JPH05286323A - 車両の積載重量検出装置およびサスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バネ上共振周波数から車両積載重量の変化を
検出して、積載重量を少なくとも相対的に検出する。ま
た、積載重量の変化に基づいて、サスペンション特性を
制御し、車重によらない良好な乗り心地を実現する。 【構成】 加速度センサにより検出された加速度Ｇの変
動のうち、帯域１ないし２Ｈｚの振動の大きさ△ＧＬを
抽出し、これを判定値αと比較して△ＧＬ＞αの場合に
は、カウンタＣをインクリメントする。車両が所定距離
走行する度に（Ｆ１＝１）、カウンタＣの値が所定値β
より大きいか否かを判別し、大きい場合は、１ないし２
Ｈｚでのバネ上共振が生じており、車両が満載状態と判
断する。この場合には、サスペンション特性をハードに
制御して、車体が大きくあおる現象を未然に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイールと車体とを連
結するサスペンションを備えた車両の積載重量検出装
置、およびこれを用いて、弾性要素および振動減衰要素
によりホイールと車体とを連結するサスペンションの特
性を変更するサスペンション制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の操縦安定性と乗り心地とを
路面状況や走行状態にかかわらず良好なものとするため
に、サスペンションの特性をソフト、ハードなど、切り
換え可能なものが実用化されている。サスペンション特
性を切り換える要因の一つに車両積載重量の変化があ
る。サスペンションの切換を行なわない場合には、乗車
定員近くまで乗り込んだ状態（満載時）に合わせてサス
ペンション特性をハードに調整すると、空荷の場合（空
車時）には跳ねるような乗り心地となり、一方、空車時
に合わせてソフトに調整すると、満載時には大きくあお
って共振気味となりがちである。こうした問題は、積載
重量の変化の大きい車両で問題となるが、特にワゴン
車、１ボックス車等の場合、高い乗り心地も要求される
ことから看過することができない。

【０００３】そこで、車両後輪軸と車体との間に車高セ
ンサを設け、車載重量の変化を、バネ下−バネ上間の絶
対距離により検出して、サスペンション特性を切り換え
るものが提案されている。また、車体の上下方向の加速
度が所定のレベルを越える状態がある頻度をもって生じ
た場合、積載量が増加して共振気味となっていると判断
し、次に乗員の昇降や荷物の積み降ろしがあるまで、サ
スペンション特性をハードに切り換えるものも提案され
ている（特開昭３−５２２０号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車高セ
ンサを用いる構成では、車高センサが駆動輪付近の環境
の悪い箇所に設けられており、しかもバネ上−バネ下の
相対距離は走行中、常に変化していると言ってよいか
ら、信頼性を確保しようとすれば、車高センサに高い耐
久性が必要になるという問題があった。しかも、車高を
絶対距離で検出しようとすると、センサの経時変化の許
容範囲が狭くなるだけでなく、出荷時の調整に手間を要
し、フィールドでの車高センサ交換の作業性も低下する
という問題を招致する。

【０００５】また、加速度センサにより検出した車体上
下方向の加速度の大きさに基づいてサスペンション特性
の切換を行なうものでは、走行路面の状態によっても加
速度は異なるため、車両積載重量が大きくなっても直ち
にサスペンション特性の切換制御が行なわれるとは限ら
ない。加えて、ドア等の開閉をいちいち検出しなければ
ならず、しかもドアが開閉したからといって車載重量が
必ず変化するとは限らないから、ドアの開閉の度にサス
ペンション特性を元に戻していたのでは、良好な乗り心
地を常時提供することができない。

【０００６】本発明の積載重量検出装置およびサスペン
ション制御装置は、こうした問題を解決し、車両の積載
重量を簡易な構成で検出すると共に、車載重量に基づく
サスペンション特性の制御を好適に行なうことを目的と
してなされ、次の構成を採った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の車両の積載重量
検出装置は、発明の基本的構成を例示するブロック図で
ある図１（Ａ）に示すように、ホイールＷと車体Ｂとを
連結するサスペンションＳＣを備えた車両の積載重量を
検出する装置であって、前記車体の上下振動を検出する
上下振動検出手段Ｍ１と、該検出された上下振動に基づ
いて、バネ上共振周波数もしくは該バネ上共振周波数を
反映したパラメータを求めるバネ上共振周波数検出手段
Ｍ２と、該求めたバネ上共振周波数もしくは該パラメー
タの値もしくは変化に基づいて、前記車両の積載重量
を、少なくとも相対的に検出する車重検出手段Ｍ３とを
備えたことを要旨とする。

