JP6215259B2 - 車両を制御するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
一態様において、本発明は、以下を特徴とする:
車両のスピードを制御するための方法であって、
前記車両は以下を備え:
・支持体、
・少なくとも1つの車輪、
・前記少なくとも1つの車輪と連結したプラットフォーム、
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させ、及び所望の方向に前記プラットフォームを維持する)、並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)、
前記方法は以下のステップを含む該方法:
・前記連結組立体のプラットフォーム部の位置に対する前記連結構造部の支持部の位置を決定するステップ;及び
・前記所望の方向に前記プラットフォームを維持している間、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるコマンドを前記連結構造部に送ることにより、前記少なくとも1つの車輪が下表面に適用するトルクを制御するステップ。
幾つかの実施形態において、前記特定の位置は前記車両の稼働モードに基づいて決定される。
幾つかの実施形態において、前記方法は、以下のステップを含む:
・車両スピードコマンド値をユーザー又は制御部から受け取るステップ、及び
・前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両スピードコマンド値を達成するステップ。
前記少なくとも1つの車輪からのスピードフィードバック信号、連結構造部スピード、又はその両方を受け取り、
前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両のスピードを制御するコマンドを前記連結構造部に送るステップ。
幾つかの実施形態において、
前記制御部はスピードリミッタ・モジュールを備え、
該制御部は、以下の動作を行うために設計される:
該動作とは、スピード・コマンド信号のサイズに行わせる動作であり、
該サイズに行わせる動作とは、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクに行わせる動作であり、
該トルクに行わせる動作とは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を所定時間にわたって変化させることに応じて、前記車両のスピードを所定時間強制することである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部は四節連動部である。
以下を備える車両:
・支持体、
・少なくとも1つの車輪、
・前記少なくとも1つの車輪と連結したプラットフォーム。
また前記車両は以下を備える: ・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)。
また前記車両は以下を備える:
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)。
また前記車両は以下を備える:
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させ、及び所望の方向に前記プラットフォームを維持する)。
また前記車両は以下を備える:
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)
{ここで、前記所望の方向に前記プラットフォームを維持している間、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるコマンドを前記連結構造部に送ることにより、前記少なくとも1つの車輪が下表面車両に適用するトルクを制御する}。
幾つかの実施形態において、以下のための入力装置を該車両が備える:
・車両スピードコマンド値をユーザー又は制御部から受け取る事、及び
・前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両スピードコマンド値を達成する事。
車輪スピードセンサー及び連結構造部スピードセンサーを備え、
前記制御部へ信号を送り、
コマンドを前記連結構造部に送り、
前記コマンドは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御し、前記車両のスピードを制御するためのコマンドである。
幾つかの実施形態において、前記車両は、スピードリミッタ・モジュールを備え、
該モジュールは該制御部に以下の動作を行わせるコマンドを送信するために設計される該車両である:
該動作とは、スピード・コマンド信号のサイズに行わせる動作であり、
該サイズに行わせる動作とは、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクに行わせる動作であり、
該トルクに行わせる動作とは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を所定時間にわたって変化させることに応じて、前記車両のスピードを所定時間強制することである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が四節連動部である。
動的平衡車両に関する平衡マージンを維持するための方法。
前記車両は以下の物を備え:
・支持体、
・少なくとも1つの車輪、
・前記少なくとも1つの車輪に連結されたプラットフォーム
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)、
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記車両の動的平衡をとり、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させる)、並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)。
前記方法は以下のステップを含む:
・前記車両に関する現在稼動している車輪トルクを決定するステップ;
・前記車両の現在の車輪トルク能力を決定するステップ;並びに
・前記連結構造部を制御し、前記現在稼動している車輪トルク及び現在の車輪トルク能力に基づいて前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御し、前記車両の平衡に必要な推進能力マージンを維持するステップ。
幾つかの実施形態において、
前記連結構造部は、位置に関するコマンドを送る動作のみ可能にされ、
該位置は、前記現在稼動している車輪トルク及び前記車両の平衡に必要なトルクの合計がモーター電流レベルを要求する位置であり、
該レベルは、前記車両の操作に動力を与えるために使用される電源のモーター電流であって、評価された利用可能な駆動モーター電流を下回るレベルである。
幾つかの実施形態において、前記方法は、コマンド送信された、測定された、又は評価された車頭/車尾のトルク、ヨートルク、又は両方に基づいて、前記車両のスピードを制御するステップを含む。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部は四節連動部である。
動的平衡車両であって、以下を備える該車両:
・支持体;
・少なくとも1つの車輪;
・前記少なくとも1つの車輪に連結されたプラットフォーム。
また、前記車両は以下を備える:
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする);
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)。
また、前記車両は以下を備える:
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記車両の動的平衡をとり、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させる)。 また、前記車両は以下を備える:
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する);
{ここで、
前記車両のスピードは、前記連結構造部に以下のコマンドを送信することによって制御される:
