JP2011230651A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜走行用の駆動部に故障が発生したときでも応急的に走行させることができるようにする。
【解決手段】運転者が搭乗するための搭乗部と、運転者が車両を操縦するための操縦装置と、所定の車輪と連結され、互いに揺動自在に連結された複数のリンクを備えたリンク機構と、リンク機構を作動させることによって、路面に対して前記車両の全体を傾斜させる駆動部と、該駆動部に故障が発生したかどうかを判断し、駆動部に故障が発生したと判断した場合に、傾斜抑制装置を作動させて車両の傾斜を抑制する故障処置処理手段とを有する。駆動部に故障が発生したかどうかが判断され、駆動部に故障が発生したと判断されると、傾斜抑制装置が作動させられて車両の傾斜が抑制されるので、車両を応急的に走行させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関するものである。

従来、車両においては、一般的に、乗員である運転者のほかに、複数の他の乗員を収容することができるようになっているが、運転者だけが乗車することが多く、その場合、エネルギーが無用に消費されてしまう。このことから、１人乗り用の車両が提供されている。

ところが、一人乗り用の車両においては、例えば、運転者が乗車するのに伴って重心の位置が高くなり、車両を旋回させるとき、すなわち、旋回時における安定性（以下「旋回安定性」という。）が低くなってしまう。

そこで、例えば、二輪車においては、運転者が、旋回時に旋回中心側に傾斜させて走行させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１５５６７１号公報

しかしながら、前記二輪車においては、運転者が走行状態に応じて傾斜させるので、適正な角度だけ傾斜させることが困難であり、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりしてしまう。

そこで、リンク機構、傾斜走行用の駆動部としてのリンクモータ等を配設し、旋回時に前記リンクモータを駆動してリンク機構を作動させ、操舵角及び遠心力に応じた角度だけ傾斜させることができるようにした車両が考えられる。

その場合、操舵角及び遠心力に応じた角度だけ車両を傾斜させることができるので、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがなくなる。

ところが、例えば、前記リンクモータに故障が発生して、リンク機構を適正に作動させることができなくなると、車両を走行させることが困難になることがある。

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、傾斜走行用の駆動部に故障が発生したときでも応急的に走行させ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、運転者が搭乗するための搭乗部と、運転者が車両を操縦するための操縦装置と、所定の車輪と連結され、互いに揺動自在に連結された複数のリンクを備えたリンク機構と、該リンク機構を作動させることによって、路面に対して前記車両の全体を傾斜させる駆動部と、該駆動部に故障が発生したかどうかを判断し、駆動部に故障が発生したと判断した場合に、傾斜抑制装置を作動させて車両の傾斜を抑制する故障処置処理手段とを有する。

本発明によれば、車両においては、運転者が搭乗するための搭乗部と、運転者が車両を操縦するための操縦装置と、所定の車輪と連結され、互いに揺動自在に連結された複数のリンクを備えたリンク機構と、該リンク機構を作動させることによって、路面に対して前記車両の全体を傾斜させる駆動部と、該駆動部に故障が発生したかどうかを判断し、駆動部に故障が発生したと判断した場合に、傾斜抑制装置を作動させて車両の傾斜を抑制する故障処置処理手段とを有する。

この場合、駆動部に故障が発生したかどうかが判断され、駆動部に故障が発生したと判断されると、傾斜抑制装置が作動させられて車両の傾斜が抑制されるので、車両を応急的に走行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三輪車の制御ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における三輪車の右側面図である。 本発明の第１の実施の形態における三輪車の背面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構を示す背面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における三輪車を傾斜させた状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における制御部の動作を示すメインフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における横加速度算出処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における合成横加速度を演算する方法を説明するための概念図である。 本発明の第１の実施の形態における横加速度推定処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における傾斜制御処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における故障処置処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるエアバッグ装置を作動させた状態を示す図である。 図１４のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるエアバッグ装置を作動させた状態を示す図である。

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。この場合、車両としての三輪車について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における三輪車の右側面図、図３は本発明の第１の実施の形態における三輪車の背面図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構を示す背面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構を示す断面図、図６は本発明の第１の実施の形態における三輪車を傾斜させた状態を示す図である。

図において、１０は三輪車であり、該三輪車１０は、車両本体Ｂｄ、及び該車両本体Ｂｄに対して回転自在に配設された三つの車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒを備える。

また、前記車両本体Ｂｄは、乗員である運転者が搭乗するための搭乗部１１、該搭乗部１１と車輪１２Ｆとを連結する前輪フォーク１７、前記搭乗部１１より後方に配設された支持部２０、前記搭乗部１１より前方に配設され、運転者が三輪車１０を操縦するための操縦装置４１、前記支持部２０より後方に配設され、三輪車１０の所定の傾斜部位、本実施の形態においては、三輪車１０の全体を路面１８に対して左右に傾斜（リーン）させるための車両傾斜装置４３等を備える。前記支持部２０は、車輪１２Ｌ、１２Ｒの上方において水平に延びる部位２０ａを備え、該部位２０ａによって荷台部分が形成される。なお、前記搭乗部１１と支持部２０とは図示されない連結部を介して連結される。

また、前記支持部２０、車両傾斜装置４３、車輪１２Ｌ、１２Ｒ等によって本体部６１が、車輪１２Ｆ、前輪フォーク１７、操縦装置４１等によって、三輪車１０を操舵するための操舵部が、該操舵部及び搭乗部１１によって搭乗・操舵部６２が構成される。

