CN116194746A - 力传感器的诊断装置和车辆以及记录有计算机程序的记录介质 - Google Patents

Abstract

提供一种力传感器的诊断装置和车辆以及记录有计算机程序的记录介质，其不使轮胎力传感器双重化而实现搭载于车辆的轮胎力传感器的故障检测功能。进行诊断能够检测对车辆的车轮施加的外力的力传感器的故障的处理的诊断装置基于力传感器的传感器信号获取施加于车轮的外力的车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值，并基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，对由力传感器检测出的车高方向分力检测值和基于位移传感器的传感器信号推定的车高方向分力推定值进行比较而进行力传感器的故障判定，该位移传感器设置于车轮的悬架装置的一部分而检测与由车轮从路面受到的外力引起的悬架装置的行程位移量相应的状态量。

Description

力传感器的诊断装置和车辆以及记录有计算机程序的记录 介质

技术领域

本公开涉及设置于具备力传感器的车辆的力传感器的诊断装置和车辆以及记录有计算机程序的记录介质。

背景技术

以往，已知对作用于安装于车辆的轮胎的轮胎力进行检测的轮胎力传感器。例如，在专利文献1中公开了一种轮胎力推定系统和轮胎力推定方法，该轮胎力推定系统和轮胎力推定方法获取由配设在轮胎的传感器测量的轮胎的物理量，并将获取的轮胎的物理量输入到运算模型而计算出轮胎力。在专利文献1中，记载了轮胎力传感器能够检测出轮胎力中的轮胎的纵向的纵向力、横向的横向力以及铅垂方向的载荷这三个轴向分量中的任意一个分量或任意组合的两个分量或者全部三个轴向分量。

另外，在专利文献2中公开了一种轮胎力传感器，其针对车轮从路面受到的外力，测定正交的三个轴向(x：车辆行驶的方向(车长方向)、y：齿条轴的轴向(车宽方向)、z：车辆的铅垂方向(车高方向))的分力、以及围绕该三个轴的三个力矩这六个分力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-122753号公报

专利文献2：日本特开2018-83505号公报

发明内容

技术问题

在将这样的轮胎力传感器搭载于车辆的情况下，如果具备该轮胎力传感器的故障检测功能，则轮胎力传感器的传感器值的可靠性提高。然而，鉴于成本方面、传感器的搭载性，追加能够检测相同分力的另一个传感器来实现系统的双重化，并比较传感器值进行故障检测是不现实的。

本公开是鉴于上述问题而完成的，本公开的目的在于，提供一种不使轮胎力传感器双重化而实现搭载于车辆的轮胎力传感器的故障检测功能的力传感器的诊断装置和车辆以及记录有计算机程序的记录介质。

技术方案

为了解决上述课题，根据本公开的一个观点，提供一种力传感器的诊断装置，诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，诊断装置包括：一个或多个处理器、以及与一个或多个处理器以能够通信的方式连接的一个或多个存储器，处理器执行如下步骤：基于力传感器的传感器信号获取施加于车轮的外力的车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，位移传感器设置于车轮的悬架装置的一部分而检测与由车轮从路面受到的外力引起的悬架装置的行程位移量相应的状态量；以及对由力传感器检测出的车高方向分力检测值和基于位移传感器的传感器信号推定的车高方向分力推定值进行比较而进行力传感器的故障判定。

另外，为了解决上述课题，根据本公开的另一观点，提供一种力传感器的诊断装置，诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，诊断装置包括：车高方向分力检测部，基于力传感器的传感器信号获取施加于车轮的外力的车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；车高方向分力推定部，基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，位移传感器设置于车轮的悬架装置的一部分而检测与由车轮从路面受到的外力引起的悬架装置的行程位移量相应的状态量；以及诊断部，对由力传感器检测出的车高方向分力检测值和基于位移传感器的传感器信号推定的车高方向分力推定值进行比较而进行力传感器的故障判定。

另外，为了解决上述课题，根据本公开的另一观点，提供一种车辆，车辆具备力传感器，力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，车辆具备进行诊断力传感器的故障的处理的诊断装置，诊断装置包括：一个或多个处理器、以及与一个或多个处理器以能够通信的方式连接的一个或多个存储器，处理器执行如下步骤：获取位移传感器的传感器信号，位移传感器设置于车轮的悬架装置的一部分而检测与由车轮从路面受到的外力引起的悬架装置的行程位移量相应的状态量；基于力传感器的传感器信号获取施加于车轮的外力的车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；以及基于由位移传感器检测出的状态量和由力传感器检测出的车高方向分力检测值，进行力传感器的故障判定。

另外，为了解决上述课题，根据本公开的另一观点，提供一种记录有计算机程序的记录介质，记录介质记录有应用于诊断装置的计算机程序，诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，力传感器能够检测至少沿车高方向对车辆施加的外力，计算机程序使一个或多个处理器执行包括如下步骤的处理：获取位移传感器的传感器信号，位移传感器设置于车轮的悬架装置的一部分而检测与由车轮从路面受到的外力引起的悬架装置的行程位移量相应的状态量；基于力传感器的传感器信号获取施加于车轮的外力的车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；以及基于由位移传感器检测出的状态量和由力传感器检测出的车高方向分力检测值，进行力传感器的故障判定。

