JP2013071688A - Vehicle - Google Patents

Vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2013071688A
JP2013071688A JP2011213650A JP2011213650A JP2013071688A JP 2013071688 A JP2013071688 A JP 2013071688A JP 2011213650 A JP2011213650 A JP 2011213650A JP 2011213650 A JP2011213650 A JP 2011213650A JP 2013071688 A JP2013071688 A JP 2013071688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
link
vehicle body
vehicle
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011213650A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koki Hayashi
弘毅 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Equos Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Equos Research Co Ltd filed Critical Equos Research Co Ltd
Priority to JP2011213650A priority Critical patent/JP2013071688A/en
Publication of JP2013071688A publication Critical patent/JP2013071688A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle capable of maintaining the stability of a vehicle body, improving turning performance and achieving a stable and comfortable traveling state without giving a rider a sense of incongruity.SOLUTION: The vehicle includes the vehicle body having a steering part and a body part connected to each other; a steerable steered wheel for steering the vehicle body; non-steerable non-steered wheels; a link mechanism for inclining the steering part or the body part in a turning direction; an inclining actuator device for operating the link mechanism; a rotational driving device imparting driving force to the steered wheel or the non-steered wheels; a driving command device for inputting a driving force generation command; and a control device for controlling the inclining actuator device and the rotational driving device. The control device limits the driving force generation command when the absolute value of a change of at least one value out of the steering amount of the steered wheel, the link angle of the link mechanism, and a yaw rate is larger than a predetermined value.

Description

本発明は、少なくとも左右一対の車輪を有する車両に関するものである。   The present invention relates to a vehicle having at least a pair of left and right wheels.

近年、エネルギ資源の枯渇問題に鑑み、車両の省燃費化が強く要求されている。その一方で、車両の低価格化等から、車両の保有者が増大し、1人が1台の車両を保有する傾向にある。そのため、例えば、4人乗りの車両を運転者1人のみが運転することで、エネルギが無駄に消費されるという問題点があった。車両の小型化による省燃費化としては、車両を1人乗りの三輪車又は四輪車として構成する形態が最も効率的であるといえる。   In recent years, in view of the problem of depletion of energy resources, there has been a strong demand for fuel saving of vehicles. On the other hand, the number of vehicle owners is increasing due to the low price of vehicles, and one person tends to own one vehicle. Therefore, for example, there is a problem that energy is wasted when only one driver drives a four-seater vehicle. The most efficient way to save fuel consumption by reducing the size of the vehicle is to configure the vehicle as a one-seater tricycle or four-wheel vehicle.

しかし、走行状態によっては、車両の安定性が低下してしまうことがある。そこで、車体を横方向に傾斜させることによって、旋回時の車両の安定性を向上させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   However, depending on the running state, the stability of the vehicle may decrease. Therefore, a technique for improving the stability of the vehicle during turning by tilting the vehicle body in the lateral direction has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開2008−155671号公報JP 2008-155671 A

しかしながら、前記従来の車両においては、旋回性能を向上させるために、車体を旋回方向内側に傾斜させることができるようになっているが、旋回方向外側に向けて作用する遠心力の影響によって、トレッドが狭い場合や、重心位置が高い場合や、操舵(だ)速度が速い場合には、車両の安定性が低下しやすく、乗員が不快に感じたり、不安を抱いたりしてしまうことがある。   However, in the conventional vehicle, in order to improve the turning performance, the vehicle body can be tilted inward in the turning direction. However, the tread is affected by the centrifugal force acting outward in the turning direction. When the vehicle is narrow, when the position of the center of gravity is high, or when the steering speed is high, the stability of the vehicle is likely to decrease, and the passenger may feel uncomfortable or feel uneasy.

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、操舵量、車体を傾斜させるリンク機構のリンク角、及び、ヨーレートのうちの少なくとも1つの値の変化が所定値より大きくなると、駆動力発生指令を制限することによって、トレッドが狭い場合や、重心位置が高い場合や、操舵速度が速い場合であっても、スムーズに車体を旋回方向内側に傾斜させることができるので、車体の安定性を維持することができ、また、旋回性能を向上させることができるとともに、乗員が違和感を感じることがなく、乗り心地がよく、安定した走行状態を実現することができる安全性の高い車両を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the conventional vehicle, and when the change in at least one of the steering amount, the link angle of the link mechanism for tilting the vehicle body, and the yaw rate is greater than a predetermined value, the driving force By restricting the generation command, even when the tread is narrow, the center of gravity is high, or the steering speed is high, the vehicle body can be smoothly tilted inward in the turning direction. Provides a highly safe vehicle that can maintain the vehicle's driving performance, improve turning performance, provide a comfortable ride, and realize a stable driving condition without causing the passengers to feel uncomfortable. The purpose is to do.

そのために、本発明の車両においては、互いに連結された操舵部及び本体部を備える車体と、前記操舵部に回転可能に取り付けられた車輪であって、前記車体を操舵する操舵可能な操舵輪と、前記本体部に回転可能に取り付けられた車輪であって、操舵不能な非操舵輪と、前記操舵部又は本体部を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、該リンク機構を作動させる傾斜用アクチュエータ装置と、前記操舵輪又は非操舵輪に駆動力を付与する回転駆動装置と、駆動力発生指令を入力する駆動指令装置と、前記傾斜用アクチュエータ装置及び回転駆動装置を制御する制御装置とを有し、該制御装置は、前記操舵輪の操舵量、前記リンク機構のリンク角、及び、ヨーレートのうちの少なくとも1つの値の変化の絶対値が所定値より大きくなると、前記駆動力発生指令を制限する。   Therefore, in the vehicle of the present invention, a vehicle body including a steering unit and a main body unit that are connected to each other, a wheel that is rotatably attached to the steering unit, and a steerable steering wheel that steers the vehicle body, A non-steering wheel that is rotatably attached to the main body and cannot be steered; a link mechanism that tilts the steering part or the main body in a turning direction; and an actuator device for tilting that operates the link mechanism A rotation drive device that applies a drive force to the steered wheel or the non-steer wheel, a drive command device that inputs a drive force generation command, and a control device that controls the tilt actuator device and the rotation drive device. When the absolute value of the change in at least one of the steering amount of the steered wheel, the link angle of the link mechanism, and the yaw rate is greater than a predetermined value, the control device To limit the power generation command.

請求項1の構成によれば、車体の安定性が低下しやすいときには駆動力が発揮されないので、操縦性や危機回避性能を犠牲とすることなしに、車体の安定性を維持することができる。   According to the configuration of the first aspect, since the driving force is not exhibited when the stability of the vehicle body tends to be lowered, the stability of the vehicle body can be maintained without sacrificing the maneuverability and the crisis avoidance performance.

