JP2012153348A

JP2012153348A - 車両

Info

Publication number: JP2012153348A
Application number: JP2011016947A
Authority: JP
Inventors: Koki Hayashi; 弘毅林; 裕司 ▲高▼倉; Yuji Takakura; Shinji Yamamoto; 伸司山本
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: WO2012102388A1; JP5413377B2; US20130304318A1; US9037347B2; CN103339025A; CN103339025B

Abstract

【課題】車両を安定させて走行させることができ、運転者が違和感を感じることがないようにする。
【解決手段】本体部と、搭乗部と、操舵部と、車両傾斜装置と、横加速度を検出する横加速度検出部と、横加速度に応じて傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、傾斜制御用の制御値に基づいてアクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、走行制御用の制御値に基づいて走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有する。前記走行制御処理手段は、車両の前後方向における重心の移動量を算出し、最大角加速度を算出し、最大角加速度に基づいて前記傾斜制御用の制御値の変動を制限する制御値制限処理手段を備える。
【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、複数の他の乗員が搭乗することができるようになっているが、運転者だけが車両に搭乗することが多く、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、例えば、三輪車、四輪車等の一人乗り用の車両が提供されている。

ところが、この種の一人乗り用の車両においては、運転者が搭乗するのに伴って重心の位置が高くなるので、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、旋回時に車両を旋回中心側に傾斜させることによって旋回安定性を高くすることができるようにした一人乗り用の車両が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−８８７４２号公報

しかしながら、前記従来の車両においては、適正な角度だけ傾斜させることが困難であり、旋回時に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、リンクモータ等を配設し、傾斜制御（姿勢制御）を行うことによって、旋回時に前記リンクモータを駆動し、車両に加わる横加速度が０（零）になるようにリンク機構を作動させ、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、例えば、三輪車が考えられる。

その場合、遠心力に応じた角度だけ三輪車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、所定の車輪が路面から浮いたり、窪（くぼ）みに落下したりしたときに、三輪車のジオメトリ、重心の位置等によって決まる動作限界を超えて三輪車が傾斜させられると、三輪車を安定させて走行させることができなくなり、運転者が違和感を感じてしまう。

本発明は、前記従来の三輪車の問題点を解決して、車両を安定させて走行させることができ、運転者が違和感を感じることがない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、走行用の車輪を備えた本体部と、該本体部と連結された搭乗部と、運転者によって操作される操舵部材、操舵用の車輪、前記操舵部材と操舵用の車輪とを連結し、前記搭乗部によって揺動自在に支持された操舵軸、及び車両を加速させるための加速操作部材を備えた操舵部と、車両における所定の傾斜部位を傾斜させるための車両傾斜機構、及び該車両傾斜機構を作動させるためのアクチュエータを備えた車両傾斜装置と、前記傾斜部位における所定の箇所に配設され、前記傾斜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応じて、前記傾斜部位を傾斜させるための傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、該傾斜制御処理手段によって発生させられた傾斜制御用の制御値に基づいて、前記アクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、運転者による前記加速操作部材の操作量に基づいて、車両を走行させるための走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、該走行制御処理手段によって発生させられた走行制御用の制御値に基づいて、前記走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有する。

そして、前記走行制御処理手段は、車両の前後方向における重心の移動量を算出する重心移動量算出処理手段、前記車両の前後方向における重心の移動量に基づいて最大角加速度を算出する最大角加速度算出処理手段、及び前記最大角加速度に基づいて前記傾斜制御用の制御値の変動を制限する制御値制限処理手段を備える。

本発明によれば、車両においては、走行用の車輪を備えた本体部と、該本体部と連結された搭乗部と、運転者によって操作される操舵部材、操舵用の車輪、前記操舵部材と操舵用の車輪とを連結し、前記搭乗部によって揺動自在に支持された操舵軸、及び車両を加速させるための加速操作部材を備えた操舵部と、車両における所定の傾斜部位を傾斜させるための車両傾斜機構、及び該車両傾斜機構を作動させるためのアクチュエータを備えた車両傾斜装置と、前記傾斜部位における所定の箇所に配設され、前記傾斜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応じて、前記傾斜部位を傾斜させるための傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、該傾斜制御処理手段によって発生させられた傾斜制御用の制御値に基づいて、前記アクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、運転者による前記加速操作部材の操作量に基づいて、車両を走行させるための走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、該走行制御処理手段によって発生させられた走行制御用の制御値に基づいて、前記走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有する。

この場合、車両の重心の移動量が算出され、重心の移動量に基づいて重心における最大角加速度が算出され、最大角加速度に基づいて傾斜制御用の制御値の変動が制限されるので、所定の車輪が路面から浮いたり、窪みに落下したりしたときに、車両のジオメトリ、重心の位置等によって決まる動作限界を超えて車両が傾斜させられることがなくなる。

したがって、車両を安定させて走行させることができるので、運転者が違和感を感じることがない。

本発明の第１の実施の形態における三輪車の傾斜制御システム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三輪車の左側面図である。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車両傾斜装置を示す図である。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最大角加速度設定処理のサブルーチンを示す図である。は本発明の第１の実施の形態における指令値制限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駆動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走行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走行駆動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傾斜制御部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合成横加速度を算出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三輪車の重心の位置を説明するための第１の図である。本発明の第１の実施の形態における三輪車の重心の位置を説明するための第２の図である。本発明の第１の実施の形態における最大角加速度を算出する方法を説明するための図である。本発明の第２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２の実施の形態における三輪車を部分的に傾斜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。

