JP2012153349A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に関するものである。 The present invention relates to a vehicle.
従来、車両においては、一般的に、乗員である運転者のほかに、複数の他の乗員が搭乗することができるようになっているが、運転者だけが車両に搭乗することが多く、その場合、エネルギーが無用に消費されてしまう。このことから、例えば、三輪車、四輪車等の一人乗り用の車両が提供されている。 Conventionally, in a vehicle, in general, a plurality of other occupants can board in addition to a driver who is a occupant, but only the driver often boardes the vehicle. In this case, energy is consumed unnecessarily. For this reason, for example, single-seat vehicles such as tricycles and four-wheel vehicles are provided.
ところが、この種の一人乗り用の車両においては、運転者が搭乗するのに伴って重心の位置が高くなるので、車両を旋回させるとき、すなわち、旋回時における安定性(以下「旋回安定性」という。)が低くなってしまう。そこで、旋回時に車両を旋回中心側に傾斜させることによって旋回安定性を高くすることができるようにした一人乗り用の車両が提供されている(例えば、特許文献1参照。)。 However, in this type of single-seat vehicle, the position of the center of gravity increases as the driver gets on the vehicle, so stability when turning the vehicle, that is, turning (hereinafter referred to as “turning stability”). Will be low). In view of this, a single-seat vehicle is provided in which turning stability can be increased by inclining the vehicle toward the turning center during turning (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の車両においては、適正な角度だけ傾斜させることが困難であり、旋回時に運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりしてしまう。 However, in the conventional vehicle, it is difficult to tilt the vehicle by an appropriate angle, and the driver feels uncomfortable or feels uneasy when turning.
そこで、リンク機構、リンクモータ等を配設し、傾斜制御(姿勢制御)を行うことによって、旋回時に前記リンクモータを駆動し、車両に加わる横加速度が0(零)になるようにリンク機構を作動させ、遠心力に応じた角度だけ傾斜させることができるようにした車両、例えば、三輪車が考えられる。 Therefore, a link mechanism, a link motor, and the like are disposed and tilt control (attitude control) is performed, so that the link motor is driven when turning, and the link mechanism is set so that the lateral acceleration applied to the vehicle becomes 0 (zero). A vehicle, such as a tricycle, that can be actuated and tilted by an angle corresponding to the centrifugal force is conceivable.
その場合、遠心力に応じた角度だけ三輪車を傾斜させることができるので、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがなくなる。 In that case, since the tricycle can be inclined by an angle corresponding to the centrifugal force, the driver does not feel uncomfortable or feel uneasy.
ところで、前記三輪車においては、加速度検出部としての加速度センサを配設し、該加速度センサによって横加速度を検出する必要があるが、加速度センサの測定範囲、すなわち、検出可能な範囲を超える遠心力が車両に加わると、横加速度を正確に検出することができず、傾斜制御を精度良く行うことができなくなってしまう。 By the way, in the tricycle, it is necessary to provide an acceleration sensor as an acceleration detection unit and detect the lateral acceleration by the acceleration sensor. However, a centrifugal force exceeding the measurement range of the acceleration sensor, that is, a detectable range, is present. If the vehicle is applied to the vehicle, the lateral acceleration cannot be accurately detected, and the tilt control cannot be performed with high accuracy.
本発明は、前記従来の三輪車の問題点を解決して、傾斜制御を精度良く行うことができる車両を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems of the conventional tricycle and to provide a vehicle capable of accurately performing tilt control.
そのために、本発明の車両においては、走行用の車輪を備えた本体部と、該本体部と連結された搭乗部と、運転者によって操作される操舵部材、操舵用の車輪、前記操舵部材と操舵用の車輪とを連結し、前記搭乗部によって揺動自在に支持された操舵軸、及び車両を加速させるための加速操作部材を備えた操舵部と、車両における所定の傾斜部位を傾斜させるための車両傾斜機構、及び該車両傾斜機構を作動させるためのアクチュエータを備えた車両傾斜装置と、前記傾斜部位における所定の箇所に配設され、前記傾斜部位に加わる横加速度を検出する横加速度検出部と、該横加速度検出部によって検出された横加速度に応じて、前記傾斜部位を傾斜させるための傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、前記傾斜制御用の制御値に基づいて前記アクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、運転者による前記加速操作部材の操作量に基づいて、車両を走行させるための走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、該走行制御処理手段によって発生させられた走行制御用の制御値に基づいて、前記走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有する。 Therefore, in the vehicle of the present invention, a main body portion provided with traveling wheels, a boarding portion connected to the main body portion, a steering member operated by a driver, a steering wheel, the steering member, In order to incline a predetermined tilting part in the vehicle, and a steering unit that includes a steering shaft that is connected to a steering wheel and is swingably supported by the riding unit, and an acceleration operation member for accelerating the vehicle. Vehicle tilting mechanism, a vehicle tilting device including an actuator for operating the vehicle tilting mechanism, and a lateral acceleration detecting unit that is disposed at a predetermined position in the tilted part and detects a lateral acceleration applied to the tilted part Tilt control processing means for generating a control value for tilt control for tilting the tilted portion according to the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detector, and control for tilt control And a driving control unit for driving a driving unit for driving the vehicle on the basis of an operation amount of the acceleration operation member by a driver based on an inclination driving control processing means for driving the actuator based on Travel control processing means for generating a value, and travel drive control processing means for driving the drive unit based on the travel control value generated by the travel control processing means.
そして、前記走行制御処理手段は、車両に許容範囲を超えて発生する傾斜状態を判定する傾斜状態判定処理手段、及び該傾斜状態判定処理手段によって判定された傾斜状態に応じて、前記走行用の駆動部における駆動力の発生を抑制する駆動力抑制処理手段を備える。 The travel control processing unit is configured to determine a tilt state that occurs in a vehicle beyond an allowable range, and according to the tilt state determined by the tilt state determination processing unit, the travel control processing unit Driving force suppression processing means for suppressing generation of driving force in the driving unit is provided.
本発明によれば、車両においては、走行用の車輪を備えた本体部と、該本体部と連結された搭乗部と、運転者によって操作される操舵部材、操舵用の車輪、前記操舵部材と操舵用の車輪とを連結し、前記搭乗部によって揺動自在に支持された操舵軸、及び車両を加速させるための加速操作部材を備えた操舵部と、車両における所定の傾斜部位を傾斜させるための車両傾斜機構、及び該車両傾斜機構を作動させるためのアクチュエータを備えた車両傾斜装置と、前記傾斜部位における所定の箇所に配設され、前記傾斜部位に加わる横加速度を検出する横加速度検出部と、該横加速度検出部によって検出された横加速度に応じて、前記傾斜部位を傾斜させるための傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、前記傾斜制御用の制御値に基づいて前記アクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、運転者による前記加速操作部材の操作量に基づいて、車両を走行させるための走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、該走行制御処理手段によって発生させられた走行制御用の制御値に基づいて、前記走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有する。 According to the present invention, in a vehicle, a main body provided with traveling wheels, a riding section connected to the main body, a steering member operated by a driver, a steering wheel, the steering member, In order to incline a predetermined tilting part in the vehicle, and a steering unit that includes a steering shaft that is connected to a steering wheel and is swingably supported by the riding unit, and an acceleration operation member for accelerating the vehicle. Vehicle tilting mechanism, a vehicle tilting device including an actuator for operating the vehicle tilting mechanism, and a lateral acceleration detecting unit that is disposed at a predetermined position in the tilted part and detects a lateral acceleration applied to the tilted part And a tilt control processing means for generating a control value for tilt control for tilting the tilted portion according to the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detector, and a control value for tilt control. And a control value for driving control for driving a driving unit for driving the vehicle based on the amount of operation of the acceleration operating member by the driver based on the inclination driving control processing means for driving the actuator. And a travel drive control processing means for driving the travel drive unit based on a travel control value generated by the travel control processing means.
