JP2010247804A - Attitude control device - Google Patents

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JP2010247804A JP2009102469A JP2009102469A JP2010247804A JP 2010247804 A JP2010247804 A JP 2010247804A JP 2009102469 A JP2009102469 A JP 2009102469A JP 2009102469 A JP2009102469 A JP 2009102469A JP 2010247804 A JP2010247804 A JP 2010247804A
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Kenji Totsu
憲司 十津
Hideyuki Kobayashi
秀行 小林
Takehiro Yanaka
壮弘 谷中
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly carry out stabilizing control of a posture of a vehicle, and to improve ride comfort in a bad road, in the vehicle having a posture control function. <P>SOLUTION: A controller 103 for controlling the posture, controls the control amount of motors 131-139 controlling the motion and posture of the vehicle, on the basis of a road situation supplied from a sensor group 102. The controller 103 estimates the inclination of the road surface, obtains force projecting force added to the gravity center of the vehicle on a first vertical surface including a line connecting a rear wheel and a front left wheel, a second vertical surface including a line connecting a rear wheel and a front right wheel, and a vertical surface including a line connecting front wheels, and controls a right lean and a left lean to make the force projected on each vertical surface orthogonal to the road surface projected on each vertical surface. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両の姿勢制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle attitude control device.

走行車両の安定性を高めるため、様々な提案がなされている。例えば、特許文献1には、ボディの前部に取り付けられた転舵車輪とボディの後部に取り付けられた駆動車輪とを備えた1人用の乗り物において、車両の安定性を保つため、ボディを水平に維持する技術が開示されている。
また、特許文献2には、車両の安定性を向上するため、ホイールベースを可変する技術が開示されている。
さらに、特許文献3には、車両の旋回性を高めるために、旋回時に乗り物の重心を旋回内輪に移動させ、旋回安定性と乗り心地を向上させる技術が開示されている。
Various proposals have been made to improve the stability of traveling vehicles. For example, in Patent Document 1, in a vehicle for one person provided with a steered wheel attached to the front part of the body and a drive wheel attached to the rear part of the body, the body is used to maintain the stability of the vehicle. Techniques for maintaining the level are disclosed.
Patent Document 2 discloses a technique for changing the wheel base in order to improve the stability of the vehicle.
Further, Patent Document 3 discloses a technique for improving the turning stability and the riding comfort by moving the center of gravity of the vehicle to the turning inner wheel during turning to improve the turning performance of the vehicle.

特開2005−82044号公報JP 2005-82044 A 特開2005−112300号公報JP-A-2005-112300 特開2007−099218号公報JP 2007-099218 A

車両の運行状況は、刻一刻と変化し、車両の安定度或いは車両の転倒しやすさは、刻一刻と変化する。しかしながら、上記特許文献1から3に記載される技術では、車両の運行状態や路面状態での安定性を評価して、車両の安定性を動的に向上することができないという問題があった。
また、車両の安定性を動的に向上するためには、種々のセンサにより運行状態を表す指標値を連続的にモニタしなければならないが、全てのセンサが全ての走行状態において適切な検出状態を維持できるとは限らない。
また、従来の技術では、車両の安定度の向上と乗員の乗り心地の向上とを共に高めることはできない場合があった。
The operation status of the vehicle changes every moment, and the stability of the vehicle or the ease of overturning the vehicle changes every moment. However, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 have a problem that the stability of the vehicle cannot be dynamically improved by evaluating the stability of the vehicle in the driving state or the road surface state.
Moreover, in order to dynamically improve the stability of the vehicle, it is necessary to continuously monitor the index value indicating the driving state by various sensors, but all sensors are in an appropriate detection state in all the driving states. Cannot always be maintained.
In addition, with the conventional technology, it may not be possible to improve both the stability of the vehicle and the ride comfort of the occupant.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、車両の姿勢の安定化制御を適切に行うことが可能な姿勢制御装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、車両の姿勢をより安定的に制御することが可能な姿勢制御装置を提供することを他の目的とする。
さらに、この発明は、車両姿勢の安定制御を事項しつつ乗員の乗り心地を改善することができる姿勢制御装置を提供することを他の目的とする。
The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an attitude control device capable of appropriately performing the stabilization control of the attitude of the vehicle.
Another object of the present invention is to provide an attitude control device that can more stably control the attitude of a vehicle.
Furthermore, another object of the present invention is to provide an attitude control device that can improve the ride comfort of the occupant while giving stable control of the vehicle attitude.

こうした目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る姿勢制御装置は、
ボディと、前右輪と、前左輪と、後輪と、を備える車両の前記前右輪に対するボディの高さを制御する右リーン制御手段と、
前記車両の前記前左輪に対するボディの高さを制御する左リーン制御手段と、
前記車両の位置する路面の傾きを求める路面傾斜取得手段と、
前記車両の重心に加わる力を求める重心力取得手段と、
前記重心力取得手段により取得された重心に加わる力を、前記後輪と前記前左輪を結ぶ線を含む第1の垂面、前記後輪と前記前右輪を結ぶ線を含む第2の垂面、前記前輪同士を結ぶ線を含む垂面に投影した力を求める投影手段と、
前記投影手段により求められた各垂面に投影した力が、各垂面に投影した路面に直角方向となるように、前記右リーン制御手段の制御量と前記左リーン制御手段の制御量とを設定する制御量設定手段と、
を備える、ことを特徴とする。
In order to achieve such an object, an attitude control device according to the first aspect of the present invention provides:
A right lean control means for controlling the height of the body relative to the front right wheel of a vehicle comprising a body, a front right wheel, a front left wheel, and a rear wheel;
Left lean control means for controlling the height of the body relative to the front left wheel of the vehicle;
Road surface inclination obtaining means for obtaining the inclination of the road surface on which the vehicle is located;
A center-of-gravity force obtaining means for obtaining a force applied to the center of gravity of the vehicle;
The force applied to the center of gravity acquired by the center-of-gravity force acquisition means is a first vertical surface including a line connecting the rear wheel and the front left wheel, and a second vertical including a line connecting the rear wheel and the front right wheel. A projection means for obtaining a force projected on a vertical plane including a plane and a line connecting the front wheels;
The control amount of the right lean control means and the control amount of the left lean control means are set so that the force projected on each vertical surface obtained by the projection means is perpendicular to the road surface projected on each vertical surface. Control amount setting means to be set;
It is characterized by comprising.

例えば、加速度センサと、速度センサと、ピッチレートセンサと、ロールレートセンサとをさらに配置し、
前記路面傾斜取得手段は、
前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートを積分することにより車両の前後方向の傾斜角θxを求めるピッチ積分手段と、前記加速度センサによって検出された車両の前後方向の加速度に基づいて、車両の前後方向の傾斜角θxtを求める前後方向加速度傾斜取得手段と、前記ピッチ積分手段が求めた車両の傾斜角θxtを、前記前後方向加速度傾斜取得手段が取得した傾斜角で補正するX補正手段と、求めた車両傾斜角θxtから、車両前後方向の車両単独の傾斜角θxv分を減算するX減算手段と、を備える前後方向路面傾斜角取得手段と、
前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートを積分することにより車両の左右方向の傾斜角θyを求めるロール積分手段と、前記加速度センサによって検出された車両の左右方向の加速度に基づいて、車両の左右方向の傾斜角θytを求める左右方向加速度傾斜取得手段と、前記ロール積分手段が求めた車両の傾斜角θytを、前記左右方向加速度傾斜取得手段が取得した傾斜角で補正するY補正手段と、求めた車両傾斜角θytから、車両左右方向の車両単独の傾斜角θyv分を減算するY減算手段と、を備える左右方向傾斜角取得手段と、
を備えるように構成してもよい。
For example, an acceleration sensor, a speed sensor, a pitch rate sensor, and a roll rate sensor are further arranged.
The road surface inclination acquisition means is
Based on the pitch integration means for obtaining the vehicle tilt angle θx by integrating the pitch rate detected by the pitch rate sensor and the vehicle longitudinal acceleration detected by the acceleration sensor. A longitudinal acceleration inclination obtaining means for obtaining a direction inclination angle θxt, an X correction means for correcting the vehicle inclination angle θxt obtained by the pitch integration means with the inclination angle obtained by the longitudinal acceleration inclination obtaining means, and X subtracting means for subtracting the vehicle inclination angle θxv of the vehicle alone in the vehicle longitudinal direction from the vehicle inclination angle θxt,
Based on the roll integration means for obtaining the tilt angle θy in the left-right direction of the vehicle by integrating the roll rate detected by the roll rate sensor, and the left-right acceleration of the vehicle based on the acceleration in the left-right direction of the vehicle detected by the acceleration sensor. A lateral acceleration inclination obtaining means for obtaining a direction inclination angle θyt; a Y correction means for correcting the vehicle inclination angle θyt obtained by the roll integrating means with the inclination angle obtained by the lateral acceleration inclination obtaining means; Left and right direction inclination angle acquisition means comprising: Y subtraction means for subtracting the vehicle inclination angle θyv of the vehicle alone in the vehicle left and right direction from the vehicle inclination angle θyt.
You may comprise so that it may be provided.

例えば、前記制御量設定手段は、前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートに基づいて制御量を抑制する第1の抑制手段と、前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートに基づいて制御量を抑制する第2の抑制手段と、を備える。   For example, the control amount setting means includes a first suppression means for suppressing the control amount based on the pitch rate detected by the pitch rate sensor, and a control amount based on the roll rate detected by the roll rate sensor. 2nd suppression means to suppress.

例えば、前記第1の抑制手段は、前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートに基づいて前記制御量にスルーレートを設定する手段、又は、前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートに基づいて前記制御量のゲインを正制御する手段、を備え、前記第2の抑制手段は、前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートに基づいて前記制御量にスルーレートを設定する手段、又は、前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートに基づいて前記制御量のゲインを正制御する手段、を備える。   For example, the first suppression means may be means for setting a slew rate to the control amount based on the pitch rate detected by the pitch rate sensor, or based on the pitch rate detected by the pitch rate sensor. Means for positively controlling the gain of the control amount, and the second suppression means sets the slew rate to the control amount based on the roll rate detected by the roll rate sensor, or the roll rate Means for positively controlling the gain of the controlled variable based on the roll rate detected by the sensor.

また、本発明の第2の観点に係る姿勢制御装置は、
ボディと、前輪と、後輪とを備える車両の姿勢を制御する姿勢制御装置であって、
車両の位置する路面の傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段により推定した路面の傾斜角に基づいて、ボディの姿勢を制御する姿勢制御手段と
を備え、
前記路面傾斜角推定手段は、
前記車両の加速度を求める加速度取得手段と、
車両のピッチレートとロールレートをそれぞれ求めるレート取得手段と、
前記加速度取得手段により取得された加速度に基づいて車両の前後方向の傾斜角θxtを求める車両前後方向傾斜角取得手段と、
前記加速度取得手段により取得された加速度に基づいて車両の左右方向の傾斜角θytを求める車両左右方向傾斜角取得手段と、
前記レート取得手段で取得されたピッチレートを積分することにより車両の前後方向の傾斜角θxtを求める第2の車両前後方向傾斜角取得手段と、
前記レート取得手段で取得されたロールレートを積分することにより車両の左右方向の傾斜角θytを求める第2の車両左右方向傾斜角取得手段と、
前記車両前後方向傾斜角取得手段により求められた車両の前後方向の傾斜角θxt及び前記第2の車両前後方向傾斜角取得手段により求められた車両の前後方向の傾斜角θxtに基づいて、路面の前後方向傾斜角θxを推定する路面前後方向傾斜角推定手段と、
前記車両左右方向傾斜角取得手段により求められた車両の左右方向の傾斜角θyt及び前記第2の車両左右方向傾斜角取得手段により求められた車両の左右方向の傾斜角θytに基づいて、路面の左右方向傾斜角θyを推定する路面左右方向傾斜角推定手段と、
を備える、
ことを特徴とする。
In addition, an attitude control device according to the second aspect of the present invention includes:
An attitude control device that controls the attitude of a vehicle including a body, front wheels, and rear wheels,
Road surface inclination angle estimating means for estimating the inclination angle of the road surface on which the vehicle is located;
Posture control means for controlling the posture of the body based on the road surface inclination angle estimated by the road surface inclination angle estimation means;
The road surface inclination angle estimating means includes:
Acceleration obtaining means for obtaining acceleration of the vehicle;
Rate acquisition means for determining the vehicle pitch rate and roll rate respectively;
Vehicle front-rear direction tilt angle acquisition means for obtaining a vehicle front-rear direction tilt angle θxt based on the acceleration acquired by the acceleration acquisition means;
Vehicle left-right direction tilt angle obtaining means for obtaining a left-right direction tilt angle θyt based on the acceleration obtained by the acceleration obtaining means;
Second vehicle front-rear direction tilt angle acquisition means for obtaining the vehicle front-rear direction tilt angle θxt by integrating the pitch rate acquired by the rate acquisition means;
Second vehicle left-right direction inclination angle acquisition means for obtaining the right-left direction inclination angle θyt by integrating the roll rate acquired by the rate acquisition means;
Based on the vehicle front-rear direction tilt angle θxt determined by the vehicle front-rear direction tilt angle acquisition unit and the vehicle front-rear direction tilt angle θxt determined by the second vehicle front-rear direction tilt angle acquisition unit, Road surface front-rear direction tilt angle estimating means for estimating the front-rear direction tilt angle θx;
Based on the vehicle left-right direction inclination angle θyt determined by the vehicle left-right direction inclination angle acquisition means and the vehicle left-right direction inclination angle θyt determined by the second vehicle left-right direction inclination angle acquisition means, Road surface lateral direction inclination angle estimation means for estimating the lateral direction inclination angle θy;
Comprising
It is characterized by that.

例えば、前記第2の車両前後方向傾斜角取得手段は、前記車両前後方向傾斜角取得手段により取得された前後方向の傾斜角θxを、前記ピッチレートの積分値の初期値に設定する手段を含み、前記第2の車両左右方向傾斜角取得手段は、前記車両左右方向傾斜角取得手段により取得された左右方向の傾斜角θyを、前記ロールレートの積分値の初期値に設定する手段を含む。   For example, the second vehicle front-rear direction inclination angle acquisition means includes means for setting the front-rear direction inclination angle θx acquired by the vehicle front-rear direction inclination angle acquisition means as an initial value of the integrated value of the pitch rate. The second vehicle left-right direction inclination angle acquisition means includes means for setting the left-right direction inclination angle θy acquired by the vehicle left-right direction inclination angle acquisition means as an initial value of the integral value of the roll rate.

例えば、前記路面前後方向傾斜角推定手段は、前記車両の減速度が基準値よりも大きい場合には、前記第2の車両前後方向傾斜角取得手段により求められた車両の前後方向の傾斜角θxtに基づいて、路面の前後方向傾斜角θxを推定し、前記路面左右方向傾斜角推定手段は、前記車両横滑り角の変化率が所定の基準より大きい場合には、前記第2の車両左右方向傾斜角取得手段により求められた車両の左右方向の傾斜角θytに基づいて、路面の左右方向傾斜角θyを推定する。   For example, when the vehicle deceleration is larger than a reference value, the road front-rear direction tilt angle estimation unit is configured to determine the vehicle front-rear direction tilt angle θxt obtained by the second vehicle front-rear direction tilt angle acquisition unit. The road surface lateral direction inclination angle θx is estimated based on the road surface lateral direction inclination angle θx, and the road surface lateral direction inclination angle estimation means determines the second vehicle lateral direction inclination when the change rate of the vehicle side slip angle is larger than a predetermined reference. The left-right direction inclination angle θy of the road surface is estimated based on the left-right direction inclination angle θyt of the vehicle obtained by the angle acquisition means.

また、本発明の第3の観点に係る姿勢制御装置は、
ボディと、前右輪と、前左輪と、後輪と、を備える車両の前記前右輪に対するボディの高さを制御する右リーン制御手段と、
前記車両の前記前左輪に対するボディの高さを制御する左リーン制御手段と、
車両の位置する路面の傾斜角を求める路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段が推定した路面の傾斜角に基づいて、車両の安定性を高めるように、前記右リーン制御手段と前記左リーン制御手段との制御量をそれぞれ求めて設定する制御量取得手段と、を備え、
前記制御量取得手段は、前記右リーン制御手段の制御量と前記左リーン制御手段の制御量とを異なった方向に設定する場合には、車両の重心を下げるように制御量を設定する、
ことを特徴とする。
Also, an attitude control device according to the third aspect of the present invention is:
A right lean control means for controlling the height of the body relative to the front right wheel of a vehicle comprising a body, a front right wheel, a front left wheel, and a rear wheel;
Left lean control means for controlling the height of the body relative to the front left wheel of the vehicle;
Road surface inclination angle estimating means for obtaining an inclination angle of the road surface on which the vehicle is located;
Control amount acquisition for determining and setting control amounts of the right lean control means and the left lean control means, respectively, so as to enhance the stability of the vehicle based on the road inclination angle estimated by the road surface inclination angle estimation means Means, and
The control amount acquisition means sets the control amount so as to lower the center of gravity of the vehicle when setting the control amount of the right lean control means and the control amount of the left lean control means in different directions.
It is characterized by that.

例えば、車両の走行状態を判別する走行状態判別手段を配置し、
前記制御量取得手段は、前記走行状態判別手段により判別された走行状態が所定の状態の場合に、車両の重心を下げるように制御量を設定するように構成してもよい。
For example, a traveling state determining means for determining the traveling state of the vehicle is arranged,
The control amount acquisition unit may be configured to set the control amount so as to lower the center of gravity of the vehicle when the traveling state determined by the traveling state determination unit is a predetermined state.

例えば、前記制御量設定手段は、前記走行状態判別手段により判別された走行状態が予め定められた高速走行状態又は予め定められた不安定状態の場合に、車両の重心を下げるように制御量を設定する。   For example, the control amount setting means sets the control amount so as to lower the center of gravity of the vehicle when the traveling state determined by the traveling state determining means is a predetermined high speed traveling state or a predetermined unstable state. Set.

例えば、前記制御量設定手段は、
求めた右リーンの制御量と左リーンの制御量との差が、第1の基準より小さい場合には、制御量を0に修正し、
求めた右リーンの制御量と左リーンの制御量との差が、第1の基準以上で第2の基準より小さい場合には、制御量を小さい値に修正し、
求めた右リーンの制御量と左リーンの制御量との差が、第2の基準以上で第3の基準より小さい場合には、車両の重心が下がるように制御量を修正する。
For example, the control amount setting means includes:
If the difference between the calculated right lean control amount and the left lean control amount is smaller than the first reference, the control amount is corrected to 0;
If the difference between the calculated right lean control amount and the left lean control amount is greater than or equal to the first criterion and smaller than the second criterion, the control amount is corrected to a smaller value,
If the difference between the calculated right lean control amount and the left lean control amount is greater than or equal to the second reference and less than the third reference, the control amount is corrected so that the center of gravity of the vehicle is lowered.

また、本発明の第4の観点に係る姿勢制御装置は、
ボディと前右輪と前左輪と後輪とを備える車両の、前記前右輪に対するボディの高さと前記前左輪に対するボディの高さをそれぞれ制御することにより、車両の姿勢を制御する姿勢制御手段と、
車両が位置する路面の傾斜角を推定する傾斜角推定手段と、
車両の重心に加わる力を求める印加力取得手段と、
前記印加力取得手段により取得された力が、前記路面に直角となるように、前記姿勢制御手段による前記前右輪に対する前記ボディの位置と前記前左輪に対する前記ボディの位置とを修正するための制御量を求める制御量判別手段と、
車両の走行状態を判別する走行状態判別手段と、
前記走行状態判別手段により判別された前記車両の走行状態に応じて、前記制御量を補正する制御量補正手段と、
を備える、ことを特徴とする。
In addition, an attitude control device according to the fourth aspect of the present invention provides:
Attitude control means for controlling the attitude of the vehicle by controlling the height of the body relative to the front right wheel and the height of the body relative to the front left wheel of a vehicle including a body, a front right wheel, a front left wheel, and a rear wheel. When,
An inclination angle estimating means for estimating an inclination angle of a road surface on which the vehicle is located;
Applied force obtaining means for obtaining a force applied to the center of gravity of the vehicle;
For correcting the position of the body with respect to the front right wheel and the position of the body with respect to the front left wheel by the attitude control means so that the force acquired by the applied force acquisition means is perpendicular to the road surface. A control amount determining means for obtaining a control amount;
Traveling state determining means for determining the traveling state of the vehicle;
Control amount correction means for correcting the control amount in accordance with the traveling state of the vehicle determined by the traveling state determination means;
It is characterized by comprising.

例えば、前記走行状態判別手段は、車両の加速度を測定する加速度検出手段とを備え、前記制御量補正手段は、前記加速度検出手段により検出された加速度が正の値の加速時には前記ボディが前に屈みに、負の値の減速時には前記ボディが後に屈むように、前記制御量を補正する。   For example, the traveling state determination unit includes an acceleration detection unit that measures the acceleration of the vehicle, and the control amount correction unit moves the body forward when the acceleration detected by the acceleration detection unit is a positive value. In other words, the control amount is corrected so that the body bends later when the negative value is decelerated.

例えば、前記走行状態判別手段は、車両の旋回状態を検出する手段を備え、前記制御量補正手段は、前記走行状態判別手段が車両が旋回状態にあると判別したときに、前記ボディが旋回方向と逆方向に屈むように制御量を補正する。   For example, the traveling state determination unit includes a unit that detects a turning state of the vehicle, and the control amount correction unit determines that the body is in a turning direction when the traveling state determination unit determines that the vehicle is in a turning state. The control amount is corrected so as to bend in the opposite direction.

また、本発明の第5の観点に係る姿勢制御装置は、
ボディと前輪と後輪とを備える車両の前記前輪に対するボディの高さを制御するアクチュエータと、
前記ボディの姿勢を安定化させるように、前記アクチュエータの位置指定する位置指令を生成する手段と、
前記ボディの姿勢を安定化させるように、前記アクチュエータのトルクを指定するトルク指令を生成する手段と、
路面状況を判別する路面状況判別手段と、
前記路面状況判別手段により判別された路面状況に基づいて、前記位置指令と前記トルク指令との配分を制御する配分制御手段と、
前記配分制御手段により配分が制御された後の指令に基づいて、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と、
を備える、ことを特徴とする。
An attitude control apparatus according to the fifth aspect of the present invention is
An actuator for controlling the height of the body relative to the front wheel of a vehicle comprising a body, a front wheel, and a rear wheel;
Means for generating a position command for specifying the position of the actuator so as to stabilize the posture of the body;
Means for generating a torque command specifying the torque of the actuator so as to stabilize the posture of the body;
Road surface condition determining means for determining the road surface condition;
Distribution control means for controlling distribution of the position command and the torque command based on the road surface condition determined by the road surface condition determination means;
Drive means for driving the actuator based on a command after distribution is controlled by the distribution control means;
It is characterized by comprising.

