(57)【要約】【課題】  旋回性能を向上し、安定して旋回すると共に、簡単な機構で快適な乗り心地の車両を提供する。【解決手段】  車体２と、車体に回転可能に取り付けられた車輪５と、車体２に連結される支持部材２２，２３，２４，２５と、支持部材２３，２４，２５に対して回転可能に連結されると共に、車体２を旋回方向に傾斜させるリンク機構Ｌと、リンク機構Ｌを作動するアクチュエータ３１と、左右の車輪５の接地点の高さ、車体２の傾斜方向に発生する第１の横加速度、、及び左右の車輪５の車輪速に応じてアクチュエータ３１の回転速度を制御する制御部１００と、を有する。【選択図】図１２
2012183979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
前記車体に回転可能に取り付けられた車輪と、
前記車体に連結される支持部材と、
前記支持部材に対して回転可能に連結されると共に、前記車体を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、
前記リンク機構を作動するアクチュエータと、
左右の前記車輪の接地点の高さ、前記車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度及び左右の前記車輪の車輪速に応じて前記アクチュエータの回転速度を制御する制御部と、
を有することを特徴とする車両。
【請求項２】
前記制御部は、
左右の前記車輪の接地点の高さに対応した高さ制御値を算出する高さ演算部と、
前記車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度に対応した加速度制御値を算出する加速度演算部と、
前記高さ演算部の算出した高さ制御値及び前記加速度演算部の算出した加速度制御値を合成した合成制御値を算出する傾斜制御部と、
前記傾斜制御部の算出した合成制御値に応じて前記アクチュエータの回転速度を制御するアクチュエータ制御部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御部は、
前記リンク機構の角速度に対応したリンク角速度制御値を算出するリンク角速度推定部を有し、
前記傾斜制御部は、
前記合成制御値の算出に、前記リンク角速度推定部が算出したリンク角速度制御値を合成する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記車輪の接地点より前方に路面からの高さを検知する高さ検知部を有し、
前記制御部は、
前記高さ検知部の検知した高さを逐次保存する高さ保存部と、
前記高さ検知部の検知した所定の路面位置に前記後輪の接地点が到達する時、前記高さ保存部から前記所定の路面位置に対応して保存された高さを取得し、前記高さ演算部に送出する高さ取得部と、
を有する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記リンク機構は、
前記支持部材に対して回転可能に連結される軸部及び前記軸部と一体に設けられたリンク部を有する第１リンク部材、前記車体に対して回転可能に連結されると共に前記第１リンク部材に平行な第２リンク部材、前記第１リンク部材の前記リンク部の車体幅方向の一方の端部と第２リンク部材の車体幅方向の一方の端部を連結すると共に一方の前記車輪を支持する第３リンク部材、及び前記第１リンク部材の前記リンク部の車体幅方向の他方の端部と第２リンク部材の車体幅方向の他方の端部を連結すると共に他方の前記車輪を支持する第４リンク部材を有するリンク機構と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１つに記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも左右一対の車輪を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、後二輪の三輪を有する車両において、車両の旋回時に車体を旋回方向の内側に傾斜させ、旋回性能を向上し、安定して旋回するものがあった。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０４４４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明の構造では、ダブルウィッシュボーン式サスペンションを用いており、車輪の接地点が路面に追従して作用しているので、例えば、段差等の路面変化による衝撃に対して安定性が低減するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであって、旋回性能が向上し、安定して旋回すると共に、段差等の路面変化による衝撃に対しても安定性が向上し、快適な乗り心地の車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために本発明は、車体と、前記車体に回転可能に取り付けられた車輪と、前記車体に連結される支持部材と、前記支持部材に対して回転可能に連結されると共に、前記車体を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、前記リンク機構を作動するアクチュエータと、左右の前記車輪の接地点の高さ、前記車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度及び左右の前記車輪の車輪速に応じて前記アクチュエータの回転速度を