JP2010047095A - 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 that has two drive wheels arranged on the same axis and drives by sensing a change in the posture of the vehicle body due to the movement of the center of gravity of the driver, and moves while controlling the posture with a single spherical drive wheel. Technologies for 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、車体の傾斜状態及び回転体の回転状態の線形フィードバック制御を行うことによって、倒立状態を維持しながら走行するようになっているが、線形フィードバック制御の場合、安定性及びロバスト性が低いので、走行条件が大きく制限されてしまう。例えば、加減速のときに、車体が必要以上に大きく傾いてしまうことがある。また、搭乗者や積載物の重量等の違いによって、走行や車体姿勢の動作が大きく変化してしまう。さらに、路面の凹凸による抵抗等の外乱によって、車体が大きく傾くことがある。 However, in the conventional vehicle, the vehicle is driven while maintaining the inverted state by performing linear feedback control of the tilt state of the vehicle body and the rotation state of the rotating body. Since driving performance and robustness are low, driving conditions are greatly limited. For example, the vehicle body may tilt more than necessary during acceleration / deceleration. In addition, the movement and the posture of the vehicle body change greatly depending on the weight of the passenger and the load. Furthermore, the vehicle body may be greatly inclined due to disturbances such as resistance caused by road surface unevenness.
一般に、線形フィードバック制御では、ある状態から目標とする状態への遷移経路(どのように変化させるか)を詳細に指令したり、制御したりすることができないため、一時的に車体が大きく傾く等の問題が発生することがある。 In general, in linear feedback control, the transition path from a certain state to a target state (how to change) cannot be commanded or controlled in detail, so the vehicle body is temporarily tilted greatly, etc. Problems may occur.
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両の走行及び姿勢制御にスライディングモード制御を適用し、走行状態及び車体姿勢を目標状態に誘導するスライディング平面を設定して、安定的かつ滑らかに目標とする状態に近づけることによって、走行及び姿勢制御の安定性及びロバスト性をより高めることができ、様々な走行条件に対して、安全に、かつ、快適に走行することができる車両を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional vehicle and applies sliding mode control to vehicle traveling and posture control using the posture control of an inverted pendulum, thereby sliding the vehicle state and the vehicle body posture to the target state. By setting the plane and approaching the target state stably and smoothly, the stability and robustness of running and posture control can be further improved, and for various running conditions, safely and It aims at providing the vehicle which can drive | work comfortably.
そのために、本発明の車両においては、車体と、該車体に回転可能に取り付けられた駆動輪と、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、操縦装置の操縦操作量に基づいて前記駆動輪又は前記車体の目標状態を決定し、決定した目標状態に基づいてスライディング平面を決定し、実状態と前記目標状態と前記スライディング平面との位置関係によって前記駆動トルクを決定する。 Therefore, in the vehicle of the present invention, a vehicle body, a drive wheel rotatably attached to the vehicle body, and a vehicle control device that controls the attitude of the vehicle body by controlling a drive torque applied to the drive wheel. The vehicle control device determines a target state of the driving wheel or the vehicle body based on a steering operation amount of the control device, determines a sliding plane based on the determined target state, and determines the real state and the target state. And the driving torque is determined by the positional relationship between the sliding plane and the sliding plane.
本発明の他の車両においては、さらに、前記スライディング平面は、制御の遷移経路を前記目標状態へ誘導する平面であり、前記実状態及び目標状態の各状態量を座標とする空間に設定された超平面である。 In another vehicle of the present invention, the sliding plane is a plane that guides a control transition path to the target state, and is set in a space having coordinates of the state quantities of the real state and the target state. It is a hyperplane.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記目標状態は、前記駆動輪の回転角速度が目標値となる状態であり、前記スライディング平面は、前記駆動輪の回転角速度と前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される。 In still another vehicle of the present invention, the target state is a state in which the rotational angular velocity of the driving wheel becomes a target value, and the sliding plane includes a rotational angular velocity of the driving wheel and an inclination angle of the vehicle body. The space is set with the vehicle body tilt angular velocity as coordinates.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記目標状態は、前記車体の傾斜角が目標値となる状態であり、前記スライディング平面は、前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される。 In still another vehicle of the present invention, the target state is a state in which the inclination angle of the vehicle body becomes a target value, and the sliding plane coordinates the inclination angle of the vehicle body and the inclination angular velocity of the vehicle body. Is set in the space.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車体の傾斜角の目標値は、前記駆動輪の回転角速度の目標値に基づいて決定される基準値と、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差に基づいて決定される補正値と、の和であり、前記補正値は、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差が所定の閾値よりも大きい場合にのみ、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差を小さくする方向に前記車体を余分に傾けるように与えられる。 In still another vehicle of the present invention, the target value of the tilt angle of the vehicle body is a reference value determined based on the target value of the rotational angular velocity of the drive wheel and the target value of the rotational angular velocity of the drive wheel. And the correction value determined based on the difference between the actual values, and the correction value is only when the difference between the target value of the rotational angular velocity of the drive wheel and the actual value is larger than a predetermined threshold value. The vehicle body is given an extra tilt in a direction to reduce the difference between the target value and the actual value of the rotational angular velocity of the drive wheels.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部を更に有し、前記車両制御装置は、前記駆動トルクと前記能動重量部の位置とのうち少なくとも1つを制御して前記車体の姿勢を制御し、前記実状態と前記目標状態とスライディング平面との位置関係によって前記駆動トルク及び能動重量部の推力を決定する。 In yet another vehicle of the present invention, the vehicle further includes an active weight portion movably attached to the vehicle body, and the vehicle control device includes the drive torque and the position of the active weight portion. At least one is controlled to control the posture of the vehicle body, and the driving torque and the thrust of the active weight portion are determined according to the positional relationship between the actual state, the target state, and the sliding plane.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記目標状態は、前記駆動輪の回転角速度が目標値となる状態であり、前記スライディング平面は、前記駆動輪の回転角速度と前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度と前記能動重量部の位置と前記能動重量部の移動速度とのうち少なくとも2つを座標とする空間に設定される2つの平面から成る。 In still another vehicle of the present invention, the target state is a state in which the rotational angular velocity of the driving wheel becomes a target value, and the sliding plane includes a rotational angular velocity of the driving wheel and an inclination angle of the vehicle body. It consists of two planes set in a space having at least two of the inclination angular velocity of the vehicle body, the position of the active weight portion, and the moving speed of the active weight portion as coordinates.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記目標状態は、前記駆動輪の回転角速度が目標値となる状態であり、前記スライディング平面は、前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される第1スライディング平面及び前記駆動輪の回転角速度と前記能動重量部の位置と前記能動重量部の移動速度とを座標とする空間に設定される第2スライディング平面から成る。 In yet another vehicle of the present invention, the target state is a state in which the rotational angular velocity of the drive wheel becomes a target value, and the sliding plane includes an inclination angle of the vehicle body and an inclination angular velocity of the vehicle body. A first sliding plane set in a space having coordinates, and a second sliding plane set in a space having coordinates of the rotational angular velocity of the driving wheel, the position of the active weight portion, and the moving speed of the active weight portion. .
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記目標状態は、前記能動重量部の位置が目標値となる状態であり、前記スライディング平面は、前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される第1スライディング平面及び前記能動重量部の位置と前記能動重量部の移動速度とを座標とする空間に設定される第2スライディング平面から成る。 In still another vehicle of the present invention, the target state is a state in which the position of the active weight portion becomes a target value, and the sliding plane includes an inclination angle of the vehicle body and an inclination angular velocity of the vehicle body. The first sliding plane is set in a space having coordinates, and the second sliding plane is set in a space having coordinates of the position of the active weight part and the moving speed of the active weight part.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記能動重量部の位置の目標値は、前記駆動輪の回転角速度の目標値に基づいて決定される基準値と、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差に基づいて決定される補正値と、の和であり、前記補正値は、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差が所定の閾値よりも大きい場合にのみ、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差を小さくする方向に前記能動重量部を余分に移動させるように与えられる。 In still another vehicle of the present invention, the target value of the position of the active weight portion is a reference value determined based on a target value of the rotational angular velocity of the driving wheel and a target of the rotational angular velocity of the driving wheel. And the correction value determined based on the difference between the actual value and the correction value is only when the difference between the target value of the rotational angular velocity of the drive wheel and the actual value is greater than a predetermined threshold value. The active weight is excessively moved in the direction of reducing the difference between the target value and the actual value of the rotational angular velocity of the drive wheel.
請求項1及び2の構成によれば、制御の簡易性を維持しつつ、高い安定性及びロバスト性を得ることができ、様々な走行条件においても安全に、かつ、快適に走行することができる。
According to the structure of
請求項3の構成によれば、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角の変化を抑えることができ、乗員の重量等の変化に対して、ほぼ一定の車両動作を実現することができる。 According to the configuration of the third aspect, it is possible to suppress a change in the vehicle body inclination angle during acceleration / deceleration or a disturbance action, and to realize a substantially constant vehicle operation with respect to a change in the weight of the occupant.
請求項4の構成によれば、凹凸路面の走行等においても、車体の振動を抑えることができる。また、車両速度や車体姿勢を高精度に制御することができる。 According to the configuration of the fourth aspect, vibration of the vehicle body can be suppressed even when traveling on an uneven road surface. Further, the vehicle speed and the vehicle body posture can be controlled with high accuracy.
請求項5の構成によれば、車両の加減速性能を確保しつつ、車体姿勢を安定に制御することができる。 According to the configuration of the fifth aspect, the vehicle body posture can be stably controlled while ensuring the acceleration / deceleration performance of the vehicle.
請求項6及び7の構成によれば、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角や搭乗部の位置の変化を抑えることができ、乗員の重量等の変化に対して、ほぼ一定の車両動作を実現することができる。 According to the configurations of claims 6 and 7, it is possible to suppress changes in the vehicle body inclination angle and the position of the riding portion during acceleration / deceleration and disturbance action, and substantially constant vehicle operation with respect to changes in passenger weight, etc. Can be realized.