図２は本発明の第１の実施の形態における三輪車の左側面図（第三角法による左側面図）、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車両傾斜装置を示す図、図５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。

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とを連結する操舵軸としての前輪フォーク１７、前記搭乗部１１より後方に配設され、搭乗部１１を支持する支持部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の下方に配設され、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。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の前端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、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の後端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、三輪車１０の駆動力を発生させることができるようになっている。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、一つの駆動モータを、車輪１２Ｆに配設したり、各車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒにそれぞれ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における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。

また、本実施の形態においては、車両本体Ｂｄの前端に一つの車輪１２Ｆが、車両本体Ｂｄの後端に二つの車輪１２Ｌ、１２Ｒが配設されるようになっているが、車両本体Ｂｄの前端に二つの車輪を、車両本体Ｂｄの後端に一つの車輪を配設することができる。なお、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、車両本体の前端及び後端の左右の両端に車輪が配設される。

そして、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搭乗部本体としての、かつ、床部材としてのフットレスト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前支持部としてのフロントアーム１１ｃ、及び前記座席１１ａの後端から上方に向けて立ち上げて配設された背もたれ部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を広くして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によって形成され、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、前記フロントアーム１１ｃの上端には、操舵軸支持部としての図示されないステムホルダが、上端を下端より後方に位置させ、傾斜させた状態で一体に形成され、該ステムホルダによって前記ハンドルバー４１ａ、前輪フォーク１７、車輪１２Ｆ等が揺動自在に支持される。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を発進させたり、加速させたりするための第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。）させたり、停止させたりするための第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。前記アクセルグリップに代えて、前記フットレスト１１ｂに加速操作部材としてのアクセルペダルを配設することもできる。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、舵角、車速等）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、運転者による前記ハンドルバー４１ａの操作量、すなわち、操舵量としての操舵角γを検出する操舵量検出部としての図示されない舵角センサ、運転者による前記アクセルグリップの操作量である加速操作量としてのアクセル操作値α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、運転者による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としてのブレーキ操作値β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γは、三輪車１０に対して要求される要求旋回量を表す。

そして、三輪車１０の所定の箇所に、第１の角速度検出部としての、かつ、ヨーレート検出部としての図示されないヨーレートセンサが配設され、該ヨーレートセンサはヨーレートηを検出する。該ヨーレートηは、三輪車１０を旋回させたときの、車両本体Ｂｄに対して鉛直方向に延びる軸線を回転中心として三輪車１０が回転する回転角、すなわち、ヨー角の変化率であり、角速度で表される。なお、前記ヨーレートセンサは、例えば、ジャイロセンサから成り、三輪車１０が停止しているときの、水平な地面に対して平行な方向の平面内での前記角速度を検出することができるように取り付けられる。

さらに、三輪車１０の所定の箇所に、第２の角速度検出部としての、かつ、ロールレート検出部としての図示されないロールレートセンサが配設され、該ロールレートセンサはロールレートεを検出する。該ロールレートεは、三輪車１０がローリング（傾斜運動）したときの、前後方向に延びる軸線を回転中心として三輪車１０が回転する回転角、すなわち、ロール角の変化率であり、角速度で表される。なお、前記ロールレートセンサは、例えば、ジャイロセンサから成り、地面に対して垂直で、かつ、三輪車１０の進行方向に対して垂直な方向の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られる。

また、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ための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は、該リンクモータ２５として、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。

前記リンク機構３０は、車輪１２Ｌの内側（三輪車１０の中央側）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、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに対して相対的に回転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、縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに対して相対的に回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、上端が前記支持部２０に対して回動不能に固定され、横リンクユニット３１Ｕ、３１Ｄの中央部に、横リンクユニット３１Ｕ、３１Ｄに対して相対的に回動自在に連結された中央縦部材２１を備える。

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、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出力軸Ｌｓｈを備える。そして、前記ケースｃｓ１が前記支持プレート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、前記出力軸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。なお、前記出力軸Ｌｓｈは、中央縦部材２１と横リンクユニット３１Ｕとを回転自在に連結する連結軸と同一軸上に配設される。

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、横リンクユニット３１Ｕが、支持部２０及び中央縦部材２１に対して前記所定の角度だけ回動させられ、その結果、リンク機構３０が作動して屈曲させられる。その結果、図５に示されるように、三輪車１０は前記所定の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所定の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。

なお、前記リンクモータ２５には、三輪車１０が傾斜させられた角度をリンク角θとして検出する角度検出部としての図示されないリンク角センサが配設される。該リンク角センサは、ケースｃｓ１に対する出力軸Ｌｓｈ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。前述されたように、リンクモータ２５を駆動して出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して回転させると、横リンクユニット３１Ｕが、支持部２０及び中央縦部材２１に対して所定の角度だけ回動させられるので、ケースｃｓ１に対する出力軸Ｌｓｈの回転角を検出することによって、中央縦部材２１に対する横リンクユニット３１Ｕの角度の変化を前記リンク角θとして検出することができる。

また、前記リンクモータ２５は、出力軸Ｌｓｈを、ケースｃｓ１に対して任意の回転角で回転不能に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に対して前記回転角で回転不能にされている間、リンクモータ２５において電力は消費されない。

