(57)【要約】【課題】低速走行時における車輪の傾斜角度制御において適切な応答性を確保する。【解決手段】旋回時に車両を旋回内側に傾斜させて安定させる車両では、旋回外側への遠心力と重力が釣り合う角度に車両の傾斜を制御する。その際、傾斜制御の過度な応答を抑制するため、加速度センサ２、３の合成値をローパスフィルタでフィルタリングしてから制御に使用しているが、例えば、２（ｋｍ／ｈ）以下の極低速時ではカットオフ周波数を低くしている。しかし、低速領域でのカットオフ周波数を低くした場合、不意の入力に機敏に対応できない場合があるため、低速領域で横加速度に大きな入力が観測されたときは、一時的にカットオフ周波数を高くし、これに対応する。【選択図】図１
2011178328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の車輪と、
前記一対の車輪の中心を結ぶ線分に対する角度が調節可能な車体と、
前記車体に生じる横加速度を取得する横加速度取得手段と、
前記取得した横加速度が所定の目標値となるように前記車体の角度を制御する角度制御手段と、
前記取得した横加速度が所定の閾値以上の場合に、前記角度制御手段の応答性を高める応答性調節手段と、
を具備したことを特徴とする車両。
【請求項２】
前記角度制御手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体の角度を調節することを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記角度制御手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体の角度を調節することを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項４】
車速を取得する車速取得手段を具備し、
前記応答性調節手段は、前記取得した車速が所定の閾値未満の場合には、前記角度制御手段の応答性を低く調節し、当該低く調節している間に前記取得した横加速度が所定の閾値以上となった場合に前記角度制御手段の応答性を高めることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記横加速度取得手段は、複数の横加速度センサが出力する横加速度と合成横加速度を取得し、
前記角度制御手段は、前記横加速度取得手段から前記合成横加速度を取得し、
前記応答性調節手段は、前記横加速度取得手段から前記複数のうちの１の横加速度センサの値を取得することを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の車両。
【請求項６】
前記複数の横加速度センサは、前記車体の角度を制御するために前記車体を回転させる際の回転中心の一方の側に設けられており、前記応答性調節手段は、前記回転中心から遠い側に設置された横加速度センサの値を取得することを特徴とする請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記角度制御手段は、前記横加速度取得手段が有するローパスフィルタでフィルタリングした横加速度を取得し、
前記応答性調節手段は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を高めることにより前記角度制御手段の応答性を高めることを特徴とする請求項１から請求項６までのうちの何れか１の請求項に記載の車両。
【請求項８】
一対の車輪と、
前記一対の車輪の中心を結ぶ線分に対する角度が調節可能な車体と、
を備えた車両のコンピュータにおいて、
前記車体に生じる横加速度を取得する横加速度取得機能と、
前記取得した横加速度が所定の目標値となるように前記車体の角度を制御する角度制御機能と、
前記取得した横加速度が所定の閾値以上の場合に、前記角度制御機能の応答性を高める応答性調節機能と、
を実現する車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、及び車両制御プログラムに関し、例えば、車体を傾斜させるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の保有台数が増大し、１人が１台の車両を保有する傾向にある。
しかし、例えば、５人乗りの車両を１人で乗るなど、多人数用に作られた車両を１人で乗ると、無駄に燃料を消費し不経済であるとの問題があった。
そこで、最近では、特許文献１の「自動二、三輪車」のように、少人数で乗れる小型の車両の開発が求められている。
この技術は、タンデムライドの２、３輪車において、エンジンを運転者の足載部の間に配置することにより車両の重量バランスを良好にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５６７１号公報
【０００４】
ところで、車両の重量バランスを向上させるためには、旋回時に車体を傾斜させて遠心力と重力のバランスをとることが望ましい。
そのためには、旋回時に車体に作用する横加速度を検出して車体の傾斜角度を適切な傾斜角（搭乗者に横方向の力が作用しない角度）にフィードバック制御することが考えられる。
この制御により、左右輪に均等に加重がかかるため車両が安定し、搭乗者の乗り心地も向上する。
【０００５】
更に、このような傾斜角度の制御を行う場合、傾斜角度の過度な応答を抑制するために、横加速度の検出値の高周波成分をローパスフィルタで除去してからフィードバック制御することが望ましい。
加えて、極低速走行時には、高速走行時と同じ応答性だと過度に反応するため、ローパスフィルタの時定数を大きくしてカットオフ周波数を低くし、より低周波側の成分も除去するのが望ましい。
【０００６】
