JP2003094986A - Automobile - Google Patents

Automobile

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JP2003094986A
JP2003094986A JP2002160896A JP2002160896A JP2003094986A JP 2003094986 A JP2003094986 A JP 2003094986A JP 2002160896 A JP2002160896 A JP 2002160896A JP 2002160896 A JP2002160896 A JP 2002160896A JP 2003094986 A JP2003094986 A JP 2003094986A
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control
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Makoto Yamakado
山門  誠
Yuzo Kadomukai
裕三 門向
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Hitachi Ltd
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automobile or its motion control system improving moving performance and having motion controllability of high function. SOLUTION: This automobile is provided with a steering means for performing turning motion; an accelerator means for changing the output of an engine that drives driving wheels; a braking means for changing the braking force of the wheels; an actuator for operating at least one means out of the respective means; a controller for controlling the actuator; and a moving state detecting means for detecting that the direction of a value of differential acceleration generated to a vehicle is reverse to the direction of acceleration generated to the vehicle. When the direction of the jerk generated to the vehicle is reverse to the direction of the acceleration, the actuator is controlled to reduce acceleration applied to the vehicle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、運動体の加速度の
微分値即ち、加々速度情報を用いて物体の運動を制御す
る運動制御システム、車両、エレベ−タ、鉄道車両、磁
気浮上車両、地震シミュレ−タ、ステ−ジ、ビル制振シ
ステム、ロボットア−ム、航空機及び、コントローラ、
そしてこれらのシステムの運動を評価する運動評価装置
および加々速度を検出するセンサの構造、角加速度を検
出するセンサおよび運動物体の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion control system, a vehicle, an elevator, a railcar, a magnetic levitation vehicle, which controls the motion of an object by using a differential value of acceleration of a moving body, that is, jerk information. Seismic simulator, stage, building vibration control system, robot arm, aircraft and controller,
The present invention also relates to a motion evaluation device for evaluating motion of these systems, a structure of a sensor for detecting jerk, a sensor for detecting angular acceleration, and a method for controlling a moving object.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体の運動を記述する物理量として、通
常、位置、速度(あるいは角速度)、加速度(あるいは
角加速度)の諸量を挙げることができる。そして各々の
物理量に対し、それを検出するセンサが考案され、実用
されている。ところで人間は、位置と速度については、
視覚により知的に検出するのみであり、体感として感覚
的に検出できるのは、加速度、及びそれより高次の物理
量である。例えば、自動車、鉄道車両あるいは、エレベ
−タ等の移動体に搭乗している際には、加速あるいは、
減速したときにその状態変化を体感的に意識することが
できる。
2. Description of the Related Art As physical quantities that describe the motion of an object, various quantities such as position, velocity (or angular velocity), and acceleration (or angular acceleration) can be mentioned. A sensor for detecting each physical quantity has been devised and put into practical use. By the way, humans
Acceleration and higher-order physical quantities can only be detected visually visually and can be perceptually detected as bodily sensations. For example, when riding on a moving body such as an automobile, a rail car, or an elevator, acceleration or
When decelerating, the change in state can be perceived sensationally.

【0003】ここで「自動車用加速度センサの開発(日
産技報第23号、昭62−12)」などの文献によれ
ば、人間は加速度よりさらにその微分値である加々速度
に敏感に反応することが知られている。
According to literatures such as "Development of acceleration sensor for automobile (Nissan Giho No. 23, Sho 62-12)", human beings are more sensitive to acceleration, which is a differential value thereof, than acceleration. Is known to do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この事実は、人間が感
じる快、不快の感覚に加々速度が深く関与しているのを
示すものである。従って自動車や鉄道車両、エレベータ
といった運動を伴う乗り物をより快適に制御していくた
めには、この加速度のみならず、その微分値である加々
速度の情報を検出し、その情報を用いて制御することが
必要となる。
This fact indicates that speed is deeply involved in the feelings of comfort and discomfort felt by humans. Therefore, in order to more comfortably control vehicles such as automobiles, railway cars, and elevators that move, it is necessary to detect not only this acceleration but also the differential value, jerk, and control using that information. Will be required.

【0005】また、人間が自分自身の運動を制御してい
る際に、これらの加々速度情報を利用していると考える
のが自然であり、これを物体の各種運動制御に置き換え
てみると、物体の高精度の運動制御を達成するために
は、その物体の加々速度情報を用いた制御が必要とな
る。
Further, it is natural to think that human beings use these jerk information when controlling their own movements. If this is replaced by various movement control of an object, In order to achieve highly accurate motion control of an object, control using the jerk information of the object is required.

【0006】また、自動車運転時を想定してみると、路
面状況の急変により不意の車両の挙動変化発生時には運
転者は、これを加速度の変化、即ち加々速度として感じ
ることができ、熟練運転者であれば、運転操作により車
両の挙動変化を低減したりすることが可能である。この
ことは、一般の運転者が運転した場合にも熟練運転者並
の運転が可能である車両を実現するためには、車両の加
々速度情報を検出し、その情報を用いて車両運動を制御
することが必要となる。
Also, assuming that the vehicle is being driven, when a sudden change in vehicle behavior occurs due to a sudden change in road surface conditions, the driver can perceive this as a change in acceleration, that is, a jerk, so that skilled driving is possible. A person can reduce the behavior change of the vehicle by driving. This means that in order to realize a vehicle that can be driven like a skilled driver even when a general driver drives, the vehicle acceleration information is detected and the vehicle motion is detected using this information. It is necessary to control.

【0007】また、以上の各種、加々速度情報を用いた
制御に加え、従来の位置、速度、加速度情報による制御
を併用する制御でも、現在よりも飛躍的な制御効果の向
上を図ることができる。
Further, in addition to the control using the various kinds of jerk information as described above, the control using the conventional control based on the position, speed, and acceleration information in combination can further improve the control effect dramatically. it can.

【0008】ところで、加々速度情報は、種々実用化さ
れている加速度センサの出力を微分フィルタ回路回路を
通過させることにより得ることができる。しかも、上述
のような理由で必要となる、加速度、加々速度の同時検
出も可能である。
By the way, the jerk information can be obtained by passing the output of various practically used acceleration sensors through a differential filter circuit circuit. Moreover, it is possible to detect acceleration and jerk at the same time, which is necessary for the reasons described above.

【0009】しかし、高周波域の加々速度を得ようとす
る場合には、ノイズ、位相の遅れが問題となってしまう
場合もある。従って、低周波域の加々速度情報が必要な
ときは、加速度センサと微分回路を用い、高周波、ある
いは、高精度の加々速度情報が必要なときは、他の検出
方法が必要となる。また、加々速度のみではなく、加速
度も同時に検出できることが望ましい。
However, when trying to obtain a jerk in a high frequency range, noise and phase delay may become problems. Therefore, when the jerk information in the low frequency range is required, an acceleration sensor and a differentiating circuit are used, and when the jerk information with high frequency or high accuracy is required, another detection method is required. Further, it is desirable that not only the jerk but also the acceleration can be detected at the same time.

【0010】本発明の目的は、運動性能を向上させ、高
機能の運動制御性を有する自動車又はその運動制御シス
テムを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an automobile or a motion control system for the automobile having improved motion performance and highly functional motion controllability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の自動車は、旋回運動を行うための操舵手段
と、駆動輪を駆動するエンジンの出力を変化させるアク
セル手段と、車輪の制動力を変化させるブレーキ手段
と、前記各手段のうち少なくとも一つの手段を操作する
ためのアクチュエータと、前記アクチュエータを制御す
るコントローラと、車両に生じる加加速度の向きが車両
に生じる加速度の向きと逆向きであることを検出する運
動状態検出手段と、を備え、前記コントローラは、前記
運動状態検出手段が車両に生じる加加速度の向きが車両
に生じる加速度の向きと逆向きであることが検出された
場合に、前記車両に作用する加速度が小さくなるように
前記アクチュエータを制御する。
In order to achieve the above object, a vehicle according to the present invention has a steering means for performing a turning motion, an accelerator means for changing an output of an engine for driving a driving wheel, and a wheel control. Brake means for changing power, an actuator for operating at least one of the means, a controller for controlling the actuator, and a direction of jerk generated in the vehicle is opposite to a direction of acceleration generated in the vehicle. When the controller detects that the direction of jerk generated in the vehicle is opposite to the direction of acceleration generated in the vehicle. First, the actuator is controlled so that the acceleration acting on the vehicle becomes small.

【0012】前記運動状態検出手段は車両の前後方向の
加加速度を検出するように設けられ、前記加加速度が車
両の前後方向に作用する加速度の向きと逆向きであるこ
とを検出した場合に、前記コントローラは前記エンジン
の出力を減少させるように前記アクチュエータを制御す
るとよい。また前記運動状態検出手段は車両の前後方向
の加加速度を検出するように設けられ、前記加加速度が
車両の前後方向に作用する加速度の向きと逆向きである
ことを検出した場合に、前記コントローラは前記ブレー
キ手段の制動力を減少させるように前記アクチュエータ
を制御するとよい。また前記運動状態検出手段は車両の
横方向の加加速度を検出するように設けられ、前記加加
速度が車両の横方向に作用する加速度の向きと逆向きで
あることを検出した場合に、前記コントローラは前記ア
クチュエータを制御して後輪を前輪の操舵方向に転舵す
るようにするとよい。また前記運動状態検出手段は、加
加速度検出手段として、第1の部材と、前記第1の部材
に対して相対的に可動である第2の部材と、前記第1の
部材に固定され磁束を発生させるための磁石と、前記磁
石の磁束中であって前記第2の部材に固定された少なく
とも1つのコイルと、前記第1の部材に対する第2の部
材の動きを検出し前記磁束により前記コイルと磁石との
間で前記第1の部材に対し第2の部材の運動を妨害する
ように力を発生させるための電流を流すための手段と、
前記電流により前記コイル間に発生する加速度の微分値
に対応する電圧を検出する手段とを備えるとよい。
The motion state detecting means is provided so as to detect the jerk in the front-rear direction of the vehicle, and when it is detected that the jerk is opposite to the direction of the acceleration acting in the front-rear direction of the vehicle, The controller may control the actuator to reduce the output of the engine. Further, the motion state detecting means is provided so as to detect a longitudinal jerk of the vehicle, and the controller is detected when it is detected that the jerk is opposite to a direction of acceleration acting in the longitudinal direction of the vehicle. May control the actuator to reduce the braking force of the braking means. Further, the motion state detecting means is provided so as to detect a lateral jerk of the vehicle, and the controller is detected when it is detected that the jerk is in a direction opposite to a direction of acceleration acting in a lateral direction of the vehicle. May control the actuator to steer the rear wheels in the steering direction of the front wheels. Further, the motion state detecting means serves as a jerk detecting means, a first member, a second member relatively movable with respect to the first member, and a magnetic flux fixed to the first member to generate a magnetic flux. A magnet for generating, at least one coil in the magnetic flux of the magnet, which is fixed to the second member, and a movement of the second member with respect to the first member, and the magnetic flux is used to detect the coil. Means for passing an electric current between the magnet and the magnet to generate a force with respect to the movement of the second member relative to the first member,
Means for detecting a voltage corresponding to a differential value of acceleration generated between the coils by the current may be provided.

【0013】従来までの位置、速度、加速度情報を用い
た制御に加え、物体の運動状態を反映した物理量である
加々速度情報を加えて制御することにより、速度制御に
おいては、能動的に質量を変化させ、加速度制御におい
ては能動的にダンピングを変化させる等、制御効果が一
段と向上できる。
In addition to the conventional control using position, velocity, and acceleration information, additional velocity information, which is a physical quantity reflecting the motion state of an object, is added to the control to actively control the mass. And the damping is actively changed in acceleration control, and the control effect can be further improved.

【0014】また、センサ内に、発生する加速度に応じ
て変位する、コイルを具備した可動部材(第2の部材)
を配置し、このコイルに電流を流した際に、可動部材に
力が生じるような位置に磁石を配置し、この可動部材の
基準位置からの変位を検出し、コイルに流れるフィード
バック電流と磁石の磁界により発生したトルクが可動部
材を零位置に保つようにし、この発生電圧をセンサ出力
として外部に取り出すようにしているので、このときコ
イルに流れるフィードバック電流量は、可動部材に加わ
る加速度に正確に比例した物理量を示す。また、このと
きコイル両端の電圧は、電磁誘導の法則よりフィードバ
ック電流の微分値に比例した物理量を示す。従ってこの
電圧を検出することにより、フィードバック電流の微分
値、即ち可動部材に加わる加速度の微分値(加々速度)
に比例した物理量を高精度に検出することができる。ま
た、この時の電流値を検出すれば、加速度も同時に検出
できる。
A movable member (second member) provided with a coil, which is displaced in the sensor in accordance with the generated acceleration.
The magnet is placed at a position where a force is generated in the movable member when a current is applied to this coil, the displacement of this movable member from the reference position is detected, and the feedback current flowing in the coil and the magnet The torque generated by the magnetic field keeps the movable member at the zero position, and the generated voltage is taken out to the outside as a sensor output, so that the feedback current amount flowing in the coil at this time is accurately related to the acceleration applied to the movable member. Indicates a proportional physical quantity. At this time, the voltage across the coil exhibits a physical quantity proportional to the differential value of the feedback current according to the law of electromagnetic induction. Therefore, by detecting this voltage, the differential value of the feedback current, that is, the differential value of the acceleration applied to the movable member (jerk)
The physical quantity proportional to can be detected with high accuracy. Further, if the current value at this time is detected, the acceleration can be detected at the same time.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施例を図1から
図13に従って説明する。図1は、加々速度情報を用い
た運動制御システムの概念を示す全体構成図、図2は加
々速度センサの全体構成図、図3は加速度が作用したと
きの釣合状態を示す図、図4はコイルの回路方程式の説
明図、図5は内部抵抗を有する場合のコイルの回路方程
式の説明図、図6は信号処理部分の回路構成図、図7は
加々速度センサの他の全体構成図、図8はアナログ回路
を用いた加々速度検出方法を示す図、図9はデジタル回
路を用いた加々速度検出方法を示す図、図10は加々速
度センサの出力と加速度の微分回路出力とを比較して示
した図、図11は加々速度センサにより加々速度情報を
得る構成を示す図、図12は加速度センサと微分手段に
より加々速度情報を得る構成を示す図、図13は加々速
度情報を用いた運動制御システムの運動モデルを示す図
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a concept of a motion control system using jerk information, FIG. 2 is an overall configuration diagram of an jerk sensor, and FIG. 3 is a diagram showing a balance state when acceleration acts, 4 is an explanatory diagram of a coil circuit equation, FIG. 5 is an explanatory diagram of a coil circuit equation in the case of having an internal resistance, FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a signal processing portion, and FIG. 7 is another whole jerk sensor. Configuration diagram, FIG. 8 is a diagram showing a jerk detection method using an analog circuit, FIG. 9 is a diagram showing a jerk detection method using a digital circuit, and FIG. 10 is a derivative of an output of the jerk sensor and acceleration. FIG. 11 is a diagram showing a comparison with circuit output, FIG. 11 is a diagram showing a configuration for obtaining jerk information by an jerk sensor, and FIG. 12 is a diagram showing a configuration for obtaining jerk information by an acceleration sensor and differentiating means. FIG. 13 is a motion model of a motion control system using jerk information. Is a diagram illustrating a.

【0016】図1に示すように、本実施例の運動制御シ
ステムは、物体50に固定され、物体50の加々速度を
検出する加々速度検出装置51と、物体50の運動を制
御するコントロ−ラ52と、物体に作用する力を発生す
るアクチェ−タ53で構成されている。コントロ−ラ5
2は、加々速度検出装置51により検出された加々速度
情報を入力し、コントロ−ラ52からの出力によりアク
チェ−タ53を用いて物体50の運動を制御する。
As shown in FIG. 1, the motion control system of this embodiment is fixed to an object 50, a jerk detection device 51 for detecting the jerk of the object 50, and a controller for controlling the movement of the object 50. It is composed of a rotor 52 and an actuator 53 that generates a force acting on the object. Controller 5
2 receives the jerk information detected by the jerk detection device 51, and controls the movement of the object 50 by using the actuator 53 by the output from the controller 52.

【0017】加々速度検出装置51を構成する加々速度
センサは、図2に示すようにケ−シング10aに継手1
3によって1自由度の運動が可能なように取付けられた
振子1と、振子1に固定されたコイル3と、振子1の他
端側の運動方向に取付けられた可動電極41と、マグネ
ット2が取付けられたケ−シング10と、ケ−シング1
0に可動電極41と対面するように形成された固定電極
42と、振子1の釣り合い位置からの変位を検出する振
子変位検出器40と、振子変位検出器40の出力側に直
列に接続されさらにその出力側が前記コイル3の一方の
側に接続するように配線されたサ−ボアンプ5と、一方
が接地され他方がコイル3の他方に接続されるように配
線された読み取り抵抗6などから構成されている。そし
て、検出された加々速度情報は、図2に示すように、コ
イル3の端子電圧として取り出すように構成されてい
る。
The jerk sensor which constitutes the jerk detection device 51 includes a casing 10a and a joint 1 as shown in FIG.
The pendulum 1 attached so that it can be moved in one degree of freedom by the coil 3, the coil 3 fixed to the pendulum 1, the movable electrode 41 attached in the movement direction on the other end side of the pendulum 1, and the magnet 2 Attached casing 10 and casing 1
The fixed electrode 42 formed to face the movable electrode 41 at 0, the pendulum displacement detector 40 for detecting the displacement of the pendulum 1 from the balanced position, and the pendulum displacement detector 40 connected in series to the output side of the pendulum displacement detector 40. It is composed of a servo amplifier 5 whose output side is wired so as to be connected to one side of the coil 3, and a reading resistor 6 which is wired so that one side is grounded and the other side is connected to the other side of the coil 3. ing. Then, the detected jerk information is configured to be extracted as a terminal voltage of the coil 3, as shown in FIG.

【0018】前述したように、振子1は、1自由度の運
動(紙面に水平方向)を行うように構成されているの
で、この方向がセンサ感度方向となる。又、振子1の両
側に配置された可動電極41とケ−シング10に固定さ
れている固定電極42とで2組の平板コンデンサを形成
している。平板コンデンサの静電容量Cは、数式1で示
されるように空隙の大きさに反比例する。
As described above, since the pendulum 1 is constructed so as to have a motion of one degree of freedom (horizontal direction to the paper surface), this direction is the sensor sensitivity direction. Further, the movable electrodes 41 arranged on both sides of the pendulum 1 and the fixed electrodes 42 fixed to the casing 10 form two sets of flat plate capacitors. The capacitance C of the flat plate capacitor is inversely proportional to the size of the air gap as shown in Equation 1.

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】ここで、εは空気の誘電率、Sは電極の面
積、dは空隙寸法である。従って、可動電極41と固定
電極42とで形成されている2組のコンデンサの静電容
量の差ΔCを振子変位検出器40で検出することにより
振子1の変位が検出できる。
Here, ε is the permittivity of air, S is the area of the electrode, and d is the size of the void. Therefore, the displacement of the pendulum 1 can be detected by detecting the capacitance difference ΔC between the two sets of capacitors formed by the movable electrode 41 and the fixed electrode 42 with the pendulum displacement detector 40.

【0021】また、振子1には、コイル3が配置されて
おり、このコイル3に電流が流れると磁束が発生し、ケ
ーシング10に固定されたマグネット2による磁界によ
り力を受ける。したがって、サーボアンプ5により上述
の振子変位検出器40で検出した2組のコンデンサの静
電容量の差ΔCがΔC=0となるように、即ち上下の空
隙の大きさが等しくなるように、コイル3に流れる電流
をフィードバック制御することにより、外力の大きさに
かかわらず振子1の位置を釣合いの位置に止めておくこ
とができる。
A coil 3 is arranged on the pendulum 1. When an electric current flows through the coil 3, a magnetic flux is generated, and a magnetic field generated by a magnet 2 fixed to the casing 10 receives a force. Therefore, the coil so that the difference ΔC in capacitance between the two capacitors detected by the pendulum displacement detector 40 by the servo amplifier 5 is ΔC = 0, that is, the upper and lower air gaps are equal in size. The position of the pendulum 1 can be kept at a balanced position by feedback-controlling the current flowing in the pendulum 3, regardless of the magnitude of the external force.

