JP4816577B2

JP4816577B2 - 車高調整装置

Info

Publication number: JP4816577B2
Application number: JP2007165092A
Authority: JP
Inventors: 秀樹大橋; 浩太郎沖村; 修史長谷川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-06-22
Also published as: JP2009001193A

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。

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。
特開２００５−２９０２６号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本実施形態に係る車高調整装置を搭載する車両の構成概念図である。本実施形態に係る車高調整装置に利用可能な車高センサの一例を説明する説明図である。本実施形態に係る車高調整装置のＥＣＵの内部構成を説明するブロック図である。本実施形態に係る車高調整装置の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

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、２８ＥＣＵ、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。

Claims

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車高調整装置。
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することを特徴とする請求項１記載の車高調整装置。
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することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車高調整装置。