JP5182123B2 - vehicle - Google Patents

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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、同軸上に配設された２つの駆動輪を有し、乗員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 occupant, 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、倒立制御を行って、車両を移動させる。また、乗員が降車するときや車両の電源を遮断したときには、倒立制御を停止するのと同時にストッパを作動させ、該ストッパを接地させることによって車体の姿勢を維持するようになっている。   In this case, the vehicle is moved by performing the inversion control while detecting the balance of the vehicle body and the state of operation by the sensor. Further, when the occupant gets out of the vehicle or shuts off the power of the vehicle, the position of the vehicle body is maintained by operating the stopper simultaneously with stopping the inversion control and grounding the stopper.

特開２００４−２９１７９９号公報JP 2004-291799 A

しかしながら、前記従来の車両においては、車両の重心位置や重心高さが想定値と異なる場合、倒立制御を停止できない場合がある。例えば、乗員の体重、体型、搭乗姿勢等の違いや変化、また、荷物等の積載重量物の重量、形状、置き場所、置き方等の違いや変化により、車両の重心位置や重心高さが設計時に想定された位置からずれる。この結果、倒立制御を停止してストッパを接地させた時の接地荷重中心点の位置が変化し、車体姿勢の安定性が低下する可能性がある。したがって、緊急停止や降車に伴う倒立制御停止時の安全性を考慮すると、乗員や荷物等の条件を厳しく制約する必要がある。また、その条件を満足しているのかを乗員が判断する必要があるが、正確な判断は困難である。そのため、モビリティとして、使い勝手が悪い。   However, in the conventional vehicle, when the position of the center of gravity and the height of the center of gravity of the vehicle are different from the assumed values, the inversion control may not be stopped. For example, the position of the center of gravity and the height of the center of gravity of the vehicle may vary depending on differences or changes in the weight, body shape, boarding posture, etc. of the occupant, and differences or changes in the weight, shape, placement, placement, etc. Deviation from the position assumed at the time of design. As a result, the position of the center point of the ground load when the inversion control is stopped and the stopper is grounded may change, and the stability of the vehicle body posture may be lowered. Therefore, in consideration of safety at the time of emergency stop or inversion control stop accompanying getting off, it is necessary to severely restrict conditions such as passengers and luggage. In addition, it is necessary for the occupant to determine whether the condition is satisfied, but accurate determination is difficult. Therefore, it is not easy to use as mobility.

また、乗員や荷物等を含む車両総重量の一部である能動重量部が相対的に移動することによって倒立姿勢制御を行う車両においては、加減速中に倒立制御を停止できない場合がある。例えば、加減速に伴う慣性力のモーメントが重力のモーメントと釣り合うように能動重量部を前後に移動させた状態で車両が緊急停止する場合、想定していた慣性力が消滅して、車体のバランスが大きく偏った状態で停車するときがある。この場合においても、倒立制御停止後の車体姿勢の安定性が低下する可能性があるため、緊急停止や降車に伴う倒立制御停止時の安定性を考慮すると、能動重量部の移動範囲すなわち車両の加減速性能を大きく制限する必要がある。そのため、モビリティとして、使い勝手が悪い。   In addition, in a vehicle that performs an inverted posture control by relatively moving an active weight part that is a part of the total vehicle weight including passengers and luggage, the inverted control may not be stopped during acceleration / deceleration. For example, if the vehicle stops urgently with the active weight section moved back and forth so that the moment of inertia force accompanying acceleration / deceleration is balanced with the moment of gravity, the assumed inertia force disappears and the balance of the vehicle body There are times when the car stops with a large bias. Even in this case, the stability of the vehicle body posture after the inversion control stop may be lowered. Therefore, considering the stability at the time of the inversion control stop accompanying an emergency stop or getting off, the movement range of the active weight portion, that is, the vehicle Acceleration / deceleration performance must be greatly limited. Therefore, it is not easy to use as mobility.

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、倒立制御の実行時に、乗員や荷物等の重量、重心位置及び重心高さ、能動重量部の相対位置に応じた車両の重心位置及び重心高さを取得し、該車両の重心位置及び重心高さに基づいて姿勢制限手段の形状を制御し、倒立制御を停止する前にあらかじめ姿勢制限手段を適切な状態で待機させることによって、乗員や荷物等の状態に依らず、いつ倒立制御を停止しても車体を安定した状態に維持することを可能とし、異常時における緊急停止や乗員による降車要求に即時に対応することができ、使い勝手がよく、かつ、安全に使用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, and at the time of performing the inversion control, the position of the center of gravity of the vehicle according to the weight of the occupant, the luggage, the center of gravity position and the height of the center of gravity, and the relative position of the active weight portion. By obtaining the height of the center of gravity, controlling the shape of the posture restriction means based on the position and height of the center of gravity of the vehicle, and waiting for the posture restriction means in an appropriate state in advance before stopping the inversion control, Regardless of the state of the vehicle or baggage, it is possible to maintain the vehicle body in a stable state regardless of when the inversion control is stopped. An object of the present invention is to provide a vehicle that can be used safely and safely.

そのために、本発明の車両においては、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、前記車体の姿勢角度を制限する姿勢制限手段と、前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、車両の重心位置及び／又は重心高さである車両重心を取得する車両重心取得手段と、該車両重心取得手段によって取得された車両重心に応じて、前記姿勢制限手段の位置及び／又は形状を制御する姿勢制限制御手段と、前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部と、前記車体に対する前記能動重量部の相対位置を取得する能動重量部位置取得手段とを備え、前記車両重心取得手段は、前記能動重量部位置取得手段によって取得された相対位置に応じて前記車両重心を決定し、前記姿勢制限手段は、路面に接地した状態で前記車体の姿勢を制限し、前記姿勢制限制御手段は、前記姿勢制限手段が路面に接地した状態における前記車両重心を通る鉛直線が路面と交わる位置である第１の位置と、前記駆動輪が路面に接地する位置である第２の位置と、前記姿勢制限手段が路面に接地する位置である第３の位置について、前記第１の位置が前記第２の位置と前記第３の位置との間にあるように前記姿勢制限手段を制御する車両であって、前記第２の位置と前記第３の位置から等しい距離にある第４の位置について、該第４の位置に対する前記第１の位置の相対位置を表す接地荷重偏心度を算出する接地荷重偏心度算出手段を更に備え、前記姿勢制限制御手段は、算出された接地荷重偏心度が所定範囲内になるように前記姿勢制限手段を制御する。 For this purpose, in the vehicle of the present invention, the drive wheel rotatably attached to the vehicle body, the posture limiting means for limiting the posture angle of the vehicle body, and the drive torque applied to the drive wheel to control the vehicle wheel. A vehicle control device for controlling the attitude, the vehicle control device acquired by the vehicle center of gravity acquisition means for acquiring the vehicle center of gravity which is the center of gravity position and / or height of the center of gravity of the vehicle, and the vehicle center of gravity acquisition means A posture restriction control means for controlling the position and / or shape of the posture restriction means according to the center of gravity of the vehicle, an active weight portion movably attached to the vehicle body, and a relative position of the active weight portion to the vehicle body. Active weight part position acquisition means for acquiring a position, wherein the vehicle gravity center acquisition means determines the vehicle gravity center according to the relative position acquired by the active weight part position acquisition means, The force restricting means restricts the posture of the vehicle body in a state of being in contact with the road surface, and the posture restriction control means is a position where a vertical line passing through the center of gravity of the vehicle in a state where the posture restricting means is in contact with the road surface intersects the road surface. The first position is the first position, the second position is the position where the driving wheel is in contact with the road surface, and the third position is the position where the posture limiting means is in contact with the road surface. A vehicle that controls the posture limiting means so that it is between the second position and the third position, and the fourth position is the same distance from the second position and the third position. The apparatus further comprises a ground load eccentricity calculating means for calculating a ground load eccentricity indicating a relative position of the first position with respect to the fourth position, and the posture restriction control means has a calculated ground load eccentricity within a predetermined range. The posture system to be inside That controls the means.

本発明の他の車両においては、さらに、前記姿勢制限制御手段は、前記車体の姿勢の制御が行われている時に前記姿勢制限手段を制御する。 In another vehicle of the present invention, the posture restriction control means controls the posture restriction means when the posture of the vehicle body is being controlled.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車体の姿勢の制御の続行が可能か不可能かを判定する制御可能判定手段と、前記車体の姿勢の制御を続行するか停止するかを指令する信号を取得する制御指令取得手段と、を更に備え、前記車両制御装置は、前記制御可能判定手段が不可能と判定した時、又は、前記制御指令取得手段が停止を指令する信号を取得した時に、前記姿勢制限手段を固定する。   In yet another vehicle of the present invention, a controllability determining means for determining whether or not the vehicle body posture control can be continued, and a command to continue or stop the vehicle body posture control. A control command acquisition means for acquiring a signal to perform, wherein the vehicle control device has acquired a signal for instructing a stop when the controllability determination means determines that it is impossible or when the control command acquisition means Sometimes the posture limiting means is fixed.

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記姿勢制限手段は、前記駆動輪の回転軸に平行で前記駆動輪に接する所定の平面である基準面について、前記車体の姿勢角度を固定したとき、常に前記基準面に分断されること無く、前記基準面に接した状態を維持したまま位置及び／又は形状を変化させる機構を備える。   In still another vehicle of the present invention, the posture limiting means further fixes a posture angle of the vehicle body with respect to a reference plane that is a predetermined plane parallel to the rotation axis of the drive wheel and in contact with the drive wheel. And a mechanism for changing the position and / or shape while maintaining a state in contact with the reference surface without being divided into the reference surface.

請求項１の構成によれば、車両の重心位置及び重心高さの変化に応じて姿勢制限手段を制御するため、重心位置及び重心高さが大きく変化した状態で倒立制御を停止しても、確実に車体を安定した状態に維持することができる。また、能動重量部の相対位置を考慮することで、車両の重心位置及び重心高さを正しく推定し、車両の加減速や登降坂等を目的として能動重量部を大きく相対移動させた状態で倒立制御を停止しても、確実に車体を安定した状態に維持することができる。換言すれば、高い加減速性能や登降坂性能を安全に実現できる。さらに、車体の力学的状態を厳密に考慮して安定性を予測した結果に基づいて姿勢制限手段を制御するため、より確実に車体を安定化させることができる。また、車体が傾斜して姿勢制限手段が接地した後に、車体が更に同じ方向に傾斜し続けることを防ぐのと共に、乗員の移動等に伴って車体が逆方向に傾斜することも防ぐことができる。さらに、車体の力学的状態を厳密に、かつ、定量的に考慮して安定性を予測した結果に基づいて姿勢制限手段を制御するため、更に確実に車体を安定化させることができる。また、接地荷重偏心度の目標値を所定範囲内とすることで、安定な範囲内で細かく姿勢制限手段を制御するような不要な動作、及び、それに伴うエネルギの浪費や振動、騒音等を防ぐことができる。 According to the configuration of claim 1, in order to control the posture limiting means according to the change in the center of gravity position and the center of gravity height of the vehicle, even if the inversion control is stopped in a state where the center of gravity position and the center of gravity height have greatly changed, The vehicle body can be reliably maintained in a stable state. In addition, by taking into account the relative position of the active weight part, the center of gravity position and the height of the center of gravity of the vehicle are correctly estimated, and the active weight part is moved upside down for the purpose of acceleration / deceleration, uphill / downhill, etc. Even when the control is stopped, the vehicle body can be reliably maintained in a stable state. In other words, high acceleration / deceleration performance and uphill / downhill performance can be realized safely. Furthermore, since the posture limiting means is controlled based on the result of the stability predicted by strictly considering the mechanical state of the vehicle body, the vehicle body can be more reliably stabilized. Further, after the vehicle body is tilted and the posture restriction means is grounded, it is possible to prevent the vehicle body from further tilting in the same direction and to prevent the vehicle body from tilting in the reverse direction due to movement of the occupant. . In addition, since the posture limiting means is controlled based on the result of predicting the stability by strictly and quantitatively considering the mechanical state of the vehicle body, the vehicle body can be further stabilized. In addition, by setting the target value of the ground load eccentricity within a predetermined range, unnecessary operations that finely control the posture limiting means within a stable range, and associated energy waste, vibration, noise, etc. are prevented. be able to.

請求項２の構成によれば、姿勢制限手段を使用する前に、あらかじめ姿勢制限手段を適切な状態に設定することができる。 According to the configuration of the second aspect , the posture limiting unit can be set in an appropriate state in advance before the posture limiting unit is used.

請求項３の構成によれば、異常時における緊急停止や乗員による駐車要求等に即時且つ確実に対応することができる。また、姿勢制限手段を必要とする状態を容易に判断できるのと共に、倒立制御停止後における姿勢制限手段の誤動作を確実に防止できる。 According to the structure of Claim 3 , it can respond to the emergency stop at the time of abnormality, the parking request by a passenger | crew, etc. immediately and reliably. In addition, it is possible to easily determine the state that requires the posture restriction means, and it is possible to reliably prevent the posture restriction means from malfunctioning after stopping the inverted control.

請求項４の構成によれば、姿勢制限手段の制御に依らず、車体傾斜角の最大値を一定に保つような機構を用いることで、車体傾斜による加減速や登降坂等の運動性能と重心移動に対する安全性を両立させることができる。すなわち、安全で便利な倒立型車両を実現できる。 According to the configuration of the fourth aspect , by using a mechanism that keeps the maximum value of the vehicle body inclination angle constant regardless of the control of the posture restricting means, the motion performance and the center of gravity such as acceleration / deceleration due to vehicle body inclination and uphill / downhill It is possible to achieve both safety for movement. That is, a safe and convenient inverted vehicle can be realized.