【0022】ここで、加々速度センサが、ある運動をし
ている物体50に固定されている場合を考える。図3に
示すように、時刻tにおいて左方向(センサ感度方向)
からセンサ全体に加速度α(t)が作用したとすれば、
振子1の質量をMとすると振子1には右向きにF(t)
=M・α(t)の慣性力が働く。振子1について運動方
程式を考えると数式2のようになる。
Here, consider a case where the jerk sensor is fixed to an object 50 which is moving. As shown in FIG. 3, leftward (sensor sensitivity direction) at time t
Therefore, if acceleration α (t) acts on the entire sensor,
Assuming that the mass of the pendulum 1 is M, the pendulum 1 has a rightward F (t).
= M · α (t) inertial force works. Considering the equation of motion for the pendulum 1, the following equation 2 is obtained.

【0023】[0023]

【数2】 [Equation 2]

【0024】ここで、Mは振子1の質量、x(t)は時
刻tにおける振子1の釣合位置からの変位、F(t)は
振子1に働く慣性力、f(t)は位置フィードバックに
よる制御力である。制御力f(t)は、コイル3に流れ
る電流I(t)に比例するので数式3、数式4が成り立
つ。
Here, M is the mass of the pendulum 1, x (t) is the displacement of the pendulum 1 from the balanced position at time t, F (t) is the inertial force acting on the pendulum 1, and f (t) is position feedback. It is the control power by. Since the control force f (t) is proportional to the current I (t) flowing in the coil 3, the formulas 3 and 4 hold.

【0025】[0025]

【数3】 [Equation 3]

【0026】[0026]

【数4】 [Equation 4]

【0027】ここで、φは電磁鎖交係数、rはコイル3
の半径、Bはマグネット2の磁束密度、Nはコイル3の
巻き数で与えられる。
Here, φ is the electromagnetic linkage coefficient, r is the coil 3
, B is the magnetic flux density of the magnet 2, and N is the number of turns of the coil 3.

【0028】時々刻々変動するF(t)に対して、振子
1が釣合位置にあるように制御力f(t)を追従させれ
ば、数式2の左辺はゼロとなり、その結果、数式5が成
立する。
If the control force f (t) is made to follow F (t) which fluctuates moment by moment so that the pendulum 1 is in the balanced position, the left side of Equation 2 becomes zero, and as a result, Equation 5 Is established.

【0029】[0029]

【数5】 [Equation 5]

【0030】したがって、加々速度センサ全体に働く加
速度は、数式6となり、コイルを流れる電流値を測定す
ることにより検出できる。
Therefore, the acceleration acting on the jerk sensor as a whole is given by Equation 6, and can be detected by measuring the current value flowing through the coil.

【0031】[0031]

【数6】 [Equation 6]

【0032】これに対し、加々速度センサ全体に働く加
々速度をη(t)とすると、数式7となる。
On the other hand, when the jerk acting on the whole jerk sensor is η (t), the following equation 7 is obtained.

【0033】[0033]

【数7】 [Equation 7]

【0034】いま、図4に示すようにコイル3に流れる
電流について回路方程式をたてると、数式8となる。
Now, as shown in FIG. 4, if a circuit equation is made for the current flowing through the coil 3, then Equation 8 is obtained.

【0035】[0035]

【数8】 [Equation 8]

【0036】ここで、Lはコイルのインダクタンスであ
る。従って加々速度センサ全体に働く加々速度η(t)
は、数式9となり、コイル3の両端の端子電圧を検出す
ることにより、測定することができる。
Here, L is the inductance of the coil. Therefore, the jerk η (t) acting on the whole jerk sensor
Becomes Equation 9, which can be measured by detecting the terminal voltage across the coil 3.

【0037】[0037]

【数9】 [Equation 9]

【0038】図2に示す第1例の加々速度センサは、上
記のように構成しているので、振子1の運動方向に沿っ
て加速度が加わると振子1が変位し、この変位を変位検
出器40で電圧信号として検出し、サ−ボアンプ5で増
幅する。さらにサ−ボアンプ5では、この電圧信号を電
流指令に変換する。この電流は、振子1に取付けられた
コイル3に流れマグネット2との間に力が発生し、変位
検出器40の出力が0となるように、即ち振子1を平衡
位置になるように流れ続ける。上記したようにこのとき
コイル3に流れる電流値は、加わった加速度に比例追従
し、コイル3の両端の電圧は、電流の微分値、すなわち
加々速度に比例して追従した値となる。
Since the jerk sensor of the first example shown in FIG. 2 is constructed as described above, when acceleration is applied along the movement direction of the pendulum 1, the pendulum 1 is displaced, and this displacement is detected as displacement. The voltage is detected by the device 40 and amplified by the servo amplifier 5. Further, the servo amplifier 5 converts this voltage signal into a current command. This current flows in the coil 3 attached to the pendulum 1, and a force is generated between the coil 2 and the magnet 2, so that the output of the displacement detector 40 becomes 0, that is, the pendulum 1 continues to flow to reach the equilibrium position. . As described above, the current value flowing through the coil 3 at this time proportionally follows the applied acceleration, and the voltage across the coil 3 has a differential value of the current, that is, a value proportional to the jerk.

【0039】図5は、コイル3が内部抵抗Rを含んでい
る場合の、加々速度情報を検出する方法を示したもので
ある。図5に示すような回路について、回路方程式をた
てると、数式10となる。
FIG. 5 shows a method of detecting jerk information when the coil 3 includes an internal resistance R. If a circuit equation is created for the circuit as shown in FIG.

【0040】[0040]

【数10】 [Equation 10]

【0041】ここで、eはコイル3の両端の電圧、Rは
コイル3の内部抵抗、Lはコイルのインダクタンスであ
る。図5に示すようにコイル3を流れた電流は、すべて
読みとり抵抗6を流れるとすると、数式11が成り立
つ。
Here, e is the voltage across the coil 3, R is the internal resistance of the coil 3, and L is the inductance of the coil. Assuming that all the current flowing through the coil 3 flows through the reading resistor 6 as shown in FIG. 5, the formula 11 is established.

【0042】[0042]

【数11】 [Equation 11]

【0043】ここで、erは読み取り抵抗6の両端の電
圧、rは取り抵抗6の内部抵抗である。したがって、図
4に示した場合と同様に、加々速度センサに作用する加
々速度は、数式12に示すように、コイル3の両端の電
圧と、読み取り抵抗6両端の電圧を測定することにより
検出可能である。
Here, er is the voltage across the reading resistor 6, and r is the internal resistance of the taking resistor 6. Therefore, similarly to the case shown in FIG. 4, the jerk acting on the jerk sensor is calculated by measuring the voltage across the coil 3 and the voltage across the reading resistor 6 as shown in Expression 12. It can be detected.

【0044】[0044]

【数12】 [Equation 12]

【0045】また、図6は、数式11で表される加々速
度センサの信号処理部分をオペアンプを用いて構成した
ものである。このような構成とすることにより、コイル
3の抵抗分が無視できないときでも、加々速度センサに
作用する加々速度を検出することができる。
Further, FIG. 6 shows a signal processing portion of the jerk sensor expressed by the equation 11 using an operational amplifier. With this configuration, the jerk acting on the jerk sensor can be detected even when the resistance of the coil 3 cannot be ignored.

【0046】図7は、第2の例である加々速度センサの
全体構成を示す図である。図2に示す加々速度センサと
同様な構成であるが、この加々速度センサは、振子11
と、振子11に固定されたマグネット12と、可動電極
141と、ケーシング10と、ケーシング10に固定さ
れたコイル130と、固定電極142と、振子の釣合位
置からの変位を検出する振子変位検出器140とサーボ
アンプ15と、読みとり抵抗16で構成されている。す
なわち、コイル130は、ケ−シング10側に、マグネ
ット12は振子11側に設けられている。この場合も図
2に示す加々速度センサと同様に加々速度情報は、図7
に示すようにコイル130の端子電圧として取り出すこ
とによって得られる。
FIG. 7 is a diagram showing the overall structure of the jerk sensor which is the second example. The jerk sensor has the same structure as the jerk sensor shown in FIG.
A magnet 12 fixed to the pendulum 11, a movable electrode 141, a casing 10, a coil 130 fixed to the casing 10, a fixed electrode 142, and a pendulum displacement detection for detecting displacement of the pendulum from a balanced position. It is composed of a device 140, a servo amplifier 15, and a reading resistor 16. That is, the coil 130 is provided on the casing 10 side and the magnet 12 is provided on the pendulum 11 side. Also in this case, the jerk information as in the jerk sensor shown in FIG.
It is obtained by taking out as a terminal voltage of the coil 130 as shown in FIG.

【0047】以上述べたことから分かるように、図2又
は図7に示す加々速度センサにおいて、マグネット2、
12は、永久磁石であっても、磁束密度を一定に保った
電磁石であっても良い。また、本実施例においては、振
子の変位検出に振子とケ−シングで構成された静電容量
の差分を用いた方法について言及したが、これに限定さ
れるものではなく、例えば発光素子、レンズ、受光素子
等を用いて光学的に検出する等の方法を用いてもよい。
As can be seen from the above description, in the jerk sensor shown in FIG. 2 or 7, the magnet 2,
12 may be a permanent magnet or an electromagnet having a constant magnetic flux density. Further, in the present embodiment, the method using the difference between the capacitances formed by the pendulum and the casing for the displacement detection of the pendulum was mentioned, but the method is not limited to this, and for example, a light emitting element, a lens Alternatively, a method of optically detecting using a light receiving element or the like may be used.

【0048】また、数式8、数式12からわかるよう
に、振子1の素材、構造的な特性(ヤング率、断面モー
メントなど)は、考慮する必要がないので高精度の加々
速度検出が可能となる。
Further, as can be seen from Equations 8 and 12, it is not necessary to consider the material and structural characteristics (Young's modulus, sectional moment, etc.) of the pendulum 1, so that highly accurate jerk detection can be performed. Become.

【0049】また、数式6及び数式11より数式13が
成立するので、読み取り抵抗6、16の端子電圧er
は、電流、即ち加速度に比例した値となる。
Since Equation 13 is established from Equations 6 and 11, the terminal voltage er of the read resistors 6 and 16 is
Is a value proportional to the current, that is, the acceleration.

【0050】[0050]

【数13】 [Equation 13]

【0051】以上のように、本実施例の加々速度センサ
は、加速度と加々速度を同時に検出可能である。
As described above, the jerk sensor of this embodiment can simultaneously detect acceleration and jerk.

【0052】尚、上記した加々速度センサは、その検出
方向が1軸に限定されているものについて言及したが、
多軸方向の加々速度検出が必要でかつ、部品点数、コス
トを低減するなどの必要がある場合は、以下のような方
法を用いて多軸加々速度センサを実現することができ
る。多軸方向の加速度に応じて、多軸方向に変位できる
軸方向分の磁石、あるいはコイルを具備した振子を用
い、この振子の磁石あるいは、コイルに各軸方向の力を
独立して発生するような位置に軸方向分のコイル、ある
いは磁石を設け、振子の基準位置からの各軸方向の変位
を独立して検出する変位検出器と各軸方向のコイルに流
れる電流を制御する各軸方向のサ−ボアンプを設けて、
各軸方向の変位検出器により検出される、各軸方向の振
子に作用する加速度によって生じる各軸方向の可動部材
の各軸方向の変位が零になるように、各軸方向のコイル
に流れる電流を各軸方向のサ−ボアンプにより制御し、
その際に、各軸方向の誘導起電力検出器により検出され
る各軸方向のコイルの両端に生じる誘導起電力から、振
子に作用する各軸方向の加々速度を検出すればよい。
Although the above-mentioned jerk sensor has a detection direction limited to one axis,
When it is necessary to detect the jerk in the multi-axis direction and to reduce the number of parts and the cost, the multi-axis jerk sensor can be realized by using the following method. Depending on the acceleration in the multi-axis direction, use a magnet for the axial direction that can be displaced in the multi-axis direction, or use a pendulum equipped with a coil so that each axial force can be independently generated in the magnet or coil of this pendulum. A coil or magnet for the axial direction is provided at each position, and a displacement detector that independently detects the displacement in each axial direction from the reference position of the pendulum and each axial direction that controls the current flowing in each axial coil With a servo amplifier,
A current flowing through each coil in each axial direction so that the displacement in each axial direction of the movable member in each axial direction caused by the acceleration acting on the pendulum in each axial direction detected by the displacement detector in each axial direction becomes zero. Is controlled by the servo amplifier in each axis direction,
At that time, the axial jerk acting on the pendulum may be detected from the induced electromotive force generated at both ends of each axial coil detected by the axial electromotive force detector.

【0053】図8、図9により、加々速度検出装置51
の別の例を説明する。図8に示すように、加々速度検出
装置51は加速度センサとアナログ微分回路を用いて構
成することができ、一般の加速度センサにアナログ微分
手段(フィルタ)を付加することにより、加々速度を検
出することができる。また、図9は、本実施例に用いら
れる加々速度検出装置51のさらに別の例であり、加速
度センサとディジタル微分回路を用いて構成している。
すなわち、一般の加速度センサにA/Dコンバ−タを介
してディジタル信号に変換し、ディジタル演算処理によ
って加々速度情報を得ることもできる。このように、加
々速度微分情報は、加々速度センサ出力の一階の微分回
路出力として用いることができる。
With reference to FIGS. 8 and 9, a jerk detecting device 51 is provided.
Another example will be described. As shown in FIG. 8, the jerk detection device 51 can be configured by using an acceleration sensor and an analog differentiating circuit. By adding an analog differentiating means (filter) to a general acceleration sensor, the jerk can be calculated. Can be detected. Further, FIG. 9 shows still another example of the jerk detection device 51 used in this embodiment, which is configured by using an acceleration sensor and a digital differentiating circuit.
That is, a general acceleration sensor can be converted into a digital signal via an A / D converter, and additional speed information can be obtained by digital arithmetic processing. Thus, the jerk differential information can be used as the first-order differentiation circuit output of the jerk sensor output.

【0054】図2、図7で示す本実施例の加々速度セン
サで検出された加速度と加々速度、加速度のアナログ微
分回路出力を一例として比較して示すと図10のように
なる。図10の(a)が本実施例の加々速度センサで検
出された加速度出力で、(b)が(a)で示される加速
度出力をアナログ微分回路に通した後の出力、(c)が
本実施例の加々速度センサで検出された加々速度出力を
示している。(c)で示される加速度アナログ微分出力
と本実施例の加々速度センサで検出された加々速度出力
は、共に(a)で示される加速度の微分出力となってお
り、非常に良く合致していることが分かる。
The acceleration detected by the jerk sensor of the present embodiment shown in FIGS. 2 and 7 and the analog differentiation circuit output of jerk and acceleration are shown as a comparison in FIG. 10A is the acceleration output detected by the jerk sensor of the present embodiment, FIG. 10B is the output after passing the acceleration output shown in FIG. 10A through the analog differentiating circuit, and FIG. The jerk output detected by the jerk sensor of the present embodiment is shown. The acceleration analog differential output shown in (c) and the jerk output detected by the jerk sensor of the present embodiment are both the acceleration differential output shown in (a), and they match very well. I understand that.

【0055】図11、図12は、それぞれコントロ−ラ
52を含めた加速度、加々速度情報検出方法の違いを示
す図であり、図11は、本実施例の加々速度センサによ
り加々速度情報を得る構成を示す図であり、図12は図
9に示すように、加速度センサとコントロ−ラ52内部
に微分手段を設け、その微分手段によりディジタル演算
処理加々速度情報を得る構成を示している。図11の方
法では、直接加々速度情報と加速度情報を得られるが入
力ポ−ト521、522とA/Dコンバ−タ524、5
25が2組必要であるのに対し、図12に示す方法では
入力ポ−ト523とA/Dコンバ−タ526は、1組で
良いが加々速度情報を得るためには、ある程度の演算5
27が必要である。以上のことより実際に適用する場合
は、ハ−ド構成とコントロ−ラ52の演算速度、さらに
は必要とされる検出精度に応じていずれかの方法を用い
ればよい。
11 and 12 are views showing the difference in the acceleration and jerk information detecting methods including the controller 52. FIG. 11 shows the jerk by the jerk sensor of this embodiment. FIG. 12 is a diagram showing a configuration for obtaining information, and FIG. 12 shows a configuration for providing a differentiating means inside the acceleration sensor and the controller 52 to obtain digital arithmetic processing additional velocity information by the differentiating means as shown in FIG. ing. According to the method of FIG. 11, the acceleration information and the acceleration information can be directly obtained, but the input ports 521 and 522 and the A / D converters 524 and 5
In the method shown in FIG. 12, one set of the input port 523 and the A / D converter 526 is sufficient, but two sets of 25 are required. 5
27 is required. From the above, when actually applied, any method may be used depending on the hardware configuration, the calculation speed of the controller 52, and the required detection accuracy.

【0056】さて、図1に示す加々速度情報を用いた運
動制御システムにおいて、一般的な運動形態としては、
図12に示すように物体50が仮想的な固定面54にダ
ンパ要素55とバネ要素56と拘束されている運動モデ
ルを考える。
By the way, in the motion control system using jerk information shown in FIG.
Consider a motion model in which an object 50 is restrained by a damper element 55 and a spring element 56 on a virtual fixed surface 54 as shown in FIG.

【0057】図12に示すように、物体の質量をM、物
体の変位をx、アクチュエ−タ53の発生する力をFc
(t)、物体50に作用する外力をfg(t)、ダンパ
要素55の粘性減衰定数をC、バネ要素56のバネ定数
をKとすると、物体50は以下の数式14に示す運動方
程式に従って運動する。
As shown in FIG. 12, the mass of the object is M, the displacement of the object is x, and the force generated by the actuator 53 is Fc.
(T), the external force acting on the object 50 is fg (t), the viscous damping constant of the damper element 55 is C, and the spring constant of the spring element 56 is K, the object 50 moves according to the equation of motion shown in the following Equation 14. To do.

【0058】[0058]

【数14】 [Equation 14]

【0059】今、図12に示される運動モデルでの位置
制御を考え、コントロ−ラ52の制御則が数式15のよ
うな伝達関数で与えられるとした場合のブロック線図を
図13に示す。
Now, considering the position control in the motion model shown in FIG. 12, a block diagram is shown in FIG. 13 when the control law of the controller 52 is given by a transfer function as in Expression 15.

【0060】[0060]

【数15】 [Equation 15]

【0061】ここで、K2、K3、K4は、おのおの加
速度、速度、変位のフィ−ドバックゲイン定数を表す。
このブロック線図から、外力と変位との間の伝達関数を
求めると、数式16となる。
Here, K2, K3, and K4 represent feedback gain constants for acceleration, velocity, and displacement, respectively.
The transfer function between the external force and the displacement is calculated from this block diagram, and the result is Expression 16.

【0062】[0062]

【数16】 [Equation 16]

【0063】数式16から分かるように、加速度フィ−
ドバックは、位置制御において能動的に質量を増加させ
る働きがあり、速度フィ−ドバックは、位置制御におい
て能動的にダンピングを増加させる働きがあり、位置フ
ィ−ドバックは、位置制御において能動的に剛性を増加
させる働きがある。このように3つのゲイン定数の選択
によって運動特性が自由に変えられることが分かる。
As can be seen from Equation 16, the acceleration force
The feedback functions to actively increase the mass in the position control, the velocity feedback functions to actively increase the damping in the position control, and the position feedback functions to actively increase the rigidity in the position control. Has the function of increasing As described above, it is understood that the motion characteristics can be freely changed by selecting the three gain constants.

【0064】次に、図12に示される運動モデルでの速
度制御を考える。数式14の両辺を時間tで微分すると
数式17となる。
Next, consider velocity control in the motion model shown in FIG. Differentiating both sides of Equation 14 with respect to time t yields Equation 17.

【0065】[0065]

【数17】 [Equation 17]

【0066】数式17について、数式18のごとき置換
を行うと数式19となる。
When the replacement of the expression 17 is performed as the expression 18, the expression 19 is obtained.