しかし、カットオフ周波数を低くすることにより低速走行時の過度な応答は抑制されるが、例えば、後輪の片側が段差に落下したり、あるいは、突起物に乗り上げたりなど、低速走行時に即座に応答する必要がある場合に応答が遅く、だからといって、段差落下などに備えて高応答性を追及した制御を行うと、通常使用時に機敏に動きすぎてしまうという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、低速走行時における車体の傾斜角度制御において適切な応答性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、一対の車輪と、前記一対の車輪の中心を結ぶ線分に対する角度が調節可能な車体と、前記車体に生じる横加速度を取得する横加速度取得手段と、前記取得した横加速度が所定の目標値となるように前記車体の角度を制御する角度制御手段と、前記取得した横加速度が所定の閾値以上の場合に、前記角度制御手段の応答性を高める応答性調節手段と、を具備したことを特徴とする車両を提供する。
請求項２に記載の発明では、前記角度制御手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体の角度を調節することを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項３に記載の発明では、前記角度制御手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体の角度を調節することを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項４に記載の発明では、車速を取得する車速取得手段を具備し、前記応答性調節手段は、前記取得した車速が所定の閾値未満の場合には、前記角度制御手段の応答性を低く調節し、当該低く調節している間に前記取得した横加速度が所定の閾値以上となった場合に前記角度制御手段の応答性を高めることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の車両を提供する。
請求項５に記載の発明では、前記横加速度取得手段は、複数の横加速度センサが出力する横加速度と合成横加速度を取得し、前記角度制御手段は、前記横加速度取得手段から前記合成横加速度を取得し、前記応答性調節手段は、前記横加速度取得手段から前記複数のうちの１の横加速度センサの値を取得することを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の車両を提供する。
請求項６に記載の発明では、前記複数の横加速度センサは、前記車体の角度を制御するために前記車体を回転させる際の回転中心の一方の側に設けられており、前記応答性調節手段は、前記回転中心から遠い側に設置された横加速度センサの値を取得することを特徴とする請求項５に記載の車両を提供する。
請求項７に記載の発明では、前記角度制御手段は、前記横加速度取得手段が有するローパスフィルタでフィルタリングした横加速度を取得し、前記応答性調節手段は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を高めることにより前記角度制御手段の応答性を高めることを特徴とする請求項１から請求項６までのうちの何れか１の請求項に記載の車両を提供する。
請求項８に記載の発明では、一対の車輪と、前記一対の車輪の中心を結ぶ線分に対する角度が調節可能な車体と、を備えた車両のコンピュータにおいて、前記車体に生じる横加速度を取得する横加速度取得機能と、前記取得した横加速度が所定の目標値となるように前記車体の角度を制御する角度制御機能と、前記取得した横加速度が所定の閾値以上の場合に、前記角度制御機能の応答性を高める応答性調節機能と、を実現する車両制御プログラムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、横加速度の入力量を監視し、一定以上の大きさを検知すると、ローパスフィルタの時定数を一時的に小さくすることで応答性を確保する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態の車両を表した図である。
【図２】本実施の形態に係る傾斜制御ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】カットオフ周波数を説明するための図である。
【図４】リンク機構の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】加速度演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】加速度フィルタ処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】制御用加速度を算出する数式を表した図である。
【図８】傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】変形例１に係る傾斜制御ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１０】リンク機構の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】演算傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】変形例２を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）実施形態の概要
旋回時に車両を旋回内側に傾斜させて安定させる車両では、旋回外側への遠心力と重力が釣り合う角度（即ち、横加速度が０となる角度）に車両の傾斜を制御すると、搭乗者と車体に作用する力が座席の座面に垂直な方向下向き（車輪を傾けて車体を傾斜させる場合は、車輪を含む平面と平行な方向）となり、搭乗者の違和感が軽減されると共に車両の安定性が向上するため合理的である。
