JP5061943B2 - vehicle - Google Patents

Description

本発明は、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関するものである。   The present invention relates to a vehicle using posture control of an inverted pendulum.

従来、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配置された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両、球体状の単一の駆動輪に取り付けられた車体の姿勢を制御しながら移動する車両等の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。   Conventionally, a technique related to a vehicle using posture control of an inverted pendulum has been proposed. For example, a vehicle that has two drive wheels arranged on the same axis, detects a change in the posture of the vehicle body due to the movement of the center of gravity of the driver, and drives the vehicle body attached to a single spherical drive wheel. Techniques for vehicles that move while being controlled have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この場合、センサで車体のバランスや動作の状態を検出しながら、回転体の動作を制御して車両を停止又は移動させるようになっている。
特開２００７−２１９９８６号公報 In this case, the vehicle is stopped or moved by controlling the operation of the rotating body while detecting the balance of the vehicle body and the state of the operation with the sensor.
JP 2007-219986 A

しかしながら、前記従来の車両においては、車両を操縦している搭乗者の意図に反して、段差を昇降するための駆動トルクを追加する制御動作である段差昇降制御を行ってしまうことがある。例えば、駆動輪が上り段差に接触した状態で停止していると、搭乗者がジョイスティックを操作していなくても、段差昇降制御が実行され、場合によっては車両が段差に乗り上げてしまうことがある。また、例えば、比較的低い車両速度で上り段差に接触した場合、搭乗者がジョイスティックを操作して制動を指令している、すなわち、段差を上るよりも段差に接触して車両が停止した方が望ましいと指令しているにも係わらず、段差昇降制御が実行され、段差を上ってしまうことがある。   However, the conventional vehicle may perform step elevation control, which is a control operation for adding drive torque for raising and lowering the step, contrary to the intention of the passenger who is operating the vehicle. For example, if the driving wheel is stopped in contact with an ascending step, even if the occupant does not operate the joystick, the step up / down control is executed, and in some cases, the vehicle may ride on the step. . Also, for example, if the passenger touches an ascending step at a relatively low vehicle speed, the occupant commands braking by operating the joystick, i.e., when the vehicle stops and touches the step rather than climbing the step. Despite being instructed to be desirable, step elevation control is executed, and the step may be raised.

一方、搭乗者が制動を指令している場合でも、段差昇降制御を行わない方が良い場合もある。例えば、比較的高い車両速度で上り段差に接触した場合、搭乗者が、停止を意図せずに、単に緩やかに減速させるだけの制動を指令している場合に、段差昇降制御を実行しないと、車両が段差で急停止し、搭乗者の意図に反する。しかし、搭乗者が急停止を意図した制動を指令している場合には、段差昇降制御を実行した方が良い。   On the other hand, even when the occupant commands braking, it may be better not to perform step elevation control. For example, if the passenger is in contact with an ascending step at a relatively high vehicle speed, and the rider does not intend to stop and commands braking that merely decelerates gently, and the step elevation control is not executed, The vehicle suddenly stops at a step, contrary to the passenger's intention. However, when the occupant has commanded braking intended for sudden stop, it is better to execute step elevation control.

また、例えば、車両が下り段差に進入した場合、搭乗者の意図に係わらず、段差昇降制御を行わないと、車両が段差を下りた瞬間に搭乗者が衝撃を受けてしまうことがある。   Further, for example, when the vehicle enters a down step, if the step up / down control is not performed regardless of the intention of the rider, the rider may receive an impact at the moment when the vehicle goes down the step.

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、車両の動作状態と走行指令とに基づいて操縦者の操縦意図を推定し、推定された操縦意図に従って段差を昇降するための駆動トルクを追加する制御動作の実行又は禁止を選択することによって、操縦者の意のままに操縦することができ、段差のある場所でも安全に、かつ、快適に走行することができる車両を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the conventional vehicle, estimates the driver's steering intention based on the operation state of the vehicle and the traveling command, and drives the drive torque to move up and down the step according to the estimated steering intention To provide a vehicle that can be operated as desired by the operator by selecting execution or prohibition of the control operation, and that can safely and comfortably travel even in a stepped place. With the goal.

そのために、本発明の車両においては、車体と、該車体に回転可能に取り付けられた駆動輪と、走行指令を入力する入力装置と、該入力装置から入力された走行指令に基づき、前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、車両の動作状態と前記走行指令とに基づいて操縦意図を推定する操縦意図推定手段を備え、該操縦意図推定手段が推定した操縦意図に従って、段差を昇降するための駆動トルクを追加する段差昇降制御を実行又は禁止する。   Therefore, in the vehicle of the present invention, based on a vehicle body, a drive wheel rotatably attached to the vehicle body, an input device for inputting a travel command, and the travel command input from the input device, the drive wheel A vehicle control device that controls the posture of the vehicle body by controlling the drive torque applied to the vehicle, and the vehicle control device estimates the steering intention based on the operation state of the vehicle and the travel command. And a step elevation control for adding a driving torque for raising and lowering the step according to the steering intention estimated by the steering intention estimation unit.

本発明の他の車両においては、さらに、前記操縦意図推定手段は、車両速度及び車両加速度の目標値に基づいて操縦意図を推定する。   In another vehicle of the present invention, the steering intention estimation means estimates the steering intention based on target values of vehicle speed and vehicle acceleration.

本発明の他の車両においては、さらに、前記操縦意図推定手段は、前記車両速度及び車両加速度の目標値に関する複数の所定の関数で領域を示す操縦意図推定マップを備え、前記車両速度及び車両加速度の目標値により定義される点が、該操縦意図推定マップに定義される領域の中にある場合に、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定する。   In another vehicle of the present invention, the steering intention estimation means further includes a steering intention estimation map indicating a region with a plurality of predetermined functions related to the target values of the vehicle speed and the vehicle acceleration, and the vehicle speed and the vehicle acceleration. When the point defined by the target value is within the region defined in the steering intention estimation map, it is estimated that the steering intention is prohibited from step elevation control.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記操縦意図推定手段は、上がり段差への進入時において、車両速度及び車両加速度の目標値が所定の条件を満たしている場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定し、車両速度及び車両加速度の目標値が所定の条件を満たしていない場合、操縦意図は段差昇降制御の実行であると推定する。   In still another vehicle of the present invention, the steering intention estimation means may further increase or decrease the steering intention when the target values of the vehicle speed and the vehicle acceleration satisfy predetermined conditions when entering the rising step. When it is estimated that the control is prohibited and the target values of the vehicle speed and the vehicle acceleration do not satisfy the predetermined conditions, it is estimated that the steering intention is the execution of the step elevation control.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記操縦意図推定手段は、車両が停止状態にあり、かつ、車両加速度の目標値が車両の停止状態の維持を指令する値である場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定する。   In still another vehicle according to the present invention, the steering intention estimation unit may further control the steering intention when the vehicle is in a stopped state and the target value of the vehicle acceleration is a value for commanding the maintenance of the stopped state of the vehicle. It is estimated that step elevation control is prohibited.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記操縦意図推定手段は、車両速度の絶対値が速度閾値以下であり、かつ、車両加速度の目標値が走行速度の維持又は制動を指令する値である場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定する。   In still another vehicle of the present invention, the steering intention estimation means is further configured such that the absolute value of the vehicle speed is equal to or less than a speed threshold value, and the target value of the vehicle acceleration is a value for commanding maintenance or braking of the traveling speed. In some cases, it is presumed that the steering intention is prohibition of step elevation control.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記速度閾値は、段差抵抗トルクの値に応じて決定する。   In still another vehicle of the present invention, the speed threshold value is determined according to the value of the step resistance torque.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記操縦意図推定手段は、走行方向の車両加速度の目標値が所定の負の閾値以下である急制動を指令する値である場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定する。   In still another vehicle of the present invention, the steering intention estimation means further determines that the steering intention is a step when the target value of the vehicle acceleration in the traveling direction is a value commanding sudden braking with a predetermined negative threshold value or less. It is estimated that lifting control is prohibited.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、下がり段差では、前記操縦意図推定手段が推定した操縦意図に係わらず、段差昇降制御を実行する。   In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further performs step elevation control regardless of the steering intention estimated by the steering intention estimation means at the descending step.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記段差を昇降するときに、前記車体の姿勢によって前記段差による抵抗である段差抵抗トルクを推定する段差抵抗トルク推定手段を備え、前記操縦意図判定手段は、前記段差抵抗トルクに応じて、段差が上がり段差か下がり段差かを判断し、その判断結果に基づいて前記操縦意図を推定する。   In still another vehicle of the present invention, the vehicle control device further includes a step resistance torque estimating unit that estimates a step resistance torque, which is a resistance due to the step, based on a posture of the vehicle body when the vehicle steps up and down. The steering intention determining means determines whether the step is an up step or a down step according to the step resistance torque, and estimates the steering intention based on the determination result.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御手段は、前記操縦意図推定手段が、操縦意図が段差昇降制御の実行であると判断した場合には値が零から１へ、また、操縦意図が段差昇降制御の禁止であると判断した場合には値が１から零へ所定の時間で変化する段差昇降トルク率を決定する段差昇降トルク率決定手段を備え、該段差昇降トルク率と前記段差による抵抗である段差抵抗トルクとの積の値を、段差を昇降するための駆動トルクとして追加する。   In still another vehicle of the present invention, the vehicle control means further changes the value from zero to 1 when the steering intention estimation means determines that the steering intention is execution of step elevation control, When it is determined that the steering intention is prohibition of the step lifting control, the step lifting torque rate determining means for determining the step lifting torque rate whose value changes from 1 to zero in a predetermined time is provided. A product value of the step resistance torque, which is the resistance due to the step, is added as a driving torque for raising and lowering the step.

請求項１の構成によれば、操縦者の意のままに操縦することができ、段差のある場所でも安全に、かつ、快適に走行することができる。   According to the configuration of the first aspect, the vehicle can be operated as intended by the operator, and the vehicle can travel safely and comfortably even at a stepped place.

請求項２の構成によれば、操縦意図を適切に推定することができる。   According to the configuration of claim 2, it is possible to appropriately estimate the steering intention.

請求項２の構成によれば、設定された操縦意図の複雑な判定条件を簡単に考慮することができる。   According to the configuration of the second aspect, it is possible to easily consider the complicated determination condition of the set steering intention.

請求項３の構成によれば、特に上がり段差への進入時において、操縦意図を適切に推定し、それが段差昇降制御の実行か禁止かを適切に判断することができる。   According to the configuration of the third aspect, it is possible to appropriately estimate the steering intention and to appropriately determine whether or not the step elevation control is executed or prohibited particularly when entering a rising step.

請求項４の構成によれば、車両が停止しているとき、操縦者の操縦意図を的確に反映した制御が行われるので、操縦者は車両を意のままに操縦することができる。   According to the configuration of the fourth aspect, when the vehicle is stopped, the control that accurately reflects the driver's intention to control is performed, so that the driver can operate the vehicle at will.

請求項５の構成によれば、車両が走行しているとき、その走行速度を考慮して、操縦者の操縦意図を的確に反映した制御が行われるので、操縦者は車両を意のままに操縦することができる。   According to the configuration of claim 5, when the vehicle is traveling, control that accurately reflects the driver's intention to operate is performed in consideration of the traveling speed. You can steer.

請求項５の構成によれば、走行速度をより適切に考慮して、操縦者の操縦意図を的確に反映した制御が行われるので、操縦者は車両を意のままに操縦することができる。   According to the configuration of the fifth aspect, since the control that accurately reflects the driver's intention to control is performed in consideration of the traveling speed more appropriately, the driver can operate the vehicle at will.

請求項６の構成によれば、操縦者が急制動を要求したとき、操縦者の操縦意図を的確に反映した制御が行われるので、操縦者は車両を意のままに操縦することができる。   According to the configuration of the sixth aspect, when the driver requests sudden braking, control that accurately reflects the driver's intention to operate is performed, so that the driver can drive the vehicle at will.

請求項６の構成によれば、段差を下りる際に発生する衝撃を緩和することができ、乗り心地を向上させることができる。   According to the structure of Claim 6, the impact which generate | occur | produces when descending a level | step difference can be relieve | moderated, and riding comfort can be improved.

請求項６の構成によれば、段差を下りる際に発生する衝撃を緩和することができ、乗り心地を向上させることができる。   According to the structure of Claim 6, the impact which generate | occur | produces when descending a level | step difference can be relieve | moderated, and riding comfort can be improved.

さらに、段差の形状を簡易に、かつ、適切に判断し、それに適した制御が行われるので、操縦者は車両を意のままに操縦することができる。   Furthermore, since the shape of the step is easily and appropriately determined and control suitable for the step is performed, the driver can steer the vehicle at will.

さらに、操縦者の操縦意図の判定結果が切り替わった瞬間の走行状態や車体の姿勢の急激な変化が抑えられ、乗り心地を向上させることができる。   Furthermore, a sudden change in the driving state and the posture of the vehicle body at the moment when the determination result of the pilot's steering intention is switched can be suppressed, and the riding comfort can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり乗員が搭乗した状態で加速前進している状態を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle in a first embodiment of the present invention, and shows a state in which an occupant is moving forward in an accelerated state, and FIG. 2 is a first embodiment of the present invention. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control system in FIG.

図１において、１０は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部１１、駆動輪１２、支持部１３及び乗員１５が搭乗する搭乗部１４を有し、前記車両１０は、車体を前後に傾斜させることができるようになっている。そして、倒立振り子の姿勢制御と同様に車体の姿勢を制御する。図１に示される例においては、車両１０は矢印Ａで示される方向に加速中であり、車体が進行方向に傾斜した状態が示されている。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a vehicle according to the present embodiment, which includes a body portion 11, a drive wheel 12, a support portion 13, and a riding portion 14 on which an occupant 15 rides. Can be tilted. Then, the posture of the vehicle body is controlled similarly to the posture control of the inverted pendulum. In the example shown in FIG. 1, the vehicle 10 is accelerating in the direction indicated by the arrow A, and the vehicle body is tilted in the traveling direction.

前記駆動輪１２は、車体の一部である支持部１３に対して回転可能に支持され、駆動アクチュエータとしての駆動モータ５２によって駆動される。なお、駆動輪１２の軸は図１に示す平面に垂直な方向に存在し、駆動輪１２はその軸を中心に回転する。また、前記駆動輪１２は、単数であっても複数であってもよいが、複数である場合、同軸上に並列に配設される。本実施の形態においては、駆動輪１２が２つであるものとして説明する。この場合、各駆動輪１２は個別の駆動モータ５２によって独立して駆動される。なお、駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、内燃機関等を使用することもできるが、ここでは、電気モータである駆動モータ５２を使用するものとして説明する。   The drive wheel 12 is rotatably supported with respect to a support portion 13 that is a part of the vehicle body, and is driven by a drive motor 52 as a drive actuator. The axis of the drive wheel 12 exists in a direction perpendicular to the plane shown in FIG. 1, and the drive wheel 12 rotates around that axis. The drive wheel 12 may be singular or plural, but in the case of plural, the drive wheels 12 are arranged on the same axis in parallel. In the present embodiment, description will be made assuming that there are two drive wheels 12. In this case, each drive wheel 12 is independently driven by an individual drive motor 52. As the drive actuator, for example, a hydraulic motor, an internal combustion engine, or the like can be used, but here, the description will be made assuming that the drive motor 52 that is an electric motor is used.

また、車体の一部である本体部１１は、支持部１３によって下方から支持され、駆動輪１２の上方に位置する。そして、本体部１１には、能動重量部として機能する搭乗部１４が、車両１０の前後方向へ本体部１１と相対的に移動可能となるように、換言すると、車体回転円の接線方向に相対的に移動可能となるように、取り付けられている。   The main body 11 that is a part of the vehicle body is supported from below by the support 13 and is positioned above the drive wheels 12. The main body 11 has a riding section 14 that functions as an active weight section so that it can move relative to the main body 11 in the front-rear direction of the vehicle 10, in other words, relative to the tangential direction of the vehicle body rotation circle. It is attached so as to be movable.

ここで、能動重量部は、ある程度の質量を有し、本体部１１に対して前後に移動させることによって、車両１０の重心位置を能動的に補正するものである。そして、能動重量部は、必ずしも搭乗部１４である必要はなく、例えば、バッテリ等の重量のある周辺機器を本体部１１に対して移動可能に取り付けた装置であってもよいし、ウェイト、錘（おもり）、バランサ等の専用の重量部材を本体部１１に対して移動可能に取り付けた装置であってもよい。また、搭乗部１４、重量のある周辺機器、専用の重量部材等を併用するものであってもよい。   Here, the active weight part has a certain amount of mass, and actively corrects the position of the center of gravity of the vehicle 10 by moving it back and forth with respect to the main body part 11. The active weight portion does not necessarily need to be the riding portion 14. For example, the active weight portion may be a device in which a heavy peripheral device such as a battery is movably attached to the main body portion 11, a weight, a weight (Weight), a device in which a dedicated weight member such as a balancer is movably attached to the main body 11 may be used. Moreover, you may use together the boarding part 14, a heavy peripheral device, an exclusive weight member, etc.