前記車両に関する現在稼動している車輪トルク及び現在の車輪トルク能力に基づいて前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御し、前記車両の平衡に必要な推進能力マージンを維持すること}。
前記車両は位置センサーを備え、
該センサーは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の実際の位置を決定するための物であり、
前記制御部は位置コマンドと実際の位置とを比較して、該比較に基づいて作動装置用のコマンドを出力する。
幾つかの実施形態において、前記車両は、前記制御部と連結した推進力リミッターモジュールを備え、前記連結構造部に対して、前記車両の平衡を維持する位置を命じるコマンドを送信することのみを可能にする。
幾つかの実施形態において、
前記推進力リミッターは、前記連結構造部が、位置に関するコマンドを送る動作のみ可能にするように設計され、
該位置は、前記現在稼動している車輪トルク及び前記車両の平衡に必要なトルクの合計がモーター電流レベルを要求する位置であり、
該レベルは、前記車両の操作に動力を与えるために使用される電源のモーター電流であって、評価された利用可能な駆動モーター電流を下回るレベルである。
前記車両は、前記車両の車頭/車尾スピード、ヨーレート、又は両方に関するコマンドのためのユーザー入力装置を備え、
コマンド送信された、測定された、又は評価された車頭/車尾のトルク、ヨートルク、又は両方に基づいて、前記車両のスピードを制御するように前記制御部が設計される。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部は四節連動部である。
動的平衡車両の平衡を取るための方法。
前記車両は以下を備え:
・支持体、
・少なくとも1つの接地部、
・前記少なくとも1つの接地部と連結されたプラットフォーム、
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで該駆動部は、
前記少なくとも1つの接地部に連結されて、前記車両の動的平衡をとり、
前記少なくとも1つの接地部に動力を送り前記車両を駆動させる)、並びに
・制御部(ここで、該制御部は、
前記駆動部に連結され、前記駆動部にコマンド送信し、及び、
前記作動装置に連結され、前記作動装置を制御する)。
前記方法は、以下のステップを含む:
・前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を決定するステップ;及び
・前記車両の動的平衡をとっている間、前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を制御し、前記車両重心の位置を動かすステップ。
幾つかの実施形態において、前記方法は、車両の重心の位置の変化に応じて、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるステップを含む。
幾つかの実施形態において、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが、車両の車頭/車尾のスピードコマンド、ヨーレートコマンド、又はその両方に応じて実行され、1以上の所定の条件を満たす。
幾つかの実施形態において、前記方法は、車両の発進及び着陸モードの間、位置を制御する前記ステップを不能化するステップを含む。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部は四節連動部である。
動的平衡車両であって、以下を備える前記車両:
・支持体;
・少なくとも1つの接地部;
・前記少なくとも1つの接地部と連結されたプラットフォーム。
また、前記車両は以下を備える:
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)。
また、前記車両は以下を備える:
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する);
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、
前記少なくとも1つの接地部に連結され、前記車両の動的平衡をとり、
前記少なくとも1つの接地部に動力を送り、前記車両を駆動させる)。
また、前記車両は以下を備える:
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)
{ここで、前記制御部は、以下の事により前記車両の平衡をとる:
・前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を決定すること、及び
・前記車両の動的平衡をとっている間、前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を制御し、前記車両重心の位置を動かすこと}。
幾つかの実施形態において、車両の重心の位置の変化に応じて、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるように前記制御部が設計される。
幾つかの実施形態において、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが、車両の車頭/車尾のスピードコマンド、ヨーレートコマンド、又はその両方に応じて実行され、1以上の所定の条件を満たす。
幾つかの実施形態において、前記車両が所定の操作モードで稼動しているときに、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが実行される。
幾つかの実施形態において、位置を制御する前記ステップを、前記発進モードから平衡モードへ前記車両が入った後で、可能化するように前記制御部が設計される。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである。
幾つかの実施形態において、前記連結構造部が四節連動部である該車両。
バッテリーにより電力供給される車両のためのモーター電流能力を決定するための方法。前記方法は、以下のステップを含む:
・以下に基づいて操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧を評価するステップ:
a)操作中の前記車両バッテリーに関する所定の最大予想バッテリーバス電流、
b)評価されたバッテリー開回路電圧、及び
c)評価されたバッテリー開回路抵抗。
また、前記方法は、以下のステップを含む:
・前記バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力を以下に基づいて評価するステップ:
d)前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード、
e)前記モーターの逆起電力定数、
f)前記モーター巻線の電気抵抗、
g)前記下降したバッテリー電圧、
h)前記モーター巻線の電気的なインダクタンス、及び
i)前記モーターに関する磁極ペア数。
バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力を決定するための装置。
前記装置は以下を備える:
・測定モジュール(ここで、該モジュールは:
前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピードを測定するように設計される)。
また、前記装置は以下を備える:
・評価モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うように設計される:
以下に基づいて操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧を評価すること:
a)所定の最大予想バッテリーバス電流、
b)評価されたバッテリー開回路電圧、
c)評価されたバッテリー開回路抵抗。
また、評価モジュールは以下の動作を行うように設計される:
前記バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力を以下に基づいて評価すること:
d)前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード、
e)前記モーターの逆起電力定数、
f)前記モーター巻線の電気抵抗、
g)前記下降したバッテリー電圧、
h)前記モーター巻線の電気的なインダクタンス、及び
