JP6372738B2

JP6372738B2 - Vehicle weight estimation device

Info

Publication number: JP6372738B2
Application number: JP2014085077A
Authority: JP
Inventors: 辰弥堀米; 由太藤巻
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-04-17
Also published as: JP2015205523A

Description

本発明は、構造体がエアスプリングによって昇降自在に弾性支持される車両の重量推定装置に関する。 The present invention relates to a vehicle weight estimation device in which a structure is elastically supported by an air spring so as to be movable up and down.

特許文献１には、エアバネの荷重−内圧特性は線形近似式で示され、測定したエアバネの内圧を上記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を算出可能であることが開示されている。また、特許文献１には、設計上の荷重−内圧特性を実際のエアバネの性状に応じて補正する方法が記載されている。 Patent Document 1 discloses that the load-internal pressure characteristic of an air spring is represented by a linear approximation formula, and the load on the air spring can be calculated by substituting the measured internal pressure of the air spring into the linear approximation formula. . Patent Document 1 describes a method for correcting a design load-internal pressure characteristic according to the actual properties of an air spring.

特開２０１１−２４０７９２号公報JP 2011-240792 A

エアスプリング（エアバネ）の内圧とバネ負担荷重（エアバネに対する荷重）との関係は、エアスプリングが伸張した場合（エアスプリングが支持する構造体が上昇した場合）と短縮した場合（構造体が下降した場合）とで相違する。すなわち、実際の荷重−内圧特性には、エアスプリングの伸張時と短縮時（構造体の上昇時と下降時）でヒステリシスが存在し、構造体が任意の１つの上下位置に上昇して達した場合と下降して達した場合とでは、エアスプリングの内圧は相違する。 The relationship between the internal pressure of the air spring (air spring) and the spring load (load on the air spring) is when the air spring is extended (when the structure supported by the air spring is raised) and when it is shortened (when the structure is lowered) Case). In other words, in the actual load-internal pressure characteristics, there is hysteresis when the air spring is extended and shortened (when the structure is raised and lowered), and the structure is raised to any one vertical position. The internal pressure of the air spring is different between the case and the case where the air spring is lowered.

また、エアスプリングが連結される構造（例えばサスペンションリンク）がゴムなどのバネ要素を含み、構造体からの荷重によってバネ要素が弾性変形する場合、エアスプリングに加えてバネ要素も荷重を負担する。 In addition, when a structure (for example, a suspension link) to which the air spring is connected includes a spring element such as rubber, and the spring element is elastically deformed by a load from the structure, the spring element bears the load in addition to the air spring.

このため、特許文献１のような線形近似式から算出される荷重には、エアスプリングのヒステリシスによる誤差やエアスプリング以外のバネ要素の荷重負担による誤差が含まれてしまい、線形近似式（基本荷重演算情報）だけではバネ負担荷重の推定精度を向上させることが難しい。 For this reason, the load calculated from the linear approximate expression as in Patent Document 1 includes an error due to hysteresis of the air spring and an error due to the load burden of a spring element other than the air spring. It is difficult to improve the accuracy of estimating the spring load only by calculation information).

そこで、本発明は、エアスプリングが負担するバネ負担荷重の推定精度を向上させることが可能な車両の重量推定装置の提供を目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a vehicle weight estimation device capable of improving the accuracy of estimation of a spring-borne load borne by an air spring.

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、上下変位検出手段と、昇降履歴記憶手段と、基本荷重演算情報記憶手段と、補正荷重演算情報記憶手段と、基本荷重演算手段と、昇降判定手段と、補正荷重演算手段と、バネ負担荷重演算手段とを備える。構造体は、エアスプリングと該エアスプリング以外の他のバネ要素とによって下方から弾性支持され、圧縮空気の供給及び排出によるエアスプリングの伸縮によって昇降する。 In order to achieve the above object, the present invention is a weight estimation device mounted on a vehicle, and includes an internal pressure detection means, a vertical displacement detection means, a lift history storage means, a basic load calculation information storage means, a correction load. Calculation information storage means, basic load calculation means, elevation determination means, correction load calculation means, and spring load load calculation means are provided. The structure is elastically supported from below by an air spring and other spring elements other than the air spring, and moves up and down by expansion and contraction of the air spring by supplying and discharging compressed air.

内圧検出手段は、エアスプリングの内圧を検出する。上下変位検出手段は、所定の基準高さに対する構造体の高さを上下変位として検出する。昇降履歴記憶手段は、構造体の昇降履歴を記憶する。基本荷重演算情報記憶手段は、エアスプリングの任意の内圧とバネ負担基本荷重との対応関係を基本荷重演算情報として予め記憶する。補正荷重演算情報記憶手段は、構造体が上昇して達した任意の上下変位とバネ負担補正荷重との対応関係を上昇方向の補正荷重演算情報として予め記憶する。また、補正荷重演算情報記憶手段は、構造体が下降して達した任意の上下変位とバネ負担補正荷重との対応関係を下降方向の補正荷重演算情報として予め記憶する。 The internal pressure detecting means detects the internal pressure of the air spring. The vertical displacement detection means detects the height of the structure with respect to a predetermined reference height as the vertical displacement. The lift history storage means stores the lift history of the structure. The basic load calculation information storage means stores in advance a correspondence relationship between an arbitrary internal pressure of the air spring and a spring load basic load as basic load calculation information. The correction load calculation information storage means stores in advance the correspondence relationship between the arbitrary vertical displacement reached by the structure ascending and the spring load correction load as correction load calculation information in the upward direction. Further, the correction load calculation information storage means stores in advance the correspondence between the arbitrary vertical displacement reached by the lowering of the structure and the spring load correction load as correction load calculation information in the downward direction.

基本荷重演算手段は、内圧検出手段が検出した内圧と基本荷重演算情報記憶手段が記憶する基本荷重演算情報とを用いてバネ負担基本荷重を演算する。昇降判定手段は、上下変位検出手段が検出した上下変位に構造体が上昇して達したか或いは下降して達したかを、昇降履歴記憶手段が記憶する昇降履歴に基づいて判定する。補正荷重演算手段は、構造体が上昇して上記上下変位に達したと昇降判定手段が判定した場合には、上記上下変位と補正荷重演算情報記憶手段が記憶する上昇方向の補正荷重演算情報とを用いてバネ負担補正荷重を演算する。また、補正荷重演算手段は、構造体が下降して上記上下変位に達したと昇降判定手段が判定した場合には、上記上下変位と補正荷重演算情報記憶手段が記憶する下降方向の補正荷重演算情報とを用いてバネ負担補正荷重を演算する。補正荷重演算手段が演算するバネ負担補正荷重は、上記他のバネ要素の荷重負担による誤差を相殺する荷重を含む。バネ負担荷重演算手段は、基本荷重演算手段が演算したバネ負担基本荷重に補正荷重演算手段が演算したバネ負担補正荷重を加算することによって、エアスプリングが負担するバネ負担荷重を算出する。 The basic load calculation means calculates the spring load basic load using the internal pressure detected by the internal pressure detection means and the basic load calculation information stored in the basic load calculation information storage means. The up / down determination means determines whether the structure has risen or reached the vertical displacement detected by the up / down displacement detection means based on the up / down history stored in the up / down history storage means. When the lifting determination means determines that the structure has moved up and reached the vertical displacement, the correction load calculation means includes the vertical displacement and the correction load calculation information in the upward direction stored in the correction load calculation information storage means. Is used to calculate the spring load correction load. Further, the correction load calculation means calculates the correction load calculation in the downward direction stored in the vertical displacement and correction load calculation information storage means when the elevation determination means determines that the structure has descended and reached the vertical displacement. The spring load correction load is calculated using the information. The spring load correction load calculated by the correction load calculation means includes a load that cancels an error due to the load load of the other spring element. The spring load calculation unit calculates a spring load applied by the air spring by adding the spring load correction load calculated by the correction load calculation unit to the spring load basic load calculated by the basic load calculation unit.

基本荷重演算情報は、エアスプリングの内圧からバネ負担基本荷重を一意的に決定する情報であり、基本荷重演算情報を用いて演算されるバネ負担基本荷重には、エアスプリングの伸張時と短縮時（構造体の上昇時と下降時）のヒステリシスによる誤差が含まれる。なお、基本荷重演算情報は、エアスプリングの内圧を変数とする線形近似式であってもよい。 The basic load calculation information is information that uniquely determines the spring load basic load based on the internal pressure of the air spring. The spring load basic load calculated using the basic load calculation information includes when the air spring is extended and shortened. Includes errors due to hysteresis (when the structure is rising and falling). Note that the basic load calculation information may be a linear approximation expression using the internal pressure of the air spring as a variable.