本発明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を示す図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle in an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a state in which an occupant is on board. 本発明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 embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the vehicle control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるストッパ制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the stopper control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるストッパ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 operation | movement of the acquisition process of the stopper state quantity in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における搭乗部の重心位置及び重心高さを決定する動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which determines the gravity center position and gravity center height of a riding part in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両の重心位置及び重心高さを決定する動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which determines the gravity center position and gravity center height of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における変動特性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 operation | movement of the acquisition process of the fluctuation | variation characteristic quantity in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるストッパの接地予測状態を示す図である。It is a figure which shows the earthing | grounding prediction state of the stopper in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における駆動輪接地点、接地荷重中心点及びストッパ接地点の位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the driving wheel grounding point, grounding load center point, and stopper grounding point in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における接地状態の予測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 prediction process of the ground state in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における接地荷重偏心度の予測値と目標値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the predicted value and target value of the ground load eccentricity in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるストッパ目標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 stopper target state in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるストッパ出力の制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the control process of the stopper output in embodiment of this invention.

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を示す図、図２は本発明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１において、（ａ）は事前適応制御未実行の場合における倒立制御実行時の状態、（ｂ）は事前適応制御未実行の場合における倒立制御停止後の状態、（ｃ）は事前適応制御実行の場合における倒立制御停止後の状態、（ｄ）は事前適応制御実行の場合における倒立制御実行時の状態である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle in an embodiment of the present invention, showing a state in which an occupant has boarded, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a vehicle control system in an embodiment of the present invention. . In FIG. 1, (a) is the state when the inverted control is executed when the prior adaptive control is not executed, (b) is the state after the inverted control is stopped when the prior adaptive control is not executed, and (c) is the prior adaptive. The state after the stop of the inverted control in the case of the control execution, (d) is the state at the time of executing the inverted control in the case of the prior adaptive control execution.

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が搭乗するとともに、搭載物１８が搭載される搭乗部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、車両１０は右方向に前進し、左方向に後退することができる。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a vehicle according to the present embodiment. A vehicle body 11, a drive wheel 12, a support 13, and an occupant 15 board a boarding unit 14 on which a load 18 is mounted. The vehicle 10 can tilt the vehicle body forward and backward. 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 can move forward in the right direction and move backward in the left 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の前後方向に本体部１１に対して相対的に並進可能となるように、換言すると、車体回転円の接線方向に相対的に移動可能となるように、取り付けられている。   The main body 11 that is a part of the vehicle body is supported from below by the support 13 and is positioned above the drive wheels 12. And, in the main body part 11, the riding part 14 functioning as an active weight part can be translated relative to the main body part 11 in the longitudinal direction of the vehicle 10, in other words, the tangential direction of the vehicle body rotation circle It is attached so that it can move relatively.

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

本実施の形態においては、説明の都合上、乗員１５が搭乗するとともに荷物等としての搭載物１８が搭載された状態の搭乗部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。また、同様に、搭乗部１４には必ずしも搭載物１８が搭載されている必要はなく、搭載物１８は省略することができる。   In the present embodiment, for the sake of explanation, an example will be described in which the riding section 14 in the state where the occupant 15 is boarded and the load 18 such as luggage is mounted functions as an active weight section. It is not always necessary for the occupant 15 to be on board. For example, when the vehicle 10 is operated by remote control, the occupant 15 does not have to be on the boarding portion 14. Similarly, it is not always necessary to mount the load 18 on the riding section 14, and the load 18 can be omitted.

なお、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、背もたれ部及びヘッドレストを備え、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 for automobiles such as passenger cars and buses, and includes a seat surface section, a backrest section, and a headrest, and is attached to the main body section 11 via a moving mechanism (not shown). Yes.

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

また、前記入力装置３０は、制御指令取得装置としての制御切替スイッチ３２を備える。そして、乗員１５が走行開始や降車を希望する場合には、制御切替スイッチ３２を操作することによって、倒立制御の実行や停止の指令を入力するようになっている。   The input device 30 includes a control changeover switch 32 as a control command acquisition device. When the occupant 15 desires to start traveling or get off, the control changeover switch 32 is operated to input an inversion control execution or stop command.

ここで、乗員１５が操作して倒立制御の実行や停止を入力することができる装置であれば、制御切替スイッチ３２に代えて他の装置、例えば、押しボタンやタッチパネル、操作レバー、音声認識システム等の装置を制御指令取得装置として使用することもできる。また、これらは実行又は停止の一方のみを指令する装置であってもよい。   Here, as long as it is a device that can be operated by the occupant 15 to input execution or stop of the inverted control, another device such as a push button, a touch panel, an operation lever, or a voice recognition system is used instead of the control changeover switch 32. It is also possible to use a device such as a control command acquisition device. Moreover, these may be a device that commands only one of execution or stop.

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及び制御切替スイッチ３２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及び制御切替スイッチ３２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。   When the vehicle 10 is steered by remote control, a receiving device that receives a travel command from the controller in a wired or wireless manner is used as the target travel state acquisition device instead of the joystick 31 and the control changeover switch 32. be able to. In addition, when the vehicle 10 automatically travels according to predetermined travel command data, data that reads travel command data stored in a storage medium such as a semiconductor memory or a hard disk instead of the joystick 31 and the control changeover switch 32. The reading device can be used as a target running state acquisition device.

図１に示されるように、車両１０の支持部１３には、姿勢制限手段としてのストッパ１６が伸縮可能に取り付けられ、ストッパモータ７２によって前後独立に伸縮させられる。図に示される例において、前記ストッパ１６は、Ｖ字形の側面形状を備え、支持部１３の下端に固定され、下方に向けて延出する中心部１６ｃ、該中心部１６ｃの下端から前方斜め上方向に延出する前方部１６ｆ、該前方部１６ｆの前端に形成された接地部としての前方接地部１６ａ、前記中心部１６ｃの下端から後方斜め上方向に延出する後方部１６ｒ、及び、該後方部１６ｒの後端に形成された接地部としての後方接地部１６ｂを有する。そして、前記前方部１６ｆ及び後方部１６ｒは、互いに独立に伸縮可能に構成され、伸縮軸として機能する。   As shown in FIG. 1, a stopper 16 as a posture limiting means is attached to the support portion 13 of the vehicle 10 so as to be extendable and contracted independently by the stopper motor 72. In the example shown in the figure, the stopper 16 has a V-shaped side surface shape, is fixed to the lower end of the support portion 13, and extends downward from the lower end of the central portion 16 c. A front part 16f extending in the direction, a front grounding part 16a as a grounding part formed at the front end of the front part 16f, a rear part 16r extending obliquely upward and rearward from the lower end of the center part 16c, and It has a rear grounding portion 16b as a grounding portion formed at the rear end of the rear portion 16r. The front portion 16f and the rear portion 16r are configured to be extendable and contractable independently of each other, and function as an extension shaft.

図１（ａ）に示されるような前方部１６ｆと後方部１６ｒの長さが等しい状態において、ストッパ１６の各部の位置、角度及び形状について、前方部１６ｆと後方部１６ｒは面対称の関係にあり、その平面上に駆動輪１２の回転軸があるように取り付けられる、すなわち、前方部１６ｆと後方部１６ｒとは同一の寸法及び形状を備える。   In the state where the lengths of the front part 16f and the rear part 16r are equal as shown in FIG. 1A, the front part 16f and the rear part 16r are in a plane-symmetrical relationship with respect to the position, angle and shape of each part of the stopper 16. Yes, and mounted so that the rotation axis of the drive wheel 12 is on the plane, that is, the front portion 16f and the rear portion 16r have the same size and shape.

ストッパ１６の具体的な寸法等は、車体傾斜角の制限値に基づいて決定される。まず、水平面を駆動輪１２の回転軸まわりに車体傾斜角制限値に等しい角度だけ回転させた平面であり、かつ、駆動輪１２に接する平面を基準面とする。なお、基準面は全部で４面考えられるが、駆動輪１２の前方下部で接する面を前方部１６ｆに対応する基準面とし、駆動輪１２の後方下部で接する面を後方部に対応する基準面とする。そして、車体が直立状態にあるとき、すなわち、車体傾斜角が零であるとき、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの伸縮方向が各々対応する基準面に平行であるように設計する。つまり、前方接地部１６ａ及び後方接地部１６ｂが水平面から車体傾斜角制限値だけ上方に傾いた方向に移動可能な構造とする。また、車体が直立状態にあるとき、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの伸縮状態に関わらず、前方接地部１６ａ及び後方接地部１６ｂが前記基準面に接するように設計する。   Specific dimensions and the like of the stopper 16 are determined based on the limit value of the vehicle body inclination angle. First, the horizontal plane is a plane rotated about the rotation axis of the drive wheel 12 by an angle equal to the vehicle body tilt angle limit value, and the plane in contact with the drive wheel 12 is a reference plane. Although four reference planes can be considered in total, the plane that contacts the lower front portion of the drive wheel 12 is the reference plane corresponding to the front portion 16f, and the plane that touches the lower rear portion of the drive wheel 12 corresponds to the rear portion. And When the vehicle body is in an upright state, that is, when the vehicle body inclination angle is zero, the front and rear portions 16f and the rear portion 16r are designed to extend and contract in parallel to the corresponding reference planes. That is, the front grounding portion 16a and the rear grounding portion 16b are configured to be movable in a direction tilted upward from the horizontal plane by the vehicle body tilt angle limit value. Further, when the vehicle body is in an upright state, the front grounding portion 16a and the rear grounding portion 16b are designed to be in contact with the reference plane regardless of the stretched state of the front portion 16f and the rear portion 16r.

そして、倒立制御を停止した時には、前方接地部１６ａ又は後方接地部１６ｂが路面に接地することによって車体の姿勢角度を制限し、車体が所定角度、すなわち、車体傾斜角制限値以上に傾斜することを防止する。   When the inversion control is stopped, the front grounding portion 16a or the rear grounding portion 16b contacts the road surface to limit the posture angle of the vehicle body, and the vehicle body tilts to a predetermined angle, that is, the vehicle body inclination angle limit value or more. To prevent.

このように、本実施の形態においては、車体直立時におけるストッパ１６の伸縮軸、すなわち、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの傾きであるストッパ伸縮軸偏角ΨSTが、所定の車体傾斜角の最大値θ1,MFと等しくなるような伸縮型ストッパ構造が採用されている。そして、ストッパ１６の伸縮軸に平行で、かつ、駆動輪１２に接する平面上にストッパ接地点が位置する。これにより、ストッパ長さによって、車体傾斜角制限値、すなわち、車両１０の加減速や登降坂等の限界性能が変化しない。したがって、車両１０の運動性能を低下させることなく、車両１０の安全性を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the telescopic axis of the stopper 16 when the vehicle body is upright, that is, the stopper telescopic shaft deflection angle Ψ ST that is the inclination of the front portion 16f and the rear portion 16r is the maximum of the predetermined vehicle body inclination angle. A telescopic stopper structure that is equal to the values θ 1 and MF is employed. The stopper contact point is located on a plane parallel to the telescopic axis of the stopper 16 and in contact with the drive wheel 12. As a result, the vehicle body tilt angle limit value, that is, the limit performance such as acceleration / deceleration and uphill / downhill of the vehicle 10 does not change depending on the stopper length. Therefore, the safety of the vehicle 10 can be improved without reducing the motion performance of the vehicle 10.

なお、本実施の形態においては、ストッパの伸縮に対して車体傾斜角制限値が一定であるような構造を用いているが、ストッパが伸びると同方向の車体傾斜角制限値が大きくなるような構造を用いてもよい。この場合、安定性を確保するために必要なストッパ伸長量が増加する代わりに、運動限界性能を更に高めることができる。一方、ストッパが伸びると同方向の車体傾斜角制限値が小さくなるような構造を用いてもよい。この場合、運動限界性能が低下する代わりに、より短いストッパ伸長量で安定性を確保することが可能であり、すなわち、重心移動に対する安定性がより高い倒立型車両を提供できる。   In this embodiment, a structure in which the vehicle body tilt angle limit value is constant with respect to the expansion and contraction of the stopper is used. However, when the stopper extends, the vehicle body tilt angle limit value in the same direction increases. A structure may be used. In this case, instead of increasing the amount of stopper extension necessary to ensure stability, the motion limit performance can be further enhanced. On the other hand, a structure in which the vehicle body inclination angle limit value in the same direction decreases as the stopper extends may be used. In this case, instead of lowering the motion limit performance, it is possible to ensure stability with a shorter stopper extension amount, that is, it is possible to provide an inverted vehicle with higher stability against the movement of the center of gravity.

次に、前記ストッパモータ７２は、すべりねじ伝動装置を介して、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒを伸縮させる。つまり、互いに螺（ら）合するスクリュ及びナットのいずれか一方をストッパモータ７２によって回転させることによって他方を軸方向に移動させることにより、ストッパモータ７２の回転往復運動を直線往復運動に変換し、この直線往復運動によって、ロッド状の前方部１６ｆにおける前後端の間隔、及び、ロッド状の後方部１６ｒにおける前後端の間隔を変化させる。したがって、ストッパブレーキを別段具備していなくても、電源が遮断されてストッパモータ７２の回転が停止すると、スクリュ及びナット間の摩擦によって、直線往復運動にブレーキがかかり、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒが伸縮不能となる。   Next, the stopper motor 72 extends and contracts the front part 16f and the rear part 16r via a sliding screw transmission. That is, by rotating either one of the screw and nut that are screwed together by the stopper motor 72 and moving the other in the axial direction, the rotational reciprocating motion of the stopper motor 72 is converted into a linear reciprocating motion, By this linear reciprocation, the distance between the front and rear ends of the rod-shaped front portion 16f and the distance between the front and rear ends of the rod-shaped rear portion 16r are changed. Therefore, even if the stopper brake is not provided separately, when the power is cut off and the rotation of the stopper motor 72 is stopped, the linear reciprocating motion is braked by the friction between the screw and the nut, and the front portion 16f and the rear portion 16r. Cannot stretch.

