CN110650887B - 车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在宽度较窄的车辆中，能够兼得行驶稳定性和驾驶性能的车辆。本发明的车辆(10)的特征在于，具有：车体(3)，设置有包括进行转向操纵的转向操纵轮(右前轮(11)、左前轮(12))在内的2个以上的车轮；倾斜角检测部，检测上述车体(3)绕横摇轴的倾斜角；以及转矩赋予部(转弯机构(10))，根据由上述倾斜角求出的上述车体的倾斜角速度或者倾斜角加速度，对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩。

Description

车辆
技术领域
本发明涉及由设置有包括转向操纵轮在内的2个以上的车轮的车体构成的车辆。
背景技术
近年来，鉴于能源枯竭的问题，强烈要求节省车辆的油耗。另一方面，由于车辆的低价格化等，所以车辆的拥有者增大，并呈1人拥有1台车辆的趋势。因此，例如，存在由于仅驾驶员1人驾驶4人座的车辆从而能量被过分地消耗这样的问题点。作为通过车辆的小型化来节省油耗的最有效的方法，可以说是将车辆构成为1人座的三轮车或者四轮车的方式。
但是，根据行驶状态，有车辆的稳定性降低的情况。因此，提出了通过使车体在横向上倾斜(偏斜)，来提高转弯时的车辆的稳定性的技术。
在专利文献1(日本特表2014－524864号公报)中，公开了具有在车辆100转弯时以与底盘102几乎相同的角度倾斜的前轮106的三轮车辆100。
专利文献1：日本特表2014－524864号公报
在采用了如专利文献1记载的那样，通过车体倾斜，从而该车轮成为跟随车体的倾斜的转向角，进行转弯的结构的情况下，存在观察到该车轮的转向角追随车体的倾斜延迟的现象，由此转弯的响应性恶化这样的课题。以下，将这样的课题称为(课题1)。
另一方面，在车体的倾斜速度非常快这样的情况下，存在与车体的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员，并妨碍驾驶动作这样的课题。以下，将这样的课题称为(课题2)。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的车辆的特征在于，具有：车体，设置有包括进行转向操纵的转向操纵轮在内的2个以上的车轮；倾斜角检测部，检测上述车体绕横摇轴的倾斜角；以及转矩赋予部，根据由上述倾斜角求出的上述车体的倾斜角速度或者倾斜角加速度，对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述转矩赋予部根据上述车体的倾斜角速度，调整上述转向操纵轮的转向角方向和/或转向操纵动作速度。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述转矩赋予部在与上述车体的倾斜角速度的方向相同的方向上赋予转向操纵转矩。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述转矩赋予部在上述车体的倾斜角速度比规定值慢的情况下，在与该倾斜角速度的方向相同的方向上赋予转向操纵转矩，在上述车体的倾斜角速度为规定值以上的情况下，在与该倾斜角速度的方向相反的方向上赋予转向操纵转矩。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述转矩赋予部使用根据上述车体的倾斜而伸缩的伸缩部件。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述倾斜角检测部为根据车体的倾斜角而伸缩的第一伸缩部件，上述转矩赋予部具有第二伸缩部件，该第二伸缩部件与该第一伸缩部件连动地对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述第一伸缩部件与上述第二伸缩部件为相同的部件。
另外，本发明的车辆的特征在于，具有：一对悬挂杆，收容悬挂一对上述转向操纵轮的一对悬挂臂；一对水平联杆，与上述一对悬挂杆形成平行联杆；以及转向横拉杆，使上述转向操纵轮的转向操纵角一致，上述转矩赋予部包含减震器，上述减震器的一端经由减震器联杆与上述转向横拉杆连接，并且另一端与上述车体连接。
另外，本发明的车辆的特征在于，具有：一对悬挂杆，收容悬挂一对上述转向操纵轮的一对悬挂臂；一对水平联杆，与上述一对悬挂杆形成平行联杆；以及转向横拉杆，使一对上述转向操纵轮的转向操纵角一致，上述转矩赋予部包含：第一减震器，一端经由减震器联杆与上述转向横拉杆连接，并且另一端与上述车体连接；第二减震器，一端与上述水平联杆连接，并且另一端与上述车体连接；以及一对流通管，使上述第一减震器中的流体和上述第二减震器中的流体流通。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述第一减震器的根据活塞的移动速度产生的阻力的特性与上述第二减震器的根据活塞的移动速度产生的阻力的特性不同。
另外，本发明的车辆的特征在于，输入转弯方向的输入部件和对上述转向操纵轮进行转向操纵的转向操纵部件在机械上以半连接状态连接。
另外，本发明的车辆的特征在于，输入转弯方向的输入部件和对上述转向操纵轮进行转向操纵的转向操纵部件在机械上完全分离。
另外，本发明的车辆的特征在于，具有发出针对上述转矩赋予部的控制指令的控制部，上述控制部对上述转矩赋予部发出控制指令，以使得根据上述车体的倾斜角速度，调整上述转向操纵轮的转向角方向和/或转向操纵动作速度。
另外，本发明的车辆的特征在于，上述转矩赋予部在实际的倾斜角远离目标倾斜角的情况下，进行上述的调整，在实际的倾斜角接近目标倾斜角的情况下，不进行上述的调整、或减弱上述的调整。
发明效果
