JP5617650B2 - vehicle - Google Patents

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Description

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ものである。   The present invention relates to a vehicle having at least a pair of left and right wheels.

近年、エネルギ資源の枯渇問題に鑑み、車両の省燃費化が強く要求されている。その一方で、車両の低価格化等から、車両の保有者が増大し、１人が１台の車両を保有する傾向にある。そのため、例えば、４人乗りの車両を運転者１人のみが運転することで、エネルギが無駄に消費されるという問題点があった。車両の小型化による省燃費化としては、車両を１人乗りの三輪車又は四輪車として構成する形態が最も効率的であるといえる。   In recent years, in view of the problem of depletion of energy resources, there has been a strong demand for fuel saving of vehicles. On the other hand, the number of vehicle owners is increasing due to the low price of vehicles, and one person tends to own one vehicle. Therefore, for example, there is a problem that energy is wasted when only one driver drives a four-seater vehicle. The most efficient way to save fuel consumption by reducing the size of the vehicle is to configure the vehicle as a one-seater tricycle or four-wheel vehicle.

しかし、走行状態によっては、車両の安定性が低下してしまうことがある。そこで、車体を横方向に傾斜させることによって、旋回時の車両の安定性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。   However, depending on the running state, the stability of the vehicle may decrease. Therefore, a technique for improving the stability of the vehicle during turning by tilting the vehicle body in the lateral direction has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開２００５−８８７４２号公報JP 2005-88742 A

しかしながら、前記従来の車両においては、旋回性能を向上させるために、車体を旋回方向内側に傾斜させることができるようになっているが、車体を傾斜させる操作が困難であり、旋回性能が低いので、乗員が不快に感じたり、不安を抱いたりしてしまうことがある。   However, in the conventional vehicle, in order to improve the turning performance, the vehicle body can be tilted inward in the turning direction, but the operation of tilting the vehicle body is difficult and the turning performance is low. , Passengers may feel uncomfortable or anxious.

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、旋回外側への遠心力と重力とが釣り合うような角度になるように車体の傾斜角度を制御するとともに、重心位置が制御可能な範囲を外れた場合には車体を傾斜させる動作を停止することによって、車体の姿勢が変化するときであっても、路面が左右に傾斜しているときであっても、横方向の加速度成分がゼロとなり、車体及び乗員には車体の縦方向軸線と平行な方向の力が作用するので、車体の安定を維持することができ、また、旋回性能を向上させることができるとともに、乗員が違和感を感じることがなく、乗り心地がよく、安定した走行状態を実現することができる安全性の高い車両を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the conventional vehicle, controls the tilt angle of the vehicle body so that the centrifugal force to the outside of the turn and the gravity are balanced, and the range in which the position of the center of gravity can be controlled. If the vehicle is off the road, the lateral acceleration component is zero, even when the posture of the vehicle changes or when the road surface is inclined to the left or right, by stopping the operation of tilting the vehicle. Since a force in a direction parallel to the longitudinal axis of the vehicle body acts on the vehicle body and the occupant, the stability of the vehicle body can be maintained, turning performance can be improved, and the occupant feels uncomfortable An object of the present invention is to provide a highly safe vehicle that has a good ride comfort and can realize a stable running state.

そのために、本発明の車両においては、互いに連結された操舵（だ）部及び駆動部を備える車体と、前記操舵部に回転可能に取り付けられた車輪であって、前記車体を操舵する操舵輪と、前記駆動部に回転可能に取り付けられた車輪であって、前記車体を駆動する駆動輪と、前記車体に作用する横加速度及び前後加速度を検出する複数のセンサと、前記操舵部又は駆動部を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、該リンク機構を作動させる傾斜用アクチュエータ装置と、該傾斜用アクチュエータ装置を制御して前記車体の傾斜を制御する制御装置とを有し、該制御装置は、前記複数のセンサが検出する横加速度に基づく傾斜制御を行うとともに、前記複数のセンサが検出する横加速度及び前後加速度に基づいて重心位置が制御可能な範囲を外れたか否かを判断し、重心位置が制御可能な範囲を外れた場合には車体を傾斜させる動作を停止させる。   Therefore, in the vehicle according to the present invention, a vehicle body including a steering unit and a drive unit coupled to each other, and a wheel rotatably attached to the steering unit, the steering wheel steering the vehicle body, A wheel rotatably attached to the drive unit, the drive wheel for driving the vehicle body, a plurality of sensors for detecting lateral acceleration and longitudinal acceleration acting on the vehicle body, and the steering unit or the drive unit. A link mechanism for inclining in the turning direction, an inclining actuator device for operating the link mechanism, and a control device for controlling the inclining of the vehicle body by controlling the inclining actuator device. In addition to performing tilt control based on the lateral acceleration detected by multiple sensors, the center of gravity position is outside the controllable range based on the lateral acceleration and longitudinal acceleration detected by the multiple sensors. Whether the judged, when the gravity center position is out of the controllable range stops the operation of inclining the vehicle body.

請求項１の構成によれば、路面の形状の急激な変化等の要因によって、走行状態が不安定になった場合、走行状態が更に不安定になることを効果的に防止することができるので、より安全性の高い車両を提供することができる。   According to the configuration of the first aspect, when the running state becomes unstable due to factors such as a sudden change in the shape of the road surface, it is possible to effectively prevent the running state from becoming further unstable. A vehicle with higher safety can be provided.

請求項２の構成によれば、走行状態が不安定になったことを適切に判断することができる。   According to the configuration of the second aspect, it is possible to appropriately determine that the running state has become unstable.

請求項３及び４の構成によれば、車体を左右に傾斜させるリンク機構を確実に固定することができる。   According to the structure of Claim 3 and 4, the link mechanism which inclines a vehicle body to right and left can be fixed reliably.

本発明の実施の形態における車両の構成を示す右側面図である。It is a right view which shows the structure of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両のリンク機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the link mechanism of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における旋回走行時の車体の傾斜動作を説明する図である。It is a figure explaining the inclination operation | movement of the vehicle body at the time of turning driving | running | working in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車体を傾斜状態から直立状態に復帰させる動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which returns the vehicle body in an embodiment from the inclination state to an upright state. 本発明の実施の形態における車体の重心に作用する加速度を説明する図である。It is a figure explaining the acceleration which acts on the gravity center of the vehicle body in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車体傾斜制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle body tilt control system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における旋回走行時の車体の傾斜動作を説明する力学モデルを示す図である。It is a figure which shows the dynamic model explaining the inclination operation | movement of the vehicle body at the time of turning driving | running | working in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における横加速度演算処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the lateral acceleration calculation process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両の傾斜制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the inclination control process of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるリンクモータ制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the link motor control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるリンクブレーキ制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the link brake control process in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の実施の形態における車両の構成を示す右側面図、図２は本発明の実施の形態における車両のリンク機構の構成を示す図、図３は本発明の実施の形態における旋回走行時の車体の傾斜動作を説明する図、図４は本発明の実施の形態における車体を傾斜状態から直立状態に復帰させる動作を説明する図、図５は本発明の実施の形態における車体の重心に作用する加速度を説明する図である。なお、図３において、（ａ）は直立状態の背面図、（ｂ）は傾斜状態の背面図であり、図４において、（ａ）は通常状態の動作を説明する図、（ｂ）は安定性が低下した状態の動作を説明する図であり、図５において、（ａ）は上面図、（ｂ）は右側面図である。   FIG. 1 is a right side view showing a configuration of a vehicle in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a link mechanism of the vehicle in the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a turn in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining the tilting operation of the vehicle body during traveling, FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of returning the vehicle body from the tilted state to the upright state in the embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure explaining the acceleration which acts on a gravity center. 3A is a rear view in an upright state, FIG. 3B is a rear view in an inclined state, FIG. 4A is a diagram for explaining an operation in a normal state, and FIG. FIG. 5A is a top view and FIG. 5B is a right side view.

図において、１０は、本実施の形態における車両であり、車体の駆動部としての本体部２０と、乗員が搭乗して操舵する操舵部としての搭乗部１１と、車体の前方において幅方向の中心に配設された前輪である操舵輪としての車輪１２Ｆと、後輪として後方に配設された駆動輪である左側の車輪１２Ｌ及び右側の車輪１２Ｒとを有する。さらに、前記車両１０は、車体を左右に傾斜させる、すなわち、リーンさせるためのリーン機構、すなわち、車体傾斜機構として、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを支持するリンク機構３０と、該リンク機構３０を作動させるアクチュエータである傾斜用アクチュエータ装置としてのリンクモータ２５とを有する。なお、前記車両１０は、前輪が左右二輪であって後輪が一輪の三輪車であってもよいし、前輪及び後輪が左右二輪の四輪車であってもよいが、本実施の形態においては、図に示されるように、前輪が一輪であって後輪が左右二輪の三輪車である場合について説明する。   In the figure, reference numeral 10 denotes a vehicle according to the present embodiment, which includes a main body 20 as a vehicle body drive unit, a riding unit 11 as a steering unit on which an occupant gets on and steer, and a center in the width direction in front of the vehicle body. The wheel 12F is a front wheel disposed as a steering wheel, and the left wheel 12L and the right wheel 12R are drive wheels disposed rearward as rear wheels. Furthermore, the vehicle 10 operates as a lean mechanism for leaning the vehicle body from side to side, that is, as a lean mechanism, that is, a vehicle body tilt mechanism, supporting the left and right wheels 12L and 12R, and the link mechanism 30. And a link motor 25 as a tilt actuator device. The vehicle 10 may be a three-wheeled vehicle with two front wheels on the left and right and one wheel on the rear, or may be a four-wheeled vehicle with two wheels on the left and right. As shown in the figure, a case will be described in which the front wheel is a single wheel and the rear wheel is a left and right tricycle.

旋回時には、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの路面１８に対する角度、すなわち、キャンバ角を変化させるとともに、搭乗部１１及び本体部２０を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、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、前記車両１０は車体を横方向（左右方向）にも傾斜させることができる。なお、図２及び３（ａ）に示される例においては、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒは路面１８に対して直立している、すなわち、キャンバ角が０度になっている。また、図３（ｂ）に示される例においては、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒは路面１８に対して右方向に傾斜している、すなわち、キャンバ角が付与されている。   When turning, the angle of the left and right wheels 12L and 12R with respect to the road surface 18, that is, the camber angle is changed, and the vehicle body including the riding portion 11 and the main body portion 20 is inclined toward the turning inner wheel, thereby improving turning performance and the occupant. It is possible to ensure the comfort of the car. That is, the vehicle 10 can tilt the vehicle body in the lateral direction (left and right direction). In the example shown in FIGS. 2 and 3 (a), the left and right wheels 12L and 12R are upright with respect to the road surface 18, that is, the camber angle is 0 degree. In the example shown in FIG. 3B, the left and right wheels 12L and 12R are inclined in the right direction with respect to the road surface 18, that is, a camber angle is given.

