JP4816577B2 - Vehicle height adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、車高調整装置、特に車高調整装置のシステムに不具合が生じた場合のフェールセーフ技術に関する。 The present invention relates to a fail-safe technique in the case where a malfunction occurs in a vehicle height adjusting device, particularly a system of the vehicle height adjusting device.
従来、車両の使用状態や走行状態などに応じて車高を変化させる車高調整装置を搭載する車両がある。たとえば、特許文献1に記載の車高調整装置は、乗客が乗り降りするときに車高を低くして乗り降りを容易にできるようにしている。また、荷物の積み降ろしのときには、プラットホームの高さと荷台の高さが一致するように車高を調整して荷物の積み降ろしを容易にできるようにしている。また、この車高調整装置は、走行を開始したときに車速情報を取得して、その走行に適した車高に復帰するように構成されている。さらに、速度情報が適正でないときに車高調整装置を自動的に安全サイド、すなわち車高を基準値に復帰させることができる構成が開示されている。
しかし、速度情報が適正でないからといって、車高を基準値に戻すと不具合を生じてしまう場合がある。たとえば、スポーツ多目的車(SUVなどと称される)などの車両は、凹凸路などの悪路走行をスムーズに行えるように車高調整装置を搭載するものがある。車高調整装置を搭載する車両は、凹凸路を走行するときに車高を基準車高より高くすることにより車体下部が凹凸路面に接触する結果、車輪が許容範囲を超えて路面から浮いて走行不能になることを防止している。このような悪路走行中に速度情報が適正でなくなり、車高を基準車高に復帰させてしまうと、車体下部と路面が接触してしまう場合がある。つまり、フェール時に安全サイドに制御したにも拘わらず走行不能になってしまう場合がある。 However, there may be a problem if the vehicle height is returned to the reference value because the speed information is not appropriate. For example, some vehicles such as sports multipurpose vehicles (referred to as SUVs) are equipped with a vehicle height adjusting device so that rough roads such as uneven roads can be smoothly traveled. A vehicle equipped with a vehicle height adjustment device, when traveling on uneven roads, raises the vehicle height above the reference vehicle height so that the lower part of the vehicle body comes into contact with the uneven road surface. It prevents it from becoming impossible. If the speed information is not appropriate while traveling on such a rough road and the vehicle height is returned to the reference vehicle height, the lower portion of the vehicle body may come into contact with the road surface. In other words, there are cases where the vehicle cannot travel despite being controlled to the safe side during a failure.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車高調整装置にフェールが生じた場合、特に速度情報が適正でない場合に路面の状態に応じた適切な車高制御が可能な車高調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to enable appropriate vehicle height control according to the road surface condition when a failure occurs in the vehicle height adjusting device, particularly when the speed information is not appropriate. An object of the present invention is to provide a vehicle height adjustment device.
上記課題を解決するために、本発明の車高調整装置は、車両の各車輪を支持する車軸と車体との間に配置され、当該車両の車高を車輪毎に変化させるための車高調整手段と、各車輪の装着位置における車高値を検出するための車高検出手段と、前記車両の速度情報を取得するための速度取得手段と、前記車高調整手段を制御して車高調整を実行するための車高制御手段と、車高調整を行うシステムのシステム異常を検出するためのシステム異常検出手段と、前記速度取得手段の速度取得異常を検出するための速度異常検出手段と、前記システム異常および速度取得異常が検出されたときに、前記各車輪の車高値の比較に基づき、前記車両が存在する路面の状態を推定する路面推定手段と、前記路面の状態が所定の悪路状態より穏やかな場合、前記車高調整手段を駆動して車高を基準車高に復帰させるための復帰制御手段と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vehicle height adjustment device according to the present invention is disposed between an axle that supports each wheel of a vehicle and a vehicle body, and adjusts the vehicle height for changing the vehicle height of the vehicle for each wheel. A vehicle height detecting means for detecting a vehicle height value at each wheel mounting position, a speed acquiring means for acquiring speed information of the vehicle, and a vehicle height adjusting means for controlling the vehicle height adjustment. Vehicle height control means for executing, system abnormality detection means for detecting a system abnormality of a system that performs vehicle height adjustment, speed abnormality detection means for detecting speed acquisition abnormality of the speed acquisition means, Road surface estimation means for estimating a road surface state where the vehicle exists based on a comparison of vehicle height values of the wheels when a system abnormality and a speed acquisition abnormality are detected, and the road surface state is a predetermined bad road state If calmer, And return control means for returning the vehicle height to the reference vehicle height by driving the serial vehicle height adjustment means, characterized in that it comprises a.
