JP4894707B2 - vehicle - Google Patents
vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP4894707B2 JP4894707B2 JP2007258424A JP2007258424A JP4894707B2 JP 4894707 B2 JP4894707 B2 JP 4894707B2 JP 2007258424 A JP2007258424 A JP 2007258424A JP 2007258424 A JP2007258424 A JP 2007258424A JP 4894707 B2 JP4894707 B2 JP 4894707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- drive
- vehicle body
- active weight
- control ecu
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 description 42
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 34
- 230000006870 function Effects 0.000 description 16
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000004260 weight control Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関するものである。 The present invention relates to a vehicle using posture control of an inverted pendulum.
従来、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配置された2つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両、球体状の単一の駆動輪により車体の姿勢を制御しながら移動する車両等の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a technique related to a vehicle using posture control of an inverted pendulum has been proposed. For example, a vehicle having two drive wheels arranged on the same axis and driving by detecting a change in the posture of the vehicle body due to the driver's movement of the center of gravity, while controlling the posture of the vehicle body with a single spherical drive wheel Techniques for moving vehicles and the like have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この場合、センサで車体のバランスや動作の状態を検出し、回転体の動作を制御して車両を停止又は移動させるようになっている。
しかしながら、前記従来の車両においては、坂道で停止状態を維持したり、安定して走行したりすることができなかった。例えば、坂道で車両を停止させておくためには、車両が下り方向に移動しないように駆動輪に駆動トルクを付与する必要がある。しかし、急勾(こう)配の坂道で、駆動輪が停止した状態で駆動モータに大きなトルクを発生させ続けると、駆動モータ内の駆動回路の一部が集中的に酷使されることによって、該駆動回路中の素子が劣化したり破損したりしてしまうことがある。 However, the conventional vehicle cannot maintain a stopped state on a slope or travel stably. For example, in order to stop the vehicle on a slope, it is necessary to apply drive torque to the drive wheels so that the vehicle does not move in the downward direction. However, if a large torque is continuously generated in the drive motor while the drive wheel is stopped on a steep slope, a part of the drive circuit in the drive motor is intensively abused. Elements in the drive circuit may be deteriorated or damaged.
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、急勾配の坂道で車両が停止する場合には、車両を少し前後に動かすことによって、駆動モータ内の駆動回路の一部のみに負荷がかかることがなく、駆動モータが劣化することなく、急勾配の坂道で長時間停止することができ、路面勾配に関わらず安定した停止状態を維持することができ、寿命の長い車両を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional vehicle, and when the vehicle stops on a steep slope, the vehicle is moved slightly back and forth to load only a part of the drive circuit in the drive motor. It is possible to stop for a long time on a steep slope without deterioration of the drive motor, and to maintain a stable stop state regardless of the road surface gradient, and to provide a vehicle having a long life. For the purpose.
そのために、本発明の車両においては、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、該駆動輪を駆動する駆動モータと、前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、路面勾配が所定の閾(しきい)値より大きい坂道で停止する場合、前記駆動輪を回転させ、停止点を中心として車両を前後に移動させる。 For this purpose, in the vehicle of the present invention, the drive wheel that is rotatably attached to the vehicle body, the drive motor that drives the drive wheel, and the drive torque applied to the drive wheel are controlled to control the posture of the vehicle body. The vehicle control device rotates the drive wheel when the road surface gradient is stopped on a slope higher than a predetermined threshold value, and moves the vehicle back and forth around the stop point. Move.
本発明の他の車両においては、さらに、前記所定の閾値は、前記駆動モータの無回転時の定格トルクを前記車両の重量と前記駆動輪の接地半径との積で除算することによって算出される。 In another vehicle of the present invention, the predetermined threshold value is calculated by dividing the rated torque when the drive motor is not rotating by the product of the weight of the vehicle and the grounding radius of the drive wheel. .
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記駆動モータの回転子の1回転に対応する回転角だけ前記駆動輪を回転させる。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further rotates the drive wheel by a rotation angle corresponding to one rotation of the rotor of the drive motor.
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記駆動モータ内の駆動回路が局所的に加熱されない周期で車両を前後に移動させる。 In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further moves the vehicle back and forth in a cycle in which the drive circuit in the drive motor is not locally heated.
請求項1の構成によれば、急勾配の坂道で車両が停止する場合であっても、駆動モータ内の駆動回路の一部のみに負荷がかかることがなく、駆動モータが劣化することなく、車両を長寿命化することができる。 According to the configuration of claim 1, even when the vehicle stops on a steep slope, a load is not applied to only a part of the drive circuit in the drive motor, and the drive motor does not deteriorate. The life of the vehicle can be extended.
請求項2の構成によれば、駆動モータが劣化する限界の路面勾配をその閾値とすることで、低勾配の路面で不必要な車両の前後動作を防ぐことができ、乗り心地を確保しつつ、駆動モータ内の駆動回路の局所的な加熱を防止することができる。 According to the configuration of the second aspect, by setting the threshold road gradient at which the drive motor deteriorates as the threshold, unnecessary front and rear movements of the vehicle on the low gradient road surface can be prevented, and the ride comfort is ensured. The local heating of the drive circuit in the drive motor can be prevented.
請求項3の構成によれば、車両の前後移動量を最低限の値に抑えることで、不必要に大きい車両の前後動作を防ぐことができ、乗り心地を更に向上させつつ、駆動モータ内の駆動回路の局所的な加熱を防止することができる。 According to the configuration of the third aspect of the present invention, it is possible to prevent an unnecessarily large vehicle front-rear operation by suppressing the amount of vehicle front-rear movement to a minimum value, while further improving the ride comfort, Local heating of the drive circuit can be prevented.
請求項4の構成によれば、車両の前後移動速度を最低限の値に抑えることで、不必要に速い車両の前後動作を防ぐことができ、乗り心地を更に向上させつつ、駆動モータ内の駆動回路の局所的な加熱を防止することができる。 According to the configuration of claim 4, by suppressing the vehicle front-rear moving speed to a minimum value, it is possible to prevent unnecessarily fast vehicle front-rear motion, further improving the ride comfort, Local heating of the drive circuit can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり乗員が搭乗した状態で加速前進している状態を示す図、図2は本発明の第1の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle in a first embodiment of the present invention, and shows a state in which an occupant is moving forward in an accelerated state, and FIG. 2 is a first embodiment of the present invention. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control system in FIG.