【０００８】一方、本発明のサスペンション制御装置
は、図１（Ｂ）に示すように、弾性要素Ｋおよび振動減
衰要素ＣによりホイールＷと車体Ｂとを連結するサスペ
ンションＳＣのバネ定数および／または減衰力特性を変
更可能なサスペンション制御装置であって、請求項１記
載の車両の積載重量検出装置ＭＭと、該積載重量検出装
置ＭＭにより少なくとも相対的に検出された車両の積載
重量が大きい場合に、前記サスペンションＳＣの特性を
ハードの側に変更する特性変更手段Ｎ１とを備えたこと
を要旨とする。

【０００９】

【作用】以上のように構成された本発明の積載重量検出
装置は、上下振動検出手段Ｍ１により検出された上下振
動に基づいて、バネ上共振周波数検出手段Ｍ２が、バネ
上共振周波数もしくはこのバネ上共振周波数を反映した
パラメータを求める。バネ上共振周波数を反映したパラ
メータとしては、例えば予測される共振周波数近傍の特
定の周波数Ｑ，Ｑ′における振動の相対的な大きさなど
が考えられる。こうして求めたバネ上共振周波数または
パラメータの値もしくはそれらの変化に基づいて、車重
検出手段Ｍ３が、車両の積載重量を、少なくとも相対的
に検出する。

【００１０】サスペンションを備えた車両のバネ上共振
周波数は、積載重量の変化によって変化する。従って、
共振周波数を求める式が理論的もしくは経験的に知られ
ていれば、共振周波数自体を検出することにより、車両
の積載重量を絶対値で求めることが可能である。一方、
共振周波数を反映したパラメータもしくはそれらの変化
などに着目すれば、少なくとも相対的に、車載重量を検
出することができる。相対的に検出とは、車載重量の変
化分，変化の割合もしくは所定の範囲を越える変化の有
無などを検出可能であるということである。

【００１１】一方、本発明のサスペンション制御装置
は、上述した車両の積載重量検出装置ＭＭにより、車両
の積載重量を、少なくとも相対的に検出し、検出された
車両の積載重量が大きい場合に、特性変更手段Ｎ１が、
サスペンションＳＣの特性をハードの側に変更する。積
載重量が大きい場合とは、積載重量が絶対値で検出され
る場合には、積載重量が所定の設定値を越えた場合であ
る。積載重量が相対的に検出される場合には、変化分が
所定の大きさ以上となった場合、あるいは検出値の所定
時間における変化の割合、もしくは変化分の絶対値の累
積値が所定値以上となった場合等を考えることができ
る。なお、サスペンション特性が無段階に制御できる場
合には、積載重量が大きいか否かの二値的な判断を行な
うのではなく、検出した積載重量が大きくなるほどサス
ペンション特性をハードな側に変更する構成とすること
も可能である。サスペンションＳＣのハードな側への変
更は、ホイールＷと車体Ｂとを連結するサスペンション
ＳＣのバネ定数および／または減衰係数の変更により行
なうことが可能である。これらの変更は、２段階もしく
は３以上の多段階に切換可能としても良い。

【００１２】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図２は、実施例としての積載重量検出装置とこ
れを用いたサスペンション制御装置の概略構成を示す説
明図、図３はサスペンション制御を行なう制御装置を中
心とした構成を示すブロック図である。

【００１３】図示するように、バンタイプの車両２０の
左右前後の車輪２１，２２，２３，２４の懸架機構に
は、減衰力を調整可能な減衰力可変アクチュエータ３
１，３２，３３，３４が設けられており、更に、遊動輪
である左右の前輪２１，２２には、車輪の回転速度に対
応した信号を出力する車輪速度センサ４６，４８が設け
られている。減衰力可変アクチュエータは３１ないし３
４は、コントロールロッドを回転させてバイパスオリフ
ィスを開閉する周知の構成を備えたオリフィス可変式の
ものである。なお、図２では、弾性要素であるコイルバ
ネは、図示を省略している。