車高調整手段は、各車輪毎に車高調整ができればよく、たとえば空気圧を用いたもの、液圧を用いたもの、モータを用いたものなどが利用可能である。速度取得手段は、車両が所定速度、たとえば30km/h以上で走行しているか否かを判定できればよく、速度情報は車輪速センサからの情報に基づき取得してもよいし、他のシステムで用いられる速度情報を取得してもよい。車高制御手段は、当該車高調整装置のシステムが正常に機能している場合、運転者が操作する操作部から入力される操作情報や速度取得手段で取得した速度情報に基づき、車両状態に適した車高になるように車高調整手段を制御する。たとえば、停車中の場合、運転者の要求により車高調整を実行する。また、基準車高より車高の高い高車高調整や基準車高より車高の低い低車高調整が行われたままの状態で所定の速度以上(たとえば、30km/h以上)で走行を開始した場合、運転者は走行し易い路面の走行を開始したと考えられる。したがって、車高調整装置は走行し易い路面を走行していると推定して基準車高に戻す。なお、基準車高は、車両の設計段階で決めることのできる車高で、走行時の空気抵抗や車両の重心位置を考慮して安定した走行を実現できる車高である。一方、システム異常検出手段は、システムのハード面での異常やソフト面での異常を検出する。たとえば、信号線のオープン/ショートやセンサの異常、取得した情報などを処理するソフトウエアのエラーなどをシステム異常として検出する。また、速度異常検出手段は、速度取得手段が取得する速度が正常取得できているかを検出する。一般に運転者は凹凸の激しい路面を走行する場合や走行に影響するような障害物が車両周囲に存在する場合、ゆっくりと走行する。したがって、所定速度未満、たとえば30km/h未満で走行する場合、悪路であったり周囲に障害物がある可能性があると推定できる。つまり、速度情報が正常に取得できれば車両の周囲環境が推定可能となり車高調整装置のシステムの一部にフェールが生じていても悪路走行時や障害物が存在するときには車高調整を制限して、車高が不用意に変更されることを防止する制御ができる。一方、システムの一部にフェールが生じ、さらに速度情報が正常に取得できない場合、上述のような車高制御ができなくなる。そこで、路面推定手段は、各車輪の車高値を比較することにより、4つの車輪の接地点の捩れ、つまり車両の存在する路面の平面状態を推定する。そして、復帰制御手段は、システム異常および速度取得異常が検出されたとき、路面推定手段の推定結果が所定の悪路状態より穏やかな場合に、車両は、概ね平坦な路面を走行していると推定する。つまり、基準車高でも車両下部を路面に接触させることなく走行できると推定して、車高を基準車高に復帰させて、車両が走行するときに最も適した車高状態にする。 The vehicle height adjusting means only needs to be able to adjust the vehicle height for each wheel. For example, a device using air pressure, a device using hydraulic pressure, a device using a motor, or the like can be used. The speed acquisition means only needs to be able to determine whether or not the vehicle is traveling at a predetermined speed, for example, 30 km / h or more, and the speed information may be acquired based on information from the wheel speed sensor or used in other systems. Speed information may be obtained. The vehicle height control means, when the system of the vehicle height adjustment device is functioning normally, changes the vehicle state based on the operation information input from the operation unit operated by the driver and the speed information acquired by the speed acquisition means. The vehicle height adjusting means is controlled so as to achieve a suitable vehicle height. For example, when the vehicle is stopped, the vehicle height is adjusted according to the driver's request. In addition, the vehicle travels at a predetermined speed or higher (for example, 30 km / h or higher) in a state where the height adjustment is higher than the reference height or the low height adjustment is lower than the reference height. When started, it is considered that the driver has started traveling on a road surface that is easy to travel. Therefore, the vehicle height adjusting device estimates that the vehicle is traveling on a road surface that is easy to travel, and returns it to the reference vehicle height. The reference vehicle height is a vehicle height that can be determined at the vehicle design stage, and is a vehicle height that can realize stable traveling in consideration of air resistance during traveling and the position of the center of gravity of the vehicle. On the other hand, the system abnormality detection means detects an abnormality in the hardware aspect of the system and an abnormality in the software aspect. For example, a signal line open / short, sensor abnormality, software error that processes acquired information, etc. are detected as a system abnormality. The speed abnormality detecting means detects whether the speed acquired by the speed acquiring means is normally acquired. In general, a driver travels slowly when traveling on a rough road surface or when an obstacle that affects traveling is present around the vehicle. Therefore, when traveling at a speed less than a predetermined speed, for example, less than 30 km / h, it can be estimated that there is a possibility of a rough road or an obstacle around the road. In other words, if the speed information can be acquired normally, the surrounding environment of the vehicle can be estimated, and even if a failure occurs in a part of the system of the vehicle height adjustment device, vehicle height adjustment is limited when driving on rough roads or when there are obstacles. Thus, it is possible to control to prevent the vehicle height from being inadvertently changed. On the other hand, if a failure occurs in a part of the system and the speed information cannot be acquired normally, the vehicle height control as described above cannot be performed. Therefore, the road surface estimation means estimates the torsion of the contact points of the four wheels, that is, the plane state of the road surface on which the vehicle exists, by comparing the vehicle height values of the wheels. When the system abnormality and the speed acquisition abnormality are detected, when the estimation result of the road surface estimation means is gentler than a predetermined bad road state, the return control means is that the vehicle is running on a substantially flat road surface. presume. That is, it is estimated that the vehicle can travel without contacting the lower surface of the vehicle with the road surface even at the reference vehicle height, and the vehicle height is returned to the reference vehicle height so that the vehicle height is most suitable when the vehicle is traveling.