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に回転不能に固定することができる。

また、前記搭乗部１１の後方若しくは下方又は支持部２０には、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５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、遠心力を発生させる遠心加速度と三輪車１０に加わる重力加速度との合力は、見かけ上、車両本体Ｂｄの下方に向かうことになる。すなわち、三輪車１０の高さ方向（中央縦部材２１が延びる方向）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を採ったときの、遠心加速度の幅方向軸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、遠心加速度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、遠心加速度の高さ方向軸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、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、互いに異なる高さの位置に配設される。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、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、遠心力に直接起因しない不要な加速度成分が外乱として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の窪みに車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方が落下した場合、三輪車１０が傾斜し、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においては、車輪１２Ｌ、１２Ｒに、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配設され、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。

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が適切な位置に配設されるので、不要な加速度成分が検出されることがない。

また、本実施の形態においては、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が、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。そして、高さＬ１、Ｌ２の差で表されるセンサ間距離ΔＬが小さいほど第１、第２の横加速度ａ１、ａ２の差が小さくなり、不要な速度成分が検出されてしまうので、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、前記センサ間距離ΔＬを、十分に大きく、例えば、０．３〔ｍ〕以上になるようにして配設される。

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、前記高さＬ１、Ｌ２を路面１８からの距離とする。

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、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、背もたれ部１１ｄのよう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。なお、車両本体Ｂｄをサスペンション等のばねで支持するようにした場合には、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の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。

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と同じ箇所に、二つの前後加速度検出部としての図示されない第１前後加速度センサ及び第２前後加速度センサが配設される。前記第１前後加速度センサ及び第２前後加速度センサは、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、三輪車１０の前後方向における加速度を、第１、第２の前後加速度ｂ１、ｂ２として検出する。

次に、三輪車１０を傾斜させるための傾斜制御システムについて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における三輪車の傾斜制御システムを示すブロック図である。

図において、４０は三輪車１０の全体の制御を行う制御部であり、該制御部４０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、所定の制御周期Ｔｓ（例えば、５〔ｍｓ〕）で各種の処理が行われる。そして、前記制御部４０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図示されないＲＡＭ、第２の記憶装置としての図示されないＲＯＭ、入出力インタフェース等を備え、前記ＲＡＭ及びＲＯＭは、記録媒体として機能する磁気ディスク、半導体メモリ等から成る。

また、前記制御部４０には、前記第１横加速度センサ４４ａ、前記第２横加速度センサ４４ｂ、第１前後加速度センサ５０ａ、第２前後加速度センサ５０ｂ、アクセルセンサ４５、ブレーキセンサ４６、リンク角センサ４７、ロールレートセンサ４８、ヨーレートセンサ５３、車速センサ５４、舵角センサ５５、前記リンクモータ２５を駆動するためのインバータ装置等から成る第１の駆動回路としてのモータ駆動部５７、リンクモータ２５の回転速度（角速度）を検出する傾斜制御用の回転速度検出部としての速度センサ５８、前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを駆動するためのインバータ装置等から成る第２の駆動回路としてのモータ駆動部５９、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒの回転速度（角速度）を検出する走行制御用の回転速度検出部としての速度センサ６３Ｌ、６３Ｒ等が接続される。

なお、第１横加速度センサ４４ａは第１の横加速度ａ１を、第２横加速度センサ４４ｂは第２の横加速度ａ２を、第１前後加速度センサ５０ａは第１の前後加速度ｂ１を、第２前後加速度センサ５０ｂは第２の前後加速度ｂ２を、アクセルセンサ４５は前記アクセル操作値αを、ブレーキセンサ４６は前記ブレーキ操作値βを、リンク角センサ４７はリンク角θを、ロールレートセンサ４８はロールレートεを、ヨーレートセンサ５３はヨーレートηを、車速センサ５４は車速ｖを、舵角センサ５５は操舵角γを、速度センサ５８、６３Ｌ、６３Ｒは回転速度ＮＫ、ＮＬ、ＮＲをそれぞれ検出し、センサ出力として制御部４０に送る。なお、前記ヨーレートセンサ５３によって検出されたヨーレートηに基づいてハンドルバー４１ａの操舵角を算出することができる。

また、前記制御部４０は、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６５、前記合成横加速度ａに基づいてリンクモータ２５を駆動するための傾斜制御用の制御値としての速度指令値ｎｏを発生させる傾斜制御処理手段としての傾斜制御部７１、前記速度指令値ｎｏに基づいて、リンクモータ２５を駆動するための傾斜制御用の指令値としてのトルク指令値Ｔｏ^*を発生させ、モータ駆動部５７に送る傾斜駆動制御処理手段としての傾斜駆動制御部７２、アクセル操作値αに基づいて走行制御用の制御値としての、かつ、加速指令値としてのスロットル指令値αｓを発生させる走行制御処理手段としての走行制御部７３、前記スロットル指令値αｓに基づいて、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを駆動するための走行制御用の指令値としてのトルク指令値Ｔｓ^*を発生させ、モータ駆動部５９に送る走行駆動制御処理手段としての走行駆動制御部７４等を備える。

次に、前記制御部４０の動作について説明する。

図６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７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８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９は本発明の第１の実施の形態における最大角加速度設定処理のサブルーチンを示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における指令値制限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傾斜駆動制御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走行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走行駆動制御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傾斜制御部の制御ブロック図、図１５は本発明の第１の実施の形態における合成横加速度を算出する方法を説明するための概念図、図１６は本発明の第１の実施の形態における三輪車の重心の位置を説明するための第１の図、図１７は本発明の第１の実施の形態における三輪車の重心の位置を説明するための第２の図、図１８は本発明の第１の実施の形態における最大角加速度を算出する方法を説明するための図である。

