JP2009156746A - Load center-of-gravity height estimation device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷室を有する車両に搭載され、荷室内の積荷全体の重心高さを推定する積荷重心高推定装置に関する。 The present invention relates to a product load center height estimation device that is mounted on a vehicle having a cargo compartment and estimates the height of the center of gravity of the entire cargo in the cargo compartment.
特開平11−304662号公報には、車体を傾斜させ、そのときの車体総重量、前輪にかかる重量、傾斜角度にしたがって静的に重心高さを測定する車両の重心高さの推定演算装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-304662 discloses a vehicle center-of-gravity height estimation calculation device that statically measures the height of the center of gravity according to the total body weight at that time, the weight applied to the front wheels, and the tilt angle. It is disclosed.
また、特開200−292316号公報には、車両の発進加速中の時刻t1からt2までの車速の変化とその間の燃料消費量とを用いて車両総質量を演算し、車両総質量、制動時の後軸荷重変化量、ホイールベース、バネ下質量、制動時のエアサスペンションの圧力および制動時の減速加速度により車両重心高さを推定演算する車両の重心高さの推定演算装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 200-292316 calculates the total vehicle mass using the change in vehicle speed from time t1 to time t2 during start acceleration of the vehicle and the fuel consumption during that time, and calculates the total vehicle mass and braking time. A vehicle center-of-gravity height estimation calculation device is disclosed that estimates and calculates the vehicle center-of-gravity height based on the rear axle load change amount, the wheel base, the unsprung mass, the pressure of the air suspension during braking, and the deceleration acceleration during braking. .
しかし、特許文献1に開示された装置では、車両の重心高さを推定するために、勾配傾斜角が±1度以上で停車していることが必要であり、勾配傾斜角が±1度未満の場合(例えば平坦な路面上に停車している場合)には、重心高さを推定することができない。
However, in the apparatus disclosed in
また、特許文献2に開示された装置では、車両の重心高さを推定するためには、車両が発進加速中であることが必要であり、車両の停車中には重心高さを推定することができない。このため、例えば停車中に積荷作業によって車両の重心高さが変更された場合であっても、車両が発進してから所定の時間が経過するまで変更後の重心高さを推定することができない。
Moreover, in the apparatus disclosed in
そこで、本発明は、車両の姿勢や走行状態によらず、荷室内の積荷全体の重心高さを推定することが可能な積荷重心高推定装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a product load center height estimation device capable of estimating the height of the center of gravity of the entire load in the cargo compartment regardless of the posture of the vehicle and the traveling state.
上記目的を達成すべく、本発明の第1の態様は、荷室を有する車両に搭載される積荷重心高推定装置であって、積荷座標検出手段と積荷重心高算出手段とを有する。積荷座標検出手段は、荷室が区画する荷室空間内の積荷の外面位置を、荷室空間における座標として複数箇所で検出する。積荷重心高算出手段は、積荷座標検出手段が検出した複数の座標を用いて、前記荷室空間内の積荷全体の重心高を算出する。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a product load center height estimation device mounted on a vehicle having a cargo compartment, and includes a load coordinate detection unit and a product load center height calculation unit. The load coordinate detection means detects the position of the outer surface of the load in the cargo space defined by the cargo space at a plurality of locations as coordinates in the cargo space. The product load center height calculation means calculates the center of gravity height of the entire load in the cargo space using the plurality of coordinates detected by the load coordinate detection means.
積荷座標検出手段は、車両前後方向に沿った前後位置と高さ方向に沿った上下位置とを特定する二次元座標として、積荷の外面位置を検出してもよく、また、上記前後位置と上記上下位置と車幅方向に沿った車幅位置とを特定する三次元座標として、積荷の外面位置を検出してもよい。 The load coordinate detection means may detect the outer surface position of the load as a two-dimensional coordinate specifying the front-rear position along the vehicle front-rear direction and the vertical position along the height direction, and the front-rear position and the position The outer surface position of the load may be detected as a three-dimensional coordinate that specifies the vertical position and the vehicle width position along the vehicle width direction.
上記構成では、積荷座標検出手段が、荷室空間内の積荷の外面位置を荷室空間における座標として複数箇所で検出し、積荷重心高算出手段が、積荷座標検出手段が検出した複数の座標を用いて積荷全体の重心高を推定するので、車両の姿勢や走行状態によらず、積荷全体の重心高を得ることができる。 In the above configuration, the load coordinate detecting means detects the outer surface position of the load in the cargo space as a coordinate in the cargo space, and the load load center height calculating means detects the multiple coordinates detected by the load coordinate detecting means. Since the center of gravity height of the entire load is estimated by using this, the center of gravity height of the entire load can be obtained regardless of the posture of the vehicle and the running state.
本発明の第2の態様は、上記第1の態様の積荷重心高推定装置であって、積荷座標検出手段は、積荷の外面位置を、車両前後方向に沿った前後位置と高さ方向に沿った上下位置と車幅方向に沿った車幅位置とによって三次元的に検出する。 A second aspect of the present invention is the product load center height estimation device according to the first aspect, wherein the load coordinate detection means determines the outer surface position of the load along the front-rear position and the height direction along the vehicle front-rear direction. The three-dimensional detection is performed by the vertical position and the vehicle width position along the vehicle width direction.
上記構成では、荷室空間における積荷の積載状態が車幅方向において相違する場合であっても、積荷全体の重心高さを的確に推定することができる。 In the above configuration, the height of the center of gravity of the entire load can be accurately estimated even when the loading state of the load in the cargo space is different in the vehicle width direction.
本発明の第3の態様は、上記第2の態様の積荷重心高推定装置であって、積荷座標検出手段は、検出部と検出部可動手段とを有する。検出部は、車幅方向と交叉し且つ車両前後方向に沿った仮想断面における上記前後位置と上記上下位置とを検出する。検出部可動手段は、検出部を車幅方向に可動し、仮想断面を車幅方向に移動させて上記車幅位置を変更する。 A third aspect of the present invention is the product load center height estimation device according to the second aspect, wherein the load coordinate detection means includes a detection part and a detection part movable means. The detection unit detects the front-rear position and the vertical position in a virtual cross section that intersects the vehicle width direction and extends in the vehicle front-rear direction. The detector moving means moves the detector in the vehicle width direction and moves the virtual cross section in the vehicle width direction to change the vehicle width position.
上記構成では、単一の検出部を車幅方向に移動させることによって、積荷の外面位置を三次元的に検出することができる。 In the above configuration, the position of the outer surface of the load can be detected three-dimensionally by moving the single detection unit in the vehicle width direction.
本発明の第4の態様は、上記第3の態様の積荷重心高推定装置であって、検出部可動手段は、ガイドレールと、駆動部と、連結機構とを有する。ガイドレールは、荷室空間の上部で荷室に対して固定され、車幅方向に沿って延び、検出部を摺動自在に支持する。駆動部は、荷室空間の上部で荷室に対して固定される。連結機構は、検出部と駆動部とを連結し、検出部を駆動部によって移動させる。 A fourth aspect of the present invention is the product load center height estimation device according to the third aspect, wherein the detection unit movable means includes a guide rail, a drive unit, and a coupling mechanism. The guide rail is fixed to the luggage compartment in the upper part of the luggage compartment space, extends along the vehicle width direction, and supports the detection unit slidably. The drive unit is fixed to the luggage compartment in the upper part of the luggage compartment space. The connection mechanism connects the detection unit and the drive unit, and moves the detection unit by the drive unit.
上記構成では、ガイドレールと駆動部と連結機構とが荷室空間の上部に配置されているので、荷室空間の下方を含む広い領域を積荷のために使用することができる。 In the said structure, since a guide rail, a drive part, and a connection mechanism are arrange | positioned at the upper part of luggage compartment space, the wide area | region including the downward direction of luggage compartment space can be used for cargo.
本発明の第5の態様は、上記第1又は第2の態様の積荷重心高推定装置であって、積荷座標検出手段は、荷室空間の上部を区画する天井板の複数位置に固定され、それぞれが積荷の外面の上下位置を検出する複数の検出部を有する。 A fifth aspect of the present invention is the product load center height estimation device according to the first or second aspect, wherein the load coordinate detection means is fixed at a plurality of positions of a ceiling plate that divides the upper part of the cargo space. Each has a plurality of detectors for detecting the vertical position of the outer surface of the load.
上記構成では、天井板に固定された検出部によって、積荷の外面位置を三次元的に同時に検出することができる。 In the above configuration, the outer surface position of the load can be detected simultaneously three-dimensionally by the detection unit fixed to the ceiling board.
本発明の第6の態様は、上記第1〜第5の何れかの態様の積荷重心高推定装置であって、荷室空間内の積荷の状態が変化する可能性があるか否か又は変化したか否かを判定する判定手段を備える。積荷重心高算出手段は、荷室空間内の積荷の状態が変化する可能性がある又は変化したと判定手段が判定したとき、積荷全体の重心高を算出する。 A sixth aspect of the present invention is the product load center height estimating device according to any one of the first to fifth aspects, wherein there is a possibility that the state of the load in the cargo space is likely to change, or a change. Determination means for determining whether or not the determination has been made. The product load center height calculation unit calculates the height of the center of gravity of the entire load when the determination unit determines that the state of the load in the cargo space is likely to change or has changed.
上記判定手段は、車体へ加わる積荷の荷重が変化したか否かを検知し、積荷の荷重が変化したとき、荷室空間内の積荷の状態が変化したと判定してもよい。また、判定手段は、荷室空間の後部を区画する扉が開放されたか否かを検知し、扉が開放されたとき、荷室空間内の積荷の状態が変化する可能性があると判定してもよい。 The determination means may detect whether or not the load of the load applied to the vehicle body has changed, and may determine that the state of the load in the cargo space has changed when the load of the load has changed. Further, the determination means detects whether or not a door that divides the rear part of the cargo space is opened, and determines that the state of the load in the cargo space may change when the door is opened. May be.
上記構成では、荷室空間内の積荷の状態が変化した又は変化する可能性があると判定手段が判定したことを条件に、積荷重心高算出手段が積荷全体の重心高を算出するので、積荷重心高算出手段による演算処理の実行頻度を的確に軽減させることができる。 In the above configuration, the load center height calculation means calculates the height of the center of gravity of the entire load on the condition that the determination means determines that the state of the load in the cargo space has changed or is likely to change. The execution frequency of the arithmetic processing by the center-of-gravity height calculation means can be reduced appropriately.
本発明によれば、車両の姿勢や走行状態によらず、荷室内の積荷全体の重心高さを推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the height of the center of gravity of the entire load in the cargo compartment regardless of the posture of the vehicle and the traveling state.
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、積荷重心高推定装置を走行支援情報提供装置に設けた例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、積荷重心高推定装置が算出した積荷全体の重心高を他の制御のために使用してもよい。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the product load center height estimation device is provided in the travel support information providing device will be described, but the present invention is not limited to this, and the entire load load calculated by the product load center height estimation device is described. The center of gravity height may be used for other controls.
図1は第1実施形態に係る積荷重心高推定装置を備えた走行支援情報提供装置を示すブロック図、図2は本実施形態に係る車両の荷室を模式的に示す側断面図、図3は積荷全体の重心高を算出する方法を説明する模式図、図4は本実施形態に係る車両を示す側面図、図5は図4の車両のV−V矢視断面を模式的に示す断面図、図6は図2の上限速度表示装置に代えてナビゲーション装置を用いた態様を示すブロック図、図7は図6のナビゲーション装置の表示部に表示される画面の一例を示す平面図、図8は静的車高と輪荷重との関係を示す輪荷重マップ、図9は輪荷重とホイールレートとの関係を示すホイールレートマップである。なお、図中の符号FRは車両前方を、UPは上方を、INは車幅方向内側をそれぞれ示している。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a travel support information providing apparatus including a product load center height estimation apparatus according to the first embodiment, FIG. 2 is a side cross-sectional view schematically illustrating a luggage compartment of a vehicle according to the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method for calculating the height of the center of gravity of the entire cargo, FIG. 4 is a side view showing the vehicle according to the present embodiment, and FIG. 6 is a block diagram showing a mode in which a navigation device is used instead of the upper limit speed display device of FIG. 2, and FIG. 7 is a plan view showing an example of a screen displayed on the display unit of the navigation device of FIG. 8 is a wheel load map showing the relationship between the static vehicle height and the wheel load, and FIG. 9 is a wheel rate map showing the relationship between the wheel load and the wheel rate. In the figure, reference symbol FR indicates the front of the vehicle, UP indicates the upper side, and IN indicates the inner side in the vehicle width direction.
