JP2009073281A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関するものである。 The present invention relates to a vehicle using posture control of an inverted pendulum.
従来、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配置された2つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両、球体状の単一の駆動輪により車体の姿勢を制御しながら移動する車両等の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a technique related to a vehicle using posture control of an inverted pendulum has been proposed. For example, a vehicle having two drive wheels arranged on the same axis and driving by detecting a change in the posture of the vehicle body due to the driver's movement of the center of gravity, while controlling the posture of the vehicle body with a single spherical drive wheel Techniques for moving vehicles and the like have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この場合、センサで車体のバランスや動作の状態を検出し、回転体の動作を制御して車両を停止又は移動させるようになっている。
しかしながら、前記従来の車両においては、乗員にとって快適な姿勢で、坂道を走行したり、停止状態を維持したりすることができなかった。例えば、車両を走行させて坂道を上るとき、車体を直立状態、すなわち、鉛直軸に平行な傾斜角に維持すると、乗員は、前方の視界を確保するために常に上を見上げるような姿勢を取る必要があり、乗員は車両の操縦に労力を費やす可能性がある。また、車両を停止させて坂道を上る方向に向けているときに、車体を路面に対して垂直な傾斜角に維持すると、乗員には後方への力が作用するので、乗員が不安に感じる可能性がある。 However, the conventional vehicle cannot travel on a slope or maintain a stopped state in a posture comfortable for the occupant. For example, when driving a vehicle and climbing a hill, if the vehicle body is kept upright, that is, maintained at an inclination angle parallel to the vertical axis, the occupant always takes a posture to look up to ensure forward visibility. The occupant may spend effort on maneuvering the vehicle. Also, when the vehicle is stopped and turned uphill, maintaining the vehicle body at an inclination angle perpendicular to the road surface will cause the occupant to feel anxiety because the force will act backwards. There is sex.
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決するために、車両速度と路面勾(こう)配とに応じて車体傾斜角を補正する。坂道を走行しているときには、路面に対して垂直な方向に近付けるように車体を傾けて乗員の視界確保を容易にし、坂道で停止しているときには、車体を直立状態に保ち乗員に安心感を与えることで、路面勾配に関わらず、乗り心地がよく、安定した走行状態を実現することができる実用性の高い車両を提供することを目的とする。 In order to solve the problems of the conventional vehicle, the present invention corrects the vehicle body inclination angle in accordance with the vehicle speed and the road gradient. When driving on a hill, tilt the vehicle body so that it is closer to the direction perpendicular to the road surface, making it easier for the passengers to see the field of view. It is an object of the present invention to provide a highly practical vehicle capable of realizing a stable driving state with good riding comfort regardless of the road surface gradient.
そのために、本発明の車両においては、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、前後方向に移動可能に前記車体に取り付けられた能動重量部と、前記駆動輪に付与する駆動トルク及び/又は前記能動重量部の位置を制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、路面勾配に応じて前記車体の傾斜角を制御する。 Therefore, in the vehicle of the present invention, a drive wheel attached to the vehicle body rotatably, an active weight part attached to the vehicle body movable in the front-rear direction, a drive torque applied to the drive wheel, and / or And a vehicle control device that controls the posture of the vehicle body by controlling the position of the active weight portion, and the vehicle control device controls an inclination angle of the vehicle body according to a road surface gradient.
本発明の他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車体の傾斜角を路面に垂直な方向の角度にする。 In another vehicle of the present invention, the vehicle control device further sets an inclination angle of the vehicle body to an angle perpendicular to a road surface.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度に応じて前記車体の傾斜角を制御する。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further controls an inclination angle of the vehicle body according to a vehicle speed.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車両速度に比例して前記車体の傾斜角を路面に垂直な方向の角度に近付ける。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further brings the inclination angle of the vehicle body close to an angle in a direction perpendicular to the road surface in proportion to the vehicle speed.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車体の傾斜角に応じて前記能動重量部の位置を制御する。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device controls the position of the active weight portion according to the inclination angle of the vehicle body.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車体の傾斜方向と逆方向に前記能動重量部を移動させる。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further moves the active weight portion in a direction opposite to a tilt direction of the vehicle body.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両が停止状態にあるとき、前記車体の傾斜角をゼロにする。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further sets the inclination angle of the vehicle body to zero when the vehicle is stopped.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、登坂路においては前記車体を後方に傾斜させ、降坂路においては前記車体を前方に傾斜させる。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further inclines the vehicle body rearward on an uphill road and inclines the vehicle body forward on a downhill road.
請求項1及び2の構成によれば、路面勾配に応じて車体の傾斜角が制御され、路面に対する車体の角度が適切に保持されるため、乗員にとって視界の確保が容易であり、乗り心地がよい。
According to the configurations of
請求項3の構成によれば、車両速度に応じて車体の傾斜角が制御され、走行状態に適した車体の角度に保持されるため、乗員にとって乗り心地がよい。 According to the configuration of the third aspect, since the inclination angle of the vehicle body is controlled according to the vehicle speed and is maintained at the vehicle body angle suitable for the traveling state, the ride comfort is good.
請求項6及び7の構成によれば、車体の傾斜角に対して適切に能動重量体を動かすため、車体のバランスを保ち、安定した走行状態を実現することができる。 According to the configurations of the sixth and seventh aspects, since the active weight body is appropriately moved with respect to the inclination angle of the vehicle body, the balance of the vehicle body can be maintained and a stable traveling state can be realized.
請求項8の構成によれば、坂道で停止しているときに、車体が傾かないので、乗員に不安感を与えることがない。 According to the configuration of the eighth aspect, when the vehicle is stopped on a slope, the vehicle body does not tilt, so that the occupant does not feel uneasy.
