JP2023133777A - 車両、運動マネージャ、および、運動要求補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転支援システムに基づく車両の走行状態を安定化させることが可能な車両を提供する。【解決手段】この車両1は、車両1の運転支援に関する行動計画を設定する運転支援システム100と、運転支援システム100によって設定される複数の行動計画を調停する運動マネージャ200と、運動マネージャ200による調停結果を用いて生成される運動要求が分配されるアクチュエータシステム300と、を備える。運動マネージャ200は、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定するとともに、推定された上記総重量および重心Gの位置に基づいて、上記運動要求を補正する。【選択図】図1
Description
本開示は、車両、運動マネージャ、および、運動要求補正方法に関する。
たとえば、特開2020-032894号公報(特許文献1)に記載の情報処理装置は、複数の運転支援アプリケーションから、前後方向および横方向の運動制御量を受け付ける。そして、上記情報処理装置は、受け付けた運動制御量に基づいて、アクチュエータに対して出力される要求の調停を行う。
上記特許文献1に記載の情報処理装置は、上記のように、複数の運転支援アプリケーションから受け付けた運動制御量に基づいて、アクチュエータに対して出力される要求の調停を行う。しかしながら、上記特許文献1では、車両に搭載された貨物および乗員の各々の配置および重量によって、車両の総重量および車両の重心の位置が変動することが考慮されていない。車両の総重量および車両の重心の位置が変動する場合、上記要求に基づく車両の走行状態が通常時(上記総重量および重心が想定通りの場合)から変化する(走行状態が不安定になる)ことが考えられる。したがって、運転支援アプリケーション(システム)に基づく車両の走行状態を安定化させることが望まれている。
本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、運転支援システムに基づく車両の走行状態を安定化させることが可能な車両、運動マネージャ、および、運動要求補正方法を提供することである。
本開示の第1の局面に従う車両は、車両の運転支援に関する行動計画を設定する運転支援システムと、運転支援システムによって設定される複数の行動計画を調停する運動マネージャと、運動マネージャによる調停結果を用いて生成される運動要求が分配されるアクチュエータシステムと、を備え、運動マネージャは、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方を推定するとともに、推定された総重量および重心の位置の少なくとも一方に基づいて、上記総重量および上記重心の位置による車両の走行に対する影響を低減するように運動要求を補正する。
上記第1の局面に従う車両では、上記のように、運動マネージャは、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方を推定するとともに、推定された総重量および重心の位置の少なくとも一方に基づいて、上記総重量および上記重心の位置による車両の走行に対する影響を低減するように運動要求を補正する。これにより、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方が変動した場合に、運動要求を補正することにより車両の走行に影響が生じるのを抑制することができる。その結果、車両の総重量および車両の重心の位置が変動した場合の車両の走行状態が、通常時の車両の走行状態から変化するのを抑制することができる。これにより、運転支援システムに基づく車両の走行状態を安定化させることができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、運動マネージャは、車両の走行に対する影響が抑制された地点を車両が走行している際に、総重量および重心の位置の少なくとも一方を推定する。このように構成すれば、走行に対する影響が比較的大きい地点を走行中にたとえば貨物等の配置が変動することに起因して、総重量および重心の位置の少なくとも一方の推定が不確実になるのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、目的地までの走行経路を設定する経路設定部を備え、経路設定部は、影響が抑制された地点が走行経路に含まれるように、走行経路を設定する。このように構成すれば、総重量および重心の位置の少なくとも一方を正確に推定することが可能な経路を積極的に走行することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、少なくとも1つの貨物が収容される貨物室が形成された車両本体と、貨物室に設けられた第1車両側通信機と、をさらに備え、第1車両側通信機は、貨物に取り付けられた第1貨物側通信機と通信可能であり、運動マネージャは、第1貨物側通信機と第1車両側通信機との通信状態に基づいて貨物室における貨物の配置を推定するとともに、推定された貨物の配置に基づいて上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を推定する。このように構成すれば、第1貨物側通信機および第1車両側通信機を用いることにより、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を容易に推定することができる。
この場合、好ましくは、貨物室には、第1貨物側通信機が取り付けられた貨物が複数収容されており、第1車両側通信機は、互いに隣り合う貨物の第1貨物側通信機同士が通信していることを示す情報を、第1貨物側通信機を通じて取得する。このように構成すれば、互いに隣り合う貨物の第1貨物側通信機同士が通信していることに基づいて、互いに隣り合う第1貨物側通信機のうち第1車両側通信機と直接的に通信しない第1貨物側通信機の位置情報を容易に取得することができる。
上記第1車両側通信機を備える車両において、好ましくは、貨物に取り付けられた第2貨物側通信機と通信可能な第2車両側通信機をさらに備え、第2車両側通信機は、第2貨物側通信機が取り付けられた貨物の重量を示す情報を第2貨物側通信機を通じて取得し、運動マネージャは、推定された貨物の配置と、取得された貨物の重量を示す情報とに基づいて、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を推定する。このように構成すれば、第2車両側通信機により取得された貨物の重量を示す情報に基づき、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方をより容易に推定することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、貨物が収容される貨物室が形成された車両本体と、貨物室に設けられたカメラと、を備え、カメラは、貨物の位置情報と、貨物に取り付けられた貨物の重量情報を示すコードを読み取り可能であり、運動マネージャは、カメラが取得した貨物の位置情報と、コードからカメラが取得した重量情報とに基づいて、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を推定する。このように構成すれば、カメラによって貨物の位置情報および貨物の重量情報の両方を取得することができる。その結果、部品点数が増加するのを容易に抑制することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、貨物が収容される貨物室が形成された車両本体と、貨物室に設けられた第1重量センサと、を備え、第1重量センサは、貨物室に収容された貨物の重量を検知し、運動マネージャは、第1重量センサにより検知された貨物の重量に基づいて、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を推定する。このように構成すれば、貨物の重量を示すコード等を貨物に取り付けることなく、第1重量センサにより貨物の重量情報を取得することができる。その結果、貨物の重量を示すコード等を貨物に取り付ける必要がないので、ユーザの手間を低減することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、シートと、シートに設けられた第2重量センサと、をさらに備え、運動マネージャは、第2重量センサにより検知された重量に基づいて、総重量および重心の位置の少なくとも一方を推定する。このように構成すれば、シートにかかる重量を考慮して、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を推定することができる。その結果、シートに座る乗員やシートに載置される貨物の重量も考慮して、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を推定することができる。これにより、上記総重量および上記重心の位置の少なくとも一方を、より正確に推定することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、運動マネージャは、車両の重心の位置が車両の中心に対してずれているか否かを判定するとともに、上記重心の位置が中心に対してずれていると判定した場合に、上記重心の位置ずれに起因する慣性モーメントを小さくするための補正値を、運動要求に加算する。このように構成すれば、車両の重心のずれに起因する慣性モーメントにより車両の走行状態が不安的になるのを抑制することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、運動マネージャは、車両の重心の位置が車両の中心に対して少なくとも前後方向にずれているか否かを判定するとともに、上記重心の位置が中心に対して前方または後方の一方にずれていると判定した場合に、上記重心の位置が中心に位置する場合に比べて、車両の前方または後方の一方の車輪にかかる制動力が増加されるように、運動要求を補正する。ここで、車両の前方および他方の一方に車両の重心が位置する場合、車両の前方および後方の他方の車輪がロックされやすくなる。したがって、前輪および後輪の一方がロックされた状態で前輪および後輪の他方の駆動力が大きくなることに起因して、車両の走行状態が異常になるのを抑制することができる。