本发明的车辆具有根据车体的倾斜角速度或者倾斜角加速度，对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩的转矩赋予部，根据这样的本发明的车辆，能够解决车轮追随车体的倾斜延迟而转弯的响应性恶化这样的课题、以及与车体的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员而妨碍驾驶动作这样的课题的任意一方、或双方。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的车辆1的概要的图。
图2是抽出本发明的实施方式的车辆1的转弯机构10来表示的图。
图3是示意性地表示本发明的第一实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图4是示意性地表示本发明的第一实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图5是示意性地表示本发明的第一实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图6是示意性地表示本发明的第二实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图7是示意性地表示本发明的第二实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图8是示意性地表示本发明的第三实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图9是示意性地表示本发明的第三实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图10是示意性地表示本发明的第四实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图11是示意性地表示本发明的第四实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图12是示意性地表示本发明的第五实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图13是对本发明的第五实施方式的车辆1的转弯机构10中的第一减震器110与第二减震器120的连接进行说明的图。
图14是示意性地表示本发明的第五实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图15是对第一减震器110与第二减震器120的其它连接例进行说明的图。
图16是示意性地表示本发明的第六实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图17是示意性地表示本发明的第六实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图18是对由第一减震器110的特性与第二减震器120的特性的和构成的特性进行说明的图。
图19是示意性地表示本发明的第七实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图20是示意性地表示本发明的第七实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图21是对本发明的车辆1的控制模式的概要进行说明的图。
图22对作为输入部件的方向盘7与转弯机构10的关系进行说明的图。
图23是对与车辆1有关的问题点进行说明的图。
图24是表示电气实现本发明的车辆1的控制的框结构的图。
图25是表示倾斜角速度的方向与车轮的转向角方向的关系的图。
图26是表示基于电气控制的车辆1的转弯机构10的图。
图27是对基于转弯机构10中的倾斜角目标值与实际倾斜角的关系的控制进行说明的图。
图28是示意性地表示本发明的其它实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式的车辆1的概要的图。
在本实施方式中，作为车辆1，以具备兼具使车体3倾斜(偏斜)的倾斜机构和进行转向操纵的机构的2个前轮(右前轮11、左前轮12)、以及通过马达等旋转驱动的一个后轮13的车辆为例进行说明，但本发明的车辆1并不限定于此，本发明的思想能够应用于设置有2个以上的车轮的车辆。
另外，例如，作为车体3的倾斜机构，包含车辆1的未图示的控制部进行倾斜动作的控制的结构、驾驶员自身进行车辆1的倾斜动作且车辆1辅助该动作的结构、车辆1的倾斜动作仅由驾驶员自身进行的结构等全部的倾斜机构。
此外，在以下的实施方式中，对具有倾斜机构的车轮和被赋予转向操纵转矩的车轮为作为前轮的右前轮11以及左前轮12的情况进行说明，但被赋予转向操纵转矩的车轮为前轮且具有倾斜机构的车轮为后轮的情况、或者被赋予转向操纵转矩的车轮为后轮且具有倾斜机构的车轮为前轮的情况也包含于本发明的范畴。
包含对车辆1输入车辆1的转弯方向的未图示的输入部件(例：方向盘、操纵杆等)与作为转向操纵轮的2个前轮(右前轮11、左前轮12)的转向操纵部件在机械上完全分离的结构、该输入部件与作为转向操纵轮的2个前轮(右前轮11、左前轮12)的转向操纵部件在机械上松动地连接(例：通过弹簧等连结)的结构双方。
作为输入部件的一个例子，能够举出如为了进行车辆的转弯而通过驾驶员的操作被转动的方向盘轴那样的输入轴。另外，作为转向操纵部件的一个例子，能够举出伴随转向操纵轮的转向操纵而转动的转向操纵轴。
另外，所谓的输入部件与转向操纵部件在机械上松动地连接是指输入部件与转向操纵部件通过允许转向操纵轮的转向操纵角跟随由车体的倾斜引起的转弯方向的紧固力，并且能够从转向操纵部件对输入部件进行转矩传递的程度的紧固力连结。
另外，所谓的在机械上松动地连接也能够换言之为在机械上以半连接状态连接。
另外，在车辆1的2个前轮(右前轮11、左前轮12)设置有规定的转向节主销纵偏距，构成为即使在伴随车体3的倾斜动作，前轮(右前轮11、左前轮12)的转向操纵机构不发挥作用的情况下，也能够跟随车体3的倾斜动作而转弯。
在车辆1的车体3设置有在驾驶员搭乘时能够坐下的座椅5，假定驾驶员坐在座椅5上，操作输入转弯方向的设备(未图示)、或操作输入速度的设备(未图示)。