また、この制御方法を用いると、例え路面が進行方向と垂直な方向に傾斜していたとしても、車体に作用する力を鉛直とすることができる。
【００１２】
このような制御を行うために、本実施の形態の車両１（図１）は、傾斜制御対象である車体部１０に横加速度を検出するように加速度センサを配設し、その出力が目標値（ここでは０）となるように車体部１０の傾斜角をフィードバック制御する。
なお、本実施の形態では、より適切な制御を行うために、車体部１０に加速度センサ２、３を設置し、その合成横加速度が０となるように制御する。
【００１３】
ところで、車両１は、傾斜制御の過度な応答を抑制するため、加速度センサ２、３の合成値をローパスフィルタでフィルタリングしてから制御に使用しているが、例えば、２（ｋｍ／ｈ）以下の極低速時では、前輪１５が大舵角の旋回時に駆動モータの出力が揺らいで横加速度が変化し、これによって車体部１０が左右に揺すられるなど、より過敏に反応して搭乗者が不快感を感じやすいため、低速領域ではローパスフィルタの時定数を大きくして（時定数の逆数はカットオフ周波数）カットオフ周波数を低くしている。
【００１４】
しかし、低速領域でのカットオフ周波数を低くした場合、車両１が段差に落下するなどの不意の入力に機敏に対応できない場合があるため、車両１は、加速度センサ２の出力を監視し、低速領域で横加速度に大きな入力が観測されたときは、一時的に時定数を小さくしてカットオフ周波数を高くし、機敏な制御を行ってこれに対応する。
【００１５】
より具体的には、低速時には低いカットオフ周波数（例えば５（Ｈｚ））を使用して機敏さを軽減すると共に、大きな横加速度が観測されたときには、このカットオフ周波数を高い値（例えば１５（Ｈｚ））に切り替え、一時的に機敏な応答性を実現する。
【００１６】
（２）実施形態の詳細
図１（ａ）は、本実施の形態の車両１の側面図である。
車両１は、単数の前輪１５、及び左右に設けられた一対の後輪５Ｒ、５Ｌ（５Ｌは図示せず）を有しており、その間に搭乗者の運転席が設けられた車体部１０が設けられている。
また、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとする。
【００１７】
前輪１５は、搭乗者のハンドル操作によって操舵方向に向けることができ、操舵輪として機能する。
一方、後輪５Ｒは、走行駆動モータ６Ｒ（インホイール）が組み込まれており、スロットル開度センサ１２で検出した搭乗者のスロットル操作に応じた駆動力を発生する。図示しない後輪５Ｌも同様に走行駆動モータ６Ｌ（図示せず）を備えており、走行駆動モータ６Ｒと同様に動作する。
【００１８】
操舵角センサ１３は、操舵部に設けられており、搭乗者のハンドル操作による前輪１５の操舵角度を検出する。
車速センサ１４は、前輪１５の車軸に設けられており、車両１の車速を検出する。
スロットル開度センサ１２は、操舵部に設けられており、搭乗者が手で調節したスロットル開度を検出する。
【００１９】
加速度センサ２は、運転席の背もたれ部分の裏側に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、車体部１０の左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。
加速度センサ３は、運転席のシートの後背部に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。このように、横加速度センサを２個備えたのは、横加速度センサで検出される加速度のうち、リンクモータ７の動作による横加速度と路面の凹凸による車体部１０の揺すられ、あるいは、機構のガタによる横加速度を除いて、車体部１０に作用する遠心力、及び重力の分力の和の横加速度のみを得たいからである。詳細は後述する。
【００２０】
車体部１０の運転席下には収納庫１１が設けられており、走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに電力供給するバッテリや、車両１の動作を電子制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などが収納されている。
ＥＣＵには、後輪５Ｒ、５Ｌの駆動力を制御する走行制御ＥＣＵと、車体部１０の傾斜を制御する傾斜制御ＥＣＵがある。
【００２１】
これらＥＣＵは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体やハードディスクなどによる記憶媒体などを備えており、ＣＰＵは、記憶媒体に記憶されたプログラムに従って各種の制御処理を行う。
【００２２】
図１（ｂ）は、車体部１０を後方から見た背面図である。
後輪５Ｒ、５Ｌは、リンク機構２０によって連結されている。
リンク機構２０は、後輪５Ｒ、５Ｌの、それぞれの内側に鉛直方向に設けられた縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び、縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌの上部と下部のそれぞれを連結する横リンクユニット８Ｕ、８Ｄから構成されている。
【００２３】
縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの結合部は、車体部１０の前後方向に設けられた軸によって回転可能に接合されている。
また、横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの中心には、同様の軸で結合された中央縦部材１８が設けられており、中央縦部材１８は、車体部１０を保持している。