そして、前記走行制御処理手段は、車両に許容範囲を超えて発生する傾斜状態を判定する傾斜状態判定処理手段、及び該傾斜状態判定処理手段によって判定された傾斜状態に応じて、前記走行用の駆動部における駆動力の発生を抑制する駆動力抑制処理手段を備える。 The travel control processing unit is configured to determine a tilt state that occurs in a vehicle beyond an allowable range, and according to the tilt state determined by the tilt state determination processing unit, the travel control processing unit Driving force suppression processing means for suppressing generation of driving force in the driving unit is provided.
この場合、車両に許容範囲を超えて発生する傾斜状態が判定され、判定された傾斜状態に応じて、走行用の駆動部における駆動力の発生が抑制されるので、車両が許容範囲を超えて傾斜させられることがなくなる。その結果、傾斜制御を精度良く行うことができる。 In this case, the inclination state that occurs in the vehicle exceeding the allowable range is determined, and the generation of the driving force in the driving unit for traveling is suppressed according to the determined inclination state, so that the vehicle exceeds the allowable range. It will not be tilted. As a result, the tilt control can be performed with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、車両としての三輪車について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a tricycle as a vehicle will be described.
図2は本発明の第1の実施の形態における三輪車の左側面図(第三角法による左側面図。)、図3は本発明の第1の実施の形態における三輪車の背面図、図4は本発明の第1の実施の形態における車両傾斜装置を示す図、図5は本発明の第1の実施の形態における三輪車を傾斜させた状態を示す図である。 FIG. 2 is a left side view of the tricycle in the first embodiment of the present invention (left side view by the trigonometric method), FIG. 3 is a rear view of the tricycle in the first embodiment of the present invention, and FIG. The figure which shows the vehicle tilting apparatus in the 1st Embodiment of this invention, FIG. 5 is a figure which shows the state which inclined the tricycle in the 1st Embodiment of this invention.
図において、10は三輪車であり、該三輪車10は、車両本体Bd、及び該車両本体Bdに対して回転自在に配設された三つの車輪12F、12L、12Rを備える。
In the figure,
前記車両本体Bdは、乗員である運転者が搭乗するための搭乗部11、該搭乗部11と車輪12Fとを連結する操舵軸としての前輪フォーク17、前記搭乗部11より後方に配設され、搭乗部11を支持する支持部20、前記搭乗部11より前方に配設され、運転者が三輪車10を操縦するための操縦装置41、前記支持部20の下方に配設され、三輪車10の所定の傾斜部位、本実施の形態においては、三輪車10の全体を路面18に対して左右に傾斜(リーン)させるための車両傾斜装置43等を備える。なお、前記搭乗部11と支持部20とは図示されない連結部を介して連結される。
The vehicle body Bd is disposed behind a
また、前記支持部20、車両傾斜装置43、車輪12L、12R等によって本体部61が、車輪12F、前輪フォーク17、操縦装置41等によって、三輪車10を操舵するための操舵部が、該操舵部及び搭乗部11によって搭乗・操舵部62が構成される。
Further, the steering unit for steering the
前記車輪12Fは、車両本体Bdの前端における所定の位置、本実施の形態においては、三輪車10の幅方向における中央に、前記前輪フォーク17に対して回転自在に配設され、前輪として、かつ、操舵用の車輪(操舵輪)として機能する。なお、車輪12Fの車軸に、車速vを検出する車速検出部としての車速センサ54が配設される。
The
また、車輪12L、12Rは、車両本体Bdの後端における所定の位置、本実施の形態においては、三輪車10の幅方向における左右の両端に、前記支持部20に対して回転自在に配設され、後輪として、かつ、走行用の車輪(駆動輪)として機能する。そのために、前記車輪12L、12Rには、それぞれ、三輪車10を走行させるための走行用の駆動部としての駆動モータ51L、51Rが配設され、該駆動モータ51L、51Rを駆動することによって車輪12L、12Rを回転させ、三輪車10の駆動力を発生させることができるようになっている。駆動モータ51L、51Rは、それぞれ車輪12L、12R内に収容され、インホイールモータを構成する。なお、Lhは、車輪12Fの車軸と各車輪12L、12Rの車軸との距離、すなわち、前後輪間距離(ホイールベース)である。
The
本実施の形態において、前記駆動モータ51L、51Rとしては、速度制御、トルク制御等が可能なサーボモータが使用されるが、他の種類のモータを使用することができる。また、本実施の形態においては、駆動モータ51L、51Rがそれぞれ車輪12L、12R内に収容されるようになっているが、一つの駆動モータを、車輪12Fに配設したり、各車輪12F、12L、12Rにそれぞれ配設したりすることができる。さらに、駆動モータを車両本体Bdにおける所定の箇所に配設し、駆動モータと車輪12Fとを連結したり、駆動モータと車輪12L、12Rとを連結したり、駆動モータと車輪12F、12L、12Rとを連結したりすることもできる。
In the present embodiment, servo motors capable of speed control, torque control and the like are used as the
また、本実施の形態においては、車両本体Bdの前端に一つの車輪12Fが、車両本体Bdの後端に二つの車輪12L、12Rが配設されるようになっているが、車両本体Bdの前端に二つの車輪を、車両本体Bdの後端に一つの車輪を配設することができる。なお、車両が二輪車である場合は、車両本体の左右の両端に車輪が配設され、車両が四輪車である場合は、車両本体の前端及び後端の左右の両端に車輪が配設される。
In the present embodiment, one
そして、前記搭乗部11は、運転者が着座するための部位である座席11a、該座席11aより前方に配設され、運転者の足を置くための部位である搭乗部本体としての、かつ、床部材としてのフットレスト11b、該フットレスト11bの前端から斜めに立ち上げて配設された前支持部としてのフロントアーム11c、及び前記座席11aの後端から上方に向けて立ち上げて配設された背もたれ部11dを備える。なお、本実施の形態において、三輪車10は一人乗り用とされ、搭乗部11に運転者だけが搭乗することができるようになっているが、搭乗部11を広くして運転者及び他の乗員を搭乗させたり、搭乗部11の後方の車輪12L、12Rの上に補助搭乗部を形成し、該補助搭乗部に他の乗員を搭乗させたりすることができる。
The
また、前記前輪フォーク17は、例えば、付勢部材としてのスプリングが内蔵されたテレスコピックタイプのフォークによって形成され、サスペンション装置(懸架装置)として機能する。
The
そして、前記操縦装置41は、三輪車10の進行方向を変えたり、三輪車10を旋回させたりするための第1の操作部としての、かつ、操舵部材としてのハンドルバー41a、速度メータ、インジケータ等の表示要素としての図示されないメータ類、始動スイッチ、ボタン等の操作要素としての図示されないスイッチ類等を備える。なお、前記ハンドルバー41aに代えて、第1の操作部としての、かつ、操舵部材としてのステアリングホイール、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等を配設することができる。
The
また、前記フロントアーム11cの上端には、図示されない操舵軸支持部としてのステムホルダが、上端を下端より後方に位置させ、傾斜させた状態で一体に形成され、該ステムホルダによって前記ハンドルバー41a、前輪フォーク17、車輪12F等が揺動自在に支持される。したがって、運転者が前記ハンドルバー41aを操作して回動させると、前輪フォーク17及び車輪12Fは、前記ハンドルバー41aの回動に応じて所定の舵角で回動させられ、三輪車10の進行方向を変える。
Further, a stem holder as a steering shaft support portion (not shown) is integrally formed at the upper end of the
