DE112009005248B4

DE112009005248B4 - Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendelartigen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112009005248B4
Application number: DE112009005248.7T
Authority: DE
Inventors: Kazushi Akimoto; Shinichiro Kobashi; Hideo Murakami; Toru Takenaka
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2029-09-19
Also published as: US20120166049A1; WO2011033580A1; DE112009005248T5; JPWO2011033580A1; JP5414801B2; US8527154B2

Abstract

Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs (1), welches eine Fahrbewegungseinheit (5), welche dazu in der Lage ist, sich auf einer Bodenfläche zu bewegen, einen Aktuator (7), welcher die Fahrbewegungseinheit (5) antreibt, einen Grundkörper (9), an welchem die Fahrbewegungseinheit (5) und der Aktuator (7) angebracht sind, und ein Ladeteil (3) eines zu transportierenden Objekts, welches an dem Grundkörper (9) so angebracht ist, dass es in Bezug auf eine vertikale Richtung frei neigbar ist, aufweist, umfassend: ein Lastdetektionselement (54), welches eine Ausgabe erzeugt, welche zumindest angibt, ob es in einem belasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt auf das Ladeteil (3) aufgeladen ist, oder es in einem unbelasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt nicht auf dem Ladeteil (3) aufgeladen ist; ein Neigehaltungs-Messelement (52), welches eine Ausgabe gemäß einem Ist-Zustandsbetrag erzeugt, welcher mit einer Neigehaltung des Ladeteils (3) zusammenhängt; und ein Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement (SCHRITT 9, SCHRITT 10), welches eine Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, welche eine auf die Fahrbewegungseinheit (5) anzuwendende Antriebskraft definiert, um zu bewirken, dass die Fahrbewegungseinheit (5) fährt, und welche die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit (5) über den Aktuator (7) gemäß der bestimmten Steuerungs-/Regelungsstellgröße steuert/regelt; wobei das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement (SCHRITT 9, SCHRITT 10) ein Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement enthält, welches die Regelungs-/Steuerungsstellgröße bestimmt, um einen Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler, welcher ein Fehler zwischen einem Messwert des durch die ...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs, welches dazu in der Lage ist, sich auf einer Bodenfläche zu bewegen.
Stand der Technik
Ein inverspendel-artiges Fahrzeug ist ein Fahrzeug, bei welchem ein Grundkörper mit einer Fahrbewegungseinheit ausgerüstet ist, welche sich auf einer Bodenfläche bewegt, und eine Aktuatoreinheit, welche die Fahrbewegungseinheit antreibt, ist ebenso mit einem Ladeteil eines zu transportierenden Objekts ausgerüstet, welches dazu in der Lage ist, sich in Bezug auf die senkrechte Richtung frei zu neigen, und ist ein Fahrzeug mit einer Notwendigkeit, die Fahrbewegungseinheit in einer Weise zu bewegen, um einen Drehpunkt des Inverspendels zu bewegen, um einen Neigungswinkel des Ladeteil auf einem Soll-Neigungswinkel beizubehalten (um zu verhindern, dass das Ladeteil von Neigen fällt).
Als eine Regelungs-/Steuerungstechnologie dieser Art von inverspendel-artigem Fahrzeug wurde beispielsweise das in JP 3070015 B2 offenbarte durch den vorliegenden Anmelder vorgeschlagen.
In dem JP 3070015 B2 ist eine Regelungs-/Steuerungstechnologie eines inverspendel-artigen Fahrzeugs offenbart, bei welchem ein Grundkörper eines Fahrzeugs bereitgestellt ist, welches mit einem Nutzlast-Trägerteil eines Benutzer als ein Ladeteil eines zu transportierenden Objekts ausgerüstet ist, um frei neigbar um zwei Achsen, insbesondere um eine Achse in einer Längsrichtung und um die andere Richtung in einer Querrichtung, in Bezug auf die kugelförmige Fahrbewegungseinheit. In dieser Technologie wird ein Antriebsdrehmoment eines Motor sequentiell bestimmt, um einen Unterschied zwischen einem Messwert eines Neigungswinkels des Grundkörpers (= Neigungswinkel des Nutzlast-Trägerteils) und einem Soll-Neigungswinkel näher an 0 zu machen, und ebenso um den Unterschied zwischen einem Messwert einer Geschwindigkeit des Motors als eine Aktuatoreinheit (und folglich eine Bewegungsgeschwindigkeit der Fahrbewegungseinheit) und einer Sollgeschwindigkeit näher an 0 zu machen. Danach wird die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit über den Motor gemäß dem bestimmten Antriebsdrehmoment bestimmt.
Der vorliegende Anmelder schlägt ferner in WO 2008/132778 A1 und WO 2008/132779 A1 inverspendel-artige Fahrzeuge vor.
Aus der US 2008/0147281 A1 ist eine Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 bekannt. Dort wird eine Stellgrößenkomponente, die den Fehler zwischen gemessenem Wert und gewünschtem Wert des Neigungs-Zustandsbetrags näher an Null bringt, durch Multiplizieren des Fehlers des Neigungszustandsbetrags mit einem Verstärkungskoeffizienten bestimmt. Dort ist der Wert des Verstärkungskoeffizienten zwischen dem belasteten Zustand und dem unbelasteten Zustand unterschiedlich, nämlich in einem Zustand, wo zumindest einer der linken und rechten Lastsensoren ein- oder ausgeschaltet ist. Jedoch ist die Änderungsrate des Werts des Verstärkungskoeffizienten, wenn sich der Zustand vom belasteten Zustand zum nicht belasteten Zustand und vom nicht belasteten Zustand zum belasteten Zustand ändert, die gleiche.
Abriss der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Aufgaben
In dem inverspendel-artigen Fahrzeug, wie solchen in JP 3070015 62 , WO 2008/132778 A1 und WO 2008/132779 A1 , ist es denkbar, dass es bevorzugt sein sollte, die Fahrbewegungseinheit derart zu regeln/steuern, dass das Ladeteil nicht aufgrund von Neigen fällt, sogar in einem Zustand, in welchem das zu transportierende Objekt nicht auf dem Ladeteil aufgeladen ist (nachfolgend manchmal als ein unbelasteter Zustand bezeichnet), ähnlich zu dem Zustand, in welchem das zu transportierende Objekt auf dem Ladeteil aufgeladen ist (nachfolgend manchmal als ein belasteter Zustand bezeichnet). In diesem Fall unterscheiden sich das Gesamtgewicht oder die Position des Schwerpunkts des Fahrzeugs zwischen dem unbelasteten Zustand und dem belasteten Zustand, und folglich die Verhaltenscharakteristiken des Fahrzeugs.
Dadurch ist es notwendig, oder bevorzugt, im Allgemeinen die Werte jedes Regelungs-/Steuerungsparameters in dem unbelasteten Zustand und in dem belasteten Zustand zu unterscheiden. Beispielsweise wird das Gesamtgewicht des Fahrzeugs in dem unbelasteten Zustand kleiner als in dem belasteten Zustand, so dass Rutschen der Fahrbewegungseinheit einfacher auftritt, wenn die auf die Fahrbewegungseinheit angewendete Antriebskraft von dem Aktuator zu groß wird.
Als solche ist es denkbar in der Technik zum Regeln/Steuern der Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit, beispielsweise in derjenigen, welche in dem JP 3070015 B2 gezeigt ist, dass der Betrag der Verstärkung, welche mit einem Fehler zwischen einem Messwert eines Neigungswinkels des Grundkörpers (= Neigungswinkel des Ladeteils) und einem Soll-Neigungswinkel davon zusammenhängt, oder der Betrag der Verstärkung, welche mit einem Fehler zwischen einem Messwert der Geschwindigkeit des Motor und der Sollgeschwindigkeit davon zusammenhängt, in dem unbelasteten Zustand kleiner ist als in dem belasteten Zustand in einem Fall des Bestimmens des Soll-Drehmoments des Motors.
Des Weiteren unterscheidet sich in dem unbelasteten Zustand und dem belasteten Zustand die Position des Fahrzeug-Gesamtschwerpunkts (insbesondere der Gesamtschwerpunkt des Teils, welches dazu in der Lage ist, sich gleichmäßig mit dem Ladeteil zu neigen) im Allgemeinen, so dass es viele Fälle gibt, wo es für einen Soll-Neigungswinkel des Ladeteils notwendig ist, sich als ein Neigungswinkel des Ladeteil in dem Zustand, wo der Schwerpunkt direkt über einem Neigungsdrehpunkt des Ladeteils angeordnet ist, in dem unbelasteten Zustand und dem belasteten Zustand zu unterscheiden.
Als solches ist es notwendig oder bevorzugt, im Allgemeinen die Werte jedes Regelungs-/Steuerungsparameters in dem unbelasteten Zustand und dem belasteten Zustand zu unterscheiden. Und in einem solchen Fall ist es notwendig, den Wert des Regelungs-/Steuerungsparameters wie die oben genannte Verstärkung und den Soll-Neigungswinkel während eines Übergangs von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand oder während eines Übergangs von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand zu ändern.
In diesem Fall gibt es während eines Übergangs von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand Fälle, wo eine übermäßige Antriebskraft auf die Fahrbewegungseinheit gemäß der Haltungsänderung und dergleichen des Ladeteils in der Situation angewendet wird, wo eine Reibung, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Fahrbewegungseinheit und dem Boden erzeugt zu werden, von dem belasteten Zustand größtenteils abgenommen hatte, wenn die Änderung der Werte der Parameter langsam ist. Und in einem solchen Zustand tritt Rutschen der Fahrbewegungseinheit auf.
Des Weiteren gibt es während eines Übergangs von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand Fälle, wo eine übermäßige Antriebskraft auf die Fahrbewegungseinheit gemäß der Haltungsänderung und dergleichen des Ladeteils in der Situation angewendet wird, wo eine Reibung, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Fahrbewegungseinheit und dem Boden erzeugt zu werden, von dem unbelastete Zustand nicht vollkommen angewachsen ist, wenn die Änderung der Werte der Parameter zu schnell ist. Und auch in einem solchen Zustand tritt Rutschen der Fahrbewegungseinheit auf.
Dadurch ist eine Technik wünschenswert, welche dazu in der Lage ist, die Werte der Regelungs-/Steuerungsparameter geeignet zu ändern, während eines Übergangs von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand, und während eines Übergangs von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand, um das Auftreten von Rutschen der Fahrbewegungseinheit zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung in Hinblick auf einen solchen Hintergrund verwirklicht, und zielt darauf ab, eine Regelungs-/Steuerungsvorrichtung für ein inverspendel-artiges Fahrzeug bereitzustellen, welches dazu in der Lage ist, die Regelungs-/Steuerungsparameter geeignet zu ändern, während eines Übergangs von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand, und während eines Übergangs von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand, während ein Auftreten von Rutschen der Fahrbewegungseinheit unterdrückt wird.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Um die Aufgabe zu lösen, ist eine Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs der vorliegenden Erfindung eine Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs, welches eine Fahrbewegungseinheit, welche dazu in der Lage ist, sich auf einer Bodenfläche zu bewegen, einen Aktuator, welcher die Fahrbewegungseinheit antreibt, einen Grundkörper, an welchem die Fahrbewegungseinheit und der Aktuator angebracht sind, und ein Ladeteil eines zu transportierenden Objekts, welches an dem Grundkörper angebracht ist, um in Bezug auf eine vertikale Richtung frei neigbar zu sein, aufweist, umfassend:
ein Lastdetektionselement, welches eine Ausgabe erzeugt, welche zumindest angibt, ob es in einem belasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt auf das Ladeteil aufgeladen ist, oder es in einem unbelasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt nicht auf dem Ladeteil aufgeladen ist;
ein Neigehaltungs-Messelement, welches eine Ausgabe gemäß einem Ist-Zustandsbetrag erzeugt, welcher mit einer Neigehaltung des Ladeteils zusammenhängt; und
ein Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement, welches eine Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, welche die auf die Fahrbewegungseinheit anzuwendende Antriebskraft definiert, um zu bewirken, dass die Fahrbewegungseinheit fährt, und welche die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit über den Aktuator gemäß der bestimmten Steuerungs-/Regelungsstellgröße steuert/regelt;
wobei das Fahrbewegungseinheit-Steuer-/Regelelement ein Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement enthält, welches die Regelungs-/Steuerungsstellgröße bestimmt, um einen Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler, welcher ein Fehler zwischen einem Messwert des durch die Ausgabe des Neigehaltungs-Messelements angegebenen Zustandsbetrags und einem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag ist, näher an 0 zu bringen, zumindest gemäß einer ersten Stellgrößenkomponente, welche durch Multiplizieren des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers mit einem ersten Verstärkungskoeffizienten erhalten wird; und
ein Einstellparameter-Bestimmungselement, welches einen Einstellparameter bestimmt, zumindest einschließlich des ersten Verstärkungskoeffizienten und/oder des Sollwerts in Bezug auf den Zustandsbetrag, um sich gemäß der Ausgabe des Lastdetektionselements zu ändern;
wobei das Einstellparameter-Bestimmungselement den Einstellparameter derart bestimmt, dass eine Änderungsrate des Werts des Einstellparameters in dem Fall, wo sich der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements angegebene Zustand von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand ändert, verhältnismäßig schneller wird als in dem Fall, wo sich derselbe von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand ändert (ein erster Aspekt der Erfindung).
Des Weiteren wird in der vorliegenden Erfindung die Bezeichnung ”Boden” verwendet werden, um eine Außenraumgrundfläche oder eine Straßenfläche zu umfassen, und nicht die Bedeutung nur eines Boden im herkömmlichen Sinn (d. h., eine Innenraumboden).
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bestimmt das Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement des Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselements die Regelungs-/Steuerungsstellgröße, um den Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler näher an 0 zu bringen, zumindest gemäß der durch Multiplizieren des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers mit dem ersten Verstärkungskoeffizient erhaltenen ersten Stellgrößenkomponente. Danach regelt/steuert das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit gemäß der Regelungs-/Steuerungsstellgröße über den Aktuator. Dadurch wird die Bewegung der Fahrbewegungseinheit geregelt/gesteuert, um den Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler näher an 0 zu bringen.
In diesem Fall wird der Einstellparameter, welcher zumindest entweder einen oder beide von dem ersten Verstärkungskoeffizient und dem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag umfasst, durch das Einstellparameter-Bestimmungselement bestimmt, um sich gemäß der Ausgabe des Lastdetektionselements zu ändern. Dann, wenn der Fall, wo sich der durch die Ausgabe des Lastdetektionselement angegebene Zustand von dem belastete Zustand zu dem unbelasteten Zustand ändert und der Fall, wo sich derselbe von dem unbelastete Zustand zu dem belastete Zustand ändert, verglichen werden, wird der Einstellparameter derart bestimmt, dass die Änderungsrate des Werts des Einstellparameter in dem erstgenannten Fall verhältnismäßig schneller als in dem letzteren Fall wird.
Dadurch, wenn das zu transportierende Objekt von dem Ladeteil entfernt wird, ändert sich der Einstellparameter vergleichsweise rasant von einem Wert, welcher für den belasteten Zustand geeignet ist, zu einem Wert, welcher für den unbelasteten Zustand geeignet ist. Folglich wird es während einer Bewegung des Entfernens des zu transportierenden Objekts von dem Ladeteil (beispielsweise dem Zustand, wo das Entfernen des zu transportierenden Objekts abgeschlossen ist, oder dem Zustand unmittelbar vor Abschluss) in dem Zustand, wo die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Fahrbewegungseinheit und dem Boden erzeugt zu werden, kleiner als in dem belasteten Zustand ist, möglich, das Auftreten eines Zustands, in welchem eine übermäßige Antriebskraft (Antriebskraft, welche zu derjenigen in dem belasteten Zustand äquivalent ist, oder eine dazu nahe Antriebskraft), welche gemäß der Änderung des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers angewendet wird, schnell zu lösen.
Des Weiteren ändert sich der Einstellparameter vergleichsweise langsam von einem Wert, welcher für den unbelasteten Zustand geeignet ist, zu einem Wert, welcher für den belasteten Zustand geeignet ist, wenn das zu transportierende Objekt auf das Ladeteil aufgeladen wird. Folglich wird es möglich in dem Zustand, wo die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Fahrbewegungseinheit und dem Boden erzeugt zu werden, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, in welchem sich eine auf die Fahrbewegungseinheit gemäß der Änderung des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers angewendete übermäßige Antriebskraft (Antriebskraft, welche zu derjenigen in dem belasteten Zustand äquivalent ist, oder eine dazu nahe Antriebskraft) nicht ausreichend von dem unbelasteten Zustand während des Aufladens des zu transportierenden Objekts auf das Ladeteil erhöht hat (beispielsweise der Zustand in einem Ausgangszustand unmittelbar nach dem Beginn der Aufladebewegung des zu transportierenden Objekts auf das Ladeteil).
Dadurch wird es gemäß der vorliegende Erfindung möglich, den Regelungs-/Steuerungsparameter (den Einstellparameter) während eines Übergangs von dem belastete Zustand zu dem unbelasteten Zustand, und während eines Übergang von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand angemessen zu ändern, während ein Auftreten von Rutschen der Fahrbewegungseinheit unterdückt wird.
Des Weiteren ist ein zweiter Aspekt der Regelungs-/Steuerungsvorrichtung des inverspendel-artigen Fahrzeugs der vorliegenden Erfindung eine Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs, welches eine Fahrbewegungseinheit, welche dazu in der Lage ist, sich auf einer Bodenfläche zu bewegen, einen Aktuator, welcher die Fahrbewegungseinheit antreibt, einen Grundkörper, an welchem die Fahrbewegungseinheit und der Aktuator angebracht sind, und ein Ladeteil eines zu transportierenden Objekts, welches an dem Grundkörper angebracht ist, um in Bezug auf eine vertikale Richtung frei neigbar zu sein, aufweist, umfassend:
ein Lastdetektionselement, welches eine Ausgabe erzeugt, welche zumindest angibt, ob es in einem belasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt auf dem Ladeteil aufgeladen ist, oder es in einem unbelasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt nicht auf dem Ladeteil aufgeladen ist;
ein Neigehaltungs-Messelement, welches eine Ausgabe gemäß einem Ist-Zustandsbetrag erzeugt, welcher mit einer Neigehaltung des Ladeteils zusammenhängt;
ein Repräsentativpunktgeschwindigkeits-Messelement, welche eine Ausgabe gemäß einer Bewegungsgeschwindigkeit eines vorgegebenen Repräsentativpunkts des Fahrzeugs erzeugt; und
ein Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement, welches eine Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, welche eine auf die Fahrbewegungseinheit anzuwendende Antriebskraft definiert, um zu bewirken, dass die Fahrbewegungseinheit fährt, und welche die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit über den Aktuator gemäß der Steuerungs-/Regelungsstellgröße steuert/regelt;
das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement enthält ein Steuerungs-/Regelungsstellgröße-Bestimmungselement, welches die Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, um einen Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler, welcher ein Fehler zwischen einem Messwert des durch die Ausgabe des Neigehaltungs-Messelements angegebenen Zustandsbetrags und einem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag ist, und ein Repräsentativpunktsgeschwindigkeitsfehler, welcher ein Fehler zwischen dem Messwert der Fahrgeschwindigkeit des durch die Ausgabe des Repräsentativpunktsgeschwindigkeits-Messelements angegebenen Repräsentativpunkts und einem Sollwert in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit ist, näher an 0 zu bringen, zumindest gemäß einer ersten Stellgrößenkomponente, welche durch Multiplizieren des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers mit einem ersten Verstärkungskoeffizienten erhalten wird, und gemäß einer zweiten Stellgrößenkomponente, welche durch Multiplizieren des Repräsentativpunktsgeschwindigkeitsfehlers mit einem zweiten Verstärkungskoeffizienten erhalten wird; und
ein Einstellparameter-Bestimmungselement, welches einen Einstellparameter bestimmt, zumindest einschließlich des zweiten Verstärkungskoeffizienten und/oder des Sollwerts in Beug auf die Fahrgeschwindigkeit des Repräsentativpunkts, um sich gemäß der Ausgabe des Lastdetektionselements zu ändern;
wobei das Einstellparameter-Bestimmungselement den Einstellparameter derart bestimmt, dass eine Änderungsrate des Werts des Einstellparameters in dem Fall, wo sich der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements angegebene Zustand von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand ändert, verhältnismäßig schneller wird als in dem Fall, wo sich derselbe von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand ändert (ein zweiter Aspekt der Erfindung).
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bestimmt das Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement des Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselements die Regelungs-/Steuerungsstellgröße, um den Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler und den Repräsentativpunktgeschwindigkeitsfehler nahe an 0 zu bringen, zumindest gemäß der durch Multiplizieren des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers mit dem ersten Verstärkungskoeffizienten erhaltenen ersten Stellgrößenkomponente und der durch Multiplizieren des Repräsentativpunktgeschwindigkeitsfehlers mit dem zweiten Verstärkungskoeffizienten erhaltenen zweiten Stellgrößenkomponente. Dann regelt/steuert das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit gemäß der Regelungs-/Steuerungsstellgröße über den Aktuator. Dadurch wird die Bewegung der Fahrbewegungseinheit geregelt/gesteuert, um den Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler und den Repräsentativpunktgeschwindigkeitsfehler näher an 0 zu bringen.
In diesem Fall wird der Einstellparameter, welcher zumindest entweder einen oder beide von dem zweiten Verstärkungskoeffizienten und dem Sollwert in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit des Repräsentativpunkts umfasst, durch das Einstellparameter-Bestimmungselement bestimmt, um sich gemäß der Ausgabe des Lastdetektionselements zu ändern. Dann, wenn der Fall, wo sich der durch die Ausgabe des Lastdetektionselement angegebene Zustand von dem belastete Zustand zu dem unbelasteten Zustand ändert und der Fall, wo sich derselbe von dem unbelastete Zustand zu dem belastete Zustand ändert, verglichen werden, wird der Einstellparameter derart bestimmt, dass die Änderungsrate des Werts des Einstellparameter in dem erstgenannten Fall verhältnismäßig schneller als in dem letzteren Fall wird.
Dadurch ändert sich der Einstellparameter vergleichsweise langsam von einem Wert, welcher für den unbelasteten Zustand geeignet ist, zu einem Wert, welcher für den belasteten Zustand geeignet ist, wenn das zu transportierende Objekt auf das Ladeteil aufgeladen wird. Folglich wird es in dem Zustand, wo die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Fahrbewegungseinheit und dem Boden erzeugt zu werden, möglich, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, in welchem sich eine auf die Fahrbewegungseinheit gemäß der Änderung des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers angewendete übermäßige Antriebskraft (Antriebskraft, welche zu derjenigen in dem belasteten Zustand äquivalent ist, oder eine dazu nahe Antriebskraft) nicht ausreichend von dem unbelasteten Zustand während des Aufladens des zu transportierenden Objekts auf das Ladeteil erhöht hat (beispielsweise der Zustand in einem Ausgangszustand unmittelbar nach dem Beginn der Aufladebewegung des zu transportierenden Objekts auf das Ladeteil).
Des Weiteren ändert sich der Einstellparameter vergleichsweise langsam von einem Wert, welcher für den unbelasteten Zustand geeignet ist, zu einem Wert, welcher für den belasteten Zustand geeignet ist, wenn das zu transportierende Objekt auf das Ladeteil aufgeladen wird. Folglich wird es in dem Zustand, wo die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Fahrbewegungseinheit und dem Boden erzeugt zu werden, möglich, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, in welchem sich eine gemäß dem Repräsentativpunkt-Geschwindigkeitsfehler angewendete übermäßige Antriebskraft (Antriebskraft, welche zu derjenigen in dem belasteten Zustand äquivalent ist, oder eine dazu nahe Antriebskraft) nicht ausreichend von dem unbelasteten Zustand während des Aufladens des zu transportierenden Objekts auf das Ladeteil erhöht hat (beispielsweise der Zustand in einem Ausgangszustand unmittelbar nach dem Beginn der Aufladebewegung des zu transportierenden Objekts auf das Ladeteil).