前記車輪１２Ｆは、車両本体Ｂｄの前側における所定の位置、本実施の形態においては、三輪車１０の幅方向における中央に、前記前輪フォーク１７に対して回転自在に配設され、前輪として、かつ、操舵用の車輪（操舵輪）として機能する。なお、前記車輪１２Ｆの車軸に、車速ｖを検出する車速検出部としての車速センサ５４が配設される。

また、車輪１２Ｌ、１２Ｒは、車両本体Ｂｄの後側における所定の位置、本実施の形態においては、三輪車１０の幅方向における左右の両端に、前記支持部２０に対して回転自在に配設され、後輪として、かつ、走行用の車輪（駆動輪）として機能する。そのために、前記車輪１２Ｌ、１２Ｒには、それぞれ、三輪車１０を走行させるための走行用の駆動部としての駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒが配設され、該駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを駆動することによって車輪１２Ｌ、１２Ｒを回転させることができるようになっている。前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒは、それぞれ車輪１２Ｌ、１２Ｒ内に収容され、インホイールモータを構成する。なお、Ｌｈは、車輪１２Ｆの車軸と各車輪１２Ｌ、１２Ｒの車軸との距離、すなわち、前後輪間距離（ホイールベース）である。

本実施の形態において、前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒとしては、速度制御、トルク制御等が可能なサーボモータが使用されるが、他の種類のモータを使用することができる。また、本実施の形態においては、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒがそれぞれ車輪１２Ｌ、１２Ｒ内に収容されるようになっているが、駆動モータを、車輪１２Ｆに配設したり、各車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒに配設したりすることができる。さらに、駆動モータを車両本体Ｂｄの所定の箇所に配設し、駆動モータと車輪１２Ｆとを連結したり、駆動モータと車輪１２Ｌ、１２Ｒとを連結したり、駆動モータと車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒとを連結したりすることもできる。

さらに、本実施の形態においては、車両本体Ｂｄの前側に一つの車輪１２Ｆが、車両本体Ｂｄの後側に二つの車輪１２Ｌ、１２Ｒが配設されるようになっているが、車両本体Ｂｄの前側に二つの車輪を、車両本体Ｂｄの後側に一つの車輪を配設することができる。また、車両が二輪車である場合は、車両本体の左右の両端に車輪が配設され、車両が四輪車である場合は、車両本体の前側及び後側の左右の両端に車輪が配設される。

前記搭乗部１１は、運転者が着座するための部位である座席１１ａ、該座席１１ａより前方に配設され、運転者の足を置くための部位であるフットレスト１１ｂ、該フットレスト１１ｂの前端から斜めに立ち上げて配設された風よけ部１１ｃ、及び前記座席１１ａの後端から上方に向けて立ち上げて形成された背もたれ部１１ｄを備える。なお、本実施の形態において、三輪車１０は一人乗り用とされ、搭乗部１１に運転者だけが搭乗することができるようになっているが、搭乗部１１に運転者及び他の乗員を搭乗させたり、搭乗部１１の後方の車輪１２Ｌ、１２Ｒの上に補助搭乗部を形成し、該補助搭乗部に他の乗員を搭乗させたりすることができる。

また、前記前輪フォーク１７は、例えば、付勢部材としてのスプリングが内蔵されたテレスコピックタイプのフォークであり、サスペンション装置（懸架装置）として機能する。

そして、前記操縦装置４１は、三輪車１０の進行方向を変えたり、三輪車１０を旋回させたりするための第１の操作部としての、かつ、操舵部材としてのハンドルバー４１ａ、速度メータ、インジケータ等の表示要素としての図示されないメータ類、始動スイッチ、ボタン等の操作要素としての図示されないスイッチ類等を備える。なお、前記ハンドルバー４１ａに代えて、第１の操作部としての、かつ、操舵部材としてのステアリングホイール、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等を配設することができる。

また、風よけ部１１ｃの上端には、図示されない操舵軸部材が、上端を下端より後方に位置させ、傾斜させた状態で回転自在に配設され、該操舵軸部材に前記ハンドルバー４１ａ及び前輪フォーク１７が取り付けられる。したがって、運転者が前記ハンドルバー４１ａを操作して操舵軸部材を回動させると、前輪フォーク１７及び車輪１２Ｆは、前記ハンドルバー４１ａの回動に応じて所定の舵角で回動させられ、三輪車１０の進行方向を変える。

なお、前記ハンドルバー４１ａには、三輪車１０を加速（発進も含む。）させるための第２の操作部としての、かつ、加速操作部材としての図示されないアクセルグリップ、及び三輪車１０を減速（制動も含む。）させるための第３の操作部としての、かつ、第１の減速操作部材としてのブレーキレバーが配設される。また、前記フットレスト１１ｂには、三輪車１０を減速させるための第４の操作部としての、かつ、第２の減速操作部材としての図示されないブレーキペダル等が配設される。

したがって、運転者は、前記ハンドルバー４１ａ、アクセルグリップ、ブレーキレバー、ブレーキペダル等を操作して、所定の走行条件（例えば、進行方向、旋回方向、旋回半径、走行速度等）で三輪車１０を走行させることができる。

また、前記操縦装置４１には、前記ハンドルバー４１ａの操作量、すなわち、操舵量としての操舵角βを検出する操舵量検出部としての図示されない操舵角センサ、前記アクセルグリップの操作量である加速操作量を検出する加速操作量検出部としての図示されないアクセルセンサ、前記ブレーキレバー、ブレーキペダル等の操作量である減速操作量を検出する減速操作量検出部としての図示されないブレーキセンサ等が配設される。なお、前記操舵角βは、運転者が三輪車１０に対して要求する要求旋回量を表す。