なお、前記ハンドルバー41aには、三輪車10を発進させたり、加速させたりするための第2の操作部としての、かつ、加速操作部材としての図示されないアクセルグリップ、及び三輪車10を減速(制動も含む。)させたり、停止させたりするための第3の操作部としての、かつ、第1の減速操作部材としての図示されないブレーキレバーが配設される。前記アクセルグリップに代えて、前記フットレスト11bに加速操作部材としてのアクセルペダルを配設することもできる。また、前記フットレスト11bには、三輪車10を減速させるための第4の操作部としての、かつ、第2の減速操作部材としての図示されないブレーキペダル等が配設される。
The
したがって、運転者は、前記ハンドルバー41a、アクセルグリップ、ブレーキレバー、ブレーキペダル等を操作して、所定の走行条件(例えば、舵角、車速等)で三輪車10を走行させることができる。
Therefore, the driver can drive the
また、前記操縦装置41には、運転者による前記ハンドルバー41aの操作量、すなわち、操舵量としての操舵角hを検出する操舵量検出部としての図示されない舵角センサ、運転者による前記アクセルグリップの操作量である加速操作量としてのアクセル操作値αを検出する加速操作量検出部としての図示されないアクセルセンサ、運転者による前記ブレーキレバー及びブレーキペダルの操作量である減速操作量としてのブレーキ操作値βを検出する減速操作量検出部としての図示されないブレーキセンサ等が配設される。なお、前記操舵角hは、三輪車10に対して要求される要求旋回量を表す。
Further, the
そして、三輪車10の所定の箇所に、第1の角速度検出部としての、かつ、ヨーレート検出部としての図示されないヨーレートセンサが配設され、該ヨーレートセンサはヨーレートηを検出する。該ヨーレートηは、三輪車10を旋回させたときの、車両本体Bdに対して鉛直方向に延びる軸線を回転中心として三輪車10が回転する回転角、すなわち、ヨー角の変化率であり、角速度ωで表される。なお、前記ヨーレートセンサは、例えば、ジャイロセンサから成り、三輪車10が停止しているときの、水平な地面に対して平行な方向の平面内での前記角速度ωを検出することができるように取り付けられる。
A yaw rate sensor (not shown) as a first angular velocity detection unit and a yaw rate detection unit is disposed at a predetermined location of the
さらに、三輪車10の所定の箇所に、第2の角速度検出部としての、かつ、ロールレート検出部としての図示されないロールレートセンサが配設され、該ロールレートセンサはロールレートεを検出する。該ロールレートεは、三輪車10がローリング(傾斜運動)したときの、前後方向に延びる軸線を回転中心として三輪車10が回転する回転角、すなわち、ロール角の変化率であり、角速度で表される。なお、前記ロールレートセンサは、例えば、ジャイロセンサから成り、地面に対して垂直で、かつ、三輪車10の進行方向に対して垂直な方向の面内での回転角速度を検出することができるように取り付けられる。
Further, a roll rate sensor (not shown) as a second angular velocity detection unit and a roll rate detection unit is disposed at a predetermined location of the
また、前記車両傾斜装置43は、車輪12L、12Rを支持する支持機構としての、かつ、三輪車10の全体を傾斜させるための車両傾斜機構としてのリンク機構30、及び該リンク機構30を作動させ、三輪車10を傾斜させるためのアクチュエータとしての、かつ、傾斜用の駆動部としてのリンクモータ25を備える。本実施の形態においては、該リンクモータ25として、速度制御、トルク制御等が可能なサーボモータが使用されるが、他の種類のモータを使用することができる。
The
前記リンク機構30は、車輪12Lの内側(三輪車10の中央側)において、上下方向に延在させて配設され、駆動モータ51Lを支持する左側の縦リンクユニット33L、車輪12Rの内側において、上下方向に延在させて配設され、駆動モータ51Rを支持する右側の縦リンクユニット33R、前記縦リンクユニット33L、33Rの各上端部に、縦リンクユニット33L、33Rに対して相対的に回転自在に連結された上側の横リンクユニット31U、前記縦リンクユニット33L、33Rの各下端部に、縦リンクユニット33L、33Rに対して相対的に回動自在に連結された下側の横リンクユニット31D、及び上下方向に延在させて配設され、上端が前記支持部20に対して回動不能に固定され、横リンクユニット31U、31Dの中央部に、横リンクユニット31U、31Dに対して相対的に回動自在に連結された中央縦部材21を備える。
The
前記駆動モータ51L、51Rは、それぞれ、固定部材としての図示されないケース、該ケースに取り付けられた図示されないステータ、該ステータに対して回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータに取り付けられた図示されない出力軸を備え、前記各ケースがそれぞれ縦リンクユニット33L、33Rに固定され、各出力軸が車輪12L、12Rの軸に連結される。
The
また、前記リンクモータ25は、前記支持部20から下方に垂下させて配設された支持プレート22を介して支持部20に固定され、固定部材としてのケースcs1、該ケースcs1に取り付けられた図示されないステータ、該ステータに対して回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータに取り付けられた出力軸Lshを備える。そして、前記ケースcs1が前記支持プレート22を介して支持部20及び中央縦部材21に対して回転不能に固定され、前記出力軸Lshが前記横リンクユニット31Uに対して回転不能に固定される。なお、前記出力軸Lshは、中央縦部材21と横リンクユニット31Uとを回転自在に連結する連結軸と同一軸上に配設される。
In addition, the
したがって、リンクモータ25を駆動して出力軸Lshをケースcs1に対して所定の角度だけ回動させると、横リンクユニット31Uが、支持部20及び中央縦部材21に対して前記所定の角度だけ回動させられ、その結果、リンク機構30が作動して屈曲させられる。その結果、図5に示されるように、三輪車10は前記所定の角度だけ傾斜させられる。これに伴って、車輪12F、12L、12Rは、路面18に対して鉛直な状態を表す鉛直状態から前記所定の角度だけ傾斜させられ、キャンバが付与された状態になる。
Therefore, when the
なお、前記リンクモータ25には、三輪車10が傾斜させられた角度をリンク角θとして検出する角度検出部としての図示されないリンク角センサが配設される。該リンク角センサは、ケースcs1に対する出力軸Lshの回転角を検出する回転角検出部としても機能し、例えば、レゾルバ、エンコーダ等から成る。前述されたように、リンクモータ25を駆動して出力軸Lshをケースcs1に対して回転させると、横リンクユニット31Uが、支持部20及び中央縦部材21に対して所定の角度だけ回動させられるので、ケースcs1に対する出力軸Lshの回転角を検出することによって、中央縦部材21に対する横リンクユニット31Uの角度の変化を前記リンク角θとして検出することができる。
The
また、前記リンクモータ25は、出力軸Lshを、ケースcs1に対して任意の回転角で回転不能にするための図示されないロック機構を備える。該ロック機構は、ブレーキ等のメカニカルな機構によって形成される。なお、ロック機構によって出力軸Lshがケースcs1に対して前記回転角で回転不能にされている間、リンクモータ25において電力は消費されない。
The
本実施の形態においては、ケースcs1が支持部20及び中央縦部材21に回転不能に固定され、出力軸Lshが前記横リンクユニット31Uに回転不能に固定されるが、ケースcs1を前記横リンクユニット31Uに回転不能に固定し、出力軸Lshを支持部20及び中央縦部材21に回転不能に固定することができる。
In the present embodiment, the case cs1 is fixed to the
また、前記搭乗部11の後方若しくは下方又は支持部20には、駆動モータ51L、51R及びリンクモータ25のエネルギー供給源である図示されないバッテリ装置、及び図示されない制御部が配設される。
Further, a battery device (not shown), which is an energy supply source of the
ところで、三輪車10を旋回させると、旋回経路における旋回中心から径方向外方に向けて遠心力が発生する。このとき、図5に示されるように、三輪車10を旋回中心側に傾斜させると、遠心力を発生させる遠心加速度と三輪車10に加わる重力加速度との合力は、見かけ上、車両本体Bdの下方に向かうことになる。すなわち、三輪車10の高さ方向(中央縦部材21が延びる方向)に高さ方向軸sh1を、三輪車10の幅方向(高さ方向軸sh1に対して直角の方向)に幅方向軸sh2を採ったときの、遠心加速度の幅方向軸sh2上の成分、すなわち、幅方向成分が重力加速度の幅方向成分の分だけ小さくなる。このとき、遠心加速度の幅方向成分によって三輪車10に加わる横加速度が、重力加速度の幅方向成分によって三輪車10に加わる横加速度の分だけ小さくなる。
By the way, when the
そして、遠心加速度の幅方向成分と重力加速度の幅方向成分とを等しくすると、三輪車10に加わる横加速度は0になり、この状態で、三輪車10及び運転者には、見かけ上、遠心加速度の高さ方向軸sh1上の成分、すなわち、高さ方向成分と重力加速度の高さ方向成分との合成成分だけが加わる。
When the width direction component of the centrifugal acceleration and the width direction component of the gravitational acceleration are equalized, the lateral acceleration applied to the