また、本実施の形態においては、説明の都合上、乗員１５が搭乗した状態の搭乗部１４が能動重量部として機能する例について説明するが、搭乗部１４には必ずしも乗員１５が搭乗している必要はなく、例えば、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、搭乗部１４に乗員１５が搭乗していなくてもよいし、乗員１５に代えて、貨物が積載されていてもよい。   Further, in the present embodiment, for convenience of explanation, an example in which the riding part 14 in a state in which the occupant 15 is boarded functions as an active weight part will be described, but the occupant 15 is not necessarily in the riding part 14. For example, when the vehicle 10 is operated by remote control, the occupant 15 may not be on the riding section 14, or cargo may be loaded instead of the occupant 15.

前記搭乗部１４は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、座面部１４ａ、背もたれ部１４ｂ及びヘッドレスト１４ｃを備え、図示されない移動機構を介して本体部１１に取り付けられている。   The riding section 14 is the same as a seat used in automobiles such as passenger cars and buses, and includes a seat surface section 14a, a backrest section 14b, and a headrest 14c, and is attached to the main body section 11 through a moving mechanism (not shown). ing.

前記移動機構は、リニアガイド装置等の低抵抗の直線移動機構、及び、能動重量部アクチュエータとしての能動重量部モータ６２を備え、該能動重量部モータ６２によって搭乗部１４を駆動し、本体部１１に対して車両進行方向に前後させるようになっている。なお、能動重量部アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、リニアモータ等を使用することもできるが、ここでは、回転式の電気モータである能動重量部モータ６２を使用するものとして説明する。   The moving mechanism includes a low-resistance linear moving mechanism such as a linear guide device and an active weight part motor 62 as an active weight part actuator. The active weight part motor 62 drives the riding part 14, and the main body part 11. The vehicle is moved back and forth in the vehicle traveling direction. As the active weight actuator, for example, a hydraulic motor, a linear motor, or the like can be used. However, here, the description will be made assuming that the active weight motor 62 that is a rotary electric motor is used.

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

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

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

なお、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック３１に代えて、コントローラからの走行指令を有線又は無線で受信する受信装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。また、車両１０があらかじめ決められた走行指令データに従って自動走行する場合には、前記ジョイスティック３１に代えて、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体に記憶された走行指令データを読み取るデータ読取り装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。   In addition, when the vehicle 10 is steered by remote control, it can replace with the said joystick 31, and can use the receiver which receives the driving | running | working command from a controller with a wire communication or a radio | wireless as a target driving | running | working state acquisition apparatus. Further, when the vehicle 10 automatically travels according to predetermined travel command data, a data reader that reads travel command data stored in a storage medium such as a semiconductor memory or a hard disk is used as a target travel instead of the joystick 31. It can be used as a status acquisition device.

また、車両１０は、車両制御装置としての制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０を有し、該制御ＥＣＵ２０は、主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３を備える。前記制御ＥＣＵ２０並びに主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、車両１０の各部の動作を制御するコンピュータシステムであり、例えば、本体部１１に配設されるが、支持部１３や搭乗部１４に配設されていてもよい。また、前記主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３は、それぞれ、別個に構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。   In addition, the vehicle 10 includes a control ECU (Electronic Control Unit) 20 as a vehicle control device, and the control ECU 20 includes a main control ECU 21, a drive wheel control ECU 22, and an active weight unit control ECU 23. The control ECU 20, main control ECU 21, driving wheel control ECU 22 and active weight unit control ECU 23 include calculation means such as a CPU and MPU, storage means such as a magnetic disk and semiconductor memory, input / output interfaces, and the like. A computer system that controls the operation. For example, the computer system is disposed in the main body 11, but may be disposed in the support portion 13 or the riding portion 14. The main control ECU 21, the drive wheel control ECU 22, and the active weight control ECU 23 may be configured separately or may be configured integrally.

そして、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、駆動輪センサ５１及び駆動モータ５２とともに、駆動輪１２の動作を制御する駆動輪制御システム５０の一部として機能する。前記駆動輪センサ５１は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、駆動輪回転状態計測装置として機能し、駆動輪１２の回転状態を示す駆動輪回転角及び／又は回転角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。また、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、該駆動輪制御ＥＣＵ２２は、受信した駆動トルク指令値に相当する入力電圧を駆動モータ５２に供給する。そして、該駆動モータ５２は、入力電圧に従って駆動輪１２に駆動トルクを付与し、これにより、駆動アクチュエータとして機能する。   The main control ECU 21 functions as a part of the drive wheel control system 50 that controls the operation of the drive wheel 12 together with the drive wheel control ECU 22, the drive wheel sensor 51, and the drive motor 52. The drive wheel sensor 51 includes a resolver, an encoder, and the like, functions as a drive wheel rotation state measuring device, detects a drive wheel rotation angle and / or rotation angular velocity indicating a rotation state of the drive wheel 12, and transmits it to the main control ECU 21. To do. The main control ECU 21 transmits a drive torque command value to the drive wheel control ECU 22, and the drive wheel control ECU 22 supplies an input voltage corresponding to the received drive torque command value to the drive motor 52. The drive motor 52 applies drive torque to the drive wheels 12 in accordance with the input voltage, thereby functioning as a drive actuator.

また、主制御ＥＣＵ２１は、能動重量部制御ＥＣＵ２３、能動重量部センサ６１及び能動重量部モータ６２とともに、能動重量部である搭乗部１４の動作を制御する能動重量部制御システム６０の一部として機能する。前記能動重量部センサ６１は、エンコーダ等から成り、能動重量部移動状態計測装置として機能し、搭乗部１４の移動状態を示す能動重量部位置及び／又は移動速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。また、該主制御ＥＣＵ２１は、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信し、該能動重量部制御ＥＣＵ２３は、受信した能動重量部推力指令値に相当する入力電圧を能動重量部モータ６２に供給する。そして、該能動重量部モータ６２は、入力電圧に従って搭乗部１４を並進移動させる推力を搭乗部１４に付与し、これにより、能動重量部アクチュエータとして機能する。   The main control ECU 21 functions as a part of the active weight part control system 60 that controls the operation of the riding part 14 that is the active weight part together with the active weight part control ECU 23, the active weight part sensor 61, and the active weight part motor 62. To do. The active weight part sensor 61 is composed of an encoder or the like, functions as an active weight part movement state measuring device, detects the active weight part position and / or movement speed indicating the movement state of the riding part 14, and transmits it to the main control ECU 21. To do. Further, the main control ECU 21 transmits an active weight part thrust command value to the active weight part control ECU 23, and the active weight part control ECU 23 sends an input voltage corresponding to the received active weight part thrust command value to the active weight part motor. 62. The active weight motor 62 applies thrust to the riding section 14 to translate the riding section 14 in accordance with the input voltage, thereby functioning as an active weight actuator.

さらに、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、能動重量部制御ＥＣＵ２３、車体傾斜センサ４１、駆動モータ５２及び能動重量部モータ６２とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム４０の一部として機能する。前記車体傾斜センサ４１は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。そして、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。   Further, the main control ECU 21 functions as a part of the vehicle body control system 40 that controls the posture of the vehicle body together with the drive wheel control ECU 22, the active weight unit control ECU 23, the vehicle body inclination sensor 41, the drive motor 52, and the active weight unit motor 62. . The vehicle body tilt sensor 41 includes an acceleration sensor, a gyro sensor, and the like, and functions as a vehicle body tilt state measuring device. The main control ECU 21 transmits a drive torque command value to the drive wheel control ECU 22 and transmits an active weight portion thrust command value to the active weight portion control ECU 23.

なお、主制御ＥＣＵ２１には、入力装置３０のジョイスティック３１から走行指令が入力される。そして、前記主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。   The main control ECU 21 receives a travel command from the joystick 31 of the input device 30. Then, the main control ECU 21 transmits a drive torque command value to the drive wheel control ECU 22 and transmits an active weight portion thrust command value to the active weight portion control ECU 23.

また、前記制御ＥＣＵ２０は、車両１０の走行状態及び車体姿勢の時間変化に基づいて段差抵抗トルクを推定する段差抵抗トルク推定手段として機能する。また、目標走行状態及び段差抵抗トルクに応じて目標とする車体姿勢、すなわち、車体傾斜状態及び／又は能動重量部移動状態を決定する目標車体姿勢決定手段として機能する。さらに、各センサによって取得した車両１０の走行状態及び車体姿勢、並びに、目標走行状態、目標車体姿勢及び段差抵抗トルクに応じて各アクチュエータの出力を決定するアクチュエータ出力決定手段として機能する。具体的には、段差抵抗トルクに応じて追加する駆動トルクを決定する段差昇降トルク決定手段、及び、段差昇降トルクに応じて車体の重心補正量を決定する重心補正量決定手段として機能する。   Further, the control ECU 20 functions as a step resistance torque estimating means for estimating the step resistance torque based on the travel state of the vehicle 10 and the time change of the vehicle body posture. Further, it functions as a target vehicle body posture determination means for determining a target vehicle body posture, that is, a vehicle body tilt state and / or an active weight portion movement state, according to the target travel state and the step resistance torque. Furthermore, it functions as an actuator output determining means that determines the output of each actuator according to the traveling state and vehicle body posture of the vehicle 10 acquired by each sensor, and the target traveling state, target vehicle body posture, and step resistance torque. Specifically, it functions as step elevation torque determining means for determining the drive torque to be added according to the step resistance torque, and center of gravity correction amount determining means for determining the center of gravity correction amount of the vehicle body according to the step elevation torque.

なお、各センサは、複数の状態量を取得するものであってもよい。例えば、車体傾斜センサ４１として加速度センサとジャイロセンサとを併用し、両者の計測値から車体傾斜角と車体傾斜角速度を決定してもよい。   Each sensor may acquire a plurality of state quantities. For example, an acceleration sensor and a gyro sensor may be used together as the vehicle body tilt sensor 41, and the vehicle body tilt angle and the vehicle body tilt angular velocity may be determined from the measured values of both.

次に、前記構成の車両１０の動作について説明する。まず、走行及び姿勢制御処理の概要について説明する。   Next, the operation of the vehicle 10 configured as described above will be described. First, an outline of the travel and attitude control process will be described.

図３は本発明の第１の実施の形態における車両の段差昇降動作を示す概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における車両の走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。なお、図３（ａ）は比較のための従来技術による動作例を示し、図３（ｂ）は本実施の形態による動作を示している。   FIG. 3 is a schematic view showing the step-up / down operation of the vehicle in the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle travel and attitude control processing in the first embodiment of the present invention. . FIG. 3A shows an example of operation according to the prior art for comparison, and FIG. 3B shows the operation according to the present embodiment.

「背景技術」の項で説明したような従来の車両の場合、図３（ａ）に示されるように、段差に乗り上げるために駆動輪１２に付与した駆動トルクの反作用、すなわち、反トルクが車体に作用するので、車体が後方に傾いてしまう。そのため、段差に乗り上げるときに、安定した車体姿勢及び走行の制御を行うことができない。   In the case of a conventional vehicle as described in the “Background Art” section, as shown in FIG. 3A, the reaction of the drive torque applied to the drive wheels 12 to climb up the step, that is, the anti-torque is applied to the vehicle body. The vehicle body tilts backward. For this reason, it is not possible to perform stable vehicle body posture and travel control when riding on a step.

これに対し、本実施の形態においては、搭乗部１４が能動重量部として機能し、図３（ｂ）に示されるように、搭乗部１４を前後に移動させることによって、車両１０の重心位置を能動的に補正する。これにより、段差に乗り上げるときには、車体の重心を前方に移動させるので、段差に乗り上げるための駆動トルクを駆動輪１２に付与したときの反作用、すなわち、反トルクが車体に作用しても、車体が後方に傾いてしまうことがない。したがって、段差に乗り上げるときにも安定した車体姿勢及び走行の制御を行うことができる。本実施の形態は、特に停止状態及び低速走行状態から段差に進入する場合に効果的である。   In contrast, in the present embodiment, the riding section 14 functions as an active weight section, and as shown in FIG. 3B, the center of gravity position of the vehicle 10 is set by moving the riding section 14 back and forth. Actively correct. As a result, the center of gravity of the vehicle body is moved forward when riding on the step, so that the reaction when the driving torque for riding on the step is applied to the drive wheel 12, that is, even if the anti-torque acts on the vehicle body, It will not tilt backwards. Therefore, stable vehicle body posture and travel control can be performed even when riding on a step. This embodiment is particularly effective when entering a step from a stopped state and a low-speed traveling state.

また、段差に乗り上げるための駆動トルクを、乗り上げ動作の間、リアルタイムで推定して駆動輪１２に付与する。これにより、任意の形状の段差に対して、安定した乗り上げが可能となる。   Further, the driving torque for climbing up the step is estimated in real time during the climbing operation and applied to the drive wheels 12. Thereby, it is possible to stably ride on a step having an arbitrary shape.

すなわち、本実施の形態においては、車両１０の重心位置補正や駆動トルクの付与を含む走行及び姿勢制御処理を実行することによって、車両１０は安定して段差を昇降することができる。   In other words, in the present embodiment, the vehicle 10 can move up and down in a stable manner by executing the travel and posture control processing including the correction of the center of gravity of the vehicle 10 and the application of drive torque.

走行及び姿勢制御処理において、制御ＥＣＵ２０は、まず、状態量の取得処理を実行し（ステップＳ１）、各センサ、すなわち、駆動輪センサ５１、車体傾斜センサ４１及び能動重量部センサ６１によって、駆動輪１２の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部１４の移動状態を取得する。   In the running and posture control process, the control ECU 20 first executes a state quantity acquisition process (step S1), and the driving wheel is driven by each sensor, that is, the driving wheel sensor 51, the vehicle body tilt sensor 41, and the active weight sensor 61. 12 rotation states, vehicle body inclination states, and riding portion 14 movement states are acquired.

次に、制御ＥＣＵ２０は、段差昇降トルクの決定処理を実行し（ステップＳ２）、状態量の取得処理で取得した状態量、すなわち、駆動輪１２の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部１４の移動状態と、各アクチュエータの出力値、すなわち、駆動モータ５２及び能動重量部モータ６２の出力値に基づき、オブザーバによって段差抵抗トルクを推定し、段差昇降トルクを決定する。ここで、前記オブザーバは、力学的なモデルに基づいて、制御系の内部状態を観測する方法であり、ワイヤードロジック又はソフトロジックで構成される。   Next, the control ECU 20 executes a step elevation torque determination process (step S2), and obtains the state quantity obtained by the state quantity obtaining process, that is, the rotation state of the drive wheels 12, the lean state of the vehicle body, and the riding section 14. The step resistance torque is estimated by the observer based on the movement state and the output values of the actuators, that is, the output values of the drive motor 52 and the active weight motor 62, and the step elevation torque is determined. Here, the observer is a method of observing the internal state of the control system based on a dynamic model, and is configured by wired logic or soft logic.

次に、制御ＥＣＵ２０は、目標走行状態の決定処理を実行し（ステップＳ３）、ジョイスティック３１の操作量に基づいて、車両１０の加速度の目標値、及び、駆動輪１２の回転角速度の目標値を決定する。   Next, the control ECU 20 executes a target travel state determination process (step S3), and based on the operation amount of the joystick 31, the target value of the acceleration of the vehicle 10 and the target value of the rotational angular velocity of the drive wheels 12 are obtained. decide.

次に、制御ＥＣＵ２０は、目標車体姿勢の決定処理を実行し（ステップＳ４）、段差昇降トルクの決定処理によって決定された段差昇降トルクと、目標走行状態の決定処理によって決定された車両１０の加速度の目標値に基づいて、車体姿勢の目標値、すなわち、車体傾斜角及び能動重量部位置の目標値を決定する。   Next, the control ECU 20 executes a target body posture determination process (step S4), and the step lift torque determined by the step lift torque determination process and the acceleration of the vehicle 10 determined by the target travel state determination process. Based on the target value, the target value of the vehicle body posture, that is, the target value of the vehicle body inclination angle and the active weight portion position is determined.

