JP2010254286A

JP2010254286A - 車両

Info

Publication number: JP2010254286A
Application number: JP2009271314A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Doi; 克則土井; Koki Hayashi; 弘毅林; Kenji Kato; 憲二加藤; Yuji Takakura; 裕司高倉
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】傾斜機構ブレーキを解除した場合に車体が傾斜する方向を予測する傾斜方向予測手段が目標角度に近付く方向への傾斜を予測した場合に傾斜機構ブレーキを解除することによって、アクチュエータの異常に伴い、車体が大きく傾いた状態で固定された場合であっても、車体の姿勢が適切な状態に自動的に復帰し、車体傾斜によって乗員に与える不快感及び不安感、並びに、操縦性の低下を解消することができ、安全で快適に使用することができるようにする。
【解決手段】車両制御装置は、傾斜機構ブレーキを解除した際の車体の左右傾斜方向を予測する傾斜方向予測手段を備え、車体が目標傾斜角に近付く方向へ傾斜することを傾斜方向予測手段が予測した場合に傾斜機構ブレーキを解除する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関するものである。

従来、一対の車輪と、一対の車輪を支持するリンク機構とを備える、いわゆる、同軸２輪タイプの倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配設された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両等の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、センサで車体のバランスや動作の状態を検出しながら、駆動輪の動作を制御して車両を停止又は移動させるようになっている。

特開２００８−２３８９３８号公報

しかしながら、前記従来の車両においては、車体を左右に傾けるアクチュエータの異常時に、リンク機構を固定する必要がある。例えば、ブレーキを作動しないと、車体が左右一方に更に傾斜してしまう場合があるので、アクチュエータの異常時には、ブレーキを作動してリンク機構を固定する。しかし、このような制御では、安全性や快適性を十分に保障できない可能性がある。

例えば、車体が基準角（搭乗部が水平になる角度）から大きく外れた角度で、アクチュエータ異常に伴うブレーキ作動によって固定される場合がある。車両の急旋回時には、車体を旋回円内側に大きく傾ける必要があるが、この時にブレーキが作動すると、走行状態に関わらず、車体は常に傾いた状態で固定されるので、乗員にとっては非常に乗り心地が悪くなる。また、車両重心の偏りによって、車両の進行方向が車体の傾斜側に偏る場合がある。この場合、乗員にとって、退避走行時等における適切な車両の操縦が困難である。さらに、車両重心の偏りによって、車体の傾斜側と逆側への旋回時に車体が大きく傾く可能性があり、アクチュエータ故障時の安全性を十分に保障できない。

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、傾斜機構ブレーキを解除した場合に車体が傾斜する方向を予測する傾斜方向予測手段が目標傾斜角に近付く方向への傾斜を予測した場合に傾斜機構ブレーキを解除することによって、アクチュエータの異常に伴い、車体が大きく傾いた状態で固定された場合であっても、車体の姿勢が適切な状態に自動的に復帰し、車体傾斜によって乗員に与える不快感及び不安感、並びに、操縦性の低下を解消することができ、安全で快適に使用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、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、前記車体を左右に傾斜させる車体左右傾斜機構と、該車体左右傾斜機構を固定する傾斜機構ブレーキと、前記駆動輪に付与する駆動トルク及び／又は前記車体の左右傾斜を制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記傾斜機構ブレーキを解除した際の車体の左右傾斜方向を予測する傾斜方向予測手段を備え、前記車体が目標傾斜角に近付く方向へ傾斜することを前記傾斜方向予測手段が予測した場合に前記傾斜機構ブレーキを解除する。

本発明の他の車両においては、さらに、前記傾斜方向予測手段は、前記車体の左右傾斜角速度及び前記車体を左右傾斜させるように作用する作用トルクの推定値によって前記左右傾斜方向を予測する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記傾斜方向予測手段は、前記作用トルクが所定時間だけ作用した後の左右傾斜角速度を推定して前記左右傾斜方向を予測する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記傾斜方向予測手段は、車体の左右傾斜角及び横加速度によって前記作用トルクを推定する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車体の左右傾斜角速度が所定の閾（しきい）値より高い場合に前記傾斜機構ブレーキを作動する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、所定の周期で断続的に発信する周期信号を取得する周期信号取得手段を更に備え、前記車両制御装置は、前記周期信号取得手段が前記周期信号を取得できないときに前記傾斜機構ブレーキの解除を禁止する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、傾斜許可手段を備え、乗員が前記傾斜許可手段を操作して、傾斜機構ブレーキの解除を許可した場合に前記傾斜機構ブレーキを解除する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車体左右傾斜機構を作動させる傾斜用アクチュエータのトルク発生が不可能な場合に前記傾斜機構ブレーキの制御を実行する。

請求項１の構成によれば、車体の姿勢が適切な状態に自動的に復帰するようにして、車体傾斜によって乗員に与える不快感や不安感、及び、操縦性の低下を解消することができる。

請求項２及び３の構成によれば、車体の左右傾斜方向を正確に予測することができる。

請求項４の構成によれば、車体に作用するトルクの大きさを計測しなくても、車体の左右傾斜方向を予測することができる。

請求項５又は６の構成によれば、車体が左右に高速で傾斜することによる乗員の不安感、及び、高速傾斜から急停止した時の衝撃を低減することができる。

請求項７の構成によれば、車体が不意に傾斜することによる乗員の不安感を防止することができる。

請求項８の構成によれば、アクチュエータに異常が発生しても、車体の姿勢を適切な状態に自動的に復帰させることができる。

本発明の第１の実施の形態における車両の傾斜状態を示す図である。本発明の第１の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態における車両制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態におけるブレーキ制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態におけるブレーキ制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態における車両の傾斜状態を示す図である。本発明の第３の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。

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は本発明の第１の実施の形態における車両の傾斜状態を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図１において、（ａ）は旋回走行、（ｂ）はブレーキ作動、（ｃ）はブレーキ解除、（ｄ）は状態復帰を示す。

