JP2006306177A - 車体傾斜角検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、車体に対して上下稼動する車軸を繋ぐサスペンションアームに、重力を基準にした傾斜角センサーを配設して車体の傾斜角を検出する車体傾斜角検出装置を提供すことを目的とする。
【解決手段】 本発明の課題は、車輪への荷重によって可動するサスペンション機構を備えた車両の車高を検出する車体傾斜角検出装置において、車体と、該車体に対して上下可動する車軸を繋ぐ少なくとも１つのサスペンションアームの夫々に傾斜角センサーを配設し、前記傾斜角センサーから入力される角度を用いて、前記車体の傾斜角と前記サスペンションアームの傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することより達成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車体に対して上下稼動する車軸を繋ぐサスペンションアームに、重力を基準にした傾斜角センサーを配設して車体の傾斜角を検出する車体傾斜角検出装置に関する。

従来より、車両に設置した傾斜角センサーから取得した路面の水平面に対する傾斜状態と車高センサーから取得した車高に基づいて算出した路面に対する傾斜状態に基づいて車両が路面に対して傾斜していた場合にも、路面の水平面に対する車両の傾斜状態を正確に検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

また、車体の傾斜角を検出する装置も開示されている（例えば、特許文献２及び特許文献３）。更に、車体の傾斜状態によって光軸調整をする装置も開示されている（例えば、特許文献４）。

そして、ストロークセンサーを用いて路面との傾斜状態を検出する装置（例えば、特許文献５）、超音波センサーを用いて路面との傾斜状態を検出する装置など（例えば、特許文献６、特許文献７及び特許文献８）が開示されている。
特開平７−６３５５５号公報 特開２００１−０７４４４９号公報 特開２００２−００５６５７号公報 特開２０００−０８５４５９号公報 特開平１１−１０５６２０号公報 実開平０６−０７２７４０号公報 特開２００３−１１８４７６号公報 特開２００４−３５９１７５号公報

上記従来の車体の傾斜角を検出する装置では、路面との傾斜状態を検出できなかったり、路面との傾斜状態を検出可能であっても、リンク軸の錆び、石跳ね、氷着などによりセンサーが故障する可能性が高く、傾斜角を検出できない場合があった。

一方、近年、デバイス化された傾斜角センサーが市場に出始めており、車高センサーを用いず傾斜角センサーのみの使用によって車両の傾斜状態を検出する方法が望まれる。

よって、本発明の目的は、安価で信頼性の高い車体傾斜角検出装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、車輪への荷重によって可動するサスペンション機構を備えた車両の車高を検出する車体傾斜角検出装置において、車体と、該車体に対して上下可動する車軸を繋ぐ少なくとも１つのサスペンションアームの夫々に傾斜角センサーを配設し、前記傾斜角センサーから入力される角度を用いて、前記車体の傾斜角と前記サスペンションアームの傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出するように構成される。

本発明によれば、車体の傾斜角の検出精度を向上させることが可能となる。

本願発明は、車体に対して上下稼動する車軸を繋ぐサスペンションアームに、重力を基準にした傾斜角センサーを配設するため、車体の傾斜角の検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

まず、信頼性の高い路面との傾斜角を検出するための重力を基準にした傾斜角センサーの設置位置について説明する。２０Ｇから３０Ｇ程度の重力に耐えうる高耐久性の傾斜角センサーを用いる。例えば、高耐久性の半導体を用いてデバイス化された傾斜角センサーなどが用いられる。以下、傾斜角センサーを単にセンサーとも言う。

図１は、車体フロント側の傾斜角センサーの配設を示す図である。図１において、車体１のフロント側に３つの傾斜角センサーを配設する例が示される。また、初期値を取得するための車両が空車で停止している場合の状態が図１（Ａ）に示され、積車後の停止している場合の状態が図１（Ｂ）に示される。

図１（Ａ）において、車体１のフロントに向かって左側のタイヤ４ａの車軸と車体１とを結合させるサスペンションアーム２ａは、ジョイントＡでタイヤ４ａの車軸と結合し、ジョイントＡ０で車体１と結合しており、例えば、内部にダンパーを設けたコイルスプリング３ａが備えられる。サスペンションアーム２ａの長さはＬFLで示される。

同様に、車体１のフロントに向かって右側のタイヤ４ｂの車軸と車体１とを結合させるサスペンションアーム２ｂは、ジョイントＢでタイヤ４ｂの車軸と結合し、ジョイントＢ０で車体１と結合しており、例えば、内部にダンパーを設けたコイルスプリング３ｂが備えられる。サスペンションアーム２ａの長さはＬFRで示される。