上記第1の局面に従う車両において、好ましくは、車両の角加速度を検知する角加速度センサをさらに備え、運動マネージャは、角加速度センサにより検知された角加速度に基づいて、運動要求を補正する。このように構成すれば、角加速度センサにより検知された角加速度に基づいて、運動要求をより適切に補正することができる。
本開示の第2の局面に従う運動マネージャは、車両の運転支援システムによって設定された車両の運転支援に関する複数の行動計画を調停する調停部と、調停部による調停結果に基づいて運動要求を算出する算出部と、運動要求を車両のアクチュエータシステムに分配する分配部と、を備える運動マネージャであって、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方を推定するとともに、推定された総重量および重心の位置の少なくとも一方に基づいて、上記総重量および上記重心の位置による車両の走行に対する影響を低減するように運動要求を補正する。
上記第2の局面に従う運動マネージャは、上記のように、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方を推定するとともに、推定された総重量および重心の位置の少なくとも一方に基づいて、上記総重量および上記重心の位置による車両の走行に対する影響を低減するように運動要求を補正する。これにより、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方が変動した場合に、運動要求を補正することにより車両の走行に影響が生じるのを抑制することができる。その結果、車両の総重量および車両の重心の位置が変動した場合の車両の走行状態が、通常時の車両の走行状態から変化するのを抑制することができる。これにより、運転支援システムに基づく車両の走行状態を安定化させることが可能な運動マネージャを提供することができる。
本開示の第3の局面に従う運動要求補正方法は、車両の運転支援システムによって設定された車両の運転支援に関する複数の行動計画を調停する調停ステップと、調停ステップにおける調停結果に基づいて、車両のアクチュエータシステムに分配する運動要求を算出する算出ステップと、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方を推定する推定ステップと、推定ステップにおいて推定された総重量および重心の位置の少なくとも一方に基づいて、上記総重量および上記重心の位置による車両の走行に対する影響を低減するように算出ステップにおいて算出された運動要求を補正する補正ステップと、補正ステップにおいて補正された運動要求をアクチュエータシステムに分配する分配ステップと、を備える。
上記第3の局面に従う運動要求補正方法では、上記のように、推定された総重量および重心の位置の少なくとも一方に基づいて、上記総重量および上記重心の位置による車両の走行に対する影響を低減するように運動要求が補正される。これにより、車両の総重量および車両の重心の位置の少なくとも一方が変動した場合に、運動要求を補正することにより車両の走行に影響が生じるのを抑制することができる。その結果、車両の総重量および車両の重心の位置が変動した場合の車両の走行状態が、通常時の車両の走行状態から変化するのを抑制することができる。これにより、運転支援システムに基づく車両の走行状態を安定化させることが可能な運動要求補正方法を提供することができる。
本開示によれば、運転支援システムに基づく車両の走行状態を安定化させることができる。
[第1実施の形態]
以下、本開示の第1実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
以下、本開示の第1実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
(車両の構成)
図1は、車両1の構成の一例を示す図である。車両1は、後述する運転支援システム100の機能を実現できる構成を有する車両であればよく、たとえば、エンジンを駆動源とする車両であってもよいし、あるいは、電動機を駆動源とする電気自動車であってもよいし、エンジンと電動機とを搭載し、少なくともいずれかを駆動源とするハイブリッド自動車であってもよい。
図1は、車両1の構成の一例を示す図である。車両1は、後述する運転支援システム100の機能を実現できる構成を有する車両であればよく、たとえば、エンジンを駆動源とする車両であってもよいし、あるいは、電動機を駆動源とする電気自動車であってもよいし、エンジンと電動機とを搭載し、少なくともいずれかを駆動源とするハイブリッド自動車であってもよい。
車両1は、車両1の運転支援に関する機能を有する運転支援システム100と、運動マネージャ200と、アクチュエータシステム300とを備える。
運転支援システム100は、実装されるアプリケーションを実行することにより、車両1の操舵制御、駆動制御および制動制御のうちの少なくともいずれかを含む車両1の運転を支援するための様々な機能を実現するように構成される。運転支援システム100は、複数のアプリケーションを含む。運転支援システム100において実装されるアプリケーションとしては、たとえば、自動運転システム(AD:Autonomous Driving System)の機能を実現するアプリケーション、自動駐車システムの機能を実現するアプリケーション、および、先端運転支援システム(ADAS:Advanced Driver Assist System)の機能を実現するアプリケーション(以下、ADASアプリケーションと記載する)などを含む。
ADASアプリケーションとしては、たとえば、前走車との車間距離を一定に保ちながら走行する先行車との車間を保つ追従走行(ACC(Adaptive Cruise Control)など)の機能を実現するアプリケーション、制限車速を認識し自車の速度上限を維持するASL(Auto Speed Limiter)の機能を実現するアプリケーション、走行する車線の維持を行なう車線維持支援(LKA(Lane Keeping Assist)あるいはLTA(Lane Tracing Assist)など)の機能を実現するアプリケーション、衝突の被害を軽減させるために自動的に制動をかける衝突被害軽減ブレーキ(AEB(Autonomous Emergency Braking)あるいはPCS(Pre-Crash Safety)など)の機能を実現するアプリケーション、および、車両1の走行車線の逸脱を警告する車線逸脱警報(LDW(Lane Departure Warning)あるいはLDA(Lane Departure Alert)など)の機能を実現するアプリケーションのうちの少なくともいずれかが含まれる。
図1に示す運転支援システム100においては、たとえば、AEB102と、LKA104と、ACC106と、自動駐車108とをアプリケーションとして含む場合が一例として示されている。
この運転支援システム100に含まれる各アプリケーションは、図示しない複数のセンサから取得(入力)する車両周囲状況の情報やドライバの支援要求等に基づいて、アプリケーション単独での商品性(機能)を担保した行動計画の要求を運動マネージャ200に対して出力する。複数のセンサは、たとえば、前向きカメラ等のビジョンセンサ、レーダ、LiDAR(Light Detection And Ranging)、あるいは、位置検出装置等を含む。
前向きカメラは、たとえば、車室内のルームミラーの裏側に配置されており、車両の前方の画像の撮影に用いられる。レーダは、波長の短い電波を対象物に照射し、対象物から戻ってきた電波を検出して、対象物までの距離や方向を計測する距離計測装置である。LiDARは、レーザ光(赤外線などの光)をパルス状に照射し、対象物に反射して戻ってくるまでの時間によって距離を計測するための距離計測装置である。位置検出装置は、たとえば、地球の軌道上を周回する複数の衛星から受信する情報を用いて車両1の位置を検出するGPS(Global Positioning System)などによって構成される。
各アプリケーションは、1つもしくは複数のセンサの検出結果を統合した車両周囲状況の情報を認識センサ情報として取得するとともに、スイッチ等のユーザインタフェース(図示せず)を経由したドライバの支援要求を取得する。各アプリケーションは、たとえば、複数のセンサによって取得された車両の周囲の画像や映像に対する人工知能(AI)や画像処理用プロセッサを用いた画像処理によって車両の周囲にある他の車両、障害物あるいは人を認識可能とする。
また、行動計画には、たとえば、車両1に発生させる前後加速度/減速度に関する要求や、車両1の操舵角に関する要求や、車両1の停止保持に関する要求など、が含まれる。
車両1に発生させる前後加速度/減速度に関する要求としては、たとえば、パワートレインシステム302に対する動作要求や、ブレーキシステム304に対する動作要求を含む。
車両1の停止時保持に関する要求としては、たとえば、電動パーキングブレーキおよびパーキングロック機構(いずれも図示せず)のうちの少なくとも1つの作動の許可および禁止に関する要求を含む。
電動パーキングブレーキは、たとえば、アクチュエータの動作によって車両1の車輪2(図2参照)の回転を制限する。電動パーキングブレーキは、たとえば、車両1に設けられる複数の車輪2のうちの一部に設けられるパーキングブレーキ用のブレーキをアクチュエータを用いて作動させて、車輪の回転を制限するように構成されてもよい。あるいは、電動パーキングブレーキは、パーキングブレーキ用のアクチュエータを動作させてブレーキシステム304の制動装置に供給される油圧を調整して、制動装置を作動させることにより車輪の回転を制限してもよい。
パーキングロック機構は、アクチュエータの動作によりトランスミッションの出力軸の回転を制限する。パーキングロック機構は、たとえば、車両1のトランスミッション内の回転要素に連結して設けられる歯車(ロックギヤ)の歯部に対して、アクチュエータにより位置が調整されるパーキングロックポールの先端に設けられる突起部を嵌合させる。これにより、トランスミッションの出力軸の回転が制限され、車輪2の回転が制限される。