【００２４】
横リンクユニット８Ｕと中央縦部材１８の結合部には、リンクモータ７が設けられており、リンクモータ７のステータ側は、中央縦部材１８に固定され、ロータ側は、横リンクユニット８Ｕに固定されている。
あるいは、横リンクユニット８Ｕにステータ側が固定され、中央縦部材１８にロータ側が固定されてもよい。
【００２５】
リンクモータ７は、リンク機構２０を駆動する駆動モータであり、ステータ側が中央縦部材１８に固定され、ロータ側が横リンクユニット８Ｕに固定されているため、リンクモータ７が回転するとリンク機構２０が平行四辺形に変形する。
リンク機構２０が平行四辺形となると、縦リンクユニット９Ｌ、９Ｒと中央縦部材１８は、平行に保たれるため、図１（ｃ）に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌと平行に車体部１０も路面に対して傾斜する。なお、リンク機構２０の傾斜角度は車体部１０の傾斜角度に等しくなる。
【００２６】
加速度センサ２、３は、リンク機構２０で傾斜する車体部１０の側に、それぞれ、路面から高さＬ１、Ｌ２の位置に設置されている。また、サスペンションなどのばねで車体部１０が支持されている場合は、いわゆる「ばね上」に設置する。
加速度センサ２、３は、車体部１０のたわみによる横加速度を検出しないように、共に十分に剛性の高い部材に取り付けることが望ましい。
【００２７】
加速度センサ２、３は、車体部１０に固定されているため、加速度センサ２、３の座標軸は車体部１０に固定される。
そのため、加速度センサ２、３は、車体部１０に固定した座標系における横方向の加速度（旋回による横加速度、車体部１０が傾斜することにより生じる重力加速度の横方向成分）を検出する。
【００２８】
また、加速度センサ２、３は、出力を合成することにより、車体部１０に生じた横加速度のうち、リンク機構２０が傾斜させる成分を除いて車体部１０に作用する遠心力及び重力の分力の和の加速度成分を算出するために設けてある。
合成によりリンク機構２０が傾斜させる成分を除くためには、リンクの回転中心（リンクモータ７の回転軸）の上側、あるいは下側の何れかに双方とも設置する必要があり（即ち回転中心の一方の側に双方を設置する必要があり）、精度を高めるために、一方（この例では加速度センサ３）は、できるだけリンクの回転中心（車体部１０の回転中心）に近づける（図１２（ａ）及び（ｂ）に記載の揺動型車両の場合）。
【００２９】
また、加速度センサ２、３は、前輪１５と後輪５Ｒ、５Ｌの間に設置すると共に、搭乗者の感じる横加速度を検出したいため、なるべく搭乗者の近くに設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、同じ鉛直軸上に設け、進行方向にオフセットして設置しない方がよい。
加えて、加速度センサ２、３の高低差ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２は、０．３メートル以上となるように設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、車体部１０の回転の半径方向と垂直な方向が検出できるように設置することが望ましい。
【００３０】
図１（ｃ）は、車両１が右方向に旋回する場合に、車体部１０に作用する横加速度が０となるようにリンク機構２０が作動して車体部１０を傾けたところを示している。
図に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌは、２輪車のように丸底のタイヤ面を有しており、傾斜しても良好に接地できる。また、後輪５Ｒ、５Ｌに等しく加重が作用するため走行も安定している。
【００３１】
加速度センサ２が検出する横加速度をａ１、加速度センサ３が検出する横加速度をａ２とする。この場合、加速度の合成値ａｓは、Δａ＝ａ１−ａ２として、次の式（１）、又は式（２）で表される。
【００３２】
ａｓ＝ａ２−（Ｌ２／ΔＬ）・Δａ・・・（１）
【００３３】
ａｓ＝ａ１−（Ｌ１／ΔＬ）・Δａ・・・（２）
【００３４】
式（１）と式（２）の演算は、どちらも計算上は同じものであるが、実際に使用してみると、より路面に近い側のセンサ、即ち、加速度センサ３の出力をベースにするものの方が良好であることがわかった。そのため、本実施の形態では、式（１）を用いて横加速度の合成値を計算する。
【００３５】
図１（ｄ）は、図１（ｃ）の横加速度ａ１をより詳細に説明するための図である。
加速度センサ２には、旋回外側方向に生じる横加速度（遠心力の原因となる加速度）と重力加速度が作用するが、この例では、加速度センサ２は、車体部１０に固定した左右方向の成分の差分をａ１として検出している。
【００３６】
図１（ｅ）は、段差のある路面で車体部１０が鉛直となるようにリンク機構２０を傾けたところを示している。
車両１が直進している際に路面に段差１００があった場合、車両１は、リンク機構２０を用いて後輪５Ｒ、５Ｌを傾け、車体部１０が鉛直となるようにする。
通常の車両は路面に従って傾くが、車両１は、横加速度が０となるように車体部１０を傾けるため、車両１が段差のある路面や斜面を等高線方向に走向する場合、車体部１０が鉛直となるように制御することができる。
【００３７】
図２は、リンク機構２０の傾斜角度を制御する傾斜制御ＥＣＵ３０の機能ブロック図である。
これらの構成は、傾斜制御ＥＣＵ３０のＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより構成される。
傾斜制御ＥＣＵ３０は、加速度演算部３１、加速度フィルタ部３２、及び傾斜制御部３３を有している。
加速度演算部３１は、加速度センサ２、３から横加速度の検出値を取得し、式（１）で合成横加速度ａｓを計算し、加速度フィルタ部３２に出力する。