Dadurch wird es gemäß der vorliegende Erfindung möglich, den Regelungs-/Steuerungsparameter (den Einstellparameter) während eines Übergangs von dem belastete Zustand zu dem unbelasteten Zustand, und während eines Übergang von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand angemessen zu ändern, während ein Auftreten von Rutschen der Fahrbewegungseinheit unterdückt wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, welcher dem ersten Aspekt der Erfindung ähnlich ist, kann der Einstellparameter entweder einen oder beide von dem ersten Verstärkungskoeffizienten und dem Soll-Neigungswinkel umfassen.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder dem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise der Zustandsbetrag in Bezug auf die Neigehaltung des Ladeteils (Haltung entsprechend dem Neigezustand des Ladeteils) zumindest entweder der Neigungswinkel des Ladeteils oder die zeitliche Änderungsrate davon (Änderungsrate des Neigungswinkels), und in diesem Fall, wenn der Einstellparameter den ersten Verstärkungskoeffizienten, welcher mit dem Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler zusammenhängt, enthält, und das Einstellparameter-Bestimmungselement den ersten Verstärkungskoeffizienten derart bestimmt, dass der Betrag des ersten Verstärkungskoeffizienten in dem Fall, wo der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements angegebene Zustand der unbelastete Zustand ist, kleiner wird als in dem Fall, wo derselbe der belastete Zustand ist (ein dritter Aspekt der Erfindung).
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann die auf die Fahrbewegungseinheit angewendete Antriebskraft gemäß der Änderung des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers in dem unbelasteten Zustand auf eine kleinere Antriebskraft unterdrückt werden als in dem belasteten Zustand. Folglich wird es möglich, ein Auftreten von Rutschen der Fahrbewegungseinheit durch Anwenden einer übermäßigen Antriebskraft auf die Fahrbewegungseinheit in dem unbelasteten Zustand zu verhindern. Des Weiteren kann in dem belasteten Zustand die auf die Fahrbewegungseinheit angewendete Antriebskraft gemäß der Änderung des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers größer gemacht werden, so dass die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit zum Bringen des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers näher an 0 mit einer schnellen Reaktionsfähigkeit gemäß der Änderung des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers durchgeführt werden kann.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, beispielsweise in dem Fall, wenn der Zustandsbetrag sowohl der Neigungswinkel des Ladeteils als auch die zeitliche Änderungsrate davon ist, weisen der Fehler zwischen dem Messwert des Neigungswinkels des Ladeteils und dem Sollwert in Bezug auf den Neigungswinkel, und der Fehler zwischen dem Messwert der zeitliche Änderungsrate des Neigungswinkels und dem Sollwert in Bezug auf die zeitliche Änderungsrate jeweils die Bedeutung als der Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler auf. Des Weiteren weisen der Verstärkungskoeffizient, welcher mit dem Fehler zwischen dem Messwert des Neigungswinkels des Ladeteils und dem Sollwert in Bezug auf den Neigungswinkel zusammenhängt, und der Verstärkungskoeffizient, welcher mit dem Fehler zwischen dem Messwert der zeitlichen Änderungsrate des Neigungswinkels und dem Sollwert in Bezug auf die zeitliche Änderungsrate zusammenhängt, in diesem Fall jeweils die Bedeutung als der erste Verstärkungskoeffizient auf.
Des Weiteren bestimmt das Einstellparameter-Bestimmungselement gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, vorzugsweise in einem Fall, wo der Einstellparameter den zweiten Verstärkungskoeffizient enthält, welcher mit dem Repräsentativpunktgeschwindigkeitsfehler zusammenhängt, den zweiten Verstärkungskoeffizienten derart, dass der Betrag des zweiten Verstärkungskoeffizienten in dem Fall, wo der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements angegebene Zustand der unbelastete Zustand ist, kleiner wird als in dem Fall, wo derselbe der belastete Zustand ist (ein vierter Aspekt der Erfindung).
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann die auf die Fahrbewegungseinheit angewendete Antriebskraft gemäß der Änderung des Repräsentativpunkt-Geschwindigkeitsfehlers in dem unbelasteten Zustand auf eine kleinere Antriebskraft unterdrückt werden als in dem belasteten Zustand. Folglich wird es möglich, ein Auftreten von Rutschen der Fahrbewegungseinheit durch Anwenden einer übermäßigen Antriebskraft auf die Fahrbewegungseinheit in dem unbelasteten Zustand zu verhindern. Des Weiteren kann in dem belasteten Zustand die auf die Fahrbewegungseinheit angewendete Antriebskraft gemäß der Änderung des Repräsentativpunkt-Geschwindigkeitsfehlers größer gemacht werden, so dass die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit zum Bringen des Repräsentativpunkt-Geschwindigkeitsfehlers näher an 0 mit einer schnellen Reaktionsfähigkeit gemäß der Änderung des Repräsentativpunkt-Geschwindigkeitsfehlers durchgeführt werden kann.
Hierbei kann der vierte Aspekt der Erfindung mit dem zweiten Aspekt der Erfindung oder dem dritten Aspekt der Erfindung kombiniert werden.
Zusätzlich kann die Fahrbewegungseinheit in der oben erläuterten vorliegenden Ausführungsform dazu in der Lage sein, in allen Richtungen, einschließlich einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, welche orthogonal zueinander sind, auf einer Bodenfläche zu fahren. Und in diesem Fall kann das Ladeteil neigbar um die Achse in der ersten Richtung und um die Achse in der zweiten Richtung gemacht sein, und die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit in der zweite Richtung kann gemäß der Neigung des Ladeteils um die Achse in der ersten Richtung geregelt/gesteuert sein, und die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit in der ersten Richtung kann gemäß der Neigung des Ladeteils um die Achse in der zweiten Richtung geregelt/gesteuert sein.
Dass die Fahrbewegungseinheit „in der Lage ist, sich in alle Richtungen, umfassend die erste Richtung und die zweite Richtung, zu bewegen”, bedeutet, dass die Orientierung des Geschwindigkeitsvektors der Fahrbewegungseinheit in jedem Augenblick bei Betrachtung in einer axialen Richtung, welche orthogonal zu der ersten Richtung und zu der zweiten Richtung ist, eine Orientierung einer willkürlichen Winkelorientierung um die obengenannte axiale Richtung annehmen kann, wenn die Fahrbewegungseinheit durch den Aktuator betrieben wird. In diesem Fall ist die obengenannte axiale Richtung näherungsweise eine vertikale Richtung oder eine zu der Bodenfläche senkrechte Richtung. Der Begriff „orthogonal” in der vorliegenden Erfindung muss ferner nicht orthogonal im engen Sinne sein und kann leicht von Orthogonal-Sein im engen Sinne abweichen, solange er nicht vom Wesen der vorliegenden Erfindung abweicht.
In solchen Fallen kann zumindest einer der Fehler zwischen dem Messwert des Zustandsbetrags, welcher mit der Neigehaltung des Ladeteisl um die Achse in der ersten Richtung zusammenhängt, und dem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag, und der Fehler zwischen dem Messwert des Zustandsbetrags, welcher mit der Neigehaltung des Ladeteils um die Achse in der zweiten Richtung zusammenhängt, und dem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag, als der Neigehaltungsfehler verwendet werden. Des Weiteren kann zumindest einer der Fehler zwischen der Fahrgeschwindigkeit des Repräsentativpunkts in der ersten Richtung und dem Sollwert in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit, und der Fehler zwischen der Fahrgeschwindigkeit des Repräsentativpunkts in der zweiten Richtung und dem Sollwert in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit als der Repräsentativpunktgeschwindigkeitsfehler verwendet werden.
Zusätzlich kann in der oben erläuterten vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Gesamtschwerpunkt des an Bord des Nutzlast-Trägerteils und des Fahrzeugs befindlicher Benutzer einen Punkt einer vorgegebenen Position der Fahrbewegungseinheit oder des Grundkörpers, und dergleichen, als der vorgegebene Repräsentativpunkt des Fahrzeugs verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vorderansicht eines inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine Seitenansicht des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines unteren Abschnitts des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform;
4 ist eine Perspektivansicht des unteren Abschnitts des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform;
5 ist eine Perspektivansicht einer Fahrbewegungseinheit (Radanordnung) des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform;
6 ist eine Darstellung, welche die Anordnungsbeziehung zwischen der Fahrbewegungseinheit (Radanordnung) und freien Rollen des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform veranschaulicht;
7 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitung durch eine Regelungs-/Steuerungseinheit des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform veranschaulicht;
8 ist eine Darstellung, welche ein Inverspendel-Modell, welches das dynamische Verhalten des inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform ausdrückt, veranschaulicht;
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine auf die Verarbeitung im SCHRITT 9 der 7 bezogene Verarbeitungsfunktion darstellt;
10 ist eine Grafik zum Erklären der Verarbeitung eines in 9 gezeigten Neigungs-Sollwert-Einstellelements 70;
11 ist eine Grafik zum Erklären der Verarbeitung eines in 9 gezeigten zweiten Verstärkungseinstellers 79;
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Verarbeitungsfunktion eines in 9 gezeigten ersten Verstärkungseinstellers 78 darstellt;
13 ist ein Blockdiagramm, welches eine Verarbeitungsfunktion eines in 12 gezeigten Begrenzungsprozessors darstellt (oder einen in 14 gezeigten Begrenzungsprozessor);
14 ist ein Blockdiagramm, welches eine Verarbeitungsfunktion eines in 9 gezeigten Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzers 76 darstellt;
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Verarbeitungsfunktion eines in 9 gezeigten Haltungs-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 darstellt;
Modus zum Ausführen der Erfindung
[Erste Ausführungsform]
Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Zuerst wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 der Aufbau eines inverspendel-artigen Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst ein inverspendel-artiges Fahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Nutzlast-Trägerteil 3 für einen Benutzer (Fahrer), eine Fahrbewegungseinheit 5, welche in der Lage ist, in alle Richtungen (alle zweidimensionalen Richtungen, umfassend eine Längsrichtung und eine Querrichtung) auf einer Bodenfläche zu fahren, während sie mit der Bodenfläche in Kontakt steht, einen Aktuator 7, welcher eine Antriebskraft zum Antreiben der Fahrbewegungseinheit 5 der Fahrbewegungseinheit 5 vermittelt und einen Grundkörper 9, an welchem das Nutzlast-Trägerteil 3, die Fahrbewegungseinheit 5 und der Aktuator 7 montiert sind.
In der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform bedeuten hier „die Längsrichtung” und „die Querrichtung” die Richtungen, welche mit der Längsrichtung bzw. der Querrichtung des Oberkörpers eines Benutzers an Bord des Nutzlast-Trägerteils 3 in einer normalen Haltung zusammenfallen oder im Wesentlichen zusammenfallen. Im Übrigen ist „die normale Haltung” eine bei der Ausgestaltung vorgesehene Haltung, welche sich auf das Nutzlast-Trägerteil 3 bezieht und sie ist eine Haltung, in welcher die Rumpfachse des Oberkörpers des Benutzers näherungsweise in der vertikalen Richtung ausgerichtet ist und der Oberkörper nicht verdreht ist.
In diesem Fall sind in 1 „die Längsrichtung” und „die Querrichtung” die zur Zeichenebene senkrechte Richtung bzw. die Querrichtung der Zeichenebene. In 2 sind „die Längsrichtung” und „die Querrichtung” die Querrichtung der Zeichenebene bzw. die zur Zeichenebene senkrechte Richtung. Ferner werden bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform die den Bezugszeichen beigefügten Abkürzungen „R” und „L” verwendet werden, um den Bezug zur rechten Seite bzw. linken Seite des Fahrzeugs 1 zu bezeichnen.
Der Grundkörper 9 ist mit einem unteren Rahmen 11, an welchem die Fahrbewegungseinheit 5 und der Aktuator 7 angebracht sind, und einem sich aufwärts von dem oberen Ende des unteren Rahmens 11 erstreckenden Tragrahmen 13 bereitgestellt.
Ein sich von dem Tragerahmen 16 zur Vorderseite hin erstreckender Sitzrahmen 15 ist an der Oberseite des Tragrahmens 13 befestigt. Ferner ist der Sitz 3, auf welchem der Benutzer sitzt, an dem Sitzrahmen 15 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Sitz 3 als Nutzlast-Trägerteil für einen Benutzer. Somit fährt das inverspendel-artige Fahrzeug 1 in der vorliegenden Ausführungsform (nachfolgend einfach als Fahrzeug 1 bezeichnet) auf einer Bodenfläche mit einem auf dem Sitz 3 sitzenden Benutzer.
Ferner sind von dem auf dem Sitz 3 sitzenden Benutzer bei Bedarf zu greifende Griffe 17R und 17L auf der rechts und links von dem Sitz 3 angeordnet. Diese Griffe 17R und 17L sind an distalen Abschnitten von Bügeln 19R bzw. 19L gesichert, welche sich von dem Tragrahmen 13 (oder dem Sitzrahmen 15) erstrecken.
Der untere Rahmen 11 ist mit einem Paar von Abdeckelementen 21R und 21L bereitgestellt, welche sich gegenüberliegend in einer gabelnden Form mit einer Lücke dazwischen in der Querrichtung angeordnet sind. Die oberen Endabschnitte (die Gabelabschnitte) dieser Abdeckelemente 21R und 21L sind durch eine Gelenkwelle 23 verbunden, welche eine longitudinale axiale Mitte aufweist, so dass eines der Abdeckelemente 21R bzw. 21L um die Gelenkwelle 23 bezüglich des anderen relativ schwenkbar ist. In diesem Fall sind die Abdeckelemente 21R und 21L durch nicht gezeigte Federn in einer Richtung vorgespannt, in welcher sich die unteren Endabschnitte (die distalen Enden der Gabelabschnitte) der Abdeckelemente 21R und 21L verengen.
Ferner sind eine Fußraste 25R, auf welcher der auf dem Sitz 3 sitzende Benutzer seinen/ihren rechten Fuß abstützt, und eine Fußraste 25L, auf welcher der Benutzer seinen/ihren linken Fuß abstützt, an den Außenflächen der Abdeckelemente 21R und 21L derart bereitgestellt, dass sich die Fußrasten nach außen in die rechte bzw. die linke Richtung erstrecken.
Die Fahrbewegungseinheit 5 und der Aktuator 7 sind zwischen den Abdeckelementen 21R und 21L des unteren Rahmens 11 angeordnet. Der Aufbau der Fahrbewegungseinheit 5 und des Aktuators 7 werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben werden.
Die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Fahrbewegungseinheit 5 und der Aktuator 7 weisen den selben Aufbau auf wie diejenigen, welche beispielsweise in 1 des vorangehend erwähnten Patentdokuments 2 offenbart sind. Daher werden bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform die Aspekte des Aufbaus der Fahrbewegungseinheit 5 und des Aktuators 7, welche in dem obengenannten Patentdokument 2 beschrieben sind, nur kurz beschrieben werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Fahrbewegungseinheit 5 eine aus einem gummielastischen Material hergestellte Radanordnung, welche mit einer ringförmigen Form gebildet ist und eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform aufweist. Diese Fahrbewegungseinheit 5 (nachfolgend als die Radanordnung 5 bezeichnet) verformt sich elastisch, um in der Lage zu sein, um eine Mitte C1 des kreisförmigen Querschnitts zu rotieren (insbesondere die Umfangslinie, welche den Mittelpunkt C1 des kreisförmigen Querschnitts passiert und welche konzentrisch mit der axialen Mitte der Radanordnung 5 ist), wie durch den Pfeil Y1 in 5 und 6 angedeutet.
Die Radanordnung 5 ist zwischen den Abdeckelemente 21R und 21L angeordnet, wobei eine axiale Mitte C2 davon (eine axiale Mitte C2 orthogonal zu der Durchmesserrichtung der gesamten Radanordnung 5) in Querrichtung ausgerichtet ist, und tritt mit einer Bodenfläche an dem unteren Endabschnitt der Außenumfangsfläche der Radanordnung 5 in Kontakt.
Die Radanordnung 5 ist in der Lage, eine Drehbewegung um die axiale Mitte C2 der Radanordnung 5, wie durch einen Pfeil Y2 in 5 angedeutet, (eine Rollbewegung auf einer Bodenfläche) und eine Drehbewegung um die Mitte C1 des Querschnitts der Radanordnung 5 durchzuführen, indem sie von dem Aktuator 7 angetrieben wird (wird später im Detail zu diskutieren sein). Als Ergebnis davon ist die Radanordnung 5 in der Lage, in alle Richtungen auf einer Bodenfläche durch die Bewegungen zu fahren, welche die obengenannten Drehbewegungen kombinieren.
Der Aktautor 7 ist mit einem Drehelement 27R und zwischen der Radanordnung 5 und dem rechten Abdeckelement 21R angeordneten freien Rollen 29R, einem Drehelement 27L und zwischen der Radanordnung 5 und dem linken Abdeckelement 21L angeordneten freien Rollen 29L, einem Elektromotor 31R, welcher als ein oberhalb des Drehelements 27R und den freien Rollen 29R angeordneter Aktuator dient, und einem Elektromotor 31L, welcher als ein oberhalb des Drehelements 27L und den freien Rollen 29L dienender Aktuator bereitgestellt ist.
Die Gehäuse der Elektromotoren 31R und 31L sind an dem Abdeckelement 21R bzw. 21L angebracht. Obwohl nicht gezeigt, sind die elektrischen Quellen (Batterien oder Kondensatoren) der Elektromotoren 31R und 31L an einem geeigneten Ort des Grundkörpers 9, wie dem Tragerahmen 13 oder dergleichen, montiert.
Das Drehelement 27R ist rotierend durch das Abdeckelement 21R durch Zwischenschaltung einer eine Querachsenmitte aufweisenden Tragachse 33R getragen. Ebenso ist das Drehelement 27L durch das Abdeckelement 21L durch Zwischenschaltung einer eine Querachsenmitte aufweisenden Trageachse 33L getragen. In diesem Fall sind der axiale Drehmittelpunkt des Drehelements 27R (der axiale Mittelpunkt der Tragachse 33R) und der axiale Drehmittelpunkt des Drehelements 27L (der axiale Mittelpunkt der Tragachse 33L) konzentrisch zueinander.
Die Drehelemente 27R und 27L sind mit den Ausgangswellen des Elektromotors 31R bzw. 31L durch Zwischenschaltung von Kraftübertragungsmechanismen, welche Funktionen von Reduzierstücken umfassen, Verbunden und werden durch die von dem Elektromotor 31R bzw. 31L übertragene Antriebskraft (Drehmoment) zur Drehung angetrieben. Die Kraftübertragungsmechanismen sind beispielsweise ein Riemenscheibe-Riemen-System. Wie in 3 dargestellt, ist das Drehelement 27R insbesondere mit der Ausgangswelle des Elektromotors 31R durch Zwischenschaltung einer Riemenscheibe 35R und eines Riemens 37R verbunden. Ebenso ist das Drehelement 27L mit der Ausgangswelle des Elektromotors 31L durch Zwischenschaltung einer Riemenscheibe 35L und eines Riemens 37L verbunden.
Im Übrigen kann der obengenannte Kraftübertragungsmechanismus beispielsweise aus einem Ritzel und einer Verbindungskette gebildet sein oder kann aus einer Mehrzahl von Zahnrädern gebildet sein. Als eine andere Alternative können die Elektromotoren 31R und 31L derart gebildet sein, dass deren Ausgangswellen angeordnet sind, um den Drehelementen 27R und 27L gegenüberzuliegen, um die Ausgangswellen derart anzuordnen, dass sie konzentrisch mit den Drehelementen 27R und 27L sind und die Ausgangswellen der Elektromotoren 31L und 31R können durch Zwischenschaltung von Reduzierstücken (beispielsweise Planetgetriebevorrichtungen) mit dem Drehelement 27R bzw. 27L verbunden sein.
Die Drehelemente 27R und 27L weisen die gleiche Form auf und sind als Kreiskegelstümpfe gebildet, deren Durchmesser sich zur Radanordnung 5 hin verringern und deren Außenumfangsflächen geneigte Außenumfangsflächen 39R und 39L bilden.
Eine Mehrzahl der freien Rollen 29R ist um die geneigte Außenumfangsfläche 39R des Drehelements 27R derart angeordnet, dass die freien Rollen 29R in regelmäßigen Abständen auf dem mit dem Drehelement 27R konzentrischen Umfang angeordnet sind. Ferner sind diese freien Rollen 29R an der geneigten Außenumfangsfläche 39R durch Zwischenschaltung der Bügel 41R angebracht und sind drehend durch die Bügel 41R getragen.
Ebenso ist eine Mehrzahl von freien Rollen 29L (der gleichen Anzahl wie die der freien Rollen 29R) um die geneigte Außenumfangsfläche 39L des Drehelements 27L derart angeordnet; dass die freien Rollen 29L in regelmäßigen Abständen auf dem mit dem Drehelement 27L konzentrischen Umfang angeordnet sind. Ferner sind diese freien Rollen 29L an der geneigten Außenumfangsfläche 39L durch Zwischenschaltung der Bügel 41L angebracht und sind drehbar von den Bügeln 41L getragen.
Die Radanordnung 5 ist konzentrisch mit den Drehelementen 27R und 27L angeordnet und zwischen den dem Drehelement 27R benachbarten freien Rollen 29R und den dem Drehelement 27L benachbarten freien Rollen 29L gehalten.
Wie in 1 und 6 dargestellt, sind die freien Rollen 29R und 29L in diesem Fall in Stellungen angeordnet, in welchen deren axiale Mitten C3 gegen die axiale Mitte C2 der Radanordnung 5 geneigt sind und auch gegen die Durchmesserrichtung der Radanordnung 5 geneigt sind (die radiale Richtung, welche die axiale Mitte C2 und die freien Rollen 29R und 29L bei Betrachtung der Radanordnung 5 in Richtung der axialen Mitte C2 davon verbindet). In den obengenannten Stellungen werden ferner die Außenumfangsflächen der Rollen 29R bzw. 29L in einen schrägen Kontakt mit der Innenumfangsfläche der Radanordnung 5 gedrückt.
Allgemein gesagt, werden die rechten freien Rollen 29R in Kontakt mit der Innenumfangsfläche der Radanordnung 5 in Stellungen in Kontakt gedrückt, in welchen eine Reibungskraftkomponente in der Richtung um die axiale Mitte C2 (eine Reibungskraftkomponente in der Tangentialrichtung des Innenumfangs der Radanordnung 5) und eine Reibungskraftkomponente in der Richtung um die Mitte C1 des Querschnitts der Radanordnung 5 (eine Reibungskraftkomponente in der Tangentialrichtung des kreisförmigen Querschnitts) auf die Radanordnung an einer Fläche ausgeübt werden kann, welche mit der Radanordnung 5 in Kontakt steht, wenn das Drehelement 27R um die axiale Mitte C2 zur Drehung angetrieben wird. Das Gleiche gilt für die linken freien Rollen 29L.
Wie vorangehend beschrieben, werden die Abdeckelemente 21R und 21L in diesem Fall durch nicht gezeigte Federn in die Richtung zum Verengen der unteren Endabschnitte (der distalen Enden der Gabelabschnitte) der Abdeckelemente 21R und 21L vorgespannt. Somit hält die treibende Kraft die Radanordnung 5 zwischen den rechten freien Rollen 29R und den linken freien Rollen 29L und die freien Rollen 29R und 29L werden in Presskontakt mit der Radanordnung 5 gehalten (insbesondere der Presskontaktzustand, welcher ermöglicht, dass eine Reibungskraft zwischen den freien Rollen 29R und 29L und der Radanordnung 5 wirkt).
Wenn bei dem den vorangehend beschriebenen Aufbau aufweisenden Fahrzeug 1 die Drehelemente 27R und 27L zur Drehung mit der gleichen Geschwindigkeit in der gleichen Richtung durch den Elektromotor 31R bzw. 31L angetrieben werden, wird sich die Radanordnung 5 um die axiale Mitte C2 in der gleichen Richtung wie der Drehelemente 27R und 27L drehen. Dies veranlasst die Radanordnung 5 dazu, auf einer Bodenfläche in der Längsrichtung zu rollen und das gesamte Fahrzeug 1 wird in der Längsrichtung fahren. In diesem Fall dreht sich die Radanordnung 5 nicht um die Mitte C1 von dessen Querschnitt.
