JP2011116271A - Apparatus and method for controlling inertia of moving body - Google Patents
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Abstract
【課題】慣性制御装置及び方法において、例えば車両等の移動体の挙動をより適切且つ簡便に制御することを可能とする。
【解決手段】移動体の慣性制御装置(1)は、進行方向を基準にして移動体(100)の前方に位置する前方部に設けられ、進行方向を基準にして横方向に発生する前方部の第1横加速度を検知する第1検知手段(SF)と、進行方向を基準にして移動体の後方に位置すると共に前方部につられて横方向に横揺れする後方部に設けられ、横方向に発生する後方部の第2横加速度を検知する第2検知手段(SR)と、後方部に力を付与する力付与手段(10R、21R、10L、21Lなど)と、検知された第1横加速度と検知された第2横加速度との差に応じて、前方部と後方部との力の位相差を低減する所定力を後方部に付与するように力付与手段を制御する制御手段(8等)とを備える。
【選択図】図1In an inertia control device and method, for example, it is possible to more appropriately and easily control the behavior of a moving body such as a vehicle.
An inertial control device (1) for a moving body is provided at a front portion positioned in front of the moving body (100) with respect to a traveling direction, and is generated in a lateral direction with respect to the traveling direction. First detecting means (SF) for detecting the first lateral acceleration of the moving body, and a rear portion of the moving body that is positioned behind the moving body and is swayed in the lateral direction along the front portion. The second detection means (SR) for detecting the second lateral acceleration of the rear portion generated in the rear, the force application means (10R, 21R, 10L, 21L, etc.) for applying force to the rear portion, and the detected first lateral Control means (8) for controlling the force applying means to apply a predetermined force to the rear portion for reducing the phase difference between the front portion and the rear portion in accordance with the difference between the acceleration and the detected second lateral acceleration. Etc.).
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば車両の挙動を制御する車両挙動制御装置等の移動体の慣性制御装置及び方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an inertia control device and method for a moving body such as a vehicle behavior control device that controls the behavior of a vehicle, for example.
この種の移動体の慣性制御装置として、例えば特許文献1等では、車両の後方部の横加速度から、車両の前方部の横加速度を推定し、この推定に基づいて車両の挙動制御を行う技術が開示されている。 As an inertial control device for this type of moving body, for example, in Patent Document 1 or the like, a technique for estimating the lateral acceleration of the front part of the vehicle from the lateral acceleration of the rear part of the vehicle and controlling the behavior of the vehicle based on this estimation. Is disclosed.
また、この種の移動体の慣性制御装置として、例えば特許文献2等では、車両モデルから、応答の位相状態や制御デバイスの応答遅れ等の状態量を算出し、運転者による能動的な操作に対する出力の位相状態を調整する技術が開示されている。 Further, as an inertial control device for this type of moving body, for example, in Patent Document 2 and the like, a state quantity such as a response phase state and a response delay of a control device is calculated from a vehicle model, so that an active operation by a driver is prevented. A technique for adjusting the phase state of the output is disclosed.
また、この種の移動体の慣性制御装置として、特許文献3等には、四輪駆動の操舵性の精度を向上させるために、車両の前方部及び後方部において、横加速度センサを夫々設け、前方部の横加速度と後方部の横加速度とに基づき、後輪の操舵角の量を補正する技術が開示されている。 Further, as an inertial control device for this type of moving body, in Patent Document 3 and the like, lateral acceleration sensors are provided at the front part and the rear part of the vehicle, respectively, in order to improve the accuracy of the four-wheel drive steering. A technique for correcting the amount of the steering angle of the rear wheel based on the lateral acceleration at the front portion and the lateral acceleration at the rear portion is disclosed.
しかしながら、上述した特許文献1等に開示されている技術では、車両の前方部の横加速度及び車両の後方部の横加速度のうちいずれか一方からいずれか他方を、実験モデルに基づいて推定し、実験モデル以外の状況に対応していない。このため、例えば車両本体の構造的なよじれ等に起因した振動や風圧等の外界環境に起因した振動が発生するのを防止することができないという技術的な問題点が生じる。 However, in the technique disclosed in the above-described Patent Document 1 or the like, one of the lateral acceleration of the front portion of the vehicle and the lateral acceleration of the rear portion of the vehicle is estimated based on an experimental model, It does not support situations other than experimental models. For this reason, for example, there arises a technical problem that it is impossible to prevent the vibration caused by the structural kinking of the vehicle body and the vibration caused by the external environment such as the wind pressure.
また、上述した特許文献2等に開示されている技術では、人的操作の入力に対する出力の関係から人的操作の補正を行うのみであり、車両に発生する人的操作に直接的には起因しない、例えば車両本体の構造的なよじれ等に起因した振動や風圧等の外界環境に起因した振動が発生するのを防止することができないという技術的な問題点が生じる。 In addition, in the technology disclosed in the above-described Patent Document 2 and the like, the human operation is only corrected from the relationship of the output with respect to the input of the human operation, and is directly attributable to the human operation occurring in the vehicle. However, for example, there is a technical problem that it is impossible to prevent vibrations caused by the external environment such as vibrations caused by structural kinking of the vehicle body and wind pressure.
また、上述した特許文献3等に開示されている技術では、車両本体の構造的なよじれ等に起因した、運転者にとって不快な振動が発生するのを防止することができないという技術的な問題点が生じる。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 3 and the like described above, it is not possible to prevent generation of vibrations uncomfortable for the driver due to structural kinking of the vehicle body. Occurs.
そこで、本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、例えば車両等の移動体の挙動をより適切且つ簡便に制御することが可能な移動体の慣性制御装置及び方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an inertial control device and method for a moving body that can more appropriately and simply control the behavior of the moving body such as a vehicle. This is the issue.
上記課題を解決するために、本発明に係る移動体の慣性制御装置は、進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、前記進行方向を基準にして横方向に発生する前記前方部の第1横加速度を検知する第1検知手段と、前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第2横加速度を検知する第2検知手段と、前記後方部に力を付与する力付与手段と、前記検知された第1横加速度と前記検知された第2横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように前記力付与手段を制御する制御手段とを備える。 In order to solve the above problems, an inertial control device for a moving body according to the present invention is provided at a front portion positioned in front of the moving body with reference to the traveling direction, and is generated in a lateral direction with respect to the traveling direction. A first detecting means for detecting a first lateral acceleration of the front part, and a rear part positioned behind the movable body with reference to the traveling direction and swinging in the lateral direction along the front part. A second detecting means for detecting a second lateral acceleration of the rear portion generated in the lateral direction; a force applying means for applying a force to the rear portion; the detected first lateral acceleration and the detection; Control means for controlling the force applying means so as to apply a predetermined force to the rear portion for reducing a phase difference between the front portion and the rear portion in accordance with a difference between the second lateral acceleration and the second lateral acceleration. Is provided.
本発明に係る移動体の慣性制御装置によれば、例えば重力センサー等によって構成される第1検知手段によって、進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、進行方向を基準にして横方向に発生する前方部の第1横加速度が検知される。本発明に係る「検知」とは、典型的には、横加速度を示す何らかの物理量やパラメータの所定範囲を、直接的又は間接的に「検知」「選択」等することを意味する。更に、横加速度を示す何らかの物理量やパラメータを、直接的又は間接的に「検出」「測定」「計測」等することを含んでいてもよい。 According to the inertial control device for a moving body according to the present invention, for example, the first detection means configured by a gravity sensor or the like is provided at a front portion positioned in front of the moving body with respect to the traveling direction, and the traveling direction is determined. The first lateral acceleration generated in the lateral direction with respect to the reference is detected. “Detection” according to the present invention typically means “detection”, “selection” or the like of a certain physical quantity indicating a lateral acceleration or a predetermined range of parameters. Furthermore, some physical quantity or parameter indicating the lateral acceleration may include “detection”, “measurement”, “measurement”, or the like, directly or indirectly.
例えば重力センサー等によって構成される第2検知手段によって、進行方向を基準にして移動体の後方に位置すると共に前方部につられて横方向に横揺れする後方部に設けられ、横方向に発生する後方部の第2横加速度が検知される。ここに、本発明に係る前方部は、例えば車両の前輪側に位置する移動体の一部を意味し、本発明に係る後方部は、例えば車両の後輪側に位置する移動体の他の一部を意味する。本願発明者らによる研究によれば、典型的には、移動体の前方部及び後方部のうち一方は、例えば車両の構造上の弾性係数などの移動体の構造上の弾性に基づいて、前方部及び後方部のうち他方につられて横方向に横揺れする。加えて、移動体の前方部及び後方部のうちいずれか一方は、この一方の側に設けられたタイヤやサスペンションが接地地面から受ける反発力に基づく横方向の力を、ホイールベースを介して、前方部及び後方部のうちいずれか他方に対して及ぼし、横揺れを起こさせる。 For example, the second detection means configured by a gravity sensor or the like is provided behind the moving body with respect to the traveling direction, and is provided in the rear part that rolls sideways along the front part. A second lateral acceleration at the rear part is detected. Here, the front part according to the present invention means, for example, a part of a moving body located on the front wheel side of the vehicle, and the rear part according to the present invention refers to another moving body located on the rear wheel side of the vehicle, for example. Mean part. According to the research by the inventors of the present application, typically, one of the front part and the rear part of the mobile body is based on the structural elasticity of the mobile body, such as the structural elastic modulus of the vehicle. It is swayed in the horizontal direction by being pushed to the other of the part and the rear part. In addition, either one of the front part and the rear part of the moving body, through the wheel base, the lateral force based on the repulsive force that the tire or suspension provided on the one side receives from the ground contact surface, It exerts on the other of the front part and the rear part, causing a roll.
例えば2重反転型ジャイロ等によって構成される力付与手段によって、後方部に力が付与される。ここに、本発明に係る「力」とは、例えばロールモーメント等の移動体の一部に作用する力を意味する。 For example, a force is applied to the rear portion by force applying means constituted by a double reversing gyro. Here, the “force” according to the present invention means a force acting on a part of the moving body such as a roll moment.
例えばプロセッサやメモリ等によって構成される制御手段の制御下で、力付与手段によって、検知された第1横加速度と検知された第2横加速度との差に応じて、前方部と後方部との力の位相差を低減する所定力を後方部に付与される。ここに、本発明に係る「検知された第1横加速度と検知された第2横加速度との差」とは、検知された第1横加速度の大きさと、検知された第2横加速度の大きさとの、力の向きを考慮した大きさの差分を意味してよいし、或いは、第1横加速度が検知された第1タイミングと、第2横加速度が検知された第2タイミングとの時間差を意味してよい。 For example, under the control of a control unit configured by a processor, a memory, and the like, the force applying unit determines whether the front portion and the rear portion are in accordance with the difference between the detected first lateral acceleration and the detected second lateral acceleration. A predetermined force for reducing the force phase difference is applied to the rear portion. Here, the “difference between the detected first lateral acceleration and the detected second lateral acceleration” according to the present invention is the magnitude of the detected first lateral acceleration and the magnitude of the detected second lateral acceleration. Or a time difference between the first timing at which the first lateral acceleration is detected and the second timing at which the second lateral acceleration is detected. May mean.
ここに、本発明に係る所定力とは、所定タイミングで、所定の方向に所定の大きさで後方部に与えられる、前方部と後方部との力の位相差を低減する力を意味してよい。また、本発明に係る力の位相差とは、典型的には、前方部で発生する付帯振動の力と、後方部で発生する付帯振動の力との位相差を意味してよい。尚、付帯振動の際に発生する力を、以下、適宜「付帯振動の力」と称す。本願発明者らによる研究によれば、この付帯振動は、移動体における構造上の弾性に基づく振動と、運転者による移動体の操舵に起因して移動体が接地地面から反力として受ける横力に基づく振動とが合成されることによって発生することが判明している。尚、本発明に係る「前方部と後方部との力の位相差を低減する」とは、力の位相差の大きさを低減させることを意味すると共に、前方部と後方部との力の位相差の大きさを大きくしない、即ち、変化させないことを含む趣旨である。 Here, the predetermined force according to the present invention means a force that is applied to the rear portion at a predetermined timing and in a predetermined direction at a predetermined timing, and that reduces the phase difference between the front portion and the rear portion. Good. Moreover, the phase difference of force according to the present invention may typically mean a phase difference between the force of incidental vibration generated at the front portion and the force of incidental vibration generated at the rear portion. The force generated during the incidental vibration is hereinafter referred to as “the incidental vibration force” as appropriate. According to the study by the inventors of the present application, this incidental vibration is a lateral force that the moving body receives as a reaction force from the ground contact surface due to vibration based on structural elasticity of the moving body and steering of the moving body by the driver. It has been found that it is generated by combining vibrations based on. Note that “reducing the phase difference of force between the front portion and the rear portion” according to the present invention means reducing the magnitude of the phase difference of force and the force between the front portion and the rear portion. This means that the magnitude of the phase difference is not increased, that is, it is not changed.
以上の結果、前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する(運転者にとって不快な)移動体の振動を効果的に低減することが可能である。典型的には、例えばブッシュを含めたボディーの捩れなどに起因した付帯振動を効果的に低減することが可能である。 As a result of the above, it is possible to effectively reduce the vibration of the moving body (which is uncomfortable for the driver) generated due to the incidental vibration in the front part and the rear part. Typically, it is possible to effectively reduce incidental vibration caused by, for example, torsion of the body including the bush.
本発明に係る移動体の慣性制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記第1横加速度が検知された後、所定時間以内に前記所定力を付与するように前記力付与手段を制御する。 In one aspect of the inertial control apparatus for a moving body according to the present invention, the control means controls the force applying means so as to apply the predetermined force within a predetermined time after the first lateral acceleration is detected. To do.