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記制御部は、左右の前記車輪の接地点の高さに対応した高さ制御値を算出する高さ演算部と、前記車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度に対応した加速度制御値を算出する加速度演算部と、前記高さ演算部の算出した高さ制御値及び前記加速度演算部の算出した加速度制御値を合成した合成制御値を算出する傾斜制御部と、前記傾斜制御部の算出した合成制御値に応じて前記アクチュエータの回転速度を制御するアクチュエータ制御部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記制御部は、前記リンク機構の角速度に対応したリンク角速度制御値を算出するリンク角速度推定部を有し、前記傾斜制御部は、前記合成制御値の算出に、前記リンク角速度推定部が算出したリンク角速度制御値を合成することを特徴とする。
【０００９】
また、前記車輪の接地点より前方に路面からの高さを検知する高さ検知部を有し、前記制御部は、前記高さ検知部の検知した高さを逐次保存する高さ保存部と、前記高さ検知部の検知した所定の路面位置に前記後輪の接地点が到達する時、前記高さ保存部から前記所定の路面位置に対応して保存された高さを取得し、前記高さ演算部に送出する高さ取得部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記リンク機構は、前記支持部材に対して回転可能に連結される軸部及び前記軸部と一体に設けられたリンク部を有する第１リンク部材、前記車体に対して回転可能に連結されると共に前記第１リンク部材に平行な第２リンク部材、前記第１リンク部材の前記リンク部の車体幅方向の一方の端部と第２リンク部材の車体幅方向の一方の端部を連結すると共に一方の前記車輪を支持する第３リンク部材、及び前記第１リンク部材の前記リンク部の車体幅方向の他方の端部と第２リンク部材の車体幅方向の他方の端部を連結すると共に他方の前記車輪を支持する第４リンク部材を有するリンク機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、車体と、前記車体に回転可能に取り付けられた車輪と、前記車体に連結される支持部材と、前記支持部材に対して回転可能に連結されると共に、前記車体を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、前記リンク機構を作動するアクチュエータと、左右の前記車輪の接地点の高さ、前記車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度、及び左右の前記車輪の車輪速に応じて前記アクチュエータの回転速度を制御する制御部と、を有するので、旋回性能が向上し、安定して旋回すると共に、段差等の路面変化による衝撃に対しても安定性が向上し、快適な乗り心地の車両を提供することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明によれば前記制御部は、左右の前記車輪の接地点の高さに対応した高さ制御値を算出する高さ演算部と、前記車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度に対応した加速度制御値を算出する加速度演算部と、前記高さ演算部の算出した高さ制御値及び前記加速度演算部の算出した加速度制御値を合成した合成制御値を算出する傾斜制御部と、前記傾斜制御部の算出した合成制御値に応じて前記アクチュエータの回転速度を制御するアクチュエータ制御部と、を有するので、より精密な制御ができ、さらに旋回性能及び安定性を向上させることが可能となる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明によれば、前記制御部は、前記リンク機構の角速度に対応したリンク角速度制御値を算出するリンク角速度推定部を有し、前記傾斜制御部は、前記合成制御値の算出に、前記リンク角速度推定部が算出したリンク角速度制御値を合成するので、より精密な制御ができ、さらに旋回性能及び安定性を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明によれば、前記車輪の接地点より前方に路面からの高さを検知する高さ検知部を有し、前記制御部は、前記高さ検知部の検知した高さを逐次保存する高さ保存部と、前記高さ検知部の検知した所定の路面位置に前記後輪の接地点が到達する時、前記高さ保存部から前記所定の路面位置に対応して保存された高さを取得し、前記高さ演算部に送出する高さ取得部と、を有するので、車輪の接地点が所定の路面位置に到達する時にあわせて制御を開始することができ、さらに旋回性能及び安定性を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、請求項５記載の発明によれば、前記リンク機構は、前記支持部材に対して回転可能に連結される軸部及び前記軸部と一体に設けられたリンク部を有する第１リンク部材、前記車体に対して回転可能に連結されると共に前記第１リンク部材に平行な第２リンク部材、前記第１リンク部材の前記リンク部の車体幅方向の一方の端部と第２リンク部材の車体幅方向の一方の端部を連結すると共に一方の前記車輪を支持する第３リンク部材、及び前記第１リンク部材の前記リンク部の車体幅方向の他方の端部と第２リンク部材の車体幅方向の他方の端部を連結すると共に他方の前記車輪を支持する第４リンク部材を有するリンク機構と、を有するので、簡単な構造で的確に車体を傾斜させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の車両を示す正面図である。
