JP3465902B2 - 車両サスペンションシステム - Google Patents
車両サスペンションシステムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は車両サスペンションシステムに関し、特に複
数の車輪およびハブアセンブリのそれぞれが複数のアク
チュエータのひとつにより車体に連結され、各アクチュ
エータの動作が電子もしくは電気プロセッサにより制御
さる車両サスペンションシステムに関する。
数の車輪およびハブアセンブリのそれぞれが複数のアク
チュエータのひとつにより車体に連結され、各アクチュ
エータの動作が電子もしくは電気プロセッサにより制御
さる車両サスペンションシステムに関する。
本発明に関するサスペンションシステムは、“アクテ
ィブ”サスペンションシステムと称される。このような
サスペンションシステムは周知であり、欧州特許公告第
0114757号、及び第0190944号等の特許出願に開示されて
いる。
ィブ”サスペンションシステムと称される。このような
サスペンションシステムは周知であり、欧州特許公告第
0114757号、及び第0190944号等の特許出願に開示されて
いる。
サスペンションシステムにおいては、センサの一つが
欠落した場合の制御が問題になる。センサの欠落により
サスペンションシステムが完全に麻痺してしまうこと
は、当然、極めて望ましくない。車両は高速で動いてお
り、かかる事態に陥いれば事故につながる可能性もあ
り、極めて危険な状態となりうる。
欠落した場合の制御が問題になる。センサの欠落により
サスペンションシステムが完全に麻痺してしまうこと
は、当然、極めて望ましくない。車両は高速で動いてお
り、かかる事態に陥いれば事故につながる可能性もあ
り、極めて危険な状態となりうる。
航空機のフライバイワイヤーシステムでは、一般的に
数個の同一の制御システムが同時に作動しており、各制
御システムの出力とそれ以外の制御システムの出力とを
比較している。もし、ある制御システムの出力が他の制
御システムの出力と異なれば、その制御システムは問題
があるとして使用されない。しかし、費用や車両内の限
られたスペースを考慮すれば、こうした方法で陸上車両
のサスペンションシステムを制御することは実用的では
ない。
数個の同一の制御システムが同時に作動しており、各制
御システムの出力とそれ以外の制御システムの出力とを
比較している。もし、ある制御システムの出力が他の制
御システムの出力と異なれば、その制御システムは問題
があるとして使用されない。しかし、費用や車両内の限
られたスペースを考慮すれば、こうした方法で陸上車両
のサスペンションシステムを制御することは実用的では
ない。
本発明が提供するサスペンションシステムでは、複数
の車輪およびハブアセンブリのそれぞれが複数のアクチ
ュエータのうちのひとつにより車体に連結され、各アク
チュエータの動作は、車体や車体にかかる力の状態を示
す出力信号を複数のセンサから受信する電子もしくは電
気プロセッサにより、それらの信号に応じて制御され
る。このプロセッサはセンサの誤作動を検出する誤作動
検出器を備え、センサの誤作動を検出すると誤作動セン
サの出力を代わりの信号で置き換え、その置き換えられ
た信号と、複数のセンサの内の機能している１つまたは
複数のセンサが生じる１つまたは複数の信号とに応じて
作動する。
の車輪およびハブアセンブリのそれぞれが複数のアクチ
ュエータのうちのひとつにより車体に連結され、各アク
チュエータの動作は、車体や車体にかかる力の状態を示
す出力信号を複数のセンサから受信する電子もしくは電
気プロセッサにより、それらの信号に応じて制御され
る。このプロセッサはセンサの誤作動を検出する誤作動
検出器を備え、センサの誤作動を検出すると誤作動セン
サの出力を代わりの信号で置き換え、その置き換えられ
た信号と、複数のセンサの内の機能している１つまたは
複数のセンサが生じる１つまたは複数の信号とに応じて
作動する。
センサ誤作動の際に誤作動センサの出力信号と代替す
る信号は、複数のセンサの内の機能している１つまたは
複数のセンサが発生する１つまたは複数の信号から得ら
れる信号であることが望ましい。
る信号は、複数のセンサの内の機能している１つまたは
複数のセンサが発生する１つまたは複数の信号から得ら
れる信号であることが望ましい。
この明細書では、誤信号でない別の一つの信号の関数
としての代替信号の計算、誤信号以外の複数の信号の関
数としての代替信号の計算、他のセンサの信号による誤
作動センサ信号の単純な置き換え、代替信号生成のため
の信号フィルタリング、代替信号生成のための信号の微
分または積分、について述べる。
としての代替信号の計算、誤信号以外の複数の信号の関
数としての代替信号の計算、他のセンサの信号による誤
作動センサ信号の単純な置き換え、代替信号生成のため
の信号フィルタリング、代替信号生成のための信号の微
分または積分、について述べる。
プロセッサは制御信号を生じてアクチュエータを制御
するが、その際、複数のセンサ、すなわち車両の横加速
度、縦加速度、速度、アクチュエータから車体に伝わる
