JP2014108640A - Coaxial two-wheel vehicle body and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
【課題】動的安定性を向上すること。
【解決手段】本発明にかかる同軸二輪移動体は、車輪を回転させるモータと、モータの回転角を検出する第1の回転角検出部と、モータの回転角を検出する第2の回転角検出部と、ヨー角速度を検出するヨー角速度検出センサと、第1の回転角検出部及び第2の回転角検出部のそれぞれが検出したモータの回転角のうち、少なくとも1つに基づいてモータを駆動することで同軸二輪移動体を制御する制御部を備える。制御部は、第1の回転角検出部が検出したモータの回転角と、第2の回転角検出部が検出したモータの回転角とを比較する第1の比較、及び、第1の回転角検出部が検出したモータの回転角に基づいて算出したヨー角速度と、ヨー角速度検出センサが検出したヨー角速度とを比較する第2の比較を実施し、第1の比較及び第2の比較の結果に基づいて、異常となっている回転角検出部を検出する。
【選択図】図3To improve dynamic stability.
A coaxial two-wheel moving body according to the present invention includes a motor that rotates a wheel, a first rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the motor, and a second rotation angle detection that detects the rotation angle of the motor. The motor based on at least one of the rotation angle of the motor detected by each of the motor, the yaw angular velocity detection sensor for detecting the yaw angular velocity, and the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit Thus, a control unit for controlling the coaxial two-wheel moving body is provided. The control unit compares the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detection unit with the rotation angle of the motor detected by the second rotation angle detection unit, and the first rotation angle. A second comparison is performed in which the yaw angular velocity calculated based on the rotation angle of the motor detected by the detection unit and the yaw angular velocity detected by the yaw angular velocity detection sensor are compared, and the results of the first comparison and the second comparison Based on the above, an abnormal rotation angle detection unit is detected.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、同軸二輪移動体及びその制御方法に関し、特に、同軸二輪移動体の車輪を回転させるモータの回転角に基づいて同軸二輪移動体を制御する技術に関する。 The present invention relates to a coaxial two-wheel moving body and a control method therefor, and more particularly, to a technique for controlling a coaxial two-wheel moving body based on a rotation angle of a motor that rotates a wheel of the coaxial two-wheel moving body.
特許文献1〜3に開示されるように、人間を運ぶための車両が検討されてきている。このような車両では、その車両に搭載されたデバイスの故障を検出し、正常に動作しているデバイスを利用して制御を継続するといった動的安定性を確保することが要求されている。
As disclosed in
本願出願人は、上述した車両を初めとする同軸二輪移動体における動的安定性の向上に関して、以下に説明する課題を見出した。なお、以下に説明する内容は、本願出願人が新たに検討した内容であって、従来技術を説明するものではない。 The applicant of the present application has found problems to be described below regarding improvement of dynamic stability in a coaxial two-wheel moving body including the vehicle described above. In addition, the content demonstrated below is the content which the applicant of this application examined newly, and does not demonstrate a prior art.
同軸二輪移動体の一態様として、2つの車輪と、2つの車輪のそれぞれを回転させるための2つのモータと、2つのモータのそれぞれをフィードバック制御するために2つのモータのそれぞれの回転角を取得する2つのセンサとを有する倒立二輪車が考えられる。しかし、この構成では、センサの故障を検出することができない。 As one aspect of the coaxial two-wheel moving body, two wheels, two motors for rotating each of the two wheels, and respective rotation angles of the two motors for feedback control of each of the two motors are acquired. An inverted motorcycle having two sensors is conceivable. However, with this configuration, a sensor failure cannot be detected.
そのような問題を解決する方法として、倒立二輪車の構成を、1つのモータに対して、センサを二重化した構成とすることが考えられる。この構成によれば、二重化された2つのセンサのそれぞれで取得された回転角を比較することで、比較した回転角が不一致となった場合には、いずれかのセンサが故障していると判断することができる。しかしながら、この構成でも、どちらのセンサが故障しているかまでは特定することはできない。すなわち、正常に動作しているセンサを利用して制御を継続するといった動的安定性を確保することができていないという問題がある。 As a method for solving such a problem, it is conceivable that the configuration of the inverted motorcycle is a configuration in which sensors are duplicated for one motor. According to this configuration, by comparing the rotation angles acquired by each of the two duplicated sensors, if the compared rotation angles do not match, it is determined that one of the sensors has failed. can do. However, even with this configuration, it is impossible to specify which sensor has failed. That is, there is a problem that dynamic stability such as continuing control using a normally operating sensor cannot be ensured.
本発明は、上述した知見に基づいてなされたものであって、動的安定性を向上することができる同軸二輪移動体及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above-described knowledge, and an object thereof is to provide a coaxial two-wheel moving body capable of improving dynamic stability and a control method thereof.
本発明の第1の態様にかかる同軸二輪移動体は、車輪を回転させて移動する同軸二輪移動体であって、前記車輪を回転させるモータと、前記モータの回転角を検出する第1の回転角検出部と、前記モータの回転角を検出する第2の回転角検出部と、前記同軸二輪移動体のヨー角速度を検出するヨー角速度検出センサと、前記第1の回転角検出部及び前記第2の回転角検出部のそれぞれが検出した前記モータの回転角のうち、少なくとも1つに基づいて前記モータを駆動することで前記同軸二輪移動体を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角と、前記第2の回転角検出部が検出した前記モータの回転角とを比較する第1の比較、及び、前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角に基づいて算出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度と、前記ヨー角速度検出センサが検出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度とを比較する第2の比較を実施し、前記第1の比較及び前記第2の比較の結果に基づいて、前記第1の回転角検出部及び前記第2の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を検出し、検出結果に応じた前記同軸二輪移動体の制御を行うものである。 The coaxial two-wheel moving body according to the first aspect of the present invention is a coaxial two-wheel moving body that moves by rotating a wheel, and a first rotation that detects a rotation angle of the motor and the motor that rotates the wheel. An angle detection unit; a second rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the motor; a yaw angular velocity detection sensor that detects a yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body; the first rotation angle detection unit; A control unit that controls the coaxial two-wheel moving body by driving the motor based on at least one of the rotation angles of the motor detected by each of the two rotation angle detection units, and the control unit Is a first comparison comparing the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detection unit with the rotation angle of the motor detected by the second rotation angle detection unit, and the first The motor detected by the rotation angle detector A second comparison is performed to compare the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body calculated based on the rotation angle and the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body detected by the yaw angular velocity detection sensor, and the first comparison Based on the result of the second comparison, an abnormal rotation angle detection unit is detected out of the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit, and the detection result is determined. The coaxial two-wheel moving body is controlled.
本発明の第2の態様にかかる制御方法は、第1の回転角検出部及び第2の回転角検出部のそれぞれが検出したモータの回転角のうち、少なくとも1つに基づいて、前記モータを駆動することで車輪を回転させて移動する同軸二輪移動体を制御する制御方法であって、前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角と、前記第2の回転角検出部が検出した前記モータの回転角とを比較する第1の比較、及び、前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角に基づいて算出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度と、ヨー角速度検出部が検出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度とを比較する第2の比較を実施するステップと、前記第1の比較及び前記第2の比較の結果に基づいて、前記第1の回転角検出部及び前記第2の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を検出するステップと、前記検出結果に応じた前記同軸二輪移動体の制御を行うステップと、を備えたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a control method in which the motor is controlled based on at least one of the rotation angles of the motor detected by each of the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit. A control method for controlling a coaxial two-wheel moving body that moves by rotating a wheel by driving, the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detection unit, and the second rotation angle detection unit A yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body calculated based on the first comparison comparing the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle, and the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detection unit; Based on the result of the second comparison comparing the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body detected by the yaw angular velocity detection unit, the first comparison and the second comparison, Rotation angle detector and the second rotation angle Of output section, those having the steps of detecting a rotation angle detection unit has become abnormal, and a step of performing control of the coaxial two-wheel mobile in accordance with the detection result.
上述した本発明の各態様によれば、動的安定性を向上することができる同軸二輪移動体及びその制御方法を提供することができる。 According to each aspect of the present invention described above, it is possible to provide a coaxial two-wheel moving body capable of improving dynamic stability and a control method thereof.
以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。以下の実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、それに限定されるものではない。また、以下の記載及び図面では、説明の明確化のため、当業者にとって自明な事項等については、適宜、省略及び簡略化がなされている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Specific numerical values and the like shown in the following embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and are not limited thereto unless otherwise specified. In the following description and drawings, matters obvious to those skilled in the art are omitted or simplified as appropriate for the sake of clarity.