そして、前記車両傾斜装置４３は、車輪１２Ｌ、１２Ｒを支持する支持機構としての、かつ、三輪車１０の全体を傾斜させる車両傾斜機構としてのリンク機構３０、及び該リンク機構３０を作動させ、三輪車１０を傾斜させるためのアクチュエータとしての、かつ、傾斜用の駆動部としてのリンクモータ２５を備える。本実施の形態において、該リンクモータ２５としては、速度制御、トルク制御等が可能なサーボモータが使用されるが、他の種類のモータを使用することもできる。

前記リンク機構３０は、図４及び５に示されるように、リンクモータ２５より前方に配設された第１のリンク機構部としての前リンク機構部３０Ａ、リンクモータ２５より後方に配設された第２のリンク機構部としての後リンク機構部３０Ｂを備え、所定の車輪、本実施の形態においては、車輪１２Ｌ、１２Ｒと連結される。

前記後リンク機構部３０Ｂは、車輪１２Ｌの内側において、上下方向に延在させて配設され、駆動モータ５１Ｌを支持する左側の縦リンクユニット３３Ｌ、車輪１２Ｒの内側において、上下方向に延在させて配設され、駆動モータ５１Ｒを支持する右側の縦リンクユニット３３Ｒ、前記縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒの各上端部において、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに対して相対的に揺動自在に連結された上側の横リンクユニット３１Ｕ、前記縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒの各下端部において、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに対して相対的に揺動自在に連結された下側の横リンクユニット３１Ｄ、及び上下方向に延在させて配設され、上端において、前記支持部２０に対して回転不能に固定され、かつ、横リンクユニット３１Ｕに対して相対的に揺動自在に連結され、下端において、横リンクユニット３１Ｄに対して相対的に揺動自在に連結された中央縦部材２１を備える。

また、前記前リンク機構部３０Ａは、前記縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒ、該縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒの各上端部において、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに対して相対的に揺動自在に連結された上側の横リンクユニット３６Ｕ、前記縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒの各下端部において、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに対して相対的に揺動自在に連結された下側の横リンクユニット３６Ｄ、及び上下方向に延在させて配設され、上端において、前記支持部２０に対して回転不能に固定され、かつ、横リンクユニット３６Ｕに対して相対的に揺動自在に連結され、下端において、横リンクユニット３６Ｄに対して相対的に揺動自在に連結された中央縦部材３７を備える。

なお、前記縦リンクユニット３３Ｌによって第１のリンクが、前記縦リンクユニット３３Ｒによってと第２のリンクが、横リンクユニット３１Ｕ、３６Ｕによって第３のリンクが、横リンクユニット３１Ｄ、３６Ｄによって第４のリンクが、中央縦部材２１、３７によって第５のリンクが構成される。

また、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒと横リンクユニット３１Ｕ、３６Ｕとは、前リンク機構部３０Ａと後リンク機構部３０Ｂとの間を延びる上側の連結要素としての連結軸ｐｎ１、ｐｎ２によって、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒと横リンクユニット３１Ｄ、３６Ｄとは、前リンク機構部３０Ａと後リンク機構部３０Ｂとの間を延びる下側の連結要素としての連結軸ｐｎ３、ｐｎ４によって連結される。

そして、中央縦部材２１と横リンクユニット３１Ｕとは、出力軸Ｌｓｈと同軸上に延びる上側の連結要素としての連結軸ｐｎ５によって連結され、中央縦部材２１、３７と横リンクユニット３１Ｄとは、前リンク機構部３０Ａと後リンク機構部３０Ｂとの間を延びる、下側の連結要素としての連結軸ｐｎ６によって連結される。

前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒは、それぞれ、固定部材としての図示されないケース、該ケースに取り付けられた図示されないステータ、該ステータに対して回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータに取り付けられた図示されない出力軸を備え、前記各ケースがそれぞれ縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに固定され、各出力軸が車輪１２Ｌ、１２Ｒの軸に連結される。

また、前記リンクモータ２５は、前記支持部２０の部位２０ａから下方に垂下させて配設された支持プレート２２を介して支持部２０に固定される。前記リンクモータ２５は、固定部材としてのケースｃｓ１、該ケースｃｓ１に取り付けられた図示されないステータ、該ステータに対して回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータに取り付けられた前記出力軸Ｌｓｈを備え、前記ケースｃｓ１が支持プレート２２を介して支持部２０及び中央縦部材２１に対して回転不能に固定され、出力軸Ｌｓｈが前記横リンクユニット３１Ｕに対して回転不能に固定される。

したがって、リンクモータ２５を駆動して出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して所定の角度だけ回動させると、後リンク機構部３０Ｂにおいて、横リンクユニット３１Ｕが、支持部２０及び中央縦部材２１に対して前記角度だけ回動させられ、前リンク機構部３０Ａ及び後リンク機構部３０Ｂが連動し、リンク機構３０が作動して屈曲させられる。その結果、図６に示されるように、三輪車１０は前記角度だけ傾斜させられる。これに伴って、車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、路面１８に対して鉛直な状態を表す鉛直状態から前記角度だけ傾斜させられ、キャンバが付与された状態になる。

また、前記リンクモータ２５は、出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して任意の角度で回転不能に固定するための図示されないロック機構を備える。該ロック機構は、ブレーキ等のメカニカルな機構によって形成される。なお、ロック機構によって出力軸Ｌｓｈがケースｃｓ１に対して回転不能に固定されている間、リンクモータ２５において電力は消費されない。