請求項2の構成によれば、乗員がハンドルを切り始めたとき、又は、ハンドルを切り増したときや、車体が傾き始めたとき、又は、傾きを増したときや、旋回を開始したとき、又は、ヨーレートが増したときには、回転駆動装置が駆動力を発揮しないようにするので、車体の安定性を維持することができるだけでなく、車体が旋回方向内側に傾斜しやすくなり、旋回性が向上する。   According to the configuration of claim 2, when the occupant starts turning the steering wheel, when the steering wheel is turned up, when the vehicle body starts to tilt, when the tilting is increased, or when turning is started, Or, when the yaw rate increases, the rotational drive device prevents the driving force from being exerted, so that not only the stability of the vehicle body can be maintained, but also the vehicle body tends to tilt inward in the turning direction and the turning performance is improved. To do.

請求項3の構成によれば、車体が安定した状態で駆動力発生指令の制限を解除するので、回転駆動装置が駆動力を発揮しても、車体が不安定になることがない。   According to the configuration of the third aspect, since the restriction on the driving force generation command is released while the vehicle body is stable, the vehicle body does not become unstable even if the rotational driving device exerts the driving force.

請求項4の構成によれば、より適切に駆動力発生指令を制限することができ、車体の安定性をより効果的に維持することができる。   According to the configuration of the fourth aspect, the driving force generation command can be more appropriately limited, and the stability of the vehicle body can be more effectively maintained.

本発明の実施の形態における車両の構成を示す右側面図である。It is a right view which shows the structure of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両のリンク機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the link mechanism of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両の構成を示す背面図である。It is a rear view which shows the structure of the vehicle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車体傾斜制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle body tilt control system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における旋回走行時の車体の傾斜動作を説明する力学モデルを示す図である。It is a figure which shows the dynamic model explaining the inclination operation | movement of the vehicle body at the time of turning driving | running | working in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における横加速度演算処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the lateral acceleration calculation process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるリンク角速度推定処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the link angular velocity estimation process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるヨーレートの微分処理のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the differentiation process of the yaw rate in embodiment of this invention. 本発明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フローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the filter process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における傾斜制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the inclination control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における操舵制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the steering control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるリンクモータ制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the link motor control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における駆動力発生指令を制限する制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system which restrict | limits the driving force generation | occurrence | production command in embodiment of this invention.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態における車両の構成を示す右側面図、図2は本発明の実施の形態における車両のリンク機構の構成を示す図、図3は本発明の実施の形態における車両の構成を示す背面図である。なお、図3において、(a)は車体が直立している状態を示す図、(b)は車体が傾斜している状態を示す図である。   1 is a right side view showing a configuration of a vehicle in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a link mechanism of the vehicle in the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a vehicle in the embodiment of the present invention. It is a rear view which shows the structure. 3A is a diagram showing a state where the vehicle body is standing upright, and FIG. 3B is a diagram showing a state where the vehicle body is inclined.

図において、10は、本実施の形態における車両であり、車体の駆動部としての本体部20と、乗員が搭乗して操舵する操舵部としての搭乗部11と、車体の前方において幅方向の中心に配設された前輪である操舵可能な操舵輪としての車輪12Fと、後輪として後方に配設された駆動輪であって操舵不能な非操舵輪としての左側の車輪12L及び右側の車輪12Rとを有する。さらに、前記車両10は、車体を左右に傾斜させる、すなわち、リーンさせるためのリーン機構、すなわち、車体傾斜機構として、左右の車輪12L及び12Rを支持するリンク機構30と、該リンク機構30を作動させるアクチュエータである傾斜用アクチュエータ装置としてのリンクモータ25とを有する。なお、前記車両10は、前輪が左右二輪であって後輪が一輪の三輪車であってもよいし、前輪及び後輪が左右二輪の四輪車であってもよいが、本実施の形態においては、図に示されるように、前輪が一輪であって後輪が左右二輪の三輪車である場合について説明する。また、操舵輪が駆動輪として機能してもよいが、本実施の形態においては、操舵輪は駆動輪として機能しないものとして説明する。   In the figure, reference numeral 10 denotes a vehicle according to the present embodiment, which includes a main body 20 as a vehicle body drive unit, a riding unit 11 as a steering unit on which an occupant gets on and steer, and a center in the width direction in front of the vehicle body. A wheel 12F as a steerable steering wheel which is a front wheel disposed on the left side, and a left wheel 12L and a right wheel 12R as non-steering wheels which are drive wheels disposed rearward as rear wheels and cannot be steered. And have. Furthermore, the vehicle 10 operates as a lean mechanism for leaning the vehicle body from side to side, that is, as a lean mechanism, that is, a vehicle body tilt mechanism, supporting the left and right wheels 12L and 12R, and the link mechanism 30. And a link motor 25 as a tilt actuator device. The vehicle 10 may be a three-wheeled vehicle with two front wheels on the left and right and one wheel on the rear, or may be a four-wheeled vehicle with two wheels on the left and right. As shown in the figure, a case will be described in which the front wheel is a single wheel and the rear wheel is a left and right tricycle. Further, although the steered wheel may function as a drive wheel, in the present embodiment, the description will be made assuming that the steered wheel does not function as a drive wheel.

旋回時には、左右の車輪12L及び12Rの路面18に対する角度、すなわち、キャンバ角を変化させるとともに、搭乗部11及び本体部20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、図2及び3(a)に示される例においては、左右の車輪12L及び12Rは路面18に対して直立している、すなわち、キャンバ角が0度になっている。また、図3(b)に示される例においては、左右の車輪12L及び12Rは路面18に対して右方向に傾斜している、すなわち、キャンバ角が付与されている。   When turning, the angle of the left and right wheels 12L and 12R with respect to the road surface 18, that is, the camber angle is changed, and the vehicle body including the riding portion 11 and the main body portion 20 is inclined toward the turning inner wheel, thereby improving turning performance and the occupant. It is possible to ensure the comfort of the car. That is, the vehicle 10 can tilt the vehicle body in the lateral direction (left and right direction). In the example shown in FIGS. 2 and 3 (a), the left and right wheels 12L and 12R are upright with respect to the road surface 18, that is, the camber angle is 0 degree. In the example shown in FIG. 3B, the left and right wheels 12L and 12R are inclined in the right direction with respect to the road surface 18, that is, a camber angle is given.