請求項5の構成によれば、車両の進行方向に乗員の視線を近付けるため、乗員の視界確保が容易になる。 According to the structure of Claim 5, since a passenger | crew's eyes | visual_axis is brought close to the advancing direction of a vehicle, a passenger | crew's visual field ensuring becomes easy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり乗員が搭乗した状態で加速前進している状態を示す図、図2は本発明の第1の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle in a first embodiment of the present invention, and shows a state in which an occupant is moving forward in an accelerated state, and FIG. 2 is a first embodiment of the present invention. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control system in FIG.
図において、10は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部11、駆動輪12、支持部13及び乗員15が搭乗する搭乗部14を有し、倒立振り子の姿勢制御を利用して車体の姿勢を制御する。そして、前記車両10は、車体を前後に傾斜させることができるようになっている。図1に示される例においては、車両10は矢印Aで示される方向に加速中であり、車体が進行方向前方に向かって傾斜した状態が示されている。
In the figure,
前記駆動輪12は、車体の一部である支持部13によって回転可能に支持され、駆動アクチュエータとしての駆動モータ52によって駆動される。なお、駆動輪12の軸は図1の図面に垂直な方向に延在し、駆動輪12はその軸を中心に回転する。また、前記駆動輪12は、単数であっても複数であってもよいが、複数である場合、同軸上に並列に配設される。本実施の形態においては、駆動輪12が2つであるものとして説明する。この場合、各駆動輪12は個別の駆動モータ52によって独立して駆動される。なお、駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、内燃機関等を使用することもできるが、ここでは、電気モータである駆動モータ52を使用するものとして説明する。
The
また、車体の一部である本体部11は、支持部13によって下方から支持され、駆動輪12の上方に位置する。そして、本体部11には、能動重量部として機能する搭乗部14が、車両10の前後方向に本体部11に対して相対的に並進可能となるように、換言すると、車体回転円の接線方向に相対的に移動可能となるように、取り付けられている。
The main body 11 that is a part of the vehicle body is supported from below by the
ここで、能動重量部は、ある程度の質量を備え、本体部11に対して並進する、すなわち、前後に移動させることによって、車両10の重心位置を能動的に補正するものである。そして、能動重量部は、必ずしも搭乗部14である必要はなく、例えば、バッテリ等の重量のある周辺機器を並進可能に本体部11に対して取り付けた装置であってもよいし、ウェイト、錘(おもり)、バランサ等の専用の重量部材を並進可能に本体部11に対して取り付けた装置であってもよい。また、搭乗部14、重量のある周辺機器、専用の重量部材等を併用するものであってもよい。
Here, the active weight portion has a certain amount of mass and translates with respect to the main body portion 11, that is, actively moves the front and rear to correct the position of the center of gravity of the
本実施の形態においては、説明の都合上、乗員15が搭乗した状態の搭乗部14が能動重量部として機能する例について説明するが、搭乗部14には必ずしも乗員15が搭乗している必要はなく、例えば、車両10がリモートコントロールによって操縦される場合には、搭乗部14に乗員15が搭乗していなくてもよいし、乗員15に代えて、貨物が積載されていてもよい。
In the present embodiment, for the sake of explanation, an example will be described in which the
前記搭乗部14は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、座面部14a、背もたれ部14b及びヘッドレスト14cを備え、図示されない移動機構を介して本体部11に取り付けられている。
The
前記移動機構は、リニアガイド装置等の低抵抗の直線移動機構、及び、能動重量部アクチュエータとしての能動重量部モータ62を備え、該能動重量部モータ62によって搭乗部14を駆動し、本体部11に対して進行方向に前後させるようになっている。なお、能動重量部アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、リニアモータ等を使用することもできるが、ここでは、回転式の電気モータである能動重量部モータ62を使用するものとして説明する。
The moving mechanism includes a low-resistance linear moving mechanism such as a linear guide device and an active
リニアガイド装置は、例えば、本体部11に取り付けられている案内レールと、搭乗部14に取り付けられ、案内レールに沿ってスライドするキャリッジと、案内レールとキャリッジとの間に介在するボール、コロ等の転動体とを備える。そして、案内レールには、その左右側面部に2本の軌道溝が長手方向に沿って直線状に形成されている。また、キャリッジの断面はコ字状に形成され、その対向する2つの側面部内側には、2本の軌道溝が、案内レールの軌道溝と各々対向するように形成されている。転動体は、軌道溝の間に組み込まれており、案内レールとキャリッジとの相対的直線運動に伴って軌道溝内を転動するようになっている。なお、キャリッジには、軌道溝の両端をつなぐ戻し通路が形成されており、転動体は軌道溝及び戻し通路を循環するようになっている。
The linear guide device includes, for example, a guide rail attached to the main body 11, a carriage attached to the
また、リニアガイド装置は、該リニアガイド装置の動きを締結するブレーキ又はクラッチを備える。車両10が停車しているときのように搭乗部14の動作が不要であるときには、ブレーキによって案内レールにキャリッジを固定することで、本体部11と搭乗部14との相対的位置関係を保持する。そして、動作が必要であるときには、このブレーキを解除し、本体部11側の基準位置と搭乗部14側の基準位置との距離が所定値となるように制御される。
The linear guide device includes a brake or a clutch that fastens the movement of the linear guide device. When the operation of the
前記搭乗部14の脇(わき)には、目標走行状態取得装置としてのジョイスティック31を備える入力装置30が配設されている。乗員15は、操縦装置であるジョイスティック31を操作することによって、車両10を操縦する、すなわち、車両10の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。なお、乗員15が操作して走行指令を入力することができる装置であれば、ジョイスティック31に代えて他の装置、例えば、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を目標走行状態取得装置として使用することもできる。
