JP2019018778A - Device for controlling vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可動式のエアロパーツを装着した車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle equipped with movable aero parts.
車両が走行時に受ける走行抵抗の一つして、空気抵抗が知られている。空気抵抗を低減するための手段として、車両に様々なエアロパーツが取り付けられることで空力性能を改善することが広く行われている。大型トラックのような商用車両においてもエアロパーツが多く使用されており、最近では特に、車両が受ける横風に応じて最適な空気の流れを作り出すための可動式のエアロパーツが検討され始めている。 Air resistance is known as one of the running resistances that a vehicle receives during running. As means for reducing air resistance, it is widely performed to improve aerodynamic performance by attaching various aero parts to a vehicle. Aero parts are often used in commercial vehicles such as large trucks, and recently, movable aero parts for creating an optimal air flow according to the crosswind received by the vehicle have begun to be studied.
可動式のエアロパーツでは、車両が受ける風速や風向を検出し、その検出結果に応じた制御を行う必要がある。このような風速や風向は路上に設置された電光掲示板や吹き流しによって知ることはできるが、これらは設置場所が限られてしまう。そこで特許文献1では、車両に設けた風速センサで風速を測定し、測定結果に応じた省燃費走行をする制御例が開示されている。
With movable aero parts, it is necessary to detect the wind speed and direction that the vehicle receives, and to perform control according to the detection result. Such wind speed and direction can be known from an electric bulletin board or windsock installed on the road, but these places of installation are limited. Therefore,
上記特許文献1のように、車体周囲に風速センサ等の計測器を取り付ける場合、車体によって形成される複雑な気流の影響を計測値から排除する必要があったり、計測器自体が車両の空気抵抗の増加要因となったりすることがある。また車体周囲への計測器の設置は法規的な制約も受け得るため設計が煩雑になる。
When a measuring instrument such as a wind speed sensor is attached around the vehicle body as in
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、車体表面に計測器を設置することなく、車両が受ける風の風向や風速を検出して可動式のエアロパーツを制御可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。 At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and can control a movable aeropart by detecting the direction and speed of wind received by a vehicle without installing a measuring instrument on the surface of the vehicle body. An object of the present invention is to provide a simple vehicle control device.
本発明の少なくとも一実施形態に係る車両の制御装置は上記課題を解決するために、可動式のエアロパーツを装着した車両の制御装置であって、前記車両の車速及び/又は燃料消費量を検出する第1の検出部と、前記車両が一定のアクセル開度で走行している際の前記第1の検出部の検出結果に基づいて、前記車両の前後方向に沿った第1の風向ベクトルを算出する第1の風向ベクトル算出部と、前記車両の車幅方向の車両傾斜及び/又はひずみを検出する第2の検出部と、前記第2の検出部の検出結果に基づいて、車幅方向に沿った第2の風向ベクトルを求める第2の風向ベクトル算出部と、前記第1の風向ベクトル及び前記第2の風向ベクトルを合成することにより、前記車両の周囲における合成風向ベクトルを算出する合成風向きベクトル算出部と、前記合成風向ベクトルに基づいて、前記エアロパーツを制御する制御部と、を備える。 In order to solve the above problems, a vehicle control device according to at least one embodiment of the present invention is a vehicle control device equipped with movable aero parts, and detects the vehicle speed and / or fuel consumption of the vehicle. And a first wind direction vector along the front-rear direction of the vehicle based on a detection result of the first detection unit and a detection result of the first detection unit when the vehicle is traveling at a certain accelerator opening. Based on the detection results of the first wind direction vector calculation unit to be calculated, the second detection unit for detecting vehicle inclination and / or distortion in the vehicle width direction of the vehicle, and the detection result of the second detection unit A second wind direction vector calculation unit for obtaining a second wind direction vector along the line, and a composition for calculating a combined wind direction vector around the vehicle by combining the first wind direction vector and the second wind direction vector Wind direction Comprising a Le calculator, based on the combined wind vector, and a control unit for controlling the aero parts.