まず、横加速度演算部６５は、横加速度算出処理を行い、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂから第１、第２の横加速度ａ１、ａ２を読み込み（取得し）、第１、第２の横加速度ａ１、ａ２に基づいて傾斜制御用の横加速度としての前記合成横加速度ａを算出し、該合成横加速度ａを傾斜制御部７１に送る（ステップＳ１）。次に、傾斜制御部７１は、傾斜制御処理を行い、横加速度演算部６５から合成横加速度ａを読み込み、該合成横加速度ａに基づいて前記速度指令値ｎｏを発生させ、傾斜駆動制御部７２に送る（ステップＳ２）。

次に、該傾斜駆動制御部７２は、傾斜駆動制御処理を行い、傾斜制御部７１から速度指令値ｎｏを、速度センサ５８から回転速度ＮＫを読み込み、速度指令値ｎｏ及び回転速度ＮＫに基づいて前記トルク指令値Ｔｏ^*を発生させ、モータ駆動部５７に送り、リンクモータ２５を駆動する（ステップＳ３）。

そして、前記走行制御部７３は、走行制御処理を行い、アクセルセンサ４５から前記アクセル操作値αを読み込み、該アクセル操作値αに基づいて、前記スロットル指令値αｓを発生させ、走行駆動制御部７４に送る（ステップＳ４）。

続いて、該走行駆動制御部７４は、走行駆動制御処理を行い、走行制御部７３からスロットル指令値αｓを読み込み、該スロットル指令値αｓに基づいて、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを駆動するための前記トルク指令値Ｔｓ^*を発生させ、モータ駆動部５９に送り、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを駆動する（ステップＳ５）。

次に、図７及び１５に基づいて横加速度算出処理手段の動作について説明する。

まず、前記横加速度演算部６５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６５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から読み出し（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）。前記高さＬ１、Ｌ２はあらかじめＲＯＭに記録される。なお、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６５の図示されない合成横加速度算出処理手段は、合成横加速度算出処理を行い、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）に基づいて算出し、ＲＡＭに記録する（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三輪車１０に加わる横加速度は、図１５に示される路面１８上のロール中心Ｃｎからの距離に比例するので、実際には、ロール中心Ｃｎ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、横加速度にノイズが加わるのを抑制する上で望ましい。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６５は、算出した合成横加速度ａを傾斜制御部７１に送る（ステップＳ１−７）。

次に、図８に基づいて傾斜制御処理手段の動作について説明する。

まず、前記傾斜制御部７１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６５から合成横加速度ａを読み込む（ステップＳ２−１）。

続いて、前記傾斜制御部７１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
を算出し、ＲＡＭに記録する（ステップＳ２−２）。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７１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Ｓ２−３）。

次に、前記傾斜制御部７１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Ｓ２−４）。

続いて、前記傾斜制御部７１の図示されない第３の制御値算出処理手段としての傾斜制御基準値算出処理手段は、第３の制御値算出処理としての傾斜制御基準値算出処理を行い、前記比例制御値Ｕｐ及び微分制御値Ｕｄを読み込み、比例制御値Ｕｐ及び微分制御値Ｕｄを加算して第３の制御値としての傾斜制御基準値Ｕｐｄ
Ｕｐｄ＝Ｕｐ＋Ｕｄ
を算出する（ステップＳ２−５）。

ところで、該傾斜制御基準値Ｕｐｄを速度指令値として傾斜駆動制御部７２に送り、リンクモータ２５を駆動して傾斜制御を行うと、遠心力に応じた角度だけ三輪車１０を傾斜させることができる。

ところが、車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方が路面１８から浮いたり、窪みに落下したりしたときに、三輪車１０のジオメトリ、重心の位置等によって決まる動作限界を超えて三輪車１０が傾斜させられると、三輪車１０を安定させて走行させることができなくなり、運転者が違和感を感じてしまう。

例えば、三輪車１０を降坂路で走行させたり、三輪車１０を制動させたりすると、三輪車１０の重心が前方に移動するが、その状態で傾斜制御が行われ、車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒと路面１８との３個の接地点を結んで形成される三角形の領域、すなわち、接地点間領域外に重心が移動すると、三輪車１０を安定させて走行させることができなくなり、運転者が違和感を感じてしまう。

そこで、前記傾斜制御部７１の図示されない最大角加速度設定処理手段は、最大角加速度設定処理を行い、三輪車１０のジオメトリ、重心の位置等によって決まる三輪車１０が傾斜可能な最大の角加速度、すなわち、最大角加速度δωｍａｘを算出し（ステップＳ２−６）、前記傾斜制御部７１の図示されない制御値制限処理手段としての指令値制限処理手段は、制御値制限処理としての指令値制限処理を行い、最大角加速度δωｍａｘ及び傾斜制御基準制御値Ｕｐｄに基づいて、変動が制限された速度指令値ｎｏを算出する（ステップＳ２−７）。なお、前記最大角加速度δωｍａｘは、三輪車１０の重心が移動し、車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方、例えば、車輪１２Ｒが路面１８から浮いたり、窪みに落下したりして三輪車１０が横方向に変位したときに三輪車１０が転倒することがないように重心の移動に対応させて設定され、重心における限界の角加速度を表す。

続いて、前記傾斜制御部７１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、変動が制限された前記速度指令値ｎｏを傾斜駆動制御部７２に送る（ステップＳ２−８）。

