JPS61278413A - 車体傾動量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、車両の運動特性評価、車体傾度の自動調整
等に使用される車体傾動量計測装置に関する。

（従来技術とその問題点） 従来、車両の前後傾動量（ピッチング）、左右傾動量（
ローリング）を計測するためには、フリージャイロか使
用されるのが通例でおる。

しかしなから、このような従来のジャイロを使用する計
測装置にあっては、車両の加減速や操舵操作によりジャ
イロのスピン軸が倒れるため、ロール角を計測した場合
にサイン波状の経時誤差が牛し、■確にロール角が計測
できない（車両の運動特性が評価できない）という問題
点がめった。

他方、本出願人は先に特開昭５８−１７４００７号公報
において、車体に取付けられた２個の対地距離計の各出
力から車体と路面との物理的関係を特定し、これに基づ
いて自動車高調整を行なう装置を提案しているが、この
装置にあっては単に両針測値の差を求めて路面の凹凸を
推定するに過ぎず、車体の傾動量、すなわちローリング
やピッチングを計測することはできない。

（発明の目的） この発明の目的は、車体に取付（プられた対地距離計か
らの８１測値に基づいて、車体の前後傾動１゜左右傾動
量をそれぞれ計測するようにした車体傾動量計測装置を
提供することにある。　　′（発明の構成） 第１図のクレーム対応図を参照して本発明の詳細な説明
する。

対地距離計ａ、　、８２　ｒ　８３は、互いに適宜離隔
して車体に取付けられている。

演算手段すは、前記３個の対地距離計ａ、、ａ２、ａ３
の中で、少なくとも２個の対地距離計（例えば＋ａｌと
８２＞の計測平均値と伯の１つの対地距離計（例えばａ
３）の計測値とに基づいて、車体の前後および左右の傾
動量を演算する。

（実施例の説明） 第２図は、本発明に係わる第１実施例装置のハードウェ
ア構成を示すブロック図である。

同図において、対地距離計Ｓ＋、Ｓｚは、第３図および
第６図に示す如く、車両１のフロントバンパ２の下面に
、左右対称的に取付けられており、それぞれ取付位置か
ら路面３までの距＠Ｈ＋、Ｈ２に相当する信号を出力す
るものである。

また、対地距離計８３は、第６図（ａ）に示す如く、車
体下面の後部はぼ中央に取付けられており、同様に取付
位置から路面までの距離Ｈ３に相当する信号を出力する
。

計器間距離設定スイッチＳＷｏは、第４図および第６図
（ａ＞に示す如く、左右の対地距離計８１．８２間の距
離り、および左右の対地距離計Ｓ、と８２の２等分点と
、後部の対地距離計８３との距離Ｌ２に相当する信号を
発生する。

また、デジタル式の表示器Ｄｒ、Ｄｐには、それぞれ後
述する演算で求められた車体のロール角（左右方向の傾
動量）θｒおよびピッチ角（前後方向の傾動量）θｐが
表示される。

また、Ｄ／Ａ変換器ＤＡｒ、ＤＡＤからは、それぞれロ
ール角信号およびピッチ角信号が出力される。

ＣＰＵ４では、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ＋　、ＡＤ２　。

Ａ　Ｄ　３および計器間距離設定スイッチＳＷｏから得
られる各信号に基づいて、第５図のフローチャートに従
って所定の演算を行ない、ロール角θｒ。

ピッチ角θｐをそれぞれ求め、これを表示器Ｄｒ。

ＤＩ）およびＤ／Ａ変換器ＤＡｒ、ＤＡｐへと出力する
ものである。

次に、第５図のフローチャートを参照しながら、ＣＰＵ
４で行なわれる演算処理の内容を詳細に説明する。

第４図に示されるように、ロール角θｒを度で表わすと
、 となり、 これからθｒを求めると、 となる。

一般に、ロール角θｒは最大１０数度位であるため、ロ
ール角θｒは非常に小さいと考えることができ、このと
き とおくことができる。

これにより、ロール角 ０ｒ−３６０ＸＨ＋　　Ｈ２ ２π　　　　　Ｌ か得られるっ ここでし、は固定的であるため、 となり、 ３６．０ ２π１− はマイクロコンピュータで予め１度計算すればθｒ＝に
１Ｘ　（ＨＩ　　Ｈ２）の形て計緯テぎ、）寅算時間を
節約することができる。