上記構成によれば、一定のアクセル開度で走行している際の車速及び/又は燃料消費量に基づいて算出される第1の風向ベクトルと、車幅方向の車両傾斜及び/又はひずみに基づいて算出される第2の風向ベクトルとを用いて、車両周囲の風向や風速を合成ベクトルとして演算的に求めることができる。そのため、車体表面に風速センサのような計測器を設けることなく車両周囲の風向や風速を把握し、その結果に基づいて可動式のエアロパーツを制御できる。 According to the above configuration, based on the first wind direction vector calculated based on the vehicle speed and / or fuel consumption when traveling at a certain accelerator opening, and the vehicle inclination and / or distortion in the vehicle width direction. By using the second wind direction vector calculated in this way, the wind direction and wind speed around the vehicle can be calculated as a combined vector. Therefore, it is possible to grasp the wind direction and the wind speed around the vehicle without providing a measuring instrument such as a wind speed sensor on the surface of the vehicle body, and to control the movable aero parts based on the result.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
図1は本発明の少なくとも一実施形態に係る制御装置100を備える車両1の概略図である。車両1は、フレームシャーシ構造を有するトラック車両であり、前方上に乗員が登場可能なキャブ2が配置され、キャブ2の後方に荷役を積載可能な荷箱3を有する。車両1の重量は、荷箱3に積載される荷役によって変動する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
また車両1には、走行時に車体周囲の空気流れを整流するためのエアロパーツ4が取り付けられている。エアロパーツ4は、不図示のアクチュエータによって駆動可能な可動式である。アクチュエータは、制御装置100からの制御信号に従って駆動することにより、車体周囲の風状況に応じて空気流れを整流し、車両の走行性能や燃費性能の向上に貢献する。
尚、キャブ2側端面の荷箱3との間に更なる可動式のエアロパーツを取り付け、これも駆動してもよい。
Further, the
In addition, a further movable aero part may be attached between the end face of the
このような車両1には、車体状況や走行状態を検出するための各種センサ類として、車速センサ50、アクセル開度センサ52、傾斜センサ54、ジャイロセンサ56、ロードセル58、ひずみゲージ60及びタイヤ空気圧センサ62が設置されている。車速センサ50は、車両1の車速を検出するためのセンサである。アクセル開度センサ52は、アクセル開度(運転者によるアクセルペダル(不図示)の操作量)を検出するためのセンサである。傾斜センサ54及びジャイロセンサ56は、車体のうち荷箱に取り付けられており、走行中の車両1における荷箱3の傾斜状態を検出することにより、車幅方向から車体が受ける風(横風)を評価するためのセンサである。ロードセル58は、荷箱3とフレームシャーシ構造との間において、車幅方向に沿った異なる位置に複数取り付けられており、荷箱3とフレームシャーシ構造との間に作用する負荷の差分を検出することにより、車幅方向から車体が受ける風(横風)を評価するためのセンサである。ひずみゲージ60は、荷箱3に取り付けられており、荷箱3の歪を検出することにより、車幅方向から車体が受ける風(横風)を評価するためのセンサである。タイヤ空気圧センサ62は、左右のタイヤに取り付けられており、左右のタイヤの空気圧の差分を検出することにより、車幅方向から車体が受ける風(横風)を評価するためのセンサである。
Such a
制御装置100は、車両1のコントロールユニットであり、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成される。制御装置100は、内部に予め記憶されたプログラムを読み出し実行することにより、当該プログラムに基づく制御を実施する。本実施形態では特に、制御装置100は上述の各種センサ類の検出結果を取得し、その取得内容に応じて可動式のエアロパーツを制御するためのプログラムが実行される。
The
図2は図1の制御装置100の内部構成を機能的に示すブロック図であり、図3は図2の制御装置によって実施される制御方法を工程ごとに示すフローチャートである。
尚、図2では制御装置100の内部構造を機能的に分けて示しており、実際の物理的構成を限定するものではない。
FIG. 2 is a block diagram functionally showing the internal configuration of the
In FIG. 2, the internal structure of the
制御装置100は、車両の車速及び/又は燃料消費量を検出する第1の検出部102と、車両の前後方向に沿った第1の風向ベクトルを算出する第1の風向ベクトル算出部104と、車両の車幅方向の車両傾斜及び/又はひずみを検出する第2の検出部106と、車幅方向に沿った第2の風向ベクトルを求める第2の風向ベクトル算出部108と、第1の風向ベクトル及び前記第2の風向ベクトルから合成風向ベクトルを算出する合成風向ベクトル算出部110と、エアロパーツを制御する制御部112と、を備える。
The