また、上記態様において、前記路面推定手段は、車両の対角線上に配置された車輪の車高値の和の比較に基づき路面の状態を推定してもよい。この態様によれば、車両が存在する路面の捩れ状態を推定することができる。その結果、車高を基準車高に復帰させてよいか否かを精度よく判定することができる。 In the above aspect, the road surface estimation means may estimate a road surface state based on a comparison of vehicle height values of wheels disposed on a diagonal line of the vehicle. According to this aspect, the torsional state of the road surface on which the vehicle is present can be estimated. As a result, it can be accurately determined whether or not the vehicle height can be returned to the reference vehicle height.
上記態様において、前記路面推定手段は、さらに車輪上下方向の加速度を取得し、当該加速度の変化に基づき路面の状態を推定してもよい。たとえば、悪路状態と悪路でない状態(良路)が頻繁に変化するように路面の場合、車高変化のみで路面状態の推定を行と推定のタイミングによっては良路と推定してしまう場合がある。そこで、車輪の上下方向の加速度を参照して、上下加速度の変化が所定値より大きい場合に悪路、所定値より少ない場合には良路と推定する。この態様によれば、路面状態の推定の精度を向上させることができる。 The said aspect WHEREIN: The said road surface estimation means may acquire the acceleration of a wheel up-down direction further, and may estimate the state of a road surface based on the change of the said acceleration. For example, when the road surface is such that the rough road state and the non-bad road state (good road) change frequently, the road surface state is estimated based on only the change in vehicle height and the road is estimated to be a good road depending on the timing of estimation. There is. Therefore, referring to the acceleration in the vertical direction of the wheel, it is estimated that the road is bad when the change in vertical acceleration is larger than a predetermined value, and that the road is good when the change is lower than the predetermined value. According to this aspect, it is possible to improve the accuracy of estimation of the road surface state.
本発明の車高調整装置によれば、車高調整装置にフェールが生じた場合、特に速度情報が正常に取得できない場合でも路面の状態に応じたフェールセーフを考慮して適切な車高制御ができる。 According to the vehicle height adjusting device of the present invention, when a failure occurs in the vehicle height adjusting device, proper vehicle height control is performed in consideration of fail-safe according to the road surface condition even when the speed information cannot be normally acquired. it can.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
本実施形態の車高調整装置は、当該車高調整装置にフェールが生じた場合、特に速度情報が正常に取得できなかった場合でも路面の状態に応じて適切な車高制御を可能にする。本実施形態の車高調整装置は、速度情報が正常に取得できない場合、路面の状態を各車輪位置における車高値の比較に基づき推定する。つまり、各車輪の車高値の差が所定値を超える場合、路面に所定レベルより険しい凹凸が存在したり、見かけ上平坦であっても軟らかい部分があり車輪が路面に潜ってしまうなどの悪路であると推定する。逆に、車高値の差が小さい場合、路面は概ね平坦であり車両下部が路面に接触することなく走行可能な路面であると推定する。このように、車高調整装置のシステムにフェールが生じている場合でも走行の妨げにならないと推定できる場合、つまり、車両が現在概ね平坦な路面に存在すると推定できる場合、車高を基準車高に復帰させて走行安定性を確保する。 The vehicle height adjustment device according to the present embodiment enables appropriate vehicle height control according to the road surface state even when a failure occurs in the vehicle height adjustment device, particularly when speed information cannot be acquired normally. When the speed information cannot be acquired normally, the vehicle height adjusting device of the present embodiment estimates the road surface state based on comparison of vehicle height values at each wheel position. In other words, when the difference in vehicle height between the wheels exceeds a predetermined value, there are rough roads that are rougher than the predetermined level on the road surface, or there is a soft part even if it is apparently flat, and the wheels are dive on the road surface. It is estimated that. Conversely, when the difference in vehicle height value is small, it is estimated that the road surface is generally flat and the lower part of the vehicle can travel without contacting the road surface. In this way, if it can be estimated that the vehicle height adjustment system will not hinder driving even when a failure occurs in the system, that is, if it can be estimated that the vehicle is currently on a substantially flat road surface, the vehicle height is determined as the reference vehicle height. To ensure the running stability.