図１において、１０は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部１１、駆動輪１２、支持部１３及び乗員１５が搭乗する搭乗部１４を有し、前記車両１０は、車体を前後左右に傾斜させることができるようになっている。そして、倒立振り子の姿勢制御と同様に車体の姿勢を制御する。また、車両１０は前進及び後退することができる。

前記駆動輪１２は、車体の一部である支持部１３に対して回転可能に支持され、駆動アクチュエータとしての駆動モータ５２によって駆動される。なお、駆動輪１２の軸は図１（ｄ）において、水平な方向に存在し、駆動輪１２はその軸を中心に回転する。また、前記駆動輪１２は、単数であっても複数であってもよいが、複数である場合、同軸上に並列に配設される。本実施の形態においては、駆動輪１２が２つであるものとして説明する。この場合、各駆動輪１２は個別の駆動モータ５２によって独立して駆動される。なお、駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、内燃機関等を使用することもできるが、ここでは、電気モータである駆動モータ５２を使用するものとして説明する。

また、車体の一部である本体部１１は、支持部１３によって下方から支持され、駆動輪１２の上方に位置する。そして、本体部１１には、車両１０の運転者である乗員１５が搭乗する搭乗部１４が取り付けられている。

本実施の形態においては、説明の都合上、搭乗部１４には乗員１５が搭乗する例について説明するが、搭乗部１４には必ずしも乗員１５が搭乗している必要はなく、例えば、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、搭乗部１４に乗員１５が搭乗していなくてもよいし、乗員１５に代えて、貨物等の搭載物が積載されていてもよい。なお、前記搭乗部１４は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、座面部、背もたれ部及びヘッドレストを備える。

また、前記車両１０は、車体を左右に傾斜させる車体左右傾斜機構としてのリンク機構６０を有し、旋回時には、図１に示されるように、左右の駆動輪１２の路面に対する角度、すなわち、キャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１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１５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。

前記リンク機構６０は、左右の駆動輪１２に駆動力を付与する駆動モータ５２を支持するモータ支持部材としても機能する左右の縦リンクユニット６５と、該左右の縦リンクユニット６５の上端同士を連結する上側横リンクユニット６３と、左右の縦リンクユニット６５の下端同士を連結する下側横リンクユニット６４とを有する。また、左右の縦リンクユニット６５と上側横リンクユニット６３及び下側横リンクユニット６４とは回転可能に連結されている。さらに、上側横リンクユニット６３の中央及び下側横リンクユニット６４の中央には、上下方向に延在する支持部１３が回転可能に連結されている。

そして、６１は、リンク機構６０を作動させる傾斜用アクチュエータとしてのリンクモータであって、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、ボディが上側横リンクユニット６３に固定され、回転軸が支持部１３に固定されている。なお、前記ボディが支持部１３に固定され、回転軸が上側横リンクユニット６３に固定されていてもよい。そして、リンクモータ６１を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、上側横リンクユニット６３に対して支持部１３が回転し、リンク機構６０が屈伸する。なお、前記リンクモータ６１の回転軸は、支持部１３と上側横リンクユニット６３との連結部分の回転軸と同軸になっている。これにより、リンク機構６０を屈伸させて本体部１１を傾斜させることが可能となる。

前記搭乗部１４の脇（わき）には、目標走行状態取得装置としてのジョイスティック３１を備える入力装置３０が配設されている。乗員１５は、操縦装置であるジョイスティック３１を操作することによって、車両１０を操縦する、すなわち、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。なお、乗員１５が操作して走行指令を入力することができる装置であれば、ジョイスティック３１に代えて他の装置、例えば、ペダル、ハンドル、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を目標走行状態取得装置として使用することもできる。

また、前記入力装置３０は、傾斜許可手段としての復帰許可スイッチ３２を備える。そして、乗員１５がリンクブレーキ６２の解除を許可する場合には、復帰許可スイッチ３２を操作することによって、許可信号が送信されるようになっている。

ここで、乗員１５が操作して倒立制御の実行や停止を入力することができる装置であれば、復帰許可スイッチ３２に代えて他の装置、例えば、押しボタン、タッチパネル、操作レバー、音声認識システム等の装置を制御指令取得装置として使用することもできる。また、これらは実行又は停止の一方のみを指令する装置であってもよい。

なお、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック３１及び復帰許可スイッチ３２に代えて、コントローラからの走行指令を有線又は無線で受信する受信装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。また、車両１０があらかじめ決められた走行指令データに従って自動走行する場合には、前記ジョイスティック３１及び復帰許可スイッチ３２に代えて、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体に記憶された走行指令データを読み取るデータ読取り装置を目標走行状態取得装置として使用することができる。

また、車両システムは、図２に示されるように、車両制御装置２０を有し、該車両制御装置２０は、主制御ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２３を備える。前記主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ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、車両１０の各部の動作を制御するコンピュータシステムであり、例えば、本体部１１に配設されるが、支持部１３や搭乗部１４に配設されていてもよい。また、前記主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２３は、それぞれ、別個に構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。

そして、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、駆動輪センサ５１及び駆動モータ５２とともに、駆動輪１２の動作を制御する駆動輪制御システム５０の一部として機能する。前記駆動輪センサ５１は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、駆動輪回転状態計測装置として機能し、駆動輪１２の回転状態を示す駆動輪回転角及び／又は回転角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。また、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、該駆動輪制御ＥＣＵ２２は、受信した駆動トルク指令値に相当する入力電圧を駆動モータ５２に供給する。そして、該駆動モータ５２は、入力電圧に従って駆動輪１２に駆動トルクを付与し、これにより、駆動アクチュエータとして機能する。

また、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、車体傾斜センサ４１、駆動モータ５２、リンクモータ６１及びリンクブレーキ６２とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム４０の一部として機能する。前記車体傾斜センサ４１は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。そして、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信する。また、前記主制御ＥＣＵ２１は、リンクトルク指令値をリンク制御ＥＣＵ２３に送信し、該リンク制御ＥＣＵ２３は、受信したリンクトルク指令値に相当する入力電圧をリンクモータ６１に供給する。また、主制御ＥＣＵ２１は、作動電圧をリンクブレーキ６２に供給する。