センサー１１は、ジョイントＡ０が位置するサスペンションアーム２ａ上に設置されるのが好ましい。また、センサー１２は、車体１の底部のフロント側に設置される。更に、センサー１３は、ジョイントＢ０が位置するサスペンションアーム２ｂ上に設置されるのが好ましい。

センサー１１、１２及び１３は、横方向の傾斜を測定し、その測定結果として空車時のフロント左側の傾斜角θFLAs、空車時のフロント中央の傾斜角θFCs、及び空車時のフロント右側の傾斜角θFRBsとを車体傾斜角検出装置（後述）へと出力する。出力されたこれら傾斜角θFRAs、θFCs及びθFRBsに基づいて、車体傾斜角検出装置によって空車時のアーム角度が算出され、その算出されたアーム角度は車体傾斜角検出装置内のメモリに格納され保持される。

空車時のアーム角度は、次のように算出される。空車時の車両フロントに向かって左側のアーム角度を空車フロント左アーム角度θFLA、及び、空車時の車両フロントに向かって右側のアーム角度を空車フロント右アーム角度θFRBとすると、
θFLA ＝ θFLAs − θFCs （１）
θFRB ＝ θFRBs − θFCs （２）
によって算出される。つまり、式（１）より、空車時のフロント左側の傾斜角θFLAsから空車時のフロント中央の傾斜角θFCsを減算することによって、空車フロント左アーム角度θFLAが算出される。また、式（２）より、空車時のフロント右側の傾斜角θFRBsから空車時のフロント中央の傾斜角θFCsを減算することによって、空車フロント右アーム角度θFRBが算出される。

空車時のフロントのアーム角度の算出は、例えば、車両が出荷される際に行われる。

図１（Ｂ）において、積車後の停止している場合の状態が示されており、積車によって図１（Ａ）のジョイントＡの空車時からの高さが変動するため、便宜上ジョイントＡ’として示している。同様に図１（Ａ）のジョイントＢの空車時からの高さが変動するため、便宜上ジョイントＢ’として示している。また、コイルスプリング３ａのばね定数をＫFL、コイルスプリング３ｂのばね定数をＫFRとして示している。

積車後の車体１の状態でセンサー１１、１２及び１３からは、夫々、積車時のフロント左側の傾斜角θFLAs’、積車時のフロント中央の傾斜角θFCs’、及び積車時のフロント右側の傾斜角θFRBs’とが車体傾斜角検出装置（後述）へと出力される。出力されたこれら傾斜角θFRAs’、θFCs’及びθFRBs’に基づいて、車体傾斜角検出装置によって積車時のアーム角度が算出され、その算出されたアーム角度は車体傾斜角検出装置内のメモリに一時的に格納される。

積車時のアーム角度は、次のように算出される。積車時の車両フロントに向かって左側のアーム角度を積車フロント左アーム角度θFLA’、及び、積車時の車両フロントに向かって右側のアーム角度を積車フロント右アーム角度θFRB’とすると、
θFLA’ ＝ θFLAs’ − θFCs’ （３）
θFRB’ ＝ θFRBs’ − θFCs’ （４）
によって算出される。つまり、式（３）より、積車時のフロント左側の傾斜角θFLAs’から積車時のフロント中央の傾斜角θFCs’を減算することによって、積車フロント左アーム角度θFLA’が算出される。また、式（４）より、積車時のフロント右側の傾斜角θFRBs’から積車時のフロント中央の傾斜角θFCs’を減算することによって、積車フロント右アーム角度θFRB’が算出される。

積車時のフロントのアーム角度の算出は、例えば、エンジン始動のスイッチがオンを検出した場合などに行われる。

図２は、車体フロント側のサスペンションアームの上下変化量を説明するための図である。サスペンションアーム２ａの上下変化の状態が図２（Ａ）に示され、サスペンションアーム２ｂの上下変化の状態が図２（Ｂ）に示される。

図２（Ａ）において、図１（Ａ）に示される空車時の状態から図１（Ｂ）に示される積車時の状態へのサスペンションアーム２ａの上下変化量は、ジョイントＡからジョイントＡ’への高さ（フロント左輪上下変化量）ＨFLとして示される。車体傾斜角検出装置によってフロント左輪上下変化量ＨFLは、次のように算出される。

ＨFL ＝ ＬFL × sin（θFLA − θFLA’） （５）
式（５）より、空車フロント左アーム角度θFLAから積車フロント左アーム角θFLA’を減算した角度のサイン（正弦）にサスペンションアーム２ａの長さＬFLを乗算することによって、フロント左輪上下変化量ＨFLが算出される。

