(57)【要約】【課題】軸荷重の推定精度を高める。【解決手段】内圧センサ２０ＬＦ，２０ＬＢ，２０ＲＦ，２０ＲＢは、エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢの各内圧ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢを検出し、ハイトセンサ２１Ｌ，２１Ｒは、左右の車高ＨＬ，ＨＲを検出し、車高差演算部２５は、左右の車高ＨＬ，ＨＲの差（車高差ΔＨ）を算出する。バネ上荷重演算部２４は、各エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢが負担するバネ上荷重ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢを、内圧ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢを用いて算出する。補正荷重演算部２６は、スタビライザ７が負担する補正荷重Ｆｓを、左右の車高差ΔＨを用いて算出する。軸荷重演算部２７は、アクスルケース３が支える軸荷重Ｆを、バネ上荷重ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢと補正荷重Ｆｓとを合算することによって算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の給俳によって上下方向に伸縮可能な左右の流体バネが車軸の左部及び右部と車体との間にそれぞれ介装され、前記車軸に対する前記車体の左右の高低差の増大に応じて捩じれ量が増大するスタビライザによって前記車軸の左部と右部とが接続された車両に搭載される重量推定装置であって、
前記左右の流体バネの各内圧を検出する内圧検出手段と、
前記車軸に対する前記車体の左右の高低差を検出する高低差検出手段と、
前記左右の流体バネの各々が負担する荷重を、前記内圧検出手段が検出した左右の内圧を用いて左右のバネ上荷重として算出するバネ上荷重演算手段と、
前記スタビライザが負担する荷重を、前記高低差検出手段が検出した左右の高低差を用いて補正荷重として算出する補正荷重演算手段と、
前記車軸が支える軸荷重を、前記バネ上荷重演算手段が算出した左右のバネ上荷重と前記補正荷重演算手段が算出した補正荷重とを合算することによって算出する軸荷重演算手段と、を備える
ことを特徴とする車両の重量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の重量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エアバネの内圧を検出し、検出した内圧を所定の線形近似式に代入することによって、エアバネに対する荷重が算出可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８２２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車軸の左右の端部と車体との間に左右のエアバネ（流体バネ）がそれぞれ介装される車両では、一般に、アンチロール効果を得るためのスタビライザによって車軸の左右の端部同士が接続され、スタビライザの捩れ量は、左右の流体バネの上下方向の全長差（車軸に対する車体の左右の高低差）の増大に応じて増大する。係る車両では、左右の流体バネの全長差がゼロであればスタビライザの捩れも発生しないため、特許文献１に記載の方法を用いて左右の流体バネが支える各荷重（左右のバネ上荷重）を算出し、算出した左右のバネ上荷重を合算することによって、車軸が支える荷重（軸荷重）を求めることが可能である。
【０００５】
しかし、左右のエアバネに対する圧縮空気の実際の給排制御では、ハンチングなどの不要な制御を抑止するための制御不感帯を設定しており、左右のエアバネの全長差を完全にゼロとする制御を行っていない。このため、スタビライザの捩れも完全にゼロとはならず、バネ上荷重を合算しただけでは、スタビライザの荷重負担分が不足し、軸荷重を正確に推定することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、軸荷重の推定精度を高めることが可能な車両重量推定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明は、車両に搭載される重量推定装置であって、内圧検出手段と、高低差検出手段と、バネ上荷重演算手段と、補正荷重演算手段と、軸荷重演算手段と、を備える。車軸の左部及び右部と車体との間には、流体の給俳によって上下方向に伸縮可能な左右の流体バネがそれぞれ介装され、車軸の左部と右部とは、車軸に対する車体の左右の高低差の増大に応じて捩じれ量が増大するスタビライザによって接続されている。
