JP2021160610A - Moving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、車輪を備える移動装置に関する。 The present specification relates to a mobile device including wheels.
車輪を備える種々の移動装置が利用されている。例えば、車体と車輪とを備える車両が利用されている。また、旋回時に旋回の内側に傾斜する車両が提案されている。 Various mobile devices equipped with wheels are used. For example, a vehicle having a vehicle body and wheels is used. In addition, a vehicle that inclines inward of the turn when turning has been proposed.
移動装置は、種々の環境下で利用される。例えば、移動装置は、凹凸を有する地面上を移動し得る。この場合、移動装置のボディの向きが不安定になる場合があった。 Mobile devices are used in a variety of environments. For example, a mobile device can move on uneven ground. In this case, the orientation of the body of the mobile device may become unstable.
本明細書は、ボディの向きを安定化できる技術を開示する。 The present specification discloses a technique capable of stabilizing the orientation of the body.
本明細書に開示された技術は、以下の適用例として実現することが可能である。 The techniques disclosed herein can be realized as the following application examples.
[適用例1]
移動装置であって、
ボディと、
前記移動装置の幅方向に互いに離れて配置された一対の前輪と、
前記幅方向に互いに離れて配置された一対の後輪と、
前記一対の前輪と前記ボディとを連結している前連結装置であって、前記一対の前輪に対して前記ボディを前記幅方向に傾斜させるように構成されている前傾斜装置を含む、前記前連結装置と、
前記一対の後輪と前記ボディとを連結している後連結装置であって、前記一対の後輪に対して前記ボディを前記幅方向に傾斜させるように構成されている後傾斜装置を含む、前記後連結装置と、
前記前傾斜装置を駆動する前駆動力を生成するように構成されている前駆動装置であって、前記前駆動力は前記一対の前輪に対して前記ボディを前記幅方向にロールさせる力である、前記前駆動装置と、
前記後傾斜装置を駆動する後駆動力を生成するように構成されている後駆動装置であって、前記後駆動力は前記一対の後輪に対して前記ボディを前記幅方向にロールさせる力である、前記後駆動装置と、
前記移動装置の外部の基準方向を基準とする前記ボディの前記幅方向のロール角を測定するように構成されているロール角センサと、
旋回の目標方向と旋回の目標程度とを示す旋回目標情報を取得するように構成されている旋回目標情報取得装置と、
前記前駆動装置と前記後駆動装置とを制御するように構成されている力制御装置と、
を備え、
前記力制御装置は、
前記旋回目標情報を用いて前記ボディの目標ロール角を特定する処理と、
前記ロール角を前記目標ロール角に近づける前記前駆動力を前記前駆動装置に生成させる処理と、
前記ロール角を前記目標ロール角に近づける前記後駆動力を前記後駆動装置に生成させる処理と、
を実行するように構成されており、
前記力制御装置は、前記一対の前輪と前記ボディとの間の相対的なロール運動の方向が、前記一対の後輪と前記ボディとの間の相対的なロール運動の方向とは反対である状態において、前記ボディを同じロール方向にロールさせる前記前駆動力と前記後駆動力とを前記前駆動装置と前記後駆動装置とに生成させるように構成されている、
移動装置。
[Application example 1]
It ’s a mobile device,
With the body
A pair of front wheels arranged apart from each other in the width direction of the moving device,
A pair of rear wheels arranged apart from each other in the width direction,
The front connecting device for connecting the pair of front wheels and the body, including a front tilting device configured to tilt the body in the width direction with respect to the pair of front wheels. With the connecting device
A rear coupling device that connects the pair of rear wheels and the body, and includes a rear tilting device configured to tilt the body in the width direction with respect to the pair of rear wheels. With the rear coupling device,
A front driving device configured to generate a precursor power for driving the front tilting device, wherein the precursor power is a force that causes the body to roll in the width direction with respect to the pair of front wheels. With the front drive
A rear driving device configured to generate a rear driving force for driving the rear tilting device, wherein the rear driving force is a force that causes the body to roll in the width direction with respect to the pair of rear wheels. There is the rear drive device and
A roll angle sensor configured to measure the roll angle in the width direction of the body with reference to an external reference direction of the moving device.
A turning target information acquisition device configured to acquire turning target information indicating a turning target direction and a turning target degree, and a turning target information acquisition device.
A force control device configured to control the front drive device and the rear drive device, and
With
The force control device is
The process of specifying the target roll angle of the body using the turning target information, and
A process of causing the front drive device to generate the precursor power that brings the roll angle closer to the target roll angle.
A process of causing the rear drive device to generate the rear drive force that brings the roll angle closer to the target roll angle.
Is configured to run
In the force control device, the direction of the relative roll motion between the pair of front wheels and the body is opposite to the direction of the relative roll motion between the pair of rear wheels and the body. In the state, the precursor power and the rear driving force for rolling the body in the same roll direction are generated by the front driving device and the rear driving device.
Mobile device.
この構成によれば、一対の前輪と一対の後輪との間で相対的なロール運動の方向が反対である状態において、前駆動装置と後駆動装置とがボディを同じロール方向にロールさせる前駆動力と後駆動力とを生成するので、凹凸を有する地面上を移動装置が移動する場合に、力制御装置は、ボディの向きを安定化できる。 According to this configuration, a precursor in which the front drive and the rear drive roll the body in the same roll direction in a state where the relative directions of roll motion are opposite between the pair of front wheels and the pair of rear wheels. Since the power and the rear driving force are generated, the force control device can stabilize the orientation of the body when the moving device moves on the uneven ground.
[適用例2]
適用例1に記載の移動装置であって、
前記力制御装置は、前記ロール角と前記目標ロール角との間の差を示す同じ制御値に基づいて、前記前駆動装置と前記後駆動装置とを制御するように構成されている、
移動装置。
[Application example 2]
The mobile device according to Application Example 1.
The force control device is configured to control the front drive device and the rear drive device based on the same control value indicating the difference between the roll angle and the target roll angle.
Mobile device.
この構成によれば、力制御装置は、ロール角と目標ロール角との間の差を示す同じ制御値に基づいて前駆動装置と後駆動装置とを制御するので、力制御装置は、前駆動装置と後駆動装置とに適切な前駆動力と後駆動力とを生成させることができる。 According to this configuration, the force control device controls the front drive device and the rear drive device based on the same control value indicating the difference between the roll angle and the target roll angle, so that the force control device is a front drive. Appropriate precursor power and rear drive force can be generated in the device and the rear drive device.
[適用例3]
適用例2に記載の移動装置であって、
前記移動装置が水平な地面上で停止している状態を、停止状態と呼び、
前記停止状態における前記一対の前輪に印加される荷重を前荷重と呼び、
前記停止状態における前記一対の後輪に印加される荷重を後荷重と呼び、
前記前荷重は、前記後荷重と異なっている、
移動装置。
[Application example 3]
The mobile device according to Application Example 2.
The state in which the moving device is stopped on a horizontal ground is called a stopped state.
The load applied to the pair of front wheels in the stopped state is called a front load.
The load applied to the pair of rear wheels in the stopped state is called a rear load.
The preload is different from the postload,
Mobile device.
この構成によれば、前駆動装置と後駆動装置との制御の複雑化を抑制できる。 According to this configuration, it is possible to suppress the complexity of control between the front drive device and the rear drive device.
[適用例4]
適用例1に記載の移動装置であって、
前記移動装置が水平な地面上で停止している状態を、停止状態と呼び、
前記停止状態における前記一対の前輪に印加される荷重を前荷重と呼び、
前記停止状態における前記一対の後輪に印加される荷重を後荷重と呼び、
前記前荷重は、前記後荷重と異なっており、
前側と後側とのうち大きい荷重に対応付けられる側を重側と呼び、
前記前側と前記後側とのうち小さい荷重に対応付けられる側を軽側と呼び、
前記力制御装置は、前記前駆動装置と前記後駆動装置とのうち、前記重側にある駆動装置には、前記軽側にある駆動装置の駆動力によって引き起こされるロールトルクよりも大きいロールトルクを引き起こす駆動力を生成させるように構成されている、
移動装置。
[Application example 4]
The mobile device according to Application Example 1.
The state in which the moving device is stopped on a horizontal ground is called a stopped state.
The load applied to the pair of front wheels in the stopped state is called a front load.
The load applied to the pair of rear wheels in the stopped state is called a rear load.
The preload is different from the postload and
Of the front side and the rear side, the side associated with the larger load is called the heavy side.
Of the front side and the rear side, the side associated with the smaller load is called the light side.
Among the front drive device and the rear drive device, the force control device applies a roll torque larger than the roll torque caused by the drive force of the drive device on the light side to the drive device on the heavy side. It is configured to generate the driving force that causes,
Mobile device.
この構成によれば、大きい荷重に対応付けられる重側の駆動装置が、小さい荷重に対応付けられる軽側の駆動装置の駆動力によって引き起こされるロールトルクよりも大きいロールトルクを引き起こす駆動力を生成するので、力制御装置は、ボディの向きを安定化できる。 According to this configuration, the heavy side drive associated with a large load produces a driving force that causes a roll torque greater than the roll torque caused by the driving force of the light side drive associated with a small load. Therefore, the force control device can stabilize the orientation of the body.
[適用例5]
適用例1に記載の移動装置であって、
前記移動装置の加速度を測定するように構成されているセンサを備え、
前記力制御装置は、
前記ロール角が前記目標ロール角と異なっており、かつ、前記加速度がゼロである開始状態から、前記加速度がゼロより大きい第1値に増大する場合に、前記前駆動力の大きさに対する前記後駆動力の大きさの比率を大きくする処理と、
前記開始状態から、前記加速度がゼロより小さい第2値に低減する場合に、前記比率を小さくする処理と、
を実行するように構成されている、移動装置。
[Application example 5]
The mobile device according to Application Example 1.
It comprises a sensor configured to measure the acceleration of the mobile device.
The force control device is
When the roll angle is different from the target roll angle and the acceleration increases from the start state where the acceleration is zero to a first value larger than zero, the post-drive with respect to the magnitude of the precursor power. Processing to increase the ratio of force magnitude and
When the acceleration is reduced to a second value smaller than zero from the start state, the process of reducing the ratio and
A mobile device that is configured to run.
この構成によれば、力制御装置は、前方向の加速度に適した前駆動力と後駆動力とを前駆動装置と後駆動装置とに生成させることができるので、ボディのロール角を安定化できる。 According to this configuration, the force control device can generate a precursor power and a rear drive force suitable for forward acceleration in the front drive device and the rear drive device, so that the roll angle of the body can be stabilized. ..
なお、本明細書に開示の技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、移動装置、車両、移動装置の制御装置、車両の制御装置、移動装置の制御方法、車両の制御方法、等の態様で実現することができる。 The technique disclosed in the present specification can be realized in various aspects, for example, a mobile device, a vehicle, a control device for the mobile device, a vehicle control device, a control method for the mobile device, and a vehicle control. It can be realized by a method, etc.
A.第1実施例:
A1.車両10の構成:
図1(A)−図1(C)、図2(A)、図2(B)は、移動装置の一実施例である車両10を示す説明図である。図1(A)は、車両10の右側面図を示し、図1(B)は、車両10の上面図を示し、図1(C)は、車両10の下面図を示している。また、図2(A)、図2(B)は、車両10の背面図を示している。これらの図は、水平な地面GL(図1(A))上に配置され、傾斜していない状態の車両10を、示している。各図には、6つの方向DF、DB、DU、DD、DR、DLが示されている。前方向DFは、車両10の前方向(すなわち、前進方向)であり、後方向DBは、前方向DFの反対方向である。上方向DUは、鉛直上方向であり、下方向DDは、鉛直下方向(すなわち、上方向DUの反対方向)である。鉛直下方向は、重力の方向である。右方向DRは、前方向DFに走行する車両10から見た右方向であり、左方向DLは、右方向DRの反対方向である。方向DF、DB、DR、DLは、いずれも、水平な方向である。右と左の方向DR、DLは、前方向DFに垂直である。
A. First Example:
A1.