「走行支援情報提供装置の構成」
本実施形態に係る走行支援情報提供装置は、図1〜図5に示すように、GPS受信部11と車速センサ12と上下加速度センサ13と車高センサ14と横加速度センサ19とECU(エレクトロニック・コントロール・ユニット)15と外部記憶装置16と上限車速表示装置17と警報ブザー18とレーザレーダ61とを備え、これらは荷室60を備えた車両としてのトラック20に搭載されている。レーザレーダ61は、本実施形態の積荷座標検出手段を構成する。
"Configuration of the travel support information provision device"
As shown in FIGS. 1 to 5, the driving support information providing apparatus according to the present embodiment includes a
車高センサ14は、後車軸25の左側の車高を検出する左車高センサ14aと右側の車高を検出する右車高センサ14bとを備える。ECU15は、演算処理部31と路面形状データ記録・検索部32と上限車速データ記憶用のバッファメモリ33と上限車速表示・警報指示部34と記憶部37と積荷位置検出制御部62とを備える。また、外部記憶装置16は、路面情報データベースファイル35と上限車速データファイル36とを備える。トラック20の車体24の前部は、前車輪22の前車軸(図示省略)にサスペンション(図示省略)を介して支持され、車体24の後部は、後車輪23の後車軸25に左右のサスペンション26,27を介して支持されている。
The
上記走行支援情報提供装置のうち、レーザレーダ61と、車高センサ14と、ECU15の演算処理部31及び記憶部37とが、本実施形態の積荷重心高推定装置を構成する。
Among the travel support information providing devices, the
なお、本実施形態の走行支援情報提供装置は、後述するように、車体24の後車軸25側での上下振動が過大となることを抑えるための上限車速を求めて運転者に報知するものであるため、上下加速度センサ13は後車軸25の上方に、車高センサ14は後車軸25の近傍にそれぞれ設けられているが、前車軸側の上下振動が過大となることを抑えるための上限車速を求めて運転者に報知してもよく、この場合、上下加速度センサ13は前車軸の上方に、車高センサ14は前車軸の近傍にそれぞれ設ければよい。
Note that the driving support information providing apparatus according to the present embodiment obtains an upper limit vehicle speed for suppressing an excessive vertical vibration on the
GPS受信部11は、位置情報取得手段として機能し、トラック20のキャブ21の天井外面に設けられている。GPS受信部11は、GPS用人工衛星からトラック20の現在の位置情報としての緯度経度情報(緯度N情報、経度E情報)を所定時間毎に逐次受信し、受信した緯度経度情報をECU15の路面形状データ記録・検索部32へ出力する。
The
車速センサ12は、車速検出手段として機能し、キャブ21のトランスミッション(図示省略)に設けられている。車速センサ12は、トラック20の車速Vを逐次検出し、検出した車速VをECU15の演算処理部31へ出力する。
The
上下加速度センサ13は、上下加速度検出手段として機能し、後車軸25の上方で且つ車幅方向のほぼ中央の車体24に設けられている。上下加速度センサ13は、車体24に作用する上下方向加速度を検出し、検出した上下方向加速度をECU15の演算処理部31へ出力する。なお、上下加速度センサ13を後車軸25の上方で車幅方向両側(左右)にそれぞれ設けてもよい。この場合、左右の上下加速度センサ13は、車体24の左右にそれぞれ作用する上下方向加速度を検出し、検出した上下方向加速度をECU15の演算処理部31へ出力する。演算処理部31は、左右の上下加速度センサ13が検出した上下方向加速度の平均値を算出し、算出した上下方向加速度の平均値を、車体24に作用する上下方向加速度として採用すればよい。
The
車高センサ14(左車高センサ14a及び右車高センサ14b)は、後車軸25の近傍の車幅方向両側(左右)にそれぞれ設けられ、左右のサスペンション26,27のバネ上とバネ下との間の距離(例えば、車体24の下縁と後車軸25との距離)を左静的車高dL及び右静的車高dRとして検出し、検出した左右の静的車高dL,dRをECU15の演算処理部31へ出力する。
The vehicle height sensors 14 (left
横加速度センサ19は、後車軸25の上方で車体24に設けられている。横加速度センサ19は、車体24に作用する横方向加速度を検出し、検出した横方向加速度をECU15の演算処理部31へ出力する。
The
レーザレーダ61は、特に図示しないが、投光部と受光部と駆動部と信号処理部とを内部に備え、図2に示すように、荷室60の内部空間(荷室空間65)内の上部(本実施形態では、荷室空間65の上部を区画する天井板66の後端部(後方の扉69の直ぐ前方))に配置されている。投光部は、レーザ光を荷室空間65へ出射する。受光部は、出射され検出対象で反射した反射光を受光し、その検出信号を信号処理部へ出力する。信号処理部は、ECU15の積荷位置検出制御部62(図1)からの制御信号に従って、投光部からのレーザ光の投光制御処理及び受光部からの検出信号の演算処理を実行する。検出信号の演算処理では、検出信号に基づいて検出対象(測定点)までの距離Liを検出し、さらにレーザ光の出射角度θと距離Liとから、測定点の座標Pi(αi,βi)を演算する。駆動部は、ECU15の積荷位置検出制御部62からの制御信号に従って、投光部及び受光部を回転移動する。
Although not particularly shown, the
具体的には、投光部は、荷室空間65の前下端を原点とし、原点から車両後方及び上方をそれぞれα軸及びβ軸とする座標平面内において、レーザ光を後上端の点PL(αL,βL)から出射する。駆動部は、レーザ光の出射方向を、水平方向前方(α軸と平行又はα軸との角度が微小な方向)となる初期方向から、下方(β軸と平行又はβ軸との角度が微小な方向)まで変更する。α軸に対するレーザ光の初期方向の角度をθ0とすると、駆動部は、レーザ光をθ0からΔθずつ荷室床面67(α軸)に向かって傾くように回転させ、信号処理部は、それぞれの角度θ0+iΔθ(iは角度の変更回数)において、検出対象である積荷68の上面又は後面(以下、両者をまとめて外面と称する)との距離Liを検出する。さらに、信号処理部は、距離Liと角度θ0+iΔθとを次式(26)に代入することによって、積荷68の外面上の各測定点の座標Pi(αi,βi)をそれぞれ算出する。なお、レーザ光の出射元の座標PL(αL,βL)は、レーザレーダ61の配置位置及び荷室空間65の大きさによって決まる車両に固有の値であり、レーザレーダ61に予め記憶されている。
Specifically, the light projecting unit emits laser light at a point P L at the rear upper end in a coordinate plane with the front lower end of the
レーザレーダ61は、算出した各測定点の座標Pi(αi,βi)を、レーザレーダ61の検出データとしてECU15へ送信する。
The
なお、本実施形態では、距離Liと角度θ0+iΔθとから各測定点の座標Pi(αi,βi)を算出する処理をレーザレーダ61が実行するが、レーザレーダ61が距離Liと角度θ0+iΔθとを示す距離情報をECU15へ送信し、ECU15の演算処理部31が上記座標を求める処理を実行してもよい。
In the present embodiment, the
すなわち、レーザレーダ61は、車幅方向と略直交する一つの仮想断面において、積荷68の外面の前後位置と上下位置とを特定する検出部として機能する。また、上記仮想断面は、レーザレーダ61の車幅方向の配置位置によって決まるため、レーザレーダ61を車幅方向の何れの位置に配置するかによって異なり、上記仮想断面の設定位置によって、積荷68全体の断面形状は相違する。しかし、一般に、積荷68を荷室60に積み込む場合、配送作業者は、車両の走行安定性や積荷68の安定性を考慮して、できるだけ車幅方向で一様となるように積み込む。このため、本実施形態では、車両前後方向に沿った積荷68全体の断面が車幅方向に一様であると見做している。
That is, the
なお、積荷68の外面の位置を検出する手段は、上記レーザレーダ61に限定されるものではなく、例えばソナーや電波レーダやステレオカメラなどのように、検出対象の位置を検出可能な他の検出装置であってもよい。
Note that the means for detecting the position of the outer surface of the
ECU15の記憶部37は、RAMやROM等によって構成されている。この記憶部37には、左右の静的車高dL,dRと輪荷重との関係を示す輪荷重マップ(図8に示す)や輪荷重とホイールレートとの関係を示すホイールレートマップ(図9に示す)の他、演算処理部31が実行する処理実行プログラムが予め記憶されている。なお、処理実行プログラムは、各処理で使用する所定の式を含む。また、記憶部37には、レーザ光の出射角度θの変更回数iを記憶する角度変更回数カウンタが設けられている。さらに、記憶部37には、ECU15の演算処理部31が、後述するバネ上質量推定算出処理を実行することによって算出したバネ上質量(静荷重)mが変化した場合に、変化後のバネ上質量mをmpastとして記憶する領域が設けられている。
The
ECU15の演算処理部31は、記憶部37から読み出した処理実行プログラムに従って、上下加速度判定処理と、バネ上質量推定算出処理と、積荷重心高推定処理と、ホイールレート推定算出処理と、車両状態係数算出処理と、路面形状係数算出処理と、旋回半径算出処理と、第1の上限車速算出処理と、予想ホイールレート推定算出処理と、予想車両状態係数算出処理と、第2の上限車速算出処理と、上限車速比較判定処理とを実行する。この演算処理部31は、積荷重心高算出手段、判定手段、ホイールレート取得手段、路面形状係数演算手段、旋回半径取得手段、ホイールレート推定手段、上限車速演算手段、及び上限車速比較手段として機能する。
The
上下加速度判定処理では、上下加速度センサ13が検出した上下方向加速度が、予め定められた所定加速度(上下加速度ピーク値)を超えたか否かを判定する。また、演算処理部31は、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えたと判定された場合、路面形状データ記録・検索部32を介して上限車速表示・警報指示部34へ上下加速度ピーク値を超えたことを示すピーク超過信号を出力する。
In the vertical acceleration determination process, it is determined whether or not the vertical acceleration detected by the
バネ上質量推定算出処理では、車体24と乗員と積荷68とを含む車両の総重量のうち、後車輪23(左右のサスペンション26,27)が分担するバネ上質量(静荷重)mを求める。具体的には、車高センサ14(左車高センサ14a及び右車高センサ14b)が検出した静的車高dL,dRと図8に示す輪荷重マップとから、静的車高dL,dRに対応する左右の静的輪荷重wL,wRをそれぞれ求め、求めた静的輪荷重wL,wRをそれぞれ質量に換算することにより左バネ上質量mLと右バネ上質量mRとを算出し、算出した左バネ上質量mLと右バネ上質量mRとを次式(1)に代入することにより、後車輪23側のバネ上質量mを算出する。
In the sprung mass estimation calculation process, the sprung mass (static load) m shared by the rear wheels 23 (left and
なお、本実施形態では、静的車高と輪荷重との関係を輪荷重マップとして予め設定しているが、両者の関係をテーブルとして設定してもよく、また所定の式として設定してもよい。 In this embodiment, the relationship between the static vehicle height and the wheel load is set in advance as a wheel load map. However, the relationship between the two may be set as a table or set as a predetermined formula. Good.
また、上記バネ上質量推定算出処理によりバネ上質量mを算出したが、例えば、アクセル開度とバネ上質量と車両の前後方向加速度との関係をマップ又はテーブルに予め設定しておき、アクセル開度と前後方向加速度とを検出又は取得して、マップ又はテーブルからバネ上質量を推定するなど、他の方法により算出してもよい。 The sprung mass m is calculated by the above sprung mass estimation calculation process. For example, the relationship between the accelerator opening, the sprung mass, and the longitudinal acceleration of the vehicle is set in advance in a map or table, and the accelerator is opened. The degree and the longitudinal acceleration may be detected or acquired, and the sprung mass may be estimated from a map or a table.
演算処理部31は、上記バネ上質量推定算出処理によってバネ上質量mを算出すると、今回算出したバネ上質量mと記憶部37に記憶された過去のバネ上質量mpastとを比較し、両者が相違する場合、荷室空間65内の積荷68の状態(積荷68全体の荷重)が変化したと判定して、後述する積荷重心高推定処理を実行するとともに、今回算出したバネ上質量mをmpastとして記憶部37に更新して記憶する。すなわち、車高センサ14と演算処理部31とは、荷室空間65内の積荷68の状態が変化したか否かを判定する判定手段として機能する。
When calculating the sprung mass m by the sprung mass estimation calculation process, the
なお、本実施形態では、積荷68全体の荷重に変化が生じたことを積荷重心高推定処理の実行条件としているが、これに代えて又は加えて、荷室空間65内の積荷68の状態が変化する可能性があるか否かを判定し、変化する可能性がある場合に積荷重心高推定処理を実行してもよい。例えば、荷室空間65の後部を区画する扉69の開閉に応じてオン/オフするスイッチを設け、扉69が開放されてスイッチがオンとなった場合に、荷室空間65内の積荷68の状態が変化する可能性があると判定して積荷重心高推定処理を実行してもよい。また、扉69の開放時に点灯する室内灯が設けられている場合、室内灯の点灯時に、荷室空間65内の積荷68の状態が変化する可能性があると判定して積荷重心高推定処理を実行してもよい。
In the present embodiment, the change in the load of the
積荷重心高推定処理では、まず、演算処理部31が処理開始信号を積荷位置検出制御部62へ出力し、処理開始信号を受信した積荷位置検出制御部62がレーザレーダ61へ制御信号を出力する。レーザレーダ61は、積荷位置検出制御部62からの制御信号に従って、レーザ光を出射させるとともに、その出射角度θをθ0からΔθずつ荷室床面67に向かって傾くように回転させ、それぞれの角度θ0+iΔθにおいて積荷68の外面との距離Liを検出し、距離Liと角度θ0+iΔθとを用いて積荷68の外面上の各測定点の座標Pi(αi,βi)をそれぞれ算出し、算出した各測定点の座標Pi(αi,βi)を、検出データとしてECU15へ送信する。また、積荷位置検出制御部62は、レーザ光の出射角度θを変更する度に、記憶部37の角度変更回数カウンタを1加算し、そのカウンタ値が所定値nに達するまで、上記レーザ光による検出を繰り返して実行させる。
In the product load center height estimation process, first, the
演算処理部31は、レーザレーダ61から受信した各測定点Piの座標(αi,βi)を用いて、積荷68全体の重心位置の座標PCG(αCG,βCG)を算出する。以下、重心位置の座標PCGを算出する方法について説明する。
The
各測定点Piの座標(αi,βi)を、出射角度θが小さい順に、P1(α1,β1),P2(α2,β2),・・・,Pn(αn,βn)とする。ここで、測定点P1(α1,β1)から水平方向前方に移動したβ軸上の点を、基点P0(α0,β0)とする。この基点P0(α0,β0)はβ軸上であるため、α0の値はゼロである。そして、図3に示すように、これらの座標P0(α0,β0),P1(α1,β1),P2(α2,β2),・・・,Pn(αn,βn)を頂点とする長方形を想定し、積荷68全体の仮想断面を複数の長方形に分割し、且つ積荷68の密度が均一であると仮定すると、各長方形の面積がその長方形に分割された積荷の質量に比例し、且つ各長方形の中心がその重心となる。各長方形の面積は、次式(27)によって表され、
P 1 (α 1 , β 1 ), P 2 (α 2 , β 2 ),..., P n (in order of increasing output angle θ), the coordinates (α i , β i ) of each measurement point P i. α n , β n ). Here, a point on the β axis that has moved forward in the horizontal direction from the measurement point P 1 (α 1 , β 1 ) is defined as a base point P 0 (α 0 , β 0 ). Since this base point P 0 (α 0 , β 0 ) is on the β axis, the value of α 0 is zero. Then, as shown in FIG. 3, these coordinates P 0 (α 0 , β 0 ), P 1 (α 1 , β 1 ), P 2 (α 2 , β 2 ),..., P n (α Assuming a rectangle with vertices n , β n ), dividing the virtual cross section of the
各長方形の重心位置の座標PiCG(αiCG,βiCG)は、次式(28)によって表される。なお、次式(28)において、i=0,1,2,・・・,nである。 The coordinates P iCG (α iCG , β iCG ) of the center of gravity of each rectangle are expressed by the following equation (28). In the following formula (28), i = 0, 1, 2,..., N.