【０００８】
内圧検出手段は、左右の流体バネの各内圧を検出する。高低差検出手段は、車軸に対する車体の左右の高低差を検出する。バネ上荷重演算手段は、左右の流体バネの各々が負担する荷重を、内圧検出手段が検出した左右の内圧を用いて左右のバネ上荷重として算出する。補正荷重演算手段は、スタビライザが負担する荷重を、高低差検出手段が検出した左右の高低差を用いて補正荷重として算出する。軸荷重演算手段は、車軸が支える軸荷重を、バネ上荷重演算手段が算出した左右のバネ上荷重と補正荷重演算手段が算出した補正荷重とを合算することによって算出する。
【０００９】
上記構成では、左右のバネ上荷重の合算値にスタビライザが負担する補正荷重を加算することによって軸荷重を算出するので、軸荷重の推定精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軸荷重の推定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係わる重量推定装置を備えた車両の要部を示すブロック図である。
【図２】スタビライザとＶロッドとアクスルケースとを車体フレームに組付ける前の状態を示す分解斜視図である。
【図３】車高調整を説明するための側面図であり、（ａ）は標準車高の状態を、（ｂ）は標準車高から上昇した状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係わる車両１は、車体フレーム２と、アクスルケース（車軸）３と、左の前後１対のエアスプリング（流体バネ）４ＬＦ，４ＬＢと、右の前後１対のエアスプリング（流体バネ）４ＲＦ，４ＲＢと、左右の後輪（駆動輪）５Ｌ，５Ｒと、Ｖロッド６と、スタビライザ７と、ドライブシャフト１６と、左の前後１対の内圧センサ（内圧検出手段）２０ＬＦ，２０ＬＢと、右の前後１対の内圧センサ（内圧検出手段）２０ＲＦ，２０ＲＢと、左右１対のハイトセンサ（高低差検出手段）２１Ｌ，２１Ｒと、ＥＣＵ（Electric Control Unit）２２と、を主に備える。なお、本実施形態では、ドライブシャフト１６に連結されて駆動する後車軸について説明するが、車軸は従動軸であってもよく、前車軸であってもよい。
【００１４】
車体フレーム２は、車幅方向両側で前後方向に延びる左右１対のサイドメンバ１０を有する。アクスルケース３は、サイドメンバ１０の下方で左右方向（車幅方向）に延び、左右の後輪５Ｌ，５Ｒは、アクスルケース３の左右の端部に支持される。ドライブシャフト１６は、アクスルケース３の中央部３Ｍから前方へ延びる。アクスルケース３の左部３Ｌ及び右３Ｒの各下部には、左右のエアスプリングビーム８がそれぞれ固定され、各エアスプリングビーム８は、アクスルケース３の前方及び後方へ延びる。
【００１５】
左前のエアスプリング４ＬＦは、アクスルケース３の左部３Ｌの前方で左のエアスプリングビーム８の前端部と左のサイドメンバ１０との間に配置され、左後のエアスプリング４ＬＢは、アクスルケース３の左部３Ｌの後方で左のエアスプリングビーム８の後端部と左のサイドメンバ１０との間に配置される。右前のエアスプリング４ＲＦは、アクスルケース３の右部３Ｒの前方で右のエアスプリングビーム８の前端部と右のサイドメンバ１０との間に配置され、右後のエアスプリング４ＲＢは、アクスルケース３の右部３Ｒの後方で右のエアスプリングビーム８の後端部と右のサイドメンバ１０との間に配置される。各エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢの上端部はサイドメンバ１０の下面に下方から対向し、下端部はエアスプリングビーム８に固定され、各エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢは、車両１のサスペンションとして機能する。
【００１６】
各エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢは、エア供給管路（図示省略）からの加圧エア（流体）の供給によって上下方向に伸長し、加圧エアの排出によって短縮する。このように、左右のエアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢは、加圧エアの給俳によって上下方向に伸縮可能であり、車体の左部及び右部とアクスルケース３の左部３Ｌ及び右部３Ｒとの間にそれぞれ介装される。例えば、右のエアスプリング４ＲＦ，４ＲＢに対する加圧エアの給俳を停止した状態で左のエアスプリング４ＬＦ，４ＬＢに加圧エアを供給すると、図３（ｂ）に示すように、車体の左部（左のサイドメンバ１０）とアクスルケース３に左部３Ｌとの上下方向の距離が増大（左の車高ＨＬが上昇）し、反対に左のエアスプリング４ＬＦ，４ＬＢから加圧エアを排出すると、車体の左部とアクスルケース３の左部３Ｌとの上下方向の距離が減少（左の車高ＨＬが下降）する。このように、エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢに対する加圧エアの給排を制御することにより、車体フレーム２の左右がそれぞれ昇降する。