そして、前記リンクモータ６１は、入力電圧に従ってリンク機構６０に駆動トルクを付与し、これにより、傾斜用アクチュエータとして機能する。また、前記リンクブレーキ６２は、作動電圧に従ってリンク機構６０を屈伸不能に固定する傾斜機構ブレーキとして機能する。前記リンクブレーキ６２は、例えば、リンクモータ６１に配設され、該リンクモータ６１の回転軸をリンクモータ６１のボディに対して回転不能に固定するブレーキであるが、リンク機構６０に配設され、例えば、下側横リンクユニット６４と支持部１３とを相対的に回転不能に固定するブレーキであってもよい。

なお、本実施の形態においては、主制御ＥＣＵ２１からリンクブレーキ６２に作動電圧を直接入力しているが、主制御ＥＣＵ２１がリンク制御ＥＣＵ２３にブレーキ動作信号を送信し、リンク制御ＥＣＵ２３が同信号の受信に応じて、リンクブレーキ６２に作動電圧を与えるようにしてもよい。

また、主制御ＥＣＵ２１には、入力装置３０のジョイスティック３１から走行指令が入力される。そして、前記主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、リンクトルク指令値をリンク制御ＥＣＵ２３に送信する。

さらに、主制御ＥＣＵ２１は、リンクブレーキ６２を解除した際の車体の左右傾斜方向を予測する傾斜方向予測手段、及び、所定の周期で断続的に発信する周期信号を取得する周期信号取得手段としても機能する。

なお、各センサは、複数の状態量を取得するものであってもよい。例えば、車体傾斜センサ４１として加速度センサとジャイロセンサとを併用し、両者の計測値から車体傾斜角と傾斜角速度とを決定するようにしてもよい。

前記車両制御装置２０によって姿勢制御が行われることで、車両１０は、旋回走行時には、図１（ａ）に示されるように、車体を旋回円内側に傾けた状態で旋回する。そして、旋回走行中にリンクモータ６１に異常が発生すると、すなわち、アクチュエータ異常が発生すると、リンクブレーキ６２を作動させる。すると、図１（ｂ）に示されるように、旋回終了後も、車体傾斜状態が保持される。続いて、所定の条件が満たされるとブレーキ解除が行われ、再び旋回走行中にリンクブレーキ６２を解除して旋回円外側への車体傾斜を許可する。すると、図１（ｃ）に示されるように、遠心力の作用により、車体を起き上がらせる。そして、図１（ｄ）に示されるように、リンク機構６０が回転し、車体が直立状態に復帰する。そして、この状態、すなわち、復帰状態で、再度リンクブレーキ６２を作動させ、リンク機構６０を固定する。

次に、前記構成の車両１０の動作について詳細に説明する。まず、車両制御処理の概要について説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態における車両制御処理の動作を示すフローチャートである。

車両制御処理において、車両制御装置２０は、まず、モータ正常判定を行い、モータが正常であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この場合、リンクモータ６１がトルクを発生可能であるか否かを判定する。具体的には、リンク制御ＥＣＵ２３がモータ診断手段を備え、リンクモータ６１がトルクを発生不能、すなわち、異常と診断した場合に所定の信号を主制御ＥＣＵ２１に送信する。すると、該主制御ＥＣＵ２１は、その信号を受信した場合に、モータが正常ではないと判定する。

そして、モータが正常であると判定すると、車両制御装置２０は、ブレーキ解除を行う（ステップＳ２）。この場合、リンクブレーキ６２を解除して、リンク機構６０を回転可能とする。具体的には、主制御ＥＣＵ２１は、リンクブレーキ６２に作動電圧を入力する。

続いて、車両制御装置２０は、通常走行・姿勢制御処理を実行し（ステップＳ３）、車体を適切に傾斜させながら、車体の姿勢を保持しつつ、乗員１５からの走行指令を実現して車両制御処理を終了する。なお、該車両制御処理は、所定の時間間隔（例えば、１００〔μｓ〕毎）で繰り返し実行される。

一方、モータが正常であるか否かを判定して異常である場合、車両制御装置２０は、ブレーキ制御処理を実行する（ステップＳ４）。ブレーキ制御処理では、車両１０の状態に応じて、リンクブレーキ６２を作動又は解除する。

続いて、車両制御装置２０は、非常走行・姿勢制御処理を実行し（ステップＳ５）、リンク機構６０が固定された状態で、車体の姿勢を保持しつつ、乗員１５からの走行指令を実現して車両制御処理を終了する。

次に、ブレーキ制御処理について説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態におけるブレーキ制御処理の動作を示すフローチャートである。

本実施の形態においては、状態量やパラメータを次のような記号によって表す。
θ_WR：右駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θ_WL：左駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
φ₁：車体傾斜角（ロール角：左右傾斜角）（鉛直軸基準）〔ｒａｄ〕
α_L：車両横加速度〔Ｇ〕
ｍ₁：車両質量（乗員を含む）〔ｋｇ〕
Ｒ_W：駆動輪接地半径〔ｍ〕
ｌ₁：車軸から車両重心までの距離〔ｍ〕
ｂ：トレッド（所定値）〔ｍ〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ²〕
ブレーキ制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、センサから各状態量を取得する（ステップＳ４−１）。具体的には、駆動輪センサ５１から左右の駆動輪回転角又は回転角速度を取得し、車体傾斜センサ４１から、車体傾斜角又は傾斜角速度を取得する。

なお、本実施の形態において、車体の傾斜は、車体の左右傾斜、すなわち、ロールを意味するものとして説明する。

そして、車両制御においては、駆動輪センサ５１から駆動輪回転角及び／又は回転角速度を取得し、車体傾斜センサ４１から車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を取得し、さらに、取得した状態量を時間微分又は時間積分することによって、残りの状態量を算出する。例えば、取得した状態量が駆動輪回転角及び車体傾斜角である場合には、これらを時間微分することによって、回転角速度及び傾斜角速度を得ることができる。また、例えば、取得した状態量が回転角速度及び傾斜角速度である場合には、これらを時間積分することによって、駆動輪回転角及び車体傾斜角を得ることができる。