前記リンク機構30は、左側の車輪12L及び該車輪12Lに駆動力を付与する電気モータ等から成る左側の回転駆動装置51Lを支持する左側の縦リンクユニット33Lと、右側の車輪12R及び該車輪12Rに駆動力を付与する電気モータ等から成る右側の回転駆動装置51Rを支持する右側の縦リンクユニット33Rと、左右の縦リンクユニット33L及び33Rの上端同士を連結する上側の横リンクユニット31Uと、左右の縦リンクユニット33L及び33Rの下端同士を連結する下側の横リンクユニット31Dと、本体部20に上端が固定され、上下に延在する中央縦部材21とを有する。また、左右の縦リンクユニット33L及び33Rと上下の横リンクユニット31U及び31Dとは回転可能に連結されている。さらに、上下の横リンクユニット31U及び31Dは、その中央部で中央縦部材21と回転可能に連結されている。なお、左右の車輪12L及び12R、左右の回転駆動装置51L及び51R、左右の縦リンクユニット33L及び33R、並びに、上下の横リンクユニット31U及び31Dを統合的に説明する場合には、車輪12、回転駆動装置51、縦リンクユニット33及び横リンクユニット31として説明する。   The link mechanism 30 includes a left vertical link unit 33L that supports a left wheel 12L and a left rotation driving device 51L including an electric motor that applies driving force to the wheel 12L, a right wheel 12R, and the wheel 12R. A right vertical link unit 33R that supports a right rotation drive device 51R composed of an electric motor or the like that applies a driving force to an upper side, and an upper horizontal link unit 31U that connects the upper ends of the left and right vertical link units 33L and 33R; The lower horizontal link unit 31D that connects the lower ends of the left and right vertical link units 33L and 33R, and the central vertical member 21 that has an upper end fixed to the main body 20 and extends vertically. The left and right vertical link units 33L and 33R and the upper and lower horizontal link units 31U and 31D are rotatably connected. Further, the upper and lower horizontal link units 31U and 31D are rotatably connected to the central vertical member 21 at the center thereof. When the left and right wheels 12L and 12R, the left and right rotational drive devices 51L and 51R, the left and right vertical link units 33L and 33R, and the upper and lower horizontal link units 31U and 31D are described in an integrated manner, The rotation drive device 51, the vertical link unit 33, and the horizontal link unit 31 will be described.

そして、駆動用アクチュエータ装置としての前記回転駆動装置51は、いわゆるインホイールモータであって、固定子としてのボディが縦リンクユニット33に固定され、前記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が車輪12の軸に接続され、前記回転軸の回転によって車輪12を回転させる。なお、前記回転駆動装置51は、インホイールモータ以外の種類のモータであってもよい。   The rotary drive device 51 as a drive actuator device is a so-called in-wheel motor, and a body as a stator is fixed to the vertical link unit 33 and is a rotor attached to the body so as to be rotatable. A rotating shaft is connected to the shaft of the wheel 12, and the wheel 12 is rotated by the rotation of the rotating shaft. The rotational drive device 51 may be a motor other than an in-wheel motor.

また、前記リンクモータ25は、電気モータ等を含む回転式の電動アクチュエータであって、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、前記ボディが取付フランジ22を介して本体部20に固定され、前記回転軸がリンク機構30の上側の横リンクユニット31Uに固定されている。なお、リンクモータ25の回転軸は、本体部20を傾斜させる傾斜軸として機能し、中央縦部材21と上側の横リンクユニット31Uとの連結部分の回転軸と同軸になっている。そして、リンクモータ25を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、本体部20及び該本体部20に固定された中央縦部材21に対して上側の横リンクユニット31Uが回動し、リンク機構30が作動する、すなわち、屈伸する。これにより、本体部20を傾斜させることができる。なお、リンクモータ25は、その回転軸が本体部20及び中央縦部材21に固定され、そのボディが上側の横リンクユニット31Uに固定されていてもよい。   The link motor 25 is a rotary electric actuator including an electric motor or the like, and includes a cylindrical body as a stator and a rotating shaft as a rotor rotatably attached to the body. The body is fixed to the main body portion 20 via the mounting flange 22, and the rotating shaft is fixed to the lateral link unit 31 </ b> U on the upper side of the link mechanism 30. The rotation axis of the link motor 25 functions as an inclination axis for inclining the main body 20 and is coaxial with the rotation axis of the connecting portion between the central vertical member 21 and the upper horizontal link unit 31U. When the link motor 25 is driven to rotate the rotation shaft with respect to the body, the upper horizontal link unit 31U rotates with respect to the main body 20 and the central vertical member 21 fixed to the main body 20, The link mechanism 30 operates, that is, bends and stretches. Thereby, the main-body part 20 can be inclined. Note that the rotation axis of the link motor 25 may be fixed to the main body 20 and the central vertical member 21, and the body may be fixed to the upper horizontal link unit 31U.

また、リンクモータ25は、リンク機構30のリンク角の変化を検出するリンク角センサ25aを備える。該リンク角センサ25aは、リンクモータ25においてボディに対する回転軸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。前述のように、リンクモータ25を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、本体部20及び該本体部20に固定された中央縦部材21に対して上側の横リンクユニット31Uが回動するのであるから、ボディに対する回転軸の回転角を検出することによって、中央縦部材21に対する上側の横リンクユニット31Uの角度の変化、すなわち、リンク角の変化を検出することができる。   The link motor 25 includes a link angle sensor 25 a that detects a change in the link angle of the link mechanism 30. The link angle sensor 25a is a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotation shaft with respect to the body in the link motor 25, and includes, for example, a resolver, an encoder, and the like. As described above, when the link motor 25 is driven to rotate the rotation shaft with respect to the body, the upper horizontal link unit 31U rotates with respect to the main body 20 and the central vertical member 21 fixed to the main body 20. Therefore, a change in the angle of the upper horizontal link unit 31U relative to the central vertical member 21, that is, a change in the link angle can be detected by detecting the rotation angle of the rotation shaft with respect to the body.

なお、リンクモータ25は、回転軸をボディに対して回転不能に固定する図示されないロック機構を備える。該ロック機構は、メカニカルな機構であって、回転軸をボディに対して回転不能に固定している間には電力を消費しないものであることが望ましい。前記ロック機構によって、回転軸をボディに対して所定の角度で回転不能に固定することができる。   The link motor 25 includes a lock mechanism (not shown) that fixes the rotation shaft to the body so as not to rotate. The lock mechanism is a mechanical mechanism, and preferably does not consume electric power while the rotation shaft is fixed to the body so as not to rotate. The lock mechanism can fix the rotation shaft so as not to rotate at a predetermined angle with respect to the body.

前記搭乗部11は、本体部20の前端に図示されない連結部を介して連結される。該連結部は、搭乗部11と本体部20とを所定の方向に相対的に変位可能に連結する機能を有していてもよい。   The riding part 11 is connected to the front end of the main body part 20 via a connecting part (not shown). The connecting part may have a function of connecting the riding part 11 and the main body part 20 so as to be relatively displaceable in a predetermined direction.