前記配分制御手段は、例えば、前記路面状況判別手段が路面が所定の悪路であることを検出したときに、前記アクチュエータの位置制御量を小さく、トルクを大きくするように、位置指令とトルク指令を配分する。   For example, when the road surface condition determining unit detects that the road surface is a predetermined rough road, the distribution control unit is configured to reduce the position control amount of the actuator and increase the torque. Apportion.

また、この発明にかかる車両は、上記構成の姿勢制御装置を備えることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle including the attitude control device having the above-described configuration.

また、この発明の第6の観点に係るコンピュータプログラムは、コンピュータを、上述の姿勢制御装置として機能させる。   A computer program according to the sixth aspect of the present invention causes a computer to function as the above-described attitude control device.

本発明によれば、検出された路面状態によって補正量を制御するので、悪路や段差乗り上げなどの路面状況に応じた車両の適正な運転が可能となり、乗り心地を改善することができる。   According to the present invention, since the correction amount is controlled according to the detected road surface condition, it is possible to drive the vehicle appropriately according to the road surface condition such as a bad road or stepping on a step, and to improve riding comfort.

(a)〜(c)は、この発明の一実施形態に係る車両を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the vehicle which concerns on one Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、車両のリーン制御を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining lean control of vehicles. 車両の制御システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a vehicle control system. FIG. コントローラの構成図である。It is a block diagram of a controller. コントローラの機能構成図である。It is a functional block diagram of a controller. 目標安定余裕度演算部と実安定余裕度演算部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of a target stability margin calculation part and an actual stability margin calculation part. Gセンサから車両の重心に向かうベクトルと、姿勢制御量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the vector which goes to the gravity center of a vehicle from G sensor, and attitude | position control amount. (a)、(b)は、Gセンサの傾きを説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the inclination of G sensor. (a)〜(e)は、マップの例を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the example of a map. イグニッション投入時に、傾斜角推定演算部が実行する処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process which an inclination angle estimation calculating part performs at the time of ignition injection. 傾斜角推定演算部が、車両の傾斜角を求めるために実行する路面傾斜角推定処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the road surface inclination angle estimation process which an inclination angle estimation calculating part performs in order to obtain | require the inclination angle of a vehicle. 路面上の車両に加わる力のモデルである。This is a model of the force applied to the vehicle on the road surface. 転倒安定余裕度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fall stability margin. θsマップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of (theta) s map. (a)〜(c)は、θsマップの例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the example of (theta) s map. 路面に設置された車両の安定度を求める手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which calculates | requires the stability of the vehicle installed in the road surface. L11〜L32を求めるθsマップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of (theta) s map which calculates | requires L11-L32. θ31〜θ33を求めるマップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the map which calculates | requires (theta) 31- (theta) 33. L31,L32を求めるマップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the map which calculates | requires L31 and L32. 車両の転倒する方向を説明する図である。It is a figure explaining the direction where a vehicle falls. 補正量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the corrected amount. 補正量を格納したテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which stored the corrected amount. 制御面を説明する図である。It is a figure explaining a control surface. (a)、(b)は、加速度に応じて、基準値π/2を変化させるマップを示す図である。(A), (b) is a figure which shows the map which changes reference value (pi) / 2 according to an acceleration. 係数kclのマップである。It is a map of the coefficient kcl. (a)、(b)は、スルーレートK10とK11を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining slew rate K10 and K11. (a)、(b)は、ゲインK10とK11を説明するための図であり、(c)は、正のゲインと負のゲインを選択する方法を説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the gains K10 and K11, (c) is a figure for demonstrating the method to select a positive gain and a negative gain. (a)、(b)は、係数K0とK1を説明するためのマップの例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the example of the map for demonstrating the coefficient K0 and K1. tan(LENradref3)/2と−tan(LENradref3)/2とを修正・補正する手法を示す図である。It is a figure which shows the method of correcting and correct | amending tan (LENradref3) / 2 and -tan (LENradref3) / 2. (a)〜(c)は、リーンの制御量を重心の動きを説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the motion of a gravity center for the amount of lean control. 調停処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an arbitration process part. 調停処理の例を示す図である。It is a figure which shows the example of mediation processing. 路面状況に応じてリーンの制御量とリーントルクとを制御する位置・トルク振り分け制御部の構成例を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structural example of the position and torque distribution control part which controls the control amount and lean torque of lean according to a road surface condition. 路面の状況と図33に示す係数KmとKnとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the condition of a road surface, and the coefficients Km and Kn shown in FIG. 車両の乗り上げ時、リーン位置制御及びリーントルク制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating lean position control and lean torque control at the time of boarding of a vehicle. 位置・トルク振り分け制御部の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a position and torque distribution control part. 車輪が浮いた時の、リーン位置制御及びリーントルクを制御する他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example which controls lean position control and a lean torque when a wheel floats. 荷重の偏差と図37に示す係数KmとKnとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the deviation of a load, and the coefficients Km and Kn shown in FIG. モータの回転角検出回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the rotation angle detection circuit of a motor. (a)は、電源断時にモータの回転角を検出して記憶する動作を説明するためのフローチャート、(b)は、電源投入時に絶対角センサをチェックする動作を説明するためのフローチャートである。(A) is a flowchart for explaining the operation for detecting and storing the rotation angle of the motor when the power is cut off, and (b) is a flowchart for explaining the operation for checking the absolute angle sensor when the power is turned on.

以下、この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を備えた車両について説明する。
まず、本実施形態に係る車両10について説明する。
本実施形態に係る車両10は、図1(a)に正面、図1(b)、(c)に側面で示すように、一人乗り用であり、ボディ(車体)11と、前右輪12と、前左輪13と、後輪14とを備える三輪車である。
Hereinafter, a vehicle provided with a motor drive device according to an embodiment of the present invention will be described.
First, the vehicle 10 according to the present embodiment will be described.
The vehicle 10 according to the present embodiment is for single passenger use as shown in the front view in FIG. 1A and in the side view in FIGS. 1B and 1C, and includes a body (vehicle body) 11 and a front right wheel 12. And a front left wheel 13 and a rear wheel 14.

ボディ11には、乗車部としてのシート21が1つ設けられている。シートの中間部の左右両側には、アームレスト23と24が配置されている。アームレスト23と24には、グリップ操作装置25、26が設けられている。   The body 11 is provided with one seat 21 as a riding part. Armrests 23 and 24 are arranged on the left and right sides of the middle part of the seat. The armrests 23 and 24 are provided with grip operation devices 25 and 26.

ボディ11は、その右側面が前右輪12上に配置された前輪右支持機構31で支持され、その左側面が前左輪13上に配置された前輪左支持機構32で支持されている。また、ボディ11の後部中央は、後輪14に接続された後輪支持機構33により支持されている。   The body 11 is supported by a front wheel right support mechanism 31 disposed on the front right wheel 12 on the right side, and supported by a front wheel left support mechanism 32 disposed on the front left wheel 13 on the left side. The rear center of the body 11 is supported by a rear wheel support mechanism 33 connected to the rear wheel 14.

前輪右支持機構31と前輪左支持機構32とは、図2(a)〜(c)に模式的に示すように、独立して上下方向に制御可能に構成されている。これにより、ボディ11は、接地面に対して左右(Y軸方向)及び前後(X軸方向)に揺動する。   The front wheel right support mechanism 31 and the front wheel left support mechanism 32 are configured to be independently controllable in the vertical direction, as schematically shown in FIGS. As a result, the body 11 swings left and right (Y-axis direction) and back and forth (X-axis direction) with respect to the ground plane.

この明細書において、前輪12,13に対して前輪右支持機構31と前輪左支持機構32とを制御してボディ11を上下する制御をリーン制御と呼ぶ。   In this specification, the control for moving the body 11 up and down by controlling the front wheel right support mechanism 31 and the front wheel left support mechanism 32 with respect to the front wheels 12 and 13 is referred to as lean control.

一方、後輪14は、図1(b)、(c)に示すように、後輪支持機構33を駆動することにより、前後に移動可能である。   On the other hand, as shown in FIGS. 1B and 1C, the rear wheel 14 can move back and forth by driving the rear wheel support mechanism 33.

図1(b)に示すように後輪14が前進すると、ボディ11が起きて、第1モード(人モード)となり、ドライバ19は、シート21に腰を掛けた状態となる。第1モードでは、重心が高くなり、ホイールベース(姿勢制御量:前輪12,13と後輪14との距離)θs[mm]が最小(min)となる。   As shown in FIG. 1B, when the rear wheel 14 moves forward, the body 11 is raised to enter the first mode (person mode), and the driver 19 sits on the seat 21. In the first mode, the center of gravity is increased, and the wheel base (posture control amount: distance between the front wheels 12, 13 and the rear wheel 14) θs [mm] is minimized (min).

後輪14が後退すると、図1(c)に示すように、ボディ11が後ろに倒れて、第2モード(車両モード)となり、ドライバ19は、シート21の背もたれにもたれた状態となる。また、ホイールベースθs[mm]が最大(max)となり、車両10の重心が、第1モードよりも、後方かつ下側に移動する。   When the rear wheel 14 moves backward, as shown in FIG. 1 (c), the body 11 falls back to enter the second mode (vehicle mode), and the driver 19 rests on the back of the seat 21. Further, the wheel base θs [mm] becomes the maximum (max), and the center of gravity of the vehicle 10 moves rearward and downward from the first mode.

後輪支持機構33の先端部(ステアリング部)34は、その長軸を中心に回転可能であり、これにより、後輪14の向きが変化し、車両10が操舵される。   The front-end | tip part (steering part) 34 of the rear-wheel support mechanism 33 can rotate centering | focusing on the major axis, and, thereby, the direction of the rear-wheel 14 changes and the vehicle 10 is steered.

次に、このように構成された車両10の制御システム100について図3を参照して説明する。   Next, the control system 100 of the vehicle 10 configured as described above will be described with reference to FIG.

図示するように、この制御システム100は、操作部101と、センサ群102と、コントローラ103と、前輪右駆動ECU111と、前輪左駆動ECU112と、ステアリングECU113と、リーン右ECU114と、リーン左ECU115と、姿勢制御ECU116と、ブレーキ前右制御ECU117と、ブレーキ前左制御ECU118と、ブレーキ後制御ECU119と、Hブリッジ回路(3相ブリッジ回路)121〜129と、前輪右駆動モータ131と、前輪左駆動モータ132と、ステアリングモータ133と、リーン右制御モータ134と、リーン左制御モータ135と、姿勢制御モータ136と、ブレーキ前右制御モータ137と、ブレーキ前左制御モータ138と、ブレーキ後制御モータ139とを備える。   As shown, the control system 100 includes an operation unit 101, a sensor group 102, a controller 103, a front wheel right drive ECU 111, a front wheel left drive ECU 112, a steering ECU 113, a lean right ECU 114, and a lean left ECU 115. , Posture control ECU 116, brake front right control ECU 117, brake front left control ECU 118, brake post control ECU 119, H bridge circuit (three-phase bridge circuit) 121-129, front wheel right drive motor 131, front wheel left drive Motor 132, steering motor 133, lean right control motor 134, lean left control motor 135, attitude control motor 136, pre-brake right control motor 137, pre-brake left control motor 138, and post-brake control motor 139 With.

操作部101は、グリップ操作装置25、26を含み、走行・停止、加速・減速、姿勢、進行方向等のドライバからの指示を入力し、コントローラ103に指示信号を出力する。   The operation unit 101 includes grip operation devices 25 and 26, inputs instructions from the driver such as running / stopping, acceleration / deceleration, posture, and traveling direction, and outputs instruction signals to the controller 103.

センサ群102は、モータ131〜139に配置された各回転角センサ(レゾルバ)及び電流センサを含む。   The sensor group 102 includes rotation angle sensors (resolvers) and current sensors arranged in the motors 131 to 139.

コントローラ103は、図4に示すように、プロセッサ201と、不揮発性メモリ202と、RAM203と、入出力部204とから構成される。   As shown in FIG. 4, the controller 103 includes a processor 201, a nonvolatile memory 202, a RAM 203, and an input / output unit 204.

プロセッサ201は、不揮発性メモリ202に格納されたプログラムを実行し、モータ131〜139を駆動及び制御するための動作を行う。また、プロセッサ201は、これらの制御を行うため、操作部101への入力及びセンサ群102を構成する各センサの出力を取り込む。   The processor 201 executes a program stored in the nonvolatile memory 202 and performs an operation for driving and controlling the motors 131 to 139. Further, the processor 201 takes in an input to the operation unit 101 and an output of each sensor constituting the sensor group 102 in order to perform these controls.

不揮発性メモリ202は、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等から構成され、プロセッサ201が実行する制御プログラムや固定データを記憶する。   The nonvolatile memory 202 includes a ROM (Read Only Memory), a flash memory, a hard disk, and the like, and stores a control program executed by the processor 201 and fixed data.

RAM (Random Access Memory)203は、プロセッサ201のワークメモリとして機能する。   A RAM (Random Access Memory) 203 functions as a work memory for the processor 201.

入出力部204は、操作部101の操作入力及びセンサ群102を構成するセンサのディジタル出力を取り込んでコントローラ103に供給し、一方、コントローラ103の制御用の出力データを各ECU111〜119に供給する。   The input / output unit 204 captures the operation input of the operation unit 101 and the digital output of the sensors constituting the sensor group 102 and supplies them to the controller 103, while supplying the output data for control of the controller 103 to the ECUs 111 to 119. .

図3に示す前輪右駆動ECU111は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路121をPWM制御して、前輪右駆動モータ131に供給する電力を制御して、前右輪12の回転を制御する。これにより、車両10の前進・後退とその速度が制御される。   The front wheel right drive ECU 111 shown in FIG. 3 controls the power supplied to the front wheel right drive motor 131 by performing PWM control of the H bridge circuit 121 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102. Then, the rotation of the front right wheel 12 is controlled. Thereby, the forward / backward movement and the speed of the vehicle 10 are controlled.

前輪左駆動ECU112は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路122をPWM制御して、前輪左駆動モータ132に供給する電力を制御して、前左輪13の回転を制御する。これにより、車両10の前進・後退とその速度が制御される。   The front wheel left drive ECU 112 controls the power supplied to the front wheel left drive motor 132 by performing PWM control on the H bridge circuit 122 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102. The rotation of the left wheel 13 is controlled. Thereby, the forward / backward movement and the speed of the vehicle 10 are controlled.

ステアリングECU113は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路123をPWM制御して、ステアリングモータ133に供給する電力を制御して、ステアリング部34の回転を制御する。これにより、車両10の進行方向が制御される。   The steering ECU 113 controls the power supplied to the steering motor 133 by PWM control of the H bridge circuit 123 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102, thereby rotating the steering unit 34. To control. Thereby, the advancing direction of the vehicle 10 is controlled.

リーン右ECU114は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路124をPWM制御して、リーン右制御モータ134に供給する電力を制御して、リーン右制御モータ134の回転を制御し、前輪右支持機構31の鉛直方向の位置を制御する。これにより、ボディ11の接地面に対する左右方向の傾きが制御される。   The lean right ECU 114 controls the power supplied to the lean right control motor 134 by PWM control of the H bridge circuit 124 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102, and the lean right ECU 134. The rotation of the control motor 134 is controlled, and the vertical position of the front wheel right support mechanism 31 is controlled. Thereby, the inclination of the left-right direction with respect to the grounding surface of the body 11 is controlled.

リーン左ECU115は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路125をPWM制御して、リーン左制御モータ135に供給する電力を制御して、リーン左制御モータ135の回転を制御し、前輪左支持機構32の鉛直方向の位置を制御する。これにより、ボディ11の接地面に対する左右方向の傾きが制御される。   The lean left ECU 115 controls the power supplied to the lean left control motor 135 by performing PWM control on the H bridge circuit 125 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102, and the lean left ECU 115. The rotation of the control motor 135 is controlled, and the vertical position of the front wheel left support mechanism 32 is controlled. Thereby, the inclination of the left-right direction with respect to the grounding surface of the body 11 is controlled.

姿勢制御ECU116は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路126をPWM制御して、姿勢制御モータ136に供給する電力を制御して、その回転を制御する。これにより、後輪支持機構33が回転駆動され、後輪14が図1(b)、(c)に示すように、前方又は後方に駆動され、これにより、車両10は、第1モードと第2モードとに切り替えられる。   The attitude control ECU 116 controls the power supplied to the attitude control motor 136 by PWM control of the H bridge circuit 126 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102, and the rotation is controlled. Control. As a result, the rear wheel support mechanism 33 is driven to rotate, and the rear wheel 14 is driven forward or rearward as shown in FIGS. 1B and 1C. Switch to 2 mode.

ブレーキ前右制御ECU117は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路127をPWM制御して、ブレーキ前右制御モータ137に供給する電力を制御して、その回転を制御し、ブレーキパッド(図示せず)を前右輪12に押し当てて、前右輪12にブレーキをかける。   The brake front right control ECU 117 controls the power supplied to the brake front right control motor 137 by PWM-controlling the H bridge circuit 127 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102. The rotation is controlled, and a brake pad (not shown) is pressed against the front right wheel 12 to brake the front right wheel 12.

ブレーキ前左制御ECU118は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路128をPWM制御して、ブレーキ前左制御モータ138に供給する電力を制御して、その回転を制御し、ブレーキパッド(図示せず)を前左輪13に押し当てて、前左輪13にブレーキをかける。   The brake front left control ECU 118 controls the power supplied to the brake front left control motor 138 by PWM-controlling the H bridge circuit 128 based on the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102. The rotation is controlled, and a brake pad (not shown) is pressed against the front left wheel 13 to brake the front left wheel 13.

ブレーキ後制御ECU119は、操作部101からの指示及びセンサ群102を構成する各センサの出力から、Hブリッジ回路129をPWM制御して、ブレーキ後制御モータ139に供給する電力を制御して、その回転を制御し、ブレーキパッド(図示せず)を後輪14に押し当てて、後輪14にブレーキをかける。   The post-brake control ECU 119 controls the power supplied to the post-brake control motor 139 by PWM control of the H bridge circuit 129 from the instruction from the operation unit 101 and the output of each sensor constituting the sensor group 102. The rotation is controlled, and a brake pad (not shown) is pressed against the rear wheel 14 to brake the rear wheel 14.

なお、各ECU111〜119の基本構成は、図4に示すコントローラ103の基本構成と同一である。但し、その機能が特化されている。また、対応するHブリッジ回路121〜129を駆動するために、PWM回路を備えている。   The basic configuration of each of the ECUs 111 to 119 is the same as the basic configuration of the controller 103 shown in FIG. However, its function is specialized. In addition, a PWM circuit is provided to drive the corresponding H bridge circuits 121 to 129.

Hブリッジ回路121〜129は、ECU111〜119の制御に従って、対応するモータ131〜139に、U,V,Wに三相の電流を供給し、その回転を制御する。   The H bridge circuits 121 to 129 supply three-phase currents to U, V, and W to the corresponding motors 131 to 139 in accordance with the control of the ECUs 111 to 119, and control their rotation.

次に、制御システム100による車両10の姿勢を安定化して転倒を予防する姿勢安定制御について説明する。   Next, attitude stabilization control that stabilizes the attitude of the vehicle 10 by the control system 100 to prevent the vehicle from falling is described.

操作部101は、前述のグリップ操作装置25,26を含み、走行・停止、加速・減速、姿勢、進行方向等のドライバ19からの指示を入力し、コントローラ103に指示信号を出力する。   The operation unit 101 includes the above-described grip operation devices 25 and 26, inputs instructions from the driver 19 such as running / stopping, acceleration / deceleration, posture, and traveling direction, and outputs instruction signals to the controller 103.

センサ群102は、G(加速度)センサ105と、レートセンサ106と、ホイールベースセンサ107と、速度センサ108、リーンセンサ109等を含み、各センサの検出信号をコントローラ103に供給する。   The sensor group 102 includes a G (acceleration) sensor 105, a rate sensor 106, a wheelbase sensor 107, a speed sensor 108, a lean sensor 109, and the like, and supplies a detection signal of each sensor to the controller 103.

Gセンサ105は、X軸方向(車両10の進行方向)の加速度を測定するX軸方向G(加速度)センサ、Y軸方向(車両10の左右方向)の加速度を測定するY軸方向Gセンサ、Z軸方向(車両10の鉛直方向)の加速度を測定するZ軸方向Gセンサ、を備える。   The G sensor 105 is an X-axis direction G (acceleration) sensor that measures acceleration in the X-axis direction (traveling direction of the vehicle 10), a Y-axis direction G sensor that measures acceleration in the Y-axis direction (left-right direction of the vehicle 10), A Z-axis direction G sensor that measures acceleration in the Z-axis direction (the vertical direction of the vehicle 10).

Gセンサ105は、車両10の重心位置から物理的に離れた位置に設置されており、ホイールベースθsの変化により、その位置と車両10の重心までの距離は変化する。   The G sensor 105 is installed at a position physically separated from the position of the center of gravity of the vehicle 10, and the distance from the position to the center of gravity of the vehicle 10 changes due to a change in the wheel base θs.

レートセンサ106は、ジャイロなどから構成され、Z軸方向の揺れヨー(yawsen)と、Y軸方向の揺れロール(rollsen)、X軸方向の揺れピッチ(pitchsen)を検出し、検出信号を出力する。レートセンサ106も、車両10の重心位置から物理的に離れた位置に設置されており、ホイールベースθsの変化により、その位置と車両10の重心までの距離は変化する。   The rate sensor 106 includes a gyro and the like, detects a yaw in the Z-axis direction, a roll in the Y-axis direction, and a pitch pitch in the X-axis direction, and outputs a detection signal. . The rate sensor 106 is also installed at a position physically separated from the position of the center of gravity of the vehicle 10, and the distance from the position to the center of gravity of the vehicle 10 changes due to a change in the wheel base θs.

ホイールベースセンサ107は、図1(b)、(c)に示すホイールベースθs[mm]を求める。
速度センサ108は、車軸の回転速度等から、車両10の速度Vを求める。
リーンセンサ109は、前輪右支持機構31及び前輪左支持機構32による高さ方向の制御量(リーン制御量)を測定する。
The wheel base sensor 107 obtains the wheel base θs [mm] shown in FIGS.
The speed sensor 108 obtains the speed V of the vehicle 10 from the rotational speed of the axle.
The lean sensor 109 measures a control amount (lean control amount) in the height direction by the front wheel right support mechanism 31 and the front wheel left support mechanism 32.

コントローラ103を構成するプロセッサ201は、不揮発性メモリ202に格納されたプログラムとの協働により、機能的に、図5に示すように、入力部211と、前後運動目標値演算部212、左右運動目標値演算部213と、重心位置換算演算部214と、傾斜角推定演算部215と、前後制御量演算部216と、左右制御量演算部217と、目標安定余裕度演算部218と、実安定余裕度演算部219と、荷重制御補正量演算部220と、加算器221と、調停処理部222と、出力部223とを備える。   As shown in FIG. 5, the processor 201 constituting the controller 103 functionally cooperates with a program stored in the nonvolatile memory 202, and as shown in FIG. 5, an input unit 211, a longitudinal motion target value calculation unit 212, a lateral motion Target value calculation unit 213, center-of-gravity position conversion calculation unit 214, inclination angle estimation calculation unit 215, front / rear control amount calculation unit 216, left / right control amount calculation unit 217, target stability margin calculation unit 218, actual stability A margin calculation unit 219, a load control correction amount calculation unit 220, an adder 221, an arbitration processing unit 222, and an output unit 223 are provided.

