JPH07172131A - 車体の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車高センサの１つが失陥した場合に、代りに
他の車高センサを用いて車体の姿勢制御を行い、安全な
走行を継続できるようにする。 【構成】 前後左右の車輪２５と車体２０と車枠の上下
間隔を検出する各車高センサ２８の信号に基づく電子制
御装置の出力により、各車輪２５を懸架する油圧式懸架
機構１９の油量を加減し、車体２０の姿勢変化を抑え
る。診断手段５２は各車高センサ２８の検出車高が異常
か否かを診断する。１つの車高センサ２８が失陥したと
診断された場合は、代替手段５３により車両の直進中は
失陥した車高センサ２８を左右反対側の車高センサに代
替させ、旋回走行中は失陥した車高センサ２８を前後反
対側の車高センサに代替させる。２つの車高センサ２８
が失陥したと診断された場合は、停止手段５５により車
体の姿勢制御を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は能動型の油圧式懸架機構
を備えた車体の姿勢制御装置、特に車高センサの短絡、
断線などの失陥を適確に診断し、１つの車高センサが失
陥した場合は、車両の走行状況に応じて他の車高センサ
で代替させる車体の姿勢制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人の出願に係る特開平4-208613号
公報に開示される車体の姿勢制御装置によれば、前後左
右の各車輪に対する車体の車高を検出する車高センサの
信号に基づく電子制御装置の出力により油量制御弁を制
御し、各車輪の油圧式懸架機構の油量を加減し、これに
より車体の姿勢変化を抑え、車体を路面とほぼ平行に保
つことができる。

【０００３】しかし、車高センサの１つでも断線、短絡
などの失陥を生じると、異常な検出値が電子制御装置へ
入力されることになり、油量制御弁が異常な動作をし、
車体が異常な挙動をする恐れがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、１つの車高センサが失陥した時は他の車高
センサに代替させて車体姿勢が急変するのを防止し、２
つの車高センサが失陥した時は車体の姿勢制御を停止し
て安全性を保つ、車体の姿勢制御装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は前後左右の車輪と車枠の上下間隔を
検出する各車高センサの信号に基づく電子制御装置の出
力により、各車輪を懸架する油圧式懸架機構の油量を加
減し、車体の姿勢変化を抑える車体の姿勢制御装置にお
いて、各車高センサの失陥を診断する診断手段と、１つ
の車高センサが失陥したと診断された場合に、車両の直
進走行中は失陥した車高センサを左右反対側の車高セン
サに代替させ、旋回走行中は失陥した車高センサの前後
反対側の車高センサに代替させる代替手段と、２つの車
高センサが失陥したと診断された場合に車体の姿勢制御
を停止する手段とを備えたものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、各車輪支持部の車高が繰返し
検出される過程で、診断手段により各車高センサの検出
車高が異常なものか否か、時間的な車高変化量が異常な
ものか否かを順次診断し、１つの車高センサが異常と診
断された回数が所定値を超えた時は失陥したものとし、
失陥した車高センサの代りに他の車高センサを用いて車
体の姿勢制御を行い、車体姿勢の急変を防止する。

【０００７】２つの車高センサが失陥した時は、電子制
御装置による車体の姿勢制御を停止して安全性を保つ。
この時、各油圧式懸架機構は受動型の油圧式懸架機構と
して作動する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明に係る車体の姿勢制御装置が適
用される油圧式懸架機構の油圧回路図、図２は同姿勢制
御装置のブロツク図である。図１に示すように、機関に
より駆動される油圧ポンプ４は、油槽２から油を吸い込
み、管５から逆止弁６を経て管７の蓄圧器８へ供給す
る。管７への油圧を所定値に保つために、油圧保持手段
Ａが備えられる。つまり、油圧センサ９により検出され
た管５の油圧が所定値を超えると、圧力制御弁１２が切
り換わり、管５の圧油の一部が管１０、圧力制御弁１
２、管１３、フイルタ２７を経て油槽２へ戻される。ま
た、油圧ポンプ４の吐出口の油圧が異常に高くなると、
管５の圧油の一部が公知の逃し弁２６、フイルタ２７を
経て油槽２へ戻される。