An
なお、車両10がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック31に代えて、コントローラからの走行指令を有線又は無線で受信する受信装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。また、車両10があらかじめ決められた走行指令データに従って自動走行する場合には、前記ジョイスティック31に代えて、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体に記憶された走行指令データを読み取るデータ読取り装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。
In addition, when the
また、車両10は、車両制御装置としての制御ECU(Electronic Control Unit)20を有し、該制御ECU20は、主制御ECU21、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23を備える。前記制御ECU20並びに主制御ECU21、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23は、CPU、MPU等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、車両10の各部の動作を制御するコンピュータシステムであり、例えば、本体部11に配設されるが、支持部13や搭乗部14に配設されていてもよい。また、前記主制御ECU21、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23は、それぞれ、別個に構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。
In addition, the
そして、主制御ECU21は、駆動輪制御ECU22、駆動輪センサ51及び駆動モータ52とともに、駆動輪12の動作を制御する駆動輪制御システム50の一部として機能する。前記駆動輪センサ51は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、駆動輪回転状態計測装置として機能し、駆動輪12の回転状態を示す駆動輪回転角及び/又は回転角速度を検出し、主制御ECU21に送信する。また、該主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信し、該駆動輪制御ECU22は、受信した駆動トルク指令値に相当する入力電圧を駆動モータ52に供給する。そして、該駆動モータ52は、入力電圧に従って駆動輪12に駆動トルクを付与し、これにより、駆動アクチュエータとして機能する。
The
また、主制御ECU21は、能動重量部制御ECU23、能動重量部センサ61及び能動重量部モータ62とともに、能動重量部である搭乗部14の動作を制御する能動重量部制御システム60の一部として機能する。前記能動重量部センサ61は、エンコーダ等から成り、能動重量部移動状態計測装置として機能し、搭乗部14の移動状態を示す能動重量部位置及び/又は移動速度を検出し、主制御ECU21に送信する。また、該主制御ECU21は、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ECU23に送信し、該能動重量部制御ECU23は、受信した能動重量部推力指令値に相当する入力電圧を能動重量部モータ62に供給する。そして、該能動重量部モータ62は、入力電圧に従って搭乗部14を並進移動させる推力を搭乗部14に付与し、これにより、能動重量部アクチュエータとして機能する。
The
さらに、主制御ECU21は、駆動輪制御ECU22、能動重量部制御ECU23、車体傾斜センサ41、駆動モータ52及び能動重量部モータ62とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム40の一部として機能する。前記車体傾斜センサ41は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び/又は傾斜角速度を検出し、主制御ECU21に送信する。そして、該主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ECU23に送信する。
Further, the
なお、主制御ECU21には、入力装置30のジョイスティック31から走行指令が入力される。そして、該主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ECU23に送信する。
The
また、前記制御ECU20は、車両10の走行状態及び車体姿勢の時間変化に基づいて路面勾配を推定する路面勾配推定手段として機能する。また、目標走行状態及び路面勾配に応じて目標とする車体姿勢、すなわち、車体傾斜状態及び/又は能動重量部移動状態を決定する目標車体姿勢決定手段として機能する。さらに、各センサによって取得した車両10の走行状態及び車体姿勢、並びに、目標走行状態、目標車体姿勢及び路面勾配に応じて各アクチュエータの出力を決定するアクチュエータ出力決定手段として機能する。さらに、車両10の前後方向の路面勾配を取得する路面勾配取得手段として機能する。さらに、路面勾配に応じて付加する駆動トルクを決定する登坂トルク決定手段として機能する。さらに、登坂トルクに応じて、車体の重心補正量を決定する重心補正量決定手段として機能する。
The control ECU 20 functions as a road surface gradient estimating unit that estimates a road surface gradient based on a change in the travel state of the
なお、各センサは、複数の状態量を取得するものであってもよい。例えば、車体傾斜センサ41として加速度センサとジャイロセンサとを併用し、両者の計測値から車体傾斜角と傾斜角速度とを決定するようにしてもよい。 Each sensor may acquire a plurality of state quantities. For example, an acceleration sensor and a gyro sensor may be used in combination as the vehicle body tilt sensor 41, and the vehicle body tilt angle and the tilt angular velocity may be determined from both measured values.
次に、前記構成の車両10の動作について説明する。まず、走行及び姿勢制御処理の概要について説明する。
Next, the operation of the
図3は本発明の第1の実施の形態における坂道上での車両の動作を示す概略図、図4は本発明の第1の実施の形態における車両の走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。なお、図3(a)は比較のための従来技術による動作例を示し、図3(b)は本実施の形態による動作を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the operation of the vehicle on the slope in the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle running and attitude control processing in the first embodiment of the present invention. It is. FIG. 3A shows an example of operation according to the prior art for comparison, and FIG. 3B shows the operation according to the present embodiment.