負荷、アクチュエータの伸展と収縮、ヨーレートのそれ
ぞれを測定する複数のセンサの内の２つ以上のセンサか
ら信号を受信してアクチュエータを制御することが望ま
しい。また、誤動作検出手段が複数のセンサ、つまり車
両の横加速度、縦加速度、速度、アクチュエータから車
体に伝わる負荷、アクチュエータの伸展と収縮を測定す
るそれぞれのセンサの内の１つ以上の誤動作を検出した
場合、プロセッサは誤動作した１つまたは複数のセンサ
の出力信号を、複数のセンサの内の機能している１つま
たは複数のセンサが生じる１つまたは複数の信号から得
られる１つまたは複数の信号と置き換える。
するが、その際、複数のセンサ、すなわち車両の横加速
度、縦加速度、速度、アクチュエータから車体に伝わる
負荷、アクチュエータの伸展と収縮、ヨーレートのそれ
ぞれを測定する複数のセンサの内の２つ以上のセンサか
ら信号を受信してアクチュエータを制御することが望ま
しい。また、誤動作検出手段が複数のセンサ、つまり車
両の横加速度、縦加速度、速度、アクチュエータから車
体に伝わる負荷、アクチュエータの伸展と収縮を測定す
るそれぞれのセンサの内の１つ以上の誤動作を検出した
場合、プロセッサは誤動作した１つまたは複数のセンサ
の出力信号を、複数のセンサの内の機能している１つま
たは複数のセンサが生じる１つまたは複数の信号から得
られる１つまたは複数の信号と置き換える。
従って、本発明は装置内のセンサの一つが誤動作して
も、完全に機能麻痺することのないアクティブサスペン
ションシステムを提供する。
も、完全に機能麻痺することのないアクティブサスペン
ションシステムを提供する。
本発明に係わる車両サスペンションシステムの概略図
を参照して、本発明について説明する。
を参照して、本発明について説明する。
図中には、４つの車輪およびハブアセンブリ10、11、
12、13が示されている。車輪およびハブアセンブリ10、
11、12、13はそれぞれ、車体に回動可能に取付られてい
るサスペンションアーム14、15、16、17により車体に搭
載される。サスペンションアーム14、15、16、17はそれ
ぞれリンケージ18、19、20、21にも回動可能に装着さ
れ、リンケージはアクチュエータ26、27、28、29内部の
ピストン22、23、24、25に接続される。ロードスプリン
グ60、61、62、63はアクチュエータと協働して車体を支
持する。
12、13が示されている。車輪およびハブアセンブリ10、
11、12、13はそれぞれ、車体に回動可能に取付られてい
るサスペンションアーム14、15、16、17により車体に搭
載される。サスペンションアーム14、15、16、17はそれ
ぞれリンケージ18、19、20、21にも回動可能に装着さ
れ、リンケージはアクチュエータ26、27、28、29内部の
ピストン22、23、24、25に接続される。ロードスプリン
グ60、61、62、63はアクチュエータと協働して車体を支
持する。
各アクチュエータ26、27、28、29は下方室Ａと上方室
Ｂを備える。アクチュエータ26、27、28、29の下方室Ａ
は油圧ライン30、31、32、33により、液圧源34に常時接
続された状態にある。
Ｂを備える。アクチュエータ26、27、28、29の下方室Ａ
は油圧ライン30、31、32、33により、液圧源34に常時接
続された状態にある。
アクチュエータ22、23、24、25の上方室Ｂは油圧ライ
ン35、36、37、38により、サーボバルブ39、40、41、42
に接続されている。サーボバルブは各上方室Ｂを液圧源
34か、または加圧流体の２つの排出口43、44の一方のい
ずれかに接続することができる。実際は、加圧流体の排
出口43、44は液圧源34を構成するポンプに返送ラインで
つながっている。
ン35、36、37、38により、サーボバルブ39、40、41、42
に接続されている。サーボバルブは各上方室Ｂを液圧源
34か、または加圧流体の２つの排出口43、44の一方のい
ずれかに接続することができる。実際は、加圧流体の排
出口43、44は液圧源34を構成するポンプに返送ラインで
つながっている。
ピストン22、23、24、25の上方室Ｂ内に面する表面
は、下方室Ａ内に面する表面よりも広いので、サーボバ
ルブ、例えばサーボバルブ39、がそれぞれの上方室Ｂと
液圧源を接続すれば、その結果生じる下向きの正味の力
はアクチュエータ内のピストンに作用し、続いてそれぞ
れの関連する車輪およびハブアセンブリに伝達される。
一方、サーボバルブ、例えばサーボバルブ39、がそれぞ
れの上方室Ｂと加圧流体の排出口を接続すれば、その結
果生じる上向きの正味の力は関連のピストンに作用し、
その後車輪およびハブアセンブリに伝達される。加圧流
体は上方室Ｂに流れ込んだり、上方室Ｂから流れ出る
が、サーボバルブ39、40、41、42はその流れを調節し、
アクチュエータ内部のピストンの速度、ひいては車輪お
よびハブアセンブリの速度を制御する。
は、下方室Ａ内に面する表面よりも広いので、サーボバ
ルブ、例えばサーボバルブ39、がそれぞれの上方室Ｂと
液圧源を接続すれば、その結果生じる下向きの正味の力
はアクチュエータ内のピストンに作用し、続いてそれぞ