【００３８】
加速度フィルタ部３２は、ローパスフィルタによってａｓをフィルタリングし、高周波成分をカットする。
また、加速度フィルタ部３２は、加速度センサ２の出力を監視しており、検出値に従ってローパスフィルタのカットオフ周波数を切り替える。
【００３９】
より詳細に説明すると、加速度フィルタ部３２は、低速走行時（例えば、２（ｋｍ／ｈ）以下）では、カットオフ周波数を低く設定し、傾斜制御ＥＣＵ３０の過度な応答を抑制しているが、後輪５Ｒが段差に落ちる場合のように、急激に横加速度が生じる場合には、加速度センサ２でこれを検出して、カットオフ周波数を高くしてリンク機構２０が機敏に反応するようにする。
【００４０】
このように、急激に横加速度が生じる場合に即座にカットオフ周波数を切り替えるため、加速度フィルタ部３２は、算出に時間を要する加速度演算部３１の合成値よりも加速度センサ２の生値を用いてカットオフ周波数の切り替えを行う。
また、加速度センサ３の生値を用いることもできるが、低位置にある加速度センサ３よりも高位置にある加速度センサ２の方が横加速度の変化が大きく現れるため、加速度センサ２を用いることとした。
【００４１】
傾斜制御部３３は、フィードバック制御により、加速度フィルタ部３２から出力される制御用加速度ａＴが目標値（ここでは０）となるようなトルク指令値をリンクモータ７に出力する。
このトルク指令値により、リンクモータ７がリンク機構２０を駆動して後輪５Ｒ、５Ｌと車体部１０を旋回方向に傾ける。
【００４２】
図３（ａ）は、加速度合成値のカットオフ周波数を説明するための図である。
この図は、加速度センサ２で検出される横加速度ａ１の大きさ｜ａ１｜が加速度基準値ａＳＴ未満の場合（即ち、通常の走行をしている場合）の１次元マップであり、縦軸はカットオフ周波数Ｗ（Ｈｚ）、横軸は車速ν（ｋｍ／ｈ）を表している。
【００４３】
Ｗ（ν）は、入力が車速、出力がカットオフ周波数となる関数であり、任意の関数で表現できる。
閾値ａ１は、正の実数であり、通常の舗装路の走行では観測されず、かつ段差落下を初期に観測できる値を実験的に求めたものである。
【００４４】
加速度フィルタ部３２は、１次元マップ上で離散的な７点（−５、１５）、（−３、１５）、（−２、５）、（０、５）、（２、５）、（３、１５）、（５、１５）（ただし、（車速、カットオフ周波数））を予め設定し、これらを直線で補完することにより、Ｗ（ν）のマップを規定している。また、Ｗ（ν）は、ルックアップテーブルなどを用いて構成してもよい。このように、車両１で用いるローパスフィルタは、カットオフ周波数可変ローパスフィルタとなっている。
【００４５】
図に示したように、加速度フィルタ部３２は、車速センサ１４（図１）で検出した車速が３（ｋｍ／ｈ）以上の場合、カットオフ周波数を１５（Ｈｚ）とし、２（ｋｍ／ｈ）以上、３（ｋｍ／ｈ）未満の場合は、５（Ｈｚ）から１５（Ｈｚ）まで順次増加し、０（ｋｍ／ｈ）以上、２（ｋｍ／ｈ）未満では、５（Ｈｚ）としている。マイナス側の車速（即ち、後方に走行している場合）も同様である。
【００４６】
このように、加速度フィルタ部３２は、車両１が低速走行する場合は、カットオフ周波数を下げて、横加速度の高周波成分をカットすることにより、リンク機構２０の過度な応答を抑制している。
【００４７】
図３（ｂ）は、車両１が段差に落下するなどして、加速度センサ２で検出される横加速度ａ１の大きさ｜ａ１｜が加速度基準値ａＳＴ以上となる場合のカットオフ周波数を示している。
図に示したように、加速度フィルタ部３２は、車両１が段差に落下するなどすると、−３〜３（ｋｍ／ｈ）の場合のカットオフ周波数を１５（Ｈｚ）に切り替える。これにより、リンク機構２０は、迅速な応答をすることができる。
【００４８】
図４は、傾斜制御ＥＣＵ３０が行うリンク機構２０の制御処理を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、傾斜制御ＥＣＵ３０のＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、加速度演算部３１により、横加速度の合成値を演算処理し（ステップ１００）、次いで、加速度フィルタ部３２が横加速度の合成値をフィルタリングする（ステップ２００）。
そして、傾斜制御部３３がフィルタリングされた横加速度が目標値となるようにリンク機構２０を傾斜制御する（ステップ３００）。
【００４９】
図５は、ステップ１００（図４）の加速度演算処理を説明するためのフローチャートである。
まず、傾斜制御ＥＣＵ３０のＣＰＵは、加速度センサ２から加速度センサ値ａ１を取得して記憶装置（ＲＡＭなど）に記憶する（ステップ１０５）。
次に、ＣＰＵは、加速度センサ３から加速度センサ値ａ２を取得して記憶装置に記憶する（ステップ１１０）。
【００５０】
次に、ＣＰＵは、記憶装置に記憶したａ１、ａ２から両者の差分Δａ＝ａ１−ａ２を算出して記憶装置に記憶する（ステップ１１５）。
次に、ＣＰＵは、予め記憶しておいた加速度センサ２と加速度センサ３の距離ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）を記憶装置から呼び出し（ステップ１２０）、更に、予め記憶しておいた加速度センサ３の高さＬ２も記憶装置から呼び出す（ステップ１２５）。
次に、ＣＰＵは、Δａ、ΔＬ、Ｌ２を式（１）に代入して合成横加速度ａｓを算出し（ステップ１３０）、当該ａｓを加速度フィルタ部３２に送出する（ステップ１３５）。
【００５１】
図６は、ステップ２００の加速度フィルタ処理を説明するためのフローチャートである。
ステップ２０５〜ステップ２４５は、ローパスフィルタのカットオフ周波数を設定する処理であり、ステップ２５０〜２７５は、加速度演算部３１の合成横加速度ａｓをフィルタリングする処理である。
【００５２】