本実施の形態においては、搭乗部14が能動重量部として機能し、図3(b)に示されるように、並進させる、すなわち、前後に移動させることによって、車両10の重心位置を能動的に補正するようになっている。これにより、坂道で車両10を停止させるために、すなわち、該車両10が下り方向に移動しないように、駆動輪12に駆動トルクを付与し、その反作用である反トルクが車体に作用しても、車体が下り方向に傾いてしまうことがない。また、坂道を走行する場合にも、車体が下り方向に傾いてしまうことがなく、安定して走行することができる。
In the present embodiment, the
これに対し、仮に、「背景技術」の項で説明した従来の車両のように、路面勾配に応じた重心位置補正を行わない場合、図3(a)に示されるように、坂道で車両10を停止させておくために駆動輪12に付与した駆動トルクの反作用、すなわち、反トルクが車体に作用するので、車体が下り方向に傾いてしまう。そして、坂道を走行する場合にも、安定した車体姿勢及び走行の制御を行うことができない。
On the other hand, if the center of gravity position correction according to the road surface gradient is not performed as in the conventional vehicle described in the section “Background Art”, the
そこで、本実施の形態においては、走行及び姿勢制御処理を実行することによって、路面勾配に関わらず、車両10は安定して停止及び走行することができるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the
走行及び姿勢制御処理において、制御ECU20は、まず、状態量の取得処理を実行し(ステップS1)、各センサ、すなわち、駆動輪センサ51、車体傾斜センサ41及び能動重量部センサ61によって、駆動輪12の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部14の移動状態を取得する。
In the running and posture control process, the control ECU 20 first executes a state quantity acquisition process (step S1), and the driving wheel is driven by each sensor, that is, the driving wheel sensor 51, the vehicle body tilt sensor 41, and the active weight sensor 61. 12 rotation states, vehicle body inclination states, and riding
次に、制御ECU20は、路面勾配の取得処理を実行し(ステップS2)、状態量の取得処理で取得した状態量、すなわち、駆動輪12の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部14の移動状態と、各アクチュエータの出力値、すなわち、駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力値とに基づき、オブザーバによって路面勾配を推定する。ここで、前記オブザーバは、力学的なモデルに基づいて、制御系の内部状態を観測する方法であり、ワイヤードロジック又はソフトロジックで構成される。
Next, the control ECU 20 executes a road surface gradient acquisition process (step S2), and the state quantity acquired in the state quantity acquisition process, that is, the rotation state of the
次に、制御ECU20は、目標走行状態の決定処理を実行し(ステップS3)、ジョイスティック31の操作量に基づいて、車両10の加速度の目標値、及び、駆動輪12の回転角速度の目標値を決定する。
Next, the control ECU 20 executes a target travel state determination process (step S3), and based on the operation amount of the
次に、制御ECU20は、目標車体姿勢の決定処理を実行し(ステップS4)、路面勾配の取得処理によって取得された路面勾配と、目標走行状態の決定処理によって決定された車両10の加速度の目標値とに基づいて、車体姿勢の目標値、すなわち、車体傾斜角及び能動重量部位置の目標値を決定する。
Next, the control ECU 20 executes target body posture determination processing (step S4), and the road surface gradient acquired by the road surface gradient acquisition processing and the acceleration target of the
最後に、制御ECU20は、アクチュエータ出力の決定処理を実行し(ステップS5)、状態量の取得処理によって取得された各状態量、路面勾配の取得処理によって取得された路面勾配、目標走行状態の決定処理によって決定された目標走行状態、及び、目標車体姿勢の決定処理によって決定された目標車体姿勢に基づいて、各アクチュエータの出力、すなわち、駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力を決定する。
Finally, the control ECU 20 executes an actuator output determination process (step S5), and determines each state quantity acquired by the state quantity acquisition process, the road surface gradient acquired by the road surface gradient acquisition process, and the target travel state. Based on the target travel state determined by the processing and the target vehicle body posture determined by the target vehicle body posture determination process, the outputs of the actuators, that is, the outputs of the
次に、走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。まず、状態量の取得処理について説明する。 Next, details of the traveling and attitude control processing will be described. First, the state quantity acquisition process will be described.
図5は本発明の第1の実施の形態における車両の力学モデル及びそのパラメータを示す図、図6は本発明の第1の実施の形態における状態量の取得処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a diagram showing a vehicle dynamic model and its parameters according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing an operation of state quantity acquisition processing according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、状態量やパラメータを次のような記号によって表す。なお、図5には状態量やパラメータの一部が示されている。
θW :駆動輪回転角〔rad〕
θ1 :車体傾斜角(鉛直軸基準)〔rad〕
λS :能動重量部位置(車体中心点基準)〔m〕
τW :駆動トルク(2つの駆動輪の合計)〔Nm〕
SS :能動重量部推力〔N〕
g:重力加速度〔m/s2 〕
η:路面勾配〔rad〕
mW :駆動輪質量(2つの駆動輪の合計)〔kg〕
RW :駆動輪接地半径〔m〕
IW :駆動輪慣性モーメント(2つの駆動輪の合計)〔kgm2 〕
DW :駆動輪回転に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
m1 :車体質量(能動重量部を含む)〔kg〕
l1 :車体重心距離(車軸から)〔m〕
I1 :車体慣性モーメント(重心周り)〔kgm2 〕
D1 :車体傾斜に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
mS :能動重量部質量〔kg〕
lS :能動重量部重心距離(車軸から)〔m〕
IS :能動重量部慣性モーメント(重心周り)〔kgm2 〕
DS :能動重量部並進に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
In the present embodiment, state quantities and parameters are represented by the following symbols. FIG. 5 shows some of the state quantities and parameters.