なお、運転支援システム100において実装されるアプリケーションとしては、特に上述したアプリケーションに限定されるものではなく、他の機能を実現するアプリケーションが追加されてもよいし、既存のアプリケーションが省略されてもよく、特に実装されるアプリケーションの数は限定されるものではない。
運動マネージャ200は、運転支援システム100の複数のアプリケーションの少なくともいずれかにおいて設定された行動計画に従った車両1の運動をアクチュエータシステム300に対して要求する。運動マネージャ200の詳細な構成については、後述する。
アクチュエータシステム300は、運動マネージャ200から出力される車両1の運動の要求を実現可能に構成される。アクチュエータシステム300は、複数種類のアクチュエータシステムを含む。図1においては、アクチュエータシステム300が、たとえば、パワートレインシステム302と、ブレーキシステム304と、ステアリングシステム306とを複数種類のアクチュエータシステムとして含む場合を一例として示している。なお、運動マネージャ200による運動の要求先となるアクチュエータシステムの個数としては、上述のような3つに限定されるものではなく、4つ以上であってもよいし、2つ以下であってもよいものとする。
パワートレインシステム302は、車両1の車輪2に駆動力を発生させることが可能な図示しないパワートレインアクチュエータと、上記パワートレインアクチュエータの動作を制御する図示しないパワートレインECU(Electronic Control Unit)とを含む。上記パワートレインアクチュエータは、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、変速機や差動装置などを含むトランスミッション、駆動源となるモータジェネレータ、モータジェネレータに供給する電力を蓄電する蓄電装置、モータジェネレータと蓄電装置との間で相互に電力を変換する電力変換装置、燃料電池等の発電源等のうちの少なくともいずれかを含む。上記パワートレインECUは、運動マネージャ200からのパワートレインシステム302における対応機器に対する運動の要求を実現するように対応機器を制御する。
ブレーキシステム304は、たとえば、車両1の各車輪に設けられる、複数の制動装置を含む。制動装置は、たとえば、油圧を用いて制動力を発生させるディスクブレーキ等の油圧ブレーキを含む。なお、制動装置としては、たとえば、車輪に接続され、回生トルクを発生させるモータジェネレータをさらに含むようにしてもよい。複数の制動装置を用いた車両1の制動動作は、ブレーキECU(図示せず)により制御される。ブレーキECUには、たとえば、運動マネージャ200と別にブレーキシステム304を制御するための制御部(図示せず)が設けられる。
ステアリングシステム306は、たとえば、車両1の操舵輪(たとえば、前輪)の舵角を変化可能な操舵装置と、操舵装置の動作を制御するECU(いずれも図示せず)とを含む。操舵装置は、たとえば、操作量に応じて舵角を変化させるステアリングホイールと、ステアリングホイールの操作とは別にアクチュエータにより舵角の調整が可能な電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)とを含む。操舵装置の動作を制御するECUは、EPSのアクチュエータの動作を制御する。
以上のような構成を有する車両1において、運転支援システム100が、たとえば、運転支援システム100から運動マネージャ200に対しては、複数のアプリケーションのうちの少なくともいずれかにおいて設定された行動計画の要求が要求信号PLN1として送信される。
要求信号PLN1としては、たとえば、AEB102、ACC106または自動駐車108において行動計画の一つとして設定される目標(要求)加速度についての情報や、LKA104において行動計画の一つとして設定される目標(要求)曲率についての情報等を含む。
運動マネージャ200は、受信した要求信号PLN1に含まれる行動計画の要求に基づいて車両1に要求する運動を設定し、設定された運動の実現をアクチュエータシステム300に要求する。すなわち、運動マネージャ200は、パワートレインシステム302に対する動作の要求を要求信号ACL1としてアクチュエータシステム300に送信する。運動マネージャ200は、ブレーキシステム304に対する動作の要求を要求信号BRK1としてアクチュエータシステム300に送信する。さらに、運動マネージャ200は、ステアリングシステム306に対する動作の要求を要求信号STR1としてアクチュエータシステム300に送信する。
要求信号ACL1は、たとえば、駆動トルクまたは駆動力の要求値に関する情報や、要求されているシフトレンジの情報や、調停の仕方に関する情報等(たとえば、最大値あるいは最小値を選択するか、ステップ的に変化させるか、徐変させるか等)を含む。シフトレンジとしては、たとえば、前進走行レンジ(以下、「Dレンジ」または単に「D」と記載する)と、後進走行レンジ(以下、「Rレンジ」または単に「R」と記載する)とを含む。
要求信号BRK1は、たとえば、制動トルクの要求値に関する情報や、調停の仕方に関する情報(たとえば、ステップ的に変化させるか、徐変させるか等)や、制動の実施タイミングについての情報(即時実施か否か等)等を含む。
要求信号STR1は、たとえば、目標(要求)舵角や、目標舵角が有効であるか否かについての情報や、ステアリングホイールの操作の支援トルクの上下限トルクに関する情報等を含む。
アクチュエータシステム300を構成する複数種類のアクチュエータシステムのうちの対応する要求信号を受信したアクチュエータシステムにおいては、要求信号に含まれる動作の要求が実現されるように制御される。
以下に、運動マネージャ200の構成の一例について説明する。図1に示すように、運動マネージャ200は、受付部202と、調停部204と、算出部206と、分配部208と、推定部210と、補正部212と、経路設定部214とを含む。
受付部202は、運転支援システム100の1つまたは複数のアプリケーションが出力する行動計画の要求を受け付ける。
調停部204は、各アプリケーションから受付部202を介して受け付けた複数の行動計画の要求を調停する。この調停の処理としては、所定の選択基準に基づいて複数の行動計画の中から1つの行動計画を選択することが一例として挙げられる。また、調停の処理としては、複数の行動計画に基づいて新たな行動計画を設定することも他の例として挙げられる。なお、調停部204は、アクチュエータシステム300から受信する所定の情報をさらに加えて、複数の行動計画の要求を調停してもよい。さらに、調停部204は、調停結果に基づいて決定した行動計画に対応する車両1の運動よりも、ドライバ状態(たとえば、操作装置400への操作状態)および車両状態に応じて求められる車両1の運動を一時的に優先させるか否かを判定してもよい。
算出部206は、調停部204における行動計画の要求の調停結果およびその調停結果に基づいて決定した車両1の運動に基づいて、運動要求を算出する。この運動要求は、アクチュエータシステム300の少なくともいずれかのアクチュエータシステムを制御するための物理量であり、行動計画の要求の物理量とは異なる物理量を含む。たとえば、行動計画の要求(第1の要求)が前後加速度である場合には、算出部206は、加速度を駆動力や駆動トルクに変換した値を運動要求(第2の要求)として算出する。
分配部208は、算出部206によって算出された運動要求をアクチュエータシステム300の少なくとも一つのアクチュエータシステムに分配(送信)する。分配部208は、たとえば、車両1の加速が要求される場合、パワートレインシステム302に対してのみに運動要求を分配する。あるいは、分配部208は、車両1の減速が要求される場合には、目標となる減速度を実現するためにパワートレインシステム302とブレーキシステム304とに運動要求を適切に分配する。分配部208が、運動要求をアクチュエータシステム300に送信する「送信部」に相当する。
アクチュエータシステム300のパワートレインシステム302からは、パワートレインシステム302の状態について情報が信号ACL2として運動マネージャ200に送信される。パワートレインシステム302の状態についての情報としては、たとえば、アクセルペダルの操作に関する情報や、パワートレインシステム302の実駆動トルクあるいは実駆動力に関する情報や、実シフトレンジ情報や、駆動トルクの上下限についての情報や、駆動力の上下限についての情報や、パワートレインシステム302の信頼性についての情報等が含まれる。
アクチュエータシステム300のブレーキシステム304からは、ブレーキシステム304の状態についての情報が信号BRK2として運動マネージャ200に送信される。ブレーキシステム304の状態についての情報としては、たとえば、ブレーキペダルの操作に関する情報や、ドライバが要求する制動トルクに関する情報や、調停後の制動トルクの要求値に関する情報や、調停後の実制動トルクに関する情報や、ブレーキシステム304の信頼性に関する情報等が含まれる。
アクチュエータシステム300のステアリングシステム306からは、ステアリングシステム306の状態についての情報が信号STR2として運動マネージャ200に送信される。ステアリングシステム306の状態についての情報としては、たとえば、ステアリングシステム306の信頼性に関する情報や、ドライバがステアリングホイールを把持しているかについての情報や、ステアリングホイールを操作するトルクに関する情報や、ステアリングホイールの回転角に関する情報等が含まれる。
また、アクチュエータシステム300は、上述したパワートレインシステム302、ブレーキシステム304およびステアリングシステム306に加えてセンサ群308を含む。
センサ群308は、車両1の挙動を検出する複数のセンサを含む。センサ群308は、たとえば、車両1の前後方向の車体加速度を検出する前後Gセンサ308a(図2参照)と、車両1の左右方向の車体加速度を検出する横Gセンサ308b(図2参照)と、各車輪に設けられ、車輪速を検出する車輪速センサ308c(図2参照)と、ヨー方向の回転角(ヨー角)の角速度を検出するヨーレートセンサ308d(図2参照)とを含む。なお、簡略化のため、車輪速センサ308cが1つのみ図示されているが、実際は複数の車輪2ごとに設けられている。センサ群308は、複数のセンサの検出結果を含む情報を信号VSS2として運動マネージャ200に送信する。すなわち、信号VSS2は、たとえば、前後Gセンサ308aの検出値と、横Gセンサ308bの検出値と、各車輪2の車輪速センサ308cの検出値と、ヨーレートセンサ308dの検出値と、各センサの信頼性に関する情報とを含む。なお、ヨーレートセンサ308dは、本開示の「角加速度センサ」の一例である。