図において、10は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部11、駆動輪12、支持部13及び乗員15が搭乗する搭乗部14を有し、倒立振り子の姿勢制御を利用して車体の姿勢を制御する。そして、前記車両10は、車体を前後に傾斜させることができるようになっている。図1に示される例においては、車両10は矢印Aで示される方向に加速中であり、車体が進行方向前方に向かって傾斜した状態が示されている。
In the figure,
前記駆動輪12は、車体の一部である支持部13によって回転可能に支持され、駆動アクチュエータとしての駆動モータ52によって駆動される。なお、駆動輪12の軸は図1の図面に垂直な方向に延在し、駆動輪12はその軸を中心に回転する。また、前記駆動輪12は、単数であっても複数であってもよいが、複数である場合、同軸上に並列に配設される。本実施の形態においては、駆動輪12が2つであるものとして説明する。この場合、各駆動輪12は個別の駆動モータ52によって独立して駆動される。なお、駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、内燃機関等を使用することもできるが、ここでは、電気モータである駆動モータ52を使用するものとして説明する。
The
また、車体の一部である本体部11は、支持部13によって下方から支持され、駆動輪12の上方に位置する。そして、本体部11には、能動重量部として機能する搭乗部14が、車両10の前後方向に本体部11に対して相対的に並進可能となるように、換言すると、車体回転円の接線方向に相対的に移動可能となるように、取り付けられている。
The main body 11 that is a part of the vehicle body is supported from below by the
ここで、能動重量部は、ある程度の質量を備え、本体部11に対して並進する、すなわち、前後に移動させることによって、車両10の重心位置を能動的に補正するものである。そして、能動重量部は、必ずしも搭乗部14である必要はなく、例えば、バッテリ等の重量のある周辺機器を並進可能に本体部11に対して取り付けた装置であってもよいし、ウェイト、錘(おもり)、バランサ等の専用の重量部材を並進可能に本体部11に対して取り付けた装置であってもよい。また、搭乗部14、重量のある周辺機器、専用の重量部材等を併用するものであってもよい。
Here, the active weight portion has a certain amount of mass and translates with respect to the main body portion 11, that is, actively moves the front and rear to correct the position of the center of gravity of the
本実施の形態においては、説明の都合上、乗員15が搭乗した状態の搭乗部14が能動重量部として機能する例について説明するが、搭乗部14には必ずしも乗員15が搭乗している必要はなく、例えば、車両10がリモートコントロールによって操縦される場合には、搭乗部14に乗員15が搭乗していなくてもよいし、乗員15に代えて、貨物が積載されていてもよい。
In the present embodiment, for the sake of explanation, an example will be described in which the
前記搭乗部14は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、座面部14a、背もたれ部14b及びヘッドレスト14cを備え、図示されない移動機構を介して本体部11に取り付けられている。
The
前記移動機構は、リニアガイド装置等の低抵抗の直線移動機構、及び、能動重量部アクチュエータとしての能動重量部モータ62を備え、該能動重量部モータ62によって搭乗部14を駆動し、本体部11に対して進行方向に前後させるようになっている。なお、能動重量部アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、リニアモータ等を使用することもできるが、ここでは、回転式の電気モータである能動重量部モータ62を使用するものとして説明する。
The moving mechanism includes a low-resistance linear moving mechanism such as a linear guide device and an active weight part motor 62 as an active weight part actuator. The active weight part motor 62 drives the
リニアガイド装置は、例えば、本体部11に取り付けられている案内レールと、搭乗部14に取り付けられ、案内レールに沿ってスライドするキャリッジと、案内レールとキャリッジとの間に介在するボール、コロ等の転動体とを備える。そして、案内レールには、その左右側面部に2本の軌道溝が長手方向に沿って直線状に形成されている。また、キャリッジの断面はコ字状に形成され、その対向する2つの側面部内側には、2本の軌道溝が、案内レールの軌道溝と各々対向するように形成されている。転動体は、軌道溝の間に組み込まれており、案内レールとキャリッジとの相対的直線運動に伴って軌道溝内を転動するようになっている。なお、キャリッジには、軌道溝の両端をつなぐ戻し通路が形成されており、転動体は軌道溝及び戻し通路を循環するようになっている。
The linear guide device includes, for example, a guide rail attached to the main body 11, a carriage attached to the
また、リニアガイド装置は、該リニアガイド装置の動きを締結するブレーキ又はクラッチを備える。車両10が停車しているときのように搭乗部14の動作が不要であるときには、ブレーキによって案内レールにキャリッジを固定することで、本体部11と搭乗部14との相対的位置関係を保持する。そして、動作が必要であるときには、このブレーキを解除し、本体部11側の基準位置と搭乗部14側の基準位置との距離が所定値となるように制御される。
The linear guide device includes a brake or a clutch that fastens the movement of the linear guide device. When the operation of the
前記搭乗部14の脇(わき)には、目標走行状態取得装置としてのジョイスティック31を備える入力装置30が配設されている。乗員15は、ジョイスティック31を操作することによって、車両10の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。なお、乗員15が操作して走行指令を入力することができる装置であれば、ジョイスティック31に代えて他の装置、例えば、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を目標走行状態取得装置として使用することもできる。
An input device 30 including a
なお、車両10がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック31に代えて、コントローラからの走行指令を有線又は無線で受信する受信装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。また、車両10があらかじめ決められた走行指令データに従って自動走行する場合には、前記ジョイスティック31に代えて、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体に記憶された走行指令データを読み取るデータ読取り装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。
In addition, when the
また、車両10は、車両制御装置としての制御ECU(Electronic Control Unit)20を有し、該制御ECU20は、主制御ECU21、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23を備える。前記制御ECU20並びに主制御ECU21、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23は、CPU、MPU等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、車両10の各部の動作を制御するコンピュータシステムであり、例えば、本体部11に配設されるが、支持部13や搭乗部14に配設されていてもよい。また、前記主制御ECU21、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23は、それぞれ、別個に構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。
In addition, the
そして、主制御ECU21は、駆動輪制御ECU22、駆動輪センサ51及び駆動モータ52とともに、駆動輪12の動作を制御する駆動輪制御システム50の一部として機能する。前記駆動輪センサ51は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、駆動輪回転状態計測装置として機能し、駆動輪12の回転状態を示す駆動輪回転角及び/又は回転角速度を検出し、主制御ECU21に送信する。また、該主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信し、該駆動輪制御ECU22は、受信した駆動トルク指令値に相当する入力電圧を駆動モータ52に供給する。そして、該駆動モータ52は、入力電圧に従って駆動輪12に駆動トルクを付与し、これにより、駆動アクチュエータとして機能する。