請求項8の構成によれば、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角の変化を更に抑えることができる。 According to the configuration of the eighth aspect, it is possible to further suppress changes in the vehicle body inclination angle during acceleration / deceleration and disturbance.
請求項9の構成によれば、凹凸路面の走行等においても、車体の振動をより小さく抑えることができる。また、車両速度や車体姿勢をより高精度に制御することができる。 According to the configuration of the ninth aspect, the vibration of the vehicle body can be further suppressed even when traveling on an uneven road surface. Further, the vehicle speed and the vehicle body posture can be controlled with higher accuracy.
請求項10の構成によれば、車両の加減速性能を確保しつつ、車体姿勢をより安定に制御することができる。 According to the configuration of the tenth aspect, the vehicle body posture can be controlled more stably while securing the acceleration / deceleration performance of the vehicle.
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1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、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。そして、倒立振り子の姿勢制御と同様に車体の姿勢を制御する。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、車体が進行方向に傾斜した状態が示されている。
In FIG. 1,
前記駆動輪12は、車体の一部である支持部13に対し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に示す平面に垂直な方向に存在し、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 drive wheel 12 is rotatably supported with respect to a
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には搭乗部14が取り付けられている。なお、本実施の形態においては、説明の都合上、乗員15が搭乗部14に搭乗してい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。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を備える。
The main body 11 that is a part of the vehicle body is supported from below by 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、ペダル、ハンドル、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及び駆動輪制御ECU22を備える。前記制御ECU20並びに主制御ECU21及び駆動輪制御ECU22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及び駆動輪制御ECU22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/又は駆動輪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
さらに、主制御ECU21は、駆動輪制御ECU22、車体傾斜センサ41及び駆動モータ52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/又は車体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に送信する。
Furthermore, 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、前記主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信する。
The
また、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車体傾斜角速度とを決定してもよい。 Each sensor may acquire a plurality of state quantities. For example, an acceleration sensor and a gyro sensor may be used together as the vehicle body tilt sensor 41, and the vehicle body tilt angle and the vehicle body tilt angular velocity may be determined from the measured values of both.
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は線形フィードバック制御とスライディングモード制御の相違を説明する図、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)は線形フィードバック制御を示し、図3(b)はスライディングモード制御を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the difference between the linear feedback control and the sliding mode control, and FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle travel and attitude control processing in the first embodiment of the present invention. FIG. 3A shows linear feedback control, and FIG. 3B shows sliding mode control.
「背景技術」の項で説明したような従来の車両の場合、線形フィードバック制御を行うので、目標状態への遷移経路が設定されずに目標状態のみが設定される結果、図3(a)に示されるように状態が変化する。
In the case of a conventional vehicle as described in the section of “Background Art”, linear feedback control is performed, so that only a target state is set without setting a transition path to the target state. The state changes as shown.
図3(a)に示される遷移経路から、従来の車両における線形フィードバック制御の場合、車体傾斜角θ1 の変化が非常に大きく、安定性が低いことが分かる。また、前記線形フィードバック制御の場合、ロバスト性が低いので、例えば、乗員15の重量が想定値から大きく相違したり、路面の凹凸等による外乱を受けたりすると、適切な制御が困難になる。
From the transition path shown in FIG. 3A, it can be seen that in the case of the linear feedback control in the conventional vehicle, the change in the vehicle body inclination angle θ 1 is very large and the stability is low. In the case of the linear feedback control, since the robustness is low, for example, if the weight of the
もっとも、駆動輪12の加速度によって走行及び姿勢制御を行い、設定された目標状態に応じて理想的な目標経路を設定し、遷移経路が前記目標経路に沿って変化するような制御を行うようにすれば、安定性及びロバスト性を高めることができる。しかし、制御プログラムが複雑化するとともに制御処理量が増大し、制御の簡易性が失われてしまう。 However, running and posture control is performed according to the acceleration of the drive wheels 12, an ideal target route is set according to the set target state, and control is performed so that the transition route changes along the target route. If it does, stability and robustness can be improved. However, the control program becomes complicated and the amount of control processing increases, and the simplicity of control is lost.
そこで、スライディングモード制御を行い、図3(b)に示されるように、目標状態へ誘導するスライディング平面(図に示される例では、2次元のユークリッド空間における超平面であるので、直線となっている。)を設定し、状態を前記目標経路に沿って遷移させる。これにより、制御の簡易性を維持しつつ、高い安定性及びロバスト性を得ることができる。 Therefore, the sliding mode control is performed, and as shown in FIG. 3B, the sliding plane that leads to the target state (in the example shown in the figure, it is a hyperplane in the two-dimensional Euclidean space, so it becomes a straight line. And the state is shifted along the target route. Thereby, high stability and robustness can be obtained while maintaining simplicity of control.
なお、ここでは、簡略化のため、数学において定義される「ユークリッド空間」を「空間」と称し、「超平面」を「平面」と称することとする。 Here, for simplification, “Euclidean space” defined in mathematics is referred to as “space”, and “hyperplane” is referred to as “plane”.
本実施の形態においては、具体的には、駆動輪回転角速度、車体傾斜角、及び、車体傾斜角速度に対して、スライディング平面を設定する。そして、スライディング平面に沿って状態を変化させるように駆動トルクを与える。つまり、車両10の現在の状態としての実状態、目標状態、及び、スライディング平面の位置関係によって駆動トルクを決定する。
In the present embodiment, specifically, the sliding plane is set for the drive wheel rotation angular velocity, the vehicle body inclination angle, and the vehicle body inclination angular velocity. Then, a drive torque is applied so as to change the state along the sliding plane. That is, the driving torque is determined based on the actual state of the
これにより、線形フィードバック制御の問題点を解決することができる。線形フィードバック制御の場合、急な加減速時において、車体が必要以上に大きく傾くことがある。乗員15の指令する車両速度を駆動輪回転角速度のフィードバック制御によって実現しようとすると、車両10の加減速に伴う慣性力や駆動トルクの反トルクが車体の姿勢制御に影響する。例えば、急発進する場合、車体を大きく傾けた後、車体を起こしながら加速していく。すなわち、車体傾斜角のオーバーシュートが発生する。また、路面の凹凸による抵抗等の外乱によって,車体が大きく振動することがある。さらに、乗員15の重量等が制御設計時の想定値と大きく異なる場合、車両10の動作が大きく変化する。このように、車体姿勢が不安定になることがあるため、使用条件が厳しく制約される。つまり、モビリティとして、乗り心地や使い勝手が悪い。
Thereby, the problem of linear feedback control can be solved. In the case of linear feedback control, the vehicle body may tilt more than necessary during sudden acceleration / deceleration. If the vehicle speed commanded by the
これに対し、本実施の形態においては、スライディングモード制御を行うので、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角の変化を抑えることができる。また、乗員15の重量等の変化に対して、ほぼ一定の車両動作を実現することができる。これにより、乗り心地や使い勝手のよい車両10を提供することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the sliding mode control is performed, it is possible to suppress a change in the vehicle body inclination angle during acceleration / deceleration or disturbance action. Further, a substantially constant vehicle operation can be realized with respect to changes in the weight of the
すなわち、本実施の形態においては、スライディングモード制御によって走行及び姿勢制御処理を実行することにより、車両10は安定して走行することができる。
That is, 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及び車体傾斜センサ41によって、駆動輪12の回転状態及び車体の傾斜状態を取得する。
In the travel and attitude control process, the
次に、制御ECU20は、目標状態の決定処理を実行し(ステップS2)、ジョイスティック31の操作量に基づいて、駆動輪12の回転角速度の目標値を決定する。
Next, the
次に、制御ECU20は、スライディング平面の決定処理を実行し(ステップS3)、目標状態の決定処理によって決定された目標状態に基づいて、スライディング平面を決定する。
Next, 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S4)、状態量の取得処理によって取得された各状態量、目標状態の決定処理によって決定された目標状態、及び、スライディング平面の決定処理によって決定されたスライディング平面に基づいて、各アクチュエータの出力、すなわち、駆動モータ52の出力を決定する。
Finally, 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(2つの駆動輪の平均)〔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 〕
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 〕
mS :能動重量部質量〔kg〕
IS :能動重量部慣性モーメント(重心周り)〔kgm2 〕
ここで、本発明の第1の実施の形態においては、能動重量部は移動しない、すなわち、λS =0である。
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 (average of two drive wheels) [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 ]
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 ]
m S : Active weight part mass [kg]
I S : Active weight part inertia moment (around the center of gravity) [kgm 2 ]
Here, in the first embodiment of the present invention, the active weight portion does not move, that is, λ S = 0.
次に、目標状態の決定処理について説明する。 Next, the target state determination process will be described.
図7は本発明の第1の実施の形態における目標状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the target state determination process in the first embodiment of the present invention.
目標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S2−1)。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 target state determination process, 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、駆動輪回転角速度の目標値を算出する(ステップS2−2)。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速度の目標値とし、該車両速度の目標値を駆動輪接地半径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、スライディング平面の決定処理について説明する。 Next, the sliding plane determination process will be described.
図8は本発明の第1の実施の形態におけるスライディング平面を示す図、図9は本発明の第1の実施の形態におけるスライディング平面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 diagram showing the sliding plane in the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the sliding plane determination process in the first embodiment of the present invention.
スライディング平面の決定処理において、主制御ECU21は、目標状態の決定処理によって決定された駆動輪回転角速度の目標値に基づき、図8に示されるようなスライディング平面を決定する(ステップS3−1)。
In the sliding plane determination process, the
図8に示されるスライディング平面は、駆動輪回転角速度、車体傾斜角、及び、車体傾斜角速度を座標軸とする3次元空間における2次元平面であって、次の式(1)によって決定される。 The sliding plane shown in FIG. 8 is a two-dimensional plane in a three-dimensional space having the driving wheel rotation angular velocity, the vehicle body inclination angle, and the vehicle body inclination angular velocity as coordinate axes, and is determined by the following equation (1).