積荷68全体の重心位置の座標PCG(αCG,βCG)のβCGの値は、荷室床面67からの積荷68全体の重心高さhLbであり、モーメントの釣り合いから次式(29)となる。
The value of β CG of the coordinates P CG (α CG , β CG ) of the center of gravity position of the
ここで、空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差をhvbとすると、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfは、次式(30)によって算出される。
Here, assuming that the difference between the height of the center of gravity of the vehicle in the empty state and the height of the
なお、空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差hvbは、車両固有の値として予め記憶部37に記憶されている。
Note that the difference in height h vb between the height of the center of gravity of the vehicle in the empty state and the cargo
すなわち、積荷重心高推定処理では、積荷位置検出制御部62がレーザレーダ61を制御することにより、レーザレーダ61から各測定点Piの座標(αi,βi)のデータを受信し、各測定点Piの座標(αi,βi)を上式(27)及び(28)に代入することによって、仮想断面における各長方形の面積Ai及び各長方形の重心位置のβ座標βiCGを算出し、面積Ai及びβ座標βiCGを上式(29)に代入することによって、荷室床面67からの積荷68全体の重心高さhLbを算出し、この高さhLbと予め記憶された空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差をhvbとを上式(30)に代入することによって、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfを算出し、算出した高さの差hvfを記憶部37に更新して記憶する。
That is, in the product load center height estimation process, the product position
ホイールレート推定算出処理では、後車輪23のタイヤとサスペンション26,27とを考慮した弾性系のバネ定数(以下、タイヤサスペンションのホイールレートkと称する)を求める。具体的には、車高センサ14(左車高センサ14a及び右車高センサ14b)が検出した静的車高dL,dRと図8に示す輪荷重マップとから、静的車高dL,dRに対応する左右の静的輪荷重wL,wRをそれぞれ求め、求めた静的輪荷重wL,wRと図9に示すホイールレートマップとから、左右の静的輪荷重wL,wRに対応する左ホイールレートkLと右ホイールレートkRとをそれぞれ求め、求めた左ホイールレートkLと右ホイールレートkRとを次式(2)に代入することにより、ホイールレートkを算出する。
In the wheel rate estimation calculation process, an elastic spring constant (hereinafter referred to as a tire suspension wheel rate k) is determined in consideration of the tire of the
このホイールレート推定算出処理によって算出されるホイールレートkは、走行中の車両の現在のホイールレートを推定した値である。これに対し、後述する予想ホイールレート推定算出処理によって算出される予想ホイールレートkeは、走行中のトラック20が報知対象位置(走行に注意を要する路面)を将来通過する際のホイールレートの予想値である。
The wheel rate k calculated by the wheel rate estimation calculation process is a value obtained by estimating the current wheel rate of the running vehicle. In contrast, the expected wheel rate k e calculated by the expected wheel rate estimation calculation process will be described later, the expected wheel rate in the
なお、本実施形態では、輪荷重とホイールレートとの関係をホイールレートマップとして予め設定しているが、両者の関係をテーブルとして設定してもよく、また所定の式として設定してもよい。 In this embodiment, the relationship between the wheel load and the wheel rate is set in advance as a wheel rate map, but the relationship between the two may be set as a table or may be set as a predetermined formula.
車両状態係数算出処理では、上記ホイールレート推定算出処理で算出したホイールレートkと、記憶部37に予め記憶されたサスペンション26,27の減衰係数cと、上記バネ上質量推定算出処理で算出したバネ上質量mとを、後述する式(16a)に代入することによって、車両状態係数(第1の車両状態係数)fを算出する。
In the vehicle state coefficient calculation process, the wheel rate k calculated in the wheel rate estimation calculation process, the damping coefficient c of the
路面形状係数算出処理及び旋回半径算出処理は、上下加速度判定処理において、上下加速度センサ13が検出した上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えたと判定された場合に実行される。
The road surface shape factor calculation process and the turning radius calculation process are executed when it is determined in the vertical acceleration determination process that the vertical acceleration detected by the
路面形状係数算出処理では、車速センサ12が検出した車速Vと上下加速度センサ13が検出した上下方向加速度と上記車両状態係数算出処理で算出した車両状態係数fとを、後述する式(17)に代入することによって、路面形状を特定する路面固有の路面形状係数KRdを算出する。なお、路面形状係数算出処理では、上述のように、上下加速度センサ13が検出した上下方向加速度を式(17)に代入する。演算処理部31は、算出された路面形状係数KRdを路面形状データ記録・検索部32へ出力する。
In the road surface shape coefficient calculation process, the vehicle speed V detected by the
旋回半径算出処理では、車速センサ12が検出した車速Vと横加速度センサ19が検出した横方向加速度ayとを、次式(3)に代入することによって、走行中のトラック20の旋回半径Rcを算出する。演算処理部31は、算出された旋回半径Rcを路面形状データ記録・検索部32へ出力する。
In the turning radius calculation process, the turning radius R of the traveling
なお、車両が回転する速度を検出するヨーレートセンサを設け、車速センサ12が検出した車速Vとヨーレートセンサが検出するヨーレートγとを、次式(4)に代入することによって、旋回半径Rcを算出してもよい。
A yaw rate sensor for detecting the speed at which the vehicle rotates is provided, and the turning radius R c is calculated by substituting the vehicle speed V detected by the
路面形状データ記録・検索部32は、演算処理部31から路面形状係数KRd及び旋回半径Rcの入力を受けると、この路面形状係数KRd及び旋回半径Rcを、GPS受信部11から取得した緯度経度情報(報知対象の緯度経度情報)に対応付けた状態で外部記憶装置16の路面情報データベースファイル35に記録する。すなわち、路面形状データ記録・検索部32は、車両位置判定手段として機能し、路面情報データベースファイル35には、走行に注意を要する路面の位置を示す報知対象の緯度経度情報と当該路面の路面形状係数KRdと旋回半径Rcとの組み合わせが順次蓄積される。
When the road surface shape data recording / retrieving
また、路面形状データ記録・検索部32は、路面情報データベースファイル35に記録されたデータセット(報知対象の緯度経度情報と対応する路面形状係数KRd及び旋回半径Rcとの組み合わせ)の中から、GPS受信部11から取得した現在の緯度経度情報を中心として所定の範囲(例えば、緯度NについてはN±aの範囲、経度EについてはE±bの範囲)に存在する緯度経度情報を有するデータセットを抽出する。すなわち、路面形状データ記録・検索部32は、車両位置判定手段としても機能する。そして、抽出したデータセットの路面形状係数KRd及び旋回半径Rcを、演算処理部31へ出力する。
In addition, the road surface shape data recording /
演算処理部31は、路面形状データ記録・検索部32から路面形状係数KRd及び旋回半径Rcの入力を受けると、上記第1の上限車速算出処理、予想ホイールレート推定算出処理、予想車両状態係数算出処理、及び第2の上限車速算出処理及び上限車速比較判定処理を実行する。
Upon receiving the road surface shape coefficient K Rd and the turning radius R c from the road surface shape data recording /
第1の上限車速算出処理では、路面形状データ記録・検索部32が路面情報データベースファイル35から抽出したデータセットの路面形状係数KRdと上記車両状態係数算出処理で算出した車両状態係数fとから、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないようにするための第1の上限車速Vmaxを算出する。具体的には、路面形状係数KRdと車両状態係数fと記憶部37に予め記憶された上下加速度ピーク値とを、後述する式(18)に代入することによって、第1の上限車速Vmaxを算出する。
In the first upper limit vehicle speed calculation process, the road surface shape data recording /
予想ホイールレート推定算出処理では、車高センサ14が検出した静的車高dL,dRと、バネ上質量推定算出処理で算出したバネ上質量mと、第1の上限車速算出処理で算出した第1の上限車速Vmaxと、路面形状データ記録・検索部32が路面情報データベースファイル35から抽出したデータセットの旋回半径Rcとから、予想ホイールレートkeを求める。
In the predicted wheel rate estimation calculation process, the static vehicle heights d L and d R detected by the
具体的には、車高センサ14が検出した左右の静的車高dL,dRと、空車時(積荷68が無い状態)の静的車高dcと、空車時の車両の重心高とロールセンタRCとの高さの差hvcと、バネ上質量mと、車両質量mvと、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfとを、後述する式(22)に代入することによって、車体24と積荷68とを合わせた重心高(バネ上質量mの重心高)とロールセンタRCとの高さの差hRCを算出する。ここで、空車時の静的車高dcは、納車時などの空車時に車高センサ14が検出する左右の静的車高dL,dRの平均値であり、記憶部37に予め記憶されている。空車時の車両の重心高とロールセンタRCとの高さの差hvcは、車両固有の値として記憶部37に予め記憶されている。車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfは、上記積荷重心高推定処理によって算出されて記憶部37に記憶されている。車両質量mvは、車両固有の値として記憶部37に予め記憶されている。
Specifically, the left and right static vehicle heights d L and d R detected by the
次に、上記バネ上質量推定算出処理で取得した静的輪荷重wL,wR及びバネ上質量mと、上記算出した高さの差hRCと、第1の上限車速算出処理で算出した第1の上限車速Vmaxと、路面形状データ記録・検索部32が路面情報データベースファイル35から抽出したデータセットの旋回半径Rcと、ロールセンタRCから各サスペンション26,27までの距離tとを、後述する式(25a)及び(25b)に代入することにより、旋回時の左右の予想輪荷重weL,weRを算出する。次に、算出した予想輪荷重weL,weRと図9に示すホイールレートマップとから、左右の予想輪荷重weL,weRに対応する左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとをそれぞれ求め、求めた左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとを式(2)に代入することにより、予想ホイールレートkeを算出する。なお、予想ホイールレート推定算出処理では、左ホイールレートkLと右ホイールレートkRとに代えて左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとを式(2)に代入する。
Next, the static wheel loads w L and w R and the sprung mass m acquired in the sprung mass estimation calculation process, the height difference h RC calculated above, and the first upper limit vehicle speed calculation process were calculated. a first upper limit vehicle speed V max, the turning radius R c of the data set that the road profile data recording and
この予想ホイールレートkeは、走行中のトラック20が報知対象位置を将来通過する際のホイールレートの予測値である。
The predicted wheel rate k e, the
予想車両状態係数算出処理では、上記予想ホイールレート推定算出処理で算出した予想ホイールレートkeと、記憶部37に予め記憶されたサスペンション26,27の減衰係数cと、上記バネ上質量推定算出処理で算出したバネ上質量mとを、後述する式(16a)に代入することによって、予想車両状態係数(第2の車両状態係数)feを算出する。なお、予想車両状態係数算出処理では、ホイールレートkに代えて予想ホイールレートkeを式(16a)に代入する。
At the expected vehicle condition coefficient calculation process, the expected wheel rate and expected wheel rate k e calculated in the estimated calculation process, the attenuation coefficient c of the
第2の上限車速算出処理では、路面形状データ記録・検索部32が路面情報データベースファイル35から抽出したデータセットの路面形状係数KRdと上記予想車両状態係数算出処理で算出した予想車両状態係数feとから、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないようにするための第2の上限車速Vmaxeを算出する。具体的には、路面形状係数KRdと予想車両状態係数feと記憶部37に予め記憶された上下加速度ピーク値とを、後述する式(18)に代入することによって、第2の上限車速Vmaxeを算出する。なお、第2の上限車速算出処理では、車両状態係数fに代えて予想車両状態係数feを式(18)に代入する。
In the second upper limit vehicle speed calculation process, the road surface shape data recording /
すなわち、第1の上限車速算出処理によって算出される第1の上限車速Vmaxと第2の上限車速算出処理によって算出される第2の上限車速Vmaxeとは、第1の上限車速Vmaxが、ホイールレートkを用いて算出される値であるのに対し、第2の上限車速Vmaxeが、トラック20が報知対象位置を将来通過するときの旋回半径Rcを考慮して推測した予想ホイールレートkeを用いて算出される値である点で相違する。
That is, the first upper limit vehicle speed V max calculated by the first upper limit vehicle speed calculation process and the second upper limit vehicle speed V maxe calculated by the second upper limit vehicle speed calculation process are the same as the first upper limit vehicle speed V max. , A predicted wheel in which the second upper limit vehicle speed V maxe is estimated in consideration of the turning radius R c when the
上限車速比較判定処理では、それぞれ算出した第1の上限車速Vmaxと第2の上限車速Vmaxeとを比較し、値が小さい方の上限車速を報知用として路面形状データ記録・検索部32へ出力する。
In the upper limit vehicle speed comparison / determination process, the calculated first upper limit vehicle speed V max and the second upper limit vehicle speed V maxe are compared, and the upper limit vehicle speed having a smaller value is used for notification to the road surface shape data recording /
路面形状データ記録・検索部32は、演算処理部31から報知用の上限車速の入力を受けると、この報知用の上限車速を、上記抽出したデータセットが有する報知対象の緯度経度情報に対応付けた状態で、外部記憶装置16の上限車速データファイル36に順次記録する。
When the road surface shape data recording /
また、路面形状データ記録・検索部32は、予め設定された所定時間tmax秒毎に、上限車速データファイル36に蓄積された全てのデータセット(報知用の上限車速と報知対象の緯度経度情報との組み合わせ)をバッファメモリ33上に移す。なお、係るデータの移動に際し、上限車速データファイル36のデータセットは全て消去される。次に、路面形状データ記録・検索部32は、バッファメモリ33に移されたデータセットの中から、トラック20の進行方向前方に位置する緯度経度情報を有するデータセットを抽出し、さらに、抽出した各データセットの緯度経度情報とGPS受信部11から取得した現在の緯度経度情報とに基づいて、現在位置から走行に注意を要する各路面までの距離を算出するとともに、各データセットに対して、現在位置からの距離が近い順に順位を付ける。そして、路面形状データ記録・検索部32は、順位付けられたデータセットの上限車速と算出した距離(現在位置から注意を要する路面までの距離)と順位とを、上限車速表示・警報指示部34へ出力する。
In addition, the road surface shape data recording / retrieving
上限車速表示装置17と警報ブザー18とは、共に車室内のインパネ(インストルメント・パネル)に設けられている。
The upper limit vehicle
上限車速表示装置17は、報知手段として機能し、路面形状データ記録・検索部32から報知用の上限車速と距離(現在位置から走行に注意を要する路面までの距離)と順位とが入力される毎に、現在位置から走行に注意を要する路面までの距離とその路面での上限車速とを、順位付けに従って現在位置から近い順に表示する。運転者は、上限車速表示装置17に表示された内容を見ることにより、走行に注意を要する路面までの距離とその路面での上限車速とを事前に認識することができる。