前記リンク機構３０は、左側の車輪１２Ｌ及び該車輪１２Ｌに駆動力を付与する電気モータ等から成る左側の回転駆動装置５１Ｌを支持する左側の縦リンクユニット３３Ｌと、右側の車輪１２Ｒ及び該車輪１２Ｒに駆動力を付与する電気モータ等から成る右側の回転駆動装置５１Ｒを支持する右側の縦リンクユニット３３Ｒと、左右の縦リンクユニット３３Ｌ及び３３Ｒの上端同士を連結する上側の横リンクユニット３１Ｕと、左右の縦リンクユニット３３Ｌ及び３３Ｒの下端同士を連結する下側の横リンクユニット３１Ｄと、本体部２０に上端が固定され、上下に延在する中央縦部材２１とを有する。また、左右の縦リンクユニット３３Ｌ及び３３Ｒと上下の横リンクユニット３１Ｕ及び３１Ｄとは回転可能に連結されている。さらに、上下の横リンクユニット３１Ｕ及び３１Ｄは、その中央部で中央縦部材２１と回転可能に連結されている。なお、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒ、左右の回転駆動装置５１Ｌ及び５１Ｒ、左右の縦リンクユニット３３Ｌ及び３３Ｒ、並びに、上下の横リンクユニット３１Ｕ及び３１Ｄを統合的に説明する場合には、車輪１２、回転駆動装置５１、縦リンクユニット３３及び横リンクユニット３１として説明する。   The link mechanism 30 includes a left vertical link unit 33L that supports a left wheel 12L and a left rotation driving device 51L including an electric motor that applies driving force to the wheel 12L, a right wheel 12R, and the wheel 12R. A right vertical link unit 33R that supports a right rotation drive device 51R composed of an electric motor or the like that applies a driving force to an upper side, and an upper horizontal link unit 31U that connects the upper ends of the left and right vertical link units 33L and 33R; The lower horizontal link unit 31D that connects the lower ends of the left and right vertical link units 33L and 33R, and the central vertical member 21 that has an upper end fixed to the main body 20 and extends vertically. The left and right vertical link units 33L and 33R and the upper and lower horizontal link units 31U and 31D are rotatably connected. Further, the upper and lower horizontal link units 31U and 31D are rotatably connected to the central vertical member 21 at the center thereof. When the left and right wheels 12L and 12R, the left and right rotational drive devices 51L and 51R, the left and right vertical link units 33L and 33R, and the upper and lower horizontal link units 31U and 31D are described in an integrated manner, The rotation drive device 51, the vertical link unit 33, and the horizontal link unit 31 will be described.

そして、駆動用アクチュエータ装置としての前記回転駆動装置５１は、いわゆるインホイールモータであって、固定子としてのボディが縦リンクユニット３３に固定され、前記ボディに回転可能に取り付けられた回転子としての回転軸が車輪１２の軸に接続され、前記回転軸の回転によって車輪１２を回転させる。なお、前記回転駆動装置５１は、インホイールモータ以外の種類のモータであってもよい。   The rotary drive device 51 as a drive actuator device is a so-called in-wheel motor, and a body as a stator is fixed to the vertical link unit 33 and is a rotor attached to the body so as to be rotatable. A rotating shaft is connected to the shaft of the wheel 12, and the wheel 12 is rotated by the rotation of the rotating shaft. The rotational drive device 51 may be a motor other than an in-wheel motor.

また、前記リンクモータ２５は、電気モータ等を含む回転式の電動アクチュエータであって、固定子としての円筒状のボディと、該ボディに回転可能に取り付けられた回転子としての回転軸とを備えるものであり、前記ボディが取付フランジ２２を介して本体部２０に固定され、前記回転軸がリンク機構３０の上側の横リンクユニット３１Ｕに固定されている。なお、リンクモータ２５の回転軸は、本体部２０を傾斜させる傾斜軸として機能し、中央縦部材２１と上側の横リンクユニット３１Ｕとの連結部分の回転軸と同軸になっている。そして、リンクモータ２５を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、本体部２０及び該本体部２０に固定された中央縦部材２１に対して上側の横リンクユニット３１Ｕが回動し、リンク機構３０が作動する、すなわち、屈伸する。これにより、本体部２０を傾斜させることができる。なお、リンクモータ２５は、その回転軸が本体部２０及び中央縦部材２１に固定され、そのボディが上側の横リンクユニット３１Ｕに固定されていてもよい。   The link motor 25 is a rotary electric actuator including an electric motor or the like, and includes a cylindrical body as a stator and a rotating shaft as a rotor rotatably attached to the body. The body is fixed to the main body portion 20 via the mounting flange 22, and the rotating shaft is fixed to the lateral link unit 31 </ b> U on the upper side of the link mechanism 30. The rotation axis of the link motor 25 functions as an inclination axis for inclining the main body 20 and is coaxial with the rotation axis of the connecting portion between the central vertical member 21 and the upper horizontal link unit 31U. When the link motor 25 is driven to rotate the rotation shaft with respect to the body, the upper horizontal link unit 31U rotates with respect to the main body 20 and the central vertical member 21 fixed to the main body 20, The link mechanism 30 operates, that is, bends and stretches. Thereby, the main-body part 20 can be inclined. Note that the rotation axis of the link motor 25 may be fixed to the main body 20 and the central vertical member 21, and the body may be fixed to the upper horizontal link unit 31U.

また、リンクモータ２５は、リンク機構３０のリンク角の変化を検出する図示されないリンク角センサを備える。該リンク角センサは、リンクモータ２５においてボディに対する回転軸の回転角を検出する回転角センサであって、例えば、レゾルバ、エンコーダ等から成る。前述のように、リンクモータ２５を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、本体部２０及び該本体部２０に固定された中央縦部材２１に対して上側の横リンクユニット３１Ｕが回動するのであるから、ボディに対する回転軸の回転角を検出することによって、中央縦部材２１に対する上側の横リンクユニット３１Ｕの角度の変化、すなわち、リンク角の変化を検出することができる。   The link motor 25 includes a link angle sensor (not shown) that detects a change in the link angle of the link mechanism 30. The link angle sensor is a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotation shaft with respect to the body in the link motor 25, and includes, for example, a resolver, an encoder, and the like. As described above, when the link motor 25 is driven to rotate the rotation shaft with respect to the body, the upper horizontal link unit 31U rotates with respect to the main body 20 and the central vertical member 21 fixed to the main body 20. Therefore, a change in the angle of the upper horizontal link unit 31U relative to the central vertical member 21, that is, a change in the link angle can be detected by detecting the rotation angle of the rotation shaft with respect to the body.

さらに、リンクモータ２５は、回転軸をボディに対して回転不能に固定するリンクロック機構としてのリンクブレーキ２６を備える。該リンクブレーキ２６は、電力供給時に解除されるもの、例えば、無励磁作動型の電磁ブレーキであること、又は、メカニカルな機構であって、回転軸をボディに対して回転不能に固定している間には電力を消費しないものであることが望ましい。前記リンクブレーキ２６によって、回転軸をボディに対して所定の角度で回転不能に固定し、リンク機構３０を屈伸不能に固定することができる。   Further, the link motor 25 includes a link brake 26 as a link lock mechanism that fixes the rotation shaft to the body so as not to rotate. The link brake 26 is released when power is supplied, for example, a non-excitation operation type electromagnetic brake, or a mechanical mechanism, and the rotation shaft is fixed to the body so as not to rotate. It is desirable that no power be consumed between them. The link brake 26 can fix the rotation shaft so as not to rotate at a predetermined angle with respect to the body, and fix the link mechanism 30 so as not to bend and stretch.

前記搭乗部１１は、本体部２０の前端に図示されない連結部を介して連結される。該連結部は、搭乗部１１と本体部２０とを所定の方向に相対的に変位可能に連結する機能を有していてもよい。   The riding part 11 is connected to the front end of the main body part 20 via a connecting part (not shown). The connecting part may have a function of connecting the riding part 11 and the main body part 20 so as to be relatively displaceable in a predetermined direction.

また、前記搭乗部１１は、座席１１ａ、フットレスト１１ｂ及び風よけ部１１ｃを備える。前記座席１１ａは、車両１０の走行中に乗員が着座するための部位である。また、前記フットレスト１１ｂは、乗員の足部を支持するための部位であり、座席１１ａの前方側（図１における右側）下方に配設される。   The boarding part 11 includes a seat 11a, a footrest 11b, and a windbreak part 11c. The seat 11 a is a part for a passenger to sit while the vehicle 10 is traveling. The footrest 11b is a part for supporting the occupant's foot, and is disposed on the front side (right side in FIG. 1) and below the seat 11a.

さらに、搭乗部１１の後方若しくは下方又は本体部２０には、図示されないバッテリ装置が配設されている。該バッテリ装置は、回転駆動装置５１及びリンクモータ２５のエネルギ供給源である。また、搭乗部１１の後方若しくは下方又は本体部２０には、図示されない制御装置、インバータ装置、各種センサ等が収納されている。   Further, a battery device (not shown) is disposed behind or below the riding section 11 or on the main body section 20. The battery device is an energy supply source for the rotation drive device 51 and the link motor 25. In addition, a control device, an inverter device, various sensors, and the like (not shown) are accommodated in the rear portion or the lower portion of the riding portion 11 or in the main body portion 20.