上昇方向の補正荷重演算情報は、構造体が上昇して達した上下位置からバネ負担補正荷重（上昇方向のバネ負担補正荷重）を一意的に決定する情報であり、下降方向の補正荷重演算情報は、構造体が下降して達した上下位置からバネ負担補正荷重（下降方向のバネ負担補正荷重）を一意的に決定する情報である。上昇方向及び下降方向のバネ負担補正荷重は、上記エアスプリングのヒステリシスによる誤差を相殺する荷重を含み、バネ負担基本荷重にバネ負担補正荷重を加算することによって、バネ負担基本荷重からエアスプリングのヒステリシスによる誤差が除去される。 The upward correction load calculation information is information for uniquely determining the spring load correction load (upward spring load correction load) from the vertical position reached by the structure rising, and the downward correction load calculation information. Is information for uniquely determining the spring load correction load (spring load correction load in the descending direction) from the vertical position reached when the structure descends. The spring load correction load in the upward direction and the downward direction includes a load that cancels out the error due to the hysteresis of the air spring. By adding the spring load correction load to the spring load basic load, the hysteresis of the air spring is calculated from the spring load basic load. The error due to is eliminated.

また、構造体からの荷重をエアスプリングとエアスプリング以外のバネ要素（他のバネ要素）とが負担しており、バネ負担基本荷重には上記エアスプリングのヒステリシスによる誤差に加えて、他のバネ要素の荷重負担による誤差も含まれる。他のバネ要素の荷重負担による誤差は構造体の上下位置によって相違することから、補正荷重演算手段は、他のバネ要素の荷重負担による誤差を相殺する荷重を含むバネ負担補正荷重を演算する。バネ負担基本荷重にバネ負担補正荷重を加算することによって、バネ負担基本荷重からエアスプリングのヒステリシスによる誤差及び他のバネ要素の荷重負担による誤差の双方が除去される。

Moreover, bear with spring elements other than the air spring and air spring (other spring elements) the load from the structure, the spring-borne base load in addition to the error due to the hysteresis of the air spring, other spring The error due to the load of the element is also included. Since the error due to the load load of the other spring elements differs depending on the vertical position of the structure, the correction load calculation means calculates a spring load correction load including a load that cancels the error due to the load load of the other spring elements . By adding a spring load correction load on the spring load basic load, both error Ru is removed by load bearing errors and other spring elements according to the hysteresis of the air spring from the spring borne base load.

また、上下変位検出手段は構造体の上下変位を逐次検出してもよく、昇降履歴記憶手段は、上下変位検出手段が検出した上下変位を昇降履歴として記憶してもよい。 Further, the vertical displacement detection means may sequentially detect the vertical displacement of the structure, and the elevation history storage means may store the vertical displacement detected by the vertical displacement detection means as the elevation history.

上記構成では、内圧検出手段は、エアスプリングの内圧を検出し、上下変位検出手段は、構造体の上下変位を検出する。また、構造体の昇降に応じて、昇降履歴記憶手段が構造体の昇降履歴を記憶する。 In the above configuration, the internal pressure detecting means detects the internal pressure of the air spring, and the vertical displacement detecting means detects the vertical displacement of the structure. Further, as the structure is moved up and down, the lift history storage means stores the lift history of the structure.

重量推定処理が開始されると、基本荷重演算処理と補正荷重演算処理とが実行され、両処理の演算結果を用いてバネ負担荷重演算処理が実行される。基本荷重演算処理と補正荷重演算処理とは何れかを先に実行してもよく、両者を並行して実行してもよい。 When the weight estimation process is started, the basic load calculation process and the correction load calculation process are executed, and the spring load load calculation process is executed using the calculation results of both processes. Either the basic load calculation process or the correction load calculation process may be executed first, or both may be executed in parallel.

基本荷重演算処理では、内圧検出手段が検出した内圧と基本荷重演算情報記憶手段が記憶する基本荷重演算情報とを用いて、基本荷重演算手段がバネ負担基本荷重を演算する。 In the basic load calculation process, the basic load calculation means calculates the spring-loaded basic load using the internal pressure detected by the internal pressure detection means and the basic load calculation information stored in the basic load calculation information storage means.

補正荷重演算処理では、上下変位検出手段が検出した上下変位に構造体が上昇して達したか或いは下降して達したかを、昇降履歴記憶手段が記憶する昇降履歴に基づいて昇降判定手段が判定する。構造体が上昇して上記上下変位に達したと昇降判定手段が判定すると、補正荷重演算手段は、上記上下変位と補正荷重演算情報記憶手段が記憶する上昇方向の補正荷重演算情報とを用いてバネ負担補正荷重を演算する。反対に、構造体が下降して上記上下変位に達したと昇降判定手段が判定すると、補正荷重演算手段は、上記上下変位と補正荷重演算情報記憶手段が記憶する下降方向の補正荷重演算情報とを用いてバネ負担補正荷重を演算する。 In the correction load calculation process, the up / down determination means is based on the up / down history stored in the up / down history storage means as to whether the structure has moved up or down to the vertical displacement detected by the up / down displacement detection means. judge. When the lifting determination means determines that the structure has been lifted and reached the vertical displacement, the correction load calculation means uses the vertical displacement and the correction load calculation information in the upward direction stored in the correction load calculation information storage means. Calculate spring load compensation load. On the other hand, when the lifting / lowering determining means determines that the structure has descended and reached the vertical displacement, the correction load calculating means includes the vertical displacement and the correction load calculation information in the downward direction stored in the correction load calculation information storage means. Is used to calculate the spring load correction load.

なお、基本荷重演算処理で用いる内圧を内圧検出手段が検出するタイミングと、補正荷重演算処理で用いる上下変位を上下変位検出手段が検出するタイミングとは、必ずしも一致していなくてもよいが、エアスプリングの内圧及び構造体の上下位置が変化しない状態（任意の１つの重量推定状態）で内圧及び上下位置の双方が検出されることが必要である。 The timing at which the internal pressure detection means detects the internal pressure used in the basic load calculation process and the timing at which the vertical displacement detection means detects the vertical displacement used in the correction load calculation process do not necessarily match. It is necessary to detect both the internal pressure and the vertical position in a state where the internal pressure of the spring and the vertical position of the structure do not change (any one weight estimation state).

バネ負担過重演算処理では、基本荷重演算処理の演算結果であるバネ負担基本荷重に補正荷重演算処理の演算結果であるバネ負担補正荷重を加算することによって、エアスプリングが負担するバネ負担荷重をバネ負担荷重演算手段が算出する。 In the spring load overload calculation process, the spring load load borne by the air spring is added to the spring load basic load, which is the calculation result of the basic load calculation process, by adding the spring load correction load, which is the calculation result of the correction load calculation process. The burden load calculating means calculates.

このように、構造物が上昇した場合には、上昇方向の補正荷重演算情報を用いてバネ負担補正荷重を演算し、演算された上昇方向のバネ負担補正荷重をバネ負担基本荷重に加算してバネ負担荷重を算出する。一方、構造物が下降した場合には、下降方向の補正荷重演算情報を用いてバネ負担補正荷重を演算し、演算された下降方向のバネ負担補正荷重をバネ負担基本荷重に加算してバネ負担荷重を算出する。上昇方向及び下降方向のバネ負担補正荷重は、エアスプリングのヒステリシスによる誤差を相殺する荷重をそれぞれ含むので、バネ負担補正荷重をバネ負担基本荷重に加算することよって、エアスプリングのヒステリシスによる誤差を含まないバネ負担荷重を得ることができ、バネ負担荷重の推定精度を向上させることができる。 In this way, when the structure is lifted, the spring load correction load is calculated using the upward correction load calculation information, and the calculated spring load correction load in the upward direction is added to the spring load basic load. Calculate the spring load. On the other hand, when the structure is lowered, the spring load correction load is calculated using the correction load calculation information in the downward direction, and the calculated spring load correction load in the downward direction is added to the spring load basic load. Calculate the load. Since the spring load correction load in the upward and downward directions includes a load that cancels out the error due to the hysteresis of the air spring, the error due to the hysteresis of the air spring is included by adding the spring load correction load to the basic load of the spring load. Therefore, the estimation accuracy of the spring load can be improved.

また、構造体からの荷重をエアスプリングとエアスプリング以外のバネ要素（他のバネ要素）とが負担する場合には、上昇方向及び下降方向のバネ負担補正荷重に、他のバネ要素の荷重負担による誤差を相殺する荷重をさらに含めることによって、エアスプリングのヒステリシスによる誤差及び他のバネ要素の荷重負担による誤差の双方を含まないバネ負担荷重を得ることができる。 In addition, when the load from the structure is borne by an air spring and a spring element other than the air spring (other spring elements), the load load of other spring elements is added to the spring load correction load in the upward and downward directions. By further including a load that cancels the error due to the above, it is possible to obtain a spring load that does not include both an error due to hysteresis of the air spring and an error due to the load burden of other spring elements.