さらに、本実施の形態においては、前記リンクモータ２５に故障が発生したときに、三輪車１０が無用に傾斜しないように、傾斜抑制装置としての、かつ、車両保護装置としての図示されないエアバッグ装置が配設される。該エアバッグ装置は、リンク機構３０における所定の箇所、本実施の形態においては、前記支持プレート２２における上端の左右に配設されたインフレータ（ガス発生装置）５８、バッグ等を備える。

本実施の形態においては、ケースｃｓ１が支持部２０及び中央縦部材２１に対して回転不能に固定され、出力軸Ｌｓｈが前記横リンクユニット３１Ｕに対して回転不能に固定されるが、ケースｃｓ１を前記横リンクユニット３１Ｕに対して回転不能に固定し、出力軸Ｌｓｈを支持部２０及び中央縦部材２１に対して回転不能に固定することができる。

前記車両本体Ｂｄには、搭乗部１１の後方若しくは下方又は支持部２０に、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒ及びリンクモータ２５のエネルギー供給源である図示されないバッテリ装置、及び図示されない制御部が配設される。

ところで、三輪車１０を旋回させると、旋回経路における旋回中心から径方向外方に向けて遠心力が発生する。このとき、図６に示されるように、三輪車１０を旋回中心側に傾斜させると、遠心力と三輪車１０に加わる重力加速度とが相殺され、遠心力が重力加速度の分だけ小さくなる。すなわち、三輪車１０の高さ方向に高さ方向軸ｓｈ１を、三輪車１０の幅方向（高さ方向軸ｓｈ１に対して直角の方向）に幅方向軸ｓｈ２を採ると、遠心力の幅方向軸ｓｈ２上の成分、すなわち、幅方向成分が重力加速度の幅方向成分の分だけ小さくなる。このとき、遠心力の幅方向成分によって三輪車１０に加わる横加速度が、重力加速度の幅方向成分によって三輪車１０に加わる横加速度の分だけ小さくなる。

そして、遠心力の幅方向成分と重力加速度の幅方向成分とを等しくすると、三輪車１０に加わる横加速度は０（零）になり、この状態で、三輪車１０及び運転者には、見かけ上、遠心力の高さ方向軸ｓｈ１上の成分、すなわち、高さ方向成分と重力加速度の高さ方向成分との合成成分だけが加わる。

そこで、本実施の形態においては、旋回時に、三輪車１０に加わる横加速度が０になるように三輪車１０を傾斜させることによって、旋回安定性を高くするとともに、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがないようにしている。

そのために、三輪車１０の所定の部位（箇所）、本実施の形態においては、背もたれ部１１ｄの背面に、複数の、本実施の形態においては、二つの横加速度検出部としての第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが、互いに異なる高さに配設される。前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、一般的な加速度センサ、ジャイロセンサ等から成るセンサであり、前記背もたれ部１１ｄに加わる第１、第２の横加速度ａ１、ａ２を検出する。

本実施の形態においては、三輪車１０に第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが配設されるようになっているが、三輪車１０に横加速度センサを一つだけ配設したり、三つ以上配設したりすることができる。

なお、三輪車１０に横加速度センサを一つだけ配設する場合、不要な加速度成分が検出されてしまうことがある。例えば、三輪車１０の走行中に、路面１８の窪（くぼ）みに車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方だけが落下した場合、三輪車１０が傾斜させられ、それに伴って横加速度センサが変位するので、所定の横加速度が検出される。

また、三輪車１０には、例えば、車輪１２Ｌ、１２Ｒのタイヤのような、弾性を有し、ばねとして機能する部位が存在するタイヤが使用されるので、各部品間の接続部分等にガタが不可避的に発生する。したがって、ばねとして機能する部位の伸縮、ガタの発生等に伴って横加速度センサが変位するので、所定の横加速度が検出される。このように、遠心力に直接起因しない不要な加速度成分が検出されてしまうことがある。

本実施の形態においては、前述されたように、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが配設されるので、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂを適切な位置に配設することによって不要な加速度成分を取り除くことができる。

また、本実施の形態において、図３に示されるように、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、それぞれ、搭乗部１１の背もたれ部１１ｄの背面において、重力方向における路面１８からの距離、すなわち、高さがＬ１、Ｌ２の位置に配設され、該高さＬ１、Ｌ２は、
Ｌ１＞Ｌ２
にされる。高さＬ１、Ｌ２の差で表されるセンサ間距離ΔＬは、小さいほど第１、第２の横加速度ａ１、ａ２の差が小さくなるので、十分に大きく、例えば、０．３〔ｍ〕以上になるように第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが配設される。

なお、三輪車１０が傾斜させられる際の揺動中心、すなわち、ロール中心は、厳密には路面１８よりわずかに下方に位置するが、本実施の形態においては、路面１８上に位置すると考える。

前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、いずれも、リンク機構３０より上方の、車輪１２Ｆの車軸と左右の車輪１２Ｌ、１２Ｒの車軸との間の運転者に可能な限り近い箇所において、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、車両本体Ｂｄがサスペンション等のばねで支持されている場合には、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂを、いずれも、いわゆる「ばね上」に配設することが望ましい。さらに、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、いずれも、三輪車１０を上方から見たとき、進行方向に延在する三輪車１０の中心軸上に位置させられ、中心軸に対してオフセットされないことが望ましい。

そして、三輪車１０の旋回時に、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって第１、第２の横加速度ａ１、ａ２が検出されると、前記制御部において、第１、第２の横加速度ａ１、ａ２に基づいて合成された横加速度、すなわち、合成横加速度が０になるようにリンクモータ２５のフィードバック制御が行われ、遠心力に応じた角度だけ三輪車１０が旋回中心側に傾斜させられる。したがって、三輪車１０に加わる合成横加速度が０になるので、旋回安定性を高くすることができる。