まず制御装置100は、アクセル開度センサ52の検出値に基づいて、アクセル開度が所定期間の間、一定であるか否かを判定する(ステップS1)。アセクセル開度が変動している場合(ステップS1:NO)、制御装置100はステップS1の処理を繰り返し、待機する。一方、アセクセル開度が所定期間の間一定である場合(ステップS1:YES)、処理を次に進める。
First, the
第1の検出部102は、車速センサ50の検出値を取得することにより車速を検出し、及び/又は、エンジン制御ユニット(ECU)にアクセスすることにより燃料消費量を検出する(ステップS2)。
尚、このような第1の検出部102における車速及燃料消費量の検出方式は、上記の例に限られず、公知の各種方式を採用可能である。
The
Note that the detection method of the vehicle speed and the fuel consumption amount in the
第1の風向ベクトル算出部104は、第1の検出部102の検出結果に基づいて車両の前後方向に沿った第1の風向ベクトルV1を算出する(ステップS3)。車両が一定のアクセル開度で走行している際に、前後方向の風がない場合、車速及び/又は燃料消費量は略一定となる。逆に、前後方向の風がある場合、その風速に応じて車速及び/又は燃料消費量が変動する。具体的には、前方に向かう風(追い風)がある場合には、車速は増加するように変動し、燃料消費量は減少するように変動する。一方、後方に向かう風(向かい風)がある場合には、車速は減少するように変動し、燃料消費量は増加するように変動する。
The first wind direction
第1の風向ベクトル算出部104は、不図示の記憶手段(メモリ等)に、一定のアクセル開度で走行している際の車速及び/又は燃料消費量の変動量と前後方向の風速との相関を規定するマップを予め記憶しており、第1の検出部102の検出結果に対応する風速を求める。このようにして前後方向におけるスカラ量が得られることにより、第1の風向ベクトルV1が算出される。
The first wind direction
第2の検出部106は、傾斜センサ54、ジャイロセンサ56、ロードセル58、ひずみゲージ60及びタイヤ空気圧センサ62の少なくとも一つから検出値を取得することにより、車幅方向の車両傾斜及び/又はひずみを検出する(ステップS4)。傾斜センサ54、ジャイロセンサ56、ロードセル58、ひずみゲージ60及びタイヤ空気圧センサ62は、このように第2の検出部106において車両傾斜及び/又はひずみを検出するために設けられており、必要に応じて、少なくとも一つ備えていればよい。
尚、このような第2の検出部106における車両傾斜及びひずみの検出方式は、上記の例に限られず、公知の各種方式を採用可能である。
The
Note that the vehicle inclination and distortion detection method in the
第2の風向ベクトル算出部108は、第2の検出部106の検出結果に基づいて、車幅方向に沿った第2の風向ベクトルV2を求める(ステップS5)。第2の風向ベクトル算出部108では、傾斜センサ54及びジャイロセンサ56の検出結果を用いる場合、これらの検出値から、車幅方向から受ける風によって傾斜された車体(荷箱)の傾きに基づいて、車幅方向の風速が求められる。またロードセル58の検出結果を用いる場合、当該検出値から、荷箱底部の左右の荷重バランス変化に基づいて、車幅方向の風速が求められる。ひずみゲージ60の検出結果を用いる場合、当該検出値から、荷箱のひずみ量に基づいて、車幅方向の風速が求められる。タイヤ空気圧センサ62の検出結果を用いる場合、当該検出値から、左右のタイヤ空気圧差に基づいて、車幅方向の風速が求められる。このようにして車幅方向におけるスカラ量が得られることにより、第2の風向ベクトルV2が算出される。
The second wind direction
合成風向ベクトル算出部110では、第1の風向ベクトル算出部104で算出された第1の風向ベクトルV1と、第2の風向ベクトル算出部108で算出された第2の風向ベクトルV2とから、合成風向ベクトルVを算出する(ステップS6)。このように算出される合成風向ベクトルVは、車両から見た相対的な風向ベクトルを示す。また、GPS等により、自車の絶対的な走行方向が分かっている場合は合成風向ベクトルVと合わせることで絶対的な風向を得ることも可能である。またこの場合、インターネットなどによる気象情報から得られる自車位置で発生する風向、風速情報を用いて、合成風向ベクトルVを導く情報として使用したり、合成風向ベクトルVを補正する情報として使用したりして、精度を上げることもできる。このようにして、制御装置100では、車両周囲の風向や風速を合成ベクトルとして演算的に求めることができる。
The combined wind direction
また合成風向ベクトル算出部110では更に、車両自体の傾斜方向に基づく第3のベクトルV3を考慮して合成風向ベクトルVを求めてもよい。車両自体の傾斜は、例えば走行路面の位置情報と紐付けられた傾斜に関するデータベース(例えば地図情報やナビゲーション情報など)を利用して取得するとよい。このように第3のベクトルV3を考慮することで、車両自体の傾斜を考慮した、より精度のよい合成風向ベクトルVを得ることができる。また更に、路面粗さによる第1の風向ベクトルV1の誤認識をタイヤセンサから得られる路面変化情報によって補正することも可能である。
Further, the combined wind direction
制御部112は、合成風向ベクトル算出部110で算出された合成風向ベクトルVを取得し、その結果に応じてエアロパーツを制御する(ステップS7)。その結果、車体表面に風速センサのような計測器を設けることなく車両周囲の風向や風速を把握し、その結果に基づいて可動式のエアロパーツを制御できる。
The