ここに、本発明に係る所定時間とは、第1横加速度が検知された後、前方部につられて後方部が横方向に横揺れを開始するまでの時間間隔を意味してよい。この所定時間は、例えば移動体の構造上の弾性係数や移動体が接地地面から受ける反発係数などの各種の定量的な条件に基づいて、後方部での横揺れをより効果的に打ち消すように、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義してよい。 Here, the predetermined time according to the present invention may mean a time interval from when the first lateral acceleration is detected to when the rear part starts rolling in the lateral direction after being pulled forward. The predetermined time is more effectively canceled out of the roll at the rear part based on various quantitative conditions such as the elastic coefficient of the structure of the moving body and the coefficient of restitution that the moving body receives from the ground. It may be defined concretely, theoretically, experimentally, empirically, or by simulation.
この態様によれば、前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、運転者にとって不快な移動体の振動を迅速且つより効果的に低減することが可能である。 According to this aspect, it is possible to quickly and more effectively reduce the vibration of the moving body that is uncomfortable for the driver, which is caused by the incidental vibration in the front part and the rear part.
典型的には、運転者が移動体を操舵する時、前方部で横揺れを検知した第1タイミングより時間的に遅い第2タイミングにおいて後方部に横揺れの力がかかる。このため、前方部で横揺れを検知した後、所定時間以内に後方部での横揺れを小さくする所定力を、後方部での横揺れを打ち消す方向に付与する。より典型的には、前方部で横揺れを検知した後、上述の第2タイミングより時間的に早いタイミングで後方部での横揺れを大きくしない所定力を、後方部での横揺れを相殺する方向に微量でも付与する。 Typically, when the driver steers the moving body, the rolling force is applied to the rear portion at a second timing that is later in time than the first timing at which the rolling is detected at the front portion. For this reason, after the roll is detected at the front part, a predetermined force that reduces the roll at the rear part within a predetermined time is applied in a direction to cancel the roll at the rear part. More typically, after the roll is detected at the front part, a predetermined force that does not increase the roll at the rear part at a timing earlier than the second timing described above is canceled out by the roll at the rear part. Apply even in trace amounts in the direction.
以上の結果、前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、例えば運転者にとって不快な移動体の振動を迅速且つより効果的に低減することが可能である。 As a result of the above, it is possible to quickly and more effectively reduce the vibration of a moving body that is unpleasant for the driver, for example, which occurs due to incidental vibrations in the front part and the rear part.
本発明に係る移動体の慣性制御装置の他の態様では、前記第1検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第1測定手段と、前記第2検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第2測定手段と、前記力付与手段として、リアクションホイール手段とを備える。 In another aspect of the inertial control device for a moving body according to the present invention, as the first detection means, a first measurement means for measuring the lateral acceleration, and as the second detection means, the lateral acceleration is measured. Second measuring means for measuring, and reaction wheel means as the force applying means.
ここに、本発明に係るリアクションホイール手段とは、例えば2重反転型ジャイロ等ジャイロモーメントを利用して後方部において力を付与可能な手段を意味する。 Here, the reaction wheel means according to the present invention means means capable of applying a force at the rear part by utilizing a gyro moment such as a double reversing gyro.
この態様によれば、リアクションホイール手段によって、後方部に所定力を、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。 According to this aspect, the reaction wheel means can apply the predetermined force to the rear portion with higher accuracy while realizing higher responsiveness.
上述したリアクションホイール手段に係る態様では、前記リアクションホイール手段は、前記移動体において、回転可能に支持され且つ回転軸が延びる方向に沿って互いに向かい合いように配置されると共に、回転方向が互いに異なる一対の回転体と、前記移動体に固定されており、前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させる回転手段と、前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させるように、前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えるように構成してよい。 In the aspect related to the reaction wheel means described above, the reaction wheel means is a pair of the movable body that is rotatably supported and arranged so as to face each other along the direction in which the rotation axis extends, and the rotation directions are different from each other. The rotating body fixed to the moving body, and the rotating means for changing the rotating state of the pair of rotating bodies, and the rotating means for controlling the rotating means to change the rotating state of the pair of rotating bodies, respectively. And a rotation control means.
このように構成すれば、一対の回転体は、移動体において、回転可能に支持され且つ回転軸が延びる方向に沿って互いに向かい合いように配置されると共に、回転方向が互いに異なる。これにより、一対の回転体において、回転に伴う回転運動エネルギの差を互いに打ち消し可能である。言い換えると、一対の回転体のうちの一方の回転体の回転運動エネルギと、一対の回転体のうちの他方の回転体の回転運動エネルギとの差を、一対の回転体の各々が相互に影響しあうことによって無くす方向に変化可能である。典型的には、一対の回転体の回転方向は異なっていることに加えて、一対の回転体の回転速度又は回転加速度が概ね等しいことが好ましい。尚、回転運動エネルギとは、運動エネルギ量に加えて、力の作用する方向又はジャイロ効果が発生する方向を含む概念を意味してよい。 If comprised in this way, a pair of rotary body will be mutually supported along the direction in which a rotating body is rotatably supported and a rotating shaft extends in a moving body, and a rotation direction is mutually different. Thereby, in a pair of rotary bodies, the difference of the rotational kinetic energy accompanying rotation can be mutually canceled. In other words, each of the pair of rotating bodies affects the difference between the rotational kinetic energy of one of the pair of rotating bodies and the rotational kinetic energy of the other rotating body of the pair of rotating bodies. It can be changed in the direction to be lost. Typically, in addition to the rotational directions of the pair of rotating bodies being different, it is preferable that the rotational speeds or rotational accelerations of the pair of rotating bodies are substantially equal. The rotational kinetic energy may mean a concept including a direction in which a force acts or a direction in which a gyro effect occurs in addition to the amount of kinetic energy.
本発明に係る「回転軸が延びる方向」は、移動体における、高さ方向、幅方向、及び長さ方向等の3次元方向のうちいずれの方向であってもよい。典型的には、例えば、移動体が右方向又は左方向に旋回する場合に、移動体にロール方向の慣性力、即ち、所定力を発生させる場合、回転軸が延びる方向は、移動体の長さ方向でよい。また、移動体にピッチ方向の所定力を発生させる場合、回転軸が延びる方向は、移動体の幅方向でよい。また、移動体にヨー方向の所定力を発生させる場合、回転軸が延びる方向は、移動体の高さ方向でよい。 The “direction in which the rotation axis extends” according to the present invention may be any one of three-dimensional directions such as a height direction, a width direction, and a length direction in the moving body. Typically, for example, when the moving body turns rightward or leftward, when the moving body generates an inertial force in the roll direction, that is, a predetermined force, the direction in which the rotation axis extends is the length of the moving body. The direction is good. Further, when a predetermined force in the pitch direction is generated on the moving body, the direction in which the rotation axis extends may be the width direction of the moving body. Further, when a predetermined force in the yaw direction is generated on the moving body, the direction in which the rotation axis extends may be the height direction of the moving body.
回転手段は、移動体に固定されており、一対の回転体の回転状態を夫々変化させる。ここに、本発明に係る「移動体に固定されており」とは、移動体に対して何らかの力を伝達可能なように、移動体に支持されていることを意味してよい。典型的には、例えば車体ボデー、アブソーバ、ばね等の弾性力を介して、移動体に対して力を伝達可能なように支持されていることを意味してよい。また、本発明に係る「回転手段」とは、例えば電動機や電動発電機等の回転体を回転させる回転力を付与する手段を意味する。典型的には、ギヤ等の変速手段を介して、一つの回転手段によって一対の回転体の回転状態を夫々変化させてよい。或いは、典型的には、独立制御又は個別制御を行うことが可能な一対の回転手段、即ち、2個の回転手段によって一対の回転体の回転状態を夫々変化させてよい。また、本発明に係る「回転状態」とは、回転体における、例えば回転速度、回転加速度、回転力又は回転トルク等の回転する物体の性質や状態を示す物理量を意味する。また、本発明に係る「一対の回転体の回転状態を夫々変化させる」とは、一対の回転体のうち一方の回転体の回転状態を変化させることに加えて又は代えて、一対の回転体のうち他方の回転体の回転状態を変化させることを意味してよい。典型的には、一方の回転体の回転速度を独立制御又は個別制御で減速させることに加えて又は代えて、他方の回転体の回転速度を独立制御又は個別制御で増速させることを意味してよい。 The rotating means is fixed to the moving body and changes the rotation state of the pair of rotating bodies. Here, “fixed to the moving body” according to the present invention may mean being supported by the moving body so that some force can be transmitted to the moving body. Typically, it may mean that it is supported so that a force can be transmitted to the moving body via an elastic force such as a vehicle body, an absorber, or a spring. The “rotating means” according to the present invention means means for applying a rotational force for rotating a rotating body such as an electric motor or a motor generator. Typically, the rotation state of the pair of rotating bodies may be changed by one rotating means via a shifting means such as a gear. Alternatively, typically, the rotation state of the pair of rotating bodies may be changed by a pair of rotating means capable of performing independent control or individual control, that is, two rotating means. Further, the “rotation state” according to the present invention means a physical quantity indicating the nature and state of a rotating object such as a rotation speed, a rotation acceleration, a rotation force, or a rotation torque in the rotating body. Further, “changing the rotational states of the pair of rotating bodies” according to the present invention means a pair of rotating bodies in addition to or instead of changing the rotating state of one of the pair of rotating bodies. It may mean changing the rotation state of the other rotating body. Typically, in addition to or instead of decelerating the rotational speed of one rotating body by independent control or individual control, it means increasing the rotational speed of the other rotating body by independent control or individual control. It's okay.
制御手段の制御下で、回転手段は、一対の回転体の回転状態を夫々変化させる。これにより、回転状態を維持しようとする一対の回転体から、例えばロールモーメント等の一対の回転体の回転軸が延びる方向を軸とする所定力を、回転手段が固定された移動体において発生させることができる。言い換えると、一対の回転体の回転運動エネルギの増減に起因した反動力を移動体において発生させることができる。典型的には、回転手段として、一対の回転体の回転状態を夫々変化させる、例えば一対の電動発電機等の一対の回転手段を用いた場合、これらの一対の回転手段のうちの一方の回転手段において電磁ブレーキを掛けるなどして制動力を付与し、右回転している一対の回転体のうちの一方の回転体の回転速度を減速した場合、一方の回転手段が固定された移動体は、一方の回転体が慣性に従って右回転し続けようする慣性力につられて右方向に回転しようとする。これにより、一方の回転手段に電磁ブレーキが掛けられることにより、移動体において右ロールモーメント、即ち、所定力を発生させることができる。他方、概ね同様にして、一対の回転手段のうちの他方の回転手段においてバッテリ駆動されるなどして回転力を付与し、一方の回転体とは逆回転である左回転している一対の回転体のうちの他方の回転体の回転速度を増速した場合、他方の回転手段が固定された移動体は、左回転の回転速度が増速している他方の回転体から反動力を受けて、言い換えると、左回転する他方の回転体に蹴飛ばされて右方向に回転しようとする。これにより、他方の回転手段によって他方の回転体の回転速度が増速されることによって、移動体において右ロールモーメント、即ち、所定力を発生させることができる。尚、このようにして、回転状態を維持しようとする一対の回転体に起因して発生する、例えばロールモーメント等の一対の回転体の回転軸が延びる方向を軸とする慣性力を、以下、適宜、「リアクションホイールの原理に基づいた慣性力」と称す。 Under the control of the control means, the rotating means changes the rotation state of the pair of rotating bodies, respectively. As a result, a predetermined force about the direction in which the rotation axis of the pair of rotating bodies extends, such as a roll moment, is generated from the pair of rotating bodies that intend to maintain the rotating state in the moving body to which the rotating means is fixed. be able to. In other words, reaction force due to increase / decrease in rotational kinetic energy of the pair of rotating bodies can be generated in the moving body. Typically, when a pair of rotating means such as a pair of motor generators are used as the rotating means, each of which changes the rotation state of the pair of rotating bodies, for example, one of the pair of rotating means is rotated. When a braking force is applied by applying an electromagnetic brake in the means and the rotational speed of one of the pair of rotating bodies rotating right is reduced, the moving body to which one rotating means is fixed is , One of the rotating bodies tries to rotate rightward by the inertial force that keeps rotating right according to the inertial force. Thereby, an electromagnetic brake is applied to one of the rotating means, so that a right roll moment, that is, a predetermined force can be generated in the moving body. On the other hand, in a substantially similar manner, a pair of rotations that rotate counterclockwise, which is rotated in the opposite direction to one of the rotating bodies, is applied with a rotational force by being driven by a battery in the other of the pair of rotating means. When the rotational speed of the other rotating body of the bodies is increased, the moving body to which the other rotating means is fixed receives reaction force from the other rotating body whose rotational speed of the left rotation is increased. In other words, it is kicked by the other rotating body that rotates counterclockwise and tries to rotate rightward. Thereby, the right roll moment, that is, a predetermined force can be generated in the moving body by increasing the rotation speed of the other rotating body by the other rotating means. In addition, in this way, the inertial force about the direction in which the rotation axis of the pair of rotating bodies such as a roll moment extends, which is caused by the pair of rotating bodies trying to maintain the rotation state, is expressed as follows: As appropriate, this is referred to as “inertial force based on the principle of reaction wheel”.
この結果、移動体において、上述した、例えばロールモーメント等のリアクションホイールの原理に基づいた所定力を後方部に、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。特に、CMGと異なり、リアクションホイールの原理に基づいた慣性力(言い換えると、ジャイロモーメント)が発生する方向が一方向であるため、簡便な構成及び簡便な制御手法によって、所定力を後方部に、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。 As a result, in the moving body, the predetermined force based on the principle of the reaction wheel such as the roll moment described above can be applied to the rear portion with higher accuracy while realizing higher responsiveness. In particular, unlike CMG, the direction in which inertial force based on the principle of reaction wheel (in other words, gyro moment) is generated is one direction, so that a predetermined force is applied to the rear part by a simple configuration and a simple control method. It is possible to provide higher accuracy while realizing higher responsiveness.
