JP2009023499A

JP2009023499A - 車両

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Publication number: JP2009023499A
Application number: JP2007188424A
Authority: JP
Inventors: Koki Hayashi; 弘毅林
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2027-07-19
Also published as: JP4877120B2

Abstract

【課題】コストを低くすることができ、付属装置が傾くのを確実に防止することができるようにする。
【解決手段】バランサ２２を移動させることによって車両本体の傾斜姿勢を制御するようになっている。車両本体に対して揺動自在に配設された付属装置と、付属装置とバランサ２２との間を連結するリンク機構とを有する。リンク機構は、付属装置をバランサ２２の移動に伴って走行路面に対して所定の角度に調整する。バランサ２２は、車両本体を水平に保持するための第１の領域、及びリンク機構を介して付属装置を回動させるための第２の領域において移動させられる。バランサ２２が、第１、第２の領域で移動させられるので、車両本体を傾かせてバランス状態を保持する場合に、付属装置の仰角を調整することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関するものである。

従来、車両、例えば、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両においては、センサによって車両の本体、すなわち、車両本体のバランス状態及び動作状態を検出し、制御部によって、バランス状態及び動作状態に基づいて車両本体の姿勢を制御するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、前記車両において、姿勢制御を行うに当たり、車両本体を傾むける必要があるときに、車両本体に取り付けられた付属装置としての前照灯が同様に傾むくと、車両の前方を確実に照射することができない。

そこで、前記前照灯を車両本体に対して回動自在に取り付け、前記車両本体が傾いたときに、角度調整用のモータを駆動し、前照灯が傾くのを防止するようにした車両が提供されている。また、前照灯を車両本体に対して回動自在に取り付け、かつ、前照灯に錘（おもり）を取り付け、車両が傾いたときに前照灯が傾くのを防止するようにした車両が提供されている。
特開２００５−３３５５７０号公報

しかしながら、前記従来の車両においては、モータを駆動して前照灯が傾くのを防止するようにした車両の場合、モータを配設する必要があるので、コストが高くなってしまうだけでなく、モータを駆動するためのモータ制御装置を配設する必要があるので、制御が複雑になってしまう。

また、前照灯に錘を取り付けて前照灯が傾くのを防止するようにした車両の場合、車両本体の傾きに対応して錘を動作させるのが困難であり、前照灯が傾くのを確実に防止することができない。

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、コストを低くすることができ、付属装置が傾くのを確実に防止することができる車両を提供することを目的とする。

そのために、本発明の車両においては、バランサを移動させることによって車両本体の傾斜姿勢を制御するようになっている。

そして、車両本体に対して揺動自在に配設された付属装置と、該付属装置と前記バランサとの間を連結するリンク機構とを有する。

また、前記リンク機構は、前記付属装置を前記バランサの移動に伴って走行路面に対して所定の角度に調整する。

本発明によれば、車両においては、バランサを移動させることによって車両本体の傾斜姿勢を制御するようになっている。

この場合、前記バランサが、車両本体を水平に保持するための第１の領域、及び前記リンク機構を介して付属装置を回動させるための第２の領域で移動させられるので、車両本体を傾かせてバランス状態を保持する場合に、付属装置の仰角を調整することができ、前記付属装置が傾くのを確実に防止することができる。

また、仰角を調整するための駆動部を、バランサを移動させるための駆動部とは独立させて配設する必要がないので、コストを低くすることができる。

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。

図１は本発明の実施の形態における車両の正面図、図２は本発明の実施の形態における傾斜角の説明図である。

図１において、１１は車両、１２は支持構造体としてのフレーム、１３は、該フレーム１２上に載置され、固定された搭乗部としての座席、１４は、前記フレーム１２の左右に、フレーム１２に対して回転自在に、かつ、同軸上に配設された一対の駆動輪、１５は、該駆動輪１４の下端よりわずかに上方において、車両１１の前方及び後方に向けて突出させて形成されたストッパ、１６は電源装置としてのバッテリである。前記フレーム１２、座席１３及びストッパ１５によって車両本体が構成される。