【図２】本実施形態の車両を示す側面図である。
【図３】図１のＤ−Ｄ断面を矢印方向から見た図である。
【図４】図１のＥ−Ｅ断面を矢印方向から見た図である。
【図５】後輪が傾斜した状態を示す図である。
【図６】検知部材を取り付けた車両の側面図である。
【図７】検知部材を取り付けた車両を後から見た図である。
【図８】傾斜時の高さセンサと横加速度センサを示す図である。
【図９】段差路面を走行している車両を示す図である。
【図１０】段差路面走行時の後輪傾斜モータ制御の概要を示す図である。
【図１１】図１０の車両１の制御前と制御後を後方から見た図である。
【図１２】後輪傾斜モータ制御のシステム図である。
【図１３】後輪傾斜モータ制御のブロック図である。
【図１４】後輪傾斜モータ制御のフローチャート図である。
【図１５】高さ保存部での制御処理のフローチャート図である。
【図１６】リングバッファを示す図である。
【図１７】高さ取得部での制御処理のフローチャート図である。
【図１８】高さ演算部での制御処理のフローチャート図である。
【図１９】図１８の微分演算処理のフローチャート図である。
【図２０】加速度演算部での制御処理のフローチャート図である。
【図２１】リンク角速度推定部での制御処理のフローチャート図である。
【図２２】リンク角速度予測値を求める際の力の関係を示す図である。
【図２３】傾斜制御部での制御処理のフローチャート図である。
【図２４】モータ制御部での制御処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一例としての実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本実施形態の車両を示す図であり、図１は車両の正面図、図２は車両の側面図である。なお、図１の矢印Ａの方向を幅方向、図２の矢印Ｂの方向を前方、その反対を後方とする。
【００１８】
車両１は、車体２の前方にフロントフォーク３を介して操舵輪としての前輪４を有し、後方の車体２の幅方向中心線Ｃを挟んで両側に二つの駆動輪としての後輪５Ｌ，５Ｒを有している。なお、車両１は、前輪が左右二輪であって後輪が一輪の三輪車両であってもよいし、前輪及び後輪が左右二輪の四輪車両であってもよいが、本実施の形態においては、図１に示されるように、前輪が一輪であって後輪が左右二輪の三輪車両である場合について説明する。
【００１９】
車体２の前方には、前輪４を操作するハンドル６を有し、ハンドル６と前輪４を連結する図示しないハンドルポストの前方にはフロントカウル７を設け、後方にはハンドルポストカバー８を設けている。ハンドルポストカバー８の後方には、低床式フロアー９が設けられ、低床式フロアー９の後方にシートカウル１０が立ち上がる。シートカウル１０には、シート１１が置かれる。また、シート１１には、背もたれ１２が設けられ、背もたれ１２から後方に向けて荷台１３が延びている。
【００２０】
また、車体２の低床式フロアー９の下方からは、連結部材２１を介して支持部材としての後方フレーム２２が前後方向の軸に対して回転可能に設けられている。後方フレーム２２は、低床式フロアー９の下方から荷台１３の下方に延び、後述するリンク機構Ｌを介して後輪５を支持している。なお、後方フレーム２２は、１本でもよいし、平行に２本設けてもよい。
【００２１】
次に、後輪５付近の構成について説明する。図３は図１のＤ−Ｄ断面を矢印Ｄ方向から見た図、図４は図１のＥ−Ｅ断面を矢印Ｅ方向から見た図、図５は後輪が傾斜した状態を示す図である。
【００２２】
図３に示すように、支持部材は、後方フレーム２２と、後方フレーム２２の図２に示した荷台１３の前方側から下方に延びる第１支持部材としての第１支持フレーム２３と、後方フレーム２２の下方で第１支持フレーム２３と連結され前後方向に伸びる第２支持部材としての第２支持フレーム２４と、後方フレーム２２の荷台１３の後方側及び第１支持フレーム２３の後方から下方に延び第２支持フレーム２４と連結される第３支持部材としての第３支持フレーム２５と、を有する。なお、第２支持フレーム２４及び第３支持フレーム２５は一体に形成されてもよい。
【００２３】
後方フレーム２２には、アクチュエータ連結部材としての後輪傾斜用のモータ連結部材３０によりアクチュエータとしての後輪傾斜用の後輪傾斜モータ３１のケース等の固定部３１ａが連結固定されている。後輪傾斜モータ３１の回転部３１ｂは、前方で減速機３２を介して第１リンク部材としてのシャフト一体リンク部材３３に連結される。後輪傾斜モータ３１の回転は、減速機３２で減速され、シャフト一体リンク部材３３に出力される。
【００２４】
車両１は、図４に示すように、シャフト一体リンク部材３３と、第２リンク部材２８と、第３リンク部材及び第４リンク部材としての左右のホイールモータブラケット４２とで形成されるリンク機構Ｌを有する。
【００２５】
シャフト一体リンク部材３３は、前方で第１支持フレーム２３に第１ベアリング３５を介して回転可能に支持され、後輪傾斜モータ３１及び減速機３２を貫通し、後方で第３支持フレーム２５に第２ベアリング３６を介して回転可能に支持されていると共に、後方第１リンク部材２６に回転可能に連結されている軸部３３ａを有する。
【００２６】
また、図４に示すように、シャフト一体リンク部材３３は、軸部３３ａと一体に設けられ車両１が直進状態の時に車体幅方向に延びるリンク部３３ｂと、軸部３３ａの軸方向に対して直交する方向に突出したフランジ部３３ｃとを有する。