【００１４】車両２０には、上述した車輪速度センサ４
６，４８以外にも、走行状態にかかわる各種パラメータ
を検出するセンサが設けられている。こうしたセンサと
しては、図３に整理した形で示すように、スタータの起
動操作を検出するＩ／Ｇスイッチ５０、車体上下方向の
加速度Ｇを検出する加速度センサ５２、操舵角を検出す
るステアリングセンサ６０、ブレーキペダルの操作を検
出するストップランプスイッチ６４、車速を検出するス
ピードセンサ６６、図示しないエンジンのスロットル開
度を検出するスロットルポジションセンサ６８等があ
る。これらのセンサは、サスペンションコントロール装
置７０に接続されている。

【００１５】サスペンションコントロール装置７０は、
周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインタフェー
ス，タイマ等を内蔵する電子回路であり、このサスペン
ションコントロール装置７０には、上述した各センサの
他、減衰力制御のオンオフあるいは制御特性（ノーマ
ル，スポーツ）を選択・指示する減衰力コントロールス
イッチ７２、図示しない変速機がニュートラルポジショ
ンにあることを検出するニュートラルスタートスイッチ
７６などが接続されている。

【００１６】サスペンションコントロール装置７０は、
上述した各種センサやスイッチからの信号を読み取り、
減衰力可変アクチュエータ３１ないし３４を制御する
が、これらのアクチュエータ３１ないし３４以外にも、
インパネに設けられたインジケータ８０などの各種出力
機器が接続されており、これらの表示等も制御してい
る。

【００１７】サスペンションコントロール装置７０が実
行するサスペンション制御について説明する。サスペン
ションコントロール装置７０は、電源投入後、サスペン
ション制御に関するいくつかの処理を、タイマ割込など
により同時に実行する。これらの処理のうち、繰り返し
実行される満載／空車判別処理ルーチンを図４のフロー
チャートに、スピードセンサ６６からのパルス信号の入
力により行なわれる割込処理ルーチンを図５のフローチ
ャートに、内蔵するタイマによって５msec毎に起動され
る割込処理ルーチンを図６のフローチャートに、各々示
す。なお、電源投入直後の初期化の処理により、変数Ｏ
ＤやフラグＦ１などは初期値（通常値０）に設定され
る。サスペンション特性も電源投入直後には、ソフトに
設定される。

【００１８】図４に示すルーチンが起動されると、ま
ず、Ｉ／Ｇスイッチ５０がオフからオンにされたか、即
ち図示しないエンジンを起動しているか否かの判断を行
なう（ステップＳ１００）。起動時と判断された場合の
み、変数Ｍに値０をセットし（ステップＳ１１０）、続
いて加速度センサ５２から加速度Ｇを読み込む処理を行
なう（ステップＳ１２０）。なお、エンジンの起動を検
出する手段としては、オルタネータ（発電機）の出力電
圧により検出するものでも良い。

【００１９】その後、入力した加速度Ｇに対してバンド
パスフィルタ処理を行ない、加速度の変動量△Ｇを算出
する処理を行なう（ステップＳ１３０）。バンドパスフ
ィルタ処理は、加速度の変化に対して、帯域ｆ１ないし
ｆ３（本実施例では１ないし３Ｈｚ）の成分のみを取り
出す処理であり、読み込んだ加速度Ｇに所定の重み付け
を施してそれまでの演算結果との加算平均をとり、その
最大値と最小値との偏差を変動量△Ｇとして算出する処
理などが考えられる。この他、ソフトウェアにより離散
型のフーリエ変換を行ない、１ないし３Ｈｚの信号の強
度を取り出す構成としても良い。あるいは、サスペンシ
ョンコントロール装置７０内にハードウェアによるバン
ドパスフィルタを設け、その出力を利用する構成として
も差し支えない。