<発明の実施の形態>
図1を参照して、実施の形態にかかる倒立二輪車1の概要構成について説明する。図1は、実施の形態にかかる倒立二輪車1の概要構成を示す図である。
<Embodiment of the Invention>
A schematic configuration of an inverted
倒立二輪車1は、ステップカバー3に搭乗した搭乗者が、倒立二輪車1の前後方向に荷重を作用させた際における、前後方向への倒立二輪車1の姿勢角(ピッチ角)をセンサを利用して検出し、この検出結果に基づいて、倒立二輪車1の倒立状態を維持するように左右の車輪2を駆動するモータを制御する。すなわち、倒立二輪車1は、ステップカバー3に搭乗した搭乗者が前方に荷重を作用させて倒立二輪車1を前方に傾斜させると、倒立二輪車1の倒立状態を維持するように前方に加速し、搭乗者が後方に荷重を作用させて倒立二輪車1を後方に傾斜させると、倒立二輪車1の倒立状態を維持するように後方に加速するように、左右の車輪2を駆動するモータを制御する。倒立二輪車1は、制御の安定性を確保するために、モータを制御する制御系が2重化されている。
The inverted
なお、これらのモータの制御は、倒立二輪車1に搭載された制御装置10によって行われる。
The control of these motors is performed by the
続いて、図2を参照して、実施の形態にかかる制御装置10の構成について説明する。図2を参照して、実施の形態にかかる制御装置10の構成を示すブロック図である。
Then, with reference to FIG. 2, the structure of the
制御装置10は、マイクロコントローラ11、12(以下、「マイコン」とも呼ぶ)、インバータ13〜16、モータ17、18、回転角センサ19〜22、レゾルバ‐デジタル変換器(以下、「RDC」とも呼ぶ)23〜26、及びジャイロセンサ27〜30を有する。
The
制御装置10は、倒立二輪車1の制御の安定性を確保するために、その制御系を、1系の制御系と2系の制御系とに二重化させた二重系システムとなっている。1系の制御系は、マイコン11、インバータ13、14、回転角センサ19、20、RDC23、24、及びジャイロセンサ27、28を含む。2系の制御系は、マイコン12、インバータ15、16、回転角センサ21、22、RDC25、26、及びジャイロセンサ29、30を含む。
The
マイコン11、12のそれぞれは、ジャイロセンサ27、28及びジャイロセンサ29、30のそれぞれから出力される角速度信号に基づいて、上述したように、倒立状態を維持するようにモータ17、18を制御するECU(Electronic Control Unit)である。マイコン11、12のそれぞれは、CPU(Central Processing Unit)及び記憶部を有し、記憶部に格納されたプログラムを実行することによって、本実施の形態におけるマイコン11、12のそれぞれとしての処理を実行する。すなわち、マイコン11、12のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、本実施の形態におけるマイコン11、12のそれぞれにおける処理を、CPUに実行させるためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、CPUにおける処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
Each of the
マイコン11は、モータ17を制御する指令値をインバータ13に出力する。また、マイコン11は、モータ18を制御する指令値をインバータ14に出力する。マイコン12は、モータ17を制御する指令値をインバータ15に出力する。また、マイコン12は、モータ18を制御する指令値をインバータ16に出力する。具体的には、マイコン11、12のそれぞれは、ジャイロセンサ27、29のそれぞれから出力される角速度信号が示す倒立二輪車1のピッチ軸周りの角速度(ピッチ角速度)を積分することで倒立二輪車1の前後方向の姿勢角(ピッチ角)を算出し、算出した姿勢角に基づいて倒立二輪車1の倒立状態を維持するようにモータ17、18を制御する指令値を生成する。
The
ここで、制御装置10は、ジャイロセンサ27、29に代えて、倒立二輪車1の前後方向の姿勢角(ピッチ角)を検出し、検出した姿勢角を示す姿勢角信号をマイコン11、12のそれぞれ出力する姿勢角センサを有するようにしてもよい。姿勢角センサは、例えば、加速度センサ及びジャイロセンサによって、倒立二輪車1の姿勢角を検出するように構成される。そして、マイコン11、12のそれぞれは、姿勢角センサから出力された姿勢角信号が示す姿勢角に基づいて、倒立状態を維持するようにモータ17、18を制御する指令値を生成するようにしてもよい。
Here, the
また、マイコン11、12のそれぞれは、RDC23、25のそれぞれから出力される、モータ17の回転角を示す回転角信号に基づいて、モータ17をフィードバック制御するように、インバータ13、15のそれぞれに対する指令値を生成する。また、マイコン11、12のそれぞれは、RDC24、26のそれぞれから出力される、モータ18の回転角を示す回転角信号に基づいて、モータ18をフィードバック制御するように、インバータ14、16のそれぞれに対する指令値を生成する。
Each of the
ここで、マイコン11は、RDC23及びRDC25のうち、少なくもいずれか1つから出力される回転角信号に基づいて、モータ17をフィードバック制御するようにすればよいが、原則、同じ制御系に含まれるRDC23からの回転角信号のみを利用する。また、マイコン11は、RDC24及びRDC26のうち、少なくもいずれか1つから出力される回転角信号に基づいて、モータ18をフィードバック制御するようにすればよいが、原則、同じ制御系に含まれるRDC24からの回転角信号のみを利用する。同様に、マイコン12は、RDC23及びRDC25のうち、少なくもいずれか1つから出力される回転角信号に基づいて、モータ17をフィードバック制御するようにすればよいが、原則、同じ制御系に含まれるRDC25からの回転角信号のみを利用する。また、マイコン12は、RDC24及びRDC26のうち、少なくもいずれか1つから出力される回転角信号に基づいて、モータ18をフィードバック制御するようにすればよいが、原則、同じ制御系に含まれるRDC26からの回転角信号のみを利用する。
Here, the
インバータ13は、マイコン11から出力された指令値に基づいて、PWM(Pulse Width Modulation)制御を行うことで、モータ17を駆動する駆動電流を生成してモータ17に供給する。インバータ14は、マイコン11から出力された指令値に基づいて、PWM制御を行うことで、モータ18を駆動する駆動電流を生成してモータ18に供給する。インバータ15は、マイコン12から出力された指令値に基づいて、PWM制御を行うことで、モータ17を駆動する駆動電流を生成してモータ17に供給する。インバータ16は、マイコン12から出力された指令値に基づいて、PWM制御を行うことで、モータ18を駆動する駆動電流を生成してモータ18に供給する。
The
モータ17、18のそれぞれは、二重巻線のモータである。モータ17は、インバータ13から供給される駆動電流と、インバータ15から供給される駆動電流とに基づいて駆動される。モータ17を駆動することによって、倒立二輪車1の左側の車輪2が回転する。モータ18は、インバータ14から供給される駆動電流と、インバータ16から供給される駆動電流とに基づいて駆動される。モータ18を駆動することによって、倒立二輪車1の右側の車輪2が回転する。
Each of the
回転角センサ19は、モータ17の回転角を検出し、検出した回転角を示す回転角信号を生成してRDC23に出力する。回転角センサ20は、モータ18の回転角を検出し、検出した回転角を示す回転角信号を生成してRDC24に出力する。回転角センサ21は、モータ17の回転角を検出し、検出した回転角を示す回転角信号を生成してRDC25に出力する。回転角センサ22は、モータ18の回転角を検出し、検出した回転角を示す回転角信号を生成してRDC26に出力する。
The
RDC23は、回転角センサ19から出力された回転角信号をデジタル形式にA/D変換し、A/D変換後の回転角信号をマイコン11、12のそれぞれに出力する。RDC24は、回転角センサ20から出力された回転角信号をデジタル形式にA/D変換し、A/D変換後の回転角信号をマイコン11、12のそれぞれに出力する。RDC25は、回転角センサ21から出力された回転角信号をデジタル形式にA/D変換し、A/D変換後の回転角信号をマイコン11、12のそれぞれに出力する。RDC26は、回転角センサ22から出力された回転角信号をデジタル形式にA/D変換し、A/D変換後の回転角信号をマイコン11、12のそれぞれに出力する。
The RDC 23 A / D converts the rotation angle signal output from the
ジャイロセンサ27、29のそれぞれは、搭乗者がステップカバー3に対して、倒立二輪車1の前後方向に荷重を作用させた際における、倒立二輪車1の前後方向に対する角速度(ピッチ軸周りの角速度、ピッチ角速度)を検出し、検出したピッチ角速度を示す角速度信号をマイコン11、12のそれぞれに出力する。
Each of the
ジャイロセンサ29、30のそれぞれは、倒立二輪車1のヨー軸周りの角速度(以下、「ヨー角速度」とも呼ぶ)を検出し、検出したヨー角速度を示す角速度信号をマイコン11、12のそれぞれに出力する。
Each of the
ここで、マイコン11、12のそれぞれは、倒立二輪車1が倒立二輪車1の左右方向に傾斜する坂道を走行している場合には、上述の各角速度信号から得られたピッチ角速度とヨー角速度に対して回転行列計算を行うことで、倒立二輪車1の左右水平方向の軸周りの角速度を算出し、算出した角速度をピッチ角速度として利用することで、倒立二輪車1の倒立状態を維持するようにモータ17、18を制御する指令値を生成する。これによれば、倒立二輪車1が左右方向に傾斜する坂道を走行している場合であっても、倒立二輪車1の前後方向の姿勢角に基づいて、倒立二輪車1の倒立状態を維持するように倒立二輪車1を制御することも可能である。
Here, when each of the
また、マイコン11、12のそれぞれは、ジャイロセンサ28、30のそれぞれから出力される角速度信号が示すヨー角速度に基づいて、他の任意の倒立二輪車1の制御を行うようにしてもよい。例えば、マイコン11、12のそれぞれは、倒立二輪車1の急激な旋回を防止するために、ジャイロセンサ28、30のそれぞれから出力される角速度信号が示すヨー角速度が所定のヨー角速度を超えていると判断した場合に、それ以上のヨー角速度で倒立二輪車1が旋回しないように、モータ17、18を制御する指令値を生成するようにしてもよい。
Further, each of the
続いて、図3を参照して、実施の形態にかかるセンサ19〜22、28、30、RDC23〜26、及びマイコン11、12の接続関係について説明する。図3は、実施の形態にかかる19〜22、28、30、RDC23〜26、及びマイコン11、12の接続関係を示す図である。
Next, the connection relationship between the
ここで、RDC23〜26のそれぞれは、A/D変換後の回転角信号として、パラレル信号と、AB相信号(A相の信号及びB相の信号)とを生成する。具体的には、パラレル信号は、モータ17、18の回転角を絶対角度で示す信号となる。パラレル信号は、その出力時点におけるモータ17、18の回転角を示す。パラレル信号は、例えば、12本の電気信号によって構成される。AB相信号は、モータ17、18の回転角を相対角度で示す信号となる。AB相信号は、その出力開始時点(制御装置10の電源投入時点)からのパルスをカウントすることで、その出力開始時点からの相対角度が算出可能な信号である。AB相信号は、例えば、A相とB相のそれぞれを示す2本の電気信号によって構成される。なお、AB相信号に代えて、ABZ信号(A相の信号、B相の信号、及びZ相の信号)を出力するRDCを利用するようにしてもよい。
Here, each of the
RDC23、24のそれぞれは、パラレル信号を伝達するパラレル信号線でマイコン11と結線され、AB相信号を伝達するAB相信号線でマイコン12と結線されている。RDC25、26のそれぞれは、AB相信号を伝達するAB相信号線でマイコン11と結線され、パラレル信号を伝達するパラレル信号線でマイコン12と結線されている。
Each of the
このような構成によって、マイコン11は、RDC23からの左のモータ17の回転角を示すパラレル信号と、RDC24からの右のモータ18の回転角を示すパラレル信号と、RDC25からの左のモータ17の回転角を示すAB相信号と、RDC26からの右のモータ18の回転角を示すAB相信号を受け取る。
With this configuration, the
また、マイコン12は、RDC23からの左のモータ17の回転角を示すAB相信号と、RDC24からの右のモータ18の回転角を示すAB相信号と、RDC25からの左のモータ17の回転角を示すパラレル信号と、RDC26からの右のモータ18の回転角を示すパラレル信号を受け取る。
The
ジャイロセンサ28は、角速度信号を伝達する信号線でマイコン11と結線されている。ジャイロセンサ30は、角速度信号を伝達する信号線でマイコン12と結線されている。マイコン11及びマイコン12は、それらの間で任意の情報を送受信可能とする信号線で結線されている。
The
マイコン11は、ジャイロセンサ28からの倒立二輪車1のヨー角速度を示す角速度信号を受け取るとともに、そのヨー角速度を示す角速度情報を生成してマイコン12に出力する。マイコン12は、ジャイロセンサ30からの倒立二輪車1のヨー角速度を示す角速度信号を受け取るとともに、そのヨー角速度を示す角速度情報を生成してマイコン11に出力する。
The
本実施の形態では、マイコン11、12のそれぞれは、これらの受け取った信号及び情報に基づいて導出されるモータ17、18の回転角及びヨー角速度を相互比較することで、RDC23〜26及びジャイロセンサ28、30の故障を検出するとともに、その中から故障しているRDC又はジャイロセンサを特定する。マイコン11、12のそれぞれは、RDC又はジャイロセンサの故障を検出した場合には、所定の安全機能を発動する。すなわち、マイコン11、12のそれぞれは、故障していると特定したRDC又はジャイロセンサを縮退して、正常に動作しているRDC及びジャイロセンサを利用して倒立二輪車1の倒立制御を継続する。このように、本実施の形態では、故障しているRDC又はジャイロセンサを特定し、正常に動作しているRDC及びジャイロセンサを利用して倒立二輪車1の制御を継続することができるため、動的安定性を向上することができる。
In the present embodiment, each of the
続いて、図4〜図9を参照して、実施の形態1にかかる倒立二輪車1の故障診断処理について説明する。図4〜図9は、実施の形態1にかかる倒立二輪車1の故障診断処理を示すフローチャートである。
Subsequently, a failure diagnosis process for the
以下、1系のマイコン11において故障診断処理を実施する場合について説明するが、2系のマイコン12においても同様に故障診断処理が実施される。まず、図4を参照して、故障診断処理の概要について説明する。
Hereinafter, a case where the failure diagnosis process is performed in the first-
マイコン11は、所定の故障診断タイミングとなった場合に、故障診断ロジックを実行し(S1)、RDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれかの故障が発生しているか否かを判定する(S2)。ここで、所定の故障診断タイミングとは、例えば、所定の一定時間間隔毎のタイミングである。
The
RDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれも故障が発生していないと判定した場合(S2:Yes)、マイコン11は、倒立二輪車1が正常に動作していると判断して、倒立二輪車1の通常の倒立制御を継続する(S3)。
If it is determined that no failure has occurred in any of the
RDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれかの故障が発生していると判定した場合(S2:No)、マイコン11は、故障状態に応じた処理を行う(S4)。すなわち、マイコン11は、故障しているRDC又はジャイロセンサを縮退して、正常に動作しているRDC及びジャイロセンサを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。ここで、この制御として、倒立二輪車1を倒立制御しつつ継続して走行させる制御を行うようにしてもよく、倒立二輪車1を倒立制御しつつ停止させる制動制御を行うようにしてもよい。
If it is determined that a failure has occurred in any of the
続いて、図5〜図8を参照して、故障診断処理の詳細について説明する。以下、1系のマイコン11において故障診断処理を実施する場合について説明するが、2系のマイコン12においても同様に故障診断処理が実施される。なお、2系のマイコン12において実施する場合は、図5〜図8及びその説明における1系と2系の関係が逆になり、同様の処理が行われることになるため、説明を省略する。まず、図5を参照して、故障診断処理の詳細について説明する。なお、図5のステップS11〜14は、図4のステップS1、2に対応し、図5のステップS16は、図4のステップS3に対応し、図5のステップS17〜S19は、図4のステップS4に対応する。
Next, details of the failure diagnosis process will be described with reference to FIGS. Hereinafter, a case where the failure diagnosis process is performed in the first-
マイコン11は、1系のRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角のそれぞれと、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角のそれぞれとを比較し、比較した回転角に所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S11)。
The
具体的には、マイコン11は、1系のRDC23から出力されたパラレル信号が示すモータ17の回転角と、2系のRDC25から出力されたAB相信号が示すモータ17の回転角とを比較し、比較した回転角に所定角度以上のズレがあるか否かを判定する。また、マイコン11は、1系のRDC24から出力されたパラレル信号が示すモータ18の回転角と、2系のRDC26から出力されたAB相信号が示すモータ18の回転角とを比較し、それぞれの回転角に所定角度以上のズレがあるか否かを判定する。
Specifically, the
比較した回転角に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S11:No)、RDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障しており、正常にモータの回転角を検出することができていないことになる。例えば、RDC23が通知したモータ17の回転角と、RDC25が通知したモータ17の回転角に所定角度以上のズレがある場合、RDC23及びRDC25のうち、少なくともいずれかが故障していることになる。また、RDC24が通知したモータ18の回転角と、RDC26が通知したモータ18の回転角に所定角度以上のズレがある場合、RDC24及びRDC26のうち、少なくともいずれかが故障していることになる。この場合、マイコン11は、さらに故障しているRDCを特定する処理を実施するが、その処理については図7を参照して後述する。
When it is determined that the compared rotation angle has a deviation of a predetermined angle or more (mismatch) (S11: No), at least one of the
比較した回転角に所定角度以上のズレがない(一致)と判定した場合(S11:Yes)、RDC23〜26のいずれも故障しておらず、正常にモータの回転角を検出することができている。この場合、マイコン11は、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S12)。
When it is determined that the compared rotation angle is not shifted (matched) by more than a predetermined angle (S11: Yes), none of the
具体的には、マイコン11は、ジャイロセンサ27から出力された角速度信号が示すヨー角速度と、マイコン12から出力された角速度情報が示すヨー角速度とを比較し、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあるか否かを判定する。なお、マイコン12から出力される角速度情報は、上述したように、ジャイロセンサ30が検出したヨー角速度を示す情報となる。
Specifically, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S12:No)、ジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障しており、正常にヨー角速度を検出することができていないことになる。この場合、マイコン11は、さらに故障しているジャイロセンサを特定する処理を実施するが、その処理については図6を参照して後述する。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are misaligned by more than a predetermined angle (inconsistent) (S12: No), at least one of the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがない(一致)と判定した場合(S12:Yes)、ジャイロセンサ28、30のいずれも故障しておらず、正常にヨー角速度を検出することができていることになる。この場合、1系のRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S13)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted (matched) by more than a predetermined angle (S12: Yes), neither of the
具体的には、マイコン11は、RDC23から出力されたパラレル信号が示すモータ17の回転角と、RDC24から出力されたパラレル信号が示すモータ18の回転角に基づいてヨー角速度を算出する。なお、モータ17、18の回転角に基づいたヨー角速度の算出は、車輪2の直径等を考慮して一般的に考えられる任意の手法により行うようにすればよい。以降の説明においても同様である。そして、マイコン11は、算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28から出力された角速度信号が示すヨー角速度とを比較し、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあるか否かを判定する。
Specifically, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがない(一致)と判定した場合(S13:Yes)、マイコン11は、2系のRDC24、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S14)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted (matched) by more than a predetermined angle (S13: Yes), the
具体的には、マイコン11は、RDC25から出力されたAB相信号が示すモータ17の回転角と、RDC26から出力されたAB相信号が示すモータ18の回転角に基づいてヨー角速度を算出する。そして、マイコン11は、算出したヨー角速度と、マイコン12から出力された角速度情報が示すヨー角速度とを比較し、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあるか否かを判定する。
Specifically, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがない(一致)と判定した場合(S14:Yes)、RDC23〜26のいずれも故障しておらず、かつ、ジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないことになる。よって、RDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれも故障しておらず、倒立二輪車1が正常に動作していることになる(S16)。そのため、マイコン11は、そのまま倒立二輪車1の制御を継続する。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted (matched) by more than a predetermined angle (S14: Yes), none of the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S14:No)は、一般的には起こりえない。ステップS11、12でRDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないと判定されている状況下で、RDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ30が検出したヨー角速度が一致しないことは考えにくいからである。よって、この場合は、マイコン11が正常に動作して判定を行うことができなくなる、マイコン11に関連する故障が発生していることが考えられる。ここで、マイコン11に関連する故障として、例えば、マイコン11の(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)の故障、マイコン11へクロック信号を供給する回路の故障、もしくは、マイコン11の電源の故障等が考えられる。そのため、マイコン11は、マイコン11に関連する故障に応じた処理を行う(S17)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are misaligned by more than a predetermined angle (no coincidence) (S14: No), it generally cannot occur. The yaw angular velocity calculated from the rotation angles of the
具体的には、マイコン11は、自マイコン11を縮退して、正常に動作しているマイコン12のみを利用して倒立二輪車1の制御を行うための処理を実施する。例えば、マイコン11は、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、マイコン11を含む1系の制御系が縮退される。これにより、関連する故障が発生していると判定したマイコン11を利用せずに、2系のマイコン12による倒立二輪車1の制御が継続される。また、この場合、2系のマイコン12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、1系のマイコン11に関連する故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
Specifically, the
一方、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S13:Yes)、マイコン11は、上述したステップS14と同様に、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S15)。
On the other hand, when it is determined that the compared yaw angular velocities are shifted by a predetermined angle or more (mismatch) (S13: Yes), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがない(一致)と判定した場合(S15:Yes)は、一般的には起こりえない。ステップS11、12でRDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないと判定されている状況下で、ステップS13でRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度が一致しないことは考えにくいからである。よって、この場合は、マイコン11に関連する故障が発生していることが考えられる。そのため、マイコン11は、マイコン11に関連する故障に応じた処理を行う(S18)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (match) (S15: Yes), it generally cannot occur. Calculated from the rotation angles of the
また、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S15:No)も、一般的には起こりえない。ステップS11、12でRDC23〜26及びジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないと判定されている状況下で、RDC23、24又は25、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28又はジャイロセンサ30が検出したヨー角速度がいずれも一致しないことは考えにくいからである。よって、この場合は、マイコン11に関連する故障が発生していることが考えられる。そのため、マイコン11は、マイコン11に関連する故障に応じた処理を行う(S19)。
Further, when it is determined that the compared yaw angular velocities are shifted by a predetermined angle or more (mismatch) (S15: No), it generally cannot occur. Calculated from the rotation angles of the
具体的には、ステップS18、S19では、S17と同様に、マイコン11は、関連する故障が発生していると判定した自マイコン11を縮退して、正常に動作しているマイコン12のみを利用して倒立二輪車1の制御を行うための処理を実施する。
Specifically, in steps S18 and S19, as in S17, the