The upper limit vehicle
警報ブザー18は、演算処理部31から路面形状データ記録・検索部32及び上限車速表示・警報指示部34を介してピーク超過信号が入力されたとき、上下加速度ピーク値を超えたことを運転者に報知するための警報音を発する。
The
また、トラック20に図6に示すようなナビゲーション装置40が搭載されている場合、上限車速表示装置17及び警報ブザー18に代えて又は加えてナビゲーション装置40を用いることができる。
When the
ナビゲーション装置40は、その基本構成として地図データベースファイル41とナビゲーション制御部42と表示部43と音声発生部44とを備える。ナビゲーション制御部42は、ECUによって構成され、GPS受信部11が取得した現在の緯度経度情報に基づき、現在位置周辺の地図情報を地図データベースファイル41から読み出し、読み出した地図情報に基づく地図画像49を現在位置表示46と共に表示部43の表示画面45(図7に示す)に表示する。また、ナビゲーション制御部42は、予め走行ルートが設定されている場合には、その走行ルートに従った音声ガイドを音声発生部44から出力させる。
The
上限車速表示装置17及び警報ブザー18に代えて又は加えてナビゲーション装置40を用いる場合、路面形状データ記録・検索部32は、予め設定された所定時間tmax秒毎に、上限車速データファイル36に蓄積された全てのデータセット(報知用の上限車速と報知対象の緯度経度情報との組み合わせ)を抽出し、抽出したデータセットを上限車速表示・警報指示部34へ出力する。上限車速表示・警報指示部34は、入力された上記データセットをナビゲーション制御部42へ出力する。なお、路面形状データ記録・検索部32は、上限車速データファイル36から抽出したデータセットをバッファメモリ33上に一時的に記憶してもよく、また、ECU15(図1に示す)内の構成の一部又は全部をナビゲーション制御部42に含めてもよい。また、上限車速表示・警報指示部34は、演算処理部31(図1に示す)から路面形状データ記録・検索部32を介してピーク超過信号が入力されたとき、このピーク超過信号をナビゲーション制御部42へ出力する。
When the
ナビゲーション制御部42は、上記入力されたデータセットの報知用の上限車速と報知対象の緯度経度情報とに基づき、図7に示すように、表示部43の表示画面45に表示した地図画像49の中に、報知対象の位置情報に対応する報知対象位置(走行に注意を要する路面の位置)を特定する特定表示47を表示するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速の数値48を表示する。すなわち、ナビゲーション制御部42及び表示部43は、報知手段として機能する。運転者は、表示画面45に表示された内容を見ることにより、走行に注意を要する路面の位置とその路面での上限車速とを事前に認識することができる。
As shown in FIG. 7, the
また、ナビゲーション制御部42は、上記ピーク超過信号の入力に応じて、上下加速度ピーク値を超えたことを報知する音声を音声発生部44から出力させる。
Further, the
「路面形状係数及び上限車速の導出」
[路面から車輪(タイヤ)への入力]
路面形状係数及び上限車速を導出するために、車速Vで走行中の車両の車輪が段差の角部pに当たって通過する状態を想定する。なお、このときのタイヤの変形は微小であるため無視する。
"Derivation of road surface shape factor and upper limit vehicle speed"
[Input from road surface to wheels (tires)]
In order to derive the road surface shape factor and the upper limit vehicle speed, a state is assumed in which the wheels of the vehicle traveling at the vehicle speed V pass against the corner p of the step. The tire deformation at this time is negligible and is ignored.
図10に示すように、角部pに接触するまで水平方向に速度Vで移動していた車輪50は、角部pに接触した後、車輪50の回転に伴って破線で示すような軌跡を描き、段差に乗り上げる。車輪50の回転中心の速度ベクトルは、その大きさを終始変えることはないが、角部pに接触した瞬間に、水平面よりも角度φだけ上向きに向きを変える。従って、この瞬間に上下方向に速度vzが発生することになる。速度vzの大きさは、幾何学的関係から以下の式(5)で表される。
As shown in FIG. 10, the
式(5)中のφは、図10に示すように車輪50が角部pに接触した瞬間の直線opと鉛直線とがなす角度であり、路面段差の高さhと車輪半径Rとから幾何学的に決まる数値である。
Φ in equation (5) is an angle formed by a straight line op and a vertical line at the moment when the
角部pに接触した後、速度vzは、図11に示すように次第に小さくなり、車輪50の回転中心が角部pを通る鉛直線上に達した時点で0(ゼロ)となる。従って、δ(t)をインパルス関数とすれば、路面からの入力は、次式(6)と置き換えることができる。
After contacting the corner portion p, the speed v z gradually decreases as shown in FIG. 11, and becomes 0 (zero) when the center of rotation of the
なお、実際の路面入力は、このような単発の入力ではないが、様々な大きさを有するこのような入力の集まりと捉えることができる。 The actual road surface input is not such a single input, but can be regarded as a collection of such inputs having various sizes.
[バネ上上下加速度の推定]
タイヤ及びサスペンションの質量はバネ上質量に比べて微小であるため、その質量は無視することができる。従って、車輪50が段差を通過する際の振動モデルは、図12に示すような系となる。バネ上質量をm、車体変位をx2、路面変位をx1、タイヤサスペンションのホイールレートをk、減衰係数をcとおくと、この系の運動方程式は次式(7)となる。
[Estimation of sprung vertical acceleration]
Since the mass of the tire and the suspension is minute compared with the mass on the spring, the mass can be ignored. Therefore, the vibration model when the
式(5)から、この系の状態方程式は次式(8)となる。 From equation (5), the state equation of this system is the following equation (8).
式(6)をラプラス変換し、伝達関数を求めると、次式(9)となる。 When the Laplace transform is performed on Expression (6) to obtain a transfer function, the following Expression (9) is obtained.
式(7)から、路面変位速度x1dに対する車体変位速度x2dの伝達関数は、それぞれのラプラス変換をX1d(s)、X2d(s)とおけば、次式(10)となる。 From Expression (7), the transfer function of the vehicle body displacement speed x 2d with respect to the road surface displacement speed x 1d is expressed by the following Expression (10) if the respective Laplace transforms are X 1d (s) and X 2d (s).
ここで、式(6)より、段差に乗り上げる場合の路面変位速度x1d(t)は、次式(11)と考えられる。 Here, from the equation (6), the road surface displacement speed x 1d (t) when climbing a step is considered to be the following equation (11).
従って、式(11)のラプラス変換は、次式(12)となる。 Accordingly, the Laplace transform of equation (11) is expressed by the following equation (12).
ゆえに、この入力に対する車体変位速度は、次式(13)となり、 Therefore, the vehicle body displacement speed for this input is given by the following equation (13):
このときの上下加速度の時間応答は、式(13)を逆ラプラス変換して時間tについて微分することによって得られ、次式(14)となる。 The time response of the vertical acceleration at this time is obtained by performing inverse Laplace transform on the equation (13) and differentiating with respect to the time t, and becomes the following equation (14).
式(14)で表される関数は、時間tが次式(15a)で表される値付近でほぼ最大となり、このときのバネ上に発生する上下加速度の理論上のピーク値は、次式(15b)となる。 In the function represented by the equation (14), the time t is substantially maximum near the value represented by the following equation (15a), and the theoretical peak value of the vertical acceleration generated on the spring at this time is expressed by the following equation: (15b).
ここで、 here,
とおけば、 If you
となり、上下加速度ピーク値、車両諸元(バネ上質量m、タイヤサスペンションのホイールレートk、減衰係数c)、及び車速Vが分かれば、式(17)に従って路面形状係数KRdを算出することができる。なお、上記車両諸元(バネ上質量m、タイヤサスペンションのホイールレートk、減衰係数c)を式(16a)に代入することによって算出されるf(m,k,c)を、車両状態係数と称する。 If the vertical acceleration peak value, vehicle specifications (sprung mass m, tire suspension wheel rate k, damping coefficient c), and vehicle speed V are known, the road surface shape factor K Rd can be calculated according to equation (17). it can. It should be noted that f (m, k, c) calculated by substituting the above vehicle specifications (the sprung mass m, the tire suspension wheel rate k, the damping coefficient c) into the equation (16a) is the vehicle state coefficient. Called.
また、路面形状係数KRdが既に分かっている路面であれば、上下方向加速度をある一定値(上下方向加速度の最大値)以下に抑えるための上限車速は、次式(18)によって算出することができる。 Further, if the road surface shape factor K Rd is already known, the upper limit vehicle speed for suppressing the vertical acceleration below a certain value (the maximum value of the vertical acceleration) is calculated by the following equation (18). Can do.
「予想ホイールレートの導出」
[重心高の推定]
図13に示すように、車両と積荷68とを合わせた全体の重心高(バネ上質量mの重心高)とロールセンタRCとの高さの差をhRC、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差をhvf、車両と積荷68とを合わせた全体の重心高と積荷68の重心高との高さの差をhvf1、車両と積荷68とを合わせた全体の重心高と車両の重心高との高さの差をhvf2、車両の重心高とロールセンタRCとの高さの差をhvとする。また、車両と積荷68とを合わせた全体の質量(バネ上質量)をm、車両固有の数値である車両質量をmvとすると、積荷68の質量をmfは、次式(19)となる。
"Derivation of expected wheel rate"
[Estimation of center of gravity height]
As shown in FIG. 13, the difference between the height of the center of gravity (the center of gravity of the sprung mass m) of the entire vehicle and the
ここで、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差をhvfは、走行中常に一定であることから、車両と積荷68とを合わせた全体の重心高と車両の重心高との高さの差hvf2は、次式(20)によって求められる。
Here, h vf the difference in height between the center of gravity height of the center of gravity height and load 68 of the vehicle, since the vehicle is traveling is always constant, vehicle and
また、空車時(積荷68が無い状態)の静的車高をdc、積荷68がある状態での左右の静的車高をdL,dR、空車時の車両の重心高とロールセンタRCとの高さの差をhvcとすれば、車両の重心高とロールセンタRCとの高さの差をhvは、次式(21)となる。
Further, the static vehicle height when the vehicle is empty (without the load 68) is d c , the static vehicle heights when the
従って、車両と積荷68とを合わせた全体の重心高(バネ上質量mの重心高)とロールセンタRCとの高さの差をhRCは、次式(22)によって算出することができる。
Therefore, vehicle and
[予想ホイールレートの推定]
路面情報データベースファイル35に記録されている路面形状係数KRdを用いて式(18)によって算出した上限車速(第1の上限車速)Vmax及び旋回半径Rcで走行した場合に車両に発生する横方向加速度aymaxは、次式(23)によって算出することができる。
[Estimation of expected wheel rate]
Occurs in the vehicle when traveling at the upper limit vehicle speed (first upper limit vehicle speed) V max and the turning radius R c calculated by the equation (18) using the road surface shape factor K Rd recorded in the road surface
通常走行においてロール角が比較小さい範囲であれば、図14に示すように、旋回時のロールセンタRCは固定である(変動しない)と考えられるので、ロールセンタRC回りの静的なモーメントの釣り合いの式から、上限車速(第1の上限車速)Vmaxで走行(通過)した場合の横方向加速度aymaxにより生じるロールに起因する荷重移動Δwは、次式(24)となる。 If the roll angle is within a comparatively small range during normal running, the roll center RC during turning is considered to be fixed (does not change) as shown in FIG. 14, so that the static moment balance around the roll center RC is balanced. from equation, the upper limit vehicle speed (first upper limit vehicle speed) load shift Δw due to roll caused by lateral acceleration a ymax in the case of traveling (pass) at V max is represented by the following formula (24).
従って、直進走行時の左右の静的輪荷重をwL,wRとすると、左旋回時の左右の予想輪荷重weL,weRは、次式(25)によって算出される。 Thus, the static wheel load of the left and right straight running w L, when the w R, predicted wheel load w eL of the left and right when the vehicle is making a left turn, w eR is calculated by the following equation (25).
得られた左右の予想輪荷重weL,weRと図9に示すホイールレートマップとから、左右の予想輪荷重weL,weRに対応する左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとをそれぞれ求め、求めた左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとを式(2)に代入することにより、予想ホイールレートkeが算出される。 The resulting left and right predicted wheel load w eL, w eR from and the wheel rate map shown in FIG. 9, left and right predicted wheel load w eL, left predicted corresponding to w eR wheel rate k eL and right predicted wheel rate k eR calculated preparative respectively, by a left expected wheel rate k eL and right predicted wheel rate k eR obtained into equation (2), the expected wheel rate k e is calculated.
「ECUが実行する処理」
次に、ECU15が実行する処理について、図15〜図21のフローチャートに基づき説明する。なお、本処理は、ナビゲーション装置40を利用した場合の処理であり、ナビゲーション制御部42が実行する処理も含む。
"Processes executed by the ECU"
Next, processing executed by the
ECU15及びナビゲーション装置40の起動により、図15に示すメインルーチン処理が開始する。メインルーチンが開始すると、まずナビゲーション装置40がONか否かを判定し(ステップS10)、ナビゲーション装置40がONの場合、ステップS1以降の処理を順次実行する。
When the
ステップS1へ進むと、タイマがスタートすると共に、図16に示すバネ上質量推定算出処理及びホイールレート推定算出処理を実行する。 When the process proceeds to step S1, the timer starts and the sprung mass estimation calculation process and the wheel rate estimation calculation process shown in FIG. 16 are executed.