最後に、制御ＥＣＵ２０は、アクチュエータ出力の決定処理を実行し（ステップＳ５）、状態量の取得処理によって取得された各状態量、段差昇降トルクの決定処理によって決定された段差昇降トルク、目標走行状態の決定処理によって決定された目標走行状態、及び、目標車体姿勢の決定処理によって決定された目標車体姿勢に基づいて、各アクチュエータの出力、すなわち、駆動モータ５２及び能動重量部モータ６２の出力を決定する。   Finally, the control ECU 20 executes an actuator output determination process (step S5), each state quantity acquired by the state quantity acquisition process, the step lift torque determined by the step lift torque determination process, and the target travel state The output of each actuator, that is, the output of the drive motor 52 and the active weight motor 62, is determined based on the target travel state determined by the determination processing of the target vehicle body and the target vehicle body posture determined by the determination processing of the target vehicle body posture. To do.

次に、走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。まず、状態量の取得処理について説明する。   Next, details of the traveling and attitude control processing will be described. First, the state quantity acquisition process will be described.

図５は本発明の第１の実施の形態における車両の力学モデル及びそのパラメータを示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における状態量の取得処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a diagram showing a vehicle dynamic model and its parameters according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing an operation of state quantity acquisition processing according to the first embodiment of the present invention.

本実施の形態においては、状態量やパラメータを次のような記号によって表す。なお、図５には状態量やパラメータの一部が示されている。
θ_W ：駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θ₁ ：車体傾斜角（鉛直軸基準）〔ｒａｄ〕
λ_S ：能動重量部位置（車体中心点基準）〔ｍ〕
τ_W ：駆動トルク（２つの駆動輪の合計）〔Ｎｍ〕
Ｓ_S ：能動重量部推力〔Ｎ〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ² 〕
ｍ_W ：駆動輪質量（２つの駆動輪の合計）〔ｋｇ〕
Ｒ_W ：駆動輪接地半径〔ｍ〕
Ｉ_W ：駆動輪慣性モーメント（２つの駆動輪の合計）〔ｋｇｍ² 〕
Ｄ_W ：駆動輪回転に対する粘性減衰係数〔Ｎｓ／ｒａｄ〕
ｍ₁ ：車体質量（能動重量部を含む）〔ｋｇ〕
ｌ₁ ：車体重心距離（車軸から）〔ｍ〕
Ｉ₁ ：車体慣性モーメント（重心周り）〔ｋｇｍ² 〕
Ｄ₁ ：車体傾斜に対する粘性減衰係数〔Ｎｓ／ｒａｄ〕
ｍ_S ：能動重量部質量〔ｋｇ〕
ｌ_S ：能動重量部重心距離（車軸から）〔ｍ〕
Ｉ_S ：能動重量部慣性モーメント（重心周り）〔ｋｇｍ² 〕
Ｄ_S ：能動重量部並進に対する粘性減衰係数〔Ｎｓ／ｒａｄ〕

In the present embodiment, state quantities and parameters are represented by the following symbols. FIG. 5 shows some of the state quantities and parameters.
θ _W : Drive wheel rotation angle [rad]
θ ₁ : Body tilt angle (vertical axis reference) [rad]
λ _S : Active weight part position (vehicle center point reference) [m]
τ _W : Driving torque (total of two driving wheels) [Nm]
S _S : Active weight part thrust [N]
g: Gravity acceleration [m / s ² ]
m _W : Drive wheel mass (total of two drive wheels) [kg]
R _W : Driving wheel contact radius [m]
I _W : Moment of inertia of driving wheel (total of two driving wheels) [kgm ² ]
D _W : Viscosity damping coefficient [Ns / rad] with respect to drive wheel rotation
m ₁ : Body mass (including active weight) [kg]
l ₁ : Body center-of-gravity distance (from axle) [m]
I ₁ : Body inertia moment (around the center of gravity) [kgm ² ]
D ₁ : Viscous damping coefficient with respect to vehicle body tilt [Ns / rad]
m _S : Active weight part mass [kg]
l _S : Active weight part center of gravity distance (from axle) [m]
I _S : Active weight part inertia moment (around the center of gravity) [kgm ² ]
D _S : Viscosity damping coefficient [Ns / rad] for active weight part translation

次に、段差昇降トルクの決定処理について説明する。   Next, the step elevation torque determination process will be described.

図７は本発明の第１の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the step elevation torque determination process in the first embodiment of the present invention.

段差昇降トルクの決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、段差抵抗トルクτ_D を推定する（ステップＳ２−１）。この場合、状態量の取得処理で取得した各状態量と、前回（一つ前の時間ステップ）の走行及び姿勢制御処理におけるアクチュエータ出力の決定処理で決定した各アクチュエータの出力に基づき、次の式（１）により、段差抵抗トルクτ_D を推定する。 In the step elevation torque determination process, the main control ECU 21 first estimates the step resistance torque τ _D (step S2-1). In this case, based on each state quantity acquired in the state quantity acquisition process and the output of each actuator determined in the actuator output determination process in the previous (previous time step) travel and posture control process, The step resistance torque τ _D is estimated from (1).

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、段差昇降トルクτ_C を決定する（ステップＳ２−２）。この場合、推定した段差抵抗トルクτ_D の値を段差昇降トルクτ_C の値とする。すなわち、τ_C ＝τ_D とする。 Subsequently, the main control ECU 21 determines the step elevation torque τ _C (step S2-2). In this case, the estimated value of the step resistance torque τ _D is set as the value of the step lifting torque τ _C. That is, τ _C = τ _D.

このように、本実施の形態においては、駆動モータ５２が出力する駆動トルクと、状態量としての車両並進加速度を示す駆動輪回転角加速度、車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度とに基づいて段差抵抗トルクを推定する。この場合、駆動輪１２の回転状態を示す駆動輪回転角加速度だけでなく、車体姿勢の変化を示す車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度も考慮している。すなわち、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両、いわゆる倒立型車両に特有の要素である車体姿勢の変化を考慮している。   As described above, in the present embodiment, based on the driving torque output from the driving motor 52, the driving wheel rotation angular acceleration indicating the vehicle translational acceleration as the state quantity, the vehicle body inclination angular acceleration, and the active weight moving acceleration. Estimate the step resistance torque. In this case, not only the driving wheel rotation angular acceleration indicating the rotation state of the driving wheel 12, but also the vehicle body inclination angular acceleration and the active weight portion moving acceleration indicating the change in the vehicle body posture are considered. That is, the change in the vehicle body posture, which is a characteristic element of a vehicle using the posture control of the inverted pendulum, that is, the so-called inverted vehicle is taken into consideration.

従来においては、駆動トルクと駆動輪回転角加速度とに基づいて段差抵抗トルクを推定するため、特に車体の姿勢が変化しているとき、段差抵抗トルクの推定値に大きな誤差が生じることがあった。しかし、本実施の形態においては、車体の姿勢変化を示す車体傾斜角加速度及び能動重量部移動加速度をも考慮して段差抵抗トルクを推定するので、大きな誤差が生じることがなく、高い精度で段差抵抗トルクを推定することができる。   Conventionally, since the step resistance torque is estimated based on the drive torque and the driving wheel rotation angular acceleration, a large error may occur in the estimated value of the step resistance torque especially when the posture of the vehicle body is changing. . However, in the present embodiment, the step resistance torque is estimated in consideration of the vehicle body inclination angle acceleration indicating the change in the posture of the vehicle body and the active weight portion moving acceleration, so that a large error does not occur and the step is highly accurate. The resistance torque can be estimated.

一般的に、倒立型車両では、駆動輪と相対的に車体の重心が前後に移動するので、駆動輪が停止していても、車両の重心が前後に移動することがある。したがって、重心の加速度と駆動力、あるいは、駆動トルクとから段差抵抗トルクを高い精度で推定するためには、このような影響を考慮する必要がある。一般的な倒立型車両においては、車両全体に対する車体の重量比率が高く、かつ、段差昇降動作中の姿勢変化が大きいので、このような影響が大きくなる。   Generally, in an inverted type vehicle, the center of gravity of the vehicle body moves back and forth relative to the drive wheels, so that the center of gravity of the vehicle may move back and forth even when the drive wheels are stopped. Therefore, in order to estimate the step resistance torque with high accuracy from the acceleration of the center of gravity and the driving force or the driving torque, it is necessary to consider such an influence. In a general inverted type vehicle, the weight ratio of the vehicle body with respect to the entire vehicle is high, and the change in posture during the step-up / down operation is large, so such an effect becomes large.

また、本実施の形態においては、段差の昇降動作中に変化する段差抵抗トルクを常に推定している。例えば、段差の昇降動作中に一定の駆動トルクを駆動輪１２に付与すると、昇降終了直前に、車両１０が不必要に加減速してしまうことがある。これは、例えば、段差に乗り上げる場合、車両１０が段差を上るのと共に段差抵抗トルクが小さくなるためである。そこで、本実施の形態においては、段差昇降状態と共に変化する段差抵抗トルクの推定をリアルタイムで行い、その値を常に更新することで、常に段差の昇降動作に適した段差昇降トルクを付与するようになっている。   In the present embodiment, the step resistance torque that changes during the step-up / down operation is always estimated. For example, if a constant drive torque is applied to the drive wheels 12 during the step-up / down operation, the vehicle 10 may be unnecessarily accelerated / decelerated immediately before the end of the lift. This is because, for example, when riding on a step, the step resistance torque decreases as the vehicle 10 climbs the step. Therefore, in this embodiment, the step resistance torque that changes with the step elevation state is estimated in real time, and the value is constantly updated so that the step elevation torque suitable for the step elevation operation is always applied. It has become.

なお、段差抵抗トルクの推定値にローパスフィルタをかけることによって、推定値の高周波成分を除去することもできる。この場合、推定に時間遅れが生じるが、高周波成分に起因する振動を抑制することができる。   Note that the high frequency component of the estimated value can be removed by applying a low pass filter to the estimated value of the step resistance torque. In this case, a time delay occurs in the estimation, but the vibration caused by the high frequency component can be suppressed.

本実施の形態においては、慣性力のみを考慮しているが、駆動輪１２の転がり抵抗や回転軸の摩擦による粘性抵抗、あるいは、車両１０に作用する空気抵抗などを副次的な影響として考慮してもよい。   In the present embodiment, only the inertial force is considered, but the rolling resistance of the driving wheel 12, the viscous resistance due to the friction of the rotating shaft, the air resistance acting on the vehicle 10, etc. are considered as secondary effects. May be.

また、本実施の形態においては、駆動輪１２の回転運動に関する線形モデルを使用しているが、より正確な非線形モデルを使用してもよいし、車体傾斜運動や能動重量部並進運動についてのモデルを使用してもよい。なお、非線形モデルについては、マップの形式で関数を適用することもできる。   In the present embodiment, a linear model related to the rotational motion of the drive wheel 12 is used. However, a more accurate nonlinear model may be used, or a model for vehicle body tilting motion or active weight portion translational motion. May be used. For nonlinear models, functions can also be applied in the form of maps.

さらに、計算の簡略化のために、車体姿勢の変化を考慮しなくてもよい。   Further, in order to simplify the calculation, it is not necessary to consider the change in the body posture.

次に、目標走行状態の決定処理について説明する。   Next, the target travel state determination process will be described.

図８は本発明の第１の実施の形態における目標走行状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the target travel state determination process in the first embodiment of the present invention.

目標走行状態の決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、操縦操作量を取得する（ステップＳ３−１）。この場合、乗員１５が、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック３１の操作量を取得する。   In the determination process of the target travel state, the main control ECU 21 first acquires a steering operation amount (step S3-1). In this case, the occupant 15 acquires the operation amount of the joystick 31 that is operated to input a travel command such as acceleration, deceleration, turning, on-site rotation, stop, and braking of the vehicle 10.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、取得したジョイスティック３１の操作量に基づいて、車両加速度の目標値を決定する（ステップＳ３−２）。例えば、ジョイスティック３１の前後方向への操作量に比例した値を車両加速度の目標値とする。   Subsequently, the main control ECU 21 determines a target value for vehicle acceleration based on the acquired operation amount of the joystick 31 (step S3-2). For example, a value proportional to the amount of operation of the joystick 31 in the front-rear direction is set as a target value for vehicle acceleration.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、決定した車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する（ステップＳ３−３）。例えば、車両加速度の目標値を時間積分し、駆動輪接地半径Ｒ_W で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。 Subsequently, the main control ECU 21 calculates the target value of the drive wheel rotational angular velocity from the determined target value of the vehicle acceleration (step S3-3). For example, by integrating the target value of the vehicle acceleration time, a value obtained by dividing the driving wheel contact radius R _W and the target value of the drive wheel rotation angular velocity.

次に、目標車体姿勢の決定処理について説明する。   Next, the target vehicle body posture determination process will be described.

図９は本発明の第１の実施の形態における能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値の変化を示すグラフ、図１０は本発明の第１の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a graph showing changes in the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle in the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the target vehicle body posture in the first embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the operation | movement of a determination process.

目標車体姿勢の決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する（ステップＳ４−１）。この場合、目標走行状態の決定処理によって決定された車両加速度の目標値と、段差昇降トルクの決定処理によって取得された段差昇降トルクτ_C に基づき、次の式（２）及び（３）により、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する。 In the target body posture determination process, the main control ECU 21 first determines the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle (step S4-1). In this case, based on the target value of the vehicle acceleration determined by the determination process of the target traveling state and the step lift torque τ _C acquired by the determination process of the step lift torque, the following expressions (2) and (3) are used: The target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body inclination angle are determined.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの目標値を算出する（ステップＳ４−２）。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することにより、駆動輪回転角、車体傾斜角速度及び能動重量部移動速度の目標値を算出する。   Subsequently, the main control ECU 21 calculates the remaining target value (step S4-2). That is, the target values of the drive wheel rotation angle, the vehicle body inclination angular velocity, and the active weight portion moving speed are calculated by time differentiation or time integration of each target value.

このように、本実施の形態においては、車両加速度に伴って車体に作用する慣性力及び駆動モータ反トルクだけでなく、段差抵抗トルクτ_D に応じた段差昇降トルクτ_C に伴って車体に作用する反トルクも考慮して、車体姿勢の目標値、すなわち、能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値を決定する。 Thus, in the present embodiment, not only the inertial force and drive motor reaction torque acting on the vehicle body in accordance with the vehicle acceleration, but also acting on the vehicle body with the step lifting torque τ _C corresponding to the step resistance torque τ _D. The target value of the vehicle body posture, that is, the target value of the active weight portion position and the target value of the vehicle body tilt angle are determined in consideration of the counter torque.

このとき、車体に作用して車体を傾斜させようとするトルク、すなわち、車体傾斜トルクを重力の作用によって打ち消すように、車体の重心を移動させる。例えば、車両１０が段差を上るときには、搭乗部１４を前方へ移動させ、あるいは、さらに車体を前方へ傾ける。また、車両１０が段差を下るときには、搭乗部１４を後方へ移動させ、あるいは、さらに車体を後方へ傾ける。   At this time, the center of gravity of the vehicle body is moved so that the torque that acts on the vehicle body to tilt the vehicle body, that is, the vehicle body tilt torque is canceled out by the action of gravity. For example, when the vehicle 10 climbs a step, the riding section 14 is moved forward, or the vehicle body is further tilted forward. Further, when the vehicle 10 goes down the step, the riding section 14 is moved rearward, or the vehicle body is further tilted rearward.

本実施の形態においては、図９に示されるように、まず、車体を傾斜させずに搭乗部１４を移動させ、該搭乗部１４が能動重量部移動限界に達すると、車体の傾斜を開始させる。そのため、細かい加減速に対しては車体が前後に傾かないので、乗員１５にとっての乗り心地が向上する。また、格別に高い段差でなければ、段差の上でも車体が直立状態を維持するので、乗員１５にとっての視界の確保が容易となる。さらに、格別に高い段差でなければ、段差の上でも車体が大きく傾斜することがないので、車体の一部が路面に接触することが防止される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9, first, the riding section 14 is moved without tilting the vehicle body, and when the riding section 14 reaches the active weight movement limit, the tilting of the vehicle body is started. . For this reason, the vehicle body does not tilt forward and backward with respect to fine acceleration / deceleration, so that the ride comfort for the occupant 15 is improved. Further, if the level difference is not particularly high, the vehicle body is kept upright even on the level difference, so that it is easy to secure the field of view for the occupant 15. In addition, if the level difference is not particularly high, the vehicle body does not greatly tilt even on the level difference, so that a part of the vehicle body is prevented from contacting the road surface.

なお、本実施の形態においては、能動重量部移動限界が前方と後方とで等しい場合を想定しているが、前方と後方とで異なる場合には、各々の限界に応じて、車体の傾斜の有無を切り替えるようにしてもよい。例えば、加速性能よりも制動性能を高く設定する場合、後方の能動重量部移動限界を前方の限界よりも遠くに設定する必要がある。   In the present embodiment, it is assumed that the active weight part movement limit is equal between the front and the rear, but when the front and rear are different, the inclination of the vehicle body is changed according to each limit. The presence or absence may be switched. For example, when the braking performance is set higher than the acceleration performance, it is necessary to set the rear active weight portion movement limit farther than the front limit.