【0067】[0067]

【数18】 [Equation 18]

【0068】[0068]

【数19】 [Formula 19]

【0069】コントロ−ラ52の制御則が数式20のよ
うな伝達関数で与えられるとした場合のブロック線図を
図14に示す。
FIG. 14 shows a block diagram in the case where the control law of the controller 52 is given by a transfer function as shown in Expression 20.

【0070】[0070]

【数20】 [Equation 20]

【0071】ここでK1、K2、K3は、おのおの加々
速度、加速度、速度のフィ−ドバックゲイン定数を表
す。このブロック線図から、外力と速度との間の伝達関
数を求めると、数式21となる。
Here, K1, K2 and K3 represent jerk, acceleration and velocity feedback gain constants, respectively. From this block diagram, the transfer function between the external force and the speed is calculated, and the formula 21 is obtained.

【0072】[0072]

【数21】 [Equation 21]

【0073】数式21からわかるように、加々速度フィ
−ドバックは、速度制御において能動的に質量を増加さ
せる働きがあり、加速度フィ−ドバックは、速度制御に
おいて能動的にダンピングを増加させる働きがあり、速
度フィ−ドバックは、速度制御において能動的に剛性を
増加させる働きがある。このように3つのゲイン定数の
選択によって運動特性が自由に変えられることが分か
る。
As can be seen from Equation 21, the jerk feedback has the function of actively increasing the mass in the speed control, and the acceleration feedback has the function of actively increasing the damping in the speed control. Therefore, the velocity feedback has a function of actively increasing rigidity in velocity control. As described above, it is understood that the motion characteristics can be freely changed by selecting the three gain constants.

【0074】次に、図12に示される運動モデルでの加
速度制御を考える。数式20の両辺を時間tで微分する
と数式22となる。
Next, consider acceleration control in the motion model shown in FIG. Differentiating both sides of Equation 20 with respect to time t yields Equation 22.

【0075】[0075]

【数22】 [Equation 22]

【0076】数式22について、数式23のごとき置換
を行うと数式24となる。
When the substitution of the equation 23 is performed on the equation 22, the equation 24 is obtained.

【0077】[0077]

【数23】 [Equation 23]

【0078】[0078]

【数24】 [Equation 24]

【0079】コントロ−ラ52の制御則が数式25のよ
うな伝達関数で与えられるとした場合のブロック線図を
図15に示す。
FIG. 15 shows a block diagram in the case where the control law of the controller 52 is given by a transfer function as shown in Expression 25.

【0080】[0080]

【数25】 [Equation 25]

【0081】ここで、K0、K1、K2、は、おのおの
加々速度微分、加々速度、加速度のフィ−ドバックゲイ
ン定数を表す。このブロック線図から、外力と加速度と
の間の伝達関数を求めると、数式26となる。
Here, K0, K1, and K2 represent feedback gain constants of jerk, jerk, and acceleration, respectively. If the transfer function between the external force and the acceleration is obtained from this block diagram, then Equation 26 is obtained.

【0082】[0082]

【数26】 [Equation 26]

【0083】数式26からわかるように、加々速度微分
フィ−ドバックは、加速度制御において能動的に質量を
増加させる働きがあり、加々速度フィ−ドバックは、加
速度制御において能動的にダンピングを増加させる働き
があり、加速度フィ−ドバックは、加速度制御において
能動的に剛性を増加させる働きがある。このように3つ
のゲイン定数の選択によって運動特性が自由に変えられ
ることが分かる。
As can be seen from the equation (26), the jerk differential feedback has the function of actively increasing the mass in the acceleration control, and the jerk feedback actively increases the damping in the acceleration control. The acceleration feedback has a function of actively increasing rigidity in acceleration control. As described above, it is understood that the motion characteristics can be freely changed by selecting the three gain constants.

【0084】以上、位置、速度、加速度の各運動制御に
ついて述べてきたが、従来までの位置、速度、加速度情
報を用いた制御に加え、物体の運動状態を反映した新た
な物理量である加々速度情報を加えることにより速度制
御においては、能動的に質量を変化させ、加速度制御に
おいては能動的にダンピングを変化させる等、制御効果
が一段と向上できる。
The motion control of position, velocity, and acceleration has been described above. In addition to the conventional control using position, velocity, and acceleration information, a new physical quantity that reflects the motion state of an object is added. By adding velocity information, the control effect can be further improved by actively changing the mass in the velocity control and actively changing the damping in the acceleration control.

【0085】本発明の第2の実施例を図17から図30
により説明する。図17は、車両の1種である自動車の
運動制御に用いた運動制御系の全体構成を示す図、図1
8は、限界走行時の車両制御を行う一例についての説明
図、図19は、車両の横滑りを検出した状態を示す図、
図20は、車両の横方向加々速度情報を用いた車両挙動
変化を示す図、図21は車両のヨ−レイト情報と車両の
横方向の加速度、加々速度情報に基づいて車両の自転運
動抑制方法の比較を示す図、図22は車両のヨ−レイト
情報と車両の横方向の加速度、加々速度情報に基づいて
車両の公転運動抑制方法の比較を示す図、図23は発
進、加速時の車輪空転を検出する方法を示す図、図24
は制動時の車輪ロックを検出する方法を示す図、図25
は6自由度の加々速度センサを取付けた状態を示す斜視
図である。
The second embodiment of the present invention is shown in FIGS.
Will be described. FIG. 17 is a diagram showing the overall configuration of a motion control system used for motion control of an automobile, which is one type of vehicle, and FIG.
8 is an explanatory view of an example of performing vehicle control at the time of limit travel, FIG. 19 is a diagram showing a state in which vehicle skid is detected,
FIG. 20 is a diagram showing changes in vehicle behavior using lateral jerk information of the vehicle, and FIG. 21 is a rotation movement of the vehicle based on yaw rate information of the vehicle, lateral acceleration of the vehicle, and jerk information. FIG. 22 is a diagram showing a comparison of suppression methods, FIG. 22 is a diagram showing a comparison of vehicle revolution motion suppression methods based on vehicle yaw rate information, lateral acceleration of the vehicle, and jerk information, and FIG. And FIG. 24 showing a method for detecting wheel slippage at time
Is a diagram showing a method for detecting a wheel lock during braking, FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a jerk sensor having 6 degrees of freedom is attached.

【0086】図17は、加々速度情報を車両の1種であ
る自動車の運動制御に適用した場合の運動制御系の全体
構成を示す図であるが、図17に示すように、車両10
0は、4輪操舵車であって、主としてエンジン101
(ミッション系を含む)、各車輪102、各車輪のブレ
−キ103、ステアリング104、ステアリング104
の舵角センサ105、アクセル106、ブレーキ10
7、後輪操舵モータ108、ブレーキ油圧制御部10
9、コントローラ110、横方向加々速度検出装置11
2と、前後方向加々速度検出装置111とで構成され
る。横方向加々速度検出装置112と、前後方向加々速
度検出装置111は、それぞれ図2から図9、あるいは
図11に示すように構成されており、検出方向の加々速
度以外に加速度を検出することができる。
FIG. 17 is a diagram showing the overall structure of the motion control system when the jerk information is applied to the motion control of an automobile, which is one type of vehicle. As shown in FIG.
0 is a four-wheel steering vehicle, and is mainly an engine 101
(Including mission system), each wheel 102, brake 103 of each wheel, steering 104, steering 104
Steering angle sensor 105, accelerator 106, brake 10
7, rear wheel steering motor 108, brake hydraulic pressure control unit 10
9, controller 110, lateral jerk detection device 11
2 and a longitudinal jerk detection device 111. The lateral jerk detection device 112 and the longitudinal jerk detection device 111 are configured as shown in FIGS. 2 to 9 or 11, respectively, and detect acceleration in addition to the jerk in the detection direction. can do.

【0087】車両100は、通常の運転時には、一般の
車両と同様に運転者のステアリング104、あるいはア
クセル106、あるいはブレーキ107を操作するのに
伴い、4輪が操舵され、エンジンの回転が変化し、ブレ
ーキがかかる等の操作が行われる。そして、車両運動の
限界域近辺においては、横方向、前後方向の加々速度情
報に基づいてコントローラ110により、後輪操舵モー
タ108、エンジン101、ブレーキ油圧制御部109
を制御することにより、車両の運動性能を向上させるこ
とができる。
During normal driving, the vehicle 100 steers four wheels as the driver operates the steering wheel 104, the accelerator 106, or the brake 107, as in a general vehicle, and the engine rotation changes. , Operations such as applying a brake are performed. Then, in the vicinity of the limit region of the vehicle motion, the rear wheel steering motor 108, the engine 101, the brake hydraulic pressure control unit 109 is controlled by the controller 110 based on the lateral and longitudinal jerk information.
It is possible to improve the kinetic performance of the vehicle by controlling the.

【0088】限界走行時の車両100の挙動変化が生じ
た場合に、加々速度情報に基づいて車両制御を行う一例
についての説明図である図18に示すように、定常状態
で旋回している車両100の旋回中心方向の運動につい
て着目すると、遠心力M・αと路面反力Fとの間で力の
釣合いが保たれている。もし、この状態で路面状況の急
な変化等により車両100が挙動変化を起こすと、力の
釣合いは破綻する。
As shown in FIG. 18, which is an explanatory view of an example of performing vehicle control based on jerk information when a behavior change of the vehicle 100 occurs during limit travel, the vehicle is turning in a steady state. Focusing on the movement of the vehicle 100 in the direction of the turning center, the force balance is maintained between the centrifugal force M · α and the road surface reaction force F. If the behavior of the vehicle 100 changes in this state due to a sudden change in the road surface condition or the like, the force balance breaks down.

【0089】従来の車両運動制御においては、この力の
釣合いの破綻点(限界域)の検出が不可能であったた
め、限界域からはるかに低い領域における制御しかなさ
れていなかった。このことは、従来、熟練運転者が運転
する競技車両には、ABS(Anti−lock Br
aking Systemの略)、TCS(Tract
ion Control Systemの略)、4WS
(4Wheel Systemの略)等の車両運動制御
装置が用いられなかったことからも容易に推察できる。
運転者が視覚情報以外に検出・認識できる情報として、
加速度、加々速度が挙げられる。このうち、上述したよ
うに力の釣合いの破綻が生じたことは、加速度の瞬時変
化、即ち加々速度を検出することにより可能である。従
って、加速度情報、さらには加々速度情報を用いること
により、さらに高機能の車両運動制御が可能である。
In the conventional vehicle motion control, since it is impossible to detect the breaking point (limit region) of the force balance, only the control in a region much lower than the limit region is performed. This means that ABS (Anti-lock Br) is conventionally used in a competitive vehicle driven by a skilled driver.
abbreviation for aking System), TCS (Tract)
Ion Control System) 4WS
It can be easily inferred from the fact that the vehicle motion control device such as (4 Wheel System) is not used.
As information that the driver can detect and recognize in addition to visual information,
Examples include acceleration and jerk. Among these, the breakdown of the force balance as described above can be caused by detecting the instantaneous change of the acceleration, that is, the jerk. Therefore, by using the acceleration information and the jerk information, it is possible to control the vehicle motion with higher functionality.

【0090】横方向加々速度情報に基づいて、車両の横
滑りを検出する方法を説明している図19に示すよう
に、検出方法の対象として想定している道路は、緩やか
な右廻りのコースであるが、このとき図19に示す
(a)点で排水路が道路を横断しているとすると、この
排水路で接地面積と摩擦係数が一瞬変わる。このような
コースを車両100で走行した際のステアリング角、ス
テアリング角速度、車両横加速度、車両横加々速度は図
19に示すようになる。車両100の車輪102のタイ
ヤに働くコーナリングフォースは、ステアリング舵角に
比例して増加するのが一般的であるから、ステアリング
舵角が一定(すなわち、ステアリング角速度がゼロ)の
ときは、旋回に伴う遠心力とコーナリングフォースは、
路面状況が変化しない限り釣合いを保っている。今、排
水路(a)点を通過するとき、車両100は一瞬横滑り
を起こす。これに伴って、ステアリング舵角一定(ステ
アリング角速度ゼロ)にもかかわらず、車両100の横
方向の加速度が一瞬小さくなり、車両100の横方向の
加々速度に左向きの大きなピークが検出されることにな
る。従って、ステアリング角速度、車両100の横方向
の加々速度を検出しておき、ステアリング角の増加分に
対する車両100の横方向の加々速度を検出することに
より車両100が滑り始める瞬間を検出することができ
る。
As shown in FIG. 19 for explaining the method for detecting the skidding of the vehicle based on the lateral jerk information, the road assumed as the object of the detection method is a gentle clockwise course. However, if the drainage path crosses the road at point (a) shown in FIG. 19 at this time, the ground contact area and the friction coefficient change momentarily in this drainage path. The steering angle, steering angular velocity, vehicle lateral acceleration, and vehicle lateral jerk when the vehicle 100 travels on such a course is as shown in FIG. Since the cornering force acting on the tire of the wheel 102 of the vehicle 100 generally increases in proportion to the steering angle, when the steering angle is constant (that is, the steering angular velocity is zero), it is accompanied by turning. Centrifugal force and cornering force
The balance is maintained as long as the road surface condition does not change. Now, when the vehicle 100 passes through the drainage channel (a), the vehicle 100 momentarily skids. Along with this, the lateral acceleration of the vehicle 100 is momentarily reduced, and a large leftward peak is detected in the lateral jerk of the vehicle 100, despite the constant steering angle (steering angular velocity is zero). become. Therefore, the steering angular velocity and the lateral jerk of the vehicle 100 are detected in advance, and the moment when the vehicle 100 starts to slip can be detected by detecting the lateral jerk of the vehicle 100 with respect to the increment of the steering angle. You can

【0091】図20は、車両100の横方向加々速度情
報に基づいて後輪102の操舵機構108により修正舵
をあてることにより、車両100の著しい挙動変化を防
止する例を示しているが、ステアリング角速度と車両1
00の横方向の加々速度情報をフィードバックしてや
り、後輪102c、102dをわずかに前輪操舵方向に
転舵してやることにより、過度の挙動変化を防止するこ
とができる。
FIG. 20 shows an example of preventing a significant behavior change of the vehicle 100 by applying a steering correction by the steering mechanism 108 of the rear wheels 102 based on the lateral jerk information of the vehicle 100. Steering angular velocity and vehicle 1
The lateral jerk information of 00 is fed back and the rear wheels 102c and 102d are steered slightly in the front wheel steering direction, whereby excessive behavior change can be prevented.

【0092】図21に、車両100のヨ−レイト情報に
基づいて車両100の自転運動を抑制する方法と、車両
100の横方向の加速度、車両100の横方向の加々速
度情報に基づいて車両の自転運動を抑制する方法を比較
して示す。図21では、図面の下側から上側方向に車両
100が進行するにつれて車両100が時計まわりに回
転を始めた場合に、上記したそれぞれの方法によって制
御された場合の自転運動の抑制について示している。
FIG. 21 shows a method for suppressing the rotational movement of the vehicle 100 based on the yaw rate information of the vehicle 100, the lateral acceleration of the vehicle 100, and the lateral jerk information of the vehicle 100. The method of suppressing the rotational movement of is compared and shown. In FIG. 21, when the vehicle 100 starts rotating clockwise as the vehicle 100 moves from the lower side to the upper side of the drawing, the suppression of the rotation motion when controlled by each of the above-described methods is shown. .

【0093】車両100のヨ−レイトをコントロ−ラ1
10に入力し、車両100のヨ−レイトと反対の向きに
(この場合をネガティブにともいう)制御力(あるいは
トルクともいう)を発生させるように後輪102c、1
02dをわずかに右方向に転舵してやることにより、反
時計回りの制御力を発生させることができ、自転運動を
抑制することができる。
The controller 1 of the vehicle 100 is adjusted.
10, the rear wheels 102c, 1 so as to generate a control force (or torque) in the direction opposite to the yaw rate of the vehicle 100 (also referred to as negative in this case).
By steering 02d slightly to the right, a counterclockwise control force can be generated and the rotation movement can be suppressed.

【0094】同様に、車両100が時計まわりに回転を
始めると、車両100には左向きの横加々速度と加速度
が発生する。この車両100の横方向の加速度、車両1
00の横方向の加々速度情報をコントロ−ラ110に入
力し、車両100の横方向の加速度と反対の向きに(右
向きに)制御力(トルク)を発生させ、車両100の横
方向の加々速度と同じ向きに(左向きに)制御力(トル
ク)を発生させるように各フィ−ドバックゲインを適当
に調整することにより、後輪102c、102dをわず
かに右方向に転舵して反時計回りの制御力を発生させる
ことができ、ヨ−レイト情報に基づいて車両100の自
転運動を抑制する方法と同様に自転運動を抑制すること
ができる。
Similarly, when the vehicle 100 starts to rotate clockwise, leftward lateral jerk and acceleration are generated in the vehicle 100. Lateral acceleration of this vehicle 100, vehicle 1
Lateral jerk information of 00 is input to the controller 110, a control force (torque) is generated in a direction opposite to the lateral acceleration of the vehicle 100 (to the right), and the lateral jerk of the vehicle 100 is applied. By appropriately adjusting each feedback gain so as to generate a control force (torque) in the same direction as the speed (to the left), the rear wheels 102c and 102d are slightly steered to the right to counterclockwise. A rotational control force can be generated, and the rotation motion of the vehicle 100 can be suppressed similarly to the method of suppressing the rotation motion of the vehicle 100 based on the yaw rate information.

【0095】図22に、車両100のヨ−レイト情報に
基づいて車両100の自転運動を抑制するする制御が働
いている状態で公転運動(通常の旋回運動)をした場合
の車両100の運動と、車両100の横方向の加速度、
車両100の横方向の加々速度情報に基づいて車両の自
転運動を抑制する制御が働いている状態で公転運動(通
常の旋回運動)をした場合の車両100の運動を比較し
て示す。図21では、車両100が右回りのカ−ブに進
入進行する場合の、それぞれの制御を行った場合の車両
100の運動について示している。
FIG. 22 shows the motion of the vehicle 100 when the orbital motion (normal turning motion) is performed in a state where the control for suppressing the rotational motion of the vehicle 100 is operating based on the yaw rate information of the vehicle 100. , Lateral acceleration of the vehicle 100,
The motion of the vehicle 100 when the revolving motion (normal turning motion) is performed in a state where the control for suppressing the rotation motion of the vehicle based on the lateral jerk information of the vehicle 100 is operating is shown in comparison. FIG. 21 shows the movement of the vehicle 100 when the respective controls are performed when the vehicle 100 enters the clockwise curve.

【0096】図21に示した場合と同様に、ヨ−レイト
情報に基づいた制御においては、車両100のヨ−レイ
トをコントロ−ラ110に入力し、車両100のヨ−レ
イトと反対の向きに(ネガティブに)制御力(トルク)
を発生させるように転舵制御を行っている。今、運転者
は右回りのカ−ブに進入しようと、右方向にステアリン
グ104を操舵する。これにより車両100には時計回
りのヨ−レイトが発生する。これに対して、制御実行時
には反時計回りの制御力が発生し、時計回りの回転運動
が抑制されてしまう。運転者がさらにステアリング10
4の舵角を増加させてカ−ブを曲がろうとしても、時計
回りのヨ−レイトが発生した途端に反時計回りの制御力
が発生し、時計回りの回転運動が抑制されてしまう。こ
のようにヨ−レイト情報を用いた制御においては、運転
者の操作により発生したヨ−レイトも抑制してしまい、
運転者からみると舵角に対して回頭運動が追従しない車
両となってしまう。このように、ヨ−レイト情報を用い
た自転運動の抑制制御では、公転運動(通常の旋回運
動)の促進を目指した制御が実現できなく、ヨ−レイト
情報を用いた制御と自転運動の抑制制御との両立は不可
能である。
As in the case shown in FIG. 21, in the control based on the yaw rate information, the yaw rate of the vehicle 100 is input to the controller 110, and the direction opposite to the yaw rate of the vehicle 100 is input. (Negatively) control force (torque)
The steering control is performed so as to generate. Now, the driver steers the steering wheel 104 to the right in order to enter the clockwise curve. This causes a clockwise yaw rate in the vehicle 100. On the other hand, when the control is executed, a counterclockwise control force is generated and the clockwise rotational movement is suppressed. The driver further steers 10
Even if the steering angle of 4 is increased to bend the curve, a counterclockwise control force is generated as soon as a clockwise yaw rate occurs, and the clockwise rotational movement is suppressed. . Thus, in the control using the yaw rate information, the yaw rate generated by the driver's operation is also suppressed,
From the driver's point of view, the turning motion of the vehicle does not follow the steering angle. As described above, the control for suppressing the rotation motion using the yaw rate information cannot realize the control aiming at promotion of the revolution motion (ordinary turning motion), and the control using the yaw rate information and the suppression of the rotation motion. Compatibility with control is impossible.