まず、ＣＰＵは、ローパスフィルタのカットオフ周波数を調節するパラメータＷｐを初期値Ｗｐ＝５に設定する。
次に、ＣＰＵは、加速度センサ２の生値ａ１を取得する（ステップ２０５）。
次に、ＣＰＵは、車速センサ１４から車速νを取得し、これを基に図３（ａ）のマップを用いてカットオフ周波数Ｗを演算する（ステップ２１０）。
【００５３】
次に、ＣＰＵは、制御周期（サンプリング周波数）Ｔｓを取得する（ステップ２１５）。Ｔｓは、低速走行で｜ａ１｜≧ａＳＴとなってカットオフ周波数を１５（Ｈｚ）とした場合に、これを徐々に５（Ｈｚ）に戻すためのパラメータとして使用する。
【００５４】
次に、ＣＰＵは、Ｗｐが５以下であるか否かを判断する（ステップ２２０）。
Ｗｐが５以下の場合（ステップ２２０；Ｙ）、ＣＰＵは、Ｗｐ＝５とする（ステップ２２５）。これは、演算誤差によりＷｐ＝４．９９・・などと端数になる場合があるため、この場合に、Ｗｐを５に設定し直すためである。
Ｗｐを５に設定し直した後、ＣＰＵは、加速度基準値ａＳＴを記憶装置から取得する（ステップ２３０）。
【００５５】
一方、Ｗｐが５より大きい場合（ステップ２２０；Ｎ）、ＣＰＵは、パラメータＷｐをＷｐ−１０・Ｔｓとし（ステップ２４０）、カットオフ周波数ＷをＷｐとする（ステップ２４３）。
このように、ステップ２２０がＮの場合、Ｗｐは、サンプリング周波数Ｔｓごとに１０・Ｔｓずつ小さくなる。
【００５６】
ステップ２３０、又はステップ２４３の後、ＣＰＵは、加速度センサ２の生値ａ１の絶対値が加速度基準値ａＳＴ未満であるか否か判断する（ステップ２３５）。
加速度センサ２の生値ａ１の絶対値が加速度基準値ａＳＴ以上である場合（ステップ２３５；Ｎ）、即ち、車両１が段差に落下するなどした場合、ＣＰＵは、パラメータＷｐを１５に設定すると共に、カットオフ周波数Ｗを１５に設定する（ステップ２４５）。
【００５７】
ＣＰＵは、以上のステップでローパスフィルタのカットオフ周波数を設定した後、次のように、車速νのフィルタリング処理を行う。本実施の形態では、一例として、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  ・  ｄｕｒａｔｉｏｎ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を用いる。
【００５８】
加速度センサ２の生値ａ１の絶対値が加速度基準値ａＳＴ未満である場合（ステップ２３５；Ｙ）、又はステップ２４５でＷｐとＷを１５に設定した後、ＣＰＵは、車速センサ１４から車速νを取得する（ステップ２５０）。
次に、ＣＰＵは、記憶装置に記憶しておいた前回の制御用加速度ａｏｌｄを取得する（ステップ２５５）。
【００５９】
次に、ＣＰＵは、センサ値ａｓを取得する（ステップ２６０）。センサ値ａｓは、加速度演算部３１が式（１）に従って計算した合成横加速度である。
次に、ＣＰＵは、センサ値ａｓをフィルタリングした制御用加速度（加速度フィルタ値）ａＴを算出する（ステップ２６５）。
ここで、ＣＰＵは、図７に示した式（３）に、制御周期Ｔｓ、マッピングにより取得したカットオフ周波数Ｗ（ν）、前回の制御用加速度ａｏｌｄ（ａｏｌｄ＝ａ（ｔ−１））、及びセンサ値ａｓを代入して制御用加速度ａＴを算出する（ステップ２６５）。
【００６０】
図６に戻り、ＣＰＵは、制御用加速度ａＴを算出すると（ステップ２６５）、これを傾斜制御部３３に送出する（ステップ２７０）。
次に、ＣＰＵは、制御用加速度ａＴを前回の制御用加速度ａｏｌｄとして記憶装置に保存する（ステップ２７５）。
【００６１】
図８は、ステップ３００の傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。
本実施の形態では、一例として、リンク機構２０の傾斜角をＰＩ制御する。
ＣＰＵは、加速度フィルタ部３２から制御用加速度ａＴを受信する（ステップ３０５）。
次に、ＣＰＵは、前回の制御用加速度ａｏｌｄを記憶装置から呼び出す（ステップ３１０）。
次に、ＣＰＵは、制御周期Ｔｓを取得する（ステップ３１５）。
【００６２】
次に、ＣＰＵは、制御用加速度ａＴの微分値ΔａＴを、ΔａＴ＝（ａＴ−ａｏｌｄ）／Ｔｓにより算出する（ステップ３２０）。
次に、ＣＰＵは、ａＴをａｏｌｄとして記憶装置に記憶し、ａｏｌｄの値を更新する（ステップ３２５）。
【００６３】
次に、ＣＰＵは、制御値Ｕｐ（比例項）をＵｐ＝Ｇｐ・ａＴにより算出する（ステップ３３０）。ここで、Ｇｐは、比例ゲインである
次に、ＣＰＵは、制御値Ｕｄ（微分項）をＵｄ＝Ｇｄ・ΔａＴにより算出する（ステップ３４０）。ここで、Ｇｄは、微分ゲインである。
【００６４】
次に、ＣＰＵは、制御値ＵをＵ＝Ｕｐ＋Ｕｄにより算出し（ステップ３４０）、これをトルク指令値としてリンクモータ７に出力する（ステップ３４５）。
リンクモータ７は、制御値Ｕに従って駆動し、制御用加速度ａＴが目標値（ここでは、０）となるようにリンク機構２０が傾斜する。
【００６５】
ここで、加速度センサ２、３を用いることにより、リンクモータ７の動作による横加速度と路面の凹凸による車体部１０の揺すられ、あるいは、機構のガタによる横加速度を加速度センサにより検出された横加速度から分離できることを説明する。
加速度センサ２、３が出力する加速度は以下の４つである。
即ち、（１）旋回時の遠心力の分力ａｃ、（２）傾きによる重力の分力ａＧ、（３）加速度センサ２、３が動くことによる横加速度（ガタ、たわみなど、路面の状態によるもの）ａＸ１、ａＸ２、（４）加速度センサ２、３が動くことによる横加速度（リンクモータ７の動作によるもの）ａＭ１、ａＭ２、である。
【００６６】
ここで、ａＸ１＝Ｌ１ωＲ’、ａＸ２＝Ｌ２ωＲ’、ａＭ１＝Ｌ１ωＭ’、ａＭ２＝Ｌ２ωＭ’である。ただし、ωＲは路面の凹凸による車体部１０の揺すられ、あるいは機構のガタなどの加速度であり、ωＭはモータの加速度であり、’は時間による微分を表す。