【０００９】管７の圧油は左右の前輪と左右の後輪（図
１には左後輪だけを代表して示す）２５の各油圧式懸架
機構１９へそれぞれ供給される。油圧式懸架機構１９は
シリンダ２３にピストン２２を嵌装し、ピストン２２か
ら上方へ突出するロツド２４を車体２０に結合する一
方、シリンダ２３から下方へ突出するロツドを車輪２５
の懸架部材に連結してなる。シリンダ２３の壁部と車体
２０との間にばね２１が介装される。図示してないが、
ピストン２２はシリンダ２３の両端室を連通する絞り通
路を備えており、駐車中は油量制御弁１６は中立位置へ
戻り、車体荷重はばね２１で支持され、ピストン２２は
シリンダ２３の上下中間の位置に保持される。車体２０
と車輪２５を支持する懸架部材との間に、車体２０と車
輪２５との上下間隔を検出する車高センサ２８が配設さ
れる。

【００１０】管７の圧油は逆止弁１４、一般的な中立位
置閉鎖型の電磁比例圧力制御弁からなる油量制御弁１
６、絞り１８ａを経て蓄圧器１８へ供給され、さらに油
圧式懸架機構１９のロツド２４とピストン２２の内部通
路を経てシリンダ２３の下端室へ供給される。シリンダ
２３の下端室へ供給される油圧は、油圧センサ１７によ
り検出される。油量制御弁１６が切り換わると、シリン
ダ２３の下端室の油は油量制御弁１６、逆止弁１５、管
１３、フイルタ２７を経て油槽２へ戻される。

【００１１】前後・左右の車輪を支持する各油圧式懸架
機構１９は独立に、逆止弁１４，１５、油量制御弁１
６、絞り１８ａ、蓄圧器１８、油圧センサ１７、車高セ
ンサ２８を備えている。なお、左右の前輪、左右の後輪
の各懸架機構１９を特定する場合は、FL,FR,RL,RR の添
字を付けることにする。

【００１２】いま、車体のロール量、ピツチ量、バウン
ス量をそれぞれφ2 ，θ2 ，ｘ2 とし、路面入力に基づ
く車軸ないし車輪のロール量、ピツチ量、バウンス量を
それぞれφ1 ，θ1 ，ｘ1 とすると、車体と車輪との間
の相対的なロール変位量、ピツチ変位量、バウンス変位
量Δφ，Δθ，Δｘは、次の式で表される。

【００１３】φ2 ＝φ1 ＋Δφ θ2 ＝θ1 ＋Δθ ｘ2 ＝ｘ1 ＋Δｘ 各車輪の車高センサ２８の検出車高をｈFL〜ｈRR、各車
輪の車高変化がロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δθ、
バウンス変位量Δｘに及ぼす影響度を表わす係数をK11
，K12 ，K21 ，K22 とすると、車体のロール変位量Δ
φ、ピツチ変位量Δθ、バウンス変位量Δｘは、次の式
（１）で表される。

【００１４】 Δφ＝K11(ｈFL−ｈFR）＋K12(ｈRL−ｈRR） Δθ＝K21(ｈFL＋ｈFR）−K22(ｈRL＋ｈRR） Δｘ＝K31(ｈFL＋ｈFR）＋K32(ｈRL＋ｈRR） ……（１） ただし、K11 ，K21 ，K31 ：車両諸元により決まる定数 K12 ，K22 ，K32 ：車両諸元により決まる定数 一般に、路面入力に対し、車体をフラツトに保つ条件
は、次のように考えられる。

【００１５】極低周波入力に対しては、 Δφ→０ Δφ／φ1 →０ Δθ→０ Δθ／θ1 →０ Δｘ→０ Δｘ／ｘ1 →０ 高周波入力に対しては、 Δφ→−φ1 Δφ／φ1 →−１ Δθ→−θ1 Δθ／θ1 →−１ Δｘ→−ｘ1 Δｘ／ｘ1 →−１ そこで、路面入力に対し車体をフラツトに保つための振
動制御量、すなわちロール制御量Ｆ12、ピツチ制御量Ｆ
22、バウンス制御量Ｆ32は、次の式（２）で与えられ
る。

