JP2009126418A - 車両運動制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運動制御におけるロバスト性と制御性能とを高水準で両立させることができる車両運動制御システムを提供する。
【解決手段】車両運動制御システム１は、着座センサ２、コントローラ４及びアクチュエータ５を備えている。この車両運動制御システム１では、車両の乗車状況が着座センサ２により検出される。検出された乗車状況に基づいて、車両の重心高さの設定値及び車両の接地荷重の設定値がコントローラ４により修正される。そして、修正された設定値に基づいて、運動制御がアクチュエータ５により実行される。よって、例えば、車両に人が乗り降りした場合、重心高さの設定値及び接地荷重の設定値が乗車人数変更に応じて修正され、かかる乗車人数変更に即した運動制御が行なわれることになる。従って、運動制御における従来の高いロバスト性を維持させつつ、乗車状況に応じて適切に運動制御を行なうことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の運動を制御するための車両運動制御システムに関する。

従来の車両運動制御システムとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この車両運動制御システムでは、車両の旋回走行時において、路面と車輪との間に働くグリップ力が測定されると共に車両に働く横加速度が測定され、これらのグリップ力及び横加速度に基づいて、車両の質量及び重心位置の設定値が求められる。そして、求められた設定値に基づいて、車両の運動制御が行われる。
特開２００５−１９９８８２号公報

ここで、上記の車両運動制御システムでは、前述のように、車両の旋回走行時において設定値が求められている。このように、ある条件の下で設定値が求められている場合、その条件以外の条件の下では、意図する制御性能が得られないおそれがある。特に、上記の車両運動制御システムでは、乗車人数等の車両の乗車状況によっては、意図する制御性能が得られないおそれがある。よって、制御性能よりも信頼性が重視され、運動制御おけるロバスト性は高いものの、制御性能は低くなってしまう問題がある。

そこで、本発明は、車両の運動制御におけるロバスト性と制御性能とを高水準で両立させることができる車両運動制御システムを提供することを課題とする。

上記課題を達成するため、本発明に係る車両運動制御システムは、車両の乗車状況を検出する乗車状況検出手段と、車両の運動制御を行なう運動制御手段と、を備え、運動制御手段は、乗車状況検出手段により検出された乗車状況に基づいて、車両の重心高さの設定値及び車両の接地荷重の設定値の少なくとも一方を修正し、修正した設定値に基づいて運動制御を行なうこと、を特徴とする。

この車両運動制御システムによれば、車両の乗車状況が検出され、この乗車状況に基づいて、車両の重心高さの設定値及び車両の接地荷重の設定値の少なくとも一方が修正される。そして、修正された設定値に基づいて運動制御が行われる。よって、例えば、車両に人が乗り降りした場合、重心高さの設定値及び接地荷重の設定値の少なくとも一方が乗車人数変更に応じて修正され、かかる乗車人数変更に即した運動制御が行なわれることとなる。従って、運動制御における従来の高いロバスト性を維持させつつ、乗車状況に応じて適切に運動制御を行なうことが可能となる。つまり、運動制御におけるロバスト性と制御性能とを高水準で両立させることができる。

ここで、車両のドアの開閉状態を検出するドア開閉状態検出手段をさらに備え、運動制御手段は、ドアが開いていることがドア開閉状態検出手段により検出されたとき、修正した設定値を修正前の状態に戻すことが好ましい。この場合、乗車状況の変化に好適に対応させて設定値を修正することができる。

また、運動制御手段は、具体的には、運動制御を実行するアクチュエータと、アクチュエータを制御するコントローラと、を有し、コントローラは、乗車状況検出手段により検出された乗車状況に基づいて、車両の重心高さの設定値及び車両の接地荷重の設定値の少なくとも一方を修正し、修正した設定値に基づいて、アクチュエータを制御するための制御値を求めることが好ましい。この場合、上記作用効果、すなわち、運動制御におけるロバスト性と制御性能とを高水準で両立させるという作用効果を好適に発揮することができる。

本発明によれば、車両の運動制御におけるロバスト性と制御性能とを高水準で両立させることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」の語は、車両の前後方向、左右方向に対応したものである。

図１は本発明の一実施形態に係る車両運動制御システムを示す構成図である。図１に示すように、車両運動制御システム１は、自動車等の車両の運動制御を行なうものであり、着座センサ（乗車状況検出手段）２、ドア開閉センサ（ドア開閉状態検出手段）３、コントローラ（運動制御手段）４及びアクチュエータ（運動制御手段）５を備えている。