ところで、前記三輪車１０において、例えば、前記リンクモータ２５に故障が発生して、リンク機構３０を適正に作動させることができなくなると、三輪車１０を走行させることが困難になることがある。

その場合、前記リンクモータ２５に故障が発生したときに、前記ロック機構によって出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して回転不能に固定し、三輪車１０が無用に傾斜しないようにすることが考えられるが、出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して回転不能に固定すると、旋回時に三輪車１０を傾斜させることができなくなるので、旋回安定性が低くなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、前記リンクモータ２５に故障が発生したときに、前記エアバッグ装置を作動させ、リンク機構３０の作動を抑制し、三輪車１０の傾斜を抑制するようにしている。

次に、三輪車１０の制御装置について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における三輪車の制御ブロック図である。

図において、４６は三輪車１０の全体の制御を行う制御部であり、三輪車１０を傾斜させるための傾斜制御システムを構成する。この場合、制御部４６の電源がオンにされている間、傾斜制御システムにおいては、所定の制御周期Ｔｓ（例えば、０．２〔ｍｓ〕）で各種の処理が行われる。また、前記制御部４６は、コンピュータとして機能する演算装置としての図示されないＣＰＵ、第１の記憶装置としてのＲＡＭ、第２の記憶装置としてのＲＯＭ、入出力インタフェース等を備え、前記ＲＡＭ及びＲＯＭは、磁気ディスク、半導体メモリ等から成る。

そして、前記制御部４６には、第１横加速度センサ４４ａ、第２横加速度センサ４４ｂ、操舵角センサ５３、車速センサ５４、リンクモータ２５を駆動するためのインバータ装置等から成るモータ駆動部５５、リンクモータ２５を駆動するための所定のパラメータの検出値、本実施の形態においては、回転速度を検出する回転速度検出部としてのエンコーダ５７、エアバッグ装置を作動させる駆動源としてのインフレータ５８等が接続される。該インフレータ５８は点火装置を備え、該点火装置は、制御部４６から作動信号ＳＧを受けると、ガス発生剤を着火させてガスを発生させ、バッグを膨出させる。

また、前記制御部４６は、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって検出された第１、第２の横加速度ａ１、ａ２に基づいて合成横加速度ａを算出する横加速度算出処理手段としての横加速度演算部４８、操舵角センサ５３によって検出された操舵角β、及び車速センサ５４によって検出された車速ｖに基づいて、三輪車１０に加わる推定横加速度ａｆを算出する横加速度推定処理手段としての横加速度推定部４９、前記合成横加速度ａ及び推定横加速度ａｆに基づいてリンクモータ２５を駆動するための所定のパラメータの指令値、本実施の形態においては、速度指令値Ｎ^* をモータ駆動部５５に対して出力する傾斜制御処理手段としての傾斜制御部５１、所定のパラメータの検出値、本実施の形態においては、エンコーダ５７によって検出された回転速度（実回転速度）Ｎ及び前記速度指令値Ｎ^* に基づいてリンクモータ２５に故障が発生したかどうかを判断し、故障が発生した場合に、インフレータ５８に作動信号ＳＧを送り、ガスを発生させ、エアバッグ装置を作動させる故障処置処理手段としての故障処置部６５等を備える。

次に、前記制御部４６の動作について説明する。

図７は本発明の第１の実施の形態における制御部の動作を示すメインフローチャート、図８は本発明の第１の実施の形態における横加速度算出処理のサブルーチンを示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における合成横加速度を演算する方法を説明するための概念図、図１０は本発明の第１の実施の形態における横加速度推定処理のサブルーチンを示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ処理のサブルーチンを示す図、図１２は本発明の第１の実施の形態における傾斜制御処理のサブルーチンを示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態における故障処置処理のサブルーチンを示す図、図１４は本発明の第１の実施の形態におけるエアバッグ装置を作動させた状態を示す図、図１５は図１４のＡ−Ａ断面図である。

まず、横加速度演算部４８は、横加速度算出処理を行い、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって検出された第１、第２の横加速度ａ１、ａ２に基づいて合成横加速度ａを算出する（ステップＳ１）。次に、横加速度推定部４９は、横加速度推定処理を行い、操舵角センサ５３によって検出された操舵角β、及び車速センサ５４によって検出された車速ｖに基づいて、三輪車１０に加わる横加速度を推定し、推定横加速度ａｆを算出する（ステップＳ２）。

続いて、制御部４６の図示されない故障発生判断処理手段は、故障発生判断処理を行い、故障処置部６５によって、後述される故障処置処理が行われているかどうかを、故障検出状態フラグＦＬが１（オン）であるかどうかによって判断する（ステップＳ３）。

故障検出状態フラグＦＬが１ではなく、故障処置部６５による故障処置処理が行われていない場合、前記傾斜制御部５１は、傾斜制御処理を行い、横加速度演算部４８から合成横加速度ａを、横加速度推定部４９から推定横加速度ａｆを読み込み、前記合成横加速度ａ及び推定横加速度ａｆに基づいて、リンクモータ２５を駆動するための速度指令値Ｎ^* をモータ駆動部５５に対して出力する（ステップＳ４）。

続いて、前記故障処置部６５は、故障処置処理を行い、回転速度Ｎ及び前記速度指令値Ｎ^* を読み込み、回転速度Ｎ及び速度指令値Ｎ^* に基づいてリンクモータ２５に故障が発生したかどうかを判断するとともに、リンクモータ２５に故障が発生した場合に、インフレータ５８に作動信号ＳＧを送り、ガスを発生させ、エアバッグ装置を作動させ、リンクモータ２５の故障に対する処置を行う（ステップＳ５）。