また、前記搭乗部11は、座席11a、フットレスト11b及び風よけ部11cを備える。前記座席11aは、車両10の走行中に乗員が着座するための部位である。また、前記フットレスト11bは、乗員の足部を支持するための部位であり、座席11aの前方側(図1における右側)下方に配設される。   The boarding part 11 includes a seat 11a, a footrest 11b, and a windbreak part 11c. The seat 11 a is a part for a passenger to sit while the vehicle 10 is traveling. The footrest 11b is a part for supporting the occupant's foot, and is disposed on the front side (right side in FIG. 1) and below the seat 11a.

さらに、搭乗部11の後方若しくは下方又は本体部20には、図示されないバッテリ装置が配設されている。該バッテリ装置は、回転駆動装置51及びリンクモータ25のエネルギ供給源である。また、搭乗部11の後方若しくは下方又は本体部20には、図示されない制御装置、インバータ装置、各種センサ等が収納されている。   Further, a battery device (not shown) is disposed behind or below the riding section 11 or on the main body section 20. The battery device is an energy supply source for the rotation drive device 51 and the link motor 25. In addition, a control device, an inverter device, various sensors, and the like (not shown) are accommodated in the rear portion or the lower portion of the riding portion 11 or in the main body portion 20.

そして、座席11aの前方には、操縦装置41が配設されている。該操縦装置41には、乗員が操作して操舵方向、操舵角等の操舵指令情報を入力する操舵装置としてのハンドルバー41a、速度メータ等のメータ、インジケータ、スイッチ等の操縦に必要な部材が配設されている。乗員は、前記ハンドルバー41a及びその他の部材を操作して、車両10の走行状態(例えば、進行方向、走行速度、旋回方向、旋回半径等)を指示する。なお、前記操舵装置として、ハンドルバー41aに代えて他の装置、例えば、ステアリングホイール、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を使用することもできる。   A steering device 41 is disposed in front of the seat 11a. The steering device 41 includes members necessary for steering such as a handlebar 41a as a steering device that is operated by an occupant to input steering command information such as a steering direction and a steering angle, a meter such as a speed meter, an indicator, and a switch. It is arranged. The occupant operates the handle bar 41a and other members to instruct the traveling state of the vehicle 10 (for example, traveling direction, traveling speed, turning direction, turning radius, etc.). As the steering device, other devices such as a steering wheel, a jog dial, a touch panel, and a push button can be used instead of the handle bar 41a.

なお、車輪12Fは、サスペンション装置(懸架装置)の一部である前輪フォーク17を介して搭乗部11に接続されている。前記サスペンション装置は、例えば、一般的なオートバイ、自転車等において使用されている前輪用のサスペンション装置と同様の装置であり、前記前輪フォーク17は、例えば、スプリングを内蔵したテレスコピックタイプのフォークである。そして、一般的なオートバイ、自転車等の場合と同様に、乗員によるハンドルバー41aの操作に応じて操舵輪としての車輪12Fは操舵角を変化させ、これにより、車両10の進行方向が変化する。   The wheel 12F is connected to the riding section 11 via a front wheel fork 17 that is a part of a suspension device (suspension device). The suspension device is a device similar to a suspension device for front wheels used in, for example, general motorcycles, bicycles, and the like, and the front wheel fork 17 is, for example, a telescopic type fork with a built-in spring. Then, as in the case of a general motorcycle, bicycle, etc., the wheel 12F as the steering wheel changes the steering angle in accordance with the operation of the handlebar 41a by the occupant, thereby changing the traveling direction of the vehicle 10.

具体的には、前記ハンドルバー41aは、図示されない操舵軸部材の上端に接続され、該操舵軸部材の上端は、搭乗部11が備える図示されないフレーム部材に対して回転可能に取り付けられている。前記操舵軸部材は、上端が下端よりも後方に位置するように斜めに傾斜した状態で、前記フレーム部材に取り付けられている。そして、前記操舵軸部材の上端のフレーム部材に対する回転角、すなわち、乗員がハンドルバー41aを操作して入力した操舵角指令値としてのハンドル角は、入力操舵角検出手段としてのハンドル角センサ62によって検出される。該ハンドル角センサ62は、例えば、エンコーダ等から成る。   Specifically, the handle bar 41a is connected to the upper end of a steering shaft member (not shown), and the upper end of the steering shaft member is rotatably attached to a frame member (not shown) provided in the riding section 11. The steering shaft member is attached to the frame member in an obliquely inclined state so that the upper end is located behind the lower end. The rotation angle of the upper end of the steering shaft member with respect to the frame member, that is, the steering angle as the steering angle command value input by the occupant operating the handle bar 41a is determined by the steering angle sensor 62 as the input steering angle detection means. Detected. The handle angle sensor 62 includes, for example, an encoder.

また、前記操舵軸部材の上端と下端との間には、操舵用アクチュエータ装置としての操舵モータ65が配設されており、該操舵モータ65が、前記ハンドル角センサ62によって検出されたハンドル角に基づいて、前記操舵軸部材の下端を回転させる。なお、該操舵軸部材の下端は、前記フレーム部材に対して回転可能に取り付けられ、かつ、前輪フォーク17の上端に接続されている。そして、前記操舵軸部材の下端の前記フレーム部材に対する回転角、すなわち、操舵モータ65が出力し、前輪フォーク17を介して車輪12Fに伝達される操舵角は、出力操舵角検出手段としての操舵角センサ63によって検出される。該操舵角センサ63は、例えば、操舵モータ65においてボディに対する回転軸の回転角を検出する回転角センサであって、レゾルバ、エンコーダ等から成る。なお、前輪である車輪12Fの車軸と後輪である左右の車輪12L及び12Rの車軸との距離、すなわち、ホイールベースはLH である。 A steering motor 65 as a steering actuator device is disposed between the upper end and the lower end of the steering shaft member, and the steering motor 65 has a handle angle detected by the handle angle sensor 62. Based on this, the lower end of the steering shaft member is rotated. The lower end of the steering shaft member is rotatably attached to the frame member and is connected to the upper end of the front wheel fork 17. The rotation angle of the lower end of the steering shaft member relative to the frame member, that is, the steering angle output from the steering motor 65 and transmitted to the wheel 12F via the front wheel fork 17 is the steering angle as output steering angle detection means. It is detected by the sensor 63. The steering angle sensor 63 is, for example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotation shaft with respect to the body in the steering motor 65, and includes a resolver, an encoder, and the like. The distance between the left and right wheels 12L and 12R axle is the axle and the rear wheel of the wheel 12F is a front wheel, i.e., the wheel base is L H.