操作装置400は、たとえば、シフトレンジを変更するためのシフトレバーやブレーキペダル等の運転者であるユーザが操作する操作部材を含む。シフトレバーの位置は、たとえば、シフトレバーの位置を検出する検出装置によって検出される。また、ブレーキペダルの位置は、ブレーキペダルの踏込量を検出する検出装置によって検出される。センサ群308は、上述のような各種検出装置をさらに含む。
運動マネージャ200は、アクチュエータシステム300から受信した各種信号を受信すると、所定の情報を信号PLN2として運転支援システム100に送信する。所定の情報は、各種アクチュエータシステムの異常の有無を含む動作状態を示すフェールクラスを含む。
図2に示すように、車両1は、車両本体10と、通信機11と、通信機12と、シート13と、シート重量センサ14と、ステアリング15とを備える。なお、通信機11および通信機12は、それぞれ、本開示の「第1車両側通信機」および「第2車両側通信機」の一例である。また、シート重量センサ14は、本開示の「第2重量センサ」の一例である。
車両本体10には、少なくとも1つの貨物20が収容される貨物室10aが形成されている。本実施の形態では、貨物室10aには、複数(図2では2つ)の貨物20が収容されている。なお、貨物室10aは、車両本体10の後部側(図2のY2側)に設けられている。
複数の貨物20の各々には、通信機21と通信機22とが取り付けられている。なお、通信機21および通信機22は、それぞれ、本開示の「第1貨物側通信機」および「第2貨物側通信機」の一例である。
車両1の通信機11は、貨物室10aに設けられている。具体的には、貨物室10aにおいて貨物20が載置されるスペースの左側(図2のX1側)および右側(図2のX2側)の各々において、複数の通信機11が前後方向(図2のY方向)に配列されている。通信機11は、貨物20に取り付けられた通信機21と通信可能である。なお、互いに異なる通信機21同士は、互いに通信可能である。
ここで、第1実施の形態では、車両1の通信機11は、互いに隣り合う貨物20の通信機21同士が通信していることを示す情報を、通信機21を通じて取得する。具体的には、通信機11は、互いに隣り合う貨物20の通信機21のうち通信機11に近い方の貨物20に取り付けられた通信機21から上記情報を取得する。なお、通信機11は、互いに隣り合う通信機21の両方から上記情報を取得してもよいし、互いに隣り合う通信機21のうち通信機11に遠い方の通信機21から上記情報を取得してもよい。
また、貨物20の通信機21は、同じ貨物20に取り付けられている通信機22のID情報を、車両1の通信機11に送信する。
車両1の通信機12は、貨物20に取り付けられた通信機22と通信可能である。通信機12の通信可能距離は、通信機11の通信可能距離よりも長い。通信機12は、たとえば、車両本体10の前方に配置されている。なお、通信機12の配置位置はこれに限られない。
車両1の通信機12は、通信機22が取り付けられた貨物20の重量を示す情報を、通信機22を通じて取得する。この際、通信機22は、取り付けられた貨物20の重量を示す情報と共に、自身のID情報を通信機12に送信する。なお、通信機22は、取り付けられている貨物20と隣り合う貨物20のID情報、および、隣り合う貨物室10aの壁面のID情報等を、通信機12に送信してもよい。
また、シート13は、運転席13aと、助手席13bと、後部座席13cとを含む。
シート重量センサ14は、シート13に設けられている。具体的には、シート重量センサ14は、運転席13a、助手席13b、および、後部座席13cの各々に設けられている。シート重量センサ14は、各シート13に座る乗員または載置される貨物等の重量を検知する。なお、後部座席13cには、複数のシート重量センサ14が設けられていてもよい。
シート重量センサ14は、シート13に設けられている。具体的には、シート重量センサ14は、運転席13a、助手席13b、および、後部座席13cの各々に設けられている。シート重量センサ14は、各シート13に座る乗員または載置される貨物等の重量を検知する。なお、後部座席13cには、複数のシート重量センサ14が設けられていてもよい。
ステアリング15は、乗員によって操作可能に構成されている。ステアリング15が乗員により操作されることにより、車両1の走行方向(舵角等)が制御される。
なお、以上に説明した、車両1に搭載された機器の構成および運動マネージャ200の構成は一例であって、適宜、追加、置換、変更、省略などが可能である。また、各機器の機能は適宜1つの機器に統合したり複数の機器に分散したりして実行することが可能である。
以上のような構成を有する車両1において、車両1に搭載された貨物および乗員の各々の配置および重量によって、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置が変動する場合がある。従来の車両では、車両の総重量および車両の重心の位置が変動する場合、運動要求に基づく車両の走行状態が通常時(上記総重量および重心が想定通りの場合)から変化する(走行状態が不安定になる)ことが考えられる。したがって、運転支援システム100に基づく車両1の走行状態を安定化させることが可能な車両1が望まれている。
そこで、第1実施の形態では、運動マネージャ200は、車両1の総重量および車両1の重心G(図3参照)の位置を推定するとともに、推定された上記総重量および重心Gの位置に基づいて、上記総重量および重心Gの位置による車両1の走行に対する影響を低減するようにアクチュエータシステム300(図1参照)への運動要求を補正する。具体的には、運動マネージャ200(補正部212)は、推定された上記総重量および重心Gの位置と、通常時(上記総重量および重心Gが想定通りの場合)の車両1の総重量および重心Gの位置との差に起因する、車両1の走行状態に対する影響が小さくなるように、運動要求を補正する。
運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の重心Gの位置が車両の中心C(図3参照)に対してずれているか否かを判定する。具体的には、運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の重心Gの位置が車両の中心Cに対して前後方向(Y方向)および左右方向(X方向)の各々にずれているか否かを判定する。
第1実施の形態では、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して前方(Y1側)または後方(Y2側)の一方にずれていると判定された場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、車両1の前方または後方の一方の車輪2にかかる制動力が増加されるように、運動要求を補正する。
言い換えると、図3に示すように、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して前方(Y1側)にずれていると判定された場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、前輪2aにかかる制動力が増加されるように、運動要求を補正する。さらに、図4に示すように、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して後方(Y2側)にずれている場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、後輪2bにかかる制動力が増加されるように、運動要求を補正する。この場合、運動マネージャ200(補正部212)は、ブレーキシステム304(図1参照)への運動要求を補正する。
具体的には、図5に示すように、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して前方にずれていると判定された場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、後輪2bの制動力に対する前輪2aの制動力の割合が大きくなるように、運動要求が補正される。
また、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して後方にずれていると判定された場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、前輪2aの制動力に対する後輪2bの制動力の割合が大きくなるように、運動要求が補正される。
なお、運動マネージャ200(補正部212)は、車輪2の制動力を補正する代わりにパワートレインシステム302(図1参照)への運動要求を補正することにより車輪2の駆動力を補正してもよいし、車輪2の制動力および駆動力の両方を補正してもよい。
また、第1実施の形態では、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対してずれていると判定された場合に、重心Gの位置ずれに起因する慣性モーメントを小さくするための補正値を、運動要求に加算する。具体的な説明を、図6および図7を参照して行う。
図6は、車両1が右側に曲がりながら走行する際の運動要求の補正の一例を示す。運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して前方にずれている場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合(図6の「通常時」参照)に比べて、左側の車輪2(2a、2b)の駆動力が増加されるとともに制動力が減少されるように、運動要求を補正する。さらに、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、右側の車輪2(2a、2b)の駆動力が減少されるとともに制動力が増加されるように、運動要求を補正する。この際、運動マネージャ200(補正部212)は、パワートレインシステム302およびブレーキシステム304への運動要求を補正する。なお、車輪2の制動力および駆動力のいずれか一方のみが補正されてもよい。