そこで、本実施の形態においては、旋回時に、三輪車10に加わる横加速度が0になるように三輪車10を傾斜させることによって、旋回安定性を高くするとともに、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがないようにしている。
Therefore, in the present embodiment, when the vehicle is turned, the
そのために、三輪車10の所定の部位、本実施の形態においては、背もたれ部11dの背面に、複数の、本実施の形態においては、二つの横加速度検出部としての第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが、互いに異なる高さの位置に配設される。前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bは、一般的な加速度センサ、ジャイロセンサ等から成るセンサであり、第1、第2の横加速度a1、a2を検出する。
Therefore, a plurality of first
本実施の形態においては、三輪車10に第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが配設されるようになっているが、三輪車10に横加速度センサを一つだけ配設することができる。
In the present embodiment, the first
なお、三輪車10に横加速度センサを一つだけ配設する場合、遠心力に直接起因しない不要な加速度成分が外乱として検出されてしまうことがある。例えば、三輪車10の走行中に、路面18の窪(くぼ)みに車輪12L、12Rのいずれか一方が落下した場合、三輪車10が傾斜し、それに伴って横加速度センサが変位するので、所定の横加速度が検出される。
When only one lateral acceleration sensor is provided in the
また、三輪車10においては、車輪12L、12Rに、弾性を有し、ばねとして機能する部位が存在するタイヤが配設され、各部品間の接続部分等にガタが不可避的に発生する。したがって、ばねとして機能する部位の伸縮、ガタの発生等に伴って横加速度センサが変位するので、所定の横加速度が検出される。
Further, in the
本実施の形態においては、前述されたように、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが適切な位置に配設されるので、不要な加速度成分が検出されることがない。
In the present embodiment, as described above, since the first
また、本実施の形態においては、図3に示されるように、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが、それぞれ、搭乗部11の背もたれ部11dの背面において、重力方向における路面18からの距離、すなわち、高さがL1、L2の位置に配設され、該高さL1、L2は、
L1>L2
にされる。そして、高さL1、L2の差で表されるセンサ間距離ΔLが小さいほど第1、第2の横加速度a1、a2の差が小さくなり、不要な加速度成分が検出されてしまうので、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bは、前記センサ間距離ΔLを、十分に大きく、例えば、0.3〔m〕以上になるようにして配設される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first
L1> L2
To be. Then, as the inter-sensor distance ΔL represented by the difference between the heights L1 and L2 becomes smaller, the difference between the first and second lateral accelerations a1 and a2 becomes smaller, and unnecessary acceleration components are detected. The
なお、三輪車10が傾斜させられる際の揺動中心、すなわち、ロール中心は、厳密には路面18よりわずかに下方に位置するが、本実施の形態においては、路面18上に位置すると考え、前記高さL1、L2を路面18からの距離とする。
Note that the center of swing when the
前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bは、いずれも、車輪12Fの車軸と左右の車輪12L、12Rの車軸との間の運転者に可能な限り近い箇所において、背もたれ部11dのように十分に剛性の高い部材に取り付けられることが望ましい。なお、車両本体Bdをサスペンション等のばねで支持するようにした場合には、前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bを、いずれも、いわゆる「ばね上」に配設することが望ましい。さらに、前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bは、いずれも、三輪車10の進行方向に延在する三輪車10の中心軸上に位置させられ、中心軸に対してオフセットされないことが望ましい。
Each of the first
そして、三輪車10の旋回時に、前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bによって第1、第2の横加速度a1、a2が検出されると、前記制御部において、第1、第2の横加速度a1、a2に基づいて合成された横加速度、すなわち、合成横加速度が0になるようにリンクモータ25のフィードバック制御が行われ、遠心力に応じた角度だけ三輪車10が旋回中心側に傾斜させられる。したがって、三輪車10に加わる合成横加速度が0になるので、旋回安定性を高くすることができる。
When the first
次に、三輪車10を傾斜させるための傾斜制御システムについて説明する。
Next, a tilt control system for tilting the
図1は本発明の第1の実施の形態における三輪車の傾斜制御システムを示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a tricycle inclination control system according to a first embodiment of the present invention.
図において、40は三輪車10の全体の制御を行う制御部であり、該制御部40の電源がオンにされている間、傾斜制御システムにおいて、所定の制御周期Ts(例えば、5〔ms〕)で各種の処理が行われる。そして、前記制御部40は、コンピュータとして機能する演算装置としての図示されないCPU、第1の記憶装置としての図示されないRAM、第2の記憶装置としての図示されないROM、入出力インタフェース等を備え、前記RAM及びROMは、記録媒体として機能する磁気ディスク、半導体メモリ等から成る。
In the figure, reference numeral 40 denotes a control unit that performs overall control of the
また、前記制御部40には、前記第1横加速度センサ44a、前記第2横加速度センサ44b、アクセルセンサ45、ブレーキセンサ46、リンク角センサ47、ロールレートセンサ48、ヨーレートセンサ53、車速センサ54、舵角センサ55、前記リンクモータ25を駆動するためのインバータ装置等から成る第1の駆動回路としてのモータ駆動部57、リンクモータ25の回転速度(角速度)を検出する傾斜制御用の回転速度検出部としての速度センサ58、駆動モータ51L、51Rを駆動するためのインバータ装置等から成る第2の駆動回路としてのモータ駆動部59、駆動モータ51L、51Rの回転速度(角速度)を検出する走行制御用の回転速度検出部としての速度センサ63L、63R等が接続される。
The control unit 40 includes the first
なお、第1横加速度センサ44aは第1の横加速度a1を、第2横加速度センサ44bは第2の横加速度a2を、アクセルセンサ45は前記アクセル操作値αを、ブレーキセンサ46は前記ブレーキ操作値βを、リンク角センサ47はリンク角θを、ロールレートセンサ48はロールレートεを、ヨーレートセンサ53はヨーレートηを、車速センサ54は車速vを、舵角センサ55は操舵角hを、速度センサ58、63L、63Rは回転速度NK、NL、NRをそれぞれ検出し、センサ出力として制御部40に送る。なお、前記ヨーレートセンサ53によって検出されたヨーレートηに基づいてハンドルバー41aの操舵角を算出することができる。
The first
また、前記制御部40は、第1、第2の横加速度a1、a2に基づいて合成横加速度aを算出する横加速度算出処理手段としての横加速度演算部65、前記合成横加速度aに基づいてリンクモータ25を駆動するための傾斜制御用の制御値としての速度指令値noを発生させる傾斜制御処理手段としての傾斜制御部71、前記速度指令値noに基づいて、リンクモータ25を駆動するための傾斜制御用の指令値としてのトルク指令値To* を発生させ、モータ駆動部57に送る傾斜駆動制御処理手段としての傾斜駆動制御部72、前記アクセル操作値αに基づいて走行制御用の制御値としての、かつ、加速指令値としてのスロットル指令値αsを発生させる走行制御処理手段としての走行制御部73、前記スロットル指令値αsに基づいて、駆動モータ51L、51Rを駆動するための走行制御用の指令値としてのトルク指令値Ts* を発生させ、モータ駆動部59に送る走行駆動制御処理手段としての走行駆動制御部74等を備える。
Further, the control unit 40 is based on the lateral
次に、前記制御部40の動作について説明する。 Next, the operation of the control unit 40 will be described.