【００２７】
軸部３３ａとリンク部３３ｂとを一体に設けることにより、部品点数を少なくすることができ、低コスト化が可能となる。また、部品点数を少なくすることで、スペース及び質量を小さくすることが可能となる。さらに、部品同士を連結する部分のガタを低減することが可能となる。
【００２８】
なお、軸部３３ａは必ずしも後輪傾斜モータ３１及び減速機３２を貫通する必要はない。この場合、後方第１リンク部材２６は、第３支持フレーム２５に回転可能に支持されていればよい。
【００２９】
また、シャフト一体リンク部材３３と後方第１リンク部材２６は、それぞれ車両幅方向の一端で第１モータとしての第１ホイールモータ４１Ｒを支持する第１車輪支持部材としての第１ホイールモータブラケット４２Ｒの上方と第１連結軸２７Ｒを介して回動可能に連結され、他端で第２モータとしての第２ホイールモータ４１Ｌを支持する第２車輪支持部材としての第２ホイールモータブラケット４２Ｌの上方と第２連結軸２７Ｌを介して回動可能に連結されている。
【００３０】
第２リンク部材としての前方第２リンク部材２８ａは、車両幅方向の中央部分で、第２支持フレーム２４の前方側と回動可能に連結されている。また、後方第２リンク部材２８ｂは、第２支持フレーム２４の後方側と回動可能に連結されている。
【００３１】
また、前方第２リンク部材２８ａと後方第２リンク部材２８ｂは、それぞれ車両幅方向の一端側で第１ホイールモータ４１Ｒを支持する第３リンク部材としての第１ホイールモータブラケット４２Ｒの下方と第３連結軸２９Ｒを介して回動可能に連結され、他端側で第２ホイールモータ４１Ｌを支持する第４リンク部材としての第２ホイールモータブラケット４２Ｌの下方と第４連結軸２９Ｌを介して回動可能に連結されている。
【００３２】
図５は、後輪傾斜モータ３１の動力により後輪５が傾斜した状態を示す図である。後輪傾斜モータ３１の後方から見て反時計方向に回転したとすると、後輪傾斜モータ３１の回転は、図３で示した減速機３２で減速され、シャフト一体リンク部材３３に伝達され、シャフト一体リンク部材３３を反時計方向に回転させる。シャフト一体リンク部材３３が反時計方向に回転すると、反作用により第１支持フレーム２３がシャフト一体リンク部材３３と逆方向に時計方向に回転すると共に、リンク機構Ｌが作動する。
【００３３】
図５に示すように、リンク機構Ｌは、シャフト一体リンク部材３３及び図示しない後方第１リンク部材２６と前方第２リンク部材２８ａ及び図示しない後方第２リンク部材２８ｂが前方から見て反時計方向に回転し、第１ホイールモータブラケット４２Ｒ及び第２ホイールモータブラケット４２Ｌが時計方向に回転する。そして、後輪５は傾斜する。第１ホイールモータブラケット４２Ｒ及び第２ホイールモータブラケット４２Ｌと共に、時計方向に回転し、後輪５が傾斜する。
【００３４】
したがって、旋回時には、左右の後輪５の路面に対する角度を変化させることで後方フレーム２２及び後方フレーム２２に連結された車体２を旋回内輪側へ傾斜させることが可能になり、旋回性能の向上と乗員の快適性の確保とを図ることができるようになっている。すなわち、車両１は車体２を横方向（左右方向）にも傾斜させることができる。この例の場合、後方から見て右側の右後輪５Ｒが旋回内側輪になり、後方から見て左側の左後輪５Ｌが旋回外側輪となる。
【００３５】
また、後輪傾斜モータ３１が後方から見て時計方向に回転したとすると、第１ホイールモータブラケット４２Ｒ及び第２ホイールモータブラケット４２Ｌは、反時計方向に回転し、後輪５が傾斜する。
【００３６】
次に、後輪傾斜モータ制御の一実施形態について説明する。
【００３７】
図６は検知部材を取り付けた車両の側面図、図７は検知部材を取り付けた車両を後から見た図、図８は傾斜時の高さセンサと横加速度センサを示す図である。
【００３８】
車両１は、高さセンサ６１、横加速度センサ６２、車輪速センサ６３、ヨーレートセンサ６４、車速センサ６５、及びアクチュエータ速度センサとしてのモータ速度センサ６６を有する。
【００３９】
高さセンサ６１は、左高さセンサ６１Ｌ及び右高さセンサ６１Ｒを有する。高さセンサ６１Ｌ，６１Ｒは、左右の後輪５Ｌ，５Ｒよりも前方であると共に、後方から見て左右の車輪５Ｌ，５Ｒの鉛直方向で上方の車体２の所定の位置に設けられ、路面からの距離を測定する。本実施形態では、高さセンサ６１は、後輪５の中心よりも距離ＬS前方に取り付けられる。また、高さセンサ６１Ｌ，６１Ｒは、図８に示すように、常に車体２と同じように傾斜する。
【００４０】
横加速度センサ６２は、第１横加速度センサ６２ａ及び第２横加速度センサ６２ｂを有し、図８に太線の矢印で示すように、車体２が傾斜する方向に発生する加速度を測定する。第１横加速度センサ６２ａは、第２横加速度センサ６２ｂよりも鉛直方向で上方に設けられ、上方の第１加速度ａ1を測定する。第２横加速度センサ６２ｂは、第１横加速度センサ６２ａよりも鉛直方向で下方に設けられ、下方の第２加速度ａ2を測定する。
【００４１】
本実施形態では、第１横加速度センサ６２ａは、シート１１の背もたれ１２の地面からの高さＬ1の位置に取り付けられ、第２横加速度センサ６２ｂは、シート１１の背もたれ１２の下方の地面からの高さＬ2の位置に取り付けられている。
【００４２】
