JP2019064535A - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】リーンアクチュエータの動作確認を容易に行うことができる車両制御装置および車両制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る車両制御装置は、切替部と、生成部と、出力部とを備える。切替部は、車体を車幅方向に傾かせるリーンアクチュエータの駆動モードを、通常モードまたはメンテナンスモードに切り替える。生成部は、駆動モードがメンテナンスモードである場合に、ステアリング操作に対する車幅方向への傾倒角が、駆動モードが通常モードである場合の傾倒角よりも大きくなるようにリーンアクチュエータへの指示信号を生成する。出力部は、生成部によって生成された前記指示信号を出力する。【選択図】図1
Description
開示の実施形態は、車両制御装置および車両制御方法に関する。
従来、旋回時に車体を車幅方向に傾かせるリーンアクチュエータを有する電動車両が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記リーンアクチュエータは、ステアリング操作がされた場合であっても、車速が低速の場合には動作しない。そのため、車速が低速の場合、例えば、車両が停止している場合にはリーンアクチュエータの動作確認を行うことができない。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、リーンアクチュエータの動作確認を容易に行うことができる車両制御装置および車両制御方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る車両制御装置は、切替部と、生成部と、出力部とを備える。切替部は、車体を車幅方向に傾かせるリーンアクチュエータの駆動モードを、通常モードまたはメンテナンスモードに切り替える。生成部は、駆動モードがメンテナンスモードである場合に、ステアリング操作に対する車幅方向への傾倒角が、駆動モードが通常モードである場合の傾倒角よりも大きくなるようにリーンアクチュエータへの指示信号を生成する。出力部は、生成部によって生成された前記指示信号を出力する。
実施形態の一態様によれば、リーンアクチュエータの動作確認を容易に行うことができる。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する車両制御装置および車両制御方法を説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下では、車両C(図1参照)として、前輪FW(図1参照)が2つ、後輪RW(図1参照)が1つの三輪型であり、後輪操舵式のパーソナルモビリティを例に挙げて説明を行うが、これに限られることはない。例えば、車両Cは、前輪FWが2つ、後輪RWが2つの四輪型の車両であってもよく、また、前輪FWが1つ、後輪RWが2つの三輪型のパーソナルモビリティであってもよい。
車両Cは、車体の左右方向、すなわち車幅方向に車体を傾けることが可能なリーンアクチュエータ12(図1参照)を有する。例えば、車両Cは、旋回時にリーンアクチュエータ12により車体を旋回内側に傾けることで、容易に旋回することができる。リーンアクチュエータ12は、鉛直方向を基準として車幅方向に車体を傾ける。リーンアクチュエータ12には、電力が供給されて動作するモータが含まれる。
以下では、鉛直方向を基準(ゼロ)として車体が傾く角度を傾倒角として説明する。傾倒角は、鉛直方向に対して車体が車幅方向に傾くほど大きくなる。
旋回時には、ステアリング(不図示)の操作量である操舵角および車速に基づいて傾倒角が設定され、リーンアクチュエータ12は、車体の傾きが設定された傾倒角となるように制御される。傾倒角は、車速が小さくなるほど小さく、車両Cが停止している場合などの低車速状態では、ゼロである。すなわち、低車速状態では、ステアリングが操作された場合でも、リーンアクチュエータ12は動作せず、傾倒角はゼロである。
リーンアクチュエータ12を有する車両Cでは、リーンアクチュエータ12が正常に動作するか否かの動作確認が行われる。動作確認は、車両Cの製造時や、車両Cの点検時などに実行される。
しかし、低車速状態では、ステアリングが操作された場合でも、リーンアクチュエータ12が動作しないため、車両Cの製造時や、車両Cの点検時などにリーンアクチュエータ12の動作確認を行うことが困難な場合がある。
そこで、本実施形態に係る車両Cは、リーンアクチュエータ12の駆動モードとして、車両Cが通常に走行している場合に使用される通常モードと、リーンアクチュエータ12の動作確認を行う場合に使用されるメンテナンスモードとを有することとした。メンテナンスモードは、通常モードよりも車体の傾倒角が大きくなる駆動モードである。
本実施形態に係る車両Cにおける動作確認制御について図1を参照し説明する。図1は、本実施形態に係る車両Cにおける動作確認制御の概要を説明する図である。