バネ上質量推定算出処理及びホイールレート推定算出処理では、車高センサ14(左車高センサ14a及び右車高センサ14b)が検出した静的車高dL,dRとを読み込み(ステップS41)、図8に示す輪荷重マップから静的車高dL,dRに対応する左右の静的輪荷重wL,wRをそれぞれ推定し(ステップS42)、図9に示すホイールレートマップから左右の静的輪荷重wL,wRに対応する左ホイールレートkLと右ホイールレートkRとをそれぞれ推定し(ステップS43)、ステップS44へ進む。ステップS44では、静的輪荷重wL,wRをそれぞれ質量に換算することにより左バネ上質量mLと右バネ上質量mRとを算出し、算出した左バネ上質量mLと右バネ上質量mRとを式(1)に代入することにより、後車輪23側のバネ上質量mを算出する。また、左ホイールレートkLと右ホイールレートkRとを式(2)に代入することにより、ホイールレートkを算出する。ステップS44の処理が終了すると、図15のステップS70へ進む。
In the sprung mass estimation calculation process and the wheel rate estimation calculation process, the static vehicle heights d L and d R detected by the vehicle height sensor 14 (the left
ステップS70では、ステップS1のバネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mと記憶部37に記憶された過去のバネ上質量mpastとを比較し、両者が相違する場合、荷室空間65内の積荷68全体の荷重が変化したと判定して、ステップS71へ進み、積荷重心高推定処理を実行する。一方、現在のバネ上質量mと過去のバネ上質量mpastとが一致する場合、荷室空間65内の積荷68全体の荷重が変化していないと判定して、積荷重心高推定処理を実行せずに、ステップS2へ進む。
In step S70, the current sprung mass m calculated in the sprung mass estimation calculation process in step S1 is compared with the past sprung mass mpast stored in the
積荷重心高推定処理では、図17に示すように、まずレーザレーダ61を制御することにより、積荷断面座標(αi,βi)の検出及び読み込み処理を実行する(ステップS72)。すなわち、ECU15は、レーザレーダ61によって、レーザ光の出射角度θを初期方向(角度θ0)からΔθずつ増加しながら仮想断面(積荷断面)における各測定点Piの座標(αi,βi)を検出し、その検出データを受信して読み込む。積荷位置検出制御部62は、レーザ光の出射角度θを変更する度に、記憶部37の角度変更回数カウンタのカウント値(変更回数i)を1加算し、変更回数iが所定値nに達すると、レーザレーダ61からのレーザ光の出射を終了し、レーザ光の出射方向を初期方向に戻し、角度変更回数カウンタのカウント値を初期値1に戻す。
In the product load center height estimation process, as shown in FIG. 17, first, the
次に、各測定点Piの座標(αi,βi)を式(27)及び(28)に代入することによって、仮想断面における各長方形の面積Ai及び各長方形の重心位置のβ座標βiCGを算出し、面積Ai及びβ座標βiCGを式(29)に代入することによって、荷室床面67からの積荷68全体の重心高さhLbを算出し、高さhLbと予め記憶された空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差をhvbとを式(30)に代入することによって、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfを算出し、算出した高さの差hvfを記憶部37に更新して記憶する(ステップS73)。次に、ステップS1のバネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mをmpastとして記憶部37に更新して記憶する(ステップS74)。ステップS74の処理が終了すると、図15のステップS2へ進む。
Next, by substituting the coordinates (α i , β i ) of each measurement point P i into the equations (27) and (28), the area A i of each rectangle in the virtual section and the β coordinate of the centroid position of each rectangle By calculating β iCG and substituting the area A i and β coordinate β iCG into the formula (29), the center of gravity height h Lb of the
ステップS2では、車両状態係数算出処理を実行する。この車両状態係数算出処理では、ステップS1(ステップS44)で算出したホイールレートk及びバネ上質量mと、記憶部37に予め記憶されたサスペンション26,27の減衰係数cとを、式(16a)に代入することによって、車両状態係数(第1の車両状態係数)fを算出する。
In step S2, vehicle state coefficient calculation processing is executed. In this vehicle state coefficient calculation process, the wheel rate k and sprung mass m calculated in step S1 (step S44) and the damping coefficient c of the
次に、ステップS3へ進み、図18に示す路面形状係数算出処理を実行する。 Next, it progresses to step S3 and the road surface shape factor calculation process shown in FIG. 18 is performed.
路面形状係数算出処理では、上下加速度センサ13が検出した車体24の上下方向加速度を読み込み(ステップS11)、読み込んだ上下方向加速度の値が上下加速度ピーク値を超えたか否かを判断する(ステップS12)。上下方向加速度の値が上下加速度ピーク値を超えていない場合には、走行に注意を要する路面ではないと判定し、路面形状係数算出処理を終了して、図15のステップS4へ進む。
In the road surface shape factor calculation process, the vertical acceleration of the
一方、上下方向加速度の値が上下加速度ピーク値を超えている場合には、走行に注意を要する路面であると判定し、ステップS13へ進み、ピーク超過信号を出力する。具体的には、演算処理部31が路面形状データ記録・検索部32及び上限車速表示・警報指示部34を介してナビゲーション制御部42へピーク超過信号を出力し、これに応じて、上下加速度ピーク値を超えたことを報知する音声をナビゲーション制御部42が音声発生部44から出力させる。これにより、運転者は、走行に注意を要する路面を走行中であることを認識することができる。
On the other hand, if the vertical acceleration value exceeds the vertical acceleration peak value, it is determined that the road surface requires attention, and the process proceeds to step S13 to output a peak excess signal. Specifically, the
次に、ステップS14へ進み、車速センサ12が検出した車速VとGPS受信部11が受信した緯度経度情報とを読み込み(ステップS14)、ステップS11で読み込んだ上下方向の上下方向加速度とステップS2で算出した車両状態係数とを式(13)に代入して、路面形状係数KRdを算出する。
Next, the process proceeds to step S14, where the vehicle speed V detected by the
次に、ステップS17へ進み、図19に示す旋回半径算出処理を実行する。 Next, it progresses to step S17 and performs the turning radius calculation process shown in FIG.
旋回半径算出処理では、横加速度センサ19が検出した横方向加速度ayを読み込み(ステップS51)、横方向加速度ayの絶対値が所定の最小値ayLowを超えているか否かを判定する(ステップS52)。
In the turning radius calculation processing, it reads the lateral acceleration a y of the
ステップS52で横方向加速度ayの絶対値が所定の最小値ayLowを超えていると判定した場合、ホイールレートが大きく変動している可能性があるため、ステップS53へ進む。ステップS53では、車速センサ12が検出した車速(ステップS14で読み込んだ車速)Vと横加速度センサ19が検出した横方向加速度(ステップS51で読み込んだ横方向加速度)ayとを、式(3)に代入することによって、走行中のトラック20の旋回半径Rcを算出し、ステップS54へ進む。
If the absolute value of the lateral acceleration a y is determined to exceed the predetermined minimum value a ylow at step S52, there is a possibility that the wheel rate greatly fluctuates, the flow proceeds to step S53. In step S53, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12 (the vehicle speed read in step S14) V and the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor 19 (the lateral acceleration read in step S51) a y are expressed by equation (3). by substituting the, calculates the turning radius R c of the
ステップS54では、旋回半径Rcの絶対値が所定の最大値Rcmax未満か否かを判定し、最大値Rcmax未満の場合には、旋回半径算出処理を終了して図18のステップS16へ進む。 In step S54, it is determined whether or not the absolute value of the turning radius R c is less than a predetermined maximum value R cmax . If the turning radius R c is less than the maximum value R cmax , the turning radius calculation process is terminated and the process proceeds to step S16 in FIG. move on.
一方、ステップS52で横方向加速度ayの絶対値が所定の最小値ayLow以下であると判定した場合、及びステップS54で旋回半径Rcの絶対値が所定の最大値Rcmax以上であると判定した場合には、ホイールレートの変動が微小であると推定できるため、ステップS55へ進み、旋回半径Rcの値を所定の最大値Rcmaxに置き換えた後、旋回半径算出処理を終了して図18のステップS16へ進む。 On the other hand, when the absolute value of the lateral acceleration a y is equal to or less than a predetermined minimum value a ylow in step S52, and when the absolute value of the turning radius R c at step S54 is a predetermined maximum value R cmax or If it is determined, since the fluctuation of the wheel rate can be estimated to be small, the process proceeds to step S55, after the value of the turning radius R c is replaced by a predetermined maximum value R cmax, exit the turning radius calculation processing Proceed to step S16 in FIG.
ステップS16では、算出した路面形状係数KRd及び旋回半径Rcと緯度経度情報とを対応付けて路面情報データベースファイル35に追加する。ステップS16を実行することにより路面形状係数算出記録処理を終了し、図15のステップS4へ進む。この路面形状係数算出記録処理により、上下方向加速度の値が上下加速度ピーク値を超えた路面の緯度経度情報が、その路面形状係数KRd及び旋回半径Rcに対応付けられた状態で路面情報データベースファイル35に蓄積される。
In step S16, the calculated road surface shape factor K Rd, turning radius R c and latitude / longitude information are associated with each other and added to the road surface
ステップS4では、タイマの値Tが所定時間tmaxに達したか否かを判断し、所定時間に未だ達していない場合には、ステップS5へ進み、図20に示す上限車速算出記録処理を実行する。 In step S4, it is determined whether or not the timer value T has reached the predetermined time tmax . If the predetermined time has not yet been reached, the process proceeds to step S5 to execute the upper limit vehicle speed calculation recording process shown in FIG. To do.
上限車速算出記録処理では、まず上限車速算出フラッグがONか否かを判定する。上限車速算出フラッグがONではない(OFFである)場合には、路面情報データベースファイル35に記録された全てのデータセットに対する上限車速算出記録処理が完了し、且つ上限車速データファイル36に抽出したデータセットをまだ表示していない状態(表示情報を更新していない状態)であるため、ステップS22以降の処理を実行せずに上限車速算出記録処理を終了して、図15のステップS10に戻る。
In the upper limit vehicle speed calculation recording process, it is first determined whether or not the upper limit vehicle speed calculation flag is ON. When the upper limit vehicle speed calculation flag is not ON (OFF), the upper limit vehicle speed calculation recording process for all data sets recorded in the road surface
一方、上限車速算出フラッグがONである場合には、路面情報データベースファイル35に記録されたデータセットに対して以下のステップS24及びステップS25の判断を順次実行している途中であるため、ステップS22以降の処理へ進む。
On the other hand, when the upper limit vehicle speed calculation flag is ON, since the following determinations of step S24 and step S25 are being sequentially performed on the data set recorded in the road surface
ステップS22以降の処理では、GPS受信部11が受信した緯度経度情報とを読み込み(ステップS22)、路面情報データベースファイル35からn番目のデータセットの路面形状係数と経度緯度情報とを読み込み(ステップS23)、緯度が所定範囲内か否か(ステップS24)及び経度が所定範囲内か否か(ステップS25)を判断し、緯度及び経度の少なくとも一方が所定範囲外の場合には、報知対象外の路面であるため、上限車速を算出せずにステップS28へ進む。
In the processing after step S22, the latitude / longitude information received by the
一方、緯度及び経度が共に所定範囲内の場合には、報知対象の路面であるため、ステップS2で算出した車両状態係数とステップS23で読み込んだ路面形状係数とを式(18)に代入して上限車速を算出する(ステップS26)。 On the other hand, when the latitude and longitude are both within the predetermined range, the road surface is a notification target. Therefore, the vehicle state coefficient calculated in step S2 and the road surface shape coefficient read in step S23 are substituted into equation (18). An upper limit vehicle speed is calculated (step S26).
次に、ステップS31へ進み、図21に示す上限車速補正処理を実行する。 Next, it progresses to step S31 and performs the upper limit vehicle speed correction process shown in FIG.
上限車速補正処理では、旋回半径Rcの絶対値が所定の最大値Rcmax未満か否かを判定し(ステップS61)、最大値Rcmax未満の場合には、ホイールレートが大きく変動する可能性が高いため、ステップS62へ進む。一方、旋回半径Rcの絶対値が所定の最大値Rcmax以上の場合には、ホイールレートの変動が微小であると推定できるため、上限車速補正処理を終了して図20のステップS27へ進む。 In the upper limit vehicle speed correction process, it is determined whether or not the absolute value of the turning radius R c is less than a predetermined maximum value R cmax (step S61), and if it is less than the maximum value R cmax , the wheel rate may fluctuate greatly. Is high, the process proceeds to step S62. On the other hand, when the absolute value of the turning radius R c is equal to or greater than the predetermined maximum value R cmax , it can be estimated that the fluctuation of the wheel rate is very small, so the upper limit vehicle speed correction process is terminated and the process proceeds to step S27 in FIG. .
ステップS62では、積荷重心高推定処理(ステップS73)で算出した車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfを用いて、式(22)により、バネ上質量mの重心高とロールセンタRCとの高さの差hRCを算出し、この高さの差hRCと、路面形状データ記録・検索部32が路面情報データベースファイル35から抽出したデータセットの旋回半径Rcと、第1の上限車速算出処理(ステップS26)で算出した第1の上限車速Vmaxとを用いて、式(25a)及び式(25b)により、旋回時の左右の予想輪荷重weL,weRを算出し、ステップS63へ進む。
In step S62, the center of gravity of the sprung mass m is calculated by equation (22) using the height difference h vf between the center of gravity of the vehicle and the center of gravity of the
ステップS63では、算出した予想輪荷重weL,weRと図9に示すホイールレートマップとから、左右の予想輪荷重weL,weRに対応する左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとをそれぞれ推定し、推定した左予想ホイールレートkeLと右予想ホイールレートkeRとを式(2)に代入することにより、予想ホイールレートkeを算出し、ステップS64へ進む。 In step S63, the calculated predicted wheel load w eL, w eR from and the wheel rate map shown in FIG. 9, left and right predicted wheel load w eL, left expected wheel rate corresponding to w eR k eL and right predicted wheel rate k The estimated wheel rate k e is calculated by estimating eR and substituting the estimated left predicted wheel rate k eL and right estimated wheel rate k eR into Equation (2), and the process proceeds to step S64.