続いて、図6を参照して、故障診断処理の詳細について説明する。マイコン11は、図5のステップS12によって、ジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定された場合に、図6に示す処理を実行することで、故障しているジャイロセンサを特定する。図6のステップS21〜S23は、図4のステップS1、2に対応し、図6のステップS25〜S27は、図4のステップS4に対応する。
Next, details of the failure diagnosis process will be described with reference to FIG. The
マイコン11は、上述したステップS13と同様に、1系のRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S21)。
Similarly to step S13 described above, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがない(一致)と判定した場合(S21:Yes)、マイコン11は、上述したステップS14と同様に、2系のRDC24、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S22)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted (matched) by a predetermined angle or more (S21: Yes), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがない(一致)と判定する場合(S22:Yes)は、一般的には起こりえない。ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23、24又は25、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28又はジャイロセンサ30が検出したヨー角速度がいずれも一致しないことは考えにくいからである。よって、この場合は、マイコン11に関連する故障が発生していることが考えられる。そのため、マイコン11は、マイコン11に関連する故障に応じた処理を行う(S24)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (match) (S22: Yes), it generally cannot occur. The yaw calculated from the rotation angles of the
具体的には、ステップS24では、S17と同様に、マイコン11は、関連する故障が発生していると判定した自マイコン11を縮退して、正常に動作しているマイコン12のみを利用して倒立二輪車1の制御を行うための処理を実施する。
Specifically, in step S24, as in S17, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S22:No)、ジャイロセンサ30が検出したヨー角速度は、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度にも、RDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度にも一致しないため、ジャイロセンサ30が故障しており、正常にヨー角速度を検出できていないことになる。そのため、マイコン11は、ジャイロセンサ30の故障に応じた処理を行う(S25)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not equal to or more than a predetermined angle (no coincidence) (S22: No), the yaw angular velocities detected by the
具体的には、マイコン11は、故障していると判定したジャイロセンサ30を縮退して、正常に動作しているジャイロセンサ28のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、ジャイロセンサ30の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、故障したジャイロセンサ30を含む2系の制御系が縮退される。これにより、マイコン11によって、故障したジャイロセンサ30を利用せずに、1系のRDC23、24及びジャイロセンサ28を利用した倒立二輪車1の制御が実施される。また、この場合、マイコン11は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
Specifically, the
また、マイコン12は、故障したジャイロセンサ30を利用せずに、倒立二輪車1の制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、以降、マイコン11から出力される角速度情報が示すジャイロセンサ28のピッチ角速度に基づいて倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
In addition, the
一方、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがある(不一致)と判定した場合(S22:Yes)、マイコン11は、上述したステップS14と同様に、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S23)。
On the other hand, if it is determined that the compared yaw angular velocities are shifted by a predetermined angle or more (mismatch) (S22: Yes), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S23:Yes)、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度は、ジャイロセンサ30が検出したヨー角速度にも、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度にも一致しないため、ジャイロセンサ28が故障しており、正常にヨー角速度を検出できていないことになる。そのため、マイコン11は、ジャイロセンサ28の故障に応じた処理を行う(S26)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (S23: Yes), the yaw angular velocities detected by the
具体的には、マイコン11は、故障していると判定したジャイロセンサ28を縮退して、正常に動作しているジャイロセンサ30のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、故障したジャイロセンサ28を含む1系の制御系が縮退される。これにより、マイコン12によって、故障したジャイロセンサ28を利用せずに、2系のRDC25、26及びジャイロセンサ30を利用したマイコン12による倒立二輪車1の制御が実施される。また、この場合、2系のマイコン12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、ジャイロセンサ28の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
Specifically, the
また、マイコン11は、故障したジャイロセンサ28を利用せずに、倒立二輪車1の制御を実施させるようにしてもよい。例えば、マイコン11は、以降、マイコン12から出力される角速度情報が示すジャイロセンサ30のピッチ角速度に基づいて倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するとともに、ジャイロセンサ28の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12も、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
In addition, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S23:No)、ステップS11でRDC23〜26のいずれも故障していないと判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23、25及びRDC24、26のそれぞれから通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28、30のそれぞれが検出したヨー角速度がいずれも不一致となっているため、ジャイロセンサ28、30のいずれも故障しており(2重故障)、正常にヨー角速度を検出することができていないことになる。そのため、マイコン11は、ジャイロセンサ28、30の故障に応じた処理を行う(S27)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities have a deviation of a predetermined angle or more (S23: No), it is determined in step S11 that none of the
具体的には、マイコン11、12は、1系のジャイロセンサ28と2系のジャイロセンサ30の両方が故障してしまっているため、故障が検出されたジャイロセンサ28、30は利用せずに、故障が検出されていないRDC23〜26を利用して、倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、以降、故障が検出されたジャイロセンサ28は利用せず、故障が検出されていないRDC23、24のみを利用して、倒立二輪車1の制御を実施する。また、マイコン11は、1系及び2系のジャイロセンサ28、30の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、以降、故障が検出されたジャイロセンサ30は利用せず、故障が検出されていないRDC25、26のみを利用して、倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
Specifically, since both the first
また、マイコン11は、ジャイロセンサ28が検出するヨー角速度に代えて、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度を利用して倒立二輪車1を制御するようにし、マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、ジャイロセンサ30が検出するヨー角速度に代えて、RDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度を利用して倒立二輪車1を制御するようにしてもよい。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
The
続いて、図7を参照して、故障診断処理の詳細について説明する。マイコン11は、図5のステップS11によって、RDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定された場合に、図7に示す処理を実行することで、故障しているRDCを特定する。図7のステップS31〜S33は、図4のステップS1、2に対応し、図7のステップS36〜S38は、図4のステップS4に対応する。
Next, details of the failure diagnosis process will be described with reference to FIG. If it is determined in step S11 of FIG. 5 that at least one of the
マイコン11は、上述したステップS12と同様に、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S31)。
The
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S31:No)、ジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障しており、正常にヨー角速度を検出することができていないことになる。すなわち、ステップS11の判定結果も考慮すると、RDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障しており、かつ、ジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかも故障していることになる。この場合、マイコン11は、さらに故障しているRDC及びジャイロセンサを特定する処理を実施するが、その処理については図8を参照して後述する。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are shifted by a predetermined angle or more (S31: No), at least one of the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S31:Yes)、ジャイロセンサ28、30のいずれも故障しておらず、正常にヨー角速度を検出することができていることになる。すなわち、ステップS11の判定結果も考慮すると、RDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障しているが、ジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないことになる。この場合、マイコン11は、上述したステップS13と同様に、1系のRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S32)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (S31: Yes), none of the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S32:Yes)、マイコン11は、上述したステップS14と同様に、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S33)。
If it is determined that the compared yaw angular velocities are not misaligned by a predetermined angle or more (S32: Yes), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定する場合(S33:Yes)は、一般的には起こりえない。ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないと判定されている状況下で、RDC23、25及びRDC24、26のそれぞれから通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28、30のそれぞれが検出したヨー角速度がいずれも一致することは考えにくいからである。よって、この場合は、マイコン11に関連する故障が発生していることが考えられる。そのため、マイコン11は、マイコン11に関連する故障に応じた処理を行う(S35)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (S33: Yes), generally this cannot occur. In a situation where it is determined in step S11 that at least one of the