さらに、車両10は、駆動力発生指令を入力する駆動指令装置としてのスロットルグリップ35を操縦装置41の一部として備える。前記スロットルグリップ35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、ハンドルバー41a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、回転駆動装置51に駆動力を発生させる指令としての駆動力発生指令を入力する装置である。なお、スロットルグリップ35に代えて、レバー式の入力装置であるスロットルレバー、ペダル式の入力装置であるスロットルペダルを駆動力発生指令を入力する駆動指令装置として使用することもできる。   Further, the vehicle 10 includes a throttle grip 35 as a drive command device that inputs a drive force generation command as a part of the control device 41. The throttle grip 35 is a member similar to a throttle grip used in a general motorcycle or the like, and is rotatably attached to one end of the handle bar 41a. According to the rotation angle, that is, the throttle opening, This is a device for inputting a driving force generation command as a command for causing the rotational driving device 51 to generate a driving force. Instead of the throttle grip 35, a throttle lever that is a lever-type input device and a throttle pedal that is a pedal-type input device can be used as a drive command device that inputs a drive force generation command.

また、車輪12Fの車軸を支持する前輪フォーク17の下端には、車両10の走行速度である車速を検出する車速検出手段としての車速センサ54が配設されている。該車速センサ54は、車輪12Fの回転速度に基づいて車速を検出するセンサであり、例えば、エンコーダ等から成る。   A vehicle speed sensor 54 as vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, which is the traveling speed of the vehicle 10, is disposed at the lower end of the front wheel fork 17 that supports the axle of the wheel 12F. The vehicle speed sensor 54 is a sensor that detects the vehicle speed based on the rotational speed of the wheel 12F, and includes, for example, an encoder.

本実施の形態において、車両10は横加速度センサ44を有する。該横加速度センサ44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、すなわち、車体の幅方向としての横方向(図3における左右方向)の加速度を検出する。   In the present embodiment, the vehicle 10 has a lateral acceleration sensor 44. The lateral acceleration sensor 44 is a sensor composed of a general acceleration sensor, a gyro sensor, or the like, and detects the lateral acceleration of the vehicle 10, that is, the acceleration in the lateral direction (horizontal direction in FIG. 3) as the width direction of the vehicle body. To do.

車両10は、旋回時に車体を旋回内側に傾斜させて安定させるので、車体を傾斜させることによって、旋回時の旋回外側への遠心力と重力とが釣り合うような角度になるように制御される。このような制御を行うことによって、例えば、路面18が進行方向と垂直な方向(進行方向に対する左右方向)に傾斜していたとしても、常に車体を水平に保つことが可能になる。これにより、車体及び乗員には、見かけ上、常に重力が鉛直下向きにかかっていることになり、違和感が低減され、また、車両10の安定性が向上する。   Since the vehicle 10 is stabilized by inclining the vehicle body toward the inside of the turn at the time of turning, the vehicle 10 is controlled so that the centrifugal force to the outside of the turn at the time of turning and the gravity are balanced by turning the vehicle body. By performing such control, for example, even if the road surface 18 is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction (left and right direction with respect to the traveling direction), the vehicle body can always be kept horizontal. As a result, the vehicle body and the occupant are apparently always subjected to gravity downward in the vertical direction, the sense of incongruity is reduced, and the stability of the vehicle 10 is improved.

そこで、本実施の形態においては、傾斜する車体の横方向の加速度を検出するために、横加速度センサ44を車体に取り付け、横加速度センサ44の出力がゼロとなるようにフィードバック制御を行う。これにより、旋回時に作用する遠心力と重力とが釣り合う傾斜角まで、車体を傾斜させることができる。また、進行方向と垂直な方向に路面18が傾斜している場合でも、車体が鉛直になる傾斜角となるように制御することができる。なお、前記横加速度センサ44は、車体の幅方向の中心、すなわち、車体の縦方向軸線上に位置するように配設されている。   Therefore, in the present embodiment, in order to detect the lateral acceleration of the leaning vehicle body, the lateral acceleration sensor 44 is attached to the vehicle body, and feedback control is performed so that the output of the lateral acceleration sensor 44 becomes zero. As a result, the vehicle body can be tilted to an inclination angle at which the centrifugal force acting during turning and gravity are balanced. Further, even when the road surface 18 is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction, the vehicle body can be controlled to have an inclination angle that makes the vehicle body vertical. The lateral acceleration sensor 44 is disposed so as to be positioned at the center in the width direction of the vehicle body, that is, on the longitudinal axis of the vehicle body.

しかし、横加速度センサ44が1つであると、不要加速度成分をも検出してしまうことがある。例えば、車両10の走行中、路面18の窪(くぼ)みに左右の車輪12L及び12Rのいずれか一方のみが落下する場合があり得る。この場合、車体が傾斜するので、横加速度センサ44は、周方向に変位し、周方向の加速度を検出することになる。つまり、遠心力や重力に直接由来しない加速度成分、すなわち、不要加速度成分が検出されてしまう。   However, if there is one lateral acceleration sensor 44, an unnecessary acceleration component may be detected. For example, while the vehicle 10 is traveling, only one of the left and right wheels 12L and 12R may fall into the depression on the road surface 18. In this case, since the vehicle body is tilted, the lateral acceleration sensor 44 is displaced in the circumferential direction and detects the acceleration in the circumferential direction. That is, an acceleration component that is not directly derived from centrifugal force or gravity, that is, an unnecessary acceleration component is detected.

また、車両10は、例えば、左右の車輪12L及び12Rのタイヤ部分のように弾性を備え、ばねとして機能する部分を含み、また、各部材の接続部等に不可避的なガタが含まれる。そのため、横加速度センサ44は、不可避的なガタやばねを介して車体に取り付けられていると考えられるので、ガタやばねの変位によって生じる加速度をも不要加速度成分として検出してしまう。   In addition, the vehicle 10 includes a portion that functions as a spring and has elasticity like the tire portions of the left and right wheels 12 </ b> L and 12 </ b> R. For this reason, the lateral acceleration sensor 44 is considered to be attached to the vehicle body through inevitable play and springs, and therefore acceleration generated by the displacement of the play and springs is also detected as an unnecessary acceleration component.

このような不要加速度成分は、車体傾斜制御システムの制御性を悪化させる可能性がある。例えば、車体傾斜制御システムの制御ゲインを大きくすると、不要加速度成分に起因する制御系の振動、発散等が発生するので、応答性を向上させようとしても制御ゲインを大きくすることができなくなってしまう。   Such an unnecessary acceleration component may deteriorate the controllability of the vehicle body tilt control system. For example, if the control gain of the vehicle body tilt control system is increased, control system vibration, divergence, and the like due to unnecessary acceleration components occur, so that it is not possible to increase the control gain even if responsiveness is to be improved. .