れの関連する車輪およびハブアセンブリに伝達される。
一方、サーボバルブ、例えばサーボバルブ39、がそれぞ
れの上方室Ｂと加圧流体の排出口を接続すれば、その結
果生じる上向きの正味の力は関連のピストンに作用し、
その後車輪およびハブアセンブリに伝達される。加圧流
体は上方室Ｂに流れ込んだり、上方室Ｂから流れ出る
が、サーボバルブ39、40、41、42はその流れを調節し、
アクチュエータ内部のピストンの速度、ひいては車輪お
よびハブアセンブリの速度を制御する。
電子デジタルプロセッサであるサスペンションコント
ローラ100は全サーボバルブ39、40、41、42を制御し、
車輪およびハブアセンブリ10、11、12、13の速度を制御
することで、車両サスペンションを制御する。車両サス
ペンションの正常制御のために、サスペンション制御プ
ロセッサ100は車体のあちこちに備えられたセンサから
さまざまな信号を受信する。サスペンション制御プロセ
ッサ100が受信した感知信号からいかに制御信号を生成
するかは本発明の主題ではなく、また過去に発効された
多々の特許で説明されているので、ここでは割愛する。
ローラ100は全サーボバルブ39、40、41、42を制御し、
車輪およびハブアセンブリ10、11、12、13の速度を制御
することで、車両サスペンションを制御する。車両サス
ペンションの正常制御のために、サスペンション制御プ
ロセッサ100は車体のあちこちに備えられたセンサから
さまざまな信号を受信する。サスペンション制御プロセ
ッサ100が受信した感知信号からいかに制御信号を生成
するかは本発明の主題ではなく、また過去に発効された
多々の特許で説明されているので、ここでは割愛する。
本発明の実施例におけるサスペンションでは、ヨージ
ャイロメータ200が車両のヨーレートを測定し、その値
を示す信号を生じ、制御プロセッサ100に送信する。車
両のヨーレートとは車両を貫き抜け、車両の土台面に垂
直な軸の回りを車両が回転する率である。例えば、車両
が水平地面上にある場合の車両のヨーレートとは、車両
を貫き、地面に垂直な軸の回りを車両が回転する回転率
のことになる。
ャイロメータ200が車両のヨーレートを測定し、その値
を示す信号を生じ、制御プロセッサ100に送信する。車
両のヨーレートとは車両を貫き抜け、車両の土台面に垂
直な軸の回りを車両が回転する率である。例えば、車両
が水平地面上にある場合の車両のヨーレートとは、車両
を貫き、地面に垂直な軸の回りを車両が回転する回転率
のことになる。
プロセッサ100は車両の横加速度を示す信号も受信す
る。つまり、車両の通常方向に対して直角方向の加速度
であり、横加速度信号はセンサ300により生成される。
る。つまり、車両の通常方向に対して直角方向の加速度
であり、横加速度信号はセンサ300により生成される。
プロセッサ100は更に、センサ400が生ずる縦加速度信
号も受信する。
号も受信する。
センサ500は、固定された基準面と前輪がなす角度で
ある車両の操舵角を測定する。センサ500は操舵角を示
す信号を生じ、プロセッサ100に伝達する。
ある車両の操舵角を測定する。センサ500は操舵角を示
す信号を生じ、プロセッサ100に伝達する。
センサ600は車両速度を測定し、その信号を制御プロ
セッサ100に送信する。
セッサ100に送信する。
４つのロードセル45、46、47、48はアクチュエータ2
6、27、28、29から車体に伝達される負荷を測定し、そ
の値を示す信号を生成して中央制御プロセッサ100に送
信する。
6、27、28、29から車体に伝達される負荷を測定し、そ
の値を示す信号を生成して中央制御プロセッサ100に送
信する。
車輪およびハブアセンブリ10、11、12、13に備えられ
たハブ加速度計49、50、51、52は各車輪およびハブアセ
ンブリの上下方向の加速度を測定し、各ハブ加速度計が
発生する信号は中央制御プロセッサ100に伝達される。
たハブ加速度計49、50、51、52は各車輪およびハブアセ
ンブリの上下方向の加速度を測定し、各ハブ加速度計が
発生する信号は中央制御プロセッサ100に伝達される。
各アクチュエータ内のピストン22、23、24、25の位置
を測定するために４つの線形可変誘導変換器（L.V.I.
T.）が設置され、変位信号を発生してサスペンション制
御ユニット100に送信する。
を測定するために４つの線形可変誘導変換器（L.V.I.
T.）が設置され、変位信号を発生してサスペンション制
御ユニット100に送信する。
センサの誤作動
通常動作では、全センサは上記説明の通りに作動す
る。しかし、１つまたはそれ以上のセンサが誤作動する
ことは予測されなければならない。次に誤作動センサの
信号を代替信号で置き換える方法を、それぞれの場合に
ついて説明する。
る。しかし、１つまたはそれ以上のセンサが誤作動する
ことは予測されなければならない。次に誤作動センサの
信号を代替信号で置き換える方法を、それぞれの場合に
ついて説明する。
1. L.V.I.T.の誤作動
L.V.I.T.53、54、55、56の一つが誤作動した場合、誤
動作L.V.I.T.以外の１つ以上のL.V.I.T.が発生する信号