【００１７】
Ｖロッド６の後端の会合端部６ａは、アクスルケース３の中央部３ｍの上部に固定されたブラケット１１に連結され、Ｖロッド６の前端の左右の分岐端部６ｂは、左右のサイドメンバ１０に固定されたブラケット（図示省略）に連結され、Ｖロッド６によってアクスルケース３が車体フレーム２に支持される。
【００１８】
スタビライザ７は、左右１対のアーム１２とトーションバー１３とを有するＵ形状であり、トーションバー１３の左右の両端は、左右のアーム１２の後端部に固定される。左右のアーム１２の前端部は、左右のトルクロッドブラケット１４の下端部にそれぞれ回転自在に連結され、左右のトルクロッドブラケット１４の上端部は、左右のサイドメンバ１０にそれぞれ固定される。トーションバー１３の左右の端部には、左右のエアスプリングビーム８がそれぞれ回転自在に連結される。車両１のコーナリング時など左右のサスペンション（エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢ）のストローク量に差異が生じると、トーションバー１３に捩れ応力が発生し、その復元力は、左右のサスペンションのストローク量の差を減少させる方向に作用して、車両１のローリングを抑制する。このように、アクスルケース３の左部３Ｌと右部３Ｒとは、アクスルケース３に対する車体フレーム２の左右の高低差の増大に応じて捩じれ量が増大するスタビライザ７によって接続されている。
【００１９】
左の前後の内圧センサ２０ＬＦ，２０ＬＢは、左の前後のエアスプリング４ＬＦ，４ＬＢの各内圧ＰＬＦ，ＰＬＢを逐次検出し、検出した内圧ＰＬＦ，ＰＬＢをＥＣＵ２２へ送信する。右の前後の内圧センサ２０ＲＦ，２０ＲＢは、右の前後のエアスプリング４ＲＦ，４ＲＢの各内圧ＰＲＦ，ＰＲＢを検出し、検出した内圧ＰＲＦ，ＰＲＢをＥＣＵ２２へ送信する。
【００２０】
左のハイトセンサ２１Ｌは、アクスルケース３の左部３Ｌに対する車体フレーム２（左のサイドメンバ１０）の上下方向の距離（左の車高ＨＬ）を逐次検出し、検出した車高ＨＬをＥＣＵ２２へ送信する。右のハイトセンサ２１Ｒは、アクスルケース３の右部３Ｒに対する車体フレーム２（右のサイドメンバ１０）の上下方向の距離（右の車高ＨＲ）を逐次検出し、検出した車高ＨＲをＥＣＵ２２へ送信する。
【００２１】
ＥＣＵ（Electric Control Unit）２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された車両調整プログラムを読み出して車高調整処理を実行することによって、車高制御部２３として機能し、また、軸荷重推定プログラムを読み出して軸荷重推定処理を実行することによって、バネ上荷重演算部（バネ上荷重演算手段）２４、車高差演算部（高低差検出手段）２５、補正荷重演算部（補正荷重演算手段）２６、軸荷重演算部（軸荷重演算手段）２７として機能する。ＲＡＭは、内圧センサ２０ＬＦ，２０ＬＢ，２０ＲＦ，２０ＲＢが検出した内圧ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢ、ハイトセンサ２１Ｌ，２１Ｒが検出した車高ＨＬ，ＨＲ、及び後述の左右の車高差ΔＨ、バネ上荷重ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢ、補正荷重Ｆｓ等の記憶領域として機能する。
【００２２】
車高調整処理において、車高制御部２３は、ハイトセンサ２１Ｌ，２１Ｒにより検出される左右の車高ＨＬ，ＨＲが予め記憶された標準車高Ｈ０となるように、エア供給管路に設けられた制御バルブ（図示省略）等を開閉制御して、エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢに対して加圧エアを給排する（図３（ａ）参照）。軸荷重推定処理は、車高調整処理により左右の車高ＨＬ，ＨＲが標準車高Ｈ０に制御された状態で実行される。車高調整処理における加圧エアの給排制御では、ハンチングなどの不要な制御を抑止するための制御不感帯が設定されている。このため、左右の車高ＨＬ，ＨＲは必ずしも一致せず（車高差ΔＨは完全にゼロとはならず）、スタビライザ７の捩れも完全にゼロとはならない。
【００２３】
