JP2021041896A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車高を制御可能な車両に関する。 The present disclosure relates to a vehicle whose vehicle height can be controlled.
車両には、一般的に、車輪から車体または荷台に伝達される衝撃を軽減するためのサスペンション機構が設けられている。特許文献1には、乗員の乗り心地、および悪路走破性を向上させるため、前輪および後輪に付与する駆動力を調整し、スイングアーム式サスペンションを作動させることで、走行中でも車高の調整が可能な技術が、特許文献1に開示されている。
Vehicles are generally provided with a suspension mechanism to reduce the impact transmitted from the wheels to the vehicle body or loading platform. According to
路面の凹凸を車両が通過する時、荷台に多くの積載物を載せて走行するトラック等の車両では、凹凸通過時の衝撃により荷崩れが生じてしまうことがあり、改善が要望されている。 When a vehicle passes through an uneven road surface, a vehicle such as a truck that carries a large amount of load on a loading platform may collapse due to an impact when passing through the unevenness, and improvement is required.
本開示は、路面の凹凸を通過する際に生じうる衝撃を軽減し、荷崩れを好適に防止することができる車両を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a vehicle capable of reducing an impact that may occur when passing through unevenness of a road surface and suitably preventing a load collapse.
本開示の車両は、車両の前輪および後輪のうち、駆動力が供給される駆動輪を、前記車両の側面視における回転中心が前記前輪と前記後輪との間に位置するように車体に接続するサスペンション機構と、前記車両の進行方向における路面の凹凸を検出する凹凸検出部と、検出された前記凹凸を前記前輪および/または前記後輪が通過する通過時間を推定する推定部と、前記通過時間に合わせて、前記前輪と前記後輪との間で回転数差が生じるように、前記駆動輪に供給される駆動力を制御する駆動力制御部と、を有する。 In the vehicle of the present disclosure, among the front wheels and the rear wheels of the vehicle, the driving wheels to which the driving force is supplied are mounted on the vehicle body so that the center of rotation in the side view of the vehicle is located between the front wheels and the rear wheels. A suspension mechanism to be connected, an unevenness detection unit that detects unevenness on the road surface in the traveling direction of the vehicle, an estimation unit that estimates the passing time for the front wheels and / or the rear wheels to pass through the detected unevenness, and the above. It has a driving force control unit that controls a driving force supplied to the driving wheels so that a difference in rotation speed occurs between the front wheels and the rear wheels according to the passing time.
本開示によれば、路面の凹凸を通過する際に生じうる衝撃を軽減し、荷崩れを好適に防止することができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the impact that may occur when passing through the unevenness of the road surface and preferably prevent the load from collapsing.
以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。 Hereinafter, each embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed explanations than necessary, such as detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration, may be omitted.
図1は、本発明の実施の形態に係る車両について説明するための図である。図1に示すように、車両1は、車体10と、前輪20と、後輪30と、後輪サスペンション機構40と、荷台50と、を有する。
FIG. 1 is a diagram for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
車体10は、図示しない運転席が設けられたキャブを含む。キャブの一部には、車両1の前方の画像を撮影するためのステレオカメラ11が設けられている。また、車体10のキャブより後側には、荷物を積載することができる荷台50が設けられている。