また、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して前方にずれている場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、前輪2aがより右側に切れるとともに後輪2bがより左側に切れるように、運動要求を補正する。この際、運動マネージャ200(補正部212)は、ステアリングシステム306(図1参照)への運動要求を補正する。なお、前輪2aおよび後輪2bのいずれか一方のみが補正されてもよい。
これらにより、重心Gの位置が中心Cに対して前方にずれていることにより生じる慣性モーメントに起因して、アンダーステア(外側に車両が膨らむ現象)が生じるのを抑制することが可能である。
また、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して後方にずれている場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、左側の車輪2(2a、2b)の駆動力が減少されるとともに制動力が増加されるように、運動要求を補正する。さらに、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて右側の車輪2(2a、2b)の駆動力が増加されるとともに制動力が減少されるように、運動要求を補正する。この際、運動マネージャ200(補正部212)は、パワートレインシステム302およびブレーキシステム304への運動要求を補正する。なお、車輪2の制動力および駆動力のいずれか一方のみが補正されてもよい。
また、運動マネージャ200(補正部212)は、重心Gの位置が中心Cに対して後方にずれている場合に、重心Gの位置が中心Cに位置する場合に比べて、前輪2aがより左側に切れるとともに後輪2bがより右側に切れるように、運動要求を補正する。この際、運動マネージャ200(補正部212)は、ステアリングシステム306への運動要求を補正する。なお、前輪2aおよび後輪2bのいずれか一方のみが補正されてもよい。
これらにより、重心Gの位置が中心Cに対して前方にずれていることにより生じる慣性モーメントに起因して、オーバーステア(内側に車両が切れ込む現象)が生じるのを抑制することが可能である。
なお、車両1が左側に曲がりながら走行する際は上記とは反対の制御が行われるだけであるので、詳細な説明は繰り返さない。
また、図7(A)に示すように、車両1が加速しながら走行している場合で、かつ、重心Gの位置が中心Cに対して右側にずれている場合、右回りの方向に沿った慣性モーメントが生じる。この場合、運動マネージャ200(補正部212)は、右側の車輪2(2a、2b)の駆動力が増加されるとともに制動力が減少されるように、運動要求を補正する。また、運動マネージャ200(補正部212)は、左側の車輪2(2a、2b)の駆動力が減少されるとともに制動力が増加されるように、運動要求を補正する。この際、運動マネージャ200(補正部212)は、パワートレインシステム302およびブレーキシステム304への運動要求を補正する。
これらにより、上記慣性モーメントが小さくなる(キャンセルされる)。なお、車輪2の駆動力および制動力のいずれか一方のみが補正されてもよい。なお、重心Gが左側にずれている場合は上記とは反対の制御が行われるだけであるので、詳細な説明は繰り返さない。
また、図7(B)に示すように、車両1が減速しながら走行している場合で、かつ、重心Gの位置が中心Cに対して右側にずれている場合、左回りの方向に沿った慣性モーメントが生じる。この場合、運動マネージャ200(補正部212)は、右側の車輪2(2a、2b)の駆動力が減少されるとともに制動力が増加されるように、運動要求を補正する。また、運動マネージャ200(補正部212)は、左側の車輪2(2a、2b)の駆動力が増加されるとともに制動力が減少されるように、運動要求を補正する。この際、運動マネージャ200(補正部212)は、パワートレインシステム302およびブレーキシステム304への運動要求を補正する。
これらにより、上記慣性モーメントが小さくなる(キャンセルされる)。なお、車輪2の駆動力および制動力のいずれか一方のみが補正されてもよい。なお、重心Gが左側にずれている場合は上記とは反対の制御が行われるだけであるので、詳細な説明は繰り返さない。
また、上記の慣性モーメントは、車両1の総重量が変化することによっても変化する。したがって、図6および図7に示す制御において、運動マネージャ200(補正部212)は、車両1の重心Gの中心Cに対するずれ量と車両1の総重量の変化量とに基づいて、慣性モーメントを小さくなる(キャンセルされる)ように、運動要求を補正する。なお、上記慣性モーメントは、運動マネージャ200によって算出されてもよい。
なお、運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の総重量が通常時(上記総重量が想定通りの場合)に対して変化しているか否かを判定してもよい。また、運動マネージャ200(補正部212)は、車両1の総重量が通常時に対して変化していると判定された場合に、運動要求を補正してもよい。
また、第1実施の形態では、運動マネージャ200(推定部210)は、貨物20の通信機21(図2参照)と車両1の通信機11(図2参照)との通信状態に基づいて貨物室10aにおける貨物20の配置を推定する。そして、運動マネージャ200(推定部210)は、推定された貨物20の配置に基づいて、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。
具体的には、運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の通信機11と通信する貨物20の通信機21からの情報(たとえば通信機11に対する通信機21の位置情報)に基づき、貨物20の配置を推定する。
また、運動マネージャ200(推定部210)は、互いに通信する通信機21同士の通信に基づき、互いに通信する通信機21同士のうちの一方(通信機11に近い方)に対する他方(通信機11に遠い方)の位置情報を取得する。これにより、通信機11は、互いに通信する通信機21同士のうちの上記他方とは直接的に通信しなくても、互いに通信する通信機21同士のうちの上記一方から、上記他方の通信機21の位置情報を取得する。
また、運動マネージャ200(推定部210)は、推定された貨物20の配置と、車両1の通信機12により取得された貨物20の重量を示す情報とに基づいて、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。ここで、上記のように、車両1の通信機11および通信機12の各々は、各貨物20に取り付けられた通信機22のID情報を取得している。したがって、運動マネージャ200は、通信機11が取得した貨物20の配置情報と、通信機12が取得した貨物20の重量情報とを、上記ID情報に基づいて紐付けることが可能である。
また、第1実施の形態では、運動マネージャ200(推定部210)は、シート重量センサ14により検知された重量に基づいて、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。具体的には、運動マネージャ200(推定部210)は、運転席13a、助手席13b、および、後部座席13cの各々に対応する上記情報に基づいて、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。
したがって、運動マネージャ200(推定部210)は、貨物室10aに収容されている貨物20の配置および重量と、シート重量センサ14により検知された重量とに基づいて、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。
また、第1実施の形態では、運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の走行に対する影響が抑制された地点500(図8参照)を車両1が走行している際に、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。ここで、車両1の走行に対する影響が抑制された地点500とは、図8に示すように、凹凸および傾斜が設けられていない平坦な地点(走行路)を意味する。
ここで、経路設定部214(図1参照)は、目的地502までの走行経路(図9の破線参照)を設定する。第1実施の形態では、経路設定部214は、地点500が走行経路に含まれるように、走行経路を設定する。たとえば、経路設定部214は、地点500が含まれる走行経路のうち目的地502までの距離が最短となる走行経路を設定してもよい。また、経路設定部214は、走行経路における地点500の個数に基づいて走行経路を設定してもよい。なお、経路設定部214により設定された走行経路は、図示しないカーナビゲーションシステム等により表示されるように構成されていてもよい。
(運動要求補正方法の説明)
次に、図10を参照して、運動マネージャ200による運動要求を補正する方法の説明を行う。
次に、図10を参照して、運動マネージャ200による運動要求を補正する方法の説明を行う。
まず、ステップS1において、運動マネージャ200(調停部204)は、運転支援システム100によって設定される複数の行動計画を調停する。
次に、ステップS2において、運動マネージャ200(算出部206)は、ステップS1における調停結果に基づいて、車両1のアクチュエータシステム300に分配する運動要求を算出する。
次に、ステップS3において、運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。具体的には、運動マネージャ200(推定部210)は、車両1の通信機11と貨物20の通信機21との通信、および、車両1の通信機12と貨物20の通信機22との通信に基づき、貨物20(図2参照)の重量情報および貨物20の配置情報を取得する。そして、運動マネージャ200(推定部210)は、取得された貨物20の重量情報および貨物20の配置情報に基づき、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。詳細には、運動マネージャ200(推定部210)は、貨物20の重量情報および貨物20の配置情報と、シート重量センサ14により検知された乗員(貨物)の重量情報(および配置情報)とに基づいて、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定する。