【００２０】バンドパスフィルタ処理により１ないし３
Ｈｚの成分のみを取り出すのは、直流成分とノイズの影
響を除去し、バネ上共振周波数近傍の振動のみを抽出す
るためである。フィルタ処理の帯域は、適用する車両の
バネ上共振周波数により、最適な範囲に調整すれば良
い。

【００２１】こうして求めたバネ上共振周波数領域の加
速度の変動量△Ｇに対して、更にロウパスフィルタ処理
を行ない、帯域ｆ２未満の加速度の変動量△ＧＬを求め
る処理を行なう（ステップＳ１４０）。周波数ｆ２（本
実施例では２Ｈｚ）未満の領域における加速度の変動量
を、以下低周波域変動量△ＧＬと呼ぶ。

【００２２】その後、この低周波域変動量△ＧＬが、予
め定めた判定値αを越えているか否かの判断を行ない
（ステップＳ１５０）、越えている場合にのみ、カウン
タＣを値１だけインクリメントする処理を行なう（ステ
ップＳ１６０）。従って、本ルーチンが実行される度
に、帯域１ないし２Ｈｚにおける加速度の変動量である
低周波変動量△ＧＬが判定値αより大きい場合には、カ
ウンタＣは値１ずつ次第に大きくなってゆくことにな
る。低周波域変動量△ＧＬが大きい状態は、車両が満載
状態でかつサスペンション特性がソフトの場合に生じ
る。この様子を図７に示した。図において、実線Ｗｆ
は、車両が満載状態でかつサスペンション特性がソフト
の場合の加速度Ｇの周波数特性を、破線Ｗｅは、車両が
空車状態でかつサスペンション特性がハードの場合の加
速度Ｇの周波数特性を、各々示している。図示するよう
に、これらの状態では、バネ上の振動には共振周波数が
存在する。

【００２３】以上の処理の後、フラグＦ１が値１である
か否かの判断を行ない（ステップＳ１７０）、フラグＦ
１が値１でなければ、何も行なわずに「ＮＥＸＴ」に抜
けて本ルーチンを一旦終了する。フラグＦ１は、図５に
示す割込ルーチンにより次のように設定される。スピー
ドセンサ６６からのパルス信号が入力される度に、変数
ＯＤを値１だけインクリメントし（ステップＳ２０
０）、変数ＯＤが予め定めた所定値Ｓ１より大きいか否
かの判断を行なう（ステップＳ２１０）。ステップＳ２
１０の判断において、ＯＤ＞Ｓ１の場合には、車両が所
定距離だけ走行したと判断できるから、フラグＦ１を値
１に設定すると共に、変数ＯＤを値０にリセットする処
理を行なう（ステップＳ２２０）。一方、変数ＯＤが所
定値Ｓ１を越えていなければ、フラグＦ１を値０にリセ
ットし（ステップＳ２３０）、そのまま「ＲＴＮ」に抜
けて本ルーチンを終了する。

【００２４】図５に示した処理を実行することにより、
フラグＦ１は、車両が所定距離だけ走行する度に値１に
設定されることになる。従って、図４に示した判別処理
ルーチンにおいて、車両が所定距離走行する度にステッ
プＳ１７０での判断が「ＹＥＳ」となり、カウンタＣが
所定値βより大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ
１８０）。カウンタＣが所定値βより大きい場合だけ、
フラグＭを値１に設定して（ステップＳ１９０）、「Ｎ
ＥＸＴ」に抜けて本ルーチンを終了する。

【００２５】以上説明した図４，図５に示した処理ルー
チンを実行することにより、サスペンションコントロー
ル装置７０は、車両が値Ｓ１に対応した所定距離走行す
る毎に、その間において低周波域変動量△ＧＬが判定値
αを越えた回数Ｃが所定値βを越えているか否かを判断
し、Ｃ＞βの場合には、バネ上共振周波数が低周波領域
（１ないし２Ｈｚ）に存在する状態、即ちサスペンショ
ン特性がソフトの場合であって車両積載量が大（満載）
であると判断する。ここまでの処理が、車両の積載重量
検出装置に相当する。