在车体3的前方部设置有转弯机构10，该转弯机构10兼具对右前轮11、左前轮12附加阶梯差使车体3倾斜(偏斜)的倾斜机构、以及对右前轮11、左前轮12本身进行转向操纵的转向操纵机构这2个机构。
在这里，在本实施方式中，构成为转弯机构10进行2个车轮的倾斜动作和转向操纵动作，但也能够构成为通过转弯机构10进行仅一个车轮的倾斜动作和转向操纵动作。
转弯机构10具有分别悬挂右前轮11以及左前轮12的右悬挂臂31以及左悬挂臂32。右前轮11经由右前轮车轴41安装于右悬挂臂31，另外，左前轮12经由左前轮车轴42安装于左悬挂臂32，由此，右前轮11以及左前轮12相对于右悬挂臂31以及左悬挂臂32旋转，从而车辆1能够行驶。
另外，右前轮11以及左前轮12相对于右悬挂臂31以及左悬挂臂32自由转动，由此，能够对右前轮11以及左前轮12赋予规定的转向操纵角。
右悬挂臂31以及左悬挂臂32分别被悬挂于右悬挂杆21以及左悬挂杆22，并收容于右悬挂杆21以及左悬挂杆22中。右悬挂杆21以及左悬挂杆22通过沿水平方向架设的第一水平联杆51以及第二水平联杆52形成平行联杆。如图示那样，将该平行联杆中的转动中心表示为P11、P12、P21、P22。
在右悬挂杆21与左悬挂杆22之间设置有固定于车体3的中央管25。第一水平联杆51相对于中央管25在P10处自由转动，另外，第二水平联杆52相对于中央管25在P20处自由转动。
另外，通过未图示的马达，能够使第一水平联杆51以P10为中心相对于中央管25转动。由此，能够通过水平联杆抬起收纳有右悬挂臂31的右悬挂杆21，同时，压下收纳有左悬挂臂32的左悬挂杆22等，使车体3倾斜。
中央杆15可转动地收容于中央管25的内管部。另外，从中央杆15的底部朝向车辆1的前方方向设置有中央杆延伸突出部17，使右前轮11以及左前轮12的转向操纵角一致的转向横拉杆60被安装为能够在T0处相对于中央杆延伸突出部17自由转动。另外，转向横拉杆60在T1处安装于右前轮11的转向节臂(未图示)，并在T2处安装于左前轮12的转向节臂(未图示)。
在本发明的实施方式的车辆1中设置有减震器70，该减震器70作为根据由倾斜机构引起的车体3的倾斜(更详细而言，车体3的倾斜角速度或者倾斜角加速度)赋予转矩以调整右前轮11以及左前轮12的转向操纵动作的转矩赋予部发挥作用。作为构成该转矩赋予部的机械构件，在本实施方式中使用作为伸缩部件的减震器70等，但也可以使用其他的机械构件(例如，弹簧等机械构件)、或者被电气驱动的机械构件等。即，伸缩部件为在一个构件与另一个构件之间具有相对速度时才发挥效力(发生伸缩)的部件即可。
另外，包含减震器70等的倾斜机构的机械构件也作为本发明中的倾斜角检测部发挥作用。
从减震器70的缸体71延伸的缸体侧安装部72自由转动地安装于车体3。将该缸体侧安装部72的安装点表示为D0。另外，从活塞杆75延伸突出的活塞杆侧安装部76自由转动地安装于减震器联杆80。将该活塞杆侧安装部76的安装点表示为D1。
减震器联杆80是具有安装于转向横拉杆60的一端的刚性的部件，并设计为在转向横拉杆60为水平时，D1配置于转向横拉杆60的T1的正上方。另外，减震器联杆80相对于减震器70侧的D1自由转动。
由于设置有具有刚性的转向横拉杆60，所以直线D1T1与直线T1T0(或者，直线T1T2)所成的角度一直保持直角。另外，减震器70侧的D1与转向横拉杆60的T1之间的距离一直为恒定。
通过图2对由如以上那样构成的本发明的车辆1的转弯机构10进行的转弯动作的一个例子进行说明。图2是抽出本发明的实施方式的车辆1的转弯机构10来表示的图。图2是从车辆1的正面观察转弯机构10得到的图，图2(A)表示车辆1直行时的转弯机构10的状态，图2(B)表示车辆1向右方转弯时的转弯机构10的状态。
若通过未图示的马达对第一水平联杆51赋予倾斜角θ，则通过上述的水平联杆，右悬挂臂31被抬起，同时，左悬挂臂32被压下，从而对车体3赋予右转弯的倾斜。
此外，上述的倾斜角θ也定义为车辆1的车体绕横摇轴的倾斜角。
与此同时，转向横拉杆60侧的T1以及T2向左方位移，经由转向横拉杆60连接的右前轮11、左前轮12如图2所示那样被转向操纵为向与通过车体3的倾斜而行进的方向相同的方向行进。另一方面，通过安装于转向横拉杆60的减震器联杆80，D1压入减震器70，从而通过减震器70产生针对右前轮11以及左前轮12的转向操纵的转矩。
在这里，可知在如上述那样的转弯动作中，减震器70侧的D1的位置例如能够通过改变减震器70的特性而适当地调整。像这样在本发明的车辆1中，右前轮11、左前轮12的转向操纵动作能够通过作为赋予转向操纵转矩的转矩赋予部发挥作用的减震器70来调整。
图3(A)示意性地表示相当于图2(A)的转弯机构10，图4(A)示意性地表示相当于图2(B)的转弯机构10。另外，图3(B)是从车辆1的上方观察转弯机构10处于图3(A)的状态时的右前轮11、左前轮12的转向操纵的情况的俯视图，图4(B)是从车辆1的上方观察转弯机构10处于图4(A)的状态时的右前轮11、左前轮12的转向操纵的情况的俯视图。以下，本发明的转弯机构10通过图3、图4所示的制图法来表示。
图4示出转弯机构10采取用于向右方转弯的倾斜动作的情况，但此时，在对右前轮11、左前轮12赋予包含有抵抗减震器联杆80的D1压入减震器70的力的量的转向操纵转矩的同时进行了转向操纵。
另一方面，图5表示转弯机构10采取用于向左方转弯的倾斜动作的情况。此时，在对前轮11、左前轮12赋予包含有抵抗减震器联杆80的D1拉动减震器70的力的量的转向操纵转矩的同时进行了转向操纵。
此外，可知由于减震器70产生与被推压或拉动时的位移的速度相应的转矩，所以本实施方式能够对作为转向操纵轮的右前轮11、左前轮12赋予包含有与倾斜角速度(dθ/dt)相应的转矩的转向操纵转矩。