The main control ECU 21 functions as a part of the drive
また、主制御ECU21は、能動重量部制御ECU23、能動重量部センサ61及び能動重量部モータ62とともに、能動重量部である搭乗部14の動作を制御する能動重量部制御システム60の一部として機能する。前記能動重量部センサ61は、エンコーダ等から成り、能動重量部移動状態計測装置として機能し、搭乗部14の移動状態を示す能動重量部位置及び/又は移動速度を検出し、主制御ECU21に送信する。また、該主制御ECU21は、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ECU23に送信し、該能動重量部制御ECU23は、受信した能動重量部推力指令値に相当する入力電圧を能動重量部モータ62に供給する。そして、該能動重量部モータ62は、入力電圧に従って搭乗部14を並進移動させる推力を搭乗部14に付与し、これにより、能動重量部アクチュエータとして機能する。
The main control ECU 21 functions as a part of the active weight
さらに、主制御ECU21は、駆動輪制御ECU22、能動重量部制御ECU23、車体傾斜センサ41、駆動モータ52及び能動重量部モータ62とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム40の一部として機能する。前記車体傾斜センサ41は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び/又は傾斜角速度を検出し、主制御ECU21に送信する。そして、該主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ECU23に送信する。
Further, the main control ECU 21 functions as a part of the vehicle
なお、主制御ECU21には、入力装置30のジョイスティック31から走行指令が入力される。そして、該主制御ECU21は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ECU22に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ECU23に送信する。
The main control ECU 21 receives a travel command from the
また、前記制御ECU20は、車両10の走行状態及び車体姿勢の時間変化に基づいて路面勾配を推定する路面勾配推定手段として機能する。また、目標走行状態及び路面勾配に応じて目標とする車体姿勢、すなわち、車体傾斜状態及び/又は能動重量部移動状態を決定する目標車体姿勢決定手段として機能する。さらに、各センサによって取得した車両10の走行状態及び車体姿勢、並びに、目標走行状態、目標車体姿勢及び路面勾配に応じて各アクチュエータの出力を決定するアクチュエータ出力決定手段として機能する。さらに、車両10の前後方向の路面勾配を取得する路面勾配取得手段として機能する。さらに、路面勾配に応じて付加する駆動トルクを決定する登坂トルク決定手段として機能する。さらに、登坂トルクに応じて、車体の重心補正量を決定する重心補正量決定手段として機能する。
The
なお、各センサは、複数の状態量を取得するものであってもよい。例えば、車体傾斜センサ41として加速度センサとジャイロセンサとを併用し、両者の計測値から車体傾斜角と傾斜角速度とを決定するようにしてもよい。 Each sensor may acquire a plurality of state quantities. For example, an acceleration sensor and a gyro sensor may be used in combination as the vehicle body tilt sensor 41, and the vehicle body tilt angle and the tilt angular velocity may be determined from both measured values.
次に、前記構成の車両10の動作について説明する。まず、走行及び姿勢制御処理の概要について説明する。
Next, the operation of the
図3は本発明の第1の実施の形態における坂道上での車両の動作を示す概略図、図4は本発明の第1の実施の形態における車両の走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。なお、図3(a)は比較のための従来技術による動作例を示し、図3(b)は本実施の形態による動作を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the operation of the vehicle on the slope in the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle running and attitude control processing in the first embodiment of the present invention. It is. FIG. 3A shows an operation example according to the prior art for comparison, and FIG. 3B shows an operation according to the present embodiment.
本実施の形態においては、搭乗部14が能動重量部として機能し、図3(b)に示されるように、並進させる、すなわち、前後に移動させることによって、車両10の重心位置を能動的に補正するようになっている。これにより、坂道で車両10を停止させるために、すなわち、該車両10が下り方向に移動しないように駆動輪12に駆動トルクを付与し、その反作用である反トルクが車体に作用しても、車体が下り方向に傾いてしまうことがない。また、坂道を走行する場合にも、車体が下り方向に傾いてしまうことがなく、安定して走行することができる。
In the present embodiment, the
これに対し、仮に、「背景技術」の項で説明した従来の車両のように、路面勾配に応じた重心位置補正を行わない場合、図3(a)に示されるように、坂道で車両10を停止させておくために駆動輪12に付与した駆動トルクの反作用、すなわち、反トルクが車体に作用するので、車体が下り方向に傾いてしまう。そして、坂道を走行する場合にも、安定した車体姿勢及び走行の制御を行うことができない。
On the other hand, if the center of gravity position correction according to the road surface gradient is not performed as in the conventional vehicle described in the section “Background Art”, the
そこで、本実施の形態においては、走行及び姿勢制御処理を実行することによって、路面勾配に関わらず、車両10は安定して停止及び走行することができるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the
走行及び姿勢制御処理において、制御ECU20は、まず、状態量の取得処理を実行し(ステップS1)、各センサ、すなわち、駆動輪センサ51、車体傾斜センサ41及び能動重量部センサ61によって、駆動輪12の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部14の移動状態を取得する。
In the running and posture control process, the
次に、制御ECU20は、路面勾配の取得処理を実行し(ステップS2)、状態量の取得処理で取得した状態量、すなわち、駆動輪12の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部14の移動状態と、各アクチュエータの出力値、すなわち、駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力値とに基づき、オブザーバによって路面勾配を推定する。ここで、前記オブザーバは、力学的なモデルに基づいて、制御系の内部状態を観測する方法であり、ワイヤードロジック又はソフトロジックで構成される。
Next, the
次に、制御ECU20は、目標走行状態の決定処理を実行し(ステップS3)、ジョイスティック31の操作量に基づいて、車両10の加速度の目標値、及び、駆動輪12の回転角速度の目標値を決定する。
Next, the
次に、制御ECU20は、目標車体姿勢の決定処理を実行し(ステップS4)、路面勾配の取得処理によって取得された路面勾配と、目標走行状態の決定処理によって決定された車両10の加速度の目標値とに基づいて、車体姿勢の目標値、すなわち、車体傾斜角及び能動重量部位置の目標値を決定する。
Next, the
最後に、制御ECU20は、アクチュエータ出力の決定処理を実行し(ステップS5)、状態量の取得処理によって取得された各状態量、路面勾配の取得処理によって取得された路面勾配、目標走行状態の決定処理によって決定された目標走行状態、及び、目標車体姿勢の決定処理によって決定された目標車体姿勢に基づいて、各アクチュエータの出力、すなわち、駆動モータ52及び能動重量部モータ62の出力を決定する。
Finally, the
次に、走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。まず、状態量の取得処理について説明する。 Next, details of the traveling and attitude control processing will be described. First, the state quantity acquisition process will be described.