また、スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は、次の式(2)によって表される。 Further, each component of the unit normal vector of the sliding plane is expressed by the following equation (2).
この場合、空間において目標状態を示す点である目標点を通り、かつ、力学的構造に適したスライディング平面を設定する。該スライディング平面の傾きを決定する単位法線ベクトルは、極配置法等によって、あらかじめ適切な値となるように設定する。 In this case, a sliding plane that passes through the target point, which is a point indicating the target state in the space, and is suitable for the mechanical structure is set. The unit normal vector for determining the inclination of the sliding plane is set in advance so as to have an appropriate value by a pole placement method or the like.
また、目標状態は、車両10が一定の速度で走行し、車体が傾斜せずに安定している状態であるから、白丸で示される目標点は、車体傾斜角及び車体傾斜角速度がゼロであって、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度目標値である点である。
The target state is a state in which the
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10は本発明の第1の実施の形態におけるスライディング平面によって駆動トルクを決定する方法を示す図、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. 10 is a diagram showing a method for determining the drive torque by the sliding plane in the first embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the first embodiment of the present invention. is there.
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、アクチュエータの出力を決定する(ステップS4−1)。この場合、各目標値と、現在の状態(実状態)を示す実状態量と、スライディング平面とから、次の式(3)によって駆動モータ52の出力を決定する。なお、図10において、白丸は目標点であり、黒丸は実値点であり、点線の丸は、実値点を投影したスライディング平面上の点である。つまり、実値点、目標点、及び、スライディング平面の相対位置関係によって駆動トルクを決定する。
In the actuator output determination process, the
前記式(4)の右辺における第1項は、スライディング平面内目標点収束出力を示す項であり、状態偏差(実状態と目標状態との差)の水平方向成分(スライディング平面に平行な成分)に比例した駆動トルクを与えることで、スライディング平面上を滑らせるように実値点を目標点に収束させる。 The first term on the right side of the equation (4) is a term indicating the target point convergence output in the sliding plane, and the horizontal component (component parallel to the sliding plane) of the state deviation (difference between the actual state and the target state). By giving a drive torque proportional to, the actual value point is converged to the target point so as to slide on the sliding plane.
また、第2項は、スライディング平面収束出力を示す項であり、実値点のスライディング平面からの距離に比例した駆動トルクを与えることで、実値点をスライディング平面に近づけて拘束する。 The second term is a term indicating the sliding plane convergence output. By applying a driving torque proportional to the distance of the actual value point from the sliding plane, the actual value point is constrained to be close to the sliding plane.
さらに、第3項は、スライディング平面収束付加出力を示す項であり、スライディング平面と実値点との相対位置に応じて、絶対値が一定の正又は負の出力を加えることで、スライディング平面への拘束力を高める。 Furthermore, the third term is a term indicating a sliding plane convergence additional output. By adding a positive or negative output having a constant absolute value according to the relative position between the sliding plane and the real value point, the third term is applied to the sliding plane. Increase the binding force.
なお、フィードバックゲイン等の各制御パラメータは、極配置法等によってあらかじめ決定される。 Each control parameter such as feedback gain is determined in advance by a pole placement method or the like.
最後に、主制御ECU21は、要素制御システムに指令値を与える(ステップS4−2)。この場合、主制御ECU21は、決定した駆動トルクの値を駆動トルク指令値として、駆動輪制御ECU22に送信する。
Finally, the
このように、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度、車体傾斜角、及び、車体傾斜角速度に対して、スライディング平面を設定し、設定したスライディング平面に沿って状態を変化させるように駆動トルクを与える。したがって、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角の変化を抑えることができる。また、乗員15の重量等の変化に対して、ほぼ一定の車両動作を実現できる。これにより、乗り心地や使い勝手のよい車両10を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the driving torque is set so that the sliding plane is set for the driving wheel rotation angular velocity, the vehicle body inclination angle, and the vehicle body inclination angular velocity, and the state is changed along the set sliding plane. give. Therefore, it is possible to suppress changes in the vehicle body inclination angle during acceleration / deceleration and disturbance. Further, a substantially constant vehicle operation can be realized with respect to changes in the weight of the
なお、本実施の形態は、スライディング平面に収束させる出力を、距離に比例する出力(式(3)の右辺における第2項)と一定出力(式(3)の右辺における第3項)との和によって決定しているが、いずれか一方のみであってもよい。また、これと異なる非線形関数を用いてもよい。例えば、スライディング平面収束付加出力のσ=0付近に2つの閾値を設けてヒステリシス特性を与えることで、出力値のハンチング(振動)を抑えるようにしてもよい。さらに、スライディング平面内目標点収束出力についても、非線形関数を用いてもよい。 In this embodiment, the output to be converged on the sliding plane is an output proportional to the distance (the second term on the right side of Equation (3)) and a constant output (the third term on the right side of Equation (3)). Although it is determined by the sum, only one of them may be used. Also, a different nonlinear function may be used. For example, hunting (vibration) of the output value may be suppressed by providing two threshold values in the vicinity of σ = 0 of the sliding plane convergence additional output to provide hysteresis characteristics. Further, a nonlinear function may be used for the target point convergence output in the sliding plane.
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目標値付加量を示す図、図13は本発明の第2の実施の形態における目標状態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 diagram showing the vehicle body tilt angle target value addition amount in the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a flowchart showing the operation of target state determination processing in the second embodiment of the present invention.
駆動輪回転角速度を直接的に制御すると、車体が大きく振動することがある。例えば、路面の凹凸などの影響によって駆動輪回転角速度が変動した場合、それを軽減させようとする制御が、車体の姿勢制御に強く影響する。また、車両速度が高くなると、駆動輪12の粘性抵抗が車体の姿勢制御に影響するため、車両速度や車体姿勢を高精度に制御できないことがある。そのため、モビリティとして、乗り心地や使い勝手が悪くなってしまう。 If the driving wheel rotational angular velocity is directly controlled, the vehicle body may vibrate greatly. For example, when the driving wheel rotation angular velocity fluctuates due to the influence of road surface unevenness or the like, the control to reduce it strongly affects the attitude control of the vehicle body. Further, when the vehicle speed increases, the viscous resistance of the drive wheels 12 affects the vehicle body posture control, and therefore the vehicle speed and vehicle body posture may not be controlled with high accuracy. Therefore, riding comfort and usability deteriorate as mobility.
そこで、本実施の形態においては、駆動輪12の粘性抵抗を考慮するとともにそれを利用したスライディングモード制御を行う。すなわち、車体傾斜角の目標値を与えることによって車両速度を制御する。具体的には、車体傾斜角及び車体傾斜角速度のみに対して、スライディング平面を設定する。また、駆動輪回転角速度の目標値に基づいて、車体傾斜角の目標値を与える。このとき、駆動輪回転角速度(車両速度)に伴って作用する粘性抵抗を、車体傾斜に伴う重力トルクによって打ち消すように車体傾斜角を決定する。さらに、駆動輪回転角速度の実値と目標値との差が所定の閾(しきい)値以上の場合、その差を小さくする方向へ車体を余分に傾けるように車体傾斜角の目標値を修正する。 Therefore, in the present embodiment, the sliding resistance control using the viscous resistance of the drive wheel 12 is performed. That is, the vehicle speed is controlled by giving a target value of the vehicle body inclination angle. Specifically, the sliding plane is set only for the vehicle body inclination angle and the vehicle body inclination angular velocity. Further, the target value of the vehicle body tilt angle is given based on the target value of the drive wheel rotation angular velocity. At this time, the vehicle body inclination angle is determined so that the viscous resistance acting with the drive wheel rotation angular velocity (vehicle speed) is canceled by the gravity torque accompanying the vehicle body inclination. Furthermore, if the difference between the actual value of the drive wheel rotation angular velocity and the target value is greater than or equal to a predetermined threshold (threshold) value, the target value of the vehicle body tilt angle is corrected so that the vehicle body is tilted excessively in a direction to reduce the difference. To do.
これにより、例えば凹凸路面走行時でも、車体の振動を抑えることができる。また、車両速度や車体姿勢を高精度に制御することができる。したがって、乗り心地や使い勝手のよい車両を提供することができる。 Thus, for example, vibration of the vehicle body can be suppressed even when traveling on an uneven road surface. Further, the vehicle speed and the vehicle body posture can be controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to provide a vehicle that is comfortable and easy to use.
次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理について説明する。なお、走行及び姿勢制御処理の概要と状態量の取得処理とについては、前記第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、目標状態の決定処理、スライディング平面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のみ説明する。まず、目標状態の決定処理について説明する。 Next, traveling and attitude control processing in the present embodiment will be described. Note that the outline of the travel and attitude control process and the state quantity acquisition process are the same as those in the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted. The target state determination process, the sliding plane determination process, and the actuator will be omitted. Only the output determination process will be described. First, the target state determination process will be described.
目標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S2−11)。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 target state determination process, 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、駆動輪回転角速度の目標値を算出する(ステップS2−12)。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速度の目標値とし、該車両速度の目標値を駆動輪接地半径RW で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。
Subsequently, the
最後に、主制御ECU21は、算出された駆動輪回転角速度の目標値から、車体傾斜角の目標値を算出する(ステップS2−13)。この場合、車体傾斜角の目標値は、次の式(8)によって算出される。
Finally, the
車体傾斜角の目標値は、駆動輪回転角速度の目標値を達成することができるような値となるように決定される。 The target value of the vehicle body inclination angle is determined to be a value that can achieve the target value of the drive wheel rotation angular velocity.
まず、駆動輪回転角速度に伴って作用する粘性抵抗トルクの反トルクが、車体傾斜に伴う重力トルクと釣り合うように車体傾斜角の目標値を設定する(式(8)の右辺における第1項)。 First, the target value of the vehicle body tilt angle is set so that the counter torque of the viscous resistance torque acting with the rotational angular velocity of the drive wheel is balanced with the gravity torque accompanying the vehicle body tilt (first term on the right side of equation (8)). .