具体的には、ステップS35では、S17と同様に、マイコン11は、関連する故障が発生していると判定した自マイコン11を縮退して、正常に動作しているマイコン12のみを利用して倒立二輪車1の制御を行うための処理を実施する。
Specifically, in step S35, similarly to S17, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S33:No)、RDC25又は26から通知されたモータ17又は18の回転角は、RDC23又は24から通知されたモータ17又は18の回転角と一致せず、かつ、そのRDC25又は26から通知されたモータ17又は18の回転角に基づいたヨー角速度も、ジャイロセンサ26が検出したヨー角速度と一致しないため、RDC25又は26が故障しており、正常にモータ17又は18の回転角を検出できていないことになる。具体的には、ステップS11で、RDC23から通知されたモータ17の回転角と、RDC25から通知されたモータ17の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC25が故障していることになる(回転角センサ21の故障も含む)。また、ステップS11で、RDC24から通知されたモータ18の回転角と、RDC26から通知されたモータ18の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC26が故障していることになる(回転角センサ22の故障も含む)。そのため、マイコン11は、RDC25又は26の故障に応じた処理を行う(S36)。
When it is determined that the compared yaw angular velocity has a deviation of a predetermined angle or more (S33: No), the rotation angle of the
具体的には、マイコン11は、故障していると判定したRDC25又は26を縮退して、正常に動作しているRDC23又は24のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、RDC25又は26の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、故障したRDC25又は26を含む2系の制御系が縮退される。これにより、マイコン11によって、故障したRDC25又は26を利用せずに、1系のRDC23、24及びジャイロセンサ28を利用した倒立二輪車1の制御が実施される。また、この場合、マイコン11は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
Specifically, the
また、マイコン12は、故障したRDC25又は26を利用せずに、倒立二輪車1の制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、以降、1系のRDC23、24から出力される回転角信号が示すモータ17、18の回転角のそれぞれに基づいて倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
Further, the
一方、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S32:No)、マイコン11は、上述したステップS14と同様に、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30から通知されたヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S34)。
On the other hand, when it is determined that the compared yaw angular velocities are not displaced by a predetermined angle or more (S32: No), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S34:Yes)、RDC23又は24から通知されたモータ17又は18の回転角は、RDC25又は26から通知されたモータ17又は18の回転角と一致せず、かつ、そのRDC23又は24から通知されたモータ17又は18の回転角に基づいたヨー角速度も、ジャイロセンサ24が検出したヨー角速度と一致しないため、RDC23又は24が故障しており、正常にモータ17又は18の回転角を検出できていないことになる。具体的には、ステップS11で、RDC23から通知されたモータ17の回転角と、RDC25から通知されたモータ17の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC23が故障していることになる(回転角センサ19の故障も含む)。また、ステップS11で、RDC24から通知されたモータ18の回転角と、RDC26から通知されたモータ18の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC24が故障していることになる(回転角センサ20の故障も含む)。そのため、マイコン11は、RDC23又は24の故障に応じた処理を行う(S36)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (S34: Yes), the rotation angle of the
具体的には、マイコン11は、故障していると判定したRDC23又は24を縮退して、正常に動作しているRDC25又は26のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、故障したRDC23又は24を含む1系の制御系が縮退される。これにより、マイコン12によって、故障したRDC23又は24を利用せずに、2系のRDC25、26及びジャイロセンサ26を利用した倒立二輪車1の制御が実施される。また、この場合、2系のマイコン12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、1系のRDC23又は24の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
Specifically, the
また、マイコン11は、故障したRDC23又は24を利用せずに、倒立二輪車1の制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、以降、2系のRDC25、26から出力される回転角信号が示すモータ17、18の回転角のそれぞれに基づいて倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するとともに、RDC23又は24の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12も、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
Further, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S34:No)、ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないと判定されている状況下で、RDC23、25及びRDC24、26のそれぞれから通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28、30のそれぞれが検出したヨー角速度がいずれも不一致となっているため、RDC23、25の両方、もしくは、RDC24、26の両方が故障しており(2重故障)、正常にモータ17又は18の回転角を検出することができていないことになる。具体的には、ステップS11で、RDC23から通知されたモータ17の回転角と、RDC25から通知されたモータ17の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC23、25の両方が故障していることになる(回転角センサ19、21の故障も含む)。また、ステップS11で、RDC24から通知されたモータ18の回転角と、RDC26から通知されたモータ18の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC24、26の両方が故障していることになる(回転角センサ20、22の故障も含む)。そのため、マイコン11は、RDC23、25、もしくは、RDC24、26の故障に応じた処理を行う(S38)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities have a deviation of a predetermined angle or more (S34: No), it is determined in step S11 that at least one of the
具体的には、マイコン11、12は、RDC23、25又はRDC24、26が故障してしまっているため、正常に動作しているRDC23、25又はRDC24、26のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。
Specifically, the
例えば、RDC23、25が故障している場合、マイコン11は、RDC23、25の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力するとともに、以降、故障が検出されたRDC23、25は利用せずに、故障が検出されていないRDC24、26から出力される角速度信号が示すモータ18の回転角のそれぞれに基づいて、モータ18のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、以降、故障が検出されたRDC23、25は利用せずに、故障が検出されていないRDC24、26から出力される角速度信号が示すモータ18の回転角のそれぞれに基づいて、モータ18のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合に、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
For example, when the
また、例えば、RDC24、26が故障している場合、マイコン11は、RDC24、26の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力するとともに、以降、故障が検出されたRDC24、26は利用せずに、故障が検出されていないRDC23、25から出力される角速度信号が示すモータ17の回転角のそれぞれに基づいて、モータ17のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、故障が検出されたRDC24、26は利用せずに、故障が検出されていないRDC23、25から出力される角速度信号が示すモータ17の回転角のそれぞれに基づいて、モータ17のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合に、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
For example, when the
続いて、図8を参照して、故障診断処理の詳細について説明する。マイコン11は、図5のステップS11によって、RDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、図7のステップS31によって、ジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかも故障していると判定されている場合に、図8に示す処理を実行することで、故障しているRDC及びジャイロセンサを特定する。図8のステップS41〜S43は、図4のステップS1、2に対応し、図8のステップS45〜S47は、図4のステップS4に対応する。
Next, details of the failure diagnosis process will be described with reference to FIG. The
マイコン11は、上述したステップS13と同様に、1系のRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S41)。
Similarly to step S13 described above, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S41:Yes)、マイコン11は、上述したステップS14と同様に、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S42)。
If it is determined that the compared yaw angular velocities are not misaligned by a predetermined angle or more (S41: Yes), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定する場合(S42:Yes)は、一般的には起こりえない。ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23〜26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28、30のそれぞれが検出したヨー角速度がいずれも一致することは考えにくいからである。よって、この場合は、マイコン11に関連する故障が発生していることが考えられる。そのため、マイコン11は、マイコン11に関連する故障に応じた処理を行う(S44)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (S42: Yes), generally this cannot occur. A situation in which at least one of the
具体的には、ステップS44では、S17と同様に、マイコン11は、関連する故障が発生していると判定した自マイコン11を縮退して、正常に動作しているマイコン12のみを利用して倒立二輪車1の制御を行うための処理を実施する。
Specifically, in step S44, as in S17, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S42:No)、ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とが一致するが、RDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とが不一致となっているため、RDC25又は26、及びジャイロセンサ30が故障していることになる(2重故障)。具体的には、ステップS11で、RDC23から通知されたモータ17の回転角と、RDC25から通知されたモータ17の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC25(回転角センサ21の故障も含む)及びジャイロセンサ30が故障していることになる。また、ステップS11で、RDC24が検出したモータ18の回転角と、RDC26が検出したモータ18の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC26(回転角センサ22の故障も含む)及びジャイロセンサ30が故障していることになる。そのため、マイコン11は、RDC25又は26、及びジャイロセンサ30の故障に応じた処理を行う(S45)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities have a deviation of a predetermined angle or more (S42: No), it is determined in step S11 that at least one of the