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、能動重量部制御ＥＣＵ２３及びストッパ制御ＥＣＵ２４を備える。前記制御ＥＣＵ２０並びに主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２、能動重量部制御ＥＣＵ２３及びストッパ制御ＥＣＵ２４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、能動重量部制御ＥＣＵ２３及びストッパ制御ＥＣＵ２４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。   The vehicle 10 also has 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, an active weight control ECU 23, and a stopper control ECU 24. The control ECU 20, the main control ECU 21, the drive wheel control ECU 22, the active weight unit control ECU 23, and the stopper control ECU 24 include a calculation unit such as a CPU and an MPU, a storage unit such as a magnetic disk and a semiconductor memory, an input / output interface, and the like. 10 is a computer system that controls the operations of the respective units. For example, the computer system is disposed in the main body unit 11, but may be disposed in the support unit 13 or the riding unit 14. The main control ECU 21, the drive wheel control ECU 22, the active weight unit control ECU 23, and the stopper control ECU 24 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及び能動重量部位置取得手段として機能し、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, and functions as an active weight part movement state measuring device and an active weight part position acquisition means, and detects an active weight part position and / or movement speed indicating the movement state of the riding part 14. And transmitted to the main control ECU 21. Further, the main control ECU 21 transmits an active weight part thrust command value to the active weight part control ECU 23, and the active weight part control ECU 23 sends an input voltage corresponding to the received active weight part thrust command value to the active weight part motor. 62. The active weight motor 62 applies thrust to the riding section 14 to translate the riding section 14 in accordance with the input voltage, thereby functioning as an active weight actuator.

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

さらに、主制御ＥＣＵ２１は、ストッパ制御ＥＣＵ２４、ストッパセンサ７１及びストッパモータ７２とともに、ストッパ１６の動作を制御するストッパ制御システム７０の一部として機能する。前記ストッパセンサ７１は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、姿勢制限手段計測装置として機能し、ストッパ１６の形状を示すストッパ長さ、すなわち、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの長さを検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。また、該主制御ＥＣＵ２１は、ストッパトルク指令値をストッパ制御ＥＣＵ２４に送信し、該ストッパ制御ＥＣＵ２４は、受信したストッパトルク指令値に相当する入力電圧をストッパモータ７２に供給する。そして、該ストッパモータ７２は、入力電圧に従ってストッパ１６に駆動トルクを付与し、これにより、姿勢制限手段アクチュエータとして機能する。   Further, the main control ECU 21 functions as a part of the stopper control system 70 that controls the operation of the stopper 16 together with the stopper control ECU 24, the stopper sensor 71, and the stopper motor 72. The stopper sensor 71 is composed of a resolver, an encoder, etc., and functions as a posture limiting means measuring device, detects the stopper length indicating the shape of the stopper 16, that is, the length of the front portion 16f and the rear portion 16r, and performs main control. It transmits to ECU21. The main control ECU 21 transmits a stopper torque command value to the stopper control ECU 24, and the stopper control ECU 24 supplies an input voltage corresponding to the received stopper torque command value to the stopper motor 72. The stopper motor 72 applies a driving torque to the stopper 16 according to the input voltage, thereby functioning as an attitude limiting means actuator.

また、車両１０は、荷重センサ８１を有する。該荷重センサ８１は、搭乗部１４の取り付け部に配設された複数の１軸荷重センサ等から成り、搭載荷重パラメータとして搭乗部１４上の乗員１５及び搭載物１８の重量、重心位置及び重心高さを検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。   The vehicle 10 has a load sensor 81. The load sensor 81 is composed of a plurality of uniaxial load sensors and the like disposed on the mounting portion of the riding section 14, and the weight, the position of the center of gravity, and the height of the center of gravity of the occupant 15 and the load 18 on the riding section 14 are mounted load parameters. This is detected and transmitted to the main control ECU 21.

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、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とを決定してもよい。   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.

本実施の形態において、制御ＥＣＵ２０は、図１（ａ）に示されるように、倒立制御を実行している間に、図１（ｂ）に示されるような倒立制御を停止した時の状態を予測し、予測した状態が図１（ｃ）に示されるような倒立制御停止時の目標状態に一致するように、ストッパ１６の回転状態を図１（ｄ）に示されるように補正する事前適応制御を実行する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the control ECU 20 indicates the state when the inversion control as shown in FIG. 1B is stopped while the inversion control is being executed. Pre-adaptation for correcting and correcting the rotation state of the stopper 16 as shown in FIG. 1D so that the predicted state matches the target state when the inverted control is stopped as shown in FIG. Execute control.

なお、図１において、１７は乗員１５及び搭載物１８も含む車両１０の重心を示し、白抜きの三角は、駆動輪１２の接地点としての駆動輪接地点を示し、白抜きの丸は、重心１７からの垂線が路面と交わる点としての接地荷重中心点を示し、白抜きの星は、前方接地部１６ａ又は後方接地部１６ｂが路面に接地する点としてのストッパ接地点を示している。   In FIG. 1, 17 represents the center of gravity of the vehicle 10 including the occupant 15 and the mounted object 18, the white triangle represents the driving wheel grounding point as the grounding point of the driving wheel 12, and the white circle represents A ground load center point as a point where a perpendicular line from the center of gravity 17 intersects the road surface is shown, and a white star indicates a stopper ground point as a point where the front grounding portion 16a or the rear grounding portion 16b contacts the road surface.

つまり、制御ＥＣＵ２０は、ストッパ事前適応制御を実行し、接地荷重中心点とストッパ接地点とを予測し、補正する。具体的には、倒立制御実行時、すなわち、ストッパ１６が浮上している時において、常に、倒立制御停止時、すなわち、ストッパ１６の接地時の車体姿勢を予測し、それが安定状態であるようにストッパ１６の状態をあらかじめ制御して倒立制御停止に備える。   That is, the control ECU 20 executes the stopper preliminary adaptive control, predicts and corrects the ground load center point and the stopper ground point. Specifically, when the inversion control is executed, that is, when the stopper 16 is floating, the vehicle body posture is always predicted when the inversion control is stopped, that is, when the stopper 16 is in contact with the ground, so that it is in a stable state. In addition, the state of the stopper 16 is controlled in advance to prepare for the inversion control stop.

また、搭載荷重や搭乗部１４の状態による車両１０の重心位置及び重心高さの変化を考慮して、接地荷重中心点を予測する。具体的には、乗員１５及び搭載物１８の重量や重心位置及び重心高さである搭載荷重パラメータと搭乗部１４の位置を取得し、これらの値に基づいて車両の重心位置及び重心高さ、そして、倒立制御停止時の接地荷重中心点を予測し、ストッパ１６を適切な状態に制御する。   Further, the ground load center point is predicted in consideration of changes in the center of gravity position and the height of the center of gravity of the vehicle 10 depending on the mounted load and the state of the riding section 14. Specifically, the weight of the occupant 15 and the load 18, the position of the center of gravity and the height of the center of gravity are obtained, and the position of the riding section 14 and the position of the riding section 14 are acquired. Then, the center point of the ground load when the inverted control is stopped is predicted, and the stopper 16 is controlled to an appropriate state.

以下の説明において、表記の簡略化のため、駆動輪１２の回転軸に垂直な平面に投影した駆動輪接地点を、省略して、単に、駆動輪接地点と表記する。また、ストッパ接地点や接地荷重中心点も同様に表記する。また、同様の理由から、倒立制御の実行時に予測したストッパ接地点及び接地荷重中心点を、それぞれストッパ接地予測点及び接地荷重中心予測点と表記する。   In the following description, for simplification of description, the driving wheel grounding point projected on a plane perpendicular to the rotation axis of the driving wheel 12 is omitted and simply referred to as driving wheel grounding point. The stopper ground point and ground load center point are also expressed in the same way. For the same reason, the stopper ground contact point and the ground load center point predicted when the inversion control is executed are referred to as a stopper ground contact prediction point and a ground load center prediction point, respectively.

車体姿勢の安定性については、予測される倒立制御停止時における駆動輪接地点とストッパ接地点と接地荷重中心点との位置関係によって判断する。まず、駆動輪接地点とストッパ接地点との中点に接地荷重中心点がある状態を最安定状態とする。そして、前記中点から接地荷重中心点までの水平方向の距離に相当する接地荷重偏心度の予測値を小さくするように、ストッパ接地予測点と接地荷重中心予測点とを制御する。具体的には、ストッパ１６の状態を変化させることによって、ストッパ接地予測点と接地荷重中心予測点とを制御する。   The stability of the vehicle body posture is determined by the positional relationship among the driving wheel grounding point, the stopper grounding point, and the grounding load center point when the inverted inversion control is stopped. First, a state where the ground load center point is at the midpoint between the driving wheel grounding point and the stopper grounding point is defined as the most stable state. Then, the stopper grounding prediction point and the grounding load center prediction point are controlled so as to reduce the predicted value of the grounding load eccentricity corresponding to the horizontal distance from the midpoint to the grounding load center point. Specifically, the stopper grounding prediction point and the grounding load center prediction point are controlled by changing the state of the stopper 16.

前述のように、ストッパ１６は、車両１０の前後の前方部１６ｆと後方部１６ｒとが結合され、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒが伸縮可能となっている。そこで、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの長さをストッパモータ７２で変化させることによって、ストッパ接地予測点と接地荷重中心予測点とを制御することができる。   As described above, the front part 16f and the rear part 16r of the front and rear of the vehicle 10 are coupled to the stopper 16, and the front part 16f and the rear part 16r can be expanded and contracted. Therefore, by changing the lengths of the front part 16f and the rear part 16r by the stopper motor 72, the stopper grounding prediction point and the grounding load center prediction point can be controlled.

また、倒立制御停止時には電源が遮断されるため、ストッパ１６の前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの伸縮運動に制動力が作用し、倒立制御停止直前の伸縮状態で固定される。倒立制御を停止するのは、例えば、システム異常に対する緊急停止時や、乗員１５が降車又は駐車を希望する時である。   Further, since the power supply is cut off when the inversion control is stopped, the braking force acts on the expansion and contraction movements of the front portion 16f and the rear portion 16r of the stopper 16, and is fixed in the expansion and contraction state immediately before the inversion control is stopped. The inversion control is stopped, for example, at an emergency stop due to a system abnormality or when the occupant 15 desires to get off or park.

なお、制御ＥＣＵ２０は、機能の観点から、搭乗部１４に搭載された荷重の状態を示す搭載荷重パラメータを取得する搭載荷重パラメータ取得手段、搭乗部１４の位置と搭載荷重パラメータとから車両重心位置及び重心高さを取得する車両重心取得手段、及び、車両重心位置及び重心高さに応じて、ストッパ１６の形状の制御を開始する姿勢制限制御手段を備える。   From the viewpoint of function, the control ECU 20 includes a mounted load parameter acquisition means for acquiring a mounted load parameter indicating the state of the load mounted on the riding section 14, and the position of the vehicle center of gravity and the position of the riding section 14 and the mounted load parameter. Vehicle gravity center acquisition means for acquiring the gravity center height, and posture restriction control means for starting control of the shape of the stopper 16 in accordance with the vehicle gravity center position and the gravity center height.

このように、倒立制御実行時、すなわち、車体の姿勢制御が行われている時であってストッパ１６を使用する前に、あらかじめストッパ１６を適切な状態に設定しておくので、異常時における緊急停止、乗員１５による駐車要求等にも即時に対応することができる。また、車両１０の力学的状態を厳密に考慮して安定性を予測した結果に基づいてストッパ１６を制御するため、倒立制御停止時にあっても、車体を確実に安定化させることができる。さらに、乗員１５や搭載物の状態を正確に考慮して車両１０の力学的状態を予測するため、乗員１５や搭載物の状態を制限されることなく車両１０を利用できる。さらに、搭乗部１４の相対移動の影響を正確に考慮して車両１０の力学的状態を予測するため、緊急停止時の安定性低下を憂慮することなく車両１０の有する走行性能を最大限発揮できる。さらに、必要に応じてストッパ１６の状態を制御するため、ストッパ１６による安定領域の過度なマージンが不要であり、ストッパ１６、すなわち、車両１０を小型化及び軽量化することができる。   In this way, when the inversion control is executed, that is, when the posture control of the vehicle body is being performed and the stopper 16 is used, the stopper 16 is set in an appropriate state in advance. It is possible to respond immediately to a stop, a parking request by the occupant 15, and the like. Further, since the stopper 16 is controlled based on the result of predicting the stability by strictly considering the mechanical state of the vehicle 10, the vehicle body can be reliably stabilized even when the inverted control is stopped. Further, since the mechanical state of the vehicle 10 is predicted in consideration of the state of the occupant 15 and the loaded object, the vehicle 10 can be used without restricting the state of the occupant 15 and the loaded object. Furthermore, since the mechanical state of the vehicle 10 is predicted by accurately considering the influence of the relative movement of the riding section 14, the running performance of the vehicle 10 can be maximized without worrying about a decrease in stability during an emergency stop. . Furthermore, since the state of the stopper 16 is controlled as necessary, an excessive margin of the stable region by the stopper 16 is unnecessary, and the stopper 16, that is, the vehicle 10 can be reduced in size and weight.