入力部211は、操作部101、センサ群102等からの信号を入力し、ノイズを除去するフィルタ処理、各種変換処理、単位を変換する単位変換処理等を行う。   The input unit 211 inputs signals from the operation unit 101, the sensor group 102, and the like, and performs filter processing for removing noise, various conversion processing, unit conversion processing for converting units, and the like.

前後運動目標値演算部212は、操作部101からの入力及びセンサ群102からの入力等に基づいて、車両10の速度の前後方向(X軸方向)の目標値Vxと加速度の目標値Gxを求めて出力する。 The longitudinal motion target value calculation unit 212 is based on an input from the operation unit 101, an input from the sensor group 102, and the like, and a target value Vx * in the longitudinal direction (X-axis direction) of the speed of the vehicle 10 and an acceleration target value Gx. * Is calculated and output.

左右運動目標値演算部213は、操作部101からの入力及びセンサ群102からの入力等に基づいて、車両10の左右方向(Y軸方向)の加速度の目標値Gyを求めて出力する。 The left-right motion target value calculation unit 213 obtains and outputs a target value Gy * of acceleration in the left-right direction (Y-axis direction) of the vehicle 10 based on an input from the operation unit 101, an input from the sensor group 102, and the like.

重心位置換算演算部214は、車両10の重心位置CGからずれた位置に設置されているGセンサ105の出力から、重心位置CGでの前後方向の加速度Gx,左右方向の加速度Gy,上下方向の加速度Gzを求めて出力する。
具体的には、重心位置換算演算部214は、Gセンサ105の測定値Gxsen、Gysen,Gzsenを(1)式に適用して重心位置CGでのX軸方向(車両進行方向)の加速度Gx、Y軸(車両左右方向)方向の加速度Gy,Z軸方向(車両上下方向)の加速度Gzを求める。
The center-of-gravity position conversion calculation unit 214 determines the longitudinal acceleration Gx, the lateral acceleration Gy, the vertical acceleration at the center-of-gravity position CG from the output of the G sensor 105 installed at a position shifted from the center-of-gravity position CG of the vehicle 10. The acceleration Gz is obtained and output.
Specifically, the center-of-gravity position conversion calculation unit 214 applies the measured values Gxsen, Gysen, and Gzsen of the G sensor 105 to the equation (1), and accelerates the acceleration Gx in the X-axis direction (vehicle traveling direction) at the center-of-gravity position CG. The acceleration Gy in the Y-axis (vehicle left-right direction) direction and the acceleration Gz in the Z-axis direction (vehicle vertical direction) are obtained.

Figure 2010247804
・・・ (1)
Figure 2010247804
(1)

ここで、
Gxは、Gセンサ105が車両10の重心位置に設置されていた場合に、測定したと予想されるX軸方向の加速度[m/s]を表す。
Gyは、Gセンサ105が車両10の重心位置に設置されていた場合に、測定したと予想されるY軸方向の加速度[m/s]を表す。
Gzは、Gセンサ105が車両10の重心位置CGに設置されていた場合に、測定したと予想されるZ軸方向の加速度[m/s]を表す。
here,
Gx represents the acceleration [m / s 2 ] in the X-axis direction that is expected to be measured when the G sensor 105 is installed at the center of gravity of the vehicle 10.
Gy represents the acceleration [m / s 2 ] in the Y-axis direction expected to be measured when the G sensor 105 is installed at the center of gravity of the vehicle 10.
Gz represents the acceleration [m / s 2 ] in the Z-axis direction that is expected to be measured when the G sensor 105 is installed at the center of gravity position CG of the vehicle 10.

Gxsenは、Gセンサ105のX軸方向の加速度の測定値[m/s]を表す。
Gysenは、Gセンサ105のY軸方向の加速度の測定値[m/s]を表す。
Gzsenは、Gセンサ105のZ軸方向の加速度の測定値[m/s]を表す。
Gxsen represents a measured value [m / s 2 ] of acceleration of the G sensor 105 in the X-axis direction.
Gysen represents a measured value [m / s 2 ] of acceleration of the G sensor 105 in the Y-axis direction.
Gzsen represents a measured value [m / s 2 ] of acceleration in the Z-axis direction of the G sensor 105.

yawsenは、レートセンサ106が検出したヨー[m/s]を表す。
rollsenは、レートセンサ106が検出したロール[m/s]を表す。
pitchsenは、レートセンサ106が検出したピッチ[m/s]を表す。
yawsen represents the yaw [m / s] detected by the rate sensor 106.
rollsen represents the roll [m / s] detected by the rate sensor 106.
pitchsen represents a pitch [m / s] detected by the rate sensor 106.

また、I=(Ix Iy Iz)は、車両10の重心位置CGからGセンサ105へのベクトルであり、車両10の姿勢により変化する。車両10の姿勢は、図1(b)、(c)に示すホイールベースθsで表すことができる。そこで、本実施形態では、ベクトルIをホイールベースθsに応じて予め求めて、図7に示すようにマップ化して不揮発性メモリ202に格納し、ホイールベースセンサ107が測定したホイールベースθsを適用して求めるものとする。   Further, I = (Ix Iy Iz) is a vector from the center of gravity position CG of the vehicle 10 to the G sensor 105 and changes depending on the attitude of the vehicle 10. The posture of the vehicle 10 can be represented by a wheel base θs shown in FIGS. Therefore, in this embodiment, the vector I is obtained in advance according to the wheel base θs, mapped as shown in FIG. 7 and stored in the nonvolatile memory 202, and the wheel base θs measured by the wheel base sensor 107 is applied. To ask for.

図5の傾斜角推定演算部215は、車両10が位置している路面の傾きを求める。
路面の傾きを求めるため、傾斜角推定演算部215は、まず、レートセンサ106の出力から、傾斜による影響を補正したロールroll、ピッチpitch、ヨーyawを次式(2)に従って求める。
roll=rollsen・cosθx1+yawsen・sinθx1
pitch=pitchsen・cosθy1+yawsen・sinθy1
yaw=yawsen・cosθx1・cosy1+rollsen・sinθx1+pitchsen・sinθy1
・・・(2)
5 calculates the inclination of the road surface on which the vehicle 10 is located.
In order to determine the inclination of the road surface, the inclination angle estimation calculation unit 215 first determines the roll roll, pitch pitch, and yaw yaw corrected for the influence of the inclination from the output of the rate sensor 106 according to the following equation (2).
roll = rollsen · cos θx1 + yawsen · sin θx1
pitch = pitchsen · cos θy1 + yawsen · sin θy1
yaw = yawsen · cosθx1 · cosy1 + rollsen · sinθx1 + pitchsen · sinθy1
... (2)

ここで、
θx1=θxs+θxL
θy1=θyL である。
here,
θx1 = θxs + θxL
θy1 = θyL.

θxsは、ホイールベースθsに依存するボディ11の傾きのX軸方向成分であり、ホイールベースセンサ107により検出されたホイールベースθsに基づいて、図9(a)に示すマップにより求められる。
θxLは、リーン制御(支持機構31、32によりボディ11が前後方向に傾く)による車両の傾きのX軸方向成分であり、図9(b)に示すマップにより求められる。また、θyLは、リーン制御によるボディ11のY軸方向の傾き角であり、図9(c)に示すマップにより定まる。図9(b)、(c)において、θLRは、前輪右支持機構31のリーン制御量[mm]、θLLは前輪左支持機構32のリーン制御量[mm]であり、リーンセンサ109により求められる。
θxs is an X-axis direction component of the inclination of the body 11 depending on the wheelbase θs, and is obtained from the map shown in FIG. 9A based on the wheelbase θs detected by the wheelbase sensor 107.
θxL is an X-axis direction component of the inclination of the vehicle by lean control (the body 11 is inclined in the front-rear direction by the support mechanisms 31 and 32), and is obtained from a map shown in FIG. ΘyL is an inclination angle of the body 11 in the Y-axis direction by lean control, and is determined by a map shown in FIG. 9B and 9C, θLR is the lean control amount [mm] of the front wheel right support mechanism 31, and θLL is the lean control amount [mm] of the front wheel left support mechanism 32, and is obtained by the lean sensor 109. .

次に、図5の傾斜角推定演算部215は、図8(a)、(b)に示す車両10の重心位置CGの傾き(傾斜角)θxt、θytを求める。
ここで、傾斜角θxtとθytは、論理的には、次式(3)と(4)に従って求めることができる。
θxt=[asin((Gx−Gx^−Kα0・|yaw・V|)/1G)]−Kαx・|LENactR−LENactL|=∫pitchsendt ・・・(3)
θyt=[asin((Gy−Gy^)/1G)]−sign(θyt)・Kαy・|LeNactR−LENactL|=∫rollsendt ・・・(4)
Next, the inclination angle estimation calculation unit 215 of FIG. 5 obtains inclinations (inclination angles) θxt and θyt of the center of gravity position CG of the vehicle 10 shown in FIGS.
Here, the inclination angles θxt and θyt can be logically obtained according to the following equations (3) and (4).
θxt = [asin ((Gx−Gx ^ −Kα0 · | yaw · V |) / 1G)] − Kαx · | LENCactR−LEENactL | = ∫pitchsendt (3)
θyt = [asin ((Gy−Gy ^) / 1G)] − sign (θyt) · Kαy · | LeNactR−LENactL | = ∫rollsendt (4)

ここで、Gxは、Gセンサ105が測定した重心位置CGでのX軸方向(前後方向)の加速度を表し、Gx^は、重力(1G)の影響を除去したX軸方向の加速度を表し、Gyは、Gセンサ105が測定した重心位置CGでのY軸方向の加速度を表し、Gy^は、重力の影響を除去した、Y軸方向の加速度を表す。   Here, Gx represents acceleration in the X-axis direction (front-rear direction) at the center of gravity position CG measured by the G sensor 105, Gx ^ represents acceleration in the X-axis direction from which the influence of gravity (1G) is removed, Gy represents the acceleration in the Y-axis direction at the center of gravity position CG measured by the G sensor 105, and Gy ^ represents the acceleration in the Y-axis direction from which the influence of gravity is removed.

また、signは、θytの符号を表す。θytの符号は、θyt>0ならば+、θyt<0ならば−である。
また、Kα0,Kαx、Kαyは、それぞれ十分に小さい値の係数を表し、これらの係数を含む項は無視可能である。
Also, sign represents the sign of θyt. The sign of θyt is + if θyt> 0, and − if θyt <0.
Kα0, Kαx, and Kαy each represent a sufficiently small coefficient, and terms including these coefficients can be ignored.

従って、
Gx=1G・sinθxt+Gx^
Gy=1G・sinθyt+Gy^
が成立する。
Therefore,
Gx = 1G · sin θxt + Gx ^
Gy = 1G · sinθyt + Gy ^
Is established.

このため、(3)、(4)式は、
θxt=asin(Gx−Gx^)/1G ・・・(5)
θyt=asin(Gy−Gy^)/1G ・・・(6) と近似できる。
Therefore, the equations (3) and (4) are
θxt = asin (Gx−Gx ^) / 1G (5)
θyt = asin (Gy−Gy ^) / 1G (6)

さらに、
Gx^=d(V)/dt、
Gy^=−yaw・V が成立する。
ここで、Vは、車両10の速度であり、速度センサ108により測定され、例えば、前右輪12の速度VfRと前左輪13の速度VfLの平均値で表すことが可能である。
従って、傾き角θxtとθytとは、Gセンサ105の出力Gx,Gy、速度センサ108の出力V、及びレートセンサ106の出力yawから求めることができる。
further,
Gx ^ = d (V) / dt,
Gy ^ =-yaw · V is established.
Here, V is the speed of the vehicle 10, measured by the speed sensor 108, and can be expressed by, for example, an average value of the speed VfR of the front right wheel 12 and the speed VfL of the front left wheel 13.
Therefore, the inclination angles θxt and θyt can be obtained from the outputs Gx and Gy of the G sensor 105, the output V of the speed sensor 108, and the output yaw of the rate sensor 106.

また、(3)式のpitchsenは、レートセンサ106が検出したピッチレート[rad/s]を、(4)式のrollsenは、レートセンサ106が検出したロールレート[rad/s]を表す。   Also, pitchsen in equation (3) represents the pitch rate [rad / s] detected by the rate sensor 106, and rollsen in equation (4) represents the roll rate [rad / s] detected by the rate sensor 106.

一般に、車両10の前後方向(X方向)では、減速度(絶対値)が大きい領域で加速度Gx^の測定精度が低く、車両10の横方向(Y方向)では、横滑り角の変化率(絶対値)の大きい領域で加速度Gy^の測定精度が低い。このため、Gセンサ105の測定データに基づいて傾斜角θxt、θytを求める(推定する)と、これらの領域で、推定精度が低くなってしまう。   Generally, in the longitudinal direction (X direction) of the vehicle 10, the measurement accuracy of the acceleration Gx ^ is low in a region where the deceleration (absolute value) is large, and in the lateral direction (Y direction) of the vehicle 10, the rate of change of the skid angle (absolute The measurement accuracy of the acceleration Gy ^ is low in a large area. For this reason, if the inclination angles θxt and θyt are obtained (estimated) based on the measurement data of the G sensor 105, the estimation accuracy is lowered in these regions.

一方、レートセンサ106の出力(pitchsen、rollsen)を積分する場合には、積分の初期値が不明なため、積分誤差が生じ、さらに、誤差が累積され、結果として、傾斜角θxt、θytの推定精度も低くなってしまう。   On the other hand, when the output (pitchsen, rollsen) of the rate sensor 106 is integrated, since the initial value of the integration is unknown, an integration error occurs, and the error is accumulated. As a result, the inclination angles θxt, θyt are estimated. Accuracy will also be lowered.

そこで、傾斜角推定演算部215は、図10及び図11に示す処理を実行することにより、傾斜角θxt、θytを高精度で推定する。   Therefore, the inclination angle estimation calculation unit 215 estimates the inclination angles θxt and θyt with high accuracy by executing the processes shown in FIGS. 10 and 11.

まず、傾斜角推定演算部215(正確には、傾斜角推定演算部215を構成しているプロセッサ201)は、イグニッションがオンされたタイミング等に、図10に示す処理を実行し、まず、Gセンサ105の出力を取り込み、∫pitchsendt=asin((Gx−Gx^)/1Gと設定し(ステップS101)、さらに、∫rollsendt=asin((Gy−Gy^)/1Gに設定する(ステップS102)。
即ち、車両10のX方向の傾斜角θxtを表す∫pitchsendtの初期値を、値asin((Gx−Gx^)/1G)に設定し、Y方向の傾斜角θytを表す∫rollsendtの初期値を、値asin((Gy−Gy^)/1G)に設定する。
First, the tilt angle estimation calculation unit 215 (more precisely, the processor 201 constituting the tilt angle estimation calculation unit 215) executes the processing shown in FIG. 10 at the timing when the ignition is turned on, etc. The output of the sensor 105 is captured and set as ∫pitchsendt = asin ((Gx−Gx ^) / 1G (step S101), and further set as ∫rollsendt = asin ((Gy−Gy ^) / 1G (step S102). .
In other words, the initial value of ∫pitchsendt representing the inclination angle θxt in the X direction of the vehicle 10 is set to the value asin ((Gx−Gx ^) / 1G), and the initial value of ∫rollsendt representing the inclination angle θyt in the Y direction is set as the initial value. , Value asin ((Gy−Gy ^) / 1G).

イグニッションが投入された段階では、車両10は停止して安定した状態にあり、式(5)と(6)は精度が高い。従って、ステップS101,S102の処理により、∫pitchsendtの初期値と、∫rollsendtの初期値とを、高精度で設定することができる。   At the stage where the ignition is applied, the vehicle 10 is stopped and is in a stable state, and Equations (5) and (6) have high accuracy. Therefore, the initial value of ∫pitchsend and the initial value of ∫rollsendt can be set with high accuracy by the processing of steps S101 and S102.

その後、傾斜角推定演算部215は、他の必要な処理(あれば)を実行した後、通常処理に移行する。   Thereafter, the inclination angle estimation calculation unit 215 performs other necessary processing (if any) and then proceeds to normal processing.

車両10の運行中、傾斜角推定演算部215は、周期的なタイマ割込処理等により、図11に示す傾斜角推定処理を実行し、車両10の傾斜角θxt、θytを高精度で求める。   During operation of the vehicle 10, the inclination angle estimation calculation unit 215 performs the inclination angle estimation processing shown in FIG. 11 by periodic timer interruption processing or the like, and obtains the inclination angles θxt and θyt of the vehicle 10 with high accuracy.

図11の傾斜角推定処理を開始すると、傾斜角推定演算部215は、まず、車両10の重心位置での前後方向の加速度Gxを読み込み、車両10の減速度(絶対値)が所定の基準値以上であるか否かを判別する(ステップS111)。   When the tilt angle estimation process of FIG. 11 is started, the tilt angle estimation calculation unit 215 first reads the longitudinal acceleration Gx at the center of gravity of the vehicle 10 and the deceleration (absolute value) of the vehicle 10 is a predetermined reference value. It is determined whether or not this is the case (step S111).

減速度が基準値以上であれば(ステップS111;Yes)、加速度Gxの測定精度が低いと考えられる。そこで、傾斜角推定演算部215は、傾き角θxtを、レートセンサ106の出力値pitchsenの積分値∫pitchsendtとして求める(ステップS112)。具体的には、例えば、前回までの積分値に今回の測定値pitchsenを一定の重み付けで加算して、新たな積分値を求め、この積分値を傾斜角θxtとする。   If the deceleration is equal to or higher than the reference value (step S111; Yes), it is considered that the measurement accuracy of the acceleration Gx is low. Therefore, the inclination angle estimation calculation unit 215 obtains the inclination angle θxt as an integral value ∫pitchsendt of the output value pitchsen of the rate sensor 106 (step S112). Specifically, for example, the current measured value pitchsen is added to the previous integrated value with a constant weight to obtain a new integrated value, and this integrated value is set as the inclination angle θxt.

一方、減速度が基準値より小さければ(ステップS111;No)、加速度Gxの測定精度は高いと考えられる。そこで、傾斜角推定演算部215は、傾き角θxtを、加速度Gxに基づいて推定すると共にレートセンサ106の出力値pitchsenの積分値∫pitchsendtとして求め、それらの平均を求める(ステップS113)。具体的には、θxtを∫pitchsendtとasin((Gx−Gx^)/1G)との和の1/2とする。   On the other hand, if the deceleration is smaller than the reference value (step S111; No), it is considered that the measurement accuracy of the acceleration Gx is high. Therefore, the inclination angle estimation calculation unit 215 estimates the inclination angle θxt based on the acceleration Gx, obtains it as an integral value ∫pitchsendt of the output value pitchsen of the rate sensor 106, and obtains an average of them (step S113). Specifically, θxt is set to ½ of the sum of ∫pitchsendt and asin ((Gx−Gx ^) / 1G).

なお、ステップS113では、平均値ではなく、∫pitchsendtとasin((Gx−Gx^)/1G)とのいずれかを傾斜角θxtに設定してもよい。   In step S113, instead of the average value, either ∫pitchsendt or asin ((Gx−Gx ^) / 1G) may be set as the inclination angle θxt.

次に、傾斜角推定演算部215は、横方向の加速度Gyを読み込み、車体の横滑り角の変化率(dGy/dt)を求め、この変化率の絶対値が基準値以上であるか否かを判別する(ステップS114)。   Next, the inclination angle estimation calculation unit 215 reads the lateral acceleration Gy, obtains the change rate (dGy / dt) of the side slip angle of the vehicle body, and determines whether or not the absolute value of this change rate is greater than or equal to a reference value. It discriminate | determines (step S114).

横滑り角の変化率が基準値以上であれば(ステップS114;Yes)、横方向の加速度Gyの測定精度が低いと考えられる。そこで、傾斜角推定演算部215は、傾き角θytをレートセンサ106の出力値rollsenの積分値∫rollsendtとして求める(ステップS115)。具体的には、例えば、前回までの積分値に今回の測定値rollsenを一定の重み付けで加算して、新たな積分値を求め、この積分値を傾斜角θytとする。   If the change rate of the side slip angle is equal to or higher than the reference value (step S114; Yes), it is considered that the measurement accuracy of the lateral acceleration Gy is low. Therefore, the inclination angle estimation calculation unit 215 obtains the inclination angle θyt as an integrated value ∫rollsendt of the output value rollsen of the rate sensor 106 (step S115). Specifically, for example, the current measured value rollsen is added to the previous integrated value with a constant weight to obtain a new integrated value, and this integrated value is set as the inclination angle θyt.

一方、横滑り角の変化率が基準値未満であれば(ステップS114;No)、横方向の加速度Gyの測定精度が高いと考えられる。そこで、傾斜角推定演算部215は、傾き角θytを、加速度Gyに基づいて推定すると共にレートセンサ106の出力値rollsenの積分値∫rollsendtとして求め、それらの平均を求める(ステップS116)。具体的には、θytを∫rollsendtとasin((Gy−Gy^)/1G)との和の1/2とする。   On the other hand, if the change rate of the side slip angle is less than the reference value (step S114; No), it is considered that the measurement accuracy of the lateral acceleration Gy is high. Therefore, the inclination angle estimation calculation unit 215 estimates the inclination angle θyt based on the acceleration Gy, and obtains it as an integral value ∫rollsendt of the output value rollsen of the rate sensor 106, and obtains an average of them (step S116). Specifically, θyt is set to ½ of the sum of ∫rollsendt and asin ((Gy−Gy ^) / 1G).

なお、ステップS116では、平均値ではなく、∫rollsendtとasin((Gy−Gy^)/1G)とのいずれかを傾斜角θytに設定してもよい。   Note that in step S116, instead of the average value, either srollsendt or asin ((Gy−Gy ^) / 1G) may be set as the inclination angle θyt.

次に、コントローラ103は、車両10が安定状態にあるか否かを判別する(ステップS117)。安定状態とは、例えば、車両10の速度Vが基準値より小さく又は停止状態にあり、加速度Gx,Gy、Gzの絶対値がいずれも基準値よりも小さいことである。他の条件、例えば、レートセンサ106の出力pitchsen、rollsen、yawsenが基準値より小さいこと、等を加えてもよい。   Next, the controller 103 determines whether or not the vehicle 10 is in a stable state (step S117). The stable state is, for example, that the speed V of the vehicle 10 is smaller than the reference value or is in a stopped state, and the absolute values of the accelerations Gx, Gy, Gz are all smaller than the reference value. Other conditions, for example, the output pitchsen, rollsen, yawsen of the rate sensor 106 may be smaller than a reference value, or the like may be added.