【００２６】更に、サスペンションコントロール装置７
０は、５msec毎に図６に示す割込処理ルーチンを実行
し、フラグＭが値１であるか否かにより（ステップＳ２
５０）、Ｍ＝１、即ちバネ上共振周波数が低周波領域に
ある場合にはサスペンション特性をハードに制御し（ス
テップＳ２６０）、Ｍ≠１の場合にはソフトに制御する
（ステップＳ２７０）。この結果、サスペンション特性
は、検出された車両の積載重量に基づいて、ハードもし
くはソフトに制御される。

【００２７】従って、図４ないし図６に示した処理を実
行することにより、サスペンションコントロール装置７
０は、満載時にはサスペンション特性をハードに制御
し、満載時以外ではソフトに制御して、バネ上共振の発
生を防止する。即ち、車高を絶対値で検出するセンサを
設けることなく、車載重量の変化を検出することがで
き、車載重量の変化の大きな車両においても、走行性と
乗り心地とを両立させることができる。

【００２８】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。第２実施例としての車両の積載重量検出装置および
サスペンション制御装置は、第１実施例と同様のハード
ウェア構成を有し、図８に示すように、サスペンション
コントロール装置７０が実行する満載／空車判別処理ル
ーチンのみ異なるものである。図５および図６に示した
各割込処理ルーチンは第１実施例と同様に実行される。
なお、図８に示すフローチャートおよびその説明におい
て、Ｆ１，Ｍ，Ｇ，△ＧＬ，αは、第１実施例と同様の
意味をもつフラグ，変数等である。また、電源投入直後
の初期化の処理により、フラグＦ１などは初期値（通常
値０）に設定され、サスペンション特性はソフトに設定
されることも、第１実施例と同様である。

【００２９】図８に示したルーチンが起動されると、ま
ず、Ｉ／Ｇスイッチ５０がオフからオンにされたか、即
ち図示しないエンジンを起動しているか否かの判断を行
なう（ステップＳ３００）。起動時と判断された場合の
み、変数Ｍに値０をセットすると共にバンドパスフィル
タの境界周波数ｆ２に第１の周波数ｆ20（本実施例では
１．７Ｈｚ）を設定し（ステップＳ３１０）、続いて加
速度センサ５２から加速度Ｇを読み込む処理を行なう
（ステップＳ３２０）。

【００３０】その後、入力した加速度Ｇに対して第１の
バンドパスフィルタ処理を行ない、帯域ｆ１ないしｆ２
における加速度の変動量△ＧＬを算出する処理を行なう
（ステップＳ３３０）。本実施例における第１のバンド
パスフィルタの帯域は０．５ないし１．７Ｈｚである。
境界周波数ｆ２には第１の周波数ｆ20が設定されている
から、このときの第１のバンドパスフィルタの減数特性
は、図９（Ａ）に示すように、周波数ｆ１未満および周
波数ｆ20以上で減衰−ＡｄＢ、周波数ｆ１以上周波数ｆ
20未満で減衰０ｄＢである。この帯域における加速度の
変動量△ＧＬを、第１域変動量と呼ぶ。

【００３１】第１のバンドパスフィルタ処理（ステップ
Ｓ３３０）に続いて、ステップＳ３２０で読み込んだ加
速度Ｇに対して第２のバンドパスフィルタ処理（帯域ｆ
２ないしｆ３）を行ない、加速度の変動量△ＧＨを求め
る処理を行なう（ステップＳ３４０）。本実施例におけ
る第２のバンドパスフィルタの帯域は１．７ないし３．
０Ｈｚである。境界周波数ｆ２には第１の周波数ｆ20が
設定されているから、このときの第２のバンドパスフィ
ルタの減数特性は、図９（Ｂ）に示すように、周波数ｆ
20未満および周波数ｆ３以上で減衰−ＡｄＢ、周波数ｆ
20以上周波数ｆ３未満で減衰０ｄＢである。この帯域に
おける加速度の変動量△ＧＨを、第２域変動量と呼ぶ。