θ W : Drive wheel rotation angle [rad]
θ 1 : Body tilt angle (vertical axis reference) [rad]
λ S : Active weight part position (vehicle center point reference) [m]
τ W : Driving torque (total of two driving wheels) [Nm]
S S : Active weight part thrust [N]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
η: Road surface slope [rad]
m W : Drive wheel mass (total of two drive wheels) [kg]
R W : Driving wheel contact radius [m]
I W : Moment of inertia of driving wheel (total of two driving wheels) [kgm 2 ]
D W : viscosity damping coefficient [Nms / rad] for driving wheel rotation
m 1 : Body mass (including active weight) [kg]
l 1 : Body center-of-gravity distance (from axle) [m]
I 1 : Body inertia moment (around the center of gravity) [kgm 2 ]
D 1 : Viscous damping coefficient for vehicle body tilt [Nms / rad]
m S : Active weight part mass [kg]
l S : Active weight part center of gravity distance (from axle) [m]
I S : Active weight part inertia moment (around the center of gravity) [kgm 2 ]
D S : Viscous damping coefficient [Nms / rad] for active weight translation
このように、本実施の形態においては、駆動モータ52が出力する駆動トルクと、状態量としての駆動輪回転角加速度、車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度とに基づいて路面勾配を推定する。この場合、駆動輪12の回転状態を示す駆動輪回転角加速度だけでなく、車体の姿勢変化を示す車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度をも考慮している。すなわち、倒立振り子の姿勢制御を利用した、いわゆる倒立型車両に特有の要素である車体の姿勢変化を考慮している。
As described above, in the present embodiment, the road surface gradient is estimated based on the driving torque output from the driving
従来においては、駆動トルクと駆動輪回転角加速度とに基づいて路面勾配を推定するため、特に車体の姿勢が変化しているとき、路面勾配の推定値に大きな誤差が生じることがあった。しかし、本実施の形態においては、車体の姿勢変化を示す車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度をも考慮して路面勾配を推定するので、大きな誤差が生じることがなく、極めて高い精度で路面勾配を推定することができる。 Conventionally, since the road surface gradient is estimated based on the driving torque and the driving wheel rotation angular acceleration, a large error may occur in the estimated value of the road surface gradient particularly when the posture of the vehicle body is changing. However, in the present embodiment, the road surface gradient is estimated in consideration of the vehicle body inclination angle acceleration indicating the posture change of the vehicle body and the active weight portion movement acceleration, so that no large error occurs and the road surface is extremely accurate. The gradient can be estimated.
一般的に、倒立型車両では、駆動輪と相対的に車体の重心が前後に移動するので、駆動輪が停止していても、車両の重心が前後に移動することがある。したがって、重心の加速度と駆動力、あるいは、駆動トルクとから路面勾配を高い精度で推定するためには、このような影響を考慮する必要がある。一般的な倒立型車両においては、車両全体に対する車体の重量比率が高いので、特に車両停止時には、このような影響が大きくなる。 Generally, in an inverted type vehicle, the center of gravity of the vehicle body moves back and forth relative to the drive wheels, so that the center of gravity of the vehicle may move back and forth even when the drive wheels are stopped. Therefore, in order to estimate the road gradient with high accuracy from the acceleration of the center of gravity and the driving force or the driving torque, it is necessary to consider such influence. In a general inverted type vehicle, since the weight ratio of the vehicle body to the entire vehicle is high, such an influence becomes large particularly when the vehicle is stopped.
なお、路面勾配の値にローパスフィルタをかけることによって、推定値の高周波成分を除去することもできる。この場合、推定に時間遅れが生じるが、高周波成分に起因する振動を抑制することができる。 Note that the high-frequency component of the estimated value can be removed by applying a low-pass filter to the road surface gradient value. In this case, a time delay occurs in the estimation, but the vibration caused by the high frequency component can be suppressed.
本実施の形態においては、駆動力、慣性力及び路面勾配による重力成分を考慮しているが、駆動輪12の転がり抵抗や回転軸の摩擦による粘性抵抗、あるいは、車両10に作用する空気抵抗などを副次的な影響として考慮してもよい。
In the present embodiment, the gravitational component due to the driving force, inertial force, and road surface gradient is taken into consideration, but the rolling resistance of the
また、本実施の形態においては、駆動輪12の回転運動に関する線形モデルを使用しているが、より正確な非線形モデルを使用してもよいし、車体傾斜運動や能動重量部並進運動についてのモデルを使用してもよい。なお、非線形モデルについては、マップの形式で関数を適用することもできる。
In the present embodiment, a linear model related to the rotational motion of the
さらに、計算の簡略化のために、車体姿勢の変化を考慮しなくてもよい。 Further, in order to simplify the calculation, it is not necessary to consider the change in the body posture.
次に、目標走行状態の決定処理について説明する。 Next, the target travel state determination process will be described.
図8は本発明の第1の実施の形態における目標走行状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the target travel state determination process in the first embodiment of the present invention.
目標走行状態の決定処理において、主制御ECU21は、まず、操縦操作量を取得する(ステップS3−1)。この場合、乗員15が、車両10の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック31の操作量を取得する。
In the determination process of the target travel state, the
続いて、主制御ECU21は、取得したジョイスティック31の操作量に基づいて、車両加速度の目標値を決定する(ステップS3−2)。例えば、ジョイスティック31の前後方向への操作量に比例した値を車両加速度の目標値とする。
Subsequently, the
続いて、主制御ECU21は、決定した車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する(ステップS3−3)。例えば、車両加速度の目標値を時間積分し、駆動輪接地半径RW で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。
Subsequently, the
次に、目標車体姿勢の決定処理について説明する。 Next, the target vehicle body posture determination process will be described.
図9は本発明の第1の実施の形態における能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値の変化を示すグラフ、図10は本発明の第1の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a graph showing changes in the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle in the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the target vehicle body posture in the first embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the operation | movement of a determination process.
目標車体姿勢の決定処理において、主制御ECU21は、まず、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する(ステップS4−1)。この場合、目標走行状態の決定処理によって決定された車両加速度の目標値と、路面勾配の取得処理によって取得された路面勾配ηとに基づき、次の式(2)及び(3)により、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する。
In the target body posture determination process, the
続いて、主制御ECU21は、残りの目標値を算出する(ステップS4−2)。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することにより、駆動輪回転角、車体傾斜角速度及び能動重量部移動速度の目標値を算出する。
Subsequently, the
このように、本実施の形態においては、車両加速度に伴って車体に作用する慣性力及び駆動モータ反トルクだけでなく、路面勾配ηに応じた登坂トルクに伴って車体に作用する反トルクも考慮して、車体姿勢の目標値、すなわち、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する。 As described above, in the present embodiment, not only the inertial force and drive motor reaction torque acting on the vehicle body in accordance with the vehicle acceleration, but also the reaction torque acting on the vehicle body in accordance with the climbing torque according to the road surface gradient η is considered. Thus, the target value of the vehicle body posture, that is, the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle are determined.