横加速度センサ６２は、十分に剛性の高い部分に取り付ける必要がある。また、加速度の差を十分に検知できるように、第１横加速度センサ６２ａの高さＬ1と第２横加速度センサ６２ｂの高さＬ2の差は、０．３ｍ以上が好ましい。さらに、第１横加速度センサ６２ａ及び第２横加速度センサ６２ｂは、リンク機構Ｌの作動により、どちらも傾斜する位置であって、後輪傾斜モータ３１の回転軸に対して上下どちらか一方側に双方とも設置するとよい。さらに、横加速度センサ６２は、前輪４の回転軸と後輪５の回転軸の間の搭乗者の近くに設置するとよい。
【００４３】
車輪速センサ６３は、左車輪速センサ６３Ｌ及び右車輪速センサ６３Ｒを有する。左車輪速センサ６３Ｌは、左車輪５Ｌの回転速度を測定し、右車輪速センサ６３Ｒは、右車輪５Ｒの回転速度を測定する。
【００４４】
ヨーレートセンサ６４は、車両１の略中心に取り付けられ、ヨーレートを測定する。
【００４５】
車速センサ６５は、前輪４の回転速度を測定し、車速を取得する。なお、車速センサ６５を設けずに、車速を左車輪速センサ６３Ｌ及び右車輪速センサ６３Ｒの平均値から求めてもよい。
【００４６】
モータ速度センサ６６は、後輪傾斜モータ３１の回転速度を取得する。
【００４７】
図９〜図１１は、後輪傾斜モータ制御の概要を示す図である。図９は段差路面を走行している車両を示す図、図１０は段差路面走行時の後輪傾斜モータ制御の概要を示す図、図１１は図１０の車両１の制御前と制御後を後方から見た図である。
【００４８】
図９では、紙面左側から段差のない道路ＲＤを走行中の車両１を１ａ、一部が段差ＢＰにかかった状態で走行中の車両１を１ｂ、右後輪が段差ＢＰにはまった状態で走行中の車両１を１ｃが表している。
【００４９】
本実施形態の後輪傾斜モータ制御は、例えば、図９の点線で囲まれた状態のように、車両１が道路ＲＤを走行中、段差ＢＰのある路面に進入した場合に行う制御である。なお、段差ＢＰには右後輪５Ｒのみが進入し、前輪４と左後輪５Ｌはそのまま道路ＲＤを走行するものとする。
【００５０】
図１０及び図１１は、図９の点線で囲まれた状態をより具体的に示しており、段差路面走行時の後輪傾斜モータ制御の概要を示したものである。まず、走行車両１は、１ｂ1のように、高さセンサ６１が段差ＢＰを検知した状態となる。その後、走行車両１は、１ｂ2のように、高さセンサ６１の検知に遅れて、実際に後輪５が段差ＢＰに到達した状態となる。そして、走行車両１は、１ｂ3のように、右後輪５Ｒが段差ＢＰにはまった状態となる。後輪傾斜モータ制御は、右後輪５Ｒが段差ＢＰにはまる時に、後輪傾斜モータ３１を回転させることにより、リンク機構Ｌを作動させて、右後輪５Ｒを段差ＢＰにあわせた位置となるように制御し、走行車両１の安定性を向上させる制御である。なお、ＲＲは、高さセンサ６１から出力されるレーザー光線を表しており、レーザー光線ＲＲが道路で反射して戻る時間を計測することで高さを検知する。
【００５１】
図１２は、後輪傾斜モータ制御のシステム図である。後輪傾斜モータ３１は、傾斜制御ＥＣＵ１００によって制御される。
【００５２】
傾斜制御ＥＣＵ１００へは、左高さセンサ６１Ｌ及び右高さセンサ６１Ｒ、第１横加速度センサ６２ａ及び第２横加速度センサ６２ｂ、左車輪速センサ６３Ｌ及び右車輪速センサ６３Ｒ、ヨーレートセンサ６４、並びに車速センサ６５の各検知部材から入力信号が入力される。
【００５３】
左高さセンサ６１Ｌ及び右高さセンサ６１Ｒ、並びに左車輪速センサ６３Ｌ及び右車輪速センサ６３Ｒから傾斜制御部１００に入力された信号は、まず高さ保存部１０１に入力される。高さ保存部１０１から出力された信号は、高さ取得部１０２に入力される。高さ取得部１０２には、左車輪速センサ６３Ｌ及び右車輪速センサ６３Ｒからの信号も入力される。高さ取得部１０２から出力された信号は、高さ演算部１０３に入力される。高さ演算部１０３から出力された信号は、傾斜制御部１０６に入力される。
【００５４】
第１横加速度センサ６２ａ及び第２横加速度センサ６２ｂから傾斜制御部１００に入力された信号は、加速度演算部１０４に入力される。加速度演算部１０４から出力された信号は、傾斜制御部１０６に入力される。
【００５５】
また、ヨーレートセンサ６４および車速センサ６５から傾斜制御部１００に入力された信号は、リンク角速度推定部１０５に入力される。リンク角速度推定部１０５から出力された信号は、傾斜制御部１０６に入力される。
【００５６】
傾斜制御部１０６では、高さ演算部１０３、加速度演算部１０４、及びリンク角速度推定部１０５から入力された信号が加算されて、速度指令値としてモータ制御部１０７に出力される。傾斜制御部１０６から出力された信号は、モータ制御部１０７に入力される。モータ制御部１０７では、モータ速度センサ６６からの検知信号と比較し、トルク指令値を出力して、後輪傾斜モータ６１を制御する。
【００５７】
次に、具体的な制御をブロック図とフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
図１３は後輪傾斜モータ制御のブロック図である。後輪傾斜モータ制御は、図１３に示すようなブロック図のように進められる。図１３の内容をフローチャートに沿って説明する。
【００５９】
図１４は、後輪傾斜モータ制御のフローチャート図である。後輪傾斜モータ制御は、まず、ステップ１で、高さ保存部１０１が高さ保存処理を実行する（ＳＴ１）。続いて、ステップ２で、高さ取得部１０２が高さ取得処理を実行する（ＳＴ２）。次に、ステップ３で、高さ演算部１０３が高さ演算処理を実行する（ＳＴ３）。続いて、ステップ４で、加速度演算部１０４が加速度演算処理を実行する（ＳＴ４）。次に、ステップ５で、リンク速度演算部１０５がリンク速度演算処理を実行する（ＳＴ５）。続いて、ステップ６で、傾斜制御部１０６が傾斜制御を実行する（ＳＴ６）。次に、ステップ７で、モータ制御部１０７がモータ制御を実行する（ＳＴ７）。