次に、図９及び図１６〜１８に基づいて最大角加速度設定処理手段の動作について説明する。

図１６及び１７において、Ｍは三輪車１０の重心、ｐｔ１〜ｐｔ３は車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒと路面１８との接地点、ＡＲ１はｐｔ１〜ｐｔ３を結んで形成される接地点間領域であり、該接地点間領域ＡＲ１によって、接地点ｐｔ１、ｐｔ２間に線分（左辺）Ｋ１を、接地点ｐｔ１、ｐｔ３間に線分（右辺）Ｋ２を、接地点ｐｔ２、ｐｔ３間に線分（底辺）Ｋ３を有する２等辺三角形が形成される。なお、本実施の形態において、前記重心Ｍは、三輪車１０自体だけでなく、搭乗している運転者及び積載されている積載物の重量を考慮した重心である。

ところで、三輪車１０を走行させる場合、重心Ｍは接地点間領域ＡＲ１内に置かれるのが好ましく、前述されたように、接地点間領域ＡＲ１外に重心Ｍが移動すると、三輪車１０を安定させて走行させることができなくなり、運転者が違和感を感じてしまう。

そこで、本実施の形態において、前記最大角速度設定処理手段は、傾斜制御が行われている間に、重心Ｍが接地点間領域ＡＲ１外に移動することがないように、最大角加速度δωｍａｘを算出する。

そのために、最大角加速度設定処理手段の情報取得処理手段は、情報取得処理を行い、前記第１前後加速度センサ５０ａによって検出された第１の前後加速度ｂ１、及び前記第２前後加速度センサ５０ｂによって検出された第２の前後加速度ｂ２を読み込み（取得し）（ステップＳ２−６−１、Ｓ２−６−２）、最大角加速度設定処理手段の前後加速度算出処理手段は、前後加速度算出処理を行い、重心Ｍの位置における三輪車１０の前後方向の加速度、すなわち、前後加速度を算出する（ステップＳ２−６−３）。

この場合、重心Ｍの高さ、すなわち、重心高をｈとすると、第１前後加速度センサ５０ａ及び第２前後加速度センサ５０ｂが、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の位置に配設されているので、重心Ｍにおける前後加速度ｂｍは、
ｂｍ＝（ｂ１−ｂ２）・ｈ／（Ｌ１−Ｌ２）＋ｂ１
−（ｂ１−ｂ２）Ｌ１／（Ｌ１−Ｌ２）
になる。

続いて、前記最大角加速度設定処理手段の重心移動量算出処理手段としての重心移動距離算出処理手段は、重心移動量算出処理としての重心移動距離算出処理を行い、三輪車１０に前後加速度ｂｍが加わったときの、重心Ｍの前後方向における初期位置Ｍｓからの移動量としての移動距離、すなわち、重心移動距離Ｌｍを算出する（ステップＳ２−６−４）。

この場合、重力加速度をｇ（９．８０６６５〔ｍ／ｓ²〕）とすると、重心移動距離Ｌｍは、
Ｌｍ＝ｂｍ・ｈ／ｇ
となる。なお、重心Ｍの初期位置Ｍｓは、三輪車１０が停止させられているとき、又は一定の速度で水平な道路を走行させられているときの重心の位置である。また、三輪車１０を減速させるときの前後加速度ｂｍ及び重心移動距離Ｌｍはいずれも正の値を採る。

次に、前記最大角加速度設定処理手段の左右安定距離算出処理手段は、左右安定距離算出処理を行い、前記重心移動距離Ｌｍに基づいて、傾斜制御により三輪車１０が傾斜させられたときの、三輪車１０の幅方向（左右方向）において重心Ｍの許容される移動量を表す左右安定距離ｗｓを算出する（ステップＳ２−６−５）。

この場合、重心Ｍを通り、前記線分Ｋ３と平行で、線分Ｋ１、Ｋ２と交差する線分Ｍ１と、線分Ｋ１、Ｋ２との各交点である揺動支点ｋ１、ｋ２間が左右安定領域とされ、揺動支点ｋ１、ｋ２間の距離は左右安定距離ｗｓとされる。

そして、前記前後車輪距離Ｌｈ、車輪１２Ｌ、１２Ｒ間の距離であるトレッドＷ、及び接地点ｐｔ１から初期位置Ｍｓまでの距離Ｌｓに基づいて、左右安定距離ｗｓ
ｗｓ＝（Ｌｓ−Ｌｍ）Ｗ／Ｌｈ
が算出される。

続いて、前記最大角加速度設定処理手段の最大横加速度算出処理手段は、最大横加速度算出処理を行い、車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方が路面１８から浮いたり、窪みに落下したりして三輪車１０が横方向に変位したときの、許容される最大の横加速度、すなわち、最大横加速度±ａｓを算出する（ステップＳ２−６−６）。

例えば、三輪車１０が左方向に変位し、傾いた場合、最大横加速度±ａｓは、図１８に示されるように、揺動支点ｋ２を揺動中心（軸足）としたときの、重心Ｍと揺動支点ｋ２との間の線分Ｍｋ２に対する直角の方向における重力加速度ｇの分力で表される。

そして、揺動支点ｋ１、ｋ２間の中央点をｋｃとすると、揺動支点ｋ１、ｋ２と中央点ｋｃとの距離ＬＭは、
ＬＭ＝ｗｓ／２
となり、前記重心Ｍにおける線分Ｍｋ２と三輪車１０の高さ方向軸ｓｈ１（鉛直線）との成す角度をφとすると、角度φは、
φ＝ｔａｎ⁼¹（ＬＭ／ｈ）
になり、最大横加速度ａｓは、
ａｓ＝ｇ・ｓｉｎφ
になる。