以上のように、搭載荷重の状態への適応、高い走行性能、並びに、車両１０の小型化によって、安全で使い勝手のよい倒立型の車両１０を提供できる。   As described above, the inverted vehicle 10 that is safe and easy to use can be provided by adapting to the state of the loaded load, high traveling performance, and downsizing of the vehicle 10.

ところで、搭乗部移動型の車両において搭乗部とストッパとを結合した場合には、以下の問題が発生する可能性がある。   By the way, when a boarding part and a stopper are combined in a riding part movement type vehicle, the following problems may occur.

第一に、搭乗部の可動距離に対する構造上の制約が大きくなる。具体的には、搭乗部とストッパの結合部材が車体構造と接触することを避ける必要があるが、ストッパは車両の前後に接続する必要があるため、可動距離が制限される場合がある。また、その解決策として、結合部材を車両の側方に逃がす構造にすると、車幅が大きくなる。したがって、車両の小型化と十分な加減速性能の両立が困難である。   First, structural restrictions on the movable distance of the riding section increase. Specifically, it is necessary to prevent the connecting member of the riding section and the stopper from coming into contact with the vehicle body structure. However, since the stopper needs to be connected to the front and rear of the vehicle, the movable distance may be limited. In addition, as a solution, if the structure is such that the coupling member escapes to the side of the vehicle, the vehicle width increases. Therefore, it is difficult to achieve both reduction in size of the vehicle and sufficient acceleration / deceleration performance.

第二に、ストッパの移動量が必要以上に大きくなる。車両の重心移動量は搭乗部の重心移動量よりも小さいため、搭乗部と共に移動するストッパの移動量は過剰になる。その結果、車両１０の前後に過剰な空間を必要とするのと共に、車体が逆方向へ傾斜したときの安定性を低下させる。したがって、車両前後の物体との接触や倒立制御停止時における車体の逆方向への傾斜に対する十分な注意を強いられるため、使い勝手が悪い。   Second, the amount of movement of the stopper becomes larger than necessary. Since the moving amount of the center of gravity of the vehicle is smaller than the moving amount of the center of gravity of the riding part, the moving amount of the stopper that moves together with the riding part becomes excessive. As a result, an excessive space is required before and after the vehicle 10, and stability when the vehicle body is inclined in the reverse direction is lowered. Therefore, since sufficient attention is paid to the contact with the objects before and after the vehicle and the leaning of the vehicle body in the reverse direction when the inverted control is stopped, the usability is poor.

第三に、ストッパの移動によって車体傾斜角の制限値が小さくなる。その結果、加減速限界性能の低下に伴い、走行性能や安全性が低下する。   Thirdly, the limit value of the vehicle body inclination angle is reduced by the movement of the stopper. As a result, traveling performance and safety are lowered with a decrease in acceleration / deceleration limit performance.

これに対して、本実施の形態においては、搭乗部１４とストッパ接地点を独立に移動させる構造であるため、構造上の制約は比較的緩い。また、制御の結果として、ストッパ接地点の移動量は搭乗部１４の移動量よりも短く、乗員１５と搭載物１８の重量に応じてストッパ接地点と搭乗部１４の移動量の比が決定される。さらに、ストッパ接地点は水平面から上方に傾斜した直線上を移動するため、車体傾斜角の制限値及び相当する走行性能は維持される。すなわち、本実施の形態により、車両１０の占有面積を大きくすることなく、安全、かつ、快適に利用できる倒立型の車両１０を提供することができる。   On the other hand, in the present embodiment, since the riding portion 14 and the stopper grounding point are moved independently, structural restrictions are relatively loose. Further, as a result of the control, the amount of movement of the stopper grounding point is shorter than the amount of movement of the riding part 14, and the ratio of the amount of movement of the stopper grounding point and the riding part 14 is determined according to the weight of the occupant 15 and the load 18. The Further, since the stopper contact point moves on a straight line inclined upward from the horizontal plane, the limit value of the vehicle body inclination angle and the corresponding traveling performance are maintained. That is, according to the present embodiment, it is possible to provide an inverted vehicle 10 that can be used safely and comfortably without increasing the occupation area of the vehicle 10.

次に、前記構成の車両１０の動作について説明する。まず、車両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 vehicle control process will be described.

図３は本発明の実施の形態における車両制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the vehicle control process in the embodiment of the present invention.

車両制御処理において、制御ＥＣＵ２０は、まず、システム異常判定を行い、異常発生か否かを判定する（ステップＳ１）。この場合、例えば、バッテリのエネルギ枯渇やセンサの故障等の原因によって、倒立制御の維持が不可能な状態となっているか否かを判断する。   In the vehicle control process, the control ECU 20 first performs system abnormality determination to determine whether or not an abnormality has occurred (step S1). In this case, for example, it is determined whether or not the inversion control cannot be maintained due to a cause such as battery energy depletion or sensor failure.

そして、異常発生はないと判定すると、制御ＥＣＵ２０は、降車希望判定を行い、降車希望であるか否かを判定する（ステップＳ２）。この場合、入力装置３０の制御切替スイッチ３２から入力された実行／停止指令の信号を取得し、乗員１５が降車を望んでいるか否かを判断する。具体的には、実行指令の場合には乗員１５が降車を望んでいない、停止指令の場合には乗員１５が降車を望んでいると判断する。   If it is determined that no abnormality has occurred, the control ECU 20 determines whether to get off the vehicle and determines whether or not it is desired to get off (step S2). In this case, an execution / stop command signal input from the control switch 32 of the input device 30 is acquired, and it is determined whether or not the occupant 15 wants to get off. Specifically, it is determined that the occupant 15 does not want to get off in the case of the execution command, and that the occupant 15 wants to get off in the case of the stop command.

そして、降車を望んでいないと判定すると、制御ＥＣＵ２０は、ブレーキ開放を行い（ステップＳ３）、ストッパモータ７２が備えるストッパブレーキ及び能動重量部モータ６２が備える搭乗部ブレーキに電源を投入し、ストッパブレーキ及び搭乗部ブレーキの開放状態を維持し、ストッパ１６及び搭乗部１４にブレーキがかからないようにする。なお、本実施の形態において、ストッパモータ７２及び能動重量部モータ６２は、ストッパブレーキ及び搭乗部ブレーキを備え、電源遮断時にはストッパブレーキ及び搭乗部ブレーキが作動するようになっている。ストッパブレーキ及び搭乗部ブレーキとしては、例えば、無励磁作動型の電磁ブレーキを使用する。なお、前方部１６ｆ及び後方部１６ｒの伸縮構造がすべりねじを備えるものである場合には、ストッパブレーキは不要である。   If it is determined that the user does not want to get off, the control ECU 20 releases the brake (step S3), turns on the power to the stopper brake provided in the stopper motor 72 and the riding part brake provided in the active weight motor 62, and the stopper brake And the release state of the riding section brake is maintained so that the brake is not applied to the stopper 16 and the riding section 14. In the present embodiment, the stopper motor 72 and the active weight section motor 62 include a stopper brake and a riding section brake, and the stopper brake and the riding section brake operate when the power is shut off. For example, a non-excitation operation type electromagnetic brake is used as the stopper brake and the riding section brake. In addition, when the telescopic structure of the front part 16f and the rear part 16r is provided with a slide screw, the stopper brake is not necessary.

続いて、制御ＥＣＵ２０は、倒立制御を実行し（ステップＳ４）、車体の倒立姿勢を維持しつつ、乗員１５が指令する走行状態を実現する。なお、倒立制御の内容については、通常の倒立型車両における倒立制御と同様であるので、説明を省略する。   Subsequently, the control ECU 20 executes the inversion control (step S4), and realizes the traveling state commanded by the occupant 15 while maintaining the inverted posture of the vehicle body. Note that the contents of the inversion control are the same as the inversion control in a normal inverted type vehicle, and thus the description thereof is omitted.

続いて、制御ＥＣＵ２０は、ストッパ制御処理を実行し（ステップＳ５）、倒立制御の停止に備えてストッパ１６を適切な状態に制御し、車両制御処理を終了する。なお、該車両制御処理は、所定の時間間隔（例えば、１００〔μｓ〕毎）で繰り返し実行される。   Subsequently, the control ECU 20 executes a stopper control process (step S5), controls the stopper 16 to an appropriate state in preparation for stopping the inversion control, and ends the vehicle control process. The vehicle control process is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every 100 [μs]).

一方、システム異常判定において異常が発生していると判定した場合、制御ＥＣＵ２０は、電源遮断、すなわち、緊急停止を行い（ステップＳ６）、車両１０のシステムの電源を遮断し、車両制御処理を終了する。なお、遮断される電源には、ストッパモータ７２が備えるストッパブレーキ及び能動重量部モータ６２が備える搭乗部ブレーキの電源も含まれる。   On the other hand, if it is determined in the system abnormality determination that an abnormality has occurred, the control ECU 20 shuts off the power, that is, performs an emergency stop (step S6), shuts off the power of the system of the vehicle 10, and ends the vehicle control process. To do. The power supply to be cut off includes a power supply for a stopper brake provided in the stopper motor 72 and a riding part brake provided in the active weight motor 62.

また、降車希望判定において降車を希望していると判定した場合、制御ＥＣＵ２０は、ブレーキ作動を行い（ステップＳ７）、ストッパモータ７２が備えるストッパブレーキ及び能動重量部モータ６２が備える搭乗部ブレーキの電源を遮断し、ストッパブレーキ及び搭乗部ブレーキを作動させて、ストッパ１６及び搭乗部１４を固定する。なお、着地制御において搭乗部１４の移動機構を活用する場合には、搭乗部ブレーキは作動させなくてもよい。   Further, when it is determined that the user wants to get off in the get-off request determination, the control ECU 20 performs the brake operation (step S7), and the power source for the stopper brake provided in the stopper motor 72 and the riding part brake provided in the active weight motor 62 is provided. And the stopper brake and the riding section brake are operated to fix the stopper 16 and the riding section 14. In addition, when utilizing the moving mechanism of the riding part 14 in landing control, a riding part brake does not need to be operated.

続いて、制御ＥＣＵ２０は、着地制御を実行し（ステップＳ８）、車体を緩やかに前方に傾け、ストッパ１６の前方接地部１６ａを路面に接地させ、車両制御処理を終了する。   Subsequently, the control ECU 20 executes landing control (step S8), gently tilts the vehicle body forward, causes the front grounding portion 16a of the stopper 16 to contact the road surface, and ends the vehicle control processing.

なお、本実施の形態では、車両制御処理において、異常時を除いて、必ず制御切替スイッチ３２の入力に基づく乗員１５の降車希望を判断しているが、一度降車希望の信号を受信したら、それ以降は制御切替スイッチ３２の入力に係わらず、常に降車を望んでいると判断してもよい。これにより、無駄な制御処理が軽減されるのと共に、一度降車希望を送信した直後に撤回された場合に適応することが困難な姿勢制御の実行、及び、それに伴う危険性を簡単に回避することができる。   In the present embodiment, the vehicle control process always determines whether the occupant 15 wants to get off based on the input of the control changeover switch 32 except when there is an abnormality. Thereafter, it may be determined that the user always wants to get off the vehicle regardless of the input of the control switch 32. As a result, wasteful control processing is reduced, and execution of posture control that is difficult to adapt when the vehicle is withdrawn immediately after sending a request to get off the vehicle, and the danger associated therewith are easily avoided. Can do.

次に、ストッパ制御処理について説明する。   Next, the stopper control process will be described.

図４は本発明の実施の形態におけるストッパ制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the stopper control process in the embodiment of the present invention.

ストッパ制御処理において、制御ＥＣＵ２０は、まず、ストッパ状態量の取得処理を実行し（ステップＳ５−１）、ストッパセンサ７１によって、ストッパ１６の状態量を取得する。   In the stopper control process, the control ECU 20 first executes a stopper state quantity acquisition process (step S5-1), and the stopper sensor 71 acquires the state quantity of the stopper 16.

次に、制御ＥＣＵ２０は、変動特性量の取得処理を実行し（ステップＳ５−２）、車体の安定性に影響を及ぼす要素についての特性量、具体的に本実施の形態においては、車両１０の重心位置及び重心高さを取得する。   Next, the control ECU 20 executes the process of acquiring the fluctuation characteristic amount (step S5-2), and the characteristic amount of the element that affects the stability of the vehicle body, specifically in the present embodiment, the vehicle 10 The center of gravity position and the center of gravity height are acquired.

次に、制御ＥＣＵ２０は、接地状態の予測処理を実行し（ステップＳ５−３）、ストッパ状態量の取得処理によって取得されたストッパ１６の状態量及び変動特性量の取得処理によって取得された特性量に基づいて、倒立制御停止時、すなわち、ストッパ接地時における車両１０の力学的状態を予測する。   Next, the control ECU 20 executes a prediction process of the ground contact state (step S5-3), and the characteristic quantity acquired by the acquisition process of the state quantity of the stopper 16 and the fluctuation characteristic quantity acquired by the acquisition process of the stopper state quantity. Based on the above, the mechanical state of the vehicle 10 when the inverted control is stopped, that is, when the stopper is grounded, is predicted.