i)前記モーターに関する磁極ペア数)。
電気的負荷(物)(electric load)に電力を供給するバッテリーの電気状態を評価するための方法。
前記方法は以下のステップを含む:
a)前記バッテリー電圧及び前記バッテリー電流の流れの値をある時間の第一のポイントで獲得するステップ;
b)バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れを監視するステップ;並びに
c)ある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びにある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超える場合に、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値をある時間の第二のポイントで獲得するステップ。
また、前記方法は以下のステップを含む:
d)ある時間における前記第一及び第二のポイントの間におけるバッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの変化に基づいて、バッテリー抵抗を計算するステップ;並びに
e)前記計算されたバッテリー抵抗、ある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電流の流れ、及びある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電圧に基づいて開回路のバッテリー電圧を計算するステップ。
・ステップb)を繰り返すステップ;
・f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えたとき、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を、ある時間の第三のポイントで獲得するステップ;
・ステップd)を繰り返すステップ;並びに
・ステップe)を繰り返すステップ。
・ステップb)を繰り返すステップ;並びに
・f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えるまでは、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を、ある時間の第三のポイントで獲得することを延期するステップ。
幾つかの実施形態において、前記方法は、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化しない場合に、前記計算されたバッテリー抵抗に基づいて開回路バッテリー電圧を計算するステップを含む。
幾つかの実施形態において、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算された計算バッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化する場合、以前計算されたバッテリー抵抗に基づいて開回路バッテリー電圧を計算するステップを含む。
幾つかの実施形態において、前記車両が、所定の期間、回復可能にブレーキをかけているとき、ステップc)、d)及びe)が中止される。
電気的負荷に電力を供給するバッテリーの電気状態を評価するための装置。
前記装置は、以下の物を備える:
・測定モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うために設計される:
a)前記バッテリー電圧及び前記バッテリー電流の流れの値をある時間の第一のポイントで獲得するステップ、
b)バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れを監視するステップ、並びに
c)ある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びにある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超える場合、ある時間の第二のポイントで前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を獲得するステップ)。
また、前記装置は以下の物を備える:
・評価モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うために設計される。
d)ある時間における前記第一及び第二のポイントの間におけるバッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの変化に基づいてバッテリー抵抗を計算するステップ、並びに
e)前記計算されたバッテリー抵抗、ある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電流の流れ、及びある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電圧に基づいて、開回路バッテリー電圧を計算するステップ)。
・ステップb)を繰り返すこと、
・f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えたとき、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値をある時間の第三のポイントで獲得すること、
・ステップd)を繰り返すこと、並びに
・ステップe)を繰り返すこと。
前記測定モジュールはステップb)を繰り返すように設計され、並びに、
前記評価モジュールは、f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えるまでは、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を、ある時間の第三のポイントで獲得することを延期するように設計される該装置。
幾つかの実施形態において、前記評価モジュールは、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化しない場合に、前記計算されたバッテリー抵抗に基づいて、開回路バッテリー電圧を計算するように設計される。
幾つかの実施形態において、前記バッテリーによって電力供給される車両に関する所定の稼動条件の期間は、ステップc)、d)及びe)を中止するように前記装置が設計される。
幾つかの実施形態において、前記車両が、所定の期間、回復可能にブレーキをかけているとき、ステップc)、d)及びe)を中止するように前記装置が設計される。
図1は、本発明の例示的な実施形態に従った車両(100)の概念図である。前記車両(100)は、支持体(104)と連結された筐体(102)を含む。また、前記車両(100)は、プラットフォーム(土台)(112)と連結された少なくとも1つの接地部(110)(例えば、1以上の車輪)を備える。前記接地部(110)は、車軸(114)を中心に回動する。そして、該車軸は前記プラットフォーム(土台)(112)と連結している。また、前記車両(100)は、連結構造部(172)を備え、該構造部は、前記支持体(104)に連結された支持部(172a)と、前記プラットフォーム(土台)(112)に接続されたプラットフォーム(土台)部(172b)を備える。前記連結構造部(172)は、前記プラットフォーム(土台)部(172b)に対して車頭及び車尾間を前記支持部(172a)が移動又は摺動することを可能にする。
前記接地部(320)の位置に対してX軸方向に沿って移動することができる前記車両(330)の部分は、前記重心(322)で表される。図3Aを参照すると、前記重心(322)は、前記接地部(320)が地面と接している場所(338)の上にある初期の場所(334)に存在している。
トルクコマンド = K・(C+O) 式2
ここで、Kはゲイン、Cは前記車両の重心の位置を定義するベクトル、Oはオフセットである。前記重心の位置Cは、前記摺動の所望の位置(前記プラットフォーム部に対する支持部)から前記摺動の感知位置引いた値として定義されるエラー項の形態であってもよい。前記摺動位置を変化させることは、前記CGの位置に影響を及ぼすために使用する方法となり得る。前記摺動の所望の位置は、例えば、前記制御アルゴリズムにおけるあらかじめ決められた定数であってもよい。或いは、前記車両内のヒト被験者は、ユーザー・インターフェースを介して前記摺動の位置を設定することができる。該実施形態において、前記車両の出発時、及び前記車両の運動を許可する前に、前記センサーモジュールから受け取った入力に基づいて、ヒト被験者は、前記摺動の所望の位置の決定を誘起する前記車両上のスイッチを活性化することができる。これにより、前記ヒト被験者は、前記摺動に関する既知の初期位置を得ることが可能となる。そして、ここから、前記ヒト被験者は、前記摺動の位置における変化を引き起こす(前記CGの位置の変化を引き起こす)ことができるように、逸れることができる。