を、サスペンションジオメトリの差異を考慮すべく適切
に評価し、これらから計算される代替信号をもって誤動
作L.V.I.T.の信号を置き換える。
動作L.V.I.T.以外の１つ以上のL.V.I.T.が発生する信号
を、サスペンションジオメトリの差異を考慮すべく適切
に評価し、これらから計算される代替信号をもって誤動
作L.V.I.T.の信号を置き換える。
誤動作L.V.I.T.信号の代用は、車体が感知する横加速
度に左右される。
度に左右される。
例えば、通常信号X1を生成するL.V.I.T.53が誤作動し
た場合、中央プロセッサ100は代替信号X1'を次のように
算出する。
た場合、中央プロセッサ100は代替信号X1'を次のように
算出する。
MSny＜C1の場合X1'＝X2
MSny＞C1の場合X1'＝X3＊IVrf＊Vrr
ただし、
C1 ＝選択された所定の横加速度のレベル
X1'＝L.V.I.T.53が生成する変位信号X1
X2 ＝L.V.I.T.56が生成した変位信号
X3 ＝L.V.I.T.54が生成した変位信号
X4 ＝L.V.I.T.55が生成した変位信号
IVrf＝前部速度比の逆数
（特定車両用に計算または測定された定数）
Vrr ＝後部速度比（特定車両用に計算または計測され
た定数） 定数Vrrを用いて、測定されたアクチュエータ変位信
号X3を車輪およびハブアセンブリ11のタイヤ接地面の変
位に変換する。定数はサスペンションジオメトリに左右
され、アクチュエータ変位と接地面の変位の間の比、つ
まり速度比を導く。この項目は、アクチュエータの速度
（例えばアクチュエータの長さの変化値）と連結される
車輪およびハブアセンブリの接地面での速度の関係を示
すので速度比（速度定量）と呼ばれる。しかし、当然こ
の速度比は変位に対しても同じになる。
た定数） 定数Vrrを用いて、測定されたアクチュエータ変位信
号X3を車輪およびハブアセンブリ11のタイヤ接地面の変
位に変換する。定数はサスペンションジオメトリに左右
され、アクチュエータ変位と接地面の変位の間の比、つ
まり速度比を導く。この項目は、アクチュエータの速度
（例えばアクチュエータの長さの変化値）と連結される
車輪およびハブアセンブリの接地面での速度の関係を示
すので速度比（速度定量）と呼ばれる。しかし、当然こ
の速度比は変位に対しても同じになる。
定数IVrfを用いて、車輪およびハブアセンブリ10の接
地面の変位をアクチュエータ26の変位に変換する（Ｉは
逆数を意味する。例えばIVrf＝1/Vrf）。
地面の変位をアクチュエータ26の変位に変換する（Ｉは
逆数を意味する。例えばIVrf＝1/Vrf）。
他のL.V.I.T.が誤作動した場合も同様に信号が代替さ
れる。C1より小さい横加速度MSnが測定された場合、誤
作動センサの出力信号は同軸の他のL.V.I.T.センサ出力
により代替される。C1より大きい横加速度が測定された
場合、誤作動センサの出力信号はそのセンサと車体の同
じ側に位置する他のL.V.I.T.センサの出力信号の機能に
より算出された信号により代替される。
れる。C1より小さい横加速度MSnが測定された場合、誤
作動センサの出力信号は同軸の他のL.V.I.T.センサ出力
により代替される。C1より大きい横加速度が測定された
場合、誤作動センサの出力信号はそのセンサと車体の同
じ側に位置する他のL.V.I.T.センサの出力信号の機能に
より算出された信号により代替される。
L.V.I.T.53の誤作動に対して、上記の他に次のような
代替方法もある。
代替方法もある。
通常、信号X1を生成するL.V.I.T.53が誤作動した場
合、中央プロセッサ100は代替信号X1を次のように算出
する。
合、中央プロセッサ100は代替信号X1を次のように算出
する。
X1"＝｛［（X3−X4）＊Vrr/K1］＊IVrf｝＋X2
ただし、
K1 ＝プロセッサの性能を最大限に活用するための評
価要素 X1"＝L.V.I.T.53が生成する変位信号X1の代替信号 X2 ＝L.V.I.T.56が生成する変位信号 X3 ＝L.V.I.T.54が生成する変位信号 X4 ＝L.V.I.T.55が生成する変位信号 Vrr ＝後部速度率（特定車両用に計算または計測され
た定数） IVrf＝前部速度率の逆数（特定車両用に計算または測
定された定数） この代替方法によれば、誤作動L.V.I.T.と同軸のL.V.
I.T.の信号と、他軸のL.V.I.T.が生成する信号間の差異
と定数の積とを合わせて算出した信号により、誤作動L.
V.I.T.の信号が代替される。
価要素 X1"＝L.V.I.T.53が生成する変位信号X1の代替信号 X2 ＝L.V.I.T.56が生成する変位信号 X3 ＝L.V.I.T.54が生成する変位信号 X4 ＝L.V.I.T.55が生成する変位信号 Vrr ＝後部速度率（特定車両用に計算または計測され
た定数） IVrf＝前部速度率の逆数（特定車両用に計算または測
定された定数） この代替方法によれば、誤作動L.V.I.T.と同軸のL.V.
I.T.の信号と、他軸のL.V.I.T.が生成する信号間の差異
と定数の積とを合わせて算出した信号により、誤作動L.