技术效果

如以上说明的那样，根据本公开，能够不使轮胎力传感器双重化而实现搭载于车辆的轮胎力传感器的故障检测功能。

附图说明

图1是示出具备本公开的实施方式的力传感器的诊断装置的车辆的构成例的示意图。

图2是示出该实施方式的力传感器的诊断装置的构成例的框图。

图3是示出由该实施方式的诊断装置执行的诊断处理的流程图。

图4是将由力传感器检测出的z方向的分力和由行程传感器检测出的行程量分别换算成车高方向分力检测值和车高方向分力推定值而示出的说明图。

图5示出表示由该实施方式的诊断装置执行的延迟时间计算处理的流程图。

图6是示出由该实施方式的诊断装置设定微分阈值的一例的说明图。

图7示出由该实施方式的诊断装置执行的力传感器的故障判定处理的一例的流程图。

符号说明

1：车辆，3：车轮，3LF：左前轮，3RF：右前轮，3LR：左后轮，3RR：右后轮，5：车轴，9：车身，10：悬架装置，11：力传感器，13：悬架臂，15：弹簧，17：减振装置，19：行程传感器，50：诊断装置，51：处理部，53：存储部，61：车高方向分力检测部，63：车高方向分力推定部，65：诊断部

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的优选实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，对于具有实质上相同的功能构成的构成要素，通过标注相同的符号来省略重复说明。

<1.车辆的构成>

首先，对能够应用本公开的实施方式的力传感器的诊断装置的车辆的构成的一例进行说明。

图1是示出具备本实施方式的力传感器的诊断装置50的车辆1的构成例的示意图。图1所示的车辆1是具备四个车轮3的四轮汽车。车辆1不限于四轮汽车，也可以是以两轮汽车、公共汽车、卡车等商用车为代表的其他车辆。

应予说明，在图1中，关于针对四个车轮3或各个车轮3配置的悬架装置10等，在符号的末尾标注后缀LF(左前)、RF(右前)、LR(左后)以及RR(右后)。另外，在以下的说明中，除了特别需要区分的情况以外，适当省略后缀LF、RF、LR以及RR。

悬架装置10的一端与车身9连结，并在另一端侧将车轮3悬架。悬架装置10具备悬架臂13、弹簧15以及减振装置17。车轮3与车轴5连结，并以能够相对于车身9旋转的方式被支承。另外，车轮3以能够通过悬架臂13相对于车身9沿上下方向进行移位的方式被支承于车身9。

减振装置17的上端与车身9连结，下端与支承车轴5的支承部或悬架臂13连结。弹簧15设置于减振装置17的连杆与汽缸之间。弹簧15抑制路面的凹凸以及车轮3从路面受到的冲击向车身9传递。减振装置17使因车身9与车轮3发生上下相对位移而产生的振动衰减。

另外，悬架装置10设置有检测车身9与车轮3的相对位移量的行程传感器19。行程传感器19是设置于悬架装置10的一部分而检测与由车轮3从路面受到的外力引起的悬架装置10的行程位移量相应的状态量的位移传感器的一个方式。悬架装置10的行程位移量相当于车身9与车轮3的相对位移量。行程传感器19例如可以是检测减振装置17的连杆与汽缸的相对位移量(行程量)的传感器，但只要是能够检测出车身9与车轮3之间的相对位移量的传感器即可，对于设置行程传感器19的位置没有特别限定。从行程传感器19输出的传感器信号被输入到诊断装置50。

在车轮3设置有检测对车轮3施加的外力(轮胎力)的力传感器11。力传感器11被构成为能够检测出至少车高方向(z方向)的分力。例如力传感器11可以是检测作用于支承车轮3的车轴5的车长方向(x方向)、车宽方向(y方向)和车高方向(z方向)的分力、以及围绕x方向、y方向和z方向各自的轴的力矩的传感器，但力传感器11的种类没有限定。从力传感器11输出的传感器信号被输入到诊断装置50。

诊断装置50获取行程传感器19的传感器信号和力传感器11的传感器信号，执行力传感器11的故障判定处理。以下，对诊断装置50进行详细说明。

<2.力传感器的诊断装置>

(2-1.诊断装置的构成)

图2是示出诊断装置50的构成的一例的框图。诊断装置50例如被构成为具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等一个或多个处理器、以及与该处理器以能够通信的方式连接的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)或ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等一个或多个存储器。诊断装置50的一部分或全部可以由固件等能够更新的部件构成，另外，也可以是根据来自处理器的指令而执行的程序模块等。

诊断装置50作为通过一个或多个处理器执行计算机程序来诊断力传感器11的故障的装置而发挥功能。该计算机程序是用于使处理器执行诊断装置50应执行的后述动作的计算机程序。由处理器执行的计算机程序可以记录在作为设置在诊断装置50的存储部(存储器)53而发挥功能的记录介质中，也可以记录在内置于诊断装置50的记录介质或能够外接于诊断装置50的任意的记录介质中。

作为记录计算机程序的记录介质，可以是硬盘、软盘以及磁带等磁性介质、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory：光盘只读存储器)、DVD(Digital Versatile Disk：数字多功能盘)以及Blu-ray(注册商标)等光记录介质、光磁软盘等光磁介质、ROM以及RAM等存储元件、以及USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器等闪存、其他能够保存程序的介质。