【００１６】 −Ｆ12＝−K1Δφ−K2ｄΔφ／ｄｔ −Ｆ22＝−K3Δθ−K4ｄΔθ／ｄｔ −Ｆ32＝−K5Δｘ−K6ｄΔｘ／ｄｔ ……（２） ただし、K1〜K6：定数 車両の等速直進走行時の路面変化による車体のロール、
ピツチ、バウンスの各運動は、次の運動方程式（３）で
表すことができる。

【００１７】 Ix（ｄ^２φ2/ｄｔ）＝−K1Δφ−K2ｄΔφ／ｄｔ Iy（ｄ^２θ2/ｄｔ）＝−K3Δθ−K4ｄΔθ／ｄｔ M2（ｄ^２ｘ2/ｄｔ）＝−K5Δｘ−K6ｄΔｘ／ｄｔ ……（３） ただし、Ix：車体のロールに対する慣性モーメント Iy：車体のピツチに対する慣性モーメント M2：車体の質量 上の方程式を変形し、ラプラス変換すると、次の式
（４）になる。

【００１８】 Δφ／φ1 ＝−１＋（K1＋K2ｓ）／（K1＋K2ｓ＋Ixｓ^２） Δθ／θ1 ＝−１＋（K3＋K4ｓ）／（K3＋K4ｓ＋Iyｓ^２） Δｘ／ｘ1 ＝−１＋（K5＋K6ｓ）／（K5＋K6ｓ＋M2ｓ^２） ……（４） ただし、ｓ：ラプラス演算子 ここで、極低周波の入力に対する応答は上の伝達関数に
おいてｓ→０とした場合に相当し、高周波の入力に対す
る応答は上の伝達関数においてｓ→∞とした場合に相当
するから、 ｓ→０の時 Δφ／φ1 →０ Δθ／θ1 →０ Δｘ／ｘ1 →０ ｓ→∞の時 Δφ／φ1 →−１ Δθ／θ1 →−１ Δｘ／ｘ1 →−１ となり、車体がフラツトになる条件を満していることが
分る。

【００１９】以上の結果から、ロール制御力Ｆ11、ピツ
チ制御力Ｆ21、バウンス制御力Ｆ32に対応する、各油量
制御弁１６の制御電圧ＶFL〜ＶRRは、次の式（５）で表
される。

【００２０】 ＶFL＝−KV1*Ｆ12−KV2*Ｆ22＋KV5*Ｆ32 ＶFR＝＋KV1*Ｆ12−KV2*Ｆ22＋KV5*Ｆ32 ＶRL＝−KV3*Ｆ12＋KV4*Ｆ22＋KV6*Ｆ32 ＶRR＝＋KV3*Ｆ12＋KV4*Ｆ22＋KV6*Ｆ32 ……（５） ただし、KV1 〜KV6 ：定数 図２に示すように、本発明は上述の原理に基づき、各車
輪の車高から相対変位量算出手段３５により、車体と車
輪の間の相対的なロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δ
θ、バウンス変位量Δｘを求め、制御量算出手段３９に
より車体をフラツトに保つためのロール制御力Ｆ12、ピ
ツチ制御力Ｆ22、バウンス制御力Ｆ32を求め、制御量算
出手段３９の演算結果に基づき油量制御弁１６を制御
し、各車輪の油圧式懸架機構１９FL〜１９RRの油量ＱFL
〜ＱRRを加減し、車体姿勢をほぼフラツトに保つもので
ある。

【００２１】この時、各車高センサ２８の検出した車高
ｈFL〜ｈRRは、診断手段５２により異常な値であるか否
かを診断し、１つの車高センサ２８が失陥していると診
断した時は、警報器５４を駆動し、代替手段５３により
失陥した車高センサ２８に代わる車高センサの検出車高
を用いるように切り換え、車体の姿勢制御を行う。２つ
の車高センサ２８が失陥していると診断した時は、停止
手段５５により車体の姿勢制御を停止する。