1 (A) -FIG. 1 (C), FIG. 2 (A), and FIG. 2 (B) are explanatory views showing a
本実施例では、車両10は、一人乗り用の小型車両である。車両10(図1(A)、図1(B))は、車体100と、一対の前輪20R、20Lと、一対の後輪30R、30Lと、を有する四輪車である。左前輪20Lと右前輪20Rとは、車両10の幅方向の中心に対して対称に、幅方向に互いに離れて配置されている。前輪20R、20Lは、回動輪の例である。回動輪は、車両10の幅方向(すなわち、右方向と左方向)に回動可能な車輪である。回動輪の進行方向は、前方向DFから右と左とに回転可能である。左後輪30Lと右後輪30Rとは、駆動輪であり、車両10の幅方向の中心に対して対称に、幅方向に互いに離れて配置されている。車両10が走行する場合、車輪20R、20L、30R、30Lは、回転軸20Rx、20Lx、30Rx、30Lxを中心に、それぞれ回転する。
In this embodiment, the
車体100(図1)は、本体部110を有している。本体部110は、底部113と、底部113の前方向DF側に接続された前壁部112と、前壁部112の上端から前方向DFに向かって延びる前部111と、底部113の後方向DB側に接続された後壁部114と、後壁部114の上端から後方向DBに向かって延びる後部115と、を有している。本体部110は、例えば、金属製のフレームと、フレームに固定されたパネルと、を有している。
The vehicle body 100 (FIG. 1) has a
車体100は、さらに、底部113上に固定された座席120と、座席120の前方向DF側に配置されたアクセルペダル170とブレーキペダル180と、底部113に固定された制御装置900とバッテリ800と、前部111に取り付けられたハンドル160と、を有している。図示を省略するが、本体部110には、他の部材(例えば、屋根、前照灯など)が固定され得る。車体100は、本体部110に固定された部材を含んでいる。
The
ハンドル160は、右方向と左方向とに回転可能な部材である。直進を示す所定の回転位置(直進回転位置と呼ぶ)に対するハンドル160の回転角度(入力角とも呼ぶ)は、旋回の目標方向と旋回の目標程度とを表す旋回目標情報の例である。本実施例では、「入力角=ゼロ」は、直進を示し、「入力角>ゼロ」は、右旋回を示し、「入力角<ゼロ」は、左旋回を示している。入力角の大きさ(すなわち、絶対値)は、旋回の目標程度を示している。運転者は、ハンドル160を操作することによって、旋回目標情報を入力できる。
The
図1(B)には、前輪20R、20Lの回転軸20Rx、20Lxと方向D20R、D20Lが示されている。車両10が前進する場合、前輪20R、20Lは、方向D20R、D20Lに向かって進行する。方向D20R、D20Lは、回転軸20Rx、20Lxに垂直に前方向DF側に延びる方向である。
FIG. 1B shows the rotation shafts 20Rx and 20Lx of the
図1(A)、図1(B)には、前輪20R、20Lの回動軸27R、27Lが示されている。車両10の旋回時、方向D20R、D20Lは、回動軸27R、27Lを中心に、旋回方向へ回動する。図1(B)の方向D20は、前進時に前輪20R、20Lによって実現される車両10の進行方向である(前輪方向D20とも呼ぶ)。前輪方向D20は、前輪20R、20Lの方向D20R、D20Lと、おおよそ同じである。
1 (A) and 1 (B) show the
車輪角Aw(図1(B))は、前方向DFを基準とする前輪方向D20の角度である。車輪角Awは、車体100の上方向(車体100が鉛直上方向DUに対して傾斜していない場合には、鉛直上方向DUと同じ)に平行な軸まわりの角度を示している。本実施例では、「Aw=ゼロ」は、「D20=DF」を示している。「Aw>ゼロ」は、「旋回方向=右方向DR」を示し、「Aw<ゼロ」は、「旋回方向=左方向DL」を示している。車輪角Awは、前輪20R、20Lの回動の角度を示している。前輪20R、20Lが操舵される場合、車輪角Awは、いわゆる操舵角に対応する。
The wheel angle Aw (FIG. 1 (B)) is an angle of the front wheel direction D20 with respect to the front direction DF. The wheel angle Aw indicates an angle around an axis parallel to the upward direction of the vehicle body 100 (same as the vertical upward DU when the
図1(A)中の角度CAは、いわゆるキャスター角である。キャスター角CAは、車体100の上方向(車体100が鉛直上方向DUに対して傾斜していない場合には、鉛直上方向DUと同じ)と、回動軸27R、27Lに沿って鉛直上方向DU側へ向かう方向と、のなす角度である。本実施例では、キャスター角CAがゼロよりも大きい。
The angle CA in FIG. 1 (A) is a so-called caster angle. The caster angle CA is the upward direction of the vehicle body 100 (the same as the vertical upward direction DU when the
図1(A)、図1(C)中の交点26R、26Lは、回動軸27R、27Lと地面GLとの交点である。交点26R、26Lは、前輪20R、20Lの地面GLとの接触中心29R、29Lよりも、前方向DF側に位置している。交点26R、26Lと接触中心29R、29Lとの間の後方向DBの距離Ltは、トレールと呼ばれる。正のトレールLtは、接触中心29R、29Lが交点26R、26Lよりも後方向DB側に位置していることを示している。なお、図1(C)に示すように、左前輪20Lの接触中心29Lは、左前輪20Lと地面GLとの接触領域28Lの重心である。接触領域の重心は、接触領域内に質量が均等に分布していると仮定する場合の重心の位置である。他の車輪20R、30R、30Lと地面GLとの接触領域28R、38R、38Lと、接触中心29R、39R、39Lとは、同様に決定される。
The
図1(A)に示すように、車両10は、車体100の後壁部114の後方向DB側に配置された後連結装置600を有している。図2(A)には、車両10のうちの後連結装置600を含む一部分の簡略化された背面図が示されている。図2(A)に示すように、2つの後輪30L、30Rと、車体100とは、後連結装置600によって連結されている。後連結装置600は、後リンク機構60と、後リンク機構60に固定された駆動モータ660R、660Lと、後リンク機構60に取り付けられた後リーンモータ650と、後リンク機構60の上側の部分である支持部69と車体100の後部115とを接続する後サスペンションシステム670と、後リンク機構60(図1(C))と車体100の後壁部114とを接続する2本の後アーム680と、を備えている。
As shown in FIG. 1A, the
後リンク機構60(図2(A))は、いわゆる、平行リンクである。後リンク機構60は、右方向DRに向かって順番に並ぶ3つの縦リンク部材61L、61C、61Rと、下方向DDに向かって順番に並ぶ2つの横リンク部材61U、61Dと、中縦リンク部材61Cの上部に固定された支持部69と、を有している。水平な地面GL(すなわち、鉛直上方向DUに垂直な地面GL)上で車体100が傾斜せずに直立している場合、縦リンク部材61L、61C、61Rは、鉛直方向に平行であり、横リンク部材61U、61Dは、水平方向に平行である。2つの縦リンク部材61L、61Rと、2つの横リンク部材61U、61Dとは、平行四辺形リンク機構を形成している。中縦リンク部材61Cは、2つの横リンク部材61U、61Dの中央部分を連結している。リンク部材61L、61C、61R、61U、61Dと、支持部69とは、例えば、金属で形成されている。
The rear link mechanism 60 (FIG. 2A) is a so-called parallel link. The
後リンク機構60は、複数のリンク部材を回転可能に連結する軸受を有している。例えば、軸受68Dは、2個のリンク部材61D、61Cを回転可能に連結し、軸受68Uは、2個のリンク部材61U、61Cを回転可能に連結している。説明を省略するが、他の複数のリンク部材も、軸受によって連結されている。軸受の回転軸は、後方向DB側から前方向DF側に向かって延びている(本実施例では、回転軸は、前方向DFに平行である)。互いに連結された2個のリンク部材は、予め決められた角度範囲(例えば、180度未満の範囲)内で、回転軸を中心に相対的に回転可能であってよい。
The
左縦リンク部材61Lには、左駆動モータ660Lが取り付けられている。左駆動モータ660Lには、左後輪30Lが取り付けられている。また、右縦リンク部材61Rには、右駆動モータ660Rが取り付けられている。660右駆動モータ660Rには、右後輪30Rが取り付けられている。
A
後リーンモータ650は、後リンク機構60を駆動するように構成されている駆動装置の例であり、本実施例では、電気モータである。後リーンモータ650は、中縦リンク部材61Cと上横リンク部材61Uとに接続されている。後リーンモータ650は、上横リンク部材61Uを、中縦リンク部材61Cに対して、回転させる。これにより、車体100は、幅方向(すなわち、右方向、または、左方向)に傾斜する(詳細は、後述)。このように傾斜する運動は、ロール運動とも呼ばれる。なお、後リーンモータ650と中縦リンク部材61Cとは、ギヤを介して接続されてよい。また、後リーンモータ650と上横リンク部材61Uとは、ギヤを介して接続されてよい。以下、後リーンモータ650によって生成されるトルクを、後リーンモータトルクとも呼ぶ。後リーンモータトルクは、車体100をロールさせる。
The rear
図1(A)、図1(C)、図2(A)に示すように、2本の後アーム680は、車両10の幅方向に並んで配置されている。2本の後アーム680は、前方向DFにおおよそ平行に延びている。後アーム680の前方向DF側の端部は、後壁部114に、回転可能に接続されている。また、後アーム680の後方向DB側の端部は、中縦リンク部材61Cに回転可能に接続されている。
As shown in FIGS. 1 (A), 1 (C), and 2 (A), the two
後サスペンションシステム670(図2(A))は、左サスペンション670Lと右サスペンション670Rと、を有している。本実施例では、サスペンション670L、670Rは、図示しないコイルスプリングとショックアブソーバとを内蔵するテレスコピックタイプのサスペンションである。サスペンション670L、670Rの上方向DU側の端部は、車体100の後部115に、回転可能に接続されている。また、サスペンション670L、670Rの下方向DD側の端部は、後リンク機構60の支持部69に、回転可能に接続されている。
The rear suspension system 670 (FIG. 2A) has a
2本の後アーム680と後サスペンションシステム670とは、車体100と後リンク機構60との間の相対的な動きを許容する。
The two
図1(A)に示すように、車両10は、車体100の前壁部112の前方向DF側に配置された前連結装置400を有している。図2(B)には、車両10のうちの前連結装置400を含む一部分の簡略化された背面図が示されている。図2(B)に示すように、2つの前輪20R、20Lと、車体100とは、前連結装置400によって連結されている。前連結装置400の構成は、後連結装置600(図2(A))の構成と同様である。前連結装置400は、後リンク機構60と後リーンモータ650とに対応する前リンク機構40と前リーンモータ450とを有している。前リンク機構40は、後リンク機構60のリンク部材61L、61C、61R、61U、61Dと支持部69とに対応するリンク部材41L、41C、41R、41U、41Dと支持部49とを有している。前リンク機構40の軸受48U、48Dは、後リンク機構60の軸受68U、68Dに対応する。前リーンモータ450は、上横リンク部材41Uを、中縦リンク部材41Cに対して回転させることによって、車体100をロールさせる。以下、前リーンモータ450によって生成されるトルクを、前リーンモータトルクとも呼ぶ。
As shown in FIG. 1A, the
また、車両10は、さらに、前輪20R、20Lを回動軸27R、27Lを中心に幅方向に回動させるように構成されている回動装置500を備えている。回動装置500の構成は、公知の任意の構成であってよい。図示を省略するが、例えば、回動装置500は、回転軸20Rxを中心に右前輪20Rを回転可能に支持する右ハブと、右回動軸27Rを中心に回動可能に右ハブを支持する右軸受と、回転軸20Lxを中心に回転可能に左前輪20Lを支持する左ハブと、左回動軸27Lを中心に回動可能に左ハブを支持する左軸受と、右ハブと左ハブとを連結するリンク機構と、を有してよい。左軸受は、左縦リンク部材41Lに取り付けられてよく、右軸受は、右縦リンク部材41Rに取り付けられてよい。
Further, the
また、車両10は、回動装置500を駆動する操舵モータ550を有している。操舵モータ550は、電気モータであり、前輪20R、20Lを幅方向(すなわち、右方向と左方向)に回動させる回動トルクを生成する(以下、回動駆動装置550とも呼ぶ)。操舵モータ550は、例えば、回動装置500のリンク機構を動かすことによって、前輪20R、20Lを回動させる。回動装置500と操舵モータ550とを備えるシステムの構成は、ラック・アンド・ピニオン型や、ボールナット型などの種々の構成であってよい。
Further, the
図1(A)、図1(C)、図2(B)に示すように、前連結装置400は、前リンク機構40の上側の部分である支持部49と車体100の前部111とを接続する前サスペンションシステム470と、前リンク機構40(図1(C))と車体100の前壁部112とを接続する2本の前アーム480と、を備えている。2本の前アーム480は、車両10の幅方向に並んで配置されている。2本の前アーム480は、前方向DFにおおよそ平行に延びている。前アーム480の後方向DB側の端部は、前壁部112に、回転可能に接続されている。また、前アーム480の前方向DF側の端部は、中縦リンク部材41Cに回転可能に接続されている。
As shown in FIGS. 1 (A), 1 (C), and 2 (B), the
前サスペンションシステム470(図2(B))の構成は、後サスペンションシステム670(図2(A))の構成と同様である。 前サスペンションシステム470は、左サスペンション470Lと右サスペンション470Rと、を有している。本実施例では、サスペンション470L、470Rは、テレスコピックタイプのサスペンションである。サスペンション470L、470Rの上方向DU側の端部は、車体100の前部111に、回転可能に接続されている。また、サスペンション470L、470Rの下方向DD側の端部は、前リンク機構40の支持部49に、回転可能に接続されている。
The configuration of the front suspension system 470 (FIG. 2 (B)) is the same as the configuration of the rear suspension system 670 (FIG. 2 (A)). The
2本の前アーム480と前サスペンションシステム470とは、車体100と前連結装置400との間の相対的な動きを許容する。また、図1(A)に示すように、前連結装置400は、ゼロよりも大きいキャスター角CAのために、鉛直上方向DUに対して傾いた状態で、車体100に接続されている。具体的には、前リンク機構40の縦リンク部材41L、41C、41Rが、前輪20R、20Lの回動軸27R、27Lに平行となるように、前連結装置400は傾いている。図2(B)では、前連結装置400の傾斜が省略されている。ただし、縦リンク部材41L、41C、41Rが、車体100の上方向(車体100が鉛直上方向DUに対して傾斜していない場合には、鉛直上方向DUと同じ)に平行であるように、前連結装置400が構成されてもよい。この場合も、回動装置500は、前輪20R、20Lを回動軸27R、27Lを中心に幅方向に回動させるように構成される。
The two
図3(A)、図3(B)は、水平な地面GL上の車両10の状態を示す概略図である。図中には、車両10のうちの後連結装置600を含む一部分の簡略化された背面図が示されている。図3(A)は、車両10が直立している状態を示し、図3(B)は、車両10が傾斜している状態を示している。図3(A)に示すように、上横リンク部材61Uが中縦リンク部材61Cに対して直交する場合、後輪30L、30Rは、水平な地面GLに対して直立する。そして、車体100を含む車両10の全体は、地面GLに対して、直立する。図中の車体上方向DVUは、車体100の上方向である。車両10が傾斜していない状態では、車体上方向DVUは、上方向DUと同じである。本実施例では、車体100に対して予め決められた上方向が、車体上方向DVUとして用いられる。
3 (A) and 3 (B) are schematic views showing the state of the
図3(B)に示すように、背面図上で、中縦リンク部材61Cが上横リンク部材61Uに対して時計回り方向に回転することによって、車体100に対して相対的に、右後輪30Rが車体上方向DVU側に移動し、左後輪30Lが反対側に移動する。従って、後輪30R、30Lが地面GLに接触した状態で、後輪30L、30R、ひいては、車体100は、地面GLに対して、右方向DR側に傾斜している。図示を省略するが、中縦リンク部材61Cが上横リンク部材61Uに対して反時計回り方向に回転することによって、車体100は、左方向DL側に傾斜する。
As shown in FIG. 3B, on the rear view, the middle-
図3(B)では、車体上方向DVUは、上方向DUに対して、右方向DR側に傾斜している。以下、前方向DFを向いて車両10を見る場合の、上方向DUと車体上方向DVUとの間の角度を、ロール角Ar、または、傾斜角Arと呼ぶ。ここで、「Ar>ゼロ」は、右方向DR側への傾斜を示し、「Ar<ゼロ」は、左方向DL側への傾斜を示している。車体100のロール角Arは、車体100を有する車両10のロール角Arであるということができる。
In FIG. 3B, the vehicle body upward DVU is inclined to the right DR side with respect to the upward DU. Hereinafter, the angle between the upward DU and the vehicle body upward DVU when the
図3(B)には、後リンク機構60の後制御角ACrが示されている。後制御角ACrは、上横リンク部材61Uの向きに対する中縦リンク部材61Cの向きの角度を示している。図3(B)の背面図において、「ACr=ゼロ」は、上横リンク部材61Uに対して中縦リンク部材61Cが垂直であることを、示している。「ACr>ゼロ」は、中縦リンク部材61Cが、上横リンク部材61Uに対して、「ACr=ゼロ」の状態から時計回り方向に回転した状態を示している。図示を省略するが、「ACr<ゼロ」は、中縦リンク部材61Cが、「ACr=ゼロ」の状態から上横リンク部材61Uに対して反時計回り方向に回転した状態を示している。図示するように、車両10が、水平な地面GL(すなわち、鉛直上方向DUに垂直な地面GL)上に位置している場合、後制御角ACrは、ロール角Arと、おおよそ同じである。
FIG. 3B shows the rear control angle ACr of the
図3(C)、図3(D)は、図3(A)、図3(B)と同様に、車両10の簡略化された背面図を示している。図3(C)、図3(D)では、地面GLxは、鉛直上方向DUに対して斜めに傾斜している(右側が高く、左側が低い)。図3(C)は、後制御角ACrがゼロである状態を示している。この状態では、後輪30R、30Lが、地面GLxに対して直立する。そして、車体上方向DVUは、地面GLxに対して垂直であり、また、鉛直上方向DUに対して左方向DL側に傾斜している。
3 (C) and 3 (D) show a simplified rear view of the
図3(D)は、ロール角Arがゼロである状態を示している。この状態では、上横リンク部材61Uは、地面GLxにおおよそ平行であり、中縦リンク部材61Cに対して反時計回りの方向に傾斜している。また、後輪30R、30Lは、地面GLに対して傾斜している。
FIG. 3D shows a state in which the roll angle Ar is zero. In this state, the upper
このように、地面GLxが傾斜している場合、車体100のロール角Arは、後リンク機構60の後制御角ACrと、異なり得る。
As described above, when the ground GLx is inclined, the roll angle Ar of the
図示を省略するが、前リンク機構40と前リーンモータ450も、同様に、車体100を、右と左とに傾斜させることができる。図3(A)−図3(D)中の地面GL上の軸AxLは、傾斜軸AxLである。リンク機構40、60とリーンモータ450、650とは、車体100を、傾斜軸AxLを中心に、右と左とに傾斜させることができる。以下、傾斜軸AxLを、ロール軸とも呼ぶ。本実施例では、ロール軸AxLは、車両10の幅方向の中心を通り前方向DFに平行な直線である。
Although not shown, the
リンク機構40、60は、車体100を車両10の幅方向に傾斜させるように構成されている傾斜装置の例である(前傾斜装置40、及び、後傾斜装置60とも呼ぶ)。リーンモータ450、650は、傾斜装置40、60を駆動する駆動力(すなわち、リーンモータトルク)を生成するように構成されている駆動装置の例である(前駆動装置450、及び、後駆動装置650とも呼ぶ)。前駆動装置450の駆動力は、一対の前輪20R、20Lに対して車体100を幅方向にロールさせる力である。後駆動装置650の駆動力は、一対の後輪30R、30Lに対して車体100を幅方向にロールさせる力である。
The
なお、後連結装置600は、後リンク機構60の動きを止める図示しないロック機構を有している。ロック機構を作動させることによって、後制御角ACrが固定される。例えば、車両10の駐車時に、後制御角ACrはゼロに固定される。前連結装置400も、同様のロック機構を有している。
The
図4は、旋回時の力のバランスの説明図である。図中には、旋回方向が右方向である場合の後輪30R、30Lの背面図が示されている。後述するように、旋回方向が右方向である場合、制御装置900(図1(A))は、車輪20R、20L、30R、30L(ひいては、車体100)が地面GLに対して右方向DRに傾斜するように、リーンモータ450、650を制御する場合がある。このように、車両10は、旋回時に旋回の内側に傾斜する。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the balance of forces during turning. In the figure, a rear view of the
図4には、車体100の重心100cが示されている。重心100cは、車体100が乗員(可能なら荷物も)を積んだ状態での重心である。
FIG. 4 shows the center of
図中の第1力F1は、車体100に作用する遠心力である。第2力F2は、車体100に作用する重力である。以下、車体100に作用する力は、車体100の重心100cに作用することとする。ここで、車体100の質量をM(kg)とし、重力加速度をg(おおよそ、9.8m/s2)とし、鉛直方向に対する車両10のロール角をAr(度)とし、旋回時の車両10の速度(車速とも呼ばれる)をV(m/s)とし、旋回半径をR(m)とする。第1力F1と第2力F2とは、以下の式1、式2で表される。
(式1)F1=(M*V2)/R
(式2)F2=M*g
ここで、*は、乗算記号(以下、同じ)。
The first force F1 in the figure is a centrifugal force acting on the
(Equation 1) F1 = (M * V 2 ) / R
(Equation 2) F2 = M * g
Here, * is a multiplication symbol (hereinafter the same).