図5は本発明の第1の実施の形態における車両の力学モデル及びそのパラメータを示す図、図6は本発明の第1の実施の形態における状態量の取得処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a diagram showing a vehicle dynamic model and its parameters according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing an operation of state quantity acquisition processing according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、状態量やパラメータを次のような記号によって表す。なお、図5には状態量やパラメータの一部が示されている。
θW :駆動輪回転角〔rad〕
θ1 :車体傾斜角(鉛直軸基準)〔rad〕
λS :能動重量部位置(車体中心点基準)〔m〕
τW :駆動トルク(2つの駆動輪の合計)〔Nm〕
SS :能動重量部推力〔N〕
g:重力加速度〔m/s2 〕
η:路面勾配〔rad〕
mW :駆動輪質量(2つの駆動輪の合計)〔kg〕
RW :駆動輪接地半径〔m〕
IW :駆動輪慣性モーメント(2つの駆動輪の合計)〔kgm2 〕
DW :駆動輪回転に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
m1 :車体質量(能動重量部を含む)〔kg〕
l1 :車体重心距離(車軸から)〔m〕
I1 :車体慣性モーメント(重心周り)〔kgm2 〕
D1 :車体傾斜に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
mS :能動重量部質量〔kg〕
lS :能動重量部重心距離(車軸から)〔m〕
IS :能動重量部慣性モーメント(重心周り)〔kgm2 〕
DS :能動重量部並進に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
In the present embodiment, state quantities and parameters are represented by the following symbols. FIG. 5 shows some of the state quantities and parameters.
θ W : Drive wheel rotation angle [rad]
θ 1 : Body tilt angle (vertical axis reference) [rad]
λ S : Active weight part position (vehicle center point reference) [m]
τ W : Driving torque (total of two driving wheels) [Nm]
S S : Active weight part thrust [N]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
η: Road surface slope [rad]
m W : Drive wheel mass (total of two drive wheels) [kg]
R W : Driving wheel contact radius [m]
I W : Moment of inertia of driving wheel (total of two driving wheels) [kgm 2 ]
D W : viscosity damping coefficient [Nms / rad] for driving wheel rotation
m 1 : Body mass (including active weight) [kg]
l 1 : Body center-of-gravity distance (from axle) [m]
I 1 : Body inertia moment (around the center of gravity) [kgm 2 ]
D 1 : Viscous damping coefficient for vehicle body tilt [Nms / rad]
m S : Active weight part mass [kg]
l S : Active weight part center of gravity distance (from axle) [m]
I S : Active weight part inertia moment (around the center of gravity) [kgm 2 ]
D S : Viscous damping coefficient [Nms / rad] for active weight translation
次に、路面勾配の取得処理について説明する。 Next, the road surface gradient acquisition process will be described.
図7は本発明の第1の実施の形態における路面勾配の取得処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the road surface gradient acquisition process in the first embodiment of the present invention.
路面勾配の取得処理において、主制御ECU21は、路面勾配ηを推定する(ステップS2−1)。この場合、状態量の取得処理で取得した各状態量と、前回(一つ前の時間ステップ)の走行及び姿勢制御処理におけるアクチュエータ出力の決定処理で決定した各アクチュエータの出力とに基づき、次の式(1)により、路面勾配ηを推定する。 In the road surface gradient acquisition process, the main control ECU 21 estimates the road surface gradient η (step S2-1). In this case, based on each state quantity acquired in the state quantity acquisition process and the output of each actuator determined in the actuator output determination process in the previous run (previous time step) travel and posture control process, The road surface gradient η is estimated from equation (1).
このように、本実施の形態においては、駆動モータ52が出力する駆動トルクと、状態量としての駆動輪回転角加速度、車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度とに基づいて路面勾配を推定する。この場合、駆動輪12の回転状態を示す駆動輪回転角加速度だけでなく、車体の姿勢変化を示す車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度をも考慮している。すなわち、倒立振り子の姿勢制御を利用した、いわゆる倒立型車両に特有の要素である車体の姿勢変化を考慮している。
As described above, in the present embodiment, the road surface gradient is estimated based on the driving torque output from the driving
従来においては、駆動トルクと駆動輪回転角加速度とに基づいて路面勾配を推定するため、特に車体の姿勢が変化しているとき、路面勾配の推定値に大きな誤差が生じることがあった。しかし、本実施の形態においては、車体の姿勢変化を示す車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度をも考慮して路面勾配を推定するので、大きな誤差が生じることがなく、極めて高い精度で路面勾配を推定することができる。 Conventionally, since the road surface gradient is estimated based on the driving torque and the driving wheel rotation angular acceleration, a large error may occur in the estimated value of the road surface gradient particularly when the posture of the vehicle body is changing. However, in the present embodiment, the road surface gradient is estimated in consideration of the vehicle body inclination angle acceleration indicating the posture change of the vehicle body and the active weight portion movement acceleration, so that no large error occurs and the road surface is extremely accurate. The gradient can be estimated.