図２（Ｂ）において、図１（Ａ）に示される空車時の状態から図１（Ｂ）に示される積車時の状態へのサスペンションアーム２ｂの上下変化量は、ジョイントＢからジョイントＢ’への高さ（フロント右輪上下変化量）ＨFRとして示される。車体傾斜角検出装置によってフロント右輪上下変化量ＨFLは、次のように算出される。

ＨFR ＝ ＬFR × sin（θFRB − θFRB’） （６）
式（６）より、空車フロント右アーム角度θFRBから積車フロント右アーム角θFRB’を減算した角度のサイン（正弦）にサスペンションアーム２ｂの長さＬFRを乗算することによって、フロント左輪上下変化量ＨFRが算出される。

従って、車体１のフロント側の車高の変化量は、フロント車高変化量ＨFとして次のように算出される。

ＨF ＝ （ＨFL ＋ ＨFR） ／ ２ （７）
式（７）より、フロント左輪上下変化量ＨFLとフロント右輪上下変化量ＨFRとの平均をとることによって、フロント車高変化量ＨFが算出される。

よって、車体１のフロント左側の車輪荷重変化を示すフロント左輪荷重変化量ＷFLと、車体１のフロント右側の車輪荷重変化を示すフロント右輪荷重変化量ＷFRとは、次のように算出される。

ＷFL ＝ ＨFL × ＫFL （８）
ＷFR ＝ ＨFR × ＫFR （９）
式（８）より、フロント左輪上下変化量ＨFLにフロント左のばね定数ＫFLを乗算することによって、フロント左輪荷重変化量ＷFLが算出される。

また、式（９）より、フロント右輪上下変化量ＨFRにフロント右のばね定数ＫFRを乗算することによって、フロント右輪荷重変化量ＷFLが算出される。

図３は、サスペンションアーム上のセンサーの配設を拡大して示す図である。図３において、車体１側のロッド９とサスペンションアーム２ａとが結合されるジョイントＡ０の上部のサスペンションアーム２ａ上にセンサー１１が配設される。サスペンションアーム２ａの車体１側の付け根にセンサー１１を配設することによって、車体１の走行時に発生する路面からの振動の影響を低減することができる。センサー１３についても同様である。

図４は、車体リア側の傾斜角センサーの配設を示す図である。図４において、車体１のリア側に３つの傾斜角センサーを配設する例が示される。また、初期値を取得するための車両が空車であって停止している場合の状態が図４（Ａ）に示され、積車後の停止している場合の状態が図４（Ｂ）に示される。

図４（Ａ）において、車体１のリアに向かって左側のタイヤ４ａの車軸と車体１とを結合させるサスペンションアーム２ａは、ジョイントＡでタイヤ４ａの車軸と結合し、ジョイントＣ０で車体１と結合しており、例えば、内部にダンパーを設けたコイルスプリング３ｃが備えられる。サスペンションアーム２ｃの長さはＬRLで示される。

同様に、車体１のリアに向かって右側のタイヤ４ｄの車軸と車体１とを結合させるサスペンションアーム２ｄは、ジョイントＤでタイヤ４ｄの車軸と結合し、ジョイントＤ０で車体１と結合しており、例えば、内部にダンパーを設けたコイルスプリング３ｄが備えられる。サスペンションアーム２ｄの長さはＬRRで示される。

センサー２１は、ジョイントＣ０が位置するサスペンションアーム２ｃ上に設置されるのが好ましい。また、センサー２２は、車体１の底部のリア側に設置される。更に、センサー２３は、ジョイントＤ０が位置するサスペンションアーム２ｄ上に設置されるのが好ましい。

センサー２１、２２及び２３は、横方向の傾斜を測定し、その測定結果として空車時のリア左側の傾斜角θRLAs、空車時のリア中央の傾斜角θRCs、及び空車時のリア右側の傾斜角θRRBsとを車体傾斜角検出装置（後述）へと出力する。出力されたこれら傾斜角θRRAs、θRCs及びθRRBsに基づいて、車体傾斜角検出装置によって空車時のアーム角度が算出され、その算出されたアーム角度は車体傾斜角検出装置内のメモリに格納され保持される。

空車時のアーム角度は、次のように算出される。空車時の車両リアに向かって左側のアーム角度を空車リア左アーム角度θRLA、及び、空車時の車両リアに向かって右側のアーム角度を空車リア右アーム角度θRRBとすると、
θRLA ＝ θRLAs − θRCs （１０）
θRRB ＝ θRRBs − θRCs （１１）
によって算出される。つまり、式（１０）より、空車時のリア左側の傾斜角θRLAsから空車時のリア中央の傾斜角θRCsを減算することによって、空車リア左アーム角度θRLAが算出される。また、式（１１）より、空車時のリア右側の傾斜角θRRBsから空車時のリア中央の傾斜角θRCsを減算することによって、空車リア右アーム角度θRRBが算出される。