Wenn ferner beispielsweise die Drehelemente 27R und 27L in einander entgegengesetzten Richtungen mit Geschwindigkeiten der gleichen Größe zur Drehung angetrieben werden, wird sich die Radanordnung 5 dann um die Mitte C1 von dessen Querschnitt drehen. Dies veranlasst die Radanordnung 5, in die Richtung der axialen Mitte C2 davon zu fahren (das heißt in die Querrichtung), wodurch das gesamte Fahrzeug 1 veranlasst wird, in die Querrichtung zu fahren. In diesem Fall dreht sich die Radanordnung 5 nicht um die axiale Mitte C2 davon.
Wenn ferner die Drehelemente 27R und 27L in die gleiche Richtung oder in entgegengesetzte Richtungen mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten (Geschwindigkeiten umfassende Richtungen) zur Drehung angetrieben werden, wird sich die Radanordnung 5 dann um die axiale Mitte C2 und auch um die axiale Mitte C1 von dessen Querschnitt drehen.
Zu diesem Zeitpunkt veranlassen Bewegungen, welche die obengenannten Drehbewegungen (kombinierte Bewegungen) kombinieren, die Radanordnung 5 dazu, in Richtungen zu fahren, welche relativ zu der Längsrichtung und der Querrichtung geneigt sind, wodurch das gesamte Fahrzeug 1 veranlasst wird, in die gleiche Richtung wie die der Radanordnung 5 zu fahren. Die Fahrtrichtung der Radanordnung 5 wird sich in diesem Fall in Abhängigkeit der Differenz zwischen den Drehrichtungen umfassenden Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente 27R und 27L (die Drehgeschwindigkeitsvektoren, deren Polaritäten gemäß den Drehrichtungen definiert sind) ändern.
Die Fahrbewegungen der Radanordnung werden wie vorangehend beschrieben ausgeführt. Deshalb wird es möglich, die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch Regeln/Steuern der Drehgeschwindigkeiten (umfassend die Drehrichtungen) der Elektromotoren 31R und 31L und somit durch Regeln/Steuern der Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente 27R und 27L zu regeln/steuern.
Der Sitz (das Nutzlast-Trägerteil) 3 und der Grundkörper 9 sind im Übrigen um die Querachsenmitte C2 neigbar, wobei die axiale Mitte C2 der Radanordnung 5 der Tragepunkt ist, und auch zusammen mit der Radanordnung 5 um die longitudinale Achse neigbar, wobei die Bodenkontaktfläche (die untere Endfläche) der Radanordnung 5 der Tragepunkt ist.
Der Aufbau zum Regeln/Steuern des Betriebs des Fahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jetzt beschrieben werden. Ausgehend von einem XYZ-Koordinatensystem, in welchem, wie in 1 und 2 dargestellt, die horizontale Längsachse durch eine X-Achse angedeutet ist, die seitliche horizontale Achse durch eine Y-Achse angedeutet ist und die vertikale Richtung durch eine Z-Achse angedeutet ist, können in der folgenden Beschreibung die Längsrichtung und die Querrichtung als die X-Achsen-Richtung bzw. die Y-Achsen-Richtung bezeichnet werden.
Zuerst wird die Regelung/Steuerung des Betriebs des Fahrzeugs 1 umrissen werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird grundsätzlich, wenn der auf dem Sitz 3 sitzende Benutzer seinen/ihren Oberkörper neigt (insbesondere, wenn der Oberkörper derart geneigt wird, dass die Position des gesamten Schwerpunkts, welcher den Benutzer und das Fahrzeug kombiniert (die auf eine horizontale Ebene projizierte Position) bewegt wird), der Grundkörper 9 dann zusammen mit dem Sitz 3 zu der Seite hin geneigt, zu welcher der Oberkörper geneigt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Fahrbewegung der Radanordnung 5 derart geregelt/gesteuert, dass das Fahrzeug 1 zu der Seite hin fährt, zu welcher sich der Grundkörper 9 geneigt hat. Beispielsweise, wenn der Benutzer seinen/ihren Oberkörper nach vorne neigt, was den Grundkörper 9 dazu veranlasst, sich zusammen mit dem Sitz 3 nach vorne zu neigen, wird die Fahrbewegung der Radanordnung 5 dann geregelt/gesteuert, um das Fahrzeug 1 dazu zu veranlassen, nach vorne zu fahren.
Anders ausgedrückt, stellt gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Betrieb, in welchem der Benutzer seinen/ihren Oberkörper bewegt, was den Sitz 3 und den Grundkörper 9 dazu veranlasst, sich zu neigen, einen grundlegenden Lenkbetrieb für das Fahrzeug 1 bereit (eine Bewegungsanforderung des Fahrzeugs 1) und die Fahrbewegung der Radanordnung 5 wird gemäß dem Lenkbetrieb durch den Aktuator 7 geregelt/gesteuert.
Bei dem Fahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird hier die Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 als die Bodenkontaktfläche des gesamten Fahrzeugs 1 eine einzige lokale Region sein, welche kleiner als eine durch eine Projektion auf eine Bodenfläche des Fahrzeugs 1 und des Benutzers in dem Fahrzeug resultierende Region ist, und eine Bodenreaktionskraft wird nur auf die einzige lokale Region wirken. Aus diesem Grund muss die Radanordnung 5 derart bewegt werden, dass der gesamte Schwerpunkt des Benutzers und des Fahrzeugs 1 im Wesentlichen unmittelbar über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist, um zu verhindern, dass der Grundkörper 9 durch Neigen umfällt.
Deshalb wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Haltung des Grundkörpers 9 in einem Zustand, in dem der gesamte Schwerpunkt des Benutzers und des Fahrzeugs 1 im Wesentlichen direkt über dem Mittelpunkt der Radanordnung 5 angeordnet ist (der Mittelpunkt an der axialen Mitte C2) (genauer gesagt, in einem Zustand, in dem der Schwerpunkt im Wesentlichen direkt über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist) als eine Soll-Haltung definiert und die Fahrbewegung der Radanordnung 5 wird grundsätzlich derart geregelt/gesteuert, dass die Ist-Haltung des Grundkörpers 9 gegen die Soll-Haltung konvergiert.
Ferner wird in einem Zustand, in dem kein Benutzer an Bord des Fahrzeugs 1 ist, die Haltung des Grundkörpers 9 in einem Zustand, in dem der alleinige Schwerpunkt des Fahrzeugs im Wesentlichen unmittelbar oberhalb des Mittelpunkts der Radanordnung 5 angeordnet ist (der Mittelpunkt an der axialen Mitte C2) (genauer gesagt, in einem Zustand, in dem der Schwerpunkt im Wesentlichen direkt über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist) als eine Soll-Haltung definiert, und die Ist-Haltung des Grundkörpers 9 wird gegen die Soll-Haltung konvergiert. Somit wird die Fahrbewegung der Radanordnung 5 derart geregelt/gesteuert, dass sich das Fahrzeug 1 selbst stützt, ohne den Grundkörper 9 dazu zu veranlassen, durch Neigen umzufallen.
Des Weiteren wird in einem der Zustände aus dem Zustand, wo der Benutzer an Bord des Fahrzeugs 1 ist und dem Zustand, wo der Benutzer nicht an Bord ist, die Fahrbewegung der Radanordnung 5 derart geregelt/gesteuert, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 schneller wird, wenn die Abweichung der Ist-Haltung des Grundkörpers 9 von der Soll-Haltung größer wird, und dass das Fahren des Fahrzeugs 1 in dem Zustand stoppt, wo die Ist-Haltung des Grundkörpers 9 mit der Soll-Haltung übereinstimmt.
„Die Haltung” bedeutet ergänzend eine räumliche Orientierung. Wenn sich in der vorliegenden Ausführungsform der Grundkörper zusammen mit dem Sitz 3 neigt, ändern sich die Haltungen des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3. In der vorliegenden Ausführungsform neigen sich der Grundkörper 9 und der Sitz 3 ferner integral, so dass ein Konvergieren der Haltung des Grundkörpers 9 gegen die Soll-Haltung äquivalent zu einem Konvergieren der Haltung des Sitzes 3 gegen eine dem Sitz 3 zugeordnete Soll-Haltung ist (die Haltung des Sitzes 3 in einem Zustand, in dem die Haltung des Grundkörpers 9 mit einer Soll-Haltung des Grundkörpers 9 übereinstimmt).
Um den Betrieb des vorangehend beschriebenen Fahrzeugs 1 zu regeln/steuern, sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine als elektronische Schaltungseinheit gebildete Regelungs-/Steuerungseinheit 50, welche einen Mikrocomputer und eine Treiberschaltungseinheit für die Elektromotoren 31R und 31L umfasst, ein Neigungssensor 52 zum Messen eines Neigungswinkels Ob relativ zu der vertikalen Richtung (die Schwerkraftrichtung) eines vorgegebenen Abschnitts des Grundkörpers 9 und einer Änderungsgeschwindigkeit davon (= dΘb/dt) als Zustandsbeträhe hinsichtlich der Neigung des Grundkörpers 9 (oder der Neigung des Sitzes 3), ein Lastsensor 54 zum Detektieren, ob sich ein Benutzer an Bord des Fahrzeugs 1 befindet oder nicht, und Drehkodierer 56R und 56L, welche als Winkelsensoren zum Detektieren des Drehwinkels und der Drehwinkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Elektromotors 31R bzw. 31L dienen, wie in 1 und 2 dargestellt, an geeigneten Stellen des Fahrzeugs 1 montiert.
In diesem Fall sind die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 und der Neigungssensor 52 an dem Tragrahmen 13 beispielsweise dadurch angebracht, dass sie in dem Tragrahmen 13 des Grundkörpers 9 aufgenommen sind. Ferner ist der Lastsensor 54 in dem Sitz 3 aufgenommen. Ferner sind die Drehkodierer 56R und 56L integral mit den Elektromotoren 31R und 31L bereitgestellt. Die Drehkodierer 56R und 56L können alternativ an dem Drehelement 27R bzw. 27L angebracht sein.
Der obengenannte Neigungssensor 52 ist insbesondere aus einem Beschleunigungssensor und einem Ratensensor (Winkelgeschwindigkeitssensor) wie einem Gyrosensor gebildet, und gibt Detektionssignale dieser Sensoren an die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 aus. Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 führt dann eine vorgegebene arithmetische Messverarbeitung (diese kann allgemein als arithmetische Verarbeitung bekannt sein) auf Grundlage der Ausgaben des Beschleunigungssensors und des Ratensensors des Neigungssensors 52 aus, wodurch der Messwert des Neigungswinkels Θb relativ zu der vertikalen Richtung des Abschnitts, an welchem der Neigungssensor 52 installiert ist (Tragrahmen 13 in der vorliegenden Ausführungsform), und der Messwert der Neigungswinkelgeschwindigkeit Θbdot, welche eine Änderungsrate (differentieller Wert) davon ist, berechnet wird.
Der zu messende Winkel Θb (nachfolgend als ein Grundkörper-Neigungswinkel Θb in einigen Fällen bezeichnet) ist in diesem Fall insbesondere aus einer Komponente in die Richtung um die Y-Achse (eine Höhenrichtung) Θb_x und einer Komponente in die Richtung um die X-Achse (eine Rollrichtung) Θb_y gebildet. Ebenso ist die zu messende Neigungswinkelgeschwindigkeit Θbdot (nachfolgend als Grundkörper-Neigungswinkelgeschwindigkeit Θbdot in einigen Fällen bezeichnet) aus einer Komponente in die Richtung um die Y-Achse (die Höhenrichtung) Θbdot_x (= dΘb_x/dt) und einer Komponente in die Richtung um die X-Achse (die Rollrichtung) Θbdot_y (= dΘb_y/dt) gebildet.
Ergänzend neigt sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Sitz 3 integral mit dem Tragrahmen 13 des Grundkörpers 9, so dass der Grundkörper-Neigungswinkel Θb auch eine Bedeutung als der Neigungswinkel des Nutzlast-Trägerteils 3 hat.
Bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform werden im Hinblick auf Variablen, wie ein Bewegungszustandsbetrag, welcher Komponenten in Richtungen der X-Achse und der Y-Achse aufweist, wie der obengenannte Grundkörper-Neigungswinkel Θb (oder Richtungen um jede Achsen) oder Variablen, wie auf den Bewegungszustandsbetrag bezogene Koeffizienten, die Bezugszeichen der Variablen mit einem Suffix „_x” oder „_y” versehen, um die Komponenten unterscheidbar zu bezeichnen.
Für die auf Translationsbewegungen, wie eine Translationsgeschwindigkeit, bezogene Variablen wird in diesem Fall eine Komponente in der X-Achsen-Richtung davon mit einem Suffix „_x” versehen werden, und eine Komponente in der Y-Achsen-Richtung davon wird mit einem Suffix „_y” versehen werden.
Unterdessen wird im Hinblick auf Drehbewegungen bezogene Variablen, wie Winkel, Drehgeschwindigkeiten (Winkelgeschwindigkeiten) und eine Winkelbeschleunigung, der Übersichtlichkeit halber eine Komponente in die Richtung um die Y-Achse mit dem Suffix „_x” versehen werden, und eine Komponente in die Richtung um die X-Achse wird mit dem Suffix „_y” versehen werden, um zu den auf Translationsbewegungen bezogenen Variablen mit Suffixen zu passen.
Ferner wird, um eine Variable in der Form eines Paares einer Komponente in der X-Achsen-Richtung (oder eine Komponente in Richtung um die Y-Achse) und eine Komponente in der Y-Achsen-Richtung (oder eine Komponente in Richtung um die X-Achse) zu bezeichnen, der Suffix „_xy” zu dem Bezugszeichen der Variable hinzugefügt. Beispielsweise, um den obengenannten Grundkörper-Neigungswinkel Θb in der Form des Paares einer Komponente in Richtung um die Y-Achse Θb_x und einer Komponente in Richtung um die X-Achse Θb_y auszudrücken, wird das Paar durch „der Grundkörper-Neigungswinkel Θb_xy” bezeichnet werden.
Der Lastsensor 54 ist in dem Sitz 3 derart aufgenommen, dass er einer Last von dem Gewicht eines Benutzers ausgesetzt wird, wenn der Benutzer auf dem Sitz 3 sitzt, und gibt ein Detektionssignal basierend auf der Last an die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 aus. Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 bestimmt dann, ob der Benutzer an Bord des Fahrzeugs 1 ist oder nicht, basierend auf dem Messwert der Last, welcher von der Ausgabe des Lastsensors 54 angezeigt wird.
Anstelle des Lastsensors 54 kann ein schalterartiger Sensor verwendet werden, welcher sich beispielsweise einschaltet, wenn ein Benutzer auf dem Sitz 3 sitzt.
Der Drehkodierer 56R erzeugt ein Pulssignal jedes Mal, wenn die Ausgangswelle des Elektromotors 31R sich um einen vorgegebenen Winkel dreht und gibt das Pulssignal an die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 aus. Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 misst dann basierend auf dem Pulssignal den Drehwinkel der Ausgangswelle des Elektromotors 31R und misst ferner die zeitliche Änderungsrate (differentieller Wert) des Messwertes des Drehwinkels als die Drehwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors 31R. Das Gleiche gilt für den Drehkodierer 56L für den Elektromotor 31L.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 führt eine vorgegebene arithmetische Verarbeitung unter Verwendung der obengenannten Messwerte aus, wodurch Geschwindigkeitsbefehle bestimmt werden, welche die Soll-Werte der Drehwinkelgeschwindigkeiten des Elektromotors 31R bzw. 31L sind, und führt eine Rückkopplungsregelung/-steuerung der Drehwinkelgeschwindigkeit jedes Elektromotors 31R und 31L gemäß den bestimmten Geschwindigkeitsbefehlen aus.
Die Beziehung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Elektromotors 31R und der Drehwinkelgeschwindigkeit des Drehelements 27R wird im Übrigen eine proportionale Beziehung basierend auf dem Geschwindigkeitsdämpfungsverhältnis eines festen Wertes zwischen der Ausgangswelle und dem Drehelement 27R sein. Der Einfachheit halber wird in der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform die Drehwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors 31R die Drehwinkelgeschwindigkeit des Drehelements 27R bedeuten. Ebenso wird die Drehwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors 31L die Drehwinkelgeschwindigkeit des Drehelements 27L bedeuten.
Nachfolgend wird die von der Regelungs-/Steuerungseinheit 50 ausgeführte Regelungs-/Steuerungsverarbeitung detaillierter beschrieben werden.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 führt die durch das Flussdiagramm der 7 dargestellte Verarbeitung (Hauptroutinenverarbeitung) in einem vorgegebenen Regelungs-/Steuerungs-Verarbeitungszyklus aus.
Im SCHRITT 1 erfasst die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 zuerst eine Ausgabe eines Neigungssensors 52.
Anschließend geht die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 zu SCHRITT 2 über, um einen Messwert Θb_xy_s eines Grundkörper-Neigungswinkels Θb und einen Messwert Θbdot_xy_s einer Grundkörper-Neigungswinkelgeschwindigkeit Θbdot basierend auf der erfassten Ausgabe des Neigungssensors 52 zu berechnen.
In der folgenden Beschreibung wird, um den beobachteten Wert (den Messwert oder einen geschätzten Wert) eines Ist-Werts einer Variable (ein Zustandsbetrag), wie der obengenannte Messwert Θb_xy_s des Grundkörper-Neigungswinkels Θb, mit einem Bezugszeichen zu versehen, wird das Bezugszeichen der Variable ein Suffix „_s” aufweisen.
Als nächstes führt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50, nachdem sie eine Ausgabe eines Lastsensors 54 im SCHRITT 3 erfasst hat, die Bestimmungsverarbeitung im SCHRITT 4 aus. In der Bestimmungsverarbeitung bestimmt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50, ob das Fahrzeug 1 einen Benutzers an Bord hat oder nicht (ob ein Benutzer auf dem Sitz 3 sitzt oder nicht) durch Bestimmen, ob der durch die erfasste Ausgabe des Lastsensors 54 angezeigte Lastmesswert größer als ein vorhergehend eingestellter vorgegebener Wert ist oder nicht.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit führt dann, wenn das Bestimmungsergebnis im SCHRITT 4 positiv ist, die Verarbeitung zum Einstellen eines Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 bzw. die Verarbeitung zum Einstellen der Werte konstanter Parameter (beispielsweise die Grundwerte unterschiedlicher Verstärkungen) zum Regeln/Steuern des Betriebs des Fahrzeugs 1 im SCHRITT 5 bzw. SCHRITT 6 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Arten von Betriebsmodi, das heißt, ein An-Bord-Modus und ein autonomer Modus, als der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 enthalten. Der ”An-Bord-Modus” meint den Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 in dem Zustand, wo ein Benutzer an Bord des Fahrzeugs 1 ist, und der ”autonome Modus” meint den Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 in dem Fall, wo kein Benutzer an Bord des Fahrzeugs 1 ist.
In SCHRITT 5 stellt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 den An-Bord-Modus als den Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 ein. Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 stellt ferner im SCHRITT 6 vorgegebene Werte für den An-Bord-Modus als die Werte konstanter Parameter zum Regeln/Steuern des Betriebs des Fahrzeugs 1 ein. Die konstanten Parameter umfassen beispielsweise hx, hy, Ki_a_x, Ki_b_x, Ki_a_y und Ki_b_y (i = 1, 2, 3), welche später diskutiert werden.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 führt unterdessen, wenn das Bestimmungsergebnis im SCHRITT 4 negativ ist, dann die Verarbeitung zum Einstellen des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 und die Verarbeitung zum Einstellen der Werte konstanter Parameter zum Regeln/Steuern des Betriebs des Fahrzeugs 1 im SCHRITT 7 bzw. SCHRITT 8 aus.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 stellt dann in SCHRITT 7 den autonomen Modus als den Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 ein. Des Weiteren stellt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 vorbestimmte Werte für den autonomen Modus als die Werte von konstanten Parametern zum Regeln/Steuern des Betrieb des Fahrzeugs 1 ein. Die Werte der konstanten Parameter für den autonomen Modus sind verschieden von den Werten der konstanten Parameter für den An-Bord-Modus.
Die obengenannten Werte der konstanten Parameter werden eingestellt, um zwischen dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus verschieden zu sein, da die Reaktionscharakteristiken der Betriebe des Fahrzeugs 1 relativ zu den Regelungs-/Steuerungseingaben aufgrund der Unterschiede in der Höhe des obengenannten Schwerpunkts, der Gesamtmasse und dergleichen zwischen den jeweiligen Moden voneinander verschieden sind.
Durch die vorangehend beschriebene Verarbeitung im SCHRITT 4 bis SCHRITT 8 wird der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 gemäß dem Lastdetektionswert eingestellt und werden die Werte der konstanten Parameter für jeden der Betriebsmoden, nämlich den An-Bord-Modus und den autonomen Modus, eingestellt.
Die Verarbeitung im SCHRITT 5 und SCHRITT 6 oder die Verarbeitung im SCHRITT 7 und SCHRITT 8 muss im Übrigen nicht in jedem Regelungs-/Steuerungsverarbeitungszyklus durchgeführt werden. Alternativ kann die Verarbeitung nur ausgeführt werden, wenn sich das Bestimmungsergebnis im SCHRITT 4 ändert.
Nach dem Ausführen der vorangehend beschriebenen Verarbeitung im SCHRITT 5 und SCHRITT 6 oder der vorangehend beschriebenen Verarbeitung im SCHRITT 7 und SCHRITT 8, führt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 eine arithmetische Fahrzeug-Regelungs-/Steuerungsverarbeitung im SCHRITT 9 aus, um dadurch den Geschwindigkeitsbefehl für den Elektromotor 31R bzw. 31L zu bestimmen. Die arithmetische Fahrzeug-Regelungs-/Steuerungsverarbeitung wird später im Detail beschrieben werden.
Anschließend geht die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 zum SCHRITT 10 über, um die Verarbeitung zum Regeln/Steuern der Betriebe der Elektromotoren 31R und 31L gemäß den im SCHRITT 9 bestimmten Geschwindigkeitsbefehlen auszuführen. In dieser Betriebsregelungs-/-steuerungsverarbeitung bestimmt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 basierend auf der Differenz zwischen dem im SCHRITT 9 bestimmten Geschwindigkeitsbefehl für den Elektromotor 31R und dem Messwert der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 31R, welcher auf der Grundlage einer Ausgabe eines Drehkodierers 56R gemessen wird, einen Soll-Wert (Soll-Drehmoment) eines Ausgabedrehmoments des Elektromotors 31R derart, dass die Differenz gegen 0 konvergiert. Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 regelt/steuert dann den dem Elektromotor 31R zugeführten Strom derart, dass der Elektromotor 31R ein Ausgabedrehmoment des Soll-Drehmoments ausgibt. Das Gleiche gilt für die Betriebsregelung/-steuerung des linken Elektromotors 31L.
Vorangehend ist die von der Regelungs-/Steuerungseinheit 50 ausgeführte allgemeine Regelungs-/Steuerungsverarbeitung beschrieben worden.
Die vorangehend erwähnte arithmetische Fahrzeugregelungs-/-steuerungsverarbeitung im SCHRITT 9 wird jetzt im Detail beschrieben werden.
In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Gesamtschwerpunkt des Fahrzeugs 1 und des Benutzer an Bord des Sitzes 3 in dem An-Bord-Modus als ein Fahrzeug-Benutzer-Gesamtschwerpunkt bezeichnet werden, und ein alleiniger Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 in dem autonomen Modus wird als ein Nur-Fahrzeug-Schwerpunkt bezeichnet werden. Des Weiteren werden der Fahrzeug-Benutzer-Gesamtschwerpunkt und der Nur-Fahrzeug-Schwerpunkt allgemein als der Fahrzeugsystemschwerpunkt bezeichnet werden. Der Fahrzeugsystemschwerpunkt wird den Fahrzeug-Benutzer-Gesamtschwerpunkt bezeichnen, wenn der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 der An-Bord-Modus ist, und wird den alleinigen Fahrzeugschwerpunkt bezeichnen, wenn der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 der autonome Modus ist.