K2は、前記車両のスピード制限と、前記車両の実際のスピードとの差に比例するゲインである。
K3は、前記積分速度誤差(Integrated Speed Error)に関するゲインであり、前記車両のスピード制限と、前記車両の実際のスピードとの差を積分したものである。
K4は、前記車両の加速に関するゲインである。
K1は、前記全体の計算された所望の傾きに関するゲインであり、例えば、前記車両の重心の位置の関数であってもよい。
そして、θD前記所望の傾き角度である。前記前方への速度制限を超過した際には、式3中の項A、B、及びCの累積的な効果により、前記車両について後方へ傾け減速方向へ向かわせる。前記所望の傾き角度の値、θDは、前記制御システム(300)において変化し、前記車両のスピードを制御する。
図5は、本発明の例示的な実施形態に従った車両速度を制御するための方法のフローチャートである。一実施形態において、前記方法は、速度制御部を用いて実施することができる(図1の車両(100)のスピードの操作を制御するために使用される図4の前記車両速度制御部(428)を参照)。前記速度制御部は、閉鎖ループ制御部であり、該制御部は、前記車両の車頭/車尾運動を制御する。該制御部は、こうした制御を達成する際には、前記摺動制御部(446)と、前記傾き制御部(406)との制御の組合せ効果を介して達成される。前記速度制御部(428)は、該摺動位置制御部が行う前記摺動に関する所望の位置を計算する。前記結果としての前記重心の位置(CG)のシフトは、傾き誤差を生じさせることによって運動を次第に誘導することができ、従って、前記傾き制御部が車輪運動を駆動させる。
車両推進システムの「推進能力」は、前記車両を駆動するのに必要な推進力が前記システムの能力の範囲内であることを保証するために評価される。一実施形態において、前記推進力リミッターは閉鎖ループ制御部であり、該制御部は、前記車両の運動を制御、制限、又は変更することにより、前記推進システムが必要とする推進力量又はトルク量を制限するという主要な機能を有する。縦方向の運動及びヨー運動の両方、従って、推進力を制御することができ、傾き安定性の平衡に必要な推進能力マージンを維持する。こうした制御は、推進駆動電流フィードバック及び推進電流能力評価の関数として、前記摺動位置、前記ヨー加速、又はヨーレート、又は全てを直接制限又は変更することにより達成することができる。
前記CG(重心)オフセットは、典型的には、前記プラットフォームが水平となる場所で前記車両が平衡をとるのに必要となる所定の固定摺動ゼロ位置とは異なる物理的な位置の測定又は評価である。前記CGオフセットは、前記車両の使用の間、及び使用期間の両方において、乗客及び積荷に依存して、変化する可能性がある。従って、スタートアップ時及び操作中の両方において、これを測定することは重要な機能である。操作中の前記CGオフセット、及びその変化は、速度制御部、ピッチ制御部、及び推進力リミッター(例えば、図4における速度制御部(428)、ピッチ制御部(406)、及び推進力リミッター(432))の性能に影響を及ぼす可能性がある。決定されたCGオフセットを前記速度制御部において用いることにより、前記積分項が必要とする規模を減らすことができ、従って、様々な条件で積分器が飽和する可能性を減らすことができる。前記ピッチ制御部において、前記摺動傾きオフセットに影響を及ぼすことができる;前記CGオフセットで摺動位置を中央にする(centering slide travel)ことで、結果的にゼロスピードにおいてマシンが水平となる。前記推進力リミッターにおいて、前記CGオフセットは、前記摺動位置を制限する際に重要な役割を果たすことができる。なぜならば、前記推進力リミッターが前記摺動位置している間、該リミッターは、前記連結構造部支持体のCGの配置を制御するように作用するからである。前記推進力リミッターにおいて、前記CGオフセットを考慮に入れず、そして、前記CGの縦方向の位置の大きなシフト(荷重シフトからのように)があった場合、マシンは、ドライブ飽和(drive saturation)及びピッチ不安定性に対して脆弱となる可能性がある。
推進システム性能は、必要に応じて減らすことができ、車両の電圧/スピードマージン、又は「空き高(headroom)」を維持することができる。また、間接的に、該システム性能は、幾つかの車輪モーター電流又はトルクマージンを維持する。保持されることが望まれるのは本来はこのトルクマージンである。車輪モータートルクは、捻回推進力として定義することができ、そして、推進力制限アルゴリズムの実装に成功していることが理由となって、今や、性能監視は、推進力マージンを維持することに基づくことができる。車輪モーター電流は前記推進モーターにて推進力に変換するため、ここで、前記アプローチは、バッテリーの状態に基づく、そして、モータースピードの関数としての前記モーター電流能力を評価することである。もし、冗長性が採用されるのであれば、こうした能力評価は、2つの冗長な前記推進システムの半分に対してそれぞれ適用することができる。このようにして、充分な推進力マージンを保持するための方法において用いることができ、両方の冗長な摺動走行を用いて(即ち、2つのモーター駆動部;各1つが前記車両の車輪を備える)前記車両の平衡を維持し、又は、前記冗長な推進システムの片側がオフラインになったとしても平衡を維持するために必要なマージンを保持する。
前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーター(816)の稼働スピード、前記モーターの逆起電力定数(820)、前記モーター巻線の電気抵抗(824)、前記下降したバッテリー電圧(ステップ836)、前記モーター巻線の電気的なインダクタンス(828)、及び前記モーターに関する磁極ペア数(832)。前記モーターの前記稼働スピード(816)は、典型的には測定されたパラメーターである。前記モーター巻線の逆起電力定数(820)、前記モーター巻線の電気抵抗(824)、前記モーター巻線の電気的なインダクタンス(828)、及び前記モーターに関する磁極ペア数(832)は、前記モーター製造業者によって通常提供される前記車両モーターに関する所定の仕様である。
{ここで、
電気的な負荷を供給するための広い範囲の電源が公知となっている。電源の電力輸送能力について特性評価することは、放電ポイントの終点、又は前記電源の利用可能な出力電力を知るために有益となり得る。前記電源(例えば、バッテリー)が、電気的な負荷(例えば、電気モーター)に電力を提供し、輸送隊の為の推進力を生み出す場合において、前記電源の電力輸送能力を理解することにより、例えば、前記輸送体の最大稼働スピードを決定することが可能となる。
内部のインピーダンス(
前記バッテリー電圧(
変動する「開回路」電圧源(
前記バッテリーの変動する一連のDC抵抗(Rbat)モデル。
そして、Rbat及びVocは、前記システムによって使用され、例えば、前記モーター電流能力(CCE)の評価において使用される。該CCEは、傾き安定性の維持を確保するためにコマンド送信される前記推進力を制限するために次々と使用される。また、Vocは、放電(空のバッテリー)の基準の終点を決定する際に使用することができる。
バッテリー電圧(
また、前記方法は、以下のものを監視するステップ(ステップ912)を含む:バッテリー電圧(
ある時間における前記第一及び第二のポイントの間(例えば、約2秒以内)でのバッテリー電圧における変化(
ある時間における前記第一及び第二のポイントの間バッテリー電流の流れにおける変化(
一側面において本願発明は以下の発明を包含する。
(発明1)
車両のスピードを制御するための方法であって、
前記車両は以下を備え:
・支持体、
・少なくとも1つの車輪、
・前記少なくとも1つの車輪と連結したプラットフォーム、
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させ、及び所望の方向に前記プラットフォームを維持する)、並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)、