The
車体10の下部には、車体10を支持する前輪20および後輪30が設けられている。本実施の形態において、後輪30には、後述するモータ60により駆動力が供給される一方、前輪20には駆動力が供給されない。換言すれば、前輪20は、非駆動輪であり、後輪30は、駆動輪である。なお、モータ60は、本発明の電動モータの一例である。
A
後輪30は、スイングアーム式の後輪サスペンション機構40によって車体10と接続されている。換言すれば、後輪サスペンション機構40は、トレーリングアームサスペンションである。図1に示す接続点42は、車体10と後輪サスペンション機構40のアーム41とが接続されている箇所を示している。すなわち、後輪30は、接続点42を支点として、アーム41の長さを半径とした円弧上をそれぞれ回転可能となっている。
The
なお、図示は省略するが、前輪20はスイングアーム式に限定されないサスペンション機構により車体10に接続されている。また、前輪20には、左右の前輪20に対して制動力を供給するブレーキ機構21(後述の図2参照)が左右それぞれ設けられている。ブレーキ機構21は、後述する駆動力制御部101の制御により動作する。
Although not shown, the
図2は、車両1の駆動系について説明するための図である。図2に示すように、左右の後輪30には、シャフト31を介して、モータ60が左右それぞれ接続されている。モータ60は、インバータ70を介してバッテリ80と接続されており、バッテリ80から供給される電力によって動作することで、左右の後輪30に駆動力を与える。バッテリ80からインバータ70を介したモータ60への電力供給は、車両1のドライバーによる操作に基づき、制御部100によって制御される。
FIG. 2 is a diagram for explaining the drive system of the
なお、本実施の形態では左右の後輪30にそれぞれ独立したモータ60が接続されているが、本開示はこれに限定されず、左右の後輪が1つのモータで駆動されてもよい。以下の説明においては、左右のモータ60が左右の後輪30に対して同じ駆動力を与える場合について説明する。
In the present embodiment,
図3は、制御部100の機能を説明するためのブロック図である。図3に示すように、制御部100は、駆動力制御部101と、凹凸検出部102と、推定部103と、を有する。
FIG. 3 is a block diagram for explaining the function of the
駆動力制御部101は、車両1のドライバーによる1の操作(例えば、アクセルペダルの踏み込み)に基づき、モータ60が後輪30に与える駆動力の大きさを制御する。
The driving
また、駆動力制御部101は、車両1のドライバーによる他の操作(例えば、ブレーキペダルの踏み込み)に基づき、ブレーキ機構21が前輪20に与える制動力の大きさを制御する。
Further, the driving
そして、駆動力制御部101は、車両1の走行時において、後述する凹凸検出部102が路面の凹凸を検出した場合に、その凹凸を後輪30が通過する際に車体10に加わる衝撃を軽減するために、後輪30に供給する駆動力を増加または減少させる衝撃軽減処理を行う。この駆動力制御部101による衝撃軽減処理の詳細については、後述する。
Then, when the driving
凹凸検出部102は、車両1の走行時において、ステレオカメラ11が生成した車両1の前方の画像に基づいて、車両1の前方に存在する路面の凹凸を検出する。また、凹凸検出部102は、ステレオカメラ11から凹凸までの距離を算出するとともに、凹凸の大きさ(高さまたは深さ)を推定する。凹凸検出部102による路面の凹凸の検出方法、凹凸までの距離の算出方法、凹凸の大きさの推定方法については本発明では特に限定しないが、例えば一般的なステレオマッチングの技術を採用することができる。
When the
なお、このステレオカメラ11は、凹凸検出部102のために新たに設けられてもよいが、例えば前方の車両、または障害物との距離を推定し、これらとの衝突を防止、または衝撃を軽減するためのプリクラッシュブレーキに用いられるカメラと併用されてもよい。
The stereo camera 11 may be newly provided for the
推定部103は、車両1の走行時において、凹凸検出部102が車両1の前方に凹凸を検出した場合に、車両1が現在の走行速度で走行すると仮定して、前輪20および後輪30が当該凹凸を通過するまでの時間を推定する。以下の説明において、前輪20が凹凸を通過するまでの時間を前輪通過時間、後輪30が凹凸を通過するまでの時間を後輪通過時間と記載する。
The
推定部103による前輪通過時間または後輪通過時間の推定方法については特に限定しないが、以下のような方法を採用することができる。例えばステレオカメラ11から前輪20または後輪30までの車長方向の距離がわかっていれば、当該距離と、推定したステレオカメラ11から凹凸までの距離とを加算して、車両1の現在の走行速度で除することにより、前輪通過時間または後輪通過時間を算出することができる。
The method of estimating the front wheel passing time or the rear wheel passing time by the
<衝撃軽減処理>
次に、駆動力制御部101による衝撃軽減処理の詳細について説明する。
<Impact reduction processing>
Next, the details of the impact reduction processing by the driving
(1)凸部の場合
まず、凹凸検出部102により、車両1の走行時において、車両1の前方(進行方向)に凸部が検出された場合について説明する。
(1) Case of Convex Part First, a case where a convex part is detected in front of the vehicle 1 (in the traveling direction) by the
駆動力制御部101は、推定部103から取得した前輪通過時間と、後輪通過時間とに基づいて、前輪20または後輪30が凸部を乗り越えるタイミングに合わせて、前輪20の回転数よりも後輪30の回転数の方が小さくなるように、後輪30に供給される駆動力を制御する。具体的には、駆動力制御部101は、モータ60の回転数を減少させる。この回転数差により、後輪30には車両1を後退させる方向の力(制動力)が働く。すると、後輪30は車体10に対して後方へ移動しようとする。