図1は、本実施形態の車高調整装置を搭載する車両10の構成概念図である。なお、図1は、本実施形態の車高調整装置に関連する構成のみを示し、他の構成は省略している。本実施形態では、各車輪の位置における車高を変化させる車高調整手段として、例えば電子制御式のエアサスペンションや油圧サスペンションに含まれる車高調整機能付きのアブソーバユニットを用いることができる。また、モータ駆動により車高調整を実行するものを含むことができる。なお、本実施形態では、車高調整装置に電子制御式のエアサスペンションのアブソーバユニット12を用いている場合を説明する。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a configuration of a
車高調整手段として機能するアブソーバユニット12は周知のものが利用可能であり、例えば、アブソーバユニット12に形成されたチャンバーに空気を出し入れし、当該アブソーバユニット12の伸縮量の調整を行い車高を変化させるものが使用できる。このアブソーバユニット12は、車両の車幅方向両端部で車輪14を支持するサスペンションの一部であり、当該アブソーバユニット12の下端部がサスペンションアーム16(車輪14側)に接続されている。また、アブソーバユニット12の上端部が車体側(不図示)に接続されている。したがって、車両が走行中に路面から振動や衝撃を受けてもアブソーバユニット12の振動減衰効果によってその振動や衝撃を吸収し、乗り心地の改善や走行安定性の向上に寄与している。また、上述のようにアブソーバユニット12のチャンバーに空気を出し入れすることによりアブソーバユニット12自体の伸縮を実行することができ、車体と車輪14の間の鉛直方向の距離を調整して車高を変化させることができる。
A well-known
アブソーバユニット12の伸縮動作は、例えばサスペンションを構成するサスペンションアーム16(ロアアームなど)に接続され車高検出手段として機能する車高センサ18で検出される車高値に基づき行われる。例えば、車両10の積載量や乗員数が変化した場合、その重量により車高は変化する。このときアブソーバユニット12を制御すれば車高をほぼ一定の高さに制御できる。その結果、車両姿勢が安定し、ばね上共振周波数をほぼ一定に維持できるようになり、快適な乗り心地や操作性の安定化に寄与できる。また、車速によって車高を変化させることも可能であり、車速に適した車高で安定した走行を実現する。また、乗員が乗り降りするときに車高を下げることにより乗り降りが容易になる。また、荷物の積み降ろしのために荷台の高さ調節を行えば作業が容易になる。
The expansion / contraction operation of the
アブソーバユニット12には、配管20を介して、コンプレッサ22および低圧タンク24が接続されている。コンプレッサ22は、車高を上昇させるためにアブソーバユニット12のチャンバーに送り込む圧縮空気を高速に発生する。また、低圧タンク24は、車高を降下させるためにアブソーバユニット12のチャンバーから高速に空気を抜くために用いられる。配管20上には、アブソーバユニット12ごとにコントロールバルブ26が配置されている。このコントロールバルブ26は、車高調整装置全体を制御する制御手段として機能するECU28により開閉制御が行われる。また、ECU28はコンプレッサ22および低圧タンク24と、アブソーバユニット12(配管20)との接離操作も行う。ECU28は、コントロールバルブ26の制御を車高センサ18から提供される車高データに基づくフィードバック制御により実行する。したがって、車体に対するサスペンションアーム16の高さ状態を車高センサ18で検出することにより、アブソーバユニット12を最適な伸縮状態にして車高制御を実現できる。
A
ECU28には、車高調整を実行するために必要な各種情報が提供される。たとえば、車高センサ18から各車輪位置における車高値を取得している。また、各車輪14の近傍には、当該車輪14の車輪速を測定するための車輪速センサ30が配置され、常時車輪速情報をECU28に提供している。ECU28では、車輪速情報に基づく車両10の車速を取得する。なお、ECU28は車高制御装置以外のシステムで用いられる車輪速情報や車速情報を取得して車高制御に用いてもよい。また、ECU28には、運転者が手動で車高調整を実行する場合に操作する車高調整スイッチ32が接続されている。この車高調整スイッチ32は基本的には、車両10が停車している場合のみ操作可能になっている。なお、車両10の停車時のみECU28側で車高調整スイッチ32からの操作信号を受け付け可能としてもよい。また、ECU28には、車高調整状態やシステムがフェールしたときの警報情報などを提示する提示装置34が接続されている。この提示装置34は表示器やスピーカを備えることができる。
The
図2は、本実施形態で利用可能な車高センサ18の一例を示す説明図である。センサ本体18aはブラケット36を介して車体の一部に固定される。センサ本体18aから延出されたアーム18bにはボールジョイントなどを介してリンクアーム38が接続されている。リンクアーム38の他端は、ボールジョイントなどを介してサスペンションアーム16など車輪14と一体的に上下動作する部分に固定される。図2の場合、センサ本体18aは、アーム18bの中立位置aを中心に最高車高位置bと最低車高位置cとの間で車高値を検出するようになっている。なお、図2の場合、中立位置aを基準車高とすることができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of the
図3は、ECU28の構成を説明するブロック図である。本実施形態において、ECU28は、システム管理部40、車速取得部42、車高取得部44、車高制御部46、ワープ演算部48、フェール復帰指示部50、警報処理部52、加速度取得部54等を含む。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the
システム管理部40は車高調整装置が正常に機能しているかを管理する。車高調整装置は、通常、ユーザの操作する車高調整スイッチ32からの信号を受けて動作する。前述したように、車両10の乗り降りを行うために車高を下げた方が好ましい場合や、基準車高では車両屋根がゲートやトンネルや車庫の天井などに接触する可能性がある場合、ユーザは車高調整スイッチ32を下降側に操作し車高を基準車高より低くする。また、荷物の積み降ろしなど荷台の高さをプラットホームの高さに合わせて高くした方が作業しやすい場合や、凹凸の激しい悪路走行などで車高を高くした方が走行し易い場合、ユーザは車高調整スイッチ32を上昇側に操作し車高を基準車高より高くする。なお、ここでいう基準車高は、車両の設計段階で決めることのできる車高で、走行時の空気抵抗や車両の重心位置を考慮して車両が安定してスムーズに走行するのに適した車高で安定走行車高とも表現できる。たとえば、車速が所定速度以上(たとえば、30km/h以上)の場合に、基準車高で走行させることにより、車両10に安定した走行を実行させることができる。