また、図中の力F1bは、第1力F1の、車体上方向DVUに垂直な方向の成分である。力F2bは、第2力F2の、車体上方向DVUに垂直な方向の成分である。力F1bと力F2bとは、以下の式3、式4で表される。
(式3)F1b=F1*cos(Ar)
(式4)F2b=F2*sin(Ar)
ここで、「cos()」は、余弦関数であり、「sin()」は、正弦関数である(以下、同じ)。
Further, the force F1b in the figure is a component of the first force F1 in the direction perpendicular to the vehicle body upward DVU. The force F2b is a component of the second force F2 in the direction perpendicular to the vehicle body upward DVU. The force F1b and the force F2b are represented by the following equations 3 and 4.
(Equation 3) F1b = F1 * cos (Ar)
(Equation 4) F2b = F2 * sin (Ar)
Here, "cos ()" is a cosine function, and "sin ()" is a sine function (hereinafter, the same applies).
力F1bは、車体上方向DVUを左方向DL側に回転させる成分であり、力F2bは、車体上方向DVUを右方向DR側に回転させる成分である。車両10がロール角Ar(さらには、速度Vと旋回半径R)を保ちつつ旋回を続ける場合には、F1bとF2bとの関係は、以下の式5で表される
(式5)F1b=F2b
式5に上記の式1〜式4を代入すると、旋回半径Rは、以下の式6で表される。
(式6)R=V2/(g*tan(Ar))
ここで、「tan()」は、正接関数である(以下、同じ)。
式6は、車体100の質量Mに依存せずに、成立する。
The force F1b is a component that rotates the vehicle body upward DVU to the left DL side, and the force F2b is a component that rotates the vehicle body upward DVU to the right DR side. When the
Substituting the
(Equation 6) R = V 2 / (g * tan (Ar))
Here, "tan ()" is a tangent function (hereinafter the same).
Equation 6 holds without depending on the mass M of the
図5は、車輪角Awと旋回半径Rとの簡略化された関係を示す説明図である。図中には、下方向DDを向いて見た車輪20R、20L、30L、30Rが示されている。ここで、説明を簡略化するために、ロール角Arがゼロであることとする(すなわち、車体上方向DVUは、下方向DDに平行)。図中では、前輪方向D20は、右方向DRに回動しており、車両10は、右方向DRに旋回する。図中の前中心Cfは、2つの前輪20R、20Lの接触中心29R、29Lの間の中心である。後中心Cbは、2つの後輪30R、30Lの接触中心39R、39Lの間の中心である。中心Crは、旋回の中心である。車両10の右方向DR側に位置する中心Crは、旋回の中心である。車両10の旋回運動は、車両10の公転運動と、車両10の自転運動と、を含んでいる。中心Crは、公転運動の中心である(公転中心Crとも呼ぶ)。なお、本実施例では、後輪30R、30Lは回動輪ではなく、前輪20R、20Lが回動輪である。従って、自転中心は、後中心Cbとおおよそ同じである。ホイールベースLhは、前中心Cfと後中心Cbとの間の前方向DFの距離である。図1(A)に示すように、ホイールベースLhは、前輪20R、20Lの回転軸20Rx、20Lxと、後輪30R、30Lの回転軸30Rx、30Lxとの間の前方向DFの距離と同じである。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a simplified relationship between the wheel angle Aw and the turning radius R. In the figure, the
図5に示すように、前中心Cfと後中心Cbと公転中心Crとは、直角三角形を形成する。点Cbの内角は、90度である。点Crの内角は、車輪角Awと同じである。従って、車輪角Awと旋回半径Rとの関係は、以下の式7で表される。
(式7)Aw=arctan(Lh/R)
ここで「arctan()」は、正接関数の逆関数である(以下、同じ)。
As shown in FIG. 5, the front center Cf, the rear center Cb, and the revolution center Cr form a right triangle. The internal angle of the point Cb is 90 degrees. The internal angle of the point Cr is the same as the wheel angle Aw. Therefore, the relationship between the wheel angle Aw and the turning radius R is expressed by the following equation 7.
(Equation 7) Aw = arctan (Lh / R)
Here, "arctan ()" is an inverse function of the tangent function (hereinafter, the same).
上記の式6、式7は、車両10が、速度Vと旋回半径Rとが変化しない状態で、旋回している場合に成立する関係式である。具体的には、式6、式7は、遠心力に起因する力F1b(図4)と重力に起因する力F2bとが釣り合う静的な状態を示している。式7は、車輪角Awと旋回半径Rとの関係を示す良い近似式として、利用可能である。なお、現実の車両10の動きと、図5の簡略化された動きと、の間には、種々の差異が存在する。例えば、車両に作用する現実の力は、動的に変化する。現実の車輪20R、20L、30R、30Lは、地面に対して滑り得る。現実の車輪20R、20L、30R、30Lは、地面に対して傾斜し得る。従って、現実の旋回半径は、式7の旋回半径Rと異なり得る。ただし、式7は、車輪角Awと旋回半径Rとの関係を示す良い近似式として、利用可能である。
The above equations 6 and 7 are relational expressions that hold when the
A2.車両10の制御の概要:
図6は、車両10の制御に関する構成を示すブロック図である。車両10は、速度センサ720と、前制御角センサ741と、後制御角センサ742と、車輪角センサ755と、入力角センサ760と、アクセルペダルセンサ770と、ブレーキペダルセンサ780と、方向センサ790と、制御装置900と、右駆動モータ660Rと、左駆動モータ660Lと、前リーンモータ450と、後リーンモータ650と、操舵モータ550と、を有している。
A2. Outline of control of vehicle 10:
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration related to control of the
速度センサ720は、車両10の速度を検出するセンサである。本実施例では、速度センサ720は、右前輪20R(図1(A))の中心部分に取り付けられている。速度センサ720は、右前輪20Rの回転速度を検出する。回転速度は、車両10の速度(速度とも呼ぶ)と相関を有している。従って、回転速度を検出するセンサ720は、速度を検出しているということができる。なお、速度センサ720は、他の車輪に取り付けられてよい。
The
前制御角センサ741は、前リンク機構40(図2(B))の上横リンク部材41Uと中縦リンク部材41Cとの連結部分に取り付けられている。前制御角センサ741は、図3(B)等で説明した後制御角ACrと同様の前制御角ACfを測定する。前制御角ACfは、上横リンク部材41Uの向きに対する中縦リンク部材41Cの向きの角度である。
The front
後制御角センサ742は、後リンク機構60(図2(A))の上横リンク部材61Uと中縦リンク部材61Cとの連結部分に取り付けられている。後制御角センサ742は、図3(B)等で説明した後制御角ACrを測定する。
The rear
車輪角センサ755は、車輪角Aw(図1(B))を検出するセンサである。本実施例では、車輪角センサ755は、回動装置500(図2(B))に取り付けられている。車輪角センサ755は、前輪20R、20Lの回動軸27R、27Lに並行な軸まわりの車輪角を検出する(検出角Awxとも呼ぶ)。回動軸27R、27Lは、車体100とともに、ロールする。また、回動軸27R、27Lに平行な方向は、車体上方向DVUとは異なり得る。この場合、車体上方向DVUに平行な軸まわりの車輪角Awは、回動軸27R、27Lに並行な方向と車体上方向DVUとの間の差を用いて検出角Awxを補正することによって、算出される。例えば、車体上方向DVUに対するキャスター角CAがゼロではない場合、近似式「Aw=cos(CA)*Awx」に従って、車輪角Awが算出されてよい。
The
入力角センサ760は、ハンドル160(図1(A))の向き(すなわち、入力角)を検出するセンサであり、ハンドル160に取り付けられている。入力角センサ760は、入力角AI(旋回目標情報の例)を取得するように構成されている旋回目標情報取得装置の例である。
The
アクセルペダルセンサ770は、アクセルペダル170(図1(A))に取り付けられており、アクセル操作量Paを検出する。ブレーキペダルセンサ780は、ブレーキペダル180(図1(A))に取り付けられており、ブレーキ操作量Pbを検出する。
The
各センサ720、741、742、755、760、770、780は、例えば、レゾルバ、または、エンコーダを用いて構成されている。
Each
方向センサ790は、ロール角Arとヨー角速度を測定するセンサである。本実施例では、方向センサ790は、車体100(図1(A))に固定されている(具体的には、後壁部114)。また、本実施例では、方向センサ790は、加速度センサ792と、ジャイロセンサ793と、制御部791と、を含んでいる。加速度センサ792は、任意の方向の加速度を検出するセンサであり、例えば、3軸の加速度センサである。以下、加速度センサ792によって検出される加速度の方向を、検出方向と呼ぶ。車両10が停止している状態では、検出方向は、鉛直下方向DDと同じである。ジャイロセンサ793は、任意の方向の回転軸を中心とする角速度を検出するセンサであり、例えば、3軸の角速度センサである。制御部791は、加速度センサ792からの信号とジャイロセンサ793からの信号と速度センサ720からの信号とを用いて、ロール角Arとヨー角速度とを特定する。制御部791は、例えば、コンピュータを含むデータ処理装置である。
The
制御部791は、速度センサ720によって測定される速度Vを用いることによって、車両10の加速度を算出する。そして、制御部791は、加速度を用いることによって、車両10の加速度に起因する現実の鉛直下方向DDに対する検出方向のずれを検出する(例えば、検出方向の前方向DFまたは後方向DBのずれが検出される)。また、制御部791は、ジャイロセンサ793によって測定される角速度を用いることによって、車両10の角速度に起因する現実の鉛直下方向DDに対する検出方向のずれを検出する(例えば、検出方向の右方向DRまたは左方向DLのずれが、検出される)。制御部791は、検出されたずれを用いて検出方向を修正することによって、鉛直下方向DDを特定する。このように方向センサ790は、車両10の種々の走行状態において、適切な鉛直下方向DDを特定できる。そして、制御部791は、鉛直下方向DDの反対の鉛直上方向DUを特定し、鉛直上方向DUと予め決められた車体上方向DVUとの間のロール角Arを算出する。このように、方向センサ790と速度センサ720との全体は、重力方向を基準とする車体100の幅方向のロール角Arを測定するように構成されたロール角センサの例である(以下、ロール角センサ730とも呼ぶ)。なお、ロール角センサの構成は、公知の他の種々の構成であってよい。また、制御部791は、ジャイロセンサ793によって測定される角速度から車体上方向DVUに平行な軸を中心とする角速度の成分を特定し、特定した角速度をヨー角速度として採用する。
The
制御装置900は、主制御部910と、駆動装置制御部920と、リーンモータ制御部930と、操舵モータ制御部940と、を有している。制御装置900は、バッテリ800(図1(A))からの電力を用いて動作する。本実施例では、制御部910、920、930、940は、それぞれ、コンピュータを有している。具体的には、制御部910、920、930、940は、プロセッサ910p、920p、930p、940p(例えば、CPU)と、揮発性記憶装置910v、920v、930v、940v(例えば、DRAM)と、不揮発性記憶装置910n、920n、930n、940n(例えば、フラッシュメモリ)と、を有している。不揮発性記憶装置910n、920n、930n、940nには、対応する制御部910、920、930、940の動作のためのプログラム910g、920g、930g、940gが、予め格納されている。また、主制御部910の不揮発性記憶装置910nには、マップデータMAr、MAwが、予め格納されている。プロセッサ910p、920p、930p、940pは、それぞれ、対応するプログラム910g、920g、930g、940gを実行することによって、種々の処理を実行する。
The
制御装置900は、センサ720、741、742、755、760、770、780、790、からの信号を受信する。そして、主制御部910は、受信した信号によって表される情報を用いて、駆動装置制御部920とリーンモータ制御部930と操舵モータ制御部940とに指示を出力する。
The
本実施例では、主制御部910は、デジタル信号を処理する。図示を省略するが、制御装置900は、アナログ信号をデジタル信号に変換するコンバータを有している。センサがアナログ信号を出力する場合、センサからのアナログ信号は、コンバータによって、デジタル信号に変換される。
In this embodiment, the
駆動装置制御部920のプロセッサ920pは、主制御部910からの指示に従って、駆動モータ660R、660Lを制御する。リーンモータ制御部930のプロセッサ930pは、主制御部910からの指示に従って、前リーンモータ450、650を制御する。操舵モータ制御部940のプロセッサ940pは、主制御部910からの指示に従って、操舵モータ550を制御する。駆動装置制御部920は、モータ660R、660Lにバッテリ800からの電力をそれぞれ供給する電力制御部920cR、920cLを有している。同様に、リーンモータ制御部930は、リーンモータ450、650にバッテリ800からの電力を供給する電力制御部930cf、930rを有している。操舵モータ制御部940は、操舵モータ550にバッテリ800からの電力を供給する電力制御部940cを有している。電力制御部920cR、920cL、930cf、930cr、940cは、電気回路(例えば、インバータ回路)を用いて、構成されている。
The
以下、車両10が前進する場合の制御について説明する。
Hereinafter, control when the
A3.リーンモータの制御:
図7は、リーンモータ450、650(図6)の制御処理の例を示すフローチャートである。本実施例では、ロール角Arを目標のロール角に近づけるリーンモータトルクを生成するように、リーンモータ450、650が制御される。S510では、制御装置900(図6)は、センサ720−790から、信号を取得する。そして、主制御部910のプロセッサ910pは、現行の情報、具体的には、入力角AIと、ロール角Arと、速度Vとを、特定する。
A3. Lean motor control:
FIG. 7 is a flowchart showing an example of control processing of the
S522では、プロセッサ910pは、速度Vと入力角AIを用いて、目標ロール角Artを特定する。図8は、速度Vと入力角AIとの組み合わせと目標ロール角Artとの対応関係の例を示すグラフである。横軸は、速度Vを示し、縦軸は、目標ロール角Artを示している。図中には、第1閾値Vtと、最大速度Vxとが、示されている(ゼロ<Vt<Vx)。最大速度Vxは、車両10に許容された最大速度である。
In S522, the
図中には、6個のグラフArt0−Art5が示されている。これらのグラフArt0−Art5は、それぞれ、入力角AIが一定である状態(一定目標状態とも呼ぶ)における対応関係を示している。一定目標状態は、入力角AIによって示される旋回の目標方向と目標程度とのそれぞれが一定である状態である。6個のグラフArt0−Art5には、入力角AIの6個の値AI0−AI5が、それぞれ対応している。ゼロ番の値AI0はゼロであり、AI0<AI1<AI2<AI3<AI4<AI5である。第5値AI5は、入力角AIの大きさの許容範囲の最大値である。最大ロール角Armは、ロール角Arの大きさの許容範囲の最大値である。入力角AIがゼロである場合(AI=AI0)、目標ロール角Art0は、速度Vに拘わらず、ゼロである。 In the figure, six graphs Art0-Art5 are shown. Each of these graphs Art0-Art5 shows a correspondence relationship in a state where the input angle AI is constant (also referred to as a constant target state). The constant target state is a state in which each of the target direction and the target degree of turning indicated by the input angle AI is constant. The six graphs Art0-Art5 correspond to the six values AI0-AI5 of the input angle AI, respectively. The zero-numbered value AI0 is zero, and AI0 <AI1 <AI2 <AI3 <AI4 <AI5. The fifth value AI5 is the maximum value within the allowable range of the size of the input angle AI. The maximum roll angle Arm is the maximum value within the allowable range of the size of the roll angle Ar. When the input angle AI is zero (AI = AI0), the target roll angle Art0 is zero regardless of the velocity V.