在诊断装置50连接有设置于各车轮3的力传感器11和行程传感器19。诊断装置50与力传感器11和行程传感器19经由专用线或CAN(Controller Area Network：控制器局域网)等通信总线连接。

诊断装置50具备处理部51和存储部53。处理部51具备车高方向分力检测部61、车高方向分力推定部63和诊断部65。处理部51是CPU等一个或多个处理器，车高方向分力检测部61、车高方向分力推定部63和诊断部65各部是通过处理器执行计算机程序而实现的功能。但是，车高方向分力检测部61、车高方向分力推定部63和诊断部65的一部分也可以由模拟电路构成。

存储部53被构成为包括RAM或ROM等一个或多个存储元件、或者HDD(Hard DiskDrive：硬盘驱动器)或SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等记录装置。存储部53除了存储由处理部51执行的程序、程序的执行中所使用的各种参数以外，还存储所获取的数据、运算结果的数据等。

以下，在简单地说明处理部51的各部的功能之后，说明处理部51的具体的处理动作。

(2-1-1.车高方向分力检测部)

车高方向分力检测部61基于力传感器11的传感器信号获取施加于车轮3的外力的车辆1的高度方向上的分力即车高方向分力检测值Fz_det。例如在力传感器11是能够检测出x方向、y方向和z方向的分力及围绕各方向的轴的力矩这六个分力的传感器的情况下，车高方向分力检测部61获取至少z方向的分力的输出作为车高方向分力检测值Fz_det。

(2-1-2.车高方向分力推定部)

车高方向分力推定部63基于行程传感器19的传感器信号计算车高方向分力推定值Fz_est。具体而言，车高方向分力推定部63根据基于行程传感器19的传感器信号检测的行程量S和预先记录于存储部53的车辆数据，通过运算求出车高方向分力推定值Fz_est。行程量依赖于弹簧15和减振装置17的位移量。弹簧15和减振装置17的位移量根据行程传感器19的安装位置和悬架装置10的结构而不同。因此，车高方向分力推定部63使用车辆数据将由行程传感器19检测的行程量S转换为z方向的分力。

记录于存储部53的车辆数据与车辆1各个规格匹配地包括根据行程传感器19的设置位置将行程量S换算为弹簧15的位移量Da的第一映射、和根据行程传感器19的设置位置将行程量S换算为减振装置17的位移量Db的第二映射。由行程传感器19检测的行程量S与弹簧15的位移量Da和减振装置17的位移量Db之间的关系能够分别根据悬架装置10的结构预先求出。

在由行程传感器19检测的行程量S与弹簧15的位移量Da和减振装置17的位移量Db之间的关系呈线性的情况下，也可以代替第一映射和第二映射而记录下述式(1)～(2)所示的换算式。

Da＝α×S…(1)

Db＝β×S…(2)

式(1)～(2)所示的α、β分别是用于将行程量S转换为弹簧15的位移量Da或减振装置17的位移量Db的换算系数。

另外，车辆数据包括弹簧15的弹簧常数ks和减振装置17的衰减系数C的数据。这些弹簧15的弹簧常数ks和减振装置17的衰减系数C的数据根据所使用的弹簧15和减振装置17的规格来确定。在车辆1具备稳定器的情况下，车辆数据包括稳定器的安装位置处的弹簧常数kp的数据。稳定器的安装位置处的弹簧常数kp能够根据悬架装置10的结构预先求出。另外，车辆数据包括在车辆1的行驶中由未图示的转向角传感器检测的、车轮3(转向轮3LF、3RF)相对于车辆1的朝向(车长方向)的转向角的数据。车高方向分力推定部63使用这些车辆数据，根据由行程传感器19检测的行程量S计算出车高方向分力推定值Fz_est。

应予说明，在车辆1具备调节车身9与车轮3之间的位移量的空气悬架装置的情况下，车高方向分力推定部63使用减去与车轮3从路面受到的外力无关的、基于空气悬架装置的功能的行程位移量而得到的值来计算出车高方向分力推定值Fz_est。

(2-1-3.诊断部)

诊断部65对由力传感器11检测出的车高方向分力检测值Fz_det和基于行程传感器19的传感器信号推定的车高方向分力推定值Fz_est进行比较而进行力传感器11的故障判定处理。在本实施方式中，诊断部65求出从车轮3从路面受到的外力被力传感器11检测出起到该外力显现在由行程传感器19检测出的行程量S中为止的延迟时间。另外，诊断部65对基于反映了在某一时刻车轮3受到的同一外力的传感器信号而得到的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est进行比较而进行力传感器11的故障判定。

(1-2-3.动作)

接着，按照流程图对本实施方式的力传感器11的诊断装置50的具体的动作例进行说明。图3是示出由诊断装置50执行的诊断处理的流程图。应予说明，以下说明的诊断处理既可以在车载系统的起动中始终执行，也可以设定为每隔预定的行驶距离或者每隔预定的行驶时间等在适当的时刻执行。

首先，诊断装置50的处理部51分别获取力传感器11的传感器信号和行程传感器19的传感器信号(步骤S11)。具体而言，处理部51按照预定的处理周期来获取力传感器11的传感器信号和行程传感器19的传感器信号。处理部51将所获取的各个传感器信号作为时间序列的数据而与时刻的数据一起记录于存储部53。