図6は本発明の第1の実施の形態における制御部の動作を示すメインフローチャート、図7は本発明の第1の実施の形態における横加速度算出処理のサブルーチンを示す図、図8は本発明の第1の実施の形態における傾斜制御処理のサブルーチンを示す図、図9は本発明の第1の実施の形態における傾斜駆動制御処理のサブルーチンを示す図、図10は本発明の第1の実施の形態における走行制御処理のサブルーチンを示す図、図11は本発明の第1の実施の形態における走行駆動制御処理のサブルーチンを示す図、図12は本発明の第1の実施の形態における傾斜状態判定処理のサブルーチンを示す図、図13は本発明の第1の実施の形態における合成横加速度を算出する方法を説明するための概念図、図14は本発明の第1の実施の形態におけるオーバレンジ割合とスロットルゲインとの関係図である。なお、図14において、縦軸にスロットルゲインGthを、横軸にオーバレンジ割合pを採ってある。 FIG. 6 is a main flowchart showing the operation of the control unit in the first embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a subroutine of lateral acceleration calculation processing in the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing a tilt control process subroutine in the first embodiment of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing a tilt drive control process subroutine in the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a first embodiment of the present invention. The figure which shows the subroutine of the traveling control process in the form of FIG. 11, FIG. 11 is the figure which shows the subroutine of the traveling drive control process in the 1st Embodiment of this invention, FIG. 12 is the inclination state in the 1st Embodiment of this invention FIG. 13 is a diagram showing a subroutine of determination processing, FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a method for calculating a combined lateral acceleration in the first embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a first embodiment of the present invention. It is a graph showing the relationship between over-range ratio and throttle gain definitive. In FIG. 14, the vertical axis represents the throttle gain Gth and the horizontal axis represents the overrange ratio p.
まず、横加速度演算部65は、横加速度算出処理を行い、前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bから第1、第2の横加速度a1、a2を読み込み(取得し)、第1、第2の横加速度a1、a2に基づいて傾斜制御用の横加速度としての前記合成横加速度aを算出し、該合成横加速度aを傾斜制御部71に送る(ステップS1)。次に、傾斜制御部71は、傾斜制御処理を行い、横加速度演算部65から合成横加速度aを読み込み、該合成横加速度aに基づいて前記速度指令値noを発生させ、傾斜駆動制御部72に送る(ステップS2)。
First, the lateral
続いて、該傾斜駆動制御部72は、傾斜駆動制御処理を行い、傾斜制御部71から速度指令値noを、速度センサ58から回転速度NKを読み込み、速度指令値no及び回転速度NKに基づいて前記トルク指令値To* を発生させ、モータ駆動部57に送り、リンクモータ25を駆動する(ステップS3)。
Subsequently, the tilt
そして、前記走行制御部73は、走行制御処理を行い、アクセルセンサ45から前記アクセル操作値αを読み込み、該アクセル操作値αに基づいて、前記スロットル指令値αsを発生させ、走行駆動制御部74に送る(ステップS4)。
Then, the
続いて、該走行駆動制御部74は、走行駆動制御処理を行い、走行制御部73からスロットル指令値αsを読み込み、該スロットル指令値αsに基づいて、駆動モータ51L、51Rを駆動するための前記トルク指令値Ts* を発生させ、モータ駆動部59に送り、駆動モータ51L、51Rを駆動する(ステップS5)。
Subsequently, the travel
次に、図7及び13に基づいて横加速度算出処理手段の動作について説明する。 Next, the operation of the lateral acceleration calculation processing means will be described with reference to FIGS.
まず、前記横加速度演算部65は、第1、第2の横加速度a1、a2を読み込み(ステップS1−1、S1−2)、第1、第2の横加速度a1、a2の差を表す横加速度差Δa
Δa=a1−a2
を算出する(ステップS1−3)。
First, the lateral
Δa = a1-a2
Is calculated (step S1-3).
次に、前記横加速度演算部65は、第1横加速度センサ44aと第2横加速度センサ44bの高さL1、L2を前記ROMから読み出し(取得し)(ステップS1−4)、高さ方向軸sh1上の第1横加速度センサ44aと第2横加速度センサ44bとの距離、すなわち、センサ間距離ΔL
ΔL=L1−L2
を算出する(ステップS1−5)。前記高さL1、L2はあらかじめROMに記録される。なお、センサ間距離ΔLをあらかじめ算出し、ROMに記録することができる。
Next, the lateral
ΔL = L1-L2
Is calculated (step S1-5). The heights L1 and L2 are recorded in advance in the ROM. The inter-sensor distance ΔL can be calculated in advance and recorded in the ROM.
続いて、前記横加速度演算部65の図示されない合成横加速度算出処理手段は、合成横加速度算出処理を行い、第2の横加速度a2、高さL2、センサ間距離ΔL及び横加速度差Δaに基づいて、前記合成横加速度aを式(1)に基づいて算出し、RAMに記録する(ステップS1−6)。
Subsequently, a combined lateral acceleration calculation processing unit (not shown) of the lateral
a=a2−(L2/ΔL)・Δa …(1)
なお、第1の横加速度a1、高さL1、センサ間距離ΔL及び横加速度差Δaに基づいて、前記合成横加速度aを式(2)に基づいて算出することができる。
a = a2- (L2 / ΔL) · Δa (1)
The combined lateral acceleration a can be calculated based on the formula (2) based on the first lateral acceleration a1, the height L1, the inter-sensor distance ΔL, and the lateral acceleration difference Δa.
a=a1−(L1/ΔL)・Δa …(2)
この場合、式(1)及び(2)によって前記合成横加速度aを算出すると、理論上は同じ値を得ることができるが、三輪車10を傾斜させたときの円周方向の変位によって三輪車10に加わる横加速度は、図13に示される路面18上のロール中心Cnからの距離に比例するので、実際には、ロール中心Cnに近い方の第2横加速度センサ44bの検出値である第2の横加速度a2を基準にして合成横加速度aを算出することが望ましい。そこで、本実施の形態においては、式(1)によって合成横加速度aが算出される。
a = a1- (L1 / ΔL) · Δa (2)
In this case, if the combined lateral acceleration a is calculated by the equations (1) and (2), the same value can be theoretically obtained, but the
そして、前記横加速度演算部65は、算出した合成横加速度aを傾斜制御部71に送る(ステップS1−7)。
Then, the lateral
次に、図8に基づいて傾斜制御処理手段の動作について説明する。 Next, the operation of the tilt control processing means will be described based on FIG.