Based on the front wheel passing time and the rear wheel passing time acquired from the
後輪30は、接続点42を支点として回転可能な後輪サスペンション機構40により車体10と接続されているため、後輪30が車体10に対して後方に移動することで、前輪20と後輪30との車長方向の距離(ホイールベース)が増大する。アーム41の長さは変わらないため、ホイールベースが増大すると、図4に示すように、車体10に固定されている接続点42が下方に移動する。これにより、左側の車体10全体が下方へ移動し、車高が下がる。
Since the
図4は、衝撃軽減処理によって車高が下がった様子を示す図である。図4において、車高が下がる前の車体10の位置を点線で、車高が下がった後の車体10の位置を実線で、それぞれ示している。なお、本実施の形態において、車高とは車輪の接地面から車体10の最下面までの距離、すなわち最低地上高を意味している。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the vehicle height is lowered by the impact reduction process. In FIG. 4, the position of the
駆動力制御部101が生じさせる前輪20と後輪30との間の回転数差は、凹凸検出部102が検出した凸部の高さに応じて決定されればよい。具体的には、例えばあらかじめ、前輪20と後輪30との間に実際に生じさせた回転数差と、車高が下がる量との関係を示すテーブル等を作成しておき、衝撃軽減処理の実行時には凹凸検出部102から取得した凸部の高さと当該テーブルとを照合することで、生じさせる回転数差を決定すればよい。
The difference in rotation speed between the
このような処理により、車両1が凸部を乗り越えるタイミングで、凸部の高さに応じて瞬間的に車高を下げることができる。このように、車両1が凸部を乗り越えるタイミングで車高、すなわち接地面から車体10までの高さを凸部の分だけ下げることにより、路面から見た車体10の高さが一定に保たれる。これにより、車両1が凸部を乗り越える際に、車体10の水平姿勢が保たれるとともに、車体10に設けられたキャブおよび荷台50に伝達される衝撃が軽減される。
By such a process, the vehicle height can be momentarily lowered according to the height of the convex portion at the timing when the
(2)凹部の場合
次に、凹凸検出部102により、車両1の前方(進行方向)に凹部が検出された場合について説明する。
(2) Case of a concave portion Next, a case where a concave portion is detected in front of the vehicle 1 (in the traveling direction) by the
駆動力制御部101は、推定部103から取得した前輪通過時間と、後輪通過時間とに基づいて、前輪20または後輪30が凹部を通過するタイミングに合わせて、前輪20の回転数よりも後輪30の回転数の方が大きくなるように、後輪30に供給される駆動力を制御する。具体的には、駆動力制御部101は、モータ60の回転数を増大させる。この回転数差により、後輪30には車両1を前進させる方向の力(推進力)が働く。すると、後輪30は車体10に対して前方へ移動しようとする。
Based on the front wheel passing time and the rear wheel passing time acquired from the
後輪30は、接続点42を支点として回転可能な後輪サスペンション機構40により車体10と接続されているため、後輪30が車体10に対して前方に移動することで、前輪20と後輪30との車長方向の距離(ホイールベース)が減少する。アーム41の長さは変わらないため、ホイールベースが減少すると、図5に示すように、車体10に固定されている接続点42が上方に移動する。これにより、左側の車体10全体が上方へ移動し、車高が上がる。図5は、衝撃軽減処理によって車高が下がった様子を示す図である。
Since the
駆動力制御部101が生じさせる前輪20と後輪30との間の回転数差は、凹凸検出部102が検出した凹部の深さに応じて決定されればよい。具体的には、例えばあらかじめ、前輪20と後輪30との間に実際に生じさせた回転数差と、車高が上がる量との関係を示すテーブル等を作成しておき、衝撃軽減処理の実行時には凹凸検出部102から取得した凹部の深さと当該テーブルとを照合することで、生じさせる回転数差を決定すればよい。
The difference in rotation speed between the
なお、駆動力制御部101は、後輪30に駆動力を付与するモータ60の回転数を増大させることにより、後輪30の駆動力を増大させるようにすればよい。
The driving
このような処理により、車両1が凹部を通過するタイミングで、凹部の高さに応じて瞬間的に車高が上がる。このように、車両1が凹部を乗り越えるタイミングで車高、すなわち接地面から車体10までの高さが凹部の分だけ上がることにより、路面から見た車体10の高さが一定に保たれる。これにより、車両1が凹部を通過する際にも、車体10の水平姿勢が保たれるとともに、車体10に設けられたキャブおよび荷台50に伝達される衝撃が軽減される。
By such a process, the vehicle height is momentarily increased according to the height of the recess at the timing when the
なお、駆動力制御部101は、後輪30が凹部を通過する際に、後輪30に供給する駆動力の増大分と同等の制動力を、ブレーキ機構21を制御して前輪20に対して供給するようにしてもよい。このような制御により、車両1の走行速度を変えることなく、上述した衝撃軽減処理を行うことができるようになる。
When the
<作用・効果>