以上を前提として、第５図のフローチャートがスタート
されると、まずイニシャル処理によって、計器間距離設
定スイッチＳ〜Ｖｏからの計器間距離Ｌ１．Ｌ２の読込
み（ステップ１００）、ｉｉ数に、の算出（ステップ１
０１）および計数に２の算出（ステップ１０２）が順次
実行される。

なお、 で必る。

次いで、対地距離計Ｓ＋　、３２．３３からそれぞれの
計測値がＡ／Ｄ変換器を介して読込まれ、それぞれＨ＋
　、Ｈ２，Ｈ３として記憶される（ステップ１０３．１
０４．１０５＞。

次いで、次式に基づいて、ロール角θｒが求められる。

θｒ＝に＋　Ｘ　（Ｈ＋　　Ｈ２） 次いで、求められたロール角θｒは、ロール角表示器Ｄ
ｒへと送られ、ロール角表示器［）ｒにはロール角が度
数単位でデジタル表示される（ステップ１０７）。

次いで、同様に求められたロール角θｒはＤ／Ａ変換器
ＤＡｒへと送られ、アナログロール角信号に変換される
（ステップ１０８）。

次いで、次式に基づいてピッチ角が算出される。

θｐヨに２　Ｘ　（Ｈｌ　＋Ｈ２−Ｈ３）次いて、求め
られたピッチ角θｐはピッチ角表示器Ｄｐへと送られ、
表示器Ｄｐにはピッチ角が度Ｖｊ、中位でデジタル表示
される（ステップ１１０）次いて、求められたピッチ角
、θｐは、同様にしてＤ／’Ａ変換器ＤＡＩ）へと送ら
れ１．アナログロール角信号に変換出力されることとな
る。

従って、車両の運動性テスト等の場合には、ロール角表
示器Ｄｒ、ピッチ角表示器Ｄｐを観察することによって
、走行中車両のロール角θｒ、ピッヂ角θｐを容易に確
認することができる。

また、ジャイロを用いた従来例のように、車両の制動を
力弓ノだとしても、これによる慣性の影響は何等表示器
Ｄｒ、ＤＩ）に表われることはなく、常に安定した信頼
性の高い表示を行なうことができる。

また、車両の自動傾度制御を行なうような場合には、Ｄ
／Ａ変換器ＤＡｒ、ＤＡＩ）から出力されるロール角信
号、ピッチ角信号をそれぞれ公知の電子サスペンション
機構等１こ供給すれば、車高制御の場合と同様にして、
走行中車両の傾度を路面の状況あるいは道路の旋回半径
等に拘らず最適な状態に制御することが可能となるので
ある。

なお、前記実施例では、車体下面の全部に２個の対地距
離計Ｓ＋、Ｓ２を設ける一方、車体下面後部はぼ中央に
他の対地距離計８３を設け、これらの信号に基づいて車
両のロール角、ピッチ角をそれぞれ求めるように構成し
たが、対地距離計８１〜Ｓ３の取付位置は、第６図（ｂ
）〜（ｄ）に示す如く、種々に変更することが可能であ
って、この場合には、各ケース（ａ）〜（ｄ）に従って
、演算式を表１の如く変更すれば良い。