ステップS64では、予想ホイールレートkeと、記憶部37に予め記憶されたサスペンション26,27の減衰係数cと、ステップS1(ステップS44)で算出したバネ上質量mとを、式(16a)に代入することによって、予想車両状態係数(第2の車両状態係数)feを算出し、ステップS65へ進む。
In step S64, the expected wheel rate k e, and damping coefficient c of the
ステップS65では、予想車両状態係数feと、路面形状データ記録・検索部32が路面情報データベースファイル35から抽出したデータセットの路面形状係数KRd(KRdd)と、記憶部37に予め記憶された上下加速度ピーク値とを、式(18)に代入することによって、第2の上限車速Vmaxeを算出し、ステップS66へ進む。
In step S65, the predicted vehicle state coefficient fe , the road surface shape coefficient K Rd (K Rdd ) of the data set extracted from the road surface
ステップS66では、第1の上限車速Vmaxと第2の上限車速Vmaxeとを比較し、第1の上限車速Vmaxが第2の上限車速Vmaxeを超えている場合には、ステップS67へ進み、第1の上限車速Vmaxの値を第2の上限車速Vmaxeに置き換えた後、上限車速補正処理を終了して図20のステップS27へ進む。このように、第1の上限車速Vmaxの値を第2の上限車速Vmaxeに置き換えることにより、実質的に第2の上限車速Vmaxeが報知用の上限車速となる。 At step S66, the comparing the first and the upper limit vehicle speed V max and the second upper limit vehicle speed V maxe, when the first upper limit vehicle speed V max exceeds the second upper limit vehicle speed V maxe is to step S67 proceeds, after replacing the value of the first upper limit vehicle speed V max to the second upper limit vehicle speed V maxe, proceeds to exit the upper speed correction process to step S27 in FIG. 20. Thus, by replacing the values of the first upper limit vehicle speed V max to the second upper limit vehicle speed V maxe, second upper limit vehicle speed V maxe is the upper limit vehicle speed for informing substantially.
一方、第1の上限車速Vmaxが第2の上限車速Vmaxeを超えていない(第1の上限車速Vmaxが第2の上限車速Vmaxe以下である)場合には、第1の上限車速Vmaxの値を第2の上限車速Vmaxeに置き換えずに、上限車速補正処理を終了して図20のステップS27へ進む。この場合、第1の上限車速Vmaxが報知用の上限車速となる。 On the other hand, when the first upper limit vehicle speed V max does not exceed the second upper limit vehicle speed V maxe (the first upper limit vehicle speed V max is equal to or lower than the second upper limit vehicle speed V maxe ), the first upper limit vehicle speed V max Without replacing the value of V max with the second upper limit vehicle speed V maxe , the upper limit vehicle speed correction process is terminated, and the process proceeds to step S27 in FIG. In this case, the first upper limit vehicle speed V max is the upper limit vehicle speed for notification.
ステップS27では、報知用の上限車速(ステップS66,ステップS67の後の第1の上限車速Vmax)を、緯度経度情報(位置情報)に対応付けて上限車速データファイル36に追加して記録し、ステップS28へ進む。 In step S27, the upper limit vehicle speed for notification (the first upper limit vehicle speed V max after steps S66 and S67) is added to the upper limit vehicle speed data file 36 in association with the latitude / longitude information (position information) and recorded. The process proceeds to step S28.
ステップS28では、路面情報データベースファイル35のデータセットの最後(末尾)まで処理が達したか、すなわち、路面情報データベースファイル35に記録されたデータセットのうち、緯度経度情報が所定範囲内であるデータセットの全てに対して上限車速を算出して上限車速データファイル36に記録したかを判断する。
In step S28, whether the processing has reached the end (end) of the data set of the road surface
路面情報データベースファイル35のデータセットの末尾まで処理が達している場合には、ステップS30に進んで上限車速算出フラグをOFFし、ステップS10に戻る。
If the processing has reached the end of the data set of the road surface
一方、路面情報データベースファイル35のデータセットの末尾まで処理が達していない場合には、ステップS29に進んでn=n+1にセットし、ステップS21に戻って上限車速算出記録処理を繰り返す。
On the other hand, if the process has not reached the end of the data set of the road surface
図15のメインルーチン処理のステップS4において、タイマの値Tが所定時間tmaxに達している場合には、ステップS6以降の処理に進む。 In step S4 of the main routine process of FIG. 15, when the timer value T has reached the predetermined time tmax , the process proceeds to step S6 and subsequent steps.
ステップS6以降の処理では、上限車速データファイル36のデータセットを全てバッファメモリ33上に読み出し(ステップS6)、バッファメモリ33上の上限車速のデータと緯度経度情報とに基づき、ナビゲーション装置40の表示画面45の地図画像49の中に、緯度経度情報に対応する位置(走行に注意を要する路面の位置)を特定する特定表示47を表示するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速の数値48を表示する(ステップS7)。そして、上限車速データファイル36のデータセットを全てクリアし(ステップS8)、n=1にセットし、上限車速算出フラグをONし、T=0にセットして(ステップS9)、ステップS10に戻る。
In the processing after step S6, all the data sets of the upper limit vehicle speed data file 36 are read onto the buffer memory 33 (step S6), and the display of the
このように、本実施形態によれば、車両の各車輪22,23に作用する上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えると、路面形状データ記録・検索部32は、GPS受信部11が受信した現在の緯度経度情報を報知対象の位置情報として路面情報データベースファイル35に記録するとともに、このときの車速と上下方向加速度と車両のバネ上質量とを用いて算出した路面形状係数と、このときの車速と横方向加速度とを用いて算出した旋回半径とを、報知対象の位置情報に対応付けて路面情報データベースファイル35に記録する。路面形状係数は、路面形状を特定する路面固有の係数であり、旋回半径は、車両が所定の走行経路に従って走行する際に各走行場所毎に定まる値である。
Thus, according to the present embodiment, when the vertical acceleration acting on the
路面情報データベースファイル35に記録された報知対象の位置情報から所定の範囲内に車両が進入すると、演算処理部31は、現在のホイールレートと報知対象の位置情報に対応する路面形状係数と所定加速度とバネ上質量とを用いて、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないための第1の上限車速を演算する。また、演算処理部31は、報知対象の位置情報に対応する旋回半径に基づいて、報知対象の位置情報が特定する場所を車両が走行するときの予想ホイールレートを推定し、この予想ホイールレートと報知対象の位置情報に対応する路面形状係数と所定加速度とバネ上質量とを用いて、上下方向加速度が所定加速度を超えないための第2の上限車速を演算する。そして、第1の上限車速と第2の上限車速とを比較し、速度の低い方の上限車速を報知用として選択する。
When the vehicle enters a predetermined range from the position information of the notification target recorded in the road surface
上限車速表示装置17やナビゲーション装置40は、報知用として選択された上限車速を車室内の運転者に報知する。従って、車両の運転者は、上下方向加速度が所定加速度を超える可能性が高いため走行に注意を要する路面(報知対象路面)が存在することと、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないようにするための上限車速とを、車両がその報知対象路面に達する前に知ることができ、上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えることに起因する乗り心地の低下や積荷68の荷崩れや荷痛みなどを、未然に回避することができる。
The upper limit vehicle
また、報知対象路面の路面形状を特定する路面形状係数を、車速と上下方向加速度とバネ上質量とを用いて予め算出して記録しておき、その報知対象路面を走行する際に上下方向加速度が上下加速度ピーク値を超えないようにするための上限車速を、報知対象路面の路面形状係数と上下加速度ピーク値とバネ上質量とを用いて算出しているので、実際の車両の状態に則した的確な上限車速を運転者に対して報知することができる。 In addition, a road surface shape factor specifying the road surface shape of the notification target road surface is calculated and recorded in advance using the vehicle speed, the vertical acceleration and the sprung mass, and the vertical acceleration when traveling on the notification target road surface. Is calculated using the road surface shape factor, vertical acceleration peak value, and sprung mass of the road surface to be notified, so that the upper limit vehicle speed to prevent the vertical acceleration peak value from exceeding the vertical acceleration peak value. The accurate upper limit vehicle speed can be notified to the driver.
さらに、路面形状係数及び上限車速を、上記に加えて車両間で異なるタイヤサスペンションのホイールレート(現在のホイールレート又は予想ホイールレート)と減衰係数を用いて算出しているので、一段と的確な上限車速を運転者に対して報知することができる。 In addition to the above, the road surface shape factor and the upper limit vehicle speed are calculated using the tire suspension wheel rate (current wheel rate or expected wheel rate) and the damping factor that differ between vehicles. Can be notified to the driver.
また、現在のホイールレートに基づく第1の上限車速と、報知対象位置での車両の旋回半径から推測された予想ホイールレートに基づく第2の上限車速とを演算し、これら上限車速のうち速度の低い低い方を乗員に報知するので、非線形性の強いサスペンションが搭載された商用車のようにホイールレートが直進状態と旋回状態とで大きく相違する場合であっても、乗員は、車両の旋回状態が考慮された的確な上限車速を知ることができる。 Further, a first upper limit vehicle speed based on the current wheel rate and a second upper limit vehicle speed based on an expected wheel rate estimated from the turning radius of the vehicle at the notification target position are calculated, and the speed of the upper limit vehicle speed is calculated. Since the lower and lower ones are notified to the occupant, even if the wheel rate is significantly different between the straight traveling state and the turning state as in a commercial vehicle equipped with a highly nonlinear suspension, the occupant is in the turning state of the vehicle. It is possible to know an accurate upper limit vehicle speed that is considered.
また、車高センサ14が取得した車高変位に基づき演算処理部31がバネ上質量を算出しているので、走行の途中に積荷の増減が頻繁に発生して車両の重量が変動する場合であっても、乗員による煩雑な設定入力を伴うことなく、運転者は的確な上限車速を知ることができる。
In addition, since the
また、積荷重心高推定処理によってレーザセンサ61からの検出データから積荷68全体の重心高(車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvf)を算出し、算出した高さの差hvfを用いて予想ホイールレートを求め、求めた予想ホイールレートに基づいて第2の上限車速を演算しているので、積荷68の積載状態(積荷68全体の重心高)の変化に対応した的確な第2の上限車速を算出することができ、運転者はさらに的確な上限車速を知ることができる。
Further, the center of gravity height of the entire load 68 (the difference in height h vf between the center of gravity of the vehicle and the center of gravity of the load 68) is calculated from the detection data from the
また、レーザレーダ61は、荷室空間65内の積荷68の外面位置を荷室空間65における座標として複数箇所で検出し、レーザレーダ61が検出した複数の座標を用いてECU15が積荷68全体の重心高を算出するので、車両の姿勢や走行状態によらず、積荷68全体の重心高を得ることができる。このため、例えば、運転者が車両を停車させて積荷68の出し入れを行った後の車両発進時において、ECU15は、直ぐに変動後の積荷68全体の重心高を算出し、その算出結果を反映した上限車速を運転者に報知することができる。
Further, the
また、バネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mが過去に算出したバネ上質量mpastから変化したことを条件に積荷重心推定処理を実行するので、ECU15による積荷重心推定処理の実行頻度を的確に軽減させることができる。
Further, since the product load center estimation process is executed on the condition that the current sprung mass m calculated by the sprung mass estimation calculation process has changed from the previously calculated sprung mass mpast, the execution of the product load center estimation process by the
また、路面形状係数は路面形状を特定する値であるため、そのデータを異なる車両間で共有して使用することができる。例えば、複数の車両間において路面情報データベースファイル35を共有化することにより、未走行の報知対象路面の緯度経度情報及び路面形状係数を利用することができる。
Moreover, since the road surface shape factor is a value that specifies the road surface shape, the data can be shared between different vehicles. For example, by sharing the road surface
また、ナビゲーション装置40の表示画面45に表示した地図画像49の中に、報知対象路面の位置を特定する特定表示47を表示するとともに、この特定した位置の近傍に上限車速の数値48を表示することにより、運転者は、報知対象路面の位置と上限車速とを事前に認識することができる。
Further, in the
次に、本発明の第2実施形態を、図22〜図26に基づき説明する。 Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on FIGS.