そこで、本実施の形態においては、横加速度センサ44が複数であって、互いに異なる高さに配設されている。図1及び3に示される例において、横加速度センサ44は、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの2つであって、第1横加速度センサ44aと第2横加速度センサ44bとは互いに異なる高さ位置に配設されている。第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの位置を適切に選択することで、効果的に不要加速度成分を取り除くことができる。   Therefore, in the present embodiment, a plurality of lateral acceleration sensors 44 are provided at different heights. In the example shown in FIGS. 1 and 3, there are two lateral acceleration sensors 44, a first lateral acceleration sensor 44a and a second lateral acceleration sensor 44b, which are a first lateral acceleration sensor 44a and a second lateral acceleration sensor 44b. Are arranged at different height positions. By appropriately selecting the positions of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b, unnecessary acceleration components can be effectively removed.

具体的には、図3(a)に示されるように、第1横加速度センサ44aは、搭乗部11の背面において、路面18からの距離、すなわち、高さがL1 の位置に配設されている。また、第2横加速度センサ44bは、搭乗部11の背面又は本体部20の上面において、路面18からの距離、すなわち、高さがL2 の位置に配設されている。なお、L1 >L2 である。そして、旋回走行時に、図3(b)に示されるように、車体を旋回内側(図において右側)に傾けた状態で旋回すると、第1横加速度センサ44aは、横方向の加速度を検出して検出値a1 を出力し、第2横加速度センサ44bは、横方向の加速度を検出して検出値a2 を出力する。なお、車体が傾く際の傾斜運動の中心、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、実際上は、概略路面18と等しい位置であると考えられる。 Specifically, as shown in FIG. 3 (a), the first lateral acceleration sensor 44a is in the back of the riding section 11, the distance from the road surface 18, i.e., is disposed at the position of L 1 Height ing. The second lateral acceleration sensor 44b is the upper surface of the rear or body portion 20 of the riding portion 11, the distance from the road surface 18, i.e., is disposed at a position of L 2 height. Note that L 1 > L 2 . When turning, when the vehicle is turned with the vehicle body tilted inward (right side in the drawing) as shown in FIG. 3B, the first lateral acceleration sensor 44a detects the lateral acceleration. The detection value a 1 is output, and the second lateral acceleration sensor 44b detects the lateral acceleration and outputs the detection value a 2 . Although the center of the tilting motion when the vehicle body tilts, that is, the roll center, is strictly located slightly below the road surface 18, it is considered that the center is substantially equal to the road surface 18 in practice.

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、ともに、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。また、L1 とL2 との差は、小さいと検出値a1 及びa2 の差が小さくなるので、十分に大きいこと、例えば、0.3〔m〕以上、と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、ともに、リンク機構30よりも上方に配設されることが望ましい。さらに、車体がサスペンション等のばねで支持されている場合、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、ともに、いわゆる「ばね上」に配設されることが望ましい。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、ともに、前輪である車輪12Fの車軸と後輪である左右の車輪12L及び12Rの車軸との間に配設されることが望ましい。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、ともに、可能な限り乗員の近くに配設されることが望ましい。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、ともに、上側から観て進行方向に延在する車体の中心軸上に位置すること、すなわち、進行方向に関してオフセットされないことが望ましい。 It is desirable that both the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are attached to a sufficiently rigid member. Further, if the difference between L 1 and L 2 is small, the difference between the detection values a 1 and a 2 is small. Therefore, it is desirable that the difference be sufficiently large, for example, 0.3 [m] or more. Furthermore, it is desirable that both the first lateral acceleration sensor 44 a and the second lateral acceleration sensor 44 b are disposed above the link mechanism 30. Further, when the vehicle body is supported by a spring such as a suspension, it is desirable that both the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are arranged on a so-called “spring top”. Further, both the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b may be disposed between the axle of the front wheel 12F and the axles of the left and right wheels 12L and 12R as rear wheels. desirable. Furthermore, it is desirable that both the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are disposed as close to the occupant as possible. Further, both the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b are preferably located on the central axis of the vehicle body extending in the traveling direction when viewed from above, that is, not offset with respect to the traveling direction. .

本実施の形態においては、車体の傾斜運動の角速度を検出するロールレートセンサ44c、及び、車体の旋回運動の角速度、すなわち、車体のヨー角速度を検出するヨー角速度検出手段としてのヨーレートセンサ44dが配設されている。具体的には、前記ロールレートセンサ44c及びヨーレートセンサ44dは、ともに、上側から観て進行方向に延在する車体の中心軸上に位置すること、すなわち、進行方向に関してオフセットされないことが望ましく、例えば、座席11aとフットレスト11bとの間に配設される。   In the present embodiment, a roll rate sensor 44c for detecting the angular velocity of the tilting motion of the vehicle body and a yaw rate sensor 44d as a yaw angular velocity detecting means for detecting the angular velocity of the turning motion of the vehicle body, that is, the yaw angular velocity of the vehicle body are arranged. It is installed. Specifically, it is desirable that both the roll rate sensor 44c and the yaw rate sensor 44d are located on the central axis of the vehicle body extending in the traveling direction when viewed from above, that is, not offset with respect to the traveling direction. It is arranged between the seat 11a and the footrest 11b.

なお、前記ロールレートセンサ44cは、一般的なロールレートセンサであって、例えば、ジャイロセンサを、路面18と垂直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たものである。また、前記ヨーレートセンサ44dは、一般的なヨーレートセンサであって、例えば、ジャイロセンサを、路面18と平行な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たものである。なお、三次元ジャイロセンサであれば、ロールレートセンサ44c及びヨーレートセンサ44dの機能を発揮することができる。つまり、ロールレートセンサ44c及びヨーレートセンサ44dは、それぞれ、別個に構成されたものであってもよいし、一体的に構成されたものであってもよい。   The roll rate sensor 44c is a general roll rate sensor, and for example, a gyro sensor is attached so as to detect a rotational angular velocity in a plane perpendicular to the road surface 18. . The yaw rate sensor 44d is a general yaw rate sensor, and for example, a gyro sensor is attached so as to detect a rotational angular velocity in a plane parallel to the road surface 18. Note that the three-dimensional gyro sensor can exhibit the functions of the roll rate sensor 44c and the yaw rate sensor 44d. That is, the roll rate sensor 44c and the yaw rate sensor 44d may be configured separately or may be configured integrally.