以上の結果、回転制御手段の制御下で、一対の回転体の回転状態を夫々変化させることで、後方部に所定力を、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。 As a result of the above, by changing the rotation state of the pair of rotating bodies under the control of the rotation control means, it is possible to apply a predetermined force to the rear part with higher accuracy while realizing higher responsiveness. Is possible.
本発明に係る移動体の慣性制御装置の他の態様では、前記制御手段は、(i)前記移動体が旋回している場合、前記所定力を付与する度合いを低減し、(ii)前記移動体が旋回していない場合(例えば直進走行の場合)、前記所定力を付与する度合いを高くする。 In another aspect of the inertial control device for a moving body according to the present invention, the control means (i) reduces the degree of applying the predetermined force when the moving body is turning, and (ii) the movement When the body is not turning (for example, when traveling straight), the degree of applying the predetermined force is increased.
この態様によれば、典型的には、移動体が旋回している場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転数(又は回転速度)を所定値に固定することにより所定力を付与する度合いを低減してよい。他方、移動体が旋回していない場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転数を移動体の速度に応じて変化させることにより所定力を付与する度合いを高くしてよい。 According to this aspect, typically, when the moving body is turning, for example, the degree of applying a predetermined force by fixing the rotational speed (or rotational speed) of the above-described reaction wheel rotating body to a predetermined value. May be reduced. On the other hand, when the moving body is not turning, for example, the degree of applying the predetermined force may be increased by changing the rotational speed of the rotating body of the reaction wheel according to the speed of the moving body.
この結果、移動体の旋回を原因として発生する移動体の振動以外の、例えば横風や凸凹道路等の外界環境を原因として発生する前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、例えば運転者にとって不快な移動体の振動をより効果的に低減することが可能である。 As a result, other than vibration of the moving body caused by turning of the moving body, for example, driving caused by incidental vibration in the front part and the rear part caused by the external environment such as crosswinds and uneven roads. It is possible to more effectively reduce the vibration of a moving body that is unpleasant for a person.
上述した制御手段に係る態様では、前記移動体の運転者がハンドルを前記移動体の高さ方向の下方向に向かって押す押圧に応じて、前記移動体の速度を推定する速度推定手段を更に備え、前記制御手段は、前記移動体が旋回していない場合(例えば直進走行の場合)、前記推定された速度が大きくなるに従って、前記所定力を付与する度合いを高くするように前記力付与手段を制御するように構成してよい。 In the aspect according to the control means described above, the speed estimation means for estimating the speed of the moving body in response to a pressing of the driver of the moving body pushing the handle downward in the height direction of the moving body is further provided. And the control means is configured to increase the degree of application of the predetermined force as the estimated speed increases when the moving body is not turning (for example, when traveling straight). You may comprise so that it may control.
このように構成すれば、速度推定手段は、典型的には、移動体の運転者がハンドルを移動体の高さ方向の下向きに向かって押す押圧が大きくなるに従って、移動体の速度は大きくなると推定し、押圧が小さくなるに従って、移動体の速度は小さくなると推定してよい。 If comprised in this way, speed estimation means will typically become the speed of a moving body, so that the driver | operator of a moving body increases the press which pushes a handle toward the height direction of a moving body large. It may be estimated that the speed of the moving body decreases as the pressure decreases.
この結果、例えば横風や凸凹道路等の外界環境を原因として発生する前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、例えば運転者にとって不快な移動体の振動を、推定された移動体の速度に応じて、より効果的に低減することが可能である。 As a result, for example, vibrations of the moving body that are unpleasant for the driver caused by incidental vibrations in the front part and the rear part that are generated due to an external environment such as a crosswind or an uneven road, etc. Depending on the speed, it can be reduced more effectively.
本発明に係る移動体の慣性制御装置の他の態様では、前記移動体の重心位置と前記第1検知手段の位置とを結ぶ直線と、前記重心位置と前記第2検知手段の位置とを結ぶ直線とがなす角度が90度以上となるように、前記第1検知手段の位置及び前記第2検知手段の位置が設定されている。 In another aspect of the inertial control apparatus for a moving body according to the present invention, a straight line connecting the position of the center of gravity of the moving body and the position of the first detection means, and the position of the center of gravity and the position of the second detection means are connected. The position of the first detection means and the position of the second detection means are set so that the angle formed by the straight line is 90 degrees or more.
この態様によれば、典型的には、移動体の前方部及び後方部は、移動体の重心位置を中心にして回転運動又はねじれによる振動を行う。このため、重心位置と第1検知手段の位置とを結ぶ直線と、重心位置と第2検知手段の位置とを結ぶ直線とがなす角度が90度以上であることにより、前方部においてより大きな横揺れを検知できると共に、後方部においてより大きな横揺れを検知することができ、ひいては、前方部と後方部とにおいてより大きな横揺れの差を検知することができる。これにより、検知された第1横加速度と検知された第2横加速度との差に応じて、前方部と後方部との力の位相差を低減する所定力を後方部により適切且つ効果的に付与することができる。 According to this aspect, typically, the front part and the rear part of the moving body vibrate due to rotational movement or torsion about the position of the center of gravity of the moving body. For this reason, since the angle formed by the straight line connecting the center of gravity position and the position of the first detection means and the straight line connecting the position of the center of gravity and the position of the second detection means is 90 degrees or more, a larger lateral width in the front portion. As well as being able to detect a swing, it is possible to detect a greater roll in the rear part, and consequently a greater difference in the roll in the front part and the rear part. Accordingly, a predetermined force that reduces the phase difference between the front portion and the rear portion is appropriately and effectively applied to the rear portion in accordance with the difference between the detected first lateral acceleration and the detected second lateral acceleration. Can be granted.
上記課題を解決するために、本発明に係る移動体の慣性制御方法は、進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、前記進行方向を基準にして横方向に発生する前記前方部の第1横加速度を検知する第1検知工程と、前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第2横加速度を検知する第2検知工程と、前記検知された第1横加速度と前記検知された第2横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように力付与手段を制御する制御工程とを備える。 In order to solve the above-described problem, the inertia control method for a moving body according to the present invention is provided in a front portion positioned in front of the moving body with respect to the traveling direction, and is generated in the lateral direction with respect to the traveling direction. A first detection step of detecting a first lateral acceleration of the front part, and a rear part positioned behind the moving body with respect to the traveling direction and swinging in the lateral direction along the front part. A second detection step of detecting a second lateral acceleration of the rear portion that is provided in the lateral direction, and according to a difference between the detected first lateral acceleration and the detected second lateral acceleration, And a control step of controlling the force applying means so as to apply a predetermined force for reducing a phase difference between the forces of the front part and the rear part to the rear part.
本発明に係る移動体の慣性制御方法によれば、上述した本発明に係る移動体の慣性制御装置が有する各種利益を享受することが可能となる。 According to the inertia control method for a moving body according to the present invention, it is possible to receive various benefits of the above-described inertial control device for a moving body according to the present invention.
尚、上述した本発明に係る移動体の慣性制御装置が有する各種態様に対応して、本発明に係る移動体の慣性制御方法も各種態様を採ることが可能である。 Incidentally, in response to the various aspects of the above-described mobile body inertial control device according to the present invention, the mobile body inertial control method according to the present invention can also adopt various aspects.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
(第1の実施形態)
(基本構成)
先ず、図1を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の基本構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る車両挙動制御装置を搭載した車両の基本構成を概念的に示した外観斜視図である。尚、本実施形態では、車両挙動制御装置1が車両100の回転方向、即ち、ヨー方向、ロール方向、ピッチ方向のうち、ロール方向における挙動の制御を行う場合について説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
(First embodiment)
(Basic configuration)
First, the basic configuration of the vehicle behavior control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an external perspective view conceptually showing the basic structure of a vehicle equipped with the vehicle behavior control apparatus according to this embodiment. In the present embodiment, the case where the vehicle behavior control device 1 controls the behavior in the roll direction among the rotation direction of the vehicle 100, that is, the yaw direction, the roll direction, and the pitch direction will be described. It is not limited.
図1に示されるように、本実施形態に係る車両挙動制御装置1は、車両100に搭載されている。この車両100は、左右の前輪101R、101Lが駆動軸(ドライブシャフト)103に回転自在に連結されており、左右の後輪102R、102Lが駆動軸104に回転自在に連結されている。駆動軸103、104の少なくともいずれか一方には、図示しない内燃機関や電動機などの駆動源からの駆動力が伝達される。従って、駆動源からの駆動力は、駆動軸103、104の少なくともいずれか一方を介して左右の前輪101R、101Lあるいは左右の後輪102R、102Lに伝達され、路面で伝達される。これにより、車両100は、車長方向に前進或いは後進することができる。また、車両100は、左右の前輪101R、101Lの操舵を行う操舵装置105が搭載されている。操舵装置105は、運転者がステアリングホイール105aを回転操作することで、ステアリングホイール105aの回転操作に連動して左右の前輪101R、101Lの操舵を行うものである。本実施形態に係る車両挙動制御装置1は、車両100の挙動に対応して、リアクションホイールの原理に基づいて、右方向又は左方向のロールモーメントを発生させる。この詳細原理については、後述される。 As shown in FIG. 1, the vehicle behavior control device 1 according to this embodiment is mounted on a vehicle 100. In this vehicle 100, left and right front wheels 101R and 101L are rotatably connected to a drive shaft 103, and left and right rear wheels 102R and 102L are rotatably connected to a drive shaft 104. A driving force from a driving source such as an internal combustion engine or an electric motor (not shown) is transmitted to at least one of the driving shafts 103 and 104. Therefore, the driving force from the driving source is transmitted to the left and right front wheels 101R and 101L or the left and right rear wheels 102R and 102L via at least one of the driving shafts 103 and 104, and is transmitted on the road surface. Thereby, the vehicle 100 can move forward or backward in the vehicle length direction. The vehicle 100 is equipped with a steering device 105 that steers the left and right front wheels 101R, 101L. The steering device 105 rotates the steering wheel 105a so that the left and right front wheels 101R and 101L are steered in conjunction with the rotation operation of the steering wheel 105a. The vehicle behavior control device 1 according to the present embodiment generates a roll moment in the right direction or the left direction based on the principle of the reaction wheel corresponding to the behavior of the vehicle 100. This detailed principle will be described later.
車両挙動制御装置1は、2重反転型ジャイロ(以下、適宜「ジャイロ」と称す)2と、車速センサ4と、操舵角センサ5aと、押圧センサ5bと、回転体センサ6R及び6Lと、電動発電機センサ7R及び7Lと、制御装置8と、電動発電機ドライバ(以下、適宜「ドライバ」と称す)9R及び9Lと、回転軸13R及び13Lを夫々回転させる電動発電機10R及び10Lと、バッテリ11と、横加速度センサーSF及びSRと、を備えて構成されている。 The vehicle behavior control device 1 includes a double inversion gyro (hereinafter referred to as “gyro” as appropriate) 2, a vehicle speed sensor 4, a steering angle sensor 5 a, a pressure sensor 5 b, rotating body sensors 6 R and 6 L, electric Generator sensors 7R and 7L, a control device 8, motor generator drivers (hereinafter referred to as “drivers” as appropriate) 9R and 9L, motor generators 10R and 10L for rotating the rotating shafts 13R and 13L, respectively, and a battery 11 and lateral acceleration sensors SF and SR.
ジャイロ2は、回転軸13R及び13Lからの回転力が伝達される回転体21R及び21Lと、車両100に対して回転可能に支持された、当該回転体21R及び21Lにおける図示しない回転軸とを備えて構成されている。尚、回転体21R及び21Lは、図示しないケーシングにより覆われてよい。 The gyro 2 includes rotating bodies 21R and 21L to which the rotational force from the rotating shafts 13R and 13L is transmitted, and a rotating shaft (not shown) in the rotating bodies 21R and 21L that is rotatably supported by the vehicle 100. Configured. The rotating bodies 21R and 21L may be covered with a casing (not shown).
電動発電機10R及び10Lは、回転軸13R及び13Lを回転させる。電動発電機10R及び10Lは、車両100に固定されており、回転軸13R及び13Lを介して、回転体21R及び21Lを夫々回転させる。尚、電動発電機10R及び10Lにおける回転軸13R及び13Lと、回転体21R及び21Lにおける回転軸とは所定のギヤ比で回転力を伝達可能に接続されていてよい。或いは、電動発電機10R及び10Lにおける回転軸13R及び13Lと、回転体21R及び21Lにおける回転軸とは直接的に回転力を伝達可能に固定されてよい。特に、電動発電機10Rは、回転軸13Rを右回転させる(言い換えると、右ロール方向に回転させる)ことにより、回転体21Rを右回転させる(言い換えると、右ロール方向に回転させる)。他方、電動発電機10Lは、回転軸13Lを左回転させる(言い換えると、左ロール方向に回転させる)ことにより、回転体21Lを左回転させる(言い換えると、左ロール方向に回転させる)。 The motor generators 10R and 10L rotate the rotating shafts 13R and 13L. The motor generators 10R and 10L are fixed to the vehicle 100, and rotate the rotating bodies 21R and 21L via the rotation shafts 13R and 13L, respectively. The rotating shafts 13R and 13L in the motor generators 10R and 10L and the rotating shafts in the rotating bodies 21R and 21L may be connected so as to be able to transmit rotational force at a predetermined gear ratio. Alternatively, the rotation shafts 13R and 13L in the motor generators 10R and 10L and the rotation shafts in the rotating bodies 21R and 21L may be fixed so as to be able to directly transmit the rotational force. In particular, the motor generator 10R rotates the rotating body 21R to the right (in other words, rotates in the right roll direction) by rotating the rotating shaft 13R to the right (in other words, rotates in the right roll direction). On the other hand, the motor generator 10L rotates the rotating shaft 21L counterclockwise (in other words, rotates it in the left roll direction), thereby rotating the rotating body 21L counterclockwise (in other words, rotates it in the left roll direction).
