JP2009083759A - Vehicle - Google Patents

Vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2009083759A
JP2009083759A JP2007258443A JP2007258443A JP2009083759A JP 2009083759 A JP2009083759 A JP 2009083759A JP 2007258443 A JP2007258443 A JP 2007258443A JP 2007258443 A JP2007258443 A JP 2007258443A JP 2009083759 A JP2009083759 A JP 2009083759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
obstacle
contact
road surface
gradient
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.)
Granted
Application number
JP2007258443A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5045354B2 (en
Inventor
Katsunori Doi
克則 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Equos Research Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Equos Research Co Ltd filed Critical Equos Research Co Ltd
Priority to JP2007258443A priority Critical patent/JP5045354B2/en
Publication of JP2009083759A publication Critical patent/JP2009083759A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5045354B2 publication Critical patent/JP5045354B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a stable traveling state and a stable posture control even if a vehicle gets into contact with an obstacle by correcting an estimated value of a road surface gradient when the vehicle contacts an obstacle to remove an error arising from the contact with an obstacle from an estimated value to prevent wrong ascending torque from being given. <P>SOLUTION: The vehicle comprises a driving wheel 12 mounted rotatably to the vehicle body and a vehicle controller, which controls the posture of the vehicle body by controlling driving torque given to the driving wheel 12. The vehicle controller is provided with a gradient estimating means, which estimates a road surface gradient periodically, and a contact recognizing means, which recognizes whether or not the vehicle contacts an obstacle, and an estimate value correction means, which corrects the road surface gradient estimated by the gradient estimating means to the road surface gradient estimated before the contact with an obstacle when the contact recognizing means recognizes a contact with an obstacle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

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。
特開2004−129435号公報
In this case, the balance and operation state of the vehicle body is detected by a sensor, and the vehicle is stopped or moved by controlling the operation of the rotating body.
JP 2004-129435 A

しかしながら、前記従来の車両においては、走行中に障害物に接触したときに、安定した走行状態を維持したり、安定した姿勢を維持したりすることができなかった。車両が障害物に接触すると、路面勾(こう)配を推定する手段であるオブザーバが、それを坂道であると誤認識してしまい、障害物を押すような駆動トルクが付加されることがある。この場合、障害物又は車体を損傷させる可能性がある。   However, the conventional vehicle cannot maintain a stable traveling state or maintain a stable posture when it touches an obstacle during traveling. When a vehicle touches an obstacle, the observer, which is a means for estimating the slope of the road surface, may mistakenly recognize it as a slope and drive torque that pushes the obstacle may be added. . In this case, an obstacle or a vehicle body may be damaged.

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、障害物との接触を認識すると、障害物との接触に起因する誤差分を路面勾配の推定値から除去することによって、路面勾配の推定値を修正し、誤った登坂トルクが付与されることを防止して、障害物に接触したときにも安定した走行状態及び安定した姿勢制御を実現することができ、安全性の高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 recognizes the contact with the obstacle, and removes the error due to the contact with the obstacle from the estimated value of the road slope. By correcting the estimated value and preventing the wrong climbing torque from being applied, it is possible to realize a stable running state and stable attitude control even when touching an obstacle, and a highly safe vehicle The purpose is to provide.

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、定期的に路面勾配を推定する勾配推定手段と、障害物と接触したか否かを識別する接触識別手段と、該接触識別手段が障害物との接触を認識すると、前記勾配推定手段が推定した路面勾配から前記障害物との接触に起因する誤差分を除去して、前記路面勾配を修正する推定値修正手段とを備える。   For this purpose, the vehicle of the present invention includes a drive wheel rotatably attached to the vehicle body, and a vehicle control device that controls a drive torque applied to the drive wheel to control the posture of the vehicle body, The vehicle control device includes a slope estimation unit that periodically estimates a road surface gradient, a contact identification unit that identifies whether or not the vehicle is in contact with an obstacle, and when the contact identification unit recognizes contact with the obstacle, the gradient And an estimated value correcting means for correcting the road slope by removing an error due to contact with the obstacle from the road slope estimated by the estimating means.

本発明の他の車両においては、さらに、前記推定値修正手段は、前記接触識別手段が障害物との接触を認識すると、前記勾配推定手段が推定した路面勾配を、前記障害物との接触前に前記勾配推定手段が推定した路面勾配に修正する。   In another vehicle of the present invention, the estimated value correcting means may further determine the road surface gradient estimated by the gradient estimating means before the contact with the obstacle when the contact identifying means recognizes contact with the obstacle. To the road gradient estimated by the gradient estimation means.

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、前記勾配推定手段が推定した路面勾配を記憶する勾配記憶手段を備え、前記推定値修正手段は、前記接触識別手段が障害物との接触を認識すると、前記勾配推定手段が推定した路面勾配を、前記障害物との接触前に前記勾配記憶手段が記憶した路面勾配に修正する。   In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further includes a gradient storage unit that stores the road surface gradient estimated by the gradient estimation unit, and the estimated value correction unit includes the obstacle identification unit as an obstacle. When the contact with the obstacle is recognized, the road gradient estimated by the gradient estimation unit is corrected to the road gradient stored by the gradient storage unit before the contact with the obstacle.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記勾配記憶手段は、直近の過去の所定時間内に前記勾配推定手段が推定した路面勾配を常に記憶する。   In still another vehicle of the present invention, the gradient storage means always stores the road surface gradient estimated by the gradient estimation means within the latest past predetermined time.

請求項1の構成によれば、障害物との接触に起因する誤差分を推定値から除去するので、誤った登坂トルクが付与されることを防止することができ、障害物や車両を損傷させることがない。   According to the configuration of claim 1, since the error due to the contact with the obstacle is removed from the estimated value, it is possible to prevent the wrong climbing torque from being applied and damage the obstacle or the vehicle. There is nothing.

請求項2の構成によれば、本来の路面勾配が推定されるので、坂道の上で障害物と接触しても、登坂トルクがなくなることがないので、登坂での走行を続けることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the original road surface gradient is estimated, the climbing torque is not lost even if it contacts an obstacle on the slope, so that the traveling on the climb can be continued.

請求項3の構成によれば、障害物と接触する前の路面勾配の推定値を用いるので、適切に、確実に、かつ簡単に路面勾配を修正することができ、車両の安全性を高めることができる。   According to the configuration of the third aspect, since the estimated value of the road surface gradient before contact with the obstacle is used, the road surface gradient can be appropriately, reliably and easily corrected, and the safety of the vehicle is improved. Can do.

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, reference numeral 10 denotes a vehicle according to the present embodiment, which has a body portion 11, a driving wheel 12, a support portion 13, and a riding portion 14 on which an occupant 15 rides, and uses the posture control of an inverted pendulum. Control the attitude of the car body. The vehicle 10 can tilt the vehicle body forward and backward. In the example shown in FIG. 1, the vehicle 10 is accelerating in the direction indicated by the arrow A, and the vehicle body is tilted forward in the traveling direction.

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 drive wheel 12 is rotatably supported by a support portion 13 that is a part of the vehicle body, and is driven by a drive motor 52 as a drive actuator. The shaft of the drive wheel 12 extends in a direction perpendicular to the drawing of FIG. 1, and the drive wheel 12 rotates about the shaft. The drive wheel 12 may be singular or plural, but in the case of plural, the drive wheels 12 are arranged on the same axis in parallel. In the present embodiment, description will be made assuming that there are two drive wheels 12. In this case, each drive wheel 12 is independently driven by an individual drive motor 52. As the drive actuator, for example, a hydraulic motor, an internal combustion engine, or the like can be used, but here, the description will be made assuming that the drive motor 52 that is an electric motor is used.

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 support 13 and is positioned above the drive wheels 12. And, in the main body part 11, the riding part 14 functioning as an active weight part can be translated relative to the main body part 11 in the longitudinal direction of the vehicle 10, in other words, the tangential direction of the vehicle body rotation circle It is attached so that it can move relatively.

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 vehicle 10. The active weight portion does not necessarily have to be the riding portion 14. For example, the active weight portion may be a device in which a heavy peripheral device such as a battery is attached to the main body portion 11 so as to be translatable. (Weight), a device in which a dedicated weight member such as a balancer is attached to the main body 11 so as to be translatable may be used. Moreover, you may use together the boarding part 14, a heavy peripheral device, an exclusive weight member, etc.