本発明によれば、エアスプリングが負担するバネ負担荷重の推定精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the estimation precision of the spring burden load which an air spring bears can be improved.

本発明の一実施形態に係る車両を後方から視た模式図であり、（ａ）は最低車高の状態を、（ｂ）は最低車高から標準車高に上昇させた状態をそれぞれ示す。It is the schematic diagram which looked at the vehicle concerning one embodiment of the present invention from back, (a) shows the state of the minimum vehicle height, and (b) shows the state raised from the minimum vehicle height to the standard vehicle height, respectively. 図１と同様の車両の模式図であり、（ａ）は最高車高の状態を、（ｂ）は最高車高から標準車高に下降させた状態をそれぞれ示す。FIGS. 2A and 2B are schematic views of a vehicle similar to FIG. 1, in which FIG. 1A shows a state in which the maximum vehicle height is reached, and FIG. 重量推定装置のブロック図である。It is a block diagram of a weight estimation apparatus. 上昇方向の荷重補正マップの模式図である。It is a schematic diagram of the load correction map in the ascending direction. 下降方向の荷重補正マップの模式図である。It is a schematic diagram of a load correction map in the downward direction. 重量推定装置が実行する重量推定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the weight estimation process which a weight estimation apparatus performs.

以下、本発明をトラックに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における前後方向は、車両の前後方向を意味し、左右方向は、車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a track will be described with reference to the drawings. In the following description, the front-rear direction means the front-rear direction of the vehicle, and the left-right direction means the left-right direction when facing the front of the vehicle.

図１及び図２に示すように、車両（トラック）１は、車体フレーム２と、キャブ（図示省略）と、箱形の荷台５と、左右の前輪（図示省略）と、左右の後輪６と、フロントサスペンション（図示省略）と、リヤサスペンション７と、ＥＣＵ１０（図３参照）とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, a vehicle (truck) 1 includes a body frame 2, a cab (not shown), a box-shaped loading platform 5, left and right front wheels (not shown), and left and right rear wheels 6. A front suspension (not shown), a rear suspension 7, and an ECU 10 (see FIG. 3).

車体フレーム２は、車両前後方向に沿って略平行に延びる左右１対のサイドフレーム３（３Ｌ、３Ｒ）と、車両前後方向に所定間隔をおいて配置されて車幅方向に延びる複数の直線状のクロスフレーム４とを有する。各クロスフレーム４は、サイドフレーム３に対して略直交し、クロスフレーム４の両端は、左右のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒに結合される。 The body frame 2 has a pair of left and right side frames 3 (3L, 3R) extending substantially in parallel along the vehicle front-rear direction, and a plurality of linear shapes that are arranged at predetermined intervals in the vehicle front-rear direction and extend in the vehicle width direction. The cross frame 4 is provided. Each cross frame 4 is substantially orthogonal to the side frame 3, and both ends of the cross frame 4 are coupled to the left and right side frames 3L and 3R.

キャブは、車体フレーム２の前部上方に配置され、荷台５は、車体フレーム２の後部上方に載置され固定される。 The cab is disposed above the front part of the body frame 2, and the loading platform 5 is placed and fixed above the rear part of the body frame 2.

リヤサスペンション７は、圧縮空気の供給及び排出によって各々が上下方向に伸縮する左右のエアスプリング８（８Ｌ，８Ｒ）から構成され、車体フレーム２の後部を支持する。左エアスプリング８Ｌは、左のサイドフレーム３Ｌと後輪６の車軸（後車軸９）との間に介在して、車体フレーム２の左側を昇降可能に下方から弾性支持する。右エアスプリング８Ｒは、右のサイドフレーム３Ｒと後車軸９との間に介在して、車体フレーム２の右側を昇降可能に下方から弾性支持する。車体フレーム２（荷台５）の左右は、エアスプリング８に対する圧縮空気の給排制御によってそれぞれ昇降する。すなわち、車体フレーム２と車体フレーム２が支持する構造物（荷台５等の架装物やキャブなど）とから構成される構造体１１は、エアスプリング８によって下方から弾性支持され、圧縮空気の供給及び排出によるエアスプリング８の伸縮によって昇降する。なお、エアスプリング８が連結されるサスペンションリンク（図示省略）は、ゴム製のブッシュなどのバネ要素を含んでいる。 The rear suspension 7 is composed of left and right air springs 8 (8L, 8R) each of which expands and contracts in the vertical direction by supplying and discharging compressed air, and supports the rear portion of the vehicle body frame 2. The left air spring 8L is interposed between the left side frame 3L and the axle (rear axle 9) of the rear wheel 6, and elastically supports the left side of the vehicle body frame 2 from below so that it can be raised and lowered. The right air spring 8R is interposed between the right side frame 3R and the rear axle 9, and elastically supports the right side of the vehicle body frame 2 from below so that it can be raised and lowered. The left and right sides of the vehicle body frame 2 (loading platform 5) are moved up and down by compressed air supply / discharge control with respect to the air spring 8. That is, the structure 11 composed of the vehicle body frame 2 and the structure supported by the vehicle body frame 2 (such as a loading object such as a loading platform 5 and a cab) is elastically supported from below by the air spring 8 to supply compressed air. And the air spring 8 is raised and lowered by the discharge. Note that the suspension link (not shown) to which the air spring 8 is connected includes a spring element such as a rubber bush.

左のサイドフレーム３Ｌには、左エアスプリング８Ｌの近傍でサイドフレーム３Ｌと後車軸９との間の上下方向の距離（構造体１１の後左側の車高Ｈ）を検出する左車高センサ１２Ｌ（図３参照）が設けられ、右のサイドフレーム３Ｒには、右エアスプリング８Ｒの近傍でサイドフレーム３Ｒと後車軸９との間の上下方向の距離（構造体１１の後右側の車高Ｈ）を検出する右車高センサ１２Ｒ（図３参照）が設けられている。左右のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒと後車軸９との上下方向の各距離は、所定の基準高さ（本実施形態では後車軸９の高さ）に対する構造体１１の高さ（上下変位）であり、各車高センサ１２Ｌ，１２Ｒは、構造体１１の上下変位を検出する上下変位検出手段として機能する。各車高センサ１２Ｌ，１２Ｒは、構造体１１の左右の車高Ｈを逐次検出し、検出した車高ＨをＥＣＵ１０（図３参照）へ出力する。 The left side frame 3L includes a left vehicle height sensor 12L that detects a vertical distance between the side frame 3L and the rear axle 9 (a vehicle height H on the rear left side of the structure 11) in the vicinity of the left air spring 8L. (See FIG. 3) is provided, and the right side frame 3R has a vertical distance between the side frame 3R and the rear axle 9 in the vicinity of the right air spring 8R (the vehicle height H on the rear right side of the structure 11). ) To detect a right vehicle height sensor 12R (see FIG. 3). Each distance in the vertical direction between the left and right side frames 3L, 3R and the rear axle 9 is the height (vertical displacement) of the structure 11 with respect to a predetermined reference height (in this embodiment, the height of the rear axle 9). The vehicle height sensors 12L and 12R function as vertical displacement detecting means for detecting the vertical displacement of the structure 11. Each of the vehicle height sensors 12L and 12R sequentially detects the left and right vehicle heights H of the structure 11, and outputs the detected vehicle height H to the ECU 10 (see FIG. 3).

左エアスプリング８Ｌ又は左エアスプリング８Ｌへ圧縮空気を供給するエア管路（図示省略）には、左エアスプリング８Ｌの内圧を検出する左圧力センサ１４Ｌ（図３参照）が設けられ、右エアスプリング８Ｒ又は右エアスプリング８Ｒへ圧縮空気を供給するエア管路（図示省略）には、右エアスプリング８Ｒの内圧を検出する右圧力センサ１４Ｒ（図３参照）が設けられている。各圧力センサ１４Ｌ，１４Ｒは、エアスプリング８の内圧を検出する内圧検出手段として機能する。また、各圧力センサ１４Ｌ，１４Ｒは、左右のエアスプリング８Ｌ，８Ｒの内圧を逐次検出し、検出した内圧をＥＣＵ１０（図３参照）へ出力する。 The left air spring 8L or an air pipe (not shown) that supplies compressed air to the left air spring 8L is provided with a left pressure sensor 14L (see FIG. 3) that detects the internal pressure of the left air spring 8L. A right pressure sensor 14R (see FIG. 3) for detecting the internal pressure of the right air spring 8R is provided in an air pipe (not shown) for supplying compressed air to the 8R or the right air spring 8R. Each of the pressure sensors 14L and 14R functions as an internal pressure detecting unit that detects the internal pressure of the air spring 8. The pressure sensors 14L and 14R sequentially detect the internal pressures of the left and right air springs 8L and 8R, and output the detected internal pressures to the ECU 10 (see FIG. 3).