前記方法は以下のステップを含む該方法:
・前記連結組立体のプラットフォーム部の位置に対する前記連結構造部の支持部の位置を決定するステップ;及び
・前記所望の方向に前記プラットフォームを維持している間、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるコマンドを前記連結構造部に送ることにより、前記少なくとも1つの車輪が下表面に適用するトルクを制御するステップ。
(発明2)
発明1に記載の方法であって、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の特定の位置を特定し、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両に関する所望のスピードを達成するステップを含む該方法。
(発明3)
発明2に記載の方法であって、前記特定の位置が前記車両の稼働モードに基づいて決定される該方法。
(発明4)
発明1に記載の方法であって、以下のステップを含む該方法:
・車両スピードコマンド値をユーザー又は制御部から受け取るステップ、及び
・前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両スピードコマンド値を達成するステップ。
(発明5)
発明1に記載の方法であって、以下のステップを含む該方法:
前記少なくとも1つの車輪からのスピードフィードバック信号、連結構造部スピード、又はその両方を受け取り、
前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両のスピードを制御するコマンドを前記連結構造部に送るステップ。
(発明6)
発明1に記載の方法であって、
前記制御部はスピードリミッタ・モジュールを備え、
該制御部は、以下の動作を行うために設計される該方法:
該動作とは、スピード・コマンド信号のサイズに行わせる動作であり、
該サイズに行わせる動作とは、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクに行わせる動作であり、
該トルクに行わせる動作とは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を所定時間にわたって変化させることに応じて、前記車両のスピードを所定時間強制することである。
(発明7)
発明1に記載の方法であって、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである該方法。
(発明8)
発明1に記載の方法であって、前記連結構造部が四節連動部である該方法。
(発明9)
以下を備える車両:
・支持体;
・少なくとも1つの車輪;
・前記少なくとも1つの車輪と連結したプラットフォーム;
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする);
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させ、及び所望の方向に前記プラットフォームを維持する)、;並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)
{ここで、前記所望の方向に前記プラットフォームを維持している間、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるコマンドを前記連結構造部に送ることにより、前記少なくとも1つの車輪が下表面車両に適用するトルクを制御する}。
(発明10)
発明9に記載の車両であって、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の特定の位置をコマンド送信し、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両に関する所望のスピードを達成するステップを含むように、前記制御部が設計される該車両。
(発明11)
発明9に記載の車両であって、以下のための入力装置を備える該車両:
・車両スピードコマンド値をユーザー又は制御部から受け取ること、及び
・前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御して、前記車両スピードコマンド値を達成すること。
(発明12)
発明9に記載の車両であって、
車輪スピードセンサー及び連結構造部スピードセンサーを備え、
前記制御部へ信号を送り、
コマンドを前記連結構造部に送り、
前記コマンドは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させ、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクを制御し、前記車両のスピードを制御するためのコマンドである該車両。
(発明13)
発明9に記載の車両であって、
スピードリミッタ・モジュールを備え、
該モジュールは該制御部に以下の動作を行わせるコマンドを送信するために設計される該車両:
該動作とは、スピード・コマンド信号のサイズに行わせる動作であり、
該サイズに行わせる動作とは、前記少なくとも1つの車輪が前記下表面に適用する前記トルクに行わせる動作であり、
該トルクに行わせる動作とは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を所定時間にわたって変化させることに応じて、前記車両のスピードを所定時間強制することである該車両。
(発明14)
発明9に記載の車両であって、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである該車両。
(発明15)
発明9に記載の車両であって、前記連結構造部が四節連動部である該車両。
(発明16)
動的平衡車両に関する平衡マージンを維持するための方法であって、
前記車両は以下のものを備え:
・支持体、
・少なくとも1つの車輪、
・前記少なくとも1つの車輪に連結されたプラットフォーム
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)、
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記車両の動的平衡をとり、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させる)、並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)、
前記方法は以下のステップを含む該方法:
・前記車両に関する現在稼動している車輪トルクを決定するステップ;
・前記車両の現在の車輪トルク能力を決定するステップ;並びに
・前記連結構造部を制御し、前記現在稼動している車輪トルク及び現在の車輪トルク能力に基づいて前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御し、前記車両の平衡に必要な推進能力マージンを維持するステップ。
(発明17)
発明16に記載の方法であって、前記連結構造部に対して、前記車両の平衡を維持する位置を命じるコマンドを送信することのみを可能にするステップを含む該方法。
(発明18)
発明17に記載の方法であって、
前記連結構造部は、位置に関するコマンドを送る動作のみ可能にされ、
該位置は、前記現在稼動している車輪トルク及び前記車両の平衡に必要なトルクの合計がモーター電流レベルを要求する位置であり、
該レベルは、前記車両の操作に動力を与えるために使用される電源のモーター電流であって、評価された利用可能な駆動モーター電流を下回るレベルである該方法。
(発明19)
発明16に記載の方法であって、コマンド送信された、測定された、又は評価された車頭/車尾のトルク、ヨートルク、又は両方に基づいて、前記車両のスピードを制御するステップを含む該方法。
(発明20)
発明16に記載の方法であって、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである該方法。
(発明21)
発明16に記載の方法であって、前記連結構造部が四節連動部である該方法。
(発明22)
動的平衡車両であって、以下を備える該車両:
・支持体;
・少なくとも1つの車輪;
・前記少なくとも1つの車輪に連結されたプラットフォーム;