【００６７】
すると、計測される合成の加速度は、ａ１＝ａｃ＋ａＧ＋Ｌ１ωＲ’＋Ｌ１ωＭ’、ａ２＝ａｃ＋ａＧ＋Ｌ２ωＲ’＋Ｌ２ωＭ’であり、両者の差分をとると、ａ１−ａ２＝（Ｌ１−Ｌ２）ωＲ’＋（Ｌ１−Ｌ２）ωＭ’となる。
ここで、ａ１−ａ２、Ｌ１−Ｌ２、ωＭ’は、既知であるため、未知の値ωＲ’が定まる。
即ち、加速度センサが２つあれば、車体部１０に作用する遠心力及び重力の分力の和の加速度のみを算出することができる。
【００６８】
以上に説明した本実施の形態により、次のような効果を得ることができる。
（１）極低速時には、ローパスフィルタのカットオフ周波数を下げることにより、極低速時の過度な応答を抑制して、揺れによる不快感を減少させると共に、極低速度に段差を落下するなど、機敏な応答が必要とされる場合は、一時的に時定数を大きくすることによりカットオフ周波数を高くして必要な応答性を確保し、制御遅れを抑制して転倒などを防止することができる。
（２）リンク機構２０の制御には、加速度センサ２、３の合成値を用いることにより、より適切な傾斜の制御を行い、カットオフ周波数の切り替えには、上側に設置された加速度センサ２の生値を用いることにより、カットオフ周波数の切り替えを高速に行うことができる。
【００６９】
以上に説明した車両１は、後輪が２輪、前輪が１輪の３輪車としたが、これは一例であって、前後方向のバランスをとりながら左右の２輪で走行する２輪車や、４輪など、２輪車以上の車両に適用することができる。
また、本実施の形態では、横加速度をローパスフィルタでフィルタリングし、カットオフ周波数を調節することにより応答性を調節したが、他の方式で行ってもよい。
【００７０】
（変形例１）
先に説明した本実施の形態では、加速度センサ２、３を用いたが、本変形例では、加速度センサを単数とし、加速度センサ２によってリンク機構２０の傾斜を制御する場合について説明する。
ここで、加速度センサ２を採用したのは、加速度センサ２、３のうち、加速度センサ２の方がリンクモータ７から離れいているため、横加速度の変化が大きくなるからである。
【００７１】
図９は、本変形例において、リンク機構２０の傾斜角度を制御する傾斜制御ＥＣＵ４０の機能ブロック図である。
傾斜制御ＥＣＵ４０は、加速度フィルタ部４１と演算傾斜制御部４２を有している。
加速度フィルタ部４１は、加速度センサ２から横加速度を取得して、図３（ａ）、（ｂ）のマップに従ってフィルタリングする。
演算傾斜制御部４２は、加速度フィルタ部４１から横加速度を取得し、これが目標値（ここでは０）となるようにリンクモータ７にトルク指令を出力する。
【００７２】
図１０は、傾斜制御ＥＣＵ４０が行うリンク機構２０の制御処理を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、傾斜制御ＥＣＵ４０のＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、加速度フィルタ部４１が加速度センサ２の出力をフィルタリングする（ステップ４００）。
次いで、演算傾斜制御部４２が、フィルタリングされた横加速度が目標値となるようにリンク機構２０を傾斜制御する（ステップ５００）。
【００７３】
加速度フィルタ部４１がステップ４００で行うフィルタリング処理は、図６の加速度フィルタ処理と同様である。
ただし、ステップ２６０のセンサ値ａｓとして、加速度センサ２の生値ａ１を用いる。
【００７４】
図１１は、ステップ５００の演算傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。
ＣＰＵは、加速度フィルタ部４１から制御用加速度ａＴを取得する（ステップ５０５）。
次に、ＣＰＵは、ａｏｌｄを呼び出し（ステップ５１０）、更に制御周期Ｔｓを取得する（ステップ５１５）。
【００７５】
次に、ＣＰＵは、ａＴの微分値をａＴ＝（ａＴ−ａｏｌｄ）／Ｔｓにより算出し（ステップ５２０）、ａｏｌｄをａＴで更新して保存する（ステップ５２５）。
次に、ＣＰＵは、制御値Ｕｐ＝Ｇｐ・ａＴを算出し（ステップ５３０）、更に制御値Ｕｄ＝Ｇｄ・ΔａＴを算出し（ステップ５３５）、両者を加算して制御値Ｕ＝Ｕｐ＋Ｕｄを算出する（ステップ５４０）。
【００７６】
そして、ＣＰＵは、制御値Ｕをトルク指令値としてリンクモータ７に出力し（ステップ５４５）、リンクモータ７は、リンク機構２０を傾斜させる。
以上により、本変形例では、単数の加速度センサ２によってリンク機構２０を制御することができる。
【００７７】
（変形例２）
図１２（ａ）は、変形例２に係る車両１ａを後方から見た背面図である。
なお、車両１ａの側面図は図１（ａ）と同じである。
先に説明した実施の形態の車両１は、後輪５Ｒ、後輪５Ｌを傾けることにより車体部１０を傾けたが、本変形例の車両１ａは、後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０を傾ける。
【００７８】
リンク機構２０ａは、固定された構造となっており、後輪５Ｒ、５Ｌの中心軸が一致するように後輪５Ｒ、５Ｌを保持している。
このため、リンクモータ７が回転すると、図１２（ｂ）のように、リンク機構２０、及び後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０がリンクモータ７の回転軸を中心として回転し、傾斜する。
加速度センサ２、３は、リンクモータ７の上に取り付けられており、この例では、Ｌ１、Ｌ２は、それぞれリンクモータ７の回転軸からの距離となる。
【００７９】
車体部１０の傾斜角度の制御は、車両１の場合と同様であり、車体部１０に作用する横加速度が０となるように制御する。