空車時のリアのアーム角度の算出は、例えば、車両が出荷される際に行われる。

図４（Ｂ）において、積車後の停止している場合の状態が示されており、積車によって図４（Ａ）のジョイントＣの空車時からの高さが変動するため、便宜上ジョイントＣ’として示している。同様に図４（Ａ）のジョイントＤの空車時からの高さが変動するため、便宜上ジョイントＤ’として示している。また、コイルスプリング３ｃのばね定数をＫRL、コイルスプリング３ｄのばね定数をＫRRとして示している。

積車後の車体１の状態でセンサー２１、２２及び２３からは、夫々、積車時のリア左側の傾斜角θRLAs’、積車時のリア中央の傾斜角θRCs’、及び積車時のリア右側の傾斜角θRRBs’とが車体傾斜角検出装置（後述）へと出力される。出力されたこれら傾斜角θRRAs’、θRCs’及びθRRBs’に基づいて、車体傾斜角検出装置によって積車時のアーム角度が算出され、その算出されたアーム角度は車体傾斜角検出装置内のメモリに一時的に格納される。

積車時のアーム角度は、次のように算出される。積車時の車両リアに向かって左側のアーム角度を積車リア左アーム角度θRLA’、及び、積車時の車両リアに向かって右側のアーム角度を積車リア右アーム角度θRRB’とすると、
θRLA’ ＝ θRLAs’ − θRCs’ （１２）
θRRB’ ＝ θRRBs’ − θRCs’ （１３）
によって算出される。つまり、式（１２）より、積車時のリア左側の傾斜角θRLAs’から積車時のリア中央の傾斜角θRCs’を減算することによって、積車リア左アーム角度θRLA’が算出される。また、式（１３）より、積車時のリア右側の傾斜角θRRBs’から積車時のリア中央の傾斜角θRCs’を減算することによって、積車リア右アーム角度θRRB’が算出される。

積車時のリアのアーム角度の算出は、例えば、エンジン始動のスイッチがオンを検出した場合などに行われる。

図３での説明と同様に、センサー２１及び２３は、夫々、サスペンションアーム２ｃ及び２ｄの車体１側の付け根に配設することによって、車体１の走行時に発生する路面からの振動の影響を低減することができる。

図５は、車体リア側のサスペンションアームの上下変化量を説明するための図である。サスペンションアーム２ｃの上下変化の状態が図５（Ａ）に示され、サスペンションアーム２ｄの上下変化の状態が図５（Ｂ）に示される。

図５（Ａ）において、図４（Ａ）に示される空車時の状態から図４（Ｂ）に示される積車時の状態へのサスペンションアーム２ｃの上下変化量は、ジョイントＣからジョイントＣ’への高さ（リア左輪上下変化量）ＨRLとして示される。車体傾斜角検出装置によってリア左輪上下変化量ＨRLは、次のように算出される。

ＨRL ＝ ＬRL × sin（θRLA − θRLA’） （１４）
式（１４）より、空車リア左アーム角度θRLAから積車リア左アーム角θRLA’を減算した角度のサイン（正弦）にサスペンションアーム２ｃの長さＬRLを乗算することによって、リア左輪上下変化量ＨRLが算出される。

図５（Ｂ）において、図４（Ａ）に示される空車時の状態から図４（Ｂ）に示される積車時の状態へのサスペンションアーム２ｄの上下変化量は、ジョイントＤからジョイントＤ’への高さ（リア右輪上下変化量）ＨRRとして示される。車体傾斜角検出装置によってリア右輪上下変化量ＨRLは、次のように算出される。

ＨRR ＝ ＬRR × sin（θRRB − θRRB’） （１５）
式（１５）より、空車リア右アーム角度θRRBから積車リア右アーム角θRRB’を減算した角度のサイン（正弦）にサスペンションアーム２ｄの長さＬRRを乗算することによって、リア左輪上下変化量ＨRRが算出される。

従って、車体１のリア側の車高の変化量は、リア車高変化量ＨRとして次のように算出される。

ＨR ＝ （ＨRL ＋ ＨRR） ／ ２ （１６）
式（１６）より、リア左輪上下変化量ＨRLとリア右輪上下変化量ＨRRとの平均をとることによって、リア車高変化量ＨRが算出される。

よって、車体１のリア左側の車輪荷重変化を示すリア左輪荷重変化量ＷRLと、車体１のリア右側の車輪荷重変化を示すリア右輪荷重変化量ＷRRとは、次のように算出される。

ＷRL ＝ ＨRL × ＫRL （１７）
ＷRR ＝ ＨRR × ＫRR （１８）
式（１７）より、リア左輪上下変化量ＨRLにリア左のばね定数ＫRLを乗算することによって、リア左輪荷重変化量ＷRLが算出される。