表１ 次に、第７図は本発明に係わる第２実施例のハードウェ
ア構成を示すブロック図である。

なお、同図において前記第１実施例と同一構成部分につ
いては同符号を付して説明を省略する。

この第２実施例の特徴は、対地距離計Ｓ＋、Ｓ２の取付
高さの誤差を補正し、また必要に応じて最大および最小
ロール各θｒ［、θｒ　ＭＩＮと最大および最小ピッチ
各θｐ酬、θｐ　ＭＩＮをそれぞれ表示器に表示可能と
したものである。

第７図において、水平設定スイッチＳ　Ｗ　＋は、例え
ば一対の水銀スイッチＬＶ＋　、ＬＶ２で構成され、車
体が前後方向および左右方向に完全に水平な状態では、
左右方向のスイッチＬＶ＋および前後方向のスイッチＬ
Ｖ２はともにオン状態となるように設定されている。

最大値出力スイッチＳＷ２．最小値出力スイッチＳＷ３
は、それぞれＣＰＵ４に対して、最大および最小ロール
角、ピッチ角をそれぞれ表示すべき指令を与えるもので
ある。

次に第９図〜第１１図のフローチャートを参照して第２
実施例装置の動作を系統的に説明する。

第９図においてプログラムがスタートすると、まず初期
設定処理によりΔｈ、θｒＭＩＮ、θｒｍ。

θＤ　ｓｍ、θｐ酬はそれぞれ零にリセッｌ〜される（
ステップ２００）。

次いで第１実施例と同様にして、Ｌｌ、Ｌ２の読込み（
ステップ２０１＞、に＋の算出（ステップ２０２＞、に
２の算出（ステップ２０３）がイニシャル処理として行
なわれる。

次いて、やはり第１実施例と同様にして、対地距離計８
１〜Ｓ３から計測値が読込まれ、それぞれＨ１〜Ｈ３と
して記憶される（ステップ２０４〜２０６）。

以上が終了すると、水平設定スイッチの左右傾度スイッ
チＬＶ＋のオンオフ状態が判定され、オンと判定された
場合に限り（ステップ２０７肯定）、対地距離８１Ｓ、
と８２の取付高さ誤差Δｈ１（第８図参照）が求められ
る（ステップ２０８）。

次いで、求められた誤差Δｈ、に基づいてＨ２−＝Ｈ２
＋Δｈ１として対地距離計８２の計測誤差補正が行なわ
れ（ステップ２０９＞、最終的に次式によってロール角
θｒが求められる（ステップ２１０）。

θｒ＝に、Ｘ　（Ｈｌ　＋Ｈ２−） 次いで、水平設定スイッチの前後スイッチＬＶ２のオン
オフ状態か判定され、オンと判定された場合に限り（ス
テップ２１１肖定）、前後方向の取付高さ誤差△ｈ２が
次式により求められる（ステップ２１２）。

Δｈ２ヨＨＩ＋Ｈ２−Ｈ３ 次いで、求められた誤差Δ［］２に基づいて、Ｈ３−＝
Ｈ３＋Δｈ２として後部対地距離計Ｈ３の取付誤差の修
正が行なわれた後（ステップ２１３）、最後に次式によ
ってロール角θｐが求められる（ステップ２１４）。

θｐ＝に２　Ｘ　（”　＋Ｈ２′Ｈ３−）次に、第１０
図のフローチャートに移って、最大値および最小値の学
習処理が行なわれる。

すなわら求められたロール角Ｏｒの１直がそれまでの最
小値θｒ　１４１Ｎよりもざらに小さい場合に限り（ス
テップ２１５肖定）、当該水められたロール角θｒは新
たな最小値θｒ　ＭＩＴＩとして記憶され（ステップ２
１６＞、また求められたロール角θｒがそれまでの最大
値θｒＭｌｌＸよりも大きい場合に限り（ステップ２１
７肯定）、当該ロール角θｒは最大値として最大値θｒ
１４４Ｘとして記憶される（ステップ２１８）。