根据如以上那样的第一实施方式，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相同的方向，且提供用于解决(课题1)的结构。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。图6以及图7是示意性地表示本发明的第二实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图6表示车辆1直行时的转弯机构10的示意图，图7表示为了车辆1向右方转弯而使车体3向右侧倾斜时的转弯机构10的示意图。
本发明的第二实施方式的车辆1的转弯机构10与第一实施方式的结构不同的点在于：在第一实施方式中，与减震器70相关的结构设置于转向横拉杆60的上方，相对于此，在第二实施方式的车辆1的转弯机构10中，与减震器70相关的结构设置于转向横拉杆60的下方。
如图7所示，若对车体3赋予右转弯的倾斜，则在对右前轮11、左前轮12赋予包含有抵抗减震器联杆80的D1拉动减震器70的力的阻力的量的转向操纵转矩的同时进行了转向操纵。由此，安装于减震器联杆80的转向横拉杆60向右方位移，并对右前轮11、左前轮12赋予向与通过车体3的倾斜而行进的方向相反的方向行进的转向操纵角。能够重现所谓的反向转动方向盘时的状态。
根据如以上那样的第二实施方式，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相反的方向，并提供用于解决(课题2)的结构。
另外，根据第一实施方式与第二实施方式的比较可知，在本发明的车辆1中，与减震器70相关的转矩赋予部可调整的转向操纵转矩为转向角方向和/或转向操纵动作速度。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。图8以及图9是示意性地表示本发明的第三实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图8示出车辆1直行时的转弯机构10的示意图，图9示出为了车辆1向右方转弯而使车体3向右侧倾斜时的转弯机构10的示意图。
本发明的第三实施方式的车辆1的转弯机构10与第一实施方式的结构不同的点在于：在第一实施方式中，与减震器70相关的结构经由减震器联杆80设置于转向横拉杆60的上方，相对于此，在第三实施方式的车辆1的转弯机构10中，与减震器70相关的结构与转向横拉杆60直接连结。
如图9所示，若对车体3赋予右转弯的倾斜，则在对右前轮11、左前轮12赋予包含有抵抗减震器联杆80的D1拉动减震器70的力的量的转向操纵转矩的同时进行了转向操纵。由此，安装于减震器联杆80的转向横拉杆60向右方位移，并对右前轮11、左前轮12赋予向与通过车体3的倾斜而行进的方向相同的方向行进的转向操纵角。
根据如以上那样的第三实施方式，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相同的方向，且提供用于解决(课题1)的结构。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。图10以及图11是示意性地表示本发明的第四实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
本发明的第四实施方式的车辆1的转弯机构10与第一实施方式的结构不同的点在于：在第一实施方式中，与减震器70相关的结构经由减震器联杆80设置于转向横拉杆60的上方，相对于此，在第二实施方式的车辆1的转弯机构10中，与减震器70相关的结构与转向横拉杆60设置为交叉。
如图11所示，若对车体3赋予右转弯的倾斜，则在对右前轮11、左前轮12赋予包含抵抗减震器联杆80的D1拉动减震器70的力的量的转向操纵转矩的同时进行了转向操纵。由此，安装于减震器联杆80的转向横拉杆60向右方位移，并对右前轮11、左前轮12赋予向与通过车体3的倾斜而行进的方向相反的方向行进的转向操纵角。能够重现所谓的反向转动方向盘时的状态。
根据如以上那样的第二实施方式，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相反的方向，并提供用于解决(课题2)的结构。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。图12是示意性地表示本发明的第五实施方式的车辆1的转弯机构10的图。另外，图13是对本发明的第五实施方式的车辆1的转弯机构10中的第一减震器110与第二减震器120的连接进行说明的图。
在本实施方式中，设置有第一减震器110和第二减震器120这2个减震器。第一减震器110如图示那样安装于转向横拉杆60。这里，在该安装中，不使用减震器联杆80。
另一方面，第二减震器120例如如图示那样安装于第一水平联杆51。
如图13所示，第一减震器110为在缸体111内填充有油等粘性流体，且设置有贯通孔的活塞118在粘性流体中移动的结构。活塞118将缸体111隔离为第一室113和第二室114。随着活塞杆115的移动，通过在活塞118移动时的由上述粘性流体产生的阻力产生作为减震器的衰减力。
同样地，第二减震器120为在缸体121内填充有油等粘性流体，且设置有贯通孔的活塞128在粘性流体中移动的结构。活塞128将缸体121隔离为第三室123和第四室124。随着活塞杆125的移动，通过在活塞128移动时的由上述粘性流体产生的阻力产生作为减震器的衰减力。
在本实施方式中，使用如上述那样的2个减震器，并且第一减震器110的第一室113与第二减震器120的第三室123通过第一流通管130连接，第一减震器110的第二室114与第二减震器120的第四室124通过第二流通管140连接，能够在2个减震器间进行粘性流体的交换。
在如以上那样的结构中，如图14所示，若对车体3赋予右转弯的倾斜，则安装于第一水平联杆51的第二减震器120收缩，第四室124的粘性流体经由第二流通管140供给至第一减震器110的第二室114。由此，第一减震器110侧的D11被推向远离作为转动中心的D10的方向。由此，安装于减震器联杆80的转向横拉杆60向左方位移，并对右前轮11、左前轮12赋予向与通过车体3的倾斜而行进的方向相同的方向行进的转向操纵转矩。