The
システム管理部40は、車速取得部42を介して車速を取得する。車速取得部42は速度取得手段として機能し、車輪速センサ30からの車輪速情報に基づき車速を算出してもよいし、他のシステム、たとえばABSシステムなどが検出している車輪速や車速を取得して車高制御用としてもよい。車高取得部44は、車高センサ18から送られてくる実測値をそのまま採用してもよいし、所定期間に取得できる車高値の平均値を制御用の車高値として車高制御に用いてもよい。
The
システム管理部40は、システム異常検出手段として機能するシステム異常検出部56と速度異常検出手段として機能する速度異常検出部58を含む。システム異常検出部56は、車高制御システムのハード面での異常やソフト面での異常を検出する。たとえば、信号線のオープン/ショートやセンサの異常、また、取得した情報などを処理するソフトウエアのエラーなどをシステム異常として検出する。また、速度異常検出部58は、車速取得部42が取得する速度が正常取得できているかを検出する。たとえば、車輪速センサ30は車両10が走行している場合、連続した車輪速情報を出力する。また、車高センサ18は車両10が走行する場合、アブソーバユニット12が車高を所定の車高に維持しようとして常に駆動するので、微妙な車高値の変化を連続的に出力する。また、車高調整スイッチ32からの操作信号を受け取った場合、コントロールバルブ26の開閉制御や、配管20に対するコンプレッサ22や低圧タンク24の接離制御が行われる。システム異常検出部56や速度異常検出部58は、これらの制御に伴う信号値が検出されるべきタイミングで設定範囲を逸脱することなく検出できるか、また制御指令に対して対応する動作が実行できているかなどに基づき異常検出を行う。
The
システム管理部40は、システム異常検出部56および速度異常検出部58において異常が検出されない場合、車高制御手段として機能する車高制御部46を介して車高調整スイッチ32の操作に基づく制御や所定の通常速度以上になったときの車高復帰制御を実行する。つまり、車高制御部46は各コントロールバルブ26の開閉制御を実行し、車高調整スイッチ32の操作に基づく制御を行ったり、車高調整状態で走行を開始した場合、速度情報に基づく車高復帰制御を実行する。
When no abnormality is detected in the system
一方、システム異常検出部56で異常が検出されたものの、速度異常検出部58では異常が検出されない場合、つまり、速度情報は正常に取得できている場合、システム管理部40は、フェール復帰指示部50に現在システムが異常(フェール)状態にあることを通知する。システム異常が生じている場合、システム管理部40は車高調整スイッチ32からの操作を禁止することができる。ただし、前述したように、速度情報が正確に取得できていれば、所定速度未満で走行している場合は、路面が所定レベルを超える悪路であったり、車両10の周囲に走行を阻害する障害物があると推定することができる。また、所定速度以上で走行している場合、良路であると推定できる。したがって、復帰制御手段として機能するフェール復帰指示部50は、車両10が所定速度以上で走行を開始した場合で、車高が基準車高以外の状態に制御されている場合、基準車高に復帰するようにフェール時における復帰処理を実行する。また、フェール復帰指示部50は警報処理部52にシステム異常が生じていることを通知する。警報処理部52は、提示装置34を介して、現在車高調整装置にフェールが生じているが、車速に基づき基準車高への復帰が行えることや、早急にメンテナンスを必要とするなどの通知を運転者に提供する。この通知は、音声通知でも文字通知、警告灯などによる通知とすることができる。
On the other hand, when an abnormality is detected by the system
一方、システム異常検出部56及び速度異常検出部58で異常が検出された場合、システム管理部40は路面推定手段として機能するワープ演算部48に速度異常が生じた旨通知する。ワープ演算部48は、速度取得異常の通知を受けると、各車輪14の車高値の比較に基づき、車両10が存在する路面の状態を推定する。具体的には、車両10の対角線上に配置された2本の車輪14の車高値の和を求める。次に得られた2種類の対角線の車高値の和の差を取り、ワープ値とする。ワープ値の大きさに基づき、車両10が平坦な路面に存在するか、捩れた路面に存在するかを推定することができる。具体的には、左前輪の車高値をH[FL]、右前輪の車高値をH[FR]、左後輪の車高値をH[RL]、右後輪の車高値をH[RR]とした場合、ワープ値Warpは、Warp=(H[FL]+H[RR])−(H[FR]+H[RL])となる。ワープ値Warpが所定値を超えている場合、たとえば、30〜40mm、好適には30mmを超えている場合、路面は車両10の対角線方向に大きく捩れていると推定できる。つまり、車両10が捩れ姿勢となり、不用意に車高を基準車高に戻すと車両10の底部が路面と接触し、車輪14の駆動力が路面に伝達できなくなり、走行不能になってしまう可能性がある。逆にワープ値Warpが所定値以下の場合、路面は概ね平坦であると推測することができる。つまり、車高を基準車高に復帰させても走行不能になることはなく、走行時の車両安定性を向上することができる。
On the other hand, when an abnormality is detected by the system
なお、この場合もフェール復帰指示部50は警報処理部52にシステム異常が生じていることを通知する。警報処理部52は、提示装置34を介して、現在車高調整装置にフェールが生じているが、路面状態に基づき基準車高への復帰が可能であることや、早急にメンテナンスを実行することが望ましいとことを通知する。
In this case as well, the fail
上述したように、ワープ演算部48は、車高取得部44から取得する車高値に基づきワープ値を算出するが、平坦部分を含んで凹凸変化が頻繁に生じるような路面の場合、ワープ値の演算タイミングによっては平坦部分で演算を行ってしまう可能もありワープ値の信頼性が低下する場合がある。そこで、ワープ演算部48は、加速度取得部54を介して車輪14の上下方向の加速度を検出する加速度センサ60からの情報を取得して悪路と良路の判定精度を向上させてもよい。凹凸路を走行すると車輪14は上下に繰り返し振動する。つまり、上下方向の加速度変化が激しくなる。この加速度の変化を検出して、所定のしきい値以上の加速度変動が生じている場合に悪路を走行していると推定してもよい。この場合、加速度の変化は平坦路から凹凸路に移行する場合、またその逆の場合にも変化を生じるので、悪路判定を高精度で実行することができる。したがって、各車輪14の上下方向の加速度が所定のしきい値以上の場合、車両10は凹凸の激しい路面を走行していると推定する。このとき高車高調整されている場合、フェール復帰指示部50はワープ値が所定値を超えていた場合と同様に現在の車高状態を維持する。そして、フェール復帰指示部50は加速度の変化が小さくなり悪路を脱出した(概ね平坦な道路を走行するようになった)と推定できるようになってから車高を走行に適する基準車高に復帰させる。