一般的に、倒立型車両では、駆動輪と相対的に車体の重心が前後に移動するので、駆動輪が停止していても、車両の重心が前後に移動することがある。したがって、重心の加速度と駆動力、あるいは、駆動トルクとから路面勾配を高い精度で推定するためには、このような影響を考慮する必要がある。一般的な倒立型車両においては、車両全体に対する車体の重量比率が高いので、特に車両停止時には、このような影響が大きくなる。 Generally, in an inverted type vehicle, the center of gravity of the vehicle body moves back and forth relative to the drive wheels, so that the center of gravity of the vehicle may move back and forth even when the drive wheels are stopped. Therefore, in order to estimate the road gradient with high accuracy from the acceleration of the center of gravity and the driving force or the driving torque, it is necessary to consider such influence. In a general inverted type vehicle, since the weight ratio of the vehicle body to the entire vehicle is high, such an influence becomes large particularly when the vehicle is stopped.
なお、路面勾配の値にローパスフィルタをかけることによって、推定値の高周波成分を除去することもできる。この場合、推定に時間遅れが生じるが、高周波成分に起因する振動を抑制することができる。 Note that the high-frequency component of the estimated value can be removed by applying a low-pass filter to the road surface gradient value. In this case, a time delay occurs in the estimation, but the vibration caused by the high frequency component can be suppressed.
本実施の形態においては、駆動力、慣性力及び路面勾配による重力成分を考慮しているが、駆動輪12の転がり抵抗や回転軸の摩擦による粘性抵抗、あるいは、車両10に作用する空気抵抗などを副次的な影響として考慮してもよい。
In the present embodiment, the gravitational component due to the driving force, inertial force, and road surface gradient is taken into consideration, but the rolling resistance of the
また、本実施の形態においては、駆動輪12の回転運動に関する線形モデルを使用しているが、より正確な非線形モデルを使用してもよいし、車体傾斜運動や能動重量部並進運動についてのモデルを使用してもよい。なお、非線形モデルについては、マップの形式で関数を適用することもできる。
In the present embodiment, a linear model related to the rotational motion of the
さらに、計算の簡略化のために、車体姿勢の変化を考慮しなくてもよい。 Further, in order to simplify the calculation, it is not necessary to consider the change in the body posture.
次に、目標走行状態の決定処理について説明する。 Next, the target travel state determination process will be described.
図8は本発明の第1の実施の形態における目標走行状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the target travel state determination process in the first embodiment of the present invention.
目標走行状態の決定処理において、主制御ECU21は、まず、操縦操作量を取得する(ステップS3−1)。この場合、乗員15が、車両10の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック31の操作量を取得する。
In the determination process of the target travel state, the main control ECU 21 first acquires a steering operation amount (step S3-1). In this case, the occupant 15 acquires the operation amount of the
続いて、主制御ECU21は、取得したジョイスティック31の操作量に基づいて、車両加速度の目標値を決定する(ステップS3−2)。例えば、ジョイスティック31の前後方向への操作量に比例した値を車両加速度の目標値とする。
Subsequently, the main control ECU 21 determines a target value for vehicle acceleration based on the acquired operation amount of the joystick 31 (step S3-2). For example, a value proportional to the amount of operation of the
続いて、主制御ECU21は、決定した車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する(ステップS3−3)。例えば、車両加速度の目標値を時間積分し、駆動輪接地半径RW で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。 Subsequently, the main control ECU 21 calculates the target value of the drive wheel rotational angular velocity from the determined target value of the vehicle acceleration (step S3-3). For example, by integrating the target value of the vehicle acceleration time, a value obtained by dividing the driving wheel contact radius R W and the target value of the drive wheel rotation angular velocity.
次に、目標車体姿勢の決定処理について説明する。 Next, the target vehicle body posture determination process will be described.
図9は本発明の第1の実施の形態における能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値の変化を示すグラフ、図10は本発明の第1の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a graph showing changes in the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle in the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the target vehicle body posture in the first embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the operation | movement of a determination process.
目標車体姿勢の決定処理において、主制御ECU21は、まず、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する(ステップS4−1)。この場合、目標走行状態の決定処理によって決定された車両加速度の目標値と、路面勾配の取得処理によって取得された路面勾配ηとに基づき、次の式(2)及び(3)により、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する。 In the target body posture determination process, the main control ECU 21 first determines the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle (step S4-1). In this case, based on the target value of the vehicle acceleration determined by the target travel state determination process and the road surface gradient η acquired by the road surface gradient acquisition process, the active weight is calculated by the following equations (2) and (3). The target value of the part position and the target value of the vehicle body inclination angle are determined.
続いて、主制御ECU21は、残りの目標値を算出する(ステップS4−2)。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することにより、駆動輪回転角、車体傾斜角速度及び能動重量部移動速度の目標値を算出する。 Subsequently, the main control ECU 21 calculates the remaining target value (step S4-2). That is, the target values of the drive wheel rotation angle, the vehicle body inclination angular velocity, and the active weight portion moving speed are calculated by time differentiation or time integration of each target value.
このように、本実施の形態においては、車両加速度に伴って車体に作用する慣性力及び駆動モータ反トルクだけでなく、路面勾配ηに応じた登坂トルクに伴って車体に作用する反トルクも考慮して、車体姿勢の目標値、すなわち、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する。 As described above, in the present embodiment, not only the inertial force and drive motor reaction torque acting on the vehicle body in accordance with the vehicle acceleration, but also the reaction torque acting on the vehicle body in accordance with the climbing torque according to the road surface gradient η is considered. Thus, the target value of the vehicle body posture, that is, the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle are determined.