このとき、車体に作用して車体を傾斜させようとするトルク、すなわち、車体傾斜トルクを重力の作用によって打ち消すように、車体の重心を移動させる。例えば、車両10が加速するとき及び坂を上るときには、搭乗部14を前方へ移動させ、あるいは、さらに車体を前方へ傾ける。また、車両10が減速するとき及び坂を下るときには、搭乗部14を後方へ移動させ、あるいは、さらに車体を後方へ傾ける。
At this time, the center of gravity of the vehicle body is moved so that the torque that acts on the vehicle body to tilt the vehicle body, that is, the vehicle body tilt torque is canceled out by the action of gravity. For example, when the
本実施の形態においては、図9に示されるように、まず、車体を傾斜させずに搭乗部14を移動させ、該搭乗部14が能動重量部移動限界に達すると、車体の傾斜を開始させる。そのため、細かい加減速に対しては車体が前後に傾かないので、乗員15にとっての乗り心地が向上する。また、格別な急勾配でなければ、坂道の上でも車体が直立状態を維持するので、乗員15にとっての視界の確保が容易となる。さらに、格別な急勾配でなければ、坂道の上でも車体が大きく傾斜することがないので、車体の一部が路面に当接することが防止される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, first, the
なお、本実施の形態においては、能動重量部移動限界が前方と後方とで等しい場合を想定しているが、前方と後方とで異なる場合には、各々の限界に応じて、車体の傾斜の有無を切り替えるようにしてもよい。例えば、加速性能よりも制動性能を高く設定する場合、後方の能動重量部移動限界を前方よりも遠くに設定する必要がある。 In the present embodiment, it is assumed that the active weight part movement limit is equal between the front and the rear, but when the front and rear are different, the inclination of the vehicle body is changed according to each limit. The presence or absence may be switched. For example, when the braking performance is set higher than the acceleration performance, it is necessary to set the rear active weight portion movement limit farther than the front.
また、本実施の形態においては、加速度が低いときや勾配が緩やかなときには、搭乗部14の移動だけで対応させているが、その車体傾斜トルクの一部又は全部を車体の傾斜で対応させてもよい。車体を傾斜させることにより、乗員15に作用する前後方向の力を軽減することができる。
In this embodiment, when the acceleration is low or the gradient is gentle, only the movement of the
さらに、本実施の形態においては、線形化した力学モデルに基づいた式を使用しているが、より正確な非線形モデルや粘性抵抗を考慮したモデルに基づいた式を使用してもよい。なお、式が非線形になる場合には、マップの形式で関数を適用することもできる。 Further, in the present embodiment, an expression based on a linearized dynamic model is used, but an expression based on a more accurate nonlinear model or a model considering viscous resistance may be used. Note that if the equation is nonlinear, the function can be applied in the form of a map.
次に、アクチュエータ出力の決定処理について説明する。 Next, the actuator output determination process will be described.
図11は本発明の第1の実施の形態におけるアクチュエータ出力の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the first embodiment of the present invention.
アクチュエータ出力の決定処理において、主制御ECU21は、まず、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する(ステップS5−1)。この場合、各目標値と路面勾配ηとから、後述の式(4)により駆動モータ52のフィードフォワード出力を決定し、また、同じく後述の式(5)により能動重量部モータ62のフィードフォワード出力を決定する。
In the actuator output determination process, the
このように、路面勾配ηに応じた登坂トルクを自動的に付加することにより、つまり、路面勾配ηに応じて駆動トルクを補正することにより、坂道であっても、平地と同様の操縦感覚を提供することができる。すなわち、坂道で停止した後、乗員15がジョイスティック31から手を放しても、車両10は動くことがない。また、坂道の上であっても、ジョイスティック31の一定の操縦操作に対して、平地と同様の加減速を行うことができる。
In this way, by automatically adding a climbing torque according to the road surface gradient η, that is, by correcting the driving torque according to the road surface gradient η, the same steering sensation as on a flat ground can be obtained. Can be provided. That is, even if the occupant 15 releases his / her hand from the
このように、本実施の形態においては、理論的にフィードフォワード出力を与えることによって、より高精度な制御を実現する。 Thus, in the present embodiment, more accurate control is realized by theoretically giving a feedforward output.
なお、必要に応じて、フィードフォワード出力を省略することもできる。この場合、フィードバック制御により、定常偏差を伴いつつ、フィードフォワード出力に近い値が間接的に与えられる。また、前記定常偏差は、積分ゲインを適用することによって低減させることができる。 Note that the feed-forward output can be omitted as necessary. In this case, the feedback control indirectly gives a value close to the feedforward output with a steady deviation. Further, the steady deviation can be reduced by applying an integral gain.
続いて、主制御ECU21は、各アクチュエータのフィードバック出力を決定する(ステップS5−2)。この場合、各目標値と実際の状態量との偏差から、後述の式(6)により駆動モータ52のフィードバック出力を決定し、また、同じく後述の式(7)により能動重量部モータ62のフィードバック出力を決定する。
Subsequently, the
なお、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入することもできる。また、より簡単な制御として、KW2、KW3及びKS5を除くフィードバックゲインのいくつかをゼロとしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。 Note that nonlinear feedback control such as sliding mode control can also be introduced. As simpler control, some of the feedback gains excluding K W2 , K W3, and K S5 may be set to zero. Further, an integral gain may be introduced in order to eliminate the steady deviation.