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 riding section 14 in a state in which the occupant 15 is boarded functions as an active weight section. However, the occupant 15 is not necessarily on the riding section 14. For example, when the vehicle 10 is operated by remote control, the occupant 15 may not be on the riding section 14, or cargo may be loaded instead of the occupant 15.

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 riding section 14 is the same as a seat used in automobiles such as passenger cars and buses, and includes a seat surface section 14a, a backrest section 14b, and a headrest 14c, and is attached to the main body section 11 through a moving mechanism (not shown). ing.

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 riding part 14, and the main body part 11. It is designed to move back and forth in the direction of travel. As the active weight actuator, for example, a hydraulic motor, a linear motor, or the like can be used. However, here, the description will be made assuming that the active weight motor 62 that is a rotary electric motor is used.

リニアガイド装置は、例えば、本体部11に取り付けられている案内レールと、搭乗部14に取り付けられ、案内レールに沿ってスライドするキャリッジと、案内レールとキャリッジとの間に介在するボール、コロ等の転動体とを備える。そして、案内レールには、その左右側面部に2本の軌道溝が長手方向に沿って直線状に形成されている。また、キャリッジの断面はコ字状に形成され、その対向する2つの側面部内側には、2本の軌道溝が、案内レールの軌道溝と各々対向するように形成されている。転動体は、軌道溝の間に組み込まれており、案内レールとキャリッジとの相対的直線運動に伴って軌道溝内を転動するようになっている。なお、キャリッジには、軌道溝の両端をつなぐ戻し通路が形成されており、転動体は軌道溝及び戻し通路を循環するようになっている。   The linear guide device includes, for example, a guide rail attached to the main body 11, a carriage attached to the riding part 14 and sliding along the guide rail, a ball, a roller, and the like interposed between the guide rail and the carriage. Rolling elements. In the guide rail, two track grooves are formed linearly along the longitudinal direction on the left and right side surfaces thereof. Moreover, the cross section of the carriage is formed in a U-shape, and two track grooves are formed on the inner sides of the two opposing side surfaces so as to face the track grooves of the guide rail. The rolling elements are incorporated between the raceway grooves, and roll in the raceway grooves with the relative linear motion of the guide rail and the carriage. The carriage is formed with a return passage that connects both ends of the raceway groove, and the rolling elements circulate through the raceway groove and the return passage.

また、リニアガイド装置は、該リニアガイド装置の動きを締結するブレーキ又はクラッチを備える。車両10が停車しているときのように搭乗部14の動作が不要であるときには、ブレーキによって案内レールにキャリッジを固定することで、本体部11と搭乗部14との相対的位置関係を保持する。そして、動作が必要であるときには、このブレーキを解除し、本体部11側の基準位置と搭乗部14側の基準位置との距離が所定値となるように制御される。   The linear guide device includes a brake or a clutch that fastens the movement of the linear guide device. When the operation of the riding section 14 is unnecessary, such as when the vehicle 10 is stopped, the relative positional relationship between the main body section 11 and the riding section 14 is maintained by fixing the carriage to the guide rail with a brake. . When the operation is necessary, the brake is released and the distance between the reference position on the main body 11 side and the reference position on the riding section 14 is controlled to be a predetermined value.

前記搭乗部14の脇(わき)には、目標走行状態取得装置としてのジョイスティック31を備える入力装置30が配設されている。乗員15は、操縦装置であるジョイスティック31を操作することによって、車両10を操縦する、すなわち、車両10の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。なお、乗員15が操作して走行指令を入力することができる装置であれば、ジョイスティック31に代えて他の装置、例えば、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 joystick 31 as a target travel state acquisition device is disposed beside the boarding unit 14. The occupant 15 controls the vehicle 10 by operating a joystick 31 as a control device, that is, inputs a travel command such as acceleration, deceleration, turning, in-situ rotation, stop, and braking of the vehicle 10. ing. If the occupant 15 can operate and input a travel command, another device such as a jog dial, a touch panel, or a push button may be used as the target travel state acquisition device instead of the joystick 31. You can also.

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 vehicle 10 is steered by remote control, it can replace with the said joystick 31, and can use the receiver which receives the driving | running | working command from a controller with a wire communication or a radio | wireless as a target driving | running | working state acquisition apparatus. Further, when the vehicle 10 automatically travels according to predetermined travel command data, a data reader that reads travel command data stored in a storage medium such as a semiconductor memory or a hard disk is used as a target travel instead of the joystick 31. It can be used as a status acquisition device.

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 vehicle 10 includes a control ECU (Electronic Control Unit) 20 as a vehicle control device, and the control ECU 20 includes a main control ECU 21, a drive wheel control ECU 22, and an active weight unit control ECU 23. The control ECU 20, main control ECU 21, drive wheel control ECU 22 and active weight control ECU 23 include calculation means such as a CPU and MPU, storage means such as a magnetic disk and a semiconductor memory, input / output interfaces, and the like. The computer system controls the operation. For example, the computer system is disposed in the main body 11, but may be disposed in the support portion 13 or the riding portion 14. The main control ECU 21, the drive wheel control ECU 22, and the active weight control ECU 23 may be configured separately or may be configured integrally.

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 wheel control system 50 that controls the operation of the drive wheel 12 together with the drive wheel control ECU 22, the drive wheel sensor 51, and the drive motor 52. The drive wheel sensor 51 includes a resolver, an encoder, and the like, functions as a drive wheel rotation state measuring device, detects a drive wheel rotation angle and / or rotation angular velocity indicating a rotation state of the drive wheel 12, and transmits it to the main control ECU 21. To do. The main control ECU 21 transmits a drive torque command value to the drive wheel control ECU 22, and the drive wheel control ECU 22 supplies an input voltage corresponding to the received drive torque command value to the drive motor 52. The drive motor 52 applies drive torque to the drive wheels 12 in accordance with the input voltage, thereby functioning as a drive actuator.

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 part control system 60 that controls the operation of the riding part 14 that is the active weight part together with the active weight part control ECU 23, the active weight part sensor 61, and the active weight part motor 62. To do. The active weight part sensor 61 is composed of an encoder or the like, functions as an active weight part movement state measuring device, detects the active weight part position and / or movement speed indicating the movement state of the riding part 14, and transmits it to the main control ECU 21. To do. Further, the main control ECU 21 transmits an active weight part thrust command value to the active weight part control ECU 23, and the active weight part control ECU 23 sends an input voltage corresponding to the received active weight part thrust command value to the active weight part motor. 62. The active weight motor 62 applies thrust to the riding section 14 to translate the riding section 14 in accordance with the input voltage, thereby functioning as an active weight actuator.

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 body control system 40 that controls the posture of the vehicle body together with the drive wheel control ECU 22, the active weight unit control ECU 23, the vehicle body inclination sensor 41, the drive motor 52, and the active weight unit motor 62. . The vehicle body tilt sensor 41 includes an acceleration sensor, a gyro sensor, and the like, and functions as a vehicle body tilt state measuring device. The vehicle body tilt sensor 41 detects a vehicle body tilt angle and / or tilt angular velocity indicating the tilt state of the vehicle body, and transmits the detected vehicle body tilt angle to the main control ECU 21. The main control ECU 21 transmits a drive torque command value to the drive wheel control ECU 22 and transmits an active weight portion thrust command value to the active weight portion control ECU 23.

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 joystick 31 of the input device 30. The main control ECU 21 transmits a drive torque command value to the drive wheel control ECU 22 and transmits an active weight portion thrust command value to the active weight portion control ECU 23.

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。   In addition, the control ECU 20 functions as a gradient estimation unit that estimates a road surface gradient based on a temporal change in the traveling state of the vehicle 10 and the vehicle body posture. Further, it functions as a target vehicle body posture determination means for determining a target vehicle body posture, that is, a vehicle body tilt state and / or an active weight portion movement state, according to the target travel state and the road surface gradient. Furthermore, it functions as an actuator output determining means that determines the output of each actuator according to the traveling state and vehicle body posture of the vehicle 10 acquired by each sensor, and the target traveling state, target vehicle body posture, and road gradient. Furthermore, it functions as road surface gradient acquisition means for acquiring the road surface gradient in the front-rear direction of the vehicle 10. Furthermore, it functions as a climbing torque determining means for determining the drive torque to be applied according to the road surface gradient. Furthermore, it functions as a center-of-gravity correction amount determining means for determining the center-of-gravity correction amount of the vehicle body according to the climbing torque.