このような安定状態においては、各センサの出力値は、正確であると考えられる。そこで、安定状態にあれば(ステップS117;Yes)、∫pitchsendt=asin((Gx−Gx^)/1G、∫rollsendt=asin(Gy−Gy^)/1Gとおくことにより、レートセンサ106の出力の積分値を初期化する(ステップS118)。
一方、安定状態でなければ(ステップS117;No)、ステップS118をスキップして、今回の処理を終了する。
In such a stable state, the output value of each sensor is considered to be accurate. Therefore, if it is in the stable state (step S117; Yes), the output of the rate sensor 106 is set by setting ∫pitchsendt = asin ((Gx−Gx ^) / 1G, ∫rollsendt = asin (Gy−Gy ^) / 1G. Is initialized (step S118).
On the other hand, if it is not in a stable state (step S117; No), step S118 is skipped and the current process is terminated.

傾斜角推定演算部215は、この傾斜角推定演算処理を例えば2ms毎に繰り返し、車両10の重心の傾き角θxtと、θytを求める。   The tilt angle estimation calculation unit 215 repeats this tilt angle estimation calculation process, for example, every 2 ms, and obtains the tilt angles θxt and θyt of the center of gravity of the vehicle 10.

次に、傾斜角推定演算部215は、図8に示すX軸、Y軸方向の路面傾斜角θx、θy、即ち車両10が位置している路面の水平に対する傾きを求める。
ここで、次式が成立する。
θxt=θx+(θxs)+θxL+θxgx+θxε+θxv=θx+θxv
θyt=θy+ +θyL+θygy+θyε+θyv=θy+θyv
Next, the inclination angle estimation calculation unit 215 obtains the road surface inclination angles θx and θy in the X-axis and Y-axis directions shown in FIG.
Here, the following equation holds.
θxt = θx + (θxs) + θxL + θxgx + θxε + θxv = θx + θxv
θyt = θy ++ θyL + θygy + θyε + θyv = θy + θyv

ここで、θxとθyは、路面傾斜を示し、(θxs)+θxLとθyLとは、車両姿勢を示し、θxgxとθygyは、車両運動を示し、θxεとθyεとは、その他の要素を示し、θxvとθyvとは、車両単独での傾斜分を示す。
θxは前後(X軸)方向の路面の傾斜角、θyは左右(Y軸)方向の路面の傾斜角である。
θxsは、ホイールベースθsに依存する前後方向の角度であり、図9(a)の特性図で求められる。なお、マップの作成手法によっては、θxLに含めることにより、この項は不要となる。
θxLは、前輪に対するボディのZ軸方向の位置(高さ)により定まる値であり、図9(b)の特性図で得られる。すなわち、リーン制御量[mm]の前後方向の傾き角度を示す値であり、前右輪12に対するボディ11の基準位置からの制御量θLRと前左輪13に対するボディ11の基準位置からの制御量θLLとの平均値((θLR+θLL)/2)に依存する。
Here, θx and θy indicate road surface inclination, (θxs) + θxL and θyL indicate vehicle postures, θxgx and θygy indicate vehicle motion, θxε and θyε indicate other elements, and θxv And θyv indicate the inclination of the vehicle alone.
θx is the inclination angle of the road surface in the front-rear (X-axis) direction, and θy is the inclination angle of the road surface in the left-right (Y-axis) direction.
θxs is an angle in the front-rear direction depending on the wheel base θs, and is obtained from the characteristic diagram of FIG. Depending on the map creation method, this term is not necessary by including it in θxL.
θxL is a value determined by the position (height) of the body in the Z-axis direction with respect to the front wheels, and is obtained from the characteristic diagram of FIG. That is, it is a value indicating the lean angle in the front-rear direction of the lean control amount [mm], the control amount θLR from the reference position of the body 11 with respect to the front right wheel 12 and the control amount θLL from the reference position of the body 11 with respect to the front left wheel 13. And the average value ((θLR + θLL) / 2).

また、θyLは、リーン制御量(mm)に対する横方向の傾き角度を示す値であり、((θLR−θLL)/2)に依存し、図9(c)の特性図で得られる。   Further, θyL is a value indicating a lateral inclination angle with respect to the lean control amount (mm), and depends on ((θLR−θLL) / 2), and is obtained from the characteristic diagram of FIG.

さらに、θxgxは、Gx,すなわち、車両10のX軸方向の加速度Gxによるθx角であり、重心位置換算演算部214で求めた加速度Gxを図9(d)に示すマップに適用して得られる。
さらに、θygyは、Gy,すなわち、車両10のY軸方向の加速度Gyによるθy角であり、重心位置換算演算部214で求めた加速度Gyを図9(e)に示すマップに適用して得られる。
なお、θxv、θyvは、それぞれ、全傾斜のうち路面の傾斜分を除外した車両10単独での傾斜分である。従って、次式が成立する。
θx=θxt−θxv θy=θyt−θyv
Further, θxgx is Gx, that is, the θx angle by the acceleration Gx in the X-axis direction of the vehicle 10, and is obtained by applying the acceleration Gx obtained by the gravity center position conversion calculation unit 214 to the map shown in FIG. .
Furthermore, θygy is Gy, that is, the θy angle by the acceleration Gy in the Y-axis direction of the vehicle 10, and is obtained by applying the acceleration Gy obtained by the gravity center position conversion calculation unit 214 to the map shown in FIG. .
Note that θxv and θyv are the inclinations of the vehicle 10 alone, excluding the inclination of the road surface among all the inclinations. Therefore, the following equation is established.
θx = θxt−θxv θy = θyt−θyv

傾斜角推定演算部215は、上式に基づいて、車両10が位置する路面の傾斜角θxとθyを求める。   The inclination angle estimation calculation unit 215 obtains the inclination angles θx and θy of the road surface on which the vehicle 10 is located based on the above equation.

前後制御量演算部216は、前後運動目標値演算部212から供給された速度の目標値Vxと加速度の目標値Gxに基づいて、指示された加速度と速度とを実現するために、前輪駆動モータ131,132、ブレーキ駆動モータ137〜139の操作量を求める。 The front / rear control amount calculation unit 216 uses the front wheel to realize the instructed acceleration and speed based on the speed target value Vx * and the acceleration target value Gx * supplied from the front / rear motion target value calculation unit 212. The operation amounts of the drive motors 131 and 132 and the brake drive motors 137 to 139 are obtained.

左右制御量演算部217は、左右運動目標値演算部213から供給された加速度の目標値Gyに基づいて、ステアリングモータ133、リーン右制御モータ134、リーン左制御モータ135の操作量を求める。 The left / right control amount calculation unit 217 obtains the operation amounts of the steering motor 133, the lean right control motor 134, and the lean left control motor 135 based on the acceleration target value Gy * supplied from the left / right motion target value calculation unit 213.

通常は、前後制御量演算部216の出力と左右制御量演算部217の出力とに基づいて、モータ131〜139が制御される。   Normally, the motors 131 to 139 are controlled based on the output of the front / rear control amount calculation unit 216 and the output of the left / right control amount calculation unit 217.

しかし、本実施形態では、車両10の安定性を高めるために、これに補正を加え、車両10の転倒安定余裕をアクティブに大きくする制御を行う。このため、目標安定余裕度演算部218と実安定余裕度演算部219が配置されている。   However, in the present embodiment, in order to increase the stability of the vehicle 10, a correction is added to the vehicle 10 to perform control to actively increase the fall stability margin of the vehicle 10. For this reason, a target stability margin calculation unit 218 and an actual stability margin calculation unit 219 are arranged.

目標安定余裕度演算部218は、目標値のままに車両10が挙動した場合の転倒安定余裕度を求め、安定度を高めるための補正量を求める回路である。目標安定余裕度演算部218は、図6に示すように、指令状態演算部401と、θIi演算部402と、min(θi)・||fri||演算部403と、目標安定余裕補正量演算部404とを備える。 The target stability margin calculation unit 218 is a circuit that calculates a fall stability margin when the vehicle 10 behaves with the target value and calculates a correction amount for increasing the stability. As shown in FIG. 6, the target stability margin calculation unit 218 includes a command state calculation unit 401, a θIi * calculation unit 402, a min (θi * ) · || fri * || calculation unit 403, a target stability margin. A correction amount calculation unit 404.

指令状態演算部401は、図12に示すように、車両10が傾きθx、θyの路面に立脚していることを前提として、指令に従った動作によって車両10(の重心)に加わる外力fdと重力fgを求め、さらに、その合成力であるfrを求める。ただし、ここでは、fg=1Gとする。 As shown in FIG. 12, the command state calculation unit 401 assumes that the vehicle 10 is standing on a road surface with inclinations θx and θy, and an external force fd * applied to the vehicle 10 (the center of gravity) by an operation according to the command . And gravitational force fg * are obtained, and the resultant force fr is obtained. Here, fg * = 1G.

図13に示すように、車両10が倒れる場合、その回転軸は、3つの支持脚(車輪12,13,14)を結ぶ3辺のいずれかである、そこで、3辺に符号i(i=1,2,3)を付し、倒れ易い方向(前方)を正として、転倒安定余裕度Sfasmi(i=1,2、3)を定義する。
なお、図13の各角度、θr、θfR、θfLは、姿勢制御量θsによって変化する。このため、これらの角は、図14に例示するマップにより求めることができる。
As shown in FIG. 13, when the vehicle 10 falls down, its rotation axis is one of three sides connecting the three support legs (wheels 12, 13, and 14). 1, 2, 3) are attached, and the direction of easy to fall (front) is defined as positive, and the fall stability margin Sfasmi * (i = 1, 2, 3) is defined.
Each angle, θr, θfR, and θfL in FIG. 13 varies depending on the attitude control amount θs. For this reason, these angles can be obtained by the map illustrated in FIG.

指令状態演算部401は、各辺について、外力fdi(i=1,2,3)を、次式により求める。
転倒安定余裕度Sfasm1(i=1)について:
fd1=m(Gx)・cos(θr/2)・cosθx+(Gy)・sin(θr/2)・cosθy
転倒安定余裕度Sfasm2(i=2)について:
fd2=m(Gx)・cos(θr/2)・cosθx−(Gy)・sin(θr/2)・cosθy
転倒安定余裕度Sfasm3(i=3)について:
fd3=m・(−Gy)・cos(θy)
The command state calculation unit 401 obtains an external force fdi (i = 1, 2, 3) for each side by the following equation.
About the fall stability margin Sfasm1 * (i = 1):
fd1 * = m * (Gx * ) · cos (θr / 2) · cosθx + (Gy * ) · sin (θr / 2) · cosθy
About the fall stability margin Sfasm2 * (i = 2):
fd2 * = m * (Gx * ) · cos (θr / 2) · cosθx− (Gy * ) · sin (θr / 2) · cosθy
About the fall stability margin Sfasm3 * (i = 3):
fd3 * = m · (−Gy * ) · cos (θy)

なお、mは、車両10の質量、
Gxは、重心における車両のX軸方向の目標加速度、
Gyは、重心における車両のY軸方向の目標加速度、
θrは、前右輪12と後輪14を結ぶ線と、前左輪13と後輪14を結ぶ線との成す角、
θx、θyは、路面のX軸方向及びY軸方向の傾斜角である。
Note that m is the mass of the vehicle 10,
Gx * is the target acceleration in the X-axis direction of the vehicle at the center of gravity,
Gy * is the target acceleration in the Y-axis direction of the vehicle at the center of gravity,
θr is an angle formed by a line connecting the front right wheel 12 and the rear wheel 14 and a line connecting the front left wheel 13 and the rear wheel 14;
θx and θy are inclination angles of the road surface in the X-axis direction and the Y-axis direction.

指令状態演算部401は続いて、θi1(θ11〜θ31)、θi2(θ12〜θ32)、θi3(θ31〜θ33)を求める。
これらの角度は、図12に示すように、ボディを支える3つの車輪12〜14と重心CGとを結ぶラインとの交差角であり、θ11、θ12、θ13は、前左輪13と後輪14と重心とを結ぶ3辺が形成する角度であり、θ21、θ22、θ23は、前右輪12と後輪14と重心とを結ぶ3辺が形成する角度であり、θ31、θ32、θ33は、前右輪12と前左輪13と重心とを結ぶ3辺が形成する角度である。
Command state calculating section 401 is subsequently, θi1 * (θ11 * ~θ31 * ), θi2 * (θ12 * ~θ32 *), obtains Shitaai3 * a (θ31 * ~θ33 *).
These angles, as shown in FIG. 12, a cross angle between the line connecting the three wheels 12 to 14 and the center of gravity CG to support the body, θ11 *, θ12 *, θ13 * is before and after left wheel 13 The angles formed by three sides connecting the wheel 14 and the center of gravity are formed, and θ21 * , θ22 * , and θ23 * are angles formed by the three sides connecting the front right wheel 12, the rear wheel 14, and the center of gravity, and θ31 * . , Θ32 * , θ33 * are angles formed by three sides connecting the front right wheel 12, the front left wheel 13, and the center of gravity.

前述のように、車両10の重心CGの位置と後輪14の位置は、姿勢制御量θsに対応している。そこで、指令状態演算部401は、角度θiと姿勢制御量θsとの関係を図15(a)〜(c)に示すθsマップにより求める。   As described above, the position of the center of gravity CG of the vehicle 10 and the position of the rear wheel 14 correspond to the attitude control amount θs. Therefore, the command state calculation unit 401 obtains the relationship between the angle θi and the attitude control amount θs from the θs map shown in FIGS.

さらに、指令状態演算部401は外力と重力の合成力friを次式により求める。
fri=√{fdi*2+fgi*2)}
Further, the command state calculation unit 401 obtains the combined force fri * of the external force and gravity by the following equation.
fri * = √ {fdi * 2 + fgi * 2 )}

θIi演算部402は、転倒安定余裕度Sfasmi、即ち、車両10が転倒するまでにどの程度の余裕があるかを示す指標を演算するため、図16に示すように、車輪12〜14と重心CGを結ぶラインと合成力firが成す角度θIi1とθIi2を求める。 As shown in FIG. 16, the θIi * calculation unit 402 calculates the stability stability allowance Sfasmi * , that is, an index indicating how much room the vehicle 10 has before falling over. The angles θIi1 * and θIi2 * formed by the line connecting the center of gravity CG and the resultant force fir are obtained.

この角度も、車輪12〜14が形成する三角形の各辺(i=1〜3)について求める。
まず、θi1〜θi3を、図15(a)〜(c)に示すθsマップで求める。
This angle is also obtained for each side (i = 1 to 3) of the triangle formed by the wheels 12 to 14.
First, θi1 * to θi3 * are obtained using the θs map shown in FIGS.

また、角度θIi1とθIi2とは、車輪12〜14と重心点CGとの結ぶ脚の長さLi1,Li2によっても変化する(例えば、i=1であれば、L11=前左輪13と重心点CGの距離、Li2=後輪14と重心点CGの距離)。このため、脚の長さLi1,Li2を図17に示す姿勢制御量θsに対するマップにより求める。
さらに、正面から見たときに、車輪と重心とが形成する三角形の角度は、リーン制御量によっても変化する。そこで、θ3i、L31,L32を、図18と図19とにより求める。
The angles θIi1 * and θIi2 * also vary depending on the lengths of legs Li1 and Li2 connecting the wheels 12 to 14 and the center of gravity CG (for example, if i = 1, L11 = the front left wheel 13 and the center of gravity Distance of point CG, Li2 = distance of rear wheel 14 and center of gravity point CG). Therefore, the leg lengths Li1 and Li2 are obtained from a map for the attitude control amount θs shown in FIG.
Further, when viewed from the front, the angle of the triangle formed by the wheel and the center of gravity also changes depending on the lean control amount. Therefore, θ3i, L31, and L32 are obtained from FIG. 18 and FIG.

最終的に、
θIi演算部402は、θIi1、θIi2を次式に従って求める。
θIi0=−θri+θi2
θIi1=π/2−θIi0−θfi
θIi2=θi1−θIi1
Finally,
The θIi * calculation unit 402 calculates θIi1 * and θIi2 according to the following equations.
θIi0 = −θri * + θi2
θIi1 * = π / 2−θIi0 * −θfi *
θIi2 = θi1−θIi1 *

次に、min(θIi)・||fri||演算部403は、転倒安定余裕度SfasmiをθIi1,θIi2,friより、次式に従って求める。
Sfasmi=min(θIi)・||fri||
すなわち、転倒安定余裕度SfasmiをθIiのうちの最小のものとfriiのノルムとを乗算して求める。
Next, min (θIi * ) · || fri * || calculating unit 403 obtains the fall stability margin Sfasmi * from θIi1 * , θIi2 * , fri * according to the following equation.
Sfasmi * = min (θIi * ) · || fri * ||
That is, determine the overturning stability margin Sfasmi * by multiplying the smallest of the FrII * norm of θIi *.

続いて、目標安定余裕補正量演算部404は、図20に示す複数の方向のうちから、転倒安定余裕度Sfasmiが最も小さいく且つfidの極性から最も転倒が起こりやすい方向Sfasmを求める。
そして、図21に示すように、その方向における重心からの力が、フラットな路面で静止状態で立っている重力方向角(路面に垂直な方向)に一致するように、換言すると、角度friを0に修正するように、各モータ131〜139が動作すべき量に対応する制御量を補正量として求めて設定する。
Subsequently, the target stability margin correction amount calculation unit 404 obtains a direction Sfasm having the smallest fall stability margin Sfasmi * and the most likely to fall from the polarity of fid among a plurality of directions shown in FIG.
Then, as shown in FIG. 21, the force from the center of gravity in that direction matches the gravitational direction angle (direction perpendicular to the road surface) standing in a stationary state on a flat road surface, in other words, the angle fri is The control amount corresponding to the amount that each of the motors 131 to 139 should operate is obtained and set as the correction amount so as to be corrected to 0.

この補正量を求めるため、本実施形態では、図22に示すように、場面毎に補正量を予め設定しておき、適切なものを優先順位を付けて選択することとする。具体的には、Sfasmiの最小値とfdiの極性と他の2つのSfasmiとの比較を行い、最小値で図22のいずれかの行(Sfasm)を選択して、補正量を出力する。
なお、(π/2−θi2)−θIi1が最大となるSfasmiを最小値とする。
In order to obtain this correction amount, in this embodiment, as shown in FIG. 22, a correction amount is set in advance for each scene, and an appropriate one is selected with priority. Specifically, the minimum value of Sfasmi, the polarity of fdi, and the other two Sfasmi are compared, one of the rows (Sfasm) in FIG. 22 is selected with the minimum value, and the correction amount is output.
Incidentally, the minimum value Sfasmi * as the maximum (π / 2-θi2) -θIi1 *.

例えば、図20に示す2−3線の方向への転倒の可能性が最も大きいとすれば、2−3線の方向の(π/2−θi2)−θIi1が最大となり、このとき1−3線の方向も同極性の場合には、図22の第3エントリが選択される。
これにより、まず、前右輪12と前左輪13のリーンを下げる補正が設定される。その量は、Sfasmが大きくなるに従って、小さくなる。また、全ての車輪12〜14にブレーキをかける。ブレーキの程度は、Sfasmが大きくなるに従って、小さくなる。
For example, if the possibility of falling in the direction of line 2-3 shown in FIG. 20 is greatest, (π / 2−θi2) −θIi1 * in the direction of line 2-3 is maximized. If the directions of the three lines have the same polarity, the third entry in FIG. 22 is selected.
As a result, first, a correction for reducing the lean of the front right wheel 12 and the front left wheel 13 is set. The amount decreases as Sfasm * increases. Also, brakes are applied to all the wheels 12-14. The degree of braking decreases as Sfasm * increases.

また、ステアリングの補正は行わない。
以上の処理が実行できない場合には、姿勢制御量(ホイールベース)θsを大きくし、重心を低下させる。以上の処理ができない場合には、車両10の加速度を低下させる。
なお、警報は、Sfasmが最小値よりも小さければ行う。
In addition, steering correction is not performed.
If the above processing cannot be executed, the attitude control amount (wheel base) θs is increased to lower the center of gravity. When the above processing cannot be performed, the acceleration of the vehicle 10 is reduced.
The alarm is issued if Sfasm * is smaller than the minimum value.

実安定余裕度演算部219は、車両10の現在の実際の状態に基づいて車両10の安定余裕度を求める回路であり、実状態演算部411と、θIi演算部412と、min(θi)・||fri||演算部413と、実安定余裕補正量演算部414とを備える。   The actual stability margin calculation unit 219 is a circuit for obtaining the stability margin of the vehicle 10 based on the current actual state of the vehicle 10, and includes a real state calculation unit 411, a θIi calculation unit 412, and min (θi) · || fri || calculating section 413 and actual stability margin correction amount calculating section 414.

実状態演算部411、θIi演算部412、min(θi)・||fri||演算部413、実安定余裕補正量演算部414は、基本的に、指令状態演算部401、θIi演算部402、min(θi)・||fri||演算部403、目標安定余裕補正量演算部404と、構成及び機能が同一である。但し、演算の根拠となるデータが目標値では無く車両の現在の実際の値である点が異なる。 The actual state calculation unit 411, the θIi calculation unit 412, the min (θi) · || fri || calculation unit 413, and the actual stability margin correction amount calculation unit 414 are basically a command state calculation unit 401, θIi * calculation unit 402. , Min (θi * ) · || fri * || calculation unit 403 and target stability margin correction amount calculation unit 404 have the same configuration and function. However, the difference is that the data that is the basis of the calculation is not the target value but the current actual value of the vehicle.

具体的には、実状態演算部411は、Sfasm1に関して、
fd1=m・{(Gx1−KG・sinθxt)・cos(θr/2)・cosθxt+(Gy1−KG・sin(θyt)・sin(θr/2)・cosθyt}=(x方向の成分)+(y方向の成分)、
fg1=m・{(Gz/((cosθxt)・(cosyt))} を求める。
Specifically, the real state calculation unit 411 relates to Sfasm1.
fd1 = m · {(Gx1−KG · sinθxt) · cos (θr / 2) · cosθxt + (Gy1−KG · sin (θyt) · sin (θr / 2) · cosθyt} = (component in the x direction) + (y Direction component),
fg1 = m · {(Gz / ((cos θxt) · (cosyt))} is obtained.

また、実状態演算部411は、Sfasm2に関して、
fd2=m・{(Gx1−KG・sinθxt)・cos(θr/2)・cosθxt−(Gy1−KG・sinθyt)・sin(θr/2)・cosθyt}、
fg2=m・{(Gz/((cosθxt)・(cosyt))} を求める。
Further, the real state calculation unit 411 relates to Sfasm2.
fd2 = m · {(Gx1−KG · sin θxt) · cos (θr / 2) · cos θxt− (Gy1−KG · sin θyt) · sin (θr / 2) · cos θyt},
fg2 = m · {(Gz / ((cos θxt) · (cosyt))} is obtained.

さらに、実状態演算部411は、Sfasm3に関して、
fd3=m・{−(Gy1−KG・sinθyt)・cosθyt}、
fg2=m・{(Gz/((cosθxt)・(cosyt))} を求める。
Further, the real state calculation unit 411 relates to Sfasm3.
fd3 = m · {− (Gy1-KG · sin θyt) · cos θyt},
fg2 = m · {(Gz / ((cos θxt) · (cosyt))} is obtained.