As described above, the
また、未舗装道路を走行しているか否かも各車輪14の上下方向の加速度の変化に基づいて判定することができる。未舗装道路の場合、車輪14の上下方向の加速度は小さな振幅で短い周期の変化パターンを示す。一方舗装道路の場合、加速度の変化がさらに小さく、周期の長い変化パターンを示す。走行道路が未舗装であり、現在の車高状態が高車高の場合、今後凹凸の激しい悪路に進入する可能性があるので、車高を基準車高に復帰させない方が好ましいと推定できる。したがって、フェール復帰指示部50は未舗装道路を脱出するまで、車高の現状維持を継続して、未舗装道路から脱出したと判断できた場合に、車高復帰制御を実行する。このように、車輪14に対する上下方向の加速度情報を用いることにより、高精度の悪路推定、及び未舗装道路か舗装道路かを推定することが可能になり、より走行に適したフェール時の車高走行制御を実行することができる。
Further, whether or not the vehicle is traveling on an unpaved road can also be determined based on a change in acceleration in the vertical direction of each
このように、本実施形態の車高調整装置によれば、車速が正常に取得できないようなフェールが生じた場合でも、路面の状態に応じて適切なタイミングで車高を基準車高に復帰させることができるので、良好なフェールセーフ機能を確保することができる。 As described above, according to the vehicle height adjusting device of the present embodiment, even when a failure occurs in which the vehicle speed cannot be normally acquired, the vehicle height is returned to the reference vehicle height at an appropriate timing according to the road surface condition. Therefore, a good fail safe function can be secured.
上述のように構成される車高調整装置の動作を図4のフローチャートを用いて説明する。 The operation of the vehicle height adjusting device configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
車両10のイグニッションスイッチがオンされるとシステム管理部40は、車高調整装置のシステムにフェールが生じているか否か監視を開始する(S100のYまたはN)。システム異常検出部56及び速度異常検出部58がシステム異常は生じていないと判定した場合(S100のN)、システム管理部40は、車高制御部46を介して正常車高制御処理を実行する(S102)。つまり、システム管理部40は車高調整スイッチ32に基づく手動の車高調整を許可する。また、高車高状態や低車高状態に調整されたまま、車両10が所定速度以上(たとえば、20〜30km/h、好適には30km/h以上)で走行を開始したらシステム管理部40は車両10が概ね平坦な路面を走行していると推定する。そして、車高を自動的に基準車高に復帰させて走行安定性を確保するとともに、S100に戻りシステム異常が生じていないか否かの監視を継続する。
When the ignition switch of the
S100において、車高調整装置にシステム異常が生じていることが検出された場合(S100のY)、システム管理部40は車高取得部44からの情報に基づき、現在各車輪14の車高が基準車高になっているか否か確認する(S104のYまたはN)。現在、車両10の全ての車輪14が基準車高に制御されている場合(S104のY)、システム管理部40は、車高調整スイッチ32による車高調整を禁止する(S106)。また、システム管理部40は、警報処理部52に警報発生信号を供給して車高調整装置にシステム異常が生じていることを提示装置34を用いて運転者に提示する(S108)。たとえば、メンテナンスを実行することを運転者に勧める。そして、車高調整制御を終了する。
In S100, when it is detected that a system abnormality has occurred in the vehicle height adjusting device (Y in S100), the
S104において、車輪14のうち1輪でも基準車高になっていないものがある場合(S104のN)、システム管理部40は速度異常検出部58を用いて速度情報(車速情報)が正常に取得できているかを確認する(S110のYまたはN)。もし、車速が正常に取得できている場合(S110のY)、システム管理部40は現在の車速としきい値の関係が、車速≧しきい値になっているか確認する(S112のYまたはN)。この場合のしきい値は、たとえば、20〜30km/h、さらに好適には30km/hとすることができる。車速<しきい値の場合(S112のN)、車両10は意図的に低速で走行していると推定できる。つまり、運転者は凹凸の激しい所定レベル以上の悪路を走行しているか、車両10の周囲に障害物がある所、たとえば、低い屋根やゲートなどがある所を走行していると推定できる。この場合、車両10の車高を不用意に変化させるのは望ましくないので、フェール復帰指示部50は車高制御部46に対し車高を現状維持するように指示する(S114)。つまり、車高状態が高車高の場合、高車高から基準車高に復帰させることを一時的に禁止する。また、車高状態が低車高の場合、低車高から基準車高に復帰させることを一時的に禁止する。なお、この場合、車高調整装置において、速度情報を正常に取得できているので、車速に基づく車高制御が可能なので、走行に対する障害(悪路や障害物)が解消されれば基準車高に自動復帰可能であるが、システムのいずれかでフェールが生じている。したがって、フェール復帰指示部50は、警報処理部52及び提示装置34を用いて運転者にフェールが生じていることや走行に対する障害の解消後に基準車高復帰可能であることを報知する(S116)。フェール報知後、車両10は悪路や障害物の存在する場所を抜け出し、所定速度以上で走行し始める可能性があるので、システム管理部40はS110に戻り、車速監視を継続する。