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 vehicle 10 configured as described above will be described. First, an outline of the travel and attitude control process will be described.

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 example of operation according to the prior art for comparison, and FIG. 3B shows the 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 riding section 14 functions as an active weight section, and as shown in FIG. 3 (b), the center of gravity of the vehicle 10 is actively moved by translating, that is, moving back and forth. It is to be corrected. Thereby, in order to stop the vehicle 10 on a slope, that is, even when the driving torque is applied to the driving wheels 12 so that the vehicle 10 does not move in the downward direction, The vehicle body does not tilt downward. Also, when traveling on a slope, the vehicle body does not tilt downward and can travel stably.

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 vehicle 10 is on a slope as shown in FIG. Since the reaction of the drive torque applied to the drive wheels 12 to stop the operation, that is, the reaction torque acts on the vehicle body, the vehicle body tilts downward. Even when traveling on a slope, it is not possible to perform stable vehicle body posture and travel control.

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 vehicle 10 can stably stop and travel regardless of the road gradient by executing the travel and attitude control processing.

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 control ECU 20 first executes a state quantity acquisition process (step S1), and the driving wheel is driven by each sensor, that is, the driving wheel sensor 51, the vehicle body tilt sensor 41, and the active weight sensor 61. 12 rotation states, vehicle body inclination states, and riding portion 14 movement states are acquired.

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 control ECU 20 executes a road surface gradient acquisition process (step S2), and the state quantity acquired in the state quantity acquisition process, that is, the rotation state of the drive wheels 12, the inclination state of the vehicle body, and the movement of the riding section 14 are performed. Based on the state and the output values of the actuators, that is, the output values of the drive motor 52 and the active weight motor 62, the road surface gradient is estimated by the observer. Here, the observer is a method of observing the internal state of the control system based on a dynamic model, and is configured by wired logic or soft logic.

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 control ECU 20 executes a target travel state determination process (step S3), and based on the operation amount of the joystick 31, the target value of the acceleration of the vehicle 10 and the target value of the rotational angular velocity of the drive wheels 12 are obtained. decide.

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 control ECU 20 executes target body posture determination processing (step S4), and the road surface gradient acquired by the road surface gradient acquisition processing and the acceleration target of the vehicle 10 determined by the target travel state determination processing. Based on the value, a target value of the vehicle body posture, that is, a target value of the vehicle body inclination angle and the active weight portion position is determined.

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 control ECU 20 executes an actuator output determination process (step S5), and determines each state quantity acquired by the state quantity acquisition process, the road surface gradient acquired by the road surface gradient acquisition process, and the target travel state. Based on the target travel state determined by the processing and the target vehicle body posture determined by the target vehicle body posture determination process, the outputs of the actuators, that is, the outputs of the drive motor 52 and the active weight motor 62 are determined.

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〕
S :能動重量部推力〔N〕
g:重力加速度〔m/s2
η:路面勾配〔rad〕
W :駆動輪質量(2つの駆動輪の合計)〔kg〕
W :駆動輪接地半径〔m〕
W :駆動輪慣性モーメント(2つの駆動輪の合計)〔kgm2
W :駆動輪回転に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
1 :車体質量(能動重量部を含む)〔kg〕
1 :車体重心距離(車軸から)〔m〕
1 :車体慣性モーメント(重心周り)〔kgm2
1 :車体傾斜に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕
S :能動重量部質量〔kg〕
S :能動重量部重心距離(車軸から)〔m〕
S :能動重量部慣性モーメント(重心周り)〔kgm2
S :能動重量部並進に対する粘性減衰係数〔Nms/rad〕

Figure 2009083759
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
Figure 2009083759

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).

Figure 2009083759
Figure 2009083759

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。   Thus, in the present embodiment, the road surface gradient is estimated based on the driving torque output from the driving motor 52 and the driving wheel rotational angular acceleration, the vehicle body inclination angular acceleration, and the active weight portion moving acceleration as the state quantities. . In this case, not only the driving wheel rotation angular acceleration indicating the rotation state of the driving wheel 12, but also the vehicle body inclination angular acceleration and the active weight moving acceleration indicating the vehicle body posture change are taken into consideration. That is, a change in the posture of the vehicle body, which is an element peculiar to the so-called inverted vehicle using the posture control of the inverted pendulum, is taken into consideration.

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 driving wheel 12, the viscous resistance due to the friction of the rotating shaft, the air resistance acting on the vehicle 10, etc. May be considered as a side effect.

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 drive wheel 12 is used. However, a more accurate nonlinear model may be used, or a model for vehicle body tilting motion or active weight portion translational motion. May be used. For nonlinear models, functions can also be applied in the form of maps.

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 joystick 31 that is operated to input a travel command such as acceleration, deceleration, turning, on-site rotation, stop, and braking of the vehicle 10.

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 joystick 31 in the front-rear direction is set as a target value for vehicle acceleration.

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.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

Figure 2009083759
Figure 2009083759

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 vehicle 10 accelerates and climbs a hill, the riding section 14 is moved forward, or the vehicle body is further tilted forward. Further, when the vehicle 10 decelerates and goes down a hill, the riding section 14 is moved backward, or the vehicle body is further tilted backward.

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 riding section 14 is moved without tilting the vehicle body, and when the riding section 14 reaches the active weight movement limit, the tilting of the vehicle body is started. . For this reason, the vehicle body does not tilt forward and backward with respect to fine acceleration / deceleration, so that the ride comfort for the occupant 15 is improved. Further, if the slope is not particularly steep, the vehicle body is kept upright even on a slope, so that it is easy to ensure visibility for the occupant 15. Furthermore, if the slope is not particularly steep, the vehicle body will not be greatly inclined even on a slope, so that a part of the vehicle body is prevented from coming into contact with the road surface.

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 riding section 14 is used, but some or all of the vehicle body tilt torque is handled by the vehicle body tilt. Also good. By tilting the vehicle body, the longitudinal force acting on the occupant 15 can be reduced.

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 drive motor 52 is determined from each target value and the road surface gradient η by the following equation (4), and the feedforward output of the active weight motor 62 is also obtained by the following equation (5). To decide.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

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 joystick 31 after stopping on a slope, the vehicle 10 does not move. Even on a slope, acceleration / deceleration similar to that on a flat ground can be performed for a certain steering operation of the joystick 31.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

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 feed-forward 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 drive motor 52 is determined from the deviation between each target value and the actual state quantity by the following equation (6), and the feedback of the active weight motor 62 is also obtained by the following equation (7). Determine the output.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

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 riding section 14 is moved upward. Therefore, the vehicle body can be held upright on a slope and can cope with a steep slope. Further, an apparatus for measuring the road surface gradient η is not required, and the structure can be simplified and the cost can be reduced.

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は、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、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。そして、車体が障害物に接触すると、オブザーバが、それを坂道であると誤認識してしまい、障害物を押すような駆動トルクが付加されることがある。そのため、車体が障害物に接触したときに、障害物又は車体を損傷させる可能性がある。   In the first embodiment, the road surface gradient is measured by the observer based on the rotation state of the drive wheel 12, the inclination state of the vehicle body, the movement state of the riding portion 14, and the output values of the drive motor 52 and the active weight portion motor 62. Is estimated. When the vehicle body comes into contact with the obstacle, the observer may misrecognize it as a slope, and a driving torque that pushes the obstacle may be added. Therefore, when a vehicle body contacts an obstacle, an obstacle or a vehicle body may be damaged.

一般に、路面勾配は、車体に作用する慣性力(車体重心の加速度)と駆動力の大きさとから推定される。具体的には、車両運動の路面に平行な成分を考慮し、車体に作用する慣性力と釣り合う外力は、駆動力及び車体に作用する重力の路面に平行な成分のみで構成される、という仮定に基づいて路面勾配を推定する。このとき、重力以外の外力、例えば、障害物に接触したときの障害物からの反力が作用すると、路面勾配を推定する手段は、前記反力を重力の作用、すなわち、上り方向の大きな路面勾配による作用であると認識する。そして、認識した路面勾配に応じた登坂トルクを付加するので、車両10は障害物を押すような動作を行うことになる。   In general, the road surface gradient is estimated from the inertial force (acceleration of the center of gravity of the vehicle body) acting on the vehicle body and the magnitude of the driving force. Specifically, considering the component parallel to the road surface of the vehicle motion, it is assumed that the external force that balances the inertial force acting on the vehicle body is composed only of the component parallel to the driving force and the gravity road surface acting on the vehicle body The road surface gradient is estimated based on At this time, when an external force other than gravity, for example, a reaction force from an obstacle when in contact with an obstacle is applied, the means for estimating the road surface gradient uses the reaction force as a function of gravity, that is, a large road surface in the upward direction. Recognize that this is due to a gradient. And since the climbing torque according to the recognized road surface gradient is added, the vehicle 10 will perform the operation | movement which pushes an obstruction.

