JP2017128233A - 車両の重心位置推定装置および重心位置推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、商用車では、車高調整機能を備えている。車高調整とは、車両の後輪のエアサスペンションのエアスプリングに対する空気の給排を制御することで、このエアサスペンションよりも上側の部分(以降、バネ上と呼ぶ)の高さや水平面に対する角度を調整する機能である。
特許文献1では、この車高調整の前後において、車両の後軸のロールモーメントおよび後軸のロール角を演算する。そして、車高調整の前後でバネ上のロールモーメントが不変であるとし、これら後軸のロールモーメントおよび後軸のロール角に基づいて、車両の左右重心位置を演算する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両重心位置推定装置10が設けられた車両1を平面視した模式図である。図2は、車両1を後方から視た模式図である。
車両1は、リーフサスペンション4L、4Rを介して設けられた左前輪2Lおよび右前輪2Rと、エアサスペンション5L、5Rを介して設けられた左後輪3Lおよび右後輪3Rと、を備える。また、エアサスペンション5L、5Rは、積荷7が偏積されたバネ上6を支持している。
また、コントロールユニット40は、図3に示すように、後軸サスペンション荷重演算部41と、後軸ロールモーメント演算部42と、後軸ロール角演算部43と、統合ロール剛性演算部44と、左右重心位置演算部45と、警報制御部46と、車速制御部47とを一部の機能要素として有する。
これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるコントロールユニット40に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
より詳しくは、コントロールユニット40には、予め実験等により求めたエアスプリング8L、8Rに対する荷重Fとエアスプリング圧力Pとの関係を示す圧力−荷重特性マップが記憶されている。後軸サスペンション荷重演算部41は、この内圧−荷重特性マップから、圧力センサ11L、11Rで検出される圧力PL、PRに対応する値を読み取ることで、エアスプリング8L、8Rに対する荷重FL、FRをリアルタイムで演算する。なお、荷重FL、FRの演算は、マップに限定されず、近似式等から演算してもよい。
ここで、バネ上のロールモーメントMxについて、以下の式(3)が成立する。
自動車高調整装置20による車高調整前の状態をa、車高調整後の状態をbとすると、車高調整前のバネ上のロールモーメントをMxa、車高調整後のバネ上のロールモーメントをMxbについて、以下の式(4)が成立する。
なお、後軸ロール角φ2およびロールモーメントMxASのデータ数を増やすことで、近似式の精度をさらに向上できる。
すなわち、図6に示すように、車両1については、ロール中心RCまわりのモーメントについて、以下の式(14)が成立する。
また、バネ上6に作用する遠心力Fyについて、以下の式(15)が成立する。
以上説明したように、本実施形態における車両重心位置推定装置10によれば、バネ上荷重Fz、重心高hcga、ロールモーメントMxAS、およびロール角φ2に基づいて、統合ロール剛性Kφ13を演算し、次に、バネ上荷重Fz、ロールモーメントMxAS、ロール角φ2、およびこの統合ロール剛性Kφ13を入力値として含むモデル式(19)に基づいて、車両1の左右重心位置ycgを演算する。したがって、車高調整の前後に亘る状態量から統合ロール剛性Kφ13を従来に比べてより高精度に演算することが可能となり、車両1の左右重心位置ycgを高精度に推定することができる。
2L、2R 左右前輪
3L、3R 左右後輪
4L、4R リーフサスペンション
5L、5R エアサスペンション
6 バネ上
7 積荷
8L、8R エアスプリング
10 車両重心位置推定装置
11L、11R 圧力センサ
12L、12R 変位量センサ
20 自動車高調整装置
40 コントロールユニット
41 後軸サスペンション荷重演算部(荷重演算手段)
42 後軸ロールモーメント演算部(ロールモーメント演算手段)
43 後軸ロール角演算部(ロール角演算手段)
44 統合ロール剛性演算部(統合ロール剛性演算手段)
45 左右重心位置演算部(重心位置演算手段)
46 警報制御部(警報手段)
47 車速制御部(車速制限手段)
Claims (4)
- 後軸に左右一対のサスペンションを備える車両の重心位置推定装置であって、
前記サスペンションに対する荷重を演算する荷重演算手段と、
前記荷重演算手段で演算される荷重に基づいて、前記後軸のロールモーメントを演算するロールモーメント演算手段と、
前記サスペンションの変位量に基づいて、前記後軸のロール角を演算するロール角演算手段と、
前記車両の車高を自動で調整する自動車高調整手段と、
前記自動車高調整手段による車高調整前後に亘る状態で、前記荷重演算手段で演算される荷重、前記車両の重心高さ、前記ロールモーメント演算手段で演算されるロールモーメント、および前記ロール角演算手段で演算されるロール角に基づいて、前記車両の固有値である統合ロール剛性を演算する統合ロール剛性演算手段と、
前記荷重演算手段で演算される荷重、前記ロールモーメント演算手段で演算されるロールモーメント、前記ロール角演算手段で演算されるロール角、および前記統合ロール剛性演算手段で演算した前記車両の統合ロール剛性に基づいて、前記左右重心位置を演算する左右重心位置演算手段と、を備えることを特徴とする車両の重心位置推定装置。 - 前記左右重心位置の絶対値が、前記車両の横転の可能性を示す所定の上限閾値以上になると、ドライバに危険性を警報する警報手段をさらに備える請求項1に記載の車両の重心位置推定装置。
- 前記左右重心位置の絶対値が、前記車両の横転の可能性を示す所定の上限閾値以上になると、前記車両の走行速度を制限する速度制限手段をさらに備える請求項1または2に記載の車両の重心位置推定装置。
- 後軸に左右一対のサスペンションを備える車両の重心位置推定方法であって、
前記サスペンションに対する荷重を演算する荷重演算手順と、
前記荷重演算手順で演算される荷重に基づいて、前記後軸のロールモーメントを演算するロールモーメント演算手順と、
前記サスペンションの変位量に基づいて、前記後軸のロール角を演算するロール角演算手順と、
前記車両の車高を自動で調整する車高調整前後に亘る状態で、前記荷重演算手段で演算される荷重、前記車両の重心高さ、前記ロールモーメント演算手順で演算されるロールモーメント、および前記ロール角演算手順で演算されるロール角に基づいて、前記車両の固有値である統合ロール剛性を演算する統合ロール剛性演算手順と、
前記荷重演算手順で演算される荷重、前記ロールモーメント演算手順で演算されるロールモーメント、前記ロール角演算手順で演算されるロール角、および前記統合ロール剛性演算手順で演算した前記車両の統合ロール剛性に基づいて、前記左右重心位置を演算する左右重心位置演算手順と、を備えることを特徴とする車両の重心位置推定方法。
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JP2016009221A JP6623783B2 (ja) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 車両の重心位置推定装置および重心位置推定方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110091939A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 长城汽车股份有限公司 | 整车质心优化方法及系统 |
CN116394691A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-07-07 | 小米汽车科技有限公司 | 拖车控制方法、装置及车辆 |
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2016
- 2016-01-20 JP JP2016009221A patent/JP6623783B2/ja active Active
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CN110091939A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 长城汽车股份有限公司 | 整车质心优化方法及系统 |
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