図示及び詳細な説明を省略するが、フロントサスペンション及びその関連要素も、リヤサスペンション７と同様に構成されている。すなわち、フロントサスペンションは、圧縮空気の供給及び排出によって各々が上下方向に伸縮する左右のエアスプリングから構成され、車体フレーム２の前部を支持する。左右のエアスプリングは、左右のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒと前輪の車軸（前車軸）との間に介在して、車体フレーム２の左側と右側とを昇降可能に下方からそれぞれ弾性支持する。左右の車高センサ（図示省略）は、左右のエアスプリングの近傍で構造体１１の前左側の車高Ｈと前右側の車高Ｈとをそれぞれ検出してＥＣＵ１０へ出力する。また、左右の圧力センサは、左右のエアスプリングの内圧をそれぞれ検出してＥＣＵ１０へ出力する。 Although illustration and detailed description are omitted, the front suspension and related elements are also configured in the same manner as the rear suspension 7. That is, the front suspension is composed of left and right air springs that expand and contract in the vertical direction by supplying and discharging compressed air, and supports the front portion of the vehicle body frame 2. The left and right air springs are interposed between the left and right side frames 3L, 3R and the front wheel axle (front axle), and elastically support the left and right sides of the vehicle body frame 2 from below so as to be movable up and down. Left and right vehicle height sensors (not shown) detect the front left vehicle height H and the front right vehicle height H of the structure 11 in the vicinity of the left and right air springs, respectively, and output them to the ECU 10. The left and right pressure sensors detect the internal pressures of the left and right air springs, respectively, and output them to the ECU 10.

フロントサスペンション（エアスプリング）及びリヤサスペンション７（エアスプリング８）が支持する構造体１１の重量（バネ上重量）は、架装や積荷１２の状態（重量）に依存して増減する可変値（変動値）である。これに対し、車両１のうちフロントサスペンション及びリヤサスペンション７が支持しない構造物（前後の車軸や車輪など）の重量（バネ下重量）は、車両１の諸元によって決定される不変値（固定値）である。車両１の重量は、バネ上重量とバネ下重量との総和であるため、バネ上重量を推定することによって、車両１の重量（車両重量）を推定することができる。 The weight (sprung weight) of the structure 11 supported by the front suspension (air spring) and the rear suspension 7 (air spring 8) is a variable value (variation) that varies depending on the state (weight) of the bodywork or the load 12. Value). On the other hand, the weight (unsprung weight) of the structure (front and rear axles, wheels, etc.) of the vehicle 1 that is not supported by the front suspension and the rear suspension 7 is an invariable value (fixed value) determined by the specifications of the vehicle 1. ). Since the weight of the vehicle 1 is the sum of the sprung weight and the unsprung weight, the weight of the vehicle 1 (vehicle weight) can be estimated by estimating the sprung weight.

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを備え、ＲＯＭに格納されたエアサス制御処理プログラムを読み出して、エアサス制御処理を実行することによって、図３に示すように、車高制御部１５として機能する。また、ＥＣＵ１０は、ＲＯＭに格納された重量推定プログラムを読み出して、重量推定処理を実行することによって、重量推定部１６として機能する。なお、エアサス制御処理及び重量推定処理は、フロントサスペンションの左右のエアスプリングとリヤサスペンション７の左右のエアスプリング８とに対してそれぞれ同様に実行されるため、以下の説明では、リヤサスペンション７に対する処理について主に説明し、フロントサスペンションに対する処理については適宜省略する。 The ECU 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), reads an air suspension control processing program stored in the ROM, and executes the air suspension control processing. As shown in FIG. 3, it functions as a vehicle height control unit 15. In addition, the ECU 10 functions as the weight estimation unit 16 by reading the weight estimation program stored in the ROM and executing the weight estimation process. Note that the air suspension control process and the weight estimation process are executed in the same manner for the left and right air springs of the front suspension and the left and right air springs 8 of the rear suspension 7, respectively. Will be mainly described, and the processing for the front suspension will be omitted as appropriate.

ＲＡＭは、車高センサ１３や圧力センサ１４などの各種センサ類が検出した検出値やＣＰＵ演算結果などの一時記憶領域、及び各種演算式や各種マップ等の記憶領域として機能する。なお、各種演算式や各種マップ等の記憶領域は、ＲＯＭに設定されてもよく、ＲＯＭに格納された各種プログラムの一部として設定されてもよい。 The RAM functions as a temporary storage area for detection values and CPU calculation results detected by various sensors such as the vehicle height sensor 13 and the pressure sensor 14, and a storage area for various arithmetic expressions and various maps. Note that storage areas such as various arithmetic expressions and various maps may be set in the ROM, or may be set as part of various programs stored in the ROM.

車室内の運転席の近傍（例えばインストルメントパネル）には表示部２４と重量推定指示スイッチ２５とが設けられ、表示部２４及び重量推定指示スイッチ２５はそれぞれＥＣＵ１０に接続されている。表示部２４は、重量推定部１６による重量推定処理の結果を表示するための表示画面（図示省略）を有し、重量推定指示スイッチ２５は、重量推定処理の開始を指示する入力操作を車室内の運転者等から受け付ける。 A display unit 24 and a weight estimation instruction switch 25 are provided in the vicinity of the driver's seat in the passenger compartment (for example, an instrument panel), and the display unit 24 and the weight estimation instruction switch 25 are each connected to the ECU 10. The display unit 24 has a display screen (not shown) for displaying the result of the weight estimation process by the weight estimation unit 16, and the weight estimation instruction switch 25 performs an input operation to instruct the start of the weight estimation process. We accept from the driver of.

車高制御部１５は、車両１の始動（電源オン）に応じてエアサス制御処理を開始し、車両１の停止（電源オフ）に応じてエアサス制御処理を終了する。また、エアサス制御処理の実行中において、車高制御部１５は、車体フレーム２の左右の車高Ｈがともに所定の標準車高Ｈmidとなるように、エアスプリング８に対する圧縮空気の給排を制御する。具体的には、左右の車高センサ１２Ｌ，１２Ｒが検出する左右の車高Ｈがそれぞれ標準車高Ｈmidとなるように、圧力センサ１４Ｌ，１４Ｒが検出する空気圧に応じて左給排気弁３０Ｌ及び／又は右給排気弁３０Ｒへ制御信号を出力する。左給排気弁３０Ｌ及び右給排気弁３０Ｒは、左エアスプリング８Ｌ及び右エアスプリング８Ｒに対する圧縮空気の供給管路及び排気管路を開閉可能な電磁弁であり、左給排気弁３０Ｌ及び右給排気弁３０Ｒへ制御信号を出力することによって、左エアスプリング８Ｌ及び右エアスプリング８Ｒへの圧縮空気の給排がそれぞれ制御される。 The vehicle height control unit 15 starts the air suspension control process when the vehicle 1 is started (power is turned on), and ends the air suspension control process when the vehicle 1 is stopped (power is turned off). In addition, during the execution of the air suspension control process, the vehicle height control unit 15 controls the supply and discharge of compressed air to and from the air spring 8 so that the left and right vehicle heights H of the vehicle body frame 2 become the predetermined standard vehicle height Hmid. To do. Specifically, the left air supply / exhaust valve 30L and the left and right vehicle exhaust valves 30L and 14R according to the air pressure detected by the pressure sensors 14L and 14R so that the left and right vehicle heights H detected by the left and right vehicle height sensors 12L and 12R become the standard vehicle height Hmid, respectively. A control signal is output to the right supply / exhaust valve 30R. The left supply / exhaust valve 30L and the right supply / exhaust valve 30R are electromagnetic valves that can open and close the compressed air supply line and the exhaust line for the left air spring 8L and the right air spring 8R. By outputting a control signal to the exhaust valve 30R, supply and discharge of compressed air to the left air spring 8L and the right air spring 8R are controlled.