【0097】これに対して、車両100の横方向の加速
度、車両100の横方向の加々速度情報をコントロ−ラ
110に入力し、車両100の横方向の加速度と反対の
向きに(ネガティブに)制御力(トルク)を発生させ、
車両100の横方向の加々速度と同じ向きに(ポジティ
ブに)制御力(トルク)を発生させるような制御を行っ
た場合について、コ−ナリングの各段階における運転者
のステアリング104の操作と、車両100の運動と、
それに起因する制御内容について述べる。カ−ブの入口
において運転者は、右側にステアリング104を操作す
る。これにより車両100は旋回を開始し、向心力が回
転中心方向に働き車両100に右方向の加々速度と加速
度が発生する。この場合には、加速度ゼロからある値の
加速度が発生するので、加々速度は、その変化率として
大きな値をもつ。従って制御力としては、右側即ちカ−
ブの内側に制御力が働き、車両100は俊敏にコ−ナリ
ングを開始する。
On the other hand, the lateral acceleration of the vehicle 100 and the lateral jerk information of the vehicle 100 are input to the controller 110, and the lateral acceleration of the vehicle 100 is reversed (negatively). ) Generate control force (torque),
When control is performed to generate a control force (torque) in the same direction as the lateral jerk of the vehicle 100 (positively), the driver operates the steering wheel 104 at each cornering stage, The movement of the vehicle 100,
The control content resulting from this will be described. At the entrance of the curve, the driver operates the steering wheel 104 to the right. As a result, the vehicle 100 starts to turn, the centripetal force acts in the direction of the center of rotation, and the jerk and acceleration in the right direction are generated in the vehicle 100. In this case, since a certain value of acceleration occurs from zero acceleration, the jerk has a large change rate. Therefore, as the control force,
A control force acts on the inside of the vehicle, and the vehicle 100 quickly starts cornering.

【0098】次にコ−ナリング中は、向心力と遠心力が
釣り合い安定状態になる。この時、車両100で検出さ
れる横方向加速度は安定しており、その変化率である加
々速度はゼロに近づく。従って制御力は、左側、即ち車
両の過度の時計回りのヨ−イングの発生を押さえる方向
に働き、車両100の安定度を向上させることになる。
最後にカ−ブの出口において運転者は、右側に切ってい
たステアリング104を中立位置へと操作する。これに
より車両100は旋回を終了し、回転中心方向に働いて
いた向心力が減少し、車両100の右方向の加速度が減
少し、右側に負の、即ち左方向に正の加々速度が発生す
る。この場合も、ある値の加速度から加速度ゼロに減少
するので、加々速度は大きな値をもつ。従って、制御力
としては左側即ちカ−ブの外側に制御力が働き、車両1
00は俊敏にコ−ナリングを終了する。この一連のコ−
ナリングは、コ−ナ−の最速脱出法として良く知られて
いるアウト・イン・アウト(すなわち、コ−ナ−外側か
ら進入し、素早くコ−ナ−内側に車両を寄せ、素早くコ
−ナ−外側に脱出する方法)が実現していることにな
る。これにより車両100の横方向の加速度、車両10
0の横方向の加々速度情報をコントロ−ラ110に入力
し、車両100の横方向の加速度と反対の向きに(ネガ
ティブに)制御力(トルク)を発生させ、車両100の
横方向の加々速度と同じ向きに(ポジティブに)制御力
(トルク)を発生させるように各フィ−ドバックゲイン
を適当に調整することにより自転運動の抑制制御と、公
転運動(通常の旋回運動)の促進を目指した制御とが両
立可能となる。
Next, during cornering, the centripetal force and the centrifugal force are balanced and a stable state is achieved. At this time, the lateral acceleration detected by the vehicle 100 is stable, and the jerk, which is the rate of change thereof, approaches zero. Therefore, the control force acts on the left side, that is, in the direction in which the excessive clockwise yawing of the vehicle is suppressed, and the stability of the vehicle 100 is improved.
Finally, at the exit of the curve, the driver operates the steering wheel 104, which was turned to the right, to the neutral position. As a result, the vehicle 100 finishes turning, the centripetal force acting in the direction of the center of rotation is reduced, the rightward acceleration of the vehicle 100 is reduced, and a negative jerk is generated on the right side, that is, a positive jerk is generated on the left side. . In this case as well, the jerk has a large value because the acceleration decreases from a certain value to zero. Therefore, as the control force, the control force acts on the left side, that is, outside the curve, and the vehicle 1
00 quickly ends the cornering. This series of
Nulling is an out-in-out (that is, approaching from the outside of the corner, quickly moving the vehicle to the inside of the corner, and quickly turning the corner, which is well known as the fastest escape method of the corner. The method to escape to the outside) has been realized. Accordingly, the lateral acceleration of the vehicle 100, the vehicle 10
Lateral jerk information of 0 is input to the controller 110, a control force (torque) is generated in a direction (negative) opposite to the lateral acceleration of the vehicle 100, and the lateral acceleration of the vehicle 100 is generated. By appropriately adjusting each feedback gain so that a control force (torque) is generated in the same direction as the speed (positively), suppression control of rotation motion and promotion of revolution motion (normal swing motion) are achieved. The desired control can be achieved at the same time.

【0099】尚、横方向の制御力発生法には、4輪操舵
の他、ブレ−キ103の前後・左右のバランスを制御し
たり、タイヤ102による駆動力の前後・左右のバラン
スを制御しても良い。
In the lateral control force generation method, in addition to four-wheel steering, the front / rear / left / right balance of the brake 103 is controlled, and the front / rear / left / right balance of the driving force by the tire 102 is controlled. May be.

【0100】図23に、車両100の前後方向の加々速
度情報に基づいて、車両100の発進・加速時の車輪、
特に駆動輪の空転を検出する方法を示す。図23に示す
ものは、道路が直線コースの場合を想定し、(a)点で
排水路が道路を横断している場合を示しているが、この
排水路で接地面積と摩擦係数が一瞬変わる。図23は、
このようなコースを車両100で加速走行した際のアク
セル開度、アクセル速度、駆動輪速、車両100の前後
加速度、車両100の前後加々速度をそれぞれ示してい
る。車両100の車輪102のタイヤに働くトラクショ
ンフォースはエンジントルクに比例して増加するのが一
般的であるから、アクセル開度がゼロでないときは、エ
ンジン101によってタイヤを駆動したときに生じるト
ラクションフォースと路面反力は、路面状況が変化しな
い限り釣合いを保っている。しかし、上記のような排水
路(a)点を通過するとき、駆動輪は空転(ホイルスピ
ンともいう)を始める。この時、アクセル開度が正にも
かかわらず、車両100の前後方向の加速度が一瞬小さ
くなり、車両100の前後加々速度に後ろ向きの大きな
ピークが検出できる。
FIG. 23 shows wheels when the vehicle 100 starts and accelerates, based on jerk information in the longitudinal direction of the vehicle 100.
In particular, a method for detecting idling of the drive wheels will be shown. The one shown in FIG. 23 assumes that the road is a straight course, and shows the case where the drainage path crosses the road at point (a), but the ground contact area and the friction coefficient change momentarily in this drainage path. . FIG. 23 shows
The accelerator opening, the accelerator speed, the driving wheel speed, the longitudinal acceleration of the vehicle 100, and the longitudinal jerk of the vehicle 100 are shown when the vehicle 100 accelerates on such a course. Since the traction force acting on the tire of the wheel 102 of the vehicle 100 generally increases in proportion to the engine torque, when the accelerator opening is not zero, the traction force generated when the tire is driven by the engine 101 is equal to the traction force. The road reaction force remains balanced as long as the road surface condition does not change. However, when passing through the drainage point (a) as described above, the drive wheels start idling (also referred to as wheel spin). At this time, although the accelerator opening is positive, the longitudinal acceleration of the vehicle 100 is momentarily reduced, and a large backward peak can be detected in the longitudinal jerk of the vehicle 100.

【0101】従って、アクセル速度を検出しておき、ア
クセル開度の変化に対する車両100の前後方向の加々
速度を検出することにより、駆動輪が滑り始める瞬間を
検出することができる。その結果、コントローラ110
により車両100の前後方向の加々速度情報に基づいて
エンジン101の出力を減少させて、駆動輪102c、
102dの空転を減少させ、車両100の著しい挙動変
化を防止することができる。それに対して、従来提案さ
れていた駆動輪の空転防止装置では、従動輪の回転数に
対して駆動輪の回転数が増加すると空転を開始したと判
断していたため、駆動輪空転の検出が遅くなってしま
い、また、車輪100の慣性モーメントのため、1度空
転を開始するとなかなか空転が停止せず、駆動輪にブレ
ーキをかける必要があったり、車両100の著しい挙動
変化を防止するという目的を達成するのは困難であっ
た。
Therefore, by detecting the accelerator speed and detecting the jerk in the front-rear direction of the vehicle 100 with respect to the change in the accelerator opening, it is possible to detect the moment when the drive wheels start to slide. As a result, the controller 110
By reducing the output of the engine 101 based on the jerk information in the front-rear direction of the vehicle 100,
It is possible to reduce idling of the wheel 102d and prevent a significant change in behavior of the vehicle 100. On the other hand, in the conventionally proposed drive wheel idling prevention device, it was determined that the idling was started when the rotational speed of the drive wheel increased with respect to the rotational speed of the driven wheel. In addition, because of the moment of inertia of the wheel 100, once the idling starts once, the idling does not stop easily, and it is necessary to brake the drive wheels or to prevent a significant change in the behavior of the vehicle 100. It was difficult to achieve.

【0102】このように本実施例では、車両100の前
後方向の加々速度情報を用いているので、車輪102
c、102dが空転を始める瞬間、あるいは最大摩擦力
を越えた瞬間を検出できるため、駆動輪102c、10
2dの空転が始まる前にエンジン101のトルクをコン
トロ−ラ110により低減させることができ、駆動輪1
02c、102dにブレーキをかける必要もなく発進・
加速時の駆動輪102c、102dの空転を減少させ、
車両100挙動変化を防止することを効果的に行うこと
が可能となる。
As described above, in this embodiment, since the jerk information in the longitudinal direction of the vehicle 100 is used, the wheels 102
Since it is possible to detect the moment when the wheels c, 102d start spinning or the moment when the maximum frictional force is exceeded, the driving wheels 102c, 102c
Before the idling of 2d starts, the torque of the engine 101 can be reduced by the controller 110, and the drive wheel 1
No need to brake 02c and 102d to start
To reduce the idling of the drive wheels 102c, 102d during acceleration,
It is possible to effectively prevent the behavior change of the vehicle 100.

【0103】また、図24に示すように、車両100の
前後方向の加々速度情報に基づいて、車両100の減速
時の車輪ロックを検出することもできる。図24では、
直線コースの道路を想定し、(a)点で排水路が道路を
横断しており、この排水路で接地面積と摩擦係数が一瞬
変わる場合を示している。また、図24には、このよう
なコースを車両100で減速走行した際のブレーキ油
圧、ブレーキ油圧の変動、車輪102の回転速度、車両
100の前後方向の加速度、車両100の前後方法の加
々速度をそれぞれ示している。車両100の車輪102
のタイヤに働く減速力はブレーキトルクに比例して増加
するのが一般的であるから、ブレーキ油圧がゼロでない
ときは、ブレーキ107によるタイヤ制動により生じる
減速力と路面反力は、路面状況が変化しない限り、釣合
いを保っている。しかし、上記のような排水路(a)点
を通過するとき、駆動輪はロック(このとき車輪102
の回転速度はゼロである)を始める。この時、ブレーキ
油圧がゼロでないにもかかわらず、車両100の減速度
が一瞬小さくなり、車両100の前後方向の加々速度に
前方向の大きなピークが検出できる。
Further, as shown in FIG. 24, it is also possible to detect the wheel lock during deceleration of the vehicle 100, based on the jerk information in the longitudinal direction of the vehicle 100. In FIG. 24,
Assuming a straight course road, a drainage path crosses the road at point (a), and the contact area and friction coefficient change momentarily in this drainage path. In addition, in FIG. 24, the brake hydraulic pressure, the fluctuation of the brake hydraulic pressure, the rotation speed of the wheels 102, the acceleration in the front-rear direction of the vehicle 100, the front-rear method of the vehicle 100 when the vehicle 100 decelerates on such a course are added. Each speed is shown. Wheels 102 of vehicle 100
Generally, the deceleration force acting on the tire increases in proportion to the brake torque. Therefore, when the brake hydraulic pressure is not zero, the deceleration force and the road reaction force generated by the tire braking by the brake 107 change the road surface condition. If you don't, you're in balance. However, when passing through the drainage point (a) as described above, the drive wheels are locked (at this time, the wheels 102
The rotational speed of is zero). At this time, although the brake hydraulic pressure is not zero, the deceleration of the vehicle 100 is momentarily reduced, and a large forward peak can be detected in the longitudinal acceleration of the vehicle 100.

【0104】従って、ブレーキ油圧変動を検出してお
き、ブレーキ油圧の変化に対する、車両100の前後方
向の加々速度を検出することにより車輪102がロック
し始める瞬間を検出することができる。従ってコントロ
ーラ110により車両100の前後方向の加々速度情報
に基づいてブレーキ油圧制御部109を制御し、ブレー
キ油圧を減少させ、車輪のロックを減少させ、車両挙動
変化の防止を行うことができる。従来のABSにみられ
る車輪のロック防止装置では、従動輪の回転速度により
推定される推定車体速度に対して車輪の回転数が極端に
減少すると、車輪ロックしたと判断していたため、車輪
ロックの検出が遅くなってしまったり、推定車体速度の
精度不足のため高精度の制御が行えず、タイヤの性能を
十分に使いきっているとは言えなかった。これに対し
て、本実施例では車両100の前後方向の加々速度情報
を用いているので、車輪102がロックを始める瞬間、
あるいは、最大摩擦力を越える瞬間を検出できるため、
車輪102のロックが始まる前にブレーキ油圧を低減さ
せるため、制動時の車輪102のロックを減少させて、
車両100の挙動変化の防止を効果的に行うことが可能
となる。
Therefore, it is possible to detect the moment when the wheels 102 start to lock by detecting the change in the brake oil pressure and detecting the jerk in the front-rear direction of the vehicle 100 with respect to the change in the brake oil pressure. Therefore, the controller 110 can control the brake hydraulic pressure control unit 109 based on the longitudinal jerk information of the vehicle 100, reduce the brake hydraulic pressure, reduce the lock of the wheels, and prevent the vehicle behavior change. In the conventional wheel lock prevention device seen in the ABS, when the rotation speed of the wheel extremely decreases with respect to the estimated vehicle speed estimated from the rotation speed of the driven wheel, it is determined that the wheel is locked. It was not possible to say that the tire performance was exhausted because the detection was delayed and the estimated vehicle body speed was not accurate enough for high-precision control. On the other hand, in this embodiment, since jerk information in the front-rear direction of the vehicle 100 is used, the moment the wheels 102 begin to lock,
Alternatively, since the moment when the maximum frictional force is exceeded can be detected,
In order to reduce the brake oil pressure before the locking of the wheels 102 begins, the locking of the wheels 102 during braking is reduced,
It is possible to effectively prevent the behavior change of the vehicle 100.

【0105】以上、3つの例を用いて車両100の前後
方向、左右方向の加々速度情報を用いた各種制御につい
て述べたが、車両100には、前後方向、左右方向、上
下方向の3つの並進運動とローリング、ヨーイング、ピ
ッチングの3つの回転運動の6自由度の運動が考えられ
るため、図25に示すように、加々速度検出装置を6自
由度の運動が検出できるように6個配置し、それぞれの
検出手段の出力値を用いてそれぞれの自由度の加々速度
情報を検出しても良い。
Although various controls using the jerk information in the front-rear direction and the left-right direction of the vehicle 100 have been described above using three examples, the vehicle 100 has three types of front-rear direction, left-right direction, and up-down direction. Since 6 degrees of freedom movement of translational movement and 3 rotational movements of rolling, yawing, and pitching are considered, as shown in FIG. 25, six jerk detection devices are arranged so that movements of 6 degrees of freedom can be detected. However, the jerk information of each degree of freedom may be detected using the output value of each detecting means.

【0106】このように、加々速度情報を用いた車両1
00の運動制御を行った場合、車両100に働く力の瞬
時的な変化を検出できるため、車両の限界域での挙動変
化を瞬時に検出でき、タイヤ摩擦力の最大値近辺での制
御が可能となる。また同時に、運転操作情報と照らし合
わせることにより、運転者が意図しない、不意の外乱に
よる挙動変化に対しても瞬時に補正制御を行うことがで
き、過大な挙動変化の発生を防止できる効果がある。
In this way, the vehicle 1 using the jerk information
When the motion control of 00 is performed, an instantaneous change in the force acting on the vehicle 100 can be detected, so a behavior change in the limit region of the vehicle can be detected instantaneously, and control near the maximum tire friction force is possible. Becomes At the same time, by comparing it with the driving operation information, the correction control can be instantaneously performed even for the behavior change due to an unexpected disturbance not intended by the driver, and there is an effect that an excessive behavior change can be prevented. .

【0107】なお、上述した3つの例では、加々速度情
報と運転操作情報のみを用いた車両運動制御について言
及したが、従来の車両運動制御で用いていた車輪速情報
等の各種情報に加え、加々速度情報を用いてさらに高機
能・高精度の制御が可能であることは言うまでもない。
In the above three examples, the vehicle motion control using only the jerk information and the driving operation information was mentioned, but in addition to various information such as the wheel speed information used in the conventional vehicle motion control. Needless to say, it is possible to perform control with higher functionality and accuracy by using jerk information.

【0108】本発明の第3の実施例を図26から図30
により説明する。図26は車両の乗り心地を制御する場
合の全体構成図、図27はエンジン振動による車体振動
を低減する場合の構成を示す図、図28はエンジン失火
検出を示す図、図29は正常燃焼時のエンジン振動を示
す図、図30は失火発生時のエンジン振動を示す図であ
る。
The third embodiment of the present invention is shown in FIGS. 26 to 30.
Will be described. 26 is an overall configuration diagram for controlling the ride comfort of the vehicle, FIG. 27 is a diagram showing a configuration for reducing vehicle body vibration due to engine vibration, FIG. 28 is a diagram showing engine misfire detection, and FIG. 29 is for normal combustion. Fig. 30 is a diagram showing the engine vibration of Fig. 30, and Fig. 30 is a diagram showing the engine vibration when a misfire occurs.

【0109】図26に示すように、本実施例の車両30
0は、可変サスペンション機構301a、301bをも
つ車両であり、その他の構成は図17に示すものと同様
である。車両300には、複数個の加々速度検出装置
(図26では、302a、302bの2個のみを取付け
た場合を示しているが、これに限られるものではなく、
又、場合によっては1個でもよい。)が取付けられ、i
番目の加々速度検出装置の加速度出力をGi、加々速度
出力をJiとし、数式27のように乗り心地評価関数Ψ
sを定義する。
As shown in FIG. 26, the vehicle 30 of this embodiment is
Reference numeral 0 denotes a vehicle having variable suspension mechanisms 301a and 301b, and the other configurations are similar to those shown in FIG. Although a plurality of jerk detection devices (only two of 302a and 302b are attached in FIG. 26 are shown in the vehicle 300, the present invention is not limited to this.
Moreover, depending on the case, one may be sufficient. ) Is attached, i
Let Gi be the acceleration output of the second jerk detection device and Ji be the jerk output, and the ride comfort evaluation function ψ
Define s.