次に、図８及び９に基づいて、横加速度演算部４８の動作について説明する。

まず、前記横加速度演算部４８は、第１、第２の横加速度ａ１、ａ２を読み込み（ステップＳ１−１、Ｓ１−２）、第１、第２の横加速度ａ１、ａ２の差を表す横加速度差Δａ
Δａ＝ａ１−ａ２
を算出する（ステップＳ１−３）。

次に、前記横加速度演算部４８は、第１横加速度センサ４４ａと第２横加速度センサ４４ｂの高さＬ１、Ｌ２を前記ＲＯＭから読み出すことによって取得し（ステップＳ１−４）、高さ方向軸ｓｈ１上の第１横加速度センサ４４ａと第２横加速度センサ４４ｂとの距離、すなわち、センサ間距離ΔＬ
ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２
を算出する（ステップＳ１−５）。なお、前記高さＬ１、Ｌ２はあらかじめＲＯＭに記録される。また、センサ間距離ΔＬをあらかじめ算出し、ＲＯＭに記録することができる。

続いて、前記横加速度演算部４８の図示されない合成横加速度差算出処理手段は、合成横加速度差算出処理を行い、第２の横加速度ａ２、高さＬ２、センサ間距離ΔＬ及び横加速度差Δａに基づいて、前記合成横加速度ａを式（１）に基づいて算出する（ステップＳ１−６）。

ａ＝ａ２−（Ｌ２／ΔＬ）・Δａ …（１）
なお、第１の横加速度ａ１、高さＬ１、センサ間距離ΔＬ及び横加速度差Δａに基づいて、前記合成横加速度ａを式（２）に基づいて算出することができる。

ａ＝ａ１−（Ｌ１／ΔＬ）・Δａ …（２）
この場合、式（１）及び（２）によって前記合成横加速度ａを算出すると、理論上は同じ値を得ることができるが、三輪車１０を傾斜させたときの円周方向の変位によって加わる加速度はロール中心からの距離に比例するので、実際には、ロール中心に近い方の第２横加速度センサ４４ｂの検出値である第２の横加速度ａ２を基準にして合成横加速度ａを算出することが望ましい。そこで、本実施の形態においては、式（１）によって合成横加速度ａが算出される。

そして、前記横加速度演算部４８は、傾斜制御部５１に算出した合成横加速度ａを送る（ステップＳ１−７）。

次に、図１０及び１１に基づいて、横加速度推定部４９の動作について説明する。

まず、前記横加速度推定部４９は、横加速度推定処理を行い、操舵角β及び車速ｖを読み込むことによって取得する（ステップＳ２−１、Ｓ２−２）。

そして、前記横加速度推定部４９の図示されないフィルタ処理手段は、フィルタ処理を行い、操舵角βに対してフィルタ処理を行う（ステップＳ２−３）。そのために、前記フィルタ処理手段は、制御周期Ｔｓを読み込み（ステップＳ２−３−１）、車速ｖに対応するカットオフ周波数ｗ（ｖ）を算出する（ステップＳ２−３−２）。なお、本実施の形態において、カットオフ周波数ｗ（ｖ）は、車速ｖに反比例する関数で表されるが、他の関数で表すことができる。また、ＲＯＭのマップに車速とカットオフ周波数とをあらかじめ対応させて記録しておき、マップを参照してカットオフ周波数を読み出すことによって取得することもできる。

続いて、前記フィルタ処理手段は、前回の傾斜制御で算出された操舵角βｏｌｄをＲＡＭから読み出し（ステップＳ２−３−３）、前記操舵角βｏｌｄ、制御周期Ｔｓ、カットオフ周波数ｗ（ｖ）及び操舵角βに基づいて、式（３）によって、フィルタ処理された操舵角、すなわち、処理操舵角β（ｔ）を算出する（ステップＳ２−３−４）。なお、操舵角βｏｌｄの初期値は０にされる。

式（３）は、バンドパスフィルタとして一般的に使用されるＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタであり、一次遅れ系のローパスフィルタであるカットオフ周波数可変ローパスフィルタによるフィルタ処理を表す。このように、車速ｖに応じてカットオフ周波数ｗ（ｖ）を変化させてフィルタ処理が行われるので、三輪車１０を高速で走行させたとき、すなわち、高速走行時における安定性（以下「走行安定性」という。）を高くすることができる。

続いて、前記フィルタ処理手段は、処理操舵角β（ｔ）を操舵角βｏｌｄとしてＲＡＭに記録する（ステップＳ２−３−５）。

このようにして、前記フィルタ処理において処理操舵角β（ｔ）が算出されると、前記横加速度推定部４９の図示されない推定横加速度算出処理手段は、推定横加速度算出処理を行い、前後輪間距離Ｌｈを読み込み（ステップＳ２−４）、該前後輪間距離Ｌｈ、車速ｖ及び処理操舵角β（ｔ）に基づいて、式（４）によって、推定横加速度ａｆを算出する（ステップＳ２−５）。

そして、前記横加速度推定部４９は、傾斜制御部５１に推定横加速度ａｆを送る（ステップＳ２−６）。

次に、図１２に基づいて、傾斜制御部５１の動作について説明する。

まず、前記傾斜制御部５１の図示されない横加速度取得処理手段は、横加速度取得処理を行い、横加速度演算部４８から合成横加速度ａを読み込む（ステップＳ４−１）。

続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない微分値算出処理手段は、微分値算出処理を行い、ＲＡＭから前回の傾斜制御で記録された合成横加速度ａｏｌｄを読み出すとともに、制御周期Ｔｓを読み込み、合成横加速度ａの微分値δａ
δａ＝ｄａ／ｄｔ
＝（ａ−ａｏｌｄ）／Ｔｓ
を算出する（ステップＳ４−２）。そして、前記微分値算出処理手段は、合成横加速度ａを合成横加速度ａｏｌｄとしてＲＡＭに記録する。なお、合成横加速度ａｏｌｄの初期値は０にされる。