重量推定部１６は、昇降履歴記憶部（昇降履歴記憶手段）１７、基本荷重演算情報記憶部（基本荷重演算情報記憶手段）１８、基本荷重演算部（基本荷重演算手段）１９、昇降判定部（昇降判定手段）２０、補正荷重演算情報記憶部（補正荷重演算情報記憶手段）２１、補正荷重演算部（補正荷重演算手段）２２、及びバネ負担荷重演算部（バネ負担荷重演算手段）２３から構成される。重量推定部１６は、車高制御部１５によるエアサス制御処理の実行中であって、車両１の始動（電源オン）から所定の待機時間が経過したとき、及び重量推定指示スイッチ２５が重量推定処理の開始指示の入力操作を受け付けたときに、重量推定処理を開始する。上記所定の待機時間は、エアサス制御処理の開始から構造体１１の左右の車高Ｈが標準車高Ｈmidに達するまでに要する設計上の時間である。 The weight estimation unit 16 includes an elevation history storage unit (elevation history storage unit) 17, a basic load calculation information storage unit (basic load calculation information storage unit) 18, a basic load calculation unit (basic load calculation unit) 19, an elevation determination unit ( (Elevation determination means) 20, correction load calculation information storage section (correction load calculation information storage means) 21, correction load calculation section (correction load calculation means) 22, and spring load load calculation section (spring load load calculation means) 23 Is done. The weight estimation unit 16 is executing the air suspension control process by the vehicle height control unit 15, and when a predetermined standby time has elapsed since the vehicle 1 is started (powered on), and the weight estimation instruction switch 25 performs the weight estimation process. When the input operation of the start instruction is accepted, the weight estimation process is started. The predetermined waiting time is a design time required from the start of the air suspension control process until the left and right vehicle heights H of the structure 11 reach the standard vehicle height Hmid.

昇降履歴記憶部１７は、重量推定処理が開始されたか否かに拘わらず、エアサス制御処理の実行中において、左右の車高センサ１３Ｌ，１３Ｒが構造体１１の左右の車高Ｈを検出する度に、検出された車高Ｈを昇降履歴としてそれぞれ時系列に記憶する。 The lifting / lowering history storage unit 17 detects the left and right vehicle heights H of the structure 11 while the air suspension control process is being executed, regardless of whether the weight estimation process is started. In addition, the detected vehicle height H is stored in chronological order as the lifting history.

基本荷重演算情報記憶部１８は、エアスプリング８の任意の内圧Ｐとバネ負担基本荷重Ｆｓとの対応関係を基本荷重演算情報として予め記憶する。エアスプリング８の荷重−内圧特性は下記の式（１）の線形近似式で示されるため、式（１）の線形近似式が基本荷重演算情報として記憶され、式（１）に従ってエアスプリング８の内圧Ｐからバネ負担基本荷重Ｆｓが一意的に決定される。式（１）中の係数ａと切片ｂとは、エアスプリング８の構造に応じて決まる定数である。 The basic load calculation information storage unit 18 stores in advance a correspondence relationship between an arbitrary internal pressure P of the air spring 8 and the spring load basic load Fs as basic load calculation information. Since the load-internal pressure characteristic of the air spring 8 is represented by the following linear approximation formula (1), the linear approximation formula (1) is stored as basic load calculation information. The spring load basic load Fs is uniquely determined from the internal pressure P. The coefficient a and the intercept b in the formula (1) are constants determined according to the structure of the air spring 8.

Ｆｓ＝ａ×Ｐ＋ｂ・・・（１） Fs = a × P + b (1)

なお、本実施形態の左右のエアスプリング８Ｌ，８Ｒは同様の構造であるため、記憶される線形近似式も共通である。また、上述のエアサス制御処理における構造体１１の昇降範囲は、荷重−内圧特性の線形近似が成立する所定の範囲（最低車高Ｈmin〜最高車高Ｈmaxの範囲）に設定されている。 Since the left and right air springs 8L, 8R of the present embodiment have the same structure, the stored linear approximation formula is also common. In addition, the ascending / descending range of the structure 11 in the air suspension control process described above is set to a predetermined range (range between the minimum vehicle height Hmin and the maximum vehicle height Hmax) in which linear approximation of the load-internal pressure characteristic is established.

基本荷重演算部１９は、重量推定処理の開始時に左右の圧力センサ１４Ｌ，１４Ｒが検出した各内圧Ｐを、基本荷重演算情報記憶部１８が記憶する線形近似式に代入することによって、バネ負担基本荷重Ｆｓをそれぞれ演算する。 The basic load calculation unit 19 substitutes the respective internal pressures P detected by the left and right pressure sensors 14L and 14R at the start of the weight estimation process into the linear approximate expression stored in the basic load calculation information storage unit 18, whereby the basic load of the spring is calculated. Each of the loads Fs is calculated.

ここで、実際の荷重−内圧特性には、エアスプリング８の伸張時と短縮時（構造体１１の上昇時と下降時）でヒステリシスが存在し、エアスプリング８の内圧Ｐとバネ負担荷重（エアスプリング８に対する荷重）との関係は、エアスプリング８が伸張した場合（図１に示すように構造体１１が上昇した場合）と短縮した場合（図２に示すように構造体１１が下降した場合）とで相違する。すなわち、構造体１１が任意の１つの車高Ｈ（例えば標準車高Ｈmid）に上昇して達した場合と下降して達した場合（例えば、図１に示す場合と図２に示す場合）とでは、エアスプリング８の内圧Ｐは相違する。 Here, in the actual load-internal pressure characteristics, there is hysteresis when the air spring 8 is extended and shortened (when the structure 11 is raised and lowered), and the internal pressure P of the air spring 8 and the spring load (air) The relationship with the load on the spring 8 is that when the air spring 8 is extended (when the structure 11 is raised as shown in FIG. 1) and when it is shortened (when the structure 11 is lowered as shown in FIG. 2). ) And is different. That is, the case where the structure 11 rises and reaches an arbitrary vehicle height H (for example, the standard vehicle height Hmid) and the case where the structure 11 descends (for example, the case shown in FIG. 1 and the case shown in FIG. 2). Then, the internal pressure P of the air spring 8 is different.

また、エアスプリング８が連結されるサスペンションリンクがゴム製のブッシュなどのバネ要素を含み、構造体１１からの荷重によってバネ要素も弾性変形するため、エアスプリング８に加えてバネ要素も荷重を負担する。 Further, the suspension link to which the air spring 8 is connected includes a spring element such as a rubber bush, and the spring element is also elastically deformed by the load from the structure 11, so that the spring element in addition to the air spring 8 bears the load. To do.

このような理由から、線形近似式（上記式（１））から算出されるバネ負担基本荷重Ｆｓには、エアスプリング８のヒステリシスによる誤差やエアスプリング８以外のバネ要素の荷重負担による誤差が含まれる。 For this reason, the spring load basic load Fs calculated from the linear approximation formula (the above formula (1)) includes an error due to the hysteresis of the air spring 8 and an error due to the load load of a spring element other than the air spring 8. It is.

昇降判定部２０は、重量推定処理の開始時（判定時）の構造体１１の左右の車高Ｈ（左右の車高センサ１３が検出した各車高Ｈ（例えば標準車高Ｈmid）に構造体１１が上昇して達したか（直前の車高Ｈの変化が上昇方向であったか）或いは下降して達したか（直前の車高Ｈの変化が下降方向であったか）を、昇降履歴記憶部１７が記憶する昇降履歴に基づき、左右のそれぞれについて判定する（左エアスプリング８Ｌのバネ負担荷重を推定する場合には、左車高センサ１３Ｌが検出した昇降履歴に基づいて判定し、右エアスプリング８Ｒのバネ負担荷重を推定する場合には、右車高センサ１３Ｒが検出した昇降履歴に基づいて判定する）。なお、エアサス制御処理では、構造体１１が標準車高Ｈmidの近傍の微小な範囲で上下動する場合があり、このような微小な範囲での上下動はヒステリシスへの関与が極めて低い。このため、微小な範囲での上下動を判断対象から除外し、所定距離を超えて構造体１１が上昇して判定時の車高Ｈに達していた場合に直前の車高Ｈの変化が上昇方向であったと判定し、所定距離を超えて構造体１１が下降して判定時の車高Ｈに達していた場合に直前の車高Ｈの変化が下降方向であったと判定する。 The up / down determination unit 20 has a structure at each vehicle height H (for example, a standard vehicle height Hmid detected by the left and right vehicle height sensors 13) of the structure 11 at the start of weight estimation processing (during determination). Whether or not 11 has risen and reached (whether the change in the previous vehicle height H is in the upward direction) or has been lowered (whether the change in the previous vehicle height H was in the downward direction) or not. The left and right are determined based on the lifting history stored in the left and right (when the spring load of the left air spring 8L is estimated, the determination is made based on the lifting history detected by the left vehicle height sensor 13L, and the right air spring 8R. In the air suspension control process, the structure 11 is in a very small range near the standard vehicle height Hmid. May move up and down Since the vertical movement in such a minute range has a very low influence on the hysteresis, the vertical movement in the minute range is excluded from the determination target, and the structure 11 rises over a predetermined distance and the determination is made. When the vehicle height H of the vehicle has reached the vehicle height H, it is determined that the change in the vehicle height H immediately before is in the upward direction, and the structure 11 is lowered over the predetermined distance to reach the vehicle height H at the time of determination. It is determined that the previous change in the vehicle height H is in the downward direction.