【0110】[0110]

【数27】 [Equation 27]

【0111】ただし、di、eiは、それぞれi番目の
観測点における加速度、加々速度情報に対する重み付け
定数で、運転者ならびに同乗者の感性に合わせてチュ−
ニングするようになっている。
However, di and ei are weighting constants for the acceleration and jerk information at the i-th observation point, respectively, and are selected according to the sensibilities of the driver and passengers.
I'm supposed to train.

【0112】乗り心地評価関数Ψsを最も小さくするよ
うにサスペンション機構301a、301bを制御する
ことにより、車両300の振動特性と運転者ならびに同
乗者の感性とを整合させることができ、乗り心地の最適
化制御ができる。また、評価関数Ψsは、数式27に限
定されるものではなく、運転者ならびに同乗者の感性と
よく整合の取れた任意の関数で代用しても良い。
By controlling the suspension mechanisms 301a and 301b so as to minimize the ride comfort evaluation function Ψs, the vibration characteristics of the vehicle 300 and the sensitivities of the driver and passengers can be matched, and the ride comfort is optimized. Can be controlled. Further, the evaluation function Ψs is not limited to Expression 27, and any function that is well matched to the sensitivities of the driver and the passenger may be used instead.

【0113】ここで、コントロ−ラ303は、サスペン
ション機構301a、301bを制御する機能をもって
いるが、コントロ−ラ303単体として車両300の各
観測点における加速度、加々速度情報より乗り心地評価
関数を計算し、計算結果を出力させる機能を持たせるこ
とにより、車両の乗り心地を評価する評価試験装置とし
ても代用できる。
Here, the controller 303 has a function of controlling the suspension mechanisms 301a and 301b, but as the controller 303 alone, a ride comfort evaluation function is obtained from acceleration and jerk information at each observation point of the vehicle 300. By providing a function of calculating and outputting the calculation result, it can be used as an evaluation test device for evaluating the riding comfort of the vehicle.

【0114】また、図26に示すような構成に加え、車
体300の前後方向、横方向の加々速度検出装置を設
け、これら車体300の前後方向、横方向の加々速度に
従ってコントロ−ラ303によりサスペンション機構3
01a、301bを制御することにより車両運動性能の
向上に役立てることもできる。
Further, in addition to the structure shown in FIG. 26, a longitudinal / lateral jerk detection device for the vehicle body 300 is provided, and the controller 303 according to the longitudinal / lateral jerk of the vehicle body 300. Suspension mechanism 3
Controlling 01a and 301b can also be useful for improving the vehicle motion performance.

【0115】図27は、加々速度情報を用いて、エンジ
ン振動に起因する車体振動をより効果的に低減させる実
施例の全体構成を示す図である。この場合、車両は、可
変エンジンマウント機構402a、402bをもつ車両
である。今、エンジン401及び車体には、複数個の加
々速度検出装置(図27では、403a、404a、4
04bの3個のみが取付けられた場合を示しているが、
これに限られるものではなく、場合によっては1個でも
よい。)が取付けられ、i番目の加々速度検出装置の加
速度出力をGi、加々速度出力をJiとし、数式27と
同様に乗り心地評価関数Ψmを数式28のように定義す
る。
FIG. 27 is a diagram showing the overall construction of an embodiment for more effectively reducing the vehicle body vibration caused by the engine vibration by using the jerk information. In this case, the vehicle is a vehicle having the variable engine mount mechanisms 402a and 402b. Now, a plurality of jerk detection devices (403a, 404a, 4 in FIG. 27) are provided on the engine 401 and the vehicle body.
It shows the case where only three 04b are attached.
The number is not limited to this, and may be one in some cases. ) Is attached, the acceleration output of the i-th jerk detection device is Gi, the jerk output is Ji, and the ride comfort evaluation function Ψm is defined as in Expression 28 as in Expression 27.

【0116】[0116]

【数28】 [Equation 28]

【0117】ただし、dj、ejは、それぞれj番目の
観測点における加速度、加々速度情報に対する重み付け
定数で、運転者ならびに同乗者の感性に合わせてチュ−
ニングするようになっている。
However, dj and ej are weighting constants for the acceleration and jerk information at the j-th observation point, respectively, and are selected according to the sensibilities of the driver and passengers.
I'm supposed to train.

【0118】乗り心地評価関数Ψmを最も小さくするよ
うに可変エンジンマウント機構402a、402bを制
御することにより、車両の振動特性と運転者ならびに同
乗者の感性とを整合させることができ、乗り心地の最適
化制御ができる。
By controlling the variable engine mount mechanisms 402a and 402b so as to minimize the ride comfort evaluation function Ψm, the vibration characteristics of the vehicle and the sensitivities of the driver and fellow passengers can be matched, and the ride comfort can be improved. Optimum control is possible.

【0119】また、評価関数は、数式28に限定される
ものではなく、エンジン振動が密接な関係がある燃焼周
波数に相当するエンジン回転情報等を付加し、さらに運
転者ならびに同乗者の感性とよく整合の取れた任意の関
数で代用しても良い。さらに図27では加々速度検出装
置は、エンジン、ステアリング、シ−トの振動を検出で
きるように設置したがこれに限定されるものではない。
Further, the evaluation function is not limited to the expression 28, but engine rotation information or the like corresponding to the combustion frequency in which the engine vibration is closely related is added, and the sensitivity of the driver and the passengers is improved. Any consistent function may be used instead. Further, in FIG. 27, the jerk detection device is installed so as to detect vibrations of the engine, the steering, and the seat, but the invention is not limited to this.

【0120】ここで、コントロ−ラ407は、可変エン
ジンマウント機構402a、402bを制御する機能を
もっているが、コントロ−ラ407単体として車両の各
観測点における加速度、加々速度情報より乗り心地評価
関数を計算し、計算結果を出力させる機能を持たせるこ
とにより、車両の乗り心地を評価する評価試験装置とし
ても代用できる。
Here, the controller 407 has a function of controlling the variable engine mount mechanisms 402a and 402b, but the controller 407 alone functions as a ride comfort evaluation function from acceleration and jerk information at each observation point of the vehicle. By having a function of calculating and outputting the calculation result, it can be used as an evaluation test device for evaluating the riding comfort of the vehicle.

【0121】図28は、加々速度情報をエンジン失火検
出に適用した実施例を示す図である。エンジン401は
間欠的に燃焼しているため、燃焼に同期したトルク変動
が発生する。このトルク変動の反作用がエンジン振動を
引き起こし、この振動がエンジンマウント402を介し
て車体に伝達され車両全体の振動を引き起こす。ここ
で、エンジン401の振動に着目すると、エンジン40
1は燃焼周波数に同期したトルク変動により強制加振さ
れており、燃焼周波数で振動している。したがって、こ
の振動を検出することによりエンジンの燃焼状態が検出
できる。
FIG. 28 is a diagram showing an embodiment in which jerk information is applied to engine misfire detection. Since the engine 401 burns intermittently, torque fluctuations in synchronization with combustion occur. The reaction of this torque fluctuation causes engine vibration, and this vibration is transmitted to the vehicle body via the engine mount 402 and causes vibration of the entire vehicle. Here, focusing on the vibration of the engine 401, the engine 40
No. 1 is forcibly excited by the torque fluctuation synchronized with the combustion frequency and vibrates at the combustion frequency. Therefore, the combustion state of the engine can be detected by detecting this vibration.

【0122】正常燃焼時のエンジン401のロール方向
の振動加速度、加々速度を示す図29と失火発生時のエ
ンジン401のロール方向の振動加速度、加々速度を示
す図30との比較から分かるように、失火が発生する
と、図30に示されるように、エンジン401のロール
方向の加速度に変化がみられ、エンジン401のロール
方向の加々速度には、大きなピークが観察される。失火
検出装置503は、これら複数の信号を検出し、適当な
フィルタリング演算を行うことにより、エンジン失火の
検出が可能である。
As can be seen from a comparison between FIG. 29 showing the vibration acceleration and jerk in the roll direction of the engine 401 during normal combustion and FIG. 30 showing the vibration acceleration and jerk in the roll direction of the engine 401 when a misfire occurs. When a misfire occurs, the acceleration of the engine 401 in the roll direction changes as shown in FIG. 30, and a large peak is observed in the jerk in the roll direction of the engine 401. The misfire detection device 503 can detect engine misfire by detecting these plural signals and performing an appropriate filtering calculation.

【0123】また、エンジン401のロ−ル方向の加速
度、加々速度情報のみではなく、エンジンの他の自由度
の加速度、加々速度情報や、車体振動、あるいはエンジ
ン回転情報等を付加し、さらに高精度の失火検出を行う
ようにしても良い。
Further, not only the acceleration and jerk information in the roll direction of the engine 401, but also acceleration, jerk information of other degrees of freedom of the engine, vehicle body vibration, engine rotation information, etc. are added, It is also possible to perform misfire detection with higher accuracy.

【0124】また、失火検出装置503に、可変エンジ
ンマウント機構等を制御する機能をもたせ、エンジン4
01の失火に起因する乗り心地の悪化を低減するような
乗り心地制御システムとしても良い。
Further, the misfire detection device 503 is provided with the function of controlling the variable engine mount mechanism and the like, and the engine 4
The riding comfort control system may reduce the deterioration of the riding comfort due to the misfire 01.

【0125】本発明の第4の実施例を図31、図32に
より説明する。図31は、加々速度情報を用いたエレベ
ータの乗り心地制御システムの概念図、図32は、加々
速度情報を用いたエレベータの乗り心地制御システムの
全体構成を示す図である。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 31 is a conceptual diagram of an elevator ride comfort control system using jerk information, and FIG. 32 is a diagram showing an overall configuration of an elevator ride comfort control system using jerk information.

【0126】図31、図32に示すように、エレベ−タ
かご201は、ワイヤ206でつり下げられ、コントロ
−ラ204によりモ−タ203が制御されワイヤ205
を巻き上げ、巻き下げて運転される。205は重りで、
エレベ−タかご201の重さと、ほぼ釣り合うようにな
っており、モ−タ203の負荷を軽減する働きがある。
モ−タ203には、コントロ−ラ204より制御指令が
入力され、コントロ−ラ204には、モ−タ203の回
転情報が入力される。モ−タ203の回転情報として
は、モ−タ回転角度、モ−タ回転速度、モ−タ回転加速
度、モ−タ回転加々速度等があるが、これらの情報は、
モ−タ203に付随しているエンコ−ダ(図示せず)の
出力パルスを検出し、各種演算を行うことにより可能で
ある。
As shown in FIGS. 31 and 32, the elevator car 201 is hung by the wire 206, and the motor 203 is controlled by the controller 204 to control the wire 205.
It is operated by winding up and down. 205 is a weight,
It is almost balanced with the weight of the elevator car 201, and has a function of reducing the load on the motor 203.
A control command is input from the controller 204 to the motor 203, and rotation information of the motor 203 is input to the controller 204. The rotation information of the motor 203 includes a motor rotation angle, a motor rotation speed, a motor rotation acceleration, a motor rotation jerk, and the like.
This is possible by detecting an output pulse of an encoder (not shown) attached to the motor 203 and performing various calculations.

【0127】従来のエレベ−タでは、モ−タの回転情報
よりエレベ−タかごの運動を推定し、各種乗り心地制御
を行っていたが、モ−タとエレベ−タかごを結ぶワイヤ
が弾性体であり、ワイヤが伸び縮みするため、モ−タの
回転情報がエレベ−タかごの運動を反映したものとは言
えず、十分な性能を発揮できなかった。
In the conventional elevator, the motion of the elevator car is estimated from the rotation information of the motor to control various ride comforts. However, the wire connecting the motor and the elevator car is elastic. Since it is a body and the wire expands and contracts, it cannot be said that the rotation information of the motor reflects the movement of the elevator car, and the sufficient performance cannot be exhibited.

【0128】本実施例においては、エレベ−タかご20
1に、複数の加々速度検出装置(図31では、202
x、202yの2個を示している。)が搭載されてお
り、搭乗者の乗り心地に直接影響を与えるエレベ−タか
ご201の加々速度情報を直接検出できるようになって
いる。これらの加々速度情報は、コントロ−ラ204に
入力されモ−タ203の制御指令に用いられる。これら
の複数個の加々速度検出装置のうち、k番目の加々速度
検出装置の加速度出力をGk、加々速度出力をJkとし、
モ−タの回転速度をVとしたとき、数式29のように乗
り心地評価関数Ψeを定義する。
In this embodiment, the elevator car 20
1, a plurality of jerk detection devices (202 in FIG. 31)
Two of x and 202y are shown. ) Is mounted so that it is possible to directly detect the jerk information of the elevator car 201 which directly affects the riding comfort of the passenger. These jerk information is input to the controller 204 and used for the control command of the motor 203. Among these plural jerk detecting devices, the acceleration output of the kth jerk detecting device is Gk, and the jerk output is Jk,
When the rotation speed of the motor is V, the riding comfort evaluation function Ψe is defined as in Expression 29.

【0129】[0129]

【数29】 [Equation 29]

【0130】ただし、aは、エレベ−タ巻き上げ巻き下
げ速度に対する重み付け定数、bk、ckは、それぞれi
番目の観測点における加速度、加々速度情報に対する重
み付け定数で、搭乗者の感性に合わせてチュ−ニングす
るようになっている。
However, a is a weighting constant for the hoisting and hoisting speed of the elevator, and bk and ck are i, respectively.
It is a weighting constant for acceleration and jerk information at the second observation point, and is tuned according to the passenger's sensitivity.

【0131】乗り心地評価関数Ψeを最も小さくするよ
うにモ−タ203のを制御することにより、巻き上げ速
度も速く、搭乗者の感性に合わせた巻き上げが実現で
き、乗り心地最適化制御ができる。また、評価関数は、
数式29に限定されるものではなく、搭乗者の感性とよ
く整合の取れた任意の関数で代用しても良い。
By controlling the motor 203 so that the riding comfort evaluation function Ψe is minimized, the hoisting speed is high and the hoisting according to the sensation of the occupant can be realized, and the riding comfort optimization control can be performed. Also, the evaluation function is
The formula is not limited to Formula 29, and any function that is well matched to the passenger's sensitivity may be used instead.

【0132】ここで、コントロ−ラ204は、モ−タ2
03を制御する機能をもっているが、コントロ−ラ20
4単体としてエレベ−タかご201の各観測点における
加速度、加々速度情報より搭乗者乗り心地評価関数を計
算し、計算結果を出力させる機能を持たせることによ
り、エレベ−タの乗り心地を評価する評価試験装置とし
ても代用できる。また、環境的な問題より加々速度情報
の検出が困難な場合は、モ−タ回転情報(モ−タ回転速
度、モ−タ回転加速度、モ−タ回転加々速度等)を数式
29にあてはめる方法でもよい。
Here, the controller 204 is the motor 2
It has a function to control 03, but controller 20
4 Evaluate the ride comfort of the elevator by providing a function of calculating the passenger ride comfort evaluation function from the acceleration and jerk information at each observation point of the elevator car 201 as a single unit and outputting the calculation result. It can also be used as an evaluation test device. Further, when it is difficult to detect the jerk information due to environmental problems, the motor rotation information (motor rotation speed, motor rotation acceleration, motor rotation jerk, etc.) is expressed in the equation 29. You can use the fitting method.

【0133】本発明の第5の実施例を図33から図35
により説明する。図33は、加々速度情報を用いた鉄道
車両の構成を示す図、図34は、ばね下加々速度情報を
用いた鉄道車両の構成を示す図、図35は、加々速度情
報を用いた鉄道車両の動力制御系構成を示す図である。
The fifth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 33 to 35.
Will be described. 33 is a diagram showing a configuration of a railway vehicle using jerk information, FIG. 34 is a diagram showing a configuration of a railway vehicle using unsprung jerk information, and FIG. 35 is a diagram showing the jerk information. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a power control system of the railway vehicle.

【0134】図33に示すように、本実施例の鉄道車両
は、枕バネアクチュエ−タ541、542を中心にして
自由に転向できる前後2組の台車551、552の上に
長い車体501をかけ渡した様式になっている。台車5
51、552は、車輪軸を支持する軸バネアクチュエ−
タ543、544、545、546、547、548、
549、550を介して車輪521、522、523、
524により支持されている。車体501には、複数の
加々速度検出装置(図33では531、532、533
のことをいう。)が具備され、車体501の上下方向の
加々速度情報が検出できる。コントロ−ラ506は、積
分回路等で構成される信号処理装置を内蔵しており、車
体501に配置される複数の加々速度検出装置(図33
では531、532、533のことをいう。)からの情
報より加速度、速度、変位情報を算出することができ
る。コントロ−ラ506は、これらの情報に基づいて車
両の走行に際して軌道に多少の不整があっても、乗り心
地が低下しないように枕バネアクチュエ−タ541、5
42、軸バネアクチュエ−タ543、544、545、
546、547、548、549、550を制御する。
As shown in FIG. 33, in the railcar of this embodiment, a long carbody 501 is mounted on two sets of front and rear bogies 551 and 552 which can freely turn around the pillow spring actuators 541 and 542. It is in the style given. Trolley 5
Reference numerals 51 and 552 denote shaft spring actuators that support the wheel shaft.
543, 544, 545, 546, 547, 548,
Wheels 521, 522, 523 via 549, 550,
It is supported by 524. The vehicle body 501 includes a plurality of jerk detection devices (531, 532, 533 in FIG. 33).
I mean. ) Is provided, the vertical jerk information of the vehicle body 501 can be detected. The controller 506 has a built-in signal processing device including an integrating circuit and the like, and includes a plurality of jerk detection devices (see FIG. 33) arranged on the vehicle body 501.
Then, it refers to 531, 532, and 533. ), It is possible to calculate acceleration, velocity and displacement information. Based on this information, the controller 506 has pillow spring actuators 541, 5 so that the riding comfort will not be deteriorated even if there is some irregularity in the track when the vehicle travels.
42, axial spring actuators 543, 544, 545,
546, 547, 548, 549, 550 are controlled.

【0135】加々速度情報を用いることにより、加速度
の微妙な変化が検出できるので従来の鉄道車両より振動
低減効果が大きい鉄道車両を実現することができる。ま
た、これと同時に車体の沈み込み、姿勢変化等を積極的
に制御できるので脱線しにくい車両の実現にもつなが
る。
By using the jerk information, a subtle change in acceleration can be detected, so that a railway vehicle having a greater vibration reduction effect than the conventional railway vehicle can be realized. At the same time, the vehicle body can be prevented from derailing because it is possible to positively control the sinking of the vehicle body and changes in posture.

【0136】また、図34に示す鉄道車両は、図33に
示す鉄道車両と同様な構成であるが、より乗り心地のよ
い制御を可能とするために車体501、台車555、軸
受け551、552の加々速度を検出するように構成し
たものである。車体501、台車555、軸受け55
1、552には、複数の加々速度検出装置(図34で
は、それぞれ531、534、535、536のことを
いう)が設置されている。通常、車体、台車、軸受け
は、それぞれ異なる共振点を持っており、これらの振動
を加々速度検出装置で検出し、コントロ−ラ506側に
フィ−ドバックすることにより、より乗り心地の良い制
御が達成される。
The railcar shown in FIG. 34 has the same structure as that of the railcar shown in FIG. 33, but the body 501, the bogie 555, and the bearings 551 and 552 are provided in order to enable more comfortable control. It is configured to detect jerk. Body 501, bogie 555, bearing 55
A plurality of jerk detection devices (referred to as 531, 534, 535, and 536 in FIG. 34, respectively) are installed on the Nos. 1 and 552, respectively. Normally, the vehicle body, the bogie, and the bearing have different resonance points, and these vibrations are detected by the jerk detection device and fed back to the controller 506 side to provide a more comfortable control. Is achieved.