接着，处理部51的车高方向分力检测部61基于力传感器11的传感器信号来检测车高方向分力检测值Fz_det(步骤S13)。例如在力传感器11是检测上述的6个分力的传感器的情况下，车高方向分力检测部61求出表示传感器信号中包含的6个分力的传感器值中的表示z方向的分力的传感器值(例如电压值)。另外，车高方向分力检测部61将按照预定的处理周期获取的力传感器11的传感器值所表示的z方向的分力作为车高方向分力检测值Fz_det，与传感器值和时刻的数据进行关联并存储于存储部53。此时，车高方向分力检测部61也可以对检测出的传感器值或车高方向分力检测值Fz_det实施滤波处理。滤波处理可以使用例如移动平均滤波器或低通滤波器来进行，也可以使用其他适当的滤波器来进行。

接下来，处理部51的车高方向分力推定部63基于行程传感器19的传感器信号计算车高方向分力推定值Fz_est(步骤S15)。例如车高方向分力推定部63基于行程传感器19的传感器信号所表示的S，使用下述式(3)来计算车高方向分力推定值Fz_est。

Fz_est＝ks×Da+C×(dDb/dt)+kp×Dp…(3)

Fz_est：车高方向分力推定值

ks：弹簧15的弹簧常数

kp：稳定器的安装位置处的弹簧常数

C：减振装置17的衰减常数

Da：弹簧15的位移量

Db：减振装置17的位移量

Dp：稳定器的由扭转引起的位移量(稳定器的伸缩量)

t：时刻

弹簧15的位移量Da和减振装置17的位移量Db能够使用预先记录于存储部53的第一映射和第二映射或者上述式(1)和(2)，基于由行程传感器19检测出的行程量S来计算。另外，稳定器的由扭转引起的位移量Dp能够使用与悬架装置10的结构匹配地预先存储的、与上述第一映射和第二映射或者上述式(1)和(2)同样的映射或者换算式，基于行程量S来计算。应予说明，在车辆1不具备稳定器的情况下，上述式(3)的“kp×Dp”的项设定为零或省略。

求出减振装置17的位移量Db的微分值dDb时的单位时间dt是获取行程传感器19的传感器信号的处理周期的时间间隔。车高方向分力推定部63将基于按照预定的处理周期获取的行程传感器19的传感器值推定的车高方向分力推定值Fz_est与传感器值和时刻的数据进行关联并存储于存储部53。此时，车高方向分力推定部63也可以对检测出的传感器值或者车高方向分力推定值Fz_est实施滤波处理。滤波处理可以使用例如移动平均滤波器或低通滤波器来进行，也可以使用其他适当的滤波器来进行。

接着，诊断部65执行延迟时间计算处理(步骤S17)。延迟时间计算处理是用于使得能够对基于反映了在同一时刻车轮3受到的同一外力的传感器信号而得到的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est进行比较而进行力传感器11的故障判定的处理。诊断部65计算从在同一时刻车轮3受到的外力被力传感器11检测出起到同一外力显现在由行程传感器19检测出的行程量S中为止的延迟时间。

图4～图6是示出计算延迟时间的处理的说明图。

图4将由力传感器11检测出的z方向的分力和由行程传感器19检测出的行程量S分别换算成车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est而示出。在图4中，如果在显现峰值的两个区域中，对检测出各个峰值的时刻t进行比较，则在从力传感器11的传感器值显现峰值起到行程传感器19的传感器值显现峰值为止产生延迟时间Δt。因此，为了判定力传感器11的传感器值是否为适当的数据，需要消除传感器值的该延迟时间部分的偏离。

图5示出表示计算延迟时间的处理的流程图。

首先，诊断部65计算车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt(步骤S31)。诊断部65例如通过从在预定的处理周期中计算并存储于存储部53的各个车高方向分力检测值Fz_det中减去在前一次的处理周期中计算出的车高方向分力检测值Fz_det来计算出车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt。各个车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt与传感器值、车高方向分力检测值Fz_det和时刻的数据进行关联并记录于存储部53。

接下来，诊断部65计算车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt(步骤S33)。与步骤S21同样地，诊断部65例如通过从在预定的处理周期中计算并存储于存储部53的各个车高方向分力推定值Fz_est中减去在前一次的处理周期中计算出的车高方向分力推定值Fz_est来计算出车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt。各个车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt与传感器值、车高方向分力推定值Fz_est和时刻的数据进行关联并记录于存储部53。

接下来，诊断部65判定车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt和车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt是否分别为预先设定的微分阈值dF_th以上(步骤S35)。在此，以仅在每单位时间dt的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的增加率为预定的阈值以上的情况下得到延迟时间Δt的方式，对各值的微分值dFz_e/dt、dFz_d/dt设置微分阈值dF_th。微分阈值dF_th可以设定为任意的值，例如考虑在车辆1的急减速时检测到的传感器值或者z方向的分力达到的值来设定。

图6是示出微分阈值dF_th的设定的一例的说明图。图6示出对车轮3的轮缸附加的制动压力P_b、车速V、车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt的随时间的变化。在图6所示的例子中，由于在时刻t0进行制动操作，所以制动压力P_b急剧增大，车辆1开始减速。伴随于此，由力传感器11检测出的车高方向分力检测值Fz_det也急剧增大，车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt超过5000。在该情况下，微分阈值dF_th例如被设定为5000。