そして、座席１１ａの前方には、操縦装置４１が配設されている。該操縦装置４１には、操舵装置としてのハンドルバー４１ａ、速度メータ等のメータ、インジケータ、スイッチ等の操縦に必要な部材が配設されている。乗員は、前記ハンドルバー４１ａ及びその他の部材を操作して、車両１０の走行状態（例えば、進行方向、走行速度、旋回方向、旋回半径等）を指示する。なお、乗員が要求する車体の要求旋回量を出力するための手段である操舵装置として、ハンドルバー４１ａに代えて他の装置、例えば、ステアリングホイール、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を操舵装置として使用することもできる。   A steering device 41 is disposed in front of the seat 11a. The steering device 41 is provided with members necessary for steering such as a handle bar 41a as a steering device, a meter such as a speed meter, an indicator, and a switch. The occupant operates the handle bar 41a and other members to instruct the traveling state of the vehicle 10 (for example, traveling direction, traveling speed, turning direction, turning radius, etc.). As a steering device that is a means for outputting the required turning amount of the vehicle body requested by the occupant, other devices such as a steering wheel, a jog dial, a touch panel, and a push button are used instead of the handlebar 41a as the steering device. It can also be used as

なお、車輪１２Ｆは、サスペンション装置（懸架装置）の一部である前輪フォーク１７を介して搭乗部１１に接続されている。前記サスペンション装置は、例えば、一般的なオートバイ、自転車等において使用されている前輪用のサスペンション装置と同様の装置であり、前記前輪フォーク１７は、例えば、スプリングを内蔵したテレスコピックタイプのフォークである。そして、一般的なオートバイ、自転車等の場合と同様に、乗員によるハンドルバー４１ａの操作に応じて操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させ、これにより、車両１０の進行方向が変化する。   The wheel 12F is connected to the riding section 11 via a front wheel fork 17 that is a part of a suspension device (suspension device). The suspension device is a device similar to a suspension device for front wheels used in, for example, general motorcycles, bicycles, and the like, and the front wheel fork 17 is, for example, a telescopic type fork with a built-in spring. As in the case of a general motorcycle, bicycle, etc., the wheel 12F as the steered wheel changes the steering angle in accordance with the operation of the handlebar 41a by the occupant, thereby changing the traveling direction of the vehicle 10.

具体的には、前記ハンドルバー４１ａは、図示されない操舵軸部材の上端に接続され、操舵軸部材の下端には前輪フォーク１７の上端が接続されている。前記操舵軸部材は、上端が下端よりも後方に位置するように斜めに傾斜した状態で、搭乗部１１が備える図示されないフレーム部材に、回転可能に取り付けられている。また、前輪である車輪１２Ｆの車軸と後輪である左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの車軸との距離、すなわち、ホイールベースはＬH である。 Specifically, the handle bar 41a is connected to the upper end of a steering shaft member (not shown), and the upper end of the front wheel fork 17 is connected to the lower end of the steering shaft member. The steering shaft member is rotatably attached to a frame member (not shown) included in the riding section 11 in a state where the steering shaft member is inclined obliquely so that the upper end is located behind the lower end. The distance between the left and right wheels 12L and 12R axle is the axle and the rear wheel of the wheel 12F is a front wheel, i.e., the wheel base is L H.

さらに、車輪１２Ｆの車軸を支持する前輪フォーク１７の下端には、車両１０の走行速度である車速を検出する車速検出手段としての車速センサ５４が配設されている。該車速センサ５４は、車輪１２Ｆの回転速度に基づいて車速を検出するセンサであり、例えば、エンコーダ等から成る。   Further, a vehicle speed sensor 54 as vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed that is the traveling speed of the vehicle 10 is disposed at the lower end of the front wheel fork 17 that supports the axle of the wheel 12F. The vehicle speed sensor 54 is a sensor that detects the vehicle speed based on the rotational speed of the wheel 12F, and includes, for example, an encoder.

本実施の形態において、車両１０は第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂ並びに第１前後加速度センサ４４ｃ及び第２前後加速度センサ４４ｄを有する。これら第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂ並びに第１前後加速度センサ４４ｃ及び第２前後加速度センサ４４ｄ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って、車両１０の横加速度、すなわち、車体の幅方向としての横方向（図３における左右方向）の加速度、及び、車両１０の前後加速度、すなわち、車体の前後方向（図１における左右方向）の加速度を検出する。   In the present embodiment, the vehicle 10 includes a first lateral acceleration sensor 44a, a second lateral acceleration sensor 44b, a first longitudinal acceleration sensor 44c, and a second longitudinal acceleration sensor 44d. The first lateral acceleration sensor 44a, the second lateral acceleration sensor 44b, the first longitudinal acceleration sensor 44c, and the second longitudinal acceleration sensor 44d are sensors including a general acceleration sensor, a gyro sensor, and the like. Acceleration, that is, acceleration in the lateral direction (horizontal direction in FIG. 3) as the width direction of the vehicle body and longitudinal acceleration of the vehicle 10, that is, acceleration in the longitudinal direction of the vehicle body (lateral direction in FIG. 1) are detected.

車両１０は、図３（ｂ）に示されるように、旋回時に車体を旋回内側に傾斜させて安定させるので、車体を傾斜させることによって、旋回時の旋回外側への遠心力と重力とが釣り合うような角度になるように制御される。このような制御を行うことによって、例えば、路面１８が進行方向と垂直な方向（進行方向に対する左右方向）に傾斜していたとしても、常に車体を水平に保つことが可能になる。これにより、車体及び乗員には、見かけ上、常に重力が鉛直下向きにかかっていることになり、違和感が低減され、また、車両１０の安定性が向上する。しかし、路面１８の形状の急激な変化等の要因によって、走行状態が不安定になったときにこのような制御を行うと、走行状態が更に不安定になる可能性がある。   As shown in FIG. 3 (b), the vehicle 10 stabilizes the vehicle body by tilting the vehicle body toward the inside of the turn when turning, so that the centrifugal force to the outside of the turn at the time of turning and the gravity are balanced by inclining the vehicle body. It is controlled so that it becomes such an angle. By performing such control, for example, even if the road surface 18 is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction (left and right direction with respect to the traveling direction), the vehicle body can always be kept horizontal. As a result, the vehicle body and the occupant are apparently always subjected to gravity downward in the vertical direction, the sense of incongruity is reduced, and the stability of the vehicle 10 is improved. However, if such control is performed when the traveling state becomes unstable due to factors such as a sudden change in the shape of the road surface 18, the traveling state may be further unstable.

例えば、旋回が終了したときには、図４（ａ）に示されるように、右側の車輪１２Ｒを下降させ、かつ、左側の車輪１２Ｌを上昇させるようにリンク機構３０を作動させて、図４（ａ−１）に示されるような車体を右側に傾斜させた姿勢から、図４（ａ−２）に示されるような姿勢に復帰させる。しかし、例えば、高速走行時において、路面１８の一部に突起が存在し、左側の車輪１２Ｌのみが前記突起の上を通過した直後には、図４（ｂ−１）に示されるように、左側の車輪１２Ｌが宙に浮き、車体が右側に傾斜した状態となる。この状態で、図４（ａ）に示される場合と同様にリンク機構３０を作動させると、図４（ｂ−２）に示されるように、車体全体が上昇してしまい、走行状態が更に不安定になる可能性がある。   For example, when the turn is finished, as shown in FIG. 4 (a), the link mechanism 30 is operated so as to lower the right wheel 12R and raise the left wheel 12L. -1) is returned to the posture shown in FIG. 4A-2 from the posture in which the vehicle body is tilted to the right. However, for example, during high speed traveling, a protrusion is present on a part of the road surface 18, and immediately after only the left wheel 12L passes over the protrusion, as shown in FIG. The left wheel 12L floats in the air, and the vehicle body is inclined to the right. In this state, if the link mechanism 30 is operated as in the case shown in FIG. 4 (a), the entire vehicle body is raised as shown in FIG. It may become stable.

そこで、本実施の形態においては、車体を傾斜させる制御を行うと走行状態が更に不安定になる可能性がある場合には、車体を傾斜させる動作を停止するようになっている。具体的には、本実施の形態においては、車体に取り付けた第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって傾斜する車体の横方向の加速度を検出し、検出された横方向の加速度がゼロとなるようにフィードバック制御を行う。これにより、旋回時に作用する遠心力と重力とが釣り合う傾斜角まで、車体を傾斜させることができる。また、進行方向と垂直な方向に路面１８が傾斜している場合でも、車体が鉛直になる傾斜角となるように制御することができる。なお、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、車体の幅方向の中心、すなわち、車体の縦方向軸線上に位置するように配設されている。それとともに、車体に取り付けた第１前後加速度センサ４４ｃ及び第２前後加速度センサ４４ｄによって車体の前後方向の加速度を検出し、検出された前後方向の加速度に基づいて、車両１０の重心位置が制御可能な所定の範囲、すなわち、安定範囲から外れたと判断された場合には、車体を傾斜させる動作を停止する。これにより、走行状態が更に不安定になることを効果的に防止することができる。   Therefore, in the present embodiment, when the control of tilting the vehicle body is performed, the operation of tilting the vehicle body is stopped when the traveling state may be further unstable. Specifically, in the present embodiment, the lateral acceleration of the tilted vehicle body is detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b attached to the vehicle body, and the detected lateral acceleration is detected. Feedback control is performed so that it becomes zero. As a result, the vehicle body can be tilted to an inclination angle at which the centrifugal force acting during turning and gravity are balanced. Further, even when the road surface 18 is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction, the vehicle body can be controlled to have an inclination angle that makes the vehicle body vertical. The first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are disposed so as to be positioned on the center in the width direction of the vehicle body, that is, on the longitudinal axis of the vehicle body. At the same time, the longitudinal acceleration of the vehicle body is detected by the first longitudinal acceleration sensor 44c and the second longitudinal acceleration sensor 44d attached to the vehicle body, and the center of gravity position of the vehicle 10 can be controlled based on the detected longitudinal acceleration. When it is determined that the vehicle is out of the predetermined range, that is, the stable range, the operation of tilting the vehicle body is stopped. This can effectively prevent the running state from becoming more unstable.

ところで、１つの横加速度センサのみで車体の横方向の加速度、すなわち、横加速度を検出すると、不要加速度成分をも検出してしまうことがある。例えば、車両１０の走行中、路面１８の窪（くぼ）みに左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのいずれか一方のみが落下する場合があり得る。この場合、車体が傾斜するので、横加速度センサは、周方向に変位し、周方向の加速度を検出することになる。つまり、遠心力や重力に直接由来しない加速度成分、すなわち、不要加速度成分が検出されてしまう。   By the way, if the lateral acceleration of the vehicle body, that is, the lateral acceleration is detected with only one lateral acceleration sensor, an unnecessary acceleration component may also be detected. For example, while the vehicle 10 is traveling, only one of the left and right wheels 12L and 12R may fall into the depression on the road surface 18. In this case, since the vehicle body is tilted, the lateral acceleration sensor is displaced in the circumferential direction and detects the acceleration in the circumferential direction. That is, an acceleration component that is not directly derived from centrifugal force or gravity, that is, an unnecessary acceleration component is detected.