【0137】ここで、コントロ−ラ506は、各アクチ
ュエ−タを制御する機能をもっているが、コントロ−ラ
506単体として鉄道車両の各観測点における加速度、
加々速度情報より搭乗者乗り心地評価関数を計算し、計
算結果を出力させる機能を持たせることにより、鉄道車
両の乗り心地を評価する評価試験装置としても代用でき
る。
Here, the controller 506 has a function of controlling each actuator, but as the controller 506 alone, the acceleration at each observation point of the railway vehicle,
By providing the function of calculating the passenger ride comfort evaluation function from the additional jerk information and outputting the calculation result, it can be used as an evaluation test device for evaluating the ride comfort of the railway vehicle.

【0138】図35に示す鉄道車両は、特に始動、制動
時を考慮して加々速度情報を用いることにより鉄道車両
の動力を制御した場合の構成を示している。図35に示
すように、動輪521、522は、コントロ−ラ506
により制御されるモ−タ503により駆動され、制動輪
523、524は、コントロ−ラ506により制御され
るブレ−キ504により制動される。
The railway vehicle shown in FIG. 35 shows a configuration in which the power of the railway vehicle is controlled by using jerk information in consideration of starting and braking. As shown in FIG. 35, the driving wheels 521 and 522 are connected to the controller 506.
The braking wheels 523 and 524 are driven by the motor 503 controlled by the brake 504 controlled by the controller 506.

【0139】車体501には、複数の加々速度検出装置
(図35では505のみを図示している。)が具備さ
れ、車体501の進行方向の加々速度情報が検出でき
る。コントロ−ラ506は、積分回路等で構成される信
号処理装置を内蔵しており、車体に配置される加々速度
検出装置からの情報より加速度、速度、変位情報を算出
することができる。
The vehicle body 501 is provided with a plurality of jerk detection devices (only 505 is shown in FIG. 35), and jerk information in the traveling direction of the vehicle body 501 can be detected. The controller 506 has a built-in signal processing device including an integrating circuit and the like, and can calculate acceleration, velocity, and displacement information from information from the jerk detection device arranged on the vehicle body.

【0140】図36では、鉄道車両501の運転状態と
して、車輪521、522、523、524がレ−ル面
上を転がろうとする状態を示している。車輪とレ−ルと
の間の粘着係数をμ、軸重をWで表すと、この車輪とレ
−ルの摩擦力により出すことのできる引張力の最大値F
は、数式30のようになる。
FIG. 36 shows an operating state of the railroad car 501 in which wheels 521, 522, 523 and 524 are about to roll on the rail surface. When the adhesion coefficient between the wheel and the rail is represented by μ and the axial load is represented by W, the maximum value F of the tensile force that can be exerted by the frictional force between the wheel and the rail.
Is as in Expression 30.

【0141】[0141]

【数30】 [Equation 30]

【0142】したがって、引張力の最大値以上の引張力
を得ようとして回転力を大きくしても動輪が空転するだ
けである。今、動輪の回転力をゼロから徐々に増加させ
ると車体の加速度は増加していく。しかし、上記のよう
に動輪が空転を開始すると一気に加速度が減少する。す
なわち、この瞬間を進行方向の加々速度情報で検出でき
るということである。自動車で説明したのと同様に、鉄
道車両においても進行方向の加々速度を検出し、モ−タ
503を制御することにより粘着性能を向上させること
ができる。
Therefore, even if the rotational force is increased in order to obtain a tensile force equal to or larger than the maximum value of the tensile force, the driving wheel only idles. Now, when the rotational force of the driving wheel is gradually increased from zero, the acceleration of the vehicle body increases. However, when the driving wheel starts idling as described above, the acceleration decreases at once. That is, this moment can be detected by the jerk information in the traveling direction. As in the case of the automobile, the adhesion performance can be improved also in the railcar by detecting the jerk in the traveling direction and controlling the motor 503.

【0143】制動についても同様なことが言える。引張
力の最大値Fを越えるような制動力を得ようとして制動
トルクを大きくしても制動輪がスリップするだけであ
る。今、制動輪の制動トルクをゼロから徐々に増加させ
ると、車体の減速度は増加していく。しかし、上記のよ
うに制動輪がスリップ(ロックともいう)を開始すると
一気に減速度が減少する。すなわち、この瞬間を進行方
向の加々速度情報で検出できるということである。自動
車で説明したのと同様に、鉄道車両においても進行方向
の加々速度を検出し、ブレ−キを制御することにより粘
着性能を向上させることができる。
The same applies to braking. Even if the braking torque is increased in order to obtain the braking force that exceeds the maximum value F of the tensile force, the braking wheels only slip. Now, when the braking torque of the braking wheel is gradually increased from zero, the deceleration of the vehicle body increases. However, when the braking wheel starts slipping (also referred to as lock) as described above, the deceleration decreases at once. That is, this moment can be detected by the jerk information in the traveling direction. As in the case of the automobile, the adhesive performance can be improved in the railway vehicle by detecting the jerk in the traveling direction and controlling the brake.

【0144】また、発進、制動のフィ−リングを向上す
るためにも加々速度情報を用いることができるのは、自
動車と同様である。上述の実施例では、駆動輪、制動輪
を別に考えているが、同一車輪が駆動輪、制動輪を兼ね
ている場合にも適用できる。
As in the case of the automobile, the jerk information can be used to improve the starting and braking feelings. Although the driving wheels and the braking wheels are separately considered in the above-described embodiments, the invention can be applied to the case where the same wheel serves as the driving wheels and the braking wheels.

【0145】本発明の第6の実施例を図37により説明
する。図37は、加々速度情報を用いた磁気浮上車両の
構成を示す図である。
The sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 37 is a diagram showing the configuration of a magnetic levitation vehicle using jerk information.

【0146】図37に示すように、磁気浮上車両は、車
体601は浮上用地上コイル673、674と超電動磁
石633、634の磁気的な同極反発力により浮上して
いる。そして、地上の推進案内用コイル671、672
に電流を流し、車上の超電動磁石631、632と引き
合う力が生じるのでその力を利用して前進する。
As shown in FIG. 37, in the magnetically levitated vehicle, the vehicle body 601 is levitated by the magnetic homopolar repulsive force of the levitating ground coils 673 and 674 and the super electric magnets 633 and 634. Then, the coils 671 and 672 for propulsion guidance on the ground.
An electric current is applied to the vehicle to generate a force attracting the super-electric magnets 631, 632 on the vehicle, and the force is utilized to move forward.

【0147】車体601には、複数の加々速度検出装置
(図37では621、622、623、624、625
のことをいう)が具備され、車体601の前後、上下、
横方向の加々速度情報が検出できるようになっている。
コントロ−ラ604は、積分回路等で構成される信号処
理装置を内蔵しており、車体601に配置される加々速
度検出装置からの情報より加速度、速度、変位情報を算
出することができる。コントロ−ラ604は、これらの
情報にもとづいて超電動磁石633、634の磁力を制
御すると同時に、この情報をアンテナ605より地上側
コントロ−ラ606に向けて発信する。地上側コントロ
−ラ6ではこれらの情報に基づいて推進案内用地上コイ
ル671、672、浮上用地上コイル673、674に
流入する電流を制御し、磁力を制御することにより車体
の浮上姿勢、位置、速度、加速度を正確に制御すること
ができる。
The vehicle body 601 has a plurality of jerk detecting devices (621, 622, 623, 624, 625 in FIG. 37).
The front and rear, top and bottom of the vehicle body 601,
Lateral jerk information can be detected.
The controller 604 has a built-in signal processing device including an integrating circuit and the like, and can calculate acceleration, velocity, and displacement information from information from the jerk detection device arranged on the vehicle body 601. The controller 604 controls the magnetic forces of the super-electric magnets 633 and 634 based on these pieces of information, and at the same time, sends this information from the antenna 605 to the ground side controller 606. The ground-side controller 6 controls the currents flowing into the propulsion guide ground coils 671 and 672 and the levitation ground coils 673 and 674 based on these pieces of information, and controls the magnetic force to control the levitation posture, position, and position of the vehicle body. Speed and acceleration can be controlled accurately.

【0148】また、加々速度情報を用いることにより、
加速度の微妙な変化が検出できるので、より振動低減効
果が大きい磁気浮上車両を実現することができる。さら
に車体の沈み込み、姿勢変化等を積極的に制御できるの
で車両運動性能の向上にもつながる。
Further, by using the jerk information,
Since a subtle change in acceleration can be detected, it is possible to realize a magnetic levitation vehicle having a greater vibration reduction effect. Furthermore, it is possible to positively control the sinking of the vehicle body, changes in posture, and the like, which leads to improvement in vehicle dynamic performance.

【0149】ここで、コントロ−ラ606は、各磁力発
生手段を制御する機能をもっているが、コントロ−ラ6
06単体として磁気浮上車両の各観測点における加速
度、加々速度情報より搭乗者乗り心地評価関数を計算
し、計算結果を出力させる機能を持たせることにより、
磁気浮上車両の乗り心地を評価する評価試験装置として
も代用できる。
Here, the controller 606 has a function of controlling each magnetic force generating means.
By providing a function to calculate the passenger comfort evaluation function from the acceleration and jerk information at each observation point of the magnetic levitation vehicle as a standalone 06 and output the calculation result,
It can also be used as an evaluation test device for evaluating the riding comfort of a magnetically levitated vehicle.

【0150】本発明の第6の実施例を図38により説明
する。図38は、加々速度情報を用いた地震シミュレ−
タの構成を示す図である。
The sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 38 shows an earthquake simulation using jerk information.
It is a figure which shows the structure of the data.

【0151】図38に示すように、地震シミュレ−タ
は、あらかじめコントロ−ラ703に入力されている地
震加速度、地震加々速度または変位入力を忠実に再現す
るように、振動台700の動きを制御するものである。
振動台700は、コントロ−ラ703により駆動される
油圧アクチュエ−タ741、742によってX軸方向の
動きを、油圧アクチュエ−タ743、744によってy
軸方向の動きを制御される。油圧アクチュエ−タ74
3、744内には変位検出器が具備され、変位情報がコ
ントロ−ラ703に入力される。振動台700上の加々
速度検出装置(図38では、701、702のことをい
う)からは、振動台700のx軸、y軸方向の加々速度
が検出される。これらの加々速度情報は、積分器76
1、762、763、764によりそれぞれ、振動台7
00のx軸、y軸方向の加速度、速度に変換されコント
ロ−ラ703に入力される。さらに速度情報に直列に積
分器を挿入することにより位置情報を得るようにしても
よい。これら各自由度に対して4種類の信号は、コント
ロ−ラ703にフィ−ドバックされ、コントロ−ラ70
3にあらかじめ入力されている地震加速度、地震加々速
度または変位入力と比較され、振動台は、目標値どおり
に駆動(加振ともいう)される。
As shown in FIG. 38, the seismic simulator changes the motion of the shaking table 700 so as to faithfully reproduce the seismic acceleration, seismic jerk or displacement input which is input in advance to the controller 703. To control.
The vibrating table 700 is moved in the X-axis direction by hydraulic actuators 741 and 742 driven by the controller 703, and is moved by hydraulic actuators 743 and 744 in y direction.
Axial movement is controlled. Hydraulic actuator 74
Displacement detectors are provided in 3, 744, and displacement information is input to the controller 703. From the jerk detection device (referred to as 701 and 702 in FIG. 38) on the vibrating table 700, the jerk of the vibrating table 700 in the x-axis and y-axis directions is detected. These jerk information is stored in the integrator 76.
Shaking table 7 by 1, 762, 763, and 764, respectively.
00 is converted into acceleration and velocity in the x-axis and y-axis directions and input to the controller 703. Further, the position information may be obtained by inserting an integrator in series with the speed information. The four types of signals for each of these degrees of freedom are fed back to the controller 703, and the controller 70 is fed back.
The vibration table is driven (also referred to as vibration) according to the target value by comparison with the seismic acceleration, the seismic acceleration or the displacement input inputted in advance in 3.

【0152】このようなシステム構成により、従来のシ
ミュレ−タに加えて加速度の変化分を情報として取り込
めるため、応答性、安定性に優れた地震シミュレ−タを
実現することができる。また、この実施例では2次元の
地震シミュレ−タについて述べているが、1次元、3次
元の地震シミュレ−タでも同様に、従来の情報に加え、
加々速度情報を用いて制御することにより応答性、安定
性に優れた地震シミュレ−タを実現することができる。
With such a system configuration, in addition to the conventional simulator, the amount of change in acceleration is captured as information, so that an earthquake simulator excellent in responsiveness and stability can be realized. Further, although the two-dimensional seismic simulator is described in this embodiment, the one-dimensional and three-dimensional seismic simulators are similarly added to the conventional information,
By controlling using jerk information, an earthquake simulator with excellent responsiveness and stability can be realized.

【0153】ここで、コントロ−ラ703は、各油圧ア
クチュエ−タを制御する機能をもっているが、コントロ
−ラ703単体として振動台の各観測点における加速
度、加々速度情報より制御性能評価関数を計算し、計算
結果を出力させる機能を持たせることにより、地震シミ
ュレ−タ制御性能を評価する評価試験装置としても代用
できる。
Here, the controller 703 has a function of controlling each hydraulic actuator, but as the controller 703 alone, a control performance evaluation function is obtained from acceleration and jerk information at each observation point of the vibrating table. By providing a function of calculating and outputting the calculation result, it can be used as an evaluation test device for evaluating the seismic simulator control performance.

【0154】また、人間が搭乗したかごを車両、あるい
は飛行物体の運動を模して外部アクチュエ−タを用いて
動揺させることにより、かご内の人間の運転訓練を行っ
たり、アミュ−ズメントを与える運動シミュレ−タにお
いても、従来の情報に加え、このかごの加々速度情報を
用いて制御することにより応答性、安定性に優れた運動
シミュレ−タを実現することができる。
[0154] Further, by driving the car on which a human is mounted to imitate the motion of a vehicle or a flying object using an external actuator, driving training for the human in the car and giving an amusement are given. Also in the motion simulator, it is possible to realize a motion simulator excellent in responsiveness and stability by controlling using the car jerk information in addition to the conventional information.

【0155】本発明の第7の実施例を図39により説明
する。図39は、加々速度情報を用いたXYステ−ジの
構成を示す図である。
The seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 39 is a diagram showing the structure of an XY stage using jerk information.

【0156】本実施例のXYステ−ジは、図39に示す
ように、あらかじめコントロ−ラ803に入力されてい
る位置入力に忠実に追従するように、ステ−ジ800の
動きを制御するものである。ステ−ジ800は、コント
ロ−ラ3により駆動されるリニアアクチュエ−タ84
1、842によってX軸方向の動きを、リニアアクチュ
エ−タ843、844によってy軸方向の動きを制御さ
れる。リニアアクチュエ−タ内には変位検出器が具備さ
れ、変位情報がコントロ−ラ803に入力される。ステ
−ジ800上の複数の加々速度検出装置(図39では、
801、802のことをいう)からは、ステ−ジ800
のx軸、y軸方向の加々速度が検出される。これらの加
々速度情報は、積分器861、862、863、864
により、それぞれステ−ジのx軸、y軸方向の加速度、
速度に変換されコントロ−ラに入力される。さらに速度
情報に直列に積分器を挿入することによりステ−ジ80
0の位置情報を得るようにしてもよい。また、コントロ
−ラ内部でこれらの積分動作を行ってもよい。これら各
自由度に対して4種類の信号は、コントロ−ラ803に
フィ−ドバックされ、コントロ−ラ803にあらかじめ
入力されている位置入力と比較され、ステ−ジ800
は、目標値どおりに位置決めされる。このようなシステ
ム構成により従来のXYステ−ジに加えて加速度の変化
分を情報として取り込めるため、応答性(即応性ともい
う)、安定性に優れたXYステ−ジを実現することがで
きる。
As shown in FIG. 39, the XY stage of the present embodiment controls the movement of the stage 800 so as to faithfully follow the position input previously input to the controller 803. Is. The stage 800 is a linear actuator 84 driven by the controller 3.
The movements in the X-axis direction are controlled by 1, 842, and the movements in the y-axis direction are controlled by the linear actuators 843, 844. A displacement detector is provided in the linear actuator, and displacement information is input to the controller 803. A plurality of jerk detecting devices on the stage 800 (in FIG. 39,
801 and 802), the stage 800
The jerk in the x-axis and y-axis directions is detected. These jerk information is used as integrators 861, 862, 863, 864.
Respectively, the acceleration in the x-axis and y-axis directions of the stage,
It is converted into speed and input to the controller. Further, by inserting an integrator in series with the speed information, the stage 80
The position information of 0 may be obtained. Also, these integration operations may be performed inside the controller. For each of these degrees of freedom, the four types of signals are fed back to the controller 803, compared with the position input previously input to the controller 803, and the stage 800
Are positioned as desired. With such a system configuration, in addition to the conventional XY stage, the amount of change in acceleration can be captured as information, so that an XY stage excellent in responsiveness (also called immediate response) and stability can be realized.

【0157】また、本実施例では、2次元のXYステ−
ジについて述べているが、1次元のリニアステ−ジ、3
次元のステ−ジでも同様に、従来の情報に加え、加々速
度情報を用いて制御することにより応答性(即応性)、
安定性に優れたステ−ジを実現することができる。ここ
で、コントロ−ラ803は、各油圧アクチュエ−タを制
御する機能をもっているが、コントロ−ラ803単体と
してステ−ジの各観測点における加速度、加々速度情報
より制御性能評価関数を計算し、計算結果を出力させる
機能を持たせることにより、XY−ステ−ジの制御性能
を評価する評価試験装置としても代用できる。
In this embodiment, the two-dimensional XY station is used.
As for the 1-dimensional linear stage, 3
Similarly, in the dimensional stage, in addition to the conventional information, by controlling using jerk information, responsiveness (immediate response),
It is possible to realize a stage having excellent stability. Here, the controller 803 has a function of controlling each hydraulic actuator, but the controller 803 alone calculates a control performance evaluation function from acceleration and jerk information at each observation point of the stage. By providing the function of outputting the calculation result, it can be used as an evaluation test device for evaluating the control performance of XY-stage.

【0158】本発明の第8の実施例を図40により説明
する。図40は、加々速度情報を用いた制振装置つきビ
ルの構成を示す図である。
The eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 40 is a diagram showing the configuration of a building with a vibration damping device using jerk information.

【0159】図38に示すように、ビルの適当なフロア
−には、油圧アクチュエ−タ903とアクティブマス9
04が具備されている。油圧アクチュエ−タ903はビ
ルに固定されており、アクティブマスはビルに対して相
対的に可動可能に設置されている。コントロ−ラ902
は、積分回路等で構成される信号処理装置を内蔵してお
り、各フロアに複数個(図40では、911、912、
913、914の4個設置した場合を示している。)配
置される加々速度検出装置からの情報より従来と同様な
加速度、速度、変位情報を算出することができる。コン
トロ−ラ902は、これらの情報にもとづいてビル全体
の振動が小さくなるように油圧アクチュエ−タ903の
油圧を制御する。加々速度情報を用いることにより、加
速度の微妙な変化が検出できるので、従来の制御に比べ
てより振動低減効果の大きい制振装置を実現することが
できる。また、アクティブマス904の加々速度情報を
検出するような加々速度検出装置(図示せず)を用いて
正確にアクティブマス904の運動を制御することによ
り、さらに振動低減効果の大きい制振装置を実現するこ
とができる。
As shown in FIG. 38, on a suitable floor of the building, a hydraulic actuator 903 and an active mass 9 are installed.
04 is provided. The hydraulic actuator 903 is fixed to the building, and the active mass is installed so as to be movable relative to the building. Controller 902
Includes a signal processing device including an integration circuit and the like, and a plurality of signal processing devices (911, 912, 912,
The case where four 913 and 914 are installed is shown. ) Acceleration, velocity, and displacement information similar to the conventional one can be calculated from the information from the added jerk detection device. The controller 902 controls the hydraulic pressure of the hydraulic actuator 903 based on these information so that the vibration of the entire building becomes small. By using the jerk information, a subtle change in acceleration can be detected, so that it is possible to realize a vibration damping device having a greater vibration reduction effect than the conventional control. Further, by accurately controlling the movement of the active mass 904 using a jerk detection device (not shown) that detects jerk information of the active mass 904, a vibration damping device having a greater vibration reduction effect. Can be realized.