前記座席１３には、操作者としての搭乗者のほかに荷物を積載することができるようになっている。また、前記各駆動輪１４は、中心部に配設された駆動源としての図示されない駆動モータ（ホイールモータ）、該駆動モータの外周縁に取り付けられたホイール１４ａ等を備え、前記駆動モータを駆動することによって駆動輪１４を回転させ、車両１１を走行させることができる。

ところで、前記車両本体は、駆動輪１４の軸（回転軸）ｓｈ１を中心として回動可能に支持され、傾く。このとき、車両本体が所定の角度以上傾かないようにするために、前記ストッパ１５は、下方に向けて凸面を形成するように湾曲させて形成される。

なお、水平な地面Ｇｄ（走行路面）上において、車両本体が水平状態（車両本体の傾斜角γが零（０）になる状態）に置かれたときに、駆動輪１４が地面Ｇｄに接触する点をＰ１としたとき、点Ｐ１からストッパ１５の前方の端部Ｔｆまでの地面Ｇｄ上の距離Ｌ１と、前記点Ｐ１からストッパ１５の後方の端部Ｔｂまでの地面Ｇｄ上の距離Ｌ２とが等しくされる。前記距離Ｌ１は、端部Ｔｆが地面Ｇｄに接触した状態において、搭乗者が搭乗していない場合の車両の重心、並びに想定される体重及び体型の搭乗者が搭乗している場合の車両の重心が、いずれも、点Ｐ１と端部Ｔｆとの間であって、かつ、点Ｐ１及び端部Ｔｆより上方に位置するように設定される。

また、２１は座席１３に近接する所定の箇所、本実施の形態においては、左脇部に配設された操作部である。該操作部２１は、例えば、ジョイスティックから成り、操作者である運転者が操作部２１を操作すると、図示されない制御部は、前記各駆動モータを駆動し、駆動輪１４の回転を制御して、車両１１の加速、減速、旋回、その場での回転、停止、制動等を行い、車両１１を走行させることができる。なお、前記制御部は、例えば、座席１３の下方に配設される。

本実施の形態においては、搭乗者が座席１３に座り、操作部２１を操作して車両１１を走行させる場合について説明するが、操作者としての非搭乗者が、車両１１に乗らず、操作部としての図示されないリモコンを操作することによって、車両１１を走行させることができる。その場合、座席１３には、非搭乗者以外の人が搭乗者として座ったり、荷物だけを積載したりすることができる。なお、前記座席１３の近傍には、必要に応じて所定の表示部が配設される。

また、本実施の形態においては、操作部２１が配設されるようになっているが、あらかじめ設定された走行パターンに従って車両１１を自動走行させることができる。そのために、前記制御部は、図示されない記録装置から走行指令データを読み出し、該走行指令データに従って駆動モータを駆動する。また、前記制御部は、無線通信によって外部から走行指令データを取得することもできる。

ところで、前記車両１１を加速させたり、減速させたりすると、加速度又は減速度が、車両本体及び搭乗者の質量の合計に加わり、それに伴って、前記車両本体が傾けられる。そこで、本実施の形態においては、バランサ２２が車両本体に対して、相対的に、かつ、水平方向（本実施の形態においては、車両の走行方向と同じ方向）に移動自在に配設され、バランサ２２を水平方向に移動させることによって、車両本体の重心を適正な位置に置き、車両本体を水平に保持するようにしている。そのために、フレーム１２における、左右の側縁のうちの少なくとも一方の側縁、本実施の形態においては、両方の側縁に、案内部材としてのガイドレール２５が水平方向に延在させて配設され、前記バランサ２２がガイドレール２５に沿って移動させられる。前記バランサ２２の初期位置は、車両１１を停止させた状態で、車両１１が水平状態になる位置に、かつ、初期位置より前側及び後側にガイドレール２５が十分に延在させられる位置に設定される。