そして、駆動輪回転角速度の実値がその目標値と大きく離れている場合、車体傾斜角の目標値を補正する(式(8)の右辺における第2項)。具体的には、駆動輪回転角速度の実値がその目標値よりも所定の閾値以上小さい場合、車体傾斜角の目標値を大きくすることによって、車体をより前方に傾けて、車両10を加速させる。一方、駆動輪回転角速度の実値がその目標値よりも所定の閾値以上大きい場合、車体傾斜角の目標値を小さくすることによって、車体をより後方に傾けて、車両10を減速させる。
When the actual value of the rotational angular velocity of the driving wheel is far from the target value, the target value of the vehicle body inclination angle is corrected (second term on the right side of Expression (8)). Specifically, when the actual value of the driving wheel rotation angular velocity is smaller than the target value by a predetermined threshold or more, the vehicle body is tilted further forward by accelerating the
なお、本実施の形態においては、粘性抵抗が駆動輪回転角速度に比例する、という仮定に基づいて車体傾斜角の目標値を決定しているが、粘性抵抗の非線形成分についても考慮し、それに適した車体傾斜角の目標値を与えるようにしてもよい。 In this embodiment, the target value of the vehicle body inclination angle is determined based on the assumption that the viscous resistance is proportional to the rotational angular velocity of the driving wheel. A target value of the vehicle body inclination angle may be given.
また、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度の目標値をそのまま用いて車体傾斜角の目標値及び車体傾斜角付加量を決定しているが、駆動輪回転角速度の目標値にローパスフィルタをかけて、その時間変化を滑らかにしてもよい。若しくは、時間変化を滑らかにするスムージング関数を適用してもよい。これにより、車体傾斜角の急激な変化を抑えることができ、乗り心地を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the target value of the vehicle body tilt angle and the additional amount of vehicle body tilt angle are determined using the target value of the drive wheel rotational angular velocity as it is, but a low-pass filter is added to the target value of the drive wheel rotational angular velocity. Over time, the time change may be smoothed. Or you may apply the smoothing function which smoothes a time change. As a result, a sudden change in the vehicle body inclination angle can be suppressed, and riding comfort can be improved.
さらに、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度偏差の正負に依らず、その絶対値が所定の閾値以上の場合に車体傾斜角付加量を一定の増加率で与えているが、正負に応じて閾値又は増加率を変化させてもよい。例えば、駆動輪回転角速度偏差が負の場合には、正の場合に比べて閾値を小さくし、かつ、増加率を大きくすることによって、加速性能に比べて減速性能を高めることができ、安全性が向上する。また、本実施の形態においては、車体傾斜角付加量を複数の線形関数によって定義しているが、非線形関数を用いることで、より理想的な加減速特性を実現することもできる。 Further, in the present embodiment, regardless of whether the driving wheel rotational angular velocity deviation is positive or negative, when the absolute value is equal to or greater than a predetermined threshold, the vehicle body tilt angle addition amount is given at a constant increase rate. The threshold value or the increase rate may be changed. For example, when the driving wheel rotation angular velocity deviation is negative, the deceleration performance can be improved compared to the acceleration performance by reducing the threshold value and increasing the increase rate compared to the positive case. Will improve. In the present embodiment, the vehicle body inclination angle addition amount is defined by a plurality of linear functions, but more ideal acceleration / deceleration characteristics can also be realized by using a nonlinear function.
次に、スライディング平面の決定処理について説明する。 Next, the sliding plane determination process will be described.
図14は本発明の第2の実施の形態におけるスライディング平面を示す図、図15は本発明の第2の実施の形態におけるスライディング平面の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a diagram showing a sliding plane in the second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the sliding plane determination process in the second embodiment of the present invention.
本実施の形態のスライディング平面の決定処理において、主制御ECU21は、目標状態の決定処理によって決定された車体傾斜角の目標値に基づき、図14に示されるようなスライディング平面を決定する(ステップS3−11)。
In the sliding plane determination process of the present embodiment, the
図14に示されるスライディング平面は、車体傾斜角、及び、車体傾斜角速度を座標軸とする2次元空間における1次元平面、すなわち、直線であって、次の式(10)によって決定される。また、スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は、次の式(11)によって表される。 The sliding plane shown in FIG. 14 is a one-dimensional plane in a two-dimensional space having the vehicle body tilt angle and the vehicle body tilt angular velocity as coordinate axes, that is, a straight line, and is determined by the following equation (10). Further, each component of the unit normal vector of the sliding plane is expressed by the following equation (11).
この場合、目標点を通り、かつ、力学的構造に適したスライディング平面を設定する。該スライディング平面の傾きを決定する単位法線ベクトルは、極配置法等によって、あらかじめ適切な値となるように設定する。 In this case, a sliding plane that passes through the target point and is suitable for the mechanical structure is set. The unit normal vector for determining the inclination of the sliding plane is set in advance so as to have an appropriate value by a pole placement method or the like.
また、目標状態は、車体が傾斜せずに安定している状態であるから、白丸で示される目標点は、車体傾斜角速度がゼロであって、車体傾斜角が車体傾斜角目標値である点である。 Also, since the target state is a state in which the vehicle body is stable without tilting, the target point indicated by a white circle is a point where the vehicle body tilt angular velocity is zero and the vehicle body tilt angle is the vehicle body tilt angle target value. It is.
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16は本発明の第2の実施の形態におけるスライディング平面によって駆動トルクを決定する方法を示す図、図17は本発明の第2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. 16 is a diagram showing a method for determining the drive torque by the sliding plane in the second embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the second embodiment of the present invention. is there.
本実施の形態の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、アクチュエータの出力を決定する(ステップS4−11)。この場合、各目標値と、現在の状態を示す実状態量と、スライディング平面とから、次の式(12)によって駆動モータ52の出力を決定する。つまり、実値点、目標点、及び、スライディング平面の相対位置関係によって駆動トルクを決定する。
In the actuator output determination process of the present embodiment, the
前記式(12)の右辺における第1項は、スライディング平面内目標点収束出力を示す項であり、状態偏差(実状態と目標状態との差)の水平方向成分(スライディング平面に平行な成分)に比例した駆動トルクを与えることで、スライディング平面上を滑らせるように実値点を目標点に収束させる。 The first term on the right-hand side of the equation (12) is a term indicating the target point convergence output in the sliding plane, and the horizontal component (component parallel to the sliding plane) of the state deviation (difference between the actual state and the target state). By giving a drive torque proportional to, the actual value point is converged to the target point so as to slide on the sliding plane.
また、第2項は、スライディング平面収束出力を示す項であり、実値点のスライディング平面からの距離に比例した駆動トルクを与えることで、実値点をスライディング平面に近づけて拘束する。 The second term is a term indicating the sliding plane convergence output. By applying a driving torque proportional to the distance of the actual value point from the sliding plane, the actual value point is constrained to be close to the sliding plane.
さらに、第3項は、スライディング平面収束付加出力を示す項であり、スライディング平面と実値点の相対位置に応じて、絶対値が一定の正又は負の出力を加えることで、スライディング平面への拘束力を高める。 Furthermore, the third term is a term indicating the sliding plane convergence additional output, and by adding a positive or negative output having a constant absolute value according to the relative position between the sliding plane and the real value point, the third term is output to the sliding plane. Increase restraint.
なお、フィードバックゲイン等の各制御パラメータは、極配置法等によってあらかじめ決定される。 Each control parameter such as feedback gain is determined in advance by a pole placement method or the like.
最後に、主制御ECU21は、要素制御システムに指令値を与える(ステップS4−12)。この場合、主制御ECU21は、決定した駆動トルクの値を駆動トルク指令値として、駆動輪制御ECU22に送信する。
Finally, the
このように、本実施の形態においては、駆動輪12の粘性抵抗を考慮するとともにそれを利用したスライディングモード制御を行う。すなわち、車体傾斜角の目標値を与えることによって車両速度を制御する。これにより、駆動輪12を直接コントロールすることなく、車体の姿勢制御に必要な駆動トルクによって間接的に車両速度をコントロールすることができる。そのため、例えば凹凸路面走行時でも、車体の振動を抑えることができる。また、車両速度や車体姿勢を高精度に制御することができる。したがって、乗り心地や使い勝手のよい車両を提供することができる。 Thus, in the present embodiment, the sliding resistance control using the viscous resistance of the drive wheels 12 is performed. That is, the vehicle speed is controlled by giving a target value of the vehicle body inclination angle. As a result, the vehicle speed can be indirectly controlled by the drive torque required for the attitude control of the vehicle body without directly controlling the drive wheels 12. Therefore, for example, vibration of the vehicle body can be suppressed even when traveling on an uneven road surface. Further, the vehicle speed and the vehicle body posture can be controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to provide a vehicle that is comfortable and easy to use.
なお、本実施の形態は、スライディング平面に収束させる出力を、距離に比例する出力(式(12)の右辺における第2項)と一定出力(式(12)の右辺における第3項)との和によって決定しているが、いずれか一方のみであってもよい。また、これと異なる非線形関数を用いてもよい。例えば、スライディング平面収束付加出力のσ=0付近に2つの閾値を設けてヒステリシス特性を与えることで、出力値のハンチング(振動)を抑えるようにしてもよい。さらに、スライディング平面内目標点収束出力についても、非線形関数を用いてもよい。 In the present embodiment, the output converged on the sliding plane is an output proportional to the distance (the second term on the right side of Equation (12)) and a constant output (the third term on the right side of Equation (12)). Although it is determined by the sum, only one of them may be used. Also, a different nonlinear function may be used. For example, hunting (vibration) of the output value may be suppressed by providing two threshold values in the vicinity of σ = 0 of the sliding plane convergence additional output to provide hysteresis characteristics. Further, a nonlinear function may be used for the target point convergence output in the sliding plane.
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1及び第2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及び第2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 third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st and 2nd embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Also, the description of the same operations and effects as those of the first and second embodiments is omitted.