また、式（１８）より、リア右輪上下変化量ＨRRにリア右のばね定数ＫRRを乗算することによって、リア右輪荷重変化量ＷRLが算出される。

図６は、車両側面を示す図である。図６に示される車両において、タイヤ４ａ（４ｂ）の車軸からタイヤ４ｃ（４ｄ）の車軸までの幅をＨBとすると、車体１の前後の傾斜量（車体前後傾斜量）θpは、車体傾斜角検出装置によって次のように算出される。

θp ＝ ＡｒｃＴａｎ（（ＨF − ＨR） ／ ＨB） （１９）
式（１９）より、フロント車高変化量ＨFからリア車高変化量ＨRを減算した値を幅ＨBで除算した結果のアークタンジェントをとることによって、車体前後傾斜量θpが算出される。

更に、車両重量変化量Ｗは、車体傾斜角検出装置によって次のように算出される。

Ｗ ＝ ＷFL ＋ ＷFR ＋ ＷRL ＋ ＷRR （２０）
式（２０）より、フロント左輪荷重変化量ＷFLと、フロント右輪荷重変化量ＷFRと、リア左輪荷重変化量ＷRLと、リア右輪荷重変化量ＷRRとを合計することによって、車両重量変化量Ｗが算出される。車両重量変化量Ｗは、例えば、車両がトラックの場合に、予め設定された最大積載量との差が負となる場合に警報を示すなどの処理に使用することができる。

上述において、車体１に取り付けるセンサー１２及び２２は、車体１の前後ねじれが所定範囲以内である場合には、いずれか一方を配設すればよい。その場合、上述において、空車時のフロント中央の傾斜角θFCsは空車時のリア中央の傾斜角θRCsと同一となり（θFCs ＝ θRCs）、同様に、積車時のフロント中央の傾斜角θFCs’は積車時のリア中央の傾斜角θRCs’と同一となる（θFCs’ ＝ θRCs’）。

図７は、車体傾斜角検出装置の構成を示すブロック図である。図７において、車体１に搭載された車体傾斜角検出装置１００は、演算処理を実行するＥＣＵ（Electronic Control Units）１０２と、センサー１１から１３及び２１から２３からの出力をＥＣＵ１０２へとインターフェースするインターフェース１０３と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によって構成されるメモリ装置１０４とを有する。

メモリ装置１０４には、上述した式（１）から（２０）を実行するためのプログラム、及び演算処理に必要なデータなどが予め格納されており、また、一部（ＲＡＭ）が作業領域として使用される。演算処理に必要なデータとして、例えば、サスペンションアーム２ａの長さＬFL、サスペンションアーム２ｂの長さＬFL、前輪車軸から後輪車軸までの幅ＨB、及び比較判断に使用される所定値などが予め格納され保持されている。

ＥＣＵ１０２は、センサー１１から１３及び２１から２３から出力される傾斜角を用いて算出した上記式（１）から（２０）の結果のうち必要とする値を、傾斜角に応じて光軸を変化させる前照灯光軸制御装置２０１、過積載の警報を表示する重量アラーム装置２０２、左右のバランス異常を警報するロール警報装置２０３、空気圧が異常であることを警報する空気圧アラーム装置２０４へと出力する。

図８は、車両の傾斜状態に関する処理について説明するためのフローチャート図である。ＥＣＵ１０２は、例えば、出荷時などに人為的に空車状態であることを示す信号を車体傾斜角検出装置１００へ入力することにより、また、エンジン開始などのキーオンによって、車両の傾斜状態に関する処理を開始する。

図８において、ＥＣＵ１０２は、空車状態での傾斜角の学習（取得）か否かを判断する（ステップＳ１１）。例えば、出荷時などに人為的に空車状態であることを示す信号の入力によって、ＥＣＵ１０２は空車状態であることを認識するようにしても良い。或いは、ＥＣＵ１０２がメモリ装置１０４内の空車状態での傾斜角を格納する所定領域を参照し、オールゼロなどの初期値が設定されている場合には空車状態であることを判断するようにしても良い。

ＥＣＵ１０２が空車状態であると判断した場合、空車時の各傾斜各センサーから入力される傾斜角をメモリ装置１０２の所定領域に格納する（ステップＳ１２）。そして、ＥＣＵ１０２は、空車時の各アーム角度を演算し（ステップＳ１３）、その演算結果をメモリ装置１０４へ格納する（ステップＳ１４）。つまり、ＥＣＵ１０２は、上述した式（１）、（２）、（１０）、及び（１１）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の所定領域へ格納する。ＥＣＵ１０２は、この車両の傾斜状態に関する処理を終了する。メモリ装置１０４の所定領域へ格納された空車時の各アーム角度は、必要に応じて以下の処理にて参照される。