【００３２】その後、この第１域変動量△ＧＬが、予め
定めた判定値αを越えているか否かの判断を行ない（ス
テップＳ３５０）、越えている場合にのみ、カウンタＣ
１を値１だけインクリメントする処理を行なう（ステッ
プＳ３６０）。従って、本ルーチンが実行される度に、
帯域０．５ないし１．７Ｈｚにおける加速度の変動量で
ある第１域変動量△ＧＬが判定値αより大きい場合に
は、カウンタＣ１は値１ずつ次第に大きくなってゆくこ
とになる。第１域変動量△ＧＬが大きい状態は、車両が
満載状態でかつサスペンション特性がソフトの場合に生
じる。

【００３３】更に、第２域変動量△ＧＨについても同様
に、その大きさの判定とカウンタＣ２の設定とを行な
う。即ち、第２域変動量△ＧＨが判定値αを越えている
か否かの判断を行ない（ステップＳ３７０）、越えてい
る場合には、カウンタＣ２を値１だけインクリメントす
る処理を行なう（ステップＳ３８０）。この結果、本ル
ーチンが実行される度に、帯域１．７ないし３．０Ｈｚ
における加速度の変動量である第２域変動量△ＧＨが判
定値αより大きい場合には、カウンタＣ２は値１ずつ次
第に大きくなってゆくことになる。第２域変動量△ＧＨ
が大きい状態は、車両が空車状態でかつサスペンション
特性がハードの場合に生じる。

【００３４】以上の処理の後、フラグＦ１が値１である
か否かの判断を行ない（ステップＳ３９０）、フラグＦ
１が値１でなければ、何も行なわずに「ＮＥＸＴ」に抜
けて本ルーチンを一旦終了する。フラグＦ１は、第１実
施例において説明した図５に示す割込ルーチンにより、
車両が所定距離だけ走行する度に値１に設定される。従
って、図８に示した判別処理ルーチンにおいて、車両が
所定距離走行する度にステップＳ３９０での判断は「Ｙ
ＥＳ」となり、この場合には、カウンタＣ１とカウンタ
Ｃ２の値を比較する処理を行なう（ステップＳ４０
０）。カウンタＣ１の値がカウンタＣ２の値より大きい
場合、フラグＭを値１に設定すると共に境界周波数ｆ２
に第２の周波数ｆ21を設定する（ステップＳ４１０）。

【００３５】第２の周波数ｆ21は、第１の周波数ｆ20よ
り小さな周波数であり、本実施例では、１．５Ｈｚであ
る。境界周波数ｆ２を第２の周波数ｆ21とした場合のバ
ンドパスフィルタの減衰特性を、図９（Ｃ），（Ｄ）に
示す。一方、カウンタＣ１がカウンタＣ２以下の場合に
は、フラグＭを値０に設定すると共に境界周波数ｆ２に
第１の周波数ｆ20を設定する（ステップＳ４２０）。そ
の後、「ＮＥＸＴ」に抜けて本ルーチンを終了する。

【００３６】以上説明した図８に示した処理ルーチンを
実行することにより、サスペンションコントロール装置
７０は、車両が値Ｓ１に対応した所定距離走行する毎
に、その間において第１域変動量△ＧＬが判定値αを越
えた回数Ｃ１が、第２域変動量△ＧＨが判定値αを越え
た回数Ｃ２より大きいか否かを判断し、Ｃ１＞Ｃ２の場
合には、バネ上共振周波数が０．５ないし１．７Ｈｚの
領域に存在する状態、即ちサスペンション特性がソフト
の場合であって車両積載量が大（満載）であると判断す
る（Ｍ＝１）。この結果に従って、サスペンションコン
トロール装置７０は、サスペンション特性をハードに変
更する。また、Ｃ１＞Ｃ２が成り立たない場合には、サ
スペンション特性をソフトに変更する（図６参照）。