また、本実施の形態においては、加速度が低いときや段差が低いときには、搭乗部１４の移動だけで対応させているが、その車体傾斜トルクの一部又は全部を車体の傾斜で対応させてもよい。車体を傾斜させることにより、乗員１５に作用する前後方向の慣性力を軽減することができる。   In this embodiment, when the acceleration is low or the level difference is low, only the movement of the riding section 14 is used, but some or all of the vehicle body tilt torque may be handled by the vehicle body tilt. Good. By tilting the vehicle body, the front-rear inertial force acting on the occupant 15 can be reduced.

さらに、本実施の形態においては、線形化した力学モデルに基づいた式を使用しているが、より正確な非線形モデル又は粘性抵抗を考慮したモデルに基づいた式を使用してもよい。なお、式が非線形になる場合には、マップの形式で関数を適用することもできる。   Furthermore, in the present embodiment, an expression based on a linearized dynamic model is used, but an expression based on a more accurate nonlinear model or a model considering viscous resistance may be used. Note that if the equation is nonlinear, the function can be applied in the form of a map.

次に、アクチュエータ出力の決定処理について説明する。   Next, the actuator output determination process will be described.

図１１は本発明の第１の実施の形態におけるアクチュエータ出力の決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the first embodiment of the present invention.

アクチュエータ出力の決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する（ステップＳ５−１）。この場合、各目標値と段差昇降トルクτ_C とから、次の式（４）により駆動モータ５２のフィードフォワード出力を決定し、また、次の式（５）により能動重量部モータ６２のフィードフォワード出力を決定する。 In the actuator output determination process, the main control ECU 21 first determines the feedforward output of each actuator (step S5-1). In this case, the feedforward output of the drive motor 52 is determined by the following equation (4) from each target value and the step lifting torque τ _C, and the feedforward of the active weight motor 62 is determined by the following equation (5). Determine the output.

このように、段差抵抗トルクτ_D に応じた段差昇降トルクτ_C を自動的に追加することにより、つまり、段差抵抗トルクτ_D に応じて駆動トルクを補正することにより、段差の昇降の際にも、平地と同様の操縦感覚を提供することができる。すなわち、平地と同様の操縦操作で段差を乗り降りすることができる。また、ジョイスティック３１の一定の操縦操作に対して、段差の昇降の際に、車両１０が不必要に加減速することがない。 Thus, by automatically adding the step lifting torque τ _C according to the step resistance torque τ _D , that is, by correcting the driving torque according to the step resistance torque τ _D , when the step is raised or lowered Can also provide the same handling feeling as the flat ground. That is, it is possible to get on and off the level difference by the same steering operation as that on the flat ground. In addition, the vehicle 10 is not unnecessarily accelerated or decelerated when the level difference is raised or lowered with respect to a certain steering operation of the joystick 31.

このように、本実施の形態においては、理論的にフィードフォワード出力を与えることによって、より高精度な制御を実現する。   Thus, in the present embodiment, more accurate control is realized by theoretically giving a feedforward output.

なお、必要に応じて、フィードフォワード出力を省略することもできる。この場合、フィードバック制御により、定常偏差を伴いつつ、フィードフォワード出力に近い値が間接的に与えられる。また、前記定常偏差は、積分ゲインを適用することによって低減させることができる。   Note that the feedforward output can be omitted as necessary. In this case, the feedback control indirectly gives a value close to the feedforward output with a steady deviation. Further, the steady deviation can be reduced by applying an integral gain.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードバック出力を決定する（ステップＳ５−２）。この場合、各目標値と実際の状態量との偏差から、次の式（６）により駆動モータ５２のフィードバック出力を決定し、また、次の式（７）により能動重量部モータ６２のフィードバック出力を決定する。   Subsequently, the main control ECU 21 determines the feedback output of each actuator (step S5-2). In this case, the feedback output of the drive motor 52 is determined by the following equation (6) from the deviation between each target value and the actual state quantity, and the feedback output of the active weight unit motor 62 by the following equation (7). To decide.

なお、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入することもできる。また、より簡単な制御として、Ｋ_W2、Ｋ_W3及びＫ_S5を除くフィードバックゲインのいくつかをゼロとしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。 Note that nonlinear feedback control such as sliding mode control can also be introduced. As simpler control, some of the feedback gains excluding K _W2 , K _W3, and K _S5 may be set to zero. Further, an integral gain may be introduced in order to eliminate the steady deviation.

最後に、主制御ＥＣＵ２１は、各要素制御システムに指令値を与える（ステップＳ５−３）。この場合、主制御ＥＣＵ２１は、前述のように決定したフィードフォワード出力とフィードバック出力との和を駆動トルク指令値及び能動重量部推力指令値として、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。   Finally, the main control ECU 21 gives a command value to each element control system (step S5-3). In this case, the main control ECU 21 transmits the sum of the feedforward output and the feedback output determined as described above to the drive wheel control ECU 22 and the active weight part control ECU 23 as the drive torque command value and the active weight part thrust command value. .

このように、本実施の形態においては、段差抵抗トルクτ_D をオブザーバによって推定し、段差昇降トルクτ_C を与えるとともに、搭乗部１４を段差の上段方向に移動させる。そのため、段差の上でも車体を直立に保持することができ、段差の昇降にも対応することができる。また、段差を計測する装置が不要となり、システム構成を簡素化してコストを低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the step resistance torque τ _D is estimated by the observer, the step lifting torque τ _C is applied, and the riding section 14 is moved in the upper direction of the step. Therefore, the vehicle body can be held upright even on the level difference, and the level difference can be raised and lowered. In addition, an apparatus for measuring a step is not required, and the system configuration can be simplified and the cost can be reduced.

さらに、車体の姿勢を示す車体傾斜角θ₁ 及び能動重量部位置λ_S を考慮して段差昇降トルクτ_C を推定するので、大きな誤差が生じることなく、極めて高い精度で段差昇降トルクτ_C を推定することができる。 Furthermore, since in view of the vehicle body inclination angle theta ₁ and active weight portion position lambda _S indicates the attitude of the vehicle body is estimated the step lifting torque tau _C, without a large error occurs, the step lifting torque tau _C with extremely high precision Can be estimated.

なお、本実施の形態は、段差を上るときだけでなく、段差を降りるときにも有効であることを注記する。段差昇降トルクの付与によって段差降下時の車両の加速を抑えるのと共に、搭乗部１４を後方に移動させることにより車体を直立に保持する。これは、以降で説明する第２及び第３の実施の形態でも同様である。   Note that this embodiment is effective not only when climbing a step, but also when descending a step. The acceleration of the vehicle when the step is lowered is suppressed by applying the step lifting torque, and the vehicle body is held upright by moving the riding portion 14 backward. The same applies to the second and third embodiments described below.

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.

図１２は本発明の第２の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図、図１３は本発明の第２の実施の形態における車両の段差の昇降における動作を示す概略図である。   FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the vehicle control system in the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a schematic diagram showing the operation in raising and lowering the step of the vehicle in the second embodiment of the present invention. .

前記第１の実施の形態においては、搭乗部１４が、車両１０の前後方向に本体部１１に対して相対的に並進可能となるように取り付けられ、能動重量部として機能する。この場合、能動重量部モータ６２を備える移動機構が配設され、これにより搭乗部１４を並進させるので、構造の複雑化、コストや重量の増加と共に、制御システムも複雑化する。一方、前記第１の実施の形態は、搭乗部１４を移動させる移動機構を有していない倒立型車両に適用することは不可能である。   In the first embodiment, the riding part 14 is attached so as to be able to translate relative to the main body part 11 in the front-rear direction of the vehicle 10 and functions as an active weight part. In this case, a moving mechanism including the active weight motor 62 is disposed, and thereby the riding section 14 is translated, so that the control system is complicated as the structure becomes complicated and the cost and weight increase. On the other hand, the first embodiment cannot be applied to an inverted vehicle that does not have a moving mechanism for moving the riding section 14.

そこで、本実施の形態においては、搭乗部１４を移動させる移動機構が省略されている。また、図１２に示されるように、制御システムからも、能動重量部制御システム６０が省略され、能動重量部制御ＥＣＵ２３、能動重量部センサ６１及び能動重量部モータ６２が省略されている。なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。   Therefore, in the present embodiment, a moving mechanism for moving the riding section 14 is omitted. Also, as shown in FIG. 12, the active weight part control system 60 is omitted from the control system, and the active weight part control ECU 23, the active weight part sensor 61, and the active weight part motor 62 are omitted. Since the configuration of other points is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

そして、本実施の形態においては、図１３に示されるように、段差を昇降する際には、段差を昇降するための駆動輪１２に付与する駆動トルク、すなわち、段差昇降トルクの反作用として車体に作用する反トルクとしての車体傾斜トルクに対し、車体を段差昇降トルクに応じた角度だけ段差の上段方向に傾けることにより、車体傾斜トルクを重力の作用で打ち消してバランスを保つようになっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 13, when raising and lowering the step, the driving torque applied to the drive wheel 12 for raising and lowering the step, that is, the reaction to the step raising and lowering torque is applied to the vehicle body. By tilting the vehicle body in the upper direction of the step by an angle corresponding to the step lifting torque with respect to the vehicle body tilting torque acting as an anti-torque, the vehicle body tilting torque is canceled by the action of gravity to maintain a balance.

なお、「背景技術」の項でも説明したように、例えば、段差に乗り上げるとき、必要な駆動トルクを駆動輪に付与すると、その反作用が車体に働くので、車体が段差と逆の方向、すなわち、段差の下段方向に大きく傾いてしまう。一方、車体の姿勢を直立に維持しようとすると、必要な駆動トルクを駆動輪に付与することができないので、段差に乗り上げることができなくなってしまう。また、段差を降りるときにも同様の現象が発生し、車体が前方に傾いてしまう。   In addition, as described in the section of “Background Art”, for example, when a required driving torque is applied to the driving wheel when riding on a step, the reaction acts on the vehicle body, so that the vehicle body is in a direction opposite to the step, that is, It will be greatly inclined in the lower direction of the step. On the other hand, if the posture of the vehicle body is to be maintained upright, the necessary driving torque cannot be applied to the driving wheels, so that it is impossible to ride on the step. In addition, the same phenomenon occurs when getting down the step, and the vehicle body tilts forward.

これに対し、本実施の形態においては、段差の高さに適した角度だけ車体を段差の上段方向に意図的に傾けるので、段差の昇降の際にも、安定した車体の姿勢を保つことができ、段差のある場所でも安全に、かつ、快適に走行することができる。   In contrast, in the present embodiment, the vehicle body is intentionally tilted in the upper direction of the step by an angle suitable for the height of the step, so that a stable body posture can be maintained even when the step is raised or lowered. It is possible to travel safely and comfortably in places with steps.

次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。なお、走行及び姿勢制御処理の概要及び目標走行状態の決定処理については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、状態量の取得処理、段差昇降トルクの決定処理、目標車体姿勢の決定処理及びアクチュエータ出力の決定処理についてのみ説明する。まず、状態量の取得処理について説明する。   Next, details of the traveling and posture control processing in the present embodiment will be described. The outline of the travel and attitude control process and the determination process of the target travel state are the same as those in the first embodiment, so the description is omitted, the state quantity acquisition process, the step elevation torque determination process, Only the target vehicle body attitude determination process and the actuator output determination process will be described. First, the state quantity acquisition process will be described.

図１４は本発明の第２の実施の形態における状態量の取得処理の動作を示すフローチャートである。

FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the state quantity acquisition process in the second embodiment of the present invention.

次に、段差昇降トルクの決定処理について説明する。   Next, the step elevation torque determination process will be described.

図１５は本発明の第２の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the step elevation torque determination process in the second embodiment of the present invention.

段差昇降トルクの決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、段差抵抗トルクτ_D を推定する（ステップＳ２−１１）。この場合、状態量の取得処理で取得した各状態量と、前回（一つ前の時間ステップ）の走行及び姿勢制御処理におけるアクチュエータ出力の決定処理で決定した各アクチュエータの出力とに基づき、次の式（８）により、段差抵抗トルクτ_D を推定する。 In the step elevation torque determination process, the main control ECU 21 estimates the step resistance torque τ _D (step S2-11). In this case, based on each state quantity acquired in the state quantity acquisition process and the output of each actuator determined in the actuator output determination process in the previous run (previous time step) travel and posture control process, The step resistance torque τ _D is estimated from equation (8).

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、段差昇降トルクτ_C を決定する（ステップＳ２−１２）。この場合、推定した段差抵抗トルクτ_D の値を段差昇降トルクτ_C の値とする。すなわち、τ_C ＝τ_D とする。 Subsequently, the main control ECU 21 determines the step elevation torque τ _C (step S2-12). In this case, the estimated value of the step resistance torque τ _D is set as the value of the step lifting torque τ _C. That is, τ _C = τ _D.

このように、本実施の形態においては、駆動モータ５２が出力する駆動トルクと、状態量としての駆動輪回転角加速度及び車体傾斜角加速度に基づいて段差抵抗トルクを推定する。この場合、駆動輪１２の回転状態を示す駆動輪回転角加速度だけでなく、車体姿勢の変化を示す車体傾斜角加速度も考慮している。すなわち、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両、いわゆる倒立型車両に特有の要素である車体姿勢の変化を考慮している。   Thus, in the present embodiment, the step resistance torque is estimated based on the driving torque output from the driving motor 52, the driving wheel rotation angular acceleration and the vehicle body inclination angular acceleration as the state quantities. In this case, not only the driving wheel rotation angular acceleration indicating the rotation state of the driving wheel 12 but also the vehicle body inclination angular acceleration indicating the change in the vehicle body posture is considered. That is, the change in the vehicle body posture, which is a characteristic element of a vehicle using the posture control of the inverted pendulum, that is, the so-called inverted vehicle is taken into consideration.

従来においては、駆動トルクと駆動輪回転角加速度とに基づいて段差抵抗トルクを推定するため、特に車体の姿勢が大きく変化するとき、段差抵抗トルクの推定値に大きな誤差が生じることがあった。しかし、本実施の形態においては、車体の姿勢変化を示す車体傾斜角加速度を考慮して段差抵抗トルクを推定するので、大きな誤差が生じることがなく、高い精度で段差抵抗トルクを推定することができる。   Conventionally, since the step resistance torque is estimated based on the driving torque and the driving wheel rotation angular acceleration, a large error may occur in the estimated value of the step resistance torque especially when the posture of the vehicle body changes greatly. However, in the present embodiment, the step resistance torque is estimated in consideration of the vehicle body inclination angle acceleration indicating the change in the posture of the vehicle body, so that a large error does not occur and the step resistance torque can be estimated with high accuracy. it can.

また、本実施の形態においては、段差の昇降動作中に変化する段差抵抗トルクを常に推定している。例えば、段差の昇降動作中に一定の駆動トルクを駆動輪１２に付与すると、昇降終了直前に、車両１０が不必要に加減速してしまうことがある。これは、例えば、段差に乗り上げる場合、車両１０が段差を上るのと共に段差抵抗トルクが小さくなるためである。そこで、本実施の形態においては、段差昇降状態と共に変化する段差抵抗トルクの推定をリアルタイムで行い、その値を常に更新することで、常に段差の昇降動作に適した段差昇降トルクを付与するようになっている。   In the present embodiment, the step resistance torque that changes during the step-up / down operation is always estimated. For example, if a constant drive torque is applied to the drive wheels 12 during the step-up / down operation, the vehicle 10 may be unnecessarily accelerated / decelerated immediately before the end of the lift. This is because, for example, when riding on a step, the step resistance torque decreases as the vehicle 10 climbs the step. Therefore, in this embodiment, the step resistance torque that changes with the step elevation state is estimated in real time, and the value is constantly updated so that the step elevation torque suitable for the step elevation operation is always applied. It has become.

なお、前記第１の実施の形態と同様に、段差抵抗トルクの推定値にローパスフィルタをかけることによって、推定値の高周波成分を除去することもできる。この場合、推定に時間遅れが生じるが、高周波成分に起因する振動を抑制することができる。   As in the first embodiment, a high-frequency component of the estimated value can be removed by applying a low-pass filter to the estimated value of the step resistance torque. In this case, a time delay occurs in the estimation, but the vibration caused by the high frequency component can be suppressed.

本実施の形態においては、慣性力のみを考慮しているが、駆動輪１２の転がり抵抗や回転軸の摩擦による粘性抵抗、あるいは、車両１０に作用する空気抵抗などを、副次的な影響として考慮してもよい。   In the present embodiment, only the inertial force is considered, but the rolling resistance of the drive wheel 12, the viscous resistance due to the friction of the rotating shaft, the air resistance acting on the vehicle 10, etc. are secondary effects. You may consider it.

