サスペンション装置
【課題】 エアばね装置による車高調整を電磁アクチュエータにてエネルギー効率良く補助する。
【解決手段】 車両停車時に、エアばね制御部がエアばね装置を使って車高調整をするときに、アクチュエータ制御部が蓄電装置に蓄えた電気エネルギーで電磁アクチュエータを作動させて車高調整を補助する。この場合、アクチュエータ制御部は、ポンプ回転数からエアばね装置に給排される空気流量Ｑを検出し、空気流量Ｑに応じたデューティ比でスイッチング素子をＰＷＭ制御して電磁アクチュエータの電動モータを駆動制御する。これにより、エアばね装置による車高調整と同程度の速度で電磁アクチュエータによる車高調整補助を行うことができる。この結果、蓄電装置の蓄電エネルギーを効率良く使いながら、迅速に車高調整を行うことができる。
【解決手段】 車両停車時に、エアばね制御部がエアばね装置を使って車高調整をするときに、アクチュエータ制御部が蓄電装置に蓄えた電気エネルギーで電磁アクチュエータを作動させて車高調整を補助する。この場合、アクチュエータ制御部は、ポンプ回転数からエアばね装置に給排される空気流量Ｑを検出し、空気流量Ｑに応じたデューティ比でスイッチング素子をＰＷＭ制御して電磁アクチュエータの電動モータを駆動制御する。これにより、エアばね装置による車高調整と同程度の速度で電磁アクチュエータによる車高調整補助を行うことができる。この結果、蓄電装置の蓄電エネルギーを効率良く使いながら、迅速に車高調整を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪のサスペンション装置に係り、特に、車体と車輪との相対運動により電動モータが電磁力を発生して車体と車輪との相対運動を減衰させる電磁アクチュエータを備えたサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体と車輪との相対運動により電動モータが回されて電磁力を発生し、この電磁力により減衰力を得る電磁アクチュエータをショックアブソーバとして備えたいわゆる電磁サスペンション装置が知られている。また、特許文献１に提案されているように、空気の流入・流出により車高調整可能なエアばね装置と、電磁アクチュエータとを組み合わせた電磁サスペンション装置も知られている。こうした、エアばね装置と電磁アクチュエータとを組み合わせた電磁サスペンション装置においては、エアばね装置と電磁アクチュエータとの両方を協働させて車高調整を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３８１１５
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、車高調整を行うときに、特許文献１のものでは、電磁アクチュエータの電動モータをエネルギー効率よく作動させることができない。つまり、エアばね装置の車高調整速度（空気流入速度）はポンプ回転数によって決まるため、電磁アクチュエータの電動モータを最大速度で駆動しても、エアばね装置の車高調整速度（空気流入速度）が遅い場合には、電磁アクチュエータにとっては、エアばね装置が余分な抵抗となる。逆に、電磁アクチュエータの電動モータの駆動量を抑えて、エアばね装置に比べて電磁アクチュエータの車高調整速度を遅くした場合には、エアばね装置にとって電磁アクチュエータが余分な抵抗となってしまい車高調整を良好に補助できない。特に、車両停車時における車高調整においては、車載電源を構成するオルタネータの発電電力が得られないため、限られた電源を効率よく使う必要が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、エアばね装置による車高調整を電磁アクチュエータにてエネルギー効率良く補助することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車体と車輪とを相互に流体の圧力によって弾性的に支持し、前記流体が流入・流出させられることによって上下方向における車体と車輪との離隔距離を変更可能な流体スプリングと、前記流体スプリングと並列的に設けられ、前記車体と前記車輪との相対運動により電動モータが発電して前記車体と前記車輪との相対運動を減衰させる一方、前記電動モータが電源供給を受けて駆動されることによって前記車体と車輪との離隔距離を変更可能な電磁アクチュエータと、前記流体スプリングに対する流体の流入・流出を制御することにより車高を調整する車高調整手段と、前記電動モータの発電により充電される蓄電装置と、車両停車時に前記車高調整手段が車高を調整するときに、前記流体スプリングに流れる流体の流量を検出する流量検出手段と、前記蓄電装置を電源として使用し、前記検出された流量に応じた駆動量で前記電磁アクチュエータの電動モータを駆動制御して前記車高調整を補助する車高調整補助手段とを備えたことにある。
【０００７】
本発明においては、流体スプリングにより車体を車輪に弾性的に支持する。車体と車輪との相対運動（相対位置の変化）が発生すると、この相対運動により電磁アクチュエータの電動モータが発電して、車体と車輪との相対運動を減衰させる減衰力を発生する。これにより、車体と車輪との相対振動が抑制される。電動モータにより発電された電力は、減衰力の発生に使われるだけでなく蓄電装置に蓄電される。車高調整手段は、流体スプリングに対する流体の流入・流出を制御することにより車高を調整する。
【０００８】
車両停車時、つまり、イグニッションスイッチがオフ状態となっているときに車高調整を行う場合には、その電源としてオルタネータの電力を使うことができない。そこで、本発明においては、車高調整補助手段が、蓄電装置に蓄電した電力を使用して、電磁アクチュエータの電動モータを駆動して車高調整を補助する。この車高調整を補助するにあたっては、流量検出手段により流体スプリングに流れる流体の流量を検出し、この検出された流量に応じた駆動量で電動モータを駆動制御する。つまり、流体スプリングに流れる流体の流量の増減にあわせて増減する電動モータの駆動量を設定し、この駆動量で電動モータを駆動制御する。例えば、電動モータの駆動回路にスイッチング素子を設けて、流体スプリングに流れる流体の流量に比例したデューティ比でスイッチング素子をＰＷＭ制御することにより電動モータの通電量を制御する。
【０００９】
これにより、流体スプリングによる車高調整と同程度の速度で電磁アクチュエータによる車高調整を行うことができる。この結果、蓄電装置の蓄電エネルギーを効率良く使いながら、迅速に車高調整を行うことができる。尚、流量検出手段は、流体スプリングに流体を供給するポンプの回転数を検出し、この検出した回転数を、流体スプリングに流れる流体の流量とみなすようにしても良い。また、車高調整補助手段は、車両停車時における車高調整においてのみ作動する必要はなく、走行中においても流体スプリングによる車高調整を補助するようにしてもよい。また、車高調整補助手段は、流体スプリングが車高を上昇させる場合と下降させる場合との両方において補助する必要はなく、少なくとも、車高を上昇させる場合に車高調整を補助する構成であればよい。
【００１０】
尚、例えば、電磁アクチュエータの作動方向に応じて発電電流の流れる回路が切り替わるとともに、各回路ごとに発電電流の大きさを調整する電流調整素子を備えた電流調整回路を設けることで、電磁アクチュエータの作動方向に応じた減衰力を独立して設定することができる。また、電流調整回路に蓄電装置を接続することで、電動モータの駆動回路を構成することができる。この場合、電流調整回路を利用して、車高調整方向に働く力よりも車高調整方向とは反対方向に働く力に対して大きな減衰力を発生させる車高調整時減衰力調整手段を設けると車高調整補助を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成図である。
【図２】サスペンション本体の概略構成を表す断面図である。
【図３】外部回路の回路構成図である。
【図４】車高調整補助制御ルーチンを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成を概略的に示している。
【００１３】
このサスペンション装置は、各車輪ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ、ＷＲＲと車体Ｂとの間にそれぞれ設けられる４組のサスペンション本体１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲと、各サスペンション本体１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲの作動を制御するサスペンション電子制御ユニット５０とを備えている。以下、４組のサスペンション本体１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲおよび車輪ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ、ＷＲＲについては、特に前後左右を区別する場合を除いて、単にサスペンション本体１０および車輪Ｗと総称する。
【００１４】
サスペンション本体１０は、図２に示すように、車輪Ｗを支持するロアアームＬＡと車体Ｂとの間に設けられ、空気の弾性（圧縮性）を利用して路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車体Ｂの重量を弾性的に支持するエアばね装置２０と、エアばね装置２０の上下振動に対して減衰力を発生させるショックアブソーバとして機能する電磁アクチュエータ３０とを並列的に備えて構成される。以下、場合によっては、エアばね装置２０の上部側、つまり車体Ｂ側を「ばね上」と呼び、エアばね装置２０の下部側、つまり車輪Ｗ側を「ばね下」と呼ぶ。
【００１５】
電磁アクチュエータ３０は、同軸状に配置されるアウタシリンダ３１およびインナシリンダ３２と、インナシリンダ３２の内側に設けられるボールねじ機構３５と、ボールねじ機構３５を動作させる電動モータ４０とを備える。本実施形態においては、電動モータ４０として、ブラシ付ＤＣモータが用いられる。
【００１６】
アウタシリンダ３１とインナシリンダ３２とは、同軸異径パイプで構成され、インナシリンダ３２の外周に軸方向へ摺動可能にアウタシリンダ３１が設けられる。図中、符号３３，３４は、アウタシリンダ３１内にインナシリンダ３２を摺動可能に支持する軸受である。
【００１７】
ボールねじ機構３５は、電動モータ４０の回転動作により回転するボールねじ３６と、ボールねじ３６に形成された雄ねじ部分３７に螺合する雌ねじ部分３８を有するボールねじナット３９とからなる。ボールねじナット３９は、図示しない回り止めにより、その回転運動ができないように規制されている。従って、このボールねじ機構３５においては、ボールねじ３６の回転運動がボールねじナット３９の上下軸方向の直線運動に変換され、逆に、ボールねじナット３９の上下軸方向の直線運動がボールねじ３５の回転運動に変換される。
【００１８】
ボールねじナット３９の下端は、アウタシリンダ３１の底面に固着されており、電動モータ４０の回転によりボールねじナット３９が上下動するとアウタシリンダ３１を下方に押し下げ又は上方に引き上げる。逆に、ボールねじ３６に対してアウタシリンダ３１を軸方向に相対移動させようとする外力が加わると、ボールねじ３６が回転して電動モータ４０を回転させる。このとき電動モータ４０は、そのロータに設けた電磁コイル（図示略）が、ステータに設けた永久磁石（図示略）から発生する磁束を横切ることによって、電磁コイルに誘導起電力を発生させて発電機として働く。
【００１９】
インナシリンダ３２の上端は、取付プレート４１に固定される。この取付プレート４１は、電動モータ４０のモータケーシング４２に固定されるとともに、その中央に形成した貫通孔４３にボールねじ３６が挿通される。ボールねじ３６は、モータケーシング４２内においてモータ軸と連結されるとともに、インナシリンダ３２内の軸受４４によって回転可能に支持される。
【００２０】
車両が走行中に車輪Ｗが上下動する場合は、インナシリンダ３２に対してアウタシリンダ３１が軸方向に摺動し、ボールねじナット３９がボールねじ３６に対して上下動してボールねじ３６を回転させる。このため、電動モータ４０は、ロータが回転して電磁コイルに誘導起電力が発生し、後述する外部回路１００を介して発電電流が流れることによりロータの回転を止めようとする抵抗力が発生する。この抵抗力が電磁アクチュエータ３０の減衰力として働く。また、後述する蓄電装置１１０に蓄電した電力を使って電動モータ４０へ通電することでボールねじ機構３５を伸縮させてアウタシリンダ３１に推進力（インナシリンダ３２とアウタシリンダ３１とのあいだの相対移動力）を与え、車体Ｂの上下振動に対して所定の減衰力を発生させたり、車体Ｂと車輪Ｗとの離間距離を変化させて車高調整したりすることもできる。減衰力の調整は、外部回路１００により電動モータ４０の電磁コイルに流れる電流の大きさを調整することで可能となる。電磁アクチュエータ３０は、この外部回路１００を含んで構成される。
【００２１】