具体的には、マイコン11は、故障していると判定したRDC25又は26、及びジャイロセンサ30を縮退して、正常に動作しているRDC23、24及びジャイロセンサ28のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、RDC25又は26、及びジャイロセンサ30の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、故障したRDC25又は26、及びジャイロセンサ30を含む2系の制御系が縮退される。これにより、マイコン11によって、故障したRDC25又は26、及びジャイロセンサ26を利用せずに、1系のRDC23、24及びジャイロセンサ28を利用した倒立二輪車1の制御が実施される。また、この場合、マイコン11は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
Specifically, the
また、マイコン12は、故障したRDC25又は26、及びジャイロセンサ30を利用せずに、倒立二輪車1の制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、以降、1系のRDC23、24から出力される回転角信号が示すモータ17、18の回転角のそれぞれと、マイコン11から出力される角速度情報が示すジャイロセンサ28のピッチ角速度とに基づいて倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
In addition, the
一方、比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S41:No)、マイコン11は、上述したステップS22と同様に、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定する(S43)。
On the other hand, when it is determined that the compared yaw angular velocities have a deviation of a predetermined angle or more (S41: No), the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがないと判定した場合(S43:Yes)、ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とが一致するが、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とが不一致となっているため、RDC23又は24、及びジャイロセンサ28が故障していることになる(2重故障)。具体的には、ステップS11で、RDC23から通知されたモータ17の回転角と、RDC25から通知されたモータ17の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC23(回転角センサ19の故障も含む)及びジャイロセンサ28が故障していることになる。また、ステップS11で、RDC24から通知されたモータ18の回転角と、RDC26から通知されたモータ18の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC24(回転角センサ20の故障も含む)及びジャイロセンサ28が故障していることになる。そのため、マイコン11は、RDC23又は24及びジャイロセンサ28の故障に応じた処理を行う(S46)。
If it is determined that the compared yaw angular velocities are not shifted by a predetermined angle or more (S43: Yes), it is determined in step S11 that at least one of the
具体的には、マイコン11は、故障していると判定したRDC23又は24、及びジャイロセンサ28を縮退して、正常に動作しているRDC25、26及びジャイロセンサ30のみを利用して倒立二輪車1の制御を実施する。例えば、マイコン11は、モータ17、18の制御を停止する。すなわち、故障したRDC23又は24、及びジャイロセンサ28を含む1系の制御系が縮退される。これにより、マイコン12によって、故障したRDC23又は24、及びジャイロセンサ28を利用せずに、2系のRDC25、26及びジャイロセンサ30を利用した倒立二輪車1の制御が実施される。また、この場合、2系のマイコン12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、1系のRDC23又は24、及びジャイロセンサ28の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
Specifically, the
また、マイコン11は、故障したRDC23又は24、及びジャイロセンサ28を利用せずに、倒立二輪車1の制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、以降、2系のRDC25、26から出力される回転角信号が示すモータ17、18の回転角のそれぞれと、マイコン12から出力される角速度情報が示すジャイロセンサ30のピッチ角速度とに基づいて倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。例えば、マイコン11は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するとともに、RDC23又は24、及びジャイロセンサ28の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力する。マイコン12も、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施する。
Further, the
比較したヨー角速度に所定角度以上のズレがあると判定した場合(S43:No)、ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されており、かつ、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23、25及びRDC24、26から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28、30が検出したヨー角速度がいずれも不一致となっているため、RDC23又は25、RDC24又は26、及びジャイロセンサ28、30が故障していることになる(4重故障)。具体的には、ステップS11で、RDC23から通知されたモータ17の回転角と、RDC25から通知されたモータ17の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC23、25(回転角センサ19、21の故障も含む)及びジャイロセンサ28が故障していることになる。また、ステップS11で、RDC24から通知されたモータ18の回転角と、RDC26から通知されたモータ18の回転角にズレがあると判定されている場合、RDC24、26(回転角センサ20、22の故障も含む)及びジャイロセンサ28が故障していることになる。そのため、マイコン11は、RDC23、25又はRDC24、26、及びジャイロセンサ28、30の故障に応じた処理を行う(S47)。
When it is determined that the compared yaw angular velocities have a deviation of a predetermined angle or more (S43: No), it is determined in step S11 that at least one of the
具体的には、マイコン11は、RDC23、25又はRDC24、26と、ジャイロセンサ28、30の両方が故障してしまっているため、故障が検出されたRDC23、25又はRDC24、26と、ジャイロセンサ28、30の両方とを利用せずに、正常に動作しているRDC23、25又はRDC24、26のみを利用して、倒立二輪車1の制御を実施する。
Specifically, since both the
例えば、RDC23、25及びジャイロセンサ28、30が故障している場合、マイコン11は、RDC23、25及びジャイロセンサ28、30の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力するとともに、以降、故障が検出されたRDC23、25及びジャイロセンサ28、30は利用せずに、故障が検出されていないRDC24、26から出力される角速度信号が示すモータ18の回転角のそれぞれに基づいて、モータ18のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、以降、故障が検出されたRDC23、25及びジャイロセンサ28、30は利用せずに、故障が検出されていないRDC24、26から出力される角速度信号が示すモータ18の回転角のそれぞれに基づいて、モータ18のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合に、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
For example, when the
また、例えば、RDC24、26及びジャイロセンサ28、30が故障している場合、マイコン11は、RDC24、26及びジャイロセンサ28、30の故障を通知する故障通知信号をマイコン12に出力するとともに、以降、故障が検出されたRDC24、26及びジャイロセンサ28、30は利用せずに、故障が検出されていないRDC23、25から出力される角速度信号が示すモータ17の回転角のそれぞれに基づいて、モータ17のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。マイコン12は、マイコン11からの故障通知信号の出力に応じて、故障が検出されたRDC24、26及びジャイロセンサ28、30は利用せずに、故障が検出されていないRDC23、25から出力される角速度信号が示すモータ17の回転角のそれぞれに基づいて、モータ17のみを駆動することで倒立二輪車1の制御を実施する。また、この場合に、マイコン11、12は、倒立二輪車1を停止させる制動制御を実施するようにしてもよい。
For example, when the
以上に説明したように、マイコン11、12のそれぞれは、第1の回転角検出部(例えば、RDC23及び回転角センサ19の組、又は、RDC24及び回転角センサ20の組に相当)が検出したモータ17又は18の回転角と、第2の回転角検出部(例えば、RDC25及び回転角センサ21の組、又は、RDC26及び回転角センサ22の組に相当)が検出したモータ17又は18の回転角とを比較する第1の比較(例えば、S11に相当)、及び、第1の回転角検出部が検出したモータ17又は18の回転角に基づいて算出した倒立二輪車1(同軸二輪移動体)のヨー角速度と、ヨー角速度検出センサ(例えば、ジャイロセンサ28に相当)が検出した倒立二輪車1(同軸二輪移動体)のヨー角速度とを比較する第2の比較(例えば、S32に相当)を実施するようにしている。そして、マイコン11、12のそれぞれは、第1の比較及び第2の比較の結果に基づいて、第1の回転角検出部及び第2の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を検出し、検出結果に応じた倒立二輪車1(同軸二輪移動体)の制御を行うようにしている。
As described above, each of the
これによれば、第1の回転角検出部及び第2の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を特定して、その結果に応じた倒立二輪車1(同軸二輪移動体)の制御を行うことができる。すなわち、動的安定性を向上することができる。 According to this, among the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit, an abnormal rotation angle detection unit is specified, and the inverted two-wheeled vehicle 1 (coaxial two-wheeled mobile body according to the result) ) Can be controlled. That is, dynamic stability can be improved.
<発明の実施の形態の変形例>
上記の実施の形態では、RDCから通知されたモータの回転角の比較(S11)を実施した後に、ジャイロセンサが検出したヨー角速度の比較(S12)を実施するようにしているが、先にジャイロセンサが検出したヨー角速度の比較(S12)を実施し、その後にRDCから通知されたモータの回転角の比較(S11)を実施するようにしてもよい。この場合、S12でYesとなった場合に、S11を実施することとなる。また、この場合、S11でNoとなり、図7に示すフローを実施する場合、S31の処理は不要となる。代わりに、S12でNoとなった場合に、S11の処理を実施するようにすればよい。そして、そのS11でYesとなった場合に、図6のS21以降の処理を実施し、そのS11でNoとなった場合に、図8に示す処理を実施するようにすればよい。
<Modification of Embodiment of Invention>
In the above embodiment, the comparison of the rotation angle of the motor notified from the RDC (S11) is performed, and then the comparison of the yaw angular velocity detected by the gyro sensor (S12) is performed. The comparison of the yaw angular velocity detected by the sensor (S12) may be performed, and then the comparison of the rotation angle of the motor notified from the RDC (S11) may be performed. In this case, when it becomes Yes in S12, S11 will be implemented. Further, in this case, No is obtained in S11, and when the flow illustrated in FIG. 7 is performed, the process of S31 is not necessary. Instead, when S12 is No, the process of S11 may be performed. And when it becomes Yes by that S11, the process after S21 of FIG. 6 should be implemented, and the process shown in FIG. 8 should just be implemented when it becomes No by that S11.