着座センサ２は、各シートにそれぞれ設けられており、乗員が各シートに座ったか否かを検出する。具体的には、着座センサ２は、シートに所定荷重以上の荷重がかかった場合にはオン、所定荷重以上の荷重がかかっていない場合にはオフとする着座信号を設定し、この着座信号をコントローラ４に送信する。

ドア開閉センサ３は、車両の前後左右の各ドアにそれぞれ設けられており、各ドアが開いているか否かを検出する。具体的には、ドア開閉センサ３は、ドアの開閉状態を示す情報であるカーテシ信号をコントローラ４に送信する。

コントローラ４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から構成されている。このコントローラ４は、着座センサ２により検出された着座信号に基づいて、車両の重心高さの設定値及び車両の接地荷重の設定値（以下、単に「設定値」ともいう）を修正する。そして、これらの修正した設定値に基づいて、アクチュエータ５を制御するための制御値を演算し、当該制御値をアクチュエータ５に送信する。また、このコントローラ４には、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ６、車両のＧ（加速度）を検出するＧセンサ７、車両の車速を検出する車速センサ８及びハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ９が接続されている。

アクチュエータ５は、車両の運動制御を実行する機構であり、コントローラ４で演算された制御値に基づいて、車両の制動力、駆動力若しくは操舵力等を調整する。このアクチュエータ５としては、例えば、ブレーキ油圧を調整するブレーキアクチュエータ、エンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータ、サスペンションの減衰力を調整するサスペンションアクアチュエータ等が挙げられる。

次に、説明した車両運動制御システム１の動作について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

車両運動制御システム１によれば、車両の初期設定として、車両の乗車状況に基づいて設定値が修正される（Ｓ１１〜Ｓ１８）。そして、車両運動中においては、毎回演算として、修正された重心高さの設定値及び接地荷重の設定値に基づいて、アクチュエータ５を制御するための制御値（以下、単に「制御値」という）が演算され、この制御値による運動制御が実行される（Ｓ２１〜Ｓ２３）。具体的には、以下の制御が実行される。

すなわち、乗員が各シートに座ったか否かが着座センサ２で検出され、車両の乗車人数及び乗員配置（乗車有無及び乗員の位置）が乗車状況として検出される（Ｓ１１）。

続いて、コントローラ４により、次の動作が実行される。まず、乗車人数に応じた重心高さの変化量が求められる（Ｓ１２）。一例としては、例えば、乗車人数１名当り５ｍｍだけ重心高さが高くなるように、重心高さの変化量が求められる。そして、下式（１）に示すように、設定荷重での重心高さの設定値に、求められた変化量を加算することにより、重心高さの設定値が修正される（Ｓ１３）。
重心高さの設定値＝設定荷重での重心高さ＋変化量 ・・・（１）

これと共に、乗員配置に応じた接地荷重の変化量が求められる（Ｓ１４）。一例としては、例えば、車両のリヤ側に２名乗車した場合、左前輪の接地荷重＋２０ｋｇ、右前輪の接地荷重＋２０ｋｇ、左後輪の接地荷重＋４０ｋｇ、右後輪の接地荷重＋４０ｋｇとなるように、車輪における接地荷重配分の変化量が求められる。そして、下式（２）に示すように、この変化量を設定荷重での接地荷重に加算することにより、接地荷重の設定値が修正される（Ｓ１５）。
接地荷重の設定値＝設定荷重での接地荷重＋変化量 ・・・（２）

続いて、ドアの開閉状態がドア開閉センサ３で検出される（Ｓ１６）。ここで、ドアが開いていることが検出されたとき、修正された設定値が修正前の状態にリセットされ、乗車状況が改めて検出される（Ｓ１７→Ｓ１８）。

続いて、車両運動中において、ヨーレートセンサ６、Ｇセンサ７、車速センサ８及び操舵角センサ９により、車両の運動状態が検出される（Ｓ２１）。そして、コントローラ４により、修正された設定値と検出された車両の運動状態とに基づいて制御値が演算される（Ｓ２２）。ここでは、Ｓ１３にて修正された重心高さの設定値と、Ｓ１５にて修正された接地荷重の設定値と、Ｓ２１にて検出された前後加速度Ｇｘ及び左右加速度Ｇｙとから、車両運動の際の接地荷重変化が演算され、制御値が演算される。

続いて、アクチュエータ５により、演算された制御値に基づいて運動制御が実行される（Ｓ２３）。その後、Ｓ２１に戻り、車両の運動状態が再び検出されて制御値が演算され、この制御値による運動制御が実行される。