まず、前記傾斜制御部71の図示されない横加速度取得処理手段は、横加速度取得処理を行い、横加速度演算部65から合成横加速度aを読み込む(ステップS2−1)。
First, a lateral acceleration acquisition processing unit (not shown) of the
続いて、前記傾斜制御部71の図示されない微分値算出処理手段は、微分値算出処理を行い、RAMから前回の傾斜制御で記録された合成横加速度aoldを読み出すとともに、制御周期Tsを読み込み、合成横加速度aの微分値δa
δa=da/dt
=(a−aold)/Ts
を算出し、RAMに記録する(ステップS2−2)。なお、合成横加速度aoldの初期値は0にされる。
Subsequently, a differential value calculation processing unit (not shown) of the
δa = da / dt
= (A-aold) / Ts
Is calculated and recorded in the RAM (step S2-2). Note that the initial value of the combined lateral acceleration aold is set to zero.
続いて、前記傾斜制御部71の図示されない第1の制御値算出処理手段としての比例制御値算出処理手段は、第1の制御値算出処理としての比例制御値算出処理を行い、比例制御用の制御ゲインとしての比例ゲインGp及び合成横加速度aに基づいて、第1の制御値としての比例制御値Up
Up=Gp・a
を算出する(ステップS2−3)。
Subsequently, a proportional control value calculation processing unit as a first control value calculation processing unit (not shown) of the
Up = Gp · a
Is calculated (step S2-3).
次に、前記傾斜制御部71の図示されない第2の制御値算出処理手段としての微分制御値算出処理手段は、第2の制御値算出処理としての微分制御値算出処理を行い、微分制御用の制御ゲインとしての微分ゲインGd及び微分値δaに基づいて、第2の制御値としての微分制御値Ud
Ud=Gd・δa
を算出する(ステップS2−4)。
Next, differential control value calculation processing means as second control value calculation processing means (not shown) of the
Ud = Gd · δa
Is calculated (step S2-4).
続いて、前記傾斜制御部71の図示されない第3の制御値算出処理手段としての速度指令値算出処理手段は、第3の制御値算出処理としての速度指令値算出処理を行い、比例制御値Up及び微分制御値Udを読み込み、前記速度指令値no
no=Up+Ud
を算出する(ステップS2−5)。なお、比例ゲインGp及び微分ゲインGdは、比例制御値Up及び微分制御値Udを加算して速度指令値noを算出するために、合成横加速度a及び微分値δaを無次元化する。
Subsequently, a speed command value calculation processing means as a third control value calculation processing means (not shown) of the
no = Up + Ud
Is calculated (step S2-5). Note that the proportional gain Gp and the differential gain Gd make the combined lateral acceleration a and the differential value δa dimensionless in order to calculate the speed command value no by adding the proportional control value Up and the differential control value Ud.
そして、前記傾斜制御部71の図示されない傾斜制御用出力処理手段は、傾斜制御用出力処理を行い、前記速度指令値noを傾斜駆動制御部72に送る(ステップS2−6)。
An inclination control output processing means (not shown) of the
次に、図9に基づいて傾斜駆動制御処理手段の動作について説明する。 Next, the operation of the tilt drive control processing means will be described based on FIG.
まず、傾斜駆動制御部72は傾斜制御部71から速度指令値noを、速度センサ58から回転速度NKを読み込む(ステップS3−1、S3−2)。続いて、傾斜駆動制御部72の図示されない傾斜制御用指令値算出処理手段は、傾斜制御用指令値算出処理を行い、速度指令値noと回転速度NKとの偏差Δnoを算出し、傾斜駆動制御用の制御ゲインとしてのゲインGpo及び偏差Δnoに基づいて、トルク指令値To*
To* =Gpo・Δno
を算出する(ステップS3−3)。
First, the tilt
To * = Gpo · Δno
Is calculated (step S3-3).
続いて、前記傾斜駆動制御部72の図示されない傾斜駆動制御用出力処理手段は、傾斜駆動制御用出力処理を行い、トルク指令値To* をモータ駆動部57に送る(ステップS3−4)。
Subsequently, the not-illustrated tilt drive control output processing means of the tilt
このように、第1、第2の横加速度a1、a2に基づいて合成横加速度aが算出され、該合成横加速度aに基づいて速度指令値noが算出され、さらに、該速度指令値noとリンクモータ25の回転速度NKとの偏差Δnoに基づいてトルク指令値To* が算出され、該トルク指令値To* に基づいてリンクモータ25が駆動されるので、合成横加速度aが0になるようにリンクモータ25のフィードバック制御が行われ、遠心力に応じた角度だけ三輪車10を旋回中心側に傾斜させることができる。したがって、三輪車10に加わる合成横加速度が0になるので、旋回安定性を高くすることができる。
Thus, the combined lateral acceleration a is calculated based on the first and second lateral accelerations a1 and a2, the speed command value no is calculated based on the combined lateral acceleration a, and the speed command value no The torque command value To * is calculated based on the deviation Δno from the rotational speed NK of the
ところで、前記三輪車10においては、第1横加速度センサ44aによって第1の横加速度a1が、第2横加速度センサ44bによって第2の横加速度a2が検出されるようになっているが、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bにおける横加速度の測定範囲、すなわち、検出可能な範囲を超える遠心力が三輪車10に加わると、傾斜制御を精度良く行うことができなくなってしまう。
In the
そこで、本実施の形態においては、第1、第2の横加速度a1、a2が検出可能な範囲を超えることがないように、駆動モータ51L、51Rを駆動するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the
そのために、前記走行制御部73は、どの程度第1、第2の横加速度a1、a2が発生しているか、及び第1、第2の横加速度a1、a2によってどの程度三輪車10が傾斜しているかを表す三輪車10の傾斜状態を判定し、傾斜状態の判定結果に基づいてスロットル指令値αsを発生させる。
For this purpose, the
次に、図10、12及び14に基づいて走行制御処理手段の動作について説明する。 Next, the operation of the travel control processing means will be described with reference to FIGS.
まず、走行制御部73はアクセル操作値αを読み込む(ステップS4−1)。続いて、前記走行制御部73の図示されない傾斜状態判定処理手段は、傾斜状態判定処理を行い、三輪車10の傾斜状態を判定し、傾斜状態の判定結果に対応させて傾斜制御用の制御ゲインとしてのスロットルゲインGthを算出する(ステップS4−2)。
First, the traveling
そのために、前記傾斜状態判定処理手段の横加速度取得処理手段は、横加速度取得処理を行い、第1、第2の横加速度a1、a2をあらかじめ設定された所定の時間、本実施の形態においては、t〔s〕間読み込み、RAMに記録する(ステップS4−2−1、S4−2−2)。この場合、時間t〔s〕は、傾斜制御システムを構成した後、実験的に設定される。したがって、前記横加速度取得処理手段は、制御周期がTs(例えば、5〔ms〕)であるので、時間t〔s〕が経過する間に、それぞれNa個
Na=t/Ts
の第1、第2の横加速度a1、a2を、傾斜状態を判定するための第1、第2のサンプルデータとして読み込み、RAMに記録する。
Therefore, the lateral acceleration acquisition processing means of the tilt state determination processing means performs lateral acceleration acquisition processing, and the first and second lateral accelerations a1 and a2 are set for a predetermined time in the present embodiment. , T [s], and records in the RAM (steps S4-2-1 and S4-2-2). In this case, the time t [s] is set experimentally after configuring the tilt control system. Accordingly, since the lateral acceleration acquisition processing means has a control cycle of Ts (for example, 5 [ms]), Na pieces Na = t / Ts respectively during the time t [s].