また、図5では、S12でYesとなった場合には、RDC23〜26のいずれも故障しておらず、ジャイロセンサ28、30のいずれも故障していないことになる。そのため、S13〜S15の処理は実施せずに、S12でYesとなった場合にはS16の処理を実施するようにしてもよい。
Further, in FIG. 5, when the answer is Yes in S <b> 12, none of the
また、2重以上の故障が発生することは、一般的にはあまり考えにくい。そのため、上述した故障診断処理において、2重以上の故障を切り分ける処理は省略するようにしてもよい。 Also, it is generally difficult to think that double or more failures occur. For this reason, in the above-described failure diagnosis processing, the processing for separating double or more failures may be omitted.
例えば、図6では、S22及びS23を実施しないようにしてもよい。S21でYesとなった場合、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度が一致しているため、ジャイロセンサ28は故障していないことになる。すなわち、消去法で、2系のジャイロセンサ30の故障が特定される。そのため、S21でYesとなった場合、S25の処理を実施するようにしてもよい。
For example, in FIG. 6, S22 and S23 may not be performed. When the answer is YES in S21, the rotation angles of the
また、S21でNoとなった場合、ステップS12でジャイロセンサ28、30のうち、少なくともいずれかが故障していると判定されている状況下で、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度が一致していないため、1系のジャイロセンサ28が故障していることになる。そのため、S21でNoとなった場合、S26の処理を実施するようにしてもよい。
In addition, when the answer is No in S21, the
また、図7では、S31を実施しないようにし、S32から実施するようにしてもよい。すなわち、2重以上の故障の切り分けに関する図8の処理は実施しないようにしてよい。 Moreover, in FIG. 7, S31 may not be implemented and you may make it implement from S32. That is, the process of FIG. 8 regarding the separation of two or more faults may not be performed.
また、S33及びS34も実施しないようにしてもよい。S32でYesとなった場合、ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障している状況下で、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度が一致しているため、1系のRDC23、24は故障していないことになる。すなわち、消去法で、2系のRDC25又は26の故障が特定される。そのため、S33でYesとなった場合、S36の処理を実施するようにしてもよい。
Further, S33 and S34 may not be performed. When the answer is Yes in S32, the yaw angular velocity calculated from the rotation angles of the
また、S32でNoとなった場合、ステップS11でRDC23〜26のうち、少なくともいずれかが故障している状況下で、RDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角から算出したヨー角速度と、ジャイロセンサ28が検出したヨー角速度が一致していないため、1系のRDC23、24が故障していることになる。そのため、S33でNoとなった場合、S37の処理を実施するようにしてもよい。
If the answer is No in S32, the yaw angular velocity calculated from the rotation angles of the
また、S14、S15、S22、S23、S33、S34、S42、S43では、故障現を特定することができる条件であれば、任意のいずれかを代替条件で判定を行うようにすればよい。 Further, in S14, S15, S22, S23, S33, S34, S42, and S43, any one of the conditions may be determined based on the alternative condition as long as it is a condition that can specify the fault present.
例えば、図6のS22、S23では、ジャイロセンサ28、30の故障の切り分けを行うことができる条件であればよい。そのため、代替条件として、例えば、1系のRDC23、24から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、2系のジャイロセンサ30が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定するようにしてもよい。
For example, in S22 and S23 of FIG. 6, any conditions may be used as long as the failure of the
また、例えば、図7のS33、S34では、RDC23〜26の故障の切り分けを行うことができる条件であればよい。そのため、代替条件として、例えば、2系のRDC25、26から通知されたモータ17、18の回転角に基づくヨー角速度と、1系のジャイロセンサ28が検出したヨー角速度とに所定角度以上のズレがあるか否かを判定するようにしてもよい。
Further, for example, in S33 and S34 of FIG. 7, any conditions may be used as long as the failure of the
<発明の他の実施の形態>
上記実施の形態では、回転角信号として、パラレル信号及びAB相信号の両方を生成・出力するRDC23〜26を利用した例について説明したが、回転角信号として、図9に示すように、パラレル信号のみ又はAB相信号のみを生成・出力するRDCを、RDC23〜26として組み合わせて利用するようにしてもよい。また、図9では、パラレル信号のみを生成・出力するRDCが2つであり、AB相信号のみを生成・出力するRDCが2つである場合について例示したが、それぞれのRDCの割合は、これに限られない。例えば、パラレル信号のみを生成・出力するRDCを1つとし、AB相信号のみを生成・出力するRDCを3つとしてもよく、パラレル信号のみを生成・出力するRDCを3つとし、AB相信号のみを生成・出力するRDCを1つとしてもよい。また、全てのRDCを、パラレル信号のみを生成・出力するRDCとしてもよく、全てのRDCを、AB相信号のみを生成・出力するRDCとしてもよい。
<Other embodiments of the invention>
In the above embodiment, the example using the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
上記の実施の形態では、マイコン11、12の両方が故障診断処理を実施するようにしているが、いずれか一方のみが故障診断処理を実施するようにしてもよい。しかしながら、好ましくは、マイコン11、12の両方が故障診断処理を実施するようにすることで、より故障検出精度を向上することができる。
In the above embodiment, both the
上記の実施の形態では、RDC23〜26を利用した例について説明したが、一般的な工学エンコーダ等を利用するようにしてもよい。
In the above embodiment, an example using the
1 倒立二輪車
2 車輪
3 ステップカバー
10 制御装置
11、12 マイクロコントローラ
13、14、15、16 インバータ
17、18 モータ
19、20、21、22 回転角センサ
23、24、25、26 レゾルバ‐デジタル変換器
27、28、29、30 ジャイロセンサ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記車輪を回転させるモータと、
前記モータの回転角を検出する第1の回転角検出部と、
前記モータの回転角を検出する第2の回転角検出部と、
前記同軸二輪移動体のヨー角速度を検出するヨー角速度検出センサと、
前記第1の回転角検出部及び前記第2の回転角検出部のそれぞれが検出した前記モータの回転角のうち、少なくとも1つに基づいて前記モータを駆動することで前記同軸二輪移動体を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角と、前記第2の回転角検出部が検出した前記モータの回転角とを比較する第1の比較、及び、
前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角に基づいて算出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度と、前記ヨー角速度検出センサが検出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度とを比較する第2の比較を実施し、
前記第1の比較及び前記第2の比較の結果に基づいて、前記第1の回転角検出部及び前記第2の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を検出し、検出結果に応じた前記同軸二輪移動体の制御を行う、
同軸二輪移動体。 A coaxial two-wheel moving body that moves by rotating a wheel,
A motor for rotating the wheel;
A first rotation angle detector for detecting a rotation angle of the motor;
A second rotation angle detector for detecting the rotation angle of the motor;
A yaw angular velocity detection sensor for detecting a yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body;
The coaxial two-wheel moving body is controlled by driving the motor based on at least one of the rotation angles of the motor detected by each of the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit. A control unit,
The controller is
A first comparison comparing the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detection unit and the rotation angle of the motor detected by the second rotation angle detection unit; and
The yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body calculated based on the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detecting unit is compared with the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body detected by the yaw angular velocity detecting sensor. To perform a second comparison
Based on the results of the first comparison and the second comparison, an abnormal rotation angle detection unit is detected among the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit, Control the coaxial two-wheel moving body according to the detection result,
Coaxial two-wheel moving body.
前記同軸二輪移動体は、さらに、前記同軸二輪移動体のヨー角速度を検出する第2のヨー角速度検出センサを備え、
前記制御部は、さらに、
前記第1のヨー角度検出センサが検出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度と、前記第2のヨー角速度検出センサが検出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度とを比較する第3の比較を実施し、
前記第2の比較及び前記第3の比較の結果に基づいて、前記第1のヨー角速度検出センサ及び前記第2のヨー角速度検出センサのうち、異常となっているヨー角速度検出センサを検出し、検出結果に応じた前記同軸二輪移動体の制御を行う、
請求項1に記載の同軸二輪移動体。 The yaw angular velocity detection sensor is a first yaw angular velocity detection sensor,
The coaxial two-wheel moving body further includes a second yaw angular velocity detection sensor that detects a yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body,
The control unit further includes:
A third comparison is performed in which the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body detected by the first yaw angle detection sensor is compared with the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body detected by the second yaw angular velocity detection sensor. And
Based on the results of the second comparison and the third comparison, an abnormal yaw angular velocity detection sensor is detected from the first yaw angular velocity detection sensor and the second yaw angular velocity detection sensor, Control the coaxial two-wheel moving body according to the detection result,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 1.
前記第1の比較で、前記比較したモータの回転角が一致しないと判定し、かつ、前記第2の比較で、前記比較したヨー角速度が一致すると判定した場合、前記第2の回転角検出部が異常となっていると判定し、
前記第1の比較で、前記比較したモータの回転角が一致しないと判定し、かつ、前記第2の比較で、前記比較したヨー角速度が一致しないと判定した場合、前記第1の回転角検出部が異常となっていると判定する、
請求項1又は2に記載の同軸二輪移動体。 The controller is
When it is determined in the first comparison that the rotation angles of the compared motors do not match, and in the second comparison, it is determined that the compared yaw angular velocities match, the second rotation angle detection unit Is determined to be abnormal,
When it is determined in the first comparison that the rotation angles of the compared motors do not match, and in the second comparison, it is determined that the compared yaw angular velocities do not match, the first rotation angle detection Determine that the part is abnormal,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 1 or 2.