一定目標状態において、V<Vtの場合、目標ロール角Artは、速度Vが大きいほど大きい。この理由は、以下の通りである。釣合状態(図4)では、上記式6に示すように、速度Vの増大によって、旋回半径Rが増大し得る。ここで、式6に示すように、旋回半径Rは、tan(Ar)に反比例する。一定目標状態において、速度Vの増大に応じて目標ロール角Art(すなわち、ロール角Ar)が増大する場合、旋回半径Rの増大が抑制される。逆に、一定目標状態において、速度Vの低減に応じて目標ロール角Art(すなわち、ロール角Ar)が低減する場合、旋回半径Rの低減が抑制される。このように、一定目標状態において、速度Vの変化に起因する旋回半径Rの変化は抑制される。 In a constant target state, when V <Vt, the target roll angle Art increases as the velocity V increases. The reason for this is as follows. In the balanced state (FIG. 4), as shown in the above equation 6, the turning radius R can be increased by increasing the speed V. Here, as shown in Equation 6, the turning radius R is inversely proportional to tan (Ar). In a constant target state, when the target roll angle Art (that is, roll angle Ar) increases as the velocity V increases, the increase in the turning radius R is suppressed. On the contrary, in the constant target state, when the target roll angle Art (that is, the roll angle Ar) is reduced according to the reduction of the speed V, the reduction of the turning radius R is suppressed. In this way, in the constant target state, the change in the turning radius R due to the change in the velocity V is suppressed.
本実施例では、V<Vtの場合、目標ロール角Artは、速度Vの変化に対して直線的に変化する。ただし、速度Vと目標ロール角Artとの対応関係は、他の関係であってよい。例えば、目標ロール角Artは、速度Vの変化に対して曲線を描くように変化してもよい。目標ロール角Artを速度Vの関数で表す場合に、その関数は、速度Vのべき乗(例えば、Vの2乗)を含んでよい。 In this embodiment, when V <Vt, the target roll angle Art changes linearly with respect to the change in velocity V. However, the correspondence relationship between the velocity V and the target roll angle Art may be another relationship. For example, the target roll angle Art may change so as to draw a curve with respect to a change in velocity V. When the target roll angle Art is represented by a function of velocity V, the function may include a power of velocity V (eg, V squared).
一定目標状態において、速度Vが第1閾値Vt以上である場合、目標ロール角Artは、速度Vに拘わらず一定である。従って、ロール角Arの過度の増大は抑制される。なお、入力角AIの大きさが第5値AI5(すなわち、最大値)である場合、目標ロール角Artの大きさは、最大ロール角Armである。 When the velocity V is equal to or higher than the first threshold value Vt in the constant target state, the target roll angle Art is constant regardless of the velocity V. Therefore, an excessive increase in the roll angle Ar is suppressed. When the size of the input angle AI is the fifth value AI5 (that is, the maximum value), the size of the target roll angle Art is the maximum roll angle Arm.
また、速度Vに拘わらず、目標ロール角Artは、入力角AIが大きいほど、大きい。図4で説明した遠心力と重力とが釣り合う状態(釣合状態とも呼ぶ)では、上記式6に示すように、傾斜角Arの大きさが大きいほど、旋回半径Rは小さい。従って、入力角AIがより大きい場合に、車両10は、より小さい旋回半径Rで旋回できる。
Further, regardless of the speed V, the target roll angle Art increases as the input angle AI increases. In the state where the centrifugal force and gravity described in FIG. 4 are in equilibrium (also referred to as the equilibrium state), as shown in the above equation 6, the larger the magnitude of the inclination angle Ar, the smaller the turning radius R. Therefore, when the input angle AI is larger, the
本実施例では、速度Vが一定である場合、目標ロール角Artは、入力角AIに比例する。目標ロール角Artと入力角AIとの対応関係は、比例関係とは異なる他の関係であってよい。例えば、目標ロール角Artは、入力角AIの変化に対して曲線を描くように変化してもよい。目標ロール角Artを入力角AIの関数で表す場合に、その関数は、入力角AIのべき乗(例えば、AIの2乗)を含んでよい。 In this embodiment, when the velocity V is constant, the target roll angle Art is proportional to the input angle AI. The correspondence between the target roll angle Art and the input angle AI may be another relationship different from the proportional relationship. For example, the target roll angle Art may change so as to draw a curve with respect to the change in the input angle AI. When the target roll angle Art is represented by a function of the input angle AI, the function may include a power of the input angle AI (for example, the square of AI).
なお、図8は、入力角AIがゼロ以上である場合の対応関係を示している。図示を省略するが、AI<ゼロの場合、目標ロール角Artは負値に設定される。そして、入力角AIの絶対値と速度Vとの組み合わせと目標ロール角Artの絶対値との対応関係は、「AI<ゼロ」の場合と「AI>ゼロ」の場合との間で、共通である。そして、目標ロール角Artは、他のパラメータV、AIの変化に対して連続的に変化する(すなわち、目標ロール角Artは、パラメータV、AIの変化に対して滑らかに変化する)。なお、第1閾値Vtは、例えば、時速10km以上、時速30km以下であってよい。 Note that FIG. 8 shows a correspondence relationship when the input angle AI is zero or more. Although not shown, when AI <zero, the target roll angle Art is set to a negative value. The correspondence between the combination of the absolute value of the input angle AI and the velocity V and the absolute value of the target roll angle Art is common between the case of "AI <zero" and the case of "AI> zero". be. Then, the target roll angle Art changes continuously with respect to changes in other parameters V and AI (that is, the target roll angle Art changes smoothly with respect to changes in parameters V and AI). The first threshold value Vt may be, for example, 10 km / h or more and 30 km / h or less.
S524(図7)では、プロセッサ910pは、目標ロール角Artから現行のロール角Arを減算することによって、ロール角差dArを算出する。
In S524 (FIG. 7), the
S526では、プロセッサ910pは、ロール角差dArを用いて、制御値CLを決定する。そして、プロセッサ910pは、決定した制御値CLを示すデータを、リーンモータ制御部930に供給する。制御値CLは、リーンモータ450、650によって出力されるリーンモータトルクを制御するための値である。本実施例では、制御値CLは、リーンモータ450、650に供給すべき電流の向きと大きさとを示している。制御値の絶対値は、電流の大きさ(すなわち、トルクの大きさ)を示している。制御値の正負の符号は、電流の向き(すなわち、トルクの方向)を示している(例えば、正は右ロールを示し、負は左ロールを示す)。このように、制御値CLは、リーンモータトルクを示している。
In S526, the
本実施例では、プロセッサ910pは、ロール角差dArとPゲインG1とを用いる比例制御によって、制御値CLを決定する(CL=G1*dAr)。本実施例では、PゲインG1は、予め決められた値である。これに代えて、プロセッサ910pは、種々のパラメータ(例えば、速度V)を用いて、PゲインG1を調整してよい。
In this embodiment, the
いずれも場合も、制御値CLによって示されるリーンモータトルクの方向は、ロール角Arを目標ロール角Artへ近づける方向に設定される。また、制御値CLによって示されるリーンモータトルクの大きさは、他のパラメータ(例えば、速度V)が一定である場合に、ロール角差dArの大きさが大きいほど、大きい値に設定されることが好ましい。このような制御値CLは、ロール角差dArと相関を有している。従って、制御値CLは、ロール角差dArを示している。 In either case, the direction of the lean motor torque indicated by the control value CL is set in the direction in which the roll angle Ar approaches the target roll angle Art. Further, the magnitude of the lean motor torque indicated by the control value CL is set to a larger value as the magnitude of the roll angle difference dAr is larger when other parameters (for example, speed V) are constant. Is preferable. Such a control value CL has a correlation with the roll angle difference dAr. Therefore, the control value CL indicates the roll angle difference dAr.
続いて、リーンモータ制御部930は、S570、S580を、並列に実行する。S570は、前リーンモータ450を制御する処理であり、S580は、後リーンモータ650を制御する処理である。
Subsequently, the lean
S570では、リーンモータ制御部930のプロセッサ930pは、制御値CLを示すデータを、前リーンモータ450のための前電力制御部930cfに供給する。前電力制御部930cfは、制御値CLに従って、前リーンモータ450に供給される電力を制御する。前リーンモータ450は、供給された電力に応じて、前リーンモータトルクを出力する。
In S570, the
S580では、リーンモータ制御部930のプロセッサ930pは、制御値CLを示すデータを、後リーンモータ650のための後電力制御部930crに供給する。後電力制御部930crは、制御値CLに従って、後リーンモータ650に供給される電力を制御する。後リーンモータ650は、供給された電力に応じて、後リーンモータトルクを出力する。
In S580, the
S570、S580の後、図7の処理が終了する。制御装置900は、図7の処理を繰り返し実行する。これにより、制御装置900は、車両10の状態に適したリーンモータトルクを出力するように、リーンモータ450、650を制御し続ける。リーンモータ450、650は、ロール角Arを目標ロール角Artに近づけるリーンモータトルクを出力する。
After S570 and S580, the process of FIG. 7 ends. The
なお、本実施例では、制御装置900は、前傾斜装置40の前制御角ACfの大きさと、前制御角ACfの角加速度と、後傾斜装置60の後制御角ACrの大きさと、後制御角ACrの角加速度と、に拘わらずに、同じ制御値CLに基づいて、前リーンモータ450と後リーンモータ650とを制御する。このような制御装置900は、以下に説明するように、ロール角Arを適切に制御可能である。
In this embodiment, the
図9(A)、図9(B)は、車両10の状態の例を示す説明図である。図9(A)は、車両10のうちの後連結装置600を含む一部分の簡略化された背面図を示し、図9(B)は、車両10のうちの前連結装置400を含む一部分の簡略化された背面図を示している。これらの図は、車両10が凹凸を有する地面GLz上を走行している状態を示している。ここで、目標ロール角Artがゼロであり、車体100が右方向DR側へ傾斜していることとする。
9 (A) and 9 (B) are explanatory views showing an example of a state of the
図9(A)に示すように、左後輪30Lは、地面GLzの凸部GP1によって、上方向DU側に押し上げられている。これにより、図9(A)の背面図上で、後輪30R、30L(ひいては、上横リンク部材61U)は、車体100に対して、相対的に、時計回り方向に回転する。すなわち、車体100は、後輪30R、30Lに対して、相対的に、反時計回り方向にロールする。
As shown in FIG. 9A, the left
図9(B)に示すように、右前輪20Rは、地面GLzの凸部GP2によって、上方向DU側に押し上げられている。これにより、図9(B)の背面図上で、前輪20R、20L(ひいては、上横リンク部材41U)は、車体100に対して、相対的に、反時計回り方向に回転する。すなわち、車体100は、前輪20R、20Lに対して、相対的に、時計回り方向にロールする。前輪20R、20Lに対するこのロール方向は、後輪30R、30L(図9(A))に対するロール方向の反対方向である。
As shown in FIG. 9B, the right
図9(A)、図9(B)に示すように、車体上方向DVUは、鉛直上方向DUに対して、右方向DR側に傾斜している。そして、目標ロール角Artは、ゼロである。すなわち、ロール角Arを目標ロール角Artへ近づけるロール方向は、左方向DL方向である。 As shown in FIGS. 9A and 9B, the vehicle body upward DVU is inclined to the right DR side with respect to the vertically upward DU. Then, the target roll angle Art is zero. That is, the roll direction that brings the roll angle Ar closer to the target roll angle Art is the left DL direction.