ここで、KGは、例えば、1G、fdiは、減速方向を正、fgiは重力方向を正とする。
また、Gx1=Gx−Kclx・Gx^、Gy1=Gy−Kcly・Gy^である。
ここで、Gxは、重心換算GセンサのX軸方向の値、Gyは、重心換算GセンサのY軸方向の値、Gx^は、車両前後方向のG(=dV/dt)、Gy^は、車両左右¥方向のG(=yaw・V)であり、Kclx、Kclyは所定の係数であり、固定値でも、姿勢制御量θsに従って変化させる等してもよい。
Here, KG is, for example, 1G, fdi is positive in the deceleration direction, and fgi is positive in the direction of gravity.
Further, Gx1 = Gx−Kclx · Gx ^ and Gy1 = Gy−Kcly · Gy ^.
Here, Gx is a value in the X-axis direction of the center-of-gravity conversion G sensor, Gy is a value in the Y-axis direction of the center-of-gravity conversion G sensor, Gx ^ is G (= dV / dt) in the vehicle longitudinal direction, and Gy ^ is , G in the vehicle left-right direction (= yaw · V), and Kclx and Kcly are predetermined coefficients, which may be fixed values or may be changed according to the attitude control amount θs.

また、実状態演算部411は、姿勢制御量θsに対するマップを用いて、θi1(θ11〜θ31)、θi2(θ12〜θ32)、θi3(θ31〜θ33)を求める。
さらに、fri=√{fdi+fgi)}を求める。
Further, the real state calculation unit 411 obtains θi1 (θ11 to θ31), θi2 (θ12 to θ32), and θi3 (θ31 to θ33) using a map for the attitude control amount θs.
Further, fri = √ {fdi 2 + fgi 2 )} is obtained.

続いて、θIi演算部412は、図16に示す角度θIi1とθIi2を、図15(a)〜(c)、図17に示すθsマップ等を使用して求める。
θIi演算部412は、θIi1、θIi2を次式に従って求める。
θIi0=−θri+θi2
θIi1=π/2−θIi0−θfi
θIi2=θi1−θIi1
Subsequently, the θIi calculation unit 412 obtains the angles θIi1 and θIi2 shown in FIG. 16 using the θs maps shown in FIGS. 15A to 15C and FIG.
The θIi calculation unit 412 calculates θIi1 and θIi2 according to the following equations.
θIi0 = −θri + θi2
θIi1 = π / 2−θIi0−θfi
θIi2 = θi1−θIi1

続いて、min(θi)・||fri||演算部413は、転倒安定余裕度Sfasmiを、θIi1,θIi2,friより、次式に従って求める。
Sfasmi=min(θIi)・||fri||
Subsequently, the min (θi) · || fri || calculation unit 413 obtains the fall stability margin Sfasmi from θIi1, θIi2, fri according to the following equation.
Sfasmi = min (θIi) · || fri ||

実安定余裕補正量演算部414は、目標安定余裕補正量演算部404と、構成及び機能が同一である。但し、演算の根拠となるデータが目標値では無く車両の現在の実際の値である点が異なる。   The actual stability margin correction amount calculation unit 414 has the same configuration and function as the target stability margin correction amount calculation unit 404. However, the difference is that the data that is the basis of the calculation is not the target value but the current actual value of the vehicle.

続いて、実安定余裕補正量演算部414は、図20に示す複数の方向(1−1,1−3,2−2,2−3,3−1,3−2)のうちから、転倒安定余裕度Sfasmiが最も小さい方向を求め、その方向における重心からの力が、フラットな路面で静止状態で立っている重力方向角(路面に垂直な方向)に一致するように、補正量を設定する。この補正量を求めるため、本実施形態では、図22に示すように、場面毎(転倒しやすい方向毎)に補正量を予め設定しておき、適切なものを優先度を付して選択することとする。   Subsequently, the actual stability margin correction amount calculation unit 414 falls from a plurality of directions (1-1, 1-3, 2-2, 2-3, 3-1, 3-2) shown in FIG. Find the direction with the smallest stability margin Sfasmi, and set the correction amount so that the force from the center of gravity in that direction matches the gravitational direction angle (direction perpendicular to the road surface) standing still on a flat road surface To do. In order to obtain this correction amount, in this embodiment, as shown in FIG. 22, a correction amount is set in advance for each scene (for each direction in which the person easily falls), and an appropriate one is selected with priority. I will do it.

例えば、図22の第1行は、最も倒れやすい方向が図20の方向1−1と3−1の方向であり、その場合、FR(前輪右)リーンを正方向(ボディ11を下げる方向)に制御し、FL(前輪左)リーンを負方向(ボディ11を持ち上げる方向)に補正制御することを示す。また、リーンの量は、安定余裕度Sfasmが小さくなるに従って、リーン量の量を大きくすることを示す。この場合、FRとFLとは逆方向にリーンするので、逆相となる。さらに、例えば、リーンだけで補正が十分でない場合には、前右輪12にブレーキをかけることにより減速し(FR+)、ブレーキの程度は、転倒安定余裕度Sfasmが大きくなるに従って、大きくなる。さらに、必要ならば、ステアリングを右旋回する。さらに、可能ならば、姿勢制御量(ホイールベース)θsを大きくする。   For example, in the first row of FIG. 22, the directions that are most likely to fall are the directions 1-1 and 3-1 of FIG. 20, and in this case, FR (front wheel right) lean is the forward direction (the direction in which the body 11 is lowered). It is shown that the correction control is performed in the negative direction (direction in which the body 11 is lifted). Further, the lean amount indicates that the lean amount is increased as the stability margin Sfasm is decreased. In this case, since FR and FL lean in opposite directions, they are out of phase. Further, for example, when the correction is not sufficient with only lean, the vehicle is decelerated by applying a brake to the front right wheel 12 (FR +), and the degree of braking increases as the fall stability margin Sfasm increases. If necessary, turn the steering wheel to the right. Further, if possible, the attitude control amount (wheel base) θs is increased.

なお、警報は、Sfasmが最小値よりも小さければ行う。   The alarm is given if Sfasm is smaller than the minimum value.

また、前述のように、例えば、図20に示す2−3線の方向への転倒の可能性が最も大きいとすれば、2−3線の方向の(π/2−θi2)−θIi1が最大となり、このとき1−3線の方向も同極性の場合には、図22の第3エントリが選択される。これにより、まず、前右輪12と前左輪13のリーンを下げる補正が設定される。その量は、Sfasmが大きくなるに従って、小さくなる。また、全ての車輪12〜14にブレーキをかける。ブレーキの程度は、Sfasmが大きくなるに従って、小さくなる。また、ステアリングの補正は行わない。以上の処理が実行できない場合には、姿勢制御量θsを大きくし、重心を低下させる。θsは、Sfasmが大きくなるに従って小さくなる。
なお、警報は、Sfasmが最小値よりも小さければ行う。
Further, as described above, for example, if the possibility of falling in the direction of line 2-3 shown in FIG. 20 is greatest, (π / 2−θi2) −θIi1 in the direction of line 2-3 is the maximum. At this time, if the direction of the 1-3 line is also of the same polarity, the third entry in FIG. 22 is selected. As a result, first, a correction for reducing the lean of the front right wheel 12 and the front left wheel 13 is set. The amount decreases as Sfasm increases. Also, brakes are applied to all the wheels 12-14. The degree of braking decreases as Sfasm increases. In addition, steering correction is not performed. If the above processing cannot be executed, the attitude control amount θs is increased and the center of gravity is lowered. θs decreases as Sfasm increases.
The alarm is given if Sfasm is smaller than the minimum value.

演算処理により、制御量を求めることも可能である。この場合、コントローラ103は、次のようにして姿勢安定化制御を行う。
まず、車両10の姿勢の補正は、基本的には、コントローラ103とリーン右ECU114とリーン左ECU115によるリーンの制御で行う。
It is also possible to obtain the control amount by arithmetic processing. In this case, the controller 103 performs posture stabilization control as follows.
First, the posture of the vehicle 10 is basically corrected by lean control by the controller 103, the lean right ECU 114, and the lean left ECU 115.

まず、コントローラ103は、転倒安定余裕度Sfasmi(Sfasm1〜Sfasm3)、及び、Sfasmi(Sfasm1〜Sfasm3)について、制御角LENradrefi(LENradref1〜LENradref3)と、LENradrefi(LENradref1〜LENradref3)[rad]を次式に従って求める。 First, the controller 103 may fall stability margin Sfasmi (Sfasm1~Sfasm3), and, Sfasmi * for (Sfasm1 * ~Sfasm3 *), the control angle LENradrefi and (LENradref1~LENradref3), LENradrefi * (LENradref1 * ~LENradref3 *) [ rad] is obtained according to the following equation.

LENradref1 =-kcl・((π/2-θ12)-θI11) = kcl・((π/2-θ13)-θI12)
LENradref2 = [kcl・((π/2-θ22)-θI21)] = [kcl・((π/2-θ23)-θI22)]
LENradref3 = [kcl・((π/2-θ32)-θI31)]/2 = [kcl・((π/2-θ23)-θI22)]/2
LENradref1* = -kcl・((π/2-θ12)-θI11*) = kcl・((π/2-θ13)-θI12*)
LENradref2* = [kcl・((π/2-θ22)-θI21*)] = [kcl・((π/2-θ23)-θI22*)]
LENradref3*=[kcl・((π/2-θ32)-θI31*)]/2 = [kcl・((π/2-θ23)-θI22*)]/2
LENradref1 = -kcl ・ ((π / 2-θ12) -θI11) = kcl ・ ((π / 2-θ13) -θI12)
LENradref2 = [kcl ・ ((π / 2-θ22) -θI21)] = [kcl ・ ((π / 2-θ23) -θI22)]
LENradref3 = [kcl ・ ((π / 2-θ32) -θI31)] / 2 = [kcl ・ ((π / 2-θ23) -θI22)] / 2
LENradref1 * = -kcl ・ ((π / 2-θ12) -θI11 * ) = kcl ・ ((π / 2-θ13) -θI12 * )
LENradref2 * = [kcl ・ ((π / 2-θ22) -θI21 * )] = [kcl ・ ((π / 2-θ23) -θI22 * )]
LENradref3 * = [kcl ・ ((π / 2-θ32) -θI31 * )] / 2 = [kcl ・ ((π / 2-θ23) -θI22 * )] / 2

なお、各式の前段は、図23に示す各制御面のθi2側の制御角、後段はθi3側の制御角である。   The former stage of each equation is the control angle on the θi2 side of each control surface shown in FIG. 23, and the latter stage is the control angle on the θi3 side.

ここで、基準となる、「π/2」については、図24(a)に示すように、進行方向の加速度(重力の影響を含む)Gxに従ってリーン量を制御し、減速時には、π/2を若干大きくして、π/2+αとし、加速時には、π/2−αとする。これにより、減速時は少し後ろに屈み、加速時は少し前屈みにする。同様に、図24(b)に示すように、Gyによってリーン量を制御し、旋回時には、旋回方向と逆方向に屈む(例えば、右旋回ならば、左方向に屈む)ように制御する。このようにすることにより、車両10の姿勢が変化するときのリーン量を抑えて、違和感を抑えることが可能となる。   Here, with respect to “π / 2” as a reference, as shown in FIG. 24A, the lean amount is controlled according to the acceleration Gx in the traveling direction (including the influence of gravity) Gx, and at the time of deceleration, π / 2 Is slightly increased to π / 2 + α, and to π / 2−α during acceleration. As a result, the vehicle bends back slightly when decelerating, and bends slightly forward when accelerating. Similarly, as shown in FIG. 24 (b), the lean amount is controlled by Gy, and is controlled to bend in the direction opposite to the turning direction during turning (for example, bend to the left if turning right). By doing in this way, it becomes possible to suppress the lean amount when the posture of the vehicle 10 changes, and to suppress a sense of incongruity.

また、係数kclは、人モードでは、基準値(固定値)とする。
一方、車モードでは、係数kclは、図25に示す係数マップで、重力の影響を除去したY(横)軸方向の加速度θy^の絶対値に基づいて定まる。この例では、係数kclは、加速度θy^の絶対値の増加に伴って一定値→線形に増加→一定値という増加関数の形態をとる。
The coefficient kcl is a reference value (fixed value) in the human mode.
On the other hand, in the vehicle mode, the coefficient kcl is determined based on the absolute value of the acceleration θy ^ in the Y (horizontal) axis direction from which the influence of gravity is removed in the coefficient map shown in FIG. In this example, the coefficient kcl takes the form of an increasing function of constant value → linearly increasing → constant value as the absolute value of the acceleration θy ^ increases.

次に、((π/2)−θi2)が最大となる面「i」(i=1〜3)を特定し、そのときの転倒安定余裕度SfasmiとSfasmiを最小値として選択する。即ち、Sfasm1〜Sfasm3のうち最小のものと、Sfasm1〜Sfasm3のうち最小のものと、を選択する。 Next, the surface “i” (i = 1 to 3) having the maximum ((π / 2) −θi2) is specified, and the fall stability margins Sfasmi and Sfasmi * at that time are selected as the minimum values. That is, the smallest one of Sfasm1 to Sfasm3 and the smallest one of Sfasm1 * to Sfasm3 * are selected.

次に、選択したiに相当する制御角|LENradrefi|と|LENradrefi|を抽出し、|LENradrefi|、|LENradrefi|>Kmoenが成立するか否かを判別する。Kmoenは、基準値、例えば、0radである。 Next, control angles | LENradrefi | and | LENradrefi * | corresponding to the selected i are extracted, and it is determined whether or not | LENradrefi | and | LENradrefi * |> Kmoen. Kmoen is a reference value, for example, 0 rad.

|LENradrefi|、|LENradrefi|>Kmoenが成立する場合、次のi)とii)のいずれかの手法で補正量を求める。
i)リーン制御量(rad):ΣLENradrefi(i=1,2,3),ΣLENradrefi(i=1,2,3)即ち、1,2、3面の制御角の加算値を最終制御角とする。
ii)LENradrefi(1,2,3)のうちの最大値を最終制御角とする。
When | LENradrefi | and | LENradrefi * |> Kmoen are satisfied, the correction amount is obtained by one of the following methods i) and ii).
i) Lean control amount (rad): ΣLENradrefi (i = 1, 2, 3), ΣLENradrefi * (i = 1, 2, 3) That is, the added value of the control angles of 1, 2, and 3 is defined as the final control angle. To do.
ii) The maximum value of LENradrefi (1, 2, 3) is set as the final control angle.

次に、各制御対象により、最終的な制御量とその形態が異なるため、変換演算を行う。リーン制御の場合は、最終的には、制御量は直線運動であるので角度[rad]を長さ[mm]に変換する。
まず、最小であると判定されたSfasmのFRとFLの符号から、リーン量が同相か同相でないかを判別する。
FRの移動方向とFLの移動方向(姿勢制御のためのリーン右制御モータ134とリーン左制御モータ135の回転方向)とが同一の場合には、同相となる。
Next, since the final controlled variable and its form differ depending on each control object, a conversion calculation is performed. In the case of lean control, the control amount is finally a linear motion, so the angle [rad] is converted into a length [mm].
First, it is determined whether the lean amount is in-phase or not in-phase from the signs of Sfasm FR and FL determined to be minimum.
When the movement direction of FR and the movement direction of FL (the rotation direction of the lean right control motor 134 and the lean left control motor 135 for posture control) are the same, they are in phase.

制御量が同相の場合、まず、実安定余裕度について、次式に従って、制御角の和(ΣLENradrefi)[rad]を上下動の量[mm]に変換し、LENrefi=θs・tan(ΣLENradrefi)mm とする。即ち、リーン右制御モータ134とリーン左制御モータ135を駆動して、ボディ11を右方も左方もLENrefimmだけ上昇又は下降させることとする。これにより、ボディ11が前後方向に傾斜する。
同様に、目標安定余裕について、LEnrefi=θs・tan(ΣLENradrefi)mm(前後傾斜mm)とする。
When the control amount is in-phase, first, with respect to the actual stability margin, according to the following equation, the sum of the control angles (ΣLENradrefi) [rad] is converted into an amount of vertical movement [mm], and LENrefi = θs · tan (ΣLENradrefi) mm And That is, the lean right control motor 134 and the lean left control motor 135 are driven to raise or lower the body 11 by LENrefim both in the right and left directions. Thereby, the body 11 inclines in the front-back direction.
Similarly, the target stability margin is assumed to be LEnref * = θs · tan (ΣLENradref * ) mm (front-back inclination mm).

また、制御量が同相でない場合、実安定余裕度について、次式に従って、制御角の和(ΣLENradrefi)[rad]を左右の傾斜[mm]に変換する。LENrefi=Td・tan(ΣLENradrefi)mm
さらに、目標安定余裕度について、次式に従って、制御角の和(ΣLENradrefi)[rad]を左右の傾斜[mm]に変換する。LEnrefi=Td・tan(ΣLENradrefi)mm
ここで、トレッドTdは、前右輪12の中心と、前左輪13の中心の間の距離である。
When the control amount is not in phase, the control angle sum (ΣLENradrefi) [rad] is converted into the left and right inclinations [mm] according to the following equation for the actual stability margin. LENrefi = Td · tan (ΣLENradrefi) mm
Further, with respect to the target stability margin, the control angle sum (ΣLENradrefi * ) [rad] is converted into a left and right inclination [mm] according to the following equation. LEnrefi * = Td · tan (ΣLENradrefi * ) mm
Here, the tread Td is a distance between the center of the front right wheel 12 and the center of the front left wheel 13.

なお、以上の例は、上記i)の3面の制御角の加算値を最終制御角とする例であるが、ii)の3面の制御角のうちの最大制御角を最終制御角とする場合には、LENadrefi=kcl・[((π/2−θi2)−θIi2)の最大値]となる。   The above example is an example in which the added value of the control angles of the three surfaces in i) is used as the final control angle, but the maximum control angle among the control angles of the three surfaces in ii) is the final control angle. In this case, LENArefref = kcl · [((π / 2−θi2) −θIi2) maximum value).

なお、上述の手法とは異なり、リーン右の各リーン制御量とリーン左のリーン制御量とを、目標値と実値別に、次式に従って個別に求めても良い。   Note that, unlike the above-described method, the lean right lean control amount and the lean left lean control amount may be obtained individually according to the following equation for each target value and actual value.

リーン右の、実値に基づくリーン量LENref1:
LENref1=K0・K10・(L23・tan(LENradref2))+K1・K11・(L33・tan(LENradref3))/2
・・・(7)
The lean amount LENref1: based on the actual value on the right of the lean
LENref1 = K0 · K10 · (L23 · tan (LENradref2)) + K1 · K11 · (L33 · tan (LENradref3)) / 2
... (7)

リーン左の、実値に基づくリーン量LENref2:
LENref2=K0・K20・(L13・tan(LENradref2))+K1・K21・(−L33・tan(LENradref3))/2
・・・(8)
The lean amount LENref2 based on the actual value on the left of the lean:
LENref2 = K0 · K20 · (L13 · tan (LENradref2)) + K1 · K21 · (−L33 · tan (LENradref3)) / 2
... (8)

リーン右の、目標値に基づくリーン量LENref1
LENref1=K0・K10・(L23・tan(LENradref2))+K1・K11・(L33・tan(LENradref3))/2
・・・(9)
The lean amount LENref1 * based on the target value on the right of the lean:
LENref1 * = K0 · K10 · (L23 · tan (LENradref2)) + K1 · K11 · (L33 · tan (LENradref3 * )) / 2
... (9)

リーン左の、目標にも基づくリーン量LENref2
LENref2=K0・K20・(L13・tan(LENradref2))+K1・K21・(−L33・tan(LENradref3))/2
・・・(10)
The lean amount LENref2 * based on the target on the left of the lean:
LENref2 * = K0 · K20 · (L13 · tan (LENradref2)) + K1 · K21 · (−L33 · tan (LENradref3 * )) / 2
... (10)

(7)〜(10)式において、 第1項は同相分、第2項は逆相分である。   In the formulas (7) to (10), the first term is the in-phase component and the second term is the anti-phase component.

ここで、K10は、スルーレートを示し、例えば、図26(a)に示すように、pitchに応じて変化する上限値と下限値を示有する。「K10・A」(Aは数値)は、AがK10の上限値以上又は下限値以下である場合には、K10となり、Aが上限値と下限値の間の値である場合には、Aとなる。図26(a)に示すスルーレートK10の上限値(正の値)は、−pitch/θsc(θsc:車両10の重心と前輪12,13の中心を結ぶラインの距離)が、正の所定値p1以下では、第1の値(100)で、所定値p1以上になると一定の割合で減少し、正の所定値p2以上では、第1の値より小さい第2の値(10)を維持する。また、スルーレートK10の下限値(負の値)は、−pitch/θsc1が、負の所定値p3以上では、第3の値(−100)で、所定値p3以下になると一定の割合で絶対値が減少し、負の所定値p4以下では、第3の値より絶対値が小さい第4の値(−10)を維持する。   Here, K10 represents a slew rate, and has an upper limit value and a lower limit value that change according to the pitch, for example, as shown in FIG. “K10 · A” (A is a numerical value) is K10 when A is greater than or equal to the upper limit value or less than the lower limit value of K10, and when A is a value between the upper limit value and the lower limit value, A It becomes. The upper limit (positive value) of the slew rate K10 shown in FIG. 26 (a) is a predetermined value in which -pitch / θsc (θsc: the distance of the line connecting the center of gravity of the vehicle 10 and the center of the front wheels 12, 13) is a positive predetermined value. Below p1, the first value (100) decreases at a constant rate when the value exceeds a predetermined value p1, and at a positive value p2 or more, the second value (10) smaller than the first value is maintained. . The lower limit value (negative value) of the slew rate K10 is the third value (−100) when −pitch / θsc1 is a predetermined negative value p3 or higher, and is absolute at a constant rate when the predetermined value p3 or lower. When the value decreases and is equal to or less than the negative predetermined value p4, the fourth value (−10) whose absolute value is smaller than the third value is maintained.