続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない第１の制御値算出処理手段としての比例制御値算出処理手段は、第１の制御値算出処理としての比例制御値算出処理を行い、比例制御用の第１の制御ゲインとしての比例ゲインＧｐ及び合成横加速度ａに基づいて、第１の制御値としての比例制御値Ｕｐ
Ｕｐ＝Ｇｐ・ａ
を算出する（ステップＳ４−３）。

次に、前記傾斜制御部５１の図示されない第２の制御値算出処理手段としての微分制御値算出処理手段は、第２の制御値算出処理としての微分制御値算出処理を行い、微分制御用の第２の制御ゲインとしての微分ゲインＧｄ及び微分値δａに基づいて、第２の制御値としての微分制御値Ｕｄ
Ｕｄ＝Ｇｄ・δａ
を算出する（ステップＳ４−４）。

続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない推定横加速度取得処理手段は、推定横加速度取得処理を行い、前記横加速度推定部４９から推定横加速度ａｆを読み込む（ステップＳ４−５）。そして、前記傾斜制御部５１の図示されない推定微分値算出処理手段は、推定微分値算出処理を行い、ＲＡＭから前回の傾斜制御で記録された推定横加速度ａｆｏｌｄを読み込むとともに、制御周期Ｔｓを読み込み、推定横加速度ａｆの微分値δａｆ
δａｆ＝ｄａｆ／ｄｔ
＝（ａｆ−ａｆｏｌｄ）／Ｔｓ
を算出する（ステップＳ４−６）。続いて、前記推定微分値算出処理手段は、推定横加速度ａｆを推定横加速度ａｆｏｌｄとしてＲＡＭに記録する。なお、推定横加速度ａｆｏｌｄの初期値は０にされる。

次に、前記傾斜制御部５１の図示されない第３の制御値算出処理手段としての推定微分制御値算出処理手段は、第３の制御値算出処理としての推定微分制御値算出処理を行い、微分制御用の第３の制御ゲインとしての微分ゲインＧｄｆ及び微分値δａｆに基づいて、第３の制御値としての推定微分制御値Ｕｄｆ
Ｕｄｆ＝Ｇｄｆ・δａｆ
を算出する（ステップＳ４−７）。

続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない第４の制御値算出処理手段としての傾斜制御用制御値算出処理手段は、第４の制御値算出処理としての傾斜制御用制御値算出処理を行い、比例制御値Ｕｐ、微分制御値Ｕｄ及び推定微分制御値Ｕｄｆを読み込み、傾斜制御用の制御値Ｕｏ
Ｕｏ＝Ｕｐ＋Ｕｄ＋Ｕｄｆ
を算出する（ステップＳ４−８）。

そして、前記傾斜制御部５１の図示されない傾斜制御用出力処理手段は、傾斜制御用出力処理を行い、前記制御値Ｕｏを速度指令値Ｎ^* としてモータ駆動部５５に出力する（ステップＳ４−９）。

次に、図１３〜１５に基づいて故障処置部６５の動作について説明する。

まず、該故障処置部６５の図示されない回転速度取得処理手段は、回転速度取得処理を行い、回転速度Ｎを読み込み、続いて、故障処置部６５の図示されないノイズ除去処理手段は、ノイズ除去処理を行い、回転速度Ｎの検出に当たり、ノイズを除去するために、０に近い値に設定された閾（しきい）値±Ｎｔｈを読み込み、
−Ｎｔｈ≦Ｎ≦＋Ｎｔｈ
であるかどうかを判断し（ステップＳ５−１）、
−Ｎｔｈ≦Ｎ≦＋Ｎｔｈ
である場合、回転速度Ｎを０にする（ステップＳ５−２）。

続いて、故障処置部６５の図示されない故障発生判断処理手段は、故障発生判断処理を行い、リンクモータ２５に故障が発生したかどうかを判断する。

そのために、前記故障発生判断処理手段の故障発生条件成立判断処理手段は、故障発生条件成立判断処理を行い、回転速度Ｎ及び速度指令値Ｎ^* を読み込み、回転速度Ｎ及び速度指令値Ｎ^* の正負が互いに逆であるかどうかによって、第１の故障発生条件が成立するかどうかを判断する（ステップＳ５−３、Ｓ５−４）。

すなわち、
Ｎ^* ＜０
であり、かつ、
Ｎ≧０
である場合、又は、
Ｎ^* ≧０
であり、かつ、
Ｎ＜０
である場合、前記故障発生条件成立判断処理手段は、回転速度Ｎ及び速度指令値Ｎ^* の正負が互いに逆であり、第１の故障発生条件が成立すると判断して、制御部４６に配設された図示されないカウンタのカウント値Ｃｎｔ（初期値は０にされる。）をインクリメントし（ステップＳ５−５）、
Ｎ^* ＜０
であり、かつ、
Ｎ≧０
ではなく、
Ｎ^* ≧０
であり、かつ、
Ｎ＜０
でもない場合、前記故障発生条件成立判断処理手段は、回転速度Ｎ及び速度指令値Ｎ^* の正負が同じあり、第１の故障発生条件が成立しないと判断して、カウント値Ｃｎｔを０にする。（ステップＳ５−６）。