次に、制御ＥＣＵ２０は、ストッパ目標状態の決定処理を実行し（ステップＳ５−４）、接地状態の予測処理によって予測された車両１０の力学的状態に応じてストッパ状態量の目標値を決定する。   Next, the control ECU 20 executes a stopper target state determination process (step S5-4), and determines a target value of the stopper state quantity according to the mechanical state of the vehicle 10 predicted by the ground state prediction process. .

最後に、制御ＥＣＵ２０は、ストッパ出力の制御処理を実行し（ステップＳ５−５）、ストッパ状態量の取得処理によって取得されたストッパ１６の状態量及びストッパ目標状態の決定処理によって決定されたストッパ状態量の目標値に応じて、ストッパトルク指令値をストッパ制御ＥＣＵ２４に与える。   Finally, the control ECU 20 executes a stopper output control process (step S5-5), and the stopper state determined by the stopper state quantity acquisition process and the stopper target state determination process acquired by the stopper state quantity acquisition process. A stopper torque command value is given to the stopper control ECU 24 in accordance with the target amount.

次に、ストッパ制御処理の詳細について説明する。まず、ストッパ状態量の取得処理について説明する。   Next, details of the stopper control process will be described. First, the stopper state quantity acquisition process will be described.

図５は本発明の実施の形態におけるストッパ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 flowchart showing the operation of the stopper state quantity acquisition process in the embodiment of the present invention.

ストッパ状態量の取得処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、ストッパ１６の状態量を取得する（ステップＳ５−１−１）。この場合、ストッパセンサ７１からストッパ長さ及び／又はストッパ伸縮速度を取得する。   In the stopper state quantity acquisition process, the main control ECU 21 first acquires the state quantity of the stopper 16 (step S5-1-1). In this case, the stopper length and / or the stopper expansion / contraction speed are acquired from the stopper sensor 71.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの状態量を算出する（ステップＳ５−１−２）。この場合、取得した状態量を時間微分又は時間積分することによって、残りの状態量を算出する。取得した状態量がストッパ長さである場合には、これを時間微分することによって、ストッパ伸縮速度を得ることができる。また、取得した状態量がストッパ伸縮速度である場合には、これを時間積分することによって、ストッパ長さを得ることができる。   Subsequently, the main control ECU 21 calculates the remaining state quantity (step S5-1-2). In this case, the remaining state quantity is calculated by time differentiation or time integration of the obtained state quantity. When the acquired state quantity is the stopper length, the stopper expansion / contraction speed can be obtained by differentiating this with time. Further, when the acquired state quantity is the stopper expansion / contraction speed, the stopper length can be obtained by integrating the time amount.

次に、変動特性量の取得処理について説明する。   Next, the fluctuation characteristic amount acquisition process will be described.

図６は本発明の実施の形態における搭乗部の重心位置及び重心高さを決定する動作を説明する図、図７は本発明の実施の形態における車両の重心位置及び重心高さを決定する動作を説明する図、図８は本発明の実施の形態における変動特性量の取得処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operation for determining the gravity center position and the gravity center height of the riding section in the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is the operation for determining the vehicle gravity center position and the gravity center height in the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the fluctuation characteristic amount acquisition process in the 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。
ＦS(i)：荷重センサ計測値（引張荷重を正、添字（ｉ）はｉ番目のセンサを表す）
ｘpS(i) ：荷重センサ位置（添字（ｉ）はｉ番目のセンサを表す）
θ1 ：車体傾斜角
λS ：搭乗部位置
α：車両加速度〔Ｇ〕
ｍS0：乗員（搭載物）を除く搭乗部の重量
ｘS0：乗員（搭載物）を除く搭乗部の重心位置
ｚS0：乗員（搭載物）を除く搭乗部の重心高さ
ｌ1 ：車軸から搭乗部重心までの距離（基準値）
θR,sh：慣性力傾斜角の閾（しきい）値（所定値）
αS,sh：搭乗部相対加速度の閾値（所定値）
ζ0 ＝Δｔ／ＴLPF
Δｔ：荷重センサ計測周期（所定値）
ＴLPF ：ローパスフィルタ時定数（所定値）
変動特性量の取得処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、駆動輪１２及び車体の状態量を取得する（ステップＳ５−２−１）。この場合、倒立制御で用いた駆動輪回転角及び／又は回転角速度、車体傾斜角及び／又は傾斜角速度、並びに、搭乗部位置及び／又は移動速度を再び取得する。 In the present embodiment, state quantities and parameters are represented by the following symbols.
F S (i) : Load sensor measurement value (Tensile load is positive, subscript (i) indicates i-th sensor)
x pS (i) : Load sensor position (subscript (i) indicates i-th sensor)
θ 1 : body inclination angle λ S : riding section position α: vehicle acceleration [G]
m S0 : Weight of the riding section excluding the occupant (loaded) x S0 : Center of gravity of the riding section excluding the occupant (loaded) z S0 : Height of the center of gravity of the riding section excluding the occupant (loaded)
l 1 : Distance from axle to center of gravity of riding area (reference value)
θ R, sh : Inertial force tilt angle threshold value (predetermined value)
α S, sh ： Riding acceleration relative threshold (predetermined value)
ζ 0 = Δt / T LPF
Δt: Load sensor measurement cycle (predetermined value)
T LPF : Low-pass filter time constant (predetermined value)
In the variation characteristic amount acquisition process, the main control ECU 21 first acquires the state quantities of the drive wheels 12 and the vehicle body (step S5-2-1). In this case, the driving wheel rotation angle and / or rotation angular velocity, the vehicle body inclination angle and / or the inclination angular velocity, and the riding section position and / or movement speed used in the inversion control are acquired again.

なお、倒立制御においては、駆動輪センサ５１から駆動輪回転角及び／又は回転角速度を取得し、車体傾斜センサ４１から車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を取得し、能動重量部センサ６１から搭乗部位置及び／又は移動速度を取得し、さらに、取得した状態量を時間微分又は時間積分することによって、残りの状態量を算出する。例えば、取得した状態量が駆動輪回転角、車体傾斜角及び搭乗部位置である場合には、これらを時間微分することによって、回転角速度、傾斜角速度及び移動速度を得ることができる。また、例えば、取得した状態量が回転角速度、傾斜角速度及び移動速度である場合には、これらを時間積分することによって、駆動輪回転角、車体傾斜角及び搭乗部位置を得ることができる。   In the inversion control, the driving wheel rotation angle and / or the rotation angular velocity are acquired from the driving wheel sensor 51, the vehicle body inclination angle and / or the inclination angular velocity are acquired from the vehicle body inclination sensor 41, and the riding section is acquired from the active weight unit sensor 61. The position and / or moving speed is acquired, and the remaining state quantity is calculated by time differentiation or time integration of the acquired state quantity. For example, when the acquired state quantities are the drive wheel rotation angle, the vehicle body inclination angle, and the riding section position, the rotational angular velocity, the inclination angular velocity, and the movement velocity can be obtained by time differentiation. Further, for example, when the acquired state quantities are the rotational angular velocity, the tilt angular velocity, and the moving speed, the driving wheel rotational angle, the vehicle body tilt angle, and the riding section position can be obtained by time integration.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、搭載荷重パラメータを取得する（ステップＳ５−２−２）。この場合、図６に示されるような位置に配設された荷重センサ８１の計測値から搭載荷重パラメータとして、次のようなパラメータを取得する。なお、図６において、８２は乗員１５及び搭載物１８の重心である。   Subsequently, the main control ECU 21 acquires a mounting load parameter (step S5-2-2). In this case, the following parameters are acquired as the mounted load parameters from the measured values of the load sensor 81 arranged at the position as shown in FIG. In FIG. 6, 82 is the center of gravity of the occupant 15 and the load 18.

まず、乗員１５と搭載物１８の重量ｍp を下記の式によって取得する。 First, the weight m p of the occupant 15 and the load 18 is obtained by the following equation.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

また、乗員１５と搭載物１８の重心位置ｘpGを下記の式によって取得する Further, the center-of-gravity position x pG of the occupant 15 and the load 18 is acquired by the following equation.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

さらに、乗員１５と搭載物１８の重心高さｚpGを下記の式によって取得する。 Furthermore, the center-of-gravity height z pG of the occupant 15 and the load 18 is acquired by the following equation.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

ここで、上付き添字（ｎ）は時系列のｎ番目のデータであることを表す。なお、各時系列データの初期値には、所定の各基準値をあらかじめ与える。   Here, the superscript (n) represents the nth data in time series. In addition, each predetermined reference value is given in advance as the initial value of each time series data.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

このように、本実施の形態においては、複数の荷重センサ８１の計測値に基づいて、搭載荷重パラメータを推定する。つまり、乗員１５と搭載物１８を合わせた重量ｍp 、及び、その重心位置と重心高さを推定する。具体的には、荷重センサ８１の計測値の総和に基づいて、重量ｍp を推定する。また、複数の荷重センサ８１によって計測された搭乗部１４の前後の荷重分布に基づいて、重心位置及び重心高さを推定する。 Thus, in the present embodiment, the mounted load parameter is estimated based on the measurement values of the plurality of load sensors 81. That is, the weight m p of the occupant 15 and the load 18 and the position of the center of gravity and the height of the center of gravity are estimated. Specifically, the weight m p is estimated based on the sum of the measurement values of the load sensor 81. Further, based on the load distribution before and after the riding section 14 measured by the plurality of load sensors 81, the gravity center position and the gravity center height are estimated.

ここで、θR ≦θR,shの場合、すなわち、重力と慣性力の合力が搭乗部１４に対して比較的垂直な方向に作用している場合、（例えば、直立停止状態にある場合）、荷重分布に基づいて重心位置ｘpGの値のみを修正する。 Here, when θ R ≦ θ R, sh , that is, when the resultant force of gravity and inertia acts in a direction relatively perpendicular to the riding section 14 (for example, in an upright stop state). Based on the load distribution, only the value of the centroid position x pG is corrected.

また、θR ＞θR,shの場合、すなわち、重力と慣性力の合力が搭乗部１４に水平な方向にある程度作用する場合、（例えば、車体傾斜時や車両１０の加減速時）、荷重分布に基づいて重心高さｚpGの値のみを修正する。 Further, when θ R > θ R, sh , that is, when the resultant force of gravity and inertia acts to some extent in the horizontal direction on the riding section 14 (for example, when the vehicle body is inclined or the vehicle 10 is accelerated / decelerated), the load Only the value of the center-of-gravity height z pG is corrected based on the distribution.

すなわち、重心位置及び重心高さの推定においては、搭乗部１４に作用するピッチングモーメントの発生要因を考慮し、重心高さがほとんど寄与しない時には重心位置を高精度に推定し、重心高さがピッチングモーメントにある程度寄与する時には既に推定した重心位置に基づいて重心高さを推定する。また、一方の推定時には他方の値を固定する。これにより、荷重センサ８１のみで高精度に重心位置及び重心高さを推定することができる。   That is, in estimating the position of the center of gravity and the height of the center of gravity, the cause of the pitching moment acting on the riding section 14 is taken into account, and when the height of the center of gravity hardly contributes, the position of the center of gravity is estimated with high accuracy. When it contributes to the moment to some extent, the center of gravity height is estimated based on the already estimated center of gravity position. Moreover, the other value is fixed at the time of one estimation. Thereby, it is possible to estimate the position of the center of gravity and the height of the center of gravity with high accuracy only by the load sensor 81.

また、車体姿勢の変化が大きいときには、重心位置推定値を固定する。αS ＞αS,shの場合、すなわち、駆動輪１２の並進加速度に対する車体及び搭乗部１４の相対加速度が所定の閾値よりも大きい場合、重心位置の推定値を修正せず、その前の推定値を維持する。これにより、考慮が困難な相対加速度の影響が重心位置及び重心高さの推定値に及ぶことがない。したがって、倒立車両特有の現象である車体姿勢変化の影響を回避し、高精度で安定な推定を実行できる。 Further, when the change in the vehicle body posture is large, the estimated position of the center of gravity is fixed. When α S > α S, sh , that is, when the relative acceleration of the vehicle body and the riding section 14 with respect to the translational acceleration of the driving wheel 12 is larger than a predetermined threshold value, the estimated value of the center of gravity position is not corrected and the previous estimation is performed. Keep the value. Thereby, the influence of the relative acceleration that is difficult to consider does not reach the estimated value of the center of gravity position and the center of gravity height. Therefore, it is possible to avoid the influence of the vehicle body posture change, which is a phenomenon peculiar to an inverted vehicle, and to perform highly accurate and stable estimation.

なお、本実施の形態においては、複数の荷重センサ８１による荷重分布の計測値に基づいて、重心位置及び重心高さを推定しているが、他のセンサを追加して推定してもよい。例えば、レーザレーダ等によって乗員１５及び搭載物１８の形状を取得する形状センサを備え、取得した形状に基づいて重心位置及び重心高さを推定してもよい。   In the present embodiment, the position of the center of gravity and the height of the center of gravity are estimated based on the measurement values of the load distribution obtained by the plurality of load sensors 81, but may be estimated by adding other sensors. For example, a shape sensor that acquires the shapes of the occupant 15 and the load 18 may be provided by a laser radar or the like, and the center of gravity position and the height of the center of gravity may be estimated based on the acquired shapes.