エアばね装置２０は、この電磁アクチュエータ３０の外周に設けられるもので、モータケーシング４２の外周を囲む円筒状の上部ケース２１と、アウタシリンダ３１の外周面を囲む下部ケース２２と、両ケース２１，２２を気密状態で連結するゴムを主成分としたダイアフラム２３とを備え、これらのケース２１，２２とダイアフラム２３とによりアウタシリンダ３１、インナシリンダ３２、モータケーシング４２の外周に空気室２４を形成する。上部ケース２１および下部ケース２２は、それぞれモータケーシング４２およびアウタシリンダ３１の外周面に気密的に溶接固定されることで、空気室２４を密閉状態にする。
【００２２】
上部ケース２１には、この空気室２４内に空気を供給したり空気室２４内から空気を排出したりする給排口としてのノズル２５が設けられる。このノズル２５には、図１に示すように、給排装置８０からの高圧空気流路となる給排気管８１が接続され、ノズル２５からの給排気により空気室２４内の空気圧が調整されるようになっている。
【００２３】
このように構成されたサスペンション本体１０は、上部ケース２１の上面で弾性材料からなるアッパーサポート２６を介して車体Ｂに取り付けられる。
【００２４】
次に、サスペンション本体１０の作動を制御する構成について説明する。サスペンション装置は、外部回路１００と給排装置８０の作動を制御するサスペンション電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを主要部として備え、その機能に着目すると、外部回路１００のスイッチング制御により電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０に流れる電流量を調整するアクチュエータ制御部５１と、給排装置８０の制御によりエアばね装置２０に供給される空気量を調整するエアばね制御部５２とに大別される。ＥＣＵ５０には、各車輪Ｗの位置に設けられるセンサとして、車体Ｂの上下方向の加速度（ばね上加速度）を検出するばね上加速度センサ（以下、ばね上Ｇセンサと呼ぶ）６１と、車輪Ｗと車体Ｂとの上下方向の離間距離（以下、ストロークと呼ぶ）を検出するストロークセンサ６２とを接続している。
【００２５】
次に、図３を用いて、外部回路１００について説明する。図中において、Ｒｍは電動モータ４０の内部抵抗、Ｌはモータインダクタンスを表し、電動モータ４０の表示記号の外に記載している。外部回路１００は、車体Ｂと車輪Ｗとの相対運動により電動モータ４０がボールねじ機構３５を介して回されたとき、電動モータ４０で発生した誘導起電力により、電動モータ４０の端子間（第１端子ｔ１と第２端子ｔ２との間）に発電電流が流れることを許容する回路であり、また、電動モータ４０の発電電力を使って蓄電装置１１０を充電する回路でもあり、また、蓄電装置１１０に蓄えた電気エネルギーを使って電動モータ４０を駆動する回路でもある。
【００２６】
外部回路１００は、第１端子ｔ１と第２端子ｔ２とを、ａ点とｂ点とにおいて電気的に結ぶ配線ａｂと、ｃ点とｄ点とにおいて電気的に結ぶ配線ｃｄと、ｅ点とｆ点とにおいて電気的に結ぶ配線ｅｆとを備えている。尚、図中において、配線については、各点（ａ，ｂ，ｃ…）を結ぶ線であるため、その符号の表示を省略している。配線ａｂには、ｂ点からａ点に向かう方向の電流の流れを許容しａ点からｂ点に向かう方向の電流の流れを阻止する第１ダイオードＤ１と、ａ点からｂ点に向かう方向の電流の流れを許容しｂ点からａ点に向かう方向の電流の流れを阻止する第２ダイオードＤ２とが設けられている。配線ｃｄには、ｃ点側から順に、第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，第１抵抗器Ｒ１，第１スイッチング素子ＳＷ１が設けられている。第１抵抗器Ｒ１，第２抵抗器Ｒ２は、減衰力を設定する固定抵抗器である。配線ｅｆには、ｅ点側から順に、第４スイッチング素子ＳＷ４，第３スイッチング素子ＳＷ３が設けられている。本実施形態においては、第１スイッチング素子ＳＷ１，第２スイッチング素子ＳＷ２，第３スイッチング素子ＳＷ３，第４スイッチング素子ＳＷ４としてＭＯＳ−ＦＥＴを使用するが他のスイッチング素子を使用することもできる。第１スイッチング素子ＳＷ１，第２スイッチング素子ＳＷ２，第３スイッチング素子ＳＷ３，第４スイッチング素子ＳＷ４は、それぞれゲートがＥＣＵ５０のアクチュエータ制御部５１に接続され、アクチュエータ制御部５１からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号により設定されるデューティ比でオンオフ作動するように構成されている。尚、本明細書におけるデューティ比とは、オンデューティ比、つまり、パルス信号のオン時間とオフ時間とを足し合わせた時間に対するパルス信号のオン時間の比を表す。
【００２７】
また、配線ａｂにおける第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２との間のｇ点と、配線ｃｄにおける第１抵抗器Ｒ１と第２抵抗器Ｒ２との間のｈ点とは、配線ｇｈにより電気的に連結されている。また、配線ｅｆにおける第３スイッチング素子ＳＷ３と第４スイッチング素子ＳＷ４との間のｉ点と、上記ｈ点とは、配線ｈｉにより電気的に接続されている。配線ｈｉには、蓄電装置１１０がｉ点側を正極側にして設けられている。図中において、Ｒｅは、蓄電装置１１０の内部抵抗である。この蓄電装置１１０は、電動モータ４０が発電した電力を回生して蓄電するもので、例えば、蓄電可能なバッテリが使用される。また、バッテリに代えて、キャパシタやコンデンサ等を使用することもできる。尚、外部回路１００は、各電磁アクチュエータ３０ごとに設けられるものであるため、この蓄電装置１１０は、車両内の種々の電気負荷に電源供給する主バッテリとは異なり、電動モータ４０の駆動用のみに使用されるものであるが、上記主バッテリを使用するようにしてもよい。
【００２８】
また、第１端子ｔ１とａ点とは、配線ｔ１ａにより電気的に連結され、第２端子ｔ２とｂ点とは、配線ｔ２ｂにより電気的に連結されている。配線ｔ１ａには、電流センサ１１１が設けられている。電流センサ１１１は、電動モータ４０に流れる電流を検出して、その測定値を表す検出信号をアクチュエータ制御部５１に出力する。
【００２９】
次に、外部回路１００の動作について説明する。電動モータ４０は、車輪Ｗと車体Ｂとの相対運動によりボールねじ機構３５を介して回されると、その回転方向に応じた向きに誘導起電力を発生する。例えば、車輪Ｗと車体Ｂとが接近して電磁アクチュエータ３０が圧縮される圧縮動作時においては、電動モータ４０の第１端子ｔ１が高電位となり第２端子ｔ２が低電位となる。逆に、車輪Ｗと車体Ｂとが離れて電磁アクチュエータ３０が伸ばされる伸長動作時においては、電動モータ４０の第２端子ｔ２が高電位となり第１端子ｔ１が低電位となる。
【００３０】
アクチュエータ制御部５１は、電動モータ４０の回転速度が基準速度以下となっているか否かを判断し、電動モータ４０の回転速度が基準速度以下となっている状況においては、配線ａｂと配線ｃｄと配線ｇｈからなるブリッジ回路に電動モータ４０の発電電流を対角位置で流して減衰力を発生させ（発電モード）、電動モータ４０の回転速度が基準速度を越える状況であれば、更に発電電力を蓄電装置１１０に充電する（回生モード）。また、車体Ｂの上下加速度が基準加速度を超えるような大きな路面入力が働いている場合には、配線ｃｄと配線ｅｆと配線ｈｉからなるブリッジ回路を使って蓄電装置１１０に蓄えた電気エネルギーで積極的に電動モータ４０を通電駆動して車体Ｂの振動を抑制する（駆動モード）。また、車両の停車時（イグニッションスイッチをオフ操作したとき）には、配線ｃｄと配線ｅｆと配線ｈｉからなるブリッジ回路を使って蓄電装置１１０に蓄えた電力で電動モータ４０を通電駆動して電磁アクチュエータ３０を伸長あるいは圧縮して、エアばね装置２０の車高調整を補助する。
【００３１】
まず、発電モードにおける外部回路１００の動作について説明する。電磁アクチュエータ３０が圧縮される圧縮動作時においては、電動モータ４０の発電電流は、第１端子ｔ１からｃ点，第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，ｈ点、ｇ点、第２ダイオードＤ２，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流れる。一方、電磁アクチュエータ３０が伸ばされる伸長動作時においては、電動モータ４０の発電電流は、第２端子ｔ２からｄ点，第１スイッチング素子ＳＷ１，第１抵抗器Ｒ１，ｈ点、ｇ点、第１ダイオードＤ１，ａ点を通って第１端子ｔ１に流れる。従って、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作と伸長動作とで発電電流の流れる回路が異なるように構成されている。この例では、第２抵抗器Ｒ２が、第１端子ｔ１から第２端子ｔ２に流れる発電電流に対する抵抗となり、第２スイッチング素子ＳＷ２が、第１端子ｔ１から第２端子ｔ２に流れる発電電流の大きさ（通電量）を調整する電流調整器として機能する。また、第１抵抗器Ｒ１が、第２端子ｔ２から第１端子ｔ２に流れる発電電流に対する抵抗となり、第１スイッチング素子ＳＷ１が、第２端子ｔ２から第１端子ｔ１に流れる発電電流の大きさ（通電量）を調整する電流調整器として機能する。
【００３２】
電動モータ４０の電磁コイルに発電電流が流れることにより、電動モータ４０に発電ブレーキが働き、これによりボールねじナット３９とボールねじ３６との相対回転を抑制する、つまり、車体Ｂと車輪Ｗとの相対運動を抑制する減衰力が発生する。また、発電電流の大きさを調整することにより減衰力を調整することができる。従って、第１抵抗器Ｒ１の抵抗値と第１スイッチング素子ＳＷ１のデューティ比にて伸長方向動作に対する減衰力を設定でき、第２抵抗器Ｒ２の抵抗値と第２スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比にて圧縮方向動作に対する減衰力を設定できる。つまり、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作方向と伸長動作方向とに対して、独立して減衰力を設定することができる。
【００３３】
アクチュエータ制御部５１は、各輪毎に目標減衰力Ｆ＊を次式のように設定する。
Ｆ＊＝ＣＵ・ＶＵ−ＣＬ・ＶＬ
ここで、ＶＵは、各車輪位置における車体Ｂの上下方向の動作速度（ばね上速度）、ＶＬは、各車輪Ｗの上下方向の動作速度（ばね下速度）である。ばね上速度ＶＵは、ばね上Ｇセンサ６１により検出されたばね上加速度ＧＵを積分処理して算出される。また、ばね下速度ＶＬは、ストロークセンサ６２により検出されたストロークＳを微分処理してストローク速度ＶＳを求め、ばね上速度ＶＵとストローク速度ＶＳとの差から算出される。尚、算出にあたっては、ノイズとなる周波数振動成分をフィルタ処理により適宜カットする。また、ＣＵは、ばね上速度ＶＵに応じた減衰力を発揮させるためのゲインであり、ＣＬは、ばね下速度ＶＬに応じた減衰力を発揮させるためのゲインである。つまり、ＣＵ、ＣＬは、いわゆる減衰係数である。アクチュエータ制御部５１は、このように設定された目標減衰力Ｆ＊に基づいて、目標減衰力Ｆ＊を発生させるために必要な目標電流値ｉ＊を算出する。また、減衰力は、車体Ｂと車輪Ｗとを離間させる方向（リバウンド方向）のものが正の値、車体Ｂと車輪Ｗとを接近させる方向（バウンド方向）のものが負の値となるものとして扱う。
【００３４】
アクチュエータ制御部５１は、ストローク速度ＶＳの符号に基づいて、電磁アクチュエータ３０が圧縮動作中（外力により縮む方向に変化している状態）であるか伸長動作中（外力により伸び方向に変化している状態）であるかを判断する。そして、電磁アクチュエータ３０が圧縮動作をしていると判断した場合には、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第２スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を調整する。つまり、電流センサ１１１により検出される電流値をフィードバックして、目標電流値ｉ＊との偏差が無くなるようなＰＷＭ制御信号を第２スイッチング素子ＳＷ２に出力する。この場合、第１スイッチング素子ＳＷ１はオフ状態にしておけばよい。一方、電磁アクチュエータ３０が伸長動作をしていると判断した場合には、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第１スイッチング素子ＳＷ１のデューティ比を調整する。つまり、電流センサ１１１により検出される電流値をフィードバックして、目標電流値ｉ＊との偏差が無くなるようなＰＷＭ制御信号を第１スイッチング素子ＳＷ１に出力する。この場合、第２スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態にしておけばよい。これにより、車体Ｂと車輪Ｗとの相対運動を適正に減衰させることができる。
【００３５】