車両Cでは、リーンアクチュエータ12の駆動モードがメンテナンスモードである場合には、例えば、車両Cが停止している状態であっても、ステアリング操作がされると(S1)、リーンアクチュエータ12を動作させる指示信号が生成される(S2)。なお、生成される指示信号は、通常モードよりも車体の傾倒角を大きくする指示信号であり、リーンアクチュエータ12が動作した場合に、車体が傾く指示信号である。そして、生成された指示信号はリーンアクチュエータ12へ出力される(S3)。
これにより、指示信号に基づいてリーンアクチュエータ12が動作し、ステアリング操作に応じて車体が傾いた場合には、リーンアクチュエータ12が正常に動作していると判定することができる。一方、ステアリング操作に応じて車体が傾かない場合には、リーンアクチュエータ12が正常に動作しておらず、異常であると判定することができる。
次に、本実施形態に係る車両制御システムSについて図2を参照し説明する。図2は、本実施形態に係る車両制御システムSのブロック図である。なお、図2では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
車両制御システムSは、系統A、Bで二重化された2つの制御系統を備える。また、車両制御システムSは、両系統A、Bの電源を制御する電源ECU50を備える。
車両制御システムSは、系統Aに含まれるECUとして、統合ECU1a(車両制御装置)と、リーンECU2aと、ステアECU3aと、電池ECU4aと、インホイールECU5aとを備える。
統合ECU1aは、系統A全体を制御する。統合ECU1aは、上位ECUであり、リーンECU2a、ステアECU3a、電池ECU4aおよびインホイールECU5aは下位ECUである。統合ECU1aは、各ECU2a、3a、4a、5aにCANなどを通じて相互通信可能に接続されている。なお、統合ECU1aは、系統BのリーンECU2b、ステアECU3b、電池ECU4bおよびインホイールECU5bにCANなどを通じて相互通信可能に接続されている。また、リーンECU2a、ステアECU3a、電池ECU4aおよびインホイールECU5aは、系統Bの統合ECU1bにCANなどを通じて相互通信可能に接続されている。
統合ECU1aの詳細については後述する。電池ECU4aは、電池14aの劣化を監視する。
リーンECU2aは、車両C(図1参照)の旋回を容易にするために、車速、ステアリング操作に応じて車体を車幅方向に傾かせるとともに、車両Cが倒れないように車体の車幅方向の傾きを適切に保持するために、リーンアクチュエータ12aを制御する。
ステアECU3aは、ステアリング操作に応じて車両Cが走行するように、ステアアクチュエータ13aを制御する。
インホイールECU5aは、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作に応じて車両Cが加速または制動されるように、車両Cの左前輪FWに設けられたインホイールアクチュエータ15aを制御する。
また、車両制御システムSは、系統Aによって制御されるアクチュエータとして、リーンアクチュエータ12aと、ステアアクチュエータ13aと、インホイールアクチュエータ15aとを備える。各アクチュエータ12a、13a、15aは、電池14aから電力が供給されて動作するモータを各々含む。また、車両制御システムSは、系統Aの各アクチュエータ12a、13a、15aに電力を供給する電池14aを備える。
リーンアクチュエータ12aは、リーンECU2aからの指示、すなわち指示信号に基づいて車体を左右方向に傾かせて、車体の姿勢を変更する。また、リーンアクチュエータ12aは、走行路面の凹凸や、路面の傾斜に応じて車体の姿勢を変更する。
ステアアクチュエータ13aは、ステアECU3aからの指示(指示信号)に基づいて後輪RWの転舵角を変更する。
インホイールアクチュエータ15aは、インホイールECU5aからの指示(指示信号)に基づいて左前輪FWを回転させ、左前輪FWの回転数を制御する。
電池14aは、蓄電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。
また、車両制御システムSは、系統Aと同様に、系統Bに含まれるECUとして、統合ECU1b(車両制御装置)と、リーンECU2bと、ステアECU3bと、電池ECU4bと、インホイールECU5bとを備える。
系統Bの各ECU2b、3b、4bは、系統Aの各ECU2a、3a、4aと同様の構成であるので、ここでの説明は省略する。なお、インホイールECU5bは、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作に応じて車両Cが加速または制動されるように、車両Cの右前輪FWに設けられたインホイールアクチュエータ15bを制御する。
また、車両制御システムSは、系統Bによって制御されるアクチュエータとして、リーンアクチュエータ12bと、ステアアクチュエータ13bと、インホイールアクチュエータ15bとを備える。車両制御システムSは、系統Bの各アクチュエータ12b、13b、15bに電力を供給する電池14bを備える。
また、系統Bの各アクチュエータ12b、13bおよび電池14bは、系統Aの各アクチュエータ12a、13aおよび電池14aと同様の構成であるので、ここでの説明は省略する。なお、インホイールアクチュエータ15bは、インホイールECU5bからの指示(指示信号)に基づいて右前輪FWを回転させ、右前輪FWの回転数を制御する。