【００６０】
次に、各ステップのサブルーチンについて説明する。
【００６１】
まず、高さ保存部１０１による高さ保存処理について説明する。
【００６２】
図１５は高さ保存部での制御処理のフローチャート図、図１６はリングバッファを示す図である。高さ保存処理は、高さ保存部１０１で実行される。なお、図１５及び図１６では、左側に対する符号Ｌのみ用いており、以下、図１５及び図１６の説明においては左後輪５Ｌのみについて説明するが、実際には、高さ保存処理は、左右の車輪について実行している。
【００６３】
本実施形態の車両１は、図６に示すように、後車輪５の接地点から高さセンサ６１の計測点までに所定の距離Ｌｓを有する。この距離Ｌｓがあるため、所定地点を高さセンサ６１が計測した時よりも、所定地点を後車輪５が通過する時は、遅れることとなる。そのため、高さセンサ６１の計測値を、所定の分解能分だけ連続して記憶する。この分解能は、任意に設定すればよいが、数ｃｍ程度が好ましい。分解能を細かくしすぎると、制御負荷が増大してしまうので、好ましくない。
【００６４】
まず、ステップ１１で、左車輪速センサ６３Ｌが左車輪速ｖＬを計測する（ＳＴ１１）。続いて、ステップ１２で、一時記憶されている前回求めた移動距離ＩｓＬを取得する（ＳＴ１２）。なお、初回は０に設定されている。
【００６５】
次に、ステップ１３で、ステップ１２において取得した移動距離ＩｓＬの値に、左車輪速ｖＬと予め定められた所定の制御周期Ｃｙを乗算し、制御周期Ｃｙに進んだ距離ｖＬ・Ｃｙを加算して、新たな移動距離ＩｓＬとする（ＳＴ１３）。
【００６６】
次に、ステップ１４で、ステップ１３において求めた新たな移動距離ＩｓＬが分解能Ｒｅｓ以上か否かを判断する（ＳＴ１４）。
【００６７】
ステップ１４において、  新たな移動距離ＩｓＬが分解能Ｒｅｓ以上の場合、ステップ１５で、リングバッファをシフトする（ＳＴ１５）。リングバッファのシフトは、図１６に示すように、例えば、高さＨ(N-1)を保存した後、新しくＨNを保存するために記憶箇所を矢印のようにずらすことである。この時、すでに後輪５が通り過ぎた位置の高さＨ０は消去してもよい。
【００６８】
次に、ステップ１６で、左高さセンサ６１Ｌから高さを取得する（ＳＴ１６）。続いて、ステップ１７で、記憶部のリングバッファに高さを保存する（ＳＴ１７）。次に、ステップ１８で、移動距離ＩｓＬ＝０とする（ＳＴ１８）。次に、ステップ１９で、移動距離ＩｓＬを保存する（ＳＴ１９）。
【００６９】
ステップ１４において、  新たな移動距離ＩｓＬが分解能Ｒｅｓ未満の場合、ステップ１９に進む。
【００７０】
次に、高さ取得部１０２による高さ取得処理について説明する。
【００７１】
図１７は高さ取得部での制御処理のフローチャート図である。高さ取得処理は、高さ取得部１０２で実行される。なお、図１７では、左側に対する符号Ｌのみ用いており、以下、図１７の説明においては左後輪５Ｌのみについて説明するが、実際には、高さ取得処理は、左右の車輪について実行している。
【００７２】
まず、ステップ２１で、左車輪速センサ６３Ｌが左車輪速ｖＬを計測する（ＳＴ２１）。続いて、ステップ２２で、遅れ規定時間ｄｔを取得する（ＳＴ２２）。遅れ規定時間ｄｔは、制御遅れ、計測遅れなどから規定する時間であり、遅れ規定時間ｄｔに対応する距離ＩＬでの路面から左高さセンサ６１Ｌまでの高さｈＬ（ＩＬ）を取得するために使用する。
【００７３】
次に、ステップ２３で、距離ＩＬでの高さｈＬ（ＩＬ）を算出する（ＳＴ２３）。遅れ規定時間ｄｔに対応する距離ＩＬは、ＩＬ＝ｖＬ・ｄｔとなる。この距離ＩＬでの路面から左高さセンサ６１Ｌまでの高さｈＬ（ＩＬ）は、図１６に示したリングバッファに保存したデータから取得する。
【００７４】
次に、ステップ２４で、左高さセンサ６１Ｌの通常時の接地高さｈＬを減じて、距離ＩＬでの路面から左高さセンサ６１Ｌまでの高さｈＬ（ＩＬ）と左高さセンサ６１Ｌの通常時の接地高さｈＬの差となる左後輪の接地点の高さｈｄＬ＝ｈＬ（ＩＬ）−ｈＬを算出する（ＳＴ２４）。ここで言う通常時とは、例えば水平な路面を直進している場合の高さセンサの出力値である。
【００７５】
次に、高さ演算部１０３による高さ演算処理について説明する。
【００７６】
図１８は高さ演算部での制御処理のフローチャート図、図１９は図１８の微分演算処理のフローチャート図である。高さ演算処理は、高さ演算部１０３で実行される。
【００７７】
まず、ステップ３１で、高さ取得部１０２で取得した左後輪の接地点の高さｈｄＬを取得する（ＳＴ３１）。続いて、ステップ３２で、高さ取得部１０２で取得した右後輪の接地点の高さｈｄＲを取得する（ＳＴ３２）。
【００７８】
次に、ステップ３３で、左後輪の接地点の高さｈｄＬと右後輪の接地点の高さｈｄＲの差（ｈｄ＝ｈｄＬ−ｈｄＲ）を求める（ＳＴ３３）。
【００７９】
次に、ステップ３４で、ステップ３３において求めたｈｄの微分値Δｈｄを算出する（ＳＴ３４）。
【００８０】
ここで、図１９に示す微分値Δｈｄの算出についてのサブルーチンを説明する。
【００８１】
まず、ステップ３４１で、図１６と同じように記憶していたｈｄoldを呼び出す（ＳＴ３４１）。続いて、ステップ３４２で、高さｈｄの微分値Δｈｄを算出する（ＳＴ３４２）。微分値Δｈｄの算出は、高さ取得部１０２において算出した高さｈｄと記憶していた高さｈｄoldとの差を制御周期Ｔｓで割ったΔｈｄ＝（ｈｄ−ｈｄold）／Ｔｓから求める。
【００８２】