【００３７】第２実施例としての車両の積載重量検出装
置およびサスペンション制御装置によれば、第１実施例
と同様の効果に加えて、バンドパスフィルタを二つ設け
ているので、さほど大きなバネ上共振が生じていない場
合でも、車両積載重量の変化を正確に検出することがで
きるという利点がある。バネ上共振の検出を加速度の変
動量から検出する場合、単純にその大きさで判定しよう
とすると、ノイズによる誤検出等を防止するために、判
定値αを低めにすることができない。これに対し、本実
施例では、２つのバンドパスフィルタの出力△ＧＬ，△
ＧＨが判定値αを越えた回数の大小で判定しているの
で、判定値αをある程度低くしても十分なノイズマージ
ンを得ることができるのである。しかも、２個のバンド
パスフィルタの境界周波数ｆ２をサスペンション特性の
切換（ハード／ソフト）に合わせて変更しているので、
切換後のサスペンション特性で生じ得る共振状態の検出
においてノイズマージンを一層高め、バネ上共振の発生
を、共振による車体振動が小さい場合でも確実に検出す
ることができる。従って、車両積載量の変化も確実に検
出することができる。

【００３８】この検出結果を利用してサスペンション特
性の変更（図６）を行なえば、車両の積載量が大きい場
合にはサスペンションをハードに制御して満載時のバネ
上共振の発生を防止し、それ以外ではソフトに制御して
乗り心地を高めることができる。

【００３９】以上説明した実施例では、車載重量の変化
を検出するのに、バネ上共振周波数の変化を見ているの
で、バネ上共振周波数が検出可能なセンサであれば、ど
のようなものでも利用することができる。例えば、上下
移動速度を検出するセンサ、車高を相対的に検出するセ
ンサ等を用いることができる。後者にあっては、車高を
絶対値で検出する必要がないので、車高変化に伴ってパ
ルス信号を出力するといった簡易な構造のものを採用す
ることができ、低価格化を図ることができる。また、こ
うした相対的な検出を行なうセンサでは、検出値を調整
する必要がないので、高信頼性、フィールドでの高いメ
ンテナンス性などの利点も得られる。

【００４０】このほか、車輪速度の変動量からバネ上の
挙動を検出し、これに基づいて車載重量の変化を検出
し、これによりサスペンション特性の制御を行なうこと
も可能である。現実の車両において、車輪速度の変動と
路面との関係を調べてみると、両者には明らかな相関が
見られる。車輪速度からバネ上挙動が検出可能であるの
は、次の理由による。

【００４１】（１）車両のピッチング運動は、車体が車
輪に対して総体的に回転する成分を含んでいる。このた
め、車体がピッチングすることにより、車体に対する車
輪の相対的な回転速度の変動が生じて、車輪速度の変動
が発生する。 （２）平坦路における車両の運動エネルギは、大部分が
水平方向のエネルギと考えられるが、悪路ではその一部
が上下方向のエネルギに分割される。この結果、上下方
向にエネルギが消費されてバネ上の振動が生じれば、そ
の分、水平方向のエネルギは減少する。水平方向のエネ
ルギの増減は、結局車輪速度に反映されるから、車輪速
度からバネ上の挙動が推定できる。 （３）車輪は路面の凹凸をトレースするから、凹凸が大
きいほど車輪の実質的な走行距離が増大し、車両全体の
慣性速度が一定という条件下では、車輪は速く回転す
る。従って、路面の凹凸によるバネ上の振動の大きさ
と、車輪速度の変動の大きさとは、一定の関連を持つ。 この他、サスペンションの構成によっては、車体の上下
動により車体に対して車輪がストロークした際、車輪の
キャスタ角に応じて車輪が前後することによる車輪速度
の変動なども観測されている。こうしたバネ上挙動によ
って、車輪速度は変動するから、車輪速度の変動からバ
ネ上挙動が推定できるのである。

【００４２】従って、車輪速度センサを搭載した車両で
は、このセンサの出力に含まれるバネ上共振周波数領域
の変動量を、上述した実施例と同様、バンドパスフィル
タ等を通して抽出し、これを用いて車載重量の変化を検
出することが可能である。この場合、制動力制御等に用
いられる車輪速度センサ４６，４８を、利用することが
できるので、部品点数や組み付け工数、コストの低減を
図ることができる。また、処理をソフトウェアにより実
現しているので、減衰力可変アクチュエータ３１ないし
３４と車輪速度センサ４６，４８を搭載した既存の車両
では、ソフトウェアを変更するだけで、新たなサスペン
ション制御を実現でき、資源の有効利用にも資すること
ができる。

