JP7034042B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転車両に設けられるサスペンション制御装置に関する。

特許文献１には、予め設定された目的地までの上位行動計画と、該上位行動計画を達成するために車速目標値と操舵目標値との少なくとも一方を制御する下位行動計画とに基づき、車両の自動走行を制御する車両制御装置が開示されている。

国際公開第2016/194157号公報

ところで、従来のサスペンション制御では、走行中の自動運転車両におけるダンパ温度推定値が規定値に達した場合、サスペンション制御を停止することで当該サスペンション（ダンパ）のオーバーヒートを防ぐようにしていた。この場合、ダンパの減衰力特性が、例えばソフト特性で固定されるため、車両の乗り心地および操縦安定性が著しく低下するおそれがある。さらに、サスペンション制御を停止させてもダンパの自己発熱を抑止できないため、ダンパ温度が低下するまで時間が掛かり、延いては、サスペンション制御を再開させるまでに時間を要していた。

本発明の課題は、目的地に到着するまでの自動運転車両の乗り心地および操縦安定性を維持することが可能なサスペンション制御装置を提供することにある。

本発明のサスペンション制御装置は、自動運転車両に設けられるサスペンション制御装置であって、目的地までの速度計画を算出する速度計画算出部と、前記速度計画算出部によって算出された速度計画に基づき走行中の車体の上下動によるサスペンション温度の推移を予測するサスペンション温度予測部と、前記サスペンション温度予測部によって算出されたサスペンション温度に基づき自動運転車両の速度を制限する車速制限部と、を備え、前記車速制限部は、前記サスペンション温度予測部によって算出されたサスペンション温度が規定値を下回っていない場合に、前記速度計画算出部によって算出された速度計画の最高速度を低下させることを特徴とする。

本発明によれば、目的地に到着するまでの自動運転車両の乗り心地および操縦安定性を維持することができる。

第１実施形態に係るサスペンション制御装置のブロック図である。 第１実施形態に係るサスペンション制御装置のフローチャートである。 第２実施形態に係るサスペンション制御装置のブロック図である。 第２実施形態に係るサスペンション制御装置のフローチャートである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
第１実施形態に係るサスペンション制御装置１は、自動運転車両に設けられる。サスペンション制御装置１は、上下方向へ相対移動可能な２部材（車体、車輪）間に設けられるサスペンションを有する。サスペンションは、懸架ばねとダンパとを備える。ダンパは、電気粘性流体（ＥＲＦ）に印加させる電界を変化させることで減衰力特性を切り替えるＥＲＦダンパ、磁気粘性流体（ＭＲＦ）に印加させる磁界を変化させることで減衰力特性を切り替えるＭＲＦダンパ等の減衰力調整式緩衝器を用いることができる。

図１を参照すると、サスペンション制御装置１は、目的地設定部１１と、走行ルート算出部１２と、走行計画算出部１３（速度計画算出部）と、サスペンション温度推移予測部１４と、車速制限部１５とを有する。目的地設定部１１は、カーナビゲーション装置３から出力されるユーザ入力情報（ユーザ入力信号）に基づき目的地を設定し、該目的地設定情報を走行ルート算出部１２へ出力する。なお、ユーザ入力情報は、カーナビゲーション装置３とは別に設けられるユーザ入力部から取得するように構成してもよい。

走行ルート算出部１２は、目的地設定部１１から取得した目的地設定情報と、ＧＰＳ受信部２から取得した車両位置情報と、カーナビゲーション装置３から取得した地図情報とに基づき、現在地（基準位置）から目的地（目的位置）までの走行ルートを算出する。なお、地図情報は、カーナビゲーション装置３に格納された地図データベースとは別に設けられる地図データベースから取得するように構成してもよい。また、走行ルート算出部１２が走行ルートを算出する方法は、ダイクストラ法等の既知のアルゴリズムを用いることができる。

走行計画算出部１３は、走行ルート算出部１２によって算出される走行ルートの各区間における走行計画を算出する。走行計画算出部１３から出力される走行計画情報には、現在地から目的地までの走行ルートの各区間における速度計画情報が含まれる。なお、走行ルートの各区間における速度計画は、走行ルート算出部１２から取得した走行ルート情報、カーナビゲーション装置３の地図データベースから取得した路面情報等に基づき算出される。