【００２２】図３〜５はマイクロコンピユータからなる
電子制御装置により、上述の制御を行う制御プログラム
の流れ図である。ｐ11〜ｐ20、ｐ41〜ｐ56、ｐ71〜ｐ77
は制御プログラムのステツプを表す。この制御プログラ
ムは所定時間ごとに繰り返し実行する。ｐ11で制御プロ
グラムを開始し、ｐ12で初期化を行うに当り、Ni＝０，
FDT ＝０，フラグFSをOFF にしておく。ｐ13で油圧保持
ルーチンに移り、油圧保持手段Ａにより油圧ポンプ４の
出力油圧ｐm を読み込み、出力油圧ｐm が所定値ｐc よ
りも大きい場合は、圧力制御弁１２を開いて圧力を下
げ、出力油圧ｐmが所定値ｐc よりも小さい場合は、圧
力制御弁１２を閉じて出力油圧ｐm を上げ所定値に保
ち、ｐ14へ戻る。

【００２３】ｐ14で各車輪の車高ｐFL〜ｐRRを車高セン
サ２８から、各油圧式懸架機構の油圧（車輪の荷重）ｐ
FL〜ｐRRを油圧センサ１７からそれぞれ読み込む。ｐ15
で図４に示す車高診断・代替処理ルーチンに移り、各車
輪の車高センサ２８が検出した車高ｐFL〜ｐRRが正常で
あるか否かを判別し、１つの車高センサ２８が失陥した
場合は、失陥した車高センサ２８に代る車高センサが検
出した車高を用いて車体の姿勢制御を行う。２つの車高
センサ２８が失陥した場合は、フラグFSをONにする。本
プログラムへ戻り、ｐ16でフラグFSがONか否かを判別
し、フラグFSがONの場合はｐ20へ進む。

【００２４】ｐ16でフラグFSがOFF の場合は、17で車体
重心と車軸中心との相対的なロール変位量Δφ、ピツチ
変位量Δθ、バウンス変位量Δｘを求める。ｐ18で車体
をフラツトに保つためのロール制御力Ｆ12、ピツチ制御
力Ｆ22、バウンス制御力Ｆ32を求める。

【００２５】ｐ19で図５に示す油圧式懸架機構駆動ルー
チンへ移り、制御電圧ＶFL〜ＶRRを各油量制御弁１６に
加えて駆動し、各油圧式懸架機構１９の油量を加減し、
ｐ20で終了する。

【００２６】図４に示すように、車高診断・代替処理ル
ーチンはｐ41で開始し、ｐ42で各車輪の車高センサ２８
から車高hiをh1＝ｈFL，h2＝ｈFR，h3＝ｈRL，h4＝ｈRR
の順に読み込み、ｐ43で前回検出した車高hip と今回検
出した車高hiから車高変化量dhi を求める。

【００２７】ｐ44で車高hi（絶対値）が所定値hoよりも
大きい否かを判別する。車高hi（絶対値）が所定値hoよ
りも大きい場合はｐ46へ進み、車高hiが所定値hoよりも
小さい場合は、ｐ45で車高変化量dhi （絶対値）が所定
値dho よりも大きいか否かを判別する。車高変化量dhi
（絶対値）が所定値dho よりも小さい場合はｐ48へ進
み、車高変化量dhi （絶対値）が所定値dho よりも大き
い場合は、ｐ46で異常診断カウンタ（異常診断回数）Ni
に１を加える。

【００２８】ｐ47でカウンタNiが所定値Nio よりも大き
いか否かを判別する。カウンタNiが所定値Nio よりも小
さい場合は、ｐ48で車高センサ２８の信号診断処理が一
巡したか否かを判別する。車高センサ２８の信号診断処
理が一巡していない場合はｐ43へ戻り、車高センサ２８
の信号診断処理が一巡した場合はｐ56へ進む。

【００２９】ｐ47でカウンタNiが所定値Nio よりも大き
い場合は、ｐ49で車高hiを検出した車高センサ２８が最
初に失陥したものFDT ＝i として登録し、ｐ50で警報器
５４を駆動し、ｐ51で今回失陥した車高センサ２８が既
に登録されているものか否かを判別する。今回失陥した
車高センサ２８が既に登録されているものでない（２つ
の車高センサ２８が失陥している）場合は、ｐ52でフラ
グFSをONにし、ｐ56へ進む。