このとき、車体に作用して車体を傾斜させようとするトルク、すなわち、車体傾斜トルクを重力の作用によって打ち消すように、車体の重心を移動させる。例えば、車両10が加速するとき及び坂を上るときには、搭乗部14を前方へ移動させ、あるいは、さらに車体を前方へ傾ける。また、車両10が減速するとき及び坂を下るときには、搭乗部14を後方へ移動させ、あるいは、さらに車体を後方へ傾ける。
At this time, the center of gravity of the vehicle body is moved so that the torque that acts on the vehicle body to tilt the vehicle body, that is, the vehicle body tilt torque is canceled out by the action of gravity. For example, when the
本実施の形態においては、図9に示されるように、まず、車体を傾斜させずに搭乗部14を移動させ、該搭乗部14が能動重量部移動限界に達すると、車体の傾斜を開始させる。そのため、細かい加減速に対しては車体が前後に傾かないので、乗員15にとっての乗り心地が向上する。また、格別な急勾配でなければ、坂道の上でも車体が直立状態を維持するので、乗員15にとっての視界の確保が容易となる。さらに、格別な急勾配でなければ、坂道の上でも車体が大きく傾斜することがないので、車体の一部が路面に当接することが防止される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, first, the
なお、本実施の形態においては、能動重量部移動限界が前方と後方とで等しい場合を想定しているが、前方と後方とで異なる場合には、各々の限界に応じて、車体の傾斜の有無を切り替えるようにしてもよい。例えば、加速性能よりも制動性能を高く設定する場合、後方の能動重量部移動限界を前方よりも遠くに設定する必要がある。 In the present embodiment, it is assumed that the active weight part movement limit is equal between the front and the rear, but when the front and rear are different, the inclination of the vehicle body is changed according to each limit. The presence or absence may be switched. For example, when the braking performance is set higher than the acceleration performance, it is necessary to set the rear active weight portion movement limit farther than the front.
また、本実施の形態においては、加速度が低いときや勾配が緩やかなときには、搭乗部14の移動だけで対応させているが、その車体傾斜トルクの一部又は全部を車体の傾斜で対応させてもよい。車体を傾斜させることにより、乗員15に作用する前後方向の力を軽減することができる。
In this embodiment, when the acceleration is low or the gradient is gentle, only the movement of the
さらに、本実施の形態においては、線形化した力学モデルに基づいた式を使用しているが、より正確な非線形モデルや粘性抵抗を考慮したモデルに基づいた式を使用してもよい。なお、式が非線形になる場合には、マップの形式で関数を適用することもできる。 Further, in the present embodiment, an expression based on a linearized dynamic model is used, but an expression based on a more accurate nonlinear model or a model considering viscous resistance may be used. Note that if the equation is nonlinear, the function can be applied in the form of a map.
次に、アクチュエータ出力の決定処理について説明する。 Next, the actuator output determination process will be described.
図11は本発明の第1の実施の形態におけるアクチュエータ出力の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the first embodiment of the present invention.
アクチュエータ出力の決定処理において、主制御ECU21は、まず、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する(ステップS5−1)。この場合、各目標値と路面勾配ηとから、後述の式(4)により駆動モータ52のフィードフォワード出力を決定し、また、同じく後述の式(5)により能動重量部モータ62のフィードフォワード出力を決定する。
In the actuator output determination process, the main control ECU 21 first determines the feedforward output of each actuator (step S5-1). In this case, the feedforward output of the
このように、路面勾配ηに応じた登坂トルクを自動的に付加することにより、つまり、路面勾配ηに応じて駆動トルクを補正することにより、坂道であっても、平地と同様の操縦感覚を提供することができる。すなわち、坂道で停止した後、乗員15がジョイスティック31から手を放しても、車両10は動くことがない。また、坂道の上であっても、ジョイスティック31の一定の操縦操作に対して、平地と同様の加減速を行うことができる。
In this way, by automatically adding a climbing torque according to the road surface gradient η, that is, by correcting the driving torque according to the road surface gradient η, the same steering sensation as on a flat ground can be obtained. Can be provided. That is, even if the occupant 15 releases his / her hand from the
このように、本実施の形態においては、理論的にフィードフォワード出力を与えることによって、より高精度な制御を実現する。 Thus, in the present embodiment, more accurate control is realized by theoretically giving a feedforward output.
なお、必要に応じて、フィードフォワード出力を省略することもできる。この場合、フィードバック制御により、定常偏差を伴いつつ、フィードフォワード出力に近い値が間接的に与えられる。また、前記定常偏差は、積分ゲインを適用することによって低減させることができる。 Note that the feedforward output can be omitted as necessary. In this case, the feedback control indirectly gives a value close to the feedforward output with a steady deviation. Further, the steady deviation can be reduced by applying an integral gain.
続いて、主制御ECU21は、各アクチュエータのフィードバック出力を決定する(ステップS5−2)。この場合、各目標値と実際の状態量との偏差から、後述の式(6)により駆動モータ52のフィードバック出力を決定し、また、同じく後述の式(7)により能動重量部モータ62のフィードバック出力を決定する。
Subsequently, the main control ECU 21 determines the feedback output of each actuator (step S5-2). In this case, the feedback output of the
なお、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入することもできる。また、より簡単な制御として、KW2、KW3及びKS5を除くフィードバックゲインのいくつかをゼロとしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。 Note that nonlinear feedback control such as sliding mode control can also be introduced. As simpler control, some of the feedback gains excluding K W2 , K W3, and K S5 may be set to zero. Further, an integral gain may be introduced in order to eliminate the steady deviation.
最後に、主制御ECU21は、各要素制御システムに指令値を与える(ステップS5−3)。この場合、主制御ECU21は、前述のように決定したフィードフォワード出力とフィードバック出力との和を駆動トルク指令値及び能動重量部推力指令値として、駆動輪制御ECU22及び能動重量部制御ECU23に送信する。 Finally, the main control ECU 21 gives a command value to each element control system (step S5-3). In this case, the main control ECU 21 transmits the sum of the feedforward output and the feedback output determined as described above to the drive wheel control ECU 22 and the active weight part control ECU 23 as the drive torque command value and the active weight part thrust command value. .