根据如以上那样的第五实施方式，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相同的方向，并提供用于解决(课题1)的结构。
此外，如图15所示，若在连接第一减震器110和第二减震器120时，将第一减震器110的第一室113和第二减震器120的第四室124通过第一流通管130连接，并将第一减震器110的第二室114和第二减震器120的第三室123通过第二流通管140连接，能够在2个减震器间进行粘性流体的交换，则对右前轮11、左前轮12赋予与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相反的方向的转向操纵转矩。
而且，根据这样的结构，右前轮11、左前轮12被转向操纵为成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相反的方向，并能够提供用于解决(课题2)的结构。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。图16以及图17是示意性地表示本发明的第六实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
图16示出车辆1直行时的转弯机构10的示意图，图17示出为了车辆1向右方转弯而使车体3向右侧倾斜时的转弯机构10的示意图。
在本发明的第六实施方式的车辆1的转弯机构10中，成为与第一减震器110相关的结构设置于转向横拉杆60的上方，与第二减震器120相关的结构设置于转向横拉杆60的下方的结构。在这里，在本实施方式中，安装有将D11与T1之间的距离和D21与T1之间的距离双方的距离维持恒定的减震器联杆80。在第一减震器110侧的D11与转向横拉杆60侧的T1之间安装有减震器联杆80上方部，同样地，在第二减震器120侧的D21与转向横拉杆60侧的T1之间也安装有减震器联杆80下方部。
在这里，在本实施方式中，设定为第一减震器110的根据活塞移动速度产生的阻力的特性与第二减震器120的根据活塞移动速度产生的阻力的特性不同，并构成为通过由第一减震器110的特性与第二减震器120的特性的和构成的特性作用于转向横拉杆60侧的T1，从而对右前轮11、左前轮12赋予转向操纵转矩。
图18是对由第一减震器110的特性和第二减震器120的特性的和构成的特性进行说明的图，实线表示2个减震器的特性的和。另外，在图18中，横轴为车体3的倾斜角的角速度。
在图18的实线为2个减震器的特性的和时，在车体3的倾斜角速度比规定值慢时取正值，在车体3的倾斜角速度为规定值以上时为负值。即，能够根据车体3的倾斜角速度的值，改变对右前轮11、左前轮12赋予的转向操纵转矩的方向。
更具体而言，利用2个减震器的特性的和，在车体3的倾斜的角速度(dθ/dt)比规定值慢的情况下，设定为以向与通过车体3的倾斜而行进的方向相同的方向行进的方式进行右前轮11、左前轮12的转向操纵，并在车体3的倾斜的角速度(dθ/dt)为规定值以上的情况下，设定为以向与通过车体3的倾斜而行进的方向相反的方向行进的方式进行右前轮11、左前轮12的转向操纵。
根据这样的本实施方式的结构，能够解决在车辆1的倾斜角速度较小时，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相同的方向，车轮追随车体3的倾斜延迟，而转弯的响应性恶化的(课题1)，同时，另一方面，解决在车辆1的倾斜角速度较大时，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相反的方向，而与车体3的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员，妨碍驾驶动作这样的(课题2)。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。图19是示意性地表示本发明的第七实施方式的车辆1的转弯机构10的图。另外，图20是对本发明的第七实施方式的车辆1的转弯机构10中的第一减震器110与第二减震器120的连接进行说明的图。
在本实施方式中，设置有第一减震器110和第二减震器120这2个减震器。第一减震器110如图示那样安装于转向横拉杆60。另一方面，第二减震器120例如如图示那样安装于第一水平联杆51。
另外，在本实施方式中，第一减震器110和第二减震器120成为如图15所示那样的连接关系。即，在连接第一减震器110和第二减震器120时，将第一减震器110的第一室113与第二减震器120的第四室124通过第一流通管130连接，并将第一减震器110的第二室114和第二减震器120的第三室123通过第二流通管140连接，能够在2个减震器间进行粘性流体的交换。
通过将2个减震器如上述那样连接，从而与第六实施方式相同，通过使由第一减震器110的特性和第二减震器120的特性的和构成的特性作用于转向横拉杆60侧的T1，能够对右前轮11、左前轮12赋予转向操纵转矩。
若与第六实施方式相同，第一减震器110的特性与第二减震器120的特性的和如图18所示，则2个减震器的特性的和在车体3的倾斜角速度比规定值慢时取正值，在车体3的倾斜角速度为规定值以上时取负值，能够根据车体3的倾斜角速度的值，改变对右前轮11、左前轮12赋予的转向操纵转矩的方向。
在第七实施方式中，也利用2个减震器的特性的和，在车体3的倾斜的角速度比规定值慢的情况下，设定为以向与通过车体3的倾斜而行进的方向相同的方向行进的方式进行右前轮11、左前轮12的转向操纵，并在车体3的倾斜的角速度为规定值以上的情况下，设定为以向与通过车体3的倾斜而行进的方向相反的方向行进的方式进行右前轮11、左前轮12的转向操纵。