図22は第2実施形態に係るレーザレーダを有するレーザレーダマウントを備えた荷室の後端部を模式的に示す平面図、図23は図22の正面図、図24は図22XXIV−XXIV矢視断面図、図25は第2実施形態の積荷重心高推定処理を示すフローチャート、図26は座標検出読み込み処理を示すフローチャートである。なお、図22及び図23では、後述するガイドレール72を仮想線(二点鎖線)で示している。
FIG. 22 is a plan view schematically showing the rear end portion of a luggage compartment equipped with a laser radar mount having a laser radar according to the second embodiment, FIG. 23 is a front view of FIG. 22, and FIG. 24 is an arrow of FIGS. FIG. 25 is a flowchart showing a product load center height estimation process according to the second embodiment, and FIG. 26 is a flowchart showing a coordinate detection reading process. In FIG. 22 and FIG. 23, a
本実施形態は、車幅方向に沿って移動自在に設けたレーザレーダ61を用いて、荷室空間65内の積荷68の外面位置を、車両前後方向に沿った前後位置と高さ方向に沿った上下位置と車幅方向に沿った車幅位置とによって三次元的に検出するものであり、積荷68の外面位置の検出及びECU15が実行する積荷重心高推定処理が上記第1実施形態と相違する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the present embodiment, the position of the outer surface of the
図22〜図24に示すように、荷室空間65の後端上部には、レーザレーダマウント71とガイドレール72とステッピングモータ73と連結機構74とが設けられている。
As shown in FIGS. 22 to 24, a
ガイドレール72は、ベース板部75とガイド板部76とを有し、荷室空間65の後端を区画する扉69の直ぐ前方で且つ荷室空間65の上端に配置されて車幅方向に沿って延びる。ベース板部75は、天井板66の下面に固定される。ガイド板部76は、ベース板部75の前端縁及び後端縁から下方へ曲折して延びる一対のガイド外板部77と、各ガイド外板部77の下端から相対向して延びる一対のキャスタ支持板部78と、各キャスタ支持板部78の先端から上方へ延びる一対のガイド内板部79とを有する。なお、ガイドレール72を荷室60の側板70に固定してもよい。
The
レーザレーダマウント71は、レーザレーダ61とマウントブラケット80とキャスタ81とチェーン固定用ブラケット82とを備える。キャスタ81は、上下一対で4組(全部で8個)設けられている。なお、キャスタ81の数は、上記個数に限定されるものではない。
The
マウントブラケット80は、マウント下板部83と、マウント下板部83の前端及び後端から上方へ延びて前後で相対向する一対のマウント縦壁部84とを有する。レーザレーダ61の上部は、マウント下板部83の下面に対して固定される。各マウント縦壁部84の外側(前後のマウント縦壁部84の前方及び後方)には、それぞれキャスタ81が2対ずつ車幅方向に離間して配置され、各キャスタ81は、マウント縦壁部84に回転自在に支持されている。上下のキャスタ81の間は、ガイドレール72のキャスタ支持板部78の板厚とほぼ同じ若しくは僅かに大きい距離に設定され、上下のキャスタ81の間にキャスタ支持板部78が配置される。すなわち、上側のキャスタ81はキャスタ支持板部78の上面に載置され、この状態で上側のキャスタ81が回転すると、マウントブラケット80(レーザレーダマウント71)がガイドレール72に案内されて車幅方向に移動する。また、上記移動に伴って、下側のキャスタ81がキャスタ支持板部78の下面上で回転するため、レーザレーダマウント71がガイドレール72によってより確実に案内される。また、マウント縦壁部84の一方の内面(本実施形態では前側のマウント縦壁部84の後面)には、チェーン固定用ブラケット82が固定されている。
The
ステッピングモータ73は、荷室空間65を区画する左右一対の側板70のうち一方の側板70(図22及び図23には一方のみを図示)の内面の後端上部に固定され、その駆動軸73aは上方に延びている。なお、ステッピングモータ73を、荷室60の天井板66に固定してもよい。
The stepping
連結機構74は、駆動ギヤ85と従動ギヤ(図示外)とチェーン86と上記チェーン固定用ブラケット82とを備える。駆動ギヤ85は、ステッピングモータ73の駆動軸73aに固定されている。従動ギヤは、駆動用ギヤ85の車幅方向反対側の側板(図示外)には、駆動ギヤ85と対向して回転自在に支持されている。チェーン86は、ガイドレール72のベース板部75の下方で車幅方向に沿って配置され、駆動ギヤ85と従動ギヤとに掛け渡されている。チェーン固定用ブラケット82は、チェーン86の中間部に固定されている。
The
ステッピングモータ73は、ECU15の積荷位置検出制御部62からの制御信号に応じて駆動する。ステッピングモータ73が駆動して駆動ギヤ85が回転すると、チェーン86が移動し、レーザレーダマウント71がガイドレール72に案内されて車幅方向に沿って移動する。レーザレーダ61の駆動部は、ECU15の積荷位置検出制御部62からの制御信号に応じてレーザ光の出射方向を水平方向前方(初期方向)から下方まで変更する。すなわち、レーザレーダ61は、車幅方向と交叉し且つ車両前後方向に沿った仮想断面における積荷68の外面の前後位置と上下位置とを検出する検出部として機能する。また、ステッピングモータ73は、荷室空間65の上部で荷室60に対して固定される駆動部として機能する。なお、ECU15の積荷位置検出制御部62は、レーザレーダ61による積荷68の外面位置の検出が荷室空間65の車幅方向の一端(右端又は左端)から開始されるように、ステッピングモータ73を制御してレーザレーダマウント71の初期位置を荷室空間65の車幅方向の一端の近傍に設定する。
The stepping
なお、ECU15の記憶部37には、レーザ光の出射角度θの変更回数iを記憶する角度変更回数カウンタに加えて、レーザレーダマウント71の移動回数jを記憶する移動回数カウンタが設けられている。
The
次に、本実施形態において、ECU15の演算処理部31が実行する積荷重心高推定処理について説明する。
Next, in this embodiment, the product load center height estimation process which the
積荷重心高推定処理では、レーザレーダマウント71が初期位置に設定された状態で、演算処理部31が処理開始信号を積荷位置検出制御部62へ出力し、処理開始信号を受信した積荷位置検出制御部62がステッピングモータ73へ制御信号を出力する。ステッピングモータ73は、積荷位置検出制御部62からの制御信号に従って、レーザレーダマウント71を車幅方向に所定間隔d1分移動させる。レーザレーダマウント71を車幅方向に所定間隔d1分移動すると、積荷位置検出制御部62がレーザレーダ61へ制御信号を出力する。レーザレーダ61は、積荷位置検出制御部62からの制御信号に従って、レーザ光を出射させるとともに、その出射角度θをθ0からΔθずつ荷室床面67に向かって傾くように回転させ、それぞれの角度θ0+iΔθにおいて積荷68の外面との距離Liを検出し、距離Liと角度θ0+iΔθとを式(26)に代入することによって、積荷68の外面上の各測定点の座標P1i(α1i,β1i)をそれぞれ算出する。次に、積荷位置検出制御部62がレーザレーダマウント71を車幅方向に所定間隔d1分移動させ、上記と同様に、レーザ光によって積荷68の外面との距離Liをそれぞれ検出し、積荷68の外面上の各測定点の座標P2i(α2i,β2i)をそれぞれ算出する。このように、レーザレーダマウント71を車幅方向に所定間隔dj分移動させ、レーザ光によって各測定点の距離Ljiを検出して座標Pji(αji,βji)を算出する座標位置検出処理を、レーザマウント71が車幅方向の他端近傍に達するまで繰り返す。レーザレーダマウント71の移動回数jは、荷室空間65の車幅方向の距離とレーザレーダマウント71の各移動距離(間隔dj)とに応じて予め設定されている。上記座標位置検出処理によって、車幅方向の位置が相違するk個の仮想断面(車幅方向と略直交し且つ車両前後方向に沿った面)のそれぞれにおいて、各測定点の座標Pji(αji,βi)が検出される。なお、jは1からkまでの整数値である。レーザレーダ61は、各測定点の座標Pji(αji,βi)を検出データとしてECU15へ送信する。
In the product load center height estimation process, with the
演算処理部31は、レーザレーダ61から受信した各測定点Pjiの座標(αji,βji)を用いて、積荷68全体の重心位置の座標PCG(αCG,βCG)を算出する。以下、重心位置の座標PCGを算出する方法について説明する。
The
上述のように、車幅方向の位置が相違するk個の仮想断面のそれぞれにおいて各測定点の座標Pji(αji,βji)を検出することは、積荷68全体を縦方向(車両前後方向)にk個の縦ブロックに分割し、各縦ブロック毎に仮想断面の座標Pji(αji,βji)を検出することになる。
As described above, detecting the coordinates P ji (α ji , β ji ) of each measurement point in each of k virtual cross sections having different positions in the vehicle width direction means that the
各縦ブロックについて、第1実施形態と同様に、積荷68全体の仮想断面を複数の長方形に分割すると、各長方形の面積は、次式(31)によって表され、
For each vertical block, as in the first embodiment, when the virtual cross section of the
j番目の縦ブロックにおけるi番目の長方形の重心位置の座標PjiCG(αjiCG,βjiCG)は、次式(32)となる。なお、次式(32)において、i=0,1,2,・・・,nであり、j=1,2,・・・・,kである。 The coordinates P jiCG (α jiCG , β jiCG ) of the gravity center position of the i-th rectangle in the j-th vertical block is expressed by the following equation (32). In the following equation (32), i = 0, 1, 2,..., N, and j = 1, 2,.
j番目の縦ブロックの重心位置の座標PjCG(αjCG,βjCG)は、モーメントの釣り合いから次式(33)となる。 The coordinates P jCG (α jCG , β jCG ) of the center-of-gravity position of the j-th vertical block is expressed by the following equation (33) from the moment balance.
積荷68全体の重心位置の座標PCG(αCG,βCG)のβCGの値は、荷室床面67からの積荷68全体の重心高さhLbであり、幅(間隔dj)の違いを考慮すると、モーメントの釣り合いから次式(34)となる。
The value of β CG of the coordinates P CG (α CG , β CG ) of the center of gravity of the
空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差をhvbとすると、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfは、第1実施形態と同様に、式(30)によって算出される。
When the height difference between the center of gravity height and
次に、ECU15が実行する積荷重心高推定処理について、図25及び図26のフローチャートに基づき説明する。なお、ECU15が実行する他の処理は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Next, the product load center height estimation process executed by the
図15に示すステップS70の処理において、ステップS1のバネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mと記憶部37に記憶された過去のバネ上質量mpastとが相違すると判定した場合、ステップS71へ進み、積荷重心高推定処理を実行する。
In the process of step S70 shown in FIG. 15, when it is determined that the current sprung mass m calculated in the sprung mass estimation calculation process in step S1 is different from the past sprung mass mpast stored in the
本実施形態の積荷重心高推定処理では、図25に示すように、記憶部37の移動回数カウンタのカウント値(移動回数)jが所定回数kを超えているか否かを判定し(ステップS81)、所定回数k未満である場合、ステップS82へ進み、ステッピングモータ73を制御して、レーザレーダマウント71を車幅方向に所定間隔dj分移動させる(ステップS82)。
In the product load center height estimation process of this embodiment, as shown in FIG. 25, it is determined whether or not the count value (number of movements) j of the movement number counter in the
次に、ステップS83へ進み、レーザレーダ61を制御することにより、積荷断面座標(αji,βji)の検出及び読み込み処理を実行する。
In step S83, the
積荷断面座標の検出及び読み込み処理では、図26に示すように、ECU15は、記憶部37の角度変更回数カウンタのカウント値(角度変更回数)iが所定回数nを超えているか否かを判定し(ステップS91)、所定回数n未満である場合、レーザレーダ61を制御することにより、レーザ光の出射角度θをθ0+iΔθまで回転させ(ステップS92)、レーザレーダ61によって測定点Pjiの積荷断面座標(αji,βji)を検出し、その検出データを受信して読み込む(ステップS93)。検出データの受信及び読み込みが終了すると、記憶部37の角度変更回数カウンタのカウント値(変更回数)iを1加算して(ステップS94)、ステップS91へ戻る。
In the detection and reading processing of the load section coordinates, as shown in FIG. 26, the
ステップS91で角度変更回数カウンタのカウント値(変更回数)iが所定回数n以上であると判定すると、レーザ光の出射方向を初期方向に戻し(ステップS95)、角度変更回数カウンタのカウント値(変更回数)iを初期値1に戻して(ステップS96)、図25のステップS84へ進む。 If it is determined in step S91 that the count value (change count) i of the angle change count counter is greater than or equal to the predetermined count n, the laser beam emission direction is returned to the initial direction (step S95), and the angle change count counter count value (change) The number of times i is returned to the initial value 1 (step S96), and the process proceeds to step S84 in FIG.
ステップS83では、各測定点P1iの座標(α1i,β1i)を式(31)及び(32)に代入することによって、j番目の縦ブロックの仮想断面における各長方形の面積Aji及び各長方形の重心位置のβ座標βjiCGを算出し、面積Aji及びβ座標βjiCGを式(33)に代入することによって、当該縦ブロックの重心位置のβ座標βjCGを算出し、ステップS85へ進む。 In step S83, by substituting the coordinates (α 1i , β 1i ) of each measurement point P 1i into equations (31) and (32), the area A ji of each rectangle in the virtual cross section of the jth vertical block and each The β-coordinate β jiCG of the center of gravity of the rectangle is calculated, and the β-coordinate β jCG of the centroid of the vertical block is calculated by substituting the area A ji and β-coordinate β jiCG into the equation (33), and the process proceeds to step S85. move on.
ステップS85では、記憶部37の移動回数カウンタのカウント値(移動回数)jを1加算し、ステップS81へ戻る。
In step S85, the count value (number of movements) j of the movement number counter in the
ステップS81で移動回数カウンタのカウント値jが所定回数k以上であると判定すると、ステップS86へ進み、式(34)によって積荷68全体の重心位置のβ座標βCG
(荷室床面67からの積荷68全体の重心高さhLb)算出し、ステップS87へ進む。
If it is determined in step S81 that the count value j of the movement number counter is equal to or greater than the predetermined number k, the process proceeds to step S86, and the β-coordinate β CG of the center of gravity position of the
(The center of gravity height h Lb of the
ステップS87では、高さhLbと予め記憶された空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差をhvbとを式(30)に代入することによって、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfを算出し、算出した高さの差hvfを記憶部37に更新して記憶する。
In step S87, the center of gravity of the vehicle is substituted by substituting h vb for the difference between the height h Lb and the height of the center of gravity of the empty vehicle stored in advance and the height of the
次に、ステッピングモータ73を制御してレーザレーダマウント71を初期位置に戻し(ステップS89)、移動回数カウンタのカウント値jを初期値1に戻し(ステップS90)、ステップS1のバネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mをmpastとして記憶部37に更新して記憶する(ステップS90)。ステップS90の処理が終了すると、図15のステップS2へ進む。
Next, the stepping
なお、本実施形態では、レーザレーダマウント71をステッピングモータ73によってガイドレール72に沿って車幅方向に移動させているが、これに代えて、複数のレーザレーダ61を荷室空間65の後端上部に車幅方向に沿って略直線状に配置してもよい。
In this embodiment, the
本実施形態によれば、上記第1実施形態の作用効果に加え、積荷68の外面位置を三次元的に検出するので、荷室空間65における積荷68の積載状態が車幅方向において相違する場合であっても、積荷68全体の重心高さを的確に推定することができる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the outer surface position of the
また、単一のレーザレーダマウント71を車幅方向に移動させることによって、積荷68の外面位置を三次元的に検出することができる。
Further, the position of the outer surface of the
さらに、ガイドレール72とステッピングモータ73と連結機構74とが荷室空間65の上部に配置されているので、荷室空間65の下方を含む広い領域を積荷68のために使用することができる。
Furthermore, since the
次に、本発明の第3実施形態を、図27〜図29に基づき説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図27は第3実施形態に係るソナーを備えた荷室を模式的に示す側断面、図28は図27のソナーの配置を模式的に示す平面図、図29は第3実施形態の積荷重心高推定処理を示すフローチャートである。 FIG. 27 is a side cross-sectional view schematically showing a luggage compartment provided with a sonar according to the third embodiment, FIG. 28 is a plan view schematically showing the arrangement of the sonar in FIG. 27, and FIG. 29 is a product load core of the third embodiment. It is a flowchart which shows a high estimation process.