同様にして、ピッチ角Ｏｐについても、最小値θＤ　Ｍ
ＩＮ　、最大値θｐＫが求められる（ステップ２１９〜
２２２）。

次いで、第１１図のフローチャートにおいて、最大値出
力スイッチＳＷ２または最小値出力スイッチＳＷ３がオ
ンされると（ステップ２２３肖定または２２４肖定）、
記憶された最大値θｒ嘆。

θＩ）ｗまたは最小値θｒＭＩＮｌ　θｐＭＩＮはそれ
ぞれ表示器Ｄｒ、ＤｐおよびＤＡ変換器ＤＡｒ、ＤＡｐ
へと出力されるわけである（ステップ２２６または２２
７）。

なお、最大値出力スイッチＳＷ２．最小値出力スイッチ
ＳＷ３が操作されていない場合には（ステップ２２３否
定、２２４否定）、第１実施例と同様にその時点で検出
されたロール角θｒ、ピッチ角θｐがそれぞれ表示器Ｄ
ｒ、ＤｐＩよびＤ／Ａ変換器ＤＡｒ、ＤＡｐに出力され
る（ステップ２２５）。

このように、この第２実施例によれば、必要に応じてロ
ール角、ピッチ角の最小、最大値を表示および制御信号
として発することができ、従って車両の運動性検査等の
場合には、最大および最小ロール角およびピッチ角を簡
単に確認することができるのである。

なお、前記第１．第２実施例では車体下面に対地距離計
を３個取付けた場合で説明したが、第１２図に示される
ように、対地距離計を４個８１〜Ｓ４の如く取付けても
、同様なロール角、ピッチ角の計測を行なうことができ
る。

この場合には、演算式を表２の如く変更すれば良いので
おる。

また、前記実施例では、各対地距離計の計測値を予め設
定された方程式に代入してロール角、ピッチ角を求めた
が、これに代えて予めＲＯＭ内に各対地距離計測値に相
当するロール角、ピッチ角をテーブルの形に記憶させれ
ば、入出力応答速度を向上できることは勿論である。

（発明の効果） 以上の実施例の説明でも明らかなように、この発明によ
れば車体に取付けられた３個以上の対地距離計の出力に
基づいて、車体の前後方向、左石方向の傾動量を計測す
ることができ、在来のジャイロを用いた装置の場合に比
べ車両製造時の誤差等も生ずることなく、信頼性の高い
計測値を得ることが可能となる。

従って、この傾動量計測装置を利用覆れば、実走行によ
る車両の運動性検査あるいは電子サスペンションを利用
した自動傾き調整などを高精度に行なわせることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すクレーム対応図、第２図は
本発明に係わる第１実施例の電気的な構成を示すブロッ
ク図、第３図は対地距離計と車体との関係を示す説明図
、第４図は演算に用いられる各係数の関係を示す説明図
、第５図は第１実施例装置のソフトウェア構成を示すフ
ローチャート、第６図は第１実施例装置における対地距
離計の様々な配置を示す車体下面図、第７図は本発明に
係わる第２実施例装置の電気的な構成を示すブロック図
、第８図は第２実施例装置の作用を説明する説明図、第
９図〜第１１図は第２実施例装置のラフ１〜ウエア構成
を示すフローチャート、第１２図は他の実施例における
対地距離計の配置を示す車体下面図である。 ａＩ　＊　ａ２　＊　ａ３・・・対地距離計ｂ・・・演
算手段 特許出願人　　日産自動車株式会社 竺１図 第２図 第３図 第４図 Ｉ′ 第６図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） 第８図 第９ｒ５！Ｉ 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに適宜離隔して車体に取付けられた少なくと
   も３個の対地距離計と； 前記距離計の中で、少なくとも２個の対地距離計の計測
   平均値と他の１つの対地距離計の計測値とに基づいて、
   車体の前後および左右の傾動量を演算する演算手段と； を具備することを特徴とする車体傾動量計測装置。