以上説明したように、本開示の実施の形態に係る車両1は、車両1の前輪20および後輪30のうちの駆動輪を、車両1の側面視における回転中心が前輪20と後輪30との間に位置するように車体に接続する後輪サスペンション機構40と、車両1の進行方向における路面の凹凸を検出する凹凸検出部102と、検出された凹凸を前輪20および/または後輪30が通過する通過時間を推定する推定部103と、通過時間に合わせて、前輪20と後輪30との間で回転数差が生じるように、駆動輪に供給される駆動力を制御する駆動力制御部101と、を有する。
<Action / effect>
As described above, in the
このような構成により、前輪20または後輪30が路面の凸部を乗り越える場合には、乗り越えるタイミングで車高、すなわち接地面から車体10までの高さが凸部の分だけ下がり、前輪20または後輪30が路面の凹部を通過する場合には、通過するタイミングで車高、すなわち接地面から車体10までの高さが凹部の分だけ上がる。このため、前輪20または後輪30が路面の凹凸を通過する際に、路面から見た車体10の高さが一定に保たれ、凹凸通過時に生じうる、車体10に設けられたキャブおよび荷台50に伝達される衝撃が軽減される。
With such a configuration, when the
特に後輪30を駆動輪とし、後輪サスペンション機構40をスイングアーム式のサスペンションとすることにより、上述した衝撃軽減処理において、後輪30に接続点42を支点とした車両1の側面視における回転運動を行わせることができる。これにより、上述した衝撃軽減処理によって、特に後輪30の上部に設けられた荷台50の路面からの高さを一定に保つことができ、悪路走行時における車両1の走行姿勢を好適に安定させることができる。このため、荷台50に積載された荷物が凹凸通過時の衝撃によって荷崩れしてしまう事態を好適に防止することができる。
In particular, by using the
(変形例)
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
(Modification example)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.
上述した実施の形態では、後輪30をモータ60により駆動される駆動輪としており、前輪20には駆動力が供給されていなかった。しかしながら、本発明はこれに限定されず、前輪20同士を接続するシャフトに新たにモータが設けられ、前後輪駆動としてもよい。また、前輪20にも駆動力を供給する場合、前輪20と車体10とを接続する前輪のサスペンション機構を、上述した実施の形態の後輪サスペンション機構40と同様に、スイングアーム式のサスペンションとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
このような構成によれば、衝撃軽減処理の際に、駆動力制御部101が前輪20と後輪30とに互いに逆方向の駆動力を供給するように制御することで、上述した実施形態のように後輪30のみの駆動力を増減させる場合と比較して、車高を上下させることができる高さの幅を大きくすることができる。また、前輪20の駆動力制御と後輪30の駆動力制御とを同時に行うことにより、上述した実施形態のように後輪30のみの駆動力を増減させる場合と比較して、車高の上下を早く行うことができるようになる。このため、より大きな凹凸にも対応が可能となるとともに、滑らかな車高の制御が可能となるため、より好適である。
According to such a configuration, during the impact mitigation process, the driving
また、前輪20または後輪30同士を接続するシャフトにモータが設けられているのではなく、4つの車輪毎に独立したモータが設けられ、駆動力制御部101がそれぞれのモータがそれぞれの車輪に供給する駆動力を独立して制御するようにしてもよい。このような構成によれば、より路面状況に合わせた細かな車高制御が可能となり、車体および荷台に伝わる衝撃をさらに軽減することができる。
Further, instead of providing a motor on the shaft connecting the
上述した実施の形態では、凹凸検出部102が路面の凹凸を検出する方法として、ステレオカメラ11を用いたステレオマッチングを採用していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動輪ではない前輪20が実際に凹凸を通過した際に、前輪20のサスペンション機構のストローク量をセンサ等により検出し、ストローク量が所定量より大きい場合に凹凸を検出したとしてもよい。この際、前輪サスペンションのストローク方向が鉛直方向と同じではない場合には、検出したストローク量を幾何学的に鉛直方向、換言すれば高さ方向の量に変換すればよい。
In the above-described embodiment, stereo matching using the stereo camera 11 is adopted as a method for the
このような構成によれば、前輪20が凹凸を通過した際に凹凸を検出し、その後輪30が凹凸を通過する際には上述した衝撃軽減処理と同様の処理を行うことにより、駆動輪である後輪30が凹凸を通過する際に車体10および荷台50に伝達されうる衝撃を軽減することができる。この場合、前輪20が凹凸を通過する際に衝撃軽減処理を行うことはできないが、荷台50の下に配置されている後輪30における凹凸の通過時における衝撃が軽減されることにより、特に荷台50に積載された荷物を衝撃から好適に保護することができる。
According to such a configuration, when the
本開示は、凹凸がある路面を走行する車両に有用である。 The present disclosure is useful for vehicles traveling on uneven road surfaces.
1 車両
10 車体
11 ステレオカメラ
20 前輪
21 ブレーキ機構
30 後輪
31 シャフト
40 後輪サスペンション機構
41 アーム
42 接続点
50 荷台
60 モータ
70 インバータ
80 バッテリ
100 制御部
101 駆動力制御部
102 凹凸検出部
103 推定部
1
Claims (7)
前記車両の進行方向における路面の凹凸を検出する凹凸検出部と、