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする);
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する);
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、前記少なくとも1つの車輪と連結し、前記車両の動的平衡をとり、前記少なくとも1つの車輪に動力を送り、前記車両を駆動させる);並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する);
{ここで、
前記車両のスピードは、前記連結構造部に以下のコマンドを送信することによって制御される:
前記車両に関する現在稼動している車輪トルク及び現在の車輪トルク能力に基づいて前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御し、前記車両の平衡に必要な推進能力マージンを維持すること}。
(発明23)
発明22に記載の車両であって、該車両は位置センサーを備え、
該センサーは、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の実際の位置を決定するためのものであり、
前記制御部は位置コマンドと実際の位置とを比較して、該比較に基づいて作動装置用のコマンドを出力する該車両。
(発明24)
発明22に記載の車両であって、該車両は、前記制御部と連結した推進力リミッターモジュールを備え、前記連結構造部に対して、前記車両の平衡を維持する位置を命じるコマンドを送信することのみを可能にする該車両。
(発明25)
発明24に記載の車両であって、
前記推進力リミッターは、前記連結構造部が、位置に関するコマンドを送る動作のみ可能にするように設計され、
該位置は、前記現在稼動している車輪トルク及び前記車両の平衡に必要なトルクの合計がモーター電流レベルを要求する位置であり、
該レベルは、前記車両の操作に動力を与えるために使用される電源のモーター電流であって、評価された利用可能な駆動モーター電流を下回るレベルである該車両。
(発明26)
発明22に記載の車両であって、
前記車両の車頭/車尾スピード、ヨーレート、又は両方に関するコマンドのためのユーザー入力装置を備え、
コマンド送信された、測定された、又は評価された車頭/車尾のトルク、ヨートルク、又は両方に基づいて、前記車両のスピードを制御するように前記制御部が設計される該車両。
(発明27)
発明22に記載の車両であって、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである該車両。
(発明28)
発明22に記載の車両であって、前記連結構造部が四節連動部である該車両。
(発明29)
動的平衡車両の平衡を取るための方法であって、
前記車両は以下を備え:
・支持体、
・少なくとも1つの接地部、
・前記少なくとも1つの接地部と連結されたプラットフォーム、
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする)
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する)
・駆動部(drive)(ここで該駆動部は、
前記少なくとも1つの接地部に連結されて、前記車両の動的平衡をとり、
前記少なくとも1つの接地部に動力を送り前記車両を駆動させる)、並びに
・制御部(ここで、該制御部は、
前記駆動部に連結され、前記駆動部にコマンド送信し、及び、
前記作動装置に連結され、前記作動装置を制御する)、
前記方法は、以下のステップを含む該方法:
・前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を決定するステップ;及び
・前記車両の動的平衡をとっている間、前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を制御し、前記車両重心の位置を動かすステップ。
(発明30)
発明29に記載の方法であって、前記車両が、コマンド送信された下表面に対する静止位置にあり、且つ前記支持体が少なくとも実質的に水平である間、前記プラットフォーム部に対する前記支持部を動かして、前記車両の動的平衡をとるステップを含む該方法。
(発明31)
発明29に記載の方法であって、車両の重心の位置の変化に応じて、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるステップを含む該方法。
(発明32)
発明29に記載の方法であって、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが、車両の車頭/車尾のスピードコマンド、ヨーレートコマンド、又はその両方に応じて実行され、1以上の所定の条件を満たす該方法。
(発明33)
発明29に記載の方法であって、前記車両が所定の操作モードで稼動しているときに、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが実行される該方法。
(発明34)
発明29に記載の方法であって、車両の発進及び着陸モードの間、位置を制御する前記ステップを不能化するステップを含む該方法。
(発明35)
発明34に記載の方法であって、位置を制御する前記ステップを、前記発進モードから平衡モードへ前記車両が入った後で、可能化するステップを含む該方法。
(発明36)
発明29に記載の方法であって、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである該方法。
(発明37)
発明29に記載の方法であって、前記連結構造部が四節連動部である該方法。
(発明38)
動的平衡車両であって、以下を備える前記車両:
・支持体;
・少なくとも1つの接地部;
・前記少なくとも1つの接地部と連結されたプラットフォーム;
・連結構造部(ここで、該構造部は:
前記支持体と連結した支持部と;、及び
前記プラットフォームに連結したプラットフォーム部
とを有し、該構造部は、
前記プラットフォーム部に対して前記支持部が車頭及び車尾間を移動又は摺動することを可能にする);
・作動装置(ここで、該装置は、前記連結構造部と連結しており、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する);
・駆動部(drive)(ここで、該駆動部は、
前記少なくとも1つの接地部に連結され、前記車両の動的平衡をとり、
前記少なくとも1つの接地部に動力を送り、前記車両を駆動させる);並びに
・制御部(ここで、該制御部は
前記駆動部と連結して前記駆動部を制御し、及び
前記作動装置と連結して前記作動装置を制御する)
{ここで、前記制御部は、以下のことにより前記車両の平衡をとる:
・前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を決定すること、及び
・前記車両の動的平衡をとっている間、前記連結構造部のプラットフォーム部に対する前記連結構造部の支持部位置を制御し、前記車両重心の位置を動かすこと}。
(発明39)
発明38に記載の車両であって、前記車両が、コマンド送信された下表面に対する静止位置にあり、且つ前記支持体が少なくとも実質的に水平である間、前記プラットフォーム部に対する前記支持部を動かして、前記車両の動的平衡をとるために前記制御部が設計される該車両。
(発明40)
発明38に記載の車両であって、車両の重心の位置の変化に応じて、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を変化させるように前記制御部が設計される該車両。
(発明41)
発明38に記載の車両であって、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが、車両の車頭/車尾のスピードコマンド、ヨーレートコマンド、又はその両方に応じて実行され、1以上の所定の条件を満たす該車両。
(発明42)
発明38に記載のシステムであって、前記車両が所定の操作モードで稼動しているときに、前記プラットフォーム部に対する前記支持部の位置を制御する前記ステップが実行される該システム。
(発明43)
発明38に記載のシステムであって、車両の発進及び着陸モードの間、位置を制御する前記ステップを不能化するように前記制御部が設計される該システム。
(発明44)