そこで、本実施の形態においては、路面勾配の推定値と車両速度の時間変化とに基づいて障害物との接触を識別する。具体的には、障害物と接触したときの路面勾配の推定値及び車両速度の典型的なパターンと比較して、障害物との接触であるか否かを判断する。   Therefore, in the present embodiment, the contact with the obstacle is identified based on the estimated value of the road surface gradient and the time change of the vehicle speed. Specifically, it is determined whether or not the vehicle is in contact with the obstacle by comparing with an estimated value of the road surface gradient when the vehicle is in contact with the obstacle and a typical pattern of the vehicle speed.

そして、障害物との接触であると判断した場合には、路面勾配の推定値を修正する。それに加えて、車両加速度の目標値を制限し、障害物に向かって駆動することを防止する。   And when it is judged that it is a contact with an obstruction, the estimated value of a road surface gradient is corrected. In addition, the vehicle acceleration target value is limited to prevent driving toward an obstacle.

そのために、車両制御装置としての制御ECU20は、路面勾配を推定する勾配推定手段、障害物と接触したか否かを識別する接触識別手段、路面勾配を記憶する勾配記憶手段、及び、路面勾配を修正する推定値修正手段として機能する。なお、主制御ECU21は、前述の動作を所定の周期で繰り返し、例えば、100〔μsec〕毎に行い、定期的に路面勾配を推定する。   For this purpose, the control ECU 20 as a vehicle control device includes a slope estimation unit that estimates a road surface gradient, a contact identification unit that identifies whether or not the vehicle is in contact with an obstacle, a gradient storage unit that stores a road surface gradient, and a road surface gradient. It functions as an estimated value correcting means for correcting. The main control ECU 21 repeats the above-described operation at a predetermined cycle, for example, every 100 [μsec], and periodically estimates the road surface gradient.

これにより、障害物に接触したときにも安定した走行状態及び安定した姿勢制御を実現できる。そして、車両10の安全性を更に高めることができる。   As a result, a stable running state and stable posture control can be realized even when touching an obstacle. And the safety | security of the vehicle 10 can further be improved.

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 vehicle 10 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

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 joystick 31 that is operated to input a travel command such as acceleration, deceleration, turning, on-site rotation, stop, and braking of the vehicle 10.

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 joystick 31 in the front-rear direction is set as a target value for vehicle acceleration.

続いて、主制御ECU21は、障害物接触判定及び対応制御処理を実行し(ステップS3−13)、障害物と接触状態にあるか否かを判定し、障害物と接触状態にある場合には、路面勾配の推定値と車両加速度の目標値を修正する。   Subsequently, the main control ECU 21 executes obstacle contact determination and response control processing (step S3-13), determines whether or not the obstacle is in contact with the obstacle, and if the obstacle is in contact with the obstacle. The estimated value of the road surface gradient and the target value of the vehicle acceleration are corrected.

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S3−14)。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 S3-14). 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、障害物接触判定及び対応制御処理について説明する。   Next, obstacle contact determination and response control processing will be described.

図13は本発明の第2の実施の形態における障害物接触のときの路面勾配の推定値の時間変化の典型パターンを示す図、図14は本発明の第2の実施の形態における障害物接触のときの駆動輪回転角速度の時間変化の典型パターンを示す図、図15は本発明の第2の実施の形態における障害物接触判定及び対応制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 13 is a diagram showing a typical pattern of a temporal change in the estimated value of the road surface gradient at the time of obstacle contact according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 14 is an obstacle contact according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a flowchart showing an operation of obstacle contact determination and response control processing in the second embodiment of the present invention.

障害物接触判定及び対応制御処理において、主制御ECU21は、まず、第2フラグ(flag2)がオンであるか否か、すなわち、flag2=1であるか否かを判断する(ステップS3−13−1)。   In the obstacle contact determination and response control process, the main control ECU 21 first determines whether or not the second flag (flag2) is on, that is, whether or not flag2 = 1 (step S3-13-). 1).

第2フラグは、障害物接触判定の実行状態を示すフラグであり、第2フラグオン(flag2=1)の状態は障害物接触対応処理を実行中であることを示し、第2フラグオフ(flag2=0)の状態は障害物接触対応処理を実行していないことを示す。   The second flag is a flag indicating the execution state of the obstacle contact determination, and the second flag ON (flag2 = 1) indicates that the obstacle contact handling process is being executed, and the second flag OFF (flag2 = 0) The state of) indicates that the obstacle contact handling process is not executed.

また、第2フラグは接触判定有効タイマによって管理される。接触判定有効タイマは、接触状態終了判定時刻、すなわち、車両10が障害物に接触した後にその状態が解消されたと推定された時刻から現在までの時間t2 を計測するタイマであり、接触判定有効タイマの接触判定有効タイマの計測時間t2 が所定の値以下であるときには、第2フラグをオンにする。つまり、第2フラグがオンであることは、前回の障害物接触判定及び対応制御処理において接触状態終了と判定してから一定時間内であることを意味する。 The second flag is managed by a contact determination valid timer. The contact determination valid timer is a timer that measures the time t 2 from the time when the contact state end determination time, that is, the time when the state is estimated to have been canceled after the vehicle 10 has touched the obstacle to the present, and the contact determination is valid. when the measured time t 2 of the contact determination effective timer is below a predetermined value, to turn on the second flag. That is, when the second flag is on, it means that it is within a fixed time since it is determined that the contact state has ended in the previous obstacle contact determination and response control processing.

そして、第2フラグがオンでない場合、すなわち、障害物接触状態にあると判定されたことが一度もない場合、あるいは、前回の障害物接触判定及び対応制御処理において接触状態終了と判定してから一定時間以上経過した場合にのみ、主制御ECU21は、障害物接触判定における第1条件の判定を実行する(ステップS3−13−2)。   If the second flag is not on, that is, if it has never been determined that the vehicle is in the obstacle contact state, or after determining that the contact state has ended in the previous obstacle contact determination and response control processing. Only when a certain time or more has elapsed, the main control ECU 21 executes the determination of the first condition in the obstacle contact determination (step S3-13-2).

該第1条件は、路面勾配変化率に基づく動的接触判定であり、路面勾配の推定値の変化率の絶対値があらかじめ設定された接触判定の第1閾値より大きいか否か、すなわち、次の式(8)が成立するか否かに基づいて判定する。   The first condition is dynamic contact determination based on a road surface gradient change rate, and whether or not the absolute value of the change rate of the estimated value of the road surface gradient is larger than a preset first threshold value of contact determination, that is, Judgment is made based on whether or not equation (8) is established.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

車両10が障害物と接触したとき、及び、坂道を上るときにおける、路面勾配の推定値の典型的な時間変化のパターンを、図13に示す。図13において、実線は障害物と接触したときの路面勾配の推定値の時間変化を示し、点線は坂道を上るときの路面勾配の推定値の時間変化を示している。この両者の特徴的な違いの一つである、障害物接触直後における推定値の急激な変化を、第1条件によって捉える。   FIG. 13 shows a typical temporal change pattern of the estimated value of the road surface gradient when the vehicle 10 comes into contact with an obstacle and ascends a slope. In FIG. 13, the solid line indicates the time change of the estimated value of the road surface gradient when contacting the obstacle, and the dotted line indicates the time change of the estimated value of the road surface gradient when going up the hill. A sudden change in the estimated value immediately after the obstacle contact, which is one of the characteristic differences between the two, is captured by the first condition.

主制御ECU21は、路面勾配変化率の絶対値が接触判定の第1閾値より大きい場合には障害物に接触した可能性があると判定し、動的接触判定有効タイマの計測時間t1 をゼロにリセットする(t1 =0)とともに、第1フラグ(flag1)をオンにして(flag1=1)動的接触判定有効タイマを作動させる(ステップS3−13−3)。 The main control ECU 21 determines that there is a possibility of contact with an obstacle when the absolute value of the road surface slope change rate is greater than the first threshold value for contact determination, and sets the measurement time t 1 of the dynamic contact determination effective timer to zero. (T 1 = 0), the first flag (flag 1) is turned on (flag 1 = 1), and the dynamic contact determination valid timer is activated (step S3-13-3).