根据如以上那样的本实施方式的结构，能够解决在车辆1的倾斜角速度较小时，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相同的方向，而车轮追随车体3的倾斜延迟，转弯的响应性恶化这样的(课题1)，同时，另一方面，解决在车辆1的倾斜角速度较大时，右前轮11、左前轮12被转向操纵为转向操纵轮的转向方向成为与通过车体3的倾斜而行进的方向(操作方向)相反的方向，而与车体3的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员，妨碍驾驶动作这样的(课题2)。
在以上说明的实施方式中，根据倾斜角速度(dθ/dt)进行对右前轮11、左前轮12赋予的转向操纵转矩的调整，但除了根据倾斜角速度(dθ/dt)进行这样的调整以外，也能够根据倾斜角加速度(d2θ/dt2)进行这样的调整。
另外，在以上说明的实施方式中，为如下的控制模式：在倾斜角速度(dθ/dt)较小的情况下，控制为对转向操纵轮(右前轮11、左前轮12)赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)相同方向的转向操纵转矩，并在倾斜角速度(dθ/dt)较大的情况下，控制为对转向操纵轮(右前轮11、左前轮12)赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)相反方向的转向操纵转矩，但在本发明的车辆中，也能够采用其他的控制模式。
图21是对本发明的车辆1的控制模式的概要进行说明的图。将以上说明的实施方式的控制模式称为模式(I)。
在该模式(I)中，在倾斜角速度(dθ/dt)小于规定的阈值时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相同方向”的转向操纵转矩，并在倾斜角速度(dθ/dt)为规定的阈值以上时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相反方向”的转向操纵转矩。
在模式(I)中，若为“相同方向”的转向操纵转矩，则适合作为防止针对车体3的倾斜的追随延迟，并提高车辆1的转弯的响应的控制。另外，若为“相反方向”的转向操纵转矩，则适合作为防止由于由车体3的倾斜带来的影响而阻碍驾驶员的驾驶动作的控制。
在模式(II)中，在倾斜角速度(dθ/dt)小于规定的阈值时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相反方向”的转向操纵转矩，在倾斜角速度(dθ/dt)为规定的阈值以上时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相同方向”的转向操纵转矩。
在模式(II)中，若为“相反方向”的转向操纵转矩，则适合作为在车辆1开始移动时、或者车辆1停止之前，在驾驶员的身体不会产生横向G，从而为驾驶员提供舒适的乘车体验的控制。若为“相同方向”的转向操纵转矩，则相反适合作为在车辆1开始移动时、或者车辆1停止之前，驾驶员实现所希望的车辆的举动的控制。
模式(III)以及模式(IV)基于倾斜角加速度(d2θ/dt2)决定转向操纵轮的转向操纵方向。
在模式(III)中，在倾斜角加速度(d2θ/dt2)小于规定的阈值时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相同方向”的转向操纵转矩，在倾斜角加速度(d2θ/dt2)为规定的阈值以上时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相反方向”的转向操纵转矩。
在模式(III)中，若为“相同方向”的转向操纵转矩，则适合作为防止针对车体3的倾斜的追随延迟，并提高车辆1的转弯的响应的控制。另外，若为“相反方向”的转向操纵转矩，则适合作为防止由于由车体3的倾斜引起的影响而驾驶员的驾驶动作被阻碍的控制。
在模式(IV)中，在倾斜角加速度(d2θ/dt2)小于规定的阈值时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相反方向”的转向操纵转矩，并在倾斜角加速度(d2θ/dt2)为规定的阈值以上时，对转向操纵轮赋予与车体3的倾斜方向(操作方向)“相同方向”的转向操纵转矩。
在模式(IV)中，若为“相反方向”的转向操纵转矩，则适合作为在车辆1开始移动时、或者车辆1停止之前，在驾驶员的身体中不会产生横向G，从而为驾驶员提供舒适的乘车体验的控制。若为“相同方向”的转向操纵转矩，则相反适合作为在车辆1开始移动时、或者车辆1停止之前，驾驶员实现所希望的车辆的举动的控制。
在如以上那样在本发明的车辆1中，通过根据倾斜角速度(dθ/dt)，倾斜角加速度(d2θ/dt2)来变更转向操纵轮的转向操纵转矩特性(方向、大小)，能够满足车辆1所需的车辆1的行驶特性、乘坐舒适性等。
接下来，对本发明的其它实施方式进行说明。以上的实施方式对机械地进行对右前轮11、左前轮12赋予的转向操纵转矩的调整的结构进行了说明。对这样的车辆1中的输入部件与转弯机构10的关系进行说明。图22是对作为输入部件的方向盘7与转弯机构10的关系进行说明的图。
图22是从前方示意性地表示车辆1的图。在图22中，从正面图示有转弯机构10与用于指示其方向的方向盘7的情况。方向盘7由未图示的驾驶员有意地操作。
图22(A)示出打算直行的驾驶员的操作和此时的转弯机构10的状态。另一方面，图22(B)示出打算右转弯而驾驶员向右转动方向盘7时、和此时的转弯机构10的状态(此外，由于附图是从正面观察车辆1，所以图示出向左侧转动方向盘7的情况)。根据本实施方式的车辆1，根据方向盘7的转动角，车体以倾斜角θ向右侧倾斜，并且被赋予转向操纵转矩的右前轮11、左前轮12向右侧转动。
在这里，参照图23对像这样构成的车辆1中的问题点进行说明。图23表示尽管驾驶员打算直行而进行方向盘7的操作，但右前轮11例如驶上障碍物的状态。在这样的情况下，转弯机构10成为与右转时的状态相同的姿势，其结果，存在产生“右方”的转向操纵转矩这样的问题。
因此，在以下的实施方式中，将来自车辆1中的方向盘7的驾驶员的输入状况和转弯机构10的动作全部以电方式进行。在转弯机构10中，例如，转向操纵转矩的调整也通过由传感器和执行器等构成的电气机构来实现。