図9(A)には、後リーンモータトルクTqrが示されている。後リーンモータトルクTqrは、後リーンモータ650によって生成されるトルクであり、後輪30R、30Lに対して車体100をロールさせる駆動力の例である。図中には、後ロールトルクRTrが示されている。後ロールトルクRTrは、後リーンモータトルクTqrによって引き起こされるロールトルクであり、車体100に作用するロールトルクである。
FIG. 9A shows the rear lean motor torque Tqr. The rear lean motor torque Tqr is a torque generated by the rear
後ロールトルクRTrは、後リーンモータトルクTqrとおおよそ同じであり得る。ただし、種々の原因に起因して、後ロールトルクRTrは、後リーンモータトルクTqrと異なり得る。例えば、後リーンモータ650は、ロータ等の可動部品を含んでいる。図2(A)で説明したように、後リーンモータ650と後リンク機構60とは、ギヤを介して接続され得る。後連結装置600の複数の部材は、車体100がロールする場合に、動く。このように、車体100がロールする場合、種々の部材が動く。これらの部材の慣性モーメントが、後リーンモータトルクTqrと後ロールトルクRTrとの間の差を生み出す。また、部材が動く場合には、摩擦力が生じ得る。摩擦力が、上記の差を生み出す。また、車両10の部材(例えば、後輪30R、30Lの図示しないタイヤ)は、弾性変形し得る。このような部材の変形が、上記の差を生み出す。なお、いずれの場合も、後リーンモータトルクTqrは、同じ方向の後ロールトルクRTrを車体100に作用させる。
The rear roll torque RTr can be approximately the same as the rear lean motor torque Tqr. However, the rear roll torque RTr may differ from the rear lean motor torque Tqr due to various causes. For example, the rear
図9(B)には、前リーンモータトルクTqfが示されている。前リーンモータトルクTqfは、前リーンモータ450によって生成されるトルクであり、前輪20R、20Lに対して車体100をロールさせる駆動力の例である。図中には、前ロールトルクRTfが示されている。前ロールトルクRTfは、前リーンモータトルクTqfによって引き起こされるロールトルクであり、車体100に作用するロールトルクである。後ロールトルクRTrと後リーンモータトルクTqrとの間の差と同様に、前ロールトルクRTfと前リーンモータトルクTqfとの間に差が生じ得る。なお、いずれの場合も、前リーンモータトルクTqfは、同じ方向の前ロールトルクRTfを車体100に作用させる。
FIG. 9B shows the front lean motor torque Tqf. The front lean motor torque Tqf is a torque generated by the front
図7のS570、S580で説明したように、制御装置900は、ロール角Arと目標ロール角Artとの間のロール角差dArを示す同じ制御値CLを用いて、前リーンモータ450と後リーンモータ650とを制御する。従って、前リーンモータトルクTqfによる車体100のロール方向は、後リーンモータトルクTqrによる車体100のロール方向と同じである。具体的には、これらのリーンモータトルクTqf、Tqrによるロール方向は、ロール角Arを目標ロール角Artに近づける方向である。
As described in S570 and S580 of FIG. 7, the
以上のように、本実施例では、図7のS522では、制御装置900は、入力角AIを用いて車体100の目標ロール角Artを決定する。そして、S524、S526、S570では、制御装置900は、ロール角Arを目標ロール角Artに近づける前リーンモータトルクTqfを前駆動装置450に生成させる。S524、S526、S580では、制御装置900は、ロール角Arを目標ロール角Artに近づける後リーンモータトルクTqrを後駆動装置650に生成させる。そして、図9(A)、図9(B)に示すように、一対の前輪20R、20Lと車体100との間の相対的なロール運動の方向は、一対の後輪30R、30Lと車体100との間の相対的なロール運動の方向の反対方向であり得る。このような状態において、制御装置900は、車体100を同じロール方向にロールさせる前リーンモータトルクTqfと後リーンモータトルクTqrとを前駆動装置450と後駆動装置650とに生成させる。従って、凹凸を有する地面上を車両10が移動する場合に、制御装置900は、車体100のロール角Arを安定化できる。例えば、制御装置900は、ロール角Arを、適切に、目標ロール角Artに近づけることができる。なお、図示を省略するが、車両10が平坦な地面上を走行する場合も、制御装置900は、前リーンモータ450と後リーンモータ650とのそれぞれに、ロール角Arを目標ロール角Artに近づけるトルクを生成させる。
As described above, in the present embodiment, in S522 of FIG. 7, the
また、図7のS526、S570、S580で説明したように、制御装置900は、ロール角Arと目標ロール角Artとの間の差を示す同じ制御値CLに基づいて、前駆動装置450と後駆動装置650とを制御する。図9(A)、図9(B)で説明したように、一対の前輪20R、20Lと車体100との間の相対的なロール運動の方向は、一対の後輪30R、30Lと車体100との間の相対的なロール運動の方向の反対方向であり得る。このような状態において、制御装置900は、前駆動装置450と後駆動装置650との両方に、ロール角Arを目標ロール角Artに近づけるリーンモータトルクTqf、Tqrを生成させることができる。
Further, as described in S526, S570, and S580 of FIG. 7, the
なお、本実施例では、制御値CLの大きさは、モータに供給される電流値を示している。従って、前リーンモータ450と後リーンモータ650との間で、電流値は同じである。
In this embodiment, the magnitude of the control value CL indicates the current value supplied to the motor. Therefore, the current value is the same between the front
A4.他の装置の制御:
主制御部910と操舵モータ制御部940とは、操舵モータ550を制御する。操舵モータ550の制御処理は、任意の処理であってよい。例えば、操舵モータ550の制御処理は、入力角AIを用いて決定される目標車輪角Awtに車輪角Awを近づける処理であってよい。このような処理は、種々の処理であってよい。例えば、マップデータMAw(図6)は、入力角AIと目標車輪角Awtとの対応関係を定めている。主制御部910は、マップデータMAwを参照して、入力角AIに対応付けられた目標車輪角Awtを特定する。主制御部910は、目標車輪角から車輪角Awを減算することによって、車輪角差を算出する。主制御部910は、車輪角差を入力値として用いる比例制御によって、制御値を算出する(例えば、制御値=PゲインG2*車輪角差)。そして、操舵モータ制御部940は、制御値に従って、操舵モータ550を制御する。なお、目標車輪角は、入力角AIと他のパラメータ(例えば、速度V)とを含む複数のパラメータに組み合わせに基づいて、決定されてよい。
A4. Control of other devices:
The
主制御部910は、速度Vが大きいほど、PゲインG2を小さくしてよい。すなわち、速度Vが大きいほど、操舵モータ550のトルクが小さくてよい。この理由は、以下の通りである。本実施例では、車体100(図2(B))がロールする場合、前輪20R、20Lの回動軸27R、27Lも、車体100とともにロールする。この場合、いわゆるジャイロモーメント、キャンバースラストなどの種々のメカニズムによって、回動トルクが前輪20R、20Lに作用する。このような回動トルクにより、前輪20R、20Lの方向D20R、D20L(ひいては、前輪方向D20)は、ロール角Arの変化に続いて、自然に、ロール角Arの変化の方向へ回動可能である。また、本実施例では、トレールLt(図1(A))は、ゼロよりも大きい。従って、前輪方向D20(ひいては、車輪角Aw)は、自然に、車両10の進行方向と同じになる。従って、速度Vが大きい場合には、操舵モータ550のトルクは小さくてよい。
The
また、主制御部910と駆動装置制御部920とは、駆動モータ660R、660Lを制御する駆動制御装置990として機能する。駆動制御装置990は、アクセル操作量Paに適した加速と、ブレーキ操作量Pbに適した減速と、を行うように、駆動モータ660R、660Lを制御する。
Further, the
B.第2実施例:
図10(A)は、リーンモータ450、650(図6)の制御処理の別の実施例を示すフローチャートである。図7の処理との差異は、S526、S570、S580が、S526a、S570a、S580aに、それぞれ置換されている点だけである。S510−S524の処理は、図7の実施例と同じである(説明を省略する)。
B. Second Example:
FIG. 10A is a flowchart showing another embodiment of the control process of the
S526aでは、プロセッサ910p(図6)は、ロール角差dArを用いて、前リーンモータ450用の前制御値CLfと、後リーンモータ650用の後制御値CLrとを決定する。そして、プロセッサ910pは、決定した前制御値CLfを示すデータと後制御値CLrを示すデータとを、リーンモータ制御部930に供給する。本実施例では、前制御値CLfは、後制御値CLrと異なっている。この理由については、後述する。
In S526a, the
続いて、リーンモータ制御部930は、S570a、S580aを、並列に実行する。S570aとS570(図7)との間の差異は、制御値CLに代えて、前制御値CLfが用いられる点だけである。S580aとS580(図7)との間の差異は、制御値CLに代えて後制御値CLrが用いられる点だけである。S570a、S580aの後、図10(A)の処理(図7のS510−S524を含む)が終了する。制御装置900は、図10(A)の処理を繰り返し実行する。
Subsequently, the lean
次に、前制御値CLfと後制御値CLrとの間の違いについて説明する。図10(B)は、車両10の概略図である。図10(B)は、水平な地面GL上で停止している車両10を示している。前荷重Wfは、一対の前輪20R、20Lに印加される荷重であり、後荷重Wrは、一対の後輪30R、30Lに印加される荷重である。前荷重Wfは、前輪20R、20Lが地面GLに印加する力と同じであり、後荷重Wrは、後輪30R、30Lが地面GLに印加する力と同じである。
Next, the difference between the pre-control value CLf and the post-control value CLr will be described. FIG. 10B is a schematic view of the
前荷重Wfは、前輪20R、30Rの下に配置された重量計(図示せず)によって、測定可能である。重量計によって測定される重量が、前荷重Wfである。なお、前荷重Wfは、右前輪20Rからの力と左前輪20Lからの力との合計である。同様に、後荷重Wrは、後輪30R、30Lの下に配置された重量計によって、測定可能である。重量計によって測定される重量が、後荷重Wrである。後荷重Wrは、右後輪30Rからの力と左後輪30Lからの力との合計である。
The front load Wf can be measured by a weighing scale (not shown) arranged under the
車体100の構成に起因して、前荷重Wfは、後荷重Wrと異なり得る。図10(B)には、車体100の前部分100fと後部分100rとが示されている。前部分100fは、前方向DF側の部分であり、後部分100rは、後方向DB側の部分である。前部分100fは、車体100のうちの前連結装置400が接続されている部分を含んでいる。後部分100rは、車体100のうちの後連結装置600が接続されている部分を含んでいる。前部分100fが後部分100rよりも重い場合、Wf>Wrであり得る。前部分100fが後部分100rよりも軽い場合、Wf<Wrであり得る。このように、前荷重Wfと後荷重Wrとの間の差は、車体100の前部分100fと後部分100rとの間の質量の差を示している。
Due to the configuration of the
一般的に、物体に印加されるトルクが一定である場合、物体の質量が大きいほど、物体の角加速度は小さくなる。従って、前リーンモータ450の前リーンモータトルクTqfが一定である場合、前部分100fの質量が大きいほど、前部分100fのロール角加速度は小さくなる。同様に、後リーンモータ650の後リーンモータトルクTqrが一定である場合、後部分100rの質量が大きいほど、後部分100rのロール角加速度は小さくなる。
Generally, when the torque applied to an object is constant, the larger the mass of the object, the smaller the angular acceleration of the object. Therefore, when the front lean motor torque Tqf of the front
車両10の走行安定性を向上するためには、前部分100fと後部分100rとの間のロール角加速度の差を小さくすることが好ましい。このためには、前部分100fと後部分100rとのうちの重い方に作用するロールトルクが、軽い方に作用するロールトルクと比べて、大きいことが好ましい。
In order to improve the running stability of the
本実施例では、前荷重Wfが、後荷重Wrと異なっていることとする。図10(C)、図10(D)は、前荷重Wfと後荷重Wrと関係と、前ロールトルクRTfと後ロールトルクRTrとの関係と、の組み合わせの説明図である。ここで、前側と後側とのうち大きい荷重に対応付けられる側を重側と呼ぶ。前側と後側とのうち小さい荷重に対応付けられる側を軽側と呼ぶ。例えば、Wf>Wrの場合、重側は、前側であり、軽側は、後側である。S526aでは、プロセッサ910pは、重側のロールトルクが、軽側のロールトルクよりも大きくなるように、前制御値CLfと後制御値CLrとを決定する。
In this embodiment, it is assumed that the front load Wf is different from the rear load Wr. 10 (C) and 10 (D) are explanatory views of the combination of the front load Wf and the rear load Wr and the relationship between the front roll torque RTf and the rear roll torque RTr. Here, the side of the front side and the rear side that is associated with a large load is called a heavy side. Of the front side and the rear side, the side associated with the smaller load is called the light side. For example, when Wf> Wr, the heavy side is the front side and the light side is the rear side. In S526a, the
なお、車体100に作用するロールトルクRTf、RTrは、実験によって測定されてよい。また、車両10を表すシミュレーションモデルを用いる数値計算によって、ロールトルクRTf、RTrが算出されてよい。
The roll torques RTf and RTr acting on the
図10(C)に示すように、後荷重Wrが前荷重Wfよりも小さい場合、後ロールトルクRTrの大きさが前ロールトルクRTfの大きさよりも小さくなるように、後制御値CLrと前制御値CLfとが決定される。例えば、後制御値CLrの大きさは、前制御値CLfの大きさよりも小さくなる。また、図10(D)に示すように、後荷重Wrが前荷重Wfよりも大きい場合、後ロールトルクRTrの大きさが前ロールトルクRTfの大きさよりも大きくなるように、後制御値CLrと前制御値CLfとが決定される。例えば、後制御値CLrの大きさは、前制御値CLfの大きさよりも大きくなる。以上により、制御装置900は、車体100の前部分100fと後部分100rとの間のロール角加速度の差を抑制できる。そして、制御装置900は、車体100の向きを安定化できる。
As shown in FIG. 10C, when the rear load Wr is smaller than the front load Wf, the rear control value CLr and the front control are controlled so that the magnitude of the rear roll torque RTr is smaller than the magnitude of the front roll torque RTf. The value CLf is determined. For example, the magnitude of the post-control value CLr is smaller than the magnitude of the pre-control value CLf. Further, as shown in FIG. 10D, when the rear load Wr is larger than the front load Wf, the rear control value CLr is set so that the magnitude of the rear roll torque RTr is larger than the magnitude of the front roll torque RTf. The pre-control value CLf is determined. For example, the magnitude of the post-control value CLr is larger than the magnitude of the pre-control value CLf. As described above, the
また、本実施例においても、図9(A)、図9(B)に示す状態において、制御装置900は、前駆動装置450と後駆動装置650との両方に、ロール角Arを目標ロール角Artに近づけるリーンモータトルクTqf、Tqrを生成させることができる。
Further, also in this embodiment, in the state shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B), the
制御値CLf、CLrの決定方法は、種々の方法であってよい。例えば、プロセッサ910pは、ロール角差dArと前側用のPゲインGfを用いる比例制御によって、前制御値CLfを決定し、ロール角差dArと後側用のPゲインGrを用いる比例制御によって、後制御値CLrを決定してよい。ここで、重側のPゲインが、軽側のPゲインと比べて、大きくてよい。これにより、重側の制御値の大きさは、軽側の制御値の大きさよりも、大きくなる。この結果、重側のロールトルクが、軽側のロールトルクよりも大きくなり得る。なお、PゲインGf、Grは、車体100が適切にロールできるように、予め実験的に決定されてよい。また、プロセッサ910pは、他のパラメータ(例えば、速度V)を用いて、PゲインGf、Grを調整してよい。
The control values CLf and CLr may be determined by various methods. For example, the
なお、後荷重WrがW前荷重Wfと異なる場合に、図7の実施例のように、制御装置900は、同じ制御値CLに基づいて、前リーンモータ450と後リーンモータ650とを制御してもよい。この場合、リーンモータ450、650の制御の複雑化を抑制できる。また、車両10は、ロール角Arを急に変化させずに、走行することが好ましい。