V.I.T.の信号が代替される。
2. ロードセルの誤作動
車両が角を旋回中でない場合は（つまり、測定される
横加速度が低値の場合）、誤作動ロードセルと同軸のロ
ードセルの信号を用いて誤作動ロードセルの信号を代替
する。その際、サスペンション位置に起因し、サスペン
ションにかかる負荷を測定し補償する修正を施す。例え
ば、ロードセル45が誤作動した場合、その出力は不測定
負荷を補償する修正を施された上で、ロードセル48の出
力から得られる信号により代替される。不測定負荷とは
車輪およびハブアセンブリと車体間で、アクチュエータ
と協働するバネ60、61、62、63により、車輪およびハブ
アセンブリと車体の間に伝達される力等である（これら
の不測定負荷は測定されたサスペンション位置から算出
できる）。
横加速度が低値の場合）、誤作動ロードセルと同軸のロ
ードセルの信号を用いて誤作動ロードセルの信号を代替
する。その際、サスペンション位置に起因し、サスペン
ションにかかる負荷を測定し補償する修正を施す。例え
ば、ロードセル45が誤作動した場合、その出力は不測定
負荷を補償する修正を施された上で、ロードセル48の出
力から得られる信号により代替される。不測定負荷とは
車輪およびハブアセンブリと車体間で、アクチュエータ
と協働するバネ60、61、62、63により、車輪およびハブ
アセンブリと車体の間に伝達される力等である（これら
の不測定負荷は測定されたサスペンション位置から算出
できる）。
旋回中には、上記の代替方法は正しくなく、誤動作ロ
ードセルと車体の同じ側のロードセルを用いて必要な信
号を提供する。この場合も、サスペンション位置に起因
する負荷は補償され、適切な評価要素が加味される。
ードセルと車体の同じ側のロードセルを用いて必要な信
号を提供する。この場合も、サスペンション位置に起因
する負荷は補償され、適切な評価要素が加味される。
前部左側のロードセル45が生成する信号をF1とすれ
ば、 MSny＜C2の場合、 F1'＝［（X1−X2）＊KFtWs/K2］＋F2 であり、これ以外の場合、 F1'＝｛［（X1＊KFtWs）−（X3＊KRtWs）/K2］｝ ＋｛F3＊［IVrf＊Vrr/K1］｝ ただし、 F1'＝代替信号 C2＝選択された所定の横加速度レベル Msny＝横加速度 K1,K2＝プロセッサの性能を最大活用するための評価
定数 F2,F3＝ロードセル45、46、48の各負荷変換器出力 X1,X2,X3＝L.V.I.T.53、54、56の各変位変換器出力 KFtWs＝前車軸パラレルスプリング項 （特定車体用に計算または測定された定数） KFtWs＝後車軸パラレルスプリング項 （特定車体用に計算または測定された定数） IVrf ＝前部速度比の逆数 （特定車体用に計算または測定された定数） サスペンション制御プロセッサ100が制御信号により
アクチュエータを制御する際に車体にかかるゆがみ負荷
を算出する場合でも、誤作動が生じた場合はゆがみ負荷
の算出や調整はその実行が中止される。これはゆがみ負
荷算出のためのアルゴリズムは、ロードセルが３つしか
機能しない場合には作動できないためである。
ば、 MSny＜C2の場合、 F1'＝［（X1−X2）＊KFtWs/K2］＋F2 であり、これ以外の場合、 F1'＝｛［（X1＊KFtWs）−（X3＊KRtWs）/K2］｝ ＋｛F3＊［IVrf＊Vrr/K1］｝ ただし、 F1'＝代替信号 C2＝選択された所定の横加速度レベル Msny＝横加速度 K1,K2＝プロセッサの性能を最大活用するための評価
定数 F2,F3＝ロードセル45、46、48の各負荷変換器出力 X1,X2,X3＝L.V.I.T.53、54、56の各変位変換器出力 KFtWs＝前車軸パラレルスプリング項 （特定車体用に計算または測定された定数） KFtWs＝後車軸パラレルスプリング項 （特定車体用に計算または測定された定数） IVrf ＝前部速度比の逆数 （特定車体用に計算または測定された定数） サスペンション制御プロセッサ100が制御信号により
アクチュエータを制御する際に車体にかかるゆがみ負荷
を算出する場合でも、誤作動が生じた場合はゆがみ負荷
の算出や調整はその実行が中止される。これはゆがみ負
荷算出のためのアルゴリズムは、ロードセルが３つしか
機能しない場合には作動できないためである。
3. ハブ加速度計の誤作動
ハブ加速度計が誤作動してもたいして影響はない。こ
れは車輪およびハブアセンブリ13の慣性質量が車体の慣
性質量よりはるかに小さいため、誤作動しているハブ加
速度計の信号は０値の代替信号に代替されるからであ
る。
れは車輪およびハブアセンブリ13の慣性質量が車体の慣
性質量よりはるかに小さいため、誤作動しているハブ加
速度計の信号は０値の代替信号に代替されるからであ
る。
例えば、前部左側のハブ加速度計の信号をDDXu1とす
れば、 誤作動が検出されるとDDXu1'＝０となる。
れば、 誤作動が検出されるとDDXu1'＝０となる。
ただし、
DDXu1'＝ハブ加速度計変換器出力信号DDXu1の代替信
号 4. 横加速度計の誤作動 誤横加速度信号の代替は、速度とヨーレートに基づい
て推定される横加速度を用いて行う。横加速度（ny）
と、速度（ｖ）とヨーレート（ｒ）の正確な比率を得る
ために、nyを算出する際、ローパスデジタルフィルタを
用いる。これにより測定周期内でプロセッサ100が算出
した横加速度を平均化する効果がある。一般的に誤動作
が生じた場合、安全上の理由から、サスペンション制御
プロセッサ100は車体にアンターステアを誘引するよう
に調整される。これにより、誤作動以前のサスペンショ
ンシステムの作用に比べ、横加速度を減少させる。
号 4. 横加速度計の誤作動 誤横加速度信号の代替は、速度とヨーレートに基づい
て推定される横加速度を用いて行う。横加速度（ny）
と、速度（ｖ）とヨーレート（ｒ）の正確な比率を得る
ために、nyを算出する際、ローパスデジタルフィルタを
用いる。これにより測定周期内でプロセッサ100が算出
した横加速度を平均化する効果がある。一般的に誤動作
が生じた場合、安全上の理由から、サスペンション制御
プロセッサ100は車体にアンターステアを誘引するよう
に調整される。これにより、誤作動以前のサスペンショ
ンシステムの作用に比べ、横加速度を減少させる。
横加速度計が誤作動すれば、制御プロセッサ100は横
加速度信号（ny）の代替信号を次のように算出する。
加速度信号（ny）の代替信号を次のように算出する。
ny'＝（Latfm＊Ｖ＊K3r）/K5
ただし、Latfmは評価要素（Latfm＋Latfl）の最重要部
分であり、次のように反復計算される。
分であり、次のように反復計算される。
TEMP＝｛［ABS［（Ny＊K4/r）＊K5/V］
−Latfm］＊Kgr｝
（Latfm＊K5＋Latfl）new