また、より正確な非線形モデルを使用してもよいし、車体傾斜運動についてのモデルを使用してもよい。なお、非線形モデルについては、マップの形式で関数を適用することもできる。   Further, a more accurate nonlinear model may be used, or a model for vehicle body tilt motion may be used. For nonlinear models, functions can also be applied in the form of maps.

さらに、計算の簡略化のために、車体姿勢の変化を考慮しなくてもよい。   Further, in order to simplify the calculation, it is not necessary to consider the change in the body posture.

次に、目標車体姿勢の決定処理について説明する。   Next, the target vehicle body posture determination process will be described.

図１６は本発明の第２の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 16 is a flowchart showing the operation of target body posture determination processing in the second embodiment of the present invention.

目標車体姿勢の決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、車体傾斜角の目標値を決定する（ステップＳ４−１１）。この場合、目標走行状態の決定処理によって決定された車両加速度の目標値と、段差昇降トルクの決定処理によって取得された段差昇降トルクτ_C とに基づき、次の式（９）により、車体傾斜角の目標値を決定する。 In the determination process of the target vehicle body posture, the main control ECU 21 first determines a target value of the vehicle body inclination angle (step S4-11). In this case, based on the target value of the vehicle acceleration determined by the target travel state determination process and the step lift torque τ _C acquired by the step lift torque determination process, the vehicle body inclination angle is expressed by the following equation (9). Determine the target value.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの目標値を算出する（ステップＳ４−１２）。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することにより、駆動輪回転角及び車体傾斜角速度の目標値を算出する。   Subsequently, the main control ECU 21 calculates the remaining target value (step S4-12). That is, the target values of the drive wheel rotation angle and the vehicle body inclination angular velocity are calculated by time differentiation or time integration of each target value.

このように、本実施の形態においては、車両加速度に伴って車体に作用する慣性力及び駆動モータ反トルクだけでなく、段差抵抗トルクτ_D に応じた段差昇降トルクτ_C に伴って車体に作用する反トルクも考慮して、車体姿勢の目標値、すなわち、車体傾斜角の目標値を決定する。 Thus, in the present embodiment, not only the inertial force and drive motor reaction torque acting on the vehicle body in accordance with the vehicle acceleration, but also acting on the vehicle body with the step lifting torque τ _C corresponding to the step resistance torque τ _D. The target value of the vehicle body posture, that is, the target value of the vehicle body tilt angle is determined in consideration of the counter torque.

このとき、車体傾斜トルクを重力の作用によって打ち消すように、車体の重心を移動させる。例えば、車両１０が加速するとき及び段差を上るときには車体を前方へ傾ける。また、車両１０が減速するとき及び段差を下るときには車体を後方へ傾ける。   At this time, the center of gravity of the vehicle body is moved so as to cancel the vehicle body tilt torque by the action of gravity. For example, when the vehicle 10 accelerates and climbs a step, the vehicle body is tilted forward. Further, when the vehicle 10 decelerates and descends a step, the vehicle body is tilted backward.

なお、本実施の形態においては、線形化した力学モデルに基づいた式を使用しているが、より正確な非線形モデル又は粘性抵抗を考慮したモデルに基づいた式を使用してもよい。なお、式が非線形になる場合には、マップの形式で関数を適用することもできる。   In the present embodiment, an expression based on a linearized dynamic model is used, but an expression based on a more accurate nonlinear model or a model considering viscous resistance may be used. Note that if the equation is nonlinear, the function can be applied in the form of a map.

次に、アクチュエータ出力の決定処理について説明する。   Next, the actuator output determination process will be described.

図１７は本発明の第２の実施の形態におけるアクチュエータ出力の決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the actuator output determination process in the second embodiment of the present invention.

アクチュエータ出力の決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する（ステップＳ５−１１）。この場合、目標値と段差昇降トルクτ_C とから、前記第１の実施の形態において説明した前記式（４）により駆動モータ５２のフィードフォワード出力を決定する。 In the actuator output determination process, the main control ECU 21 first determines the feedforward output of the actuator (step S5-11). In this case, the feedforward output of the drive motor 52 is determined from the target value and the step elevation torque τ _{C according} to the equation (4) described in the first embodiment.

前記式（４）に表されるように、段差抵抗トルクτ_D に応じた段差昇降トルクτ_C を自動的に追加することにより、段差の昇降の際にも、平地と同様の操縦感覚を提供することができる。すなわち、平地と同様の操縦操作で段差を乗り降りすることができる。また、ジョイスティック３１の一定の操縦操作に対して、段差の昇降の際に、車両１０が不必要に加減速することがない。 As shown in the above equation (4), by automatically adding a step lifting torque τ _C corresponding to the step resistance torque τ _D , the same control feeling as on the flat ground is provided even when the step is raised or lowered can do. That is, it is possible to get on and off the level difference by the same steering operation as that on the flat ground. In addition, the vehicle 10 is not unnecessarily accelerated or decelerated when the level difference is raised or lowered with respect to a certain steering operation of the joystick 31.

なお、本実施の形態においては、理論的にフィードフォワード出力を与えることによって、より高精度な制御を実現するが、必要に応じて、フィードフォワード出力を省略することもできる。この場合、フィードバック制御により、定常偏差を伴いつつ、フィードフォワード出力に近い値が間接的に与えられる。また、前記定常偏差は、積分ゲインを適用することによって低減させることができる。   In the present embodiment, more accurate control is realized by theoretically giving a feedforward output, but the feedforward output can be omitted if necessary. In this case, the feedback control indirectly gives a value close to the feedforward output with a steady deviation. Further, the steady deviation can be reduced by applying an integral gain.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、アクチュエータのフィードバック出力を決定する（ステップＳ５−１２）。この場合、各目標値と実際の状態量との偏差から、次の式（１０）により駆動モータ５２のフィードバック出力を決定する。   Subsequently, the main control ECU 21 determines the feedback output of the actuator (step S5-12). In this case, the feedback output of the drive motor 52 is determined by the following equation (10) from the deviation between each target value and the actual state quantity.

なお、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入することもできる。また、より簡単な制御として、Ｋ_W2及びＫ_W3を除くフィードバックゲインのいくつかをゼロとしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。 Note that nonlinear feedback control such as sliding mode control can also be introduced. As a simpler control, some of the feedback gains excluding K _W2 and K _W3 may be set to zero. Further, an integral gain may be introduced in order to eliminate the steady deviation.

最後に、主制御ＥＣＵ２１は、要素制御システムに指令値を与える（ステップＳ５−１３）。この場合、主制御ＥＣＵ２１は、前述のように決定したフィードフォワード出力とフィードバック出力との和を駆動トルク指令値として、駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信する。   Finally, the main control ECU 21 gives a command value to the element control system (step S5-13). In this case, the main control ECU 21 transmits the sum of the feedforward output and the feedback output determined as described above to the drive wheel control ECU 22 as a drive torque command value.

このように、本実施の形態においては、車体を段差の上段方向に傾けて、段差の昇降の際にバランスを保つことができる。したがって、搭乗部１４を移動させる移動機構を有していない倒立型車両に適用することができ、構造及び制御システムを簡素化することで、安価で軽量な倒立型車両でも安定した段差の乗り降りを実現することができる。   As described above, in the present embodiment, the vehicle body can be tilted in the upper direction of the step to maintain the balance when the step is raised or lowered. Therefore, it can be applied to an inverted vehicle that does not have a moving mechanism for moving the riding section 14, and the structure and the control system are simplified, so that stable and low-level ingress and egress can be achieved even on an inexpensive and lightweight inverted vehicle. Can be realized.

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st and 2nd embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Also, the description of the same operations and effects as those of the first and second embodiments is omitted.

図１８は本発明の第３の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり段差手前で段差を検出している状態を示す図、図１９は本発明の第３の実施の形態における車両の段差の昇降における動作を示す概略図、図２０は本発明の第３の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。なお、図１８において、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、図１９において、（ａ）〜（ｃ）は一連の動作を示す図である。   FIG. 18 is a schematic diagram showing the configuration of the vehicle according to the third embodiment of the present invention, showing a state where a step is detected before the step, and FIG. 19 is a vehicle according to the third embodiment of the present invention. FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control system according to a third embodiment of the present invention. 18, (b) is an enlarged view of the main part of (a), and (a) to (c) in FIG. 19 show a series of operations.

段差の昇降動作中に一定の駆動トルクを駆動輪１２に付与すると、昇降終了直前に、車両１０が不必要に加減速してしまうことがある。これは、例えば、段差に乗り上げる場合、車両１０が段差を上るのと共に段差抵抗トルクが小さくなるためである。   If a constant driving torque is applied to the drive wheels 12 during the step-up / down operation, the vehicle 10 may unnecessarily accelerate / decelerate immediately before the end of the step-up / down operation. This is because, for example, when riding on a step, the step resistance torque decreases as the vehicle 10 climbs the step.

そこで、本実施の形態においては、車両１０の進行方向の段差をセンサによって検出し、該センサによって計測した段差の位置と高さ、及び、段差の昇降状態に相当する駆動輪回転角に応じて、段差昇降トルクを変化させるようになっている。   Therefore, in the present embodiment, a step in the traveling direction of the vehicle 10 is detected by a sensor, and the position and height of the step measured by the sensor and the rotation angle of the driving wheel corresponding to the raised / lowered state of the step are determined. The step lifting torque is changed.

そのため、本実施の形態において、車両１０は、図１８に示されるように、段差計測センサとしての距離センサ７１を有する。該距離センサ７１は、例えば、レーザ光を利用したものであるが、いかなる種類のセンサであってもよい。図１８に示される例においては、２つの距離センサ７１が、互いに前後に離れて、搭乗部１４の下面に配設され、各々が下面から路面までの距離を計測する。そして、各距離センサ７１の計測値の変化から、路面の段差を検出し、検出した段差の位置及び高さを取得することができる。望ましくは、一方の距離センサ７１が駆動輪１２の路面に接地する部位よりも前方に位置し、他方の距離センサ７１が駆動輪１２の路面に接地する部位よりも後方に位置するように配設される。このように、２つの距離センサ７１が駆動輪１２の接地点から前後に離れた位置において路面までの距離を計測するので、車両１０の前後の段差を検出することができる。   Therefore, in the present embodiment, the vehicle 10 includes a distance sensor 71 as a step measurement sensor, as shown in FIG. The distance sensor 71 uses, for example, laser light, but may be any type of sensor. In the example shown in FIG. 18, two distance sensors 71 are arranged on the lower surface of the riding section 14 so as to be separated from each other in the front-rear direction, and each measures the distance from the lower surface to the road surface. And the level | step difference of a road surface can be detected from the change of the measured value of each distance sensor 71, and the position and height of the detected level | step difference can be acquired. Desirably, one distance sensor 71 is disposed in front of a portion of the driving wheel 12 that contacts the road surface, and the other distance sensor 71 is disposed rearward of a portion of the driving wheel 12 that contacts the road surface. Is done. Thus, since the two distance sensors 71 measure the distance to the road surface at a position away from the contact point of the drive wheel 12, the step difference between the front and rear of the vehicle 10 can be detected.

また、車両１０は、図２０に示されるように、距離センサ７１を含む段差計測システム７０を有する。そして、距離センサ７１は、前後の２点において、路面までの距離としての対地距離を検出して主制御ＥＣＵ２１に送信する。   Moreover, the vehicle 10 has a level difference measurement system 70 including a distance sensor 71 as shown in FIG. Then, the distance sensor 71 detects the ground distance as the distance to the road surface at two points on the front and rear sides, and transmits it to the main control ECU 21.

これにより、例えば、段差に乗り上げる場合、図１９に示されるように、車両１０が上昇するのに応じて搭乗部１４の移動量、段差に乗り上げるための駆動トルク等を変化させ、安定した車体姿勢及び走行の制御を行うことができる。   Thus, for example, when riding on a step, as shown in FIG. 19, the amount of movement of the riding section 14, the driving torque for riding on the step, etc. are changed as the vehicle 10 rises, thereby stabilizing the vehicle body posture. And travel control can be performed.

次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理の詳細について説明する。なお、走行及び姿勢制御処理の概要、状態量の取得処理、目標走行状態の決定処理、目標車体姿勢の決定処理及びアクチュエータ出力の決定処理については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、段差昇降トルクの決定処理についてのみ説明する。   Next, details of the traveling and posture control processing in the present embodiment will be described. The outline of the travel and attitude control process, the state quantity acquisition process, the target travel state determination process, the target vehicle body attitude determination process, and the actuator output determination process are the same as those in the first embodiment. The description will be omitted, and only the process for determining the step lifting torque will be described.

図２１は本発明の第３の実施の形態における上りの段差を測定するときの幾何学的条件を示す図、図２２は本発明の第３の実施の形態における上りの段差の段差昇降抵抗率の変化を示す図、図２３は本発明の第３の実施の形態における下りの段差を測定するときの幾何学的条件を示す図、図２４は本発明の第３の実施の形態における下りの段差の段差昇降抵抗率の変化を示す図、図２５は本発明の第３の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 21 is a diagram showing a geometric condition when measuring an ascending step according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a step ascending / descending resistivity of the ascending step according to the third embodiment of the present invention. FIG. 23 is a diagram showing a geometric condition when measuring a down step in the third embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a down view in the third embodiment of the present invention. The figure which shows the change of the level | step difference raising / lowering resistivity of a level | step difference, FIG. 25: is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the level | step difference raising / lowering torque in the 3rd Embodiment of this invention.

段差昇降トルクの決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、距離センサ７１の計測値を取得する（ステップＳ２−２１）。この場合、前後２つの距離センサ７１から対地距離の計測値を取得する。   In the step elevation torque determination process, the main control ECU 21 first acquires the measurement value of the distance sensor 71 (step S2-21). In this case, the measured value of the ground distance is acquired from the two front and rear distance sensors 71.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、段差の位置と高さとを決定する（ステップＳ２−２２）。この場合、各距離センサ７１から取得した対地距離の時間履歴と、車体傾斜角θ₁ と、搭乗部１４の位置、すなわち、能動重量部位置λ_S とに基づき、段差の位置と高さとを決定する。 Subsequently, the main control ECU 21 determines the position and height of the step (step S2-22). In this case, determined by the time history of the ground distance obtained from the distance sensors 71, the vehicle body inclination angle theta _1, the position of the riding section 14, i.e., based on the active weight portion position lambda _S, the position and height of the step To do.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、段差抵抗トルクτ_D を決定する（ステップＳ２−２３）。この場合、段差抵抗トルクτ_D を、次の式（１１）により算出する。
τ_D ＝ξτ_D,Max ・・・式（１１）
ここで、τ_D,Max は最大段差抵抗トルクであり、ξは段差昇降抵抗率である。 Subsequently, the main control ECU 21 determines the step resistance torque τ _D (step S2-23). In this case, the step resistance torque τ _D is calculated by the following equation (11).
τ _D = ξτ _{D, Max} (11)
Here, τ _{D, Max} is the maximum step resistance torque, and ξ is the step elevation resistance.

図２１に示されるように、段差が上り、すなわち、昇段である場合、最大段差抵抗トルクτ_D,Max 及び段差昇降抵抗率ξは、次の式（１２）及び（１３）で表される。なお、図２１において、Ｘは段差検出時における段差までの距離であり、Ｈは段差の高さである。昇段の場合、Ｈはゼロ以上となる。 As shown in FIG. 21, when the step is ascending, that is, ascending, the maximum step resistance torque τ _{D, Max} and the step elevation resistivity ξ are expressed by the following equations (12) and (13). In FIG. 21, X is the distance to the step when the step is detected, and H is the height of the step. In the case of ascending stage, H is zero or more.

なお、η₀ は、仮想登坂角であり、段差を上るために必要な駆動輪回転角に相当する。また、θ_W,S は駆動輪１２が段差に接触した時点の駆動輪回転角であり、θ_W,0 は段差を検出した時点の駆動輪回転角である。さらに、Δθ_W は段差接触以降の駆動輪回転角であり、その値は、駆動輪１２が段差に接触した時点でゼロになる。 In addition, η ₀ is a virtual climbing angle and corresponds to a driving wheel rotation angle necessary for climbing a step. Θ _{W, S} is the driving wheel rotation angle when the driving wheel 12 contacts the step, and θ _{W, 0} is the driving wheel rotation angle when the step is detected. Further, Δθ _W is the driving wheel rotation angle after the step contact, and the value becomes zero when the driving wheel 12 contacts the step.