電動発電機10R及び10Lは、ドライバ9R及び9Lを介して、制御装置8に夫々接続されており、制御装置8により駆動制御が行われる。特に、制御装置8による電動発電機10R及び10Lの駆動制御には、(i)ドライバ9R及び9Lによりバッテリ11から電力が供給されることで回転体21R及び21Lを回転するモータ(即ち、電動機)として動作する回転駆動制御と、(ii)ドライバ9R及び9Lにより回転体21R及び21Lに回転方向と反対方向の制動力を与える、言い換えると、電磁ブレーキ(所謂、回生ブレーキ)を掛けることで発電するジェネレータ(即ち、発電機)として動作する発電駆動制御がある。つまり、電動発電機10R及び10Lは、モータジェネレータであり、本発明に係る回転手段の一具体例である。特に、電動発電機10R及び10Lは、後述される増速と電磁ブレーキによる制動とを迅速に行えることが、車両100における、より適切な挙動制御を実現する観点で好ましい。 The motor generators 10R and 10L are connected to the control device 8 via the drivers 9R and 9L, respectively, and drive control is performed by the control device 8. In particular, the drive control of the motor generators 10R and 10L by the control device 8 includes (i) a motor that rotates the rotating bodies 21R and 21L when electric power is supplied from the battery 11 by the drivers 9R and 9L (that is, an electric motor). And (ii) applying a braking force in the direction opposite to the rotational direction to the rotating bodies 21R and 21L by the drivers 9R and 9L, in other words, applying an electromagnetic brake (so-called regenerative brake). There is a power generation drive control that operates as a generator (ie, a generator). That is, the motor generators 10R and 10L are motor generators, and are a specific example of the rotating means according to the present invention. In particular, the motor generators 10 </ b> R and 10 </ b> L are preferable in terms of realizing more appropriate behavior control in the vehicle 100 so that speed increase and braking using an electromagnetic brake, which will be described later, can be performed quickly.
回転体21Rは、上述した車長方向に沿って延びる(或いは、このことに加えて、車両100が走行する地面に対向するように延びる)回転軸13Rにより右ロール方向に回転可能なように支持されている。また、回転体21Lは、上述した車長方向に沿って延びる(或いは、このことに加えて、車両100が走行する地面に対向するように延びる)回転軸13Lにより左ロール方向に回転可能なように支持されている。尚、回転体21R及び21Lの半径及び質量は、車両100に要求されるロールモーメントの大きさに応じて予め設定されてよい。また、上述したように回転軸13R及び13Lは、基本的に車長方向に平行に配置されているので、回転体21R及び21Lは、基本的にロール方向に回転することができる。 The rotating body 21R is supported so as to be rotatable in the right roll direction by a rotating shaft 13R extending along the above-described vehicle length direction (or in addition, extending so as to face the ground on which the vehicle 100 travels). Has been. The rotating body 21L can be rotated in the left roll direction by a rotating shaft 13L that extends along the vehicle length direction described above (or in addition to this, extends so as to face the ground on which the vehicle 100 travels). It is supported by. The radii and masses of the rotating bodies 21R and 21L may be set in advance according to the magnitude of the roll moment required for the vehicle 100. Further, as described above, the rotary shafts 13R and 13L are basically arranged in parallel to the vehicle length direction, so that the rotating bodies 21R and 21L can basically rotate in the roll direction.
特に、これらの回転体21R及び21Lは、車両100の進行方向を基準にして後方部に設けられる。これにより、車両100の前方部につられて車両100の後方部において発生する横方向の横揺れを低減するための後述されるロールモーメントを効果的に発生させることが可能である。 In particular, these rotating bodies 21 </ b> R and 21 </ b> L are provided in the rear portion with reference to the traveling direction of the vehicle 100. Accordingly, it is possible to effectively generate a roll moment, which will be described later, for reducing the lateral roll generated in the rear portion of the vehicle 100 by being dragged to the front portion of the vehicle 100.
車速センサ4は、車両100の車速を検出する。車速センサ4は、制御装置8に接続されており、検出された車両100の車速Vが制御装置8に出力される。ここで、車速センサ4は、例えば駆動軸103に対向して配置され、駆動軸103の軸周りの変位量を光学的又は力学的に検出する。また、車速センサ4は、各車輪に設けられた車輪速度センサであって良い。この場合は、制御装置8が、各車輪に設けられた車速センサ4である車輪速度センサからの各車輪の速度に関する信号に基づいて、車両100の車速Vを算出する。 The vehicle speed sensor 4 detects the vehicle speed of the vehicle 100. The vehicle speed sensor 4 is connected to the control device 8, and the detected vehicle speed V of the vehicle 100 is output to the control device 8. Here, the vehicle speed sensor 4 is disposed, for example, facing the drive shaft 103 and optically or mechanically detects a displacement amount around the drive shaft 103. The vehicle speed sensor 4 may be a wheel speed sensor provided on each wheel. In this case, the control device 8 calculates the vehicle speed V of the vehicle 100 based on a signal related to the speed of each wheel from the wheel speed sensor that is the vehicle speed sensor 4 provided on each wheel.
操舵角センサ5aは、車両100における、操舵量を検出する。操舵角センサ5aは、本実施形態では、車両100の操舵量として、操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度のうち少なくても一の値を検出する。操舵角センサ5aは、制御装置8に接続されており、検出された車両100の操舵量である車両100の操舵角θが制御装置8に出力される。ここで、操舵角センサ5aは、例えば操舵装置105のステアリングアーム105aに対向して配置され、ステアリングアームの軸周り(即ち、回転方向)の変位量を光学的又は力学的に検出してよい。 The steering angle sensor 5a detects a steering amount in the vehicle 100. In this embodiment, the steering angle sensor 5a detects at least one value among the steering angle, the steering angular velocity, and the steering angular acceleration as the steering amount of the vehicle 100. The steering angle sensor 5 a is connected to the control device 8, and the detected steering angle θ of the vehicle 100 that is the detected steering amount of the vehicle 100 is output to the control device 8. Here, the steering angle sensor 5a may be disposed, for example, facing the steering arm 105a of the steering device 105, and may detect the amount of displacement around the axis of the steering arm (that is, the rotational direction) optically or mechanically.
押圧センサ5bは、車両の運転者が操舵するハンドルのステアリングアームの軸(即ち、回転軸)が伸びる方向に沿って、車両の運転者が、車両の高さ方向の下方向に向かって押す押圧を測定し、測定された押圧に応じて、車両の速度を推定する。押圧センサ5bは、本発明に係る速度推定手段の一例を構成している。 The pressure sensor 5b is a pressure that the vehicle driver pushes downward in the height direction of the vehicle along the direction in which the axis of the steering arm of the steering wheel (that is, the rotation shaft) that the vehicle driver steers is extended. And the speed of the vehicle is estimated according to the measured pressure. The press sensor 5b constitutes an example of speed estimation means according to the present invention.
横加速度センサーSFは、車両100の進行方向を基準にして車両100の前方に位置する前方部に設けられ、車両100の進行方向を基準にして横方向に発生する前方部の第1横加速度を測定する。尚、本実施形態では、車両100に対して、車両100の進行方向を基準にして左方向に作用する横加速度の方向を、第1横加速度における正の方向として定義する。尚、本発明に係る第1検知手段の一例が横加速度センサーSFによって構成されてよい。 The lateral acceleration sensor SF is provided in a front portion located in front of the vehicle 100 with respect to the traveling direction of the vehicle 100, and the first lateral acceleration of the front portion generated in the lateral direction with respect to the traveling direction of the vehicle 100 is determined. taking measurement. In the present embodiment, the direction of the lateral acceleration that acts on the vehicle 100 in the left direction with respect to the traveling direction of the vehicle 100 is defined as the positive direction in the first lateral acceleration. In addition, an example of the 1st detection means which concerns on this invention may be comprised by lateral acceleration sensor SF.
横加速度センサーSRは、車両100の進行方向を基準にして車両100の後方に位置すると共に車両100の前方部につられて横方向に横揺れする後方部に設けられ、横方向に発生する後方部の第2横加速度を測定する。尚、本実施形態では、車両100に対して、車両100の進行方向を基準にして左方向に作用する横加速度の方向を、第2横加速度における正の方向として定義する。尚、本発明に係る第2検知手段の一例が横加速度センサーSRによって構成されてよい。 The lateral acceleration sensor SR is located at the rear of the vehicle 100 with respect to the traveling direction of the vehicle 100, and is provided at a rear portion that rolls in the lateral direction along the front portion of the vehicle 100, and a rear portion that is generated in the lateral direction. The second lateral acceleration of is measured. In the present embodiment, the direction of the lateral acceleration that acts on the vehicle 100 in the left direction with respect to the traveling direction of the vehicle 100 is defined as the positive direction in the second lateral acceleration. In addition, an example of the 2nd detection means which concerns on this invention may be comprised by the lateral acceleration sensor SR.
特に、図1に示されるように、(i)車両100の重心PGの位置と、横加速度センサーSFの位置とを結ぶ直線と、(ii)重心PGの位置と、横加速度センサーSRの位置とを結ぶ直線とがなす角度が90度以上となるように、横加速度センサーSFの位置及び横加速度センサーSRの位置が設定される。これにより、車両100の前方部においてより大きな横揺れを検知できると共に、車両100の後方部においてより大きな横揺れを検知することができ、ひいては、前方部と後方部とにおいてより大きな横揺れの差を検知することができる。何故ならば、車両100の前方部及び後方部は、車両100の重心PGの位置を中心にして回転運動又はねじれによる振動を行うためである。 In particular, as shown in FIG. 1, (i) a straight line connecting the position of the center of gravity PG of the vehicle 100 and the position of the lateral acceleration sensor SF, (ii) the position of the center of gravity PG, and the position of the lateral acceleration sensor SR The position of the lateral acceleration sensor SF and the position of the lateral acceleration sensor SR are set so that the angle formed by the straight line connecting the two becomes 90 degrees or more. As a result, a larger roll can be detected at the front portion of the vehicle 100, and a larger roll can be detected at the rear portion of the vehicle 100. As a result, a greater difference in roll between the front portion and the rear portion can be detected. Can be detected. This is because the front part and the rear part of the vehicle 100 perform vibration by rotational movement or torsion about the position of the center of gravity PG of the vehicle 100.
以上の結果、測定された第1横加速度と第2横加速度とに応じて、前方部及び後方部における付帯振動を低減するロールモーメントを車両の後方部により適切且つ効果的に付与することができる。 As a result, according to the measured first lateral acceleration and second lateral acceleration, a roll moment that reduces incidental vibrations in the front and rear portions can be appropriately and effectively applied to the rear portion of the vehicle. .
尚、車両の進行方向を基準にして、車両の重心PGの位置より前側の車両部分によって、本発明に係る「前方部」の一例が構成され、車両の進行方向を基準にして、車両の重心PGの位置より後ろ側の車両部分によって、本発明に係る「後方部」の一例が構成されている。 An example of a “front portion” according to the present invention is configured by a vehicle portion in front of the position of the center of gravity PG of the vehicle with respect to the traveling direction of the vehicle, and the center of gravity of the vehicle with respect to the traveling direction of the vehicle. An example of the “rear part” according to the present invention is configured by the vehicle portion behind the position of PG.
回転体センサ6R及び6Lは、回転体21R及び21Lの回転速度を検出する。回転体センサ6R及び6Lは、制御装置8に接続されており、検出された回転体21R及び21Lの回転速度が制御装置8に出力される。ここで、回転体センサ6R及び6Lは、例えば回転体21R及び21Lにおける回転軸に対向して配置され、この回転軸の周りの変位量を光学的又は力学的に検出する。 The rotating body sensors 6R and 6L detect the rotational speeds of the rotating bodies 21R and 21L. The rotating body sensors 6R and 6L are connected to the control device 8, and the detected rotation speeds of the rotating bodies 21R and 21L are output to the control device 8. Here, the rotating body sensors 6R and 6L are disposed, for example, opposite to the rotating shafts of the rotating bodies 21R and 21L, and optically or mechanically detect the amount of displacement around the rotating shafts.
電動発電機センサ7R及び7Lは、電動発電機10R及び10Lの回転速度(言い換えると、電動発電機10R及び10Lの回転軸13R及び13Lの単位時間当たりの回転数)を検出する。電動発電機センサ7R及び7Lは、制御装置8に接続されており、検出された電動発電機10R及び10Lの回転速度が制御装置8に夫々出力される。ここで、電動発電機センサ7R及び7Lは、例えば回転軸13R及び13Lに対向して配置され、回転軸13R及び13Lの周りの変位量を光学的又は力学的に検出する。 The motor generator sensors 7R and 7L detect the rotational speeds of the motor generators 10R and 10L (in other words, the number of rotations per unit time of the rotating shafts 13R and 13L of the motor generators 10R and 10L). The motor generator sensors 7R and 7L are connected to the control device 8, and the detected rotational speeds of the motor generators 10R and 10L are output to the control device 8, respectively. Here, the motor generator sensors 7R and 7L are disposed, for example, facing the rotation shafts 13R and 13L, and optically or mechanically detect displacement amounts around the rotation shafts 13R and 13L.
(詳細構成)
次に、図2を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の詳細構成について説明する。ここに、図2は、本実施形態に係る車両挙動制御装置の制御装置に入出力される各種の制御信号の流れに着目した車両挙動制御装置の一部の詳細構成を図式的に示したブロック図である。
(Detailed configuration)
Next, a detailed configuration of the vehicle behavior control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram schematically showing a part of the detailed configuration of the vehicle behavior control device focusing on the flow of various control signals inputted to and outputted from the control device of the vehicle behavior control device according to the present embodiment. FIG.