＝（Latfm＊K5＋Latfl）old＋TEMP
ただし、
TEMP＝反復計算中に可変的に当てはめられる算出値
Latfm＝評価要素の最重要部分
Latfl＝評価要素のあまり重要でない部分
ny'＝横加速度の代替信号
ｒ＝ヨーレート
Ｖ＝速度
Kgr＝フィルタ時定数
ABSは絶対値を示す
K2＝プロセッサの性能を最大活用するための評価要素
K3,K4,K5＝プロセッサを最大活用するための評価定数
5. 縦加速度計の誤作動
速度の微分値をフィルタリングするデジタルバンドパ
スフィルタによって、縦速度の代替信号が生成される。
これにより、5Hzまでの加速度が推定できる。
スフィルタによって、縦速度の代替信号が生成される。
これにより、5Hzまでの加速度が推定できる。
縦加速度計が誤作動した際には、中央制御プロセッサ
は縦加速度NxをNxCmとNxClの２つの部分の合計として、
次のように算出する。
は縦加速度NxをNxCmとNxClの２つの部分の合計として、
次のように算出する。
NxCm＊Ks＋NxCl＝（Kva3＊NxCpp）
＋（Kva2＊NxCm）
＋［Kva1＊（Vpp−Vp）］
Nx＝NxCm
ただし、
Nx＝縦加速度
NxCm＝加速度推定の最重要部分
NxCl＝加速度推定のあまり重要でない部分
Kva1,Kva2,Kva3＝フィルタ時定数
NxCpp＝２つ前のNxCm値
Vpp＝２つ前の速度値
Vp＝前の速度値
本来誤作動センサにより生成される信号Nxは、Nxcmに
代替される。
代替される。
車体のゆがみ負荷を計算する制御システムにおいて、
縦加速時計に誤作動が生じると負荷計算は停止される。
縦加速時計に誤作動が生じると負荷計算は停止される。
6. ヨーレートジャイロメータと車体速度センサの誤作
動 ヨーレートと車体速度センサの信号はサスペンション
制御プロセッサ100の動作にとって決定的な要因でない
ため、一般的に誤作動してもあまり大きな影響はない。
ヨーレート信号は０値の代替信号に、車体速度信号は前
もって選択された値の定数値代替信号に、それぞれ代替
され、中央制御プロセッサの他のアルゴリズム動作が遂
行される。
動 ヨーレートと車体速度センサの信号はサスペンション
制御プロセッサ100の動作にとって決定的な要因でない
ため、一般的に誤作動してもあまり大きな影響はない。
ヨーレート信号は０値の代替信号に、車体速度信号は前
もって選択された値の定数値代替信号に、それぞれ代替
され、中央制御プロセッサの他のアルゴリズム動作が遂
行される。
7. 操舵角センサの誤作動
ヨーレートや車体速度と同様、操舵角の誤作動も多く
のアクティブサスペンションシステムにおいては大きな
影響を及ぼさず、０値代替信号で代替される。
のアクティブサスペンションシステムにおいては大きな
影響を及ぼさず、０値代替信号で代替される。
誤作動の検出
中央制御プロセッサ100は以下の中から１つ以上の方
法を用いて、実際にセンサの誤動作を検出する： ａ） 範囲確認 中央プロセッサ100は各センサの出力信号が所定の動
作範囲を越えていないことを確認する。
法を用いて、実際にセンサの誤動作を検出する： ａ） 範囲確認 中央プロセッサ100は各センサの出力信号が所定の動
作範囲を越えていないことを確認する。
ｂ） オフセット確認
中央制御プロセッサは各センサの出力信号が０値また
は各自のオフセット値から離れていないことを確認す
る。負荷と変位用のセンサ以外の全センサは０値を示
す。負荷と変位用のセンサでは、動的影響やバイアス値
や初期設定によるオフセットをなくすための項目が含ま
れる。
は各自のオフセット値から離れていないことを確認す
る。負荷と変位用のセンサ以外の全センサは０値を示
す。負荷と変位用のセンサでは、動的影響やバイアス値
や初期設定によるオフセットをなくすための項目が含ま
れる。
ｃ） 他の変換器からの入力との比較確認
中央制御プロセッサは各センサの出力信号が他のセン
サの出力信号と一貫していることを確認する。例えば、
ハブ加速度が大きければ大きな負荷入力を引き起こすは
ずである。この様に、各センサのデータを元に他の動作
を予測できる。上記の代替方法はセンサの誤作動に際し
て適用されるが、あるセンサが生成した信号を確認する
ための比較対象信号として使用することができる。
サの出力信号と一貫していることを確認する。例えば、
ハブ加速度が大きければ大きな負荷入力を引き起こすは
ずである。この様に、各センサのデータを元に他の動作
を予測できる。上記の代替方法はセンサの誤作動に際し
て適用されるが、あるセンサが生成した信号を確認する
ための比較対象信号として使用することができる。
ｄ） ノイズ確認
中央制御プロセッサはあるセンサが発する信号のノイ
ズ成分が他の同種のセンサが生じる信号のノイズ成分よ
り所定量上回っていないことを確認する。
ズ成分が他の同種のセンサが生じる信号のノイズ成分よ
り所定量上回っていないことを確認する。
ｅ） 反復確認
中央制御プロセッサはセンサが発する各信号を、それ
よりすぐ前に発せられた信号と比較して確認する。セン
サへの物理的な入力値が変化することで、当然予測され
る出力信号の変化よりも、実際の出力信号間の差異が大
きい場合は、この値に注意する必要がある。この様なこ
とが一定時間内の20％を越えて起こる場合はその変換器
は誤作動していると考えられる。
よりすぐ前に発せられた信号と比較して確認する。セン
サへの物理的な入力値が変化することで、当然予測され
る出力信号の変化よりも、実際の出力信号間の差異が大
きい場合は、この値に注意する必要がある。この様なこ
とが一定時間内の20％を越えて起こる場合はその変換器
は誤作動していると考えられる。
上記の説明の通り、本発明が提供するアクティブサス
ペンションはシステム内の１つのセンサが誤作動した後
も作動を継続できる。従って、システムは作動を続け、
運転者は車体に対して幾分かの制御を保つ。影響の小さ
いセンサについては、誤作動を起こしてもたいして車体
制御の妨げにはならない。
ペンションはシステム内の１つのセンサが誤作動した後
も作動を継続できる。従って、システムは作動を続け、
運転者は車体に対して幾分かの制御を保つ。影響の小さ
いセンサについては、誤作動を起こしてもたいして車体
制御の妨げにはならない。
本発明の実施例において、関連の車体のダッシュボー
ドに警告灯が取り付けられ、中央制御プロセッサがセン
サの誤作動を検出すると、車両の運転手に警告する。
ドに警告灯が取り付けられ、中央制御プロセッサがセン
サの誤作動を検出すると、車両の運転手に警告する。
上記の説明の中で、いくつかの評価定数K1,K2,K3につ
いて言及している。本発明の実施例において、サスペン
ション制御プロセッサは32ビットのアキュムレータを備
え、生成された信号の値を評価して最大限の成果を引き