サスペンション温度推移予測部１４は、走行ルート算出部１２によって算出された走行ルートの各区間におけるサスペンション温度（ダンパ温度）の推移を予測する。サスペンション温度推移予測部１４は、走行計画算出部１３から出力される速度計画情報を含む走行計画情報、カーナビゲーション装置３の地図データベースから取得した路面情報等に基づき、走行ルートの各区間における一定時間毎のサスペンション温度を推定し、当該サスペンション温度の推移を予測する。

車速制限部１５は、サスペンション温度推移予測部１４によって算出されるサスペンション温度推移予測情報に基づき、自動運転車両が目的地に到着するまでの間にサスペンション温度が規定温度（規定値）に達することがないように、走行計画算出部１３によって算出される速度計画を変更する。なお、速度計画の変更は、走行ルートの全区間を変更してもよいし、あるいは、サスペンション温度が規定温度に達した区間のみを変更するようにしてもよい。

次に、図２を参照して、第１実施形態に係るサスペンション制御装置１における処理を説明する。
まず、図２におけるステップ１では、目的地設定部１１によって、自動運転車両の目的地が設定される。目的地設定部１１は、カーナビゲーション装置３から出力されるユーザ入力情報（ユーザ入力信号）に基づき目的地を設定する。目的地設定部１１は、目的地設定情報を走行ルート算出部１２へ出力する。

図２におけるステップ２では、走行ルート算出部１２によって、現在地から目的地までの走行ルートが算出される。走行ルート算出部１２は、目的地設定部１１から取得した目的地設定情報と、ＧＰＳ受信部２から取得した車両位置情報と、カーナビゲーション装置３から取得した地図情報とに基づき、現在地から目的地までの走行ルートを算出する。走行ルート算出部１２は、算出した走行ルートを各区間に区分した走行ルート情報を走行計画算出部１３へ出力する。なお、走行ルート算出部１２から出力される走行ルート情報には、走行ルートの各区間における最高速度情報（最高速度設定値）が含まれる。

図２におけるステップ３では、走行計画算出部１３（速度計画算出部）によって、走行ルートの各区間の速度計画が算出される。走行計画算出部１３は、走行ルート算出部１２から取得した走行ルート情報、カーナビゲーション装置３の地図データベースから取得した路面情報等に基づき、走行ルートの各区間における速度計画、および各区間における最高速度値を算出する。走行計画算出部１３は、走行モード設定が速度優先モードに設定されていない場合（図２におけるステップ４のNO）、算出した速度計画情報を含む走行計画情報をサスペンション温度推移予測部１４へ出力する。

図２におけるステップ４では、走行モード設定が速度優先モードに設定されているか否かが判定される。ここで、走行モード設定が速度優先モードに設定されている場合（図２におけるステップ４のYES）、図２におけるステップ３で算出された速度計画情報を含む走行計画情報を自動運転制御部４へ出力して一連の処理を終了する。なお、走行モード設定が速度優先モードに設定されているか否かの判定は、カーナビゲーション装置３から出力されるユーザ入力情報に基づき行われる。

一方、図２におけるステップ４で、走行モード設定が速度優先モードに設定されていない場合（図２におけるステップ４のNO）、図２におけるステップ５の処理が実行される。図２におけるステップ５では、サスペンション温度推移予測部１４によって、走行ルートの各区間におけるサスペンション温度（ダンパ温度）の推移が算出（予測）される。サスペンション温度推移予測部１４は、走行計画算出部１３から出力される速度計画情報を含む走行計画情報、カーナビゲーション装置３の地図データベースから取得した路面情報等に基づき、走行ルートの各区間における一定時間毎のサスペンション温度を算出（推定）する。

図２におけるステップ６では、車速制限部１５によって、走行ルートの各区間におけるサスペンション温度と予め定められた規定温度（規定値）とが比較される。ここで、走行ルートの各区間におけるサスペンション温度が規定温度を下回っていると判定された場合（図２におけるステップ６のYES）、図２におけるステップ３で算出された速度計画情報を含む走行計画情報を自動運転制御部４へ出力して一連の処理を終了する。