続いて、前記最大角加速度設定処理手段の最大横加速度変換処理手段としての最大角加速度算出処理手段は、最大横加速度変換処理としての最大角加速度算出処理を行い、前記最大横加速度ａｓを、高さ方向軸ｓｈ１に対する横加速度、すなわち、傾斜時最大横加速度ａｕ
ａｕ＝ａｓ・ｃｏｓφ
に変換し、傾斜時最大横加速度ａｕに基づいて前記最大角加速度δωｍａｘ
δωｍａｘ＝ａｕ／ｈ
を算出する（ステップＳ２−６−７）。

このようにして、重心移動距離Ｌｍに対応させて最大角加速度δωｍａｘを算出し、設定することができる。

次に、図１０に基づいて前記指令値制限処理手段の動作について説明する。

まず、前記指令値制限処理手段の情報取得処理手段は、情報取得処理を行い、傾斜制御基準値Ｕｐｄ及び最大角加速度δωｍａｘを読み込み（ステップＳ２−７−１、Ｓ２−７−２）、前記指令値制限処理手段の微分値算出処理手段は、微分値算出処理を行い、傾斜制御基準値Ｕｐｄを表す角速度ωを微分する。そのために、微分値算出処理手段は、ＲＡＭから前回の角速度ωｏｌｄを読み出すとともに、制御周期Ｔｓを読み込み、角速度ωの微分値、すなわち、角加速度δω
δω＝ｄω／ｄｔ
＝（ω−ωａｏｌｄ）／Ｔｓ
を算出する。

続いて、前記指令値制限処理手段の指令値制限条件判断処理手段は、指令値制限条件判断処理を行い、角加速度δωの絶対値｜δω｜が最大角加速度δωｍａｘより大きいかどうかによって、指令値制限条件が成立するかどうかを判断する。

すなわち、前記指令値制限条件判断処理手段は、角加速度δωが、
δω＞＋δωｍａｘ
であるかどうかによって第１の条件が成立するかどうかを判断し（ステップＳ２−７−３）、第１の条件が成立する場合に前記指令値制限条件が成立すると判断し、前記指令値制限処理手段の角速度変更処理手段は、角速度変更処理を行い、角速度ωを
ω＝ωｏｌｄ＋δωｍａｘ・Ｔｓ
にすることによって、角速度ωが急速に高くなるのを防止し、角速度ωによって表される速度指令値ｎｏの変動を制限する（ステップＳ２−７−４）。そして、前記指令値制限処理手段のスロットル指令値変更処理手段は、スロットル指令値変更処理を行い、スロットル指令値変更フラグをオンにすることによって、スロットル指令値の変動を制限する（ステップＳ２−７−５）。

また、前記指令値制限条件判断処理手段は、角加速度δωが、
δω＜−δωｍａｘ
であるかどうかによって第２の条件が成立するかどうかを判断し（ステップＳ２−７−６）、第２の条件が成立する場合に前記指令値制限条件が成立すると判断し、前記角速度変更処理手段は、角速度ωを
ω＝ωｏｌｄ−δωｍａｘ・Ｔｓ
にすることによって、角速度ωが急速に低くなるのを防止し、前記速度指令値ｎｏの変動を制限する（ステップＳ２−７−７）。そして、前記スロットル指令値変更処理手段は、スロットル指令値変更フラグをオンにすることによって、スロットル指令値の変動を制限する（ステップＳ２−７−８）。

なお、前記指令値制限条件判断処理手段は、角加速度δωが、
−δωｍａｘ≦δω≦＋δωｍａｘ
であり、第１、第２の条件が成立しない場合、前記指令値制限条件が成立しないと判断し、前記角速度変更処理手段は、角速度ωをそのまま使用し、前記速度指令値ｎｏの変動を制限しない。また、この場合、前記スロットル指令値変更処理手段は、スロットル指令値変更フラグをオンにせず、スロットル指令値の変動を制限しない。

次に、図１１に基づいて傾斜駆動制御処理手段の動作について説明する。

まず、前記傾斜駆動制御部７２の図示されない情報取得処理手段は、情報取得処理を行い、傾斜制御部７１から速度指令値ｎｏを、速度センサ５８から回転速度ＮＫを読み込む（ステップＳ３−１、Ｓ３−２）。続いて、傾斜駆動制御部７２の図示されない傾斜制御用指令値算出処理手段は、傾斜制御用指令値算出処理を行い、速度指令値ｎｏと回転速度ＮＫとの偏差Δｎｏを算出し、傾斜駆動制御用の制御ゲインとしてのゲインＧｐｏ及び偏差Δｎｏに基づいて、トルク指令値Ｔｏ^*
Ｔｏ^*＝Ｇｐｏ・Δｎｏ
を算出する（ステップＳ３−３）。

続いて、前記傾斜駆動制御部７２の図示されない傾斜駆動制御用出力処理手段は、傾斜駆動制御用出力処理を行い、トルク指令値Ｔｏ^*をモータ駆動部５７に送る（ステップＳ３−４）。