なお、本実施の形態においては、前記バランサ２２が所定の質量を有する金属等の重量体によって構成されるようになっているが、バッテリ１６等の所定の質量を有する部品を単独で、又はバランサ２２と共に使用することができる。さらに、座席１３を単独で、又はバランサ２２と共に使用することもできる。その場合、比較的軽量なバランサ２２だけの姿勢制御に比べ、座席１３の重量及び乗員の重量を併せた重量による姿勢制御になるので、姿勢制御の安定性を向上させることができる。

また、座席１３より前方の、少なくとも一方の側縁、本実施の形態においては、両方の側縁に、付属装置としての前照灯２７が配設され、該前照灯２７は、夜間等において車両１１の前方を照射する。なお、本実施の形態においては、付属装置としての前照灯２７について説明したが、付属装置として、例えば、ウインカ、車幅灯等の灯火類、ナンバープレート等、車両１１を公道で走行させる場合に、車外に対して表示する必要がある表示物に適用することができる。

ところで、水平な地面Ｇｄ上において、車両本体が水平状態に置かれたときに、駆動輪１４の軸ｓｈ１を通り、地面Ｇｄに対して垂直に延びる線ｍ１上に前記車両本体の基準線（中心線）ｍ２を想定した場合、図２に示されるように、車両本体が傾くのに伴って前記基準線ｍ２が駆動輪１４の軸ｓｈ１を中心に所定の角度だけ回動する。このとき、基準線ｍ２が回動する角度を前記傾斜角γとし、後述される姿勢センサ３６によって前記傾斜角γが検出される。なお、車両本体が前方に傾くとき、傾斜角γは正の値を採り、車両本体が後方に傾くとき、傾斜角γは負の値を採る。

次に、前記構成の車両１１の制御装置について説明する。

図３は本発明の実施の形態における車両の制御装置を示す図である。

図において、２１は操作部、３１は制御部であり、該制御部３１は、コンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う演算装置としての図示されないＣＰＵ、及びＲＡＭ、ＲＯＭ等の記録装置を備える。また、Ｍ１は車両を走行させるための第１の駆動部としての一対の駆動モータ、Ｍ２はバランサ２２を移動させるための第２の駆動部としてのバランサモータ、３２は各駆動モータＭ１を駆動するための第１の駆動部制御装置としてのモータ制御装置、３３はバランサモータＭ２を駆動するための第２の駆動部制御装置としてのモータ制御装置、３４は各モータＭ１のロータ位置を表す回転角を検出する回転角検出部としてのレゾルバ、３５はバランサ２２の位置を検出する位置検出部としての位置センサ、３６は車両本体の傾き及び姿勢を表す傾斜角γを検出する姿勢検出部としての姿勢センサである。

なお、前記位置センサ３５は、バランサ２２における所定の位置、本実施の形態においては、前端の位置を、バランサ２２の位置として検出する。そのために、前記フレーム１２（図１）に位置センサ３５の図示されない固定子が、バランサ２２の前端に位置センサ３５の図示されない可動子が配設される。本実施の形態において、位置センサ３５は、バランサ２２の前端の位置を検出するようになっているが、バランサ２２の中央の位置を検出したり、後端の位置を検出したりすることができる。

また、前記モータ制御装置３２の図示されない速度検出処理手段は、速度検出処理を行い、レゾルバ３４によって検出された回転角を微分することによって角速度を算出し、更に、角速度及び駆動輪１４の径に基づいて車速を算出する。したがって、前記速度検出処理手段は、車速検出処理手段を構成し、該車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、車速を検出する。また、前記モータ制御装置３２の図示されない加減速度検出処理手段は、加減速度検出処理を行い、前記車速を微分することによって加速度及び減速度を算出し、検出する。なお、モータ制御装置３２の速度検出処理手段として車速センサを、加減速度検出処理手段として加減速度センサ（Ｇセンサ）を配設することができる。

そして、前記制御部３１の図示されない姿勢制御処理手段は、姿勢制御処理を行い、車両本体のバランス状態及び動作状態を検出し、検出された車両本体の状態に基づいて車両本体の姿勢（傾斜姿勢）を制御する。