图24是表示电气实现本发明的车辆1的控制的框结构的图。在图24的框图中，图示省略本发明的控制不需要的结构。
在图24中，车辆ECU300同与图示出的车辆ECU100连接的各结构配合动作。另外，车辆ECU300基于车辆ECU100内的ROM等存储单元中存储保持的程序、数据来执行本发明的车辆10中的各种控制处理。
进一步，在本发明的车辆10中，具备：旋转驱动装置ECU301，基于从车辆ECU300输出的指令值控制后轮旋转驱动装置213；倾斜马达ECU302，基于从车辆ECU100输出的指令值进行倾斜马达225(未图示)的控制；以及转向操纵马达ECU303，基于从车辆ECU100输出的指令值进行转向操纵马达265的控制。
后轮旋转驱动装置213旋转驱动后轮13，倾斜马达225是用于将车体的倾斜角θ(第一水平联杆51的倾斜角θ)设为指令值的马达，转向操纵马达265是对转向操纵轮(右前轮11、左前轮12)赋予基于指令值的转向操纵转矩的马达。转向操纵马达265作为转向操纵用的执行器发挥作用。
方向盘7等输入部件是为了进行车辆的转弯而由驾驶员操作的结构。输入部件操作角传感器323检测上述输入部件的转动角，由输入部件操作角传感器323检测出的方向盘7的操作角数据被输入至车辆ECU100。输入部件操作角传感器323例如由编码器等构成。
另外，倾斜马达225具备检测第一水平联杆51的倾斜角θ的变化的倾斜角传感器325。该倾斜角传感器325是在倾斜马达225中检测旋转轴相对于车体的旋转角的旋转角传感器，例如，由解析器、编码器等构成。由倾斜角传感器325检测出的倾斜角θ被输入至车辆ECU100。
另外，为在车辆1的车体设置有陀螺仪传感器326的结构。根据这样的陀螺仪传感器326，至少能够在车辆ECU100侧把握重力加速度的方向。
通过如以上那样的结构能够电气实现本发明的车辆1的控制(根据倾斜角速度、倾斜角加速度变更转向操纵轮的转向操纵转矩特性(方向、大小)的控制)。
在基于这样的电气机构的实施方式中，车辆ECU100根据从输入部件操作角传感器323、倾斜角传感器325、以及陀螺仪传感器326获得的信息，决定对转弯机构10中的右前轮11、左前轮12赋予的转向操纵转矩的调整动作，即，倾斜马达225和转向操纵马达265的控制动作。
特别是，在本实施方式的车辆1中，车辆ECU100的特征在于，根据车体的倾斜角θ的时间变化，即，倾斜角速度(dθ/dt)的方向，决定右前轮11、左前轮12的转向操纵动作中的转向角方向。图25是表示车辆1中的倾斜角速度(dθ/dt)与右前轮11、左前轮12的转向角方向的关系的图。在本实施方式中，如图25所示，在车辆ECU100中，其特征在于，将倾斜角速度(dθ/dt)的方向和转向操纵轮(右前轮11、左前轮12)的转向操纵方向设为相同的方向。即，在倾斜角速度(dθ/dt)的方向与转向操纵转矩的关系中，如图25所示，进行必须进入第一象限、第三象限的控制。
在具有如上述那样的电气机构的车辆1中，例如，即使在如图26所示那样的驾驶员打算直行而进行方向盘7的操作，右前轮11驶上障碍物这样的情况下，也不会如图23那样转弯机构10成为右转弯姿势，而是始终根据基于方向盘7的转动角的由输入部件操作角传感器323得到的控制值来决定转弯机构10的姿势，所以例如如上述那样的障碍物等的车体的倾斜运动被抑制，而行驶稳定。
然而，在对于车辆1，通过如上述那样的电气机构控制车辆1的情况下，车辆1对于驶上障碍物等能够进行稳定的行驶，但在转弯机构10收敛于作为目标的倾斜角时，存在产生驾驶员所不希望的摆动感的问题。
接下来，对用于针对这样的问题的控制进行说明。图27是对基于转弯机构10中的倾斜角目标值与实际倾斜角的关系的控制进行说明的图。在图中，横轴表示时间轴，纵轴表示转弯机构10中的倾斜角θ。
虚线表示由驾驶员转动方向盘7，而针对该情况的倾斜角θ的目标值。另一方面，实线表示由倾斜角传感器325获取的实际倾斜角的举动。在这里，在本实施方式的车辆1的控制中，以如下的方式执行控制：判定实际倾斜角远离目标值的情况(用斜线部表示的(B)的情况)和实际倾斜角接近目标值的情况(用非斜线部表示的(A)的情况)，在(B)的情况下，对右前轮11、左前轮12赋予转向操纵转矩，另一方面在(A)的情况下，不赋予转向操纵转矩(或者，即使赋予也限于很弱的转向操纵转矩)。
根据这样的实施方式，不会妨碍基于驾驶员的意图的车体的倾斜运动，并且，能够产生抵抗干扰(驶上台阶、侧风)的离心力。由此，能够抑制驾驶员所不希望的车体的倾斜运动。
另外，根据这样的实施方式，能够应对产生侧风等干扰等而车辆10的侧倾(倾斜)不稳定这样的情况，并且能够防止难以反映驾驶员的操作意图。
接下来对本发明的其他实施方式进行说明。图28是示意性地表示本发明的其它实施方式的车辆1的转弯机构10的图。
在基于以往的机械机构的实施方式中，根据倾斜而伸缩的伸缩部件为直接对转向操纵轮赋予转向操纵转矩的机构，但在本发明的车辆1中的转弯机构10中，具有根据倾斜而伸缩的第一伸缩部件(活塞装置(1))、和与该第一伸缩部件连动地对转向操纵轮赋予转向操纵转矩的第二伸缩部件(活塞(2))这两个伸缩部件的点不同。
在图28中，分离成车体3等倾斜的构件和不倾斜的构件。转弯机构10具有从车体3等倾斜的构件接受力的活塞装置(1)，并具有与转向操纵轮相关地对联杆机构传递力的活塞装置(2)，并且如图示那样连结有各活塞装置的油室。图28(A)是表示直行的车辆1的图，图28(B)是表示右转弯的车辆1的图。如图28(B)所示，若车辆的车体倾斜，则活塞装置(1)的油室x被压缩，其泵送出的油流入活塞装置(2)的缸体(图右侧的油室)。其结果，活塞装置(2)的活塞向图左侧移动，并通过与该活塞连结的联杆机构对转向操纵轮进行转向操纵。
此外，活塞装置(1)以及活塞装置(2)能够视为与减震器等伸缩部件具有相同的功能。
以上，本发明的车辆具有根据车体的倾斜角速度或者倾斜角加速度，对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩的转矩赋予部，根据这样的本发明的车辆，能够解决车轮追随车体的倾斜延迟，而转弯的响应性恶化这样的课题、以及与车体的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员，而妨碍驾驶动作这样的课题的任意一方、或双方。