補正荷重演算情報記憶部２１は、図４に示す上昇方向の補正荷重マップ（補正荷重演算情報）と、図５に示す下降方向の補正荷重マップ（補正荷重演算情報）とを予め記憶する。上昇方向の荷重補正マップは、構造体１１が上昇して任意の車高Ｈに達した場合の車高Ｈとバネ負担補正荷重Ｆｅとの対応関係を示すマップであり、上昇方向の荷重補正マップを参照することによって、構造体１１が上昇して達した車高Ｈからバネ負担補正荷重Ｆｅ（上昇方向のバネ負担補正荷重Ｆｅ）が一意的に決定される。下降方向の荷重補正マップは、構造体１１が下降して任意の車高Ｈに達した場合の車高Ｈとバネ負担補正荷重Ｆｅとの対応関係を示すマップであり、下降方向の補正荷重マップを参照することによって、構造体１１が下降して達した車高Ｈからバネ負担補正荷重Ｆｅ（下降方向のバネ負担補正荷重Ｆｅ）が一意的に決定される。なお、本実施形態の左右のエアスプリング８Ｌ，８Ｒは同様の構造であるため、記憶される上昇方向及び下降方向の補正荷重マップも共通である。 The correction load calculation information storage unit 21 stores in advance a correction load map in the upward direction (correction load calculation information) shown in FIG. 4 and a correction load map in the downward direction (correction load calculation information) shown in FIG. The ascending load correction map is a map showing a correspondence relationship between the vehicle height H and the spring load correcting load Fe when the structure 11 is raised and reaches an arbitrary vehicle height H, and the ascending load correction map. , The spring load correction load Fe (the spring load correction load Fe in the upward direction) is uniquely determined from the vehicle height H reached when the structure 11 is raised. The load correction map in the downward direction is a map showing a correspondence relationship between the vehicle height H and the spring load correction load Fe when the structure 11 descends and reaches an arbitrary vehicle height H, and the downward direction correction load map. , The spring load correction load Fe (spring load correction load Fe in the downward direction) is uniquely determined from the vehicle height H reached when the structure 11 is lowered. Since the left and right air springs 8L and 8R of the present embodiment have the same structure, the stored correction load maps in the upward direction and the downward direction are also common.

車高Ｈに応じて決定される上昇方向及び下降方向のバネ負担補正荷重Ｆｅは、上述したエアスプリング８のヒステリシスによる誤差を相殺する荷重と、他のバネ要素の荷重負担による誤差を相殺する荷重との双方を含み、バネ負担基本荷重Ｆｓにバネ負担補正荷重Ｆｅを加算することによって、バネ負担基本荷重Ｆｓからエアスプリング８のヒステリシスによる誤差及び他のバネ要素の荷重負担による誤差の双方が除去される。 The spring load correction load Fe in the upward direction and the downward direction determined according to the vehicle height H is a load that cancels the error due to the hysteresis of the air spring 8 and a load that cancels the error due to the load burden of other spring elements. By adding the spring load correction load Fe to the spring load basic load Fs, both the error due to the hysteresis of the air spring 8 and the error due to the load load of other spring elements are removed from the spring load basic load Fs. Is done.

上昇方向の補正荷重マップは、例えば、構造体１１を最低車高Ｈminから計測対象の車高Ｈまで上昇させ、圧力センサ１４で計測したエアスプリング８の内圧Ｐを線形近似式（上記式（１））に代入してバネ負担基本荷重Ｆｓを算出するとともに、荷重計で計測した重量をエアスプリング８に作用する荷重（バネ負担実測荷重Ｆｔ）に変換し、その計測対象の車高Ｈにおけるバネ負担補正荷重Ｆｅ（バネ負担実測荷重Ｆｔとバネ負担基本荷重Ｆｓとの差分（Ｆｅ＝Ｆｔ−Ｆｓ））を算出するという一連の処理を、様々な複数の計測対象の車高Ｈに対して実施して、任意の車高Ｈとバネ負担補正荷重Ｆｅとの関係を求めたものである。 The correction load map in the ascending direction, for example, raises the structure 11 from the minimum vehicle height Hmin to the vehicle height H to be measured, and the internal pressure P of the air spring 8 measured by the pressure sensor 14 is a linear approximation formula (the above formula (1 )) Is substituted to calculate the spring load basic load Fs, and the weight measured by the load meter is converted to a load acting on the air spring 8 (spring load actual load Ft). A series of processes of calculating the load correction load Fe (difference (Fe = Ft−Fs) between the spring load actual load Ft and the spring load basic load Fs) is performed on the vehicle heights H of various measurement targets. Then, the relationship between the arbitrary vehicle height H and the spring load correction load Fe is obtained.

下降方向の補正荷重マップは、例えば、構造体１１を最高車高Ｈmaxから計測対象の車高Ｈまで下降させ、上昇方向の場合と同様に、圧力センサ１４で計測したエアスプリング８の内圧Ｐを線形近似式（上記式（１））に代入してバネ負担基本荷重Ｆｓを算出するとともに、荷重計で計測した重量をバネ負担実測荷重Ｆｔに変換し、その計測対象の車高Ｈにおけるバネ負担補正荷重Ｆｅ（バネ負担実測荷重Ｆｔとバネ負担基本荷重Ｆｓとの差分（Ｆｅ＝Ｆｔ−Ｆｓ））を算出するという一連の処理を、様々な複数の計測対象の車高Ｈに対して実施して、任意の車高Ｈとバネ負担補正荷重Ｆｅとの関係を求めたものである。 In the downward correction load map, for example, the structure 11 is lowered from the maximum vehicle height Hmax to the vehicle height H to be measured, and the internal pressure P of the air spring 8 measured by the pressure sensor 14 is measured as in the upward direction. The spring load basic load Fs is calculated by substituting into the linear approximation formula (the above formula (1)), and the weight measured by the load meter is converted into the spring load actual load Ft, and the spring load at the vehicle height H to be measured is converted. A series of processes for calculating the correction load Fe (difference (Fe = Ft−Fs) between the actual spring load Ft and the basic spring load Fs (F = Ft−Fs)) is performed with respect to various vehicle heights H to be measured. Thus, the relationship between an arbitrary vehicle height H and the spring load correction load Fe is obtained.

図４及び図５において、縦軸は、図中上側が負方向となるバネ負担補正荷重Ｆｅであり、横軸は、図中右側が正方向となる車高Ｈである。上昇方向（図４）及び下降方向（図５）の何れにおいても、車高Ｈが高くなるに従ってバネ負担補正荷重Ｆｅは負の方向に単純増加する。同じ車高Ｈであれば、上昇方向のバネ負担補正荷重Ｆｅ（Ｕ）は下降方向のバネ負担補正荷重Ｆｅ（Ｄ）よりも常に負側の値となる（Ｆｅ（Ｕ）＜Ｆｅ（Ｄ））。例えば、図４及び図５に示す例では、構造体１１が上昇して標準車高Ｈmidに達した場合のバネ負担補正荷重Ｆｅ（Ｕ）midは負の値であり、構造体１１が下降して標準車高Ｈmidに達した場合のバネ負担補正荷重Ｆｅ（Ｄ）midは正の値である。最低車高Ｈminでの上昇方向のバネ負担補正荷重Ｆｅ（Ｕ）minについては、下降方向のバネ負担荷重Ｆｅ（Ｄ）minと同じ値を設定し（Ｆｅ（Ｕ）min＝Ｆｅ（Ｄ）min）、最高車高Ｈmaxでの下降方向のバネ負担補正荷重Ｆｅ（Ｄ）maxについては、上昇方向のバネ負担荷重Ｆｅ（Ｕ）maxと同じ値を設定している（Ｆｅ（Ｄ）max＝Ｆｅ（Ｕ）max）。 4 and 5, the vertical axis represents the spring load correction load Fe in which the upper side in the drawing is in the negative direction, and the horizontal axis is the vehicle height H in which the right side in the drawing is in the positive direction. In both the upward direction (FIG. 4) and the downward direction (FIG. 5), the spring load correction load Fe simply increases in the negative direction as the vehicle height H increases. If the vehicle height H is the same, the spring load correction load Fe (U) in the upward direction is always a negative value than the spring load correction load Fe (D) in the downward direction (Fe (U) <Fe (D)). ). For example, in the example shown in FIGS. 4 and 5, the spring load correction load Fe (U) mid when the structure 11 rises and reaches the standard vehicle height Hmid is a negative value, and the structure 11 descends. The spring load correction load Fe (D) mid when the vehicle height reaches the standard vehicle height Hmid is a positive value. The spring load correction load Fe (U) min in the upward direction at the minimum vehicle height Hmin is set to the same value as the spring load correction load Fe (D) min in the downward direction (Fe (U) min = Fe (D) min. ), The spring load correction load Fe (D) max in the downward direction at the maximum vehicle height Hmax is set to the same value as the spring load load Fe (U) max in the upward direction (Fe (D) max = Fe (U) max).