そして、段差抵抗トルクτ_D の値は、図２２に示されるように変化する。すなわち、駆動輪１２が段差に接触した時点で最大値であるτ_D,Max となり、昇段中に徐々に減少し、昇段を終了した時点で最小値であるゼロになる。 Then, the value of the step resistance torque τ _D changes as shown in FIG. That is, the maximum value τ _{D, Max} is reached when the drive wheel 12 contacts the step, gradually decreases during the ascending step, and reaches the minimum value of zero when the ascending step is finished.

また、図２３に示されるように、段差が下り、すなわち、降段である場合、最大段差抵抗トルクτ_D,Max 及び段差昇降抵抗率ξは、次の式（１４）及び（１５）で表される。なお、図２３においても、Ｘは段差検出時における段差までの距離であり、Ｈは段差の高さであるが、降段の場合、Ｈはゼロ未満、すなわち、マイナスとなる。 As shown in FIG. 23, when the step is down, that is, when the step is down, the maximum step resistance torque τ _{D, Max} and the step up / down resistivity ξ are expressed by the following equations (14) and (15). Is done. In FIG. 23, X is the distance to the step when the step is detected, and H is the height of the step. In the case of descending, H is less than zero, that is, minus.

そして、段差抵抗トルクτ_D の値は、図２４に示されるように変化する。すなわち、駆動輪１２が段差に接触した時点で最小値であるゼロであり、降段中に徐々に減少し、降段を終了する時点の直前で最大値であるτ_D,Max となる。 Then, the value of the step resistance torque τ _D changes as shown in FIG. That is, the minimum value is zero when the drive wheel 12 contacts the step, gradually decreases during the descending step, and reaches the maximum value τ _{D, Max} immediately before the end of the descending step.

最後に、主制御ＥＣＵ２１は、段差昇降トルクτ_C を決定する（ステップＳ２−２４）。この場合、推定した段差抵抗トルクτ_D の値を段差昇降トルクτ_C の値とする。すなわち、τ_C ＝τ_D とする。 Finally, the main control ECU 21 determines the step elevation torque τ _C (step S2-24). In this case, the estimated value of the step resistance torque τ _D is set as the value of the step lifting torque τ _C. That is, τ _C = τ _D.

このように、段差昇降トルクの決定処理においては、段差の高さＨに応じて段差抵抗トルクτ_D の大きさを変えるようになっている。つまり、段差の高さＨの値が大きいほど段差抵抗トルクτ_D の値を大きくする。 In this way, in the step elevation torque determination process, the step resistance torque τ _D is changed in accordance with the step height H. That is, the value of the step resistance torque τ _D is increased as the value of the step height H is increased.

また、車両１０の段差昇降状態に応じて段差抵抗トルクτ_D の大きさを変えるようになっている。つまり、駆動輪回転角θ_W から車両１０の昇降状態を推定し、段差昇降抵抗率ξの値を変化させる。これにより、車両１０の速度変化にも対応することができる。 Further, the magnitude of the step resistance torque τ _D is changed in accordance with the step elevation state of the vehicle 10. That is, the elevation state of the vehicle 10 is estimated from the drive wheel rotation angle θ _W and the value of the step elevation resistivity ξ is changed. Thereby, it is possible to cope with a speed change of the vehicle 10.

具体的には、段差を上る場合、すなわち、段差の高さＨがゼロ以上の場合、駆動輪回転角θ_W の増加とともに、段差抵抗トルクτ_D （段差昇降抵抗率ξ）を減少させる。これは、段差を上るにつれて、車両１０を支持するために必要な駆動トルクが減少するからである。 Specifically, when climbing a step, that is, when the step height H is zero or more, the step resistance torque τ _D (step elevation resistivity ξ) is decreased as the drive wheel rotation angle θ _W increases. This is because the driving torque required to support the vehicle 10 decreases as the level difference is increased.

一方、段差を下る場合、すなわち、段差の高さＨがゼロ未満の場合、駆動輪回転角θ_W の増加とともに、段差抵抗トルクτ_D （段差昇降抵抗率ξ）を増加させる。これは、段差を下るにつれて、車両１０を支持するために必要な駆動トルクが増加するからである。 On the other hand, when descending the step, that is, when the height H of the step is less than zero, the step resistance torque τ _D (step elevation resistivity ξ) is increased as the drive wheel rotation angle θ _W increases. This is because the driving torque required to support the vehicle 10 increases as the level difference is lowered.

これにより、段差昇降時における車両１０の走行状態を安定的に制御することができる。   Thereby, the driving | running | working state of the vehicle 10 at the time of level | step difference raising / lowering can be controlled stably.

なお、本実施の形態においては、車両１０の前方に位置する段差に前進して突入した場合についてのみ説明したが、車両１０の後方に位置する段差に後進して突入した場合についても、同様の制御を実施することができる。   In the present embodiment, only the case where the vehicle 10 moves forward and enters the step located in front of the vehicle 10 has been described. However, the same applies to the case where the vehicle 10 moves backward and enters the step located behind the vehicle 10. Control can be implemented.

また、本実施の形態においては、段差の昇降動作中に距離センサ７１を使用しない場合について説明したが、車両１０の段差昇降状態をより正確に把握するために、距離センサ７１の計測値を利用することもできる。これにより、駆動輪１２がスリップしても安定した制御を行うことが可能となる。   In the present embodiment, the case where the distance sensor 71 is not used during the step-up / down operation is described. However, in order to grasp the step-up / down state of the vehicle 10 more accurately, the measurement value of the distance sensor 71 is used. You can also Thereby, stable control can be performed even if the drive wheel 12 slips.

さらに、本実施の形態においては、段差昇降抵抗率ξの決定式に不連続な関数を使用した場合について説明したが、不連続部分を連続に修正した関数を使用することもできる。また、不連続部分における制御のチャタリング又は車両動作のハンチングを防止するために、ヒステリシス制御（例えば、２つの閾（しきい）値を設定し、駆動輪１２の回転方向に応じて閾値を変える制御）を導入してもよい。   Further, in the present embodiment, the case where a discontinuous function is used in the determination formula of the step elevation resistivity ξ has been described, but a function in which the discontinuous portion is continuously corrected can also be used. In addition, in order to prevent control chattering or vehicle operation hunting in the discontinuous portion, hysteresis control (for example, two threshold values are set, and the threshold value is changed according to the rotation direction of the drive wheels 12). ) May be introduced.

さらに、本実施の形態においては、非線形の力学モデルに基づく決定式を使用した場合について説明したが、簡略化のために、線形近似した式を使用してもよい。また、駆動輪１２の変形、転がり摩擦、スリップ条件等を考慮した、より高度な決定式を使用してもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the case of using a determinant based on a non-linear dynamic model has been described. However, for the sake of simplicity, a linear approximation formula may be used. Further, a more advanced determination formula that considers deformation of the drive wheel 12, rolling friction, slip conditions, and the like may be used.

このように、本実施の形態においては、車両１０の進行方向の段差を距離センサ７１によって検出し、該距離センサ７１によって計測した段差の位置及び高さＨ並びに駆動輪回転角θ_W に応じて、段差昇降トルクτ_C の値を変化させるようになっている。したがって、段差の昇降時にも車体の倒立姿勢を安定に保つことができる。これにより、車両１０は、段差のある場所でも安全に、かつ、快適に走行することができる。 As described above, in the present embodiment, the step in the traveling direction of the vehicle 10 is detected by the distance sensor 71, and according to the position and height H of the step measured by the distance sensor 71 and the driving wheel rotation angle θ _W. The value of the step elevation torque τ _C is changed. Therefore, the inverted posture of the vehicle body can be kept stable even when the step is raised or lowered. Thereby, the vehicle 10 can drive | work safely and comfortably also in the place with a level | step difference.

なお、本実施の形態においては、２つの距離センサ７１によって段差の検出、並びに、段差の位置及び高さＨを計測した場合について説明したが、他の装置や方法を使用することもできる。例えば、カメラによって車両１０の進行方向の画像を取得し、取得した画像を解析することによって、段差の検出、並びに、段差の位置及び高さＨを計測してもよい。また、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して車両１０の位置を取得する車両位置取得システムと、路面と段差に関する情報を含む地図データとに基づいて、車両１０の周囲に存在する段差の情報を取得してもよい。   In the present embodiment, the case where a step is detected and the position and height H of the step are measured by the two distance sensors 71 has been described. However, other devices and methods can be used. For example, the detection of the step and the position and height H of the step may be measured by acquiring an image of the traveling direction of the vehicle 10 with a camera and analyzing the acquired image. Further, for example, based on a vehicle position acquisition system that acquires the position of the vehicle 10 using GPS (Global Positioning System), and map data that includes information on the road surface and the level difference, the level difference that exists around the vehicle 10 is determined. Information may be acquired.

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as the 1st-3rd embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Explanation of the same operations and effects as those of the first to third embodiments is also omitted.

図２６は本発明の第４の実施の形態における搭乗意図推定マップ、すなわち、車両加速度の目標値及び駆動輪回転角速度の閾値を示す図、図２７は本発明の第４の実施の形態における車両の走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャート、図２８は本発明の第４の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 26 is a diagram illustrating a boarding intention estimation map according to the fourth embodiment of the present invention, that is, a vehicle acceleration target value and a threshold value of driving wheel rotation angular velocity. FIG. 27 is a vehicle according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 28 is a flowchart showing the operation of the step elevation torque determining process in the fourth embodiment of the present invention.

次の（ａ）〜（ｃ）のような場合には、段差を昇降するための駆動トルクを追加する制御動作（以下「段差昇降制御」と称する。）を禁止する方が、すなわち、実行しない方が適切である。
（ａ）駆動輪１２が上がり段差に接触した状態で車両１０が停止し、乗員１５もジョイスティック３１を操作していない場合：この場合、乗員１５の操縦意図は、車両１０が停止した状態を維持すること、である可能性が高い。
（ｂ）比較的低い車両速度で駆動輪１２が上がり段差に接触し、乗員１５がジョイスティック３１の操作による走行指令として制動を入力した場合：この場合、乗員１５の操縦意図は、車両１０を段差に接触させて止めること、である可能性が高い。
（ｃ）乗員１５がジョイスティック３１の操作による走行指令として急制動を入力した場合：この場合、乗員１５の操縦意図は、車両１０を段差に接触させて止めること、又は、少しでも短い制動距離で車両を止めること、である可能性が高い。 In the following cases (a) to (c), it is prohibited to prohibit the control operation (hereinafter referred to as “step elevation control”) for adding drive torque for raising or lowering the step, that is, not to execute. Is more appropriate.
(A) When the vehicle 10 stops with the drive wheel 12 raised and in contact with the step, and the occupant 15 is not operating the joystick 31: In this case, the control intention of the occupant 15 maintains the state where the vehicle 10 is stopped. Likely to be.
(B) When the driving wheel 12 rises and contacts a step at a relatively low vehicle speed, and the occupant 15 inputs braking as a travel command by operating the joystick 31: In this case, the occupant 15 intends to steer the vehicle 10 It is highly possible to stop by touching.
(C) When the occupant 15 inputs sudden braking as a travel command by operating the joystick 31: In this case, the occupant 15 intends to steer the vehicle 10 by touching the step, or at a short braking distance. It is likely to stop the vehicle.

また、次の（ｄ）及び（ｅ）のような場合には、段差昇降制御を実行した方が適切である。
（ｄ）比較的高い車両速度で駆動輪１２が上がり段差に接触し、乗員１５がジョイスティック３１を操作して走行指令として制動を入力した場合：この場合、乗員１５は、車両１０を段差に接触させて止めることはできないことを認識している、又は、段差通過後に車両を止めることを意図している可能性が高い。
（ｅ）車両１０が下がり段差に進入した場合：この場合、段差を昇降するための駆動トルクを追加しないと、段差から着地したときに衝撃を受け、乗員１５は不快に感じる可能性が高い。 In the following cases (d) and (e), it is more appropriate to execute the step elevation control.
(D) When the driving wheel 12 is raised and contacts a step at a relatively high vehicle speed, and the occupant 15 operates the joystick 31 and inputs braking as a travel command: In this case, the occupant 15 contacts the vehicle 10 with the step. There is a high possibility that it is impossible to stop the vehicle, or that the vehicle is intended to stop after passing the step.
(E) When the vehicle 10 descends and enters a step: In this case, unless a driving torque for raising and lowering the step is added, there is a high possibility that the occupant 15 feels uncomfortable when receiving a shock when landing from the step.

そこで、本実施の形態においては、車両１０の走行状態と走行指令とに基づいて乗員１５の操縦意図を推定し、推定された操縦意図に従って段差昇降制御の実行又は禁止を選択する。すなわち、車両制御装置としての制御ＥＣＵ２０は、乗員１５の操縦意図を推定する操縦意図推定手段を備え、推定された操縦意図に従って段差昇降制御の実行又は禁止を選択する。具体的には、前記操縦意図推定手段は、車両１０の走行状態としての車両速度（駆動輪回転角速度）、走行指令としてジョイスティック３１の操作量に応じて決定される車両加速度の目標値、及び、段差の高さに相当する段差抵抗トルクを考慮して乗員１５の操縦意図を推定し、段差昇降制御の実行又は禁止を選択する。   Therefore, in the present embodiment, the control intention of the occupant 15 is estimated based on the traveling state of the vehicle 10 and the travel command, and execution or prohibition of the step elevation control is selected according to the estimated control intention. That is, the control ECU 20 as the vehicle control device includes a steering intention estimation unit that estimates the steering intention of the occupant 15 and selects execution or prohibition of the step elevation control according to the estimated steering intention. Specifically, the steering intention estimation means includes a vehicle speed (driving wheel rotational angular velocity) as a traveling state of the vehicle 10, a vehicle acceleration target value determined according to an operation amount of the joystick 31 as a traveling command, and The intention of maneuvering the occupant 15 is estimated in consideration of the step resistance torque corresponding to the height of the step, and execution or prohibition of the step elevation control is selected.

そして、操縦意図推定手段は、上がり段差への進入時、車両速度及び車両加速度の目標値が所定の条件を満たしている場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定し、車両速度及び車両加速度の目標値が所定の条件を満たしていない場合、操縦意図は段差昇降制御の実行であると推定する。   The steering intention estimation means estimates that the steering intention is prohibited from step elevation control when the target values of the vehicle speed and the vehicle acceleration satisfy predetermined conditions when entering the ascending step. When the target value of the vehicle acceleration does not satisfy the predetermined condition, it is estimated that the steering intention is execution of step elevation control.

より詳細には、車両１０が停止状態にあり、車両加速度の目標値がゼロである場合又は停止を指令する値である場合には、段差昇降制御を実行しない。また、比較的低い車両速度で上がり段差に進入し、車両加速度の目標値が制動を指令する値である場合には、段差昇降制御を実行しない。一方、比較的高い車両速度で上がり段差に進入する場合、車両加速度の目標値が制動を指令する値であっても、段差昇降制御を実行する。また、車両加速度の目標値が急制動を指令する値である場合には、車両速度が高くても段差昇降制御を実行しない。さらに、下がり段差への進入時においては、車両速度や車両加速度の目標値に係わらず、段差昇降制御を実行する。   More specifically, when the vehicle 10 is in a stopped state and the target value of the vehicle acceleration is zero or is a value for commanding the stop, the step elevation control is not executed. Further, when the vehicle speed increases at a relatively low vehicle speed and enters a step, and the target value of the vehicle acceleration is a value for commanding braking, the step elevation control is not executed. On the other hand, when the vehicle rises at a relatively high vehicle speed and enters a step, the step elevation control is executed even if the target value of the vehicle acceleration is a value for commanding braking. Further, when the target value of the vehicle acceleration is a value for commanding sudden braking, the step elevation control is not executed even if the vehicle speed is high. Further, when entering the descending step, the step elevation control is executed regardless of the target values of the vehicle speed and the vehicle acceleration.

これにより、乗員１５の操縦意図を的確に推定して、段差昇降制御を適切に実行することができる。したがって、段差が存在しても、乗員１５が意のままに操縦することができる倒立型車両を提供することができる。   Thereby, the control intention of the passenger 15 can be accurately estimated, and the step elevation control can be appropriately executed. Therefore, it is possible to provide an inverted vehicle that allows the occupant 15 to steer at will even if there is a step.

次に、本実施の形態における走行及び姿勢制御処理の概要について説明する。   Next, an outline of the travel and attitude control processing in the present embodiment will be described.

走行及び姿勢制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、車両１０の動作状態を示す状態量の取得処理を実行し（ステップＳ１１）、各センサ、すなわち、駆動輪センサ５１、車体傾斜センサ４１及び能動重量部センサ６１によって、駆動輪１２の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部１４の移動状態を取得する。   In the travel and attitude control process, the main control ECU 21 first executes a process for acquiring a state quantity indicating the operation state of the vehicle 10 (step S11), and each sensor, that is, the drive wheel sensor 51, the vehicle body tilt sensor 41, and the active sensor. The weight sensor 61 obtains the rotation state of the drive wheels 12, the inclination state of the vehicle body, and the movement state of the riding section 14.