制御装置8は、車両挙動制御装置1を制御するものであり、特に、電動発電機10R及び10Lの回転速度を制御すると共に、回転軸13R及び13Lを介して、回転体21R及び21Lの回転速度を制御する。具体的には、図2に示されるように、制御装置8は、車両挙動制御装置1が搭載された車両100の各所に取り付けられたセンサから、各種の入力信号が入力される。入力信号としては、例えば、車速センサ4により検出された車両100の車速、押圧センサ5bにより推定された車両100の車速、操舵角センサ5aにより検出された車両100の操舵量としての、操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度、回転体センサ6R及び6Lにより検出された回転体21R及び21Lの回転速度、電動発電機センサ7R及び7Lにより検出された電動発電機10R及び10Lの回転速度、横加速度センサーSF及びSRによって測定された、第1横加速度及び第2横加速度などに関する信号がある。 The control device 8 controls the vehicle behavior control device 1, and in particular controls the rotational speeds of the motor generators 10R and 10L, and the rotational speeds of the rotating bodies 21R and 21L via the rotating shafts 13R and 13L. To control. Specifically, as shown in FIG. 2, the control device 8 receives various input signals from sensors attached to various places of the vehicle 100 on which the vehicle behavior control device 1 is mounted. As the input signal, for example, the vehicle speed of the vehicle 100 detected by the vehicle speed sensor 4, the vehicle speed of the vehicle 100 estimated by the pressing sensor 5b, the steering angle as the steering amount of the vehicle 100 detected by the steering angle sensor 5a, Steering angular velocity and steering angular acceleration, rotational speed of the rotating bodies 21R and 21L detected by the rotating body sensors 6R and 6L, rotational speed of the motor generators 10R and 10L detected by the motor generator sensors 7R and 7L, lateral acceleration sensor There are signals related to the first lateral acceleration, the second lateral acceleration, etc., measured by SF and SR.
制御装置8は、これら入力信号と、記憶部85に格納されている電磁ブレーキを掛ける時間(所謂、ブレーキ時間)と車速と操舵量との相関関係を示した制御マップ、又は、電動発電機の回転速度と車速と操舵量(又は舵角量)との相関関係を示した制御マップに基づいて、各種の出力信号を出力する。尚、これらの制御マップの詳細については後述される。出力信号としては、例えば、ドライバ9R及び9Lを介した電動発電機10R及び10Lの駆動制御を行う駆動制御信号などがある。この制御装置8によって、本発明に係る制御手段の一例が構成されている。 The control device 8 is a control map showing the correlation between these input signals, the electromagnetic braking time stored in the storage unit 85 (so-called braking time), the vehicle speed, and the steering amount, or the motor generator Various output signals are output based on a control map showing a correlation between the rotational speed, the vehicle speed, and the steering amount (or the steering angle amount). Details of these control maps will be described later. Examples of the output signal include a drive control signal for performing drive control of the motor generators 10R and 10L via the drivers 9R and 9L. The control device 8 constitutes an example of a control unit according to the present invention.
また、制御装置8は、上記の入力信号や出力信号の入出力を行う入出力部(即ち、I/O部:Input Output部)81と、処理部82と、上述した制御マップなどの各種マップなどを格納する記憶部85とにより構成されている。処理部82は、メモリ及びCPU(Central Processing Unit)により構成されている。処理部82は、少なくとも電動発電機回転制御部83R及び83Lと、電動発電機回転速度算出部84R及び84Lとを有している。処理部82は、車両挙動制御装置1による車両挙動制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、車両挙動制御装置1による車両挙動制御方法などを実現させるものであっても良い。また、記憶部85は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ROM(Read Only Memory)のような読み出しのみが可能なメモリ、或いはRAM(Random Access Memory)のような読み出しに加えて書き込みが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。 The control device 8 includes an input / output unit (that is, an I / O unit: Input Output unit) 81 that inputs and outputs the input signal and output signal, a processing unit 82, and various maps such as the control map described above. And the like. The processing unit 82 includes a memory and a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 82 includes at least motor generator rotation control units 83R and 83L and motor generator rotation speed calculation units 84R and 84L. The processing unit 82 may realize a vehicle behavior control method or the like by the vehicle behavior control device 1 by loading a program based on the vehicle behavior control method or the like by the vehicle behavior control device 1 into a memory and executing the program. . The storage unit 85 can be written in addition to a non-volatile memory such as a flash memory, a memory such as a ROM (Read Only Memory) that can only be read, or a RAM (Random Access Memory). A memory or a combination thereof can be used.
電動発電機回転速度算出部84R及び84Lは、電動発電機10R及び10Lの回転速度を夫々算出する。電動発電機回転速度算出部84R及び84Lは、検出された車両100の車速、操舵量、制御マップに基づいて、右操舵又は左操舵された場合に、電磁ブレーキを掛けるブレーキ時間、電磁ブレーキによる電動発電機の回転速度の目標値、又は、増速による電動発電機の回転速度の目標値を、電動発電機10R及び10L毎に夫々算出する。特に、これらの値は、車速及び操舵量に加えて、車両100において発生するロールモーメントの大小も更に考慮して、実験的、理論的、経験的、又はシミュレーション等に基づいて、個別具体的に決定してよい。 The motor generator rotational speed calculation units 84R and 84L calculate the rotational speeds of the motor generators 10R and 10L, respectively. The motor generator rotational speed calculation units 84R and 84L are configured to apply a brake time for applying an electromagnetic brake when the vehicle 100 is right-steered or left-steered based on the detected vehicle speed, steering amount, and control map of the vehicle 100. A target value for the rotational speed of the generator or a target value for the rotational speed of the motor generator due to the increased speed is calculated for each of the motor generators 10R and 10L. In particular, these values are individually and concretely based on experimental, theoretical, empirical, simulation, etc., further considering the magnitude of the roll moment generated in the vehicle 100 in addition to the vehicle speed and the steering amount. You may decide.
電動発電機回転制御部83R及び83Lは、上記の電動発電機回転速度算出部84R及び84Lにより算出された回転速度に基づいて、電動発電機10R及び10Lを夫々駆動制御する。具体的には、電動発電機回転制御部83Rは、ドライバ9Rを介して、算出された回転速度と電動発電機センサ7Rより検出された現在の回転速度とに基づいて、電動発電機10Rの回転駆動制御又は発電駆動制御のうちいずれか一方を行う。概ね同様にして、電動発電機回転制御部83Lは、ドライバ9Lを介して、算出された回転速度と電動発電機センサ7Lにより検出された現在の回転速度とに基づいて、電動発電機10Lの回転駆動制御又は発電駆動制御のうちいずれか一方を行う。 The motor generator rotation control units 83R and 83L drive and control the motor generators 10R and 10L based on the rotation speeds calculated by the motor generator rotation speed calculation units 84R and 84L. Specifically, the motor generator rotation control unit 83R rotates the motor generator 10R based on the calculated rotation speed and the current rotation speed detected by the motor generator sensor 7R via the driver 9R. Either drive control or power generation drive control is performed. In substantially the same manner, the motor generator rotation control unit 83L rotates the motor generator 10L through the driver 9L based on the calculated rotation speed and the current rotation speed detected by the motor generator sensor 7L. Either drive control or power generation drive control is performed.
ドライバ9R及び9Lは、電動発電機10R及び10Lの駆動を行う。ドライバ9R及び9Lは、電動発電機10R及び10Lと、制御装置8と、バッテリ11とに接続されている、ドライバ9R及び9Lは、電動発電機10R及び10Lとバッテリ11との接続状態を制御装置8の駆動制御により切り替えるものである。ドライバ9R及び9Lは、制御装置8により電動発電機10R及び10Lの回転駆動制御が行われる場合は、バッテリ11から電動発電機10R及び10Lへ電力を供給することで、電動発電機10R及び10Lに回転軸13R及び13Lを回転させ、モータとして動作する。他方で、ドライバ9R及び9Lは、制御装置8により電動発電機10R及び10Lの発電駆動制御が行われる場合は、電動発電機10R及び10Lの回転軸13R及び13Lに回転方向と反対方向の制動力を与える(言い換えると、電磁ブレーキ(所謂、回生ブレーキ)を掛ける)ことで発電させ、発電した電力をバッテリ11に蓄電し、ジェネレータとして動作する。尚、本実施形態に係る車両挙動制御装置1では、回転体21R及び21Lに制動力を付与する手段として電動発電機10R及び10Lを用いたがこれに限定されるものではなく、油圧ブレーキなどのブレーキ装置であっても良い。 The drivers 9R and 9L drive the motor generators 10R and 10L. The drivers 9R and 9L are connected to the motor generators 10R and 10L, the control device 8, and the battery 11. The drivers 9R and 9L control the connection state between the motor generators 10R and 10L and the battery 11. 8 is switched by drive control. The drivers 9R and 9L are supplied to the motor generators 10R and 10L by supplying electric power from the battery 11 to the motor generators 10R and 10L when the control device 8 performs rotation drive control of the motor generators 10R and 10L. The rotary shafts 13R and 13L are rotated to operate as a motor. On the other hand, the drivers 9R and 9L, when the control drive 8 performs power generation drive control of the motor generators 10R and 10L, apply a braking force in the direction opposite to the rotation direction to the rotation shafts 13R and 13L of the motor generators 10R and 10L. (In other words, applying an electromagnetic brake (so-called regenerative brake)), the generated power is stored in the battery 11 and operates as a generator. In the vehicle behavior control apparatus 1 according to the present embodiment, the motor generators 10R and 10L are used as means for applying a braking force to the rotating bodies 21R and 21L, but the invention is not limited to this, and a hydraulic brake or the like is not limited thereto. A brake device may be used.
バッテリ11は、車両100に搭載されるものである。バッテリ11は、車両100に駆動源として電動機が搭載されている場合に、電動機に電力を供給するバッテリであっても良い。 The battery 11 is mounted on the vehicle 100. The battery 11 may be a battery that supplies electric power to the electric motor when the electric motor is mounted on the vehicle 100 as a drive source.
(動作原理)
次に、図3から図5を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の動作原理について説明する。ここに、図3は、本実施形態に係る車両挙動制御装置を統括制御する制御装置による挙動制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、この挙動制御処理は、例えば数μ秒乃至数十μ秒等の所定周期で繰り返し行われる。図4は、本実施形態に係る車両に固定された電動発電機において、リアクションホイールの原理に基づいて、右及び左ロールモーメントが発生する原理を図式的に示した模式図(図4(a)及び図4(b))である。図5は、本実施形態に係る2つの回転体の回転速度の平均値に関する所定値と、車速との相関関係を定量的及び定性的に示したグラフである。
(Operating principle)
Next, the operation principle of the vehicle behavior control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of behavior control processing by the control device that performs overall control of the vehicle behavior control device according to the present embodiment. This behavior control process is repeatedly performed at a predetermined cycle such as several μ seconds to several tens of μ seconds. FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing the principle that the right and left roll moments are generated based on the principle of the reaction wheel in the motor generator fixed to the vehicle according to the present embodiment (FIG. 4A). And FIG. 4B). FIG. 5 is a graph quantitatively and qualitatively showing the correlation between the predetermined value regarding the average value of the rotational speeds of the two rotating bodies according to the present embodiment and the vehicle speed.
尚、本実施形態に係る挙動制御処理は、図1に示されるように、車両挙動制御装置1による挙動制御の一例として、車両100が、例えば風圧や路面形状等の外界環境に応じて発生した、左方向の横加速度や、左方向のロールモーメントを打ち消すためにこの左方向の横加速度や、左方向のロールモーメントと反対方向(即ち、時計回り)に、リアクションホイールに基づいた右方向のロールモーメントを発生させる挙動制御処理について説明する。概ね同様にして、車両挙動制御装置1による挙動制御の一例として、車両100が、例えば風圧や路面形状等の外界環境に応じて発生した、右方向の横加速度や、右方向のロールモーメントを打ち消すためにこの右方向の横加速度や、右方向のロールモーメントと反対方向(即ち、時計回り)に、リアクションホイールに基づいた左方向のロールモーメントを発生させる挙動制御処理について説明する。ここに、本実施形態に係る「リアクションホイールに基づいたロールモーメント」とは、回転状態を維持しようとする回転体21R及び21Lに起因して発生する、回転体21R及び21Lの回転軸が延びる方向を軸とする慣性力を意味してよい。尚、この本実施形態に係る「リアクションホイールに基づいたロールモーメント」によって、本発明に係る「所定力」の一具体例が構成されている。 As shown in FIG. 1, the behavior control processing according to the present embodiment is generated by the vehicle 100 according to an external environment such as wind pressure and road surface shape as an example of behavior control by the vehicle behavior control device 1. In order to cancel the left lateral acceleration and the left roll moment, the left lateral acceleration and the right roll based on the reaction wheel in the opposite direction (ie clockwise) to the left roll moment. A behavior control process for generating a moment will be described. In substantially the same manner, as an example of behavior control by the vehicle behavior control device 1, the vehicle 100 cancels the lateral acceleration in the right direction and the roll moment in the right direction that are generated according to the external environment such as wind pressure and road surface shape. Therefore, behavior control processing for generating a leftward roll moment based on the reaction wheel in a direction opposite to the rightward lateral acceleration and the rightward roll moment (that is, clockwise) will be described. Here, the “roll moment based on the reaction wheel” according to the present embodiment is a direction in which the rotation shafts of the rotating bodies 21R and 21L extend due to the rotating bodies 21R and 21L trying to maintain the rotation state. May mean the inertial force about the axis. A specific example of the “predetermined force” according to the present invention is configured by the “roll moment based on the reaction wheel” according to the present embodiment.
先ず、図3に示されるように、制御装置8は、車両100のイグニションスイッチ(IG)が運転者によって「On」されたか否かを判定する(ステップS101)。ここで、車両100のイグニションスイッチが運転者によって「On」されたと判定される場合(ステップS101:Yes)、制御装置8は、車速V、操舵角θを取得し、記憶部85に格納する(ステップS102)。ここでは、制御装置8は、車速センサ4により検出された車速V及び操舵角センサ5により検出された操舵角θを取得する。 First, as shown in FIG. 3, the control device 8 determines whether or not the ignition switch (IG) of the vehicle 100 is “On” by the driver (step S <b> 101). Here, when it is determined that the ignition switch of the vehicle 100 is “On” by the driver (step S101: Yes), the control device 8 acquires the vehicle speed V and the steering angle θ and stores them in the storage unit 85 ( Step S102). Here, the control device 8 acquires the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 4 and the steering angle θ detected by the steering angle sensor 5.