補正荷重演算部２２は、直前の車高Ｈの変化が上昇方向であったと昇降判定部２０が判定した場合には、判定時の車高Ｈと補正荷重演算情報記憶部２１が記憶する上昇方向の補正荷重マップとを用いてバネ負担補正荷重Ｆｅを演算する。また、補正荷重演算部２２は、直前の車高Ｈの変化が下降方向であったと昇降判定部２０が判定した場合には、判定時の車高Ｈと補正荷重演算情報記憶部２１が記憶する下降方向の補正荷重マップとを用いてバネ負担補正荷重Ｆｅを演算する。 When the elevation determination unit 20 determines that the previous change in the vehicle height H is in the upward direction, the correction load calculation unit 22 stores the vehicle height H at the time of determination and the upward direction stored in the correction load calculation information storage unit 21. The spring load correction load Fe is calculated using the correction load map. Further, when the up / down determination unit 20 determines that the change in the previous vehicle height H is in the descending direction, the correction load calculation unit 22 stores the vehicle height H at the time of determination and the correction load calculation information storage unit 21. The spring load correction load Fe is calculated using the downward correction load map.

バネ負担荷重演算部２３は、基本荷重演算部１９が演算したバネ負担基本荷重Ｆｓに補正荷重演算部２２が演算したバネ負担補正荷重Ｆｅを加算することによって、エアスプリング８が負担するバネ負担荷重を算出する。 The spring load load calculation unit 23 adds the spring load correction load Fe calculated by the correction load calculation unit 22 to the spring load basic load Fs calculated by the basic load calculation unit 19, so that the spring load is borne by the air spring 8. Is calculated.

フロントサスペンションの左右のエアスプリング及びリヤサスペンション７の左右のエアスプリング８Ｌ，８Ｒの全てについて、バネ負担荷重演算部２３がバネ負担荷重（前後左右の４箇所のバネ負担荷重）を算出すると、重量推定部１６は、算出された４箇所のバネ負担荷重を合算することによってバネ上重量を算出し、算出したバネ上重量にバネ下重量を加算することによって車両重量（推定値）を算出する。また、重量推定部１６は、算出した車両重量を表示部２４の表示画面に表示するとともに、車両重量を用いて処理を実行する他のシステム（例えば車両１の横転危険性を判定するシステム等）に対して、算出した車両重量を提供する。 Weight estimation is performed when the spring load calculation unit 23 calculates the spring load (four front, left, right and left spring loads) for the left and right air springs of the front suspension and the left and right air springs 8L and 8R of the rear suspension 7. The unit 16 calculates the sprung weight by adding the calculated four spring load loads, and calculates the vehicle weight (estimated value) by adding the unsprung weight to the calculated sprung weight. In addition, the weight estimation unit 16 displays the calculated vehicle weight on the display screen of the display unit 24 and performs another process using the vehicle weight (for example, a system for determining the risk of rollover of the vehicle 1). In contrast, the calculated vehicle weight is provided.

次に、ＥＣＵ１０（重量推定部１６）が実行する重量推定処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。本処理は、車両１の始動（電源オン）から所定の待機時間が経過したとき、又は重量推定指示スイッチ２５が重量推定処理の開始指示の入力操作を受け付けたときに開始される。 Next, the weight estimation process executed by the ECU 10 (weight estimation unit 16) will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is started when a predetermined waiting time has elapsed since the vehicle 1 is started (power is turned on) or when the weight estimation instruction switch 25 receives an input operation of a weight estimation process start instruction.

本処理を開始すると、圧力センサ１４が検出した最新の内圧Ｐと、車高センサ１３が検出した最新の車高Ｈとを一時的に記憶する（ステップＳ１）。 When this process is started, the latest internal pressure P detected by the pressure sensor 14 and the latest vehicle height H detected by the vehicle height sensor 13 are temporarily stored (step S1).

次に、昇降履歴記憶部１７に記憶された昇降履歴に基づき、直前の車高Ｈの変化が上昇方向であったか否かを判定する（ステップＳ２）。 Next, based on the lifting history stored in the lifting history storage unit 17, it is determined whether or not the previous change in the vehicle height H is in the upward direction (step S2).

直前の車高Ｈの変化が上昇方向であったと判定すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ１で記憶した車高Ｈと上昇方向の補正荷重マップとを用いてバネ負担補正荷重Ｆｅを演算し（ステップＳ３）、ステップＳ５へ移行する。 If it is determined that the immediately preceding change in the vehicle height H is in the upward direction (step S2: YES), the spring load correction load Fe is calculated using the vehicle height H stored in step S1 and the upward correction load map ( Step S3) and the process proceeds to step S5.

一方、直前の車高Ｈの変化が上昇方向ではなかった（下降方向であった）と判定すると（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ１で記憶した車高Ｈと下降方向の補正荷重マップとを用いてバネ負担補正荷重Ｆｅを演算し（ステップＳ４）、ステップＳ５へ移行する。 On the other hand, if it is determined that the previous change in the vehicle height H is not in the upward direction (the downward direction) (step S2: NO), the vehicle height H stored in step S1 and the corrected load map in the downward direction are used. The spring load correction load Fe is calculated (step S4), and the process proceeds to step S5.

ステップＳ５では、ステップＳ１で記憶した内圧Ｐを線形近似式（式（１））に代入してバネ負担基本荷重Ｆｓを演算し、演算したバネ負担基本荷重ＦｓにステップＳ３又はステップＳ４で演算したバネ負担補正荷重Ｆｅを加算することによってバネ負担荷重を算出する（ステップＳ５）。 In step S5, the spring load basic load Fs is calculated by substituting the internal pressure P stored in step S1 into the linear approximation formula (formula (1)), and the calculated spring load basic load Fs is calculated in step S3 or step S4. The spring load is calculated by adding the spring load correction load Fe (step S5).

ステップＳ２〜ステップＳ５の処理は、フロントサスペンション及びリヤサスペンション７の全てのエアスプリングに対して実行し、全てのエアスプリングについてのバネ負担荷重の算出が完了すると、算出した全てのバネ負担荷重を合算することによってバネ上重量を算出し、算出したバネ上重量にバネ下重量を加算することによって車両重量（推定値）を算出して（ステップＳ６）、本処理を終了する。 The processing of step S2 to step S5 is executed for all the air springs of the front suspension and the rear suspension 7. When calculation of the spring load for all the air springs is completed, all the calculated spring loads are added up. Thus, the sprung weight is calculated, the vehicle weight (estimated value) is calculated by adding the unsprung weight to the calculated sprung weight (step S6), and this process is terminated.

以上説明したように、本実施形態では、補正荷重マップとして、直前の車高Ｈの変化が上昇方向であった場合に有効な上昇方向のマップと、下降方向であった場合に有効な下降方向のマップとが予め設定されている。そして、直前の車高の変化が上昇方向であった場合には、上昇方向の補正荷重マップを用いてバネ負担補正荷重を演算し、演算された上昇方向のバネ負担補正荷重をバネ負担基本荷重に加算してバネ負担荷重を算出する。一方、直前の車高の変化が下降方向であった場合には、下降方向の補正荷重マップを用いてバネ負担補正荷重を演算し、演算された下降方向のバネ負担補正荷重をバネ負担基本荷重に加算してバネ負担荷重を算出する。上昇方向及び下降方向のバネ負担補正荷重は、エアスプリングのヒステリシスによる誤差を相殺する荷重と、他のバネ要素の荷重負担による誤差を相殺する荷重とを含む。従って、バネ負担補正荷重をバネ負担基本荷重に加算することよって、エアスプリングのヒステリシスによる誤差及び他のバネ要素の荷重負担による誤差の双方を含まないバネ負担荷重を得ることができ、バネ負担荷重の推定精度を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, as the correction load map, a map of an upward direction that is effective when the immediately preceding change in the vehicle height H is the upward direction, and a downward direction that is effective when the change is the downward direction. These maps are preset. If the change in vehicle height immediately before is in the upward direction, the spring load correction load is calculated using the upward correction load map, and the calculated spring load correction load in the upward direction is calculated as the spring load basic load. To calculate the spring load. On the other hand, if the previous change in vehicle height is in the downward direction, the spring load correction load is calculated using the downward correction load map, and the calculated downward spring load correction load is calculated as the spring load basic load. To calculate the spring load. The spring load correction loads in the upward direction and the downward direction include a load that cancels out an error due to hysteresis of the air spring and a load that cancels out an error due to the load burden of other spring elements. Therefore, by adding the spring load correction load to the spring load basic load, it is possible to obtain a spring load that does not include both the error due to the hysteresis of the air spring and the error due to the load load of other spring elements. The estimation accuracy of can be improved.