発明43に記載のシステムであって、位置を制御する前記ステップを、前記発進モードから平衡モードへ前記車両が入った後で、可能化するように前記制御部が設計される該システム。
(発明45)
発明38に記載の車両であって、前記連結構造部が摺動組立体であり、前記支持部がレール、前記プラットフォーム部がレールガイドである該車両。
(発明46)
発明38に記載の車両であって、前記連結構造部が四節連動部である該車両。
(発明47)
バッテリーにより電力供給される車両のためのモーター電流能力を決定するための方法であって、以下のステップを含む該方法:
・以下に基づいて操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧を評価するステップ:
a)操作中の前記車両バッテリーに関する所定の最大予想バッテリーバス電流、
b)評価されたバッテリー開回路電圧、及び
c)評価されたバッテリー開回路抵抗;並びに、
・前記バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力を以下に基づいて評価するステップ:
d)前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード、
e)前記モーター巻線の逆起電力定数、
f)前記モーター巻線の電気抵抗、
g)前記下降したバッテリー電圧、
h)前記モーター巻線の電気的なインダクタンス、及び
i)前記モーターに関する磁極ペア数。
(発明48)
発明47に記載の方法であって、前記操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧は以下に従い評価される該方法:
}。
(発明49)
発明48に記載の方法であって、前記バッテリーにより電力供給される車両に関する前記モーター電流能力は以下に従い評価される該方法:
(発明50)
発明49に記載の方法であって、前記バッテリーにより電力供給される車両に関する前記モーター電流能力を、前記モーターを駆動させるためのモーター駆動部の電流制限に基づいて制限するステップを含み、該制限は以下の式に従う該方法:
(発明51)
発明49に記載の方法であって、前記モーターの最大無負荷スピードに対して使用される前記モーターの稼動スピード値を
(発明52)
バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力を決定するための装置であって、
前記装置は以下を備える該装置:
・測定モジュール(ここで、該モジュールは:
前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピードを測定するように設計される);及び
・評価モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うように設計される:
以下に基づいて操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧を評価すること:
a)所定の最大予想バッテリーバス電流、
b)評価されたバッテリー開回路電圧、
c)評価されたバッテリー開回路抵抗;及び
前記バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力を以下に基づいて評価すること:
d)前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード、
e)前記モーター巻線の逆起電力定数、
f)前記モーター巻線の電気抵抗、
g)前記下降したバッテリー電圧、
h)前記モーター巻線の電気的なインダクタンス、及び
i)前記モーターに関する磁極ペア数)。
(発明53)
発明52に記載の前記装置であって、前記評価モジュールは、操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧を以下の式に従い評価するように設計される該装置:
(発明54)
発明53に記載の前記装置であって、前記評価モジュールは、前記バッテリーにより電力供給される車両に関する前記モーター電流能力を以下の式に従い評価するように設計される該装置:
(発明55)
発明54に記載の前記装置であって、前記バッテリーにより電力供給される車両に関する前記モーター電流能力を、前記モーターを駆動させるためのモーター駆動部の電流制限に基づいて制限するように前記評価モジュールが設計され、該制限は以下の式に従う該装置:
(発明56)
発明54に記載の前記装置であって、前記モーターの最大無負荷スピードに対して使用される前記モーターの稼動スピード値を
(発明57)
電気的負荷に電力を供給するバッテリーの電気状態を評価するための方法であって、以下のステップを含む該方法:
a)前記バッテリー電圧及び前記バッテリー電流の流れの値をある時間の第一のポイントで獲得するステップ;
b)バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れを監視するステップ;
c)ある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びにある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超える場合に、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値をある時間の第二のポイントで獲得するステップ;
d)ある時間における前記第一及び第二のポイントの間におけるバッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの変化に基づいて、バッテリー抵抗を計算するステップ;並びに
e)前記計算されたバッテリー抵抗、ある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電流の流れ、及びある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電圧に基づいて開回路のバッテリー電圧を計算するステップ。
(発明58)
発明57に記載の方法であって、以下のステップを含む該方法:
・ステップb)を繰り返すステップ;
・f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えたとき、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を、ある時間の第三のポイントで獲得するステップ;
・ステップd)を繰り返すステップ;並びに
・ステップe)を繰り返すステップ。
(発明59)
発明57に記載の方法であって、以下のステップを含む該方法:
・ステップb)を繰り返すステップ;並びに
・f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えるまでは、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を、ある時間の第三のポイントで獲得することを延期するステップ。
(発明60)
発明57に記載の方法であって、ステップe)は、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗から、所定のパーセンテージを超えて変化したかどうかを決定することを含む該方法。
(発明61)
発明60に記載の方法であって、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化しない場合に、前記計算されたバッテリー抵抗に基づいて開回路バッテリー電圧を計算するステップを含む該方法。
(発明62)
発明60に記載の方法であって、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算された計算バッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化する場合、以前計算されたバッテリー抵抗に基づいて開回路バッテリー電圧を計算するステップを含む該方法。
(発明63)
発明57に記載の方法であって、前記バッテリーによって電力供給される車両に関する所定の稼動条件の期間は、ステップc)、d)及びe)を中止するステップを含む該方法。
(発明64)
発明63に記載の方法であって、前記車両が、所定の期間、回復可能にブレーキをかけているとき、ステップc)、d)及びe)が中止される該方法。
(発明65)