次に、制御装置8は、回転体21R及び21Lによって構成されるジャイロ2を回転駆動する(ステップS103)。即ち、制御装置8の処理部82に含まれる電動発電機回転制御部83R及び83Lの制御下で、電動発電機ドライバ9R及び9Lにバッテリ11の電力が供給され、電動発電機10R及び10Lが回転駆動されると共に、電動発電機10R及び10Lの回転力が、回転軸13R及び13Lを介して、ジャイロ2を構成する回転体21R及び21Lに伝達され、回転体21R及び21Lが回転駆動する。 Next, the control device 8 rotationally drives the gyro 2 constituted by the rotating bodies 21R and 21L (step S103). That is, under the control of the motor generator rotation control units 83R and 83L included in the processing unit 82 of the control device 8, the electric power of the battery 11 is supplied to the motor generator drivers 9R and 9L, and the motor generators 10R and 10L rotate. While being driven, the rotational forces of the motor generators 10R and 10L are transmitted to the rotating bodies 21R and 21L constituting the gyro 2 via the rotating shafts 13R and 13L, and the rotating bodies 21R and 21L are rotationally driven.
次に、制御装置8によって、回転体センサ6R及び6Lによって検出された回転速度に基づいて、全ての回転体、即ち、回転体21R及び21Lの回転速度の平均値が所定値以上であるか否かが判定される(ステップS104)。ここに、本実施形態に係る所定値とは、車両100の走行に何らかの影響を殆ど又は完全に与えない回転体21R及び21Lの回転速度を意味してよい。典型的には、この所定値は、車両100の速度等の走行状態に応じて、可変の値でもよい。 Next, based on the rotation speed detected by the rotation body sensors 6R and 6L by the control device 8, whether the average value of the rotation speeds of all the rotation bodies, that is, the rotation bodies 21R and 21L is equal to or greater than a predetermined value. Is determined (step S104). Here, the predetermined value according to the present embodiment may mean the rotational speeds of the rotating bodies 21R and 21L that have little or no influence on the traveling of the vehicle 100. Typically, the predetermined value may be a variable value depending on the traveling state such as the speed of the vehicle 100.
このステップS104の判定の結果、制御装置8によって、全ての回転体、即ち、回転体21R及び21Lの回転速度が所定値以上であると判定される場合(ステップS104:Yes)、更に、制御装置8によって、制御履歴フラグが「Off」であるか否か、言い換えると、本実施形態に係るリアクションホイールに基づいたロールモーメントを発生させる挙動制御処理を開始していない、即ち、停止している最中であるか否かが判定される(ステップS105)。ここで、制御履歴フラグが「Off」であると判定される場合、言い換えると、本実施形態に係るリアクションホイールに基づいたロールモーメントを発生させる挙動制御処理を開始していない、即ち、停止している最中であると判定される場合(ステップS105:Yes)、更に、制御装置8によって、測定された第1横加速度の絶対値が、閾値A1以上であるか否かが判定される(ステップS106)。ここに、本実施形態に係る第1横加速度は、直接的には、車両100の前方部における横加速度を意味するが、間接的には、車両100の前方部及び後方部が付帯振動する際の力の大きさを意味する。何故ならば、車両100の後方部は、車両100の前方部につられて、例えば数マイクロ秒、数十マイクロ秒程度の微小時間だけ経過後に横方向に横揺れするためである。また、本実施形態に係る閾値A1とは、典型的には、風圧などの車両の外界環境から車両へ付与される加速度のうち、車両100の挙動に影響を与える可能性のある加速度を、理論的、経験的、実験的、シミュレーション等によって、個別具体的に設定してよい。より具体的には、第1横加速度の測定の際には、LPF(Low Pass Filter)によって高周波ノイズは除去してある。 As a result of the determination in step S104, when it is determined by the control device 8 that the rotation speeds of all the rotating bodies, that is, the rotating bodies 21R and 21L are equal to or higher than a predetermined value (step S104: Yes), the control device 8, whether or not the control history flag is “Off”, in other words, the behavior control process for generating the roll moment based on the reaction wheel according to the present embodiment has not started, that is, has stopped. It is determined whether it is in the middle (step S105). Here, when it is determined that the control history flag is “Off”, in other words, the behavior control process for generating the roll moment based on the reaction wheel according to the present embodiment has not started, that is, stopped. When it is determined that it is in the middle (step S105: Yes), the control device 8 further determines whether or not the measured absolute value of the first lateral acceleration is equal to or greater than the threshold value A1 (step S105). S106). Here, the first lateral acceleration according to the present embodiment directly means the lateral acceleration in the front portion of the vehicle 100, but indirectly, when the front portion and the rear portion of the vehicle 100 are incidentally vibrated. It means the magnitude of power. This is because the rear portion of the vehicle 100 is swayed in the lateral direction after a minute time of about several microseconds or several tens of microseconds, for example, after being attached to the front portion of the vehicle 100. Further, the threshold A1 according to the present embodiment typically represents an acceleration that may affect the behavior of the vehicle 100 among accelerations applied to the vehicle from an external environment of the vehicle such as wind pressure. Individual, specific settings may be set by objective, empirical, experimental, simulation, or the like. More specifically, high frequency noise is removed by LPF (Low Pass Filter) when measuring the first lateral acceleration.
ここで、制御装置8によって、第1横加速度の絶対値が、閾値A1以上であると判定される場合(ステップS106:Yes)、制御装置8によって、時間間隔T1の計測が開始される(ステップS107)。典型的には、カウンタ変数によって、クロック信号の検出回数が計測されることによって、時間間隔T1の計測が行われる。 Here, when the control device 8 determines that the absolute value of the first lateral acceleration is equal to or greater than the threshold value A1 (step S106: Yes), the control device 8 starts measuring the time interval T1 (step S106). S107). Typically, the time interval T1 is measured by measuring the number of detections of the clock signal using a counter variable.
次に、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A2未満であり、且つ、時間間隔T1が、閾値A3未満であるか否かが判定される(ステップS108)。ここに、本実施形態に係る第2横加速度は、直接的には、車両100の後方部における横加速度を意味するが、間接的には、車両100の前方部から後方部へ伝達される横方向の力と、車両100が接地している地面から車両100が受ける反力とを合成した力を意味する。また、本実施形態に係る閾値A2とは、典型的には、車両100が右旋回又は左旋回している際に発生する車両100の後方部における加速度を意味してよい。また、本実施形態に係る閾値A3とは、典型的には、車両100の後方部が、車両100の前方部につられて横方向に横揺れするまでの時間間隔を意味してよい。 Next, the control device 8 determines whether or not the absolute value of the second lateral acceleration is less than the threshold value A2 and the time interval T1 is less than the threshold value A3 (step S108). Here, the second lateral acceleration according to the present embodiment directly means a lateral acceleration in the rear part of the vehicle 100, but indirectly, a lateral acceleration transmitted from the front part of the vehicle 100 to the rear part. It means a force obtained by synthesizing a direction force and a reaction force received by the vehicle 100 from the ground on which the vehicle 100 is grounded. Further, the threshold A2 according to the present embodiment may typically mean an acceleration at the rear portion of the vehicle 100 that occurs when the vehicle 100 is turning right or left. Further, the threshold value A3 according to the present embodiment may typically mean a time interval until the rear part of the vehicle 100 rolls in the lateral direction along the front part of the vehicle 100.
ここで、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A2未満であり、且つ、時間間隔T1が、閾値A3未満であると判定される場合(ステップS108:Yes)、更に、制御装置8によって、第1横加速度が正の値であるか否かが判定される(ステップS109)。 Here, when it is determined by the control device 8 that the absolute value of the second lateral acceleration is less than the threshold value A2 and the time interval T1 is less than the threshold value A3 (step S108: Yes), further control is performed. The device 8 determines whether or not the first lateral acceleration is a positive value (step S109).
(右ロールモーメントを発生させる場合)
ここで、制御装置8によって、第1横加速度が正の値であると判定される場合、言い換えると、車両100に対して、車両100の進行方向を基準にして左方向に横加速度が作用していると判定される場合、更に言い換えると、例えば、上述した図1において、車両100が接地路面から車両100が左旋回する方向に力を受けていると判定される場合(ステップS109:Yes)、制御装置8によって、電動発電機10R(言い換えると、右モータ)において、目標減速率で減速するように、例えば電磁ブレーキを掛けるブレーキ時間が設定されると共に、電動発電機10L(言い換えると、左モータ)において、目標増速率で増速するようにドライバ9Lの駆動条件が設定される(ステップS110)。これにより、電動発電機10R及び10Lにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われた場合、リアクションホイールの原理により、車両100の後方部において、右方向のロールモーメントが発生する。尚、目標減速率は、単位時間当たりの電動発電機の回転速度の減速量の目標値を意味し、目標増速率は、単位時間当たりの電動発電機の回転速度の増速量の目標値を意味する。
(When generating the right roll moment)
Here, when the control device 8 determines that the first lateral acceleration is a positive value, in other words, the lateral acceleration acts on the vehicle 100 in the left direction with reference to the traveling direction of the vehicle 100. In other words, for example, in FIG. 1 described above, when it is determined that the vehicle 100 is receiving a force in a direction in which the vehicle 100 makes a left turn from the ground road surface (step S109: Yes). The control device 8 sets, for example, a brake time for applying the electromagnetic brake in the motor generator 10R (in other words, the right motor) so as to decelerate at the target deceleration rate, and the motor generator 10L (in other words, the left motor). In the motor), the driving condition of the driver 9L is set so as to increase at the target acceleration rate (step S110). Thus, when the motor generators 10R and 10L are braked by rotational drive or electromagnetic brake, a roll moment in the right direction is generated in the rear portion of the vehicle 100 due to the principle of the reaction wheel. The target deceleration rate means the target value of the reduction amount of the rotational speed of the motor generator per unit time, and the target acceleration rate is the target value of the acceleration amount of the rotational speed of the motor generator per unit time. means.
具体的には、このリアクションホイールの原理においては、図4(a)に示されるように、電動発電機10Rが、右回転している回転軸13Rに電磁ブレーキを掛け減速した場合、電動発電機10Rが固定された車両100は、回転体21R及び回転軸13Rが慣性に従って右回転しようする慣性力につられて右ロール方向に回転しようとする。これにより、電動発電機10Rに電磁ブレーキが掛けられ、電動発電機10Rを減速させることにより、車両100の後方部に右ロールモーメントを発生させることができる。 Specifically, in the principle of this reaction wheel, as shown in FIG. 4A, when the motor generator 10R decelerates by applying an electromagnetic brake to the rotating shaft 13R that rotates clockwise, the motor generator The vehicle 100 to which 10R is fixed tries to rotate in the right roll direction by the inertial force that the rotating body 21R and the rotating shaft 13R rotate right according to the inertia. As a result, the electromagnetic brake is applied to the motor generator 10R, and the motor generator 10R is decelerated, whereby a right roll moment can be generated in the rear portion of the vehicle 100.
他方、このリアクションホイールの原理においては、概ね同様にして、図4(b)に示されるように、電動発電機10Lが、左回転している回転軸13Lを増速した場合、電動発電機10Lが固定された車両100は、回転体21L及び回転軸13Lにおいて増速された左回転力から反動力を受けて、言い換えると、左回転が増速している回転体21L及び回転軸13Lに蹴飛ばされて右ロール方向に回転しようとする。これにより、電動発電機10Lが増速されることによって、車両100の後方部に右ロールモーメントを発生させることができる。 On the other hand, in the principle of this reaction wheel, in a similar manner, as shown in FIG. 4B, when the motor generator 10L speeds up the rotating shaft 13L that is rotating counterclockwise, the motor generator 10L The vehicle 100 to which is fixed receives reaction force from the left rotational force accelerated at the rotating body 21L and the rotating shaft 13L. In other words, the vehicle 100 is kicked by the rotating body 21L and the rotating shaft 13L whose left rotation is accelerated. Try to rotate in the right roll direction. Accordingly, the right roll moment can be generated in the rear portion of the vehicle 100 by increasing the speed of the motor generator 10L.
(左ロールモーメントを発生させる場合)
他方、上述したステップS109の判定の結果、第1横加速度が正の値であると判定されなく、負の値であると判定される場合、言い換えると、上述した図1において、車両100に対して、車両100の進行方向を基準にして右方向に横加速度が作用していると判定される場合(ステップS109:No)、制御装置8によって、電動発電機10R(言い換えると、右モータ)において、目標増速率で増速するようにドライバ9Rの駆動条件が設定されると共に、電動発電機10L(言い換えると、左モータ)において、目標減速率で減速するように、例えば電磁ブレーキを掛けるブレーキ時間が設定される(ステップS111)。これにより、電動発電機10R及び10Lにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われた場合、上述したリアクションホイールの原理により、車両100の後方部において、左方向のロールモーメントが発生する。
(When generating the left roll moment)
On the other hand, if it is determined that the first lateral acceleration is not a positive value but a negative value as a result of the determination in step S109 described above, in other words, in FIG. Thus, when it is determined that the lateral acceleration is acting in the right direction with reference to the traveling direction of the vehicle 100 (step S109: No), the controller 8 in the motor generator 10R (in other words, the right motor). The driving condition of the driver 9R is set so as to increase the speed at the target acceleration rate, and the brake time for applying an electromagnetic brake, for example, so as to decelerate at the target deceleration rate in the motor generator 10L (in other words, the left motor). Is set (step S111). Thus, when the motor generators 10R and 10L are braked by rotational driving or electromagnetic brake, a roll moment in the left direction is generated in the rear portion of the vehicle 100 due to the principle of the reaction wheel described above.
次に、制御装置8によって、本実施形態に係るリアクションホイールに基づいたロールモーメントを発生させる挙動制御処理を開始したか否かを示す制御履歴フラグが「On」にされる(ステップS112)。 Next, the control history flag indicating whether or not the behavior control process for generating the roll moment based on the reaction wheel according to the present embodiment has been started is set to “On” by the control device 8 (step S112).