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。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the discussion and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it is needless to say that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、車軸と車体フレームとの間に介在するエアスプリングについて説明したが、エアスプリングが支持する構造体は上記実施形態に限定されず、他の構造体（例えば、キャブと車体フレームとの間に介在するエアスプリングによってキャブを下方から昇降自在に弾性支持する場合のキャブ）であってもよい。 For example, in the above embodiment, the air spring interposed between the axle and the vehicle body frame has been described. However, the structure supported by the air spring is not limited to the above embodiment, and other structures (for example, the cab and the vehicle body) It may be a cab in which the cab is elastically supported so as to be lifted and lowered from below by an air spring interposed between the frame and the frame.

また、上記実施形態では、フロントサスペンションとリヤサスペンションの双方がエアスプリングによって構成されたフルエアサスタイプの車両について説明したが、フロントサスペンションがリーフサスペンション等の金属製のバネによって構成され、リヤサスペンションがエアスプリングによって構成されていてもよい。この場合、フロントサスペンション側（前側）のバネ負担荷重を固定値として記憶させておき、リヤサスペンション側（後側）のバネ負担荷重を上記実施形態と同様に推定することによって、車両重量の推定を行うことができる。 In the above embodiment, a full air suspension type vehicle in which both the front suspension and the rear suspension are configured by air springs has been described. However, the front suspension is configured by a metal spring such as a leaf suspension, and the rear suspension is configured by air. You may be comprised with the spring. In this case, the spring load on the front suspension side (front side) is stored as a fixed value, and the spring load on the rear suspension side (rear side) is estimated in the same manner as in the above embodiment, thereby estimating the vehicle weight. It can be carried out.

本発明は、構造体がエアスプリングによって昇降可能に弾性支持される車両に対して広く適用可能である。 The present invention can be widely applied to vehicles in which a structure is elastically supported by an air spring so as to be movable up and down.

１車両（トラック）
２車体フレーム
３，３Ｌ，３Ｒサイドフレーム
５荷台
７リヤサスペンション
８，８Ｌ，８Ｒエアスプリング
９後車軸
１０ＥＣＵ
１１構造体
１２，１２Ｌ，１２Ｒ車高センサ（上下変位検出手段）
１４，１４Ｌ，１４Ｒ圧力センサ（内圧検出手段）
１５車高制御部
１６重量推定部
１７昇降履歴記憶部（昇降履歴記憶手段）
１８基本荷重演算情報記憶部（基本荷重演算情報記憶手段）
１９基本荷重演算部（基本荷重演算手段）
２０昇降判定部（昇降判定手段）
２１補正荷重演算情報記憶部（補正荷重演算情報記憶手段）
２２補正荷重演算部（補正荷重演算手段）
２３バネ負担荷重演算部（バネ負担荷重演算手段） 1 Vehicle (truck)
2 Body frame 3, 3L, 3R Side frame 5 Loading platform 7 Rear suspension 8, 8L, 8R Air spring 9 Rear axle 10 ECU
11 Structure 12, 12L, 12R Vehicle height sensor (vertical displacement detection means)
14, 14L, 14R Pressure sensor (internal pressure detection means)
15 Vehicle height control unit 16 Weight estimation unit 17 Elevation history storage unit (elevation history storage means)
18 Basic load calculation information storage unit (Basic load calculation information storage means)
19 Basic load calculation unit (Basic load calculation means)
20 Elevation determination unit (elevation determination means)
21 Correction load calculation information storage unit (correction load calculation information storage means)
22 Correction load calculation unit (correction load calculation means)
23 Spring load calculation unit (spring load calculation unit)

Claims

エアスプリングと該エアスプリング以外の他のバネ要素とによって構造体が下方から弾性支持され、圧縮空気の供給及び排出による前記エアスプリングの伸縮によって前記構造体が昇降する車両に搭載される重量推定装置であって、
前記エアスプリングの内圧を検出する内圧検出手段と、
所定の基準高さに対する前記構造体の高さを上下変位として検出する上下変位検出手段と、
前記構造体の昇降履歴を記憶する昇降履歴記憶手段と、
前記エアスプリングの任意の内圧とバネ負担基本荷重との対応関係を基本荷重演算情報として予め記憶する基本荷重演算情報記憶手段と、
前記構造体が上昇して達した任意の上下変位とバネ負担補正荷重との対応関係を上昇方向の補正荷重演算情報として予め記憶するとともに、前記構造体が下降して達した任意の上下変位とバネ負担補正荷重との対応関係を下降方向の補正荷重演算情報として予め記憶する補正荷重演算情報記憶手段と、
前記内圧検出手段が検出した内圧と前記基本荷重演算情報記憶手段が記憶する前記基本荷重演算情報とを用いてバネ負担基本荷重を演算する基本荷重演算手段と、
前記上下変位検出手段が検出した上下変位に前記構造体が上昇して達したか或いは下降して達したかを、前記昇降履歴記憶手段が記憶する昇降履歴に基づいて判定する昇降判定手段と、
前記構造体が上昇して前記上下変位に達したと前記昇降判定手段が判定した場合には、前記上下変位と前記補正荷重演算情報記憶手段が記憶する前記上昇方向の補正荷重演算情報とを用いてバネ負担補正荷重を演算し、前記構造体が下降して前記上下変位に達したと前記昇降判定手段が判定した場合には、前記上下変位と前記補正荷重演算情報記憶手段が記憶する前記下降方向の補正荷重演算情報とを用いてバネ負担補正荷重を演算する補正荷重演算手段と、
前記基本荷重演算手段が演算したバネ負担基本荷重に前記補正荷重演算手段が演算したバネ負担補正荷重を加算することによって、前記エアスプリングが負担するバネ負担荷重を算出するバネ負担荷重演算手段と、を備え、
前記補正荷重演算手段が演算する前記バネ負担補正荷重は、前記他のバネ要素の荷重負担による誤差を相殺する荷重を含む
ことを特徴とする車両の重量推定装置。 A weight estimation device mounted on a vehicle in which a structure is elastically supported from below by an air spring and other spring elements other than the air spring , and the structure is raised and lowered by expansion and contraction of the air spring by supply and discharge of compressed air Because
An internal pressure detecting means for detecting an internal pressure of the air spring;
Vertical displacement detection means for detecting the height of the structure relative to a predetermined reference height as vertical displacement;
Lift history storage means for storing the lift history of the structure;
Basic load calculation information storage means for preliminarily storing a correspondence relationship between an arbitrary internal pressure of the air spring and a spring load basic load as basic load calculation information;
The correspondence between the arbitrary vertical displacement reached by the structure rising and the spring load correction load is stored in advance as correction load calculation information in the upward direction, and the arbitrary vertical displacement reached by the structure descending Correction load calculation information storage means for storing in advance the correspondence relationship with the spring load correction load as correction load calculation information in the downward direction;
Basic load calculation means for calculating a spring load basic load using the internal pressure detected by the internal pressure detection means and the basic load calculation information stored in the basic load calculation information storage means;
Elevation determination means for determining whether the structure has risen or reached the vertical displacement detected by the vertical displacement detection means based on the elevation history stored in the elevation history storage means;
When the up / down determination means determines that the structure has been lifted and reached the vertical displacement, the vertical displacement and the correction load calculation information in the upward direction stored in the correction load calculation information storage means are used. The spring load correction load is calculated, and when the elevating determination means determines that the structure has descended and reached the vertical displacement, the vertical displacement and the correction load calculation information storage means store the lowering Correction load calculation means for calculating the spring load correction load using the direction correction load calculation information,
A spring load load calculating means for calculating a spring load load borne by the air spring by adding a spring load correction load calculated by the correction load calculation means to a spring load basic load calculated by the basic load calculation means; equipped with a,
The vehicle weight estimation apparatus according to claim 1, wherein the spring load correction load calculated by the correction load calculation means includes a load that cancels an error caused by a load load of the other spring element .