また、車両１０は、例えば、車輪１２Ｌ及び１２Ｒのタイヤ部分のように弾性を備え、ばねとして機能する部分を含み、また、各部材の接続部等に不可避的なガタが含まれる。そのため、横加速度センサは、不可避的なガタやばねを介して車体に取り付けられていると考えられるので、ガタやばねの変位によって生じる加速度をも不要加速度成分として検出してしまう。   In addition, the vehicle 10 includes, for example, a portion that has elasticity and functions as a spring like the tire portions of the wheels 12L and 12R, and unavoidable backlash is included in the connection portion of each member. For this reason, the lateral acceleration sensor is considered to be attached to the vehicle body through inevitable play and springs, and therefore acceleration caused by displacement of the play and springs is also detected as an unnecessary acceleration component.

このような不要加速度成分は、車体傾斜制御システムの制御性を悪化させる可能性がある。例えば、車体傾斜制御システムの制御ゲインを大きくすると、不要加速度成分に起因する制御系の振動、発散等が発生するので、応答性を向上させようとしても制御ゲインを大きくすることができなくなってしまう。   Such an unnecessary acceleration component may deteriorate the controllability of the vehicle body tilt control system. For example, if the control gain of the vehicle body tilt control system is increased, control system vibration, divergence, and the like due to unnecessary acceleration components occur, so that it is not possible to increase the control gain even if responsiveness is to be improved. .

そこで、本実施の形態においては、横加速度センサが複数であって、互いに異なる高さに配設されている。図１及び３に示される例において、横加速度センサは、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの２つであって、第１横加速度センサ４４ａと第２横加速度センサ４４ｂとは互いに異なる高さ位置に配設されている。第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの位置を適切に選択することで、効果的に不要加速度成分を取り除くことができる。同様に、前後加速度センサも、第１前後加速度センサ４４ｃ及び第２前後加速度センサ４４ｄの２つであって、第１前後加速度センサ４４ｃと第２前後加速度センサ４４ｄとは互いに異なる高さ位置に配設されている。   Therefore, in the present embodiment, a plurality of lateral acceleration sensors are arranged at different heights. In the example shown in FIGS. 1 and 3, there are two lateral acceleration sensors, a first lateral acceleration sensor 44a and a second lateral acceleration sensor 44b, and the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are the same. They are arranged at different height positions. By appropriately selecting the positions of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b, unnecessary acceleration components can be effectively removed. Similarly, the longitudinal acceleration sensor is also a first longitudinal acceleration sensor 44c and a second longitudinal acceleration sensor 44d, and the first longitudinal acceleration sensor 44c and the second longitudinal acceleration sensor 44d are arranged at different height positions. It is installed.

ところで、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である。なお、二軸以上の加速度センサであれば、複数の方向の加速度、例えば、車体の横方向及び前後方向の加速度を検出することができる。すなわち、横加速度センサ及び前後加速度センサの機能を発揮することができる。   Incidentally, the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are general acceleration sensors. If the acceleration sensor has two or more axes, it can detect accelerations in a plurality of directions, for example, lateral and longitudinal accelerations of the vehicle body. That is, the functions of the lateral acceleration sensor and the longitudinal acceleration sensor can be exhibited.

そこで、本実施の形態においては、第１横加速度センサ４４ａが第１前後加速度センサ４４ｃとしても機能し、第２横加速度センサ４４ｂが第２前後加速度センサ４４ｄとしても機能するものとして説明する。つまり、第１横加速度センサ４４ａと第１前後加速度センサ４４ｃとが一体的に構成され、第２横加速度センサ４４ｂと第２前後加速度センサ４４ｄとが一体的に構成されているものとして説明する。なお、第１横加速度センサ４４ａと第１前後加速度センサ４４ｃとが別個に構成され、第２横加速度センサ４４ｂと第２前後加速度センサ４４ｄとが別個に構成されるようにしてもよい。   Therefore, in the present embodiment, the first lateral acceleration sensor 44a functions as the first longitudinal acceleration sensor 44c, and the second lateral acceleration sensor 44b functions as the second longitudinal acceleration sensor 44d. That is, the description will be made assuming that the first lateral acceleration sensor 44a and the first longitudinal acceleration sensor 44c are integrally configured, and the second lateral acceleration sensor 44b and the second longitudinal acceleration sensor 44d are integrally configured. The first lateral acceleration sensor 44a and the first longitudinal acceleration sensor 44c may be configured separately, and the second lateral acceleration sensor 44b and the second longitudinal acceleration sensor 44d may be configured separately.

具体的には、図３（ａ）に示されるように、第１横加速度センサ４４ａ及び第１前後加速度センサ４４ｃは、搭乗部１１の背面において、路面１８からの距離、すなわち、高さがＬ1 の位置に配設されている。また、第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、搭乗部１１の背面又は本体部２０の上面において、路面１８からの距離、すなわち、高さがＬ2 の位置に配設されている。なお、Ｌ1 ＞Ｌ2 である。 Specifically, as shown in FIG. 3A, the first lateral acceleration sensor 44a and the first longitudinal acceleration sensor 44c are configured such that the distance from the road surface 18, that is, the height is L on the back surface of the riding section 11. 1 is arranged. Further, the second lateral acceleration sensor 44b and the second longitudinal acceleration sensor 44d are disposed at a distance from the road surface 18, that is, a height of L 2 on the back surface of the riding section 11 or the upper surface of the main body section 20. Yes. Note that L 1 > L 2 .

そして、旋回走行時に、図３（ｂ）に示されるように、車体を旋回内側（図において右側）に傾けた状態で旋回すると、第１横加速度センサ４４ａは、横方向の加速度を検出して検出値ａ1 を出力し、第２横加速度センサ４４ｂは、横方向の加速度を検出して検出値ａ2 を出力する。なお、車体が傾く際の傾斜運動の中心、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、実際上は、概略路面１８と等しい位置であると考えられる。 When turning, when the vehicle is turned with the vehicle body tilted inward (right side in the drawing) as shown in FIG. 3B, the first lateral acceleration sensor 44a detects the lateral acceleration. The detection value a 1 is output, and the second lateral acceleration sensor 44b detects the lateral acceleration and outputs the detection value a 2 . Although the center of the tilting motion when the vehicle body tilts, that is, the roll center, is strictly located slightly below the road surface 18, it is considered that the center is substantially equal to the road surface 18 in practice.

前記第１横加速度センサ４４ａ及び第１前後加速度センサ４４ｃ並びに第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、ともに、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。また、Ｌ1 とＬ2 との差は、小さいと検出値ａ1 及びａ2 の差が小さくなるので、十分に大きいこと、例えば、０．３〔ｍ〕以上、と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１前後加速度センサ４４ｃ並びに第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、ともに、リンク機構３０よりも上方に配設されることが望ましい。さらに、車体がサスペンション等のばねで支持されている場合、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第１前後加速度センサ４４ｃ並びに第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、ともに、いわゆる「ばね上」に配設されることが望ましい。さらに、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第１前後加速度センサ４４ｃ並びに第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、ともに、前輪である車輪１２Ｆの車軸と後輪である車輪１２Ｌ及び１２Ｒの車軸との間に配設されることが望ましい。さらに、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第１前後加速度センサ４４ｃ並びに第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、ともに、可能な限り乗員の近くに配設されることが望ましい。さらに、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第１前後加速度センサ４４ｃ並びに第２横加速度センサ４４ｂ及び第２前後加速度センサ４４ｄは、ともに、上側から観て進行方向に延在する車体の中心軸上に位置すること、すなわち、進行方向に関してオフセットされないことが望ましい。 It is desirable that the first lateral acceleration sensor 44a, the first longitudinal acceleration sensor 44c, the second lateral acceleration sensor 44b, and the second longitudinal acceleration sensor 44d are both attached to a sufficiently rigid member. In addition, if the difference between L 1 and L 2 is small, the difference between the detection values a 1 and a 2 is small. Furthermore, it is preferable that the first lateral acceleration sensor 44a and the first longitudinal acceleration sensor 44c, the second lateral acceleration sensor 44b and the second longitudinal acceleration sensor 44d are both disposed above the link mechanism 30. Further, when the vehicle body is supported by a spring such as a suspension, the first lateral acceleration sensor 44a, the first longitudinal acceleration sensor 44c, the second lateral acceleration sensor 44b, and the second longitudinal acceleration sensor 44d are both so-called “springs”. It is desirable to be arranged “on”. Further, the first lateral acceleration sensor 44a, the first longitudinal acceleration sensor 44c, the second lateral acceleration sensor 44b, and the second longitudinal acceleration sensor 44d are both the axle of the wheel 12F that is the front wheel and the wheels 12L and 12R that are the rear wheels. It is desirable to be disposed between the two axles. Further, it is desirable that the first lateral acceleration sensor 44a, the first longitudinal acceleration sensor 44c, the second lateral acceleration sensor 44b, and the second longitudinal acceleration sensor 44d are both as close to the occupant as possible. Further, the first lateral acceleration sensor 44a, the first longitudinal acceleration sensor 44c, the second lateral acceleration sensor 44b, and the second longitudinal acceleration sensor 44d are both on the central axis of the vehicle body extending in the traveling direction when viewed from above. It is desirable to be located, i.e. not offset with respect to the direction of travel.

本実施の形態においては、車体の旋回運動の角速度、すなわち、車体のヨー角速度を検出するヨー角速度検出手段としてのヨーレートセンサ４４ｅが配設されている。具体的には、該ヨーレートセンサ４４ｅは、例えば、座席１１ａとフットレスト１１ｂとの間に配設される。   In the present embodiment, a yaw rate sensor 44e is provided as a yaw angular velocity detecting means for detecting the angular velocity of the turning motion of the vehicle body, that is, the yaw angular velocity of the vehicle body. Specifically, the yaw rate sensor 44e is disposed between the seat 11a and the footrest 11b, for example.

なお、前記ヨーレートセンサ４４ｅは、一般的なヨーレートセンサであって、例えば、ジャイロセンサを、路面１８と平行な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たものである。   The yaw rate sensor 44e is a general yaw rate sensor, and for example, a gyro sensor is attached so as to detect a rotational angular velocity in a plane parallel to the road surface 18.