通过使得能够使用图6所示那样的显现明显的峰时的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est来得到延迟时间Δt，从而能够防止延迟时间Δt的运算次数变得过多而使处理器的负荷变得过大。另外，能够防止因记录于存储部53的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est中的、成为比较对象的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的一致的精度降低而导致的延迟时间Δt的计算结果的精度、甚至力传感器11的故障检测结果的精度降低。

应予说明，诊断部65也可以判定在预先设想的延迟时间的最大值以下的时间差内的时刻的车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt和车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt的组合中，是否存在分别成为预先设定的微分阈值dF_th以上的组合。由此，能够防止反映了在不同的时刻对车轮3施加的外力的传感器值成为比较对象。

在车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt或者车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt中的至少一方不是微分阈值dF_th以上的情况下(S35/否)，诊断部65结束计算延迟时间Δt的处理(步骤S37)，返回到图3的步骤S11。另一方面，在车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt和车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt均为微分阈值dF_th以上的情况下(S35/否)，诊断部65计算车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt和车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt分别成为微分阈值dF_th以上时的峰时的时刻t1、t2(步骤S39)。

具体而言，诊断部65确定车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt成为微分阈值dF_th以上时的车高方向分力检测值Fz_det的最大值，求出与该最大值关联的时刻t1。同样地，诊断部65确定车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt成为微分阈值dF_th以上时的车高方向分力推定值Fz_est的最大值，求出与该最大值关联的时刻t2。

接着，诊断部65对计算出的两个时刻t1、t2的时间差进行运算，求出延迟时间Δt(步骤S41)。由此，计算出从在同一时刻施加于车轮3的外力被力传感器11检测出起到显现在由行程传感器19检测出的行程量S中为止的延迟时间Δt。

返回图3，诊断部65使存储的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est中的某一个的时刻错开由延迟时间计算处理求出的延迟时间Δt，进行车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的数据的时刻匹配(步骤S19)。由此，成为能够使用反映了在同一时刻施加于车轮3的相同外力的力传感器11的传感器值和行程传感器19的传感器值来执行力传感器11的故障检测的状态。

接下来，诊断部65基于时刻匹配后的同一时刻的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est来执行力传感器11的故障判定(步骤S21)。在本实施方式中，诊断部65计算出车高方向分力检测值Fz_det急剧增大而显现微分值dFz_d/dt的正的峰的时刻t1之前的车高方向分力检测值Fz_det_1与在该时刻t1之后显现的车高方向分力检测值Fz_det的最大值Fz_det_2之间的差值(第一差值)ΔFz_det。另外，诊断部65计算出车高方向分力推定值Fz_est急剧增大而显现微分值dFz_e/dt的正的峰的时刻t2之前的车高方向分力推定值Fz_est_1与在该时刻t2之后显现的车高方向分力推定值Fz_est的最大值Fz_est_2之间的差值(第二差值)ΔFz_est。

另外，诊断部65考虑力传感器11的检测精度Ea和行程传感器19的检测精度Eb，在上述的第一差值ΔFz_det和第二差值ΔFz_est之间的偏差ΔFz为预定的测量阈值ΔFz_th以上的情况下，判定为力传感器11有可能发生故障。另外，在本实施方式中，诊断部65在判定为上述偏差ΔFz为预定的测量阈值ΔFz_th以上时使故障计数器Q递增计数(加1)，另一方面，在未判定为上述偏差ΔFz为预定的测量阈值ΔFz_th以上时将故障计数器Q复位。然后，诊断部65在故障计数器Q达到预先设定的计数器阈值Q_th时，判定为力传感器11发生故障。

图7示出力传感器11的故障判定处理的一例的流程图。

首先，诊断部65计算时刻t1之前的车高方向分力检测值Fz_det_1与时刻t1之后的车高方向分力检测值的最大值Fz_det_2之间的差值(第一差值)ΔFz_det(步骤S51)。在步骤S51中，计算在对车轮3施加外力时由力传感器11检测出的车高方向分力检测值Fz_det的增大幅度。

具体而言，在图6所示的例子中，诊断部65计算微分值dFz_d/dt成为微分阈值dF_th以上的时刻t1之前的车高方向分力检测值Fz_det_1与时刻t1之前的车高方向分力检测值Fz_det的最大值Fz_det_2之间的差值ΔFz_det。车高方向分力检测值Fz_det_1使用车高方向分力检测值Fz_det即将上升之前的时刻t0附近的车高方向分力检测值Fz_det。另外，车高方向分力检测值Fz_det的最大值Fz_det_2使用在从车高方向分力检测值Fz_det急剧增大而显现微分值dFz_d/dt的正的峰的时刻t1起到车高方向分力检测值Fz_det急剧减小而显现微分值dFz_d/dt的负的峰的时刻t4为止的期间中，在时刻t3检测出的车高方向分力检测值Fz_det的最大值Fz_det_2。