車両制御システムSは、例えば、フォールトトレラント設計に基づいて上記するように、系統Aと系統Bとで二重化しており、例えば、フォールトトレラント設計に基づいて車両Cの電子制御を50%ずつで分け合うことができる。具体的には、例えば、リーンECU2a、2bはそれぞれリーンアクチュエータ12a、12bで全体の出力を50%ずつ受け持ち、両系統A、Bで出力が100%となるように、リーンアクチュエータ12a、12bを制御する。また、例えば、一方の統合ECU1a、1bに異常が生じても、もう一方の統合ECU1a、1bによる制御で、例えば、車両Cが安全な場所に待避できるまで移動させることができる。
以下において、系統A、Bを区別しない場合には、符号「a」、「b」を省略して説明するものとする。例えば、統合ECU1aと統合ECU1bとは、まとめて統合ECU1として説明し、リーンアクチュエータ12aとリーンアクチュエータ12bとは、まとめてリーンアクチュエータ12として説明する。
次に、統合ECU1について図3を参照し説明する。図3は、本実施形態に係る統合ECU1のブロック図である。
統合ECU1は、制御部20と、記憶部30とを備える。
記憶部30は、例えば、RAM(Random Access Memory)やHDD(Hard Disk Drive)である。記憶部30は、各種プログラムの情報を記憶する。
制御部20は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、制御部20は、一部または全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。
制御部20は、ROMに記録されたプログラム(図示略)をRAMを作業領域として使用して実行することにより機能する複数の処理部を備える。具体的には、制御部20は、切替部21と、生成部22と、出力部23とを備える。制御部20は、複数の制御部によって構成されてもよく、各処理部は複数の処理部によって構成されてもよく、統合されて構成されてもよい。
切替部21は、リーンアクチュエータ12の駆動モードを切り替える切替信号の有無を判定し、切替信号が入力された場合に、切替信号に基づいてリーンアクチュエータ12の駆動モードを、通常モードまたはメンテナンスモードに切り替える。切替信号は、車両制御システムSの外部から入力される。なお、車両Cに切替スイッチ(不図示)が設けられている場合には、切替信号は、切替スイッチの操作に基づいて入力されてもよい。
生成部22は、リーンアクチュエータ12の駆動モードがメンテナンスモードである場合に、車両制御システムSの外部からステアリング操作に対応する模擬信号が入力されると、模擬信号に基づいてリーンアクチュエータ12を動作させる指示信号を生成する。なお、模擬信号は外部の診断装置(不図示)から作業者の指示により出力されるようになっており、診断装置が車両制御システムSに接続されると、通信により統合ECU1が診断装置から模擬信号を受信できるように構成されている。
生成部22は、リーンアクチュエータ12の駆動モードがメンテナンスモードである場合には、模擬信号に対する傾倒角が、駆動モードが通常モードの場合の傾倒角よりも大きくなるように、リーンアクチュエータ12を動作させる指示信号を生成する。
ここで、傾倒角について図4および図5を参照し説明する。図4は、或るステアリング操作における車速と転舵角との関係を示す図である。また、図5は、或るステアリング操作における車速と傾倒角との関係を示す図である。なお、図5では、通常モードにおける車速と傾倒角との関係を実線で示し、メンテナンスモードにおける車速と傾倒角との関係を破線で示す。図4および図5における車速と、転舵角または傾倒角との関係は、一例であり、これらに限られることはない。例えば、車速が低車速である所定車速範囲で、傾倒角をゼロにしてもよい。
統合ECU1は、リーンアクチュエータ12の駆動モードが通常モードであり、ステアリングが操作された旋回時にはステアリング操作および車速に基づいて図4および図5に示すように転舵角と傾倒角とを設定する。そして、統合ECU1は、設定した転舵角および傾倒角となるように、ステアアクチュエータ13とリーンアクチュエータ12とを制御している。
転舵角は、車速が大きくなるほど小さくなり、傾倒角は、車速が大きくなるほど大きくなる。このように旋回時に転舵角および傾倒角を設定し、ステアアクチュエータ13とリーンアクチュエータ12とを制御することで、旋回時における旋回性能を向上させることができる。
旋回時の旋回性能、および安全性のために、リーンアクチュエータ12が正常に動作するか否かの動作確認が、車両Cの製造時や、車両Cの点検時に行われる。リーンアクチュエータ12の動作確認は、低車速状態、例えば、車両Cが停止した状態で行われることが多いが、リーンアクチュエータ12の駆動モードが通常モードであり、車速がゼロの場合には、図5に示すように、傾倒角は、ゼロとなる。
そのため、駆動モードが通常モードであり、ステアリング操作に対応する模擬信号が入力され、リーンアクチュエータ12の動作が正常である場合でも、リーンアクチュエータ12は動作せず、車体の傾倒角はゼロである。