図18は本発明の第3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. 18 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control system according to the third embodiment of the present invention.
搭乗部14の可動機構を有する車両において、急な加減速の際には、必要以上に車体が傾いたり、搭乗部14が移動したりすることがある。乗員15が指令する車両速度を駆動輪回転角速度のフィードバック制御によって実現する場合、車両10の加減速に伴う慣性力又は駆動トルクの反トルクが車体の姿勢制御に影響する。例えば、急発進をする場合、車体を大きく傾けたり、搭乗部14を大きく移動させたりした後、車体を起こしたり、搭乗部14を元に戻したりしながら、加速してゆく。また、路面の凹凸による抵抗等の外乱によって、車体や搭乗部14が大きく振動することがある。さらに、乗員15の重量等が制御設計時の設定値と大きく異なる場合、車両10の動作が大きく変化し、車体姿勢が不安定になることがあるので、使用条件が厳しく制約される。そのため、モビリティとして、乗り心地や使い勝手が悪くなってしまう。
In a vehicle having a movable mechanism for the riding section 14, the vehicle body may be tilted more than necessary or the riding section 14 may move during sudden acceleration / deceleration. When the vehicle speed commanded by the
そこで、本実施の形態においては、搭乗部14の可能機構を有する車両において、スライディングモード制御を適用することによって、走行及び姿勢制御のロバスト安定性を向上させる。具体的には、駆動輪回転角速度、車体傾斜角、車体傾斜角速度、能動重量部位置及び能動重量部移動速度に対して、2つのスライディング平面を設定する。そして、各スライディング平面に沿って状態を変化させるように駆動トルク及び能動重量部推力を与える。つまり、実状態、目標状態、及び、2つのスライディング平面の相対位置関係によって駆動トルク及び能動重量部推力を決定する。 Therefore, in the present embodiment, the robust stability of the running and attitude control is improved by applying the sliding mode control in the vehicle having the possible mechanism of the riding section 14. Specifically, two sliding planes are set for the driving wheel rotation angular velocity, the vehicle body inclination angle, the vehicle body inclination angular velocity, the active weight portion position, and the active weight portion moving speed. Then, a drive torque and an active weight portion thrust are applied so as to change the state along each sliding plane. That is, the driving torque and the active weight portion thrust are determined based on the actual state, the target state, and the relative positional relationship between the two sliding planes.
これにより、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角や搭乗部14の位置の変化を抑えることができる。また、乗員15の重量等の変化に対して、ほぼ一定の車両動作を実現することができる。
Thereby, the change of the vehicle body inclination angle or the position of the riding section 14 during acceleration / deceleration or disturbance action can be suppressed. Further, a substantially constant vehicle operation can be realized with respect to changes in the weight of the
本実施の形態において、搭乗部14は、能動重量部として機能し、車両10の前後方向へ本体部11と相対的に移動可能となるように、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、本体部11に取り付けられている。
In the present embodiment, the riding section 14 functions as an active weight section and is movable relative to the main body section 11 in the front-rear direction of the
ここで、能動重量部は、ある程度の質量を有し、本体部11に対して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本体部11に対して移動可能に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本体部11に対して移動可能に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。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。
Here, the active weight part has a certain amount of mass, and actively corrects the position of the center of gravity of the
そして、前記搭乗部14は、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。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に対して車両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。 And the said boarding part 14 is attached to the main-body part 11 via the moving mechanism which is not shown in figure. The moving mechanism includes a low-resistance linear moving mechanism such as a linear guide device and an active weight part motor 62 as an active weight part actuator. The active weight part motor 62 drives the riding part 14, and the main body part 11. The vehicle is moved back and forth in the vehicle traveling direction. As the active weight actuator, for example, a hydraulic motor, a linear motor, or the like can be used. However, here, the description will be made assuming that the active weight motor 62 that is a rotary electric motor is used.
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 riding portion 14 and sliding along the guide rail, a ball, a roller, and the like interposed between the guide rail and the carriage. Rolling elements. In the guide rail, two track grooves are formed linearly along the longitudinal direction on the left and right side surfaces thereof. Further, the cross section of the carriage is formed in a U-shape, and two track grooves are formed on the inner sides of the two opposing side surfaces so as to face the track grooves of the guide rail. The rolling elements are incorporated between the raceway grooves, and roll in the raceway grooves with the relative linear motion of the guide rail and the carriage. The carriage is formed with a return passage that connects both ends of the raceway groove, and the rolling elements circulate through the raceway groove and the return passage.
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 riding section 14 is unnecessary, such as when the
図に示されるように、本実施の形態における制御ECU20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る能動重量部制御ECU23を備える。
As shown in the figure, the
そして、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/又は能動重量部移動速度を検出し、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
また、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/又は車体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。
The
さらに、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、前記主制御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。
Furthermore, a travel command is input from the
なお、その他の点の構成については、前記第1及び第2の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Since the configuration of other points is the same as that of the first and second embodiments, the description thereof is omitted.
次に、本実施の形態における車両10の動作について説明する。なお、走行及び姿勢制御処理の概要と目標状態の決定処理とについては、前記第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、状態量の取得処理、スライディング平面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のみ説明する。まず、状態量の取得処理について説明する。
Next, the operation of the
図19は本発明の第3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. 19 is a flowchart showing the state quantity acquisition processing in the third embodiment of the present invention.
次に、スライディング平面の決定処理について説明する。 Next, the sliding plane determination process will be described.
図20は本発明の第3の実施の形態におけるスライディング平面の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the sliding plane determination process in the third embodiment of the present invention.
本実施の形態のスライディング平面の決定処理において、主制御ECU21は、目標状態の決定処理によって決定された駆動輪回転角速度の目標値に基づき、次の式(17)及び(18)によって表される2つのスライディング平面を決定する(ステップS3−21)。なお、本実施の形態において、スライディング平面は、駆動輪回転角速度、車体傾斜角、車体傾斜角速度、能動重量部位置及び能動重量部移動速度を座標軸とする5次元空間における4次元平面であり、第1スライディング平面は式(17)によって表され、第2スライディング平面は式(18)によって表される。また、第1スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は次の式(19)によって表され、第2スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は次の式(20)によって表される。
In the sliding plane determination process of the present embodiment, the
この場合、目標点を通り、かつ、力学的構造に適した第1及び第2スライディング平面を設定する。これら第1及び第2スライディング平面の傾きを決定する単位法線ベクトルは、極配置法等によって、あらかじめ適切な値となるように設定する。 In this case, first and second sliding planes that pass through the target point and are suitable for the mechanical structure are set. The unit normal vectors that determine the inclinations of the first and second sliding planes are set in advance so as to have appropriate values by the pole placement method or the like.
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21は本発明の第3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. 21 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the third embodiment of the present invention.
本実施の形態の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出力を決定する(ステップS4−21)。この場合、各目標値と、現在の状態を示す実状態量と、2つのスライディング平面とから、次の式(21)及び(22)によって駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力を決定する。つまり、実状態、目標状態、及び、2つのスライディング平面の相対位置関係によって駆動トルク及び能動重量部推力を決定する。なお、駆動モータ52の出力である駆動トルクは次の式(21)によって決定され、能動重量部モータ62の出力である能動重量部推力は次の式(22)によって決定される。
In the actuator output determination process of the present embodiment, the
前記式(21)及び(22)の右辺における第1項は、スライディング平面内目標点収束出力を示す項であり、状態偏差(実状態と目標状態との差)の水平方向成分(スライディング平面に平行な成分)に比例した駆動トルク又は能動重量部推力を与えることで、スライディング平面上を滑らせるように実値点を目標点に収束させる。 The first term on the right side of the equations (21) and (22) is a term indicating the target point convergence output in the sliding plane, and the horizontal component of the state deviation (difference between the actual state and the target state) (in the sliding plane). By applying a driving torque or an active weight portion thrust proportional to the parallel component), the actual value point is converged to the target point so as to slide on the sliding plane.
また、第2項は、スライディング平面収束出力を示す項であり、実値点のスライディング平面からの距離に比例した駆動トルク又は能動重量部推力を与えることで、実値点をスライディング平面に近づけて拘束する。 The second term is a term indicating the sliding plane convergence output. By applying a driving torque or an active weight portion thrust proportional to the distance from the sliding plane of the actual value point, the actual value point is brought closer to the sliding plane. to bound.
さらに、第3項は、スライディング平面収束付加出力を示す項であり、スライディング平面と実値点との相対位置に応じて、絶対値が一定の正又は負の出力を加えることで、スライディング平面への拘束力を高める。 Furthermore, the third term is a term indicating a sliding plane convergence additional output. By adding a positive or negative output having a constant absolute value according to the relative position between the sliding plane and the real value point, the third term is applied to the sliding plane. Increase the binding force.
なお、フィードバックゲイン等の各制御パラメータは、極配置法等によってあらかじめ決定される。 Each control parameter such as feedback gain is determined in advance by a pole placement method or the like.
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S4−22)。この場合、主制御ECU21は、決定した駆動トルクの値及び能動重量部推力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、搭乗部14が移動可能な車両に対して、スライディングモード制御を適用することによって、走行及び姿勢制御のロバスト安定性を向上させる。そのため、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角や搭乗部14の位置の変化を抑えることができる。また、乗員15の重量等の変化に対して、ほぼ一定の車両動作を実現することができる。したがって、乗り心地や使い勝手のよい車両を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the robust stability of the running and posture control is improved by applying the sliding mode control to the vehicle in which the riding section 14 is movable. Therefore, it is possible to suppress changes in the vehicle body inclination angle and the position of the riding section 14 during acceleration / deceleration and disturbance. Further, a substantially constant vehicle operation can be realized with respect to changes in the weight of the
なお、本実施の形態は、スライディング平面に収束させる出力を、距離に比例する出力(式(21)及び(22)の右辺における第2項)と一定出力(式(21)及び(22)の右辺における第3項)との和によって決定しているが、いずれか一方のみであってもよい。また、これと異なる非線形関数を用いてもよい。例えば、スライディング平面収束付加出力のσ=0付近に2つの閾値を設けてヒステリシス特性を与えることで、出力値のハンチング(振動)を抑えるようにしてもよい。さらに、スライディング平面内目標点収束出力についても、非線形関数を用いてもよい。 In the present embodiment, the output converged on the sliding plane is divided into an output proportional to the distance (second term on the right side of equations (21) and (22)) and a constant output (of equations (21) and (22)). Although it is determined by the sum of the third term on the right side), only one of them may be used. Also, a different nonlinear function may be used. For example, hunting (vibration) of the output value may be suppressed by providing two threshold values in the vicinity of σ = 0 of the sliding plane convergence additional output to provide hysteresis characteristics. Further, a nonlinear function may be used for the target point convergence output in the sliding plane.