次に、回転体21Rの回転速度と、回転体21Lの回転速度との平均値が、上述した所定値以上となるように、制御装置8によって、電動発電機10R及び10Lにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われる(ステップS113)。 Next, in the motor generators 10R and 10L, the motor generators 10R and 10L are rotated or electromagnetically driven by the control device 8 so that the average value of the rotation speed of the rotation body 21R and the rotation speed of the rotation body 21L is equal to or higher than the predetermined value described above. Braking is performed (step S113).
次に、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A4未満であるか否かが判定される(ステップS114)。ここに、本実施形態に係る閾値A4とは、典型的には、風圧などの車両の外界環境から車両へ力が殆ど又は完全に付与されていなく、且つ、車両が直進走行をしている際に、車両100の後方部において発生する加速度の最大値を意味してよい。この閾値A4は、理論的、経験的、実験的、シミュレーション等によって、個別具体的に設定してよい。 Next, the control device 8 determines whether or not the absolute value of the second lateral acceleration is less than the threshold value A4 (step S114). Here, the threshold value A4 according to the present embodiment is typically the case where little or no force is applied to the vehicle from the outside environment of the vehicle, such as wind pressure, and the vehicle is traveling straight ahead. In addition, it may mean the maximum value of acceleration generated in the rear part of the vehicle 100. The threshold A4 may be set individually and concretely by theoretical, empirical, experimental, simulation, or the like.
次に、制御装置8によって、本実施形態に係る挙動制御処理を開始したか否かを示す制御履歴フラグが「Off」にされ、本実施形態に係る挙動制御処理が停止されたと把握されると共に、制御装置8によって、時間間隔T1の計測が停止される(ステップS115)。典型的には、カウンタ変数に格納されていた、クロック信号の検出回数がリセットされることによって、時間間隔T1の計測が停止される。 Next, the control device 8 sets the control history flag indicating whether or not the behavior control process according to the present embodiment has been started to “Off”, and grasps that the behavior control process according to the present embodiment has been stopped. Then, the measurement of the time interval T1 is stopped by the control device 8 (step S115). Typically, the measurement of the time interval T1 is stopped by resetting the number of detections of the clock signal stored in the counter variable.
他方、上述したステップS105の判定の結果、制御履歴フラグが「Off」であると判定されない場合、言い換えると、制御履歴フラグが「On」である判定される場合(ステップS105:No)、或いは、上述したステップS106の判定の結果、制御装置8によって、第1横加速度の絶対値が、閾値A1以上であると判定されない場合、言い換えると、第1横加速度の絶対値が、閾値A1未満であると判定される場合(ステップS106:No)、上述した回転体21Rの回転速度と、回転体21Lの回転速度との平均値が、上述した所定値以上となるように、制御装置8によって、電動発電機10R及び10Lにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われる(ステップS113)。 On the other hand, if it is not determined that the control history flag is “Off” as a result of the determination in Step S105 described above, in other words, if it is determined that the control history flag is “On” (Step S105: No), or As a result of the determination in step S106 described above, when the control device 8 does not determine that the absolute value of the first lateral acceleration is greater than or equal to the threshold value A1, in other words, the absolute value of the first lateral acceleration is less than the threshold value A1. Is determined (step S106: No), the controller 8 controls the motor 21 so that the average value of the rotation speed of the rotating body 21R and the rotation speed of the rotating body 21L is equal to or higher than the predetermined value. In the generators 10R and 10L, braking by rotational drive or electromagnetic brake is performed (step S113).
(付帯振動に応じた挙動制御)
他方、上述したステップS108の判定の結果、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A2以上である、又は、時間間隔T1が、閾値A3以上であると判定される場合(ステップS108:No)、更に、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A2以上であり、且つ、時間間隔T1が、閾値A3以上であるか否かが判定される(ステップS117)。ここで、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A2以上であり、且つ、時間間隔T1が、閾値A3以上であると判定される場合(ステップS117:Yes)、制御装置8によって、上述した回転体21Rの回転速度と、回転体21Lの回転速度との平均値に関する所定値が、初期規定値に固定される(ステップS118)。ここに、本実施形態に係る初期規定値とは、図5に示されるように、車両の走行速度が、例えば毎時十数キロメートルなどの速度V1である時点において、付帯振動を最も効果的に低減することができる回転体21R、21Lの回転速度を意味する。
(Behavior control according to incidental vibration)
On the other hand, as a result of the determination in step S108 described above, the control device 8 determines that the absolute value of the second lateral acceleration is equal to or greater than the threshold A2 or the time interval T1 is equal to or greater than the threshold A3 (step S108: No) Further, the control device 8 determines whether or not the absolute value of the second lateral acceleration is equal to or greater than the threshold value A2 and the time interval T1 is equal to or greater than the threshold value A3 (step S117). . Here, when it is determined by the control device 8 that the absolute value of the second lateral acceleration is equal to or greater than the threshold A2 and the time interval T1 is equal to or greater than the threshold A3 (step S117: Yes), the control device 8 Thus, the predetermined value regarding the average value of the rotation speed of the rotating body 21R and the rotation speed of the rotating body 21L is fixed to the initial specified value (step S118). Here, as shown in FIG. 5, the initial specified value according to the present embodiment is the most effective reduction of incidental vibrations when the vehicle traveling speed is a speed V <b> 1 such as several tens of kilometers per hour. This means the rotational speed of the rotating bodies 21R and 21L that can be used.
典型的には、この場合、車両は、右方向又は左方向に旋回している最中である可能性が高い、或いは、前輪及び後輪ともにスリップしている可能性が高いので、付帯振動に応じた直進方向の挙動制御は、殆ど又は完全に行われない、或いは、消極的若しくは抑制的に行われる。典型的には、車両が右方向又は左方向に旋回している場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転速度を所定値に固定することにより本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施する度合いを低減してよい。 Typically, in this case, the vehicle is likely to be turning right or left, or it is likely that both the front and rear wheels are slipping. Corresponding straight direction behavior control is performed little or completely, or passively or restrained. Typically, when the vehicle is turning right or left, for example, the behavior control according to the incidental vibration according to the present embodiment is performed by fixing the rotation speed of the rotating body of the reaction wheel to a predetermined value. You may reduce the degree to implement.
他方、上述したステップS117の判定の結果、制御装置8によって、第2横加速度の絶対値が、閾値A2以上であり、且つ、時間間隔T1が、閾値A3以上であると判定されない場合、言い換えると、第2横加速度の絶対値が、閾値A2以上でない状態、又は、時間間隔T1が、閾値A3以上でない状態である場合(ステップS117:No)、制御装置8によって、上述した回転体21Rの回転速度と、回転体21Lの回転速度との平均値に関する所定値が、車両の走行速度に応じて設定される(ステップS119)。この場合、車両は、概ね直進方向に走行している可能性が高いので、付帯振動に応じた直進方向の挙動制御が、積極的に行われる。典型的には、車両が旋回していない場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転速度を車両の速度に応じて変化させることにより、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施する度合いを高くしてよい。 On the other hand, as a result of the determination in step S117 described above, if the control device 8 does not determine that the absolute value of the second lateral acceleration is equal to or greater than the threshold value A2 and the time interval T1 is equal to or greater than the threshold value A3, in other words. When the absolute value of the second lateral acceleration is not greater than or equal to the threshold value A2, or when the time interval T1 is not greater than or equal to the threshold value A3 (step S117: No), the controller 8 rotates the rotating body 21R described above. A predetermined value related to the average value of the speed and the rotational speed of the rotating body 21L is set according to the traveling speed of the vehicle (step S119). In this case, since there is a high possibility that the vehicle is traveling substantially in the straight direction, behavior control in the straight direction according to the accompanying vibration is actively performed. Typically, when the vehicle is not turning, for example, the behavior control according to the incidental vibration according to the present embodiment is performed by changing the rotation speed of the rotating body of the reaction wheel according to the speed of the vehicle. You may raise the degree to do.
より典型的には、回転体21Rの回転速度と、回転体21Lの回転速度との平均値に関する所定値については、車両が概ね直進方向に走行している場合、操舵角が小さい場合と略等価なので、この操舵角が小さい場合に準拠して決定すればよい。この所定値の最大値は、車速に応じて決定すればよい。他方、この所定値の最小値についても、車速に応じて決定すればよいが、車速に応じて小さくし過ぎると、一対の回転体が同じ回転速度になるのに、時間が掛かってしまう。このため、本実施形態に係る挙動制御の応答性に応じて、最小値を規定することが好ましい。 More typically, the predetermined value regarding the average value of the rotation speed of the rotating body 21R and the rotation speed of the rotating body 21L is substantially equivalent to the case where the vehicle is traveling substantially in the straight direction and the steering angle is small. Therefore, it may be determined in accordance with the case where the steering angle is small. The maximum value of the predetermined value may be determined according to the vehicle speed. On the other hand, the minimum value of the predetermined value may be determined according to the vehicle speed, but if it is too small according to the vehicle speed, it takes time for the pair of rotating bodies to have the same rotational speed. For this reason, it is preferable to define the minimum value according to the response of the behavior control according to the present embodiment.
次に、上述したステップS118及びステップS119に続いて、上述したように、再度、制御装置8によって、回転体センサ6R及び6Lによって検出された回転速度に基づいて、全ての回転体、即ち、回転体21R及び21Lの回転速度の平均値が所定値以上であるか否かが判定される(ステップS104)。 Next, following step S118 and step S119 described above, as described above, all the rotating bodies, that is, the rotations are again performed based on the rotational speeds detected by the rotating body sensors 6R and 6L by the control device 8 again. It is determined whether or not the average rotational speed of the bodies 21R and 21L is equal to or greater than a predetermined value (step S104).
(終了判定)
次に、制御装置8は、車両100のイグニションスイッチが運転者によって「Off」されたか否かを判定する(ステップS116)。ここで、車両100のイグニションスイッチが運転者によって「Off」されたと判定される場合(ステップS116:Yes)、上述した一連の挙動制御処理は終了する。
(End judgment)
Next, the control device 8 determines whether or not the ignition switch of the vehicle 100 is “Off” by the driver (step S116). Here, when it is determined that the ignition switch of the vehicle 100 is “Off” by the driver (step S116: Yes), the above-described series of behavior control processing ends.
他方、ステップS116の判定の結果、車両100のイグニションスイッチが運転者によって「Off」されたと判定されない場合(ステップS116:No)、上述したように、再度、制御装置8によって、回転体センサ6R及び6Lによって検出された回転速度に基づいて、全ての回転体、即ち、回転体21R及び21Lの回転速度が所定値以上であるか否かが判定される(ステップS104)。 On the other hand, as a result of the determination in step S116, when it is not determined that the ignition switch of the vehicle 100 has been “Off” by the driver (step S116: No), as described above, the control device 8 again causes the rotating body sensor 6R and Based on the rotation speed detected by 6L, it is determined whether or not the rotation speeds of all the rotary bodies, that is, the rotary bodies 21R and 21L are equal to or higher than a predetermined value (step S104).
以上の結果、車両100の前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、運転者にとって不快な車両100の振動を、測定された第1横加速度及び第2横加速度に応じて、効果的に低減することが可能である。典型的には、例えばブッシュを含めた車両ボディーの捩れ、所謂、付帯振動を効果的に低減することが可能である。 As a result, the vibration of the vehicle 100 that is unpleasant for the driver due to the incidental vibrations at the front and rear portions of the vehicle 100 is effective according to the measured first lateral acceleration and second lateral acceleration. Can be reduced. Typically, for example, torsion of a vehicle body including a bush, that is, so-called incidental vibration can be effectively reduced.
特に上述したように、本実施形態では、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施するか否かを、測定された第1横加速度及び第2横加速度に応じて明確に判定した後で、挙動制御を適切に実施することができる。これにより、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を、本実施形態に係る挙動制御と異なる他の種類の操舵制御と制御矛盾を起こすことを殆ど又は完全になくしつつ、他の種類の操舵制御と相性が良くさせつつ、簡便且つ適切に実施することができるので、実践上、大変有益である。 In particular, as described above, in the present embodiment, whether or not the behavior control according to the incidental vibration according to the present embodiment is performed is clearly determined according to the measured first lateral acceleration and second lateral acceleration. Later, behavior control can be implemented appropriately. Thereby, the behavior control according to the incidental vibration according to the present embodiment causes almost or completely no control contradiction with other types of steering control different from the behavior control according to the present embodiment, while other types of behavior control are performed. Since it can be carried out easily and appropriately while improving compatibility with steering control, it is very useful in practice.
加えて、特に、本実施形態では、上述したステップS106及びステップS108において、測定された第1横加速度及び第2横加速度を夫々閾値と比較している。しかしながら、本実施形態では、測定された第1横加速度の絶対値と、測定された第2横加速度の絶対値との差を閾値と比較することによって、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施するか否かを判定してよい。 In addition, in this embodiment, in particular, in the above-described step S106 and step S108, the measured first lateral acceleration and second lateral acceleration are respectively compared with threshold values. However, in the present embodiment, the difference between the measured absolute value of the first lateral acceleration and the measured absolute value of the second lateral acceleration is compared with a threshold value, so that the vibration corresponding to the incidental vibration according to the present embodiment is satisfied. It may be determined whether or not behavior control is performed.