そのために、車両１１を走行させているときに、前記姿勢制御処理手段の姿勢制御目標位置算出処理手段は、姿勢制御目標位置算出処理を行い、前記加速度又は減速度を読み込み、前記記録装置に形成されたテーブルから成る第１の目標位置マップを参照し、加速度又は減速度に対応するバランサ２２の姿勢制御用の目標位置Ｓｂを読み込み、算出する。この場合、通常の走行で想定される加速度又は減速度で車両１１を走行させたときに、車両本体を水平な状態に保持することができるバランサ２２の位置が目標位置Ｓｂとしてあらかじめ算出され、前記第１の目標位置マップに、加速度又は減速度と目標位置Ｓｂとが対応させて記録される。すなわち、初期位置より前側において、加速度が高いほど目標位置Ｓｂは前方に、加速度が低いほど目標位置Ｓｂは後方（初期位置側）に設定され、初期位置より後側において、減速度が高いほど目標位置Ｓｂは後方に、減速度が低いほど目標位置Ｓｂは前方（初期位置側）に設定される。また、通常の走行で想定される最も大きい加速度（以下「最大加速度」という。）に対応させて、目標位置Ｓｂの最前端位置が、通常の走行で想定される最も大きい減速度（以下「最大減速度」という。）に対応させて、目標位置Ｓｂの最後端位置が設定される。

この場合、前記最前端位置から最後端位置までの間が、姿勢制御の制御範囲にされる。また、前記最前端位置に対応する最大加速度から最後端位置に対応する最大減速度までの間が、加速度及び減速度の制御範囲にされる。

そして、前記姿勢制御処理手段の水平制御処理手段は、水平制御処理を行い、モータ制御装置３３に指示を送り、位置センサ３５によって検出された位置が目標位置Ｓｂになるように、バランサモータＭ２を駆動し、バランサ２２を移動させる。したがって、車両１１を加速する場合には、バランサ２２を初期位置から加速度に対応する前方の目標位置Ｓｂに移動させることによって車両の重心を前方の適正な位置に移動させ、車両を減速する場合には、バランサ２２を初期位置から減速度に対応する後方の目標位置Ｓｂに移動させることによって車両の重心を後方の適正な位置に移動させることができる。その結果、車両本体を水平な状態に保持することができる。

ところで、前記車両１１において、通常は、前記姿勢制御処理において姿勢が制御されるようになっているが、加速度が制御範囲を超えて大きくなると、バランサ２２を最前端位置に移動させただけでは車両本体の姿勢を保持することができなくなり、車両本体が後方に傾いてしまう。

そこで、前記姿勢制御処理手段の目標傾斜角算出処理手段は、目標傾斜角算出処理を行い、加速度を読み込み、前記記録装置に形成されたテーブルから成る目標傾斜角マップを参照し、加速度に対応する傾斜角γの目標角度、すなわち、目標傾斜角を読み込み、算出する。この場合、該目標傾斜角は正の値を採る。そのために、加速度が制御範囲を超えて大きくなったときに、バランサ２２を最前端位置に移動させた状態で、車両本体を前方に傾かせてバランス状態を保持することができる傾斜角γが目標傾斜角としてあらかじめ算出され、前記目標傾斜角マップに、加速度と目標傾斜角とが対応させて記録される。この場合、加速度が大きいほど目標傾斜角は正の方向（前方に傾く方向）に大きく設定され、加速度が小さいほど目標傾斜角は正の方向に小さく設定される。

続いて、前記姿勢制御処理手段の傾斜制御処理手段は、傾斜制御処理を行い、前記姿勢センサ３６によって検出された傾斜角γを表す検出傾斜角、及び加速度を読み込み、検出傾斜角が目標傾斜角になるように、瞬間的に駆動モータＭ１によって発生させられるトルク、すなわち、駆動モータトルクを所定量だけ小さくし、必要に応じて逆方向に発生させて車両本体を前方に傾かせる。

また、減速度が制御範囲を超えて大きくなると、バランサ２２を最後端位置に移動させただけでは車両本体の姿勢を保持することができなくなり、車両本体が前方に傾いてしまう。