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、解放時傾斜角速度を予測する（ステップＳ４−２）。この場合、主制御ＥＣＵ２１は、各状態量から、リンクブレーキ６２を解除してリンク機構６０を解放した時の車体傾斜角速度の推定値を下記の式によって予測する。

上記の式によって得られる推定値は、少し先の未来における車体傾斜角速度を推定した値である。なお、Ｔは進み時間（所定値）である。また、Ｍ₁は車体に作用する作用トルクであり、下記の式によって表される。

作用トルクＭ₁を表す上記の式の各項は以下の作用に相当する。
第１項：車体が傾くことによる重力の作用
第２項：車両１０が旋回することによる遠心力の作用
第３項：車体の傾斜角速度に対する粘性摩擦力の作用
なお、上記式の中の車体傾斜角速度及び左右の駆動輪回転角速度の値は、車体傾斜角及び駆動輪回転角の計測値を１階時間微分（差分）することで得られる。

このように、本実施の形態においては、リンク機構６０を解放した場合に予測される車体の傾斜角速度を求める。つまり、現時点でリンクブレーキ６２を解除した場合、又は、解除状態を継続した場合における所定時間後の車体傾斜角速度を予測する。具体的には、車体に作用しているトルクである作用トルクに基づいて、解放時傾斜角速度を予測する。例えば、車体がある傾斜角で静止している場合、目標傾斜角に向かう方向に作用トルクが働いているときには、リンクブレーキ６２の解除時に車体が目標傾斜角へ向けて傾斜すると予測し、リンクブレーキ６２を解除してリンク機構６０を解放する。このように、車体に作用する作用トルクを考慮することで、確実に車体を適切な方向に傾斜させることができる。

また、車体傾斜状態、車両旋回走行状態又は各駆動輪回転状態に基づいて、作用トルクを推定する。具体的には、作用トルクとして、車体傾斜に伴う重力の作用、車両１０の旋回走行に伴う遠心力の作用、及び、車体の傾斜角速度に対する粘性摩擦力を考慮する。これにより、専用のセンサを追加することなく、高精度に作用トルク、すなわち、解放時傾斜角速度を予測できる。

さらに、現時点での車体の傾斜角速度に基づいて、解放時傾斜角速度を予測する。例えば、目標傾斜角に向かう車体の傾斜角速度が所定の値よりも高い場合、作用トルクの方向に関わらず、リンクブレーキ６２を解除状態に維持し、慣性による車体の傾斜を継続させる。このように、車体の回転慣性を活用することで、より効率的に素早く車体を目標傾斜角に近付けることができる。

なお、本実施の形態においては、遠心力の決定に左右の駆動輪回転角速度の値を用いているが、他のセンサによる計測値を用いてもよい。例えば、車両１０のヨーレートを計測するヨーレートセンサを備え、その計測値に基づいて横加速度及び遠心力を決定してもよい。また、横加速度を計測する横加速度センサを備え、その計測値に基づいて横加速度及び遠心力を決定してもよい。これにより、駆動輪１２のスリップ状態等に影響されることなく、より高精度に作用トルクを推定することができる。

また、本実施の形態においては、作用トルクとして重力、粘性摩擦力、慣性力等を考慮しているが、その一部を省略してもよい。また、乾性摩擦、モータの逆起電力等の他の要素を考慮してもよい。

さらに、本実施の形態においては、非線形の関数によって作用トルクを決定しているが、線形近似した簡単な関数によって決定してもよい。また、非線形の関数をマップとして具備し、それを用いて決定してもよい。

さらに、本実施の形態においては、作用トルクの大きさや方向を推定手段によって取得しているが、別の手段によって取得してもよい。例えば、リンクブレーキ６２に摩擦力の大きさを計測するトルクセンサを備え、その計測値に基づいて作用トルクの大きさや方向を決定してもよい。

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、傾斜方向判定を行い、方向がＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ４−３）。すなわち、車体の予測される傾斜方向が基準傾斜角へ向かう方向であるか否かを判定する。判定条件、すなわち、適切な方向であると判定する条件は、下記の式によって表される。

なお、車体傾斜角φ₁の値は、基準傾斜角を零とする。該基準傾斜角は、路面勾（こう）配に関わらず、駆動輪１２の回転軸に平行な平面と搭乗部１４の座面に平行な平面との交線が、水平面と平行であるような車体の傾斜角を表す。

本実施の形態における傾斜方向判定では、予測されるリンクブレーキ６２の解除時の車体傾斜方向が目標傾斜角へ向かう方向であるか否かを判定する。具体的には、車体の目標傾斜角に相当する値を零とするとき、実際の車体傾斜角と推定された解放時傾斜角速度との積が所定の負の値よりも小さい場合に、適切な方向であると判定する。このように、車体が適切な方向に傾斜すると予測される場合にのみリンクブレーキ６２を解除することで、トルクを与えるアクチュエータを用いることなく車体を適切な傾斜角まで傾斜させることが可能となり、リンクモータ６１の故障時の車体傾斜による乗員１５の不安感や不快感を解消できる。

また、車体を傾斜させる目標となる傾斜角である目標傾斜角を基準傾斜角とする。そして、車体が基準傾斜角に向けて傾斜すると判定される場合に、リンクブレーキ６２を解除する。このように、車体を基準傾斜角に傾けることで、路面勾配に関わらず、搭乗部１４を水平な姿勢に保持することが可能となり、乗員１５の不安感や不快感を解消するのと共に、横加速度許容量を左右で同程度とすることで、一方の旋回走行時の安定性を著しく低下させることを防ぎ、ある程度の操縦性を保障できる。