第1フラグは、障害物静的接触判定処理の実行状態を示すフラグであり、第1フラグオン(flag1=1)の状態は障害物静的接触判定処理が実行中であることを示し、第1フラグオフ(flag1=0)は障害物静的接触判定処理を実行していないことを示す。   The first flag is a flag indicating the execution state of the obstacle static contact determination process, and the state of the first flag on (flag1 = 1) indicates that the obstacle static contact determination process is being executed. Flag off (flag1 = 0) indicates that the obstacle static contact determination processing is not executed.

また、第1フラグは動的接触判定有効タイマによって管理される。動的接触判定有効タイマは、動的接触状態終了判定時刻、すなわち、第1条件によって車両10が動的接触状態にあると推定された時刻から現在までの時間をt1 を計測するタイマであり、動的接触判定有効タイマの計測時間t1 が所定の値以下であるときには、第1フラグをオンにする。つまり、ゼロにリセットするとともに第1フラグをオンにすることは、動的接触状態が終了してからの経過時間の計測を開始することを意味する。 The first flag is managed by a dynamic contact determination valid timer. The dynamic contact determination valid timer is a timer for measuring t 1 from a dynamic contact state end determination time, that is, a time from the time when the vehicle 10 is estimated to be in the dynamic contact state according to the first condition to the present time. When the measurement time t 1 of the dynamic contact determination valid timer is less than or equal to a predetermined value, the first flag is turned on. That is, resetting to zero and turning on the first flag means starting the measurement of the elapsed time after the end of the dynamic contact state.

続いて、主制御ECU21は、障害物接触判定における第2条件の判定を実行する(ステップS3−13−4)。該第2条件は、駆動輪回転角速度偏差に基づく静的接触判定であり、駆動輪回転角速度の実値と目標値の差の絶対値があらかじめ設定された接触判定の第2閾値より大きいか否か、すなわち、次の式(9)が成立するか否かに基づいて判定する。   Subsequently, the main control ECU 21 executes determination of the second condition in the obstacle contact determination (step S3-13-4). The second condition is a static contact determination based on the driving wheel rotational angular velocity deviation, and whether or not the absolute value of the difference between the actual value of the driving wheel rotational angular velocity and the target value is greater than a preset second threshold value of the contact determination. That is, the determination is made based on whether or not the following equation (9) holds.

なお、障害物接触判定及び対応制御処理の始めににおいて、第2フラグがオンである場合、すなわち、接触状態終了と判定してから一定時間内である場合、主制御ECU21は、障害物接触判定における第1条件の判定を実行することなく、直ちに、障害物接触判定における第2条件の判定を実行する。   When the second flag is on at the beginning of the obstacle contact determination and response control process, that is, within a certain time after determining that the contact state has ended, the main control ECU 21 determines the obstacle contact determination. The determination of the second condition in the obstacle contact determination is immediately executed without executing the determination of the first condition.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

なお、車両10が障害物と接触したとき、及び、坂道を上るときにおける、駆動輪回転角度の典型的な時間変化のパターンを、図14に示す。図14において、実線は障害物と接触したときの駆動輪回転角速度の時間変化を示し、点線は坂道を上るときの駆動輪回転角速度の時間変化を示している。この両者の特徴的な違いの一つである、障害物接触時における駆動輪回転角速度(車両速度)の急激な変化を、第2条件によって捉える。   FIG. 14 shows a typical temporal change pattern of the drive wheel rotation angle when the vehicle 10 comes into contact with an obstacle and ascends a hill. In FIG. 14, the solid line shows the time change of the drive wheel rotation angular velocity when contacting the obstacle, and the dotted line shows the time change of the drive wheel rotation angular velocity when going up the slope. A sudden change in the rotational speed (vehicle speed) of the driving wheel at the time of obstacle contact, which is one of the characteristic differences between the two, is captured by the second condition.

主制御ECU21は、駆動輪回転角速度偏差の絶対値が接触判定の第2閾値より大きい場合には障害物に接触した可能性が高いと判定し、障害物接触判定における第3条件の判定を実行する(ステップS3−13−5)。該第3条件は、路面勾配変化量に基づく静的接触判定であり、路面勾配変化量の絶対値があらかじめ設定された接触判定の第3閾値より大きいか否か、すなわち、次の式(10)が成立するか否かに基づいて判定する。   The main control ECU 21 determines that there is a high possibility of contact with an obstacle when the absolute value of the driving wheel rotation angular velocity deviation is greater than the second threshold value for contact determination, and executes the determination of the third condition in the obstacle contact determination. (Step S3-13-5). The third condition is a static contact determination based on a road surface gradient change amount, and whether or not the absolute value of the road surface gradient change amount is larger than a preset third threshold value of the contact determination, that is, the following equation (10 ) Is determined based on whether or not.

Figure 2009083759
Figure 2009083759

そして、主制御ECU21は、路面勾配変化量の絶対値が接触判定の第3閾値より大きい場合には障害物に接触していると判定し、接触判定有効タイマの計測時間t2 をゼロにリセットする(t2 =0)とともに、第2フラグをオンにして(flag2=1)接触判定有効タイマを作動させる(ステップS3−13−6)。計測時間t2 をゼロにリセットするとともに第2フラグをオンにすることは、接触状態が終了してからの経過時間の計測を開始することを意味する。 Then, reset the main control ECU21, when larger than the third threshold value of the absolute value of the contact determination of the road surface slope change amount is determined to be in contact with the obstacle, the measurement time t 2 of the contact determination effective timer to zero to (t 2 = 0) with, actuating the second flag is turned on a (flag2 = 1) contact determination enable timer (step S3-13-6). Turning on the second flag resets the measured time t 2 to zero means that the contact state starts to measure the elapsed time from completion.

続いて、主制御ECU21は、障害物接触対応制御処理を実行して(ステップS3−13−7)、処理を終了する。障害物接触対応制御処理によって、路面勾配の推定値及び車両加速度の目標値が修正される。   Subsequently, the main control ECU 21 executes an obstacle contact handling control process (step S3-13-7) and ends the process. The estimated value of the road surface gradient and the target value of the vehicle acceleration are corrected by the obstacle contact handling control process.

一方、障害物接触判定における第1条件の判定において路面勾配変化率の絶対値が接触判定の第1閾値以下である場合、主制御ECU21は、車両10が現在動的接触状態にないと判定し、次に、第1フラグがオンであるか否か、すなわち、flag1=1であるか否かを判断する(ステップS3−13−8)。   On the other hand, in the determination of the first condition in the obstacle contact determination, when the absolute value of the road surface gradient change rate is equal to or smaller than the first threshold value of the contact determination, the main control ECU 21 determines that the vehicle 10 is not currently in the dynamic contact state. Next, it is determined whether or not the first flag is on, that is, whether or not flag1 = 1 (step S3-13-8).

そして、第1フラグがオンでない場合、すなわち、障害物動的接触状態にあるを判定されたことが一度もない場合、あるいは、動的接触状態判定終了直後から一定時間以上経過した場合にのみ、主制御ECU21は、そのまま処理を終了する。また、第1フラグがオンである場合、すなわち、動的接触状態終了判定直後から一定時間内である場合、主制御ECU21は、動的接触判定有効タイマの計測時間をΔtだけ増やす(ステップS3−13−9)、すなわち、計測時間t1 をt1 +Δtに置き換える(t1 ←t1 +Δt)。 And only when the first flag is not on, that is, when it has never been determined that the vehicle is in the obstacle dynamic contact state, or when a certain time or more has passed since the end of the dynamic contact state determination, The main control ECU 21 ends the process as it is. When the first flag is on, that is, within a certain period of time immediately after the dynamic contact state end determination, the main control ECU 21 increases the measurement time of the dynamic contact determination valid timer by Δt (step S3- 13-9), that is, the measurement time t 1 is replaced with t 1 + Δt (t 1 ← t 1 + Δt).