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、第1〜第3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〜第3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 fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as the 1st-3rd embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Explanation of the same operations and effects as those of the first to third embodiments is also omitted.
図22は本発明の第4の実施の形態におけるスライディング平面の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the sliding plane determination process in the fourth embodiment of the present invention.
スライディングモード制御を適用しても、車体傾斜と搭乗部移動とによって車体のバランスをとるので、ある程度車体が傾いてしまう。そのため、モビリティとして、乗り心地が悪くなってしまう。したがって、できる限り車体を傾斜させず、搭乗部の平行移動のみによってバランスをとることが望ましい。 Even when the sliding mode control is applied, the vehicle body is tilted to some extent because the vehicle body is balanced by the vehicle body tilt and the riding section movement. As a result, the ride quality becomes poor as mobility. Therefore, it is desirable that the vehicle body is not tilted as much as possible and is balanced only by the parallel movement of the riding section.
そこで、本実施の形態においては、搭乗部14が移動可能な車両に対してスライディングモード制御を適用する際に、駆動輪12の影響を搭乗部14の移動機構に負担させることによって、車体の傾斜を抑える。具体的には、車体傾斜角及び車体傾斜角速度に対して第1スライディング平面を設定し、同状態量が第1スライディング平面に沿って変化するように駆動トルクを与える。また、駆動輪回転角速度、能動重量部位置及び能動重量部移動速度に対して第2スライディング平面を設定し、同状態量が第2スライディング平面に沿って変化するように能動重量部推力を与える。車体傾斜の制御を駆動輪12の制御から切り離すことによって、直立姿勢維持の制御をより簡単に、かつ、強固に行うことができる。実際には、能動重量部推力によって直接的に駆動輪12を制御することはできないが、能動重量部推力によって搭乗部14が移動し、それによる車体傾斜を抑えようとする駆動トルクの反トルクで、走行制御が結果的に達成される。 Therefore, in the present embodiment, when sliding mode control is applied to a vehicle in which the riding section 14 is movable, the influence of the drive wheels 12 is imposed on the moving mechanism of the riding section 14 to thereby tilt the vehicle body. Suppress. Specifically, a first sliding plane is set with respect to the vehicle body inclination angle and the vehicle body inclination angular velocity, and a drive torque is applied so that the same state quantity changes along the first sliding plane. Further, a second sliding plane is set for the driving wheel rotation angular velocity, the active weight portion position, and the active weight portion moving speed, and the active weight portion thrust is applied so that the same state quantity changes along the second sliding plane. By separating the vehicle body tilt control from the drive wheel 12 control, the upright posture maintenance control can be performed more easily and firmly. Actually, the drive wheel 12 cannot be directly controlled by the active weight portion thrust, but the riding portion 14 is moved by the active weight portion thrust, which is a counter torque of the drive torque for suppressing the vehicle body inclination. As a result, traveling control is achieved.
これにより、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角の変化を更に抑えることができ、より快適に走行可能な車両を提供することができる。 Thereby, the change of the vehicle body inclination angle during acceleration / deceleration or disturbance action can be further suppressed, and a vehicle that can travel more comfortably can be provided.
次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理について説明する。なお、走行及び姿勢制御処理の概要と、状態量の取得処理と、目標状態の決定処理とについては、前記第3の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、スライディング平面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のみ説明する。まず、スライディング平面の決定処理について説明する。 Next, traveling and attitude control processing in the present embodiment will be described. Note that the outline of the travel and attitude control processing, the state quantity acquisition processing, and the target state determination processing are the same as those in the third embodiment, and thus the description thereof will be omitted, and the sliding plane determination processing will be omitted. Only the actuator output determination process will be described. First, the sliding plane determination process will be described.
本実施の形態のスライディング平面の決定処理において、主制御ECU21は、目標状態の決定処理によって決定された駆動輪回転角速度の目標値に基づき、次の式(30)及び(31)によって表される2つのスライディング平面を決定する(ステップS3−31)。なお、本実施の形態において、第1スライディング平面は、車体傾斜角及び車体傾斜角速度を座標軸とする2次元空間における1次元平面、すなわち、直線であって、次の式(30)によって表される。また、第2スライディング平面は、駆動輪回転角速度、能動重量部位置及び能動重量部移動速度を座標軸とする3次元空間における2次元平面であって、次の式(31)によって表される。また、第1スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は次の式(32)によって表され、第2スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は次の式(33)によって表される。
In the sliding plane determination process of the present embodiment, the
この場合、目標点を通り、かつ、力学的構造に適した第1及び第2スライディング平面を設定する。これら第1及び第2スライディング平面の傾きを決定する単位法線ベクトルは、極配置法等によって、あらかじめ適切な値となるように設定する。 In this case, first and second sliding planes that pass through the target point and are suitable for the mechanical structure are set. The unit normal vectors that determine the inclinations of the first and second sliding planes are set in advance so as to have appropriate values by the pole placement method or the like.
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23は本発明の第4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. 23 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the fourth embodiment of the present invention.
本実施の形態の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出力を決定する(ステップS4−31)。この場合、各目標値と、現在の状態を示す実状態量と、2つのスライディング平面とから、次の式(34)及び(35)によって駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力を決定する。つまり、実状態、目標状態、及び、2つのスライディング平面の相対位置関係によって駆動トルク及び能動重量部推力を決定する。なお、駆動モータ52の出力である駆動トルクは次の式(34)によって決定され、能動重量部モータ62の出力である能動重量部推力は次の式(35)によって決定される。
In the actuator output determination process of the present embodiment, the
前記式(34)及び(35)の右辺における第1項は、スライディング平面内目標点収束出力を示す項であり、状態偏差(実状態と目標状態との差)の水平方向成分(スライディング平面に平行な成分)に比例した駆動トルク又は能動重量部推力を与えることで、スライディング平面上を滑らせるように実値点を目標点に収束させる。 The first term on the right-hand side of the equations (34) and (35) is a term indicating the target point convergence output in the sliding plane, and the horizontal component of the state deviation (difference between the actual state and the target state) (in the sliding plane) By applying a driving torque or an active weight portion thrust proportional to the parallel component), the actual value point is converged to the target point so as to slide on the sliding plane.
また、第2項は、スライディング平面収束出力を示す項であり、実値点のスライディング平面からの距離に比例した駆動トルク又は能動重量部推力を与えることで、実値点をスライディング平面に近づけて拘束する。 The second term is a term indicating the sliding plane convergence output. By applying a driving torque or an active weight portion thrust proportional to the distance from the sliding plane of the actual value point, the actual value point is brought closer to the sliding plane. to bound.
さらに、第3項は、スライディング平面収束付加出力を示す項であり、スライディング平面と実値点の相対位置に応じて、絶対値が一定の正又は負の出力を加えることで、スライディング平面への拘束力を高める。 Furthermore, the third term is a term indicating the sliding plane convergence additional output, and by adding a positive or negative output having a constant absolute value according to the relative position between the sliding plane and the real value point, the third term is output to the sliding plane. Increase restraint.
なお、フィードバックゲイン等の各制御パラメータは、極配置法等によってあらかじめ決定される。 Each control parameter such as feedback gain is determined in advance by a pole placement method or the like.
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S4−32)。この場合、主制御ECU21は、決定した駆動トルクの値及び能動重量部推力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、搭乗部14が移動可能な車両に対して、さらに、スライディングモード制御を適用する場合、駆動輪12の影響を搭乗部14の移動機構に負担させることによって、車体傾斜を抑える。つまり、車体傾斜の制御を駆動輪12の制御から切り離すことによって、直立姿勢維持の制御をより簡単に、かつ、強固に行うことができる。そのため、能動重量部推力によって搭乗部14が移動し、それによって車体傾斜を抑えようとする駆動トルクの反トルクで、走行制御が達成される。したがって、加減速時や外乱作用時における車体傾斜角の変化を更に抑えることができ、より快適に走行可能な車両を提供することができる。 As described above, in the present embodiment, when sliding mode control is further applied to a vehicle in which the riding section 14 is movable, the movement mechanism of the riding section 14 is burdened with the influence of the drive wheels 12. , Suppress the body tilt. That is, by separating the vehicle body tilt control from the drive wheel 12 control, the upright posture maintenance control can be performed more easily and firmly. Therefore, the riding part 14 is moved by the active weight part thrust, and thereby the traveling control is achieved by the counter-torque of the driving torque for suppressing the vehicle body inclination. Therefore, it is possible to further suppress changes in the vehicle body inclination angle during acceleration / deceleration and disturbance, and to provide a vehicle that can travel more comfortably.
なお、本実施の形態は、スライディング平面に収束させる出力を、距離に比例する出力(式(34)及び(35)の右辺における第2項)と一定出力(式(34)及び(35)の右辺における第3項)との和によって決定しているが、いずれか一方のみであってもよい。また、これと異なる非線形関数を用いてもよい。例えば、スライディング平面収束付加出力σ=0付近に2つの閾値を設けてヒステリシス特性を与えることで、出力値のハンチング(振動)を抑えるようにしてもよい。さらに、スライディング平面内目標点収束出力についても、非線形関数を用いてもよい。 In the present embodiment, the output converged on the sliding plane is divided into an output proportional to the distance (second term on the right side of Expressions (34) and (35)) and a constant output (Expressions (34) and (35)). Although it is determined by the sum of the third term on the right side), only one of them may be used. Also, a different nonlinear function may be used. For example, hunting (vibration) of the output value may be suppressed by providing two threshold values in the vicinity of the sliding plane convergence additional output σ = 0 to provide hysteresis characteristics. Further, a nonlinear function may be used for the target point convergence output in the sliding plane.