次に、制御ＥＣＵ２０は、目標走行状態の決定処理を実行し（ステップＳ１２）、ジョイスティック３１の操作量に基づいて、車両１０の加速度の目標値、及び、駆動輪１２の回転角速度の目標値を決定する。   Next, the control ECU 20 executes a target travel state determination process (step S12), and based on the operation amount of the joystick 31, the target value of the acceleration of the vehicle 10 and the target value of the rotational angular velocity of the drive wheels 12 are determined. decide.

次に、制御ＥＣＵ２０は、段差昇降トルクの決定処理を実行し（ステップＳ１３）、状態量の取得処理で取得した状態量、すなわち、駆動輪１２の回転状態、車体の傾斜状態及び搭乗部１４の移動状態と、各アクチュエータの出力値、すなわち、駆動モータ５２及び／又は能動重量部モータ６２の出力値とに基づき、オブザーバによって段差抵抗トルクを推定し、さらに、目標走行状態の決定処理で決定した車両１０の加速度の目標値、駆動輪１２の回転角速度等に基づき、段差昇降トルクを決定する。   Next, the control ECU 20 executes a step elevation torque determination process (step S13), and obtains the state quantity obtained by the state quantity obtaining process, that is, the rotational state of the drive wheels 12, the inclination state of the vehicle body, and the riding section 14. Based on the movement state and the output value of each actuator, that is, the output value of the drive motor 52 and / or the active weight motor 62, the step resistance torque is estimated by the observer, and further determined by the target travel state determination process. The step elevation torque is determined based on the target acceleration value of the vehicle 10, the rotational angular velocity of the drive wheels 12, and the like.

次に、制御ＥＣＵ２０は、目標車体姿勢の決定処理を実行し（ステップＳ１４）、段差昇降トルクの決定処理によって決定された段差昇降トルクと、目標走行状態の決定処理によって決定された車両１０の加速度の目標値とに基づいて、車体姿勢の目標値、すなわち、車体傾斜角及び能動重量部位置の目標値を決定する。   Next, the control ECU 20 executes target body posture determination processing (step S14), the step lifting torque determined by the step lifting torque determination processing, and the acceleration of the vehicle 10 determined by the target travel state determination processing. And the target value of the vehicle body posture, that is, the target value of the vehicle body inclination angle and the active weight portion position.

最後に、制御ＥＣＵ２０は、アクチュエータ出力の決定処理を実行し（ステップＳ１５）、状態量の取得処理によって取得された各状態量、段差昇降トルクの決定処理によって決定された段差昇降トルク、目標走行状態の決定処理によって決定された目標走行状態、及び、目標車体姿勢の決定処理によって決定された目標車体姿勢に基づいて、各アクチュエータの出力、すなわち、駆動モータ５２及び能動重量部モータ６２の出力を決定する。   Finally, the control ECU 20 executes an actuator output determination process (step S15), each state quantity acquired by the state quantity acquisition process, the step lift torque determined by the step lift torque determination process, and the target travel state The output of each actuator, that is, the output of the drive motor 52 and the active weight motor 62, is determined based on the target travel state determined by the determination processing of the target vehicle body and the target vehicle body posture determined by the determination processing of the target vehicle body posture. To do.

次に、本実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の詳細について説明する。なお、状態量の取得処理、目標走行状態の決定処理、目標車体姿勢の決定処理及びアクチュエータ出力の決定処理については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。   Next, details of the process for determining the step elevation torque in the present embodiment will be described. Note that the state quantity acquisition process, the target travel state determination process, the target vehicle body posture determination process, and the actuator output determination process are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

段差昇降トルクの決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、段差抵抗トルクτ_D を推定する（ステップＳ１３−１）。この場合、前記第１の実施の形態と同様に、状態量の取得処理で取得した各状態量と、前回（一つ前の時間ステップ）の走行及び姿勢制御処理におけるアクチュエータ出力の決定処理で決定した各アクチュエータの出力とに基づき、前記式（１）により、段差抵抗トルクτ_D を推定する。 In the step elevation torque determination process, the main control ECU 21 first estimates the step resistance torque τ _D (step S13-1). In this case, as in the first embodiment, each state quantity acquired in the state quantity acquisition process and the actuator output determination process in the previous (previous time step) travel and posture control process are determined. Based on the output of each actuator, the step resistance torque τ _D is estimated by the equation (1).

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、段差昇降トルクτ_C を決定する（ステップＳ１３−２）。この場合、段差抵抗トルクτ_D と、車両加速度の目標値と、駆動輪回転角速度とに基づき、次の式（１６）により、段差昇降トルクτ_C を決定する。
τ_C ＝ρτ_D ・・・式（１６）
ここで、ρは、段差昇降トルク率であり、次の式（１７）で表される。 Subsequently, the main control ECU 21 determines the step elevation torque τ _C (step S13-2). In this case, the step elevation torque τ _C is determined by the following equation (16) based on the step resistance torque τ _D , the target value of the vehicle acceleration, and the driving wheel rotation angular velocity.
τ _C = ρτ _D (16)
Here, ρ is a step elevation torque rate, and is expressed by the following equation (17).

このように、主制御ＥＣＵ２１は、乗員１５が段差を上がることを望んでいない、すなわち、操縦意図が段差昇降制御の不実行である、と推定した場合には、段差昇降制御を禁止する、すなわち、実行しない。   Thus, the main control ECU 21 prohibits the step elevation control when it is estimated that the occupant 15 does not want to step up, that is, the steering intention is the non-execution of the step elevation control. Do not run.

具体的には、乗員１５によるジョイスティック３１の操作量によって決定される車両加速度の目標値と、車両１０の動作状態を示す駆動輪回転角速度と、段差の高さに相当する段差抵抗トルクの推定値とに基づいて、乗員１５が車両１０の段差乗り上げを望んでいるか否かを判断する。   Specifically, the target value of the vehicle acceleration determined by the amount of operation of the joystick 31 by the occupant 15, the driving wheel rotation angular velocity indicating the operating state of the vehicle 10, and the estimated value of the step resistance torque corresponding to the height of the step. Based on the above, it is determined whether or not the occupant 15 desires to step on the vehicle 10.

この場合、段差抵抗トルクの推定値に段差昇降トルク率を乗じることによって、段差昇降制御の実行と不実行とを切り替える。また、段差昇降トルク率指定値にローパスフィルタをかけることによって、段差昇降制御の実行と不実行との滑らかな切替を実現する。これにより、乗員１５の操縦意図を適切に判断することができ、乗員１５が車両の段差乗り上げを望んでいる場合のみ、段差昇降制御を実行する。   In this case, the step elevation control is switched between execution and non-execution by multiplying the estimated step resistance torque by the step elevation torque rate. Also, smooth switching between execution and non-execution of the step elevation control is realized by applying a low pass filter to the step elevation torque rate specified value. Thereby, the control intention of the occupant 15 can be appropriately determined, and the step elevation control is executed only when the occupant 15 desires to step on the vehicle.

車両１０が停止した状態で、乗員１５が車両加速度の目標値の入力に対応する操縦操作を行わない場合、段差昇降制御を実行しない。この場合は、前記（ａ）の場合に相当し、図２６の操縦意図判定マップにおいて、駆動輪角速度と目標車両加速度の条件に相当する点が、原点を含む長方形のハッチングされた領域の中に存在する。すなわち、駆動輪回転角速度の絶対値が所定の駆動輪回転角速度第１閾値以下であり、かつ、車両加速度の目標値の絶対値が所定の目標車両加速度第１閾値以下であるという条件を満足する場合である。この場合には、乗員１５が車両１０の段差昇降を望んでいないと判断し、操縦意図判定値を０とする。これにより、駆動輪１２が上がり段差に接触した状態で車両１０が停止しているときには、車両１０の停止状態を安定に保ち、乗員１５が意図しない段差乗り上げを防止することができる。   When the occupant 15 does not perform the steering operation corresponding to the input of the target value of the vehicle acceleration while the vehicle 10 is stopped, the step elevation control is not executed. This case corresponds to the case of (a) above, and in the steering intention determination map of FIG. 26, the points corresponding to the conditions of the drive wheel angular velocity and the target vehicle acceleration are within the rectangular hatched area including the origin. Exists. That is, the condition that the absolute value of the driving wheel rotational angular velocity is equal to or smaller than the predetermined driving wheel rotational angular velocity first threshold value and the absolute value of the target value of vehicle acceleration is equal to or smaller than the predetermined target vehicle acceleration first threshold value is satisfied. Is the case. In this case, it is determined that the occupant 15 does not want to move the vehicle 10 up and down, and the steering intention determination value is set to zero. As a result, when the vehicle 10 is stopped with the drive wheel 12 raised and in contact with the step, the stop state of the vehicle 10 can be kept stable and the stepping on the step unintended by the occupant 15 can be prevented.

また、車両１０の段差進入速度が低く、乗員１５が走行指令として制動を入力した場合、すなわち、制動を要求している場合、段差昇降制御を実行しない。この場合は、前記（ｂ）の場合に相当し、図２６の操縦意図判定マップにおいて、駆動輪角速度と目標車両加速度の条件に相当する点が、前記原点を含む長方形の右隣及び左隣のハッチングされた領域の中に存在する。すなわち、段差に進入する方向について、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第２閾値以下であり、かつ、車両加速度の目標値の絶対値が零以下であるという条件を満足する場合である。   Further, when the vehicle 10 has a low step approach speed and the occupant 15 inputs braking as a travel command, that is, when braking is requested, the step elevation control is not executed. In this case, it corresponds to the case (b), and in the steering intention determination map of FIG. 26, the points corresponding to the conditions of the drive wheel angular velocity and the target vehicle acceleration are adjacent to the right and left sides of the rectangle including the origin. It exists in the hatched area. In other words, the driving wheel rotation angular velocity is equal to or smaller than the driving wheel rotation angular velocity second threshold value and the absolute value of the target value of the vehicle acceleration is equal to or less than zero in the direction of entering the step.

この場合には、乗員１５が段差を利用した車両１０の制動及び停止を望んでいると判断し、操縦意図判定値を０とする。なお、前記右隣及び左隣のハッチングされた領域は、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第１閾値より高く駆動輪回転角速度第２閾値以下である範囲において、目標車両加速度上限閾値を目標車両加速度第１閾値からゼロに線形に減少させることによって設けられた、乗員１５の微小な加速度要求に対して操縦意図判定値を０とする領域を含む。これにより、駆動輪１２を段差に接触させて車両１０を停止させる動作や段差の乗り上げによって減速させる動作を意図した乗員１５による操縦操作を適切に判断して、前記動作を容易に実現させることができる。   In this case, it is determined that the occupant 15 desires to brake and stop the vehicle 10 using the step, and the steering intention determination value is set to zero. The hatched areas on the right side and the left side show the target vehicle acceleration upper limit threshold value in the range where the drive wheel rotation angular velocity is higher than the drive wheel rotation angular velocity first threshold value and not more than the drive wheel rotation angular velocity second threshold value. It includes a region in which the steering intention determination value is 0 for a minute acceleration request of the occupant 15 provided by linearly decreasing from the first acceleration threshold value to zero. Accordingly, it is possible to appropriately determine the steering operation by the occupant 15 intended to stop the vehicle 10 by bringing the driving wheel 12 into contact with the step or to decelerate the vehicle 10 by climbing the step, and easily realize the operation. it can.

さらに、車両１０の段差進入速度が高く、乗員１５が走行指令として緩やかな制動を入力した場合、すなわち、緩やかな制動を要求している場合、段差昇降制御を実行する。この場合は、前記（ｄ）の場合に相当し、図２６の操縦意図判定マップにおいて、駆動輪角速度と目標車両加速度の条件に相当する点が、前記右隣のハッチングされた領域のさらに右側に存在する車両加速度の目標値が負のハッチングされていない領域、又は、前記左隣のハッチングされた領域のさらに左側に存在する車両加速度の目標値が負のハッチングされていない領域の中に存在する。すなわち、段差に進入する方向について、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第２閾値より高く、かつ、車両加速度の目標値が負の目標車両加速度上限閾値より大きいという条件を満足する場合である。   Further, when the vehicle 10 has a high step approach speed and the occupant 15 inputs gentle braking as a travel command, that is, when gentle braking is requested, step elevation control is executed. This case corresponds to the case of (d) above, and in the steering intention determination map of FIG. 26, the point corresponding to the conditions of the drive wheel angular velocity and the target vehicle acceleration is further to the right of the hatched area adjacent to the right. The target value of vehicle acceleration that exists is not negatively hatched, or the target value of vehicle acceleration that exists further to the left of the hatched region adjacent to the left is in a region that is not negatively hatched. . That is, in the direction to enter the step, the drive wheel rotation angular velocity is higher than the drive wheel rotation angular velocity second threshold and the vehicle acceleration target value is larger than the negative target vehicle acceleration upper limit threshold.

この場合には、乗員１５が段差の乗り上げを意図している又は許容していると判断し、操縦意図判定値を１とする。なお、前記車両加速度の目標値が負のハッチングされていない領域は、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第２閾値より高い範囲において、目標車両加速度上限閾値をゼロから、目標車両加速度第２閾値に漸近するような指数関数によって減少させることで設けられた領域である。つまり、乗員１５の要求する目標減速度が大きいほど、段差昇降制御を実行する閾値、すなわち、操縦意図判定値を１とする駆動輪回転角速度の閾値を大きくするようになっている。これにより、車両速度が高いほど、段差に乗り上げた後に車両１０を停止させる動作を意図していると判定することで、乗員１５による操縦操作を適切に判断して、前記動作を容易にかつ安定に実現させることができる。   In this case, it is determined that the occupant 15 intends or permits the climbing of the step, and the steering intention determination value is set to 1. In the region where the target value of the vehicle acceleration is not negatively hatched, the target vehicle acceleration upper limit threshold is changed from zero to the target vehicle acceleration second threshold in a range where the drive wheel rotation angular velocity is higher than the drive wheel rotation angular velocity second threshold. It is a region provided by decreasing by an exponential function asymptotically. That is, as the target deceleration required by the occupant 15 is larger, the threshold value for executing the step elevation control, that is, the threshold value of the driving wheel rotational angular velocity with the steering intention determination value being 1, is increased. As a result, the higher the vehicle speed, the easier it is to determine the steering operation by the occupant 15 by appropriately determining that the operation of stopping the vehicle 10 after climbing the step is intended, thereby making the operation easier and more stable. Can be realized.

さらに、乗り上げる段差が高いほど、段差昇降制御を実行するための車両速度の閾値を高くする。すなわち、段差抵抗トルクの推定値が大きいほど、高速走行時に操縦意図判定値を切り替えるための閾値である駆動輪回転角速度第２閾値を高くし、高い段差に対する車両１０の不自然な乗り上げを防止する。加えて、駆動輪回転角速度第２閾値を、車両１０が慣性で（駆動トルクを用いることなく）段差に乗り上げることができる最低限の車両速度である段差慣性乗り上げの最低駆動輪回転角速度に基づいて決定することによって、より自然な車両１０の動作を実現する。これにより、段差の高さを考慮した乗員１５の操縦意図をより適切に判断して、その動作を容易に実現させることができる。   Furthermore, the threshold of the vehicle speed for executing the step up / down control is increased as the stepped height increases. That is, the larger the estimated value of the step resistance torque is, the higher the driving wheel rotation angular velocity second threshold, which is a threshold for switching the steering intention determination value during high-speed traveling, can be prevented from unnaturally riding the vehicle 10 over a high step. . In addition, the driving wheel rotation angular velocity second threshold value is based on the minimum driving wheel rotation angular velocity of step-up inertia riding, which is the minimum vehicle speed at which the vehicle 10 can ride on the step with inertia (without using driving torque). By determining, a more natural operation of the vehicle 10 is realized. Accordingly, it is possible to more appropriately determine the handling intention of the occupant 15 considering the height of the step and easily realize the operation.

さらに、乗員１５が急制動を要求している場合、車両１０の段差進入速度に係わらず、段差昇降制御を実行しない。この場合は、前記（ｃ）の場合に相当し、図２６の操縦意図判定マップにおいて、駆動輪角速度と目標車両加速度の条件に相当する点が、二本の一点鎖線よりも外側にあるハッチングされた領域の中に存在する。すなわち、段差に進入する方向について、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第１閾値より高く、かつ、車両加速度の目標値が負の目標車両加速度第２閾値よりも低いという条件を満足する場合である。   Further, when the occupant 15 requests sudden braking, the step elevation control is not executed regardless of the step approach speed of the vehicle 10. This case corresponds to the case of (c) above, and in the steering intention determination map of FIG. 26, the points corresponding to the conditions of the drive wheel angular velocity and the target vehicle acceleration are hatched outside the two dashed lines. Exists in the area. That is, when the driving wheel rotation angular velocity is higher than the driving wheel rotation angular velocity first threshold and the target value of the vehicle acceleration is lower than the negative target vehicle acceleration second threshold in the direction of entering the step, is there.