In der nachfolgenden Beschreibung kann ferner hinsichtlich der Werte (aktualisierte Werte), welche in jedem Regelungs-/-steuerungsverarbeitungszyklus von der Regelungs-/-Steuerungseinheit 50 bestimmt werden, ein Wert, welcher in dem gegenwärtigen (spätesten) Regelungs-/Steuerungsverarbeitungszyklus bestimmt wird, als ein gegenwärtiger Wert bezeichnet werden, und ein Wert, welcher in einem unmittelbar vorangehenden Regelungs-/Steuerungsverarbeitungsmodus bestimmt wird, kann als ein vorangehender Wert bezeichnet werden. Ein Wert wird ferner einen gegenwärtigen Wert bezeichnen, es sei denn, er wird als ein gegenwärtiger Wert oder ein vorangehender Wert bezeichnet.
Hinsichtlich der Geschwindigkeit und Beschleunigung in die X-Achsen-Richtung wird eine vorwärts gerichtete Richtung ferner als eine positive Richtung definiert werden, und hinsichtlich der Geschwindigkeit und Beschleunigung in die Y-Achsen-Richtung wird eine nach links gerichtete Richtung als die positive Richtung definiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die arithmetische Fahrzeugregelungs-/-steuerungsverarbeitung im SCHRITT 9 unter der Annahme ausgeführt, dass das dynamische Verhalten des Fahrzeugsystemschwerpunkts (insbesondere das durch Projizieren des Verhaltens von der Y-Achsen-Richtung auf eine dazu orthogonale Ebene (XZ-Ebene) beobachtete Verhalten und das durch Projizieren des Verhaltens von der X-Achsen-Richtung auf eine dazu orthogonale Ebene (YX-Ebene) beobachteten Verhalten) näherungsweise durch das Verhalten eines Inverspendel-Modells (dynamisches Verhalten des invertierten Pendels), wie in 8 gezeigt, ausgedrückt wird.
In 8 bezeichnen Bezugszeichen, welche nicht in Klammern gesetzt sind, die dem aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten Inverspendel-Modell zugeordneten Bezugszeichen, während die in Klammern gesetzten Bezugszeichen die dem aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten Inverspendel-Modell zugeordneten Bezugszeichen.
In diesem Fall ist das Inverspendel-Modell, welches ein aus der Y-Achsen-Richtung beobachtetes Verhalten ausdrückt, mit einem in dem Fahrzeugsystemschwerpunkt angeordneten Massenpunkt 60_x und einem imaginären Rad 62_x bereitgestellt, welches eine zu der Y-Achsen-Richtung parallele Drehachse 62a_x aufweist, und welches auf einer Bodenfläche frei rollt (nachfolgend als das imaginäre Rad 62_x bezeichnet). Der Massenpunkt 60_x ist ferner von einer Drehwelle 62a_x des imaginären Rads 62_x durch Zwischenschaltung einer linearen Stange 64_x unter Verwendung der Drehwelle 62a_x als der Tragepunkt derart getragen, dass der Massenpunkt 60_x um die Drehwelle 62a_x schwenkbar ist.
In diesem Inverspendel-Modell entspricht eine Bewegung des Massenpunktes 60_x einer Bewegung des aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten Fahrzeugsystemschwerpunkts. Ferner wird angenommen, dass der Neigungswinkel Θbe_x der Stange 64_x relativ zu einer vertikalen Richtung mit einer Differenz Θbe_x_s zwischen einem Grundkörper-Neigungswinkel-Messwert Θb_x_s in Richtung um die Y-Achse und einem wie nachfolgend beschrieben bestimmten Sollwert für den Grundkörper-Neigungswinkel Θb_x (nachfolgend als ein Soll-Grundkörper-Neigungswinkelwert Θb_x_obj bezeichnet) (= Θb_x_s – Θb_x_obj) übereinstimmt. Es wird auch angenommen, dass sich eine ändernde Geschwindigkeit des Neigungswinkels Θbe_x der Stange 64_x (= dΘbe_x/dt) mit einem Grundkörper-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswert Θbdot_x_s in Richtung um die Y-Achse übereinstimmt. Ferner wird angenommen, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit Vw_x des imaginären Rads 62_x (die translatorische Bewegungsgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung) mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 des Fahrzeugs 1 in der X-Achsen-Richtung übereinstimmt.
Ebenso ist das ein aus der X-Achsen-Richtung beobachtete Verhalten ausdrückende Inverspendel-Modell (Bezug nehmend zu den in Klammern gesetzten Bezugszeichen in 8) mit einem im Fahrzeugsystemschwerpunkt angeordneten Massenpunkt 60_y und einem imaginären Rad 62_y, welches eine zu der X-Achsen-Richtung parallele Drehachse 62a_y aufweist, und welches auf einer Bodenfläche frei rollt (nachfolgend als das imaginäre Rad 62_y bezeichnet) bereitgestellt. Ferner wird der Massenpunkt 60_y von einer Drehwelle 62a_y des imaginären Rads 62_y durch Zwischenschaltung einer linearen Stange 64_y unter Verwendung der Drehwelle 62a_y als Tragepunkt derart getragen, dass der Massenpunkt 60_y um die Drehwelle 62a_y schwenkbar ist.
In diesem Inverspendel-Modell entspricht eine Bewegung des Massenpunktes 60_y einer Bewegung des aus der X-Achsen-Richtung beobachteten Fahrzeugsystemschwerpunkts. Ferner wird angenommen, dass der Neigungswinkel Θbe_y der Stange 64_y relativ zu der vertikalen Richtung mit einer Differenz Θbe_y_s zwischen einem Grundkörper-Neigungswinkelmesswert Θb_y_s in Richtung um die X-Achse und einem wie nachfolgend beschrieben bestimmten Sollwert für den Grundkörper-Neigungswinkel Θb_x (nachfolgend als ein Soll-Grundkörper-Neigungswinkelwert Θb_x_obj bezeichnet) (= Θb_y_s – Θb_y_obj) übereinstimmt. Es wird auch angenommen, dass eine sich ändernde Geschwindigkeit des Neigungswinkels Θbe_y der Stange 64_y (= dΘbe_y/dt) mit einem Grundkörper-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswert Θbdot_y_s in Richtung um die X-Achse übereinstimmt. Ferner wird angenommen, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit Vw_y des imaginären Rads 62_y (die translatorische Bewegungsgeschwindigkeit in der Y-Achsen-Richtung) mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 des Fahrzeugs 1 in der Y-Achsen-Richtung übereinstimmt.
Obwohl es im Detail unten beschrieben werden wird, werden die Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_x_obj, θb_y_obj jeweils bestimmt, um Werte (konstante Werte), welche mit den nach Maßgabe der Ausgabe des Neigungssensor 52 gemessenen Grundkörper-Neigungswinkel-Messwerten θb_x_s, θb_y_s übereinstimmen oder näherungsweise übereinstimmen, in der Haltung des Grundkörpers 9 in dem Zustand zu sein, wo der Fahrzeugsystemschwerpunkt näherungsweise direkt über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist, außer in der Dauer unmittelbar nach dem der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 gemäß dem Bestimmungsergebnis in SCHRITT 4 gewechselt wird. Die Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_x_obj, θb_y_obj sind im Allgemeinen in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus von einander verschieden.
Es wird angenommen, dass die imaginären Räder 62_x und 62_y jeweils Radien Rw_x und Rw_y vorgegebener Werte aufweisen.
Es wird angenommen, dass Beziehungen, welche durch die unten angegebenen Ausdrücke 01a und 01b dargestellt sind, zwischen Drehwinkelgeschwindigkeiten ωw_x und ωw_y des imaginären Rads 62_x bzw. 62_y und Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R und ω_L des Elektromotors 31R bzw. 31L gelten (genauer gesagt, den Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R und ω_L des Drehelements 27R bzw. 27L). ωw_x = (ω_R + ω_L)/2 Ausdruck 01a ωw_y = C·(ω_R – ω_L)/2 Ausdruck 01b, wobei „C” im Ausdruck 01b einen Koeffizienten eines vorgegebenen Wertes bezeichnet, welcher von einer mechanischen Beziehung oder einem Schlupf zwischen den freien Rollen 29R und 29L und der Radanordnung 5 abhängt. Die positiven Richtungen von ωw_x, ω_R und ω_L sind die Richtungen, in welchen sich das imaginäre Rad 62_x in dem Fall dreht, in dem das imaginäre Rad 62_x vorwärts rollt. Die positive Richtung von ωw_y ist die Richtung, in der sich das imaginäre Rad 62_y in dem Fall dreht, in dem das imaginäre Rad 62_y nach links rollt.
Die in 8 gezeigte Dynamik des Inverspendel-Modells wird hier durch die unten angegebenen Ausdrücke 03x und 03y dargestellt. Ausdruck 03x ist ein Ausdruck, welcher die Dynamik des aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten Inverspendel-Modells darstellt, während Ausdruck 03y ein Ausdruck ist, welcher die Dynamik des aus der X-Achsen-Richtung beobachteten Inverspendel-Modells darstellt. d²Θbe_x/dt² = α_x·Θbe_x + β_x·ωwdot_x Ausdruck 03x d²Θbe_y/dt² = α_y·Θbe_y + β_y·ωwdot_y Ausdruck 03y, wobei ωwdot_x im Ausdruck 03x die Drehwinkelbeschleunigung (der Wert der ersten Ableitung der Drehwinkelgeschwindigkeit ωw_x) des imaginären Rads 62_x ausdrückt, α_x einen Koeffizienten, welcher von einer Masse oder einer Höhe h_x des Massenpunktes 60_x abhängt, bezeichnet, und β_x einen Koeffizienten, welcher von einer Trägheit (Trägheitsmoment) oder dem Radius Rw_x des imaginären Rads 62_x abhängt, bezeichnet. Dasselbe gilt für ωwdot_y, α_y und β_y im Ausdruck 03y.
Wie aus diesen Ausdrücken 03x und 03y verständlich wird, werden die Bewegungen der Massenpunkte 60_x und 60_y des Inverspendel-Modells (das heißt, die Bewegungen des Fahrzeugsystemschwerpunkts) in Abhängigkeit der Drehwinkelbeschleunigung ωwdot_x des imaginären Rads 62_x bzw. der Drehwinkelbeschleunigung ωwdot_y des imaginären Rads 62_y angegeben.
Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform die Drehwinkelbeschleunigung ωwdot_x des imaginären Rads 62_x als die Stellgröße (Regelungs-/Steuerungseingabe) zum Regeln/Steuern der Bewegung des aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten Fahrzeugsystemschwerpunkts verwendet, während die Drehwinkelbeschleunigung ωwdot_y des imaginären Rads 62_y als die Stellgröße (Regelungs-/Steuerungseingabe) zum Regeln/Steuern der Bewegung des aus der X-Achsen-Richtung beobachteten Fahrzeugsystemschwerpunkts verwendet wird.
Um die arithmetische Fahrzeugregelungs-/-steuerungsverarbeitung im SCHRITT 9 kurz zu beschreiben, bestimmt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd und ωwdot_y_cmd, welche die Befehlswerte (Soll-Werte) der Drehwinkelbeschleunigungen ωwdot_x und ωwdot_y als Stellgrößen sind, derart, dass die Bewegung des in der X-Achsen-Richtung beobachteten Massenpunkts 60_x und die Bewegung des in der Y-Achsen-Richtung beobachteten Massenpunkts 60_y zu den Bewegungen werden, welche den Soll-Bewegungen des Fahrzeugsystemschwerpunkts entsprechen. Die Regelungs-/Steuerungseinheit bestimmt ferner die durch integrieren der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd bzw. ωwdot_y_cmd erhaltenen Werte als die Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehle ωw_x_cmd und ωw_y_cmd, welche die Befehlswerte (Soll-Werte) der Drehwinkeigeschwindigkeiten ωw_x und ωx_y des imaginären Rads 62_x bzw. 62_y sind.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 definiert ferner die dem Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehl ωw_x_cmd (= Rw_x·ωw_x_cmd) entsprechende Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_x und die dem Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehl ωw_y_cmd (= Rw_y·ωw_y_cmd) entsprechende Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_y als die Soll-Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 des Fahrzeugs 1 in der X-Achsen-Richtung bzw. die Soll-Bewegungsgeschwindigkeit davon in der Y-Achsen-Richtung und die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 bestimmt Geschwindigkeitsbefehle ω_R_cmd und ω_L_cmd des Elektromotors 31R bzw. 31L, um die Soll-Bewegungsgeschwindigkeiten zu erreichen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd und ωwdot_y_cmd als die Stellgrößen (Regelungs-/Steuerungseingaben), wie durch die Ausdrücke 07x und 07y angezeigt, durch Addieren dreier Stellgrößenkomponenten, welche später diskutiert werden, bestimmt.
Ergänzend zu den Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehlen ωwdot_x_cmd, ωwdot_y_cmd als die Stellgröße (Regelungs-/Steuerungseingabe) in der vorliegenden Ausführungsform ist ωwdot_x_cmd eine Drehwinkelbeschleunigungsgeschwindigkeit des in der X-Achsen-Richtung fahrenden imaginären Rads 62_x, so dass dieselbe als die Stellgröße zum Regulieren der auf die Radanordnung 5 anzuwendenden Antriebskraft zum Bewegen der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung fungiert. Des Weiteren ist ωwdot_y_cmd eine Drehwinkelbeschleunigungsgeschwindigkeit des in der Y-Achsen-Richtung fahrenden imaginären Rads 62_y, so dass dieselbe als die Stellgröße zum Regulieren der auf die Radanordnung 5 anzuwendenden Antriebskraft zum Bewegen der Radanordnung 5 in der Y-Achsen-Richtung fungiert.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 ist mit den in dem Blockdiagramm der 9 dargestellten Funktionen als die Funktionen zum Ausführen der vorangehend beschrieben arithmetischen Fahrzeugregelungs-/steuerungsverarbeitung im SCHRITT 9 bereitgestellt.
Insbesondere ist die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 mit einem Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 bereitgestellt, welches die Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_xy_obj einstellt, einem Fehlerrechner 71, welcher den Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwert θbe_xy_s berechnet, welcher die Differenz ist zwischen dem Grundkörper-Neigungswinkel-Messwert θb_xy_s und dem Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_xy_obj, einem Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72, welcher einen geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_xy_s als den beobachteten Wert einer Schwerpunktgeschwindigkeit Vb_xy berechnet, welche die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugsystemschwerpunkts ist, einem Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76, welcher eine Regelungs-/Steuerungs-Soll-Schwerpunktgeschwindigkeit Vb_xy_mdfd als den Sollwert der Schwerpunktgeschwindigkeit Vb_xy bestimmt, unter Berücksichtigung einer Begrenzung, welche auf einem zulässigen Bereich der Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L, und einem ersten Verstärkungseinsteller 78 und einem zweiten Verstärkungseinsteller 79, welche jeweils erste Verstärkungseinstellparameter Kr1_xy und zweite Verstärkungseinstellparameter Kr2_xy zum Einstellen der Werte der Verstärkungskoeffizienten der Ausdrücke 07x und 07y, was später erläutert werden wird.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 ist ferner mit einem Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80, welcher den Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehl ωw_xy_cmd berechnet, und einem Motorbefehlsrechner 82, welcher den Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehl ωw_xy_cmd in ein Paar von einem Geschwindigkeitsbefehl ω_R_cmd (Befehlswert einer Drehwinkelgeschwindigkeit) für den rechten Elektromotor 31R und einem Geschwindigkeitsbefehl ω_L_cmd (ein Befehlswert einer Drehwinkelgeschwindigkeit) für den linken Elektromotor 31L umwandelt, bereitgestellt.
Bezugszeichen 84 in 9 bezeichnet ein Verzögerungselement, welches den Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehl ωw_xy_cmd empfängt, welcher in jedem Regelungs-/Steuerungsverarbeitungszyklus durch den Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 berechnet wird. Das Verzögerungselement 84 gibt einen vorangehenden Wert ωw_xy_cmd_p des Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehls ωw_xy_cmd in jedem Regelungs-/Steuerungsverarbeitungszyklus aus.
Bei der vorangehend beschriebenen arithmetischen Fahrzeugregelungs-/-steuerungsverarbeitung im SCHRITT 9 wird die Verarbeitung durch die obengenannten Verarbeitungsabschnitte wie nachfolgend beschrieben ausgeführt.
Die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 führt zuerst die Verarbeitung durch das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70, die Verarbeitung durch den Fehlerrechner 71, die Verarbeitung durch den zweiten Verstärkungseinsteller 79, und die Verarbeitung durch den Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 aus.
Der in SCHRITT 5 oder SCHRITT 7 bestimmte Betriebsmodus wird in das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 eingegeben. Danach bestimmt das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 die Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_xy_obj gemäß dem darin eingegebenen Betriebsmodus, wie in der Darstellung in 10 gezeigt.
Eine Erklärung wird beispielsweise mit Bezug auf den Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj in der Richtung um die Y-Achse gegeben. In der vorliegenden Ausführungsform werden ein An-Bord-Modus-Grundsollwert als ein Wert des Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerts θb_x_obj in dem Zustand, wo der Betriebsmodus kontinuierlich in dem An-Bord-Modus beibehalten wird, und ein Autonomer-Modus-Grundsollwert als ein Wert des Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerts θb_x_obj in dem Zustand, wo der Betriebsmodus kontinuierlich in dem autonome Modus beibehalten wird, vorab eingestellt.
In diesem Fall wird der An-Bord-Modus-Grundsollwert auf einen Wert, welcher mit den Grundkörper-Neigungswinkel-Messwerten θb_x_s, θb_y_s, welche nach Maßgabe der Ausgabe des Neigungssensor 52 gemessen werden, übereinstimmt oder näherungsweise übereinstimmt, in der Haltung des Grundkörpers 9 in dem Zustand, wo der Fahrzeug-Benutzer-Gesamtschwerpunkt näherungsweise direkt über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist, eingestellt. Des Weiteren wird der Autonomer-Modus-Grundsollwert auf einen Wert, welcher mit den Grundkörper-Neigungswinkel-Messwerten θb_x_s, θb_y_s, welche nach Maßgabe der Ausgabe des Neigungssensor 52 gemessen werden, übereinstimmt oder näherungsweise übereinstimmt, in der Haltung des Grundkörpers 9 in dem Zustand, wo der Nur-Fahrzeug-Schwerpunkt näherungsweise direkt über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist, eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der An-Bord-Modus-Grundsollwert und der Autonomer-Modus-Grundsollwert von einander verschiedene Werte. In 10 wird der An-Bord-Modus-Grundsollwert über dem Autonomer-Modus-Grundsollwert genannt. Jedoch hängt die Größenbeziehung zwischen dem An-Bord-Modus-Grundsollwert und dem Autonomer-Modus-Grundsollwert im Allgemeinen von der Struktur des Fahrzeugs 1 oder dergleichen ab.
Danach bewirkt ein Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 in einer Dauer unmittelbar nachdem der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus wechselt (unmittelbar nach der Zeit t1 in 10), dass sich der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj von dem Autonomer-Modus-Grundsollwert in Richtung auf den An-Bord-Modus-Grundsollwert mit einer konstante zeitliche Änderungsrate ändert. Des Weiteren hält das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 θb_x_obj auf dem An-Bord-Modus-Grundsollwert, nachdem der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj den An-Bord-Modus-Grundsollwert erreicht.
Des Weiteren bewirkt das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 in einer Dauer unmittelbar nachdem der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus wechselt (unmittelbar nach der Zeit t2 in 10), dass sich der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj von dem An-Bord-Modus-Grundsollwert in Richtung auf den Autonomer-Modus-Grundsollwert mit einer konstanten zeitlichen Änderungsrate ändert. Des Weiteren hält das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 θb_x_obj auf dem An-Bord-Modus-Grundsollwert, nachdem der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj den Autonomer-Modus-Grundsollwert erreicht.
In diesem Fall, wie in der Darstellung von 10 gezeigt, in der vorliegenden Ausführungsform, werden die zeitlichen Änderungsraten vorher derart eingestellt, dass die Größe der zeitlichen Änderungsrate (Änderungsrate) von θb_x_obj in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus schneller wird als die zeitliche Änderungsrate (Änderungsrate) von θb_x_obj in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus.
In dem Fall, wo sich der Betriebsmodus während die Änderung des Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerts θb_x_obj ändert, ändert das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 θb_x_obj von dem Wert (vorhergehenden Wert) von θb_x_obj unmittelbar vor der Änderung des Betriebsmodus zu dem Grundsollwert, welcher dem Betriebsmodus nach der Änderung entspricht, mit der oben erläuterten zeitlichen Änderungsrate.
Die Weise der oben erläuterten Bestimmung des Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj ist dieselbe für den Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_y_obj in der Richtung um die X-Achse.
Jedoch nimmt der An-Bord-Modus-Grundsollwert und der Autonomer-Modus-Grundsollwert, welche θb_y_obj entsprechen, im Allgemeinen Werte an, welche von den Grundsollwerte, welche θb_x_obj entsprechen, verschieden sind.
Des Weiteren müssen die Größe der zeitlichen Änderungsrate von θb_x_obj, θb_y_obj in der Dauer unmittelbar nach der Änderung von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus im Allgemeinen nicht gegenseitig identisch sein. In dem Fall beispielsweise, wo der Unterschied zwischen dem An-Bord-Modus-Grundsollwert und dem Autonomer-Modus-Grundsollwert, welche θb_y_obj entsprechen, und der Unterschied zwischen dem An-Bord-Modus-Grundsollwert und dem Autonomer-Modus-Grundsollwert, welche θb_x_obj entsprechen, gegenseitig verschieden sind, kann die zeitliche Änderungsrate θb_x_obj, θb_y_obj derart eingestellt werden, dass die benötigte Zeit von der Zeit des Wechsels von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus bis θb_x_obj den An-Bord-Modus-Grundsollwert erreicht und die benötigte Zeit von der Zeit des Wechsels bis θb_y_obj den An-Bord-Modus-Grundsollwert erreicht, gleich sind. Dasselbe gilt für die Größe der zeitlichen Änderungsrate von θb_x_obj, θb_y_obj in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus.
Zusätzlich gibt es Fälle, wo der Neigungswinkel des Grundkörpers 9 in der Richtung um die X-Achse in dem Zustand, wo der Fahrzeugsystemschwerpunkt näherungsweise direkt über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnet ist, in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus identisch oder näherungsweise identisch ist, wie etwa in dem Fall, wo das Fahrzeug 1 von einem symmetrischen Aufbau ist. In einem solchen Fall kann der An-Bord-Modus-Grundsollwert und der Autonomer-Modus-Grundsollwert auf identische Werte eingestellt werden, und der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_y_obj in der Richtung um die X-Achse kann ungeachtet dem Betriebsmodus konstant gehalten werden. Dasselbe gilt für den Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj in der Richtung um die Y-Achse.
Des Weiteren können für irgendein θb_x_obj, θb_y_obj in dem Fall, wo der Unterschied zwischen dem An-Bord-Modus-Grundsollwert und dem Autonomer-Modus-Grundsollwert winzig ist, θb_x_obj oder θb_y_obj auf den Grundsollwert geändert werden, welcher dem Betriebsmodus nach einem unmittelbaren Wechsel von dem Wechsel in dem Fall entpricht, wo der Betriebsmodus gewechselt wird.
Der im oben genannten SCHRITT 2 berechnete Grundkörper-Neigungswinkel-Messwerte θb_xy_s (θb_x_s und θb_y_s) und der durch das Neigungs-Sollwert-Einstellelement 70 wie oben erläutert bestimmte Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_xy_obj (θb_x_obj und θb_y_obj) werden in den Fehlerrechner 71 eingegeben. Danach berechnet der Fehlerrechner 71 den Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwert in der Richtung um die Y-Achse θbe_x_s (= θb_x_s – θb_x_obj) durch Subtrahieren von θb_x_obj von θb_x_s, und berechnet den Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwert in der Richtung um die X-Achse θbe_y_s (= θb_y_s – θb_y_obj) durch Subtrahieren von θb_y_obj von θb_y_s.
Die Verarbeitung des Neigungs-Sollwert-Einstellelements 70 und des Fehlerrechner 71 können vor der Fahrzeug-Regelungs-/Steuerungs-Rechenverarbeitung in SCHRITT 9 durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Verarbeitung des Neigungs-Sollwert-Einstellelements 70 und des Fehlerrechners 71 zwischen SCHRITT 4 und SCHRITT 9 durchgeführt werden.