このように、本実施の形態においては、リンク機構６０を解放して車体を傾斜させる目標となる傾斜角を点として与えているが、ある程度の範囲として目標傾斜角を与えてもよい。これにより、目標傾斜角付近での細かいブレーキ制御が不要になり、ブレーキ状態の頻繁な切替に伴う振動の発生を防ぐことができる。

また、本実施の形態においては、目標傾斜角を所定の基準傾斜角に設定しているが、目標傾斜角を状況に応じて変化させてもよい。例えば、左右方向の路面勾配を取得する路面勾配取得手段を備え、常に車体が路面に対して垂直になるように目標傾斜角を修正してもよい。これにより、走行路面の状態が変化する度にブレーキ制御を実行する必要がなくなる。

さらに、車両１０の走行目標に応じて、目標傾斜角を変化させてもよい。例えば、乗員１５によって旋回目標が入力された場合には、目標傾斜角を旋回円内側に移してもよい。これにより、リンクモータ６１の故障時においても、正常時に近い旋回性能を達成することができる。

そして、傾斜方向判定の結果、車体の予測される傾斜方向が基準傾斜角へ向かう方向であり、方向がＯＫであると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、傾斜角速度判定を行い、速度がＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ４−４）。なお、方向がＯＫでないと判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−７）、ブレーキ制御処理を終了する。

傾斜角速度判定では、車体の傾斜角速度が許容範囲内であるか否かを判定する。そして、実際の車体傾斜角速度の絶対値と予測された解放時傾斜角速度の絶対値が共に所定の閾値以下である場合に、許容範囲内であると判定する。車体の傾斜角速度が高くなるとリンクブレーキ６２を作動することで、車体の傾斜角速度を所定の制限値以下に抑え、速く傾斜することによる乗員１５の不安感、及び、その後の停止時における衝撃に対する乗員１５の不快感や倒立姿勢制御への悪影響を軽減する。

そして、傾斜角速度判定の結果、車体の予測される傾斜角速度が許容範囲内であり、速度がＯＫであると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、乗員許可判定を行い、許可がＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ４−５）。なお、速度がＯＫでないと判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−７）、ブレーキ制御処理を終了する。

乗員許可判定では、乗員１５がリンクブレーキ６２の解除を許可しているか否かを判定する。主制御ＥＣＵ２１は、復帰許可スイッチ３２の操作状態を許可信号受信の有無によって判定し、許可信号を受信した場合には、乗員１５は許可していると判定する。これにより、リンクブレーキ６２の解除に伴う車体の不意の傾斜によって乗員１５に不安感を与えることを防ぐと共に、リンクモータ６１が異常状態にあることを乗員１５に認識させることができる。

なお、本実施の形態においては、乗員１５がリンクブレーキ６２の解除を許可しない限り、傾斜方向予測によるブレーキ制御を実行しないが、特定の条件下では、乗員１５の許可状況に関わらずブレーキ制御を実行してもよい。例えば、車体が目標傾斜角から所定の角度以上離れた位置で固定された場合には、乗員１５の許可状況に関わらず、ブレーキ制御を実行してもよい。これにより、リンク機構６０を適切な状態に回転させる好機を確実に活かすことができる。

そして、乗員許可判定の結果、乗員１５がリンクブレーキ６２の解除を許可し、許可がＯＫであると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、リンクブレーキ６２を解除し（ステップＳ４−６）、ブレーキ制御処理を終了する。なお、許可がＯＫでないと判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−７）、ブレーキ制御処理を終了する。

ブレーキ制御処理では、３つの条件がすべて適切である場合に限り、リンクブレーキ６２を解除する。具体的には、主制御ＥＣＵ２１からリンクブレーキ６２に作動電圧を入力する。

なお、本実施の形態においては、車体傾斜センサ４１によって計測された左右車体傾斜角（ロール角）に基づいて制御を実行しているが、他のセンサによって取得された状態量で代用してもよい。例えば、リンクモータ６１の回転角又はリンク機構６０の状態を計測するリンクセンサを備え、その計測値を車体傾斜角に換算してブレーキ制御を実行してもよい。この場合、路面勾配への適応は困難であるが、車体傾斜センサ４１が不要となり、安価なシステムを実現できる。あるいは、別途路面勾配を計測又は推定する手段を備え、その取得値とリンク機構６０の状態量から車体傾斜角を推定してもよい。

また、本実施の形態においては、リンクモータ６１の異常時に限り、前記ブレーキ制御を実行しているが、他の場面で実行してもよい。例えば、バッテリの残量低下によって節電を要求された場合に前記ブレーキ制御を実行することで、消費電力を低減することができる。

このように、本実施の形態において、主制御ＥＣＵ２１は、リンクブレーキ６２を解除した場合に車体が傾斜する方向を予測する傾斜方向予測手段を備え、目標傾斜角に近付く方向への傾斜を予測した場合にリンクブレーキ６２を解除する。具体的には、傾斜方向予測手段は、車体の傾斜角速度と作用トルク推定値によって傾斜方向を予測する。この場合、作用トルクが所定時間だけ作用した後の傾斜角速度を推定して、傾斜方向を予測する。そして、リンク機構６０の停止時において、作用トルクが目標傾斜角の方向に働くと予測される場合にリンクブレーキ６２を解除する。また、リンク機構６０の移動時において、目標傾斜角に向かう傾斜角速度が所定の閾値よりも高い場合にリンクブレーキ６２を解除する。さらに、車体傾斜角と車両横加速度によって作用トルクを推定する。この場合、重力、摩擦力及び遠心力の影響を考慮する。また、車体の傾斜速度が所定の閾値よりも高い場合には、リンクブレーキ６２を作動する。さらに、車両制御装置２０は、傾斜許可手段としての復帰許可スイッチ３２を備え、乗員１５がリンクブレーキ６２の解除を許可した場合に、リンクブレーキ６２を解除する。また、車体を傾斜させるリンクモータ６１のトルク発生が不可能な場合にブレーキ制御を実行する。この場合、搭乗部１４が水平になる角度を目標傾斜角とする。