In S104, if any of the
一方、S112において、車速≧しきい値である場合(S112のY)、車両10は悪路や障害物の存在する場所を走行していないと推定できる。つまり、走行速度に適した車高で走行しても車両10の走行を阻害しない。そのため、フェール復帰指示部50は、車高制御部46に対し、フェール時の車高復帰処理を実行するように指示する(S118)。つまり、車高制御部46にコントロールバルブ26を開閉制御させ、アブソーバユニット12を伸縮制御して、車高を基準車高に復帰させる。つまり、車高状態が高車高の場合、高車高から基準車高に復帰させる。また、車高状態が低車高の場合、低車高から基準車高に復帰させる。なお、この場合、車高調整装置において速度情報は正常に取得できているが、システムのいずれかでフェールが生じている。したがって、フェール復帰指示部50は、警報処理部52及び提示装置34を用いて運転者に、車高を基準車高に復帰させたがフェールが生じている旨を報知する(S120)。そして、一連の車高調整制御を終了する。つまり、基準車高を維持して、車高調整装置のメンテナンス完了を待つ。
On the other hand, if the vehicle speed is equal to or greater than the threshold value in S112 (Y in S112), it can be estimated that the
S110において、速度異常検出部58が速度情報が正常に取得できないことを検出した場合(S110のN)、システム管理部40はワープ演算部48に各車輪14における車高値に基づくワープ値を算出するように指示を出す(S122)。速度異常検出部58は、たとえば、走行しているにも拘わらず速度情報が取得できない場合や、通常ではあり得ない速度情報が取得された場合、他のシステムにおいて、速度情報エラーが出た場合などに、速度情報が正常に取得できないと判定する。ワープ演算部48は、前述したように車高センサ18の情報を車高取得部44から取得し、ワープ値Warp=(H[FL]+H[RR])−(H[FR]+H[RL])を演算する。ワープ演算部48は、算出したワープ値をフェール復帰指示部50に提供し、フェール復帰指示部50は所定のしきい値と算出したワープ値を比較する(S124)。前述したように、ワープ値の比較に用いるしきい値は、たとえば30mmとすることができる。算出したワープ値が、ワープ値≦しきい値(30mm)の場合(S124のY)、S118に移行する。つまり、2種類の対角線の車高値の和の差は少なく、車両10の捩れは少ない、したがって、現在走行中の路面は概ね平坦であると推定できる。その結果、走行速度に適した車高で走行しても車両10の走行を阻害しないと推定できる。そのため、フェール復帰指示部50は、車高制御部46に対し、フェール時の車高復帰処理を実行するように指示する(S118)。つまり、車高制御部46にコントロールバルブ26を開閉制御させ、アブソーバユニット12を伸縮制御して、車高を基準車高に復帰させる。なお、ワープ値を用いた推定では路面が概ね平坦であると推定できるが、車両周囲の状況(たとえば、車両周囲や上方の障害物の状況)は推定できない。そのためワープ値を用いた場合の車高復帰処理では、高車高から基準車高への復帰のみを行うようにすることが望ましい。この場合も、車高調整装置は、速度情報が正常に取得できないフェールを抱えているものの、応急処置的に安定走行するのに適した車高に制御している。したがって、フェール復帰指示部50は、警報処理部52及び提示装置34を用いて運転者に車高を基準車高に復帰させたがフェールが生じていることを報知する(S120)。そして、一連の車高調整制御を終了する。つまり、基準車高を維持して、車高調整装置のメンテナンス完了を待つ。
In S110, when the speed
一方、S124において、ワープ値>しきい値となった場合(S124のN)、現在、車両10は、凹凸の激しい所定レベル以上の悪路を走行していると推定できる。この場合、車両10の車高を不用意に変化させるのは望ましくないので、フェール復帰指示部50は車高制御部46に対し、現在の車高が高車高でも低車高でも車高を現状維持するように指示する(S126)。つまり、基準車高への復帰を一時的に禁止する。なお、この場合、車高調整装置は、速度情報が正常に取得できないフェールを抱えているものの、応急処置的に安定走行するのに適した車高に制御することが可能になっている。したがって、フェール復帰指示部50は、警報処理部52及び提示装置34を用いて運転者に車高を基準車高に復帰可能であるがフェールが生じていることを報知する(S128)。また、フェール報知では、速やかに悪路から抜け出し、車両10のメンテナンスを実行することを勧めることが望ましい。報知終了後は、S110に移行し、車両10が悪路を抜け出し、車高を基準車高に戻す制御に備える。なお、本実施形態の場合、一時的に速度情報が取得できなかった場合もあり得るので、S128の後フローをS110に移行する例を説明したが、速度情報が一度でも正常に取得できない場合、S122に移行させてワープ値の演算から処理を再開してもよい。
On the other hand, if the warp value is greater than the threshold value in S124 (N in S124), it can be estimated that the
本実施形態において、ワープ演算部48は速度異常検出部58が速度情報を正常に取得できなかった場合に、ワープ値の演算を実行する。このとき車両10が悪路を走行していても、常に凹凸の激しい状態が連続するとは限らない。つまり、悪路と言っても凹凸の激しい部分や平坦な部分が繰り返し存在する場合もある。このとき、ワープ値の演算タイミングによっては、悪路を走行しているにも拘わらず、平坦部分で演算を行ってしまい、良路走行に移行したと誤判定してしまう場合がある。そこで、ワープ演算部48は、所定間隔、たとえば、10秒間隔でワープ値の演算を行い、さらに10回分のワープ値の平均値に基づき、悪路走行か良路走行かの判定を行ってもよい。この場合、ワープ値に基づく悪路判定の信頼度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態において用いた図面の構成は一例であり、車高制御装置において速度情報が取得できなくなった場合に、車高値に基づくワープ値により基準車高に復帰させるか否かを決定するものであれば、それを実現するための図1〜図3の構成や図4の手順は適宜変更してもよい。たとえば、本実施形態では、電子制御式のエアサスペンションを用いて車高調整を行う例を示したが、液圧制御式のサスペンションでもよいし、モータ駆動制御式のサスペンションでも本実施形態と同様な効果を得ることができる。また、図3においては、説明を分かりやすくするために、ECU28内部の構成を機能毎に分けて記載したが、同様な機能を達成できれば、複数の機能を統合したり、さらに分離したりしても本実施形態と同様な効果を得ることができる。