なお、ステップS3における制御は、たとえばステップS1またはS2の前に行われていてもよい。
次に、ステップS4において、運動マネージャ200(補正部212)は、ステップS3において推定された車両1の総重量および車両1の重心Gの位置に基づいて、運動要求を補正する。具体的には、運動マネージャ200(補正部212)は、車両1の総重量の変化および車両1の重心Gの位置ずれに起因する慣性モーメントを小さくするための補正を行う。詳細には、運動マネージャ200(補正部212)は、車輪2の制動力、駆動力、および、角度等が調整されるように、運動要求を補正する。
そして、ステップS5において、運動マネージャ200(分配部208)は、ステップS4において補正された運動要求を車両1のアクチュエータシステム300(パワートレインシステム302、ブレーキシステム304、および、ステアリングシステム306)に分配する。
以上のようにして、第1実施の形態に係る車両1によると、運動マネージャ200は、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置を推定するとともに、推定された上記総重量および重心Gの位置に基づいて、上記運動要求を補正する。これにより、運動マネージャ200は、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置の変動を加味して運動要求を補正することができる。その結果、車両1の総重量および車両1の重心Gの位置の変動に起因して車両の走行状態が異常になるのを抑制することができる。
また、運動マネージャ200は、車両1の通信機11と貨物20の通信機21との通信状態に基づいて貨物室10aにおける貨物20の配置を推定するとともに、推定された貨物20の配置に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gを推定する。ここで、通信機11は比較的小型な機器である。したがって、通信機11を車両1に備えることに起因して車両1が大型化するのを抑制することができる。
[第2実施の形態]
次に、図11および図12を参照して、本開示の第2実施の形態について説明する。第2実施の形態では、通信機(11、12、21、22)による情報に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される上記第1実施の形態と異なり、貨物室10aに設けられたカメラ10bを用いて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される。上記第1実施の形態と同様の構成については、同じ符号が付されているとともに、同様の説明は繰り返さない。
[第2実施の形態]
次に、図11および図12を参照して、本開示の第2実施の形態について説明する。第2実施の形態では、通信機(11、12、21、22)による情報に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される上記第1実施の形態と異なり、貨物室10aに設けられたカメラ10bを用いて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される。上記第1実施の形態と同様の構成については、同じ符号が付されているとともに、同様の説明は繰り返さない。
(車両の構成)
図11は、車両31の構成の一例を示す図である。車両31は、運動マネージャ600を備える。運動マネージャ600は、推定部610と、補正部612とを含む。
図11は、車両31の構成の一例を示す図である。車両31は、運動マネージャ600を備える。運動マネージャ600は、推定部610と、補正部612とを含む。
車両31は、貨物室10aに設けられたカメラ10bを備える。カメラ10bは、貨物室10aの前方側(Y1側)から貨物室10aを撮像するように設けられている。カメラ10bにより撮像された画像は、運動マネージャ600に送信される。なお、図11では、カメラ10bが1つだけ設けられて例が図示されているが、複数のカメラ10bが貨物室10aに設けられていてもよい。
カメラ10bは、貨物室10aに収容されている貨物20の位置情報を読み取り可能に構成されている。運動マネージャ600は、カメラ10bにより撮像された画像に基づいて、貨物20の位置情報(貨物室10aにおける座標情報)を取得する。なお、カメラ10b自身が貨物20の位置情報(貨物室10aにおける座標情報)を取得し、取得された貨物20の位置情報(座標情報)を運動マネージャ600に送信してもよい。
貨物室10aに収容されている貨物20には、貨物20の重量情報を示すコードが取り付けられている。具体的には、貨物20には、上記コードが記載されているシール23が取り付けられている。カメラ10bは、上記コードを読み取り可能である。
ここで、第2実施の形態では、運動マネージャ600(推定部610)は、カメラ10bが取得した貨物20の位置情報と、シール23に記載されたコードからカメラ10bが取得した貨物20の重量情報とに基づいて、車両31の総重量および車両31の重心Gの位置を推定する。すなわち、運動マネージャ600(推定部610)は、貨物室10aにおいて貨物20が載置されている位置情報(座標情報)と、貨物20の重量情報とを、互いに紐付けることにより、車両31の重心Gの位置(および車両31の総重量)を推定する。
(運動要求補正方法の説明)
次に、図12を参照して、運動マネージャ600による運動要求を補正する方法の説明を行う。第2実施の形態では、上記第1実施の形態のステップS3およびS4が、それぞれ、下記のステップS13およびS14に置き換えられるだけであり、その他の工程は上記第1実施の形態と同じである。
次に、図12を参照して、運動マネージャ600による運動要求を補正する方法の説明を行う。第2実施の形態では、上記第1実施の形態のステップS3およびS4が、それぞれ、下記のステップS13およびS14に置き換えられるだけであり、その他の工程は上記第1実施の形態と同じである。
ステップS13では、運動マネージャ600(推定部610)は、車両31の総重量および車両31の重心Gの位置を推定する。具体的には、運動マネージャ600(推定部610)は、カメラ10b(図11参照)を用いて取得された貨物20の重量情報および貨物20の配置情報に基づき、車両31の総重量および車両31の重心Gの位置を推定する。詳細には、運動マネージャ600(推定部610)は、貨物20の重量情報および貨物20の配置情報と、シート重量センサ14により検知された乗員(貨物)の重量情報(および配置情報)とに基づいて、車両31の総重量および車両31の重心Gの位置を推定する。
なお、ステップS13における推定ステップは、たとえばステップS1またはS2の前に行われていてもよい。
次に、ステップS14において、運動マネージャ600(補正部612)は、ステップS13において推定された車両31の総重量および車両31の重心Gの位置に基づいて、運動要求を補正する。
以上のようにして、第2実施の形態に係る車両31によると、運動マネージャ600は、カメラ10bが取得した貨物20の位置情報と、コードからカメラ10bが取得した貨物20の重量情報とに基づいて、車両31の総重量および車両31の重心Gを推定する。これにより、カメラ10bによって取得された貨物室10aの実際の画像に基づき、貨物20の正確な位置情報を容易に取得することができる。
第2実施の形態におけるその他の構成および効果は、上記第1実施の形態と同じである。
[第3実施の形態]
次に、図13および図14を参照して、本開示の第3実施の形態について説明する。第3実施の形態では、通信機(11、12、21、22)による情報に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される上記第1実施の形態と異なり、貨物室10aに設けられた貨物重量センサ10cを用いて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される。上記第1実施の形態と同様の構成については、同じ符号が付されているとともに、同様の説明は繰り返さない。
[第3実施の形態]
次に、図13および図14を参照して、本開示の第3実施の形態について説明する。第3実施の形態では、通信機(11、12、21、22)による情報に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される上記第1実施の形態と異なり、貨物室10aに設けられた貨物重量センサ10cを用いて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される。上記第1実施の形態と同様の構成については、同じ符号が付されているとともに、同様の説明は繰り返さない。
(車両の構成)
図13は、車両41の構成の一例を示す図である。車両41は、運動マネージャ700を備える。運動マネージャ700は、推定部710と、補正部712とを含む。
図13は、車両41の構成の一例を示す図である。車両41は、運動マネージャ700を備える。運動マネージャ700は、推定部710と、補正部712とを含む。
車両41は、貨物室10aに設けられた貨物重量センサ10cを備える。貨物重量センサ10cは、貨物室10aの底面において貨物20が載置されるように設けられている。貨物重量センサ10cは、貨物室10aに収容された貨物20の重量を検知する。貨物重量センサ10cにより検知された貨物20の重量情報は、運動マネージャ700に送信される。なお、貨物重量センサ10cは、本開示の「第1重量センサ」の一例である。