また、本実施の形態における車両１０は、制御装置の一部としての車体傾斜制御システムを有する。該車体傾斜制御システムは、一種のコンピュータシステムであり、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等から成る傾斜制御装置を備える。該傾斜制御装置は、プロセッサ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、第１横加速度センサ４４ａ、第２横加速度センサ４４ｂ、第１前後加速度センサ４４ｃ、第２前後加速度センサ４４ｄ、ヨーレートセンサ４４ｅ、車速センサ５４、リンクモータ２５及びリンクブレーキ２６に接続されている。そして、前記傾斜制御装置は、リンクモータ２５を作動させるためのトルク指令値及びリンクブレーキ２６を作動させるための指令を出力する。   The vehicle 10 in the present embodiment has a vehicle body tilt control system as a part of the control device. The vehicle body tilt control system is a kind of computer system and includes a tilt control device including an ECU (Electronic Control Unit) or the like. The tilt control device includes arithmetic means such as a processor, storage means such as a magnetic disk and a semiconductor memory, input / output interfaces, and the like, and includes a first lateral acceleration sensor 44a, a second lateral acceleration sensor 44b, a first longitudinal acceleration sensor 44c, The second longitudinal acceleration sensor 44d, the yaw rate sensor 44e, the vehicle speed sensor 54, the link motor 25, and the link brake 26 are connected. The tilt control device outputs a torque command value for operating the link motor 25 and a command for operating the link brake 26.

前記傾斜制御装置は、旋回走行の際には、フィードバック制御を行い、車体の傾斜角度が、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出する横加速度の値がゼロとなるような角度になるように、リンクモータ２５を作動させる。つまり、旋回外側への遠心力と重力とが釣り合って、横方向の加速度成分がゼロとなるような角度になるように、車体の傾斜角度を制御する。これにより、車体及び搭乗部１１に搭乗している乗員には、車体の縦方向軸線と平行な方向の力が作用することとなる。したがって、車体の安定を維持することができ、また、旋回性能を向上させることができる。   The tilt control device performs feedback control during cornering so that the tilt angle of the vehicle body becomes zero in the lateral acceleration value detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. The link motor 25 is actuated so as to have an angle. That is, the tilt angle of the vehicle body is controlled so that the centrifugal force to the outside of the turn and gravity are balanced and the lateral acceleration component becomes zero. As a result, a force in a direction parallel to the longitudinal axis of the vehicle body acts on the vehicle body and the occupant on the riding section 11. Therefore, the stability of the vehicle body can be maintained and the turning performance can be improved.

また、図５に示されるように、水平面内において、車両１０の重心Ｍの位置が制御可能な所定の範囲、すなわち、安定範囲から外れたと判断された場合には、車体を傾斜させる動作を停止するように制御する。なお、前記重心Ｍは、車両１０のみならず、搭乗している乗員及び搭載されている積載物をも含む全体の重心である。   Further, as shown in FIG. 5, when it is determined that the position of the center of gravity M of the vehicle 10 is out of a predetermined controllable range, that is, a stable range in the horizontal plane, the operation of tilting the vehicle body is stopped. Control to do. The center of gravity M is the total center of gravity including not only the vehicle 10 but also the occupant on board and the loaded object.

前記所定の範囲は、各車輪１２の接地点を結ぶ線分によって外延が画定された範囲であり、各車輪１２の接地点を結ぶ線分によって形成された多角形である。該多角形は、車両１０が四輪車である場合には四角形であり、車両１０が三輪車である場合には三角形である。本実施の形態において、前記多角形は、図５（ａ）に示されるように、前輪である車輪１２Ｆの接地点と、後輪である左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点とを頂点とする二等辺三角形Ｋである。そして、重心Ｍの位置が二等辺三角形Ｋの外側にある場合には、リンクブレーキ２６を作動させてリンクモータ２５の回転軸をボディに対して回転不能に固定し、これにより、リンク機構３０を屈伸不能に固定する。   The predetermined range is a range in which an extension is defined by a line segment connecting the contact points of the wheels 12, and is a polygon formed by a line segment connecting the contact points of the wheels 12. The polygon is a quadrangle when the vehicle 10 is a four-wheel vehicle, and a triangle when the vehicle 10 is a tricycle. In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the polygon has apexes at the grounding point of the wheel 12F as the front wheel and the grounding points of the left and right wheels 12L and 12R as the rear wheels. An isosceles triangle K. When the position of the center of gravity M is outside the isosceles triangle K, the link brake 26 is operated to fix the rotation shaft of the link motor 25 so as not to rotate with respect to the body. Fix it so that it cannot bend or stretch.

図５（ｂ）において、ｈは、重心Ｍの高さ、すなわち、路面１８から重心Ｍまでの距離である。そして、ｌは、重心前後位置、すなわち、車輪１２Ｆの接地点から重心Ｍまでの距離の水平成分である。また、Ｗは、トレッド、すなわち、後輪である左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点間の距離である。さらに、ａCxは、重心Ｍに作用する前後加速度であり、ａCyは、重心Ｍに作用する横加速度であり、ａR は、耐え得る横加速度、すなわち、横加速度の余裕値である。 In FIG. 5B, h is the height of the center of gravity M, that is, the distance from the road surface 18 to the center of gravity M. L is a horizontal component of the distance from the ground contact point of the wheel 12F to the center of gravity M. W is a distance between the treads, that is, the ground contact points of the left and right wheels 12L and 12R which are rear wheels. Further, a Cx is a longitudinal acceleration acting on the center of gravity M, a Cy is a lateral acceleration acting on the center of gravity M, and a R is a tolerable lateral acceleration, that is, a marginal value of the lateral acceleration.

ここで、横加速度の余裕値ａR は、次の式（１）で表される。
ａR ＝Ｗ（ｌ−ｈａCx）／２ｈＬH ・・・式（１）
そして、次の式（２）が満足された場合には、リンクブレーキ２６を作動させてリンク機構３０を屈伸不能に固定する。
ａR ＜｜ａCy｜ ・・・式（２）
これにより、外乱を受けたときでも、走行状態が更に不安定になることを効果的に防止することができ、車体の安定を維持することができる。また、乗員が違和感を感じることがなく、乗り心地が向上する。 Here, the marginal value a R of the lateral acceleration is expressed by the following equation (1).
a R = W (l−ha Cx ) / 2 hL H (1)
When the following expression (2) is satisfied, the link brake 26 is operated to fix the link mechanism 30 so that it cannot bend and stretch.
a R <| a Cy | (2)
Thereby, even when subjected to disturbance, it is possible to effectively prevent the running state from becoming more unstable, and to maintain the stability of the vehicle body. In addition, the rider does not feel discomfort and the ride comfort is improved.

次に、前記車体傾斜制御システムの構成について説明する。   Next, the configuration of the vehicle body tilt control system will be described.

図６は本発明の実施の形態における車体傾斜制御システムの構成を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the vehicle body tilt control system in the embodiment of the present invention.

図において、４６は傾斜制御装置としての傾斜制御ＥＣＵであり、第１横加速度センサ４４ａ、第２横加速度センサ４４ｂ、第１前後加速度センサ４４ｃ、第２前後加速度センサ４４ｄ、ヨーレートセンサ４４ｅ、車速センサ５４、リンクモータ２５及びリンクブレーキ２６に接続されている。また、前記傾斜制御ＥＣＵ４６は、加速度演算部４８、傾斜制御部４７及びリンクモータ制御部４２を備える。   In the figure, 46 is a tilt control ECU as a tilt control device, and includes a first lateral acceleration sensor 44a, a second lateral acceleration sensor 44b, a first longitudinal acceleration sensor 44c, a second longitudinal acceleration sensor 44d, a yaw rate sensor 44e, and a vehicle speed sensor. 54, connected to the link motor 25 and the link brake 26. The tilt control ECU 46 includes an acceleration calculation unit 48, a tilt control unit 47, and a link motor control unit 42.

ここで、前記加速度演算部４８は、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出した横加速度に基づいて合成横加速度を算出する。また、前記加速度演算部４８は、第１横加速度センサ４４ａ、第２横加速度センサ４４ｂ、第１前後加速度センサ４４ｃ、第２前後加速度センサ４４ｄが検出した横加速度及び前後加速度に基づいて、重心Ｍに作用する前後加速度ａCx及び横加速度ａCy並びに耐え得る横加速度ａR を算出し、前記式（２）が満足された場合には、リンク停止指令を出力する。 Here, the acceleration calculation unit 48 calculates a combined lateral acceleration based on the lateral acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. Further, the acceleration calculation unit 48 determines the center of gravity M based on the lateral acceleration and the longitudinal acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a, the second lateral acceleration sensor 44b, the first longitudinal acceleration sensor 44c, and the second longitudinal acceleration sensor 44d. The longitudinal acceleration a Cx and the lateral acceleration a Cy acting on and the tolerable lateral acceleration a R are calculated, and if the equation (2) is satisfied, a link stop command is output.

そして、前記傾斜制御部４７は、加速度演算部４８が算出した合成横加速度、及び、リンク停止指令に基づいて制御値としての速度指令値を演算して出力する。また、前記リンクモータ制御部４２は、傾斜制御部４７が出力した速度指令値に基づいてリンクモータ２５を作動させるための制御値としてのトルク指令値を出力するとともに、加速度演算部４８が出力したリンク停止指令に基づいて、リンクブレーキ２６の作動指令及びリンクモータ２５の作動停止指令を出力する。   The tilt control unit 47 calculates and outputs a speed command value as a control value based on the combined lateral acceleration calculated by the acceleration calculation unit 48 and the link stop command. The link motor control unit 42 outputs a torque command value as a control value for operating the link motor 25 based on the speed command value output from the inclination control unit 47, and the acceleration calculation unit 48 outputs the torque command value. Based on the link stop command, an operation command for the link brake 26 and an operation stop command for the link motor 25 are output.

次に、前記構成の車両１０の動作について説明する。まず、旋回走行における車体傾斜制御処理の動作の一部である横加速度演算処理の動作について説明する。   Next, the operation of the vehicle 10 configured as described above will be described. First, the operation of the lateral acceleration calculation process, which is a part of the operation of the vehicle body tilt control process in turning, is described.

図７は本発明の実施の形態における旋回走行時の車体の傾斜動作を説明する力学モデルを示す図、図８は本発明の実施の形態における横加速度演算処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a diagram showing a dynamic model for explaining the leaning operation of the vehicle body during cornering in the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the lateral acceleration calculation process in the embodiment of the present invention.