最後に、主制御ECU21は、各要素制御システムに指令値を与える(ステップS5−3)。この場合、主制御ECU21は、前述のように決定したフィードフォワード出力とフィードバック出力との和を駆動トルク指令値及び能動重量部推力指令値として、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23に送信する。
Finally, the
このように、本実施の形態においては、路面勾配ηをオブザーバによって推定し、登坂トルクを与えるとともに、搭乗部14を上り側に移動させる。そのため、坂道で車体を直立に保持することができ、急勾配にも対応することができる。また、路面勾配ηを計測する装置が不要となり、構造を簡素化してコストを低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the road surface gradient η is estimated by the observer, the climbing torque is applied, and the
さらに、車体の姿勢を示す車体傾斜角θ1 及び能動重量部位置λS をも考慮して路面勾配ηを推定するので、大きな誤差が生じることなく、極めて高い精度で路面勾配ηを推定することができる。 Further, since the road surface gradient η is estimated in consideration of the vehicle body inclination angle θ 1 indicating the vehicle body posture and the active weight portion position λ S , the road surface gradient η can be estimated with extremely high accuracy without causing a large error. Can do.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.
図12は本発明の第2の実施の形態における車体傾斜角修正率の変化を示すグラフ、図13は本発明の第2の実施の形態における能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値の変化を示すグラフ、図14は本発明の第2の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a graph showing a change in the vehicle body inclination angle correction rate in the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a target value of the active weight portion position and the vehicle body inclination angle target in the second embodiment of the present invention. FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the target vehicle body posture determination process in the second embodiment of the present invention.
前記第1の実施の形態においては、車体傾斜トルクを重力の作用が打ち消すように車体の重心を移動させるために、急な加減速時を除いて、車体を傾斜させずに搭乗部14を移動させる。坂道上でも同様であり、車体を直立に、すなわち、重力の作用する方向である鉛直方向に対して平行に保持することができる。しかし、坂道を走行しているときに車体が直立状態にあると、乗員15が前方の視界を確保するのに苦労する可能性がある。例えば、上り坂を走行しているとき、乗員15は、常に上方を見ながら走行する必要がある。
In the first embodiment, in order to move the center of gravity of the vehicle body so that the effect of gravity on the vehicle body tilt torque is canceled, the
したがって、車両走行中は、車体が路面に対して垂直になるように傾斜した方が乗員は快適である。 Therefore, when the vehicle is traveling, it is more comfortable for the occupant to incline so that the vehicle body is perpendicular to the road surface.
一方、坂道で停止しているときは、車体が路面に対して垂直になるように傾斜した状態にあると、乗員15が車体姿勢の安定性に不安を感じる可能性がある。例えば、車両10が上り側を向いて停止しているとき、乗員15には常に後方への力が作用する。
On the other hand, when the vehicle is stopped on a slope, if the vehicle body is inclined so as to be perpendicular to the road surface, the occupant 15 may feel uneasy about the stability of the vehicle body posture. For example, when the
そこで、本実施の形態においては、車両10の速度と路面勾配ηとに応じて車体傾斜角θ1 を修正する。具体的には、車両10の速度の増加とともに車体が路面に対して垂直になるように、車体を傾ける。また、車両10が停止状態にあるときは車体を傾けない。さらに、車体傾斜角の修正量に合わせて、搭乗部14を逆方向に移動させるように修正し、車体姿勢のバランスを保つ。
Therefore, in the present embodiment, the vehicle body inclination angle θ 1 is corrected according to the speed of the
これにより、坂道を走行しているときには、搭乗部14が車両の進行方向に傾くので乗員15の視界確保が容易になる。また、坂道で停止しているときには、搭乗部14が傾かないので、乗員15に不安感を与えることがない。したがって、乗員15にとって乗り心地のよい車両10を提供することができる。
Thereby, when traveling on a slope, the
なお、本実施の形態における車両10の構成については、前記第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
Note that the configuration of the
次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。なお、状態量の取得処理、路面勾配の取得処理、目標走行状態の決定処理及びアクチュエータ出力の決定処理については、前記第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、目標車体姿勢の決定処理についてのみ説明する。
Next, details of the traveling and posture control processing in the present embodiment will be described. Note that the state quantity acquisition process, the road surface gradient acquisition process, the target travel state determination process, and the actuator output determination process are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Only the determination process will be described.
前記式(7)及び(8)により、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を図13に示すように設定することで、車体姿勢のバランスを保つ。 By setting the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body inclination angle as shown in FIG. 13 according to the equations (7) and (8), the balance of the vehicle body posture is maintained.
なお、車体傾斜角修正量は、任意に設定することができるものであるが、ここでは、前記式(10)で表されるものとする。 Note that the vehicle body tilt angle correction amount can be arbitrarily set, but here, it is assumed that the vehicle body tilt angle correction amount is represented by the formula (10).
続いて、主制御ECU21は、残りの目標値を算出する(ステップS4−12)。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することにより、駆動輪回転角、車体傾斜角速度及び能動重量部移動速度の目標値を算出する。
Subsequently, the
このように、本実施の形態においては、路面勾配ηの値に応じて車体傾斜角の目標値を修正する。坂道を上る場合には、前記式(10)で表される車体傾斜角修正量の値を負にする。これにより、車体を後方に傾けて乗員15の視界を上方に向けることができる。また、坂道を下る場合には、前記車体傾斜角修正量の値を正にする。これにより、車体を前方に傾けて乗員15の視界を下方に向けることができる。このように、路面に対して垂直になるように車体を傾けることで、乗員15の視界を走行方向に近付ける。 Thus, in the present embodiment, the target value of the vehicle body inclination angle is corrected according to the value of the road surface gradient η. When going up a hill, the value of the vehicle body inclination angle correction amount expressed by the equation (10) is made negative. Thereby, the vehicle body can be tilted rearward so that the field of view of the occupant 15 can be directed upward. Further, when going down a slope, the value of the vehicle body inclination angle correction amount is made positive. Thereby, the vehicle body can be tilted forward, and the field of view of the occupant 15 can be directed downward. Thus, by tilting the vehicle body so as to be perpendicular to the road surface, the field of view of the occupant 15 is brought closer to the traveling direction.