接下来，诊断部65计算时刻匹配后的时刻t2之前的车高方向分力推定值Fz_est_1与时刻t2之后的车高方向分力推定值的最大值Fz_est_2之间的差值(第二差值)ΔFz_est(步骤S53)。在步骤S53中，计算基于在对车轮3施加外力时由行程传感器19检测出的行程量S推定的车高方向分力推定值Fz_est的增大幅度。在步骤S53中也同样，诊断部65计算微分值dFz_e/dt成为微分阈值dF_th以上的时刻t2之前的车高方向分力推定值Fz_est_1与时刻t2之前的车高方向分力推定值Fz_est的最大值Fz_est_2之间的差值ΔFz_est。

接着，诊断部65判定第一差值ΔFz_det与第二差值ΔFz_est之间的偏差ΔFz是否为预定的测量阈值ΔFz_th以上(步骤S55)。测量阈值ΔFz_th是考虑力传感器11的检测精度Ea和行程传感器19的检测精度Eb，使用例如下述式(4)来设定的。

ΔFz_th＝kq×(Ea+Eb)…(4)

力传感器11的检测精度Ea和行程传感器19的检测精度Eb可以基于例如通过各个传感器的诊断处理求出的传感器值的偏移量等修正量来设定，但设定方法不限定于该例。另外，系数kq可以考虑允许误差等而任意地设定。

即，在计算出的偏差ΔFz相对于根据力传感器11的检测精度Ea和行程传感器19的检测精度Eb设想的偏差(Ea+Eb)为预定值以上的情况下，诊断部65判定为力传感器11有可能发生故障。

在第一差值ΔFz_det与第二差值ΔFz_est之间的偏差ΔFz小于预定的测量阈值ΔFz_th的情况下(S55/否)，诊断部65将故障计数器Q复位(步骤S57)，返回到图3的步骤S13。另一方面，在第一差值ΔFz_det与第二差值ΔFz_est之间的偏差ΔFz为预定的测量阈值ΔFz_th以上的情况下(S55/是)，诊断部65使故障计数器Q递增计数(加1)并进行更新(步骤S59)。

接着，诊断部65判定故障计数器Q是否达到预先设定的计数器阈值Q_th(步骤S61)。关于该计数器阈值Q_th，也与上述的测量阈值ΔFz_th一起用于保证诊断系统的误判定。例如，在使用了测量阈值ΔFz_th的故障判定处理可能在5次测量中有1次左右进行误判定的情况下，计数器阈值Q_th被设定为“5”。由此，在基于力传感器11的传感器值的第一差值ΔFz_det与基于行程传感器19的传感器值的第二差值ΔFz_est之间的偏差ΔFz连续5次成为测量阈值ΔFz_th以上的情况下，确定为发生了故障。

在故障计数器Q小于计数器阈值Q_th的情况下(S61/否)，诊断部65不确定故障的发生而返回到图3的步骤S13。另一方面，在故障计数器Q达到计数器阈值Q_th的情况下(S61/是)，诊断部65将故障标志置位(步骤S63)，结束故障判定处理。

应予说明，在上述的故障判定处理中判定为发生了故障的情况下，在行程传感器19的可靠性高的情况下，由诊断部65得到的发生了故障的判定结果能够判断为表示在力传感器11发生了故障的结果。

另一方面，在不能说行程传感器19的可靠性高的情况下，由诊断部65得到的发生了故障的判定结果能够判断为表示在力传感器11或者行程传感器19中的某一方或者双方发生了故障的结果。在该情况下，能够通过例如以下的方法，推定在力传感器11或行程传感器19中的哪一个发生了故障。

在四轮汽车中，在进行了减速动作和加速动作的情况下，得到图4所示那样的力传感器11和行程传感器19的输出。在四轮汽车的情况下，在方向盘的转向角为零的状态、即车辆1直行的状态下进行了减速动作和加速动作的情况下，在左前轮3LF与右前轮3RF、以及左后轮3LR与右后轮3RR得到的传感器输出能够成为具有对称性的输出。

因此，诊断部65在上述的故障判定处理中将故障标志置位之后，执行对在左前轮3LF和右前轮3RF得到的、力传感器11LF、11RF的传感器值彼此以及行程传感器19LF、19RF的传感器值彼此进行比较的处理。同样地，诊断部65执行对在左后轮3LR和右后轮3RR得到的、力传感器11LR、11RR的传感器值彼此以及行程传感器19LR、19RR的传感器值彼此进行比较的处理。

然后，诊断部65判定所比较的传感器值彼此是否具有对称性，在判定为不具有对称性的左右的力传感器11或者行程传感器19中，判定为在上述的故障判定处理中判定为发生了故障的设置于车轮3的力传感器11或者行程传感器19发生了故障。由此，即使在不能说行程传感器19的可靠性高的情况下，也能够推定力传感器11的故障的发生。

返回到图3，在故障判定处理中判定为在力传感器11发生了故障的情况下，诊断部65执行故障检出时处理(步骤S23)。例如，在车载系统中将力传感器11的传感器值用于车辆运动的控制逻辑的情况下，诊断部65执行降低基于该控制逻辑进行的运算处理结果的可靠度的处理。由此，能够降低车辆1成为危险的行驶状态的可能性。

另外，诊断部65也可以针对在车载系统中仅使用由力传感器11检测出的车高方向分力检测值Fz_det的控制逻辑，在上述的判定在左右的车轮3检测出的传感器值的对称性的处理中，使判定为没有故障的传感器的传感器值代替判定为发生了故障的传感器的传感器值。在该情况下，诊断部65执行降低代替使用的传感器值的可靠度的处理。