よって、例えば運動制御として制動力配分制御を行なう場合には、設定値の修正に連動するように接地荷重の配分量が可変とされて、制動力配分制御が実行されることになる。また、例えば運動制御として旋回走行制御を行なう場合には、設定値の修正に連動するようにロールオーバ限界値（車両が横転する限界の値）が可変とされて、旋回走行制御が実行されることになる。また、例えばトラクションコントロール制御を行なう場合には、設定値の修正に連動するように目標駆動力が可変とされて、トラクションコントロール制御が実行されることになる。

従って、車両運動制御システム１によれば、例えば、車両に人が乗り降りした場合、乗車人数変更に応じて設定値を修正することができ、かかる変更に即した運動制御を行なうことが可能となる。その結果、運動制御における従来の高いロバスト性を維持させつつ、乗車状況に応じて適切に運動制御を行なうことが可能となる。つまり、運動制御におけるロバスト性と制御性能とを高水準で両立させることができる。

また、車両運動制御システム１では、上述したように、ドア開閉センサ３でドアが開いていることが検出されたとき、修正した設定値が修正前の状態に戻される。よって、例えば、車両に人が乗り降りして乗車人数及び乗員配置が変更される際に、ドアが開いていることが検出され、設定値が修正前の状態に戻され、そして、変更後の乗車人数及び乗員配置にて設定値が改めて修正されることになる。従って、乗車状況の変化に好適に対応させて設定値を修正することが可能となる。

なお、従来の車両運動制御システムでは、車両の走行中において車両の重心高さ等の設定値を求める場合がある。この場合、設定値を求めたときの走行以外の走行下では、意図する制御性能が得られないおそれがある。この点、本実施形態の車両運動制御システム１では、車両が静止しているときに初期設定として設定値を修正することができるため、設定値を求めたときの走行（つまり、設定値を求めたときの条件）によらず、車両の運動制御を一層適切に行なうことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、乗車状況に基づいて、車両の重心高さの設定値及び車両の接地荷重の設定値を修正したが、重心高さの設定値及び接地荷重の設定値の少なくとも一方を修正してもよい。

また、上記実施形態では、着座センサ２により、乗員が各シートに座ったか否かを検出したが、これに代えて若しくは加えて、乗員の重量を車両状況として検出してもよい。この場合には、乗員の重量に応じた重心高さの変化量や、乗員の重量分布に応じた接地荷重の変化量が求められ、この変化量が設定荷重での設定値に加算され、当該設定値が修正される。一例としては、例えば、重量６０ｋｇ当り５ｍｍだけ重心高さが高くなるように、重心高さの変化量を求める場合がある。

また、上記実施形態では、乗車状況検出手段として着座センサ２を備えたが、シートベルト装着センサを備えていてもよい。シートベルト装着センサは、各座席のシートベルトの着脱を検出することで、車両の乗車状況を検出するものであり、シートベルトのプレートがバックルに差し込まれた場合にオンとする着座信号を設定し、この着座信号をコントローラ４に送信する。さらに、乗車状況検出手段としては、着座センサ２及びシートベルト装着センサに限定されず、要は車両の乗車状況を検出するものであればよい。

本発明の一実施形態に係る車両運動制御システムを示す構成図である。 図１の車両運動制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…車両運動制御システム、２…着座センサ（乗車状況検出手段）、３…ドア開閉センサ（ドア開閉状態検出手段）、４…コントローラ（運動制御手段）、５…アクチュエータ（運動制御手段）。

Claims (3)

1. 車両の乗車状況を検出する乗車状況検出手段と、
   前記車両の運動制御を行なう運動制御手段と、を備え、
   前記運動制御手段は、前記乗車状況検出手段により検出された前記乗車状況に基づいて、前記車両の重心高さの設定値及び前記車両の接地荷重の設定値の少なくとも一方を修正し、修正した前記設定値に基づいて前記運動制御を行なうこと、を特徴とする車両運動制御システム。
2. 前記車両のドアの開閉状態を検出するドア開閉状態検出手段をさらに備え、
   前記運動制御手段は、前記ドアが開いていることが前記ドア開閉状態検出手段により検出されたとき、修正した前記設定値を修正前の状態に戻すこと、を特徴とする請求項１記載の車両運動制御システム。
3. 前記運動制御手段は、前記運動制御を実行するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記乗車状況検出手段により検出された前記乗車状況に基づいて、前記車両の重心高さの設定値及び前記車両の接地荷重の設定値の少なくとも一方を修正し、
   修正した前記設定値に基づいて、前記アクチュエータを制御するための制御値を求めること、を特徴とする請求項１又は２項記載の車両運動制御システム。
   
   
   

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