また、車体傾斜角の修正に伴う重心移動を相殺するように、能動重量部位置の目標値も修正する。坂道を上る場合には、前記式(11)で表される能動重量部移動量の値を正にする。これにより、車体の後方への傾斜に対して、搭乗部14を更に前方に移動させてバランスを保つことができる。また、坂道を下る場合には、前記能動重量部移動量の値を負にする。これにより、車体の前方への傾斜に対して、搭乗部14を更に後方に移動させてバランスを保つことができる。このように、車体が傾斜する側と逆側に搭乗部14を移動させることで、任意の傾斜角に対して車体のバランスを保つことができる。
Further, the target value of the active weight portion position is also corrected so as to cancel the movement of the center of gravity accompanying the correction of the vehicle body inclination angle. When going up a hill, the value of the active weight moving amount expressed by the equation (11) is made positive. Thereby, with respect to the inclination to the back of a vehicle body, the riding
さらに、車両速度Vに応じて、車体傾斜角の目標値の修正量を増減させる。そして、車両10が停止状態にあるときには、前記式(12)で表される車体傾斜角修正率をゼロにする。このように、車体を直立に保持することによって、坂道停止時に乗員15に不安を与えることがない。
Further, the correction amount of the target value of the vehicle body inclination angle is increased or decreased according to the vehicle speed V. When the
なお、本実施の形態においては、路面勾配ηに対して線形に車両加速度の目標値の修正量を与えているが、その係数を他の値に、又は、より複雑な非線形の関数にしてもよい。例えば、路面勾配ηが所定の閾値以上である場合にのみ修正量を与えることにより、わずかな起伏や路面の凹凸に対する車体の前後揺動を抑制してもよい。 In this embodiment, the correction amount of the target value of the vehicle acceleration is given linearly with respect to the road surface gradient η, but the coefficient is set to another value or a more complicated nonlinear function. Good. For example, the amount of correction may be given only when the road surface gradient η is greater than or equal to a predetermined threshold value, thereby suppressing slight undulations and swinging of the vehicle body with respect to road surface irregularities.
また、本実施の形態においては、車両速度Vの増加に対して線形増加の後に一定となる修正率のモデルを使用することによって停止状態から走行状態への遷移を滑らかにしているが、非線形な関数を使用することによって、より滑らかにすることもできる。 In the present embodiment, the transition from the stop state to the running state is smoothed by using a model with a correction rate that becomes constant after a linear increase with respect to the increase in the vehicle speed V. It can also be made smoother by using functions.
さらに、本実施の形態においては、車両速度Vが所定の閾値以上であるとき、路面勾配ηと車体傾斜角修正量とが等しくなるが、該車体傾斜角修正量を路面勾配ηよりも小さく設定することで、乗員15の車体傾斜に対する不安感を低減させてもよい。また、車体傾斜角修正率、すなわち、車体が傾く程度を乗員15自身が調整することができるようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, when the vehicle speed V is equal to or higher than a predetermined threshold, the road surface slope η and the vehicle body inclination angle correction amount are equal, but the vehicle body inclination angle correction amount is set smaller than the road surface gradient η. By doing so, you may reduce the anxiety with respect to the vehicle body inclination of the passenger | crew 15. FIG. Further, the occupant 15 may be able to adjust the vehicle body inclination angle correction rate, that is, the degree to which the vehicle body is inclined.
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
10 車両
12 駆動輪
14 搭乗部
20 制御ECU
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、坂道においては、車両速度に応じて前記車体の傾斜角を制御することを特徴とする車両。 A drive wheel rotatably mounted on the vehicle body,
A vehicle control device for controlling the attitude of the vehicle body by controlling the drive torque applied to the drive wheels,
The vehicle control device controls an inclination angle of the vehicle body on a slope on the basis of a vehicle speed.
前記車両制御装置は、前記能動重量部の位置を制御することで前記車体の傾斜角を制御する請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両。 Having an active weight portion movably attached to the vehicle body;
The vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the vehicle control device controls an inclination angle of the vehicle body by controlling a position of the active weight portion.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010125727A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | Control portion for inverted vehicle |
JP5565487B1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-08-06 | 株式会社村田製作所 | Wheelbarrow |
WO2015098511A1 (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 株式会社村田製作所 | Pushcart |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007100148A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inverted pendulum type movable body |
-
2007
- 2007-09-19 JP JP2007242880A patent/JP5088061B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007100148A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inverted pendulum type movable body |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010125727A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | Control portion for inverted vehicle |
JP2010257399A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | Device for control of inverted vehicle |
CN102405449A (en) * | 2009-04-28 | 2012-04-04 | 丰田自动车株式会社 | Control portion for inverted vehicle |
CN102405449B (en) * | 2009-04-28 | 2013-08-21 | 丰田自动车株式会社 | Control device for inverted vehicle |
US8612127B2 (en) | 2009-04-28 | 2013-12-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inverted vehicle |
JP5565487B1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-08-06 | 株式会社村田製作所 | Wheelbarrow |
WO2014132520A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | 株式会社村田製作所 | Hand cart |
JP2014168967A (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Murata Mfg Co Ltd | Handcart |
WO2015098511A1 (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 株式会社村田製作所 | Pushcart |
JP5979321B2 (en) * | 2013-12-25 | 2016-08-24 | 株式会社村田製作所 | Wheelbarrow |
JPWO2015098511A1 (en) * | 2013-12-25 | 2017-03-23 | 株式会社村田製作所 | Wheelbarrow |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5088061B2 (en) | 2012-12-05 |
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