また、本実施の形態における車両10は、制御装置の一部としての車体傾斜制御システムを有する。該車体傾斜制御システムは、一種のコンピュータシステムであり、ECU(Electronic Control Unit)等から成る傾斜制御装置及び操舵制御装置を備える。   The vehicle 10 in the present embodiment has a vehicle body tilt control system as a part of the control device. The vehicle body tilt control system is a kind of computer system, and includes a tilt control device and a steering control device including an ECU (Electronic Control Unit) or the like.

前記傾斜制御装置は、プロセッサ等の演算手段、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、リンク角センサ25a、第1横加速度センサ44a、第2横加速度センサ44b、ロールレートセンサ44c、ヨーレートセンサ44d、車速センサ54、スロットルグリップ35、インホイールモータである回転駆動装置51、リンクモータ25等に接続されている。そして、前記傾斜制御装置は、スロットルグリップ35の回転角度、すなわち、駆動力発生指令の入力値としてのスロットル開度に基づいて駆動力発生指令の出力値としてのスロットル開度目標値を算出して回転駆動装置51を作動させる。さらに、前記傾斜制御装置は、リンクモータ25を作動させるためのトルク指令値を出力する。   The tilt control device includes arithmetic means such as a processor, storage means such as a magnetic disk and a semiconductor memory, an input / output interface, and the like, and includes a link angle sensor 25a, a first lateral acceleration sensor 44a, a second lateral acceleration sensor 44b, a roll rate. It is connected to a sensor 44c, a yaw rate sensor 44d, a vehicle speed sensor 54, a throttle grip 35, a rotary drive device 51 that is an in-wheel motor, a link motor 25, and the like. The tilt control device calculates a throttle opening target value as an output value of the driving force generation command based on the rotation angle of the throttle grip 35, that is, the throttle opening as the input value of the driving force generation command. The rotation drive device 51 is operated. Further, the tilt control device outputs a torque command value for operating the link motor 25.

また、前記操舵制御装置は、プロセッサ等の演算手段、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、ハンドル角センサ62、操舵角センサ63、車速センサ54及び操舵モータ65に接続されている。そして、前記操舵制御装置は、操舵モータ65を作動させるための制御パルスを出力する。なお、前記傾斜制御装置と操舵制御装置とは相互に接続されている。また、前記傾斜制御装置及び操舵制御装置は、必ずしも別個に構成される必要はなく、一体的に構成されたものであってもよい。   Further, the steering control device includes a calculation means such as a processor, a storage means such as a magnetic disk and a semiconductor memory, an input / output interface, and the like, and is connected to a handle angle sensor 62, a steering angle sensor 63, a vehicle speed sensor 54, and a steering motor 65. Has been. The steering control device outputs a control pulse for operating the steering motor 65. The tilt control device and the steering control device are connected to each other. In addition, the tilt control device and the steering control device are not necessarily configured separately, and may be configured integrally.

前記傾斜制御装置は、旋回走行の際には、フィードバック制御及びフィードフォワード制御を行い、車体の傾斜角度が、横加速度センサ44が検出する横加速度の値がゼロとなる角度になるように、リンクモータ25を作動させる。つまり、旋回外側への遠心力と重力とが釣り合って、横方向の加速度成分がゼロとなる角度になるように、車体の傾斜角度を制御する。これにより、車体及び搭乗部11に搭乗している乗員には、車体の縦方向軸線と平行な方向の力が作用することとなる。したがって、車体の安定性を維持することができ、また、旋回性能を向上させることができる。   The tilt control device performs feedback control and feedforward control during turning, so that the tilt angle of the vehicle body is such that the lateral acceleration value detected by the lateral acceleration sensor 44 becomes an angle that becomes zero. The motor 25 is operated. That is, the tilt angle of the vehicle body is controlled so that the centrifugal force to the outside of the turn balances with the gravity and the lateral acceleration component becomes zero. As a result, a force in a direction parallel to the longitudinal axis of the vehicle body acts on the vehicle body and the occupant on the riding section 11. Therefore, the stability of the vehicle body can be maintained and the turning performance can be improved.

また、傾斜方向への外乱を受けたときには、車体の傾斜角度の変化のうちの外乱による部分を抽出し、残余の部分に対しては通常モードで車体の傾斜角度を制御するとともに、抽出した部分に対しては外乱対応モードで車体の傾斜角度を制御する。したがって、外乱を受けたときでも、車体の安定性を維持することができる。また、乗員が違和感を感じることがなく、乗り心地が向上する。   Also, when a disturbance in the tilt direction is received, a part due to the disturbance in the change in the tilt angle of the vehicle body is extracted, and for the remaining part, the tilt angle of the vehicle body is controlled in the normal mode, and the extracted part In contrast, the vehicle body tilt angle is controlled in the disturbance response mode. Therefore, the stability of the vehicle body can be maintained even when subjected to disturbance. In addition, the rider does not feel discomfort and the ride comfort is improved.

さらに、本実施の形態においては、旋回走行を開始したときに、駆動力発生指令を制限する。すなわち、操舵輪の操舵量としてのハンドル角、傾斜用アクチュエータ装置の作動量としてのリンク角、及び、ヨーレートのうちの少なくとも1つの値の変化が所定値より大きくなると、加速指令値を制限する。   Further, in the present embodiment, the driving force generation command is limited when the turning traveling is started. That is, the acceleration command value is limited when a change in at least one of a steering wheel angle as a steering amount, a link angle as an operation amount of the tilting actuator device, and a yaw rate becomes larger than a predetermined value.

より具体的には、ハンドル角、リンク角及びヨーレートのうちの少なくとも1つが、その微分値と同じ符号となると、スロットル開度の値に関わらず、スロットル開度目標値がゼロとなるように制御する。つまり、乗員がハンドルを切り始めたとき、又は、ハンドルを切り増したときや、リンク機構30が傾き始めたとき、又は、傾きを増したときや、車両10が旋回を開始したとき、又は、ヨーレートが増したときには、回転駆動装置51が駆動力を発揮しないようにする。   More specifically, when at least one of the steering wheel angle, the link angle, and the yaw rate has the same sign as the differential value, the throttle opening target value is controlled to be zero regardless of the throttle opening value. To do. That is, when the occupant starts turning the steering wheel, or when the steering wheel is turned up, when the link mechanism 30 starts to tilt, when the tilting increases, when the vehicle 10 starts turning, or When the yaw rate increases, the rotational drive device 51 is prevented from exerting a driving force.