旋回走行が開始されると、車体傾斜制御システムは車体傾斜制御処理を開始する。姿勢制御が行われることで、車両１０は、リンク機構３０によって、旋回走行時には、図３（ｂ）に示されるように、車体を旋回内側（図において右側）に傾けた状態で旋回する。また、旋回走行時には、旋回外側への遠心力が車体に作用するとともに、車体を旋回内側に傾けたことによって重力の横方向成分が発生する。そして、加速度演算部４８は、横加速度演算処理を実行し、合成横加速度ａを算出して傾斜制御部４７に出力する。すると、該傾斜制御部４７は、フィードバック制御を行い、合成横加速度ａの値がゼロとなるような制御値としての速度指令値を出力する。そして、リンクモータ制御部４２は、傾斜制御部４７が出力した速度指令値に基づいてトルク指令値をリンクモータ２５に出力する。   When turning is started, the vehicle body tilt control system starts the vehicle body tilt control process. By performing posture control, the vehicle 10 turns with the link mechanism 30 in a state where the vehicle body is tilted inward (right side in the drawing) as shown in FIG. Further, during turning, a centrifugal force to the outside of the turning acts on the vehicle body, and a lateral component of gravity is generated by tilting the vehicle body to the inside of the turn. Then, the acceleration calculation unit 48 executes a lateral acceleration calculation process, calculates a combined lateral acceleration a, and outputs it to the tilt control unit 47. Then, the inclination control unit 47 performs feedback control, and outputs a speed command value as a control value such that the value of the combined lateral acceleration a becomes zero. Then, the link motor control unit 42 outputs a torque command value to the link motor 25 based on the speed command value output from the inclination control unit 47.

なお、車体傾斜制御処理は、車両１０の電源が投入されている間、車体傾斜制御システムによって繰り返し所定の制御周期ＴS （例えば、５〔ｍｓ〕）で実行される処理であり、旋回時において、旋回性能の向上と乗員の快適性の確保とを図る処理である。 The vehicle body tilt control process is a process that is repeatedly executed by the vehicle body tilt control system at a predetermined control cycle T S (for example, 5 [ms]) while the vehicle 10 is turned on. This is a process for improving turning performance and ensuring passenger comfort.

なお、図７において、４４Ａは車体において第１横加速度センサ４４ａの配設された位置を示す第１センサ位置であり、４４Ｂは車体において第２横加速度センサ４４ｂの配設された位置を示す第２センサ位置である。   In FIG. 7, 44A is a first sensor position indicating the position where the first lateral acceleration sensor 44a is disposed on the vehicle body, and 44B is a first position indicating the position where the second lateral acceleration sensor 44b is disposed on the vehicle body. Two sensor positions.

第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出してその検出値を出力する加速度は、〈１〉旋回時に車体に作用する遠心力、〈２〉車体を旋回内側に傾けたことによって発生する重力の横方向成分、〈３〉左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのいずれか一方のみが路面１８の窪みに落下することによる車体の傾斜、ガタやばねの変位等により第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが周方向に変位することによって生じる加速度、並びに、〈４〉リンクモータ２５の作動又はその反作用により第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが周方向に変位することによって生じる加速度、の４つであると考えられる。これら４つの加速度のうち、前記〈１〉及び〈２〉は、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの高さ、すなわち、Ｌ1 及びＬ2 と無関係である。一方、前記〈３〉及び〈４〉は、周方向に変位することによって生じる加速度であるから、ロール中心からの距離に比例する、すなわち、概略Ｌ1 及びＬ2 に比例する。 The acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b and outputting the detected value is <1> centrifugal force acting on the vehicle body when turning, and <2> tilting the vehicle body toward the inside of the turn. The lateral component of the generated gravity, <3> the first lateral acceleration sensor 44a and the like due to the inclination of the vehicle body, the backlash or the displacement of the spring, etc., when only one of the left and right wheels 12L and 12R falls into the depression of the road surface 18; The acceleration generated by the displacement of the second lateral acceleration sensor 44b in the circumferential direction, and the <4> operation of the link motor 25 or the reaction thereof causes the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b to be displaced in the circumferential direction. It is considered that there are four accelerations caused by this. Of these four acceleration, the <1> and <2>, the height of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b, that is, independent of L 1 and L 2. On the other hand, since <3> and <4> are accelerations generated by displacement in the circumferential direction, they are proportional to the distance from the roll center, that is, roughly proportional to L 1 and L 2 .

ここで、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出してその検出値を出力する〈３〉の加速度をａX1及びａX2とし、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出してその検出値を出力する〈４〉の加速度をａM1及びａM2とする。また、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出してその検出値を出力する〈１〉の加速度をａT とし、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出してその検出値を出力する〈２〉の加速度をａG とする。なお、前記〈１〉及び〈２〉は、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの高さに無関係なので、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの検出値は等しい。 Here, the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b detect and output the detected value. The acceleration <3> is defined as a X1 and a X2, and the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration. The acceleration of <4>, which is detected by the sensor 44b and outputs the detected value, is a M1 and a M2 . Further, the acceleration of <1> to the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b outputs the detected value detected by the a T, a first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b is detected Then, the acceleration of <2> that outputs the detected value is defined as a G. Since <1> and <2> are irrelevant to the heights of the first and second lateral acceleration sensors 44a and 44b, the detection values of the first and second lateral acceleration sensors 44a and 44b are equal. .

そして、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのいずれか一方のみが路面１８の窪みに落下することによる車体の傾斜、ガタやばねの変位等による周方向の変位の角速度をωR とし、その角加速度をωR ’とする。また、リンクモータ２５の作動又はその反作用による周方向の変位の角速度をωM とし、その角加速度をωM ’とする。なお、角速度ωM 又は角加速度ωM ’は、リンク角センサの検出値から取得することができる。 Then, only one of the left and right wheels 12L and 12R are inclined in the vehicle body due to the fall in a recess of a road surface 18, the angular velocity omega R the circumferential direction of displacement by the displacement or the like of Gataya spring, the angular acceleration omega Let R '. Further, the angular velocity of the circumferential displacement due to the operation of the link motor 25 or its reaction is ω M , and the angular acceleration is ω M ′. The angular velocity ω M or the angular acceleration ω M ′ can be obtained from the detection value of the link angle sensor.

すると、ａX1＝Ｌ1 ωR ’、ａX2＝Ｌ2 ωR ’、ａM1＝Ｌ1 ωM ’、ａM2＝Ｌ2 ωM ’となる。 Then, a X1 = L 1 ω R ′, a X2 = L 2 ω R ′, a M1 = L 1 ω M ′, a M2 = L 2 ω M ′.

また、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出して出力する加速度の検出値をａ1 及びａ2 とすると、ａ1 及びａ2 は、４つの加速度〈１〉〜〈４〉の合計であるから、次の式（３）及び（４）で表される。
ａ1 ＝ａT ＋ａG ＋Ｌ1 ωR ’＋Ｌ1 ωM ’ ・・・式（３）
ａ2 ＝ａT ＋ａG ＋Ｌ2 ωR ’＋Ｌ2 ωM ’ ・・・式（４）
そして、式（３）から式（４）を減算すると、次の式（５）を得ることができる。
ａ1 −ａ2 ＝（Ｌ1 −Ｌ2 ）ωR ’＋（Ｌ1 −Ｌ2 ）ωM ’ ・・・式（５）
ここで、Ｌ1 及びＬ2 の値は、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの高さであるから既知である。また、ωM ’の値は、リンクモータ２５の角速度ωM の微分値であるから既知である。すると、前記式（５）の右辺においては、第１項のωR ’の値のみが未知であり、他の値はすべて既知である。したがって、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの検出値ａ1 及びａ2 から、ωR ’の値を得ることが可能である。つまり、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの検出値ａ1 及びａ2 に基づいて、不要加速度成分を取り除くことができる。 Further, when the detection value of the acceleration by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b is detecting and outputting the a 1 and a 2, a 1 and a 2, four acceleration <1> to <4 It is represented by the following formulas (3) and (4).
a 1 = a T + a G + L 1 ω R '+ L 1 ω M' ··· (3)
a 2 = a T + a G + L 2 ω R '+ L 2 ω M' ··· formula (4)
Then, when the equation (4) is subtracted from the equation (3), the following equation (5) can be obtained.
a 1 -a 2 = (L 1 -L 2 ) ω R '+ (L 1 -L 2 ) ω M ' (5)
Here, the values of L 1 and L 2 are known because they are the heights of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. The value of ω M ′ is known because it is a differential value of the angular velocity ω M of the link motor 25. Then, on the right side of the equation (5), only the value of ω R ′ of the first term is unknown, and all other values are known. Therefore, the value of ω R ′ can be obtained from the detection values a 1 and a 2 of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. That is, unnecessary acceleration components can be removed based on the detection values a 1 and a 2 of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b.

車体傾斜制御システムが車体傾斜制御処理を開始すると、加速度演算部４８は、横加速度演算処理を開始し、まず、第１横加速度センサ値ａ1 を取得するとともに（ステップＳ１）、第２横加速度センサ値ａ2 を取得する（ステップＳ２）。そして、加速度演算部４８は、加速度差Δａを算出する（ステップＳ３）。該Δａは次の式（６）によって表される。
Δａ＝ａ1 −ａ2 ・・・式（６）
続いて、加速度演算部４８は、ΔＬ呼出を行うとともに（ステップＳ４）、Ｌ2 呼出を行う（ステップＳ５）。前記ΔＬは次の式（７）によって表される。
ΔＬ＝Ｌ1 −Ｌ2 ・・・式（７）
続いて、加速度演算部４８は、合成横加速度ａを算出する（ステップＳ６）。なお、合成横加速度ａは、横加速度センサが１つである場合における横加速度センサ値ａに相当する値であって、第１横加速度センサ値ａ1 と第２横加速度センサ値ａ2 とを合成した値であり、次の式（８）及び（９）によって得られる。
ａ＝ａ2 −（Ｌ2 ／ΔＬ）Δａ ・・・式（８）
ａ＝ａ1 −（Ｌ1 ／ΔＬ）Δａ ・・・式（９）
理論上は、式（８）によっても式（９）によっても、同じ値を得ることができるが、周方向の変位によって生じる加速度はロール中心からの距離に比例するので、実際上は、ロール中心により近い方の横加速度センサ、すなわち、第２横加速度センサ４４ｂの検出値であるａ2 を基準にすることが望ましい。そこで、本実施の形態においては、式（８）によって合成横加速度ａを算出することとする。 When the vehicle body tilt control system starts the vehicle body tilt control process, the acceleration calculation unit 48 starts the lateral acceleration calculation process, and first acquires the first lateral acceleration sensor value a 1 (step S1) and the second lateral acceleration. A sensor value a 2 is acquired (step S2). Then, the acceleration calculation unit 48 calculates the acceleration difference Δa (step S3). The Δa is expressed by the following equation (6).
Δa = a 1 −a 2 Formula (6)
Subsequently, the acceleration calculation unit 48 performs ΔL call (step S4), and performs the L 2 call (step S5). The ΔL is expressed by the following equation (7).
ΔL = L 1 −L 2 Formula (7)
Subsequently, the acceleration calculation unit 48 calculates the combined lateral acceleration a (step S6). The combined lateral acceleration a is a value corresponding to the lateral acceleration sensor value a in the case where there is one lateral acceleration sensor, and the first lateral acceleration sensor value a 1 and the second lateral acceleration sensor value a 2 are calculated. It is a synthesized value and is obtained by the following equations (8) and (9).
a = a 2 − (L 2 / ΔL) Δa (8)
a = a 1 − (L 1 / ΔL) Δa (9)
Theoretically, the same value can be obtained by both formula (8) and formula (9), but the acceleration caused by the circumferential displacement is proportional to the distance from the roll center, so in practice, the roll center. It is desirable to use a 2 which is a detection value of the lateral acceleration sensor closer to the second lateral acceleration sensor 44b as a reference. Therefore, in the present embodiment, the combined lateral acceleration a is calculated by equation (8).