このように、第１、第２の横加速度ａ１、ａ２に基づいて合成横加速度ａが算出され、該合成横加速度ａに基づいて速度指令値ｎｏが算出され、さらに、該速度指令値ｎｏとリンクモータ２５の回転速度ＮＫとの偏差Δｎｏに基づいてトルク指令値Ｔｏ^*が算出され、該トルク指令値Ｔｏ^*に基づいてリンクモータ２５が駆動されるので、合成横加速度ａ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、外乱等に応じた角度だけ三輪車１０を旋回中心側に傾斜させることができる。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。

次に、図１２に基づいて走行制御処理手段の動作について説明する。

まず、前記走行制御部７３の図示されない情報取得処理手段は、情報取得処理を行い、傾斜制御部７１からスロットル指令値変更フラグを読み込む（取得する）（ステップＳ４−１）。

次に、前記走行制御部７３の図示されない制限要否判断処理手段は、制限要否判断処理を行い、スロットル指令値変更フラグがオンであるかどうかを判断する（ステップＳ４−２）。そして、スロットル指令値変更フラグがオンである場合、前記走行制御部７３のスロットル指令値変更処理手段は、スロットル指令値変更処理を行い、スロットル指令値αｓを０にする（ステップＳ４−７）。

また、前記スロットル指令値フラグがオンでない場合、前記情報取得処理手段は、アクセルセンサ４５からアクセル操作値αを、ＲＯＭからスロットルゲインＧｔｈを読み込み（取得し）（ステップＳ４−３、Ｓ４−４）、前記走行制御部７３の図示されない制御値算出処理手段としての、かつ、駆動力抑制処理手段としてのスロットル指令値算出処理手段は、制御値算出処理としての、かつ、駆動力抑制処理としてのスロットル指令値算出処理を行い、前記スロットル指令値αｓ
αｓ＝Ｇｔｈ・α
を算出する（ステップＳ４−５）。

そして、走行制御部７３の図示されない走行制御用出力処理手段は、走行制御用出力処理を行い、スロットル指令値αｓを走行駆動制御部７４に送る（ステップＳ４−６）。

次に、図１３に基づいて走行駆動制御処理手段の動作について説明する。

まず、前記走行駆動制御部７４の図示されない情報取得処理手段は、情報取得処理を行い、走行制御部７３からスロットル指令値αｓを、ＲＯＭから駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒの固有値である最大トルクＴｍａｘを読み込む（ステップＳ５−１、Ｓ５−２）。続いて、走行駆動制御部７４の図示されない走行制御用指令値算出処理手段は、走行制御用指令値算出処理を行い、走行駆動制御用の制御ゲインとしてのゲインＧｐｓ及び最大トルクＴｍａｘに基づいて、トルク指令値Ｔｓ^*
Ｔｓ^*＝Ｇｐｓ・Ｔｍａｘ
を算出する（ステップＳ５−３）。

続いて、前記走行駆動制御部７４の図示されない走行駆動制御用出力処理手段は、走行駆動制御用出力処理を行い、トルク指令値Ｔｓ^*をモータ駆動部５９に送る（ステップＳ５−４）。

このように、本実施の形態においては、例えば、三輪車１０を降坂路で走行させたり、三輪車１０を制動させたりしたときに三輪車１０の重心Ｍが前方に移動しても、重心移動距離Ｌｍが算出され、該重心移動距離Ｌｍに対応させて重心Ｍにおける最大角加速度δωｍａｘが算出され、該最大角加速度δωｍａｘに基づいて速度指令値ｎｏが制限されるので、車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方が路面１８から浮いたり、窪みに落下したりしたときに、三輪車１０のジオメトリ、重心の位置等によって決まる動作限界を超えて三輪車１０が傾斜させられることがなくなる。

したがって、三輪車１０を安定させて走行させることができるので、運転者が違和感を感じることがない。

次に、図１４に基づいて傾斜制御部７１を構成する制御系について説明する。

図に示されるように、傾斜制御部７１は第１、第２の制御系８１、８２及び加算器８５を備え、第１の制御系８１においてフィードバック制御が、第２の制御系８２においてフィードフォワード制御が行われる。

第１の制御系８１は、第１、第２の横加速度ａ１、ａ２に基づいて合成横加速度ａを算出し、合成横加速度ａ及び比例ゲインＧｐに基づいて比例制御値Ｕｐを、合成横加速度ａ及び微分ゲインＧｄに基づいて微分制御値Ｕｄを算出する。そのために、第１の制御系８１は、伝達関数ｆ１、フィルタＬＰＦ、乗算器９１、９２、微分器ｓ及び加算器９４を備え、伝達関数ｆ１において前記式（１）によって、合成横加速度ａが算出される。

また、第２の制御系８２は、リンク角θ及びロールレートεに基づいて外乱成分ａｎを算出し、外乱成分ａｎ及び外乱制御用ゲインＧｒに基づいて外乱制御値Ｕａｎを算出する。そのために、第２の制御系８３は、微分器ｓ、減算器９５、乗算器９６及び伝達関数ｆ２を備え、減算器９５において、ロールレートεからリンク角θの変化率を表すリンク角速度θ' が減算される。

前記伝達関数ｆ２においては、タイヤ、車両本体Ｂｄの各部、サスペンションのスプリング等の弾性部材の弾性変形を考慮した制御としての巻き戻し制御、すなわち、ワインドダウン制御が行われるようになっている。

該ワインドダウン制御は、弾性部材が外乱を受けて弾性変形を開始してから弾性変形が終了するまでの期間だけ行われ、弾性部材がそれ自体の弾性によって復元を開始した後は行われない。

そのために、傾斜制御部７１の図示されないワインドダウン制御処理手段は、ワインドダウン制御処理を行い、弾性部材が外乱を受けて弾性変形を開始してから弾性変形が終了するまでの期間、所定の制御値、例えば、速度指令値ｎｏの正負を反転させる。

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１９は本発明の第２の実施の形態における三輪車の背面図、図２０は本発明の第２の実施の形態における三輪車を部分的に傾斜させた状態を示す図である。

図において、Ｆｒはフレームであり、該フレームＦｒに支持部２０が取り付けられるとともに、フレームＦｒによって車輪１２Ｌ、１２Ｒが回転自在に支持される。また、前記支持部２０と搭乗部１１とが、図示されない揺動軸を中心に、相対的に揺動自在に連結される。なお、前記支持部２０、フレームＦｒ、車両傾斜装置４３、車輪１２Ｌ、１２Ｒ等によって本体部６１が、車輪１２Ｆ、操舵軸としての前輪フォーク１７（図２）、操縦装置４１等によって、車両としての三輪車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。

この場合、前記車両傾斜装置４３は、三輪車１０の所定の傾斜部位、本実施の形態においては、搭乗・操舵部６２を路面１８に対して左右に傾斜させる。そのために、前記車両傾斜装置４３は、搭乗・操舵部６２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、該リンクモータ２５を回動させることによって、図２０に示されるように、本体部６１に対して、軸ｓｈ３を揺動中心に、かつ、ロール中心にして搭乗・操舵部６２を揺動させることができる。なお、前記リンクモータ２５の出力軸Ｌｓｈと前記軸ｓｈ３とを一体にすることができる。

そして、搭乗部１１における背もたれ部１１ｄの背面には、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。

また、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、軸ｓｈ３の上側又は下側、本実施の形態においては、上側に配設される。そして、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの一方は、可能な限り、軸ｓｈ３に近接させて配設される。

本実施の形態においては、合成横加速度ａを算出するに当たり、前記高さＬ１、Ｌ２に代えて、軸ｓｈ３から第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂまでの距離Ｌ３、Ｌ４が使用される。

前記各実施の形態においては、横加速度検出部として第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、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの少なくとも一つに代えてロールレートセンサを使用し、ロールレートセンサによって検出されたロールレートを微分することにより、横加速度を検出することができる。

また、前記各実施の形態においては、三輪車１０について説明しているが、本発明を車両としての二輪車、四輪車等に適用することができる。

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
１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒ車輪
１７前輪フォーク
２５リンクモータ
３０リンク機構
４０制御部
４１操縦装置
４１ａハンドルバー
４３車両傾斜装置
４４ａ第１横加速度センサ
４４ｂ第２横加速度センサ
５１Ｌ、５１Ｒ駆動モータ
７１傾斜制御部
７２傾斜駆動制御部
７３走行制御部
７４走行駆動制御部
Ｆｒフレーム

そして、前記傾斜制御処理手段は、車両の前後方向における重心の移動量を算出する重心移動量算出処理手段、前記車両の前後方向における重心の移動量に基づいて最大角加速度を算出する最大角加速度算出処理手段、及び前記最大角加速度に基づいて前記傾斜制御用の制御値の変動を制限する第１の制御値制限処理手段を備える。

Claims

走行用の車輪を備えた本体部と、
該本体部と連結された搭乗部と、
運転者によって操作される操舵部材、操舵用の車輪、前記操舵部材と操舵用の車輪とを連結し、前記搭乗部によって揺動自在に支持された操舵軸、及び車両を加速させるための加速操作部材を備えた操舵部と、
車両における所定の傾斜部位を傾斜させるための車両傾斜機構、及び該車両傾斜機構を作動させるためのアクチュエータを備えた車両傾斜装置と、
前記傾斜部位における所定の箇所に配設され、前記傾斜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応じて、前記傾斜部位を傾斜させるための傾斜制御用の制御値を発生させる傾斜制御処理手段と、
該傾斜制御処理手段によって発生させられた傾斜制御用の制御値に基づいて、前記アクチュエータを駆動する傾斜駆動制御処理手段と、
運転者による前記加速操作部材の操作量に基づいて、車両を走行させるための走行用の駆動部を駆動するための走行制御用の制御値を発生させる走行制御処理手段と、
該走行制御処理手段によって発生させられた走行制御用の制御値に基づいて、前記走行用の駆動部を駆動する走行駆動制御処理手段とを有するとともに、
前記走行制御処理手段は、車両の前後方向における重心の移動量を算出する重心移動量算出処理手段、前記車両の前後方向における重心の移動量に基づいて最大角加速度を算出する最大角加速度算出処理手段、及び前記最大角加速度に基づいて前記傾斜制御用の制御値の変動を制限する制御値制限処理手段を備えることを特徴とする車両。
前記重心移動量算出処理手段は、車両に加わる前後加速度に基づいて、前記車両の前後方向における重心の移動量を算出する請求項１に記載の車両。
前記走行制御処理手段は、車両の前後方向における重心の移動量に基づいて、車両の幅方向における重心の許容される移動量を表す左右安定距離を算出する左右安定距離算出処理手段、及び前記左右安定距離に基づいて、許容される最大横加速度を算出する最大横加速度算出処理手段を備え、
前記最大角加速度算出処理手段は、前記最大横加速度に基づいて最大角加速度を算出する請求項１又は２に記載の車両。
前記制御値制限処理手段は、前記傾斜制御用の制御値及び走行制御用の制御値の変動を制限する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。