Note that the configuration of the drawing used in this embodiment is an example, and when speed information cannot be acquired in the vehicle height control device, it is determined whether or not to return to the reference vehicle height based on the warp value based on the vehicle height value. If it is a thing, you may change suitably the structure of FIGS. 1-3 and the procedure of FIG. 4 for implement | achieving it. For example, in the present embodiment, an example in which the vehicle height adjustment is performed using an electronically controlled air suspension has been described, but a hydraulically controlled suspension may be used, and a motor drive controlled suspension may be similar to the present embodiment. An effect can be obtained. Further, in FIG. 3, in order to make the explanation easy to understand, the internal configuration of the
10 車両、 12 アブソーバユニット、 14 車輪、 16 サスペンションアーム、 18 車高センサ、 28 ECU、 30 車輪速センサ、 32 車高調整スイッチ、 34 提示装置、 40 システム管理部、 42 車速取得部、 44 車高取得部、 46 車高制御部、 48 ワープ演算部、 50 フェール復帰指示部、 52 警報処理部、 54 加速度取得部、 56 システム異常検出部、 58 速度異常検出部、 60 加速度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
各車輪の装着位置における車高値を検出するための車高検出手段と、
前記車両の速度情報を取得するための速度取得手段と、
前記車高調整手段を制御して車高調整を実行するための車高制御手段と、
車高調整を行うシステムのシステム異常を検出するためのシステム異常検出手段と、
前記速度取得手段の速度取得異常を検出するための速度異常検出手段と、
前記システム異常および速度取得異常が検出されたときに、前記各車輪の車高値の比較に基づき、前記車両が存在する路面の状態を推定する路面推定手段と、
前記路面の状態が所定の悪路状態より穏やかな場合、前記車高調整手段を駆動して車高を基準車高に復帰させるための復帰制御手段と、
を含むことを特徴とする車高調整装置。 A vehicle height adjusting means that is disposed between an axle that supports each wheel of the vehicle and the vehicle body, and that changes the vehicle height of the vehicle for each wheel;
Vehicle height detection means for detecting the vehicle height value at the mounting position of each wheel;
Speed acquisition means for acquiring speed information of the vehicle;
Vehicle height control means for controlling the vehicle height adjustment means to execute vehicle height adjustment;
A system abnormality detecting means for detecting a system abnormality of the system for adjusting the vehicle height;
A speed abnormality detection means for detecting a speed acquisition abnormality of the speed acquisition means;
Road surface estimation means for estimating a state of a road surface on which the vehicle exists based on a comparison of vehicle height values of the wheels when the system abnormality and speed acquisition abnormality are detected;
A return control means for driving the vehicle height adjusting means to return the vehicle height to a reference vehicle height when the road surface condition is gentler than a predetermined bad road condition;
A vehicle height adjusting device comprising:
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