前記第3の比較で、前記比較したヨー角速度が一致しないと判定し、かつ、前記第2の比較で、前記比較したヨー角速度が一致すると判定した場合、前記第2のヨー角速度検出センサが異常となっていると判定し、
前記第3の比較で、前記比較したヨー角速度が一致しないと判定し、かつ、前記第2の比較で、前記比較したヨー角速度が一致しないと判定した場合、前記第1のヨー角速度検出センサが異常となっていると判定する、
請求項2に記載の同軸二輪移動体。 The controller is
If it is determined in the third comparison that the compared yaw angular velocities do not match, and the second comparison determines that the compared yaw angular velocities match, the second yaw angular velocity detection sensor is abnormal. It is determined that
If it is determined in the third comparison that the compared yaw angular velocities do not match and the second comparison determines that the compared yaw angular velocities do not match, the first yaw angular velocity detection sensor is Judge that it is abnormal,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 2.
前記モータは、前記第1の車輪を回転させる第1のモータであり、
前記同軸二輪移動体は、さらに、
第2の車輪と、
前記同軸二輪移動体の第2の車輪を回転させる第2のモータと、
前記第2のモータの回転角を検出する第3の回転角検出部と、
前記第2のモータの回転角を検出する第4の回転角検出部と、を備え、
前記制御部は、前記第3の回転角検出部及び前記第4の回転角検出部のそれぞれが検出した前記第2のモータの回転角のうち、少なくとも1つに基づいて前記第2のモータを駆動することで前記同軸二輪移動体を制御し、
前記制御部は、前記第2の比較では、前記モータの回転角に基づいて算出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度として、前記第1の回転角検出部が検出した前記第1のモータの回転角、及び、前記第3の回転角検出部が検出した前記第2のモータの回転角に基づいて算出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度を利用する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の同軸二輪移動体。 The wheel is a first wheel;
The motor is a first motor that rotates the first wheel;
The coaxial two-wheeled vehicle further includes:
A second wheel;
A second motor for rotating the second wheel of the coaxial two-wheel moving body;
A third rotation angle detector for detecting the rotation angle of the second motor;
A fourth rotation angle detector that detects a rotation angle of the second motor,
The control unit controls the second motor based on at least one of the rotation angles of the second motor detected by the third rotation angle detection unit and the fourth rotation angle detection unit. By controlling the coaxial two-wheel moving body by driving,
In the second comparison, the control unit detects the rotation of the first motor detected by the first rotation angle detection unit as the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body calculated based on the rotation angle of the motor. And the yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body calculated based on the angle and the rotation angle of the second motor detected by the third rotation angle detection unit,
The coaxial two-wheel moving body according to any one of claims 1 to 4.
前記第3の回転角検出部が検出した前記モータの回転角と、前記第4の回転角検出部が検出した前記モータの回転角とを比較する第4の比較を実施し、
前記第4の比較及び前記第2の比較の結果に基づいて、前記第3の回転角検出部及び前記第4の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を検出し、検出結果に応じた前記同軸二輪移動体の制御を行う、
請求項5に記載の同軸二輪移動体。 The control unit further includes:
Performing a fourth comparison comparing the rotation angle of the motor detected by the third rotation angle detection unit and the rotation angle of the motor detected by the fourth rotation angle detection unit;
Based on the results of the fourth comparison and the second comparison, an abnormal rotation angle detection unit is detected among the third rotation angle detection unit and the fourth rotation angle detection unit, Control the coaxial two-wheel moving body according to the detection result,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 5.
前記第4の比較で、前記比較したモータの回転角が一致しないと判定し、かつ、前記第2の比較で、前記比較したヨー角速度が一致すると判定した場合、前記第4の回転角検出部が異常となっていると判定し、
前記第4の比較で、前記比較したモータの回転角が一致しないと判定し、かつ、前記第2の比較で、前記比較したヨー角速度が一致しないと判定した場合、前記第3の回転角検出部が異常となっていると判定する、
請求項6に記載の同軸二輪移動体。 The controller is
When it is determined in the fourth comparison that the rotation angles of the compared motors do not match, and in the second comparison, it is determined that the compared yaw angular velocities match, the fourth rotation angle detection unit Is determined to be abnormal,
If it is determined in the fourth comparison that the rotation angles of the compared motors do not match, and the second comparison determines that the compared yaw angular velocities do not match, the third rotation angle detection Determine that the part is abnormal,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 6.
前記同軸二輪移動体は、前記第1の回転角検出部、前記第3の回転角検出部、前記第1の制御部を含む第1の制御系と、前記第2の回転角検出部、前記第4の回転角検出部、前記第2の制御部を含む第2の制御系を有し、
前記制御部は、
前記第1の制御系に含まれる第1の回転角検出部又は第3の回転角検出部の異常を検出した場合、前記第1の制御系を縮退して、前記第2の制御系によって前記同軸二輪移動体を制御し、
前記第2の制御系に含まれる第2の回転角検出部又は第4の回転角検出部の異常を検出した場合、前記第2の制御系を縮退して、前記第1の制御系によって前記同軸二輪移動体を制御する、
請求項6又は7に記載の同軸二輪移動体。 Each of the control units has a first control unit and a second control unit that control the coaxial two-wheel moving body,
The coaxial two-wheel moving body includes a first control system including the first rotation angle detection unit, the third rotation angle detection unit, and the first control unit, the second rotation angle detection unit, A fourth rotation angle detection unit, and a second control system including the second control unit,
The controller is
When an abnormality is detected in the first rotation angle detection unit or the third rotation angle detection unit included in the first control system, the first control system is degenerated and the second control system Control the coaxial two-wheel moving body,
When an abnormality is detected in the second rotation angle detection unit or the fourth rotation angle detection unit included in the second control system, the second control system is degenerated and the first control system Control coaxial two-wheeled vehicle,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 6 or 7.
前記第2の回転角検出部及び前記第4の回転角検出部は、それぞれ、前記検出した第2のモータの回転角を示すAB相信号を前記第1の制御部に出力するとともに、前記検出した第2のモータの回転角を示すパラレル信号を前記第2の制御部に出力し、
前記第1の制御部は、前記第1の回転角検出部及び前記第3の回転角検出部のそれぞれが検出した前記第1のモータの回転角として、前記第1の回転角検出部及び前記第3の回転角検出部のそれぞれから出力されたパラレル信号が示す前記第1のモータの回転角を利用するとともに、前記第2の回転角検出部及び前記第4の回転角検出部のそれぞれが検出した前記第2のモータの回転角として、前記第2の回転角検出部及び前記第4の回転角検出部のそれぞれから出力されたAB相信号が示す前記第2のモータの回転角を利用して、前記第1の比較、前記第2の比較、及び前記第4の比較を実施する、
請求項8に記載の同軸二輪移動体。 Each of the first rotation angle detection unit and the third rotation angle detection unit outputs a parallel signal indicating the detected rotation angle of the first motor to the first control unit, and detects the detected signal. An AB phase signal indicating the rotation angle of the first motor is output to the second control unit;
Each of the second rotation angle detection unit and the fourth rotation angle detection unit outputs an AB phase signal indicating the detected rotation angle of the second motor to the first control unit, and the detection. A parallel signal indicating the rotation angle of the second motor is output to the second control unit;
The first control unit includes the first rotation angle detection unit and the third rotation angle detection unit as the rotation angle of the first motor detected by the first rotation angle detection unit and the third rotation angle detection unit, respectively. Each of the second rotation angle detection unit and the fourth rotation angle detection unit uses the rotation angle of the first motor indicated by the parallel signal output from each of the third rotation angle detection units. As the detected rotation angle of the second motor, the rotation angle of the second motor indicated by the AB phase signal output from each of the second rotation angle detection unit and the fourth rotation angle detection unit is used. And performing the first comparison, the second comparison, and the fourth comparison,
The coaxial two-wheel moving body according to claim 8.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の同軸二輪移動体。 When the control unit detects the rotation angle detection unit that is abnormal, the control unit performs a braking control to stop the coaxial two-wheel moving body,
The coaxial two-wheel moving body according to any one of claims 1 to 9.
前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角と、前記第2の回転角検出部が検出した前記モータの回転角とを比較する第1の比較、及び、
前記第1の回転角検出部が検出した前記モータの回転角に基づいて算出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度と、ヨー角速度検出部が検出した前記同軸二輪移動体のヨー角速度とを比較する第2の比較を実施するステップと、
前記第1の比較及び前記第2の比較の結果に基づいて、前記第1の回転角検出部及び前記第2の回転角検出部のうち、異常となっている回転角検出部を検出するステップと、
前記検出結果に応じた前記同軸二輪移動体の制御を行うステップと、
を備えた制御方法。 Coaxial two-wheels that move by rotating the wheel by driving the motor based on at least one of the rotation angles of the motor detected by each of the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit. A control method for controlling a moving body,
A first comparison comparing the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detection unit and the rotation angle of the motor detected by the second rotation angle detection unit; and
The yaw angular velocity of the coaxial two-wheel moving body calculated based on the rotation angle of the motor detected by the first rotation angle detecting unit is compared with the yaw angular velocity of the coaxial two-wheeled moving body detected by the yaw angular velocity detecting unit. Performing a second comparison;
A step of detecting an abnormal rotation angle detection unit among the first rotation angle detection unit and the second rotation angle detection unit based on the results of the first comparison and the second comparison. When,
Controlling the coaxial two-wheel moving body according to the detection result;
Control method with.
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