次に、回生モードについて説明する。電動モータ４０で発生する誘導起電力は、モータ回転速度が大きくなるほど大きくなる。そこで、アクチュエータ制御部５１は、モータ回転速度が基準速度を超える場合には、この回生モードを実行して、発電により減衰力を発生させるだけでなく、蓄電装置１１０に発電電流を流して蓄電装置１１０を充電する。モータ回転速度は、ストローク速度ＶＳに相当するものであるため、本実施形態においては、ストロークセンサ６２により検出されたストロークＳを微分処理して得られたストローク速度ＶＳの大きさ｜ＶＳ｜が基準速度Ｖ０を越える場合に回生モードを実行する。尚、蓄電装置１１０への電力回生は、電動モータ４０で発生する誘導起電圧と蓄電装置１１０の蓄電電圧とのバランスで行われるため、電動モータ４０で発生する誘導起電圧が蓄電装置１１０の蓄電電圧よりも低い場合には行われない。
【００３６】
回生モード時においては、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作時であれば第４スイッチング素子ＳＷ４がオン（デューティ比１００％）され、電磁アクチュエータ３０の伸長動作時であれば第３スイッチング素子ＳＷ３がオン（デューティ比１００％）される。また、第１スイッチング素子ＳＷ１および第２スイッチング素子ＳＷ２に関しては、発電モードと同様に、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊となるようにデューティ比が制御される。従って、発電電流は、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作時であれば、第１端子ｔ１からｃ点に流れ、このｃ点にて２方向に分流し、その一方は、第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，ｈ点，ｇ点，第２ダイオードＤ２，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流れ、他方は、ｅ点、第４スイッチング素子ＳＷ４，ｉ点，蓄電装置１１０，ｈ点，ｇ点，第２ダイオードＤ２，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流れる。同様に、電磁アクチュエータ３０の伸長動作時であれば、発電電電流は、第２端子ｔ２からｄ点に流れ、このｄ点にて２方向に分流し、その一方は、第１スイッチング素子ＳＷ１，第１抵抗器Ｒ１，ｈ点，ｇ点，第１ダイオードＤ１，ａ点を通って第１端子ｔ１に流れ、他方は、ｆ点、第３スイッチング素子ＳＷ３，ｉ点，蓄電装置１１０，ｈ点，ｇ点，第１ダイオードＤ１，ａ点を通って第１端子ｔ１に流れる。
【００３７】
こうした回生モードにおいても、上述したように目標電流値ｉが設定されて、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第１スイッチング素子ＳＷ１、あるいは、第２スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比が制御される。これにより、車体Ｂの振動抑制と蓄電装置１１０の充電とが適切に行われる。
【００３８】
次に、駆動モードについて説明する。路面から大きな入力が働いた場合には、電動モータ４０の発電による減衰力だけでは車両の振動を抑えられないことがある。そこで、アクチュエータ制御部５１は、ばね上Ｇセンサ６１により検出されたばね上加速度ＧＵの大きさ｜ＧＵ｜が基準加速度Ｇ０を超えているか否かを判断し、ばね上加速度ＧＵの大きさ｜ＧＵ｜が基準加速度Ｇ０を超えている場合には、駆動モードを実行して、配線ｃｄと配線ｅｆと配線ｈｉからなるブリッジ回路を使って蓄電装置１１０に蓄えた電力で電動モータ４０を通電駆動する。
【００３９】
例えば、電磁アクチュエータ３０を伸ばす方向に通電駆動する場合には、第１スイッチング素子ＳＷ１と第４スイッチング素子ＳＷ４とをオフ（デューティ比０％）、第２スイッチング素子ＳＷ２をオン（デューティ比１００％）にした状態で、第３スイッチング素子ＳＷ３をＰＷＭ制御する。これにより、電動モータ４０に駆動電流が流れる。駆動電流は、蓄電装置１１０の正極から、ｉ点，第３スイッチング素子ＳＷ３，ｆ点，ｄ点，ｂ点，第２端子ｔ２，電動モータ４０の電磁コイル，第１端子ｔ１，ａ点，ｃ点，第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，ｈ点，蓄電装置１１０の負極へと流れる。
【００４０】
また、電磁アクチュエータ３０を縮める方向に通電駆動する場合には、第２スイッチング素子ＳＷ２と第３スイッチング素子ＳＷ３とをオフ（デューティ比０％）、第１スイッチング素子ＳＷ１をオン（デューティ比１００％）にした状態で、第４スイッチング素子ＳＷ４をＰＷＭ制御する。これにより、電動モータ４０に駆動電流が流れる。駆動電流は、蓄電装置１１０の正極から、ｉ点，第４スイッチング素子ＳＷ４，ｅ点，ｃ点，ａ点，第１端子ｔ１，電動モータ４０の電磁コイル，第２端子ｔ２，ｂ点，ｄ点，第１スイッチング素子ＳＷ１，第１抵抗器Ｒ１，ｈ点，蓄電装置１１０の負極へと流れる。
【００４１】
こうした駆動モードにおいても、上述したように目標電流値ｉ＊が設定されて、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第３スイッチング素子ＳＷ３、あるいは、第４スイッチング素子ＳＷ４のデューティ比が制御される。これにより、車輪Ｗに大きな路面入力が働いても、車体Ｂの振動を良好に減衰させることができる。
【００４２】
次に、車高調整制御について説明する。本実施形態のサスペンション装置においては、基本的にはエアばね装置２０により車高調整を行うが、イグニッションスイッチ（図示略）がオフ操作されたときの車高調整に関しては、電磁アクチュエータ３０がエアばね装置２０の車高調整を補助する。まず、エアばね装置２０により車高調整を行う構成について説明する。エアばね装置２０は、給排装置８０からの高圧空気流路となる給排気管８１が接続され、給排装置８０の作動により空気室２４内の空気圧が調整されることにより、車輪Ｗと車体Ｂとの離間距離を調整する。これにより、車高が調整される。
【００４３】
給排装置８０は、ポンプ８５と、ポンプ８５を駆動するポンプモータ８６と、給気と排気とを切り換える電磁式の切替弁８７とを備えている。切替弁８７は、２位置切替弁であって、第１位置においては、ポンプ８５の高圧側（吐出側）と主給排気管８２とを連通するとともにポンプ８５の低圧側（吸入側）と低圧配管８３とを連通し、第２位置においては、ポンプ８５の高圧側と低圧配管８３とを連通するとともにポンプ８５の低圧側と主給排気管８２とを連通する。主給排気管８２は、途中で４本に分岐し、この分岐した給排気管８１が各エアばね装置２０のノズル２５に接続されている。また、給排気管８１にはそれぞれ電磁式の開閉弁８４（常閉弁）が設けられている。低圧配管８３の先端側は、フィルタ（図示略）を介して大気開放されている。
【００４４】
また、ポンプモータ８６には、ポンプ回転数を検出するポンプ回転数センサ８８が設けられている。このポンプ回転数センサ８８は、ＥＣＵ５０のアクチュエータ制御部５１に接続され、ポンプ回転数を表す検出信号をアクチュエータ制御部５１に出力する。
【００４５】
この給排装置８０は、ＥＣＵ５０のエアばね制御部５２により制御される。エアばね制御部５２は、給排装置８０を駆動するための駆動回路（図示略）を備えており、ストロークセンサ６２により検出されるストロークに基づいて、駆動回路を制御してポンプモータ８６、切替弁８７、開閉弁８４を駆動する。本実施形態のサスペンション装置においては、運転者の操作によって車高を変更するための車高変更スイッチ９０が設けられており、走行中における設定車高を運転者の好みに応じて選択できるようになっている。そして、エアばね制御部５２は、車高変更スイッチ９０により設定された車高に基づいて給排装置８０を駆動制御する。車高は、ストロークセンサ６２により検出されるストロークに対応した値となるため、以下、ストロークセンサ６２により検出されるストロークから求められた車高を実車高と呼ぶ。
【００４６】
エアばね制御部５２は、ストロークセンサ６２により検出した実車高と設定車高とを比較し、実車高が設定車高よりも低い場合には、切替弁８７を第１位置にした状態でポンプモータ８６を駆動するとともに各開閉弁８４を開弁する。これにより、圧縮エアがエアばね装置２０の空気室２４に供給され車高が上がっていく。エアばね制御部５２は、４輪ごとにストロークセンサ６２により実車高を検出し、実車高が設定車高になると、その車輪Ｗに対応する開閉弁８４を閉弁する。そして、４輪の実車高が全て設定車高に達するとポンプモータ８６の作動を停止する。
【００４７】
また、実車高が設定車高よりも高い場合には、切替弁８７を第２位置にした状態でポンプモータ８６を駆動するとともに各開閉弁８４を開弁する。これにより、エアばね装置２０の空気室２４内の空気がポンプ８５により吸引されて排出され車高が下がっていく。エアばね制御部５２は、４輪ごとにストロークセンサ６２により実車高を検出し、実車高が設定車高になると、その車輪Ｗに対応する開閉弁８４を閉弁する。そして、４輪の実車高が全て設定車高に達するとポンプモータ８６の作動を停止する。
【００４８】
尚、エアばね制御部５２は、ポンプモータ８６を作動させる場合、予め決まったロジックにしたがってポンプモータ８６の通電を制御する。例えば、給気あるいは排気の開始時においては、低速度にてポンプモータ８６を回転させ、起動から所定時間経過後に高速回転に切り換える。そして、実車高が設定車高に接近したときに低速回転に戻すように制御する。あるいは、設定車高と実車高との偏差に基づいたＰＩＤ制御によりポンプモータ８６の駆動制御量を決定するようにしてもよい。従って、ポンプモータ８６の回転数は、一定に制御されるものではない。
【００４９】
本実施形態のサスペンション装置においては、走行中における設定車高とは別に、停車中（イグニッションスイッチのオフ時）における車高が設定されている。このため、停車中における設定車高が走行中における設定車高と相違する場合には、イグニッションスイッチのオン操作時とオフ操作時において給排装置８０が駆動されて上述したように車高調整される。
【００５０】
エアばね制御部５２および給排装置８０は、主バッテリとオルタネータとを備えた車載電源装置（図示略）から電源供給されため、イグニッションスイッチをオフ操作した後の車高調整は、オルタネータの発電電力を使用することができず、主バッテリのみから電源供給を受けることになる。このため、イグニッションスイッチをオフ操作した後の車高調整に関しては、主バッテリの電源供給能力を低下させないように、電力消費をできるだけ抑えたい。そこで、本実施形態においては、イグニッションスイッチをオフ操作した後の車高調整については、エアばね装置２０に加えて電磁アクチュエータ３０をも作動させる。
【００５１】
上述したように、電磁アクチュエータ３０は、外部回路１００に蓄電装置１１０を備え、回生モードにおいては電動モータ４０で発生した発電電力を蓄電装置１１０に充電するため、この蓄電装置１１０に蓄電されている電力を使って電動モータ４０を駆動して車高を調整することができる。このため、エアばね装置２０の行う車高調整を電磁アクチュエータ３０にて補助することで、主バッテリの電力消費を低減させることができる。ところが、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とを同時に作動させる時には、両者をバランス良く作動させないと電力消費効率が悪くなってしまう。つまり、電磁アクチュエータ３０に比べてエアばね装置２０の車高調整速度が遅い場合には、電磁アクチュエータ３０にとっては、エアばね装置２０が余分な抵抗となり、蓄電装置１１０の電力消費が大きくなる。逆に、電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０の出力を下げて、エアばね装置２０に比べて電磁アクチュエータ３０の車高調整速度を遅くした場合には、エアばね装置２０にとって電磁アクチュエータ３０が余分な抵抗となってしまい、主バッテリの電力消費が大きくなる。
【００５２】
そこで、本実施形態においては、電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０の通電量をエアばね装置２０に流れる空気の流量に従って制御することで、電磁アクチュエータ３０とエアばね装置２０とが互いに抵抗にならないようにして、電力消費効率を高めている。以下、電磁アクチュエータ３０による車高調整補助制御について説明する。
【００５３】
図４は、ＥＣＵ５０のアクチュエータ制御部５１が実行する車高調整補助制御ルーチンを表すフローチャートである。この車高調整補助制御ルーチンは、ＥＣＵ５０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、イグニッションスイッチがオフ操作されると起動する。
【００５４】