同様に、K11もスルーレートを示し、例えば、図26(b)に示すように、rollに応じて変化する上限値と下限値を示有する。「K11・B」(Bは数値)は、BがK11の上限値以上又は下限値以下である場合には、K11となり、Bが上限値と下限値の間の値である場合には、Bとなる。図26(b)に示すスルーレートK11の上限値(正の値)は、−(roll・cosθr−pitch・sinθr/2)/θsc1(θsc1:車両10の重心と前輪12、13の中心軸の中点と後輪14の中心軸とを結ぶラインと車両10の重心との距離)が、正の所定値p5以下では、第5の値(100)で、所定値p5以上になると一定の割合で減少し、正の所定値p6以上では、第5の値より小さい第6の値(10)を維持する。また、スルーレートK11の下限値(負の値)は、−(roll・cosθr−pitch・sinθr/2)/θsc1が、負の所定値p7以上では、第7の値(−100)で、所定値p7以下になると一定の割合で絶対値が減少し、負の所定値p8以下では、第7の値より絶対値が小さい第8の値(−10)を維持する。
また、K20=K10,K21=K11である。
Similarly, K11 also indicates a slew rate, and for example, as shown in FIG. 26B, has an upper limit value and a lower limit value that change according to roll. “K11 · B” (B is a numerical value) is K11 when B is greater than or equal to the upper limit value or less than the lower limit value of K11, and B is a value between the upper limit value and the lower limit value. It becomes. The upper limit value (positive value) of the slew rate K11 shown in FIG. 26 (b) is − (roll · cos θr−pitch · sin θr / 2) / θsc1 (θsc1: the center of gravity of the vehicle 10 and the center axis of the front wheels 12, 13 When the distance between the line connecting the midpoint and the center axis of the rear wheel 14 and the center of gravity of the vehicle 10 is a positive predetermined value p5 or less, the fifth value (100) is a certain ratio when the predetermined value p5 or more. The sixth value (10) smaller than the fifth value is maintained at a positive predetermined value p6 or more. The lower limit (negative value) of the slew rate K11 is a seventh value (−100) when − (roll · cos θr−pitch · sin θr / 2) / θsc1 is a negative predetermined value p7 or more. When the value is less than or equal to the value p7, the absolute value decreases at a constant rate. When the value is less than or equal to the predetermined negative value p8, the eighth value (−10), which is smaller than the seventh value, is maintained.
Further, K20 = K10 and K21 = K11.

また、K0、K1は、係数である。係数K0は、図28(a)に示すように、ホイールベースθsにより定まり、ホイールベースが大きくなるに従って小さくなる。係数K1は、図28(b)に示すように、トレッドTdにより定まり、トレッドTdが大きくなるに従って小さくなる。なお、本実施形態では、Tdは固定値であり、K1も固定値である。   K0 and K1 are coefficients. As shown in FIG. 28A, the coefficient K0 is determined by the wheel base θs, and decreases as the wheel base increases. As shown in FIG. 28B, the coefficient K1 is determined by the tread Td, and decreases as the tread Td increases. In the present embodiment, Td is a fixed value, and K1 is also a fixed value.

例えば、(7)式の第1項において、K10に後続する「L23・tan(LENradre2」が、正の値で、図26(a)に従って定まるK10(上限値)を超えている場合には、第1項は、K0・K10が設定され、K10以下であれば、K0・(L23・tan(LENradre2)が設定される。同様に、例えば、(7)式の第2項において、K11に後続する「L33・tan(LENradre3」が、負の値で、図26(b)に従って定まるK11(下限値)より小さい場合には、第2項は、K1・K11が設定され、K11より大きければ、K1・(L33・tan(LENradre3)が設定される。   For example, in the first term of equation (7), when “L23 · tan (LENradre2)” following K10 is a positive value and exceeds K10 (upper limit value) determined according to FIG. In the first term, K0 · K10 is set, and if it is less than or equal to K10, K0 · (L23 · tan (LENradre2) is set. When “L33 · tan (LENradre3)” is a negative value and smaller than K11 (lower limit) determined according to FIG. 26B, the second term is set to K1 · K11, and if greater than K11, K1 · (L33 · tan (LENradre3) is set.

なお、ピッチ「pitch」とロール「roll」は、それぞれ、リーンのあがる方向を正とする。このため、図26(a)、(b)の横軸の符号を反転している。   Note that the pitch “pitch” and the roll “roll” each have a positive leaning direction. For this reason, the sign of the horizontal axis in FIGS. 26A and 26B is inverted.

このような構成によれば、スルーレートK10,K11、K20,K21によって、安定化制御の制御量(リーン量)を抑える。従って、車両の回転成分(pitchとroll)が大きくなって、車両10が不安定になる領域での制御量を抑えることが可能であり、安定した制御が可能となる。   According to such a configuration, the control amount (lean amount) of the stabilization control is suppressed by the slew rates K10, K11, K20, and K21. Therefore, the amount of control in the region where the rotational components (pitch and roll) of the vehicle increase and the vehicle 10 becomes unstable can be suppressed, and stable control is possible.

なお、K10、K11、K20,K21をスルーレート(上限下限のリミット)では無く、ゲインとすることも可能である。
この場合、各式の各項の値αとその微分値dα/dtとに基づいて、ゲインとして図27に示す上側のラインと下側のラインのいずれを使用するかを決定する。
Note that K10, K11, K20, and K21 can be gains instead of slew rates (upper and lower limit limits).
In this case, based on the value α of each term of each expression and the differential value dα / dt, it is determined which of the upper line and the lower line shown in FIG. 27 is used as the gain.

例えば、(7)式の第1項において、α=「K0*(L23・tan(LENradre2)」とdα/dtが共に正の値とすれば、図26(c)に示す境界ラインの右上側に位置するので、ゲインK10として、図26(a)に示す正ゲインを選択する。
例えば、(7)式の第1項において、α=「K0・(L23・tan(LENradre2)」とdα/dtが共に正の値とすれば、(α,dα/dt)は、α−dα/dt座標係の第1象限に位置し、境界ラインの右上側に位置するため、図26(a)の正のゲインを選択する。
また、(7)式の第2項において、α=「K1・(L33・tan(LENradref3)」とdα/dtが共に負の値とすれば、(α,dα/dt)は、α−dα/dt座標係の第2象限に位置し、境界ラインの左下側に位置するため、図26(a)の負のゲインを選択する。
For example, in the first term of equation (7), if α = “K0 * (L23 · tan (LENradre2)” and dα / dt are both positive values, the upper right side of the boundary line shown in FIG. Therefore, the positive gain shown in FIG. 26A is selected as the gain K10.
For example, in the first term of equation (7), if α = “K0 · (L23 · tan (LENradre2)” and dα / dt are both positive values, (α, dα / dt) is expressed as α−dα. Since it is located in the first quadrant of the / dt coordinate system and is located on the upper right side of the boundary line, the positive gain shown in FIG.
Also, in the second term of equation (7), if α = “K1 · (L33 · tan (LENradref3)” and dα / dt are both negative values, (α, dα / dt) is expressed as α−dα. Since it is located in the second quadrant of the / dt coordinate system and located on the lower left side of the boundary line, the negative gain shown in FIG. 26A is selected.

このような構成によっても、ゲインK10,K11、K20,K21によって、車両10が不安定になる領域での制御量(リーン量)を抑えることが可能であり、安定した制御が可能となる。   Even with such a configuration, the control amount (lean amount) in the region where the vehicle 10 becomes unstable can be suppressed by the gains K10, K11, K20, and K21, and stable control is possible.

また、リーンの制御については、左右のリーンの差及び重心の位置の低下で行うことにより、最初は、ドライバ19に安心感を持たせ、かつ、制御量が大きくなるように、下記の制御を加えることが望ましい。   In addition, lean control is performed by the difference between the left and right leans and the lowering of the position of the center of gravity, so that the driver 19 is first given a sense of security and the following control is performed to increase the control amount. It is desirable to add.

即ち、図29に一点鎖線DL1で示されているtan(LENradref3)/2(直線)を、実線RL1で示すように、折れ線化する。同様に、二点鎖線DL2で示されている−tan(LENradref3)/2(直線)を、実線RL2で示すように、折れ線化する。   In other words, tan (LENradref3) / 2 (straight line) indicated by a one-dot chain line DL1 in FIG. 29 is broken into a broken line as indicated by a solid line RL1. Similarly, -tan (LENradref3) / 2 (straight line) indicated by a two-dot chain line DL2 is turned into a broken line as indicated by a solid line RL2.

これにより、リーンの変化が小さい領域に、tan(LENradref3)が変化しても、LENref1とLENref2が変化しない不感帯を配置し、続いて、わずかに変化するプレ制御帯を配置する。このプレ制御帯は、高速移動時及び若干不安定な領域に相当する。この領域では、重心を下げ安定度を向上する。
その両側にtan(LENradref3)の変化に対するLENref1及びLENref2の変化よりも傾きの大きい左右差+重心位置低下帯を配置し、さらに、その両側にLENref1又はLENref2の一方のみが変化する左右差帯を設ける。
As a result, a dead zone in which LENref1 and LENref2 do not change even if tan (LENradref3) changes is arranged in a region where the change in lean is small, and then a pre-control zone that changes slightly is arranged. This pre-control zone corresponds to a high-speed movement and a slightly unstable region. In this region, the center of gravity is lowered to improve the stability.
A left-right difference and a center-of-gravity position lowering band having a larger inclination than changes in LENref1 and LENref2 with respect to changes in tan (LENradref3) are arranged on both sides, and a left-right difference band in which only one of LENref1 or LENref2 changes is provided on both sides. .

このような制御とすれば、ドライバ19に安心感を持たせつつ、制御量を大きくとることが可能となる。   Such control makes it possible to increase the control amount while giving the driver 19 a sense of security.

このような制御形態をとると、例えば、車両10の倒れやすい方向が、2−2と1−1で示される場合に、例えば、図30(a)に示すように、リーン右をLENref1だけ上げ(符号は−)、リーン左をLENref2だけ上げると(但し、LENref1=LENref2)、ボディ11が後方に倒れ、例えば、黒丸で示す前方に偏った状態の重心が白丸で示す中心位置に移動し、車両10が安定する。   Taking such a control form, for example, when the direction in which the vehicle 10 is likely to fall is indicated by 2-2 and 1-1, for example, as shown in FIG. 30A, the lean right is raised by LENref1. When the lean left is raised by LENref2 (however, LENref1 = LENref2), the body 11 falls backward, for example, the center of gravity in a state biased forward indicated by a black circle moves to the center position indicated by a white circle, The vehicle 10 is stabilized.

同様に、例えば、車両10の倒れやすい方向が、2−2と3−2で示される場合に、例えば、図30(b)に示すように、リーン右をLENref1だけ上げ(符号は−)、リーン左をLENref2だけ下げる(符号は+)と(但し、|LENref1|=|LENref2|)、ボディ11が左方に倒れ、例えば、黒丸で示す右方に偏った状態の重心が白丸で示す中心位置に移動し、車両10が安定する。   Similarly, for example, when the direction in which the vehicle 10 is likely to fall is indicated by 2-2 and 3-2, for example, as shown in FIG. 30B, the lean right is raised by LENref1 (the sign is-), When the lean left is lowered by LENref2 (the sign is +) (where | LENref1 | = | LENref2 |), the center of gravity when the body 11 is tilted to the left and biased rightward as indicated by a black circle, for example, is the center indicated by a white circle It moves to a position and the vehicle 10 is stabilized.

また、例えば、車両10の倒れやすい方向が、2−2と3−2で示され、車両10の重心が前方に偏っている場合に、例えば、図30(c)に示すように、リーン右をLENref1だけ上げ(符号は−)、リーン左をLENref2だけ下げ(符号は+)と、全体としてはボディ11を持ち上げるようにすると、ボディ11が後方及び左方に倒れ、例えば、黒丸で示す右方前方に偏った状態の重心が白丸で示す中心位置に移動し、車両10が安定する。   Further, for example, when the direction in which the vehicle 10 is likely to fall is indicated by 2-2 and 3-2 and the center of gravity of the vehicle 10 is biased forward, for example, as shown in FIG. If LENref1 is raised (sign is-), lean left is lowered by LENref2 (sign is +), and the body 11 is lifted as a whole, the body 11 falls back and left, for example, the right indicated by a black circle The center of gravity of the state biased forward is moved to the center position indicated by the white circle, and the vehicle 10 is stabilized.

コントローラ103は、最終的な制御出力を、次式に示すPD(比例微分)制御出力とする。
PD制御出力=LENrefin+Kd・(LENrefin−LENrefi(n−4))/(4/Ts)
即ち、
現在(t=n)のタイミングで、上述の手法で求めたLENrefi=LENrefinと、4動作クロック前のタイミング(t=n−4)でのLENrefi=LENrefi(n−4)との差を4クロック時間4・Tsで割った値に係数Kdを乗算したD項(微分項)に、LENrefin(P(比例)項)を加算した値となる。
The controller 103 sets the final control output as a PD (proportional derivative) control output represented by the following equation.
PD control output = LENrefin + Kd · (LENrefin−LENref (n−4)) / (4 / Ts)
That is,
At the current timing (t = n), the difference between LENref = LENrefin obtained by the above method and LENref = LENrefi (n−4) at the timing (t = n−4) four clocks before is 4 clocks. This is a value obtained by adding LENrefin (P (proportional) term) to the D term (differential term) obtained by multiplying the value divided by time 4 · Ts by the coefficient Kd.

従って、コントローラ103の最終出力は、
LENref1n+Kd・(LENref1n−LENref1(n−4))/(4/Ts)
LENref2n+Kd・(LENref2n−LENref2(n−4))/(4/Ts)
LENref1n+Kd・(LENref1n−LENref1(n−4))/(4/Ts)
LENref2n+Kd・(LENref2n−LENref2(n−4))/(4/Ts)
の4つとなる。
Therefore, the final output of the controller 103 is
LENref1n + Kd · (LENref1n−LENref1 (n−4)) / (4 / Ts)
LENref2n + Kd · (LENref2n−LENref2 (n−4)) / (4 / Ts)
LENref1n * + Kd · (LENref1n * −LENref1 (n−4) * ) / (4 / Ts)
LENref2n * + Kd · (LENref2n * −LENref2 (n−4) * ) / (4 / Ts)
It becomes four.

上述したように、姿勢安定化制御は、上記リーンによる制御が原則であるが、転倒安定余裕度がなくなる(−の方向に変化する)と、図22に示す順番に、ブレーキの制御、ステアリングの制御、姿勢の制御、加速度の制御の順に制御を加味し、転倒を予防する。   As described above, the posture stabilization control is based on the lean control as a rule. However, when the fall stability margin is lost (changes in the negative direction), the brake control and the steering control are performed in the order shown in FIG. Control is added in the order of control, posture control, and acceleration control to prevent falls.

こうして、目標安定余裕度演算部218と実安定余裕度演算部219により、目標値に従って動作する場合においても、現状においても転倒の不安定な状態が起こらないような補正が生成される。
また、荷重制御補正量演算部220は、加重の大きさに応じて、補正量を設定する。
In this way, the target stability margin calculation unit 218 and the actual stability margin calculation unit 219 generate corrections that do not cause an unstable state of falling even when operating according to the target value.
In addition, the load control correction amount calculation unit 220 sets a correction amount according to the weight.

加算器221は、前後制御量演算部216の出力する制御信号と左右制御量演算部217の出力する制御信号との対応するもの同士を加算して出力する。   The adder 221 adds the corresponding signals of the control signal output from the front / rear control amount calculation unit 216 and the control signal output from the left / right control amount calculation unit 217 and outputs the result.

次に、調停処理部222は、目標安定余裕度演算部218により生成された目標安定余裕補正量と実安定余裕度演算部219により生成された実安定余裕補正量とを、前後制御量演算結果と左右制御量演算結果に加算して補正する。
具体的には、調停処理部222は、例えば、図31に示すような構成を有し、前後制御量演算部216、左右制御量演算部217が出力する、各制御量に、目標安定余裕度演算部218が生成した補正量と、実安定余裕度演算部219が生成した補正量と、荷重制御補正量演算部220が生成した補正量とを加算して、出力部223に出力する。
Next, the arbitration processing unit 222 uses the target stability margin correction amount generated by the target stability margin calculation unit 218 and the actual stability margin correction amount generated by the actual stability margin calculation unit 219 as the front and rear control amount calculation results. And add to the left and right control amount calculation results to correct.
Specifically, the arbitration processing unit 222 has, for example, a configuration as shown in FIG. 31, and each target control amount output by the front / rear control amount calculation unit 216 and the left / right control amount calculation unit 217 includes a target stability margin The correction amount generated by the calculation unit 218, the correction amount generated by the actual stability margin calculation unit 219, and the correction amount generated by the load control correction amount calculation unit 220 are added and output to the output unit 223.

このうち、調停処理部222は、リーン制御については、以下のマップ演算により、補正量を状況に応じてさらに補正して、差分を加算する。
まず、図32に示すように、上述の説明で得られた制御量LENrefiが入力する。
Among these, for the lean control, the arbitration processing unit 222 further corrects the correction amount according to the situation by the following map calculation, and adds the difference.
First, as shown in FIG. 32, the control amount LENref obtained in the above description is input.

次に、kfbマップ261を用いて、√(θx^+θy^)に対応する値fkbを求め、これを乗算器271により、LENrefiに乗算する。
ここで、kfbマップは、Gセンサ105の測定した加速度に基づいて、車両が移動中で加速度がある場合には、係数kfbが0.5となり、停止中は、1となるように、設定されている、但し、一定の操作が行われた乗降モードの時には、0.7に設定し、通常時よりも係数を小さくする。これは、ドライバ19の乗降時に、姿勢安定化制御による車両の移動や動きを抑えるためである。
Next, a value fkb corresponding to √ (θx ^ 2 + θy ^ 2 ) is obtained using the kfb map 261, and this is multiplied by LENrefi by the multiplier 271.
Here, the kfb map is set based on the acceleration measured by the G sensor 105 so that the coefficient kfb is 0.5 when the vehicle is moving and there is acceleration, and is 1 when the vehicle is stopped. However, in the getting-on / off mode in which a certain operation is performed, 0.7 is set, and the coefficient is made smaller than that in the normal time. This is for suppressing movement and movement of the vehicle by the posture stabilization control when the driver 19 gets on and off.

次に、kfb2マップ262を用いて、θxと車両モードに対応する係数fkb2を求め、これを乗算器272により、LENrefiに乗算する。
ここで、kfb2マップ262は、例えば、kfbマップ261に置換して配置される。Gセンサ105の出力に基づいて、車両が移動中で加速度がある場合には、係数kfbが0.5となり、停止中は、1となるように、設定されている、但し、一定の操作が行われた乗降モードの時には、0.7に設定し、通常時よりも係数を小さくする。これは、ドライバ19の乗降時に、姿勢安定化制御による車両の移動や動きを抑えるためである。
Next, the coefficient fkb2 corresponding to θx and the vehicle mode is obtained using the kfb2 map 262, and this is multiplied by LENrefi by the multiplier 272.
Here, the kfb2 map 262 is arranged in place of, for example, the kfb map 261. Based on the output of the G sensor 105, the coefficient kfb is set to 0.5 when the vehicle is moving and there is acceleration, and is set to 1 when the vehicle is stopped. When the boarding / alighting mode is performed, it is set to 0.7, and the coefficient is made smaller than that in the normal mode. This is for suppressing movement and movement of the vehicle by the posture stabilization control when the driver 19 gets on and off.

さらに、可変フィルタ263を用いて、√(θx^+θy^)に対応する値kθ[ms]を乗算する。 Further, the variable filter 263 is used to multiply the value kθ [ms] corresponding to √ (θx ^ 2 + θy ^ 2 ).

続いて、制御補正マップ264を用いて、不感帯処理を行う。即ち、入力されたLENrefiが基準値kfb0より小さく、−kfb0より大きい場合いは、これを無視するように処理する。一方、入力値がkfb0以上又は−kfb0以下の場合には、対応する値又は一定の係数を乗算した値を出力する。   Subsequently, dead zone processing is performed using the control correction map 264. That is, when the input LENref is smaller than the reference value kfb0 and larger than -kfb0, the process is performed to ignore it. On the other hand, if the input value is greater than or equal to kfb0 or less than or equal to -kfb0, a corresponding value or a value multiplied by a certain coefficient is output.

次に、修正されたLENrefiに路面傾斜角に応じてゲインを乗算器273により乗算する。このゲインは、上述したkbマップと同様のものでよい。あるいは、ゲインは固定値でもよい。   Next, a multiplier 273 multiplies the modified LENrefi by a gain according to the road surface inclination angle. This gain may be the same as that of the kb map described above. Alternatively, the gain may be a fixed value.

次に、LENrefiの値が負の場合には、例えば、0.5〜1のゲインを乗算器274により乗算して補正する。さらに、荷重センサにより、荷重を測定し、荷重に応じてこのゲインを補正してもよい。   Next, when the value of LENrefi is negative, for example, the multiplier 274 multiplies the gain of 0.5 to 1 for correction. Further, the load may be measured by a load sensor, and the gain may be corrected according to the load.

さらに、ピッチとロールの大きさに応じた上限値を設定する。この例では、ピッチの絶対値|pitch|とロールの絶対値|roll|の大きい方の値maxに応じて、小さくなるスルーレートが設定されている。
このよう処理を行って、最終的なリーンの制御量を出力する。
Further, an upper limit value is set according to the size of the pitch and roll. In this example, a smaller slew rate is set according to the larger value max of the pitch absolute value | pitch | and the roll absolute value | roll |.
This process is performed to output the final lean control amount.

次に、求めたリーン量(mm)を、路面状況に応じて、補正する処理を行う。この補正処理について、図33を参照して説明する。
悪路走行、段差乗り上げ時などでは、位置制御のゲインを下げ、トルク制御のゲインをあげて乗員の乗り心地を良くする処理を行う。
Next, a process of correcting the obtained lean amount (mm) according to the road surface condition is performed. This correction process will be described with reference to FIG.
When driving on rough roads or stepping on a step, the position control gain is lowered and the torque control gain is raised to improve the ride comfort of the occupant.

まず、リーン右とリーン左のそれぞれに、図33に示す補正機能が用意される。
この制御機能は、図33に示すように、リーン制御量と、リーントルク制御指令、リーン実トルク、悪路判定レベルが入力され、加算器311、Km変換器312、乗算器313、Kn変換器314、乗算器315を備える。
First, the correction function shown in FIG. 33 is prepared for each of the lean right and lean left.
As shown in FIG. 33, the control function is input with a lean control amount, a lean torque control command, a lean actual torque, and a rough road determination level, and an adder 311, a Km converter 312, a multiplier 313, and a Kn converter. 314 and a multiplier 315 are provided.

リーン制御量は、前段までの演算処理により求められたリーン制御量LENref[mm]である。   The lean control amount is the lean control amount LENref [mm] obtained by the arithmetic processing up to the previous stage.

リーントルク制御指令は、リーン右制御モータ134又はリーン左制御モータ135が出力すべきトルクの指令値であり、コントローラ103が、加速度、荷重、姿勢などに応じて、予め定められた演算式に従って、リーン制御が可能な程度の値に設定する。   The lean torque control command is a command value of torque to be output by the lean right control motor 134 or the lean left control motor 135, and the controller 103 according to a predetermined arithmetic expression according to acceleration, load, posture, etc. Set to a value that allows lean control.

リーン実トルクは、トルクセンサにより検出されたリーン右制御モータ134又はリーン左制御モータ135の出力トルクの値である。   The lean actual torque is a value of the output torque of the lean right control motor 134 or the lean left control motor 135 detected by the torque sensor.

