JP2009136057A - 車輌制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、倒立制御を行う先行車輌に対し、追従走行する車輌を制御する車輌制御装置であって、前記先行車輌からの走行状況データ(車輌速度、車体傾斜角)を受信する通信部81と、前記追従走行する車輌の加速度指令値を演算する主制御ECU21と、を備え、主制御ECU21は、通信部81によって受信した走行状況データから、前記先行車輌の状態を推定し、当該先行車輌の状態に基づいて、前記追従走行する車輌の加速度指令値を演算することを特徴とする。
【選択図】 図9
Description
θ1*=φ*−βMax+sin-1(γsinφ*cosβMax) (α*<−αMax)(1)
θ1*=(1−CSense)φ* (−αMax≦α*<αMax)(2)
θ1*=φ+βMax+sin-1(γsinφ*cosβMax) (α*>αMax) (3)
λS*=−λS、Max (α*<−αMax)(4)
λS*=l1(m1/m2){tan(φ*―θ1*)+γ(sinφ*/cos(φ*―θ1*))} (−αMax≦α*<αMax) (5)
λS*=−λS、Max (α*>αMax)(6)
式(1)から式(6)において、φ*、βMax、γは、次の通りである。
φ*=tan-1α*
βMax=tan-1(msλS、Max/m1l1)
γ=M〜RW/m1l1,M〜=m1+mW+IW/RW 2
α*は車輌目標加速度(G)である。また、λS、Maxは搭乗部移動量最大値で設定値である。
(目標車体傾斜角θ1*と搭乗部目標位置λS*の決定の変形例)
上記実施形態の説明では、車輌目標加速度α*と閾値±αMaxとの関係から式(1)〜式(3)のいずれか、及び式(4)〜式(6)のいずれかを選択して目標車体傾斜角θ1*と、搭乗部
目標位置λS*を決定する場合について説明した。
SS,FB=−KS1(θW−θW*)−KS2([θW]−[θW*])−KS3(θ1−θ1*)−KS4([θ1]−[θ1*])−KS5(λS−λS*)−KS6([λS]−[λS*]) (10)
なお、いくつかのフィードバックゲインを零とすることで、簡素化してもよい。例えば、式(9)に代えてτW,FB=−KW2([θW]−[θW*])−KW3(θ1−θ1*)、また式(10)に代えてSS,FB=−KS5(λS−λS*)をそれぞれ用いてもよい。
(a)状態量
θW:駆動輪回転角[rad]
θ1:車体傾斜角(鉛直軸基準)[rad]
λS:搭乗部位置(車体中心点基準)[m]
(b)入力
τW:駆動トルク(2輪合計)[Nm]
SS:搭乗部推力[N]
(c)物理定数
g:重力加速度[m/s2]
(d)パラメータ
mW:駆動輪質量(2輪合計)[kg]
RW:駆動輪接地半径[m]
IW:駆動輪慣性モーメント(2輪合計)[kgm2]
DW:駆動輪回転に対する粘性減衰係数[Ns/rad]
m1:車体質量(搭乗部含む)[kg]
l1:車体重心距離(車軸から)[m]
I1:車体慣性モーメント(重心周り)[kgm2]
D1:車体傾斜に対する粘性減衰係数[Ns/rad]
mS:搭乗部質量[kg]
lS:搭乗部基準重心距離(車軸から)[m]
IS:搭乗部慣性モーメント(重心周り)[kgm2]
DS:搭乗部並進に対する粘性減衰係数[Ns/m]
次に、「追従走行モード」の車輌制御処理による処理全体の概要を説明する。図8は本発明の実施の形態に係る車輌制御装置における制御モデルを示す図であり、図9は本発明の実施の形態に係る車輌制御装置の追従走行モードにおける制御システムのブロック構成を示す図である。
α2=α1+k1(d―d*)+k2(v1―v2) (11)
式(11)において、α1は先行車輌Aの加速度、k1は車間距離ゲイン、dは車間距離センサ42計測による車間距離、d*は目標車間距離、k2は速度ゲイン、v1は先行車輌Aの車輌速度、v2は後続車輌Bの車輌速度をそれぞれ示している。