Der in in SCHRITT 5 oder 7 bestimmte Betriebsmodus wird in den zweiten Verstärkungseinsteller 79 eingegeben. Danach bestimmt der zweite Verstärkungseinsteller 79 den zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_xy (Kr2_x und Kr2_y) gemäß dem eingegebenen Betriebsmodus, wie in der Darstellung in 11 angedeutet ist. Hierbei sind die zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_x, Kr2_y beides Werte innerhalb des Bereichs von 0 bis 1.
Eine Erklärung wird beispielsweise mit Bezug auf Kr2_x der zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_x, Kr2_y gegeben werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Wert des zweiten Verstärkungseinstellparameters Kr2_x in dem Zustand, wo der Betriebsmodus kontinuierlich auf dem An-Bord-Modus gehalten wird (nachfolgend als ein An-Bord-Modus-Einstellparametergrundwert bezeichnet) vorab entweder auf 0 oder 1, beispielsweise to 0 eingestellt. Des Weiteren wird der Wert des zweiten Verstärkungseinstellparameters Kr2_x in dem Zustand, wo der Betriebsmodus kontinuierlich auf dem autonomen Modus gehalten wird (nachfolgend als ein Autonomer-Modus-Einstellparametergrundwert bezeichnet) vorab entweder auf 0 oder 1 eingestellt (in der vorliegenden Ausführungsform, 1).
Danach ändert der zweite Verstärkungseinsteller 79 den zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_x von dem Autonomer-Modus-Einstellparametergrundwert (= 1) zu dem An-Bord-Modus-Einstellparametergrundwert (= 0) mit der konstanten zeitlichen Änderungsrate in der Dauer unmittelbar nachdem der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus wechselt (unmittelbar nach der Zeit t1 in 11). Des Weiteren hält der zweite Verstärkungseinsteller 79 Kr2_x auf dem An-Bord-Modus-Einstellparametergrundwert (= 0), nachdem der zweite Verstärkungseinstellparameter Kr2_x den An-Bord-Modus-Einstellparametergrundwert (= 0) erreicht.
Des Weiteren ändert der zweite Verstärkungseinsteller 79 den zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_x von dem An-Bord-Modus-Einstellparametergrundwert (= 0) in Richtung auf den Autonomer-Modus-Einstellparametergrundwert (= 1) mit der konstanten zeitlichen Änderungsrate in der Dauer unmittelbar nachdem sich der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus ändert (unmittelbar nach der Zeit t2 in 11). Des Weiteren hält der zweite Verstärkungseinsteller 79 Kr2_x auf dem Autonomer-Modus-Einstellparametergrundwert (= 1), nachdem der zweite Verstärkungseinstellparameter Kr2_x den Autonomer-Modus-Einstellparametergrundwert (= 1) erreicht.
In diesem Fall werden in der vorliegenden Ausführungsform die zeitlichen Änderungsraten vorab derart eingestellt, dass die Größe der zeitlichen Änderungsrate (Änderungsrate) von KT2_y in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus schneller wird als die Größe der zeitlichen Änderungsrate (Änderungsrate) von Kr2_x in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus, wie in der Darstellung in 11 gezeigt.
In dem Fall, wo sich der Betriebsmodus während der Änderung des zweiten Verstärkungseinstellparameters Kr2_x ändert, bewirkt der zweite Verstärkungseinsteller 79, dass sich Kr2_x von dem Wert von Kr2_x (vorhergehender Wert) unmittelbar vor der Änderung des Betriebsmodus in Richtung auf den Grundwert ändert, welcher dem Betriebsmodus nach der Änderung entspricht, mit der oben genannten zeitlichen Änderungsrate.
Die Weise der Bestimmung des zweiten Verstärkungseinstellparameters Kr2_x ist dieselbe für Kr2_y. In diesem Fall muss die Größe der zeitlichen Änderungsrate von Kr2_x, Kr2_y im Allgemeinen nicht gegenseitig identisch sein in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus. Dasselbe gilt für die Größe der zeitlichen Änderungsrate von Kr2_x, Kr2_y in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus.
In dem Fall, wo die Größe der zeitlichen Änderungsraten von Kr2_x, Kr2_y in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus eingestellt werden, um gegenseitig identisch zu sein, und auch die Größe der zeitlichen Änderungsraten von Kr2_x, Kr2_y in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus eingestellt werden, um gegenseitig identisch zu sein, gilt dann stets Kr2_x = Kr2_y, so dass entweder Kr2_x oder Kr2_y bestimmt werden sollte.
Der Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 empfängt den aktuellen Wert der in dem vorbenannten SCHRITT 2 berechneten Grundkörper-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswerte Θbdot_xy_s (Θbdot_x_s und Θbdot_y_s) und empfängt auch die vorhergehenden Werte ωw_xy_cmd_p der Imaginäres-Rad-Geschwindigkeitsbefehle ωw_xy_cmd (ωw_x_cmd_p und ωw_y_cmd_p) von dem Verzögerungselement 84. Dann berechnet der Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 einen geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_xy_s (Vb_x_s und Vb_y_s) von den obigen Eingabewerte gemäß einem auf dem vorbenannten Inverspendel-Modell beruhenden vorgegebenen Rechenausdruck.
Insbesondere berechnet der Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 Vb_x_s und Vb_y_s gemäß dem folgenden Ausdruck 05x bzw. Ausdruck 05y. Vb_x_s = Rw_x·ωw_x_cmd_p + h_x·Θbdot_x_s 05x Vb_y_s = Rw_y·ωw_y_cmd_p + h_y·Θbdot_y_s 05y
In diesen Ausdrücken 05x und 05y bezeichnen Rw_x und Rw_y wie vorangehend beschrieben die Radien des imaginären Rads 62_x bzw. 62_y und die Werte davon sind vorgegebene vorangehend eingestellte Werte. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen h_x und h_y die Höhen des Massenpunkts 60_x bzw. 60_y des Inverspendel-Modells. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in diesem Fall die Höhe des Fahrzeugsystemschwerpunkts beibehalten, um im Wesentlichen konstant zu sein. Daher werden vorangehend eingestellte vorgegebene Werte als die Werte von h_x bzw. h_y verwendet. Zusätzlich sind die Höhen h_x und h_y in den konstanten Parametern zum Einstellen der Werte indem obengenannten SCHRITT 6 oder SCHRITT 8 enthalten.
Der erste Term auf der rechten Seite des vorangehend angegebenen Ausdrucks 05x bezeichnet die Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_x in der X-Achsen-Richtung, welcher dem vorangehenden Wert ωw_x_cmd_p des Geschwindigkeitsbefehls des imaginären Rads 62_x entspricht. Diese Bewegungsgeschwindigkeit entspricht dem aktuellen Wert einer Ist-Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung. Der zweite Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 05x entspricht ferner dem aktuellen Wert der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugsystemschwerpunkts in der X-Achsen-Richtung, welche dem sich mit einer Neigungswinkelgeschwindigkeit von Θbdot_x_s in Richtung um die Y-Achse (relative Bewegungsgeschwindigkeit in Bezug zu der Radanordnung 5) neigenden Grundkörper 9 zugeschrieben werden kann. Das Gleiche gilt für den Ausdruck 05y.
Alternativ kann das Paar der Messwerte (der aktuellen Werte) der Drehwinkelgeschwindigkeiten des Elektromotors 31R bzw. 31L, welche basierend auf den Ausgaben der Drehkodierer 56R und 56L gemessen werden, in das Paar von Drehwinkelgeschwindigkeiten des imaginären Rads 62x bzw. 62y konvertiert werden, dann können die Drehwinkelgeschwindigkeiten anstelle von ωw_x_cmd_p und ωw_y_cmd_p der Ausdrücke 05x und 05y verwendet werden. Um allerdings die Einflüsse von in den Messwerten der Drehwinkelgeschwindigkeiten enthaltenen Rauschbeiträge zu eliminieren, ist es vorteilhaft, ωw_x_cmd_p und ωw_y_cmd_p zu verwenden, welche die Soll-Werte sind.
Anschließend führt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 die Verarbeitung durch den Schwerpunktgeschwindigkeit-Begrenzer 76 und die Verarbeitung durch den ersten Verstärkungseinsteller 78 aus. In diesem Fall empfangen der Schwerpunktgeschwindigkeit-Begrenzer 76 und der erste Verstärkungseinsteller 78 jeweils die geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_xy_s (Vb_x_s und Vb_y_s), welche durch den Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 wie vorangehend beschrieben berechnet werden. Des Weiteren werden in den zweiten Verstärkungseinsteller die in SCHRITT 5 oder 7 bestimmten Betriebsmoden eingegeben.
Der erste Verstärkungseinsteller 78 bestimmt ferner die Verstärkungseinstellparameter Kr1_xy (Kr1_x und Kr1_y) basierend auf den eingegebenen Schwerpunktgeschwindigkeitswerten Vb_xy_s (Vb_x_s und Vb_y_s).
Die Verarbeitung durch den ersten Verstärkungseinsteller 78 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben werden.
Wie in 12 dargestellt, liefert der erste Verstärkungseinsteller 78 die eingegebenen geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_x_s und Vb_y_s an einen Begrenzungsprozessor 86. Der Begrenzungsprozessor 86 fügt gegebenenfalls Begrenzungen basierend auf den zulässigen Bereichen der Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L den geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerten Vb_x_s und Vb_y_s zu, wodurch Ausgabewerte Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 erzeugt werden. Der Ausgabewert Vw_x_lim1 bezeichnet einen nach einer Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit Vw_x des imaginären Rads 62_x in der X-Achsen-Richtung erhaltenen Wert und der Ausgabewert Vw_y_lim1 bezeichnet einen nach einer Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit Vw_y des imaginären Rads 62_y in der Y-Achsen-Richtung erhaltenen Wert.
Die Verarbeitung durch den Begrenzungsprozessor 86 wird detaillierter unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben werden. Die in Klammern gesetzten Bezugszeichen in 13 bezeichnen die Verarbeitung durch einen Begrenzungsprozessor 104 des Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzers 76, welcher später diskutiert wird, und kann in der auf die Verarbeitung durch den Begrenzungsprozessor 86 bezogenen Beschreibung vernachlässigt werden.
Der Begrenzungsprozessor 86 liefert zuerst die geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_x_s und Vb_y_s an einen Prozessor 86a_x bzw. 86a_y. Der Prozessor 86a_x dividiert Vb_x_s durch den Radius Rw_x des imaginären Rads 62_x, um die Drehwinkelgeschwindigkeit ωw_x_s des imaginären Rads 62_x für den Fall zu berechnen, in dem angenommen wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_x in der X-Achsen-Richtung mit Vb_x_s übereinstimmt. Ebenso berechnet der Prozessor 86a_y die Drehwinkelgeschwindigkeit ωw_y_s des imaginären Rads 62_y (= Vb_y_s/Rw_y) für den Fall, in dem angenommen wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_y in der Y-Achsen-Richtung mit Vb_y_s übereinstimmt.
Anschließend wandelt der Begrenzungsprozessor 86 das Paar von ωw_x_s und ωw_y_s in ein Paar der Drehwinkelgeschwindigkeit ω_R_s des Elektromotors 31R und der Drehwinkelgeschwindigkeit ω_L_s des Elektromotors 31L durch einen XY-RL-Wandler 86b um.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Umwandlung durch Lösen einer simultanen Gleichung implementiert, welche durch Ersetzen von ωw_x, ωw_y, ω_R und ω_L der obengenannten Ausdrücke 01a und 01b durch ωw_x_s bzw. ωw_y_s bzw. ω_R_s bzw. ω_L_s erhalten wird, wobei ω_R_s und ω_L_s als Unbekannte angenommen werden.
Anschließend liefert der Begrenzungsprozessor 86 die Ausgabewerte ω_R_s und ω_L_s des XY-RL-Wandlers 86b an den Begrenzer 86c_R bzw. 86c_L. Zu diesem Zeitpunkt gibt der Begrenzer 86c_R ω_R_s direkt als einen Ausgabewert ω_R_lim1 aus, wenn ω_R_s innerhalb des zulässigen Bereichs für den rechten Motors liegt, welcher einen oberen Grenzwert (> 0) und einen unteren Grenzwert (< 0) vorangehend eingestellter vorgegebener Werte aufweist. Wenn ω_R_s von dem zulässigen Bereich für den rechten Motor abweicht, gibt der Begrenzer 86c_R als den Ausgabewert ω_R_lim1 einen Grenzwert des oberen Grenzwerts oder des unteren Grenzwerts des zulässigen Bereichs für den rechten Motor aus, je nachdem, welcher näher bei ω_R_s liegt. Somit wird der Ausgabewert ω_R_lim1 des Begrenzers 86c_R auf einen Wert innerhalb des zulässigen Bereichs für den rechten Motor begrenzt.
Ebenso gibt der Begrenzer 86c_L ω_L_s als einen Ausgabewert ω_L_lim1 direkt aus, wenn ω_L_s innerhalb des zulässigen Bereichs für den linken Motor liegt, welcher einen oberen Grenzwert (> 0) und einen unteren Grenzwert (< 0) vorangehend eingestellter vorgegebener Werte aufweist. Wenn ω_L_s von dem zulässigen Bereich für den linken Motor abweicht, gibt der Begrenzer 86c_L als den Ausgabewert ω_L_lim1 einen Grenzwert des oberen Grenzwerts oder des unteren Grenzwerts des zulässigen Bereichs für den linken Motor aus, je nachdem, welcher näher bei ω_L_s liegt. Somit wird der Ausgabewert ω_L_lim1 des Begrenzers 86c_L auf einen Wert innerhalb des zulässigen Bereichs für den linken Motor begrenzt.
Der vorangehend beschriebene zulässige Bereich für den rechten Motor ist ein zulässiger Bereich, welcher derart eingestellt worden ist, dass verhindert wird, dass die Drehwinkelgeschwindigkeit (Absolutwert) des rechten Elektromotors 31R übermäßig hoch wird, wodurch verhindert wird, dass der Maximalwert des Drehmoments, welches von dem Elektromotor 31R ausgegeben werden kann, abnimmt. Dies gilt auch für den zulässigen Bereich für den linken Motor.
Anschließend wandelt der Begrenzungsprozessor 86 das Paar von Ausgabewerten ω_R_lim1 und ω_L_lim1 des Begrenzers 86c_R bzw. 86c_L in ein Paar der Drehwinkelgeschwindigkeiten ωw_x_lim1 und ωw_y_lim1 des imaginären Rads 62_x bzw. 62_y durch einen RL-XY-Wandler 86d um.
Die Umwandlung ist die Verarbeitung der inversen Umwandlung der Verarbeitung der Umwandlung durch den obengenannten XY-RL-Wandler 86b. Diese Verarbeitung wird durch Lösen einer simultanen Gleichung implementiert, welche durch Ersetzen von ωw_x, ωw_y, ω_R und ω_L der obengenannten Ausdrücke 01a und 01b durch ωw_x_lim1 bzw. ωw_y_lim1 bzw. ω_R_lim1 bzw. ω_L_lim1 erhalten wird, wobei ωw_x_lim1 und ωw_y_lim1 als Unbekannte angenommen werden.
Anschließend liefert der Begrenzungsprozessor 86 die Ausgabewerte ωw_x_lim1 und ωw_y_lim1 des RL-XY-Wandlers 86d an einen Prozessor 86e_x bzw. 86e_y. Der Prozessor 86e_x multipliziert ωw_x_lim1 mit dem Radius Rw_x des imaginären Rads 62_x, um ωw_x_lim1 in die Bewegungsgeschwindigkeit Vw_x_lim1 des imaginären Rads 62_x umzuwandeln. In der gleichen Weise wandelt der Prozessor 86e_y ωw_y_lim1 in die Bewegungsgeschwindigkeit Vw_y_lim1 des imaginären Rads 62_y um (= ωw_y_lim1·Rw_y).
Wenn angenommen wird, dass die vorangehend beschriebene Verarbeitung durch den Begrenzungsprozessor 86 die Bewegungsgeschwindigkeit Vw_x des imaginären Rads 62_x in der X-Achsen-Richtung und die Bewegungsgeschwindigkeit Vw_y des imaginären Rads 62_y in der Y-Achsen-Richtung veranlasst, mit dem geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_x_s bzw. Vb_y_s übereinzustimmen (anders ausgedrückt, wenn angenommen wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung und die Bewegungsgeschwindigkeit in der Y-Achsen-Richtung eingestellt werden, um mit Vb_x_s bzw. Vb_y_s übereinzustimmen), wird dann das mit Vb_x_s bzw. Vb_y_s übereinstimmende Paar von Ausgabewerten Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 von dem Begrenzungsprozessor 86 ausgegeben, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R_s und ω_L_s des Elektromotors 31R bzw. 31L, welche zum Erreichen der Bewegungsgeschwindigkeiten benötigt werden, beide innerhalb des zulässigen Bereichs liegen.
Unterdessen werden beide oder eine von den Drehwinkelgeschwindigkeiten zwangsweise begrenzt, um innerhalb des zulässigen Bereichs zu liegen, wenn beide oder eine von den Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R_s und ω_L_s des Elektromotors 31R bzw. 31L von dem zulässigen Bereich oder den zulässigen Bereichen abweichen, und ein Paar der Bewegungsgeschwindigkeiten in der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1, welche einem Paar der begrenzten Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R_lim1 und ω_L_lim1 des Elektromotors 31R bzw. 31L entsprechen, wird von dem Begrenzungsprozessor 86 ausgegeben.
Somit erzeugt der Begrenzungsprozessor 86 ein Paar von Ausgabewerten Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 derart, dass die Ausgabewerte Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 mit Vb_x_s bzw. Vb_y_s soweit wie möglich unter einer wesentlichen benötigten Bedingung übereinstimmen, dass die Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L, welche dem Paar des Ausgabewerts Vw_x_lim1 bzw. Vw_y_lim1 entsprechen, nicht von den zulässigen Bereichen abweichen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Beschreibung der 12, führt der erste Verstärkungseinsteller 78 dann die Verarbeitung durch die Rechner 88_x und 88_y aus. Der Rechner 88_x empfängt den geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert in der X-Achsen-Richtung Vb_x_s und den Ausgabewert Vw_x_lim1 des Begrenzungsprozessors 86. Der Rechner 88_x berechnet dann einen durch Subtrahieren von Vb_x_s von Vw_x_lim1 erhaltenen Wert Vover_x und gibt den Wert Vover_x aus. Der Rechner 88_y empfängt ferner den geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert in der Y-Achsen-Richtung Vb_y_s und den Ausgabewert Vw_y_lim1 des Begrenzungsprozessors 86. Der Rechner 88_y berechnet dann einen durch Subtrahieren von Vb_y_s von Vw_y_lim1 erhaltenen Wert Vover_y und gibt den Wert Vover_y aus.
In diesem Fall ist dann Vw_x_lim1 = Vb_x_s und Vw_y_lim1 = Vb_y_s, wenn die Ausgabewerte Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 nicht zwangsweise durch den Begrenzungsprozessor 86 eingeschränkt werden. Daher werden die Ausgabewerte Vover_x und Vover_y der Rechner 88_x bzw. 88_y beide 0 werden.
Unterdessen werden dann ein korrigierter Betrag von Vb_x_s von Vw_x_lim1 (= Vw_x_lim1 – Vb_x_s) und ein korrigierter Betrag von Vb_y_s von Vw_y_lim1 (= Vw_y_lim1 – Vb_y_s) von dem Rechner 88_x bzw. 88_y ausgegeben werden, wenn die Ausgabewerte Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 des Begrenzungsprozessors 86 durch zwangsweises Einschränken der Eingabewerte Vb_x_s und Vb_y_s erzeugt werden.
Anschließend schickt der erste Verstärkungseinsteller 78 den Ausgabewert Vover_x der Rechner 88_x durch Prozessoren 90_x und 92_x in dieser Reihenfolge, wodurch der erste Verstärkungseinstellparameter Kr1_x bestimmt wird. Der erste Verstärkungseinsteller 78 schickt ferner den Ausgabewert Vover_y des Rechners 88_y durch Prozessoren 90_y und 92_y in dieser Reihenfolge, um dadurch den ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_y zu bestimmen. Die ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_x und Kr1_y nehmen beide Werte innerhalb des Bereichs zwischen 0 und 1 an.
Der Prozessor 90_x berechnet und gibt den Absolutwert der Eingabe Vover_x aus. Der Prozessor 92_x erzeugt ferner Kr1_x derart, dass der Ausgabewert Kr1_x monoton relativ zu einem Eingabewert |Vover_x| ansteigt und eine Sättigungscharakteristik aufweist. Die Sättigungscharakteristik ist eine Charakteristik, bei der ein Änderungsbetrag eines Ausgabewerts relativ zu einer Zunahme eines Eingabewerts 0 wird oder sich der 0 nähert, wenn der Eingabewert auf ein bestimmtes Niveau ansteigt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gibt der Prozessor 92_x dann in diesem Fall als Kr1_x einen durch Multiplizieren des Eingabewerts |Vover_x| mit einem Proportionalitätskoeffizienten eines vorgegebenen Wertes erhaltenen Wert aus, wenn der Eingabewert |Vover_x| ein voreingestellter vorgegebener Wert oder kleiner ist. Der Prozessor 92_x gibt dann ferner 1 als Kr1_x aus, wenn der Eingabewert |Vover_x| größer als der vorgegebene Wert ist. Der Proportionalitätskoeffizient wird im Übrigen derart eingestellt, dass das Produkt aus |Vover_x| und dem Proportionalitätskoeffizienten 1 wird, wenn |Vover_x| mit einem vorgegebenen wert übereinstimmt.
Die Verarbeitung durch die Prozessoren 90_y und 92_y ist die gleiche wie die vorangehend beschriebene Verarbeitung, welche durch den Prozessor 90_x bzw. 92_x ausgeführt wird.
Wenn die Ausgabewerte Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 in dem Begrenzungsprozessor 86 nicht zwangsweise durch die vorangehend beschriebene durch den ersten Verstärkungseinsteller 76 ausgeführte Verarbeitung beschränkt werden, das heißt, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L innerhalb des zulässigen Bereichs liegen, selbst wenn die Elektromotoren 31R und 31L derart betrieben werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeiten Vw_x und Vw_y der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung bzw. in der Y-Achsen-Richtung mit dem geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_x_s bzw. Vb_y_s übereinstimmen, werden beide Verstärkungseinstellparameter Kr1_x und Kr1_y dann bestimmt, um 0 zu sein. Daher Kr1_x = Kr1_y = 0 allgemein.
Wenn im Übrigen die Ausgabewerte Vw_x_lim1 und Vw_y_lim1 des Begrenzungsprozessors 86 durch zwangsweises Einschränken der Eingabewerte Vb_x_s und Vb_y_s erzeugt werden, das heißt, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeit von einem der Elektromotoren 31R und 31L von dem zulässigen Bereich abweicht (wenn der Absolutwert einer der Drehwinkelgeschwindigkeiten übermäßig hoch wird), wenn die Elektromotoren 31R und 31L derart betrieben werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeiten Vw_x und Vw_y der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung bzw. der Y-Achsen-Richtung mit den geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerten Vb_x_s und Vb_y_s übereinstimmen, werden die Werte der Verstärkungseinstellparameter Kr1_x und Kr1_y dann basierend auf dem Absolutwert des obengenannten korrigierten Betrags Vover_x bzw. Vover_y bestimmt. In diesem Fall wird Kr1_x bestimmt, um ein größerer Wert zu sein, wenn der Absolutwert des korrigierten Betrags Vover_x zunimmt, wobei der obere Grenzwert davon 1 ist. Das Gleiche gilt für Kr1_y.
Der Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76 führt die durch das Blockdiagramm der 14 dargestellte Verarbeitung unter Verwendung der darin eingegebenen geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_xy_s (Vb_x_s und Vb_y_s) derart aus, dass die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_xy_mdfd (Vb_x_mdfd und Vb_y_mdfd) bestimmt wird.
Der Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76 führt insbesondere zuerst die Verarbeitung durch die Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x und 94_y aus.
In diesem Fall empfängt der Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x den geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert in der X-Achsen-Richtung Vb_x_s und empfängt auch den vorangehenden Wert Vb_x_mdfd_p der Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung Vb_x_mdfd durch Zwischenschaltung eines Verzögerungselements 96_x. In dem Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x wird die Eingabe Vb_x_s dann zuerst an eine Proportional-Differenzial-Kompensationskomponente (PD-Kompensationskomponente) 94a_x geliefert. Die Proportional-Differenzial-Kompensationskomponente 94a_x ist eine Kompensationskomponente, deren Transferfunktion mit 1 + Kd·S bezeichnet wird, und addiert die Eingabe Vb_x_s zu dem durch Multiplizieren des differentiellen Wertes davon (zeitliche Änderungsrate) mit einem Koeffizienten Kd eines vorgegebenen Wertes erhaltenen Wert und gibt den aus der Addition erhaltenen Wert aus.