また、貨物重量センサ10cは、貨物室10aにおいて複数設けられている。複数の貨物重量センサ10cは、上方から見て、たとえば行列状(マトリクス状)に設けられている。運動マネージャ700は、貨物20の重量情報を取得した貨物重量センサ10cの位置に基づき、貨物20の位置情報を取得する。これにより、運動マネージャ700は、貨物20の重量情報と共に、貨物20の位置情報(貨物室10aにおける座標情報)を取得する。なお、貨物重量センサ10cの個数は上記に限られない。たとえば貨物重量センサ10cの個数が1つであってもよい。
ここで、第3実施の形態では、運動マネージャ700(推定部710)は、貨物重量センサ10cにより検知された貨物20の重量情報に基づいて、車両41総重量および車両41の重心Gの位置を推定する。具体的には、運動マネージャ700(推定部710)は、貨物重量センサ10cにより検知された貨物20の重量情報と、貨物20の位置情報(貨物室10aにおける座標情報)とに基づいて、車両41の総重量および車両41の重心Gの位置を推定する。
(運動要求補正方法の説明)
次に、図14を参照して、運動マネージャ700による運動要求を補正する方法の説明を行う。第2実施の形態では、上記第1実施の形態のステップS3およびS4が、それぞれ、下記のステップS23およびS24に置き換えられるだけであり、その他の工程は上記第1実施の形態と同じである。
次に、図14を参照して、運動マネージャ700による運動要求を補正する方法の説明を行う。第2実施の形態では、上記第1実施の形態のステップS3およびS4が、それぞれ、下記のステップS23およびS24に置き換えられるだけであり、その他の工程は上記第1実施の形態と同じである。
ステップS23では、運動マネージャ700(推定部710)は、車両41の総重量および車両41の重心Gの位置を推定する。具体的には、運動マネージャ700(推定部710)は、貨物重量センサ10c(図13参照)を用いて取得された貨物20の重量情報および貨物20の配置情報に基づき、車両41の総重量および車両41の重心Gの位置を推定する。詳細には、運動マネージャ700(推定部710)は、貨物20の重量情報および貨物20の配置情報と、シート重量センサ14により検知された乗員(貨物)の重量情報(および配置情報)とに基づいて、車両41の総重量および車両41の重心Gの位置を推定する。
なお、ステップS23における推定ステップは、たとえばステップS1またはS2の前に行われていてもよい。
次に、ステップS24において、運動マネージャ700(補正部712)は、ステップS23において推定された車両41の総重量および車両41の重心Gの位置に基づいて、運動要求を補正する。
以上のようにして、第3実施の形態に係る車両41によると、運動マネージャ700は、運動マネージャ700は、貨物重量センサ10cにより検知された貨物20の重量に基づいて、車両41の総重量および車両41の重心Gの位置を推定する。これにより、運動マネージャ700は、貨物重量センサ10cにより貨物20の正確な重量情報を取得することができる。その結果、運動マネージャ700は、車両41の総重量および車両41の重心Gの位置を正確に推定することができる。
第3実施の形態におけるその他の構成は、上記第1実施の形態と同じである。
[第4実施の形態]
次に、図15~図17を参照して、本開示の第4実施の形態について説明する。第4実施の形態では、通信機(11、12、21、22)による情報に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される上記第1実施の形態と異なり、車両51の角加速度に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される。上記第1実施の形態と同様の構成については、同じ符号が付されているとともに、同様の説明は繰り返さない。
[第4実施の形態]
次に、図15~図17を参照して、本開示の第4実施の形態について説明する。第4実施の形態では、通信機(11、12、21、22)による情報に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される上記第1実施の形態と異なり、車両51の角加速度に基づいて車両1の総重量および車両1の重心Gが推定される。上記第1実施の形態と同様の構成については、同じ符号が付されているとともに、同様の説明は繰り返さない。
(車両の構成)
図15は、車両51の構成の一例を示す図である。車両51は、運動マネージャ800を備える。運動マネージャ800は、推定部810と、補正部812とを含む。
図15は、車両51の構成の一例を示す図である。車両51は、運動マネージャ800を備える。運動マネージャ800は、推定部810と、補正部812とを含む。
第4実施の形態では、運動マネージャ800(推定部810)は、ヨーレートセンサ308dにより検知された車両51の角加速度に基づいて、車両51の重心Gの位置を推定する。したがって、運動マネージャ800(補正部812)は、ヨーレートセンサ308dにより検知された車両51の角加速度に基づいて、運動要求を補正する。以下に、車両51の角加速度に基づいて車両51の重心Gの位置を推定する方法を説明する。
図16は、車両51の重心Gが、車両51の中心Cに対して後方(Y2側)に所定の距離(Rcとする)ずれている場合の図である。ここで、車両51の重心Gが車両51の中心Cに位置する場合に車両51が定常円旋回する走行条件(速度、舵角、および、駆動力等)で、重心Gが中心Cからずれている車両51が走行すると、車両51のヨー方向に角加速度が生じる。なお、車両51が定常円旋回する走行条件は、設計時または車両評価時に予め計測されるとともに、車両51の図示しない記憶装置等に記憶されている。
ここで、車両51のヨー方向の角加速度をαとする。また、車両51のヨー方向の慣性モーメントをIとする。また、車両51の総重量をMとする。また、車両51の速度をνとする。また、車両51の旋回半径をRtとする。また、前輪2aの横力の合計(図16のFf)によるトルクをTfとする。また、後輪2bの横力の合計(図16のFr)によるトルクをTrとする。また、遠心力(図16のFc)によるトルクをTcとする。また、前輪2a同士の間の中央と車両51の中心Cとの間のY方向における距離をRfとする。また、後輪2b同士の間の中央と車両51の中心Cとの間のY方向における距離をRrとする。
車両51のヨー方向の慣性モーメントと、車両51の総重量との関係が、下記の式(1)により表される。
また、車両51のヨー方向のトルク(tとする)が、下記の式(2)および式(3)により表される。
また、各トルク(Tf、Tr、Tc)は、車輪2に加わる横力(遠心力)と中心Cまでの距離との積となるので、下記の式(4)が成り立つ。
したがって、車両51のヨー方向の慣性モーメントと、車両51のヨー方向のトルクとの関係が、下記の式(5)により表される。
上記の式(1)と式(5)とに基づき、重心Gと中心Cとの距離(Rc)と角加速度(α)との関係を表す下記の式(6)が成り立つ。
また、車両51にかかる遠心力(Fc)と、車両51の重量(M)、速度(ν)、および、旋回半径(Rt)との関係を表す下記の式(7)が成り立つ。
ここで、重心Gが中心Cに位置する通常時において定常円旋回する走行条件では、前輪2aによるトルク(Tf)と後輪2bによるトルク(Tr)とは打ち消し合う。これにより、上記の式(6)と式(7)とに基づき、下記の式(8)が成り立つ。
上記の式(8)に基づき、重心Gと中心Cとの距離(Rc)と角加速度(α)との関係を表す下記の式(9)が成り立つ。
すなわち、車両51の重心Gと車両51の中心Cとの間の距離(Rc)は、車両51の速度(ν)と、車両51のヨー方向の角加速度(α)とに基づく値となる。したがって、運動マネージャ800(推定部810)は、ヨーレートセンサ308dにより検知された車両51の角加速度と、図示しない速度センサにより検知された車両51の速度とに基づいて、車両51の重心Gの位置を推定する。
次に、図17は、車両51の重心Gが、車両51の中心Cに対して右側に所定の距離(Rc)ずれている場合の図である。ここで、前後方向の車両51の加速度をAxとする。また、車両51の前後方向の力(制動力と駆動力との合計値)をFとする。
車両51のヨー方向の慣性モーメントと、車両5の総重量との関係が、下記の式(10)により表される。
また、車両51のヨー方向のモーメント(トルク)と、車両51の前後方向の力との関係が、下記の式(11)により表される。
また、車両51のヨー方向のモーメント(トルク)と、車両51のヨー方向の慣性モーメントとの関係が、下記の式(12)により表される。
そして、上記の式(10)~式(12)に基づき、重心Gと中心Cとの距離(Rc)と角加速度との関係を表す下記の式(13)が成り立つ。
すなわち、車両51の重心Gと車両51の中心Cとの間の距離(Rc)は、車両51のヨー方向の角加速度(α)に基づく値となる。また、車両51の前後方向の力(F)は、車両51の総重量(M)と車両51の加速度(Ax)との積(F=M×Ax)により表されるので、上記距離(Rc)は、車両51のヨー方向の角加速度(α)と、車両51の加速度(Ax)とに基づく値となる。したがって、運動マネージャ800(推定部810)は、ヨーレートセンサ308dにより検知された車両51の角加速度と、前後Gセンサ308aによって検知される前後方向における加速度とに基づいて、車両51の重心Gの位置を推定する。
以上のようにして、第4実施の形態に係る車両51によると、運動マネージャ800は、ヨーレートセンサ308dにより検知された角加速度に基づいて、運動要求を補正する。ここで、ヨーレートセンサ308dは、車両において一般的に備えられているセンサである。したがって、特別な機器を車両に搭載しなくても運動要求を補正することができるので、車両51の構成が複雑化するのを抑制することができるとともに、車両1の部品点数が増加するのを抑制することができる。
(運動要求補正方法の説明)
次に、図18を参照して、運動マネージャ800による運動要求を補正する方法の説明を行う。第4実施の形態では、上記第1実施の形態のステップS3およびS4が、それぞれ、下記のステップS33およびS34に置き換えられるだけであり、その他の工程は上記第1実施の形態と同じである。
次に、図18を参照して、運動マネージャ800による運動要求を補正する方法の説明を行う。第4実施の形態では、上記第1実施の形態のステップS3およびS4が、それぞれ、下記のステップS33およびS34に置き換えられるだけであり、その他の工程は上記第1実施の形態と同じである。