次に、ステップ３４３で、図１６と同じようにｈｄold＝ｈｄとして保存する（ＳＴ３４３）。
【００８３】
次に、メインルーチンに戻り、ステップ３５で、ステップ３４において求めたｈｄの微分値Δｈｄに対するフィルタ処理を実行する（ＳＴ３５）。続いて、ステップ３６で、高さゲインＧRPを取得する（ＳＴ３６）。高さゲインＧRPは実験等により予め保存しておくとよい。
【００８４】
次に、ステップ３７で、高さ制御値ＵH＝ＧRP・Δｈｄを算出する（ＳＴ３７）。続いて、ステップ３８で、傾斜制御部１０６へ高さ制御値ＵHを送出する（ＳＴ３８）。
【００８５】
次に、加速度演算部１０４による加速度演算処理について説明する。
【００８６】
図２０は、加速度演算部での制御処理のフローチャート図である。
【００８７】
まず、ステップ４１で、第１加速度センサ６２ａの検出値ａ1を取得する（ＳＴ４１）。続いて、ステップ４２で、第２加速度センサ６２ｂの検出値ａ2を取得する（ＳＴ４２）。
【００８８】
次に、ステップ４３で、第１加速度センサ６２ａと第２加速度センサ６２ｂの検出値の差Δａ＝ａ1−ａ2を算出する（ＳＴ４３）。続いて、ステップ４４で、第１加速度センサ６２ａの設置高さＬ1と第２加速度センサ６２ｂの設置高さＬ2の差ΔＬ＝Ｌ1−Ｌ2を呼び出す（ＳＴ４４）。次に、ステップ４５で、合成加速度ａ＝ａ2−（Ｌ2・Δａ）／ΔＬ＝ａ1−（Ｌ1・Δａ）／ΔＬを算出する（ＳＴ４５）。
【００８９】
ステップ４３〜ステップ４５の演算は、図１３におけるｆ１に相当する。なお、合成加速度を求める際は、第１加速度ａ1と第２加速度ａ2のうち、より地面に近い側のセンサ出力を用いるとよい。
【００９０】
次に、ステップ４６で、合成加速度ａに対してフィルタ処理を実行する（ＳＴ４６）。続いて、ステップ４７で、加速度ゲインＧPを取得する（ＳＴ４７）。加速度ゲインＧPは実験等により予め保存しておくとよい。
【００９１】
次に、ステップ４８で、加速度制御値ＵP＝ＧP・ａを算出する（ＳＴ４８）。続いて、ステップ４９で、傾斜制御部１０６へ加速度制御値ＵPを送出する（ＳＴ４９）。
【００９２】
次に、リンク角速度推定部１０５によるリンク角速度推定処理について説明する。
【００９３】
図２１は、リンク角速度推定部での制御処理のフローチャート図、図２２はリンク角速度予測値を求める際の力の関係を示す図である。
【００９４】
まず、ステップ５１で、ヨーレートセンサ６４の検出値ωを取得する（ＳＴ５１）。続いて、ステップ５２で、車速センサ６５の検出値ｖを取得する（ＳＴ５２）。なお、車速センサ６５の検出値は、左車輪速センサ６３Ｌ及び右車輪速センサ６３Ｒの平均値から取得してもよい。
【００９５】
次に、ステップ５３で、ヨーレートセンサ６４の検出値ωに対する微分処理を実行し、微分値ω’＝（ω（ｔ）−ω（ｔ−１））／Ｔを取得する（ＳＴ５３）。続いて、ステップ５４、で微分値ω’に対するフィルタ処理を実行する（ＳＴ５４）。ステップ５４では、ＩＩＲのチェビシェフＩＩ型ＬＰＦフィルタが用いられているが、一般的なＩＩＲ又はＦＩＲを使用してもよい。カットオフ周波数（−３ｄＢ）に関しては、１０Ｈｚ以下、数Ｈｚ程度が好ましい。
【００９６】
次に、ステップ５５で、リンク角速度予測値θ’を算出する（ＳＴ５５）。図２２は、遠心力と重力加速度の力のつり合いを示しもので、ａcosθ＝ｇsinθの関係が成り立つ。この式を変形すると、ａ＝ｇtanθとなり、ａ＝ｖωから、tanθ＝ｖω／ｇとなる。また、tanθ≒θから、θ’＝ｄθ／ｄｔ＝（ｖ／ｇ）・（ｄω／ｄｔ）となる。なお、ステップ５５の演算は、図１３におけるｆ２に相当する。
【００９７】
次に、ステップ５６で、リンク角速度ゲインＧYDを取得する（ＳＴ５６）。リンク角速度ゲインＧYDは実験等により予め保存しておくとよい。
【００９８】
次に、ステップ５７で、リンク角速度制御値ＵL＝ＧYD・θ’を算出する（ＳＴ５７）。続いて、ステップ５８で、傾斜制御部１０６へリンク角速度制御値ＵLを送出する（ＳＴ５８）。
【００９９】
次に、傾斜制御部１０６による傾斜制御部処理について説明する。
【０１００】
図２３は傾斜制御部での制御処理のフローチャート図である。
【０１０１】
まず、ステップ６１で、高さ演算部１０３から高さ制御値ＵHを取得する（ＳＴ６１）。続いて、ステップ６２で、加速度演算部１０４から加速度制御値ＵPを取得する（ＳＴ６２）。続いて、ステップ６３で、リンク角推定部１０５からリンク角制御値ＵLを取得する（ＳＴ６３）。
【０１０２】
次に、ステップ６４で、合成制御値Ｕ＝ＵH＋ＵP＋ＵLを算出する（ＳＴ６４）。続いて、ステップ６５で、合成制御値Ｕをモータ制御部１０７へ送出する（ＳＴ６５）。
【０１０３】
次に、モータ制御部１０７によるモータ制御部処理について説明する。
【０１０４】
図２４はモータ制御部での制御処理のフローチャート図である。
【０１０５】
まず、ステップ７１で、傾斜制御部１０６から合成制御値Ｕを取得する（ＳＴ７１）。続いて、ステップ７２で、後輪傾斜モータ３１からモータ速度ｗを受信する（ＳＴ７２）。
【０１０６】
次に、ステップ７３で、合成制御値Ｕとモータ速度ｗの偏差Δｗを算出する（ＳＴ７３）。続いて、ステップ７４で、モータ制御値ＵM＝Ｇpm・Δｗを算出する（ＳＴ７４）。モータ制御ゲインＧYDは実験等により予め保存しておくとよい。なお、ステップ７４では、Ｐ制御を実行しているが、ＰＩＤ制御等を実行してもよい。
【０１０７】
次に、ステップ７５で、モータ制御値ＵMを後輪傾斜モータ３１へ出力し（ＳＴ７５）、図１０及び図１１に示すように、後輪傾斜モータ３１が回転し、リンク機構Ｌが作動することで、左後輪５Ｌを段差ＢＰにあわせた位置となるように制御し、走行車両１の安定性を向上させる制御である。