そこで、前記目標傾斜角算出処理手段は、減速度を読み込み、前記目標傾斜角マップを参照して前記減速度に対応する目標傾斜角を読み込み、設定する。この場合、前記目標傾斜角は負の値を採る。そのために、減速度が制御範囲を超えて大きくなったときに、バランサ２２を最後端位置に移動させた状態で、車両本体を後方に傾かせてバランス状態を保持することができる傾斜角γが目標傾斜角としてあらかじめ算出され、前記目標傾斜角マップに、減速度と目標傾斜角とが対応させて記録される。この場合、減速度が大きいほど目標傾斜角は負の方向（後方に傾く方向）に大きく設定され、減速度が小さいほど目標傾斜角は負の方向に小さく設定される。

続いて、前記傾斜制御処理手段は、検出傾斜角及び減速度を読み込み、検出傾斜角が目標傾斜角になるように、瞬間的に駆動モータトルクを所定量だけ大きくし、必要に応じて逆方向に発生させて車両本体を後方に傾かせる。

このように、加速度が制御範囲を超えて高くなったり、減速度が制御範囲を超えて高くなったりすると、車両本体が傾けられて走行させられるが、そのとき、車両本体に取り付けられた前照灯２７が、水平状態を保持することができなくなって車両本体と同様に傾くと、光軸が傾いて前照灯２７を適正に作動させることができなくなるので、車両１１の前方を確実に照射することができなくなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、車両本体が傾いた場合においても、前照灯２７を適正に作動させ、車両１１の前方を確実に照射することができるように、リンク機構から成る仰角制御機構５１が配設され、該仰角制御機構５１によって前照灯２７の仰角を調整し、前照灯２７が傾くのを防止するようにしている。

図１に示されるように、前記仰角制御機構５１は、バランサ２２の所定の箇所、本実施の形態においては、前端から前方に向けて水平に、かつ、ガイドレール２５と平行に延在させて配設された作動部材としてのスライドレール５２、フレーム１２の前端の近傍に配設され、前照灯２７が取り付けられた支持体としてのテーブル５４、及び前記スライドレール５２とテーブル５４とを連結する連結部材としてのリンク５５を備え、バランサ２２と前照灯２７とを連結する。

前記スライドレール５２は、細長い平板状の部材によって形成され、バランサ２２の所定の箇所、例えば、側縁に取り付けられ、バランサ２２が水平方向に移動するのに伴って移動させられる。また、前記スライドレール５２には、案内要素としての長孔５７が所定の距離にわたって貫通させて形成され、該長孔５７と、前記リンク５５の下端に配設された被案内部材としての摺（しゅう）動子６３とが摺動自在に係止させられる。前記スライドレール５２が移動するのに伴って、前記摺動子６３は長孔５７に沿って、スライドレール５２に対して相対的に移動させられる。なお、バランサ２２が姿勢制御の制御範囲内で前進限と後退限との間を移動するのに伴って、前記摺動子６３は、長孔５７の一方の端部としての後端７１と他方の端部としての前端７２との間を移動し、バランサ２２が前進限に置かれると、摺動子６３が後端７１に置かれ、バランサ２２が後退限に置かれると、摺動子６３が前端７２に置かれる。本実施の形態において、長孔５７は、スライドレール５２を貫通させて形成されるようになっているが、スライドレール５２の一方の面に長溝を形成し、該長溝と摺動子６３とを係止させることができる。なお、前記前進限と後退限との間は、第１の領域としての水平制御ゾーンとして設定される。

また、前記テーブル５４は、所定の形状を有する板状体によって形成され、後端の下部に配設された揺動支持部材としての軸６１によって、フレーム１２に対して揺動自在に支持される。そして、前記テーブル５４は、前端の下部において、揺動支持部材としての軸６４を介して、前記リンク５５の上端と揺動自在に連結される。すなわち、テーブル５４上に配設された前照灯２７（付属装置）は、車両本体に対しても揺動自在に配設されることになる。