続いて、主制御ECU21は、動的接触判定有効タイマの計測時間t1 が一定時間T1,Max を経過した(t1 >T1,Max )か否かを判断する(ステップS3−13−10)。そして、動的接触判定有効タイマの計測時間t1 が一定時間T1,Max 以下である場合、主制御ECU21は、障害物接触判定における第2条件の判定を実行する。また、動的接触判定有効タイマの計測時間t1 が一定時間T1,Max を経過している場合、主制御ECU21は、第1フラグをオフにして(flag1=0)(ステップS3−13−11)、処理を終了する。 Subsequently, the main control ECU 21 determines whether or not the measurement time t 1 of the dynamic contact determination effective timer has passed a predetermined time T 1, Max (t 1 > T 1, Max ) (step S3-13-). 10). The dynamic contact determination enable the timed time of the timer t 1 is a predetermined time T 1, when Max or less, the main control ECU21 executes the determination of the second condition in the obstacle contact determination. Further, when the measurement time t 1 dynamic contact determination enable timer has passed a predetermined time T 1, Max, the main control ECU21 includes a first flag in the OFF (flag1 = 0) (step S3-13- 11) The process is terminated.

一方、障害物接触判定における第2条件の判定において駆動輪回転角速度偏差の絶対値があらかじめ設定された接触判定の第2閾値以下である場合、及び、障害物接触判定における第3条件の判定において路面勾配変化量の絶対値があらかじめ設定された接触判定の第3閾値以下である場合、主制御ECU21は、車両10が現在接触状態にないと判定し、次に、第2フラグがオンであるか否か、すなわち、flag2=1であるか否かを判断する(ステップS3−13−12)。   On the other hand, in the determination of the second condition in the obstacle contact determination, when the absolute value of the driving wheel rotation angular velocity deviation is equal to or less than the preset second threshold value of the contact determination, and in the determination of the third condition in the obstacle contact determination When the absolute value of the road surface gradient change amount is equal to or smaller than a preset third threshold value for contact determination, the main control ECU 21 determines that the vehicle 10 is not currently in contact, and then the second flag is on. Whether or not flag2 = 1 is determined (step S3-13-12).

そして、第2フラグがオンでない場合、すなわち、障害物接触状態にあると判定されたことが一度もない場合、あるいは、接触状態終了判定直後から一定時間以上経過した場合、主制御ECU21は、第1フラグをオンの状態に保持したまま、処理を終了する。また、第2フラグがオンである場合、すなわち、接触状態終了判定直後から一定時間内である場合、主制御ECU21は、接触判定有効タイマの計測時間をΔtだけ増やす(ステップS3−13−13)、すなわち、計測時間t2 をt2 +Δtに置き換える(t2 ←t2 +Δt)。 When the second flag is not on, that is, when it has never been determined that the vehicle is in the obstacle contact state, or when a certain period of time has elapsed immediately after the contact state end determination, the main control ECU 21 The processing is terminated while the 1 flag is kept on. When the second flag is on, that is, within a certain time immediately after the contact state end determination, the main control ECU 21 increases the measurement time of the contact determination valid timer by Δt (step S3-13-13). That is, the measurement time t 2 is replaced with t 2 + Δt (t 2 ← t 2 + Δt).

続いて、主制御ECU21は、接触判定有効タイマの計測時間t2 が一定時間T2,Max を経過した(t2 >T2,Max )か否かを判断する(ステップS3−13−14)。そして、接触判定有効タイマの計測時間t2 が一定時間T2,Max 以下である場合、主制御ECU21は、第2条件、あるいは、第3条件を満足していなくても、障害物接触対応制御処理を実行し、処理を終了する。また、接触判定有効タイマの計測時間t2 が一定時間T2,Max を経過している場合、主制御ECU21は、第1フラグ及び第2フラグをオフにして(flag1=0、flag2=0)(ステップS3−13−15)、処理を終了する。 Subsequently, the main control ECU21, the measurement time t 2 of the contact determination effective timer has exceeded the predetermined time T 2, Max (t 2> T 2, Max) determines whether (step S3-13-14) . Then, when the measured time t 2 of the contact determination effective timer is equal to or less than a predetermined time T 2, Max, the main control ECU21, the second condition, or, even if not satisfy the third condition, the obstacle contacts the corresponding control Execute the process and end the process. Also, if the measured time t 2 of the contact determination effective timer has passed a predetermined time T 2, Max, the main control ECU21 is in the first flag and second flag off (flag1 = 0, flag2 = 0 ) (Step S3-13-15), the process ends.

このように、障害物接触判定においては、第1条件について判定し、続いて、第2条件及び第3条件について判定する。すなわち、路面勾配変化率に基づく動的接触判定を行い、続いて、駆動輪回転角速度偏差に基づく静的接触判定、及び、路面勾配変化量に基づく静的接触判定を行う。そして、障害物と接触したときの路面勾配の推定値及び駆動輪回転角速度の時間変化に着目し、それらの値及び時間変化の様相が、障害物と接触したときの典型的なパターンに類似している場合に、車両10が障害物と接触状態にあると判定する。   Thus, in the obstacle contact determination, the first condition is determined, and then the second condition and the third condition are determined. That is, the dynamic contact determination based on the road surface gradient change rate is performed, and then the static contact determination based on the driving wheel rotation angular velocity deviation and the static contact determination based on the road surface gradient change amount are performed. Then, paying attention to the estimated value of the road surface gradient when touching the obstacle and the time change of the driving wheel rotation angular velocity, these values and the aspect of the time change are similar to the typical pattern when touching the obstacle. The vehicle 10 is in contact with the obstacle.

図15に示されるフローチャートに沿った障害物接触判定及び対応制御処理の動作では、第1条件、第2条件及び第3条件のすべてを満足する場合に、障害物に接触したと判定する。   In the operation of the obstacle contact determination and response control process according to the flowchart shown in FIG. 15, it is determined that an obstacle has been touched when all of the first condition, the second condition, and the third condition are satisfied.

第1条件は、前述のように、路面勾配変化率に基づく動的接触判定である。車両10がある一定速度で障害物と接触した場合、その反力を重力の作用と誤認識することで、路面勾配の推定値が急増する。また、障害物に接触した停止状態で加速指令を受けたときも、加速に必要な駆動トルクとともに、その反力や路面勾配の推定値が急増する。そこで、路面勾配の推定値の変化率の絶対値が接触判定の第1閾値を超えた場合には、障害物に接触した可能性があると判定し、その後の一定時間T1,Max において、第2条件及び第3条件の判定を実行する。 As described above, the first condition is dynamic contact determination based on the road surface gradient change rate. When the vehicle 10 comes into contact with an obstacle at a certain speed, the estimated value of the road gradient increases rapidly by misrecognizing the reaction force as the action of gravity. Also, when an acceleration command is received in a stopped state in contact with an obstacle, the estimated value of the reaction force and road surface gradient increases rapidly together with the driving torque necessary for acceleration. Therefore, when the absolute value of the rate of change of the estimated value of the road surface gradient exceeds the first threshold value for contact determination, it is determined that there is a possibility that the object has touched the obstacle, and at a certain time T1 , Max after that, The determination of the second condition and the third condition is executed.

第2条件は、前述のように、駆動輪回転角速度偏差に基づく静的接触判定である。障害物と接触すると、障害物からの反力により、目標走行速度に比べて車両10の走行速度が低下する。また、障害物に接触した停止状態で加速指令を受けたときも、目標走行速度まで加速することができない。そこで、駆動輪回転角速度の実値と目標値との差、すなわち、駆動輪回転角速度偏差の絶対値が接触判定の第2閾値を超えた場合には、障害物に接触した可能性が高いと判定し、次に第3条件の判定を実行する。   As described above, the second condition is a static contact determination based on the driving wheel rotation angular velocity deviation. When it comes into contact with an obstacle, the traveling speed of the vehicle 10 decreases compared to the target traveling speed due to the reaction force from the obstacle. Further, even when an acceleration command is received in a stopped state in contact with an obstacle, the vehicle cannot be accelerated to the target traveling speed. Therefore, when the difference between the actual value of the driving wheel rotational angular velocity and the target value, that is, the absolute value of the driving wheel rotational angular velocity deviation exceeds the second threshold value for contact determination, it is highly likely that the vehicle has touched the obstacle. Next, the third condition is determined.