另外，诊断部65也可以执行提示用户向经销商、修理工厂等入库的通知处理。进一步地，在车辆1具备与车外通信的通信单元的情况下，诊断部65也可以在对使用了力传感器11的传感器值的运算处理施加了限制的情况下，以能够从车外获取与该运算处理结果对应的信息的方式变更设定。应予说明，上述的故障检出时处理是一个例子，并不限于例示的处理，可以构成为能够执行适当的处理。

如以上说明的那样，本实施方式的力传感器的诊断装置50基于行程传感器19的传感器信号来计算车高方向分力推定值Fz_est，该行程传感器19设置于车轮3的悬架装置10的一部分而检测由车轮3从路面受到的外力引起的悬架装置10的行程量S。另外，诊断装置50对由力传感器11检测出的车高方向分力检测值Fz_det和基于行程传感器19的传感器信号计算出的车高方向分力推定值Fz_est进行比较，从而进行力传感器11的故障判定。由此，能够不使相同的力传感器双重化，而使用车载的原有的其他传感器来检测力传感器11的故障。因此，在不伴随着成本的大幅增加的情况下实现力传感器11的故障检测功能。

另外，本实施方式的力传感器的诊断装置50求出从施加于车轮3的外力被力传感器11检测出起到该外力显现在由行程传感器19检测出的行程量S中为止的延迟时间Δt，并对因同一外力引起的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est进行比较来判定力传感器11的故障。因此，能够降低对因不同的外力引起的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est进行比较的可能性，并降低力传感器11的故障的误判定的可能性。

另外，本实施方式的力传感器的诊断装置50在车高方向分力检测值Fz_det的微分值dFz_d/dt和车高方向分力推定值Fz_est的微分值dFz_e/dt分别为预先设定的微分阈值dF_th以上的情况下计算延迟时间Δt。由此，能够防止延迟时间Δt的运算次数变得过多而使处理器的负荷变得过大。另外，能够防止因记录于存储部53的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est中的、成为比较对象的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的一致的精度降低而导致的延迟时间Δt的计算结果的精度、甚至力传感器11的故障检测结果的精度降低。

另外，本实施方式的力传感器的诊断装置50在车高方向分力检测值Fz_det增大的时刻t1前后的差值ΔFz_det与车高方向分力推定值Fz_est增大的时刻t2前后的差值ΔFz_est之间的偏差ΔFz为预定的测量阈值ΔFz_th以上的情况下，判定为力传感器11发生了故障。由此，能够通过观察车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的增大幅度是否偏离得大，从而判定力传感器11的故障，即使在延迟时间Δt的运算结果的精度产生偏差的情况下，也能够提高力传感器11的故障的判定结果的可靠性。

以上，参照附图对本公开的优选实施方式进行了详细地说明，但本公开不限于上述例子。如果是本公开所属的技术领域中的具有通常知识的人，则知晓在权利要求书所记载的技术思想的范畴内，能够想到各种变更例或修正例，并了解，它们也显然属于本公开的技术范围。

例如在上述的实施方式中，说明了诊断部65使车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est中的某一个的时刻错开由延迟时间计算处理求出的延迟时间Δt，进行车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的数据的时刻匹配的例子，但本公开的技术并不限定于该例。例如在能够确定基于施加于车轮的同一外力的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est的同步信号被包含于力传感器11的传感器信号和行程传感器19的传感器信号的情况下，能够确定对应的车高方向分力检测值Fz_det和车高方向分力推定值Fz_est来执行力传感器11的故障检测。

另外，在上述的实施方式中，作为检测与悬架装置10的行程位移量相应的状态量的位移传感器，使用了检测减振装置17的连杆与汽缸之间的相对位移量的行程传感器19，但本公开的技术并不限定于该例。只要是能够检测出车身9与车轮3之间的相对位移量的传感器即可，设置行程传感器19的位置没有特别限定。另外，例如位移传感器也可以是检测弹簧15的弹性变形量的位移传感器。在使用与在上述的实施方式中使用的行程传感器19不同的位移传感器的情况下，将根据位移传感器的传感器值得到的位移量换算为弹簧15和减振装置17、或者稳定器的位移量的映射或换算式被预先记录于存储部53中。由此，能够使用位移传感器的传感器值来检测力传感器11的故障，能够得到与上述实施方式的效果同样的效果。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修正后)一种力传感器的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，所述力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，

所述诊断装置包括一个或多个处理器、以及与所述一个或多个处理器以能够通信的方式连接的一个或多个存储器，

所述处理器执行如下步骤：

基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；

基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；以及

使用对由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值和基于所述位移传感器的传感器信号推定的所述车高方向分力推定值进行比较而得到的差值、以及所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的微分值，进行所述力传感器的故障判定。

2.(删除)

3.(修正后)根据权利要求1所述的力传感器的诊断装置，其特征在于，

所述处理器执行如下步骤：

求出从施加于所述车轮的外力被所述力传感器检测出起到所述外力显现在由所述位移传感器检测出的所述状态量中为止的延迟时间；

基于所述延迟时间确定因同一所述外力引起的所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值；以及

在所述车高方向分力检测值增大的时刻前后的差值与所述车高方向分力推定值增大的时刻前后的差值之间的偏差为预定的测量阈值以上的情况下，判定为所述力传感器发生了故障。

4.根据权利要求3所述的力传感器的诊断装置，其特征在于，

所述处理器执行如下步骤：

求出所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的所述微分值的峰的最大值；

确定检测出各个所述最大值的时刻；以及

将所述时刻之差作为所述延迟时间。

5.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，

所述处理器执行如下步骤：

将所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的所述微分值与预先设定的预定的微分阈值进行比较；以及