一方、図２におけるステップ６で、走行ルートの各区間におけるサスペンション温度が規定温度（規定値）を下回っていないと判定された場合、換言すると、サスペンション温度が規定温度（規定値）以上になる区間がある場合（図２におけるステップ６のNO）、車速制限部１５は、サスペンション温度が規定温度を下回っていない区間の最高速度設定値を小さくし（図２におけるステップ７）、図２におけるステップ３の走行計画算出部１３による処理を実行する。なお、最高速度設定値は、例えば、予め定められた値を乗算することで小さくする。

そして、図２におけるステップ６で、走行ルートの各区間におけるサスペンション温度が規定温度（規定値）を下回っている（図２におけるステップ６のYES）と判定されるまで、ステップ３からステップ７までの処理を繰り返し実行する。

ここで、従来のサスペンション制御では、走行中の自動運転車両におけるサスペンション温度（ダンパ温度）の推定値が規定値に達した場合、サスペンション制御を停止することで当該サスペンション（ダンパ）のオーバーヒートを防ぐようにしていた。この場合、ダンパの減衰力特性が、例えばソフト特性で固定されるため、乗り心地および操縦安定性が著しく低下してしまうことが問題があった。さらに、サスペンション制御を停止させてもダンパの自己発熱を抑止できないため、ダンパ温度が低下するまでに時間を要し、サスペンション制御を再開させるまでに時間が掛かることが問題があった。

これに対し、第１実施形態では、現在地から目的地までの走行ルートの各区間におけるサスペンション温度（ダンパ温度）の推移を予測し、自動運転車両が現在地から目的地に到着するまでの間のサスペンション温度が規定温度（規定値）に達することがないように、走行ルートの各区間における速度計画を変更するように構成した。これにより、サスペンション（ダンパ）の自己発熱を抑制することが可能であり、現在地から目的地までの間、サスペンション温度が規定温度を上回ることがない。従って、サスペンションのオーバーヒートが抑止されるので、自動運転車両の乗り心地および操縦安定性を維持することができる。

また、第１実施形態では、ユーザーにより速度優先モードが選択された場合、サスペンション温度が規定温度（規定値）に達しても速度計画を変更しないように構成したので、目的に早く到着する要望にも対応することができる。

第１実施形態では以下の効果を奏する。
第１実施形態によれば、自動運転車両に設けられるサスペンション制御装置であって、目的地までの速度計画を算出する速度計画算出部と、速度計画算出部によって算出された速度計画に基づきサスペンション温度の推移を予測するサスペンション温度予測部と、サスペンション温度予測部によって算出されたサスペンション温度に基づき自動運転車両の速度を制限する車速制限部と、を備え、車速制限部は、サスペンション温度予測部によって算出されたサスペンション温度が規定値を下回っていない場合に、速度計画算出部によって算出された速度計画の最高速度を低下させる。

よって、第１実施形態では、サスペンション温度予測部によって、現在地から目的地までの走行ルートの各区間におけるサスペンション温度（ダンパ温度）の推移を予測し、車速制限部によって、自動運転車両が現在地から目的地に到着するまでの間のサスペンション温度が規定温度（規定値）に達することがないように、走行ルートの各区間における速度計画を変更するように構成したので、サスペンション（ダンパ）の自己発熱を抑制することができる。これにより、現在地から目的地までの間、サスペンション温度が規定温度を上回ることがなく、サスペンションのオーバーヒートを抑止することが可能であり、自動運転車両の乗り心地および操縦安定性を維持することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を添付した図を参照して説明する。
なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼および符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

第１実施形態では、現在地から目的地までの走行ルートの各区間におけるサスペンション温度（ダンパ温度）の推移を予測し、自動運転車両が現在地から目的地に到着するまでの間のサスペンション温度が規定温度（規定値）に達することがないように、走行ルートの各区間における速度計画を変更するように構成した。これに対し、第２実施形態では、走行中の自動運転車両におけるサスペンション温度（ダンパ温度）を算出（推定）し、算出結果としてのサスペンション温度推定値に応じて、走行ルートの各区間における速度計画を変更するように構成した。

次に、図４を参照して、第２実施形態に係るサスペンション制御装置２１における処理を説明する。なお、目的地設定部１１によって目的地を設定する処理（図２におけるステップ１）から、走行計画算出部１３（速度計画算出部）によって、走行ルートの各区間の速度計画が算出される処理（図２におけるステップ３）までは、第１実施形態と同一である。