そこで、生成部22は、リーンアクチュエータ12の駆動モードがメンテナンスモードである場合には、図5において破線で示すように、模擬信号に対する傾倒角が、駆動モードが通常モードの場合の傾倒角よりも大きくなるように、指示信号を生成する。
具体的には、生成部22は、車両Cが停止した状態であっても、リーンアクチュエータ12が動作し、リーンアクチュエータ12が正常な場合には、車体が傾くように指示信号を生成する。
なお、生成部22は、図6に示すように、低車速状態の領域のみ、メンテナンスモードにおける傾倒角が、通常モードにおける傾倒角よりも大きくなるように、指示信号を生成してもよい。すなわち、低車速状態の領域以外では、メンテナンスモードにおける傾倒角は、通常モードにおける傾倒角に一致する。図6は、変形例における車速と傾倒角との関係を示す図である。図6では、図5と同様に、通常モードにおける車速と傾倒角との関係を実線で示し、メンテナンスモードにおける車速と傾倒角との関係を破線で示す。変形例では、走行中に動作確認を行う場合に、必要以上に傾倒角が大きくなることを抑制し、安全に動作確認を行うことができる。
図3に戻り、出力部23は、生成部22によって生成した指示信号を、リーンECU2を介してリーンアクチュエータ12に出力する。
出力部23によって指示信号が出力されて、模擬信号に対応して車体が傾いた場合には、リーンアクチュエータ12が正常であると判定することができる。また、模擬信号に対応して車体が傾かない場合には、リーンアクチュエータ12が異常であると判定することができる。
次に、本実施形態に係る車両制御システムSにおける動作確認制御について図7を参照し説明する。図7は、本実施形態に係る車両制御システムSにおける動作確認制御を説明するフローチャートである。
統合ECU1は、リーンアクチュエータ12の駆動モードがメンテナンスモードである場合には(S10:Yes)、ステアリング操作に対応する模擬信号に基づいてリーンアクチュエータ12を動作させる指示信号を生成する(S11)。
統合ECU1は、生成した指示信号をリーンアクチュエータ12に出力し(S12)、リーンアクチュエータ12を動作させる(S13)。
統合ECU1は、リーンアクチュエータ12の駆動モードが通常モードである場合には(S10:No)、今回の処理を終了する。
次に、本実施形態に係る車両制御システムSの効果について説明する。
統合ECU1は、リーンアクチュエータ12の駆動モードがメンテナンスモードである場合に、ステアリング操作に対応する模擬信号に対するリーンアクチュエータ12の傾倒角を、駆動モードが通常モードである場合の傾倒角よりも大きくなるようにリーンアクチュエータ12への指示信号を生成する。そして統合ECU1は、生成した指示信号をリーンアクチュエータ12に出力する。これにより、車速が低車速状態、例えば、車両Cが停止している状態であっても、リーンアクチュエータ12が正常な場合には、車体を傾かせることができ、リーンアクチュエータ12の動作確認を容易に行うことができる。
統合ECU1は、ステアリング操作に対応する模擬信号に基づいて指示信号を生成し、リーンアクチュエータ12を動作させる。これにより、リーンアクチュエータ12の動作確認を車両Cに乗車せずに行うことができ、作業者の安全性を向上させることができる。
なお、上記実施形態に係る車両制御システムSは、車両Cを低車速で走行させた状態で、リーンアクチュエータ12の駆動モードをメンテナンスモードにし、リーンアクチュエータ12の動作確認を行ってもよい。車両Cを低車速で走行させた状態であっても、リーンアクチュエータ12が正常に動作する場合には、通常モード時よりも車体が傾くので、リーンアクチュエータ12の動作確認を容易に行うことができる。
次に、変形例に係る車両制御システムSについて説明する。
また、変形例に係る車両制御システムSは、作業者などの音声に基づいて指示信号を生成し、リーンアクチュエータ12を動作させて、リーンアクチュエータ12の動作確認を行ってもよい。また、変形例に係る車両制御システムSは、記憶部30に上記した模擬信号を記録することで、リーンアクチュエータ12の動作確認を自動化してもよい。これらによっても、変形例に係る車両制御システムSは、リーンアクチュエータ12の動作確認を作業者が車両Cに乗車せずに行うことができ、作業者の安全性を向上させることができる。なお、作業者による実際のステアリング操作に基づいて指示信号を生成し、リーンアクチュエータ12を動作させて、リーンアクチュエータ12の動作確認を行ってもよい。
また、変形例に係る車両制御システムSは、模擬信号に対する車体の傾倒角をGセンサ(不図示)などによって検出してもよい。変形例に係る車両制御システムSは、検出した傾倒角が、予め設定された所定の範囲内である場合に、リーンアクチュエータ12が正常であると判定し、検出した傾倒角が、所定の範囲外である場合に、リーンアクチュエータ12が異常であると判定する。そして、変形例に係る車両制御システムSは、判定結果を音や、画面表示や、警告灯の点灯などにより作業者に報知する。これにより、リーンアクチュエータ12の動作確認を正確に行うことができる。