悪路判定レベルは、路面状況を示す指標である。例えば、センサ群102に含まれているGセンサ105の出力の変動をモニタし、直近の所定期間の変動回数[回数/秒]や、センサ群102に含まれている荷重センサの測定値の揺れ[測定荷重の変化率]により表される。   The rough road determination level is an index indicating the road surface condition. For example, the output fluctuation of the G sensor 105 included in the sensor group 102 is monitored, and the number of fluctuations [number of times / second] in the most recent predetermined period or the fluctuation of the measurement value of the load sensor included in the sensor group 102 It is expressed by [Change rate of measured load].

加算器311は、リーントルク制御指令とリーン実トルクとの差分を求める。   The adder 311 obtains a difference between the lean torque control command and the lean actual torque.

Km変換器312は、図34に示す変換マップに従って、悪路判定レベルに対応する係数値(ゲイン)Kmを求める。   The Km converter 312 obtains a coefficient value (gain) Km corresponding to the rough road determination level according to the conversion map shown in FIG.

乗算器313は、Km変換器312により求められた係数値(ゲイン)Kmをリーン制御量mmに乗算する。図34から明らかなように、係数値Kmは、悪路判定レベルが大きくなるに従って、小さくなる。従って、乗算器313の出力は、路面状況が悪く成るに従って、小さくなる。即ち、路面状況が悪く成るに従って姿勢制御におけるリーンのゲインが小さくなる。   The multiplier 313 multiplies the lean control amount mm by the coefficient value (gain) Km obtained by the Km converter 312. As is apparent from FIG. 34, the coefficient value Km decreases as the rough road determination level increases. Therefore, the output of the multiplier 313 decreases as the road surface condition gets worse. That is, the lean gain in the attitude control becomes smaller as the road surface condition gets worse.

Kn変換器314は、図34に示す変換マップに従って、悪路判定レベルに対応する係数値(ゲイン)Knを求める。   The Kn converter 314 obtains a coefficient value (gain) Kn corresponding to the rough road determination level according to the conversion map shown in FIG.

乗算器315は、Kn変換器314により求められた係数値(ゲイン)Knをリーン制御量mmに乗算する。図34から明らかなように、係数値Knは、悪路判定レベルが大きくなるに従って、大きくなる。従って、乗算器315の出力は、路面状況が悪くなるに従って、大きくなる。即ち、路面状況が悪く成るに従って姿勢制御におけるリーンのトルク制御のゲインが大きくなる。   The multiplier 315 multiplies the lean control amount mm by the coefficient value (gain) Kn obtained by the Kn converter 314. As is clear from FIG. 34, the coefficient value Kn increases as the rough road determination level increases. Therefore, the output of the multiplier 315 increases as the road surface condition gets worse. That is, as the road surface condition gets worse, the gain of lean torque control in posture control increases.

乗算器313、315の出力は、対応するリーン右ECU114とリーン左ECU115とに出力される。   The outputs of the multipliers 313 and 315 are output to the corresponding lean right ECU 114 and lean left ECU 115.

リーン右ECU114とリーン左ECU115とは、それぞれ、リーン右制御モータ134とリーン左制御モータ135とを駆動する。   The lean right ECU 114 and the lean left ECU 115 drive the lean right control motor 134 and the lean left control motor 135, respectively.

次に、出力部223は、得られた制御量に基づいて、操作量を求め、対応する各ECU111〜119に供給する。例えば、出力部223は、リーン制御では、左右のリーンの量がmmで指示されるが、これを対応する駆動モータの回転角に変換する。   Next, the output unit 223 obtains an operation amount based on the obtained control amount and supplies it to the corresponding ECUs 111 to 119. For example, in the lean control, the output unit 223 indicates the left and right lean amounts in mm, and converts this to the rotation angle of the corresponding drive motor.

各ECU111〜119は、Hブリッジ回路121〜129を介して、指示された各操作量だけモータ131〜139を駆動する。
これにより、転倒などが起こらず、安定して車両10の運行が可能となる。
Each of the ECUs 111 to 119 drives the motors 131 to 139 through the instructed operation amounts via the H bridge circuits 121 to 129.
As a result, the vehicle 10 can be stably operated without falling.

以上説明したように、この実施形態によれば、
目標値に従って動作したときの車両10の安定余裕度(目標安定余裕度)を求めて、この安定余裕度が増加するように、補正値を求め、さらに、車両10の実際の状況による車両の安定余裕度(実安定余裕度)を求めて、この安定余裕度が増加するように、補正値を求め、これらの補正値により、制御量を補正する。このため、車両10が不安定になりにくく、転倒が起こりにくい。また、リアルタイムの状況に対応して制御が可能となる。
As described above, according to this embodiment,
A stability margin (target stability margin) of the vehicle 10 when operating according to the target value is obtained, a correction value is obtained so that the stability margin increases, and further, the vehicle stability according to the actual situation of the vehicle 10 is obtained. A margin (actual stability margin) is obtained, a correction value is obtained so that the stability margin is increased, and the control amount is corrected by these correction values. For this reason, the vehicle 10 is less likely to become unstable and the fall is unlikely to occur. In addition, control is possible in response to a real-time situation.

また、悪路状況に従って、悪路である程、リーン制御の位置制御のゲインが小さくなり、リーントルク制御のゲインが大きくなる。このため、乗員の乗り心地が良くなる。   Further, according to the rough road condition, the gain of the lean control becomes smaller and the gain of the lean torque control becomes larger as the rough road. For this reason, the ride comfort of the occupant is improved.

なお、この発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible.

悪路状況に従ってリーン位置制御のゲインとリーントルク制御のゲインとを相補的に変化させる他の例として、例えば、車両10が段差に乗り上げた際に、リーン位置制御のゲインとリーントルク制御のゲインとを相補的に変化させるようにしてもよい。   As another example of changing the gain of the lean position control and the gain of the lean torque control in a complementary manner according to the rough road situation, for example, when the vehicle 10 rides on a step, the gain of the lean position control and the gain of the lean torque control May be changed complementarily.

この場合、悪路状態にある、即ち、車両10が段差に乗り上げたことは、例えば、路面の傾斜θxが正でかつ所定の判定レベルKdansaを超えていること(θx>Kdansa>0)、かつ、荷重センサの測定値の変化率>基準値となったことにより判定可能である。荷重センサの変化率の基準値は、例えば、直近0.3秒間に30kg(15kg〜50kg)の変化があったこと等である。   In this case, the vehicle is in a rough road state, that is, the vehicle 10 has stepped on the step, for example, the road surface inclination θx is positive and exceeds a predetermined determination level Kdansa (θx> Kdansa> 0), and It can be determined that the change rate of the measured value of the load sensor is greater than the reference value. The reference value of the rate of change of the load sensor is, for example, that there has been a change of 30 kg (15 kg to 50 kg) in the last 0.3 seconds.

この場合、コントローラ103は、例えば、図35に示すように、乗り上げ検出後、所定時間(例えば、1秒間)、係数(ゲイン)Knを通常値Knnormalの0から正の値、例えば、0.8に変化させ、係数(ゲイン)Kmを、通常値Kmnormalから小さな値に変化させる。この状態を一定時間(例えば、1秒間)維持し、続いて、元の値まで直線的に変化させて、1.5秒後にKn=Knnormal=0,Km=Kmnormalに戻す。   In this case, for example, as shown in FIG. 35, the controller 103 sets the coefficient (gain) Kn from 0 of the normal value Knnormal to a positive value, for example, 0.8 after a predetermined time (for example, 1 second) after detecting the ride. The coefficient (gain) Km is changed from the normal value Kmnormal to a small value. This state is maintained for a certain time (for example, 1 second), and is then linearly changed to the original value, and after 1.5 seconds, Kn = Knnormal = 0 and Km = Kmnormal are returned.

この乗り上げ処理は、悪路判定に基づくゲインの制御よりも優先度が高く設定される。
このような処理を行うことにより、乗り上げによる、乗り心地が良くない状態を改善することが可能となる。
This climbing process is set to have a higher priority than gain control based on rough road determination.
By performing such processing, it is possible to improve a state where riding comfort is not good.

なお、上記実施形態においては、指令に基づく姿勢制御と実値に基づく姿勢制御を統合して姿勢制御を行う制御システム100と制御システム100を備える3輪型の車両10に本願発明を適用した例を示した。この発明は上記実施形態に限定されず、図36に示すように、任意の構成の姿勢制御システムに広く適用可能である。   In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a control system 100 that performs posture control by integrating posture control based on commands and posture control based on actual values and a three-wheeled vehicle 10 including the control system 100. showed that. The present invention is not limited to the above embodiment, and can be widely applied to an attitude control system having an arbitrary configuration as shown in FIG.

図36の例では、姿勢安定化制御システム331からは、リーン位置制御指令とリーントルク制御指令が補正システムに供給される。リーン位置制御指令は、リーン右制御モータ134又はリーン左制御モータ135の回転量[deg]を指示し、一方、リーン実位置は、レゾルバ等の回転角検出器で検出されたリーン右制御モータ134又はリーン左制御モータ135の実際の回転角を表す。   In the example of FIG. 36, a lean position control command and a lean torque control command are supplied from the posture stabilization control system 331 to the correction system. The lean position control command indicates the rotation amount [deg] of the lean right control motor 134 or the lean left control motor 135, while the lean actual position is the lean right control motor 134 detected by a rotation angle detector such as a resolver. Alternatively, it represents the actual rotation angle of the lean left control motor 135.

加算器332は、姿勢安定化制御システム331から供給されるリーン位置制御指令[deg]とセンサ群102に含まれているモータ回転角センサにより検出されたリーン実位置[deg]との差をリーンの位置制御量[deg]として求める。   The adder 332 leans the difference between the lean position control command [deg] supplied from the attitude stabilization control system 331 and the actual lean position [deg] detected by the motor rotation angle sensor included in the sensor group 102. Is obtained as a position control amount [deg].

乗算器333は、加算器332で求めた位置制御量[deg]に任意のゲインKmmを乗算する。   The multiplier 333 multiplies the position control amount [deg] obtained by the adder 332 by an arbitrary gain Kmm.

乗算器313は、乗算器333の出力に、係数(ゲイン)Kmを乗算する。   The multiplier 313 multiplies the output of the multiplier 333 by a coefficient (gain) Km.

また、加算器311は、姿勢安定化制御システム331から供給されるリーントルク制御指令[N・m]とセンサ群102に含まれているトルクセンサにより検出されたリーン実トルク[N・deg]との差をリーンのトルク制御量[N・m]として求める。   Further, the adder 311 includes a lean torque control command [N · m] supplied from the attitude stabilization control system 331, and a lean actual torque [N · deg] detected by a torque sensor included in the sensor group 102. Is obtained as the lean torque control amount [N · m].

乗算器334は、加算器311で求めたトルク制御量[N・m]に任意のゲインKnnを乗算する。
乗算器315は、乗算器334の出力に、係数(ゲイン)Knを乗算する。
The multiplier 334 multiplies the torque control amount [N · m] obtained by the adder 311 by an arbitrary gain Knn.
The multiplier 315 multiplies the output of the multiplier 334 by a coefficient (gain) Kn.

係数KmとKnとは、図34に例示したように、姿勢安定化制御システム331によって判別された悪路判別レベルが高くなるに従って、即ち、走行路が悪路面に成るに従って、それぞれ、大きくなり、あるいは、小さくなる係数である。   As illustrated in FIG. 34, the coefficients Km and Kn increase as the rough road determination level determined by the posture stabilization control system 331 increases, that is, as the traveling road becomes a rough road surface, respectively. Alternatively, it is a smaller coefficient.

乗算器313と315の出力の和が、対応するリーン右ECU114又はリーン左ECU115に出力される。   The sum of the outputs of the multipliers 313 and 315 is output to the corresponding lean right ECU 114 or lean left ECU 115.

車両の乗り上げについても、同様に、リーン位置とリーントルクが制御される。   Similarly, the lean position and the lean torque are controlled for the vehicle.

また、車輪の片輪あるいは両輪が浮いた場合などにも、リーン位置とリーントルクとの配分を制御し、乗り心地を良くしたり、段差落下等の場合には素早くリーンを伸ばして姿勢安定性を良くすることが望ましい。   Also, even when one or both wheels are floating, the distribution of lean position and lean torque is controlled to improve ride comfort, and in case of step fall, the lean is quickly extended to stabilize posture. It is desirable to improve.

このための回路構成を図37に示す。なお、図37の回路構成は、右リーンと左リーン用にそれぞれ用意される。
図37の例では、コントローラ103からは、リーン位置制御指令とリーントルク制御指令が補正システムに供給される。リーン位置制御指令は、リーン右制御モータ134又はリーン左制御モータ135の回転量[deg]を指示し、一方、リーン実位置は、レゾルバ等の回転角検出器で検出されたリーン右制御モータ134又はリーン左制御モータ135の実際の回転角を表す。
A circuit configuration for this purpose is shown in FIG. Note that the circuit configuration of FIG. 37 is prepared for right lean and left lean, respectively.
In the example of FIG. 37, the lean position control command and the lean torque control command are supplied from the controller 103 to the correction system. The lean position control command indicates the rotation amount [deg] of the lean right control motor 134 or the lean left control motor 135, while the lean actual position is the lean right control motor 134 detected by a rotation angle detector such as a resolver. Alternatively, it represents the actual rotation angle of the lean left control motor 135.

加算器341は、リーン位置制御指令deg[deg]とリーン実位置[deg]との差をリーンの位置制御量[deg]として求める。 The adder 341 obtains the difference between the lean position control command deg * [deg] and the actual lean position [deg] as the lean position control amount [deg].

乗算器342は、加算器341で求めた位置制御量[deg]に任意のゲインKmmを乗算する。ゲインKmmは、例えば、1でもよい。   The multiplier 342 multiplies the position control amount [deg] obtained by the adder 341 by an arbitrary gain Kmm. The gain Kmm may be 1, for example.

乗算器343は、乗算器342の出力に、コントローラ103から供給される係数(ゲイン)Kmを乗算する。   The multiplier 343 multiplies the output of the multiplier 342 by a coefficient (gain) Km supplied from the controller 103.

また、加算器344は、リーントルク制御指令Iqr[N・m]とリーン実トルク[N・m]との差をリーンのトルク制御量[N・m]として求める。 Further, the adder 344 obtains the difference between the lean torque control command Iqr * [N · m] and the lean actual torque [N · m] as the lean torque control amount [N · m].

乗算器345は、加算器344で求めたトルク制御量[N・m]に任意のゲインKnnを乗算する。ゲインKnnは、例えば、1でもよい。   The multiplier 345 multiplies the torque control amount [N · m] obtained by the adder 344 by an arbitrary gain Knn. The gain Knn may be 1, for example.

乗算器346は、乗算器345の出力に、コントローラ103から供給される係数(ゲイン)Knを乗算する。   The multiplier 346 multiplies the output of the multiplier 345 by a coefficient (gain) Kn supplied from the controller 103.

乗算器343と346の出力の和が、対応するリーン右ECU114又はリーン左ECU115に出力される。   The sum of the outputs of the multipliers 343 and 346 is output to the corresponding lean right ECU 114 or lean left ECU 115.

係数KmとKnとは、図38に例示したように、コントローラ103により生成される指数ΔWの変化に対して、相補的に変化する。 The coefficient Km and Kn, as illustrated in FIG. 38, with respect to indices [Delta] W * changes generated by the controller 103, complementary changes.

ここで、指数ΔWは、前輪にかかる荷重の目標値Wfと、リーンモータのトルクから推定した荷重Wf^との差分、すなわち、目標荷重と実荷重との偏差に相当する。例えば、リーン右に注目すると、指数ΔWは、前右輪12にかかる荷重の目標値Wfrと、リーン右制御モータ134のトルクから推定した荷重Wfr^との差分、すなわち、目標荷重と実荷重との偏差に相当する。同様に、リーン左に注目すると、指数ΔWは、前左輪13にかかる荷重の目標値ΔWfLと、リーン左制御モータ135のトルクから推定した荷重WfL^との差分、すなわち、目標荷重と実荷重との偏差に相当する。 Here, the index ΔW * corresponds to the difference between the target value Wf * of the load applied to the front wheels and the load Wf * ^ estimated from the torque of the lean motor, that is, the deviation between the target load and the actual load. For example, focusing on the lean right, the index ΔW * is the difference between the target value Wfr * of the load applied to the front right wheel 12 and the load Wfr * ^ estimated from the torque of the lean right control motor 134, that is, the target load This corresponds to the deviation from the actual load. Similarly, paying attention to the left of the lean, the index ΔW * is the difference between the target value ΔWfL * of the load applied to the front left wheel 13 and the load WfL * ^ estimated from the torque of the lean left control motor 135, that is, the target load This corresponds to the deviation from the actual load.

なお、目標値Wfrと目標値WfLとは、例えば、次のようにして求めることができる。
Tdr=(Td/2)・cosθy+(h・tanθy)・cosθy
TdL=(Td/2)・cosθy−(h・tanθy)・cosθy
Wfr*=Wfm・TdLm/Tdm+Wfm・(Gx^・cosθy/g)・(hm/Tdm)
WfL=Wfm・Tdrm/Tdm−Wfm・(Gx^・cosθy/g)・(hm/Tdm)
The target value Wfr * and the target value WfL * can be obtained as follows, for example.
Tdr = (Td / 2) · cos θy + (h · tan θy) · cos θy
TdL = (Td / 2) · cos θy− (h · tan θy) · cos θy
Wfr * = Wfm · TdLm / Tdm + Wfm · (Gx ^ · cosθy / g) · (hm / Tdm)
WfL * = Wfm · Tdrm / Tdm−Wfm · (Gx ^ · cos θy / g) · (hm / Tdm)

このような構成とすることにより、片車輪あるいは両車輪が浮いた場合などに、車輪に係る荷重の偏差ΔWが大きくなり、係数Knの比重が大きくなって、トルク制御のゲインが大きくなり、乗り心地及び姿勢安定性が維持される。 With such a configuration, when one wheel or both wheels float, the load deviation ΔW * relating to the wheel increases, the specific gravity of the coefficient Kn increases, and the torque control gain increases. Ride comfort and posture stability are maintained.

なお、図38の横軸を車輪のトルクの変動回数/秒とすることにより、上述の悪路状況に対応する位置制御とトルク制御の連続的に補正にも同様のシステム構成を採用できる。
また、図37のリーン位置とリーントルクとの配分を制御回路に関しても、コントローラ103に限定されず、任意の構成の姿勢安定化制御システムに適用可能である。
Incidentally, by setting the horizontal axis of FIG. 38 to the number of fluctuations / second of the torque of the wheel, a similar system configuration can be adopted for continuous correction of position control and torque control corresponding to the above-mentioned rough road condition.
Also, the distribution of the lean position and the lean torque in FIG. 37 is not limited to the controller 103 with respect to the control circuit, and can be applied to an attitude stabilization control system having an arbitrary configuration.

上述の姿勢制御を適切に行うためには、モータ131〜139の回転角の検出が必要である。このため、各モータ131〜139には、図39に示すように、相対角センサ501と絶対角センサ502とが配置されている。相対角センサ501は、適宜設定された基準点からの回転角(モータ電気角)を測定する。一方、絶対角センサ502は、所定の固定の基準点からの回転角を測定する又はクラッチ電源オフ時にモータを位置を保持するものである。   In order to perform the above-described posture control appropriately, it is necessary to detect the rotation angles of the motors 131 to 139. For this reason, a relative angle sensor 501 and an absolute angle sensor 502 are arranged in each of the motors 131 to 139 as shown in FIG. The relative angle sensor 501 measures a rotation angle (motor electric angle) from a reference point set as appropriate. On the other hand, the absolute angle sensor 502 measures the rotation angle from a predetermined fixed reference point or holds the position of the motor when the clutch power is off.

これらの回転角センサ501,502は、動作中は、例えば、相対角センサ501の測定角の変化量と絶対角センサ502の測定角の変化量とを比較し、変化量が一致するか否かを判別することにより、各回転角センサ501,502が正常であるか否かを判別することができる。   During operation, these rotation angle sensors 501 and 502 compare, for example, the amount of change in the measurement angle of the relative angle sensor 501 with the amount of change in the measurement angle of the absolute angle sensor 502 to determine whether or not the amounts of change match. It is possible to determine whether or not each of the rotation angle sensors 501 and 502 is normal.

しかし、電源投入時などに、絶対角センサ502が正常であるか否か、さらに、その時点の測定角が正しい値であるか否かを判別することができない。このような問題を解決するため、本実施形態においては、コントローラ103内に書き換え可能な不揮発性メモリ、例えば、フラッシュメモリ511を配置する。コントローラ103は、電源切断時(イグニッションオフ時)には、図40(a)に示すように、所定の他の処理(ステップS11)実行後、クラッチを継合する(ステップS12)。続いて、絶対角センサ502の値を読み取り(ステップS13)、フラッシュメモリ511に保存する(ステップS14)。続いて、必要な他の処理を実行し、(ステップS15)、電源を切断して(ステップS16)、処理を終了する。   However, when the power is turned on, it is impossible to determine whether or not the absolute angle sensor 502 is normal and whether or not the measurement angle at that time is a correct value. In order to solve such a problem, in this embodiment, a rewritable nonvolatile memory such as a flash memory 511 is disposed in the controller 103. When the power is turned off (ignition off), the controller 103 engages the clutch (step S12) after executing another predetermined process (step S11) as shown in FIG. 40 (a). Subsequently, the value of the absolute angle sensor 502 is read (step S13) and stored in the flash memory 511 (step S14). Subsequently, other necessary processes are executed (step S15), the power is turned off (step S16), and the process ends.

一方、電源投入時(イグニッションオン時)には、初期化処理を行う一方で、絶対角センサ502の測定値を読み取る(ステップS21)。続いて、フラッシュメモリ511に記憶されていた値を読み出し(ステップS22)、絶対角センサ502から今回読み出した値とフラッシュメモリ511から読み出した値とを比較する(ステップS23)。   On the other hand, when the power is turned on (when the ignition is on), initialization processing is performed, and the measurement value of the absolute angle sensor 502 is read (step S21). Subsequently, the value stored in the flash memory 511 is read (step S22), and the value read from the absolute angle sensor 502 this time is compared with the value read from the flash memory 511 (step S23).

2つの値が一致すれば(ステップS24;Yes)、絶対角センサ502が正常であると判別し、絶対角センサ502の出力データをモータの回転の絶対角として採用する(ステップS25)。一方、ステップS24で、2つの値が一致しないと判別された場合(ステップS24;No)、所定のエラー処理を行う(ステップS26)。   If the two values match (step S24; Yes), it is determined that the absolute angle sensor 502 is normal, and the output data of the absolute angle sensor 502 is adopted as the absolute angle of the rotation of the motor (step S25). On the other hand, if it is determined in step S24 that the two values do not match (step S24; No), predetermined error processing is performed (step S26).

このようにして、絶対角センサの正常・異常を電源投入時に判別することが可能となる。   In this way, it is possible to determine whether the absolute angle sensor is normal or abnormal when the power is turned on.