到此为止，在基于电气机构的实施方式中，特别将倾斜角速度(dθ/dt)的方向和转向操纵轮(右前轮11、左前轮12)的转向操纵方向设为相同的方向，但并不局限于此，例如，在上述的(A)的情况下，也可以在与倾斜角速度相反的方向上赋予转向操纵转矩。
本发明涉及近年来从能量问题等的观点来看引起关注的小型化车辆。以往，在这样的车辆中存在如下的课题：在采用通过车体倾斜，而车轮成为跟随车体的倾斜的转向角，进行转弯的结构的情况下，观察到该车轮的转向角追随车体的倾斜延迟的现象，由此转弯的响应性恶化，在车体的倾斜速度非常快这样的情况下，与车体的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员，而妨碍驾驶动作。
另一方面，本发明的车辆具有根据车体的倾斜角速度或者倾斜角加速度，对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩的转矩赋予部，根据这样的本发明的车辆，能够解决车轮追随车体的倾斜延迟，而转弯的响应性恶化这样的课题、以及与车体的倾斜角的角速度相应的惯性力作用于驾驶员，而妨碍驾驶动作这样的课题的任意一方、或双方，工业上的利用性非常大。
附图标记说明
1…车辆；3…车体；5…座椅；7…方向盘；10…转弯机构；11…右前轮；12…左前轮；13…后轮；15…中央杆；17…中央杆延伸突出部；21…右悬挂杆；22…左悬挂杆；25…中央管；31…右悬挂臂；32…左悬挂臂；41…右前轮车轴；42…左前轮车轴；51…第一水平联杆；52…第二水平联杆；60…转向横拉杆；70…减震器；71…缸体；72…缸体侧安装部；75…活塞杆；76…活塞杆侧安装部；80…减震器联杆；110…第一减震器；111…缸体；113…第一室；114…第二室；115…活塞杆；118…活塞；120…第二减震器；121…缸体；123…第三室；124…第四室；125…活塞杆；128…活塞；130…第一流通管；140…第二流通管；213…后轮旋转驱动装置；225…倾斜马达；265…转向操纵马达；300…车辆ECU；301…旋转驱动装置ECU；302…倾斜马达ECU；303…转向操纵马达ECU；323…输入部件操作角传感器；325…倾斜角传感器；326…陀螺仪传感器。

Claims (8)

1.一种车辆，是跟随车体的倾斜动作而被赋予转向操纵轮的转向操纵角的车辆，其特征在于，具有：
车体，设置有包括在车辆的宽度方向上相互分离配置的一对车轮的3个以上的车轮；
倾斜机构，使上述车体向上述宽度方向倾斜，
输入部件，输入转弯方向；
转向操纵部件，对上述转向操纵轮进行转向操纵；
倾斜角检测部，检测上述车体绕横摇轴的倾斜角；以及
转矩赋予部，根据由上述倾斜角求出的上述车体的倾斜角速度或者倾斜角加速度，对上述转向操纵轮赋予转向操纵转矩，
上述输入部件和上述转向操纵部件完全机械分离，
上述转矩赋予部根据上述车体的倾斜角速度，调整上述转向操纵轮的转向角方向和/或转向操纵动作速度，
上述转矩赋予部在与上述车体的倾斜角速度的方向相同的方向上赋予转向操纵转矩。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，
上述转矩赋予部在上述车体的倾斜角速度比规定值低的情况下，在与该倾斜角速度的方向相同的方向上赋予转向操纵转矩，在上述车体的倾斜角速度为规定值以上的情况下，在与该倾斜角速度的方向相反的方向上赋予转向操纵转矩。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，具有：
一对悬挂杆，收容悬挂一对上述转向操纵轮的一对悬挂臂；
一对水平联杆，与上述一对悬挂杆形成平行联杆；以及
转向横拉杆，使一对上述转向操纵轮的转向操纵角一致，
上述转矩赋予部包含减震器，该减震器一端经由减震器联杆与上述转向横拉杆连接，并且另一端与上述车体连接。
4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，具有：
一对悬挂杆，收容悬挂一对上述转向操纵轮的一对悬挂臂；
一对水平联杆，与上述一对悬挂杆形成平行联杆；以及
转向横拉杆，使一对上述转向操纵轮的转向操纵角一致，
上述转矩赋予部包含：
第一减震器，一端经由减震器联杆与上述转向横拉杆连接，并且另一端与上述车体连接；
第二减震器，一端与上述水平联杆连接，并且另一端与上述车体连接；以及
一对流通管，使上述第一减震器中的流体和上述第二减震器中的流体流通。
5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，
上述第一减震器的根据活塞的移动速度产生的阻力的特性与上述第二减震器的根据活塞的移动速度产生的阻力的特性不同。
6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，
具有控制部，该控制部发出针对上述转矩赋予部的控制指令，
上述控制部对上述转矩赋予部发出控制指令，以使得根据上述车体的倾斜角速度，调整上述转向操纵轮的转向角方向和/或转向操纵动作速度。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，
上述转矩赋予部在实际的倾斜角远离目标倾斜角的情况下，进行上述的调整，在实际的倾斜角接近目标倾斜角的情况下，不进行上述的调整或减弱上述的调整。
8.根据权利要求6或者7所述的车辆，其特征在于，
上述转矩赋予部在上述车体的倾斜角速度比规定值低的情况下，在与该倾斜角速度的方向相同的方向上赋予转向操纵转矩，在上述车体的倾斜角速度为规定值以上的情况下，在与该倾斜角速度的方向相反的方向上赋予转向操纵转矩。
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