なお、テーブル５４は、通常は、付勢部材としての図示されないスプリングによって車両本体に対して水平に保持される。前記スプリングとして、例えば、軸６１と同軸に配設された図示されないねじりばねを使用することができる。該ねじりばねは、テーブル５４が車両本体に対して水平に保持されたときに、ねじり角が零度になるように設定され、テーブル５４だけの重量又は車両本体の振動程度ではねじり角が変化しないように、ねじりばねのばね定数が設定される。なお、本実施の形態において、摺動子６３は、テーブル５４が水平に保持された状態で軸６１の直下に置かれるようになっているが、他の位置に置くこともできる。

次に、前記構成の仰角制御機構５１の動作について説明する。

図４は本発明の実施の形態における制御部の動作を示すフローチャート、図５は本発明の実施の形態における仰角制御機構の動作を示す図、図６は本発明の実施の形態における仰角制御機構の動作を示す第１の概念図、図７は本発明の実施の形態における仰角制御機構の動作を示す第２の概念図である。

まず、制御部３１の図示されない加減速判定処理手段は、加減速判定処理を行い、加速度又は減速度が制御範囲内にあるかどうかを判断する。そして、加速度又は減速度が制御範囲内にある場合、前述されたように、水平制御処理手段によって水平制御処理が行われ、バランサ２２が目標位置Ｓｂに置かれ、車両本体が水平な状態に保持される。ところが、加速度又は減速度が制御範囲を越える場合、バランサ２２を最前端位置に移動させたり、最後端位置に移動させたりするだけでは車両本体の姿勢を保持することができなくなってしまう。

そこで、前述されたように、前記傾斜制御処理手段は、検出傾斜角が目標傾斜角になるように車両本体を傾ける。

続いて、前記制御部３１の図示されない仰角制御処理手段は、仰角制御処理を行い、仰角制御機構５１を動作させることによって、前照灯２７の仰角を調整する。そのために、前記仰角制御処理手段の傾斜角取得処理手段は、傾斜角取得処理を行い、姿勢センサ３６によって検出された検出傾斜角を読み込む。これによって、バランサ２２が前進限又は後退限に到達したときの車両本体の傾きを知ることができる。

ところで、本実施の形態においては、前記バランサ２２を、前進限より更に前方に所定の距離Ｋだけ移動させたり、後退限より更に後方に所定の距離Ｋだけ移動させたりすることができるようになっていて、移動させることができる各区間が、仰角を調整するための第２の領域としての仰角制御ゾーンとして設定される。

そして、図５に示されるように、バランサ２２（図１）を仰角制御ゾーンにおいて所定の距離ｋ１（０＜ｋ１＜Ｋ）だけ前方に移動させると、それに伴ってスライドレール５２が移動し、該スライドレール５２の前端の位置はｑ１からｑ２までの距離ｋ１だけ前方に移動する。そして、スライドレール５２の前端が位置ｑ１にあるときに、摺動子６３は長孔５７の後端７１に置かれているので、スライドレール５２が位置ｑ２まで移動するのに伴って、摺動子６３が前方に押されて距離ｋ１だけ移動する。このとき、前記テーブル５４は、後端が所定の位置で軸６１によってフレーム１２に対して揺動自在に支持され、かつ、前端がリンク５５を介して摺動子６３と連結されているので、該摺動子６３が前方に移動するのに伴って、テーブル５４の前端が、リンク５５によって上方に押し上げられる。その結果、図６及び７に示されるように、テーブル５４は、所定の角度θで上方に向けて傾斜させられる。

この場合、軸６１とスライドレール５２（スライドレール５２における摺動子６３の軌跡）との垂直方向距離（垂線の長さ）をＨとし、軸６１と軸６４との間の距離をＲとすると、次の式が成立する。

２Ｒ（Ｈ・ｓｉｎθ−ｋ１・ｃｏｓθ）＋ｋ１²＝０
したがって、バランサ２２が前進限に到達したとき、前記検出傾斜角と前記角度θとが等しくなるように、前記バランサ２２を距離ｋ１だけ前方に移動させると、前照灯２７を水平状態に保持することができる。そして、前記式の角度θに検出傾斜角を代入することによって、前照灯２７を水平状態に保持するためにバランサ２２を移動させるべき距離ｋ１を算出することができる。