一方、エンジン開始などのキーオンによって車両の傾斜状態に関する処理が開始された場合、ＥＣＵ１０２は、空車状態での学習ではないと判断して、各傾斜各センサーから入力される傾斜角をメモリ装置１０２の作業領域に格納する（ステップＳ１５）。そして、ＥＣＵ１０２は、各アーム角度を演算する（ステップＳ１６）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（３）、（４）、（１２）、及び（１３）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

また、ＥＣＵ１０２は、各車輪上下変化量を演算する（ステップＳ１７）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（５）、（６）、（１４）、及び（１５）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

また、ＥＣＵ１０２は、フロント車高変化量を演算する（ステップＳ１８）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（７）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

また、ＥＣＵ１０２は、リア車高変化量を演算する（ステップＳ１９）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（１６）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

また、ＥＣＵ１０２は、前後車体傾斜量を演算する（ステップＳ２０）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（１９）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

また、ＥＣＵ１０２は、各車輪荷重変化量を演算する（ステップＳ２１）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（８）、（９）、（１７）、及び（１８）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

また、ＥＣＵ１０２は、車両重量変化量を演算する（ステップＳ２２）。ＥＣＵ１０２は、上述した式（２０）を算出して、その結果をメモリ装置１０４の作業領域へ格納する。

更に、ＥＣＵ１０２は、演算した結果を必要とする各装置へ出力処理を行う（ステップＳ２３）。例えば、ＥＣＵ１０２は、光軸制御に必要な情報である前後車体傾斜量を前照灯光軸制御装置２０１へ出力する。また、ＥＣＵ１０２は、積載量超過を警告及び／又は表示するために必要な情報である車両重量変化量を重量アラーム装置２０２へ出力する。更に、ＥＣＵ１０２は、左右のバランスに基づくロール警報に必要な情報である各アーム角度をロール警報装置２０３へ出力する。

各種制御に必要となる情報を出力後、ＥＣＵ１０２は、メモリ装置１０４の作業領域を初期化して、この車両の傾斜状態に関する処理を終了する。

次に、タイヤの空気圧減少を検出する方法について説明する。以下、説明の便宜のため、フロント及びリアでの構成部品及び処理は同様であるので、総称して説明するが、各処理は、フロント側とリア側にて夫々成されるものとする。

図９は、タイヤ空気圧減少を検出する方法について説明するための図である。図９において、図１及び図４におけるセンサー１１及び２１は左センサー３１で総称され、センサー１２及び２２は中央センサー３２で総称され、センサー１３及び２３は右センサー３３で総称され、センサー１１及び２１が出力する傾斜角θFLAs及びθRLCsは傾斜角θLsで総称され、センサー１２及び２２が出力する傾斜角θFCs及びθRCsは傾斜角θCsで総称され、センサー１３及び２３が出力する傾斜角θFRBs及びθRRDsは傾斜角θRsで総称される。また、図１及び図４におけるサスペンションアーム２ａ及び２ｃは左サスペンションアーム３２ａで総称され、サスペンションアーム２ｂ及び２ｄは右サスペンションアーム３２ａで総称される。更に、図１及び図４におけるタイヤ４ａ及び４ｃは左タイヤ３４ａで総称され、タイヤ４ｂ及び４ｃは右タイヤ３４ｂで総称される。

予め、水平路にて傾斜角θLs、θCs、及びθRsを取得する様子が図９（Ａ）に示される。取得した水平路での傾斜角θLs、θCs、及びθRsはタイヤ空気圧減少検出用の初期値としてメモリ装置１０４のタイヤ空気圧減少検出用の所定領域に格納され保持される。

左タイヤ３４ａがパンクなどにより空気圧が減少している状態が図９（Ｂ）に示される。各センサー３１、３２、及び３３によって車体傾斜角検出装置１００に傾斜角θLs’、θCs’、及びθRs’が通知されると、傾斜角変化量θL、θC、及びθRが次ぎのように算出される。

θL ＝ θLs’ − θLs （２１）
θC ＝ θCs’ − θCs （２２）
θR ＝ θRs’ − θRs （２３）
式（２２）によって算出された傾斜角変化量θCに基づいて、タイヤが正常であると仮定した場合の状態が図９（Ｃ）に示される。予測傾斜角変化量θLZ及びθRZが、傾斜角変化量θCに基づいて算出される。タイヤが正常である場合、車体１の傾き（傾斜角変化量θC）とは逆の傾きをもつと仮定することによって、予測傾斜角変化量θLZ及びθRZが予測可能となる。