また、荷重センサ８１として、より簡素なシステムを用いてもよい。例えば、荷重センサ８１を１つだけ備え、その計測値である重量から統計的知見に基づいて重心位置及び重心高さを推定してもよい。また、センサの代わりに入力装置を備え、乗員１５が自身の体重や身長及び搭載物１８の重量や形状のデータを入力装置によって入力又は送信し、そのデータに基づいて、重心位置及び重心高さを推定してもよい。   Further, a simpler system may be used as the load sensor 81. For example, only one load sensor 81 may be provided, and the position of the center of gravity and the height of the center of gravity may be estimated based on statistical knowledge from the weight that is the measured value. In addition, an input device is provided instead of the sensor, and the occupant 15 inputs or transmits data of his / her body weight and height and the weight and shape of the load 18 by the input device, and based on the data, the position of the center of gravity and the height of the center of gravity May be estimated.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両重心位置及び重心高さを決定する（ステップＳ５−２−３）。この場合、搭載荷重パラメータと搭乗部１４の位置とから、次の式（１）により、重心１７の位置と高さを決定する。   Subsequently, the main control ECU 21 determines the vehicle gravity center position and the gravity center height (step S5-2-3). In this case, the position and height of the center of gravity 17 are determined from the mounted load parameter and the position of the riding section 14 by the following equation (1).

Figure 0005182123
Figure 0005182123

ここで、Ｍは重量、ＸG は重心位置、ＺG は重心高さである。また、ｍb は乗員１５及び搭載物１８がないときの車両重量、ＸG0は乗員１５及び搭載物１８がなく、搭乗部１４が基準位置にあるときの重心位置、ＺG0は乗員１５及び搭載物１８がないときの重心高さ（車軸高さ基準）、ＺS は搭乗部基準高さ（荷重センサ８１の取り付け位置の高さ）である。 Here, M is the weight, X G is the position of the center of gravity, and Z G is the height of the center of gravity. Further, m b is the vehicle weight in the absence of the occupant 15 and payloads 18, X G0 is no occupant 15 and payloads 18, the center-of-gravity position when the riding portion 14 is at the reference position, Z G0 occupant 15 and mounted The center-of-gravity height when the object 18 is not present (axle height reference), Z S is the riding section reference height (height of the mounting position of the load sensor 81).

このように、本実施の形態においては、搭載荷重パラメータ及び搭乗部１４の位置に基づいて、車両１０の重心１７の位置及び高さを決定する。この場合、搭載荷重パラメータとして乗員１５及び搭載物１８の重量と重心位置及び重心高さを考慮し、それらの偏差による車両重心位置及び重心高さの変化分を補正する。これにより、倒立制御停止時の安定性をより正しく推定し、適切なストッパ１６の制御を実行できる。また、搭乗部１４の移動による重心位置の変化を考慮する。これにより、加減速や登降坂中の緊急停止時においても車体の安定性を確実に保つことができるため、緊急停止時の安全性を憂慮することなく、車両１０の有する走行性能を十分に発揮することができる。   Thus, in the present embodiment, the position and height of the center of gravity 17 of the vehicle 10 are determined based on the mounting load parameter and the position of the riding section 14. In this case, the weight of the occupant 15 and the load 18 and the position of the center of gravity and the height of the center of gravity are taken into consideration as the mounted load parameters, and the changes in the position of the center of gravity of the vehicle and the height of the center of gravity due to the deviation are corrected. Accordingly, it is possible to more accurately estimate the stability when the inverted control is stopped and to appropriately control the stopper 16. In addition, a change in the position of the center of gravity due to the movement of the riding section 14 is considered. As a result, the stability of the vehicle body can be reliably maintained even during acceleration / deceleration or an emergency stop during uphill / downhill, so that the running performance of the vehicle 10 can be fully exerted without worrying about safety during an emergency stop. can do.

なお、本実施の形態においては、搭乗部１４の実際の位置に基づいて車両重心位置を決定しているが、搭乗部１４の位置制御に比べてストッパ１６の状態制御の時間遅れが大きい場合、搭乗部１４の位置制御における目標位置に基づいて車両重心位置を決定してもよい。これにより、搭乗部１４の移動を予測してストッパ１６を制御することで、ストッパ１６の状態制御の時間遅れをある程度補償できる。   In the present embodiment, the position of the center of gravity of the vehicle is determined based on the actual position of the riding section 14, but when the time control of the state control of the stopper 16 is greater than the position control of the riding section 14, The vehicle gravity center position may be determined based on the target position in the position control of the riding section 14. Thereby, the time delay of the state control of the stopper 16 can be compensated to some extent by predicting the movement of the riding section 14 and controlling the stopper 16.

次に、接地状態の予測処理について説明する。   Next, the ground state prediction process will be described.

図９は本発明の実施の形態におけるストッパの接地予測状態を示す図、図１０は本発明の実施の形態における駆動輪接地点、接地荷重中心点及びストッパ接地点の位置関係を説明する図、図１１は本発明の実施の形態における接地状態の予測処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a diagram illustrating a predicted contact state of the stopper according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram illustrating the positional relationship among the drive wheel ground point, the ground load center point, and the stopper ground point according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the ground state prediction process in the embodiment of the present invention.

接地状態の予測処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、ストッパ接地点を予測する（ステップＳ５−３−１）。具体的には、ストッパ状態量の取得処理で取得したストッパ長さに基づき、ストッパ接地点を予測する。なお、図９には、ストッパ１６の前方接地部１６ａが路面に接地した予測状態が示されている。   In the grounding state prediction process, the main control ECU 21 first predicts a stopper grounding point (step S5-3-1). Specifically, the stopper contact point is predicted based on the stopper length acquired in the stopper state quantity acquisition process. FIG. 9 shows a predicted state in which the front grounding portion 16a of the stopper 16 is grounded on the road surface.

ストッパ１６の前方接地部１６ａが接地した場合の駆動輪接地点からストッパ接地予測点までの水平線上の距離ｘS,f と、ストッパ１６の後方接地部１６ｂが接地した場合の駆動輪接地点からストッパ接地予測点までの水平線上の距離ｘS,r は、次の式（２）で表される。なお、以降の説明において、ｘS,f 及びｘS,r を統合的に説明する場合には、駆動輪接地点からストッパ接地予測点までの距離をｘS として説明する。 The distance x S, f on the horizontal line from the driving wheel grounding point to the stopper grounding prediction point when the front grounding portion 16a of the stopper 16 is grounded and the driving wheel grounding point when the rear grounding portion 16b of the stopper 16 is grounded The distance x S, r on the horizontal line to the predicted contact point with the stopper is expressed by the following equation (2). In the following description, when x S, f and x S, r are described in an integrated manner, the distance from the driving wheel grounding point to the stopper grounding prediction point is described as x S.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、接地荷重中心点を予測する（ステップＳ５−３−２）。具体的には、ストッパ状態量の取得処理で取得したストッパ長さ及び変動特性量の取得処理で取得した車両重心位置及び重心高さに基づき、接地荷重中心点を予測する。   Subsequently, the main control ECU 21 predicts a ground load center point (step S5-3-2). Specifically, the center point of the ground load is predicted based on the position of the center of gravity of the vehicle and the height of the center of gravity acquired by the acquisition processing of the stopper length and the variation characteristic amount acquired by the acquisition processing of the stopper state quantity.

ストッパ１６の前方接地部１６ａが接地した場合の駆動輪接地点から接地荷重中心予測点までの水平線上の距離ｘC,f と、ストッパ１６の後方接地部１６ｂが接地した場合の駆動輪接地点から接地荷重中心予測点までの水平線上の距離ｘC,r は、次の式（３）で表される。なお、以降の説明において、ｘC,f 及びｘC,r を統合的に説明する場合には、駆動輪接地点から接地荷重中心予測点までの距離をｘC として説明する。 The distance x C, f on the horizontal line from the driving wheel grounding point when the front grounding portion 16a of the stopper 16 is grounded to the ground load center prediction point , and the driving wheel grounding point when the rear grounding portion 16b of the stopper 16 is grounded The distance x C, r on the horizontal line from the ground load center prediction point to is expressed by the following equation (3). In the following description, when x C, f and x C, r are described in an integrated manner, the distance from the driving wheel ground point to the ground load center predicted point is described as x C.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

このように、主制御ＥＣＵ２１は、車両重心位置及び重心高さとストッパ１６の状態とに基づいて、倒立制御の停止時、すなわち、ストッパ１６の接地時における車体姿勢及び力学的状態を予測する。つまり、車両重心（ＸG 、ＺG ）とストッパ長さλST,f及びλST,rに基づいて、ストッパ接地点と接地荷重中心点を予測する。この場合、ストッパ長さλST,f及びλST,rによるストッパ接地点の位置変化を考慮して、駆動輪接地点からストッパ接地点までの距離ｘS を求める。また、車両重心、及び、ストッパ長さλST,f及びλST,rによる車体傾斜角の変化を考慮して、駆動輪接地点から接地荷重中心点までの距離ｘC を求める。このように、倒立制御停止時における車両１０の状態を詳細に考慮することで、その安定性をより高い精度で評価できる。 As described above, the main control ECU 21 predicts the vehicle body posture and the mechanical state when the inversion control is stopped, that is, when the stopper 16 is grounded, based on the vehicle center of gravity position and the center of gravity height and the state of the stopper 16. That is, the stopper ground point and the ground load center point are predicted based on the vehicle center of gravity (X G , Z G ) and the stopper lengths λ ST, f and λ ST, r . In this case, the distance x S from the driving wheel grounding point to the stopper grounding point is determined in consideration of the position change of the stopper grounding point due to the stopper lengths λST, f and λST, r . Further, the distance x C from the driving wheel grounding point to the grounding load center point is obtained in consideration of the change of the vehicle body inclination angle due to the vehicle center of gravity and the stopper lengths λST, f and λST, r . Thus, by considering in detail the state of the vehicle 10 when the inverted control is stopped, the stability can be evaluated with higher accuracy.

また、主制御ＥＣＵ２１は、車体が前傾してストッパ１６の前方部１６ｆの前方接地部１６ａが接地した場合と、車体が後傾してストッパ１６の後方部１６ｒの後方接地部１６ｂが接地した場合とを考慮し、各々の場合におけるストッパ接地点及び接地荷重中心点を求める。これにより、倒立制御の緊急停止時において車体がどちらの方向に傾斜しても、その安定性を保証できる。   Further, the main control ECU 21 is configured such that the vehicle body is tilted forward and the front grounding portion 16a of the front portion 16f of the stopper 16 is grounded, and the vehicle body is tilted rearward and the rear grounding portion 16b of the rear portion 16r of the stopper 16 is grounded. The stopper grounding point and grounding load center point are obtained in each case. As a result, the stability of the vehicle body can be guaranteed regardless of which direction the vehicle body tilts during an emergency stop of the inverted control.

なお、本実施の形態においては、非線形の評価式によって、ストッパ接地点と接地荷重中心点との相対位置を予測しているが、より簡単な線形式によって予測してもよい。また、駆動輪１２の変形や車体傾斜の慣性等を考慮したより詳細なモデルに基づく評価式によって予測してもよい。さらに、関数をマップとして具備し、それを用いて予測してもよい。   In the present embodiment, the relative position between the stopper grounding point and the grounding load center point is predicted by a non-linear evaluation formula, but may be predicted by a simpler line format. Further, it may be predicted by an evaluation formula based on a more detailed model considering the deformation of the drive wheel 12 and the inertia of the vehicle body inclination. Further, a function may be provided as a map and predicted using the function.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、接地荷重偏心度を予測する（ステップＳ５−３−３）。具体的には、予測したストッパ接地点及び接地荷重中心点に基づき、次の式（４）により、倒立制御の停止時、すなわち、ストッパ１６の接地時における接地荷重偏心度を算出する。なお、図１０には、ストッパ接地点、接地荷重中心点及び駆動輪接地点の位置と、駆動輪接地点からストッパ接地点及び接地荷重中心点までの水平距離と、接地荷重偏心度との関係も示されている。   Subsequently, the main control ECU 21 predicts the ground load eccentricity (step S5-3-3). Specifically, based on the predicted stopper grounding point and grounding load center point, the ground load eccentricity when the inversion control is stopped, that is, when the stopper 16 is grounded, is calculated by the following equation (4). FIG. 10 shows the relationship between the position of the stopper grounding point, grounding load center point and driving wheel grounding point, the horizontal distance from the driving wheel grounding point to the stopper grounding point and grounding load center point, and the grounding load eccentricity. Is also shown.

ストッパ１６の前方接地部１６ａが接地した場合の接地荷重偏心度をγf とし、ストッパ１６の後方接地部１６ｂが接地した場合の接地荷重偏心度をγr とすると、γf 及びγr は、次の式（４）で表される。なお、以降の説明において、γf 及びγr を統合的に説明する場合には、接地荷重偏心度γとして説明する。 If the ground load eccentricity when the front grounding portion 16a of the stopper 16 is grounded is γ f and the ground load eccentricity when the rear grounding portion 16b of the stopper 16 is grounded is γ r , γ f and γ r are It is represented by the following formula (4). In the following description, when γ f and γ r are described in an integrated manner, the ground load eccentricity γ will be described.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

このように、主制御ＥＣＵ２１は、予測した駆動輪接地点、ストッパ接地点及び接地荷重中心点の位置関係に基づいて、倒立制御停止時、すなわち、ストッパ接地時における車体姿勢の安定性を評価する。具体的には、駆動輪接地点とストッパ接地点との中点を基準とした接地荷重中心点のずれを駆動輪接地点及びストッパ接地点間距離の半分で無次元化した値である接地荷重偏心度によって、安定性を評価する。   As described above, the main control ECU 21 evaluates the stability of the vehicle body posture when the inverted control is stopped, that is, when the stopper is grounded, based on the predicted positional relationship between the driving wheel grounding point, the stopper grounding point, and the grounding load center point. . Specifically, the ground load is a value obtained by making the deviation of the ground load center point with respect to the midpoint between the drive wheel ground point and the stopper ground point dimensionless by half the distance between the drive wheel ground point and the stopper ground point. The stability is evaluated by the degree of eccentricity.