また、同様に、バランサ２２を仰角制御ゾーンにおいて所定の距離ｋ１（０＜ｋ１＜Ｋ）だけ後方に移動させると、スライドレール５２も移動し、該スライドレール５２が後方に移動するのに伴って、摺動子６３が後方に押されて距離ｋ１だけ移動する。このとき、テーブル５４の前端は、リンク５５によって下方に引き下げられる。その結果、テーブル５４は、所定の角度θで下方に向けて傾斜させられる。

したがって、バランサ２２が後退限に到達したときに、前記検出傾斜角と前記角度θとが等しくなるように、前記バランサ２２を距離ｋ１だけ後方に移動させると、前照灯２７を水平状態に保持することができる。

なお、前記各距離Ｈ、Ｒは、いずれも車両本体に仰角制御機構５１を搭載したときの空きスペース、並びに仰角制御機構５１を動作させたときのバランサ２２の位置及び仰角の調整精度を考慮して設計される。距離Ｈ、Ｒを長くすると、摺動子６３を移動させる距離ｋ１をその分長くしないと、角度θを所望の値にすることができない。

ところで、前述されたように、車両本体が傾いたときに、検出傾斜角に応じて前記バランサ２２を移動させると、前照灯２７を水平状態に保持することができる。

そこで、前記仰角制御処理手段の仰角制御目標位置算出処理手段は、仰角制御目標位置算出処理を行い、前照灯２７を水平状態に保持するために、バランサ２２の前進限から前方に距離ｋ１だけ離れた位置、及びバランサ２２の後退限から後方に距離ｋ１だけ離れた位置を、仰角制御用の目標位置Ｓｅとして算出する。

この場合、前記式の角度θに検出傾斜角を代入して距離ｋ１を算出すると、制御部３１の処理時間が長くなってしまう。そこで、前記距離ｋ１に基づいて、検出傾斜角に対応する目標位置Ｓｅをあらかじめ算出し、テーブルから成る第２の目標位置マップを前記記録装置に形成し、検出傾斜角及び目標位置Ｓｅを対応させて記録することができる。その場合、前記仰角制御目標位置算出処理手段は、前記第２の目標位置マップを参照し、検出傾斜角に対応する目標位置Ｓｅを読み出すことによって算出する。

本実施の形態においては、前記検出傾斜角に基づいて目標位置Ｓｅを算出するようになっているが、検出傾斜角に代えて、前記目標傾斜角算出処理において加速度又は減速度に基づいて算出された目標傾斜角を使用し、該目標傾斜角に基づいて目標位置Ｓｅを算出することができる。なお、検出傾斜角を使用する場合、目標傾斜角を使用する場合より目標位置Ｓｅの算出精度を高くすることができる。

また、あらかじめ加速度又は減速度に基づいて目標傾斜角を算出し、更に、目標傾斜角に基づいて目標位置Ｓｅを算出し、加速度及び減速度と目標位置Ｓｅとを対応させて前記第１の目標位置マップに記録することができる。その場合、前記仰角制御目標位置算出処理手段は、前記第１の目標位置マップを参照し、加速度又は減速度に対応する目標位置Ｓｅを読み出すことによって算出する。そのために、第１の目標位置マップには、目標位置Ｓｂ、Ｓｅが併せて記録される。

続いて、前記仰角制御処理手段の回動制御処理手段は、回動制御処理を行い、モータ制御装置３３（図３）に指示を送り、位置センサ３５によって検出された位置が目標位置Ｓｅになるように、バランサモータＭ２を駆動し、バランサ２２を移動させる。したがって、前照灯２７の仰角を調節することができ、前記前照灯２７が傾くのを防止することができる。その結果、車両１１の前方を確実に照射することができる。

なお、前記姿勢制御処理及び仰角制御処理は、いずれも、バランサ２２を目標位置Ｓｂ、Ｓｅに置くための位置制御処理を行うことに等しい。したがって、前記姿勢制御処理手段及び仰角制御処理手段は位置制御処理手段としても機能する。