図１０は、タイヤ空気圧減少を検出する処理を説明するためのフローチャート図である。図１０において、車体傾斜角検出装置１００のＥＣＵ１０２は水平路であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。水平路でない場合、この処理を終了する。一方、水平路である場合、ＥＣＵ１０２は、傾斜角変化量θCが傾き定数を超えたか否かを判断する（ステップＳ５２）。傾き定数は、予めメモリ装置１０４の所定領域に格納されている。傾き定数を超えていない場合、この処理を終了する。

一方、越えている場合、ＥＣＵ１０２は傾斜角変化量θCをとる正常な場合を想定して、予測傾斜角変化量θLZ及びθRZを予測する（ステップＳ５３）。そして、ＥＣＵ１０２は、予測傾斜角変化量θLZと傾斜角変化量θLとの絶対値又は予測傾斜角変化量θRZと傾斜角変化量θRとの絶対値が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。いずれも所定値以内である場合、この処理を終了する。

一方、いずれかが所定値以上である場合、ＥＣＵ１０２は空気圧アラーム装置２０４へ空気圧が異常であることを通知することによってアラームを出力して（ステップＳ５５）、この処理を終了する。

セミトレーリングアームでの傾斜角センサーの配設例について図１１で説明する。図１１では、傾斜角センサーの配置を軸方向を示す矢印によって配設位置を示している。フロント側及びリア側で合計６個の傾斜角センサーを配置する場合の例が図１１（Ａ）に示される。図１１（Ａ）において、タイヤ７２ａ側のセミトレーリング７１ａ上に車両の前後方向を軸とする傾斜角センサーを１つ、タイヤ７２ｂ側のセミトレーリング７１ｂ上に車両の前後方向を軸とする傾斜角センサーを１つ、更に、サブフレーム７１の中心に車両の前後方向を軸とする傾斜角センサーを１つ配設する。フロント側とリア側とにこのように配設することによって、車両全体で６個の傾斜角センサーを配設する。

次に、フロント側及びリア側で合計８個の傾斜角センサーを配置する場合の例が図１１（Ｂ）に示される。図１１（Ｂ）において、タイヤ７２ａ側のセミトレーリング７１ａ上に軸方向がサブフレーム７１に対して略直角になるように傾斜角センサーを１つ、タイヤ７２ｂ側のセミトレーリング７１ｂ上に軸方向がサブフレーム７１に対して略直角になるように傾斜角センサーを１つ、更に、サブフレーム７１の左側に軸方向がサブフレーム７１の中心から左側へと延在する方向に対して略直角にように傾斜角センサーを１つ、サブフレーム７１の右側に軸方向がサブフレーム７１の中心から右側へと延在する方向に対して略直角になるように傾斜角センサーを１つ配設する。フロント側とリア側とにこのように配設することによって、車両全体で８個の傾斜角センサーを配設する。左右の傾斜角の値の精度をより向上させることができる。

次に、サスペンションアームがラテラルロッドである場合の傾斜角センサーの配設の例について図１２で説明する。ラテラルロッドが適用される例としてトラックのような車両が考えられる。ラテラルロッドが適用されるトラックの上面が図１２（Ａ）に示される。このようなトラックのフロント側の側面が図１２（Ｂ）に示される。また、リア側の側面が図１２（Ｃ）に示される。図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）では、上下を矢印で示す。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）を参照すると、メインフレーム５１のフロント側に備えられるラテラルロッド５０ａには１軸センサー６０ｂが配設され、この１軸センサー６０ｂの車両幅に対して反対側メインフレーム５１上に２軸センサー６０ａが配設される。また、このラテラルロッド５０ａは、タイヤ５３の車軸５６上に備えられている。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｃ）を参照すると、メインフレーム５１のリア側に備えられるラテラルロッド５０ｃには１軸センサー６０ｄが配設され、この１軸センサー６０ｄの車両幅に対して反対側メインフレーム５１上に２軸センサー６０ｃが配設される。また、このラテラルロッド５０ｂは、タイヤ５２の車軸５５上かつアクスルハウジング５４上に備えられている。

本実施例より、本発明に係る車体傾斜角検出装置１００は、車両のサスペンションの可動アームの傾斜と車体１の傾斜状態とを比較して算出するものであり、サスペンション機構に車高と連動して動く可動アームがある車両に適用可能である。

例えば、車体横方向の傾斜による検出方法を説明したが、サスペンション可動アームの回転軸に直角に傾斜角センサーを設置することによって、よりセンサーの精度を向上させることが可能である。