また、例えば、上記実施形態における構成、動作、変数、演算式等が一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、図34に示した係数(ゲイン)Kn、Kmを特定するためのマップや、図35に示したタイムテーブルは、適宜変更可能である。   Further, for example, the configurations, operations, variables, arithmetic expressions, and the like in the above embodiment are examples, and the present invention is not limited to these. For example, the map for specifying the coefficients (gains) Kn and Km shown in FIG. 34 and the time table shown in FIG. 35 can be changed as appropriate.

10 車両
11 ボディ
12 前右輪
13 前左輪
14 後輪
19 ドライバ
21 シート
23 アームレスト
24 アームレスト
25 グリップ操作装置
26 グリップ操作装置
31 前輪右支持機構
32 前輪左支持機構
33 後輪支持機構
34 ステアリング部
100 制御システム
101 操作部
102 センサ群
103 コントローラ
105 Gセンサ(加速度センサ)
106 レートセンサ
107 ホイールベースセンサ
108 速度センサ
109 リーンセンサ
111 前輪右駆動ECU
112 前輪左駆動ECU
113 ステアリングECU
114 リーン右ECU
115 リーン左ECU
116 姿勢制御ECU
117 ブレーキ前右制御ECU
118 ブレーキ前左制御ECU
119 ブレーキ後制御ECU
121〜129Hブリッジ回路(3相ブリッジ回路)
131〜139 モータ
201 プロセッサ
202 不揮発性メモリ
203 RAM
204 入出力部
211 入力部
212 前後運動目標値演算部
213 左右運動目標値演算部
214 重心位置換算演算部
215 傾斜角推定演算部
216 前後制御量演算部
217 左右制御量演算部
218 目標安定余裕度演算部
219 実安定余裕度演算部
220 荷重制御補正量演算部
221 加算器
222 調停処理部
223 出力部
331 姿勢安定化制御システム
401 指令状態演算部
402 θIi演算部
403 min(θi)・||fri||演算部
404 目標安定余裕補正量演算部
411 実状態演算部
412 θIi演算部
413 min(θi)・||fri||演算部
414 実安定余裕補正量演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 11 Body 12 Front right wheel 13 Front left wheel 14 Rear wheel 19 Driver 21 Seat 23 Armrest 24 Armrest 25 Grip operation device 26 Grip operation device 31 Front wheel right support mechanism 32 Front wheel left support mechanism 33 Rear wheel support mechanism 34 Steering part 100 Control System 101 Operation unit 102 Sensor group 103 Controller 105 G sensor (acceleration sensor)
106 Rate sensor 107 Wheel base sensor 108 Speed sensor 109 Lean sensor 111 Front wheel right drive ECU
112 Front wheel left drive ECU
113 Steering ECU
114 lean right ECU
115 lean left ECU
116 Attitude control ECU
117 Front brake right control ECU
118 Brake front left control ECU
119 ECU after braking
121-129H bridge circuit (3-phase bridge circuit)
131-139 Motor 201 Processor 202 Non-volatile memory 203 RAM
204 Input / output unit 211 Input unit 212 Front / rear motion target value calculation unit 213 Left / right motion target value calculation unit 214 Center of gravity position conversion calculation unit 215 Inclination angle estimation calculation unit 216 Front / rear control amount calculation unit 217 Left / right control amount calculation unit 218 Target stability margin arithmetic unit 219 the actual stability margin calculation unit 220 loads the control correction amount computing unit 221 adder 222 arbitration processing section 223 output section 331 posture stability control system 401 command state calculating section 402 θIi * computation unit 403 min (θi *) · | | fri * || operation unit 404 target stability margin correction amount calculation unit 411 actual state calculation unit 412 θIi calculation unit 413 min (θi) · || fri || calculation unit 414 actual stability margin correction amount calculation unit

Claims (18)

ボディと、前右輪と、前左輪と、後輪と、を備える車両の前記前右輪に対するボディの高さを制御する右リーン制御手段と、
前記車両の前記前左輪に対するボディの高さを制御する左リーン制御手段と、
前記車両の位置する路面の傾きを求める路面傾斜取得手段と、
前記車両の重心に加わる力を求める重心力取得手段と、
前記重心力取得手段により取得された重心に加わる力を、前記後輪と前記前左輪を結ぶ線を含む第1の垂面、前記後輪と前記前右輪を結ぶ線を含む第2の垂面、前記前輪同士を結ぶ線を含む垂面に投影した力を求める投影手段と、
前記投影手段により求められた各垂面に投影した力が、各垂面に投影した路面に直角方向となるように、前記右リーン制御手段の制御量と前記左リーン制御手段の制御量とを設定する制御量設定手段と、
を備える、ことを特徴とする姿勢制御装置。
A right lean control means for controlling the height of the body relative to the front right wheel of a vehicle comprising a body, a front right wheel, a front left wheel, and a rear wheel;
Left lean control means for controlling the height of the body relative to the front left wheel of the vehicle;
Road surface inclination obtaining means for obtaining the inclination of the road surface on which the vehicle is located;
A center-of-gravity force obtaining means for obtaining a force applied to the center of gravity of the vehicle;
The force applied to the center of gravity acquired by the center-of-gravity force acquisition means is a first vertical surface including a line connecting the rear wheel and the front left wheel, and a second vertical including a line connecting the rear wheel and the front right wheel. A projection means for obtaining a force projected on a vertical plane including a plane and a line connecting the front wheels;
The control amount of the right lean control means and the control amount of the left lean control means are set so that the force projected on each vertical surface obtained by the projection means is perpendicular to the road surface projected on each vertical surface. Control amount setting means to be set;
An attitude control device comprising:
加速度センサと、速度センサと、ピッチレートセンサと、ロールレートセンサとを備え、
前記路面傾斜取得手段は、
前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートを積分することにより車両の前後方向の傾斜角θxを求めるピッチ積分手段と、前記加速度センサによって検出された車両の前後方向の加速度に基づいて、車両の前後方向の傾斜角θxtを求める前後方向加速度傾斜取得手段と、前記ピッチ積分手段が求めた車両の傾斜角θxtを、前記前後方向加速度傾斜取得手段が取得した傾斜角で補正するX補正手段と、求めた車両傾斜角θxtから、車両前後方向の車両単独の傾斜角θxv分を減算するX減算手段と、を備える前後方向路面傾斜角取得手段と、
前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートを積分することにより車両の左右方向の傾斜角θyを求めるロール積分手段と、前記加速度センサによって検出された車両の左右方向の加速度に基づいて、車両の左右方向の傾斜角θytを求める左右方向加速度傾斜取得手段と、前記ロール積分手段が求めた車両の傾斜角θytを、前記左右方向加速度傾斜取得手段が取得した傾斜角で補正するY補正手段と、求めた車両傾斜角θytから、車両左右方向の車両単独の傾斜角θyv分を減算するY減算手段と、を備える左右方向傾斜角取得手段と、
を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の姿勢制御装置。
An acceleration sensor, a speed sensor, a pitch rate sensor, and a roll rate sensor;
The road surface inclination acquisition means is
Based on the pitch integration means for obtaining the vehicle tilt angle θx by integrating the pitch rate detected by the pitch rate sensor and the vehicle longitudinal acceleration detected by the acceleration sensor. A longitudinal acceleration inclination obtaining means for obtaining a direction inclination angle θxt, an X correction means for correcting the vehicle inclination angle θxt obtained by the pitch integration means with the inclination angle obtained by the longitudinal acceleration inclination obtaining means, and X subtracting means for subtracting the vehicle inclination angle θxv of the vehicle alone in the vehicle longitudinal direction from the vehicle inclination angle θxt,
Based on the roll integration means for obtaining the tilt angle θy in the left-right direction of the vehicle by integrating the roll rate detected by the roll rate sensor, and the left-right acceleration of the vehicle based on the acceleration in the left-right direction of the vehicle detected by the acceleration sensor. A lateral acceleration inclination obtaining means for obtaining a direction inclination angle θyt; a Y correction means for correcting the vehicle inclination angle θyt obtained by the roll integrating means with the inclination angle obtained by the lateral acceleration inclination obtaining means; Left and right direction inclination angle acquisition means comprising: Y subtraction means for subtracting the vehicle inclination angle θyv of the vehicle alone in the vehicle left and right direction from the vehicle inclination angle θyt.
Comprising
The attitude control device according to claim 1.
前記制御量設定手段は、
前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートに基づいて制御量を抑制する第1の抑制手段と、
前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートに基づいて制御量を抑制する第2の抑制手段と、
を備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の姿勢制御装置。
The control amount setting means includes
First suppression means for suppressing a control amount based on a pitch rate detected by the pitch rate sensor;
Second suppression means for suppressing the control amount based on the roll rate detected by the roll rate sensor;
Comprising
The attitude control device according to claim 2.
前記第1の抑制手段は、前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートに基づいて前記制御量にスルーレートを設定する手段、又は、前記ピッチレートセンサにより検出されたピッチレートに基づいて前記制御量のゲインを正制御する手段、を備え、
前記第2の抑制手段は、前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートに基づいて前記制御量にスルーレートを設定する手段、又は、前記ロールレートセンサにより検出されたロールレートに基づいて前記制御量のゲインを正制御する手段、を備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の姿勢制御装置。
The first suppression means is a means for setting a slew rate to the control amount based on the pitch rate detected by the pitch rate sensor, or the control amount based on the pitch rate detected by the pitch rate sensor. Means for positively controlling the gain of
The second suppression means is means for setting a slew rate to the control amount based on the roll rate detected by the roll rate sensor, or the control amount based on the roll rate detected by the roll rate sensor. Means for positively controlling the gain of
The attitude control device according to claim 3.
ボディと、前輪と、後輪とを備える車両の姿勢を制御する姿勢制御装置であって、
車両の位置する路面の傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段により推定した路面の傾斜角に基づいて、ボディの姿勢を制御する姿勢制御手段と
を備え、
前記路面傾斜角推定手段は、
前記車両の加速度を求める加速度取得手段と、
車両のピッチレートとロールレートをそれぞれ求めるレート取得手段と、
前記加速度取得手段により取得された加速度に基づいて車両の前後方向の傾斜角θxtを求める車両前後方向傾斜角取得手段と、
前記加速度取得手段により取得された加速度に基づいて車両の左右方向の傾斜角θytを求める車両左右方向傾斜角取得手段と、
前記レート取得手段で取得されたピッチレートを積分することにより車両の前後方向の傾斜角θxtを求める第2の車両前後方向傾斜角取得手段と、
前記レート取得手段で取得されたロールレートを積分することにより車両の左右方向の傾斜角θytを求める第2の車両左右方向傾斜角取得手段と、
前記車両前後方向傾斜角取得手段により求められた車両の前後方向の傾斜角θxt及び前記第2の車両前後方向傾斜角取得手段により求められた車両の前後方向の傾斜角θxtに基づいて、路面の前後方向傾斜角θxを推定する路面前後方向傾斜角推定手段と、
前記車両左右方向傾斜角取得手段により求められた車両の左右方向の傾斜角θyt及び前記第2の車両左右方向傾斜角取得手段により求められた車両の左右方向の傾斜角θytに基づいて、路面の左右方向傾斜角θyを推定する路面左右方向傾斜角推定手段と、
を備える、
ことを特徴とする姿勢制御装置。
An attitude control device that controls the attitude of a vehicle including a body, front wheels, and rear wheels,
Road surface inclination angle estimating means for estimating the inclination angle of the road surface on which the vehicle is located;
Posture control means for controlling the posture of the body based on the road surface inclination angle estimated by the road surface inclination angle estimation means;
The road surface inclination angle estimating means includes:
Acceleration obtaining means for obtaining acceleration of the vehicle;
Rate acquisition means for determining the vehicle pitch rate and roll rate respectively;
Vehicle front-rear direction tilt angle acquisition means for obtaining a vehicle front-rear direction tilt angle θxt based on the acceleration acquired by the acceleration acquisition means;
Vehicle left-right direction tilt angle obtaining means for obtaining a left-right direction tilt angle θyt based on the acceleration obtained by the acceleration obtaining means;
Second vehicle front-rear direction tilt angle acquisition means for obtaining the vehicle front-rear direction tilt angle θxt by integrating the pitch rate acquired by the rate acquisition means;
Second vehicle left-right direction inclination angle acquisition means for obtaining the right-left direction inclination angle θyt by integrating the roll rate acquired by the rate acquisition means;
Based on the vehicle front-rear direction tilt angle θxt determined by the vehicle front-rear direction tilt angle acquisition unit and the vehicle front-rear direction tilt angle θxt determined by the second vehicle front-rear direction tilt angle acquisition unit, Road surface front-rear direction tilt angle estimating means for estimating the front-rear direction tilt angle θx;
Based on the vehicle left-right direction inclination angle θyt determined by the vehicle left-right direction inclination angle acquisition means and the vehicle left-right direction inclination angle θyt determined by the second vehicle left-right direction inclination angle acquisition means, Road surface lateral direction inclination angle estimation means for estimating the lateral direction inclination angle θy;
Comprising
An attitude control device characterized by the above.
前記第2の車両前後方向傾斜角取得手段は、前記車両前後方向傾斜角取得手段により取得された前後方向の傾斜角θxを、前記ピッチレートの積分値の初期値に設定する手段を含み、
前記第2の車両左右方向傾斜角取得手段は、前記車両左右方向傾斜角取得手段により取得された左右方向の傾斜角θyを、前記ロールレートの積分値の初期値に設定する手段を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の姿勢制御装置。
The second vehicle front-rear direction inclination angle acquisition means includes means for setting the front-rear direction inclination angle θx acquired by the vehicle front-rear direction inclination angle acquisition means as an initial value of the integrated value of the pitch rate,
The second vehicle left-right direction inclination angle acquisition means includes means for setting the left-right direction inclination angle θy acquired by the vehicle left-right direction inclination angle acquisition means as an initial value of the integral value of the roll rate.
The posture control apparatus according to claim 5.
前記路面前後方向傾斜角推定手段は、前記車両の減速度が基準値よりも大きい場合には、前記第2の車両前後方向傾斜角取得手段により求められた車両の前後方向の傾斜角θxtに基づいて、路面の前後方向傾斜角θxを推定し、
前記路面左右方向傾斜角推定手段は、前記車両横滑り角の変化率が所定の基準より大きい場合には、前記第2の車両左右方向傾斜角取得手段により求められた車両の左右方向の傾斜角θytに基づいて、路面の左右方向傾斜角θyを推定する、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の姿勢制御装置。
The road surface front-rear direction inclination angle estimation means is based on the vehicle front-rear direction inclination angle θxt obtained by the second vehicle front-rear direction inclination angle acquisition means when the deceleration of the vehicle is larger than a reference value. To estimate the forward / backward inclination angle θx of the road surface,
When the rate of change in the vehicle side slip angle is greater than a predetermined reference, the road surface left-right direction inclination angle estimation means determines the vehicle inclination angle θyt in the left-right direction obtained by the second vehicle right-and-left direction inclination angle acquisition means. Based on the above, the left-right direction inclination angle θy of the road surface is estimated,
The attitude control device according to claim 5 or 6, wherein
ボディと、前右輪と、前左輪と、後輪と、を備える車両の前記前右輪に対するボディの高さを制御する右リーン制御手段と、
前記車両の前記前左輪に対するボディの高さを制御する左リーン制御手段と、
車両の位置する路面の傾斜角を求める路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段が推定した路面の傾斜角に基づいて、車両の安定性を高めるように、前記右リーン制御手段と前記左リーン制御手段との制御量をそれぞれ求めて設定する制御量取得手段と、を備え、
前記制御量取得手段は、前記右リーン制御手段の制御量と前記左リーン制御手段の制御量とを異なった方向に設定する場合には、車両の重心を下げるように制御量を設定する、
ことを特徴とする姿勢制御装置。
A right lean control means for controlling the height of the body relative to the front right wheel of a vehicle comprising a body, a front right wheel, a front left wheel, and a rear wheel;
Left lean control means for controlling the height of the body relative to the front left wheel of the vehicle;
Road surface inclination angle estimating means for obtaining an inclination angle of the road surface on which the vehicle is located;
Control amount acquisition for determining and setting control amounts of the right lean control means and the left lean control means, respectively, so as to enhance the stability of the vehicle based on the road inclination angle estimated by the road surface inclination angle estimation means Means, and
The control amount acquisition means sets the control amount so as to lower the center of gravity of the vehicle when setting the control amount of the right lean control means and the control amount of the left lean control means in different directions.
An attitude control device characterized by the above.
車両の走行状態を判別する走行状態判別手段をさらに備え、
前記制御量取得手段は、前記走行状態判別手段により判別された走行状態が所定の状態の場合に、車両の重心を下げるように制御量を設定する、
ことを特徴とする請求項8に記載の姿勢制御装置。
The vehicle further comprises a traveling state determining means for determining the traveling state of the vehicle,
The control amount obtaining means sets the control amount so as to lower the center of gravity of the vehicle when the traveling state determined by the traveling state determining means is a predetermined state;
The posture control apparatus according to claim 8.
前記制御量設定手段は、前記走行状態判別手段により判別された走行状態が予め定められた高速走行状態又は予め定められた不安定状態の場合に、車両の重心を下げるように制御量を設定する、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の姿勢制御装置。
The control amount setting unit sets the control amount so as to lower the center of gravity of the vehicle when the traveling state determined by the traveling state determining unit is a predetermined high-speed traveling state or a predetermined unstable state. ,
The attitude control device according to claim 8 or 9, wherein
前記制御量設定手段は、
求めた右リーンの制御量と左リーンの制御量との差が、第1の基準より小さい場合には、制御量を0に修正し、
求めた右リーンの制御量と左リーンの制御量との差が、第1の基準以上で第2の基準より小さい場合には、制御量を小さい値に修正し、
求めた右リーンの制御量と左リーンの制御量との差が、第2の基準以上で第3の基準より小さい場合には、車両の重心が下がるように制御量を修正する、
ことを特徴とする請求項8、9又は10に記載の姿勢制御装置。
The control amount setting means includes
If the difference between the calculated right lean control amount and the left lean control amount is smaller than the first reference, the control amount is corrected to 0;
If the difference between the calculated right lean control amount and the left lean control amount is greater than or equal to the first criterion and smaller than the second criterion, the control amount is corrected to a smaller value,
If the difference between the calculated right lean control amount and the left lean control amount is greater than or equal to the second reference and less than the third reference, the control amount is corrected so that the center of gravity of the vehicle is lowered.
The attitude control device according to claim 8, 9 or 10.
ボディと前右輪と前左輪と後輪とを備える車両の、前記前右輪に対するボディの高さと前記前左輪に対するボディの高さをそれぞれ制御することにより、車両の姿勢を制御する姿勢制御手段と、
車両が位置する路面の傾斜角を推定する傾斜角推定手段と、
車両の重心に加わる力を求める印加力取得手段と、
前記印加力取得手段により取得された力が、前記路面に直角となるように、前記姿勢制御手段による前記前右輪に対する前記ボディの位置と前記前左輪に対する前記ボディの位置とを修正するための制御量を求める制御量判別手段と、
車両の走行状態を判別する走行状態判別手段と、
前記走行状態判別手段により判別された前記車両の走行状態に応じて、前記制御量を補正する制御量補正手段と、
を備える、ことを特徴とする姿勢制御装置。
Attitude control means for controlling the attitude of the vehicle by controlling the height of the body relative to the front right wheel and the height of the body relative to the front left wheel of a vehicle including a body, a front right wheel, a front left wheel, and a rear wheel. When,
An inclination angle estimating means for estimating an inclination angle of a road surface on which the vehicle is located;
Applied force obtaining means for obtaining a force applied to the center of gravity of the vehicle;
For correcting the position of the body with respect to the front right wheel and the position of the body with respect to the front left wheel by the attitude control means so that the force acquired by the applied force acquisition means is perpendicular to the road surface. A control amount determining means for obtaining a control amount;
Traveling state determining means for determining the traveling state of the vehicle;
Control amount correction means for correcting the control amount in accordance with the traveling state of the vehicle determined by the traveling state determination means;
An attitude control device comprising:
前記走行状態判別手段は、車両の加速度を測定する加速度検出手段とを備え、
前記制御量補正手段は、前記加速度検出手段により検出された加速度が正の値の加速時には前記ボディが前に屈み、負の値の減速時には前記ボディが後ろに屈むように、前記制御量を補正する、
ことを特徴とする請求項12に記載の姿勢制御装置。
The traveling state determination means includes acceleration detection means for measuring the acceleration of the vehicle,
The control amount correction means corrects the control amount so that the body bends forward when the acceleration detected by the acceleration detection means is a positive value and the body bends backward when the acceleration is negative. ,
The attitude control apparatus according to claim 12, wherein
前記走行状態判別手段は、車両の旋回状態を検出する手段を備え、
前記制御量補正手段は、前記走行状態判別手段が車両が旋回状態にあると判別したときに、前記ボディが旋回方向と逆方向に屈むように制御量を補正する、
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の姿勢制御装置。
The traveling state determining means includes means for detecting a turning state of the vehicle,
The control amount correction means corrects the control amount so that the body bends in a direction opposite to the turning direction when the traveling state determination means determines that the vehicle is in a turning state.
The attitude control device according to claim 12 or 13,
ボディと前輪と後輪とを備える車両の前記前輪に対するボディの高さを制御するアクチュエータと、
前記ボディの姿勢を安定化させるように、前記アクチュエータの位置指定する位置指令を生成する手段と、
前記ボディの姿勢を安定化させるように、前記アクチュエータのトルクを指定するトルク指令を生成する手段と、
路面状況を判別する路面状況判別手段と、
前記路面状況判別手段により判別された路面状況に基づいて、前記位置指令と前記トルク指令との配分を制御する配分制御手段と、
前記配分制御手段により配分が制御された後の指令に基づいて、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と、
を備える、ことを特徴とする姿勢制御装置。
An actuator for controlling the height of the body relative to the front wheel of a vehicle comprising a body, a front wheel, and a rear wheel;
Means for generating a position command for specifying the position of the actuator so as to stabilize the posture of the body;
Means for generating a torque command specifying the torque of the actuator so as to stabilize the posture of the body;
Road surface condition determining means for determining the road surface condition;
Distribution control means for controlling distribution of the position command and the torque command based on the road surface condition determined by the road surface condition determination means;
Drive means for driving the actuator based on a command after distribution is controlled by the distribution control means;
An attitude control device comprising:
前記配分制御手段は、前記路面状況判別手段が路面が所定の悪路であることを検出したときに、前記アクチュエータの位置制御量を小さく、トルクを大きくするように、位置指令とトルク指令を配分する、
ことを特徴とする請求項15に記載の姿勢制御装置。
The distribution control unit distributes the position command and the torque command so that the position control amount of the actuator is reduced and the torque is increased when the road surface condition determination unit detects that the road surface is a predetermined rough road. To
The attitude control device according to claim 15.
請求項1乃至16のいずれか1項に記載の姿勢制御装置を備える車両。   A vehicle provided with the attitude | position control apparatus of any one of Claims 1 thru | or 16. コンピュータを、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の姿勢制御装置として動作させるためのコンピュータプログラム。   The computer program for operating a computer as an attitude | position control apparatus of any one of Claims 1 thru | or 16.
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