接地荷重偏心度が、γ＞１の場合、接地荷重中心点がストッパ接地点の外側に位置するので、ストッパ接地点を中心として車体が回転し、場合によっては転倒する危険性があるため、危険な「不安定」であると評価する。また、γ＜−１の場合、接地荷重中心点が駆動輪接地点の外側に位置するので、ストッパ接地時の車体姿勢を維持することができず、やがて車体は逆側に傾斜するため、不便な「不安定」であると評価する。さらに、γ＝０の場合、接地荷重中心点が上記の２領域から最も離れた位置にあるので、この点が「最安定」であると評価し、この位置に接地荷重中心点があることを理想とする。   When the grounding load eccentricity is γ> 1, the grounding load center point is located outside the stopper grounding point, so the vehicle body rotates around the stopper grounding point, and in some cases there is a risk of falling, which is dangerous. It is evaluated as “unstable”. Further, when γ <−1, the ground load center point is located outside the driving wheel ground point, so the vehicle body posture at the time of stopper grounding cannot be maintained, and the vehicle body eventually tilts to the opposite side, which is inconvenient. It is evaluated as “unstable”. Further, when γ = 0, the ground load center point is located at the position farthest from the above two regions. Therefore, this point is evaluated as “most stable”, and the ground load center point is present at this position. Ideal.

これにより、転倒の危険だけでなく、逆側への車体再傾斜も回避させることができ、安定した車体姿勢の維持を実現することができる。   Thereby, not only the danger of falling, but also re-tilting of the vehicle body to the opposite side can be avoided, and a stable vehicle body posture can be maintained.

また、本実施の形態においては、接地荷重中心点が駆動輪接地点とストッパ接地点との中点にある場合を最安定としているが、異なる点にある場合を最安定としてもよい。例えば、接地荷重中心点がストッパ接地点の外側にある状態の方が、駆動輪接地点の外側にある状態よりも重大な不安定状態にあることを考慮し、所定量だけ駆動輪接地点に接近した位置を最安定点とすることで、より転倒しにくい制御を実現してもよい。   Further, in the present embodiment, the most stable case is when the ground load center point is at the midpoint between the drive wheel ground point and the stopper ground point, but the case where the ground load center point is at a different point may be the most stable. For example, considering that the state where the ground load center point is outside the stopper ground point is in a more unstable state than the state outside the drive wheel ground point, the drive wheel ground point is set to a predetermined amount. By making the approached position the most stable point, control that is more difficult to fall may be realized.

さらに、前側接地を想定した接地荷重中心点と後側接地を想定した接地荷重中心点について異なる値を最安定としてもよい。また、走行状態等で異なる値を最安定としてもよい。例えば、走行中の非常停止時には車体が前方に勢いよく傾斜する可能性があるため、走行中は前側の最安定点を駆動輪接地点側に走行速度に応じた量だけ近付けてもよい。また、降車時には前傾接地した後に乗員１５が降車すると重心位置が後方に移動するため、停止中は前側の最安定点をストッパ接地点側に乗員１５の体重に応じた量だけ近付けてもよい。   Furthermore, different values may be used as the most stable values for the ground load center point assuming the front side grounding and the ground load center point assuming the rear side ground. In addition, a different value depending on the running state or the like may be the most stable. For example, since there is a possibility that the vehicle body may lean forward in an emergency stop while traveling, the most stable point on the front side may be brought closer to the driving wheel grounding point side by an amount corresponding to the traveling speed during traveling. Further, when the occupant 15 gets off the vehicle after getting off the ground, the position of the center of gravity moves backward when the occupant 15 gets off. .

次に、ストッパ目標状態の決定処理について説明する。   Next, the stopper target state determination process will be described.

図１２は本発明の実施の形態における接地荷重偏心度の予測値と目標値との関係を示す図、図１３は本発明の実施の形態におけるストッパ目標状態の決定処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the predicted value of the ground load eccentricity and the target value in the embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the stopper target state determination process in the embodiment of the present invention. .

ストッパ目標状態の決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、接地荷重偏心度の目標値を決定する（ステップＳ５−４−１）。具体的には、接地状態の予測処理によって予測した接地荷重偏心度の値に基づき、次の式（５）によって、接地荷重偏心度の目標値を決定する。なお、上付きの符号＊は目標値であることを示す符号である。また、図１２には、接地荷重偏心度の予測値と目標値との関係が示されている。   In the stopper target state determination process, the main control ECU 21 first determines a target value of the ground load eccentricity (step S5-4-1). Specifically, the target value of the ground load eccentricity is determined by the following equation (5) based on the value of the ground load eccentricity predicted by the ground state prediction process. The superscript symbol * is a symbol indicating a target value. FIG. 12 shows the relationship between the predicted value of the ground load eccentricity and the target value.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

ここでは、接地荷重偏心度が安定な範囲にあるように、かつ、緩やかに最安定な値に収束するように、目標値を決定する。そのために、接地荷重偏心度の推定値に基づいて、接地荷重偏心度の目標値を決定する。   Here, the target value is determined so that the ground load eccentricity is in a stable range and gradually converges to the most stable value. For this purpose, a target value of the ground load eccentricity is determined based on the estimated value of the ground load eccentricity.

具体的には、接地荷重偏心度が不安定な範囲にある場合、すなわち、γ＜γMin 又はγ＞γMax である場合、安定な範囲内の所定値を目標値とする。これにより、接地荷重偏心度を迅速に安定な範囲内まで変化させ、不安定な状態を回避する。また、接地荷重偏心度が安定な範囲にある場合、すなわち、γMin ＜γ＜γMax である場合、推定値よりも少し小さな値を目標値とする。これにより、接地荷重偏心度を緩やかに最安定点へ誘導し、その安定度を強くする。 Specifically, when the ground load eccentricity is in an unstable range, that is, when γ <γ Min or γ> γ Max , a predetermined value within the stable range is set as the target value. As a result, the ground load eccentricity is rapidly changed to a stable range, and an unstable state is avoided. When the ground load eccentricity is in a stable range, that is, when γ Min <γ <γ Max , a value slightly smaller than the estimated value is set as the target value. As a result, the ground load eccentricity is gently guided to the most stable point, and the stability is increased.

このように、緊急度に応じて対応を変えることで、非緊急時の過剰な制御に伴うエネルギの浪費や振動発生を回避することができる。   In this way, by changing the response according to the degree of urgency, it is possible to avoid waste of energy and occurrence of vibration associated with excessive control during non-emergency.

なお、本実施の形態では、単純な線形関数を組み合わせた関数で接地荷重偏心度の目標値を設定しているが、より複雑な非線形の関数を用いてもよい。例えば、式（５）における閾値付近の不連続な変化を滑らかにすることで、同閾値付近でのストッパ１６や車体の動作の急な変化を軽減させることができる。また、本実施の形態では、接地荷重偏心度の予測値が正の場合と負の場合で同様の関数から目標値を設定しているが、その特性が異なってもよい。例えば、正の場合の目標値の関数の勾（こう）配をより小さく設定することで、車体転倒の防止をより強くすることができる。さらに、本実施の形態では、前側接地を想定した場合と後側接地を想定した場合で同じ関数を用いているが、それが異なっていてもよい。例えば、前側接地想定時の目標値の関数の最大値をより小さく設定することで、緊急停止時に可能性が高くなる前側への車体転倒の防止をより強く実行することができる。   In the present embodiment, the target value of the ground load eccentricity is set by a function combining simple linear functions, but a more complicated non-linear function may be used. For example, by smoothing the discontinuous change in the vicinity of the threshold value in Expression (5), a sudden change in the operation of the stopper 16 and the vehicle body in the vicinity of the threshold value can be reduced. Moreover, in this Embodiment, although the target value is set from the same function when the predicted value of the ground load eccentricity is positive and negative, the characteristics may be different. For example, by setting the gradient of the function of the target value in the positive case smaller, it is possible to further prevent the body from falling. Furthermore, in the present embodiment, the same function is used when the front side grounding is assumed and when the rear side grounding is assumed, but they may be different. For example, by setting the maximum value of the function of the target value at the time of assuming the front side ground contact, it is possible to more strongly prevent the vehicle body from falling to the front side, which is highly likely to occur during an emergency stop.

また、本実施の形態では、接地荷重偏心度の目標値を同予測値に基づいて設定することで収束速度などの制御特性を調整しているが、後述のフィードバック制御において特性を調整してもよい。例えば、接地荷重偏心度の予測値が所定の閾値を超過している場合にはフィードバックゲインを大きくし、同閾値以下の場合には同ゲインを小さくすることで、本実施の形態と同様の効果を実現できる。   Further, in the present embodiment, the control characteristics such as the convergence speed are adjusted by setting the target value of the contact load eccentricity based on the predicted value, but even if the characteristics are adjusted in the feedback control described later. Good. For example, if the predicted value of the ground load eccentricity exceeds a predetermined threshold, the feedback gain is increased, and if the predicted value of the ground load eccentricity is equal to or lower than the threshold, the same effect as this embodiment is achieved. Can be realized.

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、ストッパ状態量の目標値を決定する（ステップＳ５−４−２）。具体的には、接地荷重偏心度の目標値及び変動特性量の取得処理によって取得した車両重心位置に基づき、次の式（６）及び（７）によって、ストッパ長さの目標値を決定する。なお、式（６）はストッパ１６の前方部１６ｆの長さの目標値、式（７）はストッパ１６の後方部１６ｒの長さの目標値をそれぞれ表す。   Subsequently, the main control ECU 21 determines a target value of the stopper state quantity (step S5-4-2). Specifically, the target value of the stopper length is determined by the following formulas (6) and (7) based on the target value of the ground load eccentricity and the position of the center of gravity of the vehicle acquired by the process of acquiring the fluctuation characteristic amount. Equation (6) represents the target value of the length of the front portion 16f of the stopper 16, and Equation (7) represents the target value of the length of the rear portion 16r of the stopper 16.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

Figure 0005182123
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このように、接地荷重偏心度の目標値に応じて、ストッパ１６の目標状態を決定する。つまり、接地荷重偏心度の目標値と車両重心位置及び重心高さによって、ストッパ長さの目標値を決定する。この場合、ストッパ接地点及び接地荷重中心点が接地荷重偏心度の目標値を実現する配置になるようなストッパ長さを幾何学的条件等に基づいて算出し、それを目標値として設定する。   Thus, the target state of the stopper 16 is determined according to the target value of the ground load eccentricity. That is, the target value of the stopper length is determined based on the target value of the ground load eccentricity, the position of the center of gravity of the vehicle, and the height of the center of gravity. In this case, a stopper length is calculated based on the geometric conditions and the like so that the stopper grounding point and the grounding load center point are arranged to realize the target value of the grounding load eccentricity, and set as the target value.

なお、ストッパ長さを接地荷重偏心度と車両重心位置及び重心高さの陽関数で表すこと、すなわち、直接求めることは困難であることから、本実施の形態においては、数値的な方程式の解法（ニュートン法）を用いている。   It should be noted that the stopper length is expressed by an explicit function of the contact load eccentricity, the position of the center of gravity of the vehicle, and the height of the center of gravity, that is, it is difficult to directly obtain the stopper length. (Newton method) is used.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

なお、本実施の形態においては、非線形の陰関数によってストッパ長さの目標値を決定しているが、より簡単な線形式又は陽関数によって決定してもよい。また、関数をマップとして具備し、それを用いて決定してもよい。   In the present embodiment, the target value of the stopper length is determined by a nonlinear implicit function, but may be determined by a simpler linear form or explicit function. Further, the function may be provided as a map and determined using the map.

また、本実施の形態においては、接地荷重偏心度という指標を用いることによって車体の姿勢安定性の扱いを容易にしているが、車両重心位置及びストッパ長さから直接的にストッパ長さの目標値を設定してもよい。さらに、接地荷重偏心度の目標値を、一度、接地荷重中心点及びストッパ接地点の相対位置の目標値に置き換えた後に、ストッパ長さの目標値を決定してもよい。   Further, in this embodiment, the handling of the posture stability of the vehicle body is facilitated by using an index called ground load eccentricity, but the target value of the stopper length directly from the vehicle center of gravity position and the stopper length. May be set. Further, the target value of the stopper length may be determined after the target value of the ground load eccentricity is once replaced with the target value of the relative position of the ground load center point and the stopper ground point.

次に、ストッパ出力の制御処理について説明する。   Next, the stopper output control process will be described.

図１４は本発明の実施の形態におけるストッパ出力の制御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 stopper output control process according to the embodiment of the present invention.

ストッパ出力の制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、ストッパモータ７２のストッパトルク指令値を決定する（ステップＳ５−５−１）。具体的には、ストッパ長さ及びストッパ伸縮速度の目標値と計測値との偏差に基づき、次の式（１２）によって、ストッパモータ７２のストッパトルク指令値を決定する。なお、τS,f は前方部１６ｆを伸縮させるストッパモータ７２のストッパトルク指令値であり、τS,r は後方部１６ｒを伸縮させるストッパモータ７２のストッパトルク指令値である。また、以降の説明において、τS,f 及びτS,r を統合的に説明する場合には、ストッパトルク指令値τS として説明する。 In the control process of the stopper output, the main control ECU 21 first determines a stopper torque command value for the stopper motor 72 (step S5-5-1). Specifically, the stopper torque command value of the stopper motor 72 is determined by the following equation (12) based on the deviation between the target value and the measured value of the stopper length and the stopper expansion / contraction speed. Note that τ S, f is a stopper torque command value for the stopper motor 72 that expands and contracts the front portion 16f, and τ S, r is a stopper torque command value for the stopper motor 72 that expands and contracts the rear portion 16r. Further, in the following description, when τ S, f and τ S, r are described in an integrated manner, the description will be made as a stopper torque command value τ S.