最後に、加速度演算部４８は、傾斜制御部４７へ合成横加速度ａを送出して（ステップＳ７）、処理を終了する。   Finally, the acceleration calculation unit 48 sends the combined lateral acceleration a to the tilt control unit 47 (step S7) and ends the process.

このように、本実施の形態においては、第１横加速度センサ４４ａと第２横加速度センサ４４ｂとを互いに異なる高さ位置に配設し、第１横加速度センサ値ａ1 と第２横加速度センサ値ａ2 とを合成した合成横加速度ａを算出し、該合成横加速度ａの値がゼロとなるように、フィードバック制御を行って車体の傾斜角度を制御する。 Thus, in this embodiment, a first lateral acceleration sensor 44a and a second lateral acceleration sensor 44b is placed in different height positions, a first lateral acceleration sensor value a 1 and the second lateral acceleration sensor A combined lateral acceleration a obtained by combining the value a 2 is calculated, and feedback control is performed so that the value of the combined lateral acceleration a becomes zero to control the tilt angle of the vehicle body.

これにより、不要加速度成分を取り除くことができるので、路面状況の影響を受けることがなく、制御系の振動、発散等の発生を防止することができ、車体傾斜制御システムの制御ゲインを大きくして制御の応答性を向上させることができる。   As a result, unnecessary acceleration components can be removed, so that it is not affected by road surface conditions, the occurrence of vibrations and divergence of the control system can be prevented, and the control gain of the vehicle body tilt control system is increased. Control responsiveness can be improved.

なお、本実施の形態においては、横加速度センサが２つである場合について説明したが、横加速度センサは、複数であって互いに異なる高さに配設されていれば、３つ以上であってもよく、いくつであってもよい。   In this embodiment, the case where there are two lateral acceleration sensors has been described. However, if there are a plurality of lateral acceleration sensors arranged at different heights, the number of lateral acceleration sensors is three or more. It can be any number.

次に、リンクモータ制御部４２へ速度指令値を出力するための傾斜制御処理の動作について説明する。   Next, the operation of the inclination control process for outputting the speed command value to the link motor control unit 42 will be described.

図９は本発明の実施の形態における車両の傾斜制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the vehicle tilt control process according to the embodiment of the present invention.

傾斜制御処理において、傾斜制御部４７は、まず、加速度演算部４８から合成横加速度ａを受信する（ステップＳ１１）。   In the tilt control process, the tilt control unit 47 first receives the combined lateral acceleration a from the acceleration calculation unit 48 (step S11).

続いて、傾斜制御部４７は、ａold 呼出を行う（ステップＳ１２）。ａold は、前回の車体傾斜制御処理実行時に保存された合成横加速度ａである。なお、初期設定においては、ａold ＝０とされている。 Subsequently, the inclination control unit 47 makes an old call (step S12). a old is the combined lateral acceleration a stored when the vehicle body tilt control process is executed last time. In the initial setting, a old = 0.

続いて、傾斜制御部４７は、制御周期ＴS を取得し（ステップＳ１３）、ａの微分値を算出する（ステップＳ１４）。ここで、ａの微分値をｄａ／ｄｔとすると、該ｄａ／ｄｔは次の式（１０）によって算出される。
ｄａ／ｄｔ＝（ａ−ａold ）／ＴS ・・・式（１０）
そして、傾斜制御部４７は、ａold ＝ａとして保存する（ステップＳ１５）。つまり、今回の車体傾斜制御処理実行時に取得した横加速度センサ値ａをａold として、記憶手段に保存する。 Subsequently, the inclination control unit 47 acquires a control cycle T S (step S13), and calculates a differential value of a (step S14). Here, when the differential value of a is da / dt, the da / dt is calculated by the following equation (10).
da / dt = (a−a old ) / T S (10)
And the inclination control part 47 preserve | saves as aold = a (step S15). That is, the lateral acceleration sensor value a acquired at the time of execution of the current vehicle body tilt control process is stored as a old in the storage unit.

続いて、傾斜制御部４７は、第１制御値ＵP を算出する（ステップＳ１６）。ここで、比例制御動作の制御ゲイン、すなわち、比例ゲインをＣP とすると、第１制御値ＵP は次の式（１１）によって算出される。
ＵP ＝ＣP ａ ・・・式（１１）
続いて、傾斜制御部４７は、第２制御値ＵD を算出する（ステップＳ１７）。ここで、微分制御動作の制御ゲイン、すなわち、微分時間をＣD とすると、第２制御値ＵD は次の式（１２）によって算出される。
ＵD ＝ＣD ｄａ／ｄｔ ・・・式（１２）
続いて、傾斜制御部４７は、第３制御値Ｕを算出する（ステップＳ１８）。該第３制御値Ｕは、第１制御値ＵP と第２制御値ＵD との合計であり、次の式（１３）によって算出される。
Ｕ＝ＵP ＋ＵD ・・・式（１３）
最後に、傾斜制御部４７は、第３制御値Ｕを速度指令値としてリンクモータ制御部４２へ出力して（ステップＳ１９）、処理を終了する。 Then, tilt control unit 47 calculates the first control value U P (step S16). Here, if the control gain of the proportional control operation, that is, the proportional gain is C P , the first control value UP is calculated by the following equation (11).
U P = C P a ··· formula (11)
Then, tilt control unit 47 calculates the second control value U D (step S17). Here, the control gain of the differential control operation, i.e., when the derivative time and C D, the second control value U D is calculated by the following equation (12).
U D = C D da / dt (12)
Subsequently, the inclination control unit 47 calculates a third control value U (step S18). Third control value U is the sum of the first control value U P and the second control value U D, is calculated by the following equation (13).
U = U P + U D ··· formula (13)
Finally, the inclination control unit 47 outputs the third control value U as a speed command value to the link motor control unit 42 (step S19), and ends the process.

次に、リンクモータ２５へトルク指令値を出力するためのリンクモータ制御処理の動作について説明する。   Next, the operation of the link motor control process for outputting a torque command value to the link motor 25 will be described.

図１０は本発明の実施の形態におけるリンクモータ制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the link motor control process in the embodiment of the present invention.

リンクモータ制御処理において、リンクモータ制御部４２は、まず、傾斜制御部４７から第３制御値Ｕを受信する（ステップＳ２１）。   In the link motor control process, the link motor control unit 42 first receives the third control value U from the inclination control unit 47 (step S21).

続いて、リンクモータ制御部４２は、リンク角センサが検出したリンク角センサ値ηに基づいて、リンク機構３０のリンク角の角速度Δηを算出する（ステップＳ２２）。   Subsequently, the link motor control unit 42 calculates an angular velocity Δη of the link angle of the link mechanism 30 based on the link angle sensor value η detected by the link angle sensor (step S22).

また、リンクモータ制御部４２は、Δηの値を加速度演算部４８等から取得することができるときは、前記ステップＳ２２の動作を省略することもできる。   Further, the link motor control unit 42 may omit the operation of step S22 when the value of Δη can be acquired from the acceleration calculation unit 48 or the like.

続いて、リンクモータ制御部４２は、制御誤差を算出する（ステップＳ２３）。ここで、制御誤差をεとすると、該εは、次の式（１４）によって算出される。
ε＝Ｕ−Δη ・・・式（１４）
なお、Ｕは傾斜制御部４７から受信した第３制御値Ｕである。 Subsequently, the link motor control unit 42 calculates a control error (step S23). Here, when the control error is ε, ε is calculated by the following equation (14).
ε = U−Δη Formula (14)
U is the third control value U received from the inclination control unit 47.

続いて、リンクモータ制御部４２は、モータ制御比例ゲインＧMPを取得する（ステップＳ２４）。該モータ制御比例ゲインＧMPの値は、実験等に基づいて設定された値であり、あらかじめ記憶手段に格納されている。 Subsequently, the link motor control unit 42 obtains the motor control proportional gain G MP (step S24). The value of the motor control proportional gain GMP is a value set based on experiments or the like, and is stored in advance in the storage means.

続いて、リンクモータ制御部４２は、リンクモータ２５を作動させるためのトルク指令値を算出する（ステップＳ２５）。ここで、トルク指令値をＵT とすると、該ＵT は次の式（１５）によって算出される。
ＵT ＝ＧMPε ・・・式（１５）
最後に、リンクモータ制御部４２は、トルク指令値ＵT をリンクモータ２５へ出力して（ステップＳ２６）、処理を終了する。 Subsequently, the link motor control unit 42 calculates a torque command value for operating the link motor 25 (step S25). Here, when the torque command value is U T , the U T is calculated by the following equation (15).
U T = G MP ε (15)
Finally, the link motor control unit 42 outputs the torque command value UT to the link motor 25 (step S26) and ends the process.

次に、リンクブレーキ２６の作動指令及びリンクモータ２５の作動停止指令を出力するためのリンクブレーキ制御処理の動作について説明する。   Next, the operation of the link brake control process for outputting the operation command for the link brake 26 and the operation stop command for the link motor 25 will be described.

図１１は本発明の実施の形態におけるリンクブレーキ制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the link brake control process in the embodiment of the present invention.