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。なお、第1〜第4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〜第4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 fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st-4th embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Explanation of the same operations and effects as those of the first to fourth embodiments is also omitted.
図24は本発明の第5の実施の形態における能動重量部位置目標値付加量を示す図、図25は本発明の第5の実施の形態における目標状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 24 is a diagram showing the active weight part position target value addition amount in the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a flowchart showing the operation of target state determination processing in the fifth embodiment of the present invention. .
駆動輪回転角速度を直接的に制御すると、車体や搭乗部14が大きく振動することがある。例えば、路面の凹凸などの影響によって駆動輪回転角速度が変動した場合、それを軽減させようとする制御が、車体の姿勢制御に強く影響する。また、車両速度が高くなると、駆動輪12の粘性抵抗が車体の姿勢制御に影響するため、車両速度や車体姿勢を高精度に制御できないことがある。そのため、モビリティとして、乗り心地や使い勝手が悪くなってしまう。 If the driving wheel rotation angular velocity is directly controlled, the vehicle body or the riding section 14 may vibrate greatly. For example, when the driving wheel rotation angular velocity fluctuates due to the influence of road surface unevenness or the like, the control to reduce it strongly affects the attitude control of the vehicle body. Further, when the vehicle speed increases, the viscous resistance of the drive wheels 12 affects the vehicle body posture control, and therefore the vehicle speed and vehicle body posture may not be controlled with high accuracy. Therefore, riding comfort and usability deteriorate as mobility.
そこで、本実施の形態においては、駆動輪12の粘性抵抗を考慮するとともにそれを利用したスライディングモード制御を行いう。すなわち、能動重量部位置の目標値を与えることによって、車両速度を制御する。具体的には、能動重量部位置及び能動重量部移動速度のみに対して、第2スライディング平面を設定する。また、駆動輪回転角速度の目標値に基づいて、能動重量部位置の目標値を与える。このとき、駆動輪回転角速度(車両速度)に伴って作用する粘性抵抗を、能動重量部のずれに伴う重力トルクによって打ち消すように能動重量部位置を決定する。さらに、駆動輪回転角速度の実値と目標値との差が所定の閾値以上の場合、その差を小さくする方向へ能動重量部を余分に移動させるように能動重量部位置の目標値を修正する。 Therefore, in the present embodiment, the sliding resistance control using the viscous resistance of the drive wheel 12 is performed. That is, the vehicle speed is controlled by giving a target value of the active weight portion position. Specifically, the second sliding plane is set only for the active weight part position and the active weight part moving speed. Further, based on the target value of the driving wheel rotation angular velocity, the target value of the active weight portion position is given. At this time, the position of the active weight portion is determined so that the viscous resistance acting with the rotational angular velocity (vehicle speed) of the driving wheel is canceled by the gravitational torque accompanying the displacement of the active weight portion. Further, when the difference between the actual value of the driving wheel rotational angular velocity and the target value is equal to or greater than a predetermined threshold value, the target value of the active weight part position is corrected so that the active weight part is excessively moved in a direction to reduce the difference. .
これにより、例えば凹凸路面走行時でも、車体の振動を抑えることができる。また、車両速度や車体姿勢を高精度に制御することができる。したがって、乗り心地や使い勝手のよい車両を提供することができる。 Thus, for example, vibration of the vehicle body can be suppressed even when traveling on an uneven road surface. Further, the vehicle speed and the vehicle body posture can be controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to provide a vehicle that is comfortable and easy to use.
次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理について説明する。なお、走行及び姿勢制御処理の概要と状態量の取得処理とについては、前記第3の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、目標状態の決定処理、スライディング平面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のみ説明する。まず、目標状態の決定処理について説明する。 Next, traveling and attitude control processing in the present embodiment will be described. Note that the outline of the travel and attitude control processing and the state quantity acquisition processing are the same as those in the third embodiment, and thus the description thereof will be omitted, and the target state determination processing, sliding plane determination processing, and actuator will be omitted. Only the output determination process will be described. First, the target state determination process will be described.
本実施の形態の目標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S2−21)。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 target state determination process of the present embodiment, 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、駆動輪回転角速度の目標値を算出する(ステップS2−22)。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速度の目標値とし、該車両速度の目標値を駆動輪接地半径RW で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。
Subsequently, the
最後に、主制御ECU21は、算出された駆動輪回転角速度の目標値から、能動重量部位置の目標値を算出する(ステップS2−23)。この場合、能動重量部の位置の目標値は、次の式(43)によって算出される。
Finally, the
能動重量部位置の目標値は、駆動輪回転角速度の目標値を達成することができるような値となるように決定される。 The target value of the active weight portion position is determined to be a value that can achieve the target value of the drive wheel rotation angular velocity.
まず、駆動輪回転角速度に伴って作用する粘性抵抗トルクの反トルクが、能動重量部位置のずれに伴う重力トルクと釣り合うように車体傾斜角の目標値を設定する(式(43)の右辺における第1項)。 First, the target value of the vehicle body inclination angle is set so that the counter torque of the viscous resistance torque acting with the driving wheel rotation angular velocity is balanced with the gravity torque accompanying the displacement of the active weight portion position (in the right side of the equation (43)) Section 1).
そして、駆動輪回転角速度の実値がその目標値と大きく離れている場合、能動重量部位置の目標値を補正する(式(43)の右辺における第2項)。具体的には、駆動輪回転角速度の実値がその目標値よりも所定の閾値以上小さい場合、能動重量部位置の目標値を大きくすることによって、能動重量部をより前方に移動させて、車両10を加速させる。一方、駆動輪回転角速度の実値がその目標値よりも所定の閾値以上大きい場合、能動重量部位置の目標値を小さくすることによって、能動重量部位置をより後方に移動させて、車両10を減速させる。
When the actual value of the rotational angular velocity of the driving wheel is far from the target value, the target value of the active weight portion position is corrected (second term on the right side of Expression (43)). Specifically, when the actual value of the rotational angular velocity of the driving wheel is smaller than the target value by a predetermined threshold or more, the active weight portion is moved further forward by increasing the target value of the active weight portion position, so that the
なお、本実施の形態においては、粘性抵抗が駆動輪回転角速度に比例する、という仮定に基づいて能動重量部位置の目標値を決定しているが、粘性抵抗の非線形成分についても考慮し、それに適した能動重量部位置の目標値を与えるようにしてもよい。 In this embodiment, the target value of the active weight part position is determined based on the assumption that the viscous resistance is proportional to the rotational angular velocity of the driving wheel. A target value of a suitable active weight part position may be given.
また、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度の目標値をそのまま用いて能動重量部位置の目標値及び能動重量部位置付加量を決定しているが、駆動輪回転角速度の目標値にローパスフィルタをかけて、その時間変化を滑らかにしてもよい。若しくは、時間変化を滑らかにするスムージング関数を適用してもよい。これにより、能動重量部位置の急激な変化を抑えることができ、乗り心地を向上させることができる。 In the present embodiment, the target value of the active weight portion position and the additional amount of the active weight portion position are determined using the target value of the driving wheel rotational angular velocity as it is. The time change may be smoothed by applying a filter. Or you may apply the smoothing function which smoothes a time change. Thereby, a sudden change in the position of the active weight portion can be suppressed, and riding comfort can be improved.
さらに、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度偏差の正負に依らず、その絶対値が所定の閾値以上の場合に能動重量部位置付加量を一定の増加率で与えているが、正負に応じて閾値又は増加率を変化させてもよい。例えば、駆動輪回転角速度偏差が負の場合には、正の場合に比べて閾値を小さくし、かつ、増加率を大きくすることによって、加速性能に比べて減速性能を高めることができ、安全性が向上する。また、本実施の形態においては、能動重量部位置付加量を複数の線形関数によって定義しているが、非線形関数を用いることで、より理想的な加減速特性を実現することもできる。 Further, in the present embodiment, the active weight portion position addition amount is given at a constant increase rate when the absolute value is equal to or greater than a predetermined threshold regardless of whether the driving wheel rotation angular velocity deviation is positive or negative. The threshold value or the increase rate may be changed accordingly. For example, when the driving wheel rotation angular velocity deviation is negative, the deceleration performance can be improved compared to the acceleration performance by reducing the threshold value and increasing the increase rate compared to the positive case. Will improve. In the present embodiment, the active weight part position addition amount is defined by a plurality of linear functions, but more ideal acceleration / deceleration characteristics can also be realized by using a nonlinear function.
次に、スライディング平面の決定処理について説明する。 Next, the sliding plane determination process will be described.
図26は本発明の第5の実施の形態におけるスライディング平面の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 26 is a flowchart showing the operation of the sliding plane determination process in the fifth embodiment of the present invention.
本実施の形態のスライディング平面の決定処理において、主制御ECU21は、目標状態の決定処理によって決定された駆動輪回転角速度の目標値に基づき、次の式(45)及び(46)によって表される2つのスライディング平面を決定する(ステップS3−41)。なお、本実施の形態において、第1スライディング平面は、車体傾斜角及び車体傾斜角速度を座標軸とする2次元空間における1次元平面、すなわち、直線であって、次の式(45)によって表される。また、第2スライディング平面は、能動重量部位置及び能動重量部移動速度を座標軸とする2次元空間における1次元平面、すなわち、直線であって、次の式(46)によって表される。また、第1スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は次の式(47)によって表され、第2スライディング平面の単位法線ベクトルの各成分は次の式(48)によって表される。
In the sliding plane determination process of the present embodiment, the
この場合、目標点を通り、かつ、力学的構造に適した第1及び第2スライディング平面を設定する。これら第1及び第2スライディング平面の傾きを決定する単位法線ベクトルは、極配置法等によって、あらかじめ適切な値となるように設定する。 In this case, first and second sliding planes that pass through the target point and are suitable for the mechanical structure are set. The unit normal vectors that determine the inclinations of the first and second sliding planes are set in advance so as to have appropriate values by the pole placement method or the like.