第3条件は、前述のように、路面勾配変化量に基づく静的接触判定である。車両10が障害物と接触すると、誤推定された路面勾配に対する登坂トルク(駆動輪12の駆動トルク)に応じて、障害物からの反力が車両10に作用するので、路面勾配の推定値は高い値を保持する。そこで、障害物との接触前の時刻t0 における路面勾配の推定値と現在の路面勾配の推定値との差、すなわち、路面勾配の推定値の変化量の絶対値が接触判定の第3閾値を超えた場合には、障害物に接触したと判定する。 As described above, the third condition is a static contact determination based on the road surface gradient change amount. When the vehicle 10 comes into contact with the obstacle, the reaction force from the obstacle acts on the vehicle 10 according to the climbing torque (driving torque of the driving wheels 12) with respect to the erroneously estimated road surface gradient, so the estimated value of the road surface gradient is Keep a high value. Therefore, the difference between the estimated value of the road surface gradient at time t 0 before the contact with the obstacle and the estimated value of the current road surface gradient, that is, the absolute value of the change amount of the estimated value of the road surface gradient is the third threshold value for contact determination. If it exceeds, it is determined that an obstacle has been touched.

そして、障害物に接触したと判定した場合、その後の一定時間T2,Max は、その判定を変えない。これにより、制御の切り替わりに起因する振動(チャタリング)を防止することができる。 And when it determines with having touched the obstruction, subsequent fixed time T2 , Max does not change the determination. Thereby, the vibration (chattering) resulting from the switching of control can be prevented.

ここでは、第1条件、第2条件及び第3条件のすべてを満足する場合に、障害物との接触を識別する、すなわち、障害物と接触したと判定する例について説明したが、前記第1条件、第2条件及び第3条件のいずれか1つ又は2つを満足する場合に、障害物に接触したと判定するようにしてもよい。例えば、第2条件と第3条件のどちらか一方と第1条件を満足した場合に、障害物に接触したと判定するようにしてもよい。また、第2条件及び第3条件を満足していなくても、第1条件のみを満足すれば障害物に接触したと判定するようにしてもよい。   Here, an example has been described in which contact with an obstacle is identified when all of the first condition, the second condition, and the third condition are satisfied, that is, it is determined that the object is in contact with the obstacle. When any one or two of the condition, the second condition, and the third condition are satisfied, it may be determined that the obstacle has been touched. For example, when either the second condition or the third condition and the first condition are satisfied, it may be determined that an obstacle has been touched. Further, even if the second condition and the third condition are not satisfied, it may be determined that the obstacle has been touched if only the first condition is satisfied.

さらに、前記第1条件、第2条件及び第3条件以外の条件を加えて、障害物接触判定を実行することもできる。例えば、駆動輪回転角速度偏差や車体傾斜角速度偏差の時間変化率が所定の閾値を超えた場合に障害物に接触したと判定する、という条件を加えることによって、接触状態の誤認識率を更に低くすることができる。   Furthermore, the obstacle contact determination can be executed by adding conditions other than the first condition, the second condition, and the third condition. For example, by adding a condition that it is determined that the vehicle has touched an obstacle when the temporal change rate of the drive wheel rotation angular velocity deviation or the vehicle body tilt angular velocity deviation exceeds a predetermined threshold, the false recognition rate of the contact state is further reduced. can do.

また、あらかじめ設定した閾値によって各条件についての判定を行う例について説明したが、車両10の走行状態に応じて閾値を変化させることもできる。例えば、障害物に接触する前の車両走行速度の増加とともに、路面勾配変化率や駆動輪回転角速度偏差の閾値を高くすることによって、実際の力学的条件に適した判定を行い、より高精度な認識を実現することができる。   Moreover, although the example which performs determination about each condition with the preset threshold value was demonstrated, a threshold value can also be changed according to the driving | running | working state of the vehicle 10. FIG. For example, by increasing the vehicle running speed before contacting an obstacle and increasing the road gradient change rate and driving wheel rotation angular speed deviation threshold, a determination suitable for the actual mechanical condition is made, and more accurate Recognition can be realized.

また、路面勾配の推定値が変化する速度の程度を差分によって評価する例について説明したが、周波数フィルタによりある周波数帯の成分を抽出し、その大小に基づいて判定を行ってもよい。例えば、バンドパスフィルタを用いて低周波帯域の緩やかな変化を無視するとともに、路面の凹凸やセンサ信号のノイズによる高周波成分も取り除くことによって、より高精度な認識を実現することができる。   Moreover, although the example which evaluates the grade of the speed which the estimated value of a road surface gradient changes with a difference was demonstrated, the component of a certain frequency band may be extracted with a frequency filter, and you may determine based on the magnitude. For example, more accurate recognition can be realized by ignoring a gradual change in the low-frequency band using a band-pass filter and removing high-frequency components due to road surface irregularities and sensor signal noise.

次に、障害物接触対応制御処理について説明する。   Next, the obstacle contact handling control process will be described.

図16は本発明の第2の実施の形態における障害物接触対応制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the obstacle contact handling control process in the second embodiment of the present invention.

障害物接触対応制御処理において、主制御ECU21は、まず、路面勾配の推定値の正負に応じて車両加速度の目標値α* を修正する(ステップS3−13−7−1)。すなわち、車両10が障害物に向かって加速することができないように、車両加速度の目標値α* を制限する。 In the obstacle contact handling control process, the main control ECU 21 first corrects the target value α * of the vehicle acceleration in accordance with the sign of the estimated road surface gradient (step S3-13-7-1). In other words, the vehicle acceleration target value α * is limited so that the vehicle 10 cannot be accelerated toward the obstacle.

続いて、主制御ECU21は、障害物接触による誤差を含む路面勾配の推定値を修正する(ステップS3−13−7−2)。すなわち、路面勾配変化率に基づく障害物動的接触判定の所定時間前である時刻t=t0 における路面勾配の推定値η(t0 )を現在の路面勾配の推定値とする。 Subsequently, the main control ECU 21 corrects the estimated value of the road surface gradient including an error due to obstacle contact (step S3-13-7-2). That is, the estimated value η (t 0 ) of the road surface gradient at time t = t 0, which is a predetermined time before the obstacle dynamic contact determination based on the road surface gradient change rate, is used as the current road surface gradient estimated value.

これにより、車両10が障害物に接触したときにも、安定した走行状態及び安定した姿勢制御を実現することができる。   Thereby, even when the vehicle 10 comes into contact with an obstacle, a stable traveling state and stable posture control can be realized.

このように、本実施の形態においては、障害物との接触を識別すると、路面勾配の推定値を修正することで、誤った登坂トルクや車体姿勢の目標値が与えられることを防止する。具体的には、前述のように、路面勾配変化率に基づく動的接触判定の所定時間前である時刻t=t0 における路面勾配の推定値η(t0 )を現在の路面勾配の推定値とする。これにより、障害物との接触による誤差の分は取り除かれるが、本来の路面勾配に起因する分は残るので、坂道の上で障害物と接触した場合でも、停止、走行するのに必要な登坂トルク失うことがなく、車両10は安定した状態を保つことができる。なお、障害物との接触前の路面勾配の推定値を参照することができるように、所定の時間における路面勾配の推定値の履歴を常に記憶する。 As described above, in this embodiment, when contact with an obstacle is identified, the estimated value of the road surface gradient is corrected to prevent an incorrect target value of the climbing torque or the vehicle body posture from being given. Specifically, as described above, the estimated value η (t 0 ) of the road surface gradient at time t = t 0, which is a predetermined time before the dynamic contact determination based on the road surface gradient change rate, is the estimated value of the current road surface gradient. And As a result, the error due to contact with the obstacle is removed, but the part due to the original road gradient remains, so even if it touches the obstacle on the slope, it is necessary to climb and climb The vehicle 10 can maintain a stable state without losing torque. In addition, the history of the estimated value of the road surface gradient at a predetermined time is always stored so that the estimated value of the road surface gradient before the contact with the obstacle can be referred to.