【0160】ここで、コントロ−ラ902は、油圧アク
チュエ−タ903を制御する機能をもっているが、コン
トロ−ラ902単体としてビルの各観測点における加速
度、加々速度情報より制御性能評価関数を計算し、計算
結果を出力させる機能を持たせることにより、制振装置
つきビルの制御性能を評価する評価試験装置としても代
用できる。
Here, the controller 902 has a function of controlling the hydraulic actuator 903, but the controller 902 alone calculates a control performance evaluation function from acceleration and jerk information at each observation point of the building. However, by providing a function of outputting the calculation result, it can be used as an evaluation test device for evaluating the control performance of a building with a vibration damping device.

【0161】本発明の第9の実施例を図41により説明
する。図41は、加々速度情報を用いたロボットア−ム
のマニピュレ−タの構成を示す図である。
The ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 41 is a diagram showing the configuration of a robot arm manipulator using jerk information.

【0162】図41に示すように、マニピュレ−タ10
01は、あらかじめコントロ−ラ1003に入力されて
いる位置入力に忠実に追従するように、マニピュレ−タ
1001の動きを制御するものである。マニピュレ−タ
1001は、コントロ−ラ1003により駆動される関
節駆動用DDモ−タ(Direct Drive モ−
タの略)1041、1042、1043により動きを制
御される。各々のDDモ−タ内にはエンコ−ダ(図示せ
ず)が具備され、回転角度位置情報がコントロ−ラ10
03に入力される。マニピュレ−タ手先1011に具備
された複数の加々速度検出装置(図41では、102
1、1022、1023のことをいう)からは、マニピ
ュレ−タ手先1011の座標系におけるx'軸、y'軸、
z'軸方向の加々速度が検出される。コントロ−ラ10
03は、積分回路等で構成される信号処理装置を内蔵し
ており、加々速度検出装置からの情報より加速度、速
度、変位情報を算出することができる。
As shown in FIG. 41, the manipulator 10
01 controls the movement of the manipulator 1001 so as to faithfully follow the position input previously input to the controller 1003. The manipulator 1001 is a joint drive DD motor (Direct Drive motor) driven by the controller 1003.
The movement is controlled by 1041, 1042, and 1043. An encoder (not shown) is provided in each DD motor, and rotation angle position information is stored in the controller 10.
It is input to 03. A plurality of jerk detecting devices (102 in FIG. 41) provided on the manipulator hand 1011.
1, 1022, 1023), the x ′ axis, the y ′ axis in the coordinate system of the manipulator hand 1011,
The jerk in the z'axis direction is detected. Controller 10
Reference numeral 03 has a built-in signal processing device including an integrating circuit and the like, and can calculate acceleration, velocity, and displacement information from information from the jerk detection device.

【0163】これら4種類の信号は、コントロ−ラ10
03にフィ−ドバックされ、コントロ−ラ1003にあ
らかじめ入力されている位置、速度、加速度入力と比較
され、マニピュレ−タ1001は、目標値どおりに位置
決めされる。このようなシステム構成により従来のマニ
ピュレ−タに加えて加速度の変化分を情報として取り込
めるため、応答性(即応性)、安定性に優れたマニピュ
レ−タを実現することができる。なお、図41では、マ
ニピュレ−タ手先1011に具備された加々速度検出装
置は、1021、1022、1023の3つの場合を示
しているが、図25に車両の6自由度の加々速度情報の
検出方法として示したものと同様に、マニピュレ−タ手
先1011の6自由度の運動を検出してさらに高精度の
制御を行ってもよい。
These four types of signals are supplied to the controller 10
03, and the position, velocity, and acceleration inputs previously input to the controller 1003 are compared, and the manipulator 1001 is positioned according to the target value. With such a system configuration, in addition to the conventional manipulator, the amount of change in acceleration can be captured as information, so that a manipulator excellent in responsiveness (immediate response) and stability can be realized. In addition, in FIG. 41, the jerk detection device provided in the manipulator hand 1011 shows three cases of 1021, 1022, and 1023, but in FIG. 25, jerk information of the vehicle with 6 degrees of freedom is shown. In the same manner as the detection method described above, the motion of the manipulator hand 1011 with 6 degrees of freedom may be detected to perform more precise control.

【0164】ここで、コントロ−ラ1003は、各モ−
タを制御する機能をもっているが、コントロ−ラ100
3単体としてマニピュレ−タ手先の各観測点における加
速度、加々速度情報より制御性能評価関数を計算し、計
算結果を出力させる機能を持たせることにより、マニピ
ュレ−タ制御性能を評価する評価試験装置としても代用
できる。
Here, the controller 1003 is used for each motor.
Controller 100, which has the function of controlling
3 As a single unit, an evaluation test device for evaluating the manipulator control performance by having a function of calculating a control performance evaluation function from acceleration and jerk information at each observation point of the manipulator hand and outputting the calculation result. Can also be used as a substitute.

【0165】本発明の第10の実施例を図42、図43
により説明する。図42、図43は、それぞれ加々速度
情報を用いた航空機の構成を示す図である。
The tenth embodiment of the present invention is shown in FIGS.
Will be described. 42 and 43 are diagrams each showing a configuration of an aircraft using jerk information.

【0166】図42、図43に示すように、機体110
1には、複数の加々速度検出装置(図42、図43では
1121、1122、1123のことをいう)が具備さ
れ、機体の前後、上下、横方向の加々速度情報が検出で
きるようになっている。また、主翼1142にも主翼の
捩れや曲げモ−メントを検出するための加々速度検出装
置1124、1125が具備されている。コントロ−ラ
1103は、積分回路等で構成される信号処理装置を内
蔵しており、機体に配置される各加々速度検出装置から
の情報より加速度、速度、変位情報を算出することがで
きる。加々速度情報を用いることにより、機体に加わる
微妙な力の変化を加速度の微妙な変化として検出でき
る。コントロ−ラ1103は、これらの情報にもとづい
て水平カナ−ド1141、フラッペロン1142、垂直
カナ−ド1143、水平スタビライザ1144、垂直ス
タビライザ1145、さらには、エンジン(図示せず)
の出力を制御する。これにより、機体の6自由度を独立
にコントロ−ルし、姿勢制御と飛行経路が完全に分離し
た飛行ができ、従来のCCV(Control Con
figured Vehicleの略)をさらに高機能
化できる。例えば高精度な直接力制御(direct
force controlともいう)、首振り制御
(airplane pointing contro
lともいう)、遷移制御(airplane tran
slation controlともいう)等が可能と
なる。
As shown in FIGS. 42 and 43, the airframe 110
1 is equipped with a plurality of jerk detection devices (indicated by 1121, 1122, and 1123 in FIGS. 42 and 43) so that the jerk information in the front-back, up-down, and lateral directions of the machine body can be detected. Has become. Further, the main wing 1142 is also provided with jerk detection devices 1124 and 1125 for detecting the twist and bending moment of the main wing. The controller 1103 has a built-in signal processing device including an integrating circuit and the like, and can calculate acceleration, velocity, and displacement information from information from each jerk detection device arranged on the machine body. By using the jerk information, a subtle change in force applied to the body can be detected as a subtle change in acceleration. Based on these information, the controller 1103 has a horizontal canard 1141, a flaperon 1142, a vertical canard 1143, a horizontal stabilizer 1144, a vertical stabilizer 1145, and an engine (not shown).
Control the output of. In this way, the 6 degrees of freedom of the airframe can be controlled independently, and flight with completely separate attitude control and flight path can be achieved, and conventional CCV (Control Control)
(abbreviation of figured vehicle) can be further enhanced in function. For example, highly accurate direct force control (direct
force control), swing control (airplane pointing control)
l), transition control (airplane tran)
slation control) and the like are possible.

【0167】また、主翼1142にも主翼1142の捩
れや曲げモ−メントを検出するための加々速度検出装置
が具備されているので、この信号に基づき舵面を駆動し
てフラッタ減少のダンピングを強くすることにより機体
構造に重大な影響を与える臨界フラッタモ−ドを制御に
よって人工的に減少させてフラッタを防止することもで
きる。
Further, since the main wing 1142 is also equipped with a jerk detecting device for detecting the twisting or bending moment of the main wing 1142, the control surface is driven based on this signal to perform damping for reducing flutter. It is also possible to prevent flutter by artificially reducing the critical flutter mode, which strongly affects the structure of the airframe by making it stronger.

【0168】本発明の第11の実施例を図44、図45
により説明する。図44は、角加々速度センサの全体構
成を示す図、角加速度が作用した場合の回転振子の釣り
合いを示す図である。
The eleventh embodiment of the present invention is shown in FIGS.
Will be described. FIG. 44 is a diagram showing the overall configuration of the angular jerk sensor and a diagram showing the balance of the rotary pendulum when angular acceleration acts.

【0169】図44、図45に示されるように本実施例
の角加々速度センサは、回転振子1201と、回転振子
1201に固定されたコイル1202と、可動電極12
04と、ケーシング1200と、ケーシング1200に
固定されたマグネット1203と、固定電極1205
と、振子の釣合位置からの変位を検出する振子変位検出
器1206とサーボアンプ1207と、読みとり抵抗1
208で構成されている。角加々速度情報は、図44に
示すように、コイル1202の端子電圧として取り出
す。
As shown in FIGS. 44 and 45, the angular jerk sensor of this embodiment includes a rotary pendulum 1201, a coil 1202 fixed to the rotary pendulum 1201, and a movable electrode 12.
04, a casing 1200, a magnet 1203 fixed to the casing 1200, and a fixed electrode 1205.
A pendulum displacement detector 1206 for detecting the displacement of the pendulum from the balanced position, a servo amplifier 1207, and a reading resistance 1
It is composed of 208. The angular jerk information is extracted as a terminal voltage of the coil 1202, as shown in FIG.

【0170】振子1201は、図44、図45の紙面に
垂直な軸回りに回転できる(この方向を以下では、セン
サ感度方向という。)。また、振子1201の両側に配
置された可動電極1204と、ケーシング1200に固
定されている固定電極1205とは、2組の平板コンデ
ンサを形成している。可動電極1204と固定電極12
05とで形成されている2組のコンデンサの静電容量の
差ΔCを振子変位検出器1206で検出することにより
振子1201の変位が検出できる。
The pendulum 1201 can rotate about an axis perpendicular to the paper surface of FIGS. 44 and 45 (this direction is hereinafter referred to as a sensor sensitivity direction). The movable electrodes 1204 arranged on both sides of the pendulum 1201 and the fixed electrodes 1205 fixed to the casing 1200 form two sets of flat plate capacitors. Movable electrode 1204 and fixed electrode 12
The displacement of the pendulum 1201 can be detected by detecting the capacitance difference ΔC between the two sets of capacitors formed by the pendulum displacement detector 1206 and the pendulum displacement detector 1206.

【0171】また、振子1201には、コイル1202
が配置されており、このコイル1202に電流が流れる
と磁束が発生し、ケーシング1200に固定されたマグ
ネット1203による磁界によりトルクを受ける。した
がって、サーボアンプ7により振子変位検出器1206
で検出し、ΔC=0、即ち上下の空隙の大きさが等しく
なるように、コイル1202に流れる電流をフィードバ
ック制御することにより、慣性力によるモ−メントにか
かわらず振子1201の位置を釣合いの位置に止めてお
くことができる。
The pendulum 1201 has a coil 1202.
When a current flows through the coil 1202, a magnetic flux is generated, and the magnetic field generated by the magnet 1203 fixed to the casing 1200 receives torque. Therefore, the pendulum displacement detector 1206 is detected by the servo amplifier 7.
And feedback control of the current flowing through the coil 1202 is performed so that ΔC = 0, that is, the sizes of the upper and lower air gaps are equalized, so that the position of the pendulum 1201 is balanced regardless of the moment due to inertial force. Can be stopped at.

【0172】ここで、本発明の角加々速度センサが、あ
る回転運動をしている物体に固定されている場合を考え
る。図45に示すように、時刻tにおいて反時計回りに
センサ全体に角加速度β(t)が作用したとすれば、慣
性質量Iの回転振子1201には数式31で表される慣
性力によるモ−メントが右向きに働く。
Here, consider a case where the angular jerk sensor of the present invention is fixed to an object which is making a certain rotational movement. As shown in FIG. 45, assuming that the angular acceleration β (t) acts counterclockwise on the entire sensor at time t, the rotary pendulum 1201 of the inertial mass I is driven by the inertial force expressed by Equation 31. Ment works to the right.

【0173】[0173]

【数31】 [Equation 31]

【0174】回転振子1201について運動方程式を考
えると数式32のようになる。
Considering the equation of motion for the rotary pendulum 1201, it becomes as shown in Expression 32.

【0175】[0175]

【数32】 [Equation 32]

【0176】ここで、Jは回転振子1の慣性質量、θ
(t)は時刻tにおける回転振子1201の釣合位置か
らの変位角、W(t)は回転振子1201に働く慣性力
によるモ−メント、w(t)は位置フィードバックによ
る制御力である。制御力w(t)は、コイル1203に
流れる電流I(t)に比例するので数式33、数式34
が成り立つ。
Here, J is the inertial mass of the rotary pendulum 1, θ
(T) is a displacement angle of the rotary pendulum 1201 from the balanced position at time t, W (t) is a moment due to an inertial force acting on the rotary pendulum 1201, and w (t) is a control force by position feedback. Since the control force w (t) is proportional to the current I (t) flowing through the coil 1203, the formulas 33 and 34 are
Holds.

【0177】[0177]

【数33】 [Expression 33]

【0178】[0178]

【数34】 [Equation 34]

【0179】ここで、φは電磁鎖交係数、rはコイル1
203の半径、Bはマグネット1203の磁束密度、N
はコイル1202の巻き数で与えられる。
Here, φ is the electromagnetic linkage coefficient, r is the coil 1
203 radius, B is magnetic flux density of magnet 1203, N
Is given by the number of turns of the coil 1202.

【0180】時々刻々変動するW(t)に対して、回転
振子1が釣合位置にあるように制御力w(t)が追従す
れば、数式32の左辺はゼロとなり、結局数式35が成
立する。
If the control force w (t) follows W (t), which changes momentarily, so that the rotary pendulum 1 is in the balanced position, the left side of Expression 32 becomes zero, and Expression 35 is finally established. To do.

【0181】[0181]

【数35】 [Equation 35]

【0182】したがって、センサ全体に働く角加速度
は、数式36のようになり、コイル1203を流れる電
流より検出できる。
Therefore, the angular acceleration acting on the entire sensor is as shown in Expression 36 and can be detected from the current flowing through the coil 1203.

【0183】[0183]

【数36】 [Equation 36]

【0184】ここで、センサ全体に働く角加々速度をγ
(t)とすると、数式37となる。
Here, the angular jerk acting on the entire sensor is defined by γ
Assuming that (t), Equation 37 is obtained.

【0185】[0185]

【数37】 [Equation 37]

【0186】いま、図のようにコイル3に流れる電流に
ついて回路方程式をたてると、数式38となる。
Now, when the circuit equation is made for the current flowing through the coil 3 as shown in the figure, the following equation 38 is obtained.

【0187】[0187]

【数38】 [Equation 38]

【0188】ここで、Lはコイルのインダクタンスであ
る。従ってセンサ全体に働く角加々速度γ(t)は数式
39となり、コイル1203の両端の端子電圧を検出す
ることにより測定することができる。
Here, L is the inductance of the coil. Therefore, the angular jerk γ (t) acting on the entire sensor is given by Expression 39, and can be measured by detecting the terminal voltage across the coil 1203.

【0189】[0189]

【数39】 [Formula 39]

【0190】本実施例においては、回転振子にコイルが
具備され、ケ−シングに磁石が具備されている例につい
て言及しているが、回転振子に磁石が具備され、ケ−シ
ングにコイルが具備され、あるいは、磁石が永久磁石で
あっても電磁石であっても、変わらず角加々速度を検出
できる。
In the present embodiment, the example in which the rotary pendulum is equipped with the coil and the casing is equipped with the magnet, the rotary pendulum is equipped with the magnet and the casing is equipped with the coil. Alternatively, the angular jerk can be detected regardless of whether the magnet is a permanent magnet or an electromagnet.

【0191】尚、角加々速度情報は、加々速度情報と同
様に、一般の角速度センサに2階のアナログ微分手段
(フィルタ)を付加する、あるいは、A/Dコンバ−タ
を介してディジタル信号に変換し、ディジタル演算処理
によっても得ることができる。また、角加速度センサに
1階のアナログ微分手段(フィルタ)を付加する、ある
いは、A/Dコンバ−タを介してディジタル信号に変換
し、ディジタル演算処理によっても得ることができる。
As with the jerk information, the angular jerk information is obtained by adding a second-order analog differentiating means (filter) to a general angular velocity sensor, or digitally via an A / D converter. It can also be obtained by converting into a signal and performing digital arithmetic processing. It can also be obtained by adding a first-order analog differentiating means (filter) to the angular acceleration sensor or converting it into a digital signal via an A / D converter and performing digital arithmetic processing.

【0192】従って、ハ−ド構成とコントロ−ラの演算
速度、さらには必要とされる検出精度に応じていずれか
の方法を用いればよい。また、本発明の他の実施例の中
で示した加々速度情報を用いた各種制御に加え、角加々
速度情報を用いることにより、さらに高精度の運動制
御、運動制御装置が実現されたり、高性能な評価試験装
置が実現される。
Therefore, one of the methods may be used depending on the hardware configuration, the operation speed of the controller, and the required detection accuracy. Further, in addition to various controls using jerk information shown in other embodiments of the present invention, by using angular jerk information, more highly accurate motion control and motion control device can be realized. A high-performance evaluation test device is realized.

【0193】以上、本発明の各実施例について、加々速
度の検出方法、加々速度を用いた一般的な運動モデルに
対する運動制御の優位性、加々速度情報を用いた車両、
エレベ−タ、鉄道車両、磁気浮上車両、地震シミュレ−
タ、ステ−ジ、ビル制振システム、ロボットア−ム、航
空機の運動制御及び運動評価装置、そして、角加々速度
センサについて述べてきた。上述したように、従来用い
られていなかった物体の運動を記述する新たなる物理量
である加々速度あるいは角加々速度が検出可能となり、
従来の運動制御で用いていた各種情報に加え、加々速
度、角加々速度を運動制御に用いることにより従来の運
動制御に対し、さらに高精度の運動制御が実現される。
また、従来の運動評価で用いていた各種情報に加え、加
々速度、角加々速度を運動評価に用いることにより、従
来の運動評価試験装置に対し、さらに、高性能な運動評
価試験装置が実現される。
As described above, in each of the embodiments of the present invention, the jerk detection method, the superiority of the movement control to the general movement model using the jerk, the vehicle using the jerk information,
Elevators, railway vehicles, magnetic levitation vehicles, earthquake simulators
We have described a robot, a stage, a building damping system, a robot arm, an aircraft motion control and motion evaluation device, and an angular jerk sensor. As described above, it becomes possible to detect jerk or angular jerk, which is a new physical quantity that describes the movement of an object that has not been used conventionally.
By using jerk and angular jerk in the motion control in addition to various information used in the conventional motion control, the motion control can be realized with higher precision than the conventional motion control.
In addition to the various information used in conventional motion evaluation, by using jerk and angular jerk for motion evaluation, a high-performance motion evaluation test device can be provided compared to conventional motion evaluation test devices. Will be realized.

【0194】[0194]

【発明の効果】加々速度情報を用いて自動車の運動制御
を行った場合、車両に働く力の瞬時的な変化を検出でき
るため、車両の限界域での挙動変化を瞬時に検出でき
る。また同時に、操作情報と照らし合わせることによ
り、不意の外乱による挙動変化に対しても瞬時に補正制
御を行うことができ、過大な挙動変化の発生を防止でき
る効果がある。また加加速度検出手段では、可動部材
(第2の部材)に固定されたコイル両端の電圧を検出す
ることにより、可動部材に加わる加速度の微分値(加々
速度)に比例した物理量を高精度に検出することができ
る。
When motion control of an automobile is performed using jerk information, an instantaneous change in the force acting on the vehicle can be detected, so that a behavior change in the limit region of the vehicle can be detected instantaneously. At the same time, by comparing with the operation information, it is possible to instantaneously perform the correction control even for the behavior change due to an unexpected disturbance, and it is possible to prevent the occurrence of the excessive behavior change. In addition, the jerk detecting means detects the voltage across the coil fixed to the movable member (second member), thereby highly accurately determining the physical quantity proportional to the differential value (jerk velocity) of the acceleration applied to the movable member. Can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】加々速度情報を用いた運動制御システムの全体
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a motion control system using jerk information.