これにより、リンクモータ６１の異常に伴い、車体が大きく傾いた状態で停止し、固定された場合であっても、車体の姿勢が適切な状態に自動的に復帰する。したがって、車体傾斜によって乗員１５に与える不快感及び不安感、並びに、操縦性の低下が解消されるので、安全で快適な倒立型の車両１０を提供できる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図５は本発明の第２の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。

本実施の形態においては、車体傾斜状態の計測値を用いずに、ブレーキ制御処理を実行する。

リンク機構６０の回転角の計測値から車体傾斜角を求める場合、リンクモータ６１の故障状態によっては、トルクの付加と車体傾斜角の取得が同時に不可能となる可能性がある。例えば、リンクモータ６１の電流制御に必要な位相角の取得とリンク機構６０の回転角の取得に共通のセンサを用いる場合、そのセンサが故障すると、トルク制御と傾斜角取得が同時に不可能になる。このような故障モードに備えて、別のフェイルセーフ手段を用意することが必要であり、安価な車両１０の実現が困難になる可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、リンクブレーキ６２の解除継続時間を制限する。具体的には、周期信号取得手段を備え、周期信号出力時に限り、リンクブレーキ６２の解除を許可する。また、作用トルクの方向と異常発生直前の車体傾斜角に基づいて、リンクブレーキ６２の状態を制御する。具体的には、作用トルクの値と異常発生直前の車体傾斜角の値との積が負である場合、リンクブレーキ６２を解除する。この場合、作用トルクの推定に、異常発生直前の車体傾斜角の値を用いる。さらに、基準傾斜角検出手段を備え、車体が基準傾斜角に到達したときリンクブレーキ６２の解除を禁止する。

これにより、リンク機構６０のトルク付加と傾斜状態取得の両方が不可能であっても、ブレーキ制御処理を実行可能とすることができ、より安全で安価な倒立型の車両１０を提供することができる。

図５に示されるように、本実施の形態においては、車両制御装置２０は、基準傾斜角検出手段としての基準傾斜角検出センサ６６を備える。該基準傾斜角検出センサ６６は、車体が基準傾斜角に到達したことを検出すると、到達信号を主制御ＥＣＵ２１に送信する。

本実施の形態においては、基準傾斜角検出センサ６６として、光検出型の近接センサを用いる。具体的には、車体を含む傾斜部に遮蔽（へい）板を具備し、固定部の基準傾斜角に相当する位置に発光部と受光部とを具備し、発光部からの光が遮蔽板によって遮られることで受光部が受光できない場合に、到達信号を主制御ＥＣＵ２１に送信する。

なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

次に、本実施の形態における車両１０の動作について説明する。ここでは、ブレーキ制御処理について説明する。

図６は本発明の第２の実施の形態におけるブレーキ制御処理の動作を示すフローチャートである。

本実施の形態では、ブレーキ制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、センサから各状態量を取得する（ステップＳ４−１１）。具体的には、駆動輪センサ５１から駆動輪回転角又は回転角速度を取得する。

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、作用トルクを予測する（ステップＳ４−１２）。この場合、主制御ＥＣＵ２１は、各状態量から、車体に作用する作用トルク（車体作用トルク）Ｍ₁を下記の式によって取得する。

作用トルクＭ₁を表す上記の式の各項は以下の作用に相当する。
第１項：車体が傾くことによる重力の作用
第２項：車両１０が旋回することによる遠心力の作用
なお、上記式の中の各駆動輪回転角速度の値は、駆動輪回転角の計測値を１階時間微分（差分）することで得られる。

このように、モータ異常発生直前の車体傾斜角に基づいて、該車体傾斜角の影響を考慮する。具体的には、最後に取得した車体傾斜角の計測値によって、車体傾斜による重力の影響を考慮する。実質的にモータ異常発生後の最大車体傾斜角に相当する異常発生直前の値を用いることで、実際の車体傾斜角すなわち重力トルクよりも小さく推定すること、及び、誤った推定の結果としてブレーキ解除時に車体が更に大きく傾斜することを確実に防ぐことができる。したがって、車体傾斜状態を取得できない場合でも、確実に車体を適切な傾斜状態に導くことができる。

続いて、主制御ＥＣＵ２１は、傾斜方向判定を行い、方向がＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ４−１３）。すなわち、作用トルクが基準傾斜角へ向かう方向に作用しているか否かを判定する。判定条件、すなわち、適切な方向であると判定する条件は、下記の式によって表される。

本実施の形態における傾斜方向判定では、車体に作用するトルクが車体を目標傾斜角へ向かう方向に作用しているか否かを判定する。具体的には、車体の目標傾斜角に相当する値を零とする場合、モータ異常発生直前の車体傾斜角と推定された作用トルクとの積が所定の負の値よりも小さいときに、適切な方向であると判定する。このように、モータ異常発生直前の車体傾斜角について、その正負によって車体を傾斜させるべき方向を判定することにより、モータ異常発生後に車体傾斜角が不明であっても、車体を目標傾斜角に向けて移動させることが可能となり、モータ異常発生時の車体姿勢をある程度適切な状態に復帰させることができる。

なお、本実施の形態においては、目標傾斜角に相当する位置に基準傾斜角検出センサ６６を１つ備えるが、基準傾斜角検出センサ６６を複数備え、各取付位置を目標傾斜角の候補として、それらを路面勾配や旋回走行目標に応じて選択できるようにしてもよい。これにより、選択的な目標傾斜角に車体傾斜状態を誘導することが可能となる。

そして、傾斜方向判定の結果、作用トルクが基準傾斜角へ向かう方向に作用し、方向がＯＫであると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、周期信号許可判定を行い、時刻がＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ４−１４）。なお、方向がＯＫでないと判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−１８）、ブレーキ制御処理を終了する。

周期信号許可判定では、リンクブレーキ６２の解除が許可されている時刻であるか否かを判定する。判定条件、すなわち、リンクブレーキ６２を解除する条件は、下記の式によって表される。