このように、本実施の形態においては、路面勾配ηをオブザーバによって推定し、登坂トルクを与えるとともに、搭乗部14を上り側に移動させる。そのため、坂道で車体を直立に保持することができ、急勾配にも対応することができる。また、路面勾配ηを計測する装置が不要となり、構造を簡素化してコストを低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the road surface gradient η is estimated by the observer, the climbing torque is applied, and the
さらに、車体の姿勢を示す車体傾斜角θ1 及び能動重量部位置λS をも考慮して路面勾配ηを推定するので、大きな誤差が生じることなく、極めて高い精度で路面勾配ηを推定することができる。 Further, since the road surface gradient η is estimated in consideration of the vehicle body inclination angle θ 1 indicating the vehicle body posture and the active weight portion position λ S , the road surface gradient η can be estimated with extremely high accuracy without causing a large error. Can do.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.
図12は本発明の第2の実施の形態における目標走行状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing the operation of target travel state determination processing in the second embodiment of the present invention.
前記第1の実施の形態において説明したように、坂道で車両10を停止させるためには、該車両10が下り方向に移動しないように駆動輪12に駆動トルクを付与する必要がある。そのため、坂道で車両10が停止状態を維持する間、駆動モータ52は駆動トルクを発生し続ける。しかし、急勾配の坂道で停止する場合、駆動輪12を停止させた状態で大きな駆動トルクを発生し続けると、駆動モータ52が劣化する可能性がある。
As described in the first embodiment, in order to stop the
例えば、該駆動モータ52として、スイッチング素子によって制御される同期モータを使用する場合、駆動輪12が停止した状態、すなわち、無回転の状態で大きな駆動トルクを駆動モータ52に発生させ続けると、該駆動モータ52の駆動回路の一部が集中的に酷使されることとなり、局所的な温度上昇が生じる。そして、前記駆動回路の一部の素子、例えば、FET(Fieled Effect Transistor)等の能動素子のみが局所的に加熱される。
For example, when a synchronous motor controlled by a switching element is used as the driving
このような現象は、一部の駆動回路素子の劣化や破損を引き起こす可能性があるので、駆動輪12が無回転の状態で大きな駆動トルクを定常的に発生させることは、困難である。なお、このような問題を解決するために、駆動トルクを制限することも考えられるが、駆動トルクを制限すると、急勾配の坂道で車両10を停止させることができなくなってしまう。
Such a phenomenon may cause deterioration or breakage of some drive circuit elements. Therefore, it is difficult to constantly generate a large drive torque with the
そこで、本実施の形態においては、急勾配の坂道で車両10が停止する場合には、該車両10を少し前後に動かすようになっている。この場合、駆動モータ52内の駆動回路が局所的に動作しない程度に駆動輪12及び駆動モータ52の回転子を回転させる。これにより、急勾配の坂道でも、駆動モータ52の劣化を伴うことなく、車両10をほぼその場で停止させることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the
なお、本実施の形態は、駆動モータ52内の駆動回路の局所的な酷使及び温度上昇を防ぐことを目的とし、高出力に伴う全体的な温度上昇を防ぐものではない。本実施の形態によって、局所的な加熱を全体的な加熱に変えることができ、これにより、駆動モータ52本来の性能を最大限に発揮することができる。すなわち、本実施の形態は、停止可能な登坂角度限界、及び、停止可能な時間を少し向上させるものである。
This embodiment is intended to prevent local overuse and temperature rise of the drive circuit in the
なお、本実施の形態における車両10の構成については、前記第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
Note that the configuration of the
次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。なお、状態量の取得処理、路面勾配の取得処理、目標車体姿勢の決定処理及びアクチュエータ出力の決定処理については、前記第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、目標走行状態の決定処理についてのみ説明する。 Next, details of the traveling and posture control processing in the present embodiment will be described. The state quantity acquisition process, the road surface gradient acquisition process, the target vehicle body posture determination process, and the actuator output determination process are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Only the determination process will be described.
目標走行状態の決定処理において、主制御ECU21は、まず、操縦操作量を取得する(ステップS3−11)。この場合、乗員15が、車両10の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック31の操作量を取得する。
In the target travel state determination process, the main control ECU 21 first acquires a steering operation amount (step S3-11). In this case, the occupant 15 acquires the operation amount of the
続いて、主制御ECU21は、取得したジョイスティック31の操作量に基づいて、車両加速度の目標値を決定する(ステップS3−12)。例えば、ジョイスティック31の前後方向への操作量に比例した値を車両加速度の目標値とする。
Subsequently, the main control ECU 21 determines a target value of vehicle acceleration based on the acquired operation amount of the joystick 31 (step S3-12). For example, a value proportional to the amount of operation of the
続いて、主制御ECU21は、決定した車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する(ステップS3−13)。例えば、車両加速度の目標値を時間積分し、駆動輪接地半径RW で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。 Subsequently, the main control ECU 21 calculates the target value of the drive wheel rotation angular velocity from the determined target value of the vehicle acceleration (step S3-13). For example, by integrating the target value of the vehicle acceleration time, a value obtained by dividing the driving wheel contact radius R W and the target value of the drive wheel rotation angular velocity.
続いて、主制御ECU21は、車両10が急勾配の坂道で停止しているか否か、すなわち、急勾配停止の状態であるか否かを判断する(ステップS3−14)。ここで、急勾配停止の状態とは、路面勾配ηの推定値の絶対値が所定の閾値(路面勾配閾値ηlim )よりも大きく、かつ、駆動輪回転角速度の目標値の絶対値が所定の閾値よりも小さい状態である。
Subsequently, the main control ECU 21 determines whether or not the
なお、路面勾配閾値ηlim は、次の式(8)で表される。 The road surface gradient threshold η lim is expressed by the following equation (8).
ここで、τW,lim は、駆動モータ52が停止している状態での定格トルク(許容される駆動トルクの最大値)、すなわち、無回転時ストールトルクである。
Here, τ W, lim is the rated torque (maximum allowable drive torque) in a state where the
そして、主制御ECU21は、急勾配停止の状態である場合のみ、駆動輪回転角速度の目標値を修正する(ステップS3−15)。この場合、駆動輪回転角速度の目標値に次の式(9)で表される駆動輪回転角速度の修正量を加算することによって、駆動輪回転角速度の目標値を修正する。 The main control ECU 21 corrects the target value of the drive wheel rotational angular velocity only when the vehicle is in a steep slope stop state (step S3-15). In this case, the target value of the driving wheel rotation angular velocity is corrected by adding the correction amount of the driving wheel rotation angular velocity represented by the following equation (9) to the target value of the driving wheel rotation angular velocity.