本ルーチンが起動すると、アクチュエータ制御部５１は、ステップＳ１１において、エアばね装置２０による車高調整が開始されたか否かを判断する。エアばね制御部５２は、イグニッションスイッチがオフ操作されると、別の制御ルーチンにしたがって上述したように給排装置８０を制御してエアばね装置２０による車高調整を行うため、このステップＳ１１においては、エアばね制御部５２から給排装置８０への作動開始指令を入力することにより判断する。
【００５５】
アクチュエータ制御部５１は、エアばね制御部５２により車高調整が開始されるまで待機し、車高調整が開始されたことを検出すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２において、エアばね制御部５２から切替弁８７の制御状態信号を読み込み、車高の調整方向（上昇方向あるいは下降方向）を判断する。つまり、切替弁８７が第１位置であれば車高を上昇させる側の調整が開始され、切替弁８７が第２位置であれば車高を下降させる側の調整が開始されたと判断する。続いて、ステップＳ１３において、ポンプ回転数センサ８８から出力されるポンプ回転数を表す検出信号を読み込む。ポンプ回転数は、エアばね装置２０の空気室２４に空気を流入あるいは流出させる流量に比例する。従って、アクチュエータ制御部５１は、このステップＳ１３において、ポンプ回転数から空気室２４に空気が流入あるいは流出する空気流量を検出する。以下、ポンプ回転数から求めた空気流を空気流量Ｑと呼ぶ。
【００５６】
続いて、アクチュエータ制御部は、ステップＳ１４において、スイッチング素子のデューティ比Ｒduty（％）を次式により算出する。
Ｒduty＝（Ｑ／Ｑmax）×１００ （％）
ここで、Ｑmaxは、後述のステップＳ１６，Ｓ１７におけるＰＷＭ制御の対象となる外部回路１００のスイッチング素子（ＳＷ３またはＳＷ４）をデューティ比１００％で駆動したときに、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とが互いに抵抗とならないような流量（エアばね装置の空気室に空気を流入あるいは流出させる流量）、つまり、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とが同じ速度で車高調整できる流量であり、予め実験等により平均的な値が求められて設定されている。
【００５７】
続いて、アクチュエータ制御部５１は、ステップＳ１５において、ステップＳ１２で読み込んだ切替弁８７の制御状態信号に基づいて、車高の調整方向が上昇方向であるか否かを判断する。そして、上昇方向であれば、ステップＳ１６において、外部回路１００の第１スイッチング素子ＳＷ１をオフ（デューティ比０％）、第２スイッチング素子ＳＷ２をオン（デューティ比１００％）、第４スイッチング素子ＳＷ４をオフ（デューティ比０％）に保った状態で、第３スイッチング素子ＳＷ３をデューティ比ＲdutyにてＰＷＭ制御する。これにより、蓄電装置１１０に蓄電された電気エネルギーにより電動モータ４０が通電駆動されて電磁アクチュエータ３０が伸長する。逆に、車高の調整方向が下降方向であれば、ステップＳ１７において、外部回路１００の第１スイッチング素子ＳＷ１をオン（デューティ比１００％）、第２スイッチング素子ＳＷ２をオフ（デューティ比０％）、第３スイッチング素子ＳＷ３をオフ（デューティ比０％）に保った状態で、第４スイッチング素子ＳＷ４をデューティ比ＲdutyにてＰＷＭ制御する。これにより、蓄電装置１１０に蓄電された電気エネルギーにより電動モータ４０が通電駆動されて電磁アクチュエータ３０が収縮する。
【００５８】
続いて、アクチュエータ制御部５１は、ステップＳ１８において、電磁アクチュエータ３０による車高調整補助の終了タイミングとなったか否かを判断する。例えば、エアばね装置２０による各輪ごとの車高調整が終了したとき、あるいは、車高調整が終了する少し手前のタイミングで、エアばね制御部５２からアクチュエータ制御部５１に各輪ごとの車高調整終了指令を出力するように構成し、この車高調整終了指令に基づいてアクチュエータ制御部５１が車高調整補助の終了タイミングを判断する。
【００５９】
アクチュエータ制御部５１は、エアばね制御部５２から車高調整終了指令を入力していない場合は、ステップＳ１３に戻り同様な処理を繰り返す。これにより、エアばね装置２０による車高調整を電磁アクチュエータ３０が補助する。そして、車高調整終了指令を入力した場合には、本ルーチンを終了する。尚、車高調整終了指令は、エアばね制御部５２から各輪毎の開閉弁８４に出力されるため、各輪毎に電磁アクチュエータ３０の車高調整補助を終了してもよいし、最初の車高調整終了指令により４輪全ての電磁アクチュエータ３０による車高調整補助を終了してもよい。
【００６０】
以上説明した本実施形態のサスペンション装置によれば、ポンプ回転数から求めた検出空気流量Ｑに基づいて、外部回路１００のスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４のデューティ比を設定して電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０の通電量を制御するため、エアばね装置２０による車高調整と電磁アクチュエータ３０による車高調整とをほぼ同じ速度で行うことができる。従って、両者が互いに抵抗となることがないため、車高調整にかかる電力消費を抑えることができる。このため、蓄電装置１１０に蓄えた電気エネルギーを効率よく使って主バッテリからの電力消費を極力抑えることができる。また、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とを適切に協働させるため、車高調整を早く終了させることができる。
【００６１】
更に、電磁アクチュエータ３０により車高調整補助を行うときには、外部回路１００の第１スイッチング素子ＳＷ１，第２スイッチング素子ＳＷ２に対してＰＷＭ制御を行わずに、オフ状態、または、オン状態に維持するため、車高調整方向に働く力に対しては減衰力が発生しなく、逆に、車高調整方向とは反対方向に働く力に対しては最大の減衰力を発生させる。このため、車高調整動作をスムーズに安定して行うことができる。
【００６２】
例えば、車高を上昇させる車高調整時においては、第２スイッチング素子ＳＷ２をオン状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に圧縮方向の力が働いた場合には、それにより電動モータ４０で発生した誘導起電力による発電電流を第１端子ｔ１からｃ点，ｈ点，ｇ点，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流すことができる。このため、圧縮方向の力に対する最大の減衰力を発生させることができ、圧縮方向の力に対して大きな抵抗となる。また、第１スイッチング素子ＳＷ１をオフ状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に伸長方向の力が働いた場合には、電動モータ４０で発生した誘導起電力により発電電流が流れようとしても、第１スイッチング素子ＳＷ１と第２ダイオードＤ２とがそれを阻止する。このため、伸長方向の力に対しては減衰力を発生しないようにすることができ、車高調整の抵抗とはならない。これらの結果、電磁アクチュエータ３０は、伸びやすく縮みにくくなる。
【００６３】
一方、車高を下降させる車高調整時においては、第１スイッチング素子ＳＷ１をオン状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に伸長方向の力が働いた場合には、それにより電動モータ４０で発生した誘導起電力による発電電流を第２端子ｔ２からｄ点，ｈ点，ｇ点，ａ点を通って第１端子ｔ１に流すことができる。このため、伸長方向の力に対する最大の減衰力を発生させることができ、伸長方向の力に対して大きな抵抗となる。また、第２スイッチング素子ＳＷ２をオフ状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に圧縮方向の力が働いた場合には、電動モータ４０で発生した誘導起電力により発電電流が流れようとしても、第２スイッチング素子ＳＷ２と第１ダイオードＤ１とがそれを阻止する。このため、圧縮方向の力に対しては減衰力を発生しないようにすることができ、車高調整の抵抗とはならない。これらの結果、電磁アクチュエータ３０は、縮やすく伸びにくくなる。
【００６４】
このように、アクチュエータ制御部５１は、外部回路１００を使って、車高調整時において車高調整方向に働く力に対しては減衰力を発生させず、車高調整方向とは反対方向に働く力に対しては最大の減衰力を発生させる。換言すれば、車高調整方向に働く力よりも車高調整方向とは反対方向に働く力に対して大きな減衰力を発生させる車高調整時減衰力調整手段を備えているといえる。
【００６５】
また、外部回路１００は、電磁アクチュエータ３０が圧縮される場合と伸ばされる場合とで発電電流の流れる回路が切り換えられ、各回路に設けたスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のデューティ比制御により、電磁アクチュエータが圧縮される場合と伸ばされる場合とで減衰力を独立して設定できるため、減衰力制御が容易である。
【００６６】
以上、本実施形態のサスペンション装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、本実施形態においては、ポンプ回転数から求めた空気流量Ｑに基づいて、外部回路１００のスイッチング素子のデューティ比を設定する構成を採用しているが、空気流量Ｑに応じた目標電流値ｉ＊を算出して、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊となるようにスイッチング素子のデューティ比を制御するようにしてもよい。この場合は、空気流量Ｑが増大するほど大きくなる（減少するほど小さくなる）目標電流値ｉ＊をマップや演算式により設定しておくとよい。また、本実施形態においては、空気流量Ｑの検出をポンプモータ８６の回転数により推定しているが、空気室２４に流入・流出する空気流量を直接検出するセンサを設けてもよい。
【００６８】
また、本実施形態においては、エアばね装置２０により車高を上昇側に調整する場合と下降側に調整する場合の両方においてポンプモータ８６を作動させているが、主給排気管８２に図示しない排気制御弁を設けて、下降側に調整するときにはポンプモータ８６を駆動させずに排気制御弁を開弁して空気室２４の空気を流出させるようにしてもよい。こうした構成であっても、車高を上昇側に調整するときには、空気室２４に供給される空気流量Ｑに応じた通電量で電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０を駆動する。
【００６９】
また、本実施形態においては、イグニッションスイッチがオフされたときの車高調整時にのみ電磁アクチュエータ３０による車高調整の補助を行っているが、さらに、車両の走行中における車高調整においても電磁アクチュエータ３０により車高調整の補助を行うようにしてもよい。
【００７０】
また、本実施形態においては、電磁アクチュエータ３０に用いる電動モータ４０としてブラシ付ＤＣモータを使っているが、ブラシレスＤＣモータなど他の電動モータを使うこともできる。また、本実施形態では、電動モータ４０によりボールねじ３６を回転させてボールねじナット３９を軸方向に上下動させる回転−直動変換機構を採用しているが、リニアソレノイドタイプの直動型モータを用いた電磁アクチュエータを採用してもかまわない。この直動型モータは、例えば、アウタシリンダの内周面に電磁コイルを設けるとともに、インナシリンダの外周面に電磁コイルと向かい合う永久磁石を配置し、インナシリンダに対するアウタシリンダの軸方向相対運動により電磁コイルに誘導起電力を発生させて減衰力を得る一方、電磁コイルに通電することによって、インナシリンダとアウタシリンダとの間に軸方向の推力を発生させるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０…サスペンション本体、２０…エアばね装置、３０…電磁アクチュエータ、４０…電動モータ、５０…サスペンション電子制御ユニット（ＥＣＵ）、５１…アクチュエータ制御部、５２…エアばね制御部、６１…バネ上Ｇセンサ、６２…ストロークセンサ、８０…給排装置、８１…給排気管、８２…主給排気管、８３…低圧配管、８４…開閉弁、８５…ポンプ、８６…ポンプモータ、８７…切替弁、８８…ポンプ回転数センサ、９０…車高変更スイッチ、１００…外部回路、１１０…蓄電装置、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチング素子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪のサスペンション装置に係り、特に、車体と車輪との相対運動により電動モータが電磁力を発生して車体と車輪との相対運動を減衰させる電磁アクチュエータを備えたサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体と車輪との相対運動により電動モータが回されて電磁力を発生し、この電磁力により減衰力を得る電磁アクチュエータをショックアブソーバとして備えたいわゆる電磁サスペンション装置が知られている。また、特許文献１に提案されているように、空気の流入・流出により車高調整可能なエアばね装置と、電磁アクチュエータとを組み合わせた電磁サスペンション装置も知られている。こうした、エアばね装置と電磁アクチュエータとを組み合わせた電磁サスペンション装置においては、エアばね装置と電磁アクチュエータとの両方を協働させて車高調整を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３８１１５
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、車高調整を行うときに、特許文献１のものでは、電磁アクチュエータの電動モータをエネルギー効率よく作動させることができない。つまり、エアばね装置の車高調整速度（空気流入速度）はポンプ回転数によって決まるため、電磁アクチュエータの電動モータを最大速度で駆動しても、エアばね装置の車高調整速度（空気流入速度）が遅い場合には、電磁アクチュエータにとっては、エアばね装置が余分な抵抗となる。逆に、電磁アクチュエータの電動モータの駆動量を抑えて、エアばね装置に比べて電磁アクチュエータの車高調整速度を遅くした場合には、エアばね装置にとって電磁アクチュエータが余分な抵抗となってしまい車高調整を良好に補助できない。特に、車両停車時における車高調整においては、車載電源を構成するオルタネータの発電電力が得られないため、限られた電源を効率よく使う必要が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、エアばね装置による車高調整を電磁アクチュエータにてエネルギー効率良く補助することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車体と車輪とを相互に流体の圧力によって弾性的に支持し、前記流体が流入・流出させられることによって上下方向における車体と車輪との離隔距離を変更可能な流体スプリングと、前記流体スプリングと並列的に設けられ、前記車体と前記車輪との相対運動により電動モータが発電して前記車体と前記車輪との相対運動を減衰させる一方、前記電動モータが電源供給を受けて駆動されることによって前記車体と車輪との離隔距離を変更可能な電磁アクチュエータと、前記流体スプリングに対する流体の流入・流出を制御することにより車高を調整する車高調整手段と、前記電動モータの発電により充電される蓄電装置と、車両停車時に前記車高調整手段が車高を調整するときに、前記流体スプリングに流れる流体の流量を検出する流量検出手段と、前記蓄電装置を電源として使用し、前記検出された流量に応じた駆動量で前記電磁アクチュエータの電動モータを駆動制御して前記車高調整を補助する車高調整補助手段とを備えたことにある。
【０００７】
本発明においては、流体スプリングにより車体を車輪に弾性的に支持する。車体と車輪との相対運動（相対位置の変化）が発生すると、この相対運動により電磁アクチュエータの電動モータが発電して、車体と車輪との相対運動を減衰させる減衰力を発生する。これにより、車体と車輪との相対振動が抑制される。電動モータにより発電された電力は、減衰力の発生に使われるだけでなく蓄電装置に蓄電される。車高調整手段は、流体スプリングに対する流体の流入・流出を制御することにより車高を調整する。
【０００８】
車両停車時、つまり、イグニッションスイッチがオフ状態となっているときに車高調整を行う場合には、その電源としてオルタネータの電力を使うことができない。そこで、本発明においては、車高調整補助手段が、蓄電装置に蓄電した電力を使用して、電磁アクチュエータの電動モータを駆動して車高調整を補助する。この車高調整を補助するにあたっては、流量検出手段により流体スプリングに流れる流体の流量を検出し、この検出された流量に応じた駆動量で電動モータを駆動制御する。つまり、流体スプリングに流れる流体の流量の増減にあわせて増減する電動モータの駆動量を設定し、この駆動量で電動モータを駆動制御する。例えば、電動モータの駆動回路にスイッチング素子を設けて、流体スプリングに流れる流体の流量に比例したデューティ比でスイッチング素子をＰＷＭ制御することにより電動モータの通電量を制御する。
【０００９】
これにより、流体スプリングによる車高調整と同程度の速度で電磁アクチュエータによる車高調整を行うことができる。この結果、蓄電装置の蓄電エネルギーを効率良く使いながら、迅速に車高調整を行うことができる。尚、流量検出手段は、流体スプリングに流体を供給するポンプの回転数を検出し、この検出した回転数を、流体スプリングに流れる流体の流量とみなすようにしても良い。また、車高調整補助手段は、車両停車時における車高調整においてのみ作動する必要はなく、走行中においても流体スプリングによる車高調整を補助するようにしてもよい。また、車高調整補助手段は、流体スプリングが車高を上昇させる場合と下降させる場合との両方において補助する必要はなく、少なくとも、車高を上昇させる場合に車高調整を補助する構成であればよい。
【００１０】
尚、例えば、電磁アクチュエータの作動方向に応じて発電電流の流れる回路が切り替わるとともに、各回路ごとに発電電流の大きさを調整する電流調整素子を備えた電流調整回路を設けることで、電磁アクチュエータの作動方向に応じた減衰力を独立して設定することができる。また、電流調整回路に蓄電装置を接続することで、電動モータの駆動回路を構成することができる。この場合、電流調整回路を利用して、車高調整方向に働く力よりも車高調整方向とは反対方向に働く力に対して大きな減衰力を発生させる車高調整時減衰力調整手段を設けると車高調整補助を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成図である。
【図２】サスペンション本体の概略構成を表す断面図である。
【図３】外部回路の回路構成図である。
【図４】車高調整補助制御ルーチンを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成を概略的に示している。
【００１３】
このサスペンション装置は、各車輪ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ、ＷＲＲと車体Ｂとの間にそれぞれ設けられる４組のサスペンション本体１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲと、各サスペンション本体１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲの作動を制御するサスペンション電子制御ユニット５０とを備えている。以下、４組のサスペンション本体１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲおよび車輪ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ、ＷＲＲについては、特に前後左右を区別する場合を除いて、単にサスペンション本体１０および車輪Ｗと総称する。
【００１４】
サスペンション本体１０は、図２に示すように、車輪Ｗを支持するロアアームＬＡと車体Ｂとの間に設けられ、空気の弾性（圧縮性）を利用して路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車体Ｂの重量を弾性的に支持するエアばね装置２０と、エアばね装置２０の上下振動に対して減衰力を発生させるショックアブソーバとして機能する電磁アクチュエータ３０とを並列的に備えて構成される。以下、場合によっては、エアばね装置２０の上部側、つまり車体Ｂ側を「ばね上」と呼び、エアばね装置２０の下部側、つまり車輪Ｗ側を「ばね下」と呼ぶ。
【００１５】
電磁アクチュエータ３０は、同軸状に配置されるアウタシリンダ３１およびインナシリンダ３２と、インナシリンダ３２の内側に設けられるボールねじ機構３５と、ボールねじ機構３５を動作させる電動モータ４０とを備える。本実施形態においては、電動モータ４０として、ブラシ付ＤＣモータが用いられる。
【００１６】
アウタシリンダ３１とインナシリンダ３２とは、同軸異径パイプで構成され、インナシリンダ３２の外周に軸方向へ摺動可能にアウタシリンダ３１が設けられる。図中、符号３３，３４は、アウタシリンダ３１内にインナシリンダ３２を摺動可能に支持する軸受である。
【００１７】
ボールねじ機構３５は、電動モータ４０の回転動作により回転するボールねじ３６と、ボールねじ３６に形成された雄ねじ部分３７に螺合する雌ねじ部分３８を有するボールねじナット３９とからなる。ボールねじナット３９は、図示しない回り止めにより、その回転運動ができないように規制されている。従って、このボールねじ機構３５においては、ボールねじ３６の回転運動がボールねじナット３９の上下軸方向の直線運動に変換され、逆に、ボールねじナット３９の上下軸方向の直線運動がボールねじ３５の回転運動に変換される。
【００１８】
ボールねじナット３９の下端は、アウタシリンダ３１の底面に固着されており、電動モータ４０の回転によりボールねじナット３９が上下動するとアウタシリンダ３１を下方に押し下げ又は上方に引き上げる。逆に、ボールねじ３６に対してアウタシリンダ３１を軸方向に相対移動させようとする外力が加わると、ボールねじ３６が回転して電動モータ４０を回転させる。このとき電動モータ４０は、そのロータに設けた電磁コイル（図示略）が、ステータに設けた永久磁石（図示略）から発生する磁束を横切ることによって、電磁コイルに誘導起電力を発生させて発電機として働く。
【００１９】
インナシリンダ３２の上端は、取付プレート４１に固定される。この取付プレート４１は、電動モータ４０のモータケーシング４２に固定されるとともに、その中央に形成した貫通孔４３にボールねじ３６が挿通される。ボールねじ３６は、モータケーシング４２内においてモータ軸と連結されるとともに、インナシリンダ３２内の軸受４４によって回転可能に支持される。
【００２０】
車両が走行中に車輪Ｗが上下動する場合は、インナシリンダ３２に対してアウタシリンダ３１が軸方向に摺動し、ボールねじナット３９がボールねじ３６に対して上下動してボールねじ３６を回転させる。このため、電動モータ４０は、ロータが回転して電磁コイルに誘導起電力が発生し、後述する外部回路１００を介して発電電流が流れることによりロータの回転を止めようとする抵抗力が発生する。この抵抗力が電磁アクチュエータ３０の減衰力として働く。また、後述する蓄電装置１１０に蓄電した電力を使って電動モータ４０へ通電することでボールねじ機構３５を伸縮させてアウタシリンダ３１に推進力（インナシリンダ３２とアウタシリンダ３１とのあいだの相対移動力）を与え、車体Ｂの上下振動に対して所定の減衰力を発生させたり、車体Ｂと車輪Ｗとの離間距離を変化させて車高調整したりすることもできる。減衰力の調整は、外部回路１００により電動モータ４０の電磁コイルに流れる電流の大きさを調整することで可能となる。電磁アクチュエータ３０は、この外部回路１００を含んで構成される。
【００２１】
エアばね装置２０は、この電磁アクチュエータ３０の外周に設けられるもので、モータケーシング４２の外周を囲む円筒状の上部ケース２１と、アウタシリンダ３１の外周面を囲む下部ケース２２と、両ケース２１，２２を気密状態で連結するゴムを主成分としたダイアフラム２３とを備え、これらのケース２１，２２とダイアフラム２３とによりアウタシリンダ３１、インナシリンダ３２、モータケーシング４２の外周に空気室２４を形成する。上部ケース２１および下部ケース２２は、それぞれモータケーシング４２およびアウタシリンダ３１の外周面に気密的に溶接固定されることで、空気室２４を密閉状態にする。
【００２２】
上部ケース２１には、この空気室２４内に空気を供給したり空気室２４内から空気を排出したりする給排口としてのノズル２５が設けられる。このノズル２５には、図１に示すように、給排装置８０からの高圧空気流路となる給排気管８１が接続され、ノズル２５からの給排気により空気室２４内の空気圧が調整されるようになっている。
【００２３】
このように構成されたサスペンション本体１０は、上部ケース２１の上面で弾性材料からなるアッパーサポート２６を介して車体Ｂに取り付けられる。
【００２４】
次に、サスペンション本体１０の作動を制御する構成について説明する。サスペンション装置は、外部回路１００と給排装置８０の作動を制御するサスペンション電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを主要部として備え、その機能に着目すると、外部回路１００のスイッチング制御により電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０に流れる電流量を調整するアクチュエータ制御部５１と、給排装置８０の制御によりエアばね装置２０に供給される空気量を調整するエアばね制御部５２とに大別される。ＥＣＵ５０には、各車輪Ｗの位置に設けられるセンサとして、車体Ｂの上下方向の加速度（ばね上加速度）を検出するばね上加速度センサ（以下、ばね上Ｇセンサと呼ぶ）６１と、車輪Ｗと車体Ｂとの上下方向の離間距離（以下、ストロークと呼ぶ）を検出するストロークセンサ６２とを接続している。
【００２５】
次に、図３を用いて、外部回路１００について説明する。図中において、Ｒｍは電動モータ４０の内部抵抗、Ｌはモータインダクタンスを表し、電動モータ４０の表示記号の外に記載している。外部回路１００は、車体Ｂと車輪Ｗとの相対運動により電動モータ４０がボールねじ機構３５を介して回されたとき、電動モータ４０で発生した誘導起電力により、電動モータ４０の端子間（第１端子ｔ１と第２端子ｔ２との間）に発電電流が流れることを許容する回路であり、また、電動モータ４０の発電電力を使って蓄電装置１１０を充電する回路でもあり、また、蓄電装置１１０に蓄えた電気エネルギーを使って電動モータ４０を駆動する回路でもある。
【００２６】
外部回路１００は、第１端子ｔ１と第２端子ｔ２とを、ａ点とｂ点とにおいて電気的に結ぶ配線ａｂと、ｃ点とｄ点とにおいて電気的に結ぶ配線ｃｄと、ｅ点とｆ点とにおいて電気的に結ぶ配線ｅｆとを備えている。尚、図中において、配線については、各点（ａ，ｂ，ｃ…）を結ぶ線であるため、その符号の表示を省略している。配線ａｂには、ｂ点からａ点に向かう方向の電流の流れを許容しａ点からｂ点に向かう方向の電流の流れを阻止する第１ダイオードＤ１と、ａ点からｂ点に向かう方向の電流の流れを許容しｂ点からａ点に向かう方向の電流の流れを阻止する第２ダイオードＤ２とが設けられている。配線ｃｄには、ｃ点側から順に、第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，第１抵抗器Ｒ１，第１スイッチング素子ＳＷ１が設けられている。第１抵抗器Ｒ１，第２抵抗器Ｒ２は、減衰力を設定する固定抵抗器である。配線ｅｆには、ｅ点側から順に、第４スイッチング素子ＳＷ４，第３スイッチング素子ＳＷ３が設けられている。本実施形態においては、第１スイッチング素子ＳＷ１，第２スイッチング素子ＳＷ２，第３スイッチング素子ＳＷ３，第４スイッチング素子ＳＷ４としてＭＯＳ−ＦＥＴを使用するが他のスイッチング素子を使用することもできる。第１スイッチング素子ＳＷ１，第２スイッチング素子ＳＷ２，第３スイッチング素子ＳＷ３，第４スイッチング素子ＳＷ４は、それぞれゲートがＥＣＵ５０のアクチュエータ制御部５１に接続され、アクチュエータ制御部５１からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号により設定されるデューティ比でオンオフ作動するように構成されている。尚、本明細書におけるデューティ比とは、オンデューティ比、つまり、パルス信号のオン時間とオフ時間とを足し合わせた時間に対するパルス信号のオン時間の比を表す。
【００２７】
また、配線ａｂにおける第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２との間のｇ点と、配線ｃｄにおける第１抵抗器Ｒ１と第２抵抗器Ｒ２との間のｈ点とは、配線ｇｈにより電気的に連結されている。また、配線ｅｆにおける第３スイッチング素子ＳＷ３と第４スイッチング素子ＳＷ４との間のｉ点と、上記ｈ点とは、配線ｈｉにより電気的に接続されている。配線ｈｉには、蓄電装置１１０がｉ点側を正極側にして設けられている。図中において、Ｒｅは、蓄電装置１１０の内部抵抗である。この蓄電装置１１０は、電動モータ４０が発電した電力を回生して蓄電するもので、例えば、蓄電可能なバッテリが使用される。また、バッテリに代えて、キャパシタやコンデンサ等を使用することもできる。尚、外部回路１００は、各電磁アクチュエータ３０ごとに設けられるものであるため、この蓄電装置１１０は、車両内の種々の電気負荷に電源供給する主バッテリとは異なり、電動モータ４０の駆動用のみに使用されるものであるが、上記主バッテリを使用するようにしてもよい。
【００２８】
また、第１端子ｔ１とａ点とは、配線ｔ１ａにより電気的に連結され、第２端子ｔ２とｂ点とは、配線ｔ２ｂにより電気的に連結されている。配線ｔ１ａには、電流センサ１１１が設けられている。電流センサ１１１は、電動モータ４０に流れる電流を検出して、その測定値を表す検出信号をアクチュエータ制御部５１に出力する。
【００２９】
次に、外部回路１００の動作について説明する。電動モータ４０は、車輪Ｗと車体Ｂとの相対運動によりボールねじ機構３５を介して回されると、その回転方向に応じた向きに誘導起電力を発生する。例えば、車輪Ｗと車体Ｂとが接近して電磁アクチュエータ３０が圧縮される圧縮動作時においては、電動モータ４０の第１端子ｔ１が高電位となり第２端子ｔ２が低電位となる。逆に、車輪Ｗと車体Ｂとが離れて電磁アクチュエータ３０が伸ばされる伸長動作時においては、電動モータ４０の第２端子ｔ２が高電位となり第１端子ｔ１が低電位となる。
【００３０】
アクチュエータ制御部５１は、電動モータ４０の回転速度が基準速度以下となっているか否かを判断し、電動モータ４０の回転速度が基準速度以下となっている状況においては、配線ａｂと配線ｃｄと配線ｇｈからなるブリッジ回路に電動モータ４０の発電電流を対角位置で流して減衰力を発生させ（発電モード）、電動モータ４０の回転速度が基準速度を越える状況であれば、更に発電電力を蓄電装置１１０に充電する（回生モード）。また、車体Ｂの上下加速度が基準加速度を超えるような大きな路面入力が働いている場合には、配線ｃｄと配線ｅｆと配線ｈｉからなるブリッジ回路を使って蓄電装置１１０に蓄えた電気エネルギーで積極的に電動モータ４０を通電駆動して車体Ｂの振動を抑制する（駆動モード）。また、車両の停車時（イグニッションスイッチをオフ操作したとき）には、配線ｃｄと配線ｅｆと配線ｈｉからなるブリッジ回路を使って蓄電装置１１０に蓄えた電力で電動モータ４０を通電駆動して電磁アクチュエータ３０を伸長あるいは圧縮して、エアばね装置２０の車高調整を補助する。
【００３１】
まず、発電モードにおける外部回路１００の動作について説明する。電磁アクチュエータ３０が圧縮される圧縮動作時においては、電動モータ４０の発電電流は、第１端子ｔ１からｃ点，第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，ｈ点、ｇ点、第２ダイオードＤ２，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流れる。一方、電磁アクチュエータ３０が伸ばされる伸長動作時においては、電動モータ４０の発電電流は、第２端子ｔ２からｄ点，第１スイッチング素子ＳＷ１，第１抵抗器Ｒ１，ｈ点、ｇ点、第１ダイオードＤ１，ａ点を通って第１端子ｔ１に流れる。従って、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作と伸長動作とで発電電流の流れる回路が異なるように構成されている。この例では、第２抵抗器Ｒ２が、第１端子ｔ１から第２端子ｔ２に流れる発電電流に対する抵抗となり、第２スイッチング素子ＳＷ２が、第１端子ｔ１から第２端子ｔ２に流れる発電電流の大きさ（通電量）を調整する電流調整器として機能する。また、第１抵抗器Ｒ１が、第２端子ｔ２から第１端子ｔ２に流れる発電電流に対する抵抗となり、第１スイッチング素子ＳＷ１が、第２端子ｔ２から第１端子ｔ１に流れる発電電流の大きさ（通電量）を調整する電流調整器として機能する。
【００３２】
電動モータ４０の電磁コイルに発電電流が流れることにより、電動モータ４０に発電ブレーキが働き、これによりボールねじナット３９とボールねじ３６との相対回転を抑制する、つまり、車体Ｂと車輪Ｗとの相対運動を抑制する減衰力が発生する。また、発電電流の大きさを調整することにより減衰力を調整することができる。従って、第１抵抗器Ｒ１の抵抗値と第１スイッチング素子ＳＷ１のデューティ比にて伸長方向動作に対する減衰力を設定でき、第２抵抗器Ｒ２の抵抗値と第２スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比にて圧縮方向動作に対する減衰力を設定できる。つまり、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作方向と伸長動作方向とに対して、独立して減衰力を設定することができる。
【００３３】
アクチュエータ制御部５１は、各輪毎に目標減衰力Ｆ＊を次式のように設定する。
Ｆ＊＝ＣＵ・ＶＵ−ＣＬ・ＶＬ
ここで、ＶＵは、各車輪位置における車体Ｂの上下方向の動作速度（ばね上速度）、ＶＬは、各車輪Ｗの上下方向の動作速度（ばね下速度）である。ばね上速度ＶＵは、ばね上Ｇセンサ６１により検出されたばね上加速度ＧＵを積分処理して算出される。また、ばね下速度ＶＬは、ストロークセンサ６２により検出されたストロークＳを微分処理してストローク速度ＶＳを求め、ばね上速度ＶＵとストローク速度ＶＳとの差から算出される。尚、算出にあたっては、ノイズとなる周波数振動成分をフィルタ処理により適宜カットする。また、ＣＵは、ばね上速度ＶＵに応じた減衰力を発揮させるためのゲインであり、ＣＬは、ばね下速度ＶＬに応じた減衰力を発揮させるためのゲインである。つまり、ＣＵ、ＣＬは、いわゆる減衰係数である。アクチュエータ制御部５１は、このように設定された目標減衰力Ｆ＊に基づいて、目標減衰力Ｆ＊を発生させるために必要な目標電流値ｉ＊を算出する。また、減衰力は、車体Ｂと車輪Ｗとを離間させる方向（リバウンド方向）のものが正の値、車体Ｂと車輪Ｗとを接近させる方向（バウンド方向）のものが負の値となるものとして扱う。
【００３４】
アクチュエータ制御部５１は、ストローク速度ＶＳの符号に基づいて、電磁アクチュエータ３０が圧縮動作中（外力により縮む方向に変化している状態）であるか伸長動作中（外力により伸び方向に変化している状態）であるかを判断する。そして、電磁アクチュエータ３０が圧縮動作をしていると判断した場合には、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第２スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を調整する。つまり、電流センサ１１１により検出される電流値をフィードバックして、目標電流値ｉ＊との偏差が無くなるようなＰＷＭ制御信号を第２スイッチング素子ＳＷ２に出力する。この場合、第１スイッチング素子ＳＷ１はオフ状態にしておけばよい。一方、電磁アクチュエータ３０が伸長動作をしていると判断した場合には、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第１スイッチング素子ＳＷ１のデューティ比を調整する。つまり、電流センサ１１１により検出される電流値をフィードバックして、目標電流値ｉ＊との偏差が無くなるようなＰＷＭ制御信号を第１スイッチング素子ＳＷ１に出力する。この場合、第２スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態にしておけばよい。これにより、車体Ｂと車輪Ｗとの相対運動を適正に減衰させることができる。
【００３５】
次に、回生モードについて説明する。電動モータ４０で発生する誘導起電力は、モータ回転速度が大きくなるほど大きくなる。そこで、アクチュエータ制御部５１は、モータ回転速度が基準速度を超える場合には、この回生モードを実行して、発電により減衰力を発生させるだけでなく、蓄電装置１１０に発電電流を流して蓄電装置１１０を充電する。モータ回転速度は、ストローク速度ＶＳに相当するものであるため、本実施形態においては、ストロークセンサ６２により検出されたストロークＳを微分処理して得られたストローク速度ＶＳの大きさ｜ＶＳ｜が基準速度Ｖ０を越える場合に回生モードを実行する。尚、蓄電装置１１０への電力回生は、電動モータ４０で発生する誘導起電圧と蓄電装置１１０の蓄電電圧とのバランスで行われるため、電動モータ４０で発生する誘導起電圧が蓄電装置１１０の蓄電電圧よりも低い場合には行われない。
【００３６】
回生モード時においては、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作時であれば第４スイッチング素子ＳＷ４がオン（デューティ比１００％）され、電磁アクチュエータ３０の伸長動作時であれば第３スイッチング素子ＳＷ３がオン（デューティ比１００％）される。また、第１スイッチング素子ＳＷ１および第２スイッチング素子ＳＷ２に関しては、発電モードと同様に、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊となるようにデューティ比が制御される。従って、発電電流は、電磁アクチュエータ３０の圧縮動作時であれば、第１端子ｔ１からｃ点に流れ、このｃ点にて２方向に分流し、その一方は、第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，ｈ点，ｇ点，第２ダイオードＤ２，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流れ、他方は、ｅ点、第４スイッチング素子ＳＷ４，ｉ点，蓄電装置１１０，ｈ点，ｇ点，第２ダイオードＤ２，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流れる。同様に、電磁アクチュエータ３０の伸長動作時であれば、発電電電流は、第２端子ｔ２からｄ点に流れ、このｄ点にて２方向に分流し、その一方は、第１スイッチング素子ＳＷ１，第１抵抗器Ｒ１，ｈ点，ｇ点，第１ダイオードＤ１，ａ点を通って第１端子ｔ１に流れ、他方は、ｆ点、第３スイッチング素子ＳＷ３，ｉ点，蓄電装置１１０，ｈ点，ｇ点，第１ダイオードＤ１，ａ点を通って第１端子ｔ１に流れる。