出すしくみになっているため、これらの評価定数は本発
明のアルゴリズムに含まれる。発生信号は分数値である
ことが望ましい。
いて言及している。本発明の実施例において、サスペン
ション制御プロセッサは32ビットのアキュムレータを備
え、生成された信号の値を評価して最大限の成果を引き
出すしくみになっているため、これらの評価定数は本発
明のアルゴリズムに含まれる。発生信号は分数値である
ことが望ましい。
上記の実施例においては“不等面積”油圧式アクチュ
エータを用いているが本発明の車体サスペンションシス
テムは油圧式、気圧式、その他どの型のアクチュエータ
を使用することもできる。
エータを用いているが本発明の車体サスペンションシス
テムは油圧式、気圧式、その他どの型のアクチュエータ
を使用することもできる。
本発明の実施例においては、本発明のサスペンション
システムを４輪を備える陸上車両に使用する例を説明し
たが、このサスペンションシステムは軌道上を走る車両
等のあらゆる陸上車両に使用することができる。
システムを４輪を備える陸上車両に使用する例を説明し
たが、このサスペンションシステムは軌道上を走る車両
等のあらゆる陸上車両に使用することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−188510（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−164320（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−94812（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−188511（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−103517（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−55114（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−151111（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60G 17/015
Claims (10)
- 【請求項１】陸上車両サスペンションシステムで、複数
の車輪およびハブアセンブリのそれぞれが複数のアクチ
ュエータのひとつにより車体に連結され、各アクチュエ
ータの動作は、車体や車体にかかる力の状態を示す出力
信号を複数のセンサから受信する電子または電気プロセ
ッサにより、前記信号に応じて制御されるサスペンショ
ンシステムにおいて、 前記プロセッサは、センサの誤作動を検出する誤作動検
出手段を有し、センサの誤作動を検出すると誤作動セン
サの出力を代替信号と置き換え、前記代替信号と、複数
のセンサの内の機能している１つまたは複数のセンサが
生じる１つまたは複数の信号と、に応じて作動し、 さらに当該陸上車両サスペンションは、前記プロセッサ
が制御信号を生成してアクチュエータを制御する際に、
複数センサの出力信号を受信して前記出力信号に応じて
アクチュエータを制御するものであり、 前記複数のセンサは、 車両の横加速度を測定するセンサと、 車両の縦加速度を測定するセンサと、 車両の速度を測定するセンサと、 アクチュエータから車両に伝わる負荷を測定するセンサ
と、 アクチュエータの伸展と収縮を測定するセンサと、 車両のヨーレートを測定するセンサと、 の２つまたはそれ以上を含み、 前記誤作動検出手段が、 車両の横加速度、 車両の縦加速度、 アクチュエータから車両に伝わる負荷、または アクチュエータの伸展と収縮、 に関するセンサの誤測定を検出すると、 前記プロセッサは、誤作動をおこした１つまたは複数の
センサの１つまたは複数の出力信号を、複数のセンサの
内の機能している１つまたは複数のセンサが生じる１つ
または複数の出力信号から得られる１つまたは複数の代
替信号と置き換え、 さらに、当該陸上車両サスペンションは、２組の前記ア
クチュエータを有し、 第１組のアクチュエータは第１の車軸の車輪およびハブ
アセンブリに、第２組のアクチュエータは第２の軸の車
輪およびハブアセンブリに、それぞれ接続されるもので
あり、 第１のアクチュエータにより車体に伝えられる負荷を測
定するセンサの誤作動を検出した場合、前記プロセッサ
は車両の横加速度が所定のレベルを下回っているかどう
かを検出し、 下回っている場合は、前記プロセッサは誤差動センサの
出力信号を、誤作動センサと同軸の反対側のアクチュエ
ータにより車両に伝えられる負荷を測定するセンサの出
力信号と、 第１と第２のアクチュエータの伸展と収縮を測定する２
つのセンサの出力信号間の差異と、 の関数として算出される代替信号により置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項２】請求項１に記載の陸上車両サスペンション
システムにおいて、 アクチュエータにより車体に伝えられる負荷を測定する
センサの誤作動を検出した後に、前記プロセッサにより
横加速度が所定のレベルを上回っていることが検出され
た場合、 前記プロセッサは誤作動センサの出力信号を、 第２の車軸に接続される、誤作動センサと車体の同じ側
の第３のアクチュエータにより車両に伝えられる力を測
定するセンサの出力信号と、 第１と第３のアクチュエータの伸展と収縮を測定するセ
ンサの出力信号間の差異と、 の関数として算出される代替信号により置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の陸上車両サスペ
ンションシステムにおいて、アクチュエータの伸展と収
縮を測定するセンサが誤作動すると、前記プロセッサは
誤作動センサの出力信号を、アクチュエータの伸展と収
縮を測定する他の１つまたは複数のセンサの出力信号か
ら得られる代替信号で置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項４】請求項３に記載の陸上車両サスペンション
システムにおいて、 第１の軸に接続されるアクチュエータの伸展と収縮を測
定するセンサが誤作動すると、前記プロセッサは誤作動
センサの出力信号を、第１の車軸のもう一方に接続され
るアクチュエータの伸展と収縮を測定するセンサの出力
信号と、第２の車軸に接続されるアクチュエータの伸展
と収縮を測定するセンサの出力信号間の差異の関数とし
て生成される信号と、を合算して得られる代替信号によ
り置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項５】請求項３に記載の陸上車両サスペンション