リンクブレーキ制御処理において、加速度演算部４８は、まず、重心における前後加速度、すなわち、重心Ｍに作用する前後加速度ａCxを算出する（ステップＳ３１）。ここで、第１前後加速度センサ４４ｃ及び第２前後加速度センサ４４ｄが検出した前後加速度の検出値をａx1及びａx2とすると、前記ａCxは、次の式（１６）によって算出される。なお、前記ａx1及びａx2は、進行方向を正とする値である。
ａCx＝ｈ（ａx1−ａx2）／（Ｌ1 −Ｌ2 ）＋ａx2−Ｌ2 （ａx1−ａx2）／（Ｌ1 −Ｌ2 ） ・・・式（１６）
続いて、加速度演算部４８は、横加速度の余裕値ａR を算出する（ステップＳ３２）。なお、該ａR は、前記式（１）によって算出される。 In the link brake control process, the acceleration calculation unit 48 first calculates the longitudinal acceleration at the center of gravity, that is, the longitudinal acceleration a Cx acting on the center of gravity M (step S31). Here, when the detected longitudinal acceleration values detected by the first longitudinal acceleration sensor 44c and the second longitudinal acceleration sensor 44d are a x1 and a x2 , the a Cx is calculated by the following equation (16). The a x1 and a x2 are values with the traveling direction being positive.
a Cx = h (a x1 −a x2 ) / (L 1 −L 2 ) + a x2 −L 2 (a x1 −a x2 ) / (L 1 −L 2 ) (16)
Subsequently, the acceleration calculation unit 48 calculates a marginal value a R for the lateral acceleration (step S32). The a R is calculated by the equation (1).

続いて、加速度演算部４８は、重心における横加速度、すなわち、重心Ｍに作用する横加速度ａCyを算出する（ステップＳ３３）。ここで、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出した横加速度の検出値をａy1及びａy2とすると、前記ａCyは、次の式（１７）によって算出される。
ａCy＝ｈ（ａy1−ａy2）／（Ｌ1 −Ｌ2 ）＋ａy2−Ｌ2 （ａy1−ａy2）／（Ｌ1 −Ｌ2 ） ・・・式（１７）
続いて、加速度演算部４８は、算出されたａR の値とａCyの絶対値とを比較して、ａR の値がａCyの絶対値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、ａR の値がａCyの絶対値未満である場合、加速度演算部４８は、リンク停止指令を傾斜制御部４７へ出力し（ステップＳ３５）、処理を終了する。すると、前記リンク停止指令は、そのまま、傾斜制御部４７からリンクモータ制御部４２へ伝達される。そして、該リンクモータ制御部４２は、リンク停止指令に基づいて、リンクブレーキ２６の作動指令及びリンクモータ２５の作動停止指令を出力する。これにより、リンクモータ２５が作動を停止するとともに、リンクブレーキ２６が作動してリンクモータ２５の回転軸をボディに対して回転不能に固定するので、リンク機構３０が屈伸不能に固定される。 Subsequently, the acceleration calculation unit 48 calculates the lateral acceleration at the center of gravity, that is, the lateral acceleration a Cy acting on the center of gravity M (step S33). Here, if the detected values of the lateral acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are a y1 and a y2 , the a Cy is calculated by the following equation (17).
a Cy = h (a y1 -a y2) / (L 1 -L 2) + a y2 -L 2 (a y1 -a y2) / (L 1 -L 2) ··· (17)
Subsequently, acceleration calculator 48 compares the absolute value of the value and a Cy of the calculated a R, the value of a R is equal to or less than the absolute value of a Cy (step S34 ). If the value of a R is less than the absolute value of a Cy , the acceleration calculation unit 48 outputs a link stop command to the tilt control unit 47 (step S35), and the process ends. Then, the link stop command is transmitted from the inclination control unit 47 to the link motor control unit 42 as it is. The link motor control unit 42 outputs an operation command for the link brake 26 and an operation stop command for the link motor 25 based on the link stop command. As a result, the link motor 25 stops operating and the link brake 26 operates to fix the rotation shaft of the link motor 25 so as not to rotate with respect to the body, so that the link mechanism 30 is fixed so as not to bend and stretch.

なお、ａR の値がａCyの絶対値未満であるか否かを判断して、ａR の値がａCyの絶対値未満でない場合、加速度演算部４８は、リンク動作許可指令を傾斜制御部４７へ出力し（ステップＳ３６）、処理を終了する。すると、前記リンク動作許可指令は、そのまま、傾斜制御部４７からリンクモータ制御部４２へ伝達される。そして、該リンクモータ制御部４２は、リンク動作許可指令に基づいて、リンクブレーキ２６の解除指令及びリンクモータ２５の動作許可指令を出力する。これにより、リンクモータ２５が作動するとともに、リンクブレーキ２６の作動を解除してリンクモータ２５の回転軸をボディに対して回転不能に固定された状態から解除するので、リンク機構３０が屈伸可能にされる。 Note that the value of a R, it is determined whether or not less than the absolute value of a Cy, when the value of a R is not less than the absolute value of a Cy, acceleration calculating unit 48, tilt control link operation permission command It outputs to the part 47 (step S36), and complete | finishes a process. Then, the link operation permission command is transmitted from the inclination control unit 47 to the link motor control unit 42 as it is. The link motor control unit 42 outputs a release command for the link brake 26 and an operation permission command for the link motor 25 based on the link operation permission command. As a result, the link motor 25 is operated, and the link brake 26 is released so that the rotation shaft of the link motor 25 is released from the non-rotatably fixed state with respect to the body, so that the link mechanism 30 can bend and stretch. Is done.

このように、本実施の形態においては、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが検出する横加速度並びに第１前後加速度センサ４４ｃ及び第２前後加速度センサ４４ｄが検出する前後加速度に基づいて、重心Ｍの位置が制御可能な範囲を外れたか否かを判断し、重心Ｍの位置が制御可能な範囲を外れた場合には車体を傾斜させる動作を停止させる。   Thus, in the present embodiment, based on the lateral acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b and the longitudinal acceleration detected by the first longitudinal acceleration sensor 44c and the second longitudinal acceleration sensor 44d. Thus, it is determined whether or not the position of the center of gravity M is out of the controllable range. If the position of the center of gravity M is out of the controllable range, the operation of tilting the vehicle body is stopped.

これにより、路面１８の形状の急激な変化等の要因によって、走行状態が不安定になった場合、走行状態が更に不安定になることを効果的に防止することができるので、より安全性の高い車両１０を提供することができる。   As a result, when the running state becomes unstable due to factors such as a sudden change in the shape of the road surface 18, it is possible to effectively prevent the running state from becoming further unstable. A high vehicle 10 can be provided.

また、水平面内における重心Ｍの位置が車輪１２の接地点を結ぶ線分によって形成された二等辺三角形Ｋの外側に位置する場合に、重心Ｍが制御可能な範囲を外れたと判断するので、走行状態が不安定になったことを適切に判断することができる。   Further, when the position of the center of gravity M in the horizontal plane is located outside the isosceles triangle K formed by a line segment connecting the grounding points of the wheels 12, it is determined that the center of gravity M is out of the controllable range. It is possible to appropriately determine that the state has become unstable.

さらに、リンクブレーキ２６を作動させて、リンクモータ２５の回転軸をボディに対して回転不能に固定するので、リンク機構３０を確実に固定することができる。   Furthermore, since the link brake 26 is operated and the rotation shaft of the link motor 25 is fixed to the body so as not to rotate, the link mechanism 30 can be fixed securely.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明は、少なくとも左右一対の車輪を有する車両に利用することができる。   The present invention can be used for a vehicle having at least a pair of left and right wheels.

１０ 車両
１１ 搭乗部
１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒ 車輪
２０ 本体部
２５ リンクモータ
２６ リンクブレーキ
３０ リンク機構
４４ａ 第１横加速度センサ
４４ｂ 第２横加速度センサ
４４ｃ 第１前後加速度センサ
４４ｄ 第２前後加速度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 11 Boarding part 12F, 12L, 12R Wheel 20 Main-body part 25 Link motor 26 Link brake 30 Link mechanism 44a 1st lateral acceleration sensor 44b 2nd lateral acceleration sensor 44c 1st longitudinal acceleration sensor 44d 2nd longitudinal acceleration sensor

Claims (4)

互いに連結された操舵部及び駆動部を備える車体と、
前記操舵部に回転可能に取り付けられた車輪であって、前記車体を操舵する操舵輪と、
前記駆動部に回転可能に取り付けられた車輪であって、前記車体を駆動する駆動輪と、
前記車体に作用する横加速度及び前後加速度を検出する複数のセンサと、
前記操舵部又は駆動部を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、
該リンク機構を作動させる傾斜用アクチュエータ装置と、
該傾斜用アクチュエータ装置を制御して前記車体の傾斜を制御する制御装置とを有し、
該制御装置は、前記複数のセンサが検出する横加速度に基づく傾斜制御を行うとともに、前記複数のセンサが検出する横加速度及び前後加速度に基づいて重心位置が制御可能な範囲を外れたか否かを判断し、重心位置が制御可能な範囲を外れた場合には車体を傾斜させる動作を停止させることを特徴とする車両。 A vehicle body including a steering unit and a drive unit coupled to each other;
A wheel rotatably attached to the steering unit, the steering wheel for steering the vehicle body;
A wheel rotatably attached to the drive unit, the drive wheel driving the vehicle body;
A plurality of sensors for detecting lateral acceleration and longitudinal acceleration acting on the vehicle body;
A link mechanism for tilting the steering part or the drive part in the turning direction;
An inclination actuator device for operating the link mechanism;
A control device for controlling the tilt of the vehicle body by controlling the actuator device for tilting,
The control device performs tilt control based on the lateral acceleration detected by the plurality of sensors, and determines whether the position of the center of gravity is out of a controllable range based on the lateral acceleration and the longitudinal acceleration detected by the plurality of sensors. A vehicle characterized in that the operation of tilting the vehicle body is stopped when the position of the center of gravity is outside the controllable range. 前記制御装置は、水平面内における重心位置が前記車輪の接地点を結ぶ線分によって形成された多角形の外側に位置する場合に、重心位置が制御可能な範囲を外れたと判断する請求項１に記載の車両。   The control device determines that the position of the center of gravity is out of a controllable range when the position of the center of gravity in a horizontal plane is located outside a polygon formed by a line segment connecting the grounding points of the wheels. The vehicle described. 前記リンク機構を固定するリンクブレーキを更に有し、
前記制御装置は、重心位置が制御可能な範囲を外れた場合には、前記リンクブレーキを作動させて前記リンク機構を固定するとともに、前記傾斜用アクチュエータ装置の動作を停止させる請求項１又は２に記載の車両。 A link brake for fixing the link mechanism;
3. The control device according to claim 1, wherein when the position of the center of gravity is out of a controllable range, the control device operates the link brake to fix the link mechanism and stops the operation of the tilt actuator device. The vehicle described. 前記傾斜用アクチュエータ装置はモータであり、前記リンクブレーキは、前記モータの回転軸を前記モータのボディに対して固定するブレーキである請求項３に記載の車両。   The vehicle according to claim 3, wherein the tilt actuator device is a motor, and the link brake is a brake that fixes a rotation shaft of the motor to a body of the motor.
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