Figure 0005182123
Figure 0005182123

このように、フィードバック制御（ＰＩＤ制御）によって、ストッパ１６の目標状態を実現するようにストッパトルク指令値を決定する。   Thus, the stopper torque command value is determined by feedback control (PID control) so as to realize the target state of the stopper 16.

なお、本実施の形態においては、ストッパ長さを制御対象としたフィードバック制御を実行しているが、他の状態量を対象としてもよい。例えば、ストッパ接地点、接地荷重中心点、又は、接地荷重偏心度を制御量としたフィードバック制御を実行してもよい。さらに、スライディングモード制御等の他のフィードバック制御、又は、フィードフォワード制御を導入してもよい。   In the present embodiment, feedback control with the stopper length as a control target is executed, but another state quantity may be set as a target. For example, feedback control using the control amount as a stopper ground point, ground load center point, or ground load eccentricity may be executed. Further, other feedback control such as sliding mode control or feedforward control may be introduced.

最後に、主制御ＥＣＵ２１は、ストッパ制御システム７０に指令値を与える（ステップＳ５−５−２）。この場合、主制御ＥＣＵ２１は、前述のように決定したストッパモータ７２のストッパトルク指令値をストッパ制御ＥＣＵ２４に送信する。   Finally, the main control ECU 21 gives a command value to the stopper control system 70 (step S5-5-2). In this case, the main control ECU 21 transmits the stopper torque command value of the stopper motor 72 determined as described above to the stopper control ECU 24.

このように、本実施の形態においては、倒立制御実行時に車両１０の重心位置及び重心高さを取得し、それに応じてストッパ１６を制御する。また、乗員１５と搭載物１８の重量、重心位置、重心高さ、及び、搭乗部１４の位置に応じて、車両１０の重心位置を決定する。   Thus, in the present embodiment, the position of the center of gravity and the height of the center of gravity of the vehicle 10 are acquired at the time of performing the inversion control, and the stopper 16 is controlled accordingly. Further, the center of gravity position of the vehicle 10 is determined according to the weight of the occupant 15 and the load 18, the center of gravity position, the height of the center of gravity, and the position of the riding section 14.

これにより、乗員１５や搭載物１８の状態に依らず、常に安全、かつ、快適に利用できる倒立型の車両１０を提供することができる。   Thereby, it is possible to provide an inverted vehicle 10 that can be used safely and comfortably regardless of the state of the occupant 15 or the load 18.

なお、本実施の形態においては、倒立制御の実行時に限って車両の重心位置に応じたストッパの制御を実行しているが、倒立制御の停止時にストッパ１６の制御が可能な場合、それを実行してもよい。例えば、倒立制御を停止した状態で乗員１５が乗降する際に、乗員１５の体重等に応じて接地したストッパ１６を制御することにより、乗車時や降車時に車体が大きく傾く心配が無く、車両１０への乗り降りがより容易で安全になる。   In the present embodiment, the control of the stopper according to the center of gravity position of the vehicle is executed only when the inversion control is executed. However, when the control of the stopper 16 is possible when the inversion control is stopped, the control is executed. May be. For example, when the occupant 15 gets on and off while the inversion control is stopped, the grounded stopper 16 is controlled according to the weight of the occupant 15, so that the vehicle body does not have to be greatly inclined when getting on or off the vehicle 10. Getting on and off is easier and safer.

また、本実施の形態においては、搭乗部１４に任意の重量と重心位置を有する乗員１５や積載物１８が搭載され、さらに搭乗部１４が能動重量部として前後に移動することで車体の姿勢制御を補助しているが、使用上搭載荷重の変動が小さい場合や一定の重量物しか搭載しない車両１０の場合には、搭乗部１４の相対位置のみに基づいてストッパ１６の制御を実行してもよい。また、車両１０が能動重量部を持たない場合についても、本実施の形態における搭乗部１４の相対位置を一定値とすることで、本実施の形態と同様にストッパ１６の制御を実行することができる。   Further, in the present embodiment, an occupant 15 or a load 18 having an arbitrary weight and a center of gravity is mounted on the riding part 14, and the riding part 14 moves back and forth as an active weight part to control the posture of the vehicle body. However, in the case of the vehicle 10 in which only a certain heavy load is mounted in use, even if the control of the stopper 16 is executed based only on the relative position of the riding section 14. Good. Even when the vehicle 10 does not have an active weight portion, the control of the stopper 16 can be executed similarly to the present embodiment by setting the relative position of the riding section 14 in the present embodiment to a constant value. it can.

さらに、本実施の形態においては、伸縮型ストッパによる構成を説明したが、他の種類のストッパを用いてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the configuration using the telescopic stopper has been described, but other types of stoppers may be used.

例えば、支持部１３とストッパ１６がモータを介して相対的に回転可能な状態で結合された構造とし、モータのトルクによってストッパ１６の回転角のみを制御することで、ストッパ接地時の車体傾斜角を調整して車体姿勢の安定化を達成してもよい。この場合、前後各々の制御はできないが、伸縮型に比べて簡素なシステムで倒立制御停止時における車体姿勢の安定性を実現できる。   For example, the support unit 13 and the stopper 16 are coupled in a relatively rotatable state via a motor, and only the rotation angle of the stopper 16 is controlled by the motor torque, so that the vehicle body tilt angle when the stopper contacts the ground. May be adjusted to achieve stabilization of the vehicle body posture. In this case, the front and rear controls cannot be performed, but the stability of the vehicle body posture when the inverted control is stopped can be realized with a simpler system than the telescopic type.

また、ストッパスライダ機構を具備し、該スライダ機構の相対的に並進移動する部分の一方を支持部１３に固定し、他方をストッパ１６に固定することで、ストッパ１６が支持部１３と相対的に並進移動する構造を用いてもよい。この場合、ストッパ１６を駆動輪１２の回転軸から遠ざけるほど、遠ざけた側のストッパ１６が接地した時の車体の傾斜角が小さくなり、その方向に転倒する可能性が低下する。   In addition, a stopper slider mechanism is provided, and one of the parts of the slider mechanism that translates relatively is fixed to the support portion 13 and the other is fixed to the stopper 16, so that the stopper 16 is relative to the support portion 13. A structure that translates may be used. In this case, the farther the stopper 16 is from the rotation axis of the drive wheel 12, the smaller the inclination angle of the vehicle body when the farther stopper 16 contacts the ground, and the possibility of falling in that direction decreases.

また、本実施の形態においては、すべりねじ伝動装置を介してストッパ１６の前方部１６ｆ及び後方部１６ｒを伸縮させる構造であるが、これに加えて、前方部１６ｆと前方接地部１６ａの間、及び、後方部１６ｒと後方接地部１６ｂの間にそれぞれコイルばねを介し、また、電源投入時に各コイルばねが所定のひずみ量で固定されるのと共に電源遮断時に解放される係合装置を具備した構造を用いてもよい。この場合、倒立制御の停止と共に電源を遮断した時にコイルばねの付与力により突出した前方接地部１６ａ及び／又は後方接地部１６ｒが接地した状態における車体姿勢の安定性を倒立制御実行時に予測し、不安定であると判定した場合にはすべりねじ伝動装置を動作させて、予測される接地状態を安定化させることができる。   Further, in the present embodiment, the front portion 16f and the rear portion 16r of the stopper 16 are expanded and contracted via the sliding screw transmission device, but in addition, between the front portion 16f and the front grounding portion 16a, In addition, each of the coil springs is interposed between the rear part 16r and the rear grounding part 16b, and each coil spring is fixed with a predetermined strain amount when the power is turned on and is also released when the power is shut off. A structure may be used. In this case, the stability of the vehicle body posture in a state where the front grounding portion 16a and / or the rear grounding portion 16r protruding by the applying force of the coil spring when the power supply is cut off with the stoppage of the inversion control is grounded is predicted when the inversion control is performed. If it is determined to be unstable, the sliding screw transmission can be operated to stabilize the predicted grounding state.

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.

本発明は、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に適用することができる。   The present invention can be applied to a vehicle using posture control of an inverted pendulum.

１０ 車両
１２ 駆動輪
１４ 搭乗部
１６ ストッパ
１６ａ 前方接地部
１６ｂ 後方接地部
１６ｆ 前方部
１６ｒ 後方部
１７ 重心
２０ 制御ＥＣＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 12 Drive wheel 14 Riding part 16 Stopper 16a Front grounding part 16b Rear grounding part 16f Front part 16r Rear part 17 Center of gravity 20 Control ECU

Claims (4)

回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、
前記車体の姿勢角度を制限する姿勢制限手段と、
前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、
車両の重心位置及び／又は重心高さである車両重心を取得する車両重心取得手段と、
該車両重心取得手段によって取得された車両重心に応じて、前記姿勢制限手段の位置及び／又は形状を制御する姿勢制限制御手段と、
前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部と、
前記車体に対する前記能動重量部の相対位置を取得する能動重量部位置取得手段とを備え、
前記車両重心取得手段は、前記能動重量部位置取得手段によって取得された相対位置に応じて前記車両重心を決定し、
前記姿勢制限手段は、路面に接地した状態で前記車体の姿勢を制限し、
前記姿勢制限制御手段は、前記姿勢制限手段が路面に接地した状態における前記車両重心を通る鉛直線が路面と交わる位置である第１の位置と、前記駆動輪が路面に接地する位置である第２の位置と、前記姿勢制限手段が路面に接地する位置である第３の位置について、前記第１の位置が前記第２の位置と前記第３の位置との間にあるように前記姿勢制限手段を制御する車両であって、
前記第２の位置と前記第３の位置から等しい距離にある第４の位置について、該第４の位置に対する前記第１の位置の相対位置を表す接地荷重偏心度を算出する接地荷重偏心度算出手段を更に備え、
前記姿勢制限制御手段は、算出された接地荷重偏心度が所定範囲内になるように前記姿勢制限手段を制御することを特徴とする車両。 A drive wheel rotatably mounted on the vehicle body,
Posture limiting means for limiting the posture angle of the vehicle body;
A vehicle control device that controls the attitude of the vehicle body by controlling the drive torque applied to the drive wheels,
The vehicle control device
Vehicle center-of-gravity acquisition means for acquiring the center of gravity of the vehicle, which is the center of gravity position and / or height of the center of gravity of the vehicle;
Attitude restriction control means for controlling the position and / or shape of the attitude restriction means according to the vehicle gravity center acquired by the vehicle gravity center acquisition means;
An active weight portion movably attached to the vehicle body;
Active weight part position acquisition means for acquiring a relative position of the active weight part with respect to the vehicle body,
The vehicle center of gravity acquisition means determines the vehicle center of gravity according to the relative position acquired by the active weight part position acquisition means,
The posture restriction means restricts the posture of the vehicle body in a state of being in contact with the road surface,
The attitude restriction control means is a first position where a vertical line passing through the center of gravity of the vehicle intersects the road surface in a state where the attitude restriction means is in contact with the road surface, and a position where the driving wheel contacts the road surface. 2 and the third position where the posture limiting means is in contact with the road surface, the posture restriction so that the first position is between the second position and the third position. A vehicle for controlling the means,
Ground contact load eccentricity calculation for calculating a ground load eccentricity indicating a relative position of the first position with respect to the fourth position for a fourth position at an equal distance from the second position and the third position. Further comprising means,
The attitude limiting control means, a vehicle vertical load eccentricity calculated is characterized that you control the attitude limiting means to fall within a predetermined range. 前記姿勢制限制御手段は、前記車体の姿勢の制御が行われている時に前記姿勢制限手段を制御する請求項１に記載の車両。 The attitude limiting control means of the vehicle according to claim 1 for controlling the attitude limiting means when the control of the vehicle attitude is being performed. 前記車体の姿勢の制御の続行が可能か不可能かを判定する制御可能判定手段と、
前記車体の姿勢の制御を続行するか停止するかを指令する信号を取得する制御指令取得手段と、を更に備え、
前記車両制御装置は、前記制御可能判定手段が不可能と判定した時、又は、前記制御指令取得手段が停止を指令する信号を取得した時に、前記姿勢制限手段を固定する請求項１又は２に記載の車両。 Controllability determining means for determining whether or not the control of the posture of the vehicle body can be continued;
Control command acquisition means for acquiring a signal for instructing whether to continue or stop the control of the posture of the vehicle body,
The vehicle control apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the vehicle control device fixes the posture restriction unit when the controllability determination unit determines that the controllability determination unit is impossible, or when the control command acquisition unit acquires a signal to stop. The vehicle described. 前記姿勢制限手段は、前記駆動輪の回転軸に平行で前記駆動輪に接する所定の平面である基準面について、前記車体の姿勢角度を固定したとき、常に前記基準面に分断されること無く、前記基準面に接した状態を維持したまま位置及び／又は形状を変化させる機構を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。 When the attitude angle of the vehicle body is fixed with respect to a reference plane that is a predetermined plane parallel to the rotation axis of the drive wheel and in contact with the drive wheel, the attitude restriction means is not always divided into the reference plane, vehicle according to any one of claims 1 to 3 having a mechanism for changing the position and / or shape while maintaining the state of contact with the reference plane.
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