【００４３】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明のこうした実施例に何等限定されるものではな
く、例えば１ボックスカーやバンタイプ以外の乗用車，
車載重量の変化の大きい商用車や運送用車両あるいは特
殊車両等に適用した構成、サスペンションの特性を無段
階に調整可能ないわゆるアクティブサスペンションの制
御に応用した構成、サスペンション特性が初期にはハー
ドに設定されている構成、予め車両のバネ上共振周波数
を測定しておき車体の振動におけるその周波数成分また
その近傍の周波数成分のみを比較することでバネ上共振
の発生を検出する構成など、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において、種々なる態様で実施し得ることは勿論
である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の車両の積載
重量検出装置では、バネ上共振周波数もしくはこれを反
映したパラメータを検出することにより、車両の積載重
量を簡易かつ精度良く、少なくとも相対的に検出するこ
とができるという優れた効果を奏する。一方、この車両
の積載重量検出装置を用いたサスペンション制御装置
は、車両の積載重量が大きい場合には、サスペンション
の特性をハードの側に変更するから、積載重量が大きい
場合にバネ上共振で車体が大きくあおるといった現象を
未然に防止することができるという優れた効果を奏す
る。

【００４５】両発明では、車体の沈み込みを検出する車
高センサなどを設ける必要がなく、装置の信頼性、耐久
性を低コストで実現することができる。また、組立や調
整の手間なども低減することができ、フィールドでのメ
ンテナンス性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。

【図２】発明の実施例である車両積載重量検出装置およ
びサスペンション制御装置の概略構成を示す説明図であ
る。

【図３】サスペンション制御を行なうサスペンションコ
ントロール装置７０を中心とした構成を示すブロック図
である。

【図４】満載／空車判別処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図５】スピードセンサ６６からのパルス信号の入力に
より行なわれる割込処理ルーチンを示すフローチャート
である。

【図６】内蔵するタイマによって５msec毎に起動される
割込処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】車両が満載状態と空車状態におけるバネ上共振
の様子を例示するグラフである。

【図８】第２実施例における満載／空車判別処理ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図９】第２実施例における第１，第２のバンドパスフ
ィルタの減衰特性を示すグラフである。

【符号の説明】

２１，２２ 前輪 ２３，２４ 後輪 ３１ないし３４ 減衰力可変アクチュエータ ４６，４８ 車輪速度センサ ５０ Ｉ／Ｇスイッチ ５２ 加速度センサ ６０ ステアリングセンサ ６４ ストップランプスイッチ ６６ スピードセンサ ７０ サスペンションコントロール装置 ７２ 減衰力コントロールスイッチ ７６ ニュートラルスタートスイッチ ８０ インジケータ Ｍ１ 上下振動検出手段 Ｍ２ バネ上共振周波数検出手段 Ｍ３ 車重検出手段 ＭＭ 車両の積載重量検出装置 Ｎ１ 特性変更手段

フロントページの続き (72)発明者 一丸 英則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 香川 泰広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 國島 和俊 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 近藤 一弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 津田 里実 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホイールと車体とを連結するサスペンシ
   ョンを備えた車両の積載重量を検出する装置であって、 前記車体の上下振動を検出する上下振動検出手段と、 該検出された上下振動に基づいて、バネ上共振周波数も
   しくは該バネ上共振周波数を反映したパラメータを求め
   るバネ上共振周波数検出手段と、 該求めたバネ上共振周波数もしくは該パラメータの値も
   しくは変化に基づいて、前記車両の積載重量を、少なく
   とも相対的に検出する車重検出手段とを備えた車両の積
   載重量検出装置。
2. 【請求項２】 弾性要素および振動減衰要素によりホ
   イールと車体とを連結するサスペンションのバネ定数お
   よび／または減衰力特性を変更可能なサスペンション制
   御装置であって、 請求項１記載の車両の積載重量検出装置と、 該積載重量検出装置により少なくとも相対的に検出され
   た車両の積載重量が大きい場合に、前記サスペンション
   の特性をハードの側に変更する特性変更手段とを備えた
   サスペンション制御装置。