続いて、前記故障発生条件成立判断処理手段は、カウント値Ｃｎｔを読み込み、カウント値Ｃｎｔがあらかじめ設定された値ｔｃより大きくなったかどうかによって、第２の故障発生条件が成立するかどうかを判断する（ステップＳ５−７）。そして、第２の故障発生条件が成立すると、故障発生判断処理手段はリンクモータ２５に故障が発生したと判断する。

本実施の形態において、故障処置処理は制御周期Ｔｓごとに行われるので、カウント値Ｃｎｔが初期値からインクリメントされ、値ｔｃより大きくなるまでの時間は、約０．５〔秒〕になる。したがって、故障発生判断処理に応答遅れがあっても、故障発生判断処理手段はリンクモータ２５に故障が発生したかどうかを正確に判断することができる。

このようにして、故障発生判断処理においてリンクモータ２５に故障が発生したと判断されると、前記故障処置部６５の図示されないフェールセーフ処理手段は、フェールセーフ処理を行い、インフレータ５８に作動信号ＳＧを送り、ガスを発生させ、エアバッグ装置を作動させる（ステップＳ５−８）。

続いて、前記故障処置部６５の図示されない故障検出状態設定処理手段は、故障検出状態設定処理を行い、故障検出状態フラグＦＬを１に設定する（オンにする）（ステップＳ５−９）。

このようにして、エアバッグ装置が作動させられると、図１４及び１５に示されるように、各インフレータ５８から下方に向けてバッグ９１が膨出させられ、所定のリンク間、本実施の形態においては、リンクモータ２５と縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒとの間に進入して、リンクモータ２５を包囲する。

ところで、図６に示されるように、リンク機構３０が作動させられ、三輪車１０が傾斜させられると、中央縦部材２１、３７及び縦リンクユニット３３Ｌに対して横リンクユニット３１Ｕ、３１Ｄ、３６Ｕ、３６Ｄが回動させられるので、中央縦部材２１、３７と縦リンクユニット３３Ｌとの間の距離、及び中央縦部材２１、３７と縦リンクユニット３３Ｒとの間の距離が短くなる。

そこで、本実施の形態においては、リンクモータ２５に故障が発生したときに、リンクモータ２５と縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒとの間（特に、リンクモータ２５と連結軸ｐｎ１、ｐｎ２との間）に前記バッグ９１を膨出させることによって、内部のガスの圧力による反発力を発生させ、中央縦部材２１、３７と縦リンクユニット３３Ｌとの間の距離、及び中央縦部材２１、３７と縦リンクユニット３３Ｒとの間の距離が短くなるのをバッグ９１によって抑制するようにしている。したがって、リンク機構３０が過剰に屈曲するのを防止することができ、三輪車１０が無用に傾斜するのを防止することができる。

また、バッグ９１は、膨出させられた状態で弾性を有するので、三輪車１０の旋回時に、前記バッグ９１の反発力に抗してリンク機構３０を作動させ、三輪車１０を傾斜させることができる。したがって、旋回安定性が過剰に低くなることがなく、三輪車１０を応急的に走行させることができる。

このように、本実施の形態においては、リンクモータ２５に故障が発生したと判断されると、エアバッグ装置が作動させられて三輪車１０の傾斜が抑制されるので、三輪車１０を応急的に走行させることができる。

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、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図１６は本発明の第２の実施の形態におけるエアバッグ装置を作動させた状態を示す図である。

この場合、駆動源としてのインフレータ５８は横リンクユニット３１Ｕにおける連結軸ｐｎ１、ｐｎ２よりわずかに中央縦部材２１側に配設される。

エアバッグ装置が作動させられると、図に示されるように、各インフレータ５８から上方及び下方に向けてバッグ９１が膨出させられ、アクチュエータとしての、かつ、傾斜用の駆動部としてのリンクモータ２５と縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒとの間に進入して、リンクモータ２５を包囲する。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０ 三輪車
１１ 搭乗部
１２Ｌ、１２Ｒ 車輪
１８ 路面
２１、３７ 中央縦部材
２５ リンクモータ
３０ リンク機構
３１Ｕ、３１Ｄ、３６Ｕ、３６Ｄ 横リンクユニット
３３Ｌ、３３Ｒ 縦リンクユニット
４１ 操縦装置
６５ 故障処置部

Claims (5)

1. 運転者が搭乗するための搭乗部と、
   運転者が車両を操縦するための操縦装置と、
   所定の車輪と連結され、互いに揺動自在に連結された複数のリンクを備えたリンク機構と、
   該リンク機構を作動させることによって、路面に対して前記車両の全体を傾斜させる駆動部と、
   該駆動部に故障が発生したかどうかを判断し、駆動部に故障が発生したと判断した場合に、傾斜抑制装置を作動させて車両の傾斜を抑制する故障処置処理手段とを有することを特徴とする車両。
2. 車両の所定の部位に配設され、該部位に加わる横加速度を検出する横加速度検出部と、
   該横加速度検出部によって検出された横加速度に基づいて傾斜制御を行い、前記駆動部を駆動する傾斜制御処理手段とを有する請求項１に記載の車両。
3. 前記故障処置処理手段は、前記駆動部を駆動するための所定のパラメータの指令値及び検出値に基づいて駆動部に故障が発生したかどうかを判断する請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記傾斜抑制装置は、前記リンク機構の作動を抑制することによって車両の傾斜を抑制する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記傾斜抑制装置はエアバッグ装置であり、バッグを膨出させ、前記リンク機構における所定のリンク間に進入させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。

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