【００３７】
こうした回生モードにおいても、上述したように目標電流値ｉが設定されて、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第１スイッチング素子ＳＷ１、あるいは、第２スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比が制御される。これにより、車体Ｂの振動抑制と蓄電装置１１０の充電とが適切に行われる。
【００３８】
次に、駆動モードについて説明する。路面から大きな入力が働いた場合には、電動モータ４０の発電による減衰力だけでは車両の振動を抑えられないことがある。そこで、アクチュエータ制御部５１は、ばね上Ｇセンサ６１により検出されたばね上加速度ＧＵの大きさ｜ＧＵ｜が基準加速度Ｇ０を超えているか否かを判断し、ばね上加速度ＧＵの大きさ｜ＧＵ｜が基準加速度Ｇ０を超えている場合には、駆動モードを実行して、配線ｃｄと配線ｅｆと配線ｈｉからなるブリッジ回路を使って蓄電装置１１０に蓄えた電力で電動モータ４０を通電駆動する。
【００３９】
例えば、電磁アクチュエータ３０を伸ばす方向に通電駆動する場合には、第１スイッチング素子ＳＷ１と第４スイッチング素子ＳＷ４とをオフ（デューティ比０％）、第２スイッチング素子ＳＷ２をオン（デューティ比１００％）にした状態で、第３スイッチング素子ＳＷ３をＰＷＭ制御する。これにより、電動モータ４０に駆動電流が流れる。駆動電流は、蓄電装置１１０の正極から、ｉ点，第３スイッチング素子ＳＷ３，ｆ点，ｄ点，ｂ点，第２端子ｔ２，電動モータ４０の電磁コイル，第１端子ｔ１，ａ点，ｃ点，第２スイッチング素子ＳＷ２，第２抵抗器Ｒ２，ｈ点，蓄電装置１１０の負極へと流れる。
【００４０】
また、電磁アクチュエータ３０を縮める方向に通電駆動する場合には、第２スイッチング素子ＳＷ２と第３スイッチング素子ＳＷ３とをオフ（デューティ比０％）、第１スイッチング素子ＳＷ１をオン（デューティ比１００％）にした状態で、第４スイッチング素子ＳＷ４をＰＷＭ制御する。これにより、電動モータ４０に駆動電流が流れる。駆動電流は、蓄電装置１１０の正極から、ｉ点，第４スイッチング素子ＳＷ４，ｅ点，ｃ点，ａ点，第１端子ｔ１，電動モータ４０の電磁コイル，第２端子ｔ２，ｂ点，ｄ点，第１スイッチング素子ＳＷ１，第１抵抗器Ｒ１，ｈ点，蓄電装置１１０の負極へと流れる。
【００４１】
こうした駆動モードにおいても、上述したように目標電流値ｉ＊が設定されて、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊と等しくなるように第３スイッチング素子ＳＷ３、あるいは、第４スイッチング素子ＳＷ４のデューティ比が制御される。これにより、車輪Ｗに大きな路面入力が働いても、車体Ｂの振動を良好に減衰させることができる。
【００４２】
次に、車高調整制御について説明する。本実施形態のサスペンション装置においては、基本的にはエアばね装置２０により車高調整を行うが、イグニッションスイッチ（図示略）がオフ操作されたときの車高調整に関しては、電磁アクチュエータ３０がエアばね装置２０の車高調整を補助する。まず、エアばね装置２０により車高調整を行う構成について説明する。エアばね装置２０は、給排装置８０からの高圧空気流路となる給排気管８１が接続され、給排装置８０の作動により空気室２４内の空気圧が調整されることにより、車輪Ｗと車体Ｂとの離間距離を調整する。これにより、車高が調整される。
【００４３】
給排装置８０は、ポンプ８５と、ポンプ８５を駆動するポンプモータ８６と、給気と排気とを切り換える電磁式の切替弁８７とを備えている。切替弁８７は、２位置切替弁であって、第１位置においては、ポンプ８５の高圧側（吐出側）と主給排気管８２とを連通するとともにポンプ８５の低圧側（吸入側）と低圧配管８３とを連通し、第２位置においては、ポンプ８５の高圧側と低圧配管８３とを連通するとともにポンプ８５の低圧側と主給排気管８２とを連通する。主給排気管８２は、途中で４本に分岐し、この分岐した給排気管８１が各エアばね装置２０のノズル２５に接続されている。また、給排気管８１にはそれぞれ電磁式の開閉弁８４（常閉弁）が設けられている。低圧配管８３の先端側は、フィルタ（図示略）を介して大気開放されている。
【００４４】
また、ポンプモータ８６には、ポンプ回転数を検出するポンプ回転数センサ８８が設けられている。このポンプ回転数センサ８８は、ＥＣＵ５０のアクチュエータ制御部５１に接続され、ポンプ回転数を表す検出信号をアクチュエータ制御部５１に出力する。
【００４５】
この給排装置８０は、ＥＣＵ５０のエアばね制御部５２により制御される。エアばね制御部５２は、給排装置８０を駆動するための駆動回路（図示略）を備えており、ストロークセンサ６２により検出されるストロークに基づいて、駆動回路を制御してポンプモータ８６、切替弁８７、開閉弁８４を駆動する。本実施形態のサスペンション装置においては、運転者の操作によって車高を変更するための車高変更スイッチ９０が設けられており、走行中における設定車高を運転者の好みに応じて選択できるようになっている。そして、エアばね制御部５２は、車高変更スイッチ９０により設定された車高に基づいて給排装置８０を駆動制御する。車高は、ストロークセンサ６２により検出されるストロークに対応した値となるため、以下、ストロークセンサ６２により検出されるストロークから求められた車高を実車高と呼ぶ。
【００４６】
エアばね制御部５２は、ストロークセンサ６２により検出した実車高と設定車高とを比較し、実車高が設定車高よりも低い場合には、切替弁８７を第１位置にした状態でポンプモータ８６を駆動するとともに各開閉弁８４を開弁する。これにより、圧縮エアがエアばね装置２０の空気室２４に供給され車高が上がっていく。エアばね制御部５２は、４輪ごとにストロークセンサ６２により実車高を検出し、実車高が設定車高になると、その車輪Ｗに対応する開閉弁８４を閉弁する。そして、４輪の実車高が全て設定車高に達するとポンプモータ８６の作動を停止する。
【００４７】
また、実車高が設定車高よりも高い場合には、切替弁８７を第２位置にした状態でポンプモータ８６を駆動するとともに各開閉弁８４を開弁する。これにより、エアばね装置２０の空気室２４内の空気がポンプ８５により吸引されて排出され車高が下がっていく。エアばね制御部５２は、４輪ごとにストロークセンサ６２により実車高を検出し、実車高が設定車高になると、その車輪Ｗに対応する開閉弁８４を閉弁する。そして、４輪の実車高が全て設定車高に達するとポンプモータ８６の作動を停止する。
【００４８】
尚、エアばね制御部５２は、ポンプモータ８６を作動させる場合、予め決まったロジックにしたがってポンプモータ８６の通電を制御する。例えば、給気あるいは排気の開始時においては、低速度にてポンプモータ８６を回転させ、起動から所定時間経過後に高速回転に切り換える。そして、実車高が設定車高に接近したときに低速回転に戻すように制御する。あるいは、設定車高と実車高との偏差に基づいたＰＩＤ制御によりポンプモータ８６の駆動制御量を決定するようにしてもよい。従って、ポンプモータ８６の回転数は、一定に制御されるものではない。
【００４９】
本実施形態のサスペンション装置においては、走行中における設定車高とは別に、停車中（イグニッションスイッチのオフ時）における車高が設定されている。このため、停車中における設定車高が走行中における設定車高と相違する場合には、イグニッションスイッチのオン操作時とオフ操作時において給排装置８０が駆動されて上述したように車高調整される。
【００５０】
エアばね制御部５２および給排装置８０は、主バッテリとオルタネータとを備えた車載電源装置（図示略）から電源供給されため、イグニッションスイッチをオフ操作した後の車高調整は、オルタネータの発電電力を使用することができず、主バッテリのみから電源供給を受けることになる。このため、イグニッションスイッチをオフ操作した後の車高調整に関しては、主バッテリの電源供給能力を低下させないように、電力消費をできるだけ抑えたい。そこで、本実施形態においては、イグニッションスイッチをオフ操作した後の車高調整については、エアばね装置２０に加えて電磁アクチュエータ３０をも作動させる。
【００５１】
上述したように、電磁アクチュエータ３０は、外部回路１００に蓄電装置１１０を備え、回生モードにおいては電動モータ４０で発生した発電電力を蓄電装置１１０に充電するため、この蓄電装置１１０に蓄電されている電力を使って電動モータ４０を駆動して車高を調整することができる。このため、エアばね装置２０の行う車高調整を電磁アクチュエータ３０にて補助することで、主バッテリの電力消費を低減させることができる。ところが、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とを同時に作動させる時には、両者をバランス良く作動させないと電力消費効率が悪くなってしまう。つまり、電磁アクチュエータ３０に比べてエアばね装置２０の車高調整速度が遅い場合には、電磁アクチュエータ３０にとっては、エアばね装置２０が余分な抵抗となり、蓄電装置１１０の電力消費が大きくなる。逆に、電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０の出力を下げて、エアばね装置２０に比べて電磁アクチュエータ３０の車高調整速度を遅くした場合には、エアばね装置２０にとって電磁アクチュエータ３０が余分な抵抗となってしまい、主バッテリの電力消費が大きくなる。
【００５２】
そこで、本実施形態においては、電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０の通電量をエアばね装置２０に流れる空気の流量に従って制御することで、電磁アクチュエータ３０とエアばね装置２０とが互いに抵抗にならないようにして、電力消費効率を高めている。以下、電磁アクチュエータ３０による車高調整補助制御について説明する。
【００５３】
図４は、ＥＣＵ５０のアクチュエータ制御部５１が実行する車高調整補助制御ルーチンを表すフローチャートである。この車高調整補助制御ルーチンは、ＥＣＵ５０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、イグニッションスイッチがオフ操作されると起動する。
【００５４】
本ルーチンが起動すると、アクチュエータ制御部５１は、ステップＳ１１において、エアばね装置２０による車高調整が開始されたか否かを判断する。エアばね制御部５２は、イグニッションスイッチがオフ操作されると、別の制御ルーチンにしたがって上述したように給排装置８０を制御してエアばね装置２０による車高調整を行うため、このステップＳ１１においては、エアばね制御部５２から給排装置８０への作動開始指令を入力することにより判断する。
【００５５】
アクチュエータ制御部５１は、エアばね制御部５２により車高調整が開始されるまで待機し、車高調整が開始されたことを検出すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２において、エアばね制御部５２から切替弁８７の制御状態信号を読み込み、車高の調整方向（上昇方向あるいは下降方向）を判断する。つまり、切替弁８７が第１位置であれば車高を上昇させる側の調整が開始され、切替弁８７が第２位置であれば車高を下降させる側の調整が開始されたと判断する。続いて、ステップＳ１３において、ポンプ回転数センサ８８から出力されるポンプ回転数を表す検出信号を読み込む。ポンプ回転数は、エアばね装置２０の空気室２４に空気を流入あるいは流出させる流量に比例する。従って、アクチュエータ制御部５１は、このステップＳ１３において、ポンプ回転数から空気室２４に空気が流入あるいは流出する空気流量を検出する。以下、ポンプ回転数から求めた空気流を空気流量Ｑと呼ぶ。
【００５６】
続いて、アクチュエータ制御部は、ステップＳ１４において、スイッチング素子のデューティ比Ｒduty（％）を次式により算出する。
Ｒduty＝（Ｑ／Ｑmax）×１００ （％）
ここで、Ｑmaxは、後述のステップＳ１６，Ｓ１７におけるＰＷＭ制御の対象となる外部回路１００のスイッチング素子（ＳＷ３またはＳＷ４）をデューティ比１００％で駆動したときに、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とが互いに抵抗とならないような流量（エアばね装置の空気室に空気を流入あるいは流出させる流量）、つまり、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とが同じ速度で車高調整できる流量であり、予め実験等により平均的な値が求められて設定されている。