Anschließend berechnet der Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x durch einen Rechner 94b_x den durch Subtrahieren der Eingabe Vb_x_mdfd_p von dem Ausgabewert der Proportional-Differenzial-Kompensationskomponente 94a_x erhaltenen Wert und liefert dann den Ausgabewert des Rechners 94b_x zu einem eine Phasenkompensationsfunktion aufweisenden Tiefpassfilter 94c_x. Das Tiefpassfilter 94c_x ist ein Filter, dessen Transferfunktion mit (1 + T2·S)/(1 + T1·S) bezeichnet wird. Der Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x gibt dann den Ausgabewert Vb_x_prd des Tiefpassfilters 94c_x aus.
Der Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_y empfängt ferner den geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert in der Y-Achsen-Richtung Vb_y_s und empfängt auch den vorangehenden Wert Vb_y_mdfd_p der Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit in der Y-Achsen-Richtung Vb_y_mdfd durch Zwischenschaltung eines Verzögerungselements 96_y.
Wie bei dem vorangehend beschriebenen Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x führt der Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_y dann die Verarbeitung durch eine Proportional-Differenzial-Kompensationskomponente 94a_y, einen Rechner 94b_y und ein Tiefpassfilter 94c_y in dieser Reihenfolge aus und gibt einen Ausgabewert Vb_y_prd des Tiefpassfilters 94c_y aus.
Der Ausgabewert Vb_x_prd des Stationärer-Zustand-Fehlerrechners 94_x hat hier die Bedeutung eines Stationärer-Zustand-Fehlers eines zukünftigen geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerts in der X-Achsen-Richtung, welcher von einem aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugsystemschwerpunkts vermutet wird (anders ausgedrückt, der aus der Y-Achsen-Richtung beobachtete Bewegungszustand des Massenpunktes 60_x des Inverspendel-Modells) relativ zu der Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_x_mdfd eines erwarteten Konvergenzwerts. Ebenso hat der Ausgabewert Vb_y_prd des Stationärer-Zustand-Fehlerrechners 94_y die Bedeutung eines Stationärer-Zustand-Fehlers eines zukünftigen geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerts in der Y-Achsen-Richtung, welcher von einem aus der X-Achsen-Richtung beobachteten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugsystemschwerpunkts vermutet wird (anders ausgedrückt, der aus der X-Achsenrichtung beobachtete Bewegungszustand des Massenpunktes 60_y des Inverspendel-Modells) relativ zu der Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_y_mdfd eines erwarteten Konvergenzwertes. Nachfolgend werden die Ausgabewerte Vb_x_prd und Vb_y_prd des Stationärer-Zustand-Fehlerrechners 94_x bzw. 94_y als die erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwerte bezeichnet werden.
Nach Ausführen der vorangehend beschriebenen Verarbeitung durch die Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x und 94_y gibt der Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76 die jeweils erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwerte Vb_x_prd, Vb_y_prd zu einem Begrenzungsprozessor 100 ein. Die Verarbeitung durch den Begrenzungsprozessor 100 ist dieselbe wie die Verarbeitung durch den Begrenzungsprozessor 86 des vorangehend beschriebenen ersten Verstärkungseinstellers 78. Wie durch die in Klammern gesetzten Bezugszeichen in 11 angedeutet, sind in diesem Fall nur die Eingabewerte und die Ausgabewerte der einzelnen Verarbeitungsabschnitte des Begrenzungsprozessors 100 verschieden von denjenigen des Begrenzungsprozessors 86.
In dem Begrenzungsprozessor 100 werden insbesondere Drehwinkelgeschwindigkeiten ωw_x_t und ωw_y_t der imaginären Räder 62_x und 62_y in dem Fall, in dem angenommen wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeiten Vw_x und Vw_y des imaginären Rads 62_x bzw. 62_y mit Vb_x_prd bzw. Vb_y_prd übereinstimmen, durch die Prozessoren 86a_x bzw. 86a_y berechnet. Das Paar der Drehwinkelgeschwindigkeiten ωw_x_t und ωw_y_t wird dann in das Paar der Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R_t und ω_L_t der Elektromotoren 31R und 31L durch den XY-RL-Wandler 86b umgewandelt.
Diese Drehwinkelgeschwindigkeiten ω_R_t und ω_L_t werden ferner auf Werte innerhalb des zulässigen Bereichs für den linken Motor bzw. des zulässigen Bereichs für den linken Motor durch Begrenzer 86c_R und 86c_L begrenzt. Die Werte ω_R_lim2 und ω_L_lim2, welche der Begrenzungsverarbeitung unterworfen worden sind, werden dann durch den RL-XY-Wandler 86d in die Drehwinkelgeschwindigkeiten ωw_x_lim2 und ωw_y_lim2 der imaginären Räder 62_x und 62_y umgewandelt.
Anschließend werden die den Drehwinkelgeschwindigkeiten ωw_x_lim2 und ωw_y_lim2 entsprechenden Bewegungsgeschwindigkeiten Vw_x_lim2 und Vw_y_lim2 der imaginären Räder 62_x und 62_y durch den Prozessor 86e_x bzw. 86e_y berechnet und diese Bewegungsgeschwindigkeiten Vw_x_lim2 und Vw_y_lim2 werden von dem Begrenzungsprozessor 100 ausgegeben.
Durch Ausführen der vorangehend beschriebenen Verarbeitung durch den Begrenzungsprozessor 100 erzeugt der Begrenzungsprozessor 100 ein Paar von Ausgabewerten Vw_x_lim2 und Vw_y_lim2 derart, dass die Ausgabewerte Vw_x_lim2 und Vw_y_lim2 mit Vb_x_t bzw. Vb_y_t soweit wie möglich unter einer wesentlichen benötigten Bedingung übereinstimmen, dass die Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L, welche dem Paar von Ausgabewerten Vw_x_lim2 bzw. Vw_y_lim2 entsprechen, wie beim Begrenzungsprozessor 86 nicht von den zulässigen Bereichen abweichen.
Die zulässigen Bereiche für den rechten Motor und den linken Motor in dem Begrenzungsprozessor 100 müssen im Übrigen nicht die selben sein wie die zulässigen Bereiche in dem Begrenzungsprozessor 86 und können eingestellt werden, um zulässige Bereiche zu sein, welche verschieden voneinander sind.
Erneut Bezug nehmend auf die Beschreibung der 14 führt der Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76 dann die Verarbeitung durch Rechner 102_x und 102_y aus, um die Soll-Regelungs-/Steuerungs-Schwerpunktgeschwindigkeit Vb_x_mdfd bzw. Vb_y_mdfd zu berechnen. In diesem Fall berechnet der Rechner 102_x einen Wert, welcher durch Subtrahieren des erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwerts in der X-Achsen-Richtung Vb_x_prd von dem Ausgabewert Vw_x_lim2 des Begrenzungsprozessors 100 erhalten wird, als die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung Vb_x_mdfd. Ebenso berechnet der Rechner 102_y einen Wert, welcher durch Subtrahieren des erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwerts in der Y-Achsen-Richtung Vb_y_prd von dem Ausgabewert Vw_y_lim2 des Begrenzungsprozessors 100 erhalten wird, als die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit in der Y-Achsen-Richtung Vb_y_mdfd.
Hinsichtlich der wie vorangehend beschrieben bestimmten Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x_mdfd und Vb_y_mdfd wird in dem Fall, in dem die Ausgabewerte Vw_x_lim2 und Vw_y_lim2 nicht zwangsweise durch den Begrenzungsprozessor 100 beschränkt werden, das heißt in dem Fall, in dem die Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L innerhalb der zulässigen Bereiche liegen, selbst wenn die Elektromotoren 31R und 31L derart betrieben werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeiten der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung bzw. der Y-Achsen-Richtung jeweils mit den erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwerten Vb_x_prd, Vb_y_prd übereinstimmen, werden die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x_mdfd, Vb_y_mdfd jeweils auf 0 eingestellt. Daher ist allgemein Vb_x_mdfd = Vb_y_mdfd = 0.
Unterdessen wird, wenn die Ausgabewerte Vw_x_lim2 und Vw_y_lim2 des Begrenzungsprozessors 100 durch zwangsweises Beschränken der Eingabewerte Vb_x_t und Vb_y_t erzeugt werden, das heißt, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeit von einem der Elektromotoren 31R und 31L von dem zulässigen Bereich abweicht (wenn der Absolutwert einer der Drehwinkelgeschwindigkeiten übermäßig hoch wird), wenn die Elektromotoren 31R und 31L derart betrieben werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeiten der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung bzw. der Y-Achsen-Richtung jeweils mit den erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwerten Vb_x_prd, Vb_y_prd übereinstimmen, dann wird für die X-Achsen-Richtung ein Korrekturbetrag von dem Eingabewert Vb_x_prd von dem Ausgabewert Vw_x_lim2 des Begrenzungsprozessors 100 (= Vw_x_lim2 – Vb_x_prd) als die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung Vb_x_mdfd bestimmt.
Ferner wird hinsichtlich der Y-Achsen-Richtung ein Korrekturbetrag von dem Eingabewert Vb_y_prd von dem Ausgabewert Vw_y_lim2 des Begrenzungsprozessors 100 (= Vw_y_lim2 – Vb_y_prd) als die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit in der Y-Achsen-Richtung Vb_x_mdfd bestimmt.
In diesem Fall wird beispielsweise für die Geschwindigkeit in der X-Achsen-Richtung die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_x_mdfd zu einer Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung von dem erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwert in der X-Achsen-Richtung Vb_x_prd, welcher von dem Stationärer-Zustand-Fehlerrechner 94_x ausgegeben wird. Das Gleiche gilt für die Geschwindigkeit in der Y-Achsen-Richtung.
Vorangehend ist die Verarbeitung durch den Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76 beschrieben worden.
Erneut Bezug nehmend auf die Beschreibung der 9 führt die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 die Verarbeitung durch den Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 aus, nachdem die Verarbeitung durch den Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76, den ersten Verstärkungseinsteller 78, den zweiten Verstärkungseinsteller 79 und den Fehlerrechner 70 wie vorangehend beschrieben ausgeführt wird.
Die Verarbeitung durch den Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 15 beschrieben werden. Im Übrigen sind die nicht in Klammern gesetzten Bezugszeichen in 15 die Bezugszeichen, welche sich auf die Verarbeitung zum Bestimmen des obengenannten Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehls ωw_x_cmd beziehen, welcher der Soll-Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_x ist, welches in der X-Achsen-Richtung rollt. Die in Klammern gesetzten Bezugszeichen sind die Bezugszeichen, welche sich auf die Verarbeitung zum Bestimmen des obengenannten Imaginäres-Rad-Drehwinkelwinkelgeschwindigkeitsbefehls ωw_y_cmd beziehen, welcher der Soll-Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_y ist, welches in der Y-Achsen-Richtung rollt.
Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 empfängt den von dem Fehlerrechner 70 berechneten Grundkörper-Neigungswinkel-Fehlermesswert Θbe_xy_s, die in dem obengenannten SCHRITT 2 berechneten Grundkörper-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswerte Θbdot_xy_s, die von dem Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 berechneten geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_xy_s, die von dem Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzer 76 berechneten Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeiten Vb_xy_mdfd, die von dem ersten Verstärkungseinsteller 78 berechneten ersten Verstärkungseinstellparameter Kr2_xy und die von dem zweiten Verstärkungseinsteller 79 berechneten ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_xy.
Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 berechnet dann zuerst die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_xy_cmd gemäß den folgenden Ausdrücken 07x und 07y unter Verwendung der vorangehend empfangenen Werte. ωwdot_x_cmd = K1_x·Θbe_x_s + K2_x·Θbdot_x_s + K3_x·(Vb_x_s – Vb_x_mdfd) Ausdruck 07x ωwdot_y_cmd = K1_y·Θbe_y_s + K2_y·Θbdot_y_s + K3_y·(Vb_y_s – Vb_y_mdfd). Ausdruck 07y
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden daher jeder Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_x_com, welcher die Stellgröße (Regelungs-/Steuerungseingabe) zum Regeln/Steuern der aus der Y-Achsen-Richtung beobachteten Bewegung des Massenpunkts 60_x des Inverspendel-Modells (das heißt, die aus der Y-Achsen-Richtung beobachtete Bewegung des Fahrzeugsystemschwerpunkts) bezeichnet, und der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_y_com, welcher die Stellgröße (Regelungs-/Steuerungseingabe) zum Regeln/Steuern der aus der X-Achsen-Richtung beobachteten Bewegung des Massenpunktes 60_y des Inverspendel-Modells (das heißt, die aus der X-Achsen-Richtung beobachtete Bewegung des Fahrzeugsystemschwerpunkts) bezeichnet, durch Addieren dreier Stellgrößenkomponenten (die drei Terme auf der rechten Seite von jedem der Ausdrücke 07x und 07y) bestimmt.
In diesem Fall werden die auf die Stellgrößenkomponenten in dem Ausdruck 07x bezogenen Verstärkungskoeffizienten K1_x, K2_x und K3_x auf Grundlage des ersten Verstärkungseinstellparameters Kr1_x und des des zweiten Verstärkungseinstellparameters Kr2_x variabel eingestellt, während die auf die Stellgrößenkomponenten in dem Ausdruck 07y bezogenen Verstärkungskoeffizienten K1_y, K2_y und K3_y auf der Grundlage des ersten Verstärkungseinstellparameters Kr1_y und des des zweiten Verstärkungseinstellparameters Kr2_y variabel eingestellt werden. Nachfolgend können die Verstärkungskoeffizienten K1_x, K2_x und K3_x im Ausdruck 07x als der erste Verstärkungskoeffizient K1_x bzw. der zweite Verstärkungskoeffizient K2_x bzw. der dritte Verstärkungskoeffizient K3_x bezeichnet werden. Das Gleiche gilt für die Verstärkungskoeffizienten K1_y, K2_y und K3_y im Ausdruck 07y.
Der i-te Verstärkungskoeffizient Ki_x (i = 1, 2, 3) in Ausdruck 07x wird, wie in 15 gezeigt, gemäß dem ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_x und dem zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_x durch die unten erklärten Ausdrücke 09x1 bis 09x3 bestimmt. Insbesondere wird der i-te Verstärkungskoeffizient Ki_x durch Multiplizieren des durch Ausdruck 09x2 gemäß dem ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_x bestimmten Verstärkungskoeffizienten Ki_x_1 und des durch Ausdruck 09x3 gemäß dem zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_x bestimmten Verstärkungskoeffizienten Ki_x_2 durch Ausdruck 09x1 bestimmt.
Auf ähnliche Weise wird der i-te Verstärkungskoeffizient Ki_y (i = 1, 2, 3) in Ausdruck 07y, wie in 15 gezeigt, gemäß dem ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_y und dem zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_y durch die unten erklärten Ausdrücke 09y1 bis 09y3 bestimmt. Insbesondere wird der i-te Verstärkungskoeffizient Ki_y durch Multiplizieren des durch Ausdruck 09y2 gemäß dem ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_y bestimmten Verstärkungskoeffizienten Ki_y_1 und des durch Ausdruck 09y3 gemäß dem zweiten Verstärkungseinstellparameter Kr2_y bestimmten Verstärkungskoeffizienten Ki_y_2 durch Ausdruck 09y1 bestimmt. Ki_x = Ki_x_1·Ki_x_2 Ausdruck 09x1 (i = 1, 2, 3)
wobei Ki_x_1 = (1 – Kr1_x)·Ki_a_x + Kr1_x·Ki_b_x Ausdruck 09x2 Ki_x_2 = (1 – Kr2_x) + Kr2_x·Ki_c_x Ausdruck 09x3 Ki_y = Ki_y_1·Ki_y_2 Ausdruck 09y1 (i = 1, 2, 3) wobei Ki_y_1 = (1 – Kr1_y)·Ki_a_y + Kr1_y·Ki_b_y Ausdruck 09y Ki_y_2 = (1 – Kr2_y) + Kr2_y·Ki_c_y Ausdruck 09y3
Hierbei sind Ki_a_x, Ki_b_x in Ausdruck 09x2, Ki_c_x in Ausdruck 09x3, Ki_a_y, Ki_b_y in Ausdruck 09y2, und Ki_c_y in Ausdruck 09y3 vorher eingestellte konstante Werte. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Werte von Ki_a_x, Ki_b_x, Ki_c_x, Ki_a_y, Ki_b_y, und Ki_c_y (i = 1, 2, 3) beispielsweise derart eingestellt, dass |Ki_a_x| < |Ki_b_x|, 1 > |Ki_c_x|, |Ki_a_y| < |Ki_b_y|, und 1 > |Ki_c_y| gilt. Diese Ki_a_x, Ki_b_x, Ki_c_x, Ki_a_y, Ki_b_y, und Ki_c_y sind in den konstanten Parametern enthalten, deren Werte SCHRITT 6 oder 8 eingestellt werden.
Dadurch wird jeder in der Berechnung des Ausdrucks 07x verwendete i-te Verstärkungskoeffizient Ki_x (i = 1, 2, 3) als ein Produkt aus Ki_x_1 als ein gewichteter Mittelwert der dazu jeweils entsprechenden konstanten Werte Ki_a_, Ki_b_x und Ki_x_2 als ein gewichteter Mittelwert aus 1 und dem konstanten Wert Ki_c_x bestimmt.
In diesem Fall Kr2_x = 0 während dem Fortdauern des An-Bord-Modus, außer für die Dauer unmittelbar nachdem sich der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus ändert, so dass Ki_x_2 = 1 gilt. Und folglich gilt Ki_x = Ki_x_1. In diesem Fall gilt in der Situation, wo Kr1_x = 0, Ki_x = Ki_a_x, und gilt in der Situation, wo Kr1_x = 1, Ki_x = Ki_b_x. Des Weiteren ändert sich Ki_x, begleitend zu der Änderung von Kr1_x zwischen 0 und 1, zwischen Ki_a_x und Ki_b_x.
Des Weiteren während dem Fortdauern des autonomen Modus, außer für die Dauer unmittelbar nachdem sich der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus ändert, Kr2_x = 1, so dass Ki_x_2 = Ki_c_x gilt. Und folglich gilt Ki_x = Ki_x_1·Ki_c_x. In diesem Fall gilt in der Situation, wo Kr1_x = 0, Ki_x = Ki_a_x·Ki_c_x, und gilt in der Situation, wo Kr1_x = 1, Ki_x = Ki_b_x·Ki_c_x. Des Weiteren ändert sich Ki_x, begleitend zu. der Änderung von Kr1_x zwischen 0 und 1, zwischen Ki_a_x·Ki_c_x und Ki_b_x·Ki_c_x.
Des Weiteren ändert sich Ki_x in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 monoton von einem der Werte Ki_x_1 und Ki_x_1·Ki_c_x zu dem anderen Wert.
Auf ähnliche Weise wie oben wird jeder in der Berechnung von Ausdruck 07y verwendete i-te Verstärkungskoeffizient Ki_y (i = 1, 2, 3) als ein Produkt aus Ki_x_1 als dem gewichteten Mittelwert der dazu jeweils entsprechenden konstanten Werte Ki_a_x, Ki_b_x, und dem gewichteter Mittelwert aus 1 und dem konstanten Wert Ki_c_x bestimmt.
Während dem Fortdauern des An-Bord-Modus, außer für eine Dauer unmittelbar nachdem sich der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus ändert, ändert sich in diesem Fall Ki_y, begleitend zu der Änderung von Kr1_y zwischen 0 und 1, zwischen Ki_a_y und Ki_b_y.
Während dem Fortdauern des autonomen Modus, außer für die Dauer unmittelbar nachdem sich der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus ändert, ändert sich des Weiteren Ki_y, begleitend zu der Änderung von Kr1_y zwischen 0 und 1, zwischen Ki_a_y·Ki_c_y und Ki_b_y·Ki_c_y.
Des Weiteren ändert sich Ki_y in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 monoton von einem der Werte Ki_y_1 und Ki_y_1·Ki_c_y zu dem anderen Wert.
Ergänzend sich Kr1_x, Kr1_y im Allgemeinen 0 (insbesondere in dem Fall, wo eine gewaltsame Einschränkung der Ausgabewerte Vw_x_lim, Vw_y_lim1 an dem Begrenzungsprozessor 86 des ersten Verstärkungseinsteller 78 durchgeführt wird). Dadurch werden die i-ten Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) im Allgemeinen jeweils Ki_x = Ki_a_x·Ki_x_2, Ki_y = Ki_a_y·Ki_y_2.
Des Weiteren wird ein Wechsel des Betriebsmodus des Fahrzeug 1 im Allgemeinen in dem Zustand durchgeführt, wo das Fahrzeug näherungsweise hält. In einer solchen Situation werden dann die ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_x, Kr1_y zu 0. Dadurch ändert sich in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 grundsätzlich der i-te Verstärkungskoeffizient Ki_x (i = 1, 2, 3) monoton von einem der Werte Ki_a_x und Ki_a_x·Ki_c_x zu dem anderen Wert davon. Auf ähnliche Weise ändert sich der i-te Verstärkungskoeffizient Ki_y (i = 1, 2, 3) monoton von einem der Werte Ki_a_y und Ki_a_y·Ki_c_y zu dem anderen Wert davon.
Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 verwendet die wie vorangehend beschrieben bestimmten ersten bis dritten Verstärkungskoeffizienten K1_x, K2_x und K3_x, um die Berechnung des vorangehenden Ausdrucks 07x durchzuführen, wodurch der auf das in der X-Achsen-Richtung rollende imaginäre Rad 62_x bezogene Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_x_cmd berechnet wird.
Im Detail, unter Bezugnahme auf 13 berechnet der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 eine durch Multiplikation des Grundkörper-Neigungswinkel-Fehlermesswerts Θbe_x_s mit dem ersten Verstärkungskoeffizienten K1_x erhaltene Stellgrößenkomponente u1_x und eine durch Multiplikation des Basiswinkel-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswerts Θbdot_x_s mit dem dem zweiten Verstärkungskoeffizienten K2_x erhaltene Stellgrößenkomponente u2_x durch einen Prozessor 80a bzw. 80b. Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 berechnet ferner die Differenz zwischen dem geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_x_s und der Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_x_mdfd (= Vb_x_s-Vb_x_mdfd) durch einen Rechner 80d und berechnet durch einen Prozessor 80c eine durch Multiplikation der berechneten Differenz mit dem dritten Verstärkungskoeffizienten K3_x erhaltene Stellgrößenkomponente u3_x. Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 addiert dann diese Stellgrößenkomponenten u1_x, u2_x und u3_x durch einen Rechner 80e auf, um den Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_x_cmd zu berechnen.
Ebenso führt der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 die Berechnung des vorangehenden Ausdruck 07y unter Verwendung der wie vorangehend beschrieben bestimmten ersten bis dritten Verstärkungskoeffizienten K1_y, K2_y und K3_y aus, wodurch der auf das in der Y-Achsen-Richtung rollende imaginäre Rad 62_y bezogene Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_y_cmd berechnet wird.
In diesem Fall berechnet der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 eine durch Multiplikation des Grundkörper-Neigungswinkel-Fehlermesswerts Θbe_y_s mit dem ersten Verstärkungskoeffizienten K1_y erhaltene Stellgrößenkomponente u1_y und eine durch Multiplikation des Grundkörper-Neigungswinkelgeschwindigkeitsmesswerts Θbdot_y_s mit dem zweiten Verstärkungskoeffizienten K2_y erhaltene Stellgrößenkomponente durch den Prozessor 80a bzw. 80b. Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 berechnet ferner die Differenz zwischen dem geschätzten Soll-Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_y_s und der geschätzten Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_y_mdfd (= Vb_y_s-Vb_y_mdfd) durch den Rechner 80d und berechnet durch den Prozessor 80c eine durch Multiplikation der berechneten Differenz mit dem dritten Verstärkungskoeffizienten K3_y erhaltene Stellgrößenkomponente u3_y. Der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 addiert dann diese Stellgrößenkomponenten u1_y, u2_y und u3_y durch den Rechner 80e auf, um den Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_x_cmd zu berechnen.
Der erste Term (= die erste Stellgrößenkomponente u1_x) und der zweite Term (= die zweite Stellgrößenkomponente u2_x) der rechten Seite des Ausdrucks 07x bezeichnen hier die Rückkopplungsstellgrößenkomponenten zum Konvergieren des Grundkörper-Neigungswinkel-Fehlermesswerts Θbe_x_s in Richtung um die X-Achse gegen Null (Konvergieren des Grundkörper-Neigungswinkelmesswerts Θb_x_s gegen den Soll-Wert Θb_x_obj) durch die PD-Vorgabe (Proportional-Differenzial-Vorgabe), welche als die Rückkopplungsregelungs-/-steuerungsvorgabe dient.
Der dritte Term (= die dritte Stellgrößenkomponente u3_x) der rechten Seite des Ausdrucks 07x bezeichnet ferner eine Rückkopplungsstellgrößenkomponente zum Konvergieren der Differenz zwischen dem geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswert Vb_x_s und der Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_x_mdfd gegen Null (Konvergieren von Vb_x_s gegen Vb_x_mdfd) durch eine Proportional-Vorgabe, welche als die Rückkopplungsregelungs-/-steuerungsvorgabe dient.
Das Gleiche gilt für den ersten bis dritten Term (die erste bis dritte Stellgrößenkomponente u1_y, u2_y und u3_y) der rechten Seite des Ausdrucks 07y.
Wie bereits erläutert sind die Regelungs-/Steuerungs-Soll-Schwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x_mdfd, Vb_y_mdfd im Allgemeinen (insbesondere in dem Fall, wo die Ausgabewerte Vw_x_lim2, Vw_y_lim2 an dem Begrenzungsprozessor 100 des Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzers 76 nicht gewaltsam beschränkt sind), 0. Des Weiteren stimmen im allgemeinen Fall, wo Vb_x_mdfd = Vb_y_mdfd = 0, die dritten Stellgrößenkomponenten u3_x, u3_y mit dem durch Multiplizieren der geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_x_s, Vb_y_s mit dem jeweiligen dritten Verstärkungskoeffizienten K3_x, K3_y erhaltenen Wert überein.
Nach der vorangehend beschriebenen Berechnung der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd und ωwdot_y_cmd integriert der Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 jeden der ωwdot_x_cmd und ωwdot_y_cmd durch einen Integrator 80f, wodurch die obengenannten Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehle ωw_x_cmd und ωw_y_cmd bestimmt werden.
Vorangehend sind die Details der Verarbeitung durch den Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 beschrieben worden.
Zusätzlich kann der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_x_cmd alternativ durch einen Ausdruck berechnet werden, bei dem der dritte Term der rechten Seite von Ausdruck 07x in die Stellgrößenkomponente basierend auf Vb_x_s (= K3_x·Vb_x_s) und die Stellgrößenkomponente basierend auf Vd_x_mdfd (= –K3_x·Vb_x_mdfd) getrennt ist. Ebenso kann der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_y_cmd alternativ durch einen Ausdruck berechnet werden, bei dem der dritte Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 07y in die Stellgrößenkomponente basierend auf Vb_y_s (= K3_y·Vb_y_s) und die Stellgrößenkomponente basierend auf Vb_y_mdfd (= –K3_y·Vb_y_mdfd) getrennt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωw_x_cmd und ωw_y_cmd der imaginären Räder 62_x und 62_y ferner als die Stellgrößen (Regelungs-/Steuerungseingaben) zum Regeln/Steuern des Verhaltens des Fahrzeugsystemschwerpunkts verwendet worden. Jedoch können die Antriebsdrehmomente der imaginären Räder 62_x und 62_y oder die durch Division der Antriebsdrehmomente durch die Radien Rw_x und Rw_y jedes der imaginären Räder 62_x und 62_y erhaltenen Translationskräfte (das heißt, die Reibungskräfte zwischen den imaginären Rädern 62_x, 62_y und einer Bodenfläche) als die Stellgrößen verwendet werden.
Erneut Bezug nehmend auf die Beschreibung der 9 liefert die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 die wie vorangehend beschrieben durch den Haltung-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 bestimmten Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehle ωw_x_cmd und ωw_y_cmd zu dem Motorbefehlsrechner 82 und führt die Verarbeitung durch den Motorbefehlsrechner 82 aus, um einen Geschwindigkeitsbefehl ω_R_cmd des Elektromotors 31R und einen Geschwindigkeitsbefehl ω_L_cmd des Elektromotors 31R zu bestimmen. Die Verarbeitung durch den Motorbefehlsrechner 82 ist dieselbe wie die Verarbeitung durch den XY-RL-Wandler 86b des obengenannten Begrenzungsprozessors 86 (Bezug zu 11).
Der Motorbefehlsrechner 82 bestimmt insbesondere die Geschwindigkeitsbefehle ω_R_cmd und ω_L_cmd der Elektromotoren 31R und 31L durch eine durch Ersetzen von ωw_x, ωw_y, ω_R und ω_L der obengenannten Ausdrücke 01a und 01b durch ωw_x_cmd bzw. ωw_y_cmd bzw. ω_R_cmd bzw. ω_L_cmd erhaltene simultane Gleichungen, wobei ω_R_cmd und ω_L_cmd als Unbekannte angenommen werden.
Somit ist die arithmetische Fahrzeugregelungs-/-steuerungsverarbeitung in dem obengenannten SCHRITT 9 abgeschlossen.
Durch die durch die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 wie vorangehend beschrieben ausgeführte arithmetische Regelungs-/Steuerungsverarbeitung werden die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_xy_cmd als die Stellgrößen (Regelungs-/Steuerungseingaben) derart bestimmt, dass der Fahrzeugsystemschwerpunkt in einem Zustand stationär ist, wo die Haltung des Sitzes 3 und des Grundkörpers 9 grundsätzlich in einer Haltung beibehalten wird, in welcher die obengenannten Grundkörper-Neigungswinkel-Fehlermesswerte Θbe_x_s, Θbe_y_s in beiden der Betriebsmodi des An-Bord-Modus und des autonomen Modus beide 0 sind (nachfolgend wird diese Haltung als die Grundhaltung bezeichnet werden). Des Weiteren werden die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_xy_cmd durch Neigen der Haltung des Sitzes 3 und des Grundkörpers 8 bezüglich der Grundhaltung, falls nicht anders angegeben, durch Verschieben der horizontalen Richtungsposition des Fahrzeugsystemschwerpunkts (der Fahrzeug-Benutzer-Gesamtschwerpunkt oder der Nur-Fahrzeug-Schwerpunkt) von dem näherungsweise unmittelbar über der Bodenkontaktfläche der Radanordnung 5 angeordnete Zustand derart bestimmt, dass die Haltung des Sitzes 3 und des Grundkörpers 9 auf die Grundhaltung wieder hergestellt wird (um Θbe_x_s, Θbe_y_s näher an 0 zu bringen oder dieselben auf 0 zu halten).
Die durch Umwandeln der Imaginäres-Rad-Drehwinkelgeschwindigkeitsbefehle ωw_xy_cmd, welche durch Integrieren jeder Komponente von ωwdot_xy_cmd erhalten werden, erhaltenen Drehwinkelgeschwindigkeiten des Elektromotors 31R bzw. 31L werden dann als die Geschwindigkeitsbefehle ω_R_cmd und ω_L_cmd der Elektromotoren 31R und 31L bestimmt. Die Drehgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R und 31L werden ferner gemäß den Geschwindigkeitsbefehlen ω_R_cmd und ω_L_cmd geregelt/gesteuert. Die Bewegungsgeschwindigkeiten der Radanordnung 5 in der X-Achsen-Richtung bzw. der Y-Achsen-Richtung werden daher derart geregelt/gesteuert, dass sie mit der Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_x, welches ωw_x_cmd entspricht, bzw. mit der Bewegungsgeschwindigkeit des imaginären Rads 62_y, welche ωw_y_cmd entspricht, übereinstimmen.
Mit dieser Anordnung bewegt sich die Radanordnung 5 dann vorwärts, um die Abweichungen zu eliminieren (um Θbe_x_s gegen Null zu konvergieren), wenn beispielsweise der Ist-Grundkörper-Neigungswinkel Θb_x von dem Soll-Wert Θb_x_obj in Richtung um die Y-Achse durch Nach-Vorne-Lehnen abweicht. Ebenso bewegt sich die Radanordnung 5 dann rückwärts, um die Abweichung zu eliminieren (um Θbe_x_s gegen Null zu konvergieren), wenn das Ist-Θb_x von dem Soll-Wert Θb_x_obj durch Rückwärts-Lehnen abweicht.
Beispielsweise, wenn ferner der Ist-Grundkörper-Neigungswinkel Θb_y von dem Soll-Wert Θb_y_obj in Richtung um die X-Achse durch Nach-Rechts-Lehnen abweicht, bewegt sich die Radanordnung 5 dann nach rechts, um die Abweichung zu eliminieren (um Θbe_y_s gegen Null zu konvergieren). Ebenso bewegt sich die Radanordnung 5 dann nach links, um die Abweichung zu eliminieren (um Θbe_y_s gegen Null zu konvergieren), wenn das Ist-Θb_y von dem Soll-Wert Θb_y_obj durch Nach-Links-Lehnen abweicht.
Wenn ferner sowohl der Ist-Grundkörper-Neigungswinkel Θb_x als auch Θb_y von dem Soll-Wert Θb_x_obj bzw. Θb_y_obj abweichen, werden dann der Bewegungsbetrieb der Radanordnung 5 in der Längsrichtung zum Eliminieren der Abweichung von Θb_x und der Bewegungsbetrieb der Radanordnung 5 in der Querrichtung zum Eliminieren der Abweichung von Θb_y kombiniert, so dass sich die Radanordnung 5 in einer Richtung bewegen wird, welche die X-Achsen-Richtung und die Y-Achsen-Richtung kombiniert (eine Richtung in einem Winkel zu sowohl der X-Achsen-Richtung als auch der Y-Achsen-Richtung).
Somit bewegt sich die Radanordnung 5 dann in Richtung der Neigungsseite, wenn sich der Sitz 3 und der Grundkörper 9 von der Grundhaltung neigen. Somit wird sich die Radanordnung 5 dann zu der Neigungsseite bewegen, wenn beispielsweise der Benutzer absichtlich seinen/ihren Oberkörper zusammen mit dem Sitz 3 und dem Grundkörper 9 in dem obengenannten An-Bord-Modus neigt. In der vorliegenden Erfindung muss in dem Fall, wo der Sitz 3 und der Grundkörper 9 von der Grundhaltung geneigt sind, die Bewegungsrichtung des Fahrzeugsystemschwerpunkts innerhalb der horizontalen Fläche (Bewegungsrichtung in der zur Z-Achse orthogonalen Richtung), aus später zu erklärenden Gründen, nicht notwendigerweise mit der Bewegungsrichtung der Radanordnung 5 übereinstimmen.
Dann konvergiert während der Bewegung der Radanordnung 5 (während Bewegung des gesamten Fahrzeugs 1), wenn die Haltung des Sitzes 3 und des Grundkörpers 9 auf einer von der Grundhaltung geneigten konstanten Haltung (einer Haltung, wo die Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwerte θbe_xy_s stabil werden) beibehalten werden, die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugssystemschwerpunkts (und ferner die Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5) gegen die Bewegungsgeschwindigkeit, welche einen konstanten Fehler mit den Regelungs-/Steuerungs-Soll-Schwerpunktgeschwindigkeiten Vb_xy_mdfd aufweist, wobei der Fehler derselben von den Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwerten θbe_xy_s abhängt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden in dem allgemeinen Fall, wo die Fahrbewegung der Radanordnung 5 mit einer Fahrgeschwindigkeit ausgeführt wird, in welcher die Drehwinkelgeschwindigkeiten der Elektromotoren 31R, 31L nicht übermäßig schneller werden (insbesondere in dem Fall, wo die gewaltsame Beschränkung der Ausgabewerte Vw_x_lim2, Vw_y_lim2 des Begrenzungsprozessors 100 des Schwerpunktgeschwindigkeitsbegrenzers 76 nicht durchgeführt wird), die Regelungs-/Steuerungs-Soll-Schwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x_mdfd, Vb_y_mdfd jeweils auf 0 beibehalten. Wenn die Haltung des Sitzes 3 und des Grundkörpers 9 in der Situation, wo Vb_x_mdfd, Vb_y_mdfd konstant beibehalten werden, auf einer von der Grundhaltung geneigten konstanten Haltung beibehalten werden, konvergiert die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugssystemschwerpunkts (und ferner die Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5) gegen die Bewegungsgeschwindigkeit, welche eine Größe und Orientatierung aufweist, welche von dem Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwert θbe_xy_s abhängen.
Eine detailiertere Erläuterung wird in einem solchen Betrieb gegeben werden. In dem stationären Zustand, wo beide Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwerte θbe_x_s, θbe_y_s konstant beibehalten werden, sind die zweiten Stellgrößenkomponenten u2_x, u2_j 0. Dadurch wird der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_x_cmd ein Wert, bei welchem die erste Stellgrößenkomponente u1_x und die dritte Stellgrößenkomponente u3_x zusammen addiert werden, und der Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehl ωwdot_y_cmd wird ein Wert, bei welchem die erste Stellgrößenkomponente u1_y und die dritte Stellgrößenkomponente u3_y zusammen addiert werden.
Und in dem stationären Zustand konvergieren die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd, ωwdot_x_cmd gegen einen Wert, welcher dazu in der Lage ist, die Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 konstant beizubehalten. Und folglich konvergieren die Schwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x, Vb_y gegen einen konstanten Wert.
In diesem Fall wird der zweite Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 07x (= u2_x) 0, wird der erste Term auf der rechten Seite (= u1_x = K1_x·θbe_x_s) ein konstanter Wert, und wird ωwdot_x_cmd auf der linken Seite ein konstanter Wert, so dass der Konvergenzwert der Schwerpunktgeschwindigkeit Vb_x in der X-Achsen-Richtung (der Konvergenzwert des geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerts Vb_x_s, nachfolgend als eine Stationärer-Zustand-Konvergenzgeschwindigkeit Vb_x_stb bezeichnet) ein Wert wird, welcher von dem Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwert θbe_x_s um die Y-Achsen-Richtung abhängt. Vb_x_stb wird insbesondere Vb_x_stb = (–K1_x·Δθbe_x_s + ωwdot_x_cmd)/K3_x + Vb_x_mdfd, so dass er ein Funktionswert wird, welcher sich monoton in Bezug auf θbe_x_s ändert.
Auf ähnliche Weise wird der zweite Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 07y (= u2_y) 0, wird der erste Term auf der rechten Seite (= u1_y = K1_y·θbe_y_s) ein konstanter Wert, und wird ωwdot_y_cmd auf der linken Seite ein konstanter Wert, so dass der Konvergenzwert der Schwerpunktgeschwindigkeit Vb_y in der Y-Achsen-Richtung (der Konvergenzwert des geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerts Vb_y_s, nachfolgend als eine Stationärer-Zustand-Konvergenzgeschwindigkeit Vb_y_stb bezeichnet) ein Wert wird, welcher von dem Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwert θbe_y_s um die X-Achsen-Richtung abhängt. Vb_y_stb wird insbesondere Vb_y_stb (–K1_y·Δθbe_y_s + ωwdot_y_cmd)/K3_y + Vb_y_mdfd, so dass er ein Funktionswert wird, welcher sich monoton in Bezug auf θbe_y_s ändert.
Wie oben erläutert, wenn die Haltung des Sitzes 3 und des Grundkörpers 9 auf einer von der Grundhaltung geneigten konstanten Haltung in dem Zustand beibehalten werden, wo Vb_x_mdfd, Vb_x_mdfd konstant beibehalten werden, konvergiert die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugssystemschwerpunkts (und ferner die Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5) gegen die Bewegungsgeschwindigkeit, welche eine Größe und Orientatierung aufweist, welche von den Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwerten θbe_xy_s abhängt.
Ferner wird in einer Situation, in der beispielsweise der Betrag der Neigung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 von der obengenannten Grundhaltung (die Grundkörper-Neigungswinkelmesswerte Θbe_x_s und Θbe_y_s) relativ groß wird und die Bewegungsgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten der Radanordnung 5 in einer oder sowohl der X-Achsen-Richtung als auch der Y-Achsen-Richtung in dem Fall, wo der Betrag der Neigung konstant gehalten wird (wobei diese Bewegungsgeschwindigkeiten dem in 12 gezeigten erwarteten Schwerpunktgeschwindigkeit-Stationärer-Zustand-Fehlerwert Vb_x_prd bzw. Vb_y_prd entsprechen), eine übermäßig hohe Bewegungsgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten sind, welche die Drehwinkelgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten von einem oder beiden der Elektromotoren 31R und 31L veranlassen würden, von dem zulässigen Bereich oder den zulässigen Bereichen davon in dem Begrenzungsprozessor 100 abzuweichen, eine Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung von der Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 (im Detail Vw_x_lim2 – Vb_x_prd und Vw_y_lim2 – Vb_y_prd) dann als die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x_mdfd und Vb_y_mdfd bestimmt werden. Die dritten Stellgrößenkomponenten u3_x und u3_y von innerhalb der Stellgrößenkomponenten, welche eine Regelungs-/Steuerungseingabe darstellen, werden dann derart bestimmt, dass die geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_x_s und Vb_y_s gegen die Soll-Regelungs-/Steuerungsschwerpunktgeschwindigkeit Vb_x_mdfd bzw. Vb_y_mdfd konvergieren. Dementsprechend wird die Geschwindigkeitszunahme der Radanordnung 5 gehemmt, wodurch verhindert wird, dass die Drehwinkelgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten von einem oder beiden der Elektromotoren 31R und 31L übermäßig hoch werden.
Ferner werden in dem obengenannten ersten Verstärkungseinsteller 78 in der Situation, in der eine oder beide der geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_x_s und Vb_y_s groß werden und die Bewegungsgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten der Radanordnung 5 in einer oder beiden von der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung eine übermäßig große Bewegungsgeschwindigkeit werden können, welche die Drehwinkelgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten von einem oder beiden der Elektromotoren 31R und 31L dazu veranlassen würde, von dem zulässigen Bereich oder den zulässigen Bereichen davon an dem Begrenzungsprozessor 100 abzuweichen, wenn die Abweichung nennenswerter wird, (insbesondere, wenn die in 12 gezeigten Absolutwerte von Vover_x und Vover_y zunehmen), einer oder beide der obengenannten ersten Verstärkungseinstellparameter Kr1_x und Kr1_y von 0 näher an 1 gebracht.
In diesem Fall nähert sich jeder gemäß dem obengenannten Ausdruck 09x1 berechnete i-te Verstärkungskoeffizient Ki_x (i = 1, 2 oder 3) Ki_b_x·Ki_x_2 von Ki_a_x·Ki_x_2, wenn sich Kr1_x der 1 nähert. Und folglich wird der Absolutwert von Ki_x größer. Das Gleiche gilt für jeden gemäß dem obengenannten Ausdruck 09y1 berechneten i-ten Verstärkungskoeffizient Ki_y (i = 1, 2 oder 3).
Wenn die Absolutwerte der obengenannten Verstärkungskoeffizienten zunehmen, nehmen die Empfindlichkeiten der Stellgrößen (die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd und ωwdot_y_cmd) als Reaktion auf eine Änderung der Neigung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 (die Änderung in den Grundkörper-Neigungswinkel-Fehlermesswerten Θbe_xy_s) und als Reaktion auf der Änderung des geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerten Vb_xy_s zu. Daher wird, wenn der Neigungsbetrag des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 von der Grundhaltung eine Zunahme anzeigt oder wenn die geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_xy_s eine Zunahme anzeigen, die Bewegungsgeschwindigkeit der Radanordnung 5 geregelt/gesteuert werdem, um sofort diese Zunahmen zu eliminieren. Dies hält den Grundkörper in hohem Maße davon zurück, sich von der Grundhaltung wesentlich zu neigen und hält die geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_xy_s davon zurück, groß zu werden, wodurch es ermöglicht wird, zu verhindern, dass die Bewegungsgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten der Radanordnung 5 in einer oder beiden von der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung eine übermäßig hohe Bewegungsgeschwindigkeit wird, welche die Drehwinkelgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten von einem oder beiden der Elektromotoren 31R und 31L veranlasst, von dem zulässigen Bereich oder den zulässigen Bereichen an dem Begrenzungsprozessor 86 davon abzuweichen.
Des Weiteren wird in der vorliegenden Ausführungsform jeder durch den Ausdruck 09x1 berechnete i-te Verstärkungskoeffizient Ki_x (i = 1, 2, 3), außer für die Dauer unmittelbar nach dem Wechsel des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1, Ki_x = Ki_x_1 in dem An-Bord-Modus und Ki_x = Ki_x_1·Ki_c_x in dem autonomen Modus. Und in diesem Fall, weil Ki_c_x < 1, wird der Betrag von Ki_x in dem autonomen Modus verhältnismäßig kleiner als in dem An-Bord-Modus. Auf ähnliche Weise wird der Betrag jedes durch den Ausdruck 09y1 berechneten i-ten Verstärkungskoeffizienten Ki_y (i = 1, 2, 3) in dem autonomen Modus verhältnismäßig kleiner als in dem An-Bord-Modus.
Dadurch wird in dem Fall, wo der Neigungsbetrag des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 von der Grundhaltung eine Zunahme zeigt, oder die Größe des geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerts Vb_xy_s eine Zunahme zeigt, die Antriebskraft in der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung, welche auf die Radanordnung 5 durch die Elektromotoren 31R, 31L angewendet wird, um die Fahrgeschwindigkeit des Radkörpers 5 zu ändern, auf die Antriebskraft mit kleinerer Größe in dem autonomen Modus als in dem An-Bord-Modus beschränkt. Folglich wird es möglich, das Auftreten einer Situation zu verhindern, wo die Radanordnung 5 rutscht und leer läuft, in dem autonomen Modus, in welchem die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Radanordnung 5 und der Bodenfläche erzeugt zu werden, kleiner ist als diejenige in dem An-Bord-Modus.
Im Gegensatz dazu werden in dem An-Bord-Modus, in welchem die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Radanordnung 5 und der Bodenfläche erzeugt zu werden, größer ist als diejenige in dem autonomen Modus, die Beträge jedes Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) verhältnismäßig größer als diejenigen in dem autonomen Modus. Dadurch wird es möglich, die Größe der auf die Radanordnung 5 anzuwendende Antriebskraft in dem An-Bord-Modus ausreichend zu erhöhen als in dem autonome Modus. Und folglich wird es möglich, die Fahrbewegung der Radanordnung 5 mit rasanten Reaktionsfähigkeit in Bezug auf die Änderung der Haltung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3, oder die Änderung der geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_xy_s zu regeln/steuern.
Des Weiteren ändert sich auf einen Vergleich des Zustands, wo der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus wechselt, und des Zustands, wo derselbe von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus wechselt, hin der zweite Verstärkungseinstellparameter Kr2_x, Kr2_y in der Dauer unmittelbar nach dem Wechsel in dem erstgenannten Fall rasanter als in dem letzteren Fall.
Dadurch sinkt in dem Fall, wo der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus wechselt, indem der Benutzer an Bord des Sitzes 3 von dem Fahrzeug absteigt, der Betrag jedes Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) vergleichsweise rasant ab. Insbesondere ändert sich Ki_x mit einer konstanten Änderungsrate von Ki_x_1 zu Ki_x_1·Ki_c_x, welcher einen kleineren Betrag als der erstgenannte aufweist, und Ki_y ändert sich mit einer konstanten Änderungsrate von Ki_y_1 zu Ki_y_1·Ki_c_y, welcher einen kleineren Betrag als der erstgenannte aufweist. Und diese Änderungsraten werden zu vergleichsweise rasanten Raten. In dem Fall, wo der Benutzer von dem Fahrzeug absteigt, werden Ki_x_1, Ki_y_1 im Allgemeinen Ki_x_1 = Ki_a_x, Ki_y_1 = Ki_a_y.