図10は倒立制御車輌における車輌速度と車体傾斜角の挙動を示す図であり、図10(a)は制動時における車輌速度と車体傾斜角との関係を示しており、図10(b)は通常加速時における車輌速度と車体傾斜角との関係を示している。図10の横軸は時間を示している。図10(a)に示す制動時におけるカウンター動作としての加速では、車輌の加速に伴い、車体は後ろに傾くのに対して、図10(a)に示す通常の加速では、車輌の加速に伴い、車体は前に傾く。このような倒立制御車輌における挙動を状態遷移図(マップ)として示したのが図11である。
ステップS313では、採用された加速度の指令値に基づいて、駆動トルク指令が実行される。ステップS313に続いては、ステップS301に戻りループする。本フローチャートは、「追従走行モード」が解かれるまでループすることを前提としている。
α2=α1+k1(d―d*)+k2(v1―v2) (11)
式(11)において、α1は先行車輌Aの加速度、k1は車間距離ゲイン、dは車間距離センサ42計測による車間距離、d*は目標車間距離、k2は速度ゲイン、v1は先行車輌Aの車輌速度、v2は後続車輌Bの車輌速度をそれぞれ示している。
図14は倒立制御車輌における車輌速度と搭乗部位置の挙動を示す図であり、図14(a)は制動時における車輌速度と搭乗部位置との関係を示しており、図14(b)は通常加速時における車輌速度と搭乗部位置との関係を示している。図14の横軸は時間を示している。図14(a)に示す制動時におけるカウンター動作としての加速では、車輌の加速に伴い、車体は後ろに傾くのに対して、図14(a)に示す通常の加速では、車輌の加速に伴い、車体は前に傾く。このような倒立制御車輌における挙動を状態遷移図(マップ)として示したのが図15である。
ステップS413では、採用された加速度の指令値に基づいて、駆動トルク指令が実行される。ステップS413に続いては、ステップS401に戻りループする。本フローチャートは、「追従走行モード」が解かれるまでループすることを前提としている。
Claims (5)
- 倒立制御を行う先行車輌に対し、追従走行する車輌を制御する車輌制御装置であって、
前記先行車輌からの走行状況データを受信する通信部と、
前記追従走行する車輌の加速度指令値を演算する演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記通信部によって受信した走行状況データから、前記先行車輌の状態を推定し、当該先行車輌の状態に基づいて、前記追従走行する車輌の加速度指令値を演算することを特徴とする車輌制御装置。 - 前記先行車輌の状態は、前記先行車輌が加速度を行う準備動作の状態であることを特徴とする請求項1に記載の車輌制御装置。
- 前記通信部は、走行状況データとして、前記先行車輌の車輌速度と車体傾斜角又は搭乗部位置を取得し、
前記演算部は、
前記車輌速度に基づいて前記追従走行する車輌の第1の加速度指令値を演算する第1加速度演算手段と、
推定した先行車輌の状態が所定の状態となった時に、前記車体傾斜角又は搭乗部位置に基づいて前記追従走行する車輌の第2の加速度指令値を演算する第2加速度演算手段と、を有し、
前記第1加速度演算手段で演算した前記第1の加速度指令値又は前記第2加速度演算手段で演算した前記第2の加速度指令値のいずれかを目標加速度指令値とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車輌制御装置。 - 前記演算手段は、該第2加速度指令値が負の値であると判定した場合には、前記第1加速度指令値及び前記第2加速度指令値のうち小さい値を目標加速度指令値とすることを特徴とする請求項3に記載の車輌制御装置。
- 前記演算手段は、該第2加速度指令値が正の値であると判定した場合には、前記第1加速度指令値及び前記第2加速度指令値のうち大きい値を目標加速度指令値とすることを特徴とする請求項3に記載の車輌制御装置。
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