ステップS33では、運動マネージャ800(推定部810)は、車両51の総重量および車両51の重心Gの位置を推定する。具体的には、運動マネージャ800(推定部810)は、ヨーレートセンサ308dにより検知された車両51の角加速度に基づき(上記の式(9)および(13)参照)、車両51の重心Gの位置を推定する。なお、運動マネージャ800(推定部810)は、上記第1実施~第3実施の形態のいずれかの方法を用いて、車両51の総重量を推定してもよい。
なお、ステップS33における推定ステップは、たとえばステップS1またはS2の前に行われていてもよい。
次に、ステップS34において、運動マネージャ800(補正部812)は、ステップS33において推定された車両51の総重量および車両51の重心Gの位置に基づいて、運動要求を補正する。
第4実施の形態におけるその他の構成および効果は、上記第1実施の形態と同じである。なお、車両51の総重量の推定は、上記第1~第3実施の形態のいずれかの推定方法により行われてもよい。
また、上記第1~第4実施の形態では、車両1(31、41、51)の総重量および車両1(31、41、51)の重心Gの位置が推定される例を示したが、本開示はこれに限られない。車両1(31、41、51)の総重量および車両1(31、41、51)の重心Gの位置のいずれか一方のみが推定されてもよい。
また、上記第1~第4実施の形態では、走行への影響が抑制された地点500が走行経路に含まれるように走行経路が設定される例を示したが、本開示はこれに限られない。走行への影響が抑制された地点500が走行経路に含まれなくてもよい。
また、上記第1~第4実施の形態では、ヨーレートセンサ308dにより車両1(31、41、51)の角加速度を直接的に検知する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、ジャイロセンサにより検知された角速度により角加速度を算出(間接的に角加速度を検知)してもよい。また、前後Gセンサ308a(横Gセンサ308b)により車両1(31、41、51)の加速度を直接的に検知せずに、たとえば車速センサにより検知された車速に基づいて加速度を算出(間接的に加速度を検知)してもよい。
また、上記第1実施の形態では、貨物20に取り付けられた通信機22により貨物20の重量情報が取得されることによって、運動マネージャ200が車両1の総重量を取得する例を示したが、本開示はこれに限られない。運動マネージャ200は、貨物20の重量が所定の固定値(たとえば2Kg)であるとして車両1の総重量を推定してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。また、上記第1~第4実施の形態の構成は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
1、31、41、51 車両,2、2a、2b 車輪,10 車両本体,10a 貨物室,10b カメラ,10c 貨物重量センサ(第1重量センサ),11 通信機(第1車両側通信機),12 通信機(第2車両側通信機),14 シート重量センサ(第2重量センサ),20 貨物,21 通信機(第1貨物側通信機),22 通信機(第2貨物側通信機),100 運転支援システム、108 自動駐車、200、600、700、800 運動マネージャ,204 調停部,206 算出部,208 分配部,214 経路設定部,300 アクチュエータシステム、308d ヨーレートセンサ(角加速度センサ),500 地点,520 目的地,C 中心,G 重心。
Claims (14)
- 車両の運転支援に関する行動計画を設定する運転支援システムと、
前記運転支援システムによって設定される複数の行動計画を調停する運動マネージャと、
前記運動マネージャによる調停結果を用いて生成される運動要求が分配されるアクチュエータシステムと、を備え、
前記運動マネージャは、前記車両の総重量および前記車両の重心の位置の少なくとも一方を推定するとともに、推定された前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方に基づいて、前記総重量および前記重心の位置による前記車両の走行に対する影響を低減するように前記運動要求を補正する、車両。 - 前記運動マネージャは、前記車両の走行に対する影響が抑制された地点を前記車両が走行している際に、前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方を推定する、請求項1に記載の車両。
- 目的地までの走行経路を設定する経路設定部を備え、
前記経路設定部は、前記影響が抑制された地点が前記走行経路に含まれるように、前記走行経路を設定する、請求項2に記載の車両。 - 少なくとも1つの貨物が収容される貨物室が形成された車両本体と、
前記貨物室に設けられた第1車両側通信機と、をさらに備え、
前記第1車両側通信機は、前記貨物に取り付けられた第1貨物側通信機と通信可能であり、
前記運動マネージャは、前記第1貨物側通信機と前記第1車両側通信機との通信状態に基づいて前記貨物室における前記貨物の配置を推定するとともに、推定された前記貨物の配置に基づいて前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方を推定する、請求項1~3のいずれか1項に記載の車両。 - 前記貨物室には、前記第1貨物側通信機が取り付けられた前記貨物が複数収容されており、
前記第1車両側通信機は、互いに隣り合う前記貨物の前記第1貨物側通信機同士が通信していることを示す情報を、前記第1貨物側通信機を通じて取得する、請求項4に記載の車両。 - 前記貨物に取り付けられた第2貨物側通信機と通信可能な第2車両側通信機をさらに備え、
前記第2車両側通信機は、前記第2貨物側通信機が取り付けられた前記貨物の重量を示す情報を前記第2貨物側通信機を通じて取得し、
前記運動マネージャは、推定された前記貨物の配置と、取得された前記貨物の前記重量を示す情報とに基づいて、前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方を推定する、請求項4または5に記載の車両。 - 貨物が収容される貨物室が形成された車両本体と、
前記貨物室に設けられたカメラと、を備え、
前記カメラは、前記貨物の位置情報と、前記貨物に取り付けられた前記貨物の重量情報を示すコードを読み取り可能であり、
前記運動マネージャは、前記カメラが取得した前記貨物の位置情報と、前記コードから前記カメラが取得した前記重量情報とに基づいて、前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方を推定する、請求項1~6のいずれか1項に記載の車両。 - 貨物が収容される貨物室が形成された車両本体と、
前記貨物室に設けられた第1重量センサと、を備え、
前記第1重量センサは、前記貨物室に収容された前記貨物の重量を検知し、
前記運動マネージャは、前記第1重量センサにより検知された前記貨物の重量に基づいて、前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方を推定する、請求項1~7のいずれか1項に記載の車両。 - シートと、
前記シートに設けられた第2重量センサと、をさらに備え、
前記運動マネージャは、前記第2重量センサにより検知された重量に基づいて、前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方を推定する、請求項1~8のいずれか1項に記載の車両。 - 前記運動マネージャは、前記車両の前記重心の位置が前記車両の中心に対してずれているか否かを判定するとともに、前記重心の位置が前記中心に対してずれていると判定した場合に、前記重心の位置ずれに起因する慣性モーメントを小さくするための補正値を、前記運動要求に加算する、請求項1~9のいずれか1項に記載の車両。
- 前記運動マネージャは、前記車両の前記重心の位置が前記車両の中心に対して少なくとも前後方向にずれているか否かを判定するとともに、前記重心の位置が前記中心に対して前方または後方の一方にずれていると判定した場合に、前記重心の位置が前記中心に位置する場合に比べて、前記車両の前方または後方の前記一方の車輪にかかる制動力が増加されるように、前記運動要求を補正する、請求項1~10のいずれか1項に記載の車両。
- 前記車両の角加速度を検知する角加速度センサをさらに備え、
前記運動マネージャは、前記角加速度センサにより検知された前記角加速度に基づいて、前記運動要求を補正する、請求項1~11のいずれか1項に記載の車両。 - 車両の運転支援システムによって設定された前記車両の運転支援に関する複数の行動計画を調停する調停部と、
前記調停部による調停結果に基づいて運動要求を算出する算出部と、
前記運動要求を前記車両のアクチュエータシステムに分配する分配部と、を備える運動マネージャであって、
前記車両の総重量および前記車両の重心の位置の少なくとも一方を推定するとともに、推定された前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方に基づいて、前記総重量および前記重心の位置による前記車両の走行に対する影響を低減するように前記運動要求を補正する、運動マネージャ。 - 車両の運転支援システムによって設定された前記車両の運転支援に関する複数の行動計画を調停する調停ステップと、
前記調停ステップにおける調停結果に基づいて、前記車両のアクチュエータシステムに分配する運動要求を算出する算出ステップと、
前記車両の総重量および前記車両の重心の位置の少なくとも一方を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにおいて推定された前記総重量および前記重心の位置の前記少なくとも一方に基づいて、前記総重量および前記重心の位置による前記車両の走行に対する影響を低減するように前記算出ステップにおいて算出された前記運動要求を補正する補正ステップと、
前記補正ステップにおいて補正された前記運動要求を前記アクチュエータシステムに分配する分配ステップと、を備える、運動要求補正方法。
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