When the rear load Wr is different from the W front load Wf, the
C.第3実施例:
図11(A)は、リーンモータ450、650(図6)の制御処理の別の実施例を示すフローチャートである。図10(A)の処理との差異は、2点ある。第1の差異は、S526aが、S526bに置換されている点である。第2の差異は、S524とS526bとの間にS525bが追加されている点である。S525b、S526b以外のステップの処理は、図10(A)の実施例の対応するステップの処理と同じである(説明を省略する)。
C. Third Example:
FIG. 11A is a flowchart showing another embodiment of the control process of the
S525bでは、プロセッサ910p(図6)は、車両10の加速度を特定する。加速度の特定方法は、任意の方法であってよい。例えば、プロセッサ910pは、速度Vを時間微分することによって、加速度を算出する。この場合、制御装置900のうちの加速度を算出するように構成されている部分と、速度センサ720と、の全体は、加速度センサに相当する(加速度センサ722とも呼ぶ)。
In S525b, the
パラメータの時間微分値の算出方法は、種々の方法であってよい。本実施例では、プロセッサ910pは、現在から予め決められた時間差だけ過去の時点でのパラメータ値を現行のパラメータ値から減算して差分を算出する。そして、プロセッサ910pは、差分を時間差で除算することによって得られる値を、パラメータの時間微分値として採用する。
The method of calculating the time derivative value of the parameter may be various methods. In this embodiment, the
なお、プロセッサ910pは、方向センサ790に含まれる加速度センサ792によって測定される加速度を、取得してよい。ここで、プロセッサ910pは、前方向DFの加速度を採用してよい。なお、加速度センサの構成は、公知の他の種々の構成であってよい。
The
S526b(図11(A))では、プロセッサ910p(図6)は、加速度Acとロール角差dArを用いて、前制御値CLfと後制御値CLrとを決定する。そして、プロセッサ910pは、前制御値CLfを示すデータと後制御値CLrを示すデータとを、リーンモータ制御部930に供給する。前制御値CLfと後制御値CLrの詳細については、後述する。続いて、リーンモータ制御部930は、S570a、S580aを、並列に実行する。S570a、S580aの後、図11(A)の処理(図7のS510−S524を含む)が終了する。制御装置900は、図11(A)の処理を繰り返し実行する。
In S526b (FIG. 11 (A)), the
次に、車輪に印加される荷重について、説明する。図12(A)−図12(C)は、加速度Acと荷重との関係の説明図である。各図は、水平な地面GL上で前進する車両10を、示している。図12(A)は、Ac<ゼロの場合(減速状態と呼ぶ)を示し、図12(B)は、Ac=ゼロの場合(一定速度状態と呼ぶ)を示し、図12(C)は、Ac>ゼロの場合(加速状態と呼ぶ)を示している。各図には、図10(B)で説明した前荷重Wfと後荷重Wrと同様の前荷重Wxfと後荷重Wxrとが示されている。これらの荷重Wxf、Wxrは、車両10が前進している状態での荷重を示しており、加速度Acに応じて変化する。図12(A)−図12(C)では、符号Wxf、Wxrの後ろの括弧の中に、車両10の状態を示す文字が付されている(D:減速状態、0:一定速度状態、A:加速状態)。
Next, the load applied to the wheels will be described. 12 (A) -12 (C) are explanatory views of the relationship between the acceleration Ac and the load. Each figure shows a
図12(B)に示すように、一定速度状態では、前荷重Wxf(0)が前輪20R、20Lに印加し、後荷重Wxr(0)が後輪30R、30Lに印加する。図12(A)に示すように、減速状態では、前方向DFの慣性の力FDが車体100に作用する。これにより、Wxr(D)<Wxr(0)であり、Wxf(D)>Wxf(0)である。図12(C)に示すように、加速状態では、後方向DBの慣性の力FAが車体100に作用する。これにより、Wxr(A)>Wxr(0)であり、Wxf(A)<Wxf(0)である。このように、加速度Acに応じて、荷重が移動する。
As shown in FIG. 12B, in the constant speed state, the front load Wxf (0) is applied to the
図11(B)は、加速度Acがゼロから変化する場合の荷重の比率Wxr/Wxfの変化の例を示すグラフである。横軸は、加速度Acを示し、縦軸は、比率Wxr/Wxfを示している。ここで、ロール角差dArがゼロではなく、かつ、入力角AIが一定であることとしている。図示するように、加速度Acがゼロである状態から、加速度Acがゼロより大きい第1値Ac1に増大する場合、比率Wxr/Wxfは増大する。このような変化は、例えば、アクセルペダル170が踏み込まれた直後に、生じ得る。加速度Acが、ゼロである状態から、加速度Acがゼロより小さい第2値Ac2に低減する場合、比率Wxr/Wxfは低減する。このような変化は、例えば、ブレーキペダル180が踏み込まれた直後に、生じ得る。
FIG. 11B is a graph showing an example of a change in the load ratio Wxr / Wxf when the acceleration Ac changes from zero. The horizontal axis represents the acceleration Ac, and the vertical axis represents the ratio Wxr / Wxf. Here, it is assumed that the roll angle difference dAr is not zero and the input angle AI is constant. As shown in the figure, when the acceleration Ac increases from the state where the acceleration Ac is zero to the first value Ac1 where the acceleration Ac is larger than zero, the ratio Wxr / Wxf increases. Such a change can occur, for example, immediately after the
一般的に、荷重が小さい場合には、車輪は地面から離れやすい(すなわち、車輪は地面から持ち上がり易い)。荷重が大きい場合には、車輪は地面から離れにくい(すなわち、車輪は地面から持ち上がりにくい)。例えば、図12(A)の減速状態では、後輪30R、30Lは、前輪20R、20Lと比べて、地面GLから離れやすい。前輪20R、20Lは、後輪30R、30Lと比べて、地面GLから離れにくい。
In general, when the load is light, the wheels tend to move off the ground (ie, the wheels tend to lift off the ground). Under heavy loads, the wheels are difficult to lift off the ground (ie, the wheels are difficult to lift off the ground). For example, in the decelerated state of FIG. 12A, the
リーンモータ450、650がリーンモータトルクを生成する場合、車輪20R、20L、30R、30Lには、地面に垂直な成分を含む力が作用する。例えば、リーンモータ450、650が車体100を右方向DRへロールさせると仮定する。この場合、リーンモータトルクは、左車輪20L、30Lに、左車輪20L、30Lを地面に押しつける力を作用させ、右車輪20R、30Rに、右車輪20R、30Rを地面から引き離す力を作用させる。車輪に作用する力は、リーンモータトルクが大きいほど、強い。
When the
車輪が地面から離れることを抑制するためには、小さい荷重を支持する車輪に接続されたリーンモータが、小さいリーンモータトルクを生成することが好ましい。車体100を素早くロールさせるためには、大きい荷重を支持する車輪に接続されたリーンモータが、大きいリーンモータトルクを生成することが好ましい。
In order to prevent the wheels from moving off the ground, it is preferred that the lean motor connected to the wheels supporting the small load generate a small lean motor torque. In order to roll the
図11(C)は、加速度Acがゼロからの変化する場合の制御値比率RCLの変化の例を示すグラフである。制御値比率RCLは、前制御値CLfの大きさ(すなわち、絶対値)に対する後制御値CLrの大きさの比率である(RCL=|CLr|/|CLf|)。横軸は、加速度Acを示し、縦軸は、制御値比率RCLを示している。このグラフは、図11(B)と同じ条件下での制御値比率RCLの変化を示している。実線の第1グラフGC1は、本実施例のグラフである。図示するように、加速度Acがゼロから第1値Ac1に増大する場合、制御値比率RCLは増大する。加速度Acがゼロから第2値Ac2に低減する場合、制御値比率RCLは低減する。 FIG. 11C is a graph showing an example of a change in the control value ratio RCL when the acceleration Ac changes from zero. The control value ratio RCL is the ratio of the magnitude of the rear control value CLr to the magnitude of the pre-control value CLf (that is, the absolute value) (RCL = | CLr | / | CLf |). The horizontal axis represents the acceleration Ac, and the vertical axis represents the control value ratio RCL. This graph shows the change in the control value ratio RCL under the same conditions as in FIG. 11 (B). The solid first graph GC1 is a graph of this embodiment. As shown in the figure, when the acceleration Ac increases from zero to the first value Ac1, the control value ratio RCL increases. When the acceleration Ac is reduced from zero to the second value Ac2, the control value ratio RCL is reduced.
図11(D)は、加速度Acがゼロから変化する場合のトルク比率rTqの変化の例を示すグラフである。トルク比率rTqは、前リーンモータトルクTqfの大きさに対する後リーンモータトルクTqrの大きさの比率である(rTq=|Tqr|/|Tqf|)。横軸は、加速度Acを示し、縦軸は、トルク比率rTqを示している。実線の第1グラフGD1は、図11(C)の第1グラフGC1によって示される制御値比率RCLの変化に対応している。上述したように、制御値CLf、CLrは、リーンモータトルクTqf、Tqrを示している。従って、加速度Acがゼロから変化する場合、トルク比率rTqは、制御値比率RCLと同様に、変化する。 FIG. 11D is a graph showing an example of a change in the torque ratio rTq when the acceleration Ac changes from zero. The torque ratio rTq is the ratio of the magnitude of the rear lean motor torque Tqr to the magnitude of the front lean motor torque Tqf (rTq = | Tqr | / | Tqf |). The horizontal axis represents the acceleration Ac, and the vertical axis represents the torque ratio rTq. The solid first graph GD1 corresponds to the change in the control value ratio RCL shown by the first graph GC1 in FIG. 11 (C). As described above, the control values CLf and CLr indicate the lean motor torques Tqf and Tqr. Therefore, when the acceleration Ac changes from zero, the torque ratio rTq changes in the same manner as the control value ratio RCL.
本実施例では、プロセッサ910pは、加速度Acがゼロから変化する場合に、第1グラフGC1(図11(C))のように制御値比率RCLが変化するように、制御値CLf、CLrを制御する。減速状態(Ac<0)では、一定速度状態(Ac=ゼロ)と比べて、トルク比率rTqが小さい。従って、後輪30R、30L(図12(A))が地面GLから離れることは、容易に抑制可能である。加速状態(Ac>0)では、一定速度状態(Ac=ゼロ)と比べて、トルク比率rTqが大きい。従って、前輪20R、20L(図12(C))が地面GLから離れることは、容易に抑制可能である。以上により、制御装置900は、車体100の向きを安定化できる。
In this embodiment, the
S526b(図11(A))では、プロセッサ910p(図6)は、第1グラフGC1(図11(C))のように制御値比率RCLが変化するように、加速度Acを用いて、制御値CLf、CLrを決定する。制御値CLf、CLrの決定方法は、種々の方法であってよい。例えば、プロセッサ910pは、ロール角差dArと前側用のPゲインGfを用いる比例制御によって、前制御値CLfを決定し、ロール角差dArと後側用のPゲインGrを用いる比例制御によって、後制御値CLrを決定してよい。ここで、プロセッサ910pは、加速度Acが大きいほど、Pゲインの比率Gr/Gfが大きくなるように、PゲインGf、Grの少なくとも一方を調整してよい。ロール角差dArの大きさが一定である場合、Pゲインが大きいほど、制御値の大きさが大きくなる。これにより、プロセッサ910pは、図11(C)の対応関係のように、制御値比率RCLを変化させることができる。なお、加速度Acに基づいてPゲインGf、Grを調整する方法は、任意の方法であってよい。例えば、プロセッサ910pは、予め決められた関数に従って、加速度Acに対応付けられたPゲインGf、Grを決定してよい。関数は、車両10が適切に走行できるように、実験的に決定される。
In S526b (FIG. 11 (A)), the
また、本実施例においても、図9(A)、図9(B)に示す状態において、制御装置900は、前駆動装置450と後駆動装置650との両方に、ロール角Arを目標ロール角Artに近づけるリーンモータトルクTqf、Tqrを生成させることができる。
Further, also in this embodiment, in the state shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B), the
図11(E)−図11(H)は、加速度Acがゼロからの変化する場合の制御値CLf、CLrの変化の例を示すグラフである。横軸は、加速度Acを示し、縦軸は、制御値CLf、CLrの大きさを示している。これらのグラフは、図11(B)と同じ条件下での制御値CLf、CLrの変化を示している。 11 (E) -FIG. 11 (H) is a graph showing an example of changes in the control values CLf and CLr when the acceleration Ac changes from zero. The horizontal axis represents the acceleration Ac, and the vertical axis represents the magnitudes of the control values CLf and CLr. These graphs show changes in the control values CLf and CLr under the same conditions as in FIG. 11 (B).
図11(E)の例では、後制御値CLr(例えば、PゲインGr)が、加速度Acに応じて変化する。加速度Acがゼロから第1値Ac1に増大する場合、後制御値CLrの大きさは、増大する。加速度Acがゼロから第2値Ac2に低減する場合、後制御値CLrの大きさは、低減する。前制御値CLfの大きさ(例えば、PゲインGf)は、加速度Acによらず、一定である。 In the example of FIG. 11 (E), the post-control value CLr (for example, P gain Gr) changes according to the acceleration Ac. When the acceleration Ac increases from zero to the first value Ac1, the magnitude of the post-control value CLr increases. When the acceleration Ac is reduced from zero to the second value Ac2, the magnitude of the post-control value CLr is reduced. The magnitude of the pre-control value CLf (for example, P gain Gf) is constant regardless of the acceleration Ac.
図11(F)の例では、前制御値CLfが、加速度Acに応じて変化する。加速度Acがゼロから第1値Ac1に増大する場合、前制御値CLfの大きさは、低減する。加速度Acがゼロから第2値Ac2に低減する場合、前制御値CLfの大きさは、増大する。後制御値CLrの大きさは、加速度Acによらず、一定である。 In the example of FIG. 11F, the pre-control value CLf changes according to the acceleration Ac. When the acceleration Ac increases from zero to the first value Ac1, the magnitude of the pre-control value CLf decreases. When the acceleration Ac decreases from zero to the second value Ac2, the magnitude of the pre-control value CLf increases. The magnitude of the post-control value CLr is constant regardless of the acceleration Ac.