(本実施形態の作用と効果との検討)
次に、図6及び図7を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の作用と効果について検討する。ここに、図6は、本実施形態に係る車両が右旋回する場合に、前方部及び後方部で発生するロールモーメント及び付帯振動の力を模式的に示した外観斜視図(図6(a))並びに前方部での付帯振動の力と後方部での付帯振動の力との位相差を示したグラフ(図6(b))である。図7は、比較例に係る車両が右旋回する場合に、前方部及び後方部で発生するロールモーメント及び付帯振動の力を模式的に示した外観斜視図(図7(a))並びに前方部での付帯振動の力と後方部での付帯振動の力との位相差を示したグラフ(図7(b))である。
(Examination of action and effect of this embodiment)
Next, with reference to FIG.6 and FIG.7, the effect | action and effect of the vehicle behavior control apparatus which concern on this embodiment are examined. FIG. 6 is an external perspective view schematically showing the roll moment and the accompanying vibration force generated at the front part and the rear part when the vehicle according to the present embodiment turns right (FIG. 6A). )) And a graph showing the phase difference between the force of incidental vibration at the front part and the force of incidental vibration at the rear part (FIG. 6B). FIG. 7 is an external perspective view (FIG. 7A) schematically showing the roll moment and the accompanying vibration force generated at the front part and the rear part when the vehicle according to the comparative example makes a right turn and the front. FIG. 7B is a graph (FIG. 7B) showing a phase difference between the force of incidental vibration at the portion and the force of incidental vibration at the rear portion.
一般的には、図7(a)の比較例に示されるように、車両100が進行方向に対して右旋回する場合、車両の前方部で発生する付帯振動の力Frより微小時間だけ遅れて、後方部においても付帯振動の力Rrが前方部と概ね同様にして発生してしまったり、図7(b)の比較例のグラフに示されるように、前方部で発生する付帯振動の力Frと後方部で発生する付帯振動の力Rrとの位相差が大きくなってしまう。このため、前方部と後方部とにおいて、運転者にとって不快な車両の振動が生じる可能性が高くなってしまう。 In general, as shown in the comparative example of FIG. 7A, when the vehicle 100 turns to the right with respect to the traveling direction, it is delayed by a minute time from the force Fr of incidental vibration generated in the front portion of the vehicle. In the rear portion, the incident vibration force Rr is generated in substantially the same manner as the front portion, or as shown in the graph of the comparative example in FIG. 7B, the incident vibration force generated in the front portion. The phase difference between Fr and the force Rr of incidental vibration generated at the rear portion becomes large. For this reason, in the front part and the rear part, there is a high possibility that the vibration of the vehicle unpleasant for the driver occurs.
これに対して、本実施形態によれば、図6(a)に示すように、前方部において付帯振動の力Frが発生した後に、後方部において付帯振動の力Rrが発生する前に予め、例えば右方向のロールモーメント等の所定力を発生させる。これにより、図6(b)のグラフに示されるように、後方部で発生する付帯振動の力Rrを効果的に低減することが可能であると共に、前方部で発生する付帯振動の力Frと後方部で発生する付帯振動の力Rrとの位相差を効果的に低減することが可能である。 On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 6 (a), after the incident vibration force Fr is generated in the front portion, before the incident vibration force Rr is generated in the rear portion, For example, a predetermined force such as a rightward roll moment is generated. As a result, as shown in the graph of FIG. 6B, it is possible to effectively reduce the accompanying vibration force Rr generated in the rear part, and the accompanying vibration force Fr generated in the front part. It is possible to effectively reduce the phase difference from the incident vibration force Rr generated in the rear part.
以上の結果、車両100の前方部及び後方部において発生する、運転者にとって不快な車両100の付帯振動を、効果的に低減することが可能である。 As a result, it is possible to effectively reduce incidental vibrations of the vehicle 100 that are uncomfortable for the driver and that occur in the front part and the rear part of the vehicle 100.
(第2及び第3の実施形態)
次に、図8を参照して、第2及び第3の実施形態に係る車両挙動制御装置の基本構成について説明する。ここに、図8は、第2及び第3の実施形態に係る車両挙動制御装置の構成の一部を概念的に夫々示した外観斜視図(図8(a)及び図8(b))である。尚、第2及び第3の実施形態においては、上述した実施形態と概ね同様の構成には、同一の符号番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(Second and third embodiments)
Next, a basic configuration of the vehicle behavior control apparatus according to the second and third embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an external perspective view (FIGS. 8A and 8B) conceptually showing a part of the configuration of the vehicle behavior control apparatus according to the second and third embodiments. is there. Note that in the second and third embodiments, the same reference numerals are given to substantially the same configurations as those in the above-described embodiments, and description thereof will be omitted as appropriate.
図8(a)に示されるように、第2の実施形態に係る車両挙動制御装置においては、上述した実施形態に係る回転体21Rは、車両100の車幅方向に沿って延びる(或いは、このことに加えて、車両100が走行する地面に対向するように延びる)回転軸13Rにより一のピッチ方向に回転可能なように支持されている。 As shown in FIG. 8 (a), in the vehicle behavior control apparatus according to the second embodiment, the rotating body 21R according to the above-described embodiment extends along the vehicle width direction of the vehicle 100 (or this In addition, the vehicle 100 is supported so as to be rotatable in one pitch direction by a rotating shaft 13R (which extends so as to face the ground on which the vehicle 100 travels).
概ね同様にして、回転体21Lは、車両100の車幅方向に沿って延びる(或いは、このことに加えて、車両100が走行する地面に対向するように延びる)回転軸13Lにより他のピッチ方向に回転可能なように支持されている。 In substantially the same manner, the rotator 21L extends along the vehicle width direction of the vehicle 100 (or in addition to this, the rotation body 13L extends in the other pitch direction by the rotation shaft 13L extending so as to face the ground on which the vehicle 100 travels). It is supported so that it can rotate.
図8(b)に示されるように、第3の実施形態に係る車両挙動制御装置においては、上述した実施形態に係る回転体21Rは、車両100の車高方向に沿って延びる回転軸13Rにより一のヨー方向に回転可能なように支持されている。 As shown in FIG. 8B, in the vehicle behavior control apparatus according to the third embodiment, the rotating body 21 </ b> R according to the above-described embodiment is provided by a rotating shaft 13 </ b> R extending along the vehicle height direction of the vehicle 100. It is supported so as to be rotatable in one yaw direction.
概ね同様にして、回転体21Lは、車両100の車高方向に沿って延びる回転軸13Lにより他のヨー方向に回転可能なように支持されている。 In substantially the same manner, the rotating body 21L is supported by a rotating shaft 13L extending along the vehicle height direction of the vehicle 100 so as to be rotatable in other yaw directions.
この結果、第2及び第3実施形態によれば、回転体21R及び21Lの配置の自由度をより大きくさせることができる。以上の結果、挙動制御をより効果的に実現できる位置に、回転体21R及び21Lを配置することが可能である。 As a result, according to the second and third embodiments, the degree of freedom of arrangement of the rotating bodies 21R and 21L can be further increased. As a result, the rotating bodies 21R and 21L can be arranged at positions where behavior control can be more effectively realized.
尚、上述した本実施形態に係る車両挙動制御装置1による挙動制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述したように、本実施形態に係る挙動制御処理は、図1に示されるように、車両挙動制御装置1による挙動制御の一例として、車両100が、付帯振動に応じて、左旋回する方向に左方向のロールモーメントを受けてしまう場合に、この左方向のロールモーメントを打ち消すために、右方向のロールモーメントを発生させる挙動制御処理について説明した。しかしながら、この場合の挙動制御処理として、車両100が、付帯振動に応じて受ける、左旋回する方向に左方向のロールモーメントと同一方向(即ち、反時計回り)に、リアクションホイールに基づいた左方向のロールモーメントを発生させてよい。この場合、車両100が左旋回する方向に左方向に積極的にロールモーメントを発生させるので、左前輪101L及び左後輪102Lの接地圧を増加することができ、旋回性を向上させることができる。 In addition, the behavior control method by the vehicle behavior control apparatus 1 which concerns on this embodiment mentioned above is not limited to embodiment mentioned above. As described above, the behavior control processing according to the present embodiment is performed in the direction in which the vehicle 100 turns left according to the incidental vibration as an example of behavior control by the vehicle behavior control device 1 as shown in FIG. The behavior control process for generating the right roll moment in order to cancel the left roll moment when receiving the left roll moment has been described. However, as a behavior control process in this case, the vehicle 100 receives a left-handed direction based on the reaction wheel in the same direction as the left-side roll moment (that is, counterclockwise) in response to incidental vibration. The roll moment may be generated. In this case, since the roll moment is positively generated in the left direction in the direction in which the vehicle 100 turns left, the contact pressure of the left front wheel 101L and the left rear wheel 102L can be increased, and the turning performance can be improved. .
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う移動体の慣性制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the inertia of the moving body accompanying such a change. Control devices and methods are also within the scope of the present invention.
本発明は、例えば車両の挙動を制御する車両挙動制御装置等の移動体の慣性制御装置、及び、当該慣性制御装置における慣性制御方法に利用可能である。 The present invention is applicable to an inertial control device for a moving body such as a vehicle behavior control device that controls the behavior of the vehicle, and an inertia control method in the inertial control device.
1 車両挙動制御装置
2 2重反転型ジャイロ(ジャイロ)
4 車速センサ
5a 操舵角センサ
5b 押圧センサ
6R及び6L 回転体センサ
7R及び7L 電動発電機センサ
8 制御装置
9R及び9L 電動発電機ドライバ(ドライバ)
10R及び10L 電動発電機
11 バッテリ
13R、13L 回転軸
21R、21L 回転体
81 入出力部(即ち、I/O部:Input Output部)
82 処理部
83R及び83L 電動発電機回転制御部
84R及び84L 電動発電機回転速度算出部
85 記憶部
100 車両
101R、101L 前輪
103 駆動軸(ドライブシャフト)
102R、102L 後輪
104 駆動軸
105 操舵装置
105a ステアリングホイール
SF、SR 横加速度センサー。
1 Vehicle Behavior Control Device 2 Double Inversion Gyro (Gyro)
4 Vehicle speed sensor 5a Steering angle sensor 5b Press sensor 6R and 6L Rotating body sensor 7R and 7L Motor generator sensor 8 Controller 9R and 9L Motor generator driver (driver)
10R and 10L Motor generator 11 Battery 13R, 13L Rotating shaft 21R, 21L Rotating body 81 Input / output unit (ie, I / O unit: Input Output unit)
82 processing units 83R and 83L motor generator rotation control units 84R and 84L motor generator rotation speed calculation unit 85 storage unit 100 vehicle 101R, 101L front wheel 103 drive shaft (drive shaft)
102R, 102L Rear wheel 104 Drive shaft 105 Steering device 105a Steering wheel SF, SR Lateral acceleration sensor.
Claims (8)
前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第2横加速度を検知する第2検知手段と、
前記後方部に力を付与する力付与手段と、
前記検知された第1横加速度と前記検知された第2横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように前記力付与手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする移動体の慣性制御装置。 A first detection means provided at a front portion positioned in front of the moving body with respect to the traveling direction, and detecting a first lateral acceleration of the front portion generated in a lateral direction with respect to the traveling direction;
A second lateral acceleration of the rear portion generated in the lateral direction is provided at a rear portion that is located behind the moving body with respect to the traveling direction and is provided at a rear portion that rolls in the lateral direction along the front portion. A second detection means for detecting;
Force applying means for applying force to the rear portion;
According to a difference between the detected first lateral acceleration and the detected second lateral acceleration, a predetermined force for reducing a phase difference between the front portion and the rear portion is applied to the rear portion. And a control means for controlling the force applying means.
前記第2検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第2測定手段と、
前記力付与手段として、リアクションホイール手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の移動体の慣性制御装置。 A first measuring means for measuring the lateral acceleration as the first detecting means;
A second measuring means for measuring the lateral acceleration as the second detecting means;
The inertial control device for a moving body according to claim 1, further comprising: a reaction wheel unit as the force applying unit.
前記移動体において、回転可能に支持され且つ回転軸が延びる方向に沿って互いに向かい合いように配置されると共に、回転方向が互いに異なる一対の回転体と、
前記移動体に固定されており、前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させる回転手段と、
前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させるように、前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えることを特徴とする請求項3に記載の移動体の慣性制御装置。 The reaction wheel means includes
In the moving body, a pair of rotating bodies that are rotatably supported and arranged so as to face each other along a direction in which the rotation axis extends, and different rotation directions,
Rotating means that is fixed to the moving body and changes the rotational state of the pair of rotating bodies, respectively.
The inertial control device for a moving body according to claim 3, further comprising a rotation control means for controlling the rotating means so as to change the rotation states of the pair of rotating bodies.
前記制御手段は、前記移動体が旋回していない場合、前記推定された速度が大きくなるに従って、前記所定力を付与する度合いを高くするように前記力付与手段を制御することを特徴とする請求項5に記載の移動体の慣性制御装置。 The vehicle further comprises speed estimating means for estimating the speed of the moving body in response to a pressing by the driver pushing the handle downward in the height direction of the moving body,
The control means controls the force applying means to increase the degree of applying the predetermined force as the estimated speed increases when the moving body is not turning. Item 6. The inertial control device for a moving body according to Item 5.
前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第2横加速度を検知する第2検知工程と、
前記検知された第1横加速度と前記検知された第2横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように力付与手段を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする移動体の慣性制御方法。 A first detection step that is provided at a front portion positioned in front of the moving body with respect to the traveling direction and detects a first lateral acceleration of the front portion that occurs in the lateral direction with respect to the traveling direction;
A second lateral acceleration of the rear portion generated in the lateral direction is provided at a rear portion that is located behind the moving body with respect to the traveling direction and is provided at a rear portion that rolls in the lateral direction along the front portion. A second detection step to detect;
According to a difference between the detected first lateral acceleration and the detected second lateral acceleration, a predetermined force for reducing a phase difference between the front portion and the rear portion is applied to the rear portion. And a control step of controlling the force applying means.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8672062B2 (en) | 2011-05-26 | 2014-03-18 | Gregory C Schroll | Internal means for rotating an object between gravitationally stable states |
| JP2015120376A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | ヤンマー株式会社 | Work vehicle attitude control device |
| CN107458483A (en) * | 2017-07-26 | 2017-12-12 | 自贡黑蝌技术咨询有限公司 | One kind balance gyro mechanism energy consumption control apparatus and two-wheel electric automobile |
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