サスペンションに可動アーム機構を持たないリジットアクスルタイプのサスペンションでは、ラテラルロッド、リーフスプリング、イコライザー、ドルクロッドの傾斜角による検出も可能である。
（付記１）
車輪への荷重によって可動するサスペンション機構を備えた車両の車高を検出する車体傾斜角検出装置において、
車体と、該車体に対して上下可動する車軸を繋ぐ少なくとも１つのサスペンションアームの夫々に傾斜角センサーを配設し、
前記傾斜角センサーから入力される角度を用いて、前記車体の傾斜角と前記サスペンションアームの傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする車体傾斜角検出装置。
（付記２）
左右両方のサスペンションアームに傾斜角センサーを配設し、
前記車体の傾斜角と、前記左右両方のサスペンションアームの夫々の傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする付記１記載の車体傾斜角検出装置。
（付記３）
前輪及び後輪の両方のサスペンションアームに傾斜角センサーを配設し、
前記車体の傾斜角と、前記前輪及び後輪の両方のサスペンションアームの夫々の傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする付記１又は２記載の車体傾斜角検出装置。
（付記４）
前輪の左右輪及び後輪の左右輪のサスペンションアームに傾斜角センサーを配設し、
前記車体の傾斜角と、前記前輪の左右輪及び前記後輪の左右輪のサスペンションアームの夫々の傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
（付記５）
前記車体の前照灯の光軸を制御する前照灯光軸制御手段へ演算結果を出力することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
（付記６）
前記演算した夫々の傾斜角から前記車両の重量を演算し、その演算結果を過載積の警報をする重量アラーム装置へ出力することを特徴とする付記１乃至５のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
（付記７）
前記演算した夫々の傾斜角を、ロール警報を行うロール警報装置へ出力することを特徴とする付記１乃至６のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
（付記８）
前記演算した夫々の傾斜角に基づいて車輪のタイヤ空気圧低下を検出し、空気圧の異常を知らせる空気圧アラーム装置へ出力することを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
（付記９）
前記傾斜角センサーは、半導体を用いてデバイス化された傾斜角センサーであることを特徴とする車体傾斜角検出装置。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

車体フロント側の傾斜角センサーの配設を示す図である。 車体フロント側のサスペンションアームの上下変化量を説明するための図である。 サスペンションアーム上のセンサーの配設を拡大して示す図である。 車体リア側の傾斜角センサーの配設を示す図である。 車体リア側のサスペンションアームの上下変化量を説明するための図である。 車両側面を示す図である。 車体傾斜角検出装置の構成を示すブロック図である。 車両の傾斜状態に関する処理について説明するためのフローチャート図である。 タイヤ空気圧減少を検出する方法について説明するための図である。 タイヤ空気圧減少を検出する処理を説明するためのフローチャート図である。 傾斜角センサーの配置を軸方向を示す矢印によって配設位置を示す図である。 サスペンションアームがラテラルロッドである場合の傾斜角センサーの配設の例を示す図である。

符号の説明

１ 車体
１１、１２、１３ センサー
２１、２２、２３ センサー
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ サスペンションアーム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ コイルスプリング
１００ 車体傾斜角検出装置
１０２ ＥＣＵ
１０３ インターフェース
１０４ メモリ装置
２０１ 前照灯光軸制御装置
２０２ 重量アラーム装置
２０３ ロール警報装置
２０４ 空気圧アラーム装置

Claims (5)

1. 車輪への荷重によって可動するサスペンション機構を備えた車両の車高を検出する車体傾斜角検出装置において、
   車体と、該車体に対して上下可動する車軸を繋ぐ少なくとも１つのサスペンションアームの夫々に傾斜角センサーを配設し、
   前記傾斜角センサーから入力される角度を用いて、前記車体の傾斜角と前記サスペンションアームの傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする車体傾斜角検出装置。
2. 左右両方のサスペンションアームに傾斜角センサーを配設し、
   前記車体の傾斜角と、前記左右両方のサスペンションアームの夫々の傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする請求項１記載の車体傾斜角検出装置。
3. 前輪及び後輪の両方のサスペンションアームに傾斜角センサーを配設し、
   前記車体の傾斜角と、前記前輪及び後輪の両方のサスペンションアームの夫々の傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の車体傾斜角検出装置。
4. 前輪の左右輪及び後輪の左右輪のサスペンションアームに傾斜角センサーを配設し、
   前記車体の傾斜角と、前記前輪の左右輪及び前記後輪の左右輪のサスペンションアームの夫々の傾斜角とを演算することによって、路面に対する車体の車高を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
5. 前記車体の前照灯の光軸を制御する前照灯光軸制御手段へ演算結果を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の車体傾斜角検出装置。
   

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