この場合、操縦意図判定値をゼロとし、駆動トルクを追加する段差昇降制御を実行しない。これにより、車両１０の急制動、又は、段差に乗り上げることを拒否する乗員１５の操縦意図を適切に判断して、その動作の実現を助けるような制御を実行することができる。   In this case, the steering intention determination value is set to zero, and step elevation control for adding drive torque is not executed. As a result, it is possible to appropriately determine the intention of the occupant 15 who refuses to suddenly brake the vehicle 10 or to climb a step, and execute control that helps to realize the operation.

さらに、段差を下りる場合には、必ず段差昇降制御を実行する。この場合は、前記（ｅ）の場合に相当する。すなわち、駆動輪回転角速度の正負と段差抵抗トルクの正負とが異なる場合には、車両１０が段差を下りる状態にあると判断し、段差昇降トルク率指定値を１とする。この場合、段差を下りることに伴う車両加速度増加を利用するよりも、段差を下りる際に発生する衝撃を緩和することを優先することで、乗り心地を向上させることができる。   Further, when descending a step, the step elevation control is always executed. This case corresponds to the case (e). That is, when the positive / negative of the driving wheel rotation angular velocity is different from the positive / negative of the step resistance torque, it is determined that the vehicle 10 is in a state of descending the step, and the step lifting torque rate designation value is set to 1. In this case, the ride comfort can be improved by giving priority to mitigating the impact generated when going down the step rather than using the increase in vehicle acceleration accompanying going down the step.

なお、本実施の形態においては、段差昇降トルク率指定値にローパスフィルタをかけることによって、段差昇降制御の実行と不実行との切替を滑らかにする例について説明したが、切替の滑らかさよりも応答性を重視するのであれば、段差昇降トルク率指定値にローパスフィルタをかけなくてもよい。また、図２６の操縦意図判定マップにおいて曲線で示されるような車両加速度の目標値と駆動輪回転角速度との関数である目標車両加速度上限閾値及び目標車両加速度下限閾値に遷移帯を設けてもよい。すなわち、図２６において、段差昇降トルク率指定値を０から１に切り替える曲線を所定の幅を備える帯域に置き換え、該帯域の中で段差昇降トルク率指定値を０から１に線形に変化させてもよい。これにより、切替時の滑らかさと、乗員１５の操作量の変化に対する応答性とを、ある程度両立させることができる。   In the present embodiment, an example has been described in which the switching between execution and non-execution of the step elevation control is smoothed by applying a low-pass filter to the step elevation torque rate specified value, but the response is more smooth than the switching smoothness. If importance is attached to the performance, it is not necessary to apply a low-pass filter to the step elevation torque factor specified value. In addition, transition bands may be provided in the target vehicle acceleration upper limit threshold and the target vehicle acceleration lower limit threshold, which are functions of the vehicle acceleration target value and the driving wheel rotation angular velocity as shown by a curve in the steering intention determination map of FIG. . That is, in FIG. 26, the curve for switching the step lifting torque rate specified value from 0 to 1 is replaced with a band having a predetermined width, and the step lifting torque rate specified value is linearly changed from 0 to 1 in the band. Also good. Thereby, the smoothness at the time of switching and the responsiveness with respect to the change of the operation amount of the passenger | crew 15 can be reconciled to some extent.

また、本実施の形態においては、前方の上がり段差接触時における制動要求に対して禁止した段差昇降制御が、車両１０が停止する直前に、一時的に、再実行される場合がある。例えば、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第１閾値より高く駆動輪回転角速度第２閾値以下であるという条件を満たす状態において、車両加速度の目標値を負の目標車両加速度第１閾値より低い一定値に維持すると、駆動輪回転角速度が駆動輪回転角速度第１閾値を下回ったときに、段差昇降トルク率指定値を０から１に変化する。そこで、このような問題を解決するために、車両加速度の目標値と駆動輪回転角速度とが変化する方向も考慮して、段差昇降トルク率指定値を決定してもよい。例えば、駆動輪回転角速度がゼロより高く駆動輪回転角速度第１閾値以下であり、かつ、車両加速度の目標値が負の目標車両加速度第１閾値より低い領域内に、車両加速度の目標値が変化することによって入った場合には段差昇降トルク率指定値を０から１に切り替えるが、駆動輪回転角速度が変化することによって入った場合には段差昇降トルク率指定値をゼロに維持するようにして、不必要な段差昇降制御の再実行を防止することができる。   Further, in the present embodiment, the step elevation control that is prohibited with respect to the braking request at the time of the forward rising step contact may be temporarily reexecuted immediately before the vehicle 10 stops. For example, in a state where the driving wheel rotation angular velocity is higher than the first driving wheel rotation angular velocity first threshold value and lower than the second driving wheel rotation angular velocity second threshold value, the vehicle acceleration target value is constant lower than the negative target vehicle acceleration first threshold value. If the value is maintained, the step elevation torque rate specified value is changed from 0 to 1 when the drive wheel rotation angular velocity falls below the drive wheel rotation angular velocity first threshold. Therefore, in order to solve such a problem, the step elevation torque rate designation value may be determined in consideration of the direction in which the target value of the vehicle acceleration and the driving wheel rotation angular velocity change. For example, the target value of the vehicle acceleration changes in a region where the driving wheel rotational angular velocity is higher than zero and equal to or lower than the driving wheel rotational angular velocity first threshold and the target value of the vehicle acceleration is lower than the negative target vehicle acceleration first threshold. If it is entered by switching, the step lifting torque rate specified value is switched from 0 to 1, but if it is entered by changing the driving wheel rotation angular velocity, the step lifting torque rate specified value is maintained at zero. Unnecessary step elevation control can be prevented from being re-executed.

さらに、本実施の形態においては、駆動輪回転角速度の計測値に基づいて段差昇降制御の実行と禁止とを切り替える例について説明したが、駆動輪回転角速度の目標値に基づいて段差昇降制御の実行と禁止とを切り替えてもよい。これにより、外乱等に伴う駆動輪回転角速度の微小振動が段差昇降制御の実行と禁止との切替に影響を及ぼすことを防止し、より安定した段差昇降制御を実現することができる。   Furthermore, in the present embodiment, an example of switching between execution and prohibition of the step elevation control based on the measured value of the driving wheel rotational angular velocity has been described. However, the step elevation control is performed based on the target value of the driving wheel rotational angular velocity. And may be switched between prohibition and prohibition. Thereby, it is possible to prevent a minute vibration of the rotational angular velocity of the driving wheel due to disturbance or the like from affecting the switching between execution and prohibition of the step elevation control, and to realize more stable step elevation control.

さらに、本実施の形態においては、車両加速度の目標値の閾値の一部や段差慣性乗り上げの最低駆動輪回転角速度を決定するために非線形の関数を用いた例について説明したが、該非線形の関数を近似した線形の関数を用いることによって計算を簡素化してもよい。また、マップの形で非線形の関数を適用してもよい。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which a nonlinear function is used to determine a part of the threshold value of the target value of the vehicle acceleration and the minimum driving wheel rotation angular velocity for climbing the step inertia has been described. The calculation may be simplified by using a linear function approximating. Further, a nonlinear function may be applied in the form of a map.

さらに、本実施の形態においては、様々な乗員１５の操縦意図を想定して段差昇降制御の実行と禁止とを切り替える例について説明したが、車両１０を使用する用途、条件等によって、いくつかの切替を除いてもよい。例えば、低速での走行しか行わない場合には、高速での段差進入時における段差昇降制御を実行せず、制動要求時には常に段差昇降制御を禁止するようにしてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which execution / prohibition of step elevation control is switched on the assumption of various occupant 15 maneuvering intentions has been described. However, depending on the use of the vehicle 10, conditions, and the like, Switching may be omitted. For example, when only traveling at a low speed is performed, the step elevation control at the time of high speed step entry may not be executed, and the step elevation control may be prohibited at all times when a braking request is made.

さらに、本実施の形態においては、段差抵抗トルクの推定値によって段差の上下及び高さを推定し、その値に基づいて段差昇降制御の実行と禁止とを切り替える例について説明したが、前記第３の実施の形態において説明したように、距離センサ７１等の段差計測センサを使用し、該段差計測センサの計測結果に基づいて段差昇降制御の実行と禁止とを切り替えてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, an example has been described in which the height and height of the step are estimated based on the estimated value of the step resistance torque, and execution and prohibition of the step elevation control are switched based on the values. As described in the embodiment, a step measurement sensor such as the distance sensor 71 may be used to switch between execution and prohibition of the step elevation control based on the measurement result of the step measurement sensor.

さらに、本実施の形態においては、乗員１５によるジョイスティック３１の操作量に対応する車両加速度の目標値に基づいて乗員１５の操縦意図を推定する例について説明したが、ジョイスティック３１の操作量が車両速度の目標値に対応している場合には、車両加速度の目標値を車両速度の目標値に置き換えてもよいし、車両速度の目標値の時間差分に置き換えてもよい。また、ジョイスティック３１の操作量自体に基づいて乗員１５の操縦意図を推定してもよい。例えば、車両１０に操縦装置としてアクセルペダル及びブレーキペダルを配設し、各ペダルの踏み込み量と駆動輪回転角速度とに基づいて、段差昇降制御の実行と禁止とを切り替えてもよい。さらに、走行状態と停止状態とを乗員１５が切り替えるスイッチを車両１０に配設し、該スイッチの操作状態によって、車両停止時の段差昇降制御の禁止を選択してもよい。   Further, in the present embodiment, an example has been described in which the intention of maneuvering the occupant 15 is estimated based on the target value of the vehicle acceleration corresponding to the amount of operation of the joystick 31 by the occupant 15, but the amount of operation of the joystick 31 is the vehicle speed. In this case, the vehicle acceleration target value may be replaced with a vehicle speed target value, or may be replaced with a time difference between the vehicle speed target values. Further, the intention of the occupant 15 to steer may be estimated based on the operation amount of the joystick 31 itself. For example, an accelerator pedal and a brake pedal may be provided as a control device in the vehicle 10, and execution / prohibition of step elevation control may be switched based on the depression amount of each pedal and the driving wheel rotation angular velocity. Further, a switch for switching the traveling state and the stopped state by the occupant 15 may be provided in the vehicle 10, and the prohibition of the step elevation control when the vehicle is stopped may be selected depending on the operation state of the switch.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり乗員が搭乗した状態で加速前進している状態を示す図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention, and is a figure which shows the state which is carrying out acceleration advance in the state which the passenger | crew got on. 本発明の第１の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における車両の段差昇降動作を示す概略図である。It is the schematic which shows the level | step difference raising / lowering operation | movement of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における車両の走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the driving | running | working and attitude | position control processing of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における車両の力学モデル及びそのパラメータを示す図である。It is a figure which shows the dynamic model of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention, and its parameter. 本発明の第１の実施の形態における状態量の取得処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the acquisition process of the state quantity in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the level | step difference raising / lowering torque in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における目標走行状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the target driving state in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における能動重量部位置の目標値及び車体傾斜角の目標値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the target value of the active weight part position in the 1st Embodiment of this invention, and the target value of a vehicle body tilt angle. 本発明の第１の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the target vehicle body attitude | position in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるアクチュエータ出力の決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the actuator output in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the vehicle in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における車両の段差の昇降における動作を示す概略図である。It is the schematic which shows the operation | movement in the raising / lowering of the level | step difference of the vehicle in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における状態量の取得処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the acquisition process of the state quantity in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the level | step difference raising / lowering torque in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における目標車体姿勢の決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the target vehicle body attitude | position in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態におけるアクチュエータ出力の決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the actuator output in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり段差手前で段差を検出している状態を示す図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle in the 3rd Embodiment of this invention, and is a figure which shows the state which has detected the level | step difference before the level | step difference. 本発明の第３の実施の形態における車両の段差の昇降における動作を示す概略図である。It is the schematic which shows the operation | movement in the raising / lowering of the level | step difference of the vehicle in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the vehicle in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における上りの段差を測定するときの幾何学的条件を示す図である。It is a figure which shows the geometric conditions when measuring the level | step difference of the up in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における上りの段差の段差昇降抵抗率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the level | step difference raising / lowering resistivity of the uphill level | step difference in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における下りの段差を測定するときの幾何学的条件を示す図である。It is a figure which shows the geometric conditions when measuring the level | step difference of the down in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における下りの段差の段差昇降抵抗率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of level | step difference raising / lowering resistivity of the level | step difference of the downward in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the level | step difference raising / lowering torque in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態における搭乗意図推定マップ、すなわち、車両加速度の目標値及び駆動輪回転角速度の閾値を示す図である。It is a figure which shows the boarding intention estimation map in the 4th Embodiment of this invention, ie, the target value of vehicle acceleration, and the threshold value of a driving wheel rotational angular velocity. 本発明の第４の実施の形態における車両の走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the driving | running | working and attitude | position control processing of a vehicle in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態における段差昇降トルクの決定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the determination process of the level | step difference raising / lowering torque in the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 車両
１２ 駆動輪
２０ 制御ＥＣＵ
３０ 入力装置 10 Vehicle 12 Drive wheel 20 Control ECU
30 Input device

Claims (6)

車体と、
該車体に回転可能に取り付けられた駆動輪と、
走行指令を入力する入力装置と、
該入力装置から入力された走行指令に基づき、前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、車両の動作状態と前記走行指令とに基づいて操縦意図を推定する操縦意図推定手段を備え、該操縦意図推定手段が推定した操縦意図に従って、段差を昇降するための駆動トルクを追加する段差昇降制御を実行又は禁止することを特徴とする車両。 The car body,
A drive wheel rotatably mounted on the vehicle body;
An input device for inputting a travel command;
A vehicle control device for controlling the posture of the vehicle body by controlling a drive torque applied to the drive wheel based on a travel command input from the input device;
The vehicle control device includes a steering intention estimation unit that estimates a steering intention based on an operation state of the vehicle and the travel command, and a driving torque for raising and lowering a step according to the steering intention estimated by the steering intention estimation unit. A vehicle characterized by executing or prohibiting step elevation control for adding a step. 前記操縦意図推定手段は、車両速度及び車両加速度の目標値に基づいて操縦意図を推定する請求項１に記載の車両。   The vehicle according to claim 1, wherein the steering intention estimation unit estimates a steering intention based on target values of vehicle speed and vehicle acceleration. 前記操縦意図推定手段は、上がり段差への進入時に、車両速度及び車両加速度の目標値が所定の条件を満たしている場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定し、車両速度及び車両加速度の目標値が所定の条件を満たしていない場合、操縦意図は段差昇降制御の実行であると推定する請求項１又は２に記載の車両。   The steering intention estimation means estimates that the steering intention is prohibited from step elevation control when the target values of the vehicle speed and vehicle acceleration satisfy predetermined conditions when entering a rising step. The vehicle according to claim 1, wherein when the target value of acceleration does not satisfy a predetermined condition, it is estimated that the steering intention is execution of step elevation control. 前記操縦意図推定手段は、車両が停止状態にあり、かつ、車両加速度の目標値が停止状態の維持を指令する値である場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定する請求項３に記載の車両。   The steering intention estimation means estimates that the steering intention is prohibited from step elevation control when the vehicle is in a stopped state and the target value of the vehicle acceleration is a value for commanding maintenance of the stopped state. Vehicle described in. 前記段差による抵抗である段差抵抗トルクに応じて、速度閾値を決定する速度閾値決定手段を備え、
前記操縦意図推定手段は、車両速度の絶対値が前記速度閾値以下であり、かつ、走行方向の車両加速度の目標値が走行速度の維持又は制動を指令する値である場合、操縦意図は段差昇降制御の禁止であると推定する請求項３に記載の車両。 According to a step resistance torque that is a resistance due to the step, a speed threshold determining means for determining a speed threshold is provided,
If the absolute value of the vehicle speed is equal to or less than the speed threshold value and the target value of the vehicle acceleration in the traveling direction is a value for commanding to maintain or brake the traveling speed, the steering intention estimation means The vehicle according to claim 3, wherein the vehicle is estimated to be prohibited from being controlled. 前記車両制御装置は、下がり段差では、前記操縦意図推定手段が推定した操縦意図に係わらず、段差昇降制御を実行する請求項１に記載の車両。   2. The vehicle according to claim 1, wherein the vehicle control device executes step elevation control at a descending step regardless of the steering intention estimated by the steering intention estimation unit.

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