【００５７】
続いて、アクチュエータ制御部５１は、ステップＳ１５において、ステップＳ１２で読み込んだ切替弁８７の制御状態信号に基づいて、車高の調整方向が上昇方向であるか否かを判断する。そして、上昇方向であれば、ステップＳ１６において、外部回路１００の第１スイッチング素子ＳＷ１をオフ（デューティ比０％）、第２スイッチング素子ＳＷ２をオン（デューティ比１００％）、第４スイッチング素子ＳＷ４をオフ（デューティ比０％）に保った状態で、第３スイッチング素子ＳＷ３をデューティ比ＲdutyにてＰＷＭ制御する。これにより、蓄電装置１１０に蓄電された電気エネルギーにより電動モータ４０が通電駆動されて電磁アクチュエータ３０が伸長する。逆に、車高の調整方向が下降方向であれば、ステップＳ１７において、外部回路１００の第１スイッチング素子ＳＷ１をオン（デューティ比１００％）、第２スイッチング素子ＳＷ２をオフ（デューティ比０％）、第３スイッチング素子ＳＷ３をオフ（デューティ比０％）に保った状態で、第４スイッチング素子ＳＷ４をデューティ比ＲdutyにてＰＷＭ制御する。これにより、蓄電装置１１０に蓄電された電気エネルギーにより電動モータ４０が通電駆動されて電磁アクチュエータ３０が収縮する。
【００５８】
続いて、アクチュエータ制御部５１は、ステップＳ１８において、電磁アクチュエータ３０による車高調整補助の終了タイミングとなったか否かを判断する。例えば、エアばね装置２０による各輪ごとの車高調整が終了したとき、あるいは、車高調整が終了する少し手前のタイミングで、エアばね制御部５２からアクチュエータ制御部５１に各輪ごとの車高調整終了指令を出力するように構成し、この車高調整終了指令に基づいてアクチュエータ制御部５１が車高調整補助の終了タイミングを判断する。
【００５９】
アクチュエータ制御部５１は、エアばね制御部５２から車高調整終了指令を入力していない場合は、ステップＳ１３に戻り同様な処理を繰り返す。これにより、エアばね装置２０による車高調整を電磁アクチュエータ３０が補助する。そして、車高調整終了指令を入力した場合には、本ルーチンを終了する。尚、車高調整終了指令は、エアばね制御部５２から各輪毎の開閉弁８４に出力されるため、各輪毎に電磁アクチュエータ３０の車高調整補助を終了してもよいし、最初の車高調整終了指令により４輪全ての電磁アクチュエータ３０による車高調整補助を終了してもよい。
【００６０】
以上説明した本実施形態のサスペンション装置によれば、ポンプ回転数から求めた検出空気流量Ｑに基づいて、外部回路１００のスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４のデューティ比を設定して電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０の通電量を制御するため、エアばね装置２０による車高調整と電磁アクチュエータ３０による車高調整とをほぼ同じ速度で行うことができる。従って、両者が互いに抵抗となることがないため、車高調整にかかる電力消費を抑えることができる。このため、蓄電装置１１０に蓄えた電気エネルギーを効率よく使って主バッテリからの電力消費を極力抑えることができる。また、エアばね装置２０と電磁アクチュエータ３０とを適切に協働させるため、車高調整を早く終了させることができる。
【００６１】
更に、電磁アクチュエータ３０により車高調整補助を行うときには、外部回路１００の第１スイッチング素子ＳＷ１，第２スイッチング素子ＳＷ２に対してＰＷＭ制御を行わずに、オフ状態、または、オン状態に維持するため、車高調整方向に働く力に対しては減衰力が発生しなく、逆に、車高調整方向とは反対方向に働く力に対しては最大の減衰力を発生させる。このため、車高調整動作をスムーズに安定して行うことができる。
【００６２】
例えば、車高を上昇させる車高調整時においては、第２スイッチング素子ＳＷ２をオン状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に圧縮方向の力が働いた場合には、それにより電動モータ４０で発生した誘導起電力による発電電流を第１端子ｔ１からｃ点，ｈ点，ｇ点，ｂ点を通って第２端子ｔ２に流すことができる。このため、圧縮方向の力に対する最大の減衰力を発生させることができ、圧縮方向の力に対して大きな抵抗となる。また、第１スイッチング素子ＳＷ１をオフ状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に伸長方向の力が働いた場合には、電動モータ４０で発生した誘導起電力により発電電流が流れようとしても、第１スイッチング素子ＳＷ１と第２ダイオードＤ２とがそれを阻止する。このため、伸長方向の力に対しては減衰力を発生しないようにすることができ、車高調整の抵抗とはならない。これらの結果、電磁アクチュエータ３０は、伸びやすく縮みにくくなる。
【００６３】
一方、車高を下降させる車高調整時においては、第１スイッチング素子ＳＷ１をオン状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に伸長方向の力が働いた場合には、それにより電動モータ４０で発生した誘導起電力による発電電流を第２端子ｔ２からｄ点，ｈ点，ｇ点，ａ点を通って第１端子ｔ１に流すことができる。このため、伸長方向の力に対する最大の減衰力を発生させることができ、伸長方向の力に対して大きな抵抗となる。また、第２スイッチング素子ＳＷ２をオフ状態に維持するため、電磁アクチュエータ３０に圧縮方向の力が働いた場合には、電動モータ４０で発生した誘導起電力により発電電流が流れようとしても、第２スイッチング素子ＳＷ２と第１ダイオードＤ１とがそれを阻止する。このため、圧縮方向の力に対しては減衰力を発生しないようにすることができ、車高調整の抵抗とはならない。これらの結果、電磁アクチュエータ３０は、縮やすく伸びにくくなる。
【００６４】
このように、アクチュエータ制御部５１は、外部回路１００を使って、車高調整時において車高調整方向に働く力に対しては減衰力を発生させず、車高調整方向とは反対方向に働く力に対しては最大の減衰力を発生させる。換言すれば、車高調整方向に働く力よりも車高調整方向とは反対方向に働く力に対して大きな減衰力を発生させる車高調整時減衰力調整手段を備えているといえる。
【００６５】
また、外部回路１００は、電磁アクチュエータ３０が圧縮される場合と伸ばされる場合とで発電電流の流れる回路が切り換えられ、各回路に設けたスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のデューティ比制御により、電磁アクチュエータが圧縮される場合と伸ばされる場合とで減衰力を独立して設定できるため、減衰力制御が容易である。
【００６６】
以上、本実施形態のサスペンション装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、本実施形態においては、ポンプ回転数から求めた空気流量Ｑに基づいて、外部回路１００のスイッチング素子のデューティ比を設定する構成を採用しているが、空気流量Ｑに応じた目標電流値ｉ＊を算出して、電流センサ１１１により検出される電流値が目標電流値ｉ＊となるようにスイッチング素子のデューティ比を制御するようにしてもよい。この場合は、空気流量Ｑが増大するほど大きくなる（減少するほど小さくなる）目標電流値ｉ＊をマップや演算式により設定しておくとよい。また、本実施形態においては、空気流量Ｑの検出をポンプモータ８６の回転数により推定しているが、空気室２４に流入・流出する空気流量を直接検出するセンサを設けてもよい。
【００６８】
また、本実施形態においては、エアばね装置２０により車高を上昇側に調整する場合と下降側に調整する場合の両方においてポンプモータ８６を作動させているが、主給排気管８２に図示しない排気制御弁を設けて、下降側に調整するときにはポンプモータ８６を駆動させずに排気制御弁を開弁して空気室２４の空気を流出させるようにしてもよい。こうした構成であっても、車高を上昇側に調整するときには、空気室２４に供給される空気流量Ｑに応じた通電量で電磁アクチュエータ３０の電動モータ４０を駆動する。
【００６９】
また、本実施形態においては、イグニッションスイッチがオフされたときの車高調整時にのみ電磁アクチュエータ３０による車高調整の補助を行っているが、さらに、車両の走行中における車高調整においても電磁アクチュエータ３０により車高調整の補助を行うようにしてもよい。
【００７０】
また、本実施形態においては、電磁アクチュエータ３０に用いる電動モータ４０としてブラシ付ＤＣモータを使っているが、ブラシレスＤＣモータなど他の電動モータを使うこともできる。また、本実施形態では、電動モータ４０によりボールねじ３６を回転させてボールねじナット３９を軸方向に上下動させる回転−直動変換機構を採用しているが、リニアソレノイドタイプの直動型モータを用いた電磁アクチュエータを採用してもかまわない。この直動型モータは、例えば、アウタシリンダの内周面に電磁コイルを設けるとともに、インナシリンダの外周面に電磁コイルと向かい合う永久磁石を配置し、インナシリンダに対するアウタシリンダの軸方向相対運動により電磁コイルに誘導起電力を発生させて減衰力を得る一方、電磁コイルに通電することによって、インナシリンダとアウタシリンダとの間に軸方向の推力を発生させるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０…サスペンション本体、２０…エアばね装置、３０…電磁アクチュエータ、４０…電動モータ、５０…サスペンション電子制御ユニット（ＥＣＵ）、５１…アクチュエータ制御部、５２…エアばね制御部、６１…バネ上Ｇセンサ、６２…ストロークセンサ、８０…給排装置、８１…給排気管、８２…主給排気管、８３…低圧配管、８４…開閉弁、８５…ポンプ、８６…ポンプモータ、８７…切替弁、８８…ポンプ回転数センサ、９０…車高変更スイッチ、１００…外部回路、１１０…蓄電装置、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチング素子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車輪とを相互に流体の圧力によって弾性的に支持し、前記流体が流入・流出させられることによって上下方向における車体と車輪との離隔距離を変更可能な流体スプリングと、
前記流体スプリングと並列的に設けられ、前記車体と前記車輪との相対運動により電動モータが発電して前記車体と前記車輪との相対運動を減衰させる一方、前記電動モータが電源供給を受けて駆動されることによって前記車体と車輪との離隔距離を変更可能な電磁アクチュエータと、
前記流体スプリングに対する流体の流入・流出を制御することにより車高を調整する車高調整手段と、
前記電動モータの発電により充電される蓄電装置と、
車両停車時に前記車高調整手段が車高を調整するときに、前記流体スプリングに流れる流体の流量を検出する流量検出手段と、
前記蓄電装置を電源として使用し、前記検出された流量に応じた駆動量で前記電磁アクチュエータの電動モータを駆動制御して前記車高調整を補助する車高調整補助手段と
を備えたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項１】
車体と車輪とを相互に流体の圧力によって弾性的に支持し、前記流体が流入・流出させられることによって上下方向における車体と車輪との離隔距離を変更可能な流体スプリングと、
前記流体スプリングと並列的に設けられ、前記車体と前記車輪との相対運動により電動モータが発電して前記車体と前記車輪との相対運動を減衰させる一方、前記電動モータが電源供給を受けて駆動されることによって前記車体と車輪との離隔距離を変更可能な電磁アクチュエータと、
前記流体スプリングに対する流体の流入・流出を制御することにより車高を調整する車高調整手段と、
前記電動モータの発電により充電される蓄電装置と、
車両停車時に前記車高調整手段が車高を調整するときに、前記流体スプリングに流れる流体の流量を検出する流量検出手段と、
前記蓄電装置を電源として使用し、前記検出された流量に応じた駆動量で前記電磁アクチュエータの電動モータを駆動制御して前記車高調整を補助する車高調整補助手段と
を備えたことを特徴とするサスペンション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１６４２７（Ｐ２０１１−１６４２７Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１８９１（Ｐ２００９−１６１８９１）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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