検出された前記凹凸を前記前輪および/または前記後輪が通過する通過時間を推定する推定部と、
前記通過時間に合わせて、前記前輪と前記後輪との間で回転数差が生じるように、前記駆動輪に供給される駆動力を制御する駆動力制御部と、
を有する、車両。 Of the front and rear wheels of the vehicle, a suspension mechanism that connects the drive wheels to which the driving force is supplied to the vehicle body so that the center of rotation in the side view of the vehicle is located between the front wheels and the rear wheels.
An unevenness detection unit that detects unevenness on the road surface in the traveling direction of the vehicle,
An estimation unit that estimates the transit time for the front wheels and / or the rear wheels to pass through the detected unevenness.
A driving force control unit that controls the driving force supplied to the driving wheels so that a difference in rotation speed occurs between the front wheels and the rear wheels according to the passing time.
Has a vehicle.
請求項1に記載の車両。 The driving force control unit is supplied to the driving wheels so that when the front wheels or the rear wheels pass through the convex portion of the road surface, the rotation speed of the rear wheels is higher than that of the front wheels. Control the driving force,
The vehicle according to claim 1.
請求項1または2に記載の車両。 The driving force control unit is a drive supplied to the driving wheels so that when the front wheels or the rear wheels pass through the recesses on the road surface, the rotation speed of the rear wheels is lower than that of the front wheels. Control the force,
The vehicle according to claim 1 or 2.
前記駆動力制御部は、前記凹凸に合わせて前記前輪と前記後輪との間に生じさせる回転数差を決定する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の車両。 The unevenness detection unit estimates the size of the unevenness and determines the size of the unevenness.
The driving force control unit determines the difference in the number of rotations generated between the front wheels and the rear wheels according to the unevenness.
The vehicle according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両。 The unevenness detection unit detects the unevenness based on an image in the traveling direction taken by a stereo camera.
The vehicle according to any one of claims 1 to 4.
前記駆動輪は、前記後輪である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両。 The unevenness detecting unit detects the unevenness based on the stroke amount of the suspension mechanism of the front wheel, and detects the unevenness.
The drive wheels are the rear wheels.
The vehicle according to any one of claims 1 to 4.
前記駆動力制御部は、前記電動モータが前記駆動輪に供給する駆動力を制御する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の車両。
Further having an electric motor that applies a driving force to the driving wheels,
The driving force control unit controls the driving force supplied by the electric motor to the driving wheels.
The vehicle according to any one of claims 1 to 6.
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