在所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的所述微分值为所述预定的微分阈值以上的情况下，执行所述力传感器的故障判定。

6.(修正后)一种力传感器的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，所述力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，

所述诊断装置包括：

车高方向分力检测部，基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；

车高方向分力推定部，基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；以及

诊断部，使用对由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值和基于所述位移传感器的传感器信号推定的所述车高方向分力推定值进行比较而得到的差值、以及所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的微分值，进行所述力传感器的故障判定。

7.(修正后)一种车辆，其特征在于，所述车辆具备力传感器，所述力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，所述车辆具备进行诊断所述力传感器的故障的处理的诊断装置，

所述诊断装置包括一个或多个处理器、以及与所述一个或多个处理器以能够通信的方式连接的一个或多个存储器，

所述处理器执行如下步骤：

获取位移传感器的传感器信号，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；

基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；以及

使用对基于所述位移传感器的传感器信号推定的车高方向分力推定值和由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值进行比较而得到的差值、以及所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的微分值，进行所述力传感器的故障判定。

8.(修正后)一种记录有计算机程序的记录介质，其特征在于，所述记录介质记录有应用于诊断装置的计算机程序，所述诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，所述力传感器能够检测至少沿车高方向对车辆施加的外力，

所述计算机程序使一个或多个处理器执行包括如下步骤的处理：

获取位移传感器的传感器信号，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；

基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；以及

使用对基于所述位移传感器的传感器信号推定的车高方向分力推定值和由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值进行比较而得到的差值、以及所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的微分值，进行所述力传感器的故障判定。

Claims (8)

1.一种力传感器的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，所述力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，

所述诊断装置包括一个或多个处理器、以及与所述一个或多个处理器以能够通信的方式连接的一个或多个存储器，

所述处理器执行如下步骤：

基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；

基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；以及

对由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值和基于所述位移传感器的传感器信号推定的所述车高方向分力推定值进行比较而进行所述力传感器的故障判定。

2.根据权利要求1所述的力传感器的诊断装置，其特征在于，

所述处理器使用所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值之间的差值以及所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的微分值来进行所述力传感器的故障判定。

3.根据权利要求2所述的力传感器的诊断装置，其特征在于，

所述处理器执行如下步骤：

求出从施加于所述车轮的外力被所述力传感器检测出起到所述外力显现在由所述位移传感器检测出的所述状态量中为止的延迟时间；

基于所述延迟时间确定因同一所述外力引起的所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值；以及

在所述车高方向分力检测值增大的时刻前后的差值与所述车高方向分力推定值增大的时刻前后的差值之间的偏差为预定的测量阈值以上的情况下，判定为所述力传感器发生了故障。

4.根据权利要求3所述的力传感器的诊断装置，其特征在于，

所述处理器执行如下步骤：

求出所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的所述微分值的峰的最大值；

确定检测出各个所述最大值的时刻；以及

将所述时刻之差作为所述延迟时间。

5.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，

所述处理器执行如下步骤：

将所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的所述微分值与预先设定的预定的微分阈值进行比较；以及

在所述车高方向分力检测值和所述车高方向分力推定值各自的所述微分值为所述预定的微分阈值以上的情况下，执行所述力传感器的故障判定。

6.一种力传感器的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，所述力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，

所述诊断装置包括：

车高方向分力检测部，基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；

车高方向分力推定部，基于位移传感器的传感器信号计算车高方向分力推定值，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；以及

诊断部，对由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值和基于所述位移传感器的传感器信号推定的所述车高方向分力推定值进行比较而进行所述力传感器的故障判定。

7.一种车辆，其特征在于，所述车辆具备力传感器，所述力传感器能够检测对车辆的车轮施加的外力，所述车辆具备进行诊断所述力传感器的故障的处理的诊断装置，

所述诊断装置包括一个或多个处理器、以及与所述一个或多个处理器以能够通信的方式连接的一个或多个存储器，

所述处理器执行如下步骤：

获取位移传感器的传感器信号，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；

基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；以及

基于由所述位移传感器检测出的所述状态量和由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值，进行所述力传感器的故障判定。

8.一种记录有计算机程序的记录介质，其特征在于，所述记录介质记录有应用于诊断装置的计算机程序，所述诊断装置进行诊断力传感器的故障的处理，所述力传感器能够检测至少沿车高方向对车辆施加的外力，

所述计算机程序使一个或多个处理器执行包括如下步骤的处理：

获取位移传感器的传感器信号，所述位移传感器设置于所述车轮的悬架装置的一部分而检测与由所述车轮从路面受到的外力引起的所述悬架装置的行程位移量相应的状态量；

基于所述力传感器的传感器信号获取施加于所述车轮的外力的所述车辆的高度方向上的分力即车高方向分力检测值；以及

基于由所述位移传感器检测出的所述状态量和由所述力传感器检测出的所述车高方向分力检测值，进行所述力传感器的故障判定。

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