また、路面勾配の推定値を修正するとともに、乗員15が要求した車両加速度の目標値α* を制限する。すなわち、車両10が障害物に向かって加速することができないように、車両加速度の目標値α* を制限する。具体的には、修正前の路面勾配の推定値との差が正である場合、すなわち、障害物が前方にある場合には、車両加速度の目標値α* をゼロ以下とする。また、修正前の路面勾配の推定値との差が負である場合、すなわち、障害物が後方にある場合には、車両加速度の目標値α* をゼロ以上とする。これにより、乗員15の障害物の未認識や誤操作に起因する状態の悪化を防止することができ、車両10の安全性を更に高めることができる。 Further, the estimated value of the road surface gradient is corrected, and the target value α * of the vehicle acceleration requested by the occupant 15 is limited. In other words, the vehicle acceleration target value α * is limited so that the vehicle 10 cannot be accelerated toward the obstacle. Specifically, when the difference between the estimated value of the road surface slope before correction is positive, i.e., if the obstacle in front, the target value of the vehicle acceleration alpha * zero or less. Further, when the difference from the estimated value of the road surface gradient before correction is negative, that is, when the obstacle is behind, the vehicle acceleration target value α * is set to zero or more. Thereby, the deterioration of the state resulting from the unrecognized obstacle or the erroneous operation of the occupant 15 can be prevented, and the safety of the vehicle 10 can be further improved.

なお、本実施の形態においては、車両加速度の目標値のみを制限するようになっているが、車両速度の目標値を制限してもよい。例えば、走行中に前方の障害物と接触した場合、車両の目標速度をゼロ以下に制限してもよい。この場合、車両10は自動的に急停止するようになる。   In the present embodiment, only the target value of the vehicle acceleration is limited, but the target value of the vehicle speed may be limited. For example, when the vehicle touches an obstacle in front of the vehicle, the target speed of the vehicle may be limited to zero or less. In this case, the vehicle 10 automatically stops suddenly.

また、障害物との接触判定時に、他の制御を加えて行ってもよい。例えば、乗員15に警告音や警告表示を与えて注意を喚起するようにしてもよい。また、車両10が障害物から自動的に離れるように、例えば、自動的にわずかに後に下がって停まるように、駆動輪回転角速度の目標値のタイムスケジュールを与えてもよい。   Moreover, you may add and perform other control at the time of a contact determination with an obstruction. For example, a warning sound or warning display may be given to the occupant 15 to call attention. In addition, a time schedule of the target value of the drive wheel rotation angular velocity may be given so that the vehicle 10 automatically leaves the obstacle, for example, so that the vehicle 10 automatically falls slightly later and stops.

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.

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である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention, and is a figure which shows the state which is carrying out acceleration advance in the state which the passenger | crew got on. 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。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention. 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である。It is the schematic which shows the operation | movement of the vehicle on the slope in the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart which shows operation | movement of the driving | running | working and attitude | position control processing of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention. 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である。It is a figure which shows the dynamic model of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention, and its parameter. 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。It is a flowchart which shows the operation | movement of the acquisition process of the state quantity in the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart which shows operation | movement of the acquisition process of the road surface gradient in the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the target driving state in the 1st Embodiment of this invention. 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である。It is a graph which shows the change of the target value of the active weight part position in the 1st Embodiment of this invention, and the target value of a vehicle body tilt angle. 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。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the target vehicle body attitude | position in the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the actuator output in the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the target driving state in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における障害物接触のときの路面勾配の推定値の時間変化の典型パターンを示すである。It is a typical pattern of the time change of the estimated value of the road surface gradient at the time of the obstacle contact in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における障害物接触のときの駆動輪回転角速度の時間変化の典型パターンを示す図である。It is a figure which shows the typical pattern of the time change of a driving wheel rotational angular velocity at the time of the obstruction contact in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における障害物接触判定及び対応制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the obstacle contact determination and response control process in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における障害物接触対応制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the obstacle contact corresponding | compatible control process in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両
12 駆動輪
20 制御ECU
10 Vehicle 12 Drive wheel 20 Control ECU

Claims (3)

回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、
該駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、
路面勾配を推定する勾配推定手段と、
障害物と接触したか否かを識別する接触識別手段と、
該接触識別手段が障害物との接触を認識すると、前記勾配推定手段が推定した路面勾配前記障害物との接触前に推定した路面勾配に修正する推定値修正手段とを備える
ことを特徴とする車両。
A drive wheel rotatably mounted on the vehicle body,
A vehicle control device for controlling the attitude of the vehicle body by controlling the drive torque applied to the drive wheels,
The vehicle control device
A slope estimating means for estimating a road surface slope;
Contact identification means for identifying whether or not an obstacle has been contacted;
When the contact identification unit recognizes contact with an obstacle, the road surface gradient estimated by the gradient estimation unit includes an estimated value correction unit that corrects the road surface gradient estimated before the contact with the obstacle. vehicle.
前記車両制御装置は、前記勾配推定手段が推定した路面勾配を記憶する勾配記憶手段を備え、
前記推定値修正手段は、前記接触識別手段が障害物との接触を認識すると、前記勾配推定手段が推定した路面勾配を、前記障害物との接触前に前記勾配記憶手段が記憶した路面勾配に修正する請求項1に記載の車両。
The vehicle control device includes a gradient storage unit that stores the road surface gradient estimated by the gradient estimation unit,
When the contact identifying unit recognizes contact with an obstacle, the estimated value correcting unit converts the road gradient estimated by the gradient estimating unit into a road gradient stored by the gradient storage unit before contacting with the obstacle. The vehicle according to claim 1 to be corrected.
前記勾配記憶手段は、直近の過去の所定時間内に前記勾配推定手段が推定した路面勾配を常に記憶する請求項2に記載の車両。   The vehicle according to claim 2, wherein the gradient storage unit always stores the road surface gradient estimated by the gradient estimation unit within the latest past predetermined time.
JP2007258443A 2007-10-02 2007-10-02 vehicle Expired - Fee Related JP5045354B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007258443A JP5045354B2 (en) 2007-10-02 2007-10-02 vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007258443A JP5045354B2 (en) 2007-10-02 2007-10-02 vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009083759A true JP2009083759A (en) 2009-04-23
JP5045354B2 JP5045354B2 (en) 2012-10-10

Family

ID=40657729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007258443A Expired - Fee Related JP5045354B2 (en) 2007-10-02 2007-10-02 vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5045354B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286395A (en) * 2009-07-22 2009-12-10 Toyota Motor Corp Inverted pendulum type movable body and method for controlling it
WO2011033592A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 本田技研工業株式会社 Inverted pendulum-type moving body controller
JP2018085901A (en) * 2016-11-25 2018-05-31 日産自動車株式会社 Electric-vehicular control method and electric-vehicular control apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0415713A (en) * 1990-05-01 1992-01-21 Komatsu Ltd Posture control method for parallel two-wheeled vehicle
JP2003271243A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Advanced Telecommunication Research Institute International Communication robot
JP2009025989A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Toshiba Corp Mobile robot and its controller

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0415713A (en) * 1990-05-01 1992-01-21 Komatsu Ltd Posture control method for parallel two-wheeled vehicle
JP2003271243A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Advanced Telecommunication Research Institute International Communication robot
JP2009025989A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Toshiba Corp Mobile robot and its controller

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286395A (en) * 2009-07-22 2009-12-10 Toyota Motor Corp Inverted pendulum type movable body and method for controlling it
WO2011033592A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 本田技研工業株式会社 Inverted pendulum-type moving body controller
US8521395B2 (en) 2009-09-18 2013-08-27 Honda Motor Co., Ltd. Control device of inverted pendulum type mobile apparatus
JP5355700B2 (en) * 2009-09-18 2013-11-27 本田技研工業株式会社 Inverted pendulum type moving body control device
JP2018085901A (en) * 2016-11-25 2018-05-31 日産自動車株式会社 Electric-vehicular control method and electric-vehicular control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5045354B2 (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5115133B2 (en) vehicle
WO2010047070A1 (en) Vehicle
JP4894706B2 (en) vehicle
JP5045354B2 (en) vehicle
JP5088061B2 (en) vehicle
JP5369602B2 (en) vehicle
JP4888317B2 (en) vehicle
JP5561289B2 (en) vehicle
JP5061828B2 (en) vehicle
JP4894707B2 (en) vehicle
JP4888318B2 (en) vehicle
JP5223265B2 (en) vehicle
JP4888319B2 (en) vehicle
JP5067194B2 (en) vehicle
JP2009073271A (en) Vehicle
JP5186853B2 (en) vehicle
JP5200574B2 (en) vehicle
JP2009159784A (en) Vehicle
JP5092788B2 (en) vehicle
JP5018462B2 (en) vehicle
JP5061889B2 (en) vehicle
JP4831105B2 (en) vehicle
JP2009225488A (en) Vehicle
JP2009245249A (en) Vehicle
JP2009245246A (en) Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111227

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: 20120619

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120702

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees