御装置が、検出された２つの車高に基づいて前記２つの第二アクチュエータを制御することにより前記２つの車高を制御するものであり、かつ、当該車両懸架システムが、前記２つの車高検出装置により検出された２つの車高の差が予め定められた設定車高差より大きい場合には、前記第一アクチュエータの前記基準位置への復帰作動を禁止する復帰作動禁止部を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の車両懸架システム。