The first and second lateral accelerations a1 and a2 are read as first and second sample data for determining the tilt state and recorded in the RAM.
続いて、前記傾斜状態判定処理手段のオーバレンジ割合算出処理手段は、オーバレンジ割合算出処理を行い、三輪車10における許容範囲を超える傾斜状態、すなわち、過剰傾斜状態の発生を表す指標、すなわち、オーバレンジ割合pを算出する。
Subsequently, the overrange ratio calculation processing means of the inclination state determination processing means performs an overrange ratio calculation process, and an index indicating an occurrence of an inclination state exceeding an allowable range in the
そのために、前記オーバレンジ割合算出処理手段は、t〔s〕分の第1、第2の横加速度a1、a2のデータがRAMに記録されたかどうかを判断し(ステップS4−2−3)、t〔s〕分の第1、第2の横加速度a1、a2のデータがRAMに記録された場合、前記第1、第2の横加速度a1、a2の検出可能な範囲を限界範囲としたときの、該限界範囲よりわずかに狭い範囲を、三輪車10に許容範囲内の傾斜状態を発生させる加速度許容範囲として設定し、第1、第2の横加速度a1、a2が加速度許容範囲を超える割合を前記オーバレンジ割合pとして算出する(ステップS4−2−4、S4−2−5)。
Therefore, the overrange ratio calculation processing means determines whether or not data of the first and second lateral accelerations a1 and a2 for t [s] are recorded in the RAM (step S4-2-3). When data of the first and second lateral accelerations a1 and a2 for t [s] are recorded in the RAM, the detectable range of the first and second lateral accelerations a1 and a2 is set as a limit range. A range slightly narrower than the limit range is set as an allowable acceleration range for causing the
例えば、前記限界範囲が、
−2〔G〕≦a1≦+2〔G〕
−2〔G〕≦a2≦+2〔G〕
である場合、加速度許容範囲が、
−1.95〔G〕≦a1≦+1.95〔G〕
−1.95〔G〕≦a2≦+1.95〔G〕
にされる。そして、Na個の第1、第2の横加速度a1、a2のうちの加速度許容範囲を超え、
a1<−1.95〔G〕
a2<−1.95〔G〕
、又は
+1.95〔G〕<a1
+1.95〔G〕<a2
となる第1、第2の横加速度a1、a2の数をNov1、Nov2としたとき、オーバレンジ割合p1、p2は、
p1=Nov1/Na
p2=Nov2/Na
になる。
For example, the limit range is
-2 [G] ≦ a1 ≦ + 2 [G]
-2 [G] ≦ a2 ≦ + 2 [G]
The acceleration tolerance is
-1.95 [G] ≦ a1 ≦ + 1.95 [G]
-1.95 [G] ≦ a2 ≦ + 1.95 [G]
To be. And, exceeding the acceleration allowable range of the Na first and second lateral accelerations a1 and a2,
a1 <-1.95 [G]
a2 <-1.95 [G]
Or +1.95 [G] <a1
+1.95 [G] <a2
When the numbers of the first and second lateral accelerations a1 and a2 to be expressed as Nov1 and Nov2, the overrange ratios p1 and p2 are
p1 = Nov1 / Na
p2 = Nov2 / Na
become.
続いて、前記傾斜状態判定処理手段のオーバレンジ割合決定処理手段は、オーバレンジ割合決定処理を行い、オーバレンジ割合p1、p2のうちの値の大きいオーバレンジ割合p
p=max(p1、p2)
をオーバレンジ割合として決定する(ステップS4−2−6)。
Subsequently, the overrange ratio determination processing means of the inclination state determination processing means performs an overrange ratio determination process, and an overrange ratio p having a larger value among the overrange ratios p1 and p2.
p = max (p1, p2)
Is determined as the overrange ratio (step S4-2-6).
次に、前記傾斜状態判定処理手段のスロットルゲイン算出処理手段は、スロットルゲイン算出処理を行い、前記オーバレンジ割合pに基づいて、スロットル指令値αsを算出するための前記スロットルゲインGthを算出する(ステップS4−2−7)。 Next, the throttle gain calculation processing means of the tilt state determination processing means performs throttle gain calculation processing, and calculates the throttle gain Gth for calculating the throttle command value αs based on the overrange ratio p ( Step S4-2-7).
この場合、前記スロットルゲインGthはオーバレンジ割合pの関数f(p)で算出され、
Gth=f(p)
にされる。本実施の形態において、図14に示されるように、関数f(p)は、一次関数にされ、オーバレンジ割合pが大きいほど、駆動モータ51L、51Rが低速で駆動されるように、スロットルゲインGthが小さくされる。すなわち、例えば、オーバレンジ割合pが0である場合、スロットルゲインGthは1にされ、オーバレンジ割合pが大きくなるに従って比例的に小さくされ、オーバレンジ割合pが所定の値、例えば、0.1である場合、0にされる。
In this case, the throttle gain Gth is calculated as a function f (p) of the overrange ratio p,
Gth = f (p)
To be. In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the function f (p) is a linear function, and the throttle gain is set so that the
なお、本実施の形態において、関数f(p)は一次関数にされるようになっているが、関数f(p)を二次関数にして、オーバレンジ割合pが大きいほどスロットルゲインGthが小さくなるようにしたり、スロットルゲインGthをオーバレンジ割合pの逆数にして、オーバレンジ割合pが大きいほどスロットルゲインGthを小さくなるようにしたりすることができる。 In this embodiment, the function f (p) is a linear function. However, the function f (p) is a quadratic function, and the throttle range Gth decreases as the overrange ratio p increases. The throttle gain Gth can be set to be a reciprocal of the overrange ratio p, and the throttle gain Gth can be decreased as the overrange ratio p increases.
また、本実施の形態においては、スロットルゲインGthが関数f(p)で算出されるようになっているが、オーバレンジ割合pとスロットルゲインGthとを対応させて、ROMに形成されたスロットルゲインマップに記録し、スロットルゲイン算出処理手段がスロットルゲインマップを参照し、オーバレンジ割合pに対応するスロットルゲインGthを読み出すことによって算出するようにすることができる。 Further, in the present embodiment, the throttle gain Gth is calculated by the function f (p), but the throttle gain formed in the ROM by associating the overrange ratio p with the throttle gain Gth. It can be recorded in the map, and the throttle gain calculation processing means can calculate it by referring to the throttle gain map and reading the throttle gain Gth corresponding to the overrange ratio p.
さらに、本実施の形態においては、第1、第2の横加速度a1、a2に基づいてスロットルゲインGthが算出されるが、第1、第2の横加速度a1、a2のうちの一方、例えば、第1の横加速度a1に基づいてスロットルゲインGthを算出するようにすることができる。 Further, in the present embodiment, the throttle gain Gth is calculated based on the first and second lateral accelerations a1 and a2, but one of the first and second lateral accelerations a1 and a2, for example, The throttle gain Gth can be calculated based on the first lateral acceleration a1.
続いて、前記走行制御部73の図示されないスロットルゲイン取得処理手段は、スロットルゲイン取得処理を行い、スロットルゲインGthを読み込み(ステップS4−3)、走行制御部73の図示されない制御値算出処理手段としての、かつ、駆動力抑制処理手段としてのスロットル指令値算出処理手段は、制御値算出処理としての、かつ、駆動力抑制処理としてのスロットル指令値算出処理を行い、前記スロットル指令値αs
αs=Gth・α
を算出し(ステップS4−4)、前記走行制御部73の図示されない走行制御用出力処理手段は、走行制御用出力処理を行い、スロットル指令値αsを走行駆動制御部74に送る(ステップS4−5)。
Subsequently, a throttle gain acquisition processing unit (not shown) of the
αs = Gth · α
(Step S4-4), the travel control output processing means (not shown) of the
次に、図11に基づいて走行駆動制御処理手段の動作について説明する。 Next, the operation of the travel drive control processing means will be described based on FIG.