システムにおいて、 前記プロセッサは横加速度測定センサが生成する出力信
号が、横加速度が所定レベルを下回っていることを示し
ているか否かを検出する手段を有し、横加速度が所定レ
ベルを下回り、かつ第１組のアクチュエータの第１のア
クチュエータの伸展と収縮を測定するセンサに誤作動が
検出された場合、前記プロセッサは誤作動センサにより
生成された出力信号を、第１組のアクチュエータのもう
一方のアクチュエータの伸展と収縮を測定するセンサに
より生成された出力信号により置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項６】請求項５に記載の陸上車両サスペンション
システムにおいて、 横加速度が所定レベルを上回り、かつ第１組のアクチュ
エータの第１のアクチュエータの伸展と収縮を測定する
センサに誤作動が検出された場合、前記プロセッサは前
記第１のアクチュエータにより生成された出力信号を、
第２組のアクチュエータで、第１のアクチュエータと車
体の同じ側に位置するアクチュエータの伸展と収縮を測
定するセンサの出力信号の関数として算出される代替信
号で置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の陸上車
両サスペンションシステムにおいて、 横加速度を測定するセンサの誤作動を検出すると、前記
プロセッサが誤作動センサの出力信号を、車両速度を測
定するセンサの出力信号と、車両ヨーレートを測定する
センサの出力信号の関数として算出される代替信号によ
り置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載の陸上車
両サスペンションシステムにおいて、 車両の縦加速度を測定するセンサの誤作動を検出する
と、前記プロセッサが誤作動センサの出力信号を、車両
速度を測定するセンサの出力信号を微分しフィルタリン
グして得られる代替信号により置き換える、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項９】請求項１から８のいずれかに記載の陸上車
両サスペンションシステムにおいて、 前記プロセッサの誤作動検出手段がセンサの出力信号を
モニタし、前記出力信号を他のセンサにより生成された
出力信号から算出される推定出力信号と比較し、測定出
力信号と推定出力信号の差異が前もって決められた範囲
外である場合、前記プロセッサは前記モニタされたセン
サが誤作動していると認識する、 陸上車両サスペンションシステム。 - 【請求項１０】請求項１から９のいずれかに記載の陸上
車両サスペンションシステムにおいて、 前記プロセッサの誤作動検出手段が第１のセンサの第１
の出力信号のノイズ成分をモニタし、前記第１の出力信
号のノイズ成分を他のセンサの出力信号のノイズ成分部
分と比較し、第１のセンサの第１の出力信号のノイズ成
分が、他のセンサの出力信号のノイズ成分の前もって決
められた範囲外である場合、前記第１のセンサは誤作動
していると認識する、 陸上車両サスペンションシステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9213178.8 | 1992-06-22 | ||
| GB929213178A GB9213178D0 (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Vehicle suspension system |
| PCT/GB1993/001312 WO1994000308A2 (en) | 1992-06-22 | 1993-06-22 | Vehicle suspension systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07508241A JPH07508241A (ja) | 1995-09-14 |
| JP3465902B2 true JP3465902B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=10717492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50214794A Expired - Fee Related JP3465902B2 (ja) | 1992-06-22 | 1993-06-22 | 車両サスペンションシステム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5627751A (ja) |
| EP (1) | EP0646069A1 (ja) |
| JP (1) | JP3465902B2 (ja) |
| GB (1) | GB9213178D0 (ja) |
| WO (1) | WO1994000308A2 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6129364A (en) * | 1996-04-26 | 2000-10-10 | Fisher; Kenneth G. | Independent suspensions |
| GB9611119D0 (en) * | 1996-05-29 | 1996-07-31 | Rover Group | Motor vehicle suspension system |
| US5717376A (en) * | 1996-09-03 | 1998-02-10 | United Technologies Automotive, Inc. | System for determining failure of remote sensing device |
| TW482129U (en) * | 1997-04-23 | 2002-04-01 | Toyoda Automatic Loom Works | A rock controller for industrial vehicle body |
| JPH11165998A (ja) * | 1997-12-04 | 1999-06-22 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 産業車両の車体揺動制御装置及び産業車両 |
| DE19857394C2 (de) * | 1998-12-12 | 2000-11-23 | Daimler Chrysler Ag | Regelbares Aufhängungssystem für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs |
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