尚、上述の実施形態では合成風向ベクトルを可動式のエアロパーツの制御に適用した場合について例示したが、例えば自動運転技術のような他の技術への適用も可能である。また、このように算出された合成風向ベクトルは、別途、インターネット等から得られる気象情報と組み合わせることで、より精度を向上させてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the combined wind direction vector is applied to the control of the movable aeropart is illustrated, but application to other technologies such as an automatic driving technology is also possible. The combined wind direction vector calculated in this way may be combined with weather information obtained from the Internet or the like to improve the accuracy.
1 車両
2 キャブ
3 荷箱
4 エアロパーツ
50 車速センサ
52 アクセル開度センサ
54 傾斜センサ
56 ジャイロセンサ
58 ロードセル
60 ゲージ
62 タイヤ空気圧センサ
100 制御装置
102 第1の検出部
104 第1の風向ベクトル算出部
106 第2の検出部
108 第2の風向ベクトル算出部
110 合成風向ベクトル算出部
112 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記車両の車速及び/又は燃料消費量を検出する第1の検出部と、
前記車両が一定のアクセル開度で走行している際の前記第1の検出部の検出結果に基づいて、前記車両の前後方向に沿った第1の風向ベクトルを算出する第1の風向ベクトル算出部と、
前記車両の車幅方向の車両傾斜及び/又はひずみを検出する第2の検出部と、
前記第2の検出部の検出結果に基づいて、車幅方向に沿った第2の風向ベクトルを求める第2の風向ベクトル算出部と、
前記第1の風向ベクトル及び前記第2の風向ベクトルを合成することにより、前記車両の周囲における合成風向ベクトルを算出する合成風向ベクトル算出部と、
前記合成風向ベクトルに基づいて、前記エアロパーツを制御する制御部と、
を備える、車両の制御装置。
A control device for a vehicle equipped with movable aero parts,
A first detector for detecting a vehicle speed and / or fuel consumption of the vehicle;
First wind direction vector calculation for calculating a first wind direction vector along the front-rear direction of the vehicle based on a detection result of the first detection unit when the vehicle is traveling at a certain accelerator opening. And
A second detector for detecting vehicle inclination and / or distortion in the vehicle width direction of the vehicle;
A second wind direction vector calculation unit for obtaining a second wind direction vector along the vehicle width direction based on the detection result of the second detection unit;
A combined wind direction vector calculating unit that calculates a combined wind direction vector around the vehicle by combining the first wind direction vector and the second wind direction vector;
A control unit for controlling the aero parts based on the combined wind direction vector;
A vehicle control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017140778A JP2019018778A (en) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Device for controlling vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017140778A JP2019018778A (en) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Device for controlling vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=65355089
Family Applications (1)
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JP2017140778A Pending JP2019018778A (en) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Device for controlling vehicle |
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Country | Link |
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2017
- 2017-07-20 JP JP2017140778A patent/JP2019018778A/en active Pending
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