【図2】加々速度センサの全体構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a jerk sensor.

【図3】加速度が作用したときの振子の釣り合いを示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing balance of a pendulum when acceleration is applied.

【図4】コイルの回路方程式の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a circuit equation of a coil.

【図5】内部抵抗Rを有する場合のコイルの回路方程式
の説明図である。
5 is an explanatory diagram of a circuit equation of a coil having an internal resistance R. FIG.

【図6】信号処理部分の回路構成図である。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a signal processing portion.

【図7】他の加々速度センサの全体構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration of another jerk sensor.

【図8】アナログ微分回路を用いた加々速度検出方法を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a jerk detection method using an analog differentiating circuit.

【図9】デジタル微分回路を用いた加々速度検出方法を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a jerk detection method using a digital differentiating circuit.

【図10】で検出された加速度・加々速度と、加速度の
微分回路出力を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing the acceleration / jerk detected by and the output of a differential circuit of the acceleration.

【図11】加々速度センサにより加々速度情報を得る構
成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration for obtaining jerk information by a jerk sensor.

【図12】加速度センサと微分手段により加々速度情報
を得る構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration for obtaining jerk information by an acceleration sensor and differentiating means.

【図13】加々速度情報を用いた運動制御システムの運
動モデルを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a motion model of a motion control system using jerk information.

【図14】加々速度情報を用いた運動制御システムのブ
ロック線図を示す図(位置制御の場合)である。
FIG. 14 is a diagram (for position control) showing a block diagram of a motion control system using jerk information.

【図15】加々速度情報を用いた運動制御システムのブ
ロック線図を示す図(速度制御の場合)である。
FIG. 15 is a diagram (in the case of speed control) showing a block diagram of a motion control system using jerk information.

【図16】加々速度情報を用いた運動制御システムのブ
ロック線図を示す図(加速度制御の場合)である。
FIG. 16 is a diagram (in the case of acceleration control) showing a block diagram of a motion control system using jerk information.

【図17】車両の運動制御系の全体構成を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing an overall configuration of a vehicle motion control system.

【図18】加々速度情報の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of jerk information.

【図19】横滑り検出の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of sideslip detection.

【図20】横加々速度情報を用いた横滑り抑制の説明図
である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of skid suppression using lateral jerk information.

【図21】ヨ−レイト情報と加速度・加々速度受法を用
いた車両の自転運動抑制方法の比較を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a comparison between vehicle rotation motion suppression methods using the yaw rate information and the acceleration / jerk acceleration method.

【図22】ヨ−レイト情報と加速度・加々速度受法を用
いた車両の公転運動の比較を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a comparison between the revolution information of the vehicle using the yaw rate information and the acceleration / jerk receiving method.

【図23】発進あるいは加速時の車輪空転を検出する方
法を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a method for detecting wheel slippage when starting or accelerating.

【図24】制動時の車輪ロックを検出する方法を示す図
である。
FIG. 24 is a diagram showing a method for detecting a wheel lock during braking.

【図25】6自由度の加々速度情報検出手段の取付状態
を示す斜視図である。
FIG. 25 is a perspective view showing a mounting state of jerk information detecting means having 6 degrees of freedom.

【図26】車両の乗り心地を制御する場合の全体構成図
である。
FIG. 26 is an overall configuration diagram for controlling the riding comfort of the vehicle.

【図27】エンジン振動による車体振動を低減する場合
の構成を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing a configuration for reducing vehicle body vibration due to engine vibration.

【図28】エンジン失火検出の全体構成を示す図であ
る。
FIG. 28 is a diagram showing an overall configuration of engine misfire detection.

【図29】正常燃焼時のエンジン振動を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing engine vibration during normal combustion.

【図30】失火発生時のエンジン振動を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing engine vibration when a misfire occurs.

【図31】エレベ−タ乗り心地制御を行う場合の概念を
示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing the concept of controlling the ride comfort of an elevator.

【図32】エレベ−タ乗り心地制御の全体構成を示す図
である。
FIG. 32 is a diagram showing an overall configuration of elevator comfort control.

【図33】加々速度情報を用いた鉄道車両の構成を示す
図である。
FIG. 33 is a diagram showing a configuration of a railway vehicle using jerk information.

【図34】ばね下加々速度情報を用いた鉄道車両の構成
を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a configuration of a railway vehicle using unsprung jerk information.

【図35】加々速度情報を用いた鉄道車両の動力制御系
構成を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a power control system of a railway vehicle using jerk information.

【図36】加々速度情報を用いた鉄道車両の動力制御系
構成を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing a configuration of a power control system of a railway vehicle using jerk information.

【図37】加々速度情報を用いた磁気浮上車両の構成を
示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing a configuration of a magnetic levitation vehicle using jerk information.

【図38】加々速度情報を用いた地震シミュレ−タの構
成を示す図である。
FIG. 38 is a diagram showing a structure of an earthquake simulator using jerk information.

【図39】加々速度情報を用いたX−Yステ−ジの構成
を示す図である。
FIG. 39 is a diagram showing the structure of an XY stage using jerk information.

【図40】加々速度情報を用いた制振装置付きビルの構
成を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing a configuration of a building with a vibration damping device using jerk information.

【図41】加々速度情報を用いたロボットア−ムの構成
を示す斜視図である。
FIG. 41 is a perspective view showing a configuration of a robot arm using jerk information.

【図42】加々速度情報を用いた航空機の構成を示す図
である。
FIG. 42 is a diagram showing a configuration of an aircraft using jerk information.

【図43】加々速度情報を用いた航空機の構成を示す図
である。
FIG. 43 is a diagram showing a configuration of an aircraft using jerk information.

【図44】角加々速度センサの構成を示す図である。FIG. 44 is a diagram showing a configuration of an angular jerk sensor.

【図45】角加速度が作用した場合の回転振子の釣り合
いを示す図である。
FIG. 45 is a diagram showing a balance of a rotary pendulum when an angular acceleration acts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50…物体、51…加々速度検出装置、52、303、
407、204、506、604…コントロ−ラ、53
…アクチュエ−タ、1…振子、2…磁石、3…コイル、
40…振子変位検出器、41…可動電極、42…固定電
極、5、1207…サ−ボアンプ、6、1208…読み
取り抵抗、13…つぎ手、521、522、523…入
力ポ−ト、524…加々速度情報用A/Dコンバ−タ、
525…加速度情報用A/Dコンバ−タ、526…加速
度/加々速度用A/Dコンバ−タ、527…デジタル微
分演算、54…仮想固定ベ−ス、55…仮想バネ要素、
56…仮想ダンパ−要素、100、300…車両、10
1…エンジン系、102…車輪、103…車輪ブレ−
キ、104、406…ステアリング、ステアリング舵角
センサ、106…アクセル、107…ブレ−キ、108
…後輪操舵用アクチュエ−タ、111…横方向加々速度
検出装置、112…前後方向加々速度検出装置、111
a、111b…前後方向、ヨ−加々速度検出装置、11
2a、112b…横方向、ロ−ル加々速度検出装置、1
11a、111b…上下方向、ピッチ加々速度検出装
置、301a、301b…可変サスペンション機構、3
02a、302b…車体加々速度検出装置、401…エ
ンジン本体、402a、402b…可変エンジンマウン
ト、403、403a…エンジン加々速度検出装置、4
04a、404b…車体側加々速度検出装置、405…
座席、503…失火検出装置、201…かご、202
x、202y…エレベ−タかご加々速度検出装置、20
3…モ−タ、205…重り、206…ロ−プ、501…
鉄道車両車体、521、522、523、524…鉄道
車両車輪、531、532、533…鉄道車両加々速度
検出装置、541、542…枕バネアクチュエ−タ、5
43、544、545、546、547、548、54
9、550…軸バネアクチュエ−タ、551、552、
553、554…軸受、555、556…台車、、53
4…台車加々速度検出装置、535、536…軸受加々
速度検出装置、521、522…動輪、523、524
…制動輪、503…モ−タ、504…ブレ−キ、505
…鉄道車両前後方向加々速度検出装置、601…磁気浮
上車両車体、621、622、623、624…磁気浮
上車両加々速度検出装置、631、632、633、6
34…超電動磁石、605…送信用アンテナ、606…
地上側コントロ−ラ、671、672…推進案内用地上
コイル、673、674…浮上用地上コイル、700…
振動台701…振動台のy軸方向の加々速度検出用加々
速度検出装置、702…振動台のx軸方向の加々速度検
出用加々速度検出装置、703…振動台コントロ−ラ、
741、742、743、744…油圧アクチュエ−
タ、705…固定フレ−ム、761、762、763、
764…積分器、800…ステ−ジ、801…ステ−ジ
y軸方向の加々速度検出用加々速度検出装置、802…
ステ−ジのx軸方向加々速度検出用加々速度検出装置、
803…振動台コントロ−ラ、841、842、84
3、844…リニアアクチュエ−タ、845…固定フレ
−ム、861、862、863、864…積分器、90
0…ビル、911、912、913、914…ビル加々
速度検出装置、902…ビル制振コントロ−ラ、903
…油圧アクチュエ−タ、904…アクティブマス、10
01…マニピュレ−タ、1011…マニピュレ−タ手
先、1021、1022、1023…手先加々速度検出
装置、1003…ア−ムコントロ−ラ、1041、10
42、1043…関節駆動用DDモ−タ、1121、1
122、1123、1124、1125…航空機機体加
々速度検出装置、1103…航空機コントロ−ラ、11
41…水平カナ−ド、1142…フラッペロン、114
3…垂直カナ−ド、1144…水平スタビライザ、11
45…垂直スタビライザ、1200…ケ−シング、12
01…回転振子、1202…コイル、1203…マグネ
ット、1204…可動電極、1205…固定電極、12
06…振り子変位角検出装置。
50 ... object, 51 ... jerk detection device, 52, 303,
407, 204, 506, 604 ... Controller, 53
... actuator, 1 ... pendulum, 2 ... magnet, 3 ... coil,
40 ... Pendulum displacement detector, 41 ... Movable electrode, 42 ... Fixed electrode, 5, 1207 ... Servo amplifier, 6, 1208 ... Read resistance, 13 ... Next hand, 521, 522, 523 ... Input port, 524 ... A / D converter for jerk information
525 ... A / D converter for acceleration information, 526 ... A / D converter for acceleration / jerk, 527 ... Digital differential operation, 54 ... Virtual fixed base, 55 ... Virtual spring element,
56 ... Virtual damper element, 100, 300 ... Vehicle, 10
1 ... Engine system, 102 ... Wheels, 103 ... Wheel blur
Reference numeral 104, 406 ... Steering, steering steering angle sensor, 106 ... Accelerator, 107 ... Break, 108
... Rear wheel steering actuator, 111 ... Lateral jerk detecting device, 112 ... Front-rear jerk detecting device, 111
a, 111b ... Front-rear direction, yaw jerk detection device, 11
2a, 112b ... Lateral, roll jerk detecting device, 1
11a, 111b ... Vertical direction, pitch jerk detection device, 301a, 301b ... Variable suspension mechanism, 3
02a, 302b ... Vehicle body acceleration detection device, 401 ... Engine body, 402a, 402b ... Variable engine mount, 403, 403a ... Engine acceleration speed detection device, 4
04a, 404b ... Vehicle-side jerk detection device, 405 ...
Seat, 503 ... Misfire detection device, 201 ... Cage, 202
x, 202y ... elevator car jerk detection device, 20
3 ... motor, 205 ... weight, 206 ... rope, 501 ...
Railway vehicle body 521, 522, 523, 524 ... Railway vehicle wheel, 531, 532, 533 ... Railway vehicle jerk detection device, 541, 542 ... Pillow spring actuator, 5
43,544,545,546,547,548,54
9, 550 ... Axial spring actuators, 551, 552,
553, 554 ... Bearings, 555, 556 ... Bogie, 53
4 ... Truck jerk detecting device 535, 536 ... Bearing jerk detecting device, 521, 522 ... Driving wheel, 523, 524
... Brake wheel, 503 ... Motor, 504 ... Brake, 505
Railroad vehicle longitudinal direction jerk detection device 601, magnetic levitation vehicle body, 621, 622, 623, 624 Magnetic levitation vehicle jerk detection device, 631, 632, 633, 6
34 ... Super-electric magnet, 605 ... Transmission antenna, 606 ...
Ground side controller, 671, 672 ... Ground coil for propulsion guidance, 673, 674 ... Ground coil for levitation, 700 ...
Shaking table 701 ... jerk detecting device for detecting jerk of vibrating table in y-axis direction, 702 ... jerk detecting device for detecting jerk of shaking table in x-axis, 703 ... vibrating table controller,
741, 742, 743, 744 ... Hydraulic actuator
705 ... Fixed frame, 761, 762, 763,
764 ... Integrator, 800 ... Stage, 801, ... Stage, jerk detecting device for detecting jerk in y-axis direction, 802 ...
Jerk detection device for detecting jerk of x-axis direction of stage,
803 ... Shaking table controller, 841, 842, 84
3, 844 ... Linear actuator, 845 ... Fixed frame, 861, 862, 863, 864 ... Integrator, 90
0 ... Building, 911, 912, 913, 914 ... Building jerk detection device, 902 ... Building damping controller, 903
… Hydraulic actuator, 904… Active mass, 10
01 ... Manipulator, 1011, ... Manipulator hand, 1021, 1022, 1023 ... Hand jerk speed detecting device, 1003 ... Arm controller, 1041, 10
42, 1043 ... DD motors for joint drive, 1121, 1
122, 1123, 1124, 1125 ... Aircraft body jerk detection device 1103 ... Aircraft controller, 11
41 ... Horizontal canard, 1142 ... Flaperon, 114
3 ... Vertical card, 1144 ... Horizontal stabilizer, 11
45 ... Vertical stabilizer, 1200 ... Casing, 12
01 ... Rotating pendulum, 1202 ... Coil, 1203 ... Magnet, 1204 ... Movable electrode, 1205 ... Fixed electrode, 12
06 ... Pendulum displacement angle detection device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B60K 41/28 B60K 41/28 B60T 8/58 B60T 8/58 E B62D 6/00 B62D 6/00 F02D 29/02 341 F02D 29/02 341 // B62D 103:00 B62D 103:00 111:00 111:00 137:00 137:00 Fターム(参考) 3D032 CC02 CC14 CC15 DA25 DA29 DA33 DA34 DA46 DA92 DA93 DD02 EA06 EB16 EB17 FF01 FF05 FF07 FF08 GG01 3D041 AA33 AB01 AC04 AC26 AC28 AD51 AE12 AE41 AE43 3D046 BB21 GG02 GG10 HH05 HH08 HH17 HH21 HH25 HH26 KK08 3G093 AA03 BA14 CB07 DB05 DB21 EB01 EB04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B60K 41/28 B60K 41/28 B60T 8/58 B60T 8/58 E B62D 6/00 B62D 6/00 F02D 29 / 02 341 F02D 29/02 341 // B62D 103: 00 B62D 103: 00 111: 00 111: 00 137: 00 137: 00 F term (reference) 3D032 CC02 CC14 CC15 DA25 DA29 DA33 DA34 DA46 DA92 DA93 DD02 EA06 EB16 EB17 FF01 FF05 FF07 FF08 GG01 3D041 AA33 AB01 AC04 AC26 AC28 AD51 AE12 AE41 AE43 3D046 BB21 GG02 GG10 HH05 HH08 HH17 HH21 HH25 HH26 KK08 3G093 AA03 BA14 CB07 DB05 DB21 EB01 EB04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】旋回運動を行うための操舵手段と、 駆動輪を駆動するエンジンの出力を変化させるアクセル
手段と、 車輪の制動力を変化させるブレーキ手段と、 前記各手段のうち少なくとも一つの手段を操作するため
のアクチュエータと、 前記アクチュエータを制御するコントローラと、 車両に生じる加加速度の向きが車両に生じる加速度の向
きと逆向きであることを検出する運動状態検出手段と、
を備え、 前記コントローラは、前記運動状態検出手段が車両に生
じる加加速度の向きが車両に生じる加速度の向きと逆向
きであることが検出された場合に、前記車両に作用する
加速度が小さくなるように前記アクチュエータを制御す
る自動車。
1. Steering means for performing a turning motion, accelerator means for changing an output of an engine for driving a driving wheel, braking means for changing a braking force of a wheel, and at least one of the above means. An actuator for operating the actuator, a controller for controlling the actuator, a motion state detecting means for detecting that the direction of jerk generated in the vehicle is opposite to the direction of acceleration generated in the vehicle,
When the motion state detecting means detects that the direction of jerk generated in the vehicle is opposite to the direction of acceleration generated in the vehicle, the controller reduces the acceleration acting on the vehicle. A vehicle for controlling the actuator.
【請求項2】請求項1に記載の自動車において、前記運
動状態検出手段は車両の前後方向の加加速度を検出する
ように設けられ、前記加加速度が車両の前後方向に作用
する加速度の向きと逆向きであることを検出した場合
に、前記コントローラは前記エンジンの出力を減少させ
るように前記アクチュエータを制御する自動車。
2. The vehicle according to claim 1, wherein the motion state detecting means is provided so as to detect a longitudinal jerk of the vehicle, and the jerk is a direction of acceleration acting in the longitudinal direction of the vehicle. The vehicle, wherein the controller controls the actuator to reduce the output of the engine when it is detected to be in the opposite direction.
【請求項3】請求項1に記載の自動車において、前記運
動状態検出手段は車両の前後方向の加加速度を検出する
ように設けられ、前記加加速度が車両の前後方向に作用
する加速度の向きと逆向きであることを検出した場合
に、前記コントローラは前記ブレーキ手段の制動力を減
少させるように前記アクチュエータを制御する自動車。
3. The vehicle according to claim 1, wherein the motion state detecting means is provided so as to detect a longitudinal jerk of the vehicle, and the jerk is a direction of acceleration acting in the longitudinal direction of the vehicle. The vehicle, wherein the controller controls the actuator so as to reduce the braking force of the braking means when the reverse direction is detected.
【請求項4】請求項1に記載の自動車において、前記運
動状態検出手段は車両の横方向の加加速度を検出するよ
うに設けられ、前記加加速度が車両の横方向に作用する
加速度の向きと逆向きであることを検出した場合に、前
記コントローラは前記アクチュエータを制御して後輪を
前輪の操舵方向に転舵する自動車。
4. The vehicle according to claim 1, wherein the motion state detecting means is provided so as to detect a lateral jerk of the vehicle, and the jerk is a direction of acceleration acting in a lateral direction of the vehicle. The vehicle controls the actuator to steer the rear wheels in the steering direction of the front wheels when detecting that the vehicle is in the opposite direction.
【請求項5】請求項1に記載の自動車において、前記運
動状態検出手段は、加加速度検出手段として、第1の部
材と、前記第1の部材に対して相対的に可動である第2
の部材と、前記第1の部材に固定され磁束を発生させる
ための磁石と、前記磁石の磁束中であって前記第2の部
材に固定された少なくとも1つのコイルと、前記第1の
部材に対する第2の部材の動きを検出し前記磁束により
前記コイルと磁石との間で前記第1の部材に対し第2の
部材の運動を妨害するように力を発生させるための電流
を流すための手段と、前記電流により前記コイル間に発
生する加速度の微分値に対応する電圧を検出する手段と
を備えた自動車。
5. The vehicle according to claim 1, wherein the motion state detecting means serves as jerk detecting means and is movable relative to the first member and the second member.
Member, a magnet fixed to the first member for generating magnetic flux, at least one coil in the magnetic flux of the magnet fixed to the second member, and for the first member Means for detecting movement of a second member and passing a current between the coil and the magnet by the magnetic flux to generate a force on the first member to impede movement of the second member. And a means for detecting a voltage corresponding to a differential value of acceleration generated between the coils by the current.
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