また、変形例に係る車両制御システムSは、模擬信号に対する車体の傾倒角を検出し、車体の傾倒角が予め設定された上限傾倒角よりも大きくなる場合、すなわち車体の傾きが上限傾倒角よりも大きくなる場合に、リーンアクチュエータ12の動作を中止してもよい。これにより、変形例に係る車両制御システムSは、車体が転倒することを防止することができ、安全性を向上させることができる。
また、変形例に係る車両制御システムSでは、リーンECU2によって上記した動作確認制御を行ってもよい。
また、変形例に係る車両制御システムSは、2系統A、Bにより二重化せずに、1つの系統によって各種制御を実行してもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1a 統合ECU(車両制御装置)
1b 統合ECU(車両制御装置)
2a リーンECU
2b リーンECU
12a リーンアクチュエータ
12b リーンアクチュエータ
20 制御部
21 切替部
22 生成部
23 出力部
S 車両制御システム
1b 統合ECU(車両制御装置)
2a リーンECU
2b リーンECU
12a リーンアクチュエータ
12b リーンアクチュエータ
20 制御部
21 切替部
22 生成部
23 出力部
S 車両制御システム
Claims (4)
- 車体を車幅方向に傾かせるリーンアクチュエータの駆動モードを、通常モードまたはメンテナンスモードに切り替える切替部と、
前記駆動モードが前記メンテナンスモードである場合に、ステアリング操作に対する前記車幅方向への傾倒角が、前記駆動モードが前記通常モードである場合の前記傾倒角よりも大きくなるように前記リーンアクチュエータへの指示信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記指示信号を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。 - 前記生成部は、
車両が停止した状態であり、かつ前記駆動モードが前記メンテナンスモードである場合に、前記車体が前記車幅方向に傾くように前記指示信号を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記生成部は、
前記ステアリング操作に対応する模擬信号に基づいて前記車体が前記車幅方向に傾くように前記指示信号を生成する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御装置。 - 車体を車幅方向に傾かせるリーンアクチュエータの駆動モードを、通常モードまたはメンテナンスモードに切り替える切替工程と、
前記駆動モードが前記メンテナンスモードである場合に、ステアリング操作に対する前記車幅方向への傾倒角が、前記駆動モードが前記通常モードである場合の前記傾倒角よりも大きくなるように前記リーンアクチュエータへの指示信号を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記指示信号を出力する出力工程と、
を含むことを特徴とする車両制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017194512A JP2019064535A (ja) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | 車両制御装置および車両制御方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4005908A4 (en) * | 2019-09-02 | 2022-10-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | TILTING VEHICLE |
EP4209407A1 (en) * | 2019-09-02 | 2023-07-12 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Leaning vehicle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4005908A4 (en) * | 2019-09-02 | 2022-10-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | TILTING VEHICLE |
EP4209407A1 (en) * | 2019-09-02 | 2023-07-12 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Leaning vehicle |
US11794846B2 (en) | 2019-09-02 | 2023-10-24 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Leaning vehicle |
US11866122B2 (en) | 2019-09-02 | 2024-01-09 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Leaning vehicle |
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