Dadurch muss in dem Fall, wo der Benutzer von dem Fahrzeug absteigt, der Zustand, wo die auf die Radanordnung 5 angewendete Antriebskraft groß wird unter der Bedingung, dass die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Radanordnung 5 und der Bodenfläche erzeugt zu werden, abnimmt durch die das Absteigen begleitende Abnahme des Gesamtgewichts des Fahrzeugs 1, rasant aufgelöst werden. Und folglich wird es möglich, das Auftreten von Rutschen der Radanordnung 5 rasant zu beheben. Des Weiteren nimmt die Empfindlichkeit der Fahrbewegung der Radanordnung 5 in Bezug auf die Änderung der Haltung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 oder dergleichen ab, weil der Betrag jedes Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) rasant abnimmt. Dadurch wird die automatische Bewegung der Radanordnung 5 gemäß der Änderung der Haltung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 oder dergleichen während des Absteigens des Benutzers rasant beschränkt. Folglich wird es für den Benutzer möglich, die Absteigebewegung problemlos durchzuführen.
Des Weiteren nimmt in dem Fall, wo der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus durch den Benutzer an Bord des Sitzes 3 (Benutzer des Fahrzeugs 1 steigt an Bord) gewechselt wird, der Betrag jedes Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit zu. Insbesondere ändert sich Ki_x mit einer konstanten Änderungsrate von Ki_x_1·Ki_c_x zu Ki_x_1, welcher einen größeren Betrag als der erstgenannte aufweist, und Ki_y ändert sich mit einer konstanten Änderungsrate von Ki_y_1·Ki_c_y zu Ki_y_1, welcher einen größeren Betrag als der erstgenannte aufweist. Und diese Änderungsraten werden langsamer als in dem Fall des absteigenden Benutzers. In dem Fall, wo der Benutzer an Bord des Fahrzeugs steigt, ähnlich zu dem Fall des Absteigens, werden Ki_x_1, Ki_y_1 im Allgemeinen Ki_x_1 = Ki_a_x, und Ki_y_1 = Ki_a_y.
Dadurch wird in dem Fall, wo der Benutzer an Bord des Fahrzeugs steigt, während des Anfangsstadiums der Aufsteigebewegung, wie etwa der Bedingung, wo der Benutzer sein Bein für die Aufsteigebewegung auflegt (insbesondere in dem Stadium, wo das Gesamtgewicht des Fahrzeugs 1 nicht ausreichend zugenommen hat, und folglich die Reibungskraft, welche dazu in der Lage ist, zwischen der Radanordnung 5 und der Bodenfläche erzeugt zu werden, ausreichend groß geworden ist), die auf die Radanordnung 5 anzuwendende Antriebskraft auf eine kleine Antriebskraft beschränkt. Und folglich wird es möglich, das Auftreten von Rutschen der Radanordnung 5 während der Aufsteigebewegung zu verhindern. Des Weiteren wird, weil der Betrag jedes Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) in dem Anfangsstadium der Aufsteigebewegung vergleichsweise klein ist, die Empfindlichkeit der Fahrbewegung der Radanordnung 5 in Bezug auf die Änderung der Haltung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 oder dergleichen auf eine geringe Empfindlichkeit beschränkt. Dadurch wird die automatische Bewegung der Radanordnung 5 gemäß der Änderung der Haltung des Grundkörpers 9 und des Sitzes 3 oder dergleichen während Aufsteigebewegung des Benutzer beschränkt. Folglich wird es für den Benutzer möglich, die Aufsteigebewegung problemlos durchzuführen.
Die Entsprechung zwischen dem Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform und der vorliegenden Erfindung wird hier zusätzlich beschrieben werden.
Die vorliegende Ausführungsform ist die Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung und des zweiten Aspekt der Erfindung. Des Weiteren entspricht in der vorliegenden Ausführungsform der Benutzer dem zu transportierenden Objekt der vorliegende Erfindung, und der Sitz 3 (Nutzlast-Trägerteil) entspricht dem Ladeteil der vorliegenden Erfindung.
Des Weiteren entspricht der Lastsensor 54 dem Lastdetektionselement der vorliegenden Erfindung. Auch entspricht der Zustand, wo der durch die Ausgabe des Lastsensor 54 angegebene Lastmesswert größer als der vorbestimmte Wert (in dem Zustand, wo das Bestimmungsergebnis in SCHRITT 4 positiv wird), und der Zustand, wo der Lastmesswert kleiner ist als der vorbestimmte Wert (in dem Zustand, wo das Bestimmungsergebnis in SCHRITT 4 negativ wird), dem belasteten Zustand bzw. dem unbelastete Zustand der vorliegenden Erfindung.
Des Weiteren wird das Neigehaltungs-Messelement der vorliegende Erfindung durch den Neigungssensor 52 und die Verarbeitung von SCHRITT 2 in 7 verwirklicht. Auch entsprechen die Neigungswinkel θb_x, θb_y des Grundkörpers 9 und die Neigungswinkelgeschwindigkeiten θbdot_x, θbdot_y als die zeitliche Änderungsrate davon jeweils dem Zustandsbetrags, welcher mit der Neigehaltung des Ladeteils der vorliegenden Erfindung zusammenhängt.
Des Weiteren entspricht der Fahrzeugsystemschwerpunkt einem vorgegebener Repräsentativpunkt des Fahrzeugs in der vorliegende Erfindung, und das Repräsentativpunktgeschwindigkeits-Messelement der vorliegenden Erfindung wird durch den Schwerpunktgeschwindigkeitsrechner 72 verwirklicht.
Des Weiteren wird das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement der vorliegenden Erfindung durch die Verarbeitung von SCHRITT 9, 10 in 7 verwirklicht, das heißt, wird durch die Regelungs-/Steuerungseinheit 50 ausgeführt. Auch wir das Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement der vorliegenden Erfindung durch die Rechenverarbeitung der Ausdrücke 07x, 07y verwirklicht, welche durch den Haltungs-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 ausgeführt werden.
Des Weiteren entsprechen die Grundkörper-Neigungswinkelfehler-Messwerte θbe_x_s, θbe_y_s und die Grundkörper-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswerte θbdot_x_s, θbdot_y_s jeweils dem Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind die Sollwerte in Bezug auf θbdot_x, θbdot_y in der vorliegenden Ausführungsform 0. Des Weiteren entsprechen die Verstärkungskoeffizienten K1_x, K2_x, K1_y, und K2_y jeweils dem ersten Verstärkungskoeffizienten der vorliegenden Erfindung, und die Stellgrößenbeträge u1_x, u2_x, u1_y, und u2_y entsprechen jeweils der ersten Stellgrößenkomponente der vorliegenden Erfindung.
Des Weiteren entsprechen die geschätzten Schwerpunktgeschwindigkeitswerte Vb_x_s, Vb_y_s jeweils dem Repräsentativpunktgeschwindigkeitsfehler der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind die Sollwerte of Vb_x, Vb_y in der vorliegenden Ausführungsform 0. Des Weiteren entsprechen die Verstärkungskoeffizienten K3_x, K3_y jeweils dem zweiten Verstärkungskoeffizienten der vorliegenden Erfindung, und die Stellgrößenbeträge u3_x, u3_y entsprechen jeweils der zweiten Stellgrößenkomponente der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus entsprechen die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd, ωwdot_y_cmd jeweils der Regelungs-/Steuerungsstellgröße der vorliegenden Erfindung.
Des Weiteren wird in der vorliegenden Ausführungsform das Einstellparameter-Bestimmungselement der vorliegenden Erfindung verwirklicht durch die Verarbeitung des zweiten Verstärkungseinstellers 79 und des Neigungs-Sollwert-Einstellelements 70, und die Rechenverarbeitung der Ausdrücke 09x1 bis 09x3, und 09y1 bis 09y3, welche durch den Haltungs-Regelungs-/Steuerungsrechner 80 durchgeführt wird. Und jeder der Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) und jeder der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_x_obj, θb_y_obj entspricht dem Einstellparameter der vorliegenden Erfindung.
Einige auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen bezogene Änderungen werden jetzt beschrieben werden.
In der oben erwähnten Ausführungsformen wird jeder der Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) und jeder der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_x_obj, θb_y_obj dazu gebracht, als die Einstellparameter in dem An-Bord-Modus und dem autonome Modus verschieden zu sein. Jedoch ist es nicht für alle diese Parameter notwendig, die Einstellparameter zu sein. Beispielsweise können die Verstärkungskoeffizienten K2_x, K2_y, welche jeweils mit den Grundkörper-Neigungswinkel-Geschwindigkeitsmesswerten θbdot_x_s, θbdot_y_s, zusammenhängen, in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus auf denselben Wert eingestellt werden.
Des Weiteren kann in dem Fall, wo das Fahrzeug 1 von einer symmetrischen Struktur ist, der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_y_obj in der Richtung um die X-Achse in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus identisch sein. Des Weiteren kann es Fälle geben, wo die Position des Fahrzeugssystemschwerpunkts in der X-Achsen-Richtung in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus identisch oder näherungsweise identisch wird, gemäß der Struktur des Grundkörpers 9 und dergleichen. In solchen Fällen kann der Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwert θb_x_obj in der Richtung um die Y-Achse in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus identisch sein.
Des Weiteren können von den Verstärkungskoeffizienten Ki_x, Ki_y (i = 1, 2, 3) und den Grundkörper-Neigungswinkel-Sollwerte θb_x_obj, θb_y_obj die Parameter von den Einstellparametern ausgeschlossen werden, bei welchen der Unterschied zwischen den Werten in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus ausreichend klein wird, und die Werte dieser Parameter können in einem Fall der Fälle, wo der Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 von dem An-Bord-Modus zu dem autonomen Modus wechselt, und der Fall, wo derselbe von dem autonomen Modus zu dem An-Bord-Modus wechselt, sofort geändert werden (oder mit derselben Änderungsrate).
Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform die Sollwerte der Schwerpunktgeschwindigkeiten Vb_x, Vb_y in dem An-Bord-Modus und dem autonome Modus auf den identischen Wert (0) eingestellt, jedoch kann bewirkt werden, dass sich der Sollwert in dem An-Bord-Modus und dem autonomen Modus unterscheidet, beispielsweise gemäß dem Benutzungszustand des Fahrzeugs 1. Und in diesem Fall kann der Sollwert davon in dem Einstellparameter der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
Des Weiteren können beispielsweise die Imaginäres-Rad-Drehwinkelbeschleunigungsbefehle ωwdot_x_cmd, ωwdot_y_cmd als die Regelungs-/Steuerungs-Stellgrößen unter Verwendung von einem Ausdruck berechnet werden, in welchem der dritte Term auf der rechten Seite von Ausdruck 07x oder 07y, oder einem Ausdruck, in welchem der zweite Term auf der rechten Seite davon weggelassen wird.
Des Weiteren wird in den oben genannten Ausführungsformen eine Erläuterung gegeben, welche das inverspendel-artige Fahrzeug 1, in welchem der Benutzer das zu transportierende Objekt ist, als Beispiel heranzieht. Jedoch kann Gepäck und dergleichen, mit Ausnahme des Benutzers, das zu transportierende Objekt sein, und ein Ladeteil des zu transportierenden Objekts kann anstelle des Sitzes ausgestattet sein.
In jeder der obengenannten Ausführungsformen ist ferner das den in 1 und 2 dargestellten Aufbau aufweisende Fahrzeug 1 beispielhaft dargestellt worden. Das inverspendel-artige Fahrzeug 1 der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf das in jeder der Ausführungsformen beispielhaft dargestellte Fahrzeug 1 beschränkt.
Die Radanordnung 5, welche als die Fahrbewegungseinheit des Fahrzeugs 1 in jeder der Ausführungsformen dient, hat insbesondere einen einteiligen Aufbau. Alternativ kann die Radanordnung 5 jedoch einen beispielsweise in 10 des oben genannten Patentdokuments 3 gezeigten Aufbau aufweisen. Die Radanordnung kann insbesondere aufgebaut sein, um ein steifes, ringförmiges Wellenelement und eine Mehrzahl von rotierend und extern in das steife ringförmige Wellenelement eingesetzten Rollen aufzuweisen, so dass deren axiale Mitten in der Tangentialrichtung des Wellenelements orientiert sind, wobei die Mehrzahl dieser Rollen in der Umfangsrichtung entlang des Wellenelements angeordnet sind.
Die Fahrbewegungseinheit kann ferner eine raupenkettenförmige Struktur, wie beispielsweise in 3 von Patentdokument 2 gezeigt, aufweisen.
Alternativ, wie beispielsweise in 5 des obengenannten Patentdokuments 2, 7 von Patentdokument 3 oder 1 von Patentdokument 1 gezeigt, kann die Fahrbewegungseinheit aus einem sphärischen Element aufgebaut sein, und das Fahrzeug kann derart aufgebaut sein, dass das sphärische Element drehbar in einer Richtung um die X-Achse und einer Richtung um die Y-Achse durch einen Aktuator angetrieben ist (zum Beispiel ein die obengenannte Radanordnung 5 aufweisender Aktuator).
In jeder der Ausführungsformen ist ferner das mit dem Sitz 3 als dem Bordabschnitt für einen Benutzer bereitgestellte Fahrzeug 1 beispielhaft dargestellt worden. Alternativ kann das inverspendel-artige Fahrzeug jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug sein, welches einen Aufbau aufweist, bei dem eine Stufe, auf der ein Benutzer seine/ihre beiden Füße abstützt, sowie ein von dem auf der Stufe stehenden Benutzer zu greifender Abschnitt, wie beispielsweise in 8 in Patentdokument 3 dargestellt, am Grundkörper montiert sind.
Die vorliegende Erfindung kann daher auf inverspendel-artige Fahrzeuge unterschiedlicher Aufbauten, wie in den obengenannten Patentdokumenten 1 bis 3 oder dergleichen dargestellt, angewendet werden.
Das inverspendel-artige Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner mit einer Mehrzahl von Fahrbewegungseinheiten (zum Beispiel zwei in der Querrichtung oder zwei in der Längsrichtung oder drei oder mehr) bereitgestellt sein.
Des Weiteren ist es für die Fahrbewegungseinheit nicht notwendig, in allen Richtungen bewegbar zu sein, und sie kann nur in einer Richtung bewegbar sein. In diesem Fall kann ein Ladeteil des zu tragenden Objekts an dem Grundkörper angebracht sein, um neigbar um nur eine Achse zu sein. Beispielsweise kann anstelle der Radanordnung 5 in den oben erwähnten Ausführungsformen eine Fahrbewegungseinheit, welche dazu in der Lage ist, sich in der X-Achsen-Richtung (die Längsrichtung des Benutzers) zu bewegen und nicht dazu in der Lage ist, sich in der Richtung um die X-Achsen-Richtung zu neigen (oder schwer zu neigen ist) (beispielsweise eine Fahrbewegungseinheit, in welcher eine Mehrzahl von um die Achse in der Y-Achsen-Richtung drehbaren Rädern koaxial und parallel zueinander angeordnet sind) mit dem Fahrzeug 1 bereitgestellt sein. Und in diesem Fall kann das Ladeteil des zu tragenden Objekts neigbar um die Achse in der Y-Achsen-Richtung gemacht sein, und die Fahrbewegungseinheit kann sich in der X-Achsen-Richtung gemäß der Neigung bewegen.
Des Weiteren ist es in dem inverspendel-artigen Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich, dass sich der Grundkörper zusammen mit dem Ladeteil des Benutzers neigt. Beispielsweise in dem Fall, wo das Fahrzeug eine Mehrzahl von den Fahrbewegungseinheiten enthält, kann der Grundkörper, an welchem die Fahrbewegungseinheiten angebracht sind, derart hergestellt sein, dass sich der Grundkörper nicht in Bezug zur Bodenfläche neigt, und das Ladeteil kann an dem Grundkörper angebracht sein, um frei neigbar zu sein.
Beschreibung der Bezugszeichen

1 ... inverspendel-artiges Fahrzeug; 3 ... Sitz (Ladeteil); 5 ... Radanordnung (Fahrbewegungseinheit); 7 ... Aktuator; 9 ... Grundkörper; 52 ... Neigungssensor (Neigungswinkel-Messelement); 54 ... Lastsensor (Lastdetektionselement); 72 ... Schwerpunktrechner (Repräsentativpunktgeschwindigkeits-Messelement); 70 ... Neigungs-Sollwert-Einstellelement (Einstellparameter-Bestimmungselement); 79 ... zweiter Verstärkungseinsteller (Einstellparameter-Bestimmungselement); 80 ... Haltungs-Regelungs-/Steuerungsrechner (Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement, Einstellparameter-Bestimmungselement); SCHRITT 2 ... Neigehaltungs-Messelement; und SCHRITT 9 und SCHRITT 10 ... Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement.

Claims

Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs (1), welches eine Fahrbewegungseinheit (5), welche dazu in der Lage ist, sich auf einer Bodenfläche zu bewegen, einen Aktuator (7), welcher die Fahrbewegungseinheit (5) antreibt, einen Grundkörper (9), an welchem die Fahrbewegungseinheit (5) und der Aktuator (7) angebracht sind, und ein Ladeteil (3) eines zu transportierenden Objekts, welches an dem Grundkörper (9) so angebracht ist, dass es in Bezug auf eine vertikale Richtung frei neigbar ist, aufweist, umfassend: ein Lastdetektionselement (54), welches eine Ausgabe erzeugt, welche zumindest angibt, ob es in einem belasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt auf das Ladeteil (3) aufgeladen ist, oder es in einem unbelasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt nicht auf dem Ladeteil (3) aufgeladen ist; ein Neigehaltungs-Messelement (52), welches eine Ausgabe gemäß einem Ist-Zustandsbetrag erzeugt, welcher mit einer Neigehaltung des Ladeteils (3) zusammenhängt; und ein Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement (SCHRITT 9, SCHRITT 10), welches eine Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, welche eine auf die Fahrbewegungseinheit (5) anzuwendende Antriebskraft definiert, um zu bewirken, dass die Fahrbewegungseinheit (5) fährt, und welche die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit (5) über den Aktuator (7) gemäß der bestimmten Steuerungs-/Regelungsstellgröße steuert/regelt; wobei das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement (SCHRITT 9, SCHRITT 10) ein Regelungs-/Steuerungsstellgröße-Bestimmungselement enthält, welches die Regelungs-/Steuerungsstellgröße bestimmt, um einen Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler, welcher ein Fehler zwischen einem Messwert des durch die Ausgabe des Neigehaltungs-Messelements (52) angegebenen Zustandsbetrags und einem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag ist, näher an 0 zu bringen, zumindest gemäß einer ersten Stellgrößenkomponente, welche durch Multiplizieren des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers mit einem ersten Verstärkungskoeffizienten erhalten wird; und ein Einstellparameter-Bestimmungselement (70, 79), welches einen Einstellparameter bestimmt, zumindest einschließlich des ersten Verstärkungskoeffizienten und/oder des Sollwerts in Bezug auf den Zustandsbetrag, um sich gemäß der Ausgabe des Lastdetektionselements (54) zu ändern; dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellparameter-Bestimmungselement (70, 79) den Einstellparameter derart bestimmt, dass eine Änderungsrate des Werts des Einstellparameters in dem Fall, wo sich der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements (54) angegebene Zustand von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand ändert, verhältnismäßig schneller wird als in dem Fall, wo sich derselbe von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand ändert.
Regelungs-/Steuerungsvorrichtung eines inverspendel-artigen Fahrzeugs (1), welches eine Fahrbewegungseinheit (5), welche dazu in der Lage ist, sich auf einer Bodenfläche zu bewegen, einen Aktuator (7), welcher die Fahrbewegungseinheit (5) antreibt, einen Grundkörper (9), an welchem die Fahrbewegungseinheit (5) und der Aktuator (7) angebracht sind, und ein Ladeteil (3) eines zu transportierenden Objekts, welches an dem Grundkörper (9) so angebracht ist, dass es in Bezug auf eine vertikale Richtung frei neigbar ist, aufweist, umfassend: ein Lastdetektionselement (54), welches eine Ausgabe erzeugt, welche zumindest angibt, ob es in einem belasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt auf dem Ladeteil (3) aufgeladen ist, oder es in einem unbelasteten Zustand ist, in welchem das zu transportierende Objekt nicht auf dem Ladeteil (3) aufgeladen ist; ein Neigehaltungs-Messelement (52), welches eine Ausgabe gemäß einem Ist-Zustandsbetrag erzeugt, welcher mit einer Neigehaltung des Ladeteils (3) zusammenhängt; ein Repräsentativpunktgeschwindigkeits-Messelement, welches eine Ausgabe gemäß einer Fahrgeschwindigkeit eines vorgegebenen Repräsentativpunkts des Fahrzeugs (1) erzeugt; und ein Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement (SCHRITT 9, SCHRITT 10), welches eine Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, welche eine auf die Fahrbewegungseinheit (5) anzuwendende Antriebskraft definiert, um zu bewirken, dass die Fahrbewegungseinheit (5) fährt, und welche die Fahrbewegung der Fahrbewegungseinheit (5) über den Aktuator (7) gemäß der Steuerungs-/Regelungsstellgröße steuert/regelt; wobei das Fahrbewegungseinheit-Regelungs-/Steuerungselement (SCHRITT 9, SCHRITT 10) ein Steuerungs-/Regelungsstellgröße-Bestimmungselement enthält, welches die Steuerungs-/Regelungsstellgröße bestimmt, um einen Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehler, welcher ein Fehler zwischen einem Messwert des durch die Ausgabe des Neigehaltungs-Messelements (52) angegebenen Zustandsbetrags und einem Sollwert in Bezug auf den Zustandsbetrag ist, und einen Repräsentativpunktsgeschwindigkeitsfehler, welcher ein Fehler zwischen dem Messwert der Fahrgeschwindigkeit des durch die Ausgabe des Repräsentativpunktsgeschwindigkeits-Messelements angegebenen Repräsentativpunkts und einem Sollwert in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit ist, näher an 0 zu bringen, zumindest gemäß einer ersten Stellgrößenkomponente, welche durch Multiplizieren des Neigehaltungs-Zustandsbetragsfehlers mit einem ersten Verstärkungskoeffizienten erhalten wird, und gemäß einer zweiten Stellgrößenkomponente, welche durch Multiplizieren des Repräsentativpunktsgeschwindigkeitsfehlers mit einem zweiten Verstärkungskoeffizienten erhalten wird; und ein Einstellparameter-Bestimmungselement (70, 79), welches einen Einstellparameter bestimmt, zumindest einschließlich des zweiten Verstärkungskoeffizienten und/oder des Sollwerts in Beug auf die Fahrgeschwindigkeit des Repräsentativpunkts, um sich gemäß der Ausgabe des Lastdetektionselements (54) zu ändern; dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellparameter-Bestimmungselement (70, 79) den Einstellparameter derart bestimmt, dass eine Änderungsrate des Werts des Einstellparameters in dem Fall, wo sich der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements (54) angegebene Zustand von dem belasteten Zustand zu dem unbelasteten Zustand ändert, verhältnismäßig schneller wird als in dem Fall, wo sich derselbe von dem unbelasteten Zustand zu dem belasteten Zustand ändert.
Steuer-/Regelvorrichtung des inverspendel-artigen Fahrzeugs (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zustandsbetrag zumindest entweder der Neigungswinkel des Ladeteils (3) oder die zeitliche Änderungsrate davon ist, und der Einstellparameter den ersten Verstärkungskoeffizienten enthält, und das Einstellparameter-Bestimmungselement (70, 79) den ersten Verstärkungskoeffizienten derart bestimmt, dass ein Betrag des ersten Verstärkungskoeffizienten in dem Fall, wo der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements (54) angegebene Zustand der unbelastete Zustand ist, kleiner wird als in dem Fall, wo derselbe der belastete Zustand ist.
Steuer-/Regelvorrichtung des inverspendel-artigen Fahrzeugs (1) nach Anspruch 2, wobei der Einstellparameter einen zweiten Verstärkungskoeffizienten enthält, und das Einstellparameter-Bestimmungselement (70, 79) den zweiten Verstärkungskoeffizienten derart bestimmt, dass ein Betrag des zweiten Verstärkungskoeffizienten in dem Fall, dass der durch die Ausgabe des Lastdetektionselements (54) angegebene Zustand der unbelastete Zustand ist, kleiner wird als in dem Fall, dass derselbe der belastete Zustand ist.