ここで、ΘW は、駆動輪回転角振幅であって、駆動モータ52の回転子が1回転するときの駆動輪回転角θW である。なお、通常、駆動モータ52の出力は、ギヤ列等の減速機構を介して駆動輪12に伝達されるので、駆動輪回転角振幅ΘW の値は微小なものとなる。また、Tは、駆動輪回転振動周期であって、駆動モータ52内の駆動回路が局所的に加熱されない程度の周期である。
Here, Θ W is the drive wheel rotation angle amplitude and is the drive wheel rotation angle θ W when the rotor of the
これにより、急勾配停止の状態である場合は、停止点を中心として車両10を前後に移動させることになるので、駆動モータ52内の駆動回路の局所的な加熱が防止される。この場合、移動距離を駆動モータ52の回転子の1回転に対応する距離とすることによって、車両10の前後方向への移動量を小さくする。このように、移動量を最低限に留めることにより、車両10が前後に移動することによって周囲の物体と接触したり、乗り心地が悪化したりすることを防止することができる。
As a result, when the vehicle is in a steep stop state, the
なお、急勾配停止の状態でない場合には、駆動輪回転角速度の目標値を修正することなく、そのまま目標走行状態の決定処理を終了する。 If the vehicle is not in a steep slope stop state, the target travel state determination process is terminated without correcting the target value of the drive wheel rotation angular velocity.
このように、本実施の形態においては、急勾配停止の状態である場合は、停止点を中心として車両10を前後に移動させるようにして、駆動モータ52の回転子を回転させるので、駆動モータ52内の駆動回路の局所的な加熱を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, when the vehicle is in a steep slope stop, the rotor of the
また、移動距離を駆動モータ52の回転子の1回転に対応する距離とすることによって、車両10の前後方向への移動量を小さくすることができる。したがって、車両10をほぼ停止した状態とすることができ、周囲の物体と接触することがなく、乗り心地が悪化することもない。
Further, by setting the movement distance to a distance corresponding to one rotation of the rotor of the
なお、本実施の形態においては、車両10が前後に移動することに伴う車両加速度は微小であるものとして、それに伴う駆動トルクの補正及び車体姿勢の補正をフィードフォワード制御及び目標車体姿勢の決定処理において行っていないが、駆動トルクの補正及び車体姿勢の補正を適宜行うこともできる。
In the present embodiment, it is assumed that the vehicle acceleration accompanying the movement of the
また、車両10が前後に移動することを乗員15が異常であると誤認することがないように、急勾配停止の状態で車両10を前後に移動させる際には、音声、表示等によって乗員15に通報することもできる。
Further, when the
さらに、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度の目標値に修正量を与えることで車両10を前後に移動させる例について説明したが、駆動輪回転角度の目標値に修正量を与えてもよい。これにより、微小な角速度の制御が困難な場合でも、安定した車両の前後動作を実現することができる。
Furthermore, in the present embodiment, an example in which the
さらに、本実施の形態においては、停止点を中心として車両10を前後に移動させる例について説明したが、該車両10を一方向にゆっくりと移動させるようにしてもよい。例えば、下り方向に一定速度で移動させてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the example in which the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
10 車両
12 駆動輪
20 制御ECU
52 駆動モータ
10
52 Drive motor
Claims (4)
該駆動輪を駆動する駆動モータと、
前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、路面勾配が所定の閾値より大きい坂道で停止する場合、前記駆動輪を回転させ、該駆動輪を前後させることを特徴とする車両。 A drive wheel rotatably mounted on the vehicle body,
A drive motor for driving the drive wheels;
A vehicle control device that controls the attitude of the vehicle body by controlling the drive torque applied to the drive wheels,
The vehicle control device rotates the drive wheel to move the drive wheel back and forth when stopping on a slope with a road surface gradient greater than a predetermined threshold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007258424A JP4894707B2 (en) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007258424A JP4894707B2 (en) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009083758A JP2009083758A (en) | 2009-04-23 |
JP4894707B2 true JP4894707B2 (en) | 2012-03-14 |
Family
ID=40657728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007258424A Expired - Fee Related JP4894707B2 (en) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4894707B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5648825B2 (en) * | 2009-12-23 | 2015-01-07 | 株式会社ケーイーアール | Parallel two-wheel vehicle, its stable posture holding mechanism, traveling control method, and loading platform posture control method |
JP6171865B2 (en) * | 2013-11-08 | 2017-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | Inverted motorcycle |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4296853B2 (en) * | 2003-06-12 | 2009-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | Coaxial motorcycle |
JP5110416B2 (en) * | 2005-08-05 | 2012-12-26 | 株式会社エクォス・リサーチ | vehicle |
JP2007336785A (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toyota Motor Corp | Traveling device and control method therefor |
-
2007
- 2007-10-02 JP JP2007258424A patent/JP4894707B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009083758A (en) | 2009-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5115133B2 (en) | vehicle | |
WO2010047070A1 (en) | Vehicle | |
JP4894706B2 (en) | vehicle | |
JP5181923B2 (en) | vehicle | |
JP5088061B2 (en) | vehicle | |
JP4894707B2 (en) | vehicle | |
JP5561289B2 (en) | vehicle | |
JP4743197B2 (en) | vehicle | |
JP5045354B2 (en) | vehicle | |
JP5061828B2 (en) | vehicle | |
JP5223265B2 (en) | vehicle | |
JP2010104127A (en) | Vehicle | |
JP5088211B2 (en) | vehicle | |
JP5186853B2 (en) | vehicle | |
JP2009073271A (en) | Vehicle | |
JP2009159784A (en) | Vehicle | |
JP5200574B2 (en) | vehicle | |
JP4888317B2 (en) | vehicle | |
JP5163115B2 (en) | vehicle | |
JP4888319B2 (en) | vehicle | |
JP5018462B2 (en) | vehicle | |
JP5092788B2 (en) | vehicle | |
JP5061889B2 (en) | vehicle | |
JP4888318B2 (en) | vehicle | |
JP2009073261A (en) | Vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100319 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |