JP6607004B2 - 車両重心推定システムおよび車両重心推定方法 - Google Patents
車両重心推定システムおよび車両重心推定方法 Download PDFInfo
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Description
すなわち、特許文献1では、ロールセンタ高さを調整可能なサスペンション装置を設けておき、積載条件が変化した場合には、前後輪のロールセンタ高さを調整することで、ロール挙動を一定とする。
具体的には、前後輪の目標とするロールセンタ高さを求めて、この目標とするロールセンタ高さとなるように、サスペンション装置のアクチュエータを制御する。
すなわち、乗員が乗車した状態における乗員の重心高さが一定であると考えて、この乗員が乗車した状態におけるバネ上車体の質量変化と、空車状態におけるバネ上車体の重心高さおよび質量とに基づいて、乗員が乗車した状態におけるバネ上車体の重心高さを求める。その後、旋回横加速度に応じたロールモーメントを基準状態に維持するのに必要な、目標ロールセンタの高さを求めて、この目標ロールセンタ高さを前後輪に配分する。
よって、物流拠点などに立ち寄ることで積荷の配置や質量が様々に変化し、積荷の重心高さが変化する場合であっても、サスペンションの支持力および横加速度を測定するだけで、車両のロール中心からバネ上の重心までの高さを推定できる。また、外部の特別な設備を必要とせず、通常の走行中に、車両のロール中心からバネ上の重心までの高さを容易に推定できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両重心推定システム10が設けられた車両1を車両後方から視た模式図である。
車両1は、バネ下2と、バネ下2に取り付けられた左後輪3Lおよび右後輪3Rと、バネ下2の上に設けられた左右のサスペンションとしてのエアスプリング4L、4Rと、左右のエアスプリング4L、4Rに支持されたバネ上5と、を備える。バネ上5には、積荷6が積載されている。
すなわち、ロールモーメントMxについて、以下の式(7)が成立する。
図3は、車両重心推定システム10の構成を示すブロック図である。
車両重心推定システム10は、支持力測定部11と、ロールモーメント算出部12と、横加速度測定部13と、質量測定部14と、重心高さ算出部15と、地上重心高算出部16と、を備える。
ロールモーメント算出部12は、エアスプリング4L、4R間の距離Trd2および左右のエアスプリング4L、4Rの支持力PL、PRに基づいて、バネ上5のロールモーメントMxを算出する。
横加速度測定部13は、車両の横加速度Gyを測定する。
質量測定部14は、バネ上5の質量msmを測定する。
まず、ステップS1では、支持力測定部11が、左右のエアスプリング4L、4Rの支持力PL、PRを測定するとともに、左右のエアスプリング4L、4Rの上下方向の相対変位hdを測定する。
ステップS3では、横加速度測定部13が、車両1の横加速度Gyを測定する。
ステップS7では、重心高さ算出部14が、式(3)に従い、車両のロール中心RCからバネ上重心Qまでの高さhsmを算出する。
以上説明したように、本実施形態における車両重心推定システム10によれば、横加速度Gyに対するバネ上5のロールモーメントMxの比例係数Dを算出し、この比例係数Dをバネ上5の質量msmで除した値を、車両1のロール中心からバネ上5の重心Qまでの高さhsmとして算出する。
よって、物流拠点などに立ち寄って積荷の配置や質量が様々に変化し、積荷の重心高さが変化した場合であっても、左右のエアスプリング4L、4Rの支持力PL、PR、相対変位hd、および横加速度Gyを測定するだけで、車両のロール中心RCからバネ上5の重心Qまでの高さを推定できる。また、外部の特別な設備を必要とせず、通常の走行中に、車両のロール中心RCからバネ上5の重心Qまでの高さを容易に推定できる。
Mx バネ上のロールモーメント
Gy 横加速度
D Gyに対するMxの比例係数
PL 左側のエアスプリングの支持力
PR 右側のエアスプリングの支持力
Fy バネ上に作用する遠心力
hsm ロール中心からバネ上の重心までの高さ
msm バネ上の質量
φ2 サスロール角
1 車両
2 バネ下
3L 左後輪
3R 右後輪
4L、4R エアスプリング
5 バネ上
6 積荷
10 車両重心推定システム
11 支持力測定部
12 ロールモーメント算出部
13 横加速度測定部
14 質量測定部
15 重心高さ算出部
16 地上重心高さ算出部
Claims (6)
- バネ下と、当該バネ下上に設けられた左右のサスペンションと、当該サスペンションに支持されるバネ上と、を備える車両について、前記バネ上の重心の高さを推定する車両重心推定システムであって、
前記左右のサスペンションの支持力に基づいて、前記バネ上のロールモーメントを算出するロールモーメント算出部と、
前記車両の幅方向の加速度である横加速度を測定する横加速度測定部と、
前記横加速度に対する前記バネ上のロールモーメントの比例係数を算出し、当該比例係数を前記バネ上の質量で除した値を、前記車両のロール中心から前記バネ上の重心までの高さとして算出する重心高さ算出部と、を備えることを特徴とする車両重心推定システム。 - 前記重心高さ算出部は、複数の時刻について、前記横加速度と前記バネ上のロールモーメントとを求めて、当該横加速度およびバネ上のロールモーメントに最小二乗法を適用して求めた近似値を、前記比例係数として用いることを特徴とする請求項1に記載の車両重心推定システム。
- 前記重心高さ算出部で算出した前記車両のロール中心から前記バネ上の重心までの高さに、前記車両のロール中心の高さを加えることで、地上から前記バネ上の重心までの高さを算出する地上重心高さ算出部をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両重心推定システム。
- バネ下と、当該バネ下上に設けられた左右のサスペンションと、当該サスペンションに支持されるバネ上と、を備える車両について、前記バネ上の重心の高さを推定する車両重心推定方法であって、
前記左右のサスペンションの支持力を測定し、当該支持力に基づいて、前記バネ上のロールモーメントを算出する第1ステップと、
前記車両の幅方向の加速度である横加速度を測定する第2ステップと、
前記横加速度に対する前記バネ上のロールモーメントの比例係数を算出し、当該比例係数を前記バネ上の質量で除した値を、前記車両のロール中心から前記バネ上の重心までの高さとして算出する第3ステップと、を備えることを特徴とする車両重心推定方法。 - 前記第3ステップでは、複数の時刻について、前記横加速度と前記バネ上のロールモーメントとを求めて、当該横加速度およびバネ上のロールモーメントに最小二乗法を適用して求めた近似値を、前記比例係数として用いることを特徴とする請求項4に記載の車両重心推定方法。
- 前記第3ステップで算出した前記車両のロール中心から前記バネ上の重心までの高さに、前記車両のロール中心の高さを加えることで、地上から前記バネ上の重心までの高さを算出する第4ステップをさらに備えることを特徴とする請求項4または5に記載の車両重心推定方法。
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