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27は本発明の第5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. 27 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the fifth embodiment of the invention.
本実施の形態の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出力を決定する(ステップS4−41)。この場合、各目標値と、現在の状態を示す実状態量と、2つのスライディング平面とから、次の式(49)及び(50)によって駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力を決定する。つまり、実状態、目標状態、及び、2つのスライディング平面の相対位置関係によって駆動トルク及び能動重量部推力を決定する。なお、駆動モータ52の出力である駆動トルクは次の式(49)によって決定され、能動重量部モータ62の出力である能動重量部推力は次の式(50)によって決定される。
In the actuator output determination process of the present embodiment, the
前記式(49)及び(50)の右辺における第1項は、スライディング平面内目標点収束出力を示す項であり、状態偏差(実状態と目標状態との差)の水平方向成分(スライディング平面に平行な成分)に比例した駆動トルク又は能動重量部推力を与えることで、スライディング平面上を滑らせるように実値点を目標点に収束させる。 The first term on the right side of the equations (49) and (50) is a term indicating the target point convergence output in the sliding plane, and the horizontal component of the state deviation (difference between the actual state and the target state) (in the sliding plane) By applying a driving torque or an active weight portion thrust proportional to the parallel component), the actual value point is converged to the target point so as to slide on the sliding plane.
また、第2項は、スライディング平面収束出力を示す項であり、実値点のスライディング平面からの距離に比例した駆動トルク又は能動重量部推力を与えることで、実値点をスライディング平面に近づけて拘束する。 The second term is a term indicating the sliding plane convergence output. By applying a driving torque or an active weight portion thrust proportional to the distance from the sliding plane of the actual value point, the actual value point is brought closer to the sliding plane. to bound.
さらに、第3項は、スライディング平面収束付加出力を示す項であり、スライディング平面と実値点の相対位置に応じて、絶対値が一定の正又は負の出力を加えることで、スライディング平面への拘束力を高める。 Furthermore, the third term is a term indicating the sliding plane convergence additional output, and by adding a positive or negative output having a constant absolute value according to the relative position between the sliding plane and the real value point, the third term is output to the sliding plane. Increase restraint.
なお、フィードバックゲイン等の各制御パラメータは、極配置法等によってあらかじめ決定される。 Each control parameter such as feedback gain is determined in advance by a pole placement method or the like.
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S4−42)。この場合、主制御ECU21は、決定した駆動トルクの値及び能動重量部推力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、搭乗部14が移動可能な車両に対して、スライディングモード制御を適用する場合、能動重量部位置の目標値を与えることによって、車両速度を制御する。これにより、駆動輪12を直接コントロールすることなく、駆動トルクによって車両速度をコントロールすることができる。そのため、凹凸路面走行時でも、車体の振動を抑えることができる。また、車両速度や車体姿勢を高精度に制御することができる。したがって、乗り心地や使い勝手のよい車両を提供することができる。 Thus, in the present embodiment, when sliding mode control is applied to a vehicle in which the riding section 14 is movable, the vehicle speed is controlled by giving the target value of the active weight section position. Thereby, the vehicle speed can be controlled by the drive torque without directly controlling the drive wheels 12. Therefore, vibration of the vehicle body can be suppressed even when traveling on an uneven road surface. Further, the vehicle speed and the vehicle body posture can be controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to provide a vehicle that is comfortable and easy to use.
なお、本実施の形態は、スライディング平面に収束させる出力を、距離に比例する出力(式(49)及び(50)の右辺における第2項)と一定出力(式(49)及び(50)の右辺における第3項)との和によって決定しているが、いずれか一方のみであってもよい。また、これと異なる非線形関数を用いてもよい。例えば、スライディング平面収束付加出力のσ=0付近に2つの閾値を設けてヒステリシス特性を与えることで、出力値のハンチング(振動)を抑えるようにしてもよい。さらに、スライディング平面内目標点収束出力についても、非線形関数を用いてもよい。 In the present embodiment, the output converged on the sliding plane is divided into an output proportional to the distance (second term on the right side of equations (49) and (50)) and a constant output (equations (49) and (50)). Although it is determined by the sum of the third term on the right side), only one of them may be used. Also, a different nonlinear function may be used. For example, hunting (vibration) of the output value may be suppressed by providing two threshold values in the vicinity of σ = 0 of the sliding plane convergence additional output to provide hysteresis characteristics. Further, a nonlinear function may be used for the target point convergence output in the sliding plane.
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
31 ジョイスティック
DESCRIPTION OF
31 Joystick
Claims (10)
該車体に回転可能に取り付けられた駆動輪と、
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、操縦装置の操縦操作量に基づいて前記駆動輪又は前記車体の目標状態を決定し、決定した目標状態に基づいてスライディング平面を決定し、実状態と前記目標状態と前記スライディング平面との位置関係によって前記駆動トルクを決定することを特徴とする車両。 The car body,
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 determines a target state of the driving wheel or the vehicle body based on a steering operation amount of the control device, determines a sliding plane based on the determined target state, and determines an actual state, the target state, and the sliding A vehicle characterized in that the driving torque is determined by a positional relationship with a plane.
前記スライディング平面は、前記駆動輪の回転角速度と前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される請求項1又は2に記載の車両。 The target state is a state in which the rotational angular velocity of the drive wheel becomes a target value,
The vehicle according to claim 1 or 2, wherein the sliding plane is set in a space having coordinates of a rotational angular velocity of the driving wheel, an inclination angle of the vehicle body, and an inclination angular velocity of the vehicle body.
前記スライディング平面は、前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される請求項1又は2に記載の車両。 The target state is a state in which the inclination angle of the vehicle body becomes a target value,
The vehicle according to claim 1, wherein the sliding plane is set in a space having coordinates of an inclination angle of the vehicle body and an inclination angular velocity of the vehicle body.
前記補正値は、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差を小さくする方向に前記車体を余分に傾ける値である請求項4に記載の車両。 The target value of the tilt angle of the vehicle body is the sum of a reference value determined by the target value of the rotational angular speed of the drive wheel and a correction value determined by the difference between the target value of the rotational angular speed of the drive wheel and the actual value. And
When the difference between the target value and the actual value of the rotational angular velocity of the drive wheel is greater than a predetermined threshold, the correction value is the vehicle body in a direction that reduces the difference between the target value and the actual value of the rotational angular velocity of the drive wheel. The vehicle according to claim 4, wherein the vehicle is a value that inclines an excessive amount.
前記車両制御装置は、前記駆動トルクと前記能動重量部の位置とのうち少なくとも1つを制御して前記車体の姿勢を制御し、前記実状態と前記目標状態とスライディング平面との位置関係によって前記駆動トルク及び能動重量部の推力を決定する請求項1又は2に記載の車両。 An active weight portion movably attached to the vehicle body;
The vehicle control device controls the posture of the vehicle body by controlling at least one of the driving torque and the position of the active weight portion, and the vehicle control device controls the posture of the vehicle body according to a positional relationship between the actual state, the target state, and a sliding plane. The vehicle according to claim 1, wherein the driving torque and the thrust of the active weight portion are determined.
前記スライディング平面は、前記駆動輪の回転角速度と前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度と前記能動重量部の位置と前記能動重量部の移動速度とのうち少なくとも2つを座標とする空間に設定される2つの平面から成る請求項6に記載の車両。 The target state is a state in which the rotational angular velocity of the drive wheel becomes a target value,
The sliding plane is a space having at least two coordinates of a rotational angular velocity of the driving wheel, an inclination angle of the vehicle body, an inclination angular velocity of the vehicle body, a position of the active weight portion, and a moving speed of the active weight portion. The vehicle according to claim 6, comprising two planes to be set.
前記スライディング平面は、前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される第1スライディング平面及び前記駆動輪の回転角速度と前記能動重量部の位置と前記能動重量部の移動速度とを座標とする空間に設定される第2スライディング平面から成る請求項6に記載の車両。 The target state is a state in which the rotational angular velocity of the drive wheel becomes a target value,
The sliding plane includes a first sliding plane set in a space having coordinates of the vehicle body inclination angle and the vehicle body inclination angular velocity, the rotational angular velocity of the driving wheel, the position of the active weight portion, and the active weight portion. The vehicle according to claim 6, comprising a second sliding plane set in a space having the moving speed as coordinates.
前記スライディング平面は、前記車体の傾斜角と前記車体の傾斜角速度とを座標とする空間に設定される第1スライディング平面及び前記能動重量部の位置と前記能動重量部の移動速度とを座標とする空間に設定される第2スライディング平面から成る請求項6に記載の車両。 The target state is a state where the position of the active weight part is a target value,
The sliding plane has a first sliding plane set in a space having the vehicle body inclination angle and the vehicle body inclination angular velocity as coordinates, and the position of the active weight portion and the moving speed of the active weight portion as coordinates. The vehicle according to claim 6, comprising a second sliding plane set in a space.
前記補正値は、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差が所定の閾値よりも大きい場合にのみ、前記駆動輪の回転角速度の目標値と実値の差を小さくする方向に前記能動重量部を余分に移動させる値である請求項9に記載の車両。 The target value of the position of the active weight portion is a reference value determined by the target value of the rotational angular velocity of the driving wheel and a correction value determined by the difference between the target value of the rotational angular velocity of the driving wheel and the actual value. Is sum,
The correction value is set so as to reduce the difference between the target value and the actual value of the rotational angular velocity of the driving wheel only when the difference between the target value and the actual value of the rotational angular velocity of the driving wheel is larger than a predetermined threshold. The vehicle according to claim 9, wherein the vehicle is a value that moves the active weight part excessively.
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