【０１０８】
なお、本実施形態では、横加速度センサ６２として、第１横加速度センサ６２ａ及び第２横加速度センサ６２ｂを有したが、必ずしも第２横加速度センサ６２ｂを有する必要はない。第１横加速度センサ６２ａのみを用いる場合、加速度演算部１０４による加速度演算処理で、ステップ４２〜ステップ４５を省略することが可能となる。そして、ステップ４６で、第１横加速度センサ６２ａの検出値ａ1に対してフィルタ処理を行えばよい。また、ステップ４８の加速度制御値を算出する際に、加速度ゲインＧPに第１横加速度センサ６２ａの検出値ａ1を掛ければよい。
【０１０９】
このように本実施形態によれば、車体２と、車体に回転可能に取り付けられた後輪５と、車体２に連結される支持部材２２と、と共に、前記車体を旋回方向に傾斜させるリンク機構Ｌと、リンク機構Ｌを作動するアクチュエータ３１と、左右の後輪５の接地点の高さ、車体２の傾斜方向に発生する第１の横加速度、及び左右の後輪５の車輪速に応じて後輪傾斜モータ３１の回転速度を制御する傾斜制御ＥＣＵ１００と、を備えるので、旋回性能が向上し、安定して旋回すると共に、段差等の路面変化による衝撃に対しても安定性が向上し、快適な乗り心地の車両１を提供することが可能となる。
【０１１０】
また、本実施形態によれば、傾斜制御ＥＣＵ１００は、左右の後輪５の接地点の高さに対応した高さ制御値を算出する高さ演算部１０３と、車体の傾斜方向に発生する第１の横加速度に対応した加速度制御値を算出する加速度演算部１０４と、高さ演算部１０３の算出した高さ制御値及び加速度演算部１０４の算出した加速度制御値を合成した合成制御値を算出する傾斜制御部１０６と、傾斜制御部１０６の算出した合成制御値に応じて後輪傾斜モータ３１の回転速度を制御するモータ制御部１０７と、を有するので、より精密な制御ができ、さらに旋回性能及び安定性を向上させることが可能となる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、傾斜制御ＥＣＵ１００は、リンク機構Ｌの角速度に対応したリンク角速度制御値を算出するリンク角速度推定部１０５を有し、傾斜制御部１０６は、合成制御値の算出に、リンク角速度推定部１０５が算出したリンク角速度制御値を合成するので、より精密な制御ができ、さらに旋回性能及び安定性を向上させることが可能となる。
【０１１２】
また、本実施形態によれば、後輪５の接地点より前方に路面からの高さを検知する高さ検知部６１を有し、傾斜制御ＥＣＵ１００は、高さ検知部６１の検知した高さを逐次保存する高さ保存部１０１と、高さ検知部６１の検知した所定の路面位置に後輪５の接地点が到達する時、高さ保存部１０１から所定の路面位置に対応して保存された高さを取得し、高さ演算部１０３に送出する高さ取得部１０２と、を有するので、後輪の接地点が所定の路面位置に到達する時にあわせて制御を開始することができ、さらに旋回性能及び安定性を向上させることが可能となる。
【０１１３】
また、本実施形態によれば、リンク機構Ｌは、支持部材２３，２４，２５に対して回転可能に連結される軸部３３ａ及び軸部３３ａと一体に設けられたリンク部３３ｂを有する第１リンク部材３３、支持部材２３，２４，２５に対して回転可能に連結されると共に第１リンク部材３３に平行な第２リンク部材２８ａ、第１リンク部材３３のリンク部３３ｂの車体幅方向の一方の端部と第２リンク部材２８ａの車体幅方向の一方の端部を連結すると共に一方の後輪５Ｒを支持する第３リンク部材４２Ｒ、及び第１リンク部材３３のリンク部３３ｂの車体幅方向の他方の端部と第２リンク部材２８ａの車体幅方向の他方の端部を連結すると共に他方の後輪５Ｌを支持する第４リンク部材４２Ｌを有するので、簡単な構造で的確に車体を傾斜させることが可能となる。
【符号の説明】
【０１１４】
１…車両、２…車体、４…前輪（車輪）、５…後輪（車輪）、６…ハンドル、２２…後方フレーム（支持部材）、２３…第１支持フレーム（支持部材）、２４…第２支持フレーム（支持部材）、２５…第３支持フレーム（支持部材）、２８ａ…前方第２リンク部材（第２リンク部材）、３１…後輪傾斜モータ（アクチュエータ）、３２…減速機、３３…シャフト一体リンク部材（第１リンク部材）、４１…ホイールモータ、４２Ｒ…第１ホイールモータブラケット（第３リンク部材）、４２Ｌ…第２ホイールモータブラケット（第４リンク部材）、Ｌ…リンク機構、６１…高さセンサ、６２…横加速度センサ、６３…車輪速センサ、６４…ヨーレートセンサ、６５…車速センサ、６６…モータ速度センサ（アクチュエータ速度センサ）、１００…傾斜制御ＥＣＵ（制御部）、１０１…高さ保存部、１０２…高さ取得部、１０３…高さ演算部、１０４…加速度演算部、１０５…リンク角速度推定部、１０６…傾斜制御部、１０７…モータ制御部（アクチュエータ制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2012183979.tif 000019
【図１８】
2012183979.tif 000020
【図１９】
2012183979.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2012183979.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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