図11(G)の例では、前制御値CLfと後制御値CLrとは、加速度Acに応じて変化する。加速度Acがゼロから第1値Ac1に増大する場合、前制御値CLfの大きさは、低減し、後制御値CLrの大きさは、増大する。加速度Acがゼロから第2値Ac2に低減する場合、前制御値CLfの大きさは、増大し、後制御値CLrの大きさは、低減する。 In the example of FIG. 11 (G), the front control value CLf and the rear control value CLr change according to the acceleration Ac. When the acceleration Ac increases from zero to the first value Ac1, the magnitude of the pre-control value CLf decreases and the magnitude of the post-control value CLr increases. When the acceleration Ac decreases from zero to the second value Ac2, the magnitude of the pre-control value CLf increases and the magnitude of the post-control value CLr decreases.
図11(H)の例では、プロセッサ910pは、加速度Acに応じて、変化するパラメータを選択する。加速度Acがゼロから第1値Ac1に増大する場合、前制御値CLfの大きさは、低減し、後制御値CLrの大きさは、一定である。加速度Acがゼロから第2値Ac2に低減する場合、前制御値CLfの大きさは、一定であり、後制御値CLrの大きさは、低減する。
In the example of FIG. 11 (H), the
なお、加速度Acがゼロである場合、前制御値CLfの大きさは、後制御値CLrの大きさと異なっていてよい。 When the acceleration Ac is zero, the magnitude of the front control value CLf may be different from the magnitude of the rear control value CLr.
いずれの場合も、制御値比率RCLは、加速度Acの変化に対して、第1グラフGC1(図11(C))のように変化する。従って、制御装置900は、車体100の向きを安定化できる。なお、ロール角Arを目標ロール角Artに速やかに近づけるためには、加速度Acがゼロから変化する場合、前側と後側のうち荷重が増大する方の制御値の大きさが増大することが好ましい。また、車輪が地面GLから離れることを抑制するためには、加速度Acがゼロから変化する場合、前側と後側のうち荷重が低減する方の制御値の大きさが低減することが好ましい。
In either case, the control value ratio RCL changes as shown in the first graph GC1 (FIG. 11 (C)) with respect to the change in the acceleration Ac. Therefore, the
なお、図11(C)、図11(E)−図11(H)では、加速度Acの変化に対して、制御値CLf、CLrは、直線的に変化する。ただし、加速度Acと制御値CLf、CLrとの対応関係は、他の対応関係であってよい。例えば、制御値CLf、CLrは、加速度Acの変化に対して曲線を描くように変化してもよい。 In FIGS. 11 (C) and 11 (E) -11 (H), the control values CLf and CLr change linearly with respect to the change in acceleration Ac. However, the correspondence between the acceleration Ac and the control values CLf and CLr may be other correspondence. For example, the control values CLf and CLr may change so as to draw a curve with respect to the change in acceleration Ac.
図11(C)、図11(D)の点線の第2グラフGC2、GD2は、別の対応関係の例を示している。図中には、第1閾値Taと第2閾値Tbとが示されている。ここで、Ac2<Tb<ゼロ<Ta<Ac1である。第2グラフGC2が示すように、第2閾値Tb以上、第1閾値Ta以下の範囲では、制御値比率RCLは、一定である。そして、加速度Acが第1閾値Taから更に第1値Ac1に増大する場合に、制御値比率RCLが増大する。この場合も、加速度Acがゼロから第1値Ac1に増大する場合、制御値比率RCLは増大している。また、加速度Acが第2閾値Tbから更に第2値Ac2に低減する場合に、制御値比率RCLが低減する。この場合も、加速度Acがゼロから第2値Ac2に低減する場合、制御値比率RCLは低減している。このように、加速度Acの大きさが閾値Ta、Tbよりも小さい場合に、制御値比率RCLは変化せずに、加速度Acの大きさが閾値Ta、Tbよりも大きい場合に、制御値比率RCLが変化してもよい。 The second graphs GC2 and GD2 of the dotted lines in FIGS. 11 (C) and 11 (D) show another example of the correspondence. In the figure, a first threshold value Ta and a second threshold value Tb are shown. Here, Ac2 <Tb <zero <Ta <Ac1. As shown in the second graph GC2, the control value ratio RCL is constant in the range of the second threshold value Tb or more and the first threshold value Ta or less. Then, when the acceleration Ac further increases from the first threshold value Ta to the first value Ac1, the control value ratio RCL increases. Also in this case, when the acceleration Ac increases from zero to the first value Ac1, the control value ratio RCL increases. Further, when the acceleration Ac is further reduced from the second threshold value Tb to the second value Ac2, the control value ratio RCL is reduced. Also in this case, when the acceleration Ac is reduced from zero to the second value Ac2, the control value ratio RCL is reduced. In this way, when the magnitude of the acceleration Ac is smaller than the thresholds Ta and Tb, the control value ratio RCL does not change, and when the magnitude of the acceleration Ac is larger than the thresholds Ta and Tb, the control value ratio RCL May change.
なお、加速度Acが第1値Ac1から更に増大する場合、制御値比率RCLは、増大してもよく、一定であってもよい。同様に、加速度Acが第2値Ac2から更に低減する場合に、制御値比率RCLは、低減してもよく、一定であってもよい。 When the acceleration Ac further increases from the first value Ac1, the control value ratio RCL may increase or may be constant. Similarly, when the acceleration Ac is further reduced from the second value Ac2, the control value ratio RCL may be reduced or constant.
第1値Ac1は、車両10の構成に適したゼロよりも大きい種々の値であってよい。例えば、ゼロよりも大きい加速度Acの範囲のうち、互いに異なる複数の加速度Acに、加速度Acがゼロである場合の制御値比率RCLよりも大きい制御値比率RCLが対応付けられてよい。この場合、それら複数の加速度Acが、第1値Ac1に対応する。また、第1値Ac1は、加速度Acとは異なる他のパラメータ(例えば、ロール角差dAr、速度、入力角AIなど)に応じて、変化してよい。
The first value Ac1 may be various values larger than zero suitable for the configuration of the
同様に、第2値Ac2は、車両10の構成に適したゼロよりも小さい種々の値であってよい。例えば、ゼロよりも小さい加速度Acの範囲のうち、互いに異なる複数の加速度Acに、加速度Acがゼロである場合の制御値比率RCLよりも小さい制御値比率RCLが対応付けられてよい。この場合、それら複数の加速度Acが、第2値Ac2に対応する。また、第2値Ac2は、加速度Acとは異なる他のパラメータ(例えば、ロール角差dAr、速度、入力角AIなど)に応じて、変化してよい。
Similarly, the second value Ac2 may be various values less than zero suitable for the configuration of the
また、加速度Acとは異なる他のパラメータの一部の範囲において、制御値比率RCLが加速度Acに応じて変化し、残りの範囲では、制御値比率RCLが加速度Acに拘わらず一定であってよい。例えば、ロール角差dArの大きさが閾値以上である場合に、制御値比率RCLが加速度Acに応じて変化し、ロール角差dArの大きさが閾値より小さい場合に、制御値比率RCLが加速度Acに拘わらず一定であってよい。 Further, in a part range of other parameters different from the acceleration Ac, the control value ratio RCL changes according to the acceleration Ac, and in the remaining range, the control value ratio RCL may be constant regardless of the acceleration Ac. .. For example, when the magnitude of the roll angle difference dAr is equal to or greater than the threshold value, the control value ratio RCL changes according to the acceleration Ac, and when the magnitude of the roll angle difference dAr is smaller than the threshold value, the control value ratio RCL accelerates. It may be constant regardless of Ac.
なお、プロセッサ910pは、加速度Acを含む1以上のパラメータ(例えば、加速度Acとロール角差dAr)の組み合わせを用いて、制御値CLf、CLrを決定してよい。プロセッサ910pは、加速度Acを含む1以上のパラメータと制御値CLf、CLrとを対応付けるマップデータを参照して、制御値CLf、CLrを決定してよい。このような対応関係は、車両10が適切に走行できるように、予め実験的に決定される。
The
D.変形例:
(1)目標ロール角Artと他のパラメータとの対応関係は、図8の対応関係に代えて、種々の対応関係であってよい。例えば、速度Vがゼロである場合に、目標ロール角Artの大きさは、入力角AIの大きさが大きいほど、大きくてよい。また、入力角AIの大きさが第5値AI5(すなわち、最大値)よりも小さい場合であっても、目標ロール角Artの大きさが、最大ロール角Armまで増大してよい。例えば、速度Vが第1閾値Vtから更に増大する場合に、第5グラフArt5とは異なる他のグラフ(例えば、Art4、Art3、Art2など)が、最大ロール角Armまで増大してよい。目標ロール角Artは、速度Vを用いずに決定されてよい。いずれの場合も、速度Vが一定である場合には、入力角AIの大きさが大きいほど、目標ロール角Artの大きさが大きいことが好ましい。
D. Modification example:
(1) The correspondence between the target roll angle Art and other parameters may be various correspondences instead of the correspondences shown in FIG. For example, when the velocity V is zero, the size of the target roll angle Art may be larger as the size of the input angle AI is larger. Further, even when the size of the input angle AI is smaller than the fifth value AI5 (that is, the maximum value), the size of the target roll angle Art may be increased to the maximum roll angle Arm. For example, when the velocity V is further increased from the first threshold value Vt, another graph different from the fifth graph Art5 (for example, Art4, Art3, Art2, etc.) may be increased up to the maximum roll angle Arm. The target roll angle Art may be determined without using the velocity V. In any case, when the velocity V is constant, it is preferable that the larger the input angle AI is, the larger the target roll angle Art is.
(2)リーンモータを制御するための制御値(例えば、制御値CL、CLf、CLr)を決定する方法は、上記実施例の方法に代えて、他の種々の方法であってよい。例えば、ロール角差dArを用いて制御値を決定する処理は、いわゆるPID(Proportional Integral Derivative)制御のうちの1以上の制御を含んでよい(例えば、P制御、PD制御、PID制御など)。 (2) The method for determining the control value (for example, control value CL, CLf, CLr) for controlling the lean motor may be various other methods instead of the method of the above embodiment. For example, the process of determining the control value using the roll angle difference dAr may include one or more controls of so-called PID (Proportional Integral Derivative) control (for example, P control, PD control, PID control, etc.).
また、図10(A)の実施例では、プロセッサ910pは、共通の制御値CL(図7:S526)に前係数を乗じることによって、前制御値CLfを算出し、共通の制御値CLに後係数を乗じることによって、後制御値CLrを算出してもよい。図11(A)の実施例では、プロセッサ910pは、前係数と後係数とを加速度Acを用いて調整してよい。
Further, in the embodiment of FIG. 10A, the
また、プロセッサ910pは、ロール角Arと目標ロール角Artとを含む複数のパラメータの組み合わせを用いて、制御値を決定してよい。ここで、プロセッサ910pは、複数のパラメータと制御値との対応関係を示すマップデータを参照してよい。いずれの場合も、ロール角差dArの大きさが大きいほど、制御値によって示されるロールトルクの大きさが大きいことが好ましい。
Further, the
(3)一般的に、車両10の制御に用いられる対応関係は、種々の対応関係であってよい。対応関係は、車両10が適切に走行できるように、予め実験的に決定されてよい。
(3) Generally, the correspondence relationship used for controlling the
(4)幅方向に互いに離れて配置された一対の車輪(例えば、一対の前輪20R、20L、または、一対の後輪30R、30L)と、車体100と、を連結する連結装置の構成は、連結装置400、600(図1(A)−図1(C)、図2(A)、図2(B))の構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、後連結装置600の後リンク機構60が台に置換されてよい。台には、駆動モータ660R、660Lが固定される。そして、支持部69は、軸受によって、幅方向に回転可能に台に連結される。後リーンモータ650は、台に対して、支持部69を、幅方向に回転させる。これにより、車体100は、幅方向にロール可能である。また、図示を省略するが、左スライド装置が、左後輪30Lと車体100とを接続し、右スライド装置が、右後輪30Rと車体100とを接続してもよい。各スライド装置は、車体100に対する車輪の車体上方向DVUの相対位置を変化させることができる。傾斜装置は、このような2個のスライド装置を含んでよい。前連結装置400についても、同様である。
(4) The configuration of the connecting device for connecting the pair of wheels (for example, the pair of
一般的には、傾斜装置は、「幅方向に互いに離れて配置された一対の車輪のうちの1つの車輪または2つの車輪に直接的または間接的に接続された第1部材」と、「車体に直接的または間接的に接続された第2部材」と、「第1部材を第2部材に可動(例えば、回転可能、スライド可能など)に接続する接続装置」を含んでよい。図2(A)の後傾斜装置60に関しては、上横リンク部材61Uは、縦リンク部材61R、61Lとモータ660R、660Lを介して車輪30R、30Lに接続された第1部材の例である。中縦リンク部材61Cは、支持部69と後サスペンションシステム670とを介して車体100に接続された第2部材の例である。軸受68Uは、第1部材を第2部材に可動に接続する接続装置の例である。図2(B)の前傾斜装置40に関しても、同様である。
In general, the tilting device is described as "a first member directly or indirectly connected to one or two wheels of a pair of wheels arranged apart from each other in the width direction" and "a vehicle body. A second member directly or indirectly connected to the second member and a "connecting device for movably (for example, rotatable, slidable, etc.) connecting the first member to the second member" may be included. Regarding the
(5)傾斜装置を駆動する駆動力を生成するように構成されている駆動装置の構成は、リーンモータ450、650(図2(A)、図2(B))に代えて、種々の装置であってよい。例えば、駆動装置は、傾斜装置を駆動する油圧シリンダと、油圧シリンダに油圧を供給するポンプと、を含んでよい。また、車体100と後輪30R、30Lを接続する上記の右スライド装置と左スライド装置とが油圧シリンダを用いて構成されている場合、駆動装置は、スライド装置に油圧を供給するポンプを含んでよい。いずれの場合も、傾斜装置の駆動装置は、一対の車輪と車体100との間の相対的なロール運動の方向に拘わらずに、ロール角Arを目標ロール角Artに近づける力を傾斜装置に印加可能であるように、構成されていることが好ましい。
(5) The configuration of the driving device configured to generate the driving force for driving the tilting device is various devices instead of the
(6)制御装置の構成は、図6の制御装置900の構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、制御装置は、センサから取得される情報に含まれるノイズを低減するノイズフィルタを備えてよい。これにより、車両の制御に対するノイズの影響が、緩和される。ノイズフィルタとしては、例えば、種々のローパスフィルタを採用可能である。また、制御装置は、1つのコンピュータを用いて構成されてもよい。制御装置は、種々の電気回路であってよく、例えば、コンピュータを含む電気回路であってよく、コンピュータを含まない電気回路であってもよい。いずれの場合も、制御値(例えば、制御値CL、CLf、CLrなど)を決定する制御値決定処理は、種々の処理であってよい。制御値決定処理は、フィードバック制御(例えば、比例制御と微分制御と積分制御とのうちの少なくとも1つを含む制御)を含んでよく、フィードフォワード制御を含んでよい。
(6) The configuration of the control device may be various other configurations instead of the configuration of the
また、上記実施例では、運転者が、車両10(図6)を制御するための種々の指示情報(例えば、入力角AI、アクセル操作量Pa、ブレーキ操作量Pb)を制御装置900に入力する。これに代えて、制御装置900は、無線通信によって外部装置から指示情報を取得するように構成された無線装置を含んでよい。このように、移動装置は、遠隔操作される車両であってよい。入力角AIを取得する無線装置は、旋回目標情報取得装置の例である。また、制御装置900は、自動操縦を行うように構成されてよい。例えば、制御装置900は、図示しないGPS(Global Positioning System)を用いて特定される車両10の位置を参照して、予め決められた経路に沿って走行する処理を実行してよい。この場合、制御装置900は、車両10の位置と経路とを用いて、旋回目標情報を特定する。制御装置900のうち旋回目標情報を特定する部分は、旋回目標情報取得装置の例である。
Further, in the above embodiment, the driver inputs various instruction information (for example, input angle AI, accelerator operation amount Pa, brake operation amount Pb) for controlling the vehicle 10 (FIG. 6) to the
(7)上記各実施例の制御処理は、車両10(図1(A))に代えて、ボディと車輪とを備える種々の移動装置に適用されてよい。例えば、回動装置500とハンドル160とは、機械的に接続されてよい。駆動輪を駆動する駆動装置は、電気モータと内燃機関の少なくとも1つを含んでよい。最大定員数は、1人に代えて、2人以上であってよい。ここで、移動装置は、人を乗せずに荷物を載せて移動する無人車両であってよい。また、移動装置は、人も荷物も載せずに移動する無人車両であってよい。また、移動装置は、小型の模型自動車であってよい。
(7) The control process of each of the above embodiments may be applied to various mobile devices including a body and wheels instead of the vehicle 10 (FIG. 1 (A)). For example, the
(8)ロール角Arの基準となる基準方向は、鉛直下方向DD(すなわち、重力方向)に限らず、移動装置の外部で決定される任意の方向であってよい。例えば、移動装置が移動する道路に配置された標識によって示される基準方向が、ロール角Arの基準として用いられてよい。 (8) The reference direction that serves as a reference for the roll angle Ar is not limited to the vertical downward direction DD (that is, the direction of gravity), and may be any direction determined outside the moving device. For example, the reference direction indicated by the sign placed on the road on which the moving device moves may be used as the reference for the roll angle Ar.