図４におけるステップ１では、サスペンション温度推定部２２（サスペンション温度算出部、図３参照）によって、走行中の自動運転車両におけるサスペンション温度（ダンパ温度）が推定される。サスペンション温度推定部２２は、サスペンション制御部（図示省略）から取得したサスペンション制御情報に基づきサスペンションの温度を推定（算出）する。例えば、電気粘性流体を作動流体とするＥＲＦダンパを用いる場合、サスペンション制御情報は、高電圧ドライバから出力される高電圧モニタ値、高電圧電流モニタ値等を含む。

図４におけるステップ２では、走行モード設定が速度優先モードに設定されているか否かが判定される。ここで、走行モード設定が速度優先モードに設定されている場合（図４におけるステップ２のYES）、走行ルート算出部１２（図３参照）によって算出される走行ルートの各区間における最高速度設定値を、変更しないで処理を終了する。なお、走行モード設定が速度優先モードに設定されているか否かの判定は、カーナビゲーション装置３（図３参照）から出力されるユーザ入力情報に基づき行われる。

一方、図４におけるステップ２で、走行モード設定が速度優先モードに設定されていない場合（図４におけるステップ２のNO）、図４におけるステップ３の処理が実行される。図４におけるステップ３では、車速制限部１５（図３参照）によって、サスペンション温度推定値と予め定められた規定値とが比較される。

図４におけるステップ３において、サスペンション温度推定値が規定値を下回っていると判定された場合（図４におけるステップ３のYES）、車速制限部１５は、走行ルートの全区間あるいは相対的にサスペンション温度推定値が低い区間の最高速度設定値を一定の基準で大きくし（図４のステップ４）、その最高速度を走行計画算出部１３（速度計画算出部、図３参照）へ出力して一連の処理を終了する。なお、最高速度が既に設定されている場合、最高速度設定値を更新しない（維持する）。

他方、図４におけるステップ３において、サスペンション温度推定値が規定値を下回っていないと判定された場合、換言すると、サスペンション温度推定値が規定値以上になる区間がある場合（図４におけるステップ３のNO）、車速制限部１５は、走行ルートの全区間あるいはサスペンション温度推定値が規定値を下回っていない区間の最高速度設定値を一定の基準で小さくし（図４のステップ５）、その最高速度を走行計画算出部１３（速度計画算出部）へ出力して一連の処理を終了する。

第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
また、第２実施形態では、走行中の自動運転車両におけるサスペンション温度（ダンパ温度）が規定温度（規定値）を下回るように、走行ルートの各区間の最高速度設定値を低下させるので、路面外乱によるサスペンション（ダンパ）の自己発熱を抑制することが可能であり、自動運転車両の乗り心地および操縦安定性を維持することができる。

１ サスペンション制御装置、１３ 走行計画算出部（速度計画算出部）、１４ サスペンション温度推移予測部、１５ 車速制限部

Claims (2)

1. 自動運転車両に設けられるサスペンション制御装置であって、
   目的地までの速度計画を算出する速度計画算出部と、
   前記速度計画算出部によって算出された速度計画に基づき走行中の車体の上下動によるサスペンション温度の推移を予測するサスペンション温度予測部と、
   前記サスペンション温度予測部によって算出されたサスペンション温度に基づき自動運転車両の速度を制限する車速制限部と、を備え、
   前記車速制限部は、前記サスペンション温度予測部によって算出されたサスペンション温度が規定値を下回っていない場合に、前記速度計画算出部によって算出された速度計画の最高速度を低下させることを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 自動運転車両に設けられるサスペンション制御装置であって、
   目的地までの速度計画を算出する速度計画算出部と、
   走行中の車体の上下動によるサスペンションの温度を算出するサスペンション温度算出部と、
   前記サスペンション温度算出部によって算出されたサスペンション温度に基づき自動運転車両の速度を制限する車速制限部と、を備え、
   前記車速制限部は、前記サスペンション温度算出部によって算出されたサスペンション温度が規定値を下回っていない場合に、前記速度計画算出部によって算出された速度計画の最高速度を低下させ、前記サスペンション温度算出部によって算出されたサスペンション温度が規定値を下回っている場合に、前記速度計画算出部によって算出された速度計画の最高速度を上昇させることを特徴とするサスペンション制御装置。

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