なお、ｔは時刻、Ｔ_Hは解除許可時間（所定値）、Ｔ_Lは解除禁止時間（所定値）である。

周期信号許可判定（解除継続時間制限）では、時刻によって、リンクブレーキ６２の解除を禁止する。具体的には、リンクブレーキ６２の解除の許可と禁止を周期的に繰り返す。つまり、所定の解除許可時間だけ解除を許可した後、所定の解除禁止時間だけ解除を禁止することを繰り返す。このように、リンクブレーキ６２の解除を継続する時間を所定の解除許可時間内に制限することで、車体傾斜状態を取得できない場合でも、車体の傾斜角速度が過剰に上昇することを確実に防止できる。

なお、本実施の形態においては、他の解除許可条件とは無関係に、周期的なリンクブレーキ６２の強制作動を実行しているが、他の条件に適応させてもよい。例えば、傾斜方向判定でリンクブレーキ６２の解除を許可された時点からの時間を時刻として、周期信号許可判定を実行してもよい。これにより、車体をより効率的に素早く目標傾斜角に誘導できる。

そして、周期信号許可判定の結果、リンクブレーキ６２の解除が許可され、時刻がＯＫであると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、乗員許可判定を行い、許可がＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ４−１５）。なお、時刻がＯＫでないと判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−１８）、ブレーキ制御処理を終了する。

そして、乗員許可判定の結果、乗員１５がリンクブレーキ６２の解除を許可し、許可がＯＫであると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、基準傾斜角到達判定を行い、未到達であるか否かを判定する（ステップＳ４−１６）。なお、許可がＯＫでないと判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−１８）、ブレーキ制御処理を終了する。

基準傾斜角到達判定では、車体が既に基準傾斜角に到達しているか否かを判定する。この場合、主制御ＥＣＵ２１は、車体が基準傾斜角に到達しているか否かを到達信号受信の有無によって判定し、到達信号を受信した場合には、車体が基準傾斜角に到達していると判定する。これにより、車体傾斜状態の計測値を取得不可能であっても、車体を適切な傾斜角で固定できる。

なお、本実施の形態においては、車体を傾斜させる目標となる傾斜角を点として与えているが、ある程度の範囲として目標傾斜角を与えてもよい。例えば、車体の基準傾斜角から所定値だけ異なる角度に相当する２点に基準傾斜角検出センサ６６をそれぞれ取り付け、一方の基準傾斜角検出センサ６６から到達信号を受信した時点で、車体傾斜角が許容範囲内に存在すると判断して、以降のブレーキ解除を禁止してもよい。

そして、基準傾斜角到達判定の結果、車体が未だに基準傾斜角に到達しておらず、未到達であると判定された場合、主制御ＥＣＵ２１は、リンクブレーキ６２を解除し（ステップＳ４−１７）、ブレーキ制御処理を終了する。なお、到達していると判定された場合には、リンクブレーキ６２を作動し（ステップＳ４−１８）、ブレーキ制御処理を終了する。

ブレーキ制御処理では、４つの条件がすべて適切である場合に限り、リンクブレーキ６２を解除する。具体的には、主制御ＥＣＵ２１からリンクブレーキ６２に作動電圧を入力する。

このように、本実施の形態においては、車体傾斜状態の計測値を用いずに、ブレーキ制御処理を実行する。具体的には、周期信号出力時に限り、リンクブレーキ６２の解除を許可する。また、作用トルクの値と異常発生直前の車体傾斜角の値との積が負である場合、リンクブレーキ６２を解除する。さらに、車体が基準傾斜角に到達したときリンクブレーキ６２の解除を禁止する。

これにより、リンク機構６０のトルク付加と傾斜状態取得の両方が不可能であっても、ブレーキ制御処理の実行が可能となり、より安全で安価な倒立型の車両１０を提供することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図７は本発明の第３の実施の形態における車両の傾斜状態を示す図、図８は本発明の第３の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図７において、（ａ）は旋回走行、（ｂ）はブレーキ作動、（ｃ）はブレーキ解除、（ｄ）は状態復帰を示す。

本実施の形態においては、車両１０が３輪以上の車輪を有するものである場合について説明する。つまり、前記車両１０は、例えば、前輪が１輪であり後輪が２輪である３輪車、前輪が２輪であり後輪が１輪である３輪車、前輪及び後輪が２輪である４輪車等であるが、３輪以上の車輪を有するものであれば、いかなる種類のものであってもよい。

ここでは、説明の都合上、前記車両１０が、車体の前方に配設され、操舵（だ）輪として機能する１つの前輪と、車体の後方に配設され、駆動輪１２として機能する左右２つの後輪とを有する３輪車であるものとして説明する。この場合、車両１０は、前記第１及び第２の実施の形態と同様に、リンク機構６０によって左右の後輪のキャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、旋回性能の向上と図示しない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、倒立振り子の姿勢制御のような姿勢制御は行わないものとする。すなわち、車体の前後方向の姿勢制御は行わないものとする。

また、本実施の形態における車両１０の入力装置３０は、図に示されるように、ジョイスティック３１を備えておらず、その代わりに、ハンドル３３、スロットルグリップ３４及びブレーキレバー３５を操縦装置として備える。

前記ハンドル３３は、一般的なオートバイ、自転車等において使用されている棒状の部材であり、前輪に直結している。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１５によるハンドル３３の操作に応じて操舵輪としての前輪は舵角を変化させ、これにより、車両１０の進行方向が変化する。

また、前記スロットルグリップ３４は、一般的なオートバイ等において使用されているスロットルグリップと同様の部材であり、棒状のハンドル３３の一端に回転可能に取り付けられ、その回転角度、すなわち、スロットル開度に応じて、車両１０を加速するような走行指令を入力する装置である。

さらに、前記ブレーキレバー３５は、一般的なオートバイ、自転車等において使用されているブレーキレバーと同様の部材であり、棒状のハンドル３３の一端に揺動可能に取り付けられ、その操作角度、すなわち、ブレーキ操作量に応じて、車両１０を減速するような走行指令を入力する装置である。