上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部あるいは全部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、図6の制御装置900の機能を、専用のハードウェア回路によって実現してもよい。
In each of the above embodiments, a part of the configuration realized by the hardware may be replaced with software, and conversely, a part or all of the configuration realized by the software may be replaced with the hardware. May be good. For example, the function of the
また、本発明の機能の一部または全部がコンピュータプログラムで実現される場合には、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体(例えば、一時的ではない記録媒体)に格納された形で提供することができる。プログラムは、提供時と同一または異なる記録媒体(コンピュータ読み取り可能な記録媒体)に格納された状態で、使用され得る。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、メモリーカードやCD−ROMのような携帯型の記録媒体に限らず、各種ROM等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスクドライブ等のコンピュータに接続されている外部記憶装置も含み得る。 In addition, when a part or all of the functions of the present invention are realized by a computer program, the program is provided in a form stored in a computer-readable recording medium (for example, a non-temporary recording medium). be able to. The program may be used while being stored on the same or different recording medium (computer-readable recording medium) as it was provided. The "computer-readable recording medium" is not limited to a portable recording medium such as a memory card or a CD-ROM, but is connected to an internal storage device in the computer such as various ROMs or a computer such as a hard disk drive. It may also include an external storage device.
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。 Although the present invention has been described above based on Examples and Modifications, the above-described embodiments of the invention are for facilitating the understanding of the present invention and do not limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
10…車両、20L…左前輪、20R…右前輪、30L…左後輪、30R…右後輪、20Rx、20Lx、30Rx、30Lx…回転軸、27L…左回動軸、27R…右回動軸、28L、28R、38L、38R…接触領域、29L、29R、39R、39L…接触中心、40…前リンク機構(前傾斜装置)、49…支持部、60…後リンク機構(後傾斜装置)、69…支持部、100…車体、110…本体部、111…前部、112…前壁部、113…底部、114…後壁部、115…後部、120…座席、160…ハンドル、170…アクセルペダル、180…ブレーキペダル、400…前連結装置、450…前リーンモータ(前駆動装置)、470…前サスペンションシステム、480…前アーム、500…回動装置、550…回動駆動装置、550…操舵モータ、600…後連結装置、650…後リーンモータ(後駆動装置)、660L…左駆動モータ、660R…右駆動モータ、670…後サスペンションシステム、680…後アーム、720…速度センサ、722…加速度センサ、730…ロール角センサ、741…前制御角センサ、742…後制御角センサ、755…車輪角センサ、760…入力角センサ、770…アクセルペダルセンサ、780…ブレーキペダルセンサ、790…方向センサ、791…制御部、792…加速度センサ、793…ジャイロセンサ、800…バッテリ、900…制御装置、910…主制御部、920…駆動装置制御部、930…リーンモータ制御部、940…操舵モータ制御部、910g、920g、930g、940g…プログラム、910n、920n、930n、940n…不揮発性記憶装置、910p、920p、930p、940p…プロセッサ、910v、920v、930v、940v…揮発性記憶装置、920cR、920cL…電力制御部、930cf…前電力制御部、930cr…後電力制御部、940c…電力制御部、990…駆動制御装置、DB…後方向、DD…鉛直下方向、DF…前方向、DL…左方向、DR…右方向、DU…鉛直上方向、 10 ... Vehicle, 20L ... Left front wheel, 20R ... Right front wheel, 30L ... Left rear wheel, 30R ... Right rear wheel, 20Rx, 20Lx, 30Rx, 30Lx ... Rotation axis, 27L ... Left rotation axis, 27R ... Right rotation axis , 28L, 28R, 38L, 38R ... contact area, 29L, 29R, 39R, 39L ... contact center, 40 ... front link mechanism (front tilting device), 49 ... support, 60 ... rear link mechanism (rear tilting device), 69 ... Support, 100 ... Body, 110 ... Main body, 111 ... Front, 112 ... Front wall, 113 ... Bottom, 114 ... Rear wall, 115 ... Rear, 120 ... Seat, 160 ... Handle, 170 ... Accelerator Pedal, 180 ... Brake pedal, 400 ... Front coupling device, 450 ... Front lean motor (front drive device), 470 ... Front suspension system, 480 ... Front arm, 500 ... Rotating device, 550 ... Rotating drive device, 550 ... Steering motor, 600 ... rear coupling device, 650 ... rear lean motor (rear drive device), 660L ... left drive motor, 660R ... right drive motor, 670 ... rear suspension system, 680 ... rear arm, 720 ... speed sensor, 722 ... Acceleration sensor, 730 ... Roll angle sensor, 741 ... Front control angle sensor, 742 ... Rear control angle sensor, 755 ... Wheel angle sensor, 760 ... Input angle sensor, 770 ... Accelerator pedal sensor, 780 ... Brake pedal sensor, 790 ... Direction Sensor, 791 ... Control unit, 792 ... Acceleration sensor, 793 ... Gyro sensor, 800 ... Battery, 900 ... Control device, 910 ... Main control unit, 920 ... Drive device control unit, 930 ... Lean motor control unit, 940 ... Steering motor Control unit, 910g, 920g, 930g, 940g ... Program, 910n, 920n, 930n, 940n ... Non-volatile storage device, 910p, 920p, 930p, 940p ... Processor, 910v, 920v, 930v, 940v ... Volatile storage device, 920cR , 920cL ... Power control unit, 930cf ... Front power control unit, 930cr ... Rear power control unit, 940c ... Power control unit, 990 ... Drive control device, DB ... Rear direction, DD ... Vertical downward direction, DF ... Forward direction, DL ... left direction, DR ... right direction, DU ... vertically upward direction,
Claims (5)
ボディと、
前記移動装置の幅方向に互いに離れて配置された一対の前輪と、
前記幅方向に互いに離れて配置された一対の後輪と、
前記一対の前輪と前記ボディとを連結している前連結装置であって、前記一対の前輪に対して前記ボディを前記幅方向に傾斜させるように構成されている前傾斜装置を含む、前記前連結装置と、
前記一対の後輪と前記ボディとを連結している後連結装置であって、前記一対の後輪に対して前記ボディを前記幅方向に傾斜させるように構成されている後傾斜装置を含む、前記後連結装置と、
前記前傾斜装置を駆動する前駆動力を生成するように構成されている前駆動装置であって、前記前駆動力は前記一対の前輪に対して前記ボディを前記幅方向にロールさせる力である、前記前駆動装置と、
前記後傾斜装置を駆動する後駆動力を生成するように構成されている後駆動装置であって、前記後駆動力は前記一対の後輪に対して前記ボディを前記幅方向にロールさせる力である、前記後駆動装置と、
前記移動装置の外部の基準方向を基準とする前記ボディの前記幅方向のロール角を測定するように構成されているロール角センサと、
旋回の目標方向と旋回の目標程度とを示す旋回目標情報を取得するように構成されている旋回目標情報取得装置と、
前記前駆動装置と前記後駆動装置とを制御するように構成されている力制御装置と、
を備え、
前記力制御装置は、
前記旋回目標情報を用いて前記ボディの目標ロール角を特定する処理と、
前記ロール角を前記目標ロール角に近づける前記前駆動力を前記前駆動装置に生成させる処理と、
前記ロール角を前記目標ロール角に近づける前記後駆動力を前記後駆動装置に生成させる処理と、
を実行するように構成されており、
前記力制御装置は、前記一対の前輪と前記ボディとの間の相対的なロール運動の方向が、前記一対の後輪と前記ボディとの間の相対的なロール運動の方向とは反対である状態において、前記ボディを同じロール方向にロールさせる前記前駆動力と前記後駆動力とを前記前駆動装置と前記後駆動装置とに生成させるように構成されている、
移動装置。 It ’s a mobile device,
With the body
A pair of front wheels arranged apart from each other in the width direction of the moving device,
A pair of rear wheels arranged apart from each other in the width direction,
The front connecting device for connecting the pair of front wheels and the body, including a front tilting device configured to tilt the body in the width direction with respect to the pair of front wheels. With the connecting device
A rear coupling device that connects the pair of rear wheels and the body, and includes a rear tilting device configured to tilt the body in the width direction with respect to the pair of rear wheels. With the rear coupling device,
A front driving device configured to generate a precursor power for driving the front tilting device, wherein the precursor power is a force that causes the body to roll in the width direction with respect to the pair of front wheels. With the front drive
A rear driving device configured to generate a rear driving force for driving the rear tilting device, wherein the rear driving force is a force that causes the body to roll in the width direction with respect to the pair of rear wheels. There is the rear drive device and
A roll angle sensor configured to measure the roll angle in the width direction of the body with reference to an external reference direction of the moving device.
A turning target information acquisition device configured to acquire turning target information indicating a turning target direction and a turning target degree, and a turning target information acquisition device.
A force control device configured to control the front drive device and the rear drive device, and
With
The force control device is
The process of specifying the target roll angle of the body using the turning target information, and
A process of causing the front drive device to generate the precursor power that brings the roll angle closer to the target roll angle.
A process of causing the rear drive device to generate the rear drive force that brings the roll angle closer to the target roll angle.
Is configured to run
In the force control device, the direction of the relative roll motion between the pair of front wheels and the body is opposite to the direction of the relative roll motion between the pair of rear wheels and the body. In the state, the precursor power and the rear driving force for rolling the body in the same roll direction are generated by the front driving device and the rear driving device.
Mobile device.
前記力制御装置は、前記ロール角と前記目標ロール角との間の差を示す同じ制御値に基づいて、前記前駆動装置と前記後駆動装置とを制御するように構成されている、
移動装置。 The mobile device according to claim 1.
The force control device is configured to control the front drive device and the rear drive device based on the same control value indicating the difference between the roll angle and the target roll angle.
Mobile device.
前記移動装置が水平な地面上で停止している状態を、停止状態と呼び、
前記停止状態における前記一対の前輪に印加される荷重を前荷重と呼び、
前記停止状態における前記一対の後輪に印加される荷重を後荷重と呼び、
前記前荷重は、前記後荷重と異なっている、
移動装置。 The mobile device according to claim 2.
The state in which the moving device is stopped on a horizontal ground is called a stopped state.
The load applied to the pair of front wheels in the stopped state is called a front load.
The load applied to the pair of rear wheels in the stopped state is called a rear load.
The preload is different from the postload,
Mobile device.
前記移動装置が水平な地面上で停止している状態を、停止状態と呼び、
前記停止状態における前記一対の前輪に印加される荷重を前荷重と呼び、
前記停止状態における前記一対の後輪に印加される荷重を後荷重と呼び、
前記前荷重は、前記後荷重と異なっており、
前側と後側とのうち大きい荷重に対応付けられる側を重側と呼び、
前記前側と前記後側とのうち小さい荷重に対応付けられる側を軽側と呼び、
前記力制御装置は、前記前駆動装置と前記後駆動装置とのうち、前記重側にある駆動装置には、前記軽側にある駆動装置の駆動力によって引き起こされるロールトルクよりも大きいロールトルクを引き起こす駆動力を生成させるように構成されている、
移動装置。 The mobile device according to claim 1.
The state in which the moving device is stopped on a horizontal ground is called a stopped state.
The load applied to the pair of front wheels in the stopped state is called a front load.
The load applied to the pair of rear wheels in the stopped state is called a rear load.
The preload is different from the postload and
Of the front side and the rear side, the side associated with the larger load is called the heavy side.
Of the front side and the rear side, the side associated with the smaller load is called the light side.
Among the front drive device and the rear drive device, the force control device applies a roll torque larger than the roll torque caused by the drive force of the drive device on the light side to the drive device on the heavy side. It is configured to generate the driving force that causes,
Mobile device.
前記移動装置の加速度を測定するように構成されているセンサを備え、
前記力制御装置は、
前記ロール角が前記目標ロール角と異なっており、かつ、前記加速度がゼロである開始状態から、前記加速度がゼロより大きい第1値に増大する場合に、前記前駆動力の大きさに対する前記後駆動力の大きさの比率を大きくする処理と、
前記開始状態から、前記加速度がゼロより小さい第2値に低減する場合に、前記比率を小さくする処理と、
を実行するように構成されている、移動装置。 The mobile device according to claim 1.
It comprises a sensor configured to measure the acceleration of the mobile device.
The force control device is
When the roll angle is different from the target roll angle and the acceleration increases from the start state where the acceleration is zero to a first value larger than zero, the post-drive with respect to the magnitude of the precursor power. Processing to increase the ratio of force magnitude and
When the acceleration is reduced to a second value smaller than zero from the start state, the process of reducing the ratio and
A mobile device that is configured to run.
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