そして、車両１ａが低速で走向している場合はローパスフィルタのカットオフ周波数が低く設定されているが、段差に落下するなど車体部１０が急激に傾く場合はカットオフ周波数を上げて応答性を高める。
【００８０】
以上に説明した本実施の形態、及び変形例により、次の構成を得ることができる。
後輪５Ｒ、５Ｌは、一対の車輪として機能している。
リンクモータ７を駆動すると、後輪５Ｒ、５Ｌの中心を結ぶ線分に対して車体部１０が傾き、リンクモータ７の回転量を制御することにより、車体部１０の傾きを調節できるため、車体部１０は、前記一対の車輪の中心を結ぶ線分に対する角度が調節可能な車体として機能している。
また、加速度センサ２、３（第１の変形例では加速度センサ２）は、車体部１０の横加速度を検出するため、前記車体に生じる横加速度を取得する横加速度取得手段として機能している。
更に、傾斜制御ＥＣＵ３０は、横加速度が目標値（ここでは０）となるように車体部１０の角度を制御するため、前記取得した横加速度が所定の目標値となるように前記車体の角度を制御する角度制御手段として機能している。
そして、傾斜制御ＥＣＵ３０は、横加速度の大きさが所定の閾値ａＳＴ以上の場合は、カットオフ周波数を上げて傾斜制御の応答性を高めるため、前記取得した横加速度が所定の閾値以上の場合に、前記角度制御手段の応答性を高める応答性調節手段として機能している。
【００８１】
また、実施の形態と第１の変形例では、後輪５Ｒ、５Ｌを後輪５Ｒ、５Ｌの中心を結ぶ線分に対して傾けることにより車体部１０の傾斜角度を調節するため、前記角度制御手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体の角度を調節している。
【００８２】
また、第２の変形例では、後輪５Ｒ、５Ｌの中心線が一致するように保ったまま、当該中心線に対して車体部１０を傾けるため、前記角度制御手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体の角度を調節している。
【００８３】
また、車速センサ１４は、車速を取得する車速取得手段として機能している。
そして、傾斜制御ＥＣＵ３０（加速度フィルタ部３２）は、マップに従って、３（ｋｍ／ｈ）以上の場合は、カットオフ周波数を１５（Ｈｚ）に設定し、３（ｋｍ／ｈ）未満の場合は５〜１５（Ｈｚ）に設定して応答性を低く調節し、当該低く調節しているときに横加速度の大きさがａＳＴ以上の場合に、カットオフ周波数を１５（Ｈｚ）にして応答性を高めるため、前記応答性調節手段は、前記取得した車速が所定の閾値以下の場合には、前記角度制御手段の応答性を低く調節し、当該低く調節している間に前記取得した横加速度が所定の閾値以上となった場合には、前記角度制御手段の応答性を高めている。
【００８４】
また、傾斜制御ＥＣＵ３０は、加速度センサ２の生値ａ１を取得すると共に加速度演算部３１によって加速度センサ２、３の合成横加速度ａｓを取得するため、前記横加速度取得手段は、複数の横加速度センサが出力する横加速度と合成横加速度を取得している。
そして、傾斜制御ＥＣＵ３０（傾斜制御部３３）は、リンク機構２０の制御のために合成横加速度ａｓを取得し、傾斜制御ＥＣＵ３０（加速度フィルタ部３２）は、応答性（カットオフ周波数）を調節するために加速度センサ２の生値ａ１を取得するため、前記角度制御手段は、前記横加速度取得手段から前記合成横加速度を取得し、前記応答性調節手段は、前記横加速度取得手段から前記複数のうちの１の横加速度センサの値を取得している。
【００８５】
また、加速度センサ２、３は、リンクモータ７の回転軸の上に設置されており、加速度センサ２は、加速度センサ３よりも回転中心から遠い位置に設置されている。そして、傾斜制御ＥＣＵ３０は、カットオフ周波数の切替の制御を加速度センサ２の出力により行うため、前記複数の横加速度センサは、前記車体の角度を制御するために前記車体を回転させる際の回転中心の一方の側に設けられており、前記応答性調節手段は、前記回転中心から遠い側に設置された横加速度センサの値を取得している。
【００８６】
傾斜制御部３３は、加速度フィルタ部３２のローパスフィルタでフィルタリングした横加速度を取得し、傾斜制御ＥＣＵ３０は、カットオフ周波数を上げることにより応答性を高めるため、前記角度制御手段は、前記横加速度取得手段が有するローパスフィルタでフィルタリングした横加速度を取得し、前記応答性調節手段は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を高めることにより前記角度制御手段の応答性を高めている。
【符号の説明】
【００８７】
１  車両
２  加速度センサ
３  加速度センサ
５Ｒ、５Ｌ  後輪
６Ｒ、６Ｌ  走行駆動モータ
７  リンクモータ
８Ｕ、８Ｄ  横リンクユニット
９Ｒ、９Ｌ  縦リンクユニット
１０  車体部
１１  収納庫
１２  スロットル開度センサ
１３  操舵角センサ
１４  車速センサ
１５  前輪
１８  中央縦部材
２０  リンク機構
３０  傾斜制御ＥＣＵ
３１  加速度演算部
３２  加速度フィルタ部
３３  傾斜制御部
４０  傾斜制御ＥＣＵ
４１  加速度フィルタ部
４２  演算傾斜制御部
【図１】
2011178328.tif 000003
【図２】
2011178328.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011178328.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011178328.tif 000009
【図８】
2011178328.tif 000010
【図９】
2011178328.tif 000011
【図１０】
2011178328.tif 000012
【図１１】
2011178328.tif 000013
【図１２】
2011178328.tif 000014