また、車体制御システム４０は、横加速度センサ４２を備える。該横加速度センサ４２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の横加速度を検出する。

そして、前記車両制御装置２０によって姿勢制御が行われることで、車両１０は、旋回走行時には、図７（ａ）に示されるように、車体を旋回円内側に傾けた状態で旋回する。そして、旋回走行中にリンクモータ６１に異常が発生すると、すなわち、アクチュエータ異常が発生すると、リンクブレーキ６２を作動させる。すると、図７（ｂ）に示されるように、旋回終了後も、車体傾斜状態が保持される。続いて、所定の条件が満たされるとブレーキ解除が行われ、再び旋回走行中にリンクブレーキ６２を解除して旋回円外側への車体傾斜を許可する。すると、図７（ｃ）に示されるように、遠心力の作用により、車体を起き上がらせる。そして、図７（ｄ）に示されるように、リンク機構６０が回転し、車体が直立状態に復帰する。そして、この状態、すなわち、復帰状態で、再度リンクブレーキ６２を作動させ、リンク機構６０を固定する。

次に、本実施の形態における構成の車両１０の動作について詳細に説明する。ここでは、走行及び姿勢制御処理の概要についての説明は省略し、まず、ブレーキ制御処理について説明する。

本実施の形態において、車両左右加速度α_Lは、横加速度センサ４２によって取得される。また、車体制御システム４０がヨーレートセンサを備える場合には、次式によって得ることもできる。これは、本実施の形態においては、車両１０が３輪車なので、前記第１の実施の形態のように、左右輪の回転差に基づいて車両左右加速度α_Lを算出すると、正確な値を得ることができないからである。
α_L＝ｖω
ここで、ｖは左右輪平均車速〔ｍ／ｓ〕であり、ωはヨーレート〔ｒａｄ／ｓ〕であり、ヨーレートセンサの出力である。

なお、ヨーレートωは、前輪の舵角から、次式によって得ることもできる。
ω＝ｖ・tan θ／Ｌ
ここで、θは舵角であり、Ｌは車両１０のホイールベース〔ｍ〕である。

なお、ブレーキ制御処理におけるその他の点の説明は、前記第１の実施の形態と同様であるので、省略する。

このように、本実施の形態においては、３輪以上の車輪を有する車両１０の場合も、車体傾斜によって乗員１５に与える不快感及び不安感、並びに、操縦性の低下が解消されるので、安全で快適な車両１０を提供できる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図９は本発明の第４の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。

本実施の形態においては、車両制御装置２０は、基準傾斜角検出手段としての基準傾斜角検出センサ６６を備える。該基準傾斜角検出センサ６６は、車体が基準傾斜角に到達したことを検出すると、到達信号を主制御ＥＣＵ２１に送信する。

なお、その他の点の構成については、前記第３の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

そして、本実施の形態においては、リンクブレーキ６２の解除継続時間を制限する。具体的には、周期信号取得手段を備え、周期信号出力時に限り、リンクブレーキ６２の解除を許可する。また、作用トルクの方向と異常発生直前の車体傾斜角に基づいて、リンクブレーキ６２の状態を制御する。具体的には、作用トルクの値と異常発生直前の車体傾斜角の値との積が負である場合、リンクブレーキ６２を解除する。この場合、作用トルクの推定に、異常発生直前の車体傾斜角の値を用いる。さらに、車体が基準傾斜角に到達したときリンクブレーキ６２の解除を禁止する。

なお、ブレーキ制御処理の動作については、前記第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

これにより、本実施の形態においては、リンク機構６０のトルク付加と傾斜状態取得の両方が不可能であっても、ブレーキ制御処理を実行可能とすることができ、より安全で安価な倒立型の車両１０を提供することができる。

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。

本発明は、車両に適用することができる。

１０車両
１２駆動輪
１５乗員
２０車両制御装置
２１主制御ＥＣＵ
３２復帰許可スイッチ
６０リンク機構
６１リンクモータ
６２リンクブレーキ

Claims

回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、
前記車体を左右に傾斜させる車体左右傾斜機構と、
該車体左右傾斜機構を固定する傾斜機構ブレーキと、
前記駆動輪に付与する駆動トルク及び／又は前記車体の左右傾斜を制御して前記車体の姿勢を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、前記傾斜機構ブレーキを解除した際の車体の左右傾斜方向を予測する傾斜方向予測手段を備え、前記車体が目標傾斜角に近付く方向へ傾斜することを前記傾斜方向予測手段が予測した場合に前記傾斜機構ブレーキを解除することを特徴とする車両。
前記傾斜方向予測手段は、前記車体の左右傾斜角速度及び前記車体を左右傾斜させるように作用する作用トルクの推定値によって前記左右傾斜方向を予測する請求項１に記載の車両。
前記傾斜方向予測手段は、前記作用トルクが所定時間だけ作用した後の左右傾斜角速度を推定して前記左右傾斜方向を予測する請求項２に記載の車両。
前記傾斜方向予測手段は、車体の左右傾斜角及び横加速度によって前記作用トルクを推定する請求項２又は３に記載の車両。
前記車両制御装置は、前記車体の左右傾斜角速度が所定の閾値より高い場合に前記傾斜機構ブレーキを作動する請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
所定の周期で断続的に発信する周期信号を取得する周期信号取得手段を更に備え、
前記車両制御装置は、前記周期信号取得手段が前記周期信号を取得できないときに前記傾斜機構ブレーキの解除を禁止する請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
前記車両制御装置は、傾斜許可手段を備え、乗員が前記傾斜許可手段を操作して、傾斜機構ブレーキの解除を許可した場合に前記傾斜機構ブレーキを解除する請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
前記車両制御装置は、前記車体左右傾斜機構を作動させる傾斜用アクチュエータのトルク発生が不可能な場合に前記傾斜機構ブレーキの制御を実行する請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両。