まず、前記走行駆動制御部74は走行駆動制御処理を行い、走行制御部73からスロットル指令値αsを、ROMから駆動モータ51L、51Rの固有値である最大トルクTmaxを読み込む(ステップS5−1、S5−2)。続いて、走行駆動制御部74の図示されない走行制御用指令値算出処理手段は、走行制御用指令値算出処理を行い、走行駆動制御用の制御ゲインとしてのゲインGps及び最大トルクTmaxに基づいて、トルク指令値Ts*
Ts* =Gps・Tmax
を算出する(ステップS5−3)。
First, the travel
Ts * = Gps · Tmax
Is calculated (step S5-3).
続いて、前記走行駆動制御部74の図示されない走行駆動制御用出力処理手段は、走行駆動制御用出力処理を行い、トルク指令値Ts* をモータ駆動部59に送る(ステップS5−4)。
Subsequently, the travel drive control output processing means (not shown) of the travel
このように、本実施の形態においては、三輪車10に検出可能な範囲を超える遠心力が加わり、第1、第2の横加速度a1、a2が加速度許容範囲を超えると、スロットル指令値αsが小さくされ、駆動モータ51L、51Rにおける駆動力の発生が抑制される。
As described above, in this embodiment, when the centrifugal force exceeding the detectable range is applied to the
したがって、三輪車10の加速が抑制されるか、又は三輪車10が減速させられるので、遠心力を小さくすることができ、三輪車10が許容範囲を超えて傾斜させられることがなくなる。その結果、傾斜制御を精度良く行うことができる。
Therefore, since acceleration of the
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is provided and the effect of the same embodiment is used about the effect of the invention by having the same structure.
図15は本発明の第2の実施の形態における三輪車の背面図、図16は本発明の第2の実施の形態における三輪車を部分的に傾斜させた状態を示す図である。 FIG. 15 is a rear view of a tricycle according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a diagram showing a state in which the tricycle according to the second embodiment of the present invention is partially inclined.
図において、Frはフレームであり、該フレームFrに支持部20が取り付けられるとともに、フレームFrによって車輪12L、12Rが回転自在に支持される。また、前記支持部20と搭乗部11とが、図示されない揺動軸を中心に、相対的に揺動自在に連結される。なお、前記支持部20、フレームFr、車両傾斜装置43、車輪12L、12R等によって本体部61が、車輪12F、操舵軸としての前輪フォーク17(図2)、操縦装置41等によって、車両としての三輪車10を操舵するための操舵部が、該操舵部及び搭乗部11によって搭乗・操舵部62が構成される。
In the figure, Fr is a frame, and a
この場合、前記車両傾斜装置43は、三輪車10の所定の傾斜部位、本実施の形態においては、搭乗・操舵部62を路面18に対して左右に傾斜させる。そのために、前記車両傾斜装置43は、搭乗・操舵部62を傾斜させるためのアクチュエータとしての、かつ、傾斜用の駆動部としてのリンクモータ25を備え、該リンクモータ25を回動させることによって、図16に示されるように、本体部61に対して、軸sh3を揺動中心に、かつ、ロール中心にして搭乗・操舵部62を揺動させることができる。なお、前記リンクモータ25の出力軸Lshと前記軸sh3とを一体にすることができる。
In this case, the
そして、搭乗部11における背もたれ部11dの背面には、複数の、本実施の形態においては、二つの横加速度検出部としての第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが互いに異なる高さに配設される。
A plurality of first
また、前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bは、いずれも、軸sh3の上側又は下側、本実施の形態においては、上側に配設される。そして、前記第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの一方は、可能な限り、軸sh3に近接させて配設される。
The first
本実施の形態においては、合成横加速度aを算出するに当たり、前記高さL1、L2に代えて、軸sh3から第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bまでの距離L3、L4が使用される。
In the present embodiment, in calculating the combined lateral acceleration a, distances L3 and L4 from the axis sh3 to the first
前記各実施の形態においては、横加速度検出部として第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが配設されるようになっているが、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの少なくとも一つに代えてロールレートセンサを使用し、ロールレートセンサによって検出されたロールレートを微分することにより、横加速度を検出することができる。
In each of the above embodiments, the first
また、前記各実施の形態においては、三輪車10について説明しているが、本発明を車両としての二輪車、四輪車等に適用することができる。
In each of the above embodiments, the
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
10 三輪車
11 搭乗部
12F、12L、12R 車輪
17 前輪フォーク
25 リンクモータ
30 リンク機構
40 制御部
41 操縦装置
41a ハンドルバー
43 車両傾斜装置
44a 第1横加速度センサ
44b 第2横加速度センサ
51L、51R 駆動モータ
71 傾斜制御部
72 傾斜駆動制御部
73 走行制御部
74 走行駆動制御部
Fr フレーム
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該本体部と連結された搭乗部と、
運転者によって操作される操舵部材、操舵用の車輪、前記操舵部材と操舵用の車輪とを連結し、前記搭乗部によって揺動自在に支持された操舵軸、及び車両を加速させるための加速操作部材を備えた操舵部と、
車両における所定の傾斜部位を傾斜させるための車両傾斜機構、及び該車両傾斜機構を作動させるためのアクチュエータを備えた車両傾斜装置と、
前記傾斜部位における所定の箇所に配設され、前記傾斜部位に加わる横加速度を検出する横加速度検出部と、
該横加速度検出部によって検出された横加速度に応じて、前記傾斜部位を傾斜させるための傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、
該傾斜制御処理手段によって発生させられた傾斜制御用の制御値に基づいて前記アクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、
運転者による前記加速操作部材の操作量に基づいて、車両を走行させるための走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、
該走行制御処理手段によって発生させられた走行制御用の制御値に基づいて、前記走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有するとともに、
前記走行制御処理手段は、車両に許容範囲を超えて発生する傾斜状態を判定する傾斜状態判定処理手段、及び該傾斜状態判定処理手段によって判定された傾斜状態に応じて、前記走行用の駆動部における駆動力の発生を抑制する駆動力抑制処理手段を備えることを特徴とする車両。 A main body provided with wheels for traveling;
A boarding part connected to the body part;
A steering member operated by a driver, a steering wheel, a steering shaft that connects the steering member and the steering wheel, and is swingably supported by the riding section, and an acceleration operation for accelerating the vehicle A steering part with members,
A vehicle tilting mechanism for tilting a predetermined tilting part in the vehicle, and a vehicle tilting device including an actuator for operating the vehicle tilting mechanism;
A lateral acceleration detector that is disposed at a predetermined location in the inclined portion and detects a lateral acceleration applied to the inclined portion;
Tilt control processing means for generating a control value for tilt control for tilting the tilted part in accordance with the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting unit;
Tilt drive control processing means for driving the actuator based on a control value for tilt control generated by the tilt control processing means;
Travel control processing means for generating a control value for travel control for driving a drive unit for travel for traveling the vehicle based on an operation amount of the acceleration operation member by a driver;
A travel drive control processing means for driving the travel drive unit based on a travel control value generated by the travel control processing means;
The traveling control processing means includes an inclination state determination processing means that determines an inclination state that occurs in the vehicle beyond an allowable range, and the driving unit for traveling according to the inclination state determined by the inclination state determination processing means. A driving force suppression processing unit that suppresses generation of driving force in the vehicle.
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