本実施形態は、荷室60の天井板66に複数に設けたソナーSNを用いて、荷室空間65内の積荷68の外面位置を、車両前後方向に沿った前後位置と高さ方向に沿った上下位置と車幅方向に沿った車幅位置とによって三次元的に検出するものであり、積荷68の外面位置の検出及びECU15が実行する積荷重心高推定処理が上記第1及び第2実施形態と相違する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the present embodiment, by using a plurality of sonar SNs provided on the
図27及び図28に示すように、天井板66の下面上には、車幅方向にk列、車両前後方向にn列、それぞれ略直線状に並ぶk×n個のソナーSNが、格子状に配置されている。なお、車幅方向i列目のソナーSNを総称してSNixと表し、車両前後方向j列目のソナーSNを総称してSNyjと表し、車幅方向i列目で車両前後方向j列目のソナーSNをSNijと表す。各ソナーSNは、ECU15の積荷位置検出制御部62からの制御信号に従って、音波を発信してその反射波を受信し、鉛直下方の積荷68の外面までの距離σを検出し、検出した距離σをECU15に送信する。例えば、ソナーSNijは、距離σijを検出する。また、右端及び左端(車幅方向両端)のソナーSN1x,SNkxは、それぞれ荷室空間65の車幅方向両端(側板70の内面)から所定距離δ2/2離間して配置され、その間のソナーSN2x,SN3x,・・・,SN(k−2)x,SN(k−1)xは、所定距離δ2の間隔をおいて配置されている。また、前端及び後端(車両前後方向両端)のソナーSNy1,SNynは、それぞれ荷室空間65の車両前後方向両端(前板90の後面及び扉69の前面)から所定距離δ1/2離間して配置され、その間のソナーSNy2,SNy3,・・・,SNy(n−2),SNy(n−1)は、所定距離δ1の間隔をおいて配置されている。
As shown in FIGS. 27 and 28, on the lower surface of the
次に、本実施形態において、ECU15の演算処理部31が実行する積荷重心高推定処理について説明する。
Next, in this embodiment, the product load center height estimation process which the
積荷重心高推定処理では、演算処理部31が処理開始信号を積荷位置検出制御部62へ出力し、処理開始信号を受信した積荷位置検出制御部62が各ソナーSNへ制御信号を出力する。各ソナーSNは、それぞれ鉛直下方の積荷86の外面までの距離σを検出し、検出した距離σを検出データとしてECU15へ送信する。
In the product load center height estimation process, the
演算処理部31は、レーザレーダ61から受信した各測定点での距離σを用いて、積荷68全体の重心高さを算出する。以下、重心高さを算出する方法について説明する。
The
車幅方向i列目で車両前後方向j列目のソナーSNijが距離σijを検出した場合、荷室空間65の前下端を原点とし、原点から車両後方及び上方をそれぞれα軸及びβ軸とする座標平面内において、ソナーSNijによる測定点のβ座標βijは、荷室床面67から天井板66までの距離をβLとすると、次式(35)によって表される。
When the sonar SN ij in the vehicle width direction i-th row and the vehicle longitudinal direction j-th row detects the distance σ ij , the front and lower ends of the
ソナーSNの取付間隔がσ1,σ2であるため、σ1×σ2の長方形を上面及び下面とする四角柱の高さ(上面のβ座標)をソナーSNijによって検出したと見做すことができ、その体積Vijは、次式(36)となる。 Since the mounting intervals of the sonar SN are σ 1 and σ 2, it is assumed that the height of the rectangular column (β coordinate of the upper surface) having the upper and lower surfaces of the rectangle of σ 1 × σ 2 is detected by the sonar SN ij . The volume V ij can be expressed by the following equation (36).
積荷68の密度ρを一定と仮定すると、上記四角柱の質量mijは、次式(37)となり、
Assuming that the density ρ of the
上記四角柱の重心位置のβ座標βCGijは、次式(38)となる。 The β coordinate β CGij of the center of gravity position of the quadrangular prism is expressed by the following equation (38).
積荷68全体の重心位置のβ座標βCGを中心とするモーメントの釣り合いから、次式(39)の関係が成立する。 From the balance of the moment about the beta coordinates beta CG cargo 68 overall center-of-gravity position, the following relationship (39) holds.
上式(39)に上式(37)及び(38)を代入すると、次式(40)となる。 Substituting the above equations (37) and (38) into the above equation (39) yields the following equation (40).
上式(40)から、βCGは次式(41)となり、 From the above equation (40), β CG becomes the following equation (41):
さらに、上式(41)に上式(35)を代入すると、βCGは次式(42)によって表される。 Further, when the above equation (35) is substituted into the above equation (41), βCG is expressed by the following equation (42).
従って、荷室床面67から天井板66までの距離βLを車両固有の値として記憶部37に予め記憶させておき、この距離βLとソナーSNij検出した距離σijとを上式(42)に代入することによって、積荷68全体の重心位置のβ座標βCGを算出することができる。
Therefore, the distance β L from the
また、空車状態の車両の重心高と荷室床面67との高さの差をhvbとすると、車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfは、第1実施形態と同様に、式(30)によって算出される。
Further, when the height difference between the center of gravity height and
次に、ECU15が実行する積荷重心高推定処理について、図29のフローチャートに基づき説明する。なお、ECU15が実行する他の処理は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Next, the product load center height estimation process executed by the
図15に示すステップS70の処理において、ステップS1のバネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mと記憶部37に記憶された過去のバネ上質量mpastとが相違すると判定した場合、ステップS71へ進み、積荷重心高推定処理を実行する。
In the process of step S70 shown in FIG. 15, when it is determined that the current sprung mass m calculated in the sprung mass estimation calculation process in step S1 is different from the past sprung mass mpast stored in the
本実施形態の積荷重心高推定処理では、図29に示すように、ECU15が各ソナーSNijからの検出データ(距離σij)を読み込み(ステップS101)、読み込んだ距離σijと予め記憶された距離βLとを式(42)に代入することによって積荷68全体の重心位置のβ座標βCGを算出し(ステップS102)、式(30)によって車両の重心高と積荷68の重心高との高さの差hvfを算出し(ステップS103)、ステップS1のバネ上質量推定算出処理で算出した現在のバネ上質量mをmpastとして記憶部37に更新して記憶する(ステップS104)。ステップS104の処理が終了すると、図15のステップS2へ進む。
In the product load center height estimation process of this embodiment, as shown in FIG. 29, the
本実施形態によれば、上記第1実施形態の作用効果に加え、積荷68の外面位置を三次元的に検出するので、荷室空間65における積荷68の積載状態が車幅方向において相違する場合であっても、積荷68全体の重心高さを的確に推定することができる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the outer surface position of the
また、天井板66に固定されたソナーSNによって、積荷68の外面位置を三次元的に同時に検出することができ、積荷重心推定処理に要する時間を短縮することができる。
Moreover, the outer surface position of the
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.
本発明に係る走行支援情報提供装置は、様々な車両に搭載して使用可能である。 The driving support information providing apparatus according to the present invention can be used by being mounted on various vehicles.
11:GPS受信部
12:車速センサ
13:上下加速度センサ
14:車高センサ
15:ECU
16:外部記憶装置
17:上限車速表示装置
18:警報ブザー
19:横加速度センサ
20:トラック(車両)
21:キャブ
22:前車輪
23:後車輪
24:車体
25:後車軸
26,27:サスペンション
31:演算処理部(積荷重心高算出手段、判定手段)
32:路面形状データ記録・検索部
33:バッファメモリ
34:上限車速表示・警報指示部
35:路面情報データベースファイル
36:上限車速データファイル
40:ナビゲーション装置
41:地図データベースファイル
42:ナビゲーション制御部
43:表示部
44:音声発生部
45:表示画面
49:地図画像
60:荷室
61:レーザレーダ(積荷座標検出手段、検出部)
65:荷室空間
66:天井板
68:積荷
71:レーザレーダマウント
72:ガイドレール(検出部可動手段)
73:ステッピングモータ(検出部可動手段、駆動部)
74:連結機構(連結部可動手段)
SN:ソナー(積荷座標検出手段)
11: GPS receiver 12: vehicle speed sensor 13: vertical acceleration sensor 14: vehicle height sensor 15: ECU
16: External storage device 17: Upper limit vehicle speed display device 18: Alarm buzzer 19: Lateral acceleration sensor 20: Truck (vehicle)
21: Cab 22: Front wheel 23: Rear wheel 24: Vehicle body 25:
32: Road surface shape data recording / retrieving unit 33: Buffer memory 34: Upper limit vehicle speed display / warning instruction unit 35: Road surface information database file 36: Upper limit vehicle speed data file 40: Navigation device 41: Map database file 42: Navigation control unit 43: Display unit 44: Voice generation unit 45: Display screen 49: Map image 60: Cargo compartment 61: Laser radar (load coordinate detection means, detection unit)
65: Cargo space 66: Ceiling board 68: Load 71: Laser radar mount 72: Guide rail (detector moving means)
73: Stepping motor (detection unit moving means, drive unit)
74: Connecting mechanism (connecting part moving means)
SN: Sonar (load coordinate detection means)
Claims (6)
前記荷室が区画する荷室空間内の積荷の外面位置を、前記荷室空間における座標として複数箇所で検出する積荷座標検出手段と、
前記積荷座標検出手段が検出した複数の座標を用いて、前記荷室空間内の積荷全体の重心高を算出する積荷重心高算出手段と、
を備えたことを特徴とする車両の積荷重心高推定装置。 A product load center height estimation device mounted on a vehicle having a luggage compartment,
Load coordinate detection means for detecting the outer surface position of the load in the cargo space defined by the cargo space at a plurality of locations as coordinates in the cargo space;
Using a plurality of coordinates detected by the load coordinate detection means, product load center height calculation means for calculating the center of gravity height of the entire load in the cargo space,
An apparatus for estimating a product load center height of a vehicle, comprising:
前記積荷座標検出手段は、前記積荷の外面位置を、車両前後方向に沿った前後位置と高さ方向に沿った上下位置と車幅方向に沿った車幅位置とによって三次元的に検出する
ことを特徴とする車両の積荷重心高推定装置。 The product load center height estimation device according to claim 1,
The load coordinate detection means detects the outer surface position of the load in a three-dimensional manner by a front-rear position along the vehicle front-rear direction, a vertical position along the height direction, and a vehicle width position along the vehicle width direction. An apparatus for estimating a product load center height of a vehicle.
前記積荷座標検出手段は、
車幅方向と交叉し且つ車両前後方向に沿った仮想断面における前記前後位置と前記上下位置とを検出する検出部と、
前記検出部を車幅方向に可動し、前記仮想断面を前記車幅方向に移動させて前記車幅位置を変更する検出部可動手段と、を有する
ことを特徴とする車両の積荷重心高推定装置。 The product load center height estimation device according to claim 2,
The cargo coordinate detection means includes:
A detection unit that detects the front-rear position and the vertical position in a virtual cross section that intersects the vehicle width direction and extends along the vehicle front-rear direction;
A vehicle load-bearing height estimation device, comprising: a detection unit movable unit configured to move the detection unit in a vehicle width direction and move the virtual cross section in the vehicle width direction to change the vehicle width position. .
前記検出部可動手段は、
前記荷室空間の上部で前記荷室に対して固定され、車幅方向に沿って延び、前記検出部を摺動自在に支持するガイドレールと、
前記荷室空間の上部で前記荷室に対して固定される駆動部と、
前記検出部と前記駆動部とを連結し、前記検出部を前記駆動部によって移動させる連結機構と、を有する
ことを特徴とする車両の積荷重心高推定装置。 The product load center height estimation device according to claim 3,
The detector moving means is
A guide rail that is fixed to the cargo compartment at the upper part of the cargo compartment space, extends along the vehicle width direction, and slidably supports the detection unit;
A drive unit fixed to the luggage compartment at the top of the luggage compartment space;
An apparatus for estimating the product load center height of a vehicle, comprising: a coupling mechanism that couples the detection unit and the drive unit and moves the detection unit by the drive unit.
前記積荷座標検出手段は、前記荷室空間の上部を区画する天井板の複数位置に固定され、それぞれが前記積荷の外面の上下位置を検出する複数の検出部を有する
ことを特徴とする車両の積荷重心高推定装置。 The product load center height estimation device according to claim 1 or 2,
The load coordinate detection means is fixed to a plurality of positions on a ceiling plate that defines an upper portion of the cargo space, and each of the load coordinate detection means includes a plurality of detection units that detect the vertical position of the outer surface of the load. Product load center height estimation device.
前記荷室空間内の積荷の状態が変化する可能性があるか否か又は変化したか否かを判定する判定手段を備え、
前記積荷重心高算出手段は、前記荷室空間内の積荷の状態が変化する可能性がある又は変化したと前記判定手段が判定したとき、前記積荷全体の重心高を算出する
ことを特徴とする車両の積荷重心高推定装置。 The product load center height estimation device according to any one of claims 1 to 5,
A determination means for determining whether or not the state of the load in the cargo space is likely to change or whether it has changed;
The product load center height calculation means calculates the center of gravity height of the entire load when the determination means determines that there is a possibility that the state of the load in the cargo space has changed or has changed. Vehicle load center height estimation device.
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