軸荷重推定処理において、バネ上荷重演算部２４は、各エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢが負担する荷重（バネ上荷重ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢ）を、内圧センサ２０ＬＦ，２０ＬＢ，２０ＲＦ，２０ＲＢにより検出された内圧ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢを用いて算出する。具体的には、内圧ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢを次式（１）に代入することによって算出する。
【００２４】
Ｆｅ＝Ｋ×Ｐ＋ｍ・・・（１）
【００２５】
上式（１）において、Ｆｅはバネ上荷重（ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢ）、Ｐは内圧（ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢ）、Ｋ（バネ定数）及びｍは、各エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢのバネ特性によって一意的に定まる固有値である。すなわち、エアスプリング４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢは、荷重−変位特性を線形と見做すことが可能な流体バネであり、その線形範囲に標準車高が設定されている。
【００２６】
車高差演算部２５は、ハイトセンサ２１Ｌ，２１Ｒにより検出された左右の車高ＨＬ，ＨＲの差（ＨＬ−ＨＲの絶対値）を、アクスルケース３に対する車体フレーム２の左右の高低差（左右の車高差ΔＨ）として算出する。
【００２７】
補正荷重演算部２６は、スタビライザ７が負担する荷重（補正荷重Ｆｓ）を、車高差演算部２５により算出された左右の車高差ΔＨを用いて、次式（２）によって算出する。
【００２８】
ＦＳ＝Ｋｓ×ΔＨ・・・（２）
【００２９】
上式（２）において、Ｋｓは、スタビライザ７の捩れバネ定数である。スタビライザ７の捻れバネ定数Ｋｓは、スタビライザ７が負担する荷重を左右の車高差ΔＨによって除したバネ定数であり、スタビライザ７の材質及び構造によって一意的に決まる固有値である。
【００３０】
軸荷重演算部２７は、アクスルケース３が支える軸荷重Ｆを、バネ上荷重演算部２４により算出されたバネ上荷重Ｆｅと補正荷重演算部２６により算出された補正荷重Ｆｓとを合算することによって算出する（Ｆ＝ＦＬＦ＋ＦＬＢ＋ＦＲＦ＋ＦＲＢ＋Ｆｓ）。算出された軸荷重Ｆは、他の様々な処理（例えば、前車軸が負担する軸荷重を後車軸と同様に算出し、両車軸が負担する荷重を合算して車体重量を算出する処理など）に用いることができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、左右のバネ上荷重ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢの合算値にスタビライザ７が負担する補正荷重Ｆｓを加算することによって軸荷重Ｆを算出するので、軸荷重Ｆの推定精度を高めることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、左右の車高ＨＬ，ＨＲが標準車高Ｈ０に制御された状態で軸荷重推定処理を実行しているが、流体バネの荷重−変位特性が線形と看做せる範囲内であれば、左右の車高ＨＬ，ＨＲが標準車高Ｈ０に制御されていない状態であっても、軸荷重Ｆの推定を同様に行うことができる。
【００３３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、流体バネ及びスタビライザを備える様々な車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１：車両
２：車体フレーム
３：アクスルケース（車軸）
３Ｌ：アクスルケースの左部
３Ｒ：アクスルケースの右部
４ＬＦ，４ＬＢ，４ＲＦ，４ＲＢ：エアスプリング（流体バネ）
７：スタビライザ
８：エアスプリングビーム
１０：サイドメンバ
２０ＬＦ，２０ＬＢ，２０ＲＦ，２０ＲＢ：内圧センサ（内圧検出手段）
２１Ｌ，２１Ｒ：ハイトセンサ（高低差検出手段）
２２：ＥＣＵ
２３：車高制御部
２４：バネ上荷重演算部（バネ上荷重演算手段）
２５：車高差演算部（高低差検出手段）
２６：補正荷重演算部（補正荷重演算手段）
２７：軸荷重演算部（軸荷重演算手段）
ＰＬＦ，ＰＬＢ，ＰＲＦ，ＰＲＢ：内圧
ＨＬ，ＨＲ：左右の車高
ΔＨ：左右の車高差
Ｆｅ，ＦＬＦ，ＦＬＢ，ＦＲＦ，ＦＲＢ：バネ上荷重
Ｆｓ：補正荷重
Ｆ：軸荷重
【図１】
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【図２】
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【図３】
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