電気的負荷に電力を供給するバッテリーの電気状態を評価するための装置であって、以下のものを備える該装置:
・測定モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うために設計される:
a)前記バッテリー電圧及び前記バッテリー電流の流れの値をある時間の第一のポイントで獲得するステップ、
b)バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れを監視するステップ、並びに
c)ある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びにある時間の前記第一及び第二ポイントの間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超える場合、ある時間の第二のポイントで前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を獲得するステップ);並びに
・評価モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うために設計される:
d)ある時間における前記第一及び第二のポイントの間におけるバッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの変化に基づいてバッテリー抵抗を計算するステップ、並びに
e)前記計算されたバッテリー抵抗、ある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電流の流れ、及びある時間における前記第二のポイントでの前記バッテリー電圧に基づいて、開回路バッテリー電圧を計算するステップ)。
(発明66)
発明65に記載の前記装置であって、前記測定モジュールは以下の動作を行うように設計される該装置:
・ステップb)を繰り返すこと、
・f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えたとき、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値をある時間の第三のポイントで獲得すること、
・ステップd)を繰り返すこと、並びに
・ステップe)を繰り返すこと。
(発明67)
発明65に記載の前記装置であって:
前記測定モジュールはステップb)を繰り返すように設計され、並びに
前記評価モジュールは、f)ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電圧の変化が所定の電圧量を超え、並びに、ある時間における前記第二及び第三のポイント間でのバッテリー電流の流れの変化が所定の電流量を超えるまでは、前記バッテリー電圧及びバッテリー電流の流れの値を、ある時間の第三のポイントで獲得することを延期するように設計される該装置。
(発明68)
発明65に記載の前記装置であって、前記測定モジュールは、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗から、所定のパーセンテージを超えて変化したかどうかを決定するように設計される該装置。
(発明69)
発明68に記載の前記装置であって、前記評価モジュールは、現時点での計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化しない場合に、前記計算されたバッテリー抵抗に基づいて、開回路バッテリー電圧を計算するように設計される該装置。
(発明70)
発明68に記載の前記装置であって、前記評価モジュールは、前記計算されたバッテリー抵抗が、以前計算されたバッテリー抵抗に対して、所定のパーセンテージを超えて変化した場合には、以前計算したバッテリー抵抗に基づいて、開回路バッテリー電圧を計算するように設計される該装置。
(発明71)
発明65に記載の前記装置であって、前記バッテリーによって電力供給される車両に関する所定の稼動条件の期間は、ステップc)、d)及びe)を中止するように前記装置が設計される該装置。
(発明72)
発明71に記載の前記装置であって、前記車両が、所定の期間、回復可能にブレーキをかけているとき、ステップc)、d)及びe)を中止するように前記装置が設計される該装置。
Claims (4)
- バッテリーにより電力供給される平衡車両のためのモーター電流能力を決定するための方法であって、以下のステップを含む該方法:
・以下に基づいて操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧(V bat_sag )を評価するステップ:
a)操作中の前記車両バッテリーに関する所定の最大予想バッテリーバス電流(I bat_max )、
b)評価されたバッテリー開回路電圧(V oc )、及び
c)評価されたバッテリー開回路抵抗(R bat )、
ここで、V bat_sag =V oc −I bat_max *R bat である;
・前記バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力(I mot_max (Spd))を以下に基づいて評価するステップ:
d)前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード(Spd)、
e)前記モーター巻線の逆起電力定数(K e )、
f)前記モーター巻線の電気抵抗(R mot )、
g)前記下降したバッテリー電圧(V bat_sag )、
h)前記モーター巻線の電気的なインダクタンス(L mot )、及び
i)前記モーターに関する磁極ペア数(PP)
ここで、
である
;並びに
・前記モーターを駆動させるためのモーター駆動部の電流制限(I mot_lim )、及び評価されたモーター電流能力(I mot_max (Spd))に基づいて、前記車両が利用可能なモーター電流を、前記車両の平衡能力を保存するのに十分な値(I mot_cap (Spd))に制限するステップ、
ここで、I mot_cap (Spd)=min(I mot_lim ,I mot_max (Spd))。 - 請求項1に記載の方法であって、前記モーターの最大無負荷スピードに、前記モーターの稼動スピード値を下降したバッテリー電圧
- バッテリーにより電力供給される平衡車両に関するモーター電流能力を決定するための装置であって、
前記装置は以下を備える該装置:
・測定モジュール(ここで、該モジュールは:
前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード(Spd)を測定するように設計される);及び
・評価モジュール(ここで、該モジュールは以下の動作を行うように設計される:
以下に基づいて操作中の車両バッテリーに関する下降したバッテリー電圧(V bat_sag )を評価すること:
a)操作中の前記車両バッテリーに関する所定の最大予想バッテリーバス電流(I bat_max )、
b)評価されたバッテリー開回路電圧(V oc )、
c)評価されたバッテリー開回路抵抗(R bat )
ここで、V bat_sag =V oc −I bat_max *R bat である;
前記バッテリーにより電力供給される車両に関するモーター電流能力(I mot_max (Spd))を以下に基づいて評価すること:
d)前記バッテリーにより電力供給される車両を駆動させるために使用されるモーターの稼動スピード(Spd)、
e)前記モーター巻線の逆起電力定数(K e )、
f)前記モーター巻線の電気抵抗(R mot )、
g)前記下降したバッテリー電圧(V bat_sag )、
h)前記モーター巻線の電気的なインダクタンス(L mot )、及び
i)前記モーターに関する磁極ペア数(PP)
ここで、
である
);並びに
前記モーターを駆動させるためのモーター駆動部の電流制限(I mot_lim )、及び評価されたモーター電流能力(I mot_max (Spd))に基づいて、前記車両が利用可能なモーター電流を、前記車両の平衡能力を保存するのに十分な値(I mot_cap (Spd))に制限すること
ここで、I mot_cap (Spd)=min(I mot_lim ,I mot_max (Spd))。 - 請求項3に記載の前記装置であって、前記モーターの最大無負荷スピードに、前記モーターの稼動スピード値を下降したバッテリー電圧
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