このように、本実施の形態においては、車両本体を傾かせてバランス状態を保持する場合に、前記車両本体の検出傾斜角に基づいて前照灯２７の仰角を調整するようになっているので、前照灯２７が傾くのを防止することができる。

また、テーブル５４を回動させるためのモータをバランサモータＭ２とは独立させて配設する必要がないので、コストを低くすることができるだけでなく、バランサモータＭ２を駆動するためのモータ制御装置３３によって仰角を調整することができるので、制御を簡素化することができる。

そして、仰角を調整するために錘を用いる必要がないので、錘に加速度又は減速度の影響が加わることがなくなり、前照灯２７が傾くのを確実に防止することができる。

しかも、仰角制御処理において、姿勢制御処理の制御ロジックを適用させることができ、前記仰角制御処理のために専用の制御ロジックを配設する必要がないので、制御を簡素化することができるだけでなく、仰角制御機構５１のコストを低くすることができる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１加速度又は減速度が制御範囲内にあるかどうかを判断する。制御範囲内にある場合はステップＳ６に、ない場合はステップＳ２に進む。
ステップＳ２傾斜制御処理を行う。
ステップＳ３姿勢センサ３６から検出傾斜角を読み込む。
ステップＳ４仰角制御用の目標位置Ｓｅを算出する。
ステップＳ５バランサ２２を目標位置Ｓｅに移動させて、処理を終了する。
ステップＳ６水平制御処理を行い、処理を終了する。

本実施の形態においては、付属装置としての前照灯２７について説明したが、本発明を車両本体が傾いたときに水平な状態を保持したい付属装置、例えば、ウインカ、制動灯、レーザレーダ、カメラ等に適用することができる。

ウインカ、制動灯等の場合、水平な状態を保持することによって、他車等からの視認性を向上させることができ、レーザレーダ、カメラ等の場合、水平な状態を保持することによって、車両の周囲の監視を確実に行うことができる。

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。

本発明の実施の形態における車両の正面図である。本発明の実施の形態における傾斜角の説明図である。本発明の実施の形態における車両の制御装置を示す図である。本発明の実施の形態における制御部の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態における仰角制御機構の動作を示す図である。本発明の実施の形態における仰角制御機構の動作を示す第１の概念図である。本発明の実施の形態における仰角制御機構の動作を示す第２の概念図である。

符号の説明

１１車両
１２フレーム
１３座席
１５ストッパ
２２バランサ
２７前照灯
５１仰角制御機構
Ｍ２バランサモータ

Claims

バランサを移動させることによって車両本体の傾斜姿勢を制御する車両において、車両本体に対して揺動自在に配設された付属装置と、該付属装置と前記バランサとの間を連結するリンク機構とを有し、前記リンク機構は、前記付属装置を前記バランサの移動に伴って走行路面に対して所定の角度に調整することを特徴とする車両。
駆動輪と、該駆動輪の回転軸に対して回動可能に支持された車両本体と、該車両本体に対して揺動自在に配設された付属装置と、前記車両本体に対して相対的に移動することによって車両本体の回動による傾斜姿勢を制御するためのバランサと、前記付属装置とバランサとの間を連結するリンク機構とを有し、前記バランサは、車両本体を水平に保持するための第１の領域及び前記リンク機構を介して付属装置を揺動させるための第２の領域において移動させられることを特徴とする車両。
前記リンク機構は、前記バランサに取り付けられ、バランサと共に移動させられる作動部材、前記車両本体に対して揺動自在に支持され、前記付属装置が配設された支持体、及び前記作動部材とを連結する連結部材を備える請求項１又は２に記載の車両。
加速度及び減速度に応じて前記バランサを前記第１又は第２の領域において移動させる姿勢制御処理手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
前記連結部材は、前記第２の領域において支持体を揺動させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
加速度及び減速度に応じて前記車両本体を傾かせる傾斜制御処理手段と、車両本体の傾斜角に応じて前記バランサを前記第２の領域において移動させる仰角制御処理手段とを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。