【００３０】ｐ51で今回失陥した車高センサ２８が既に
登録されているものである（１つの車高センサ２８が失
陥している）場合は、ｐ53で横加速度センサ５１により
検出した横加速度に基づき車両が旋回走行中か否かを判
別し、車両の走行状況により代替する車高センサ２８を
選択する。すなわち、車両が旋回走行中の場合は、ｐ54
で失陥した車高センサ２８に代わる車高センサを選択し
（前後反対側の車高センサを用いる）、ｐ56へ進む。車
両が直進走行中の場合は、ｐ55で失陥した車高センサ２
８に代わる車高センサを選択し（左右反対側の車高セン
サを用いる）、ｐ56で本プログラムへ戻る。

【００３１】図５に示すように、油圧式懸架機構駆動ル
ーチンはｐ71で開始し、ｐ72で各油圧センサ１７から各
油圧式懸架機構１９FL〜１９RRの油圧ｐFL〜ｐRRを読み
込み、ｐ73で油圧ｐFL〜ｐRRを電圧ＶsFL 〜ＶsRR に変
換する（KSは定数）。ｐ74で制御電圧ＶFL〜ＶRRと電圧
ＶsFL 〜ＶsRR から各油量制御弁１６の励磁電圧ＶeFL
〜ＶeRR を求める。ｐ75で油量制御弁１６を励磁し、各
油圧式懸架機構１９FL〜１９RRへ供給・排出する油量Ｑ
FL〜ＱRRを加減し（ＧvFL 〜ＧvRR は定数）、ｐ76で油
圧式懸架機構１９FL〜１９RRを駆動し、ｐ77で本プログ
ラムへ戻る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述のように、各車輪支持部の
車高が繰返し検出される過程で、診断手段により各車高
センサの検出車高が異常なものか否か、時間的な車高変
化量が異常なものか否かを順次診断し、個々の車高セン
サについての異常診断回数が所定値を超えた時に、失陥
した車高センサの代りに他の車高センサを用いて車体の
姿勢制御を行うものであるから、１つの車高センサが失
陥しただけでは、通常の姿勢制御を継続しても、車体姿
勢の急変を防止できる。

【００３３】２つの車高センサが失陥した時は、車体の
姿勢制御が停止されるので、各油圧式懸架機構は受動型
の油圧式懸架機構として働くことになり、姿勢制御装置
の異常動作により車体が異常に傾くなどの恐れがなく、
安全性が保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車体の姿勢制御装置が適用される
油圧式懸架機構の油圧回路図である。

【図２】同姿勢制御装置のブロツク図である。

【図３】同姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。

【図４】同姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。

【図５】同姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。

【符号の説明】

１６：油量制御弁 １９：油圧式懸架機構 ２０：車体
２５：車輪 ２８：車高センサ ３５：相対変位量算
出手段 ３９：制御量算出手段 ５１：横加速度センサ
５２：診断手段 ５３：代替手段 ５４：警報器 ５
５：停止手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後左右の車輪と車枠の上下間隔を検出す
   る各車高センサの信号に基づく電子制御装置の出力によ
   り、各車輪を懸架する油圧式懸架機構の油量を加減し、
   車体の姿勢変化を抑える車体の姿勢制御装置において、
   各車高センサの失陥を診断する診断手段と、１つの車高
   センサが失陥したと診断された場合に、車両の直進走行
   中は失陥した車高センサを左右反対側の車高センサに代
   替させ、旋回走行中は失陥した車高センサの前後反対側
   の車高センサに代替させる代替手段と、２つの車高セン
   サが失陥したと診断された場合に車体の姿勢制御を停止
   する手段とを備えたことを特徴とする車体の姿勢制御装
   置。
2. 【請求項２】前記診断手段は各車高センサの検出車高が
   異常か否かを診断する手段と、各車高センサの検出車高
   の時間的変化量が異常か否かを診断する手段とからな
   る、請求項１に記載の車体の姿勢制御装置。