これにより、車両10の安定性が低下しやすいときに、回転駆動装置51が駆動力を発揮しなくなるので、安定性の低下を確実に防止することができる。また、回転駆動装置51が駆動力を発揮しないので、車体が旋回方向内側に傾斜しやすくなり、旋回性が向上する。したがって、旋回走行の開始直後のような車両10の安定性が低下しやすいときには駆動輪としての左右の車輪12L及び12Rに駆動力が付与されないので、車両10の安定性を確実に維持することができる。   As a result, when the stability of the vehicle 10 is likely to decrease, the rotational driving device 51 does not exhibit the driving force, and thus it is possible to reliably prevent a decrease in stability. In addition, since the rotational drive device 51 does not exert a driving force, the vehicle body is easily inclined inward in the turning direction, and the turning performance is improved. Accordingly, when the stability of the vehicle 10 is likely to be lowered immediately after the start of turning, the driving force is not applied to the left and right wheels 12L and 12R as driving wheels, so that the stability of the vehicle 10 can be reliably maintained. it can.

このような操舵制御を行うことなしに車体傾斜制御を行うと、例えば、トレッド(左右の車輪12L及び12Rの接地点間の距離)が狭い場合や、車両10の重心位置が高い場合や、操舵速度(ハンドルを切る速度)が速い場合には、旋回によって発生する遠心力が旋回方向外側に車体を傾斜させる力として作用するので、旋回方向内側に車体を傾斜させにくく、車両10の安定性が低下することがある。もっとも、操舵輪としての車輪12Fの操舵角の速度又は加速度を低下させれば、遠心力を抑制して、スムーズに車体を旋回方向内側に傾斜させることができるので、車体の安定性を維持することができる。しかし、この場合、車両10の運動性能が低下するので、操縦性が悪化するとともに、危機回避性能も低下してしまう。   When the vehicle body tilt control is performed without performing such steering control, for example, when the tread (the distance between the ground contact points of the left and right wheels 12L and 12R) is narrow, when the center of gravity of the vehicle 10 is high, When the speed (the speed at which the steering wheel is turned) is high, the centrifugal force generated by turning acts as a force for inclining the vehicle body outward in the turning direction. May decrease. However, if the speed or acceleration of the steering angle of the wheel 12F as the steering wheel is reduced, the centrifugal force can be suppressed and the vehicle body can be smoothly tilted inward in the turning direction, so that the stability of the vehicle body is maintained. be able to. However, in this case, since the motion performance of the vehicle 10 is lowered, the maneuverability is deteriorated and the crisis avoidance performance is also lowered.

これに対して、本実施の形態においては、前述のように、乗員がハンドルを切り始めたとき、又は、ハンドルを切り増したときや、リンク機構30が傾き始めたとき、又は、傾きを増したときや、車両10が旋回を開始したとき、又は、ヨーレートが増したときには、回転駆動装置51が駆動力を発揮しないようにする。これにより、車両10の安定性が低下しやすいときに、回転駆動装置51が駆動力を発揮しなくなるので、操縦性や危機回避性能を犠牲とすることなしに、車両10の安定性を維持することができる。また、回転駆動装置51が駆動力を発揮しないので、車体が旋回方向内側に傾斜しやすくなり、旋回性が向上する。   On the other hand, in the present embodiment, as described above, when the occupant starts to cut the steering wheel, or when the steering wheel is increased, the link mechanism 30 starts to tilt, or the tilt is increased. When the vehicle 10 starts turning, or when the yaw rate increases, the rotational drive device 51 is prevented from exhibiting the driving force. As a result, when the stability of the vehicle 10 is liable to decrease, the rotational drive device 51 does not exhibit the driving force, so that the stability of the vehicle 10 is maintained without sacrificing maneuverability and crisis avoidance performance. be able to. In addition, since the rotational drive device 51 does not exert a driving force, the vehicle body is easily inclined inward in the turning direction, and the turning performance is improved.

次に、前記車体傾斜制御システムの構成について説明する。   Next, the configuration of the vehicle body tilt control system will be described.

図4は本発明の実施の形態における車体傾斜制御システムの構成を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the vehicle body tilt control system in the embodiment of the present invention.

図に示される例において、46は傾斜制御装置としての傾斜制御ECUであり、リンク角センサ25a、第1横加速度センサ44a、第2横加速度センサ44b、ロールレートセンサ44c、ヨーレートセンサ44d、車速センサ54及びリンクモータ25に接続されている。また、前記傾斜制御ECU46は、横加速度演算部48、リンク角速度推定部50、外乱演算部43、傾斜制御部47及びリンクモータ制御部42を備える。   In the example shown in the figure, 46 is a tilt control ECU as a tilt control device, and includes a link angle sensor 25a, a first lateral acceleration sensor 44a, a second lateral acceleration sensor 44b, a roll rate sensor 44c, a yaw rate sensor 44d, and a vehicle speed sensor. 54 and the link motor 25. The tilt control ECU 46 includes a lateral acceleration calculation unit 48, a link angular velocity estimation unit 50, a disturbance calculation unit 43, a tilt control unit 47, and a link motor control unit 42.

また、61は操舵制御装置としての操舵制御ECUであり、ハンドル角センサ62、操舵角センサ63、車速センサ54及び操舵モータ65に接続されている。さらに、前記操舵制御ECU61は、操舵制御部66及び操舵モータ制御部67を備える。   Reference numeral 61 denotes a steering control ECU as a steering control device, which is connected to a handle angle sensor 62, a steering angle sensor 63, a vehicle speed sensor 54, and a steering motor 65. Further, the steering control ECU 61 includes a steering control unit 66 and a steering motor control unit 67.

ここで、前記横加速度演算部48は、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出した横加速度に基づいて合成横加速度を算出する。また、前記リンク角速度推定部50は、ヨーレートセンサ44dが検出したヨー角速度としてのヨーレート、及び、車速センサ54が検出した車速に基づいてリンク角速度予測値を算出する。さらに、前記外乱演算部43は、ロールレートセンサ44cが検出した車体の傾斜運動の角速度としてのロールレート、及び、リンク角センサ25aが検出したリンク角に基づいて外乱分のロールレートを算出する。   Here, the lateral acceleration calculation unit 48 calculates a combined lateral acceleration based on the lateral acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. The link angular velocity estimation unit 50 calculates a link angular velocity prediction value based on the yaw rate as the yaw angular velocity detected by the yaw rate sensor 44d and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 54. Further, the disturbance calculation unit 43 calculates a roll rate for the disturbance based on the roll rate as the angular velocity of the tilting motion of the vehicle body detected by the roll rate sensor 44c and the link angle detected by the link angle sensor 25a.

そして、前記傾斜制御部47は、横加速度演算部48が算出した合成横加速度、リンク角速度推定部50が算出したリンク角速度予測値、及び、外乱演算部43が算出した外乱分のロールレートに基づいて、制御値としての速度指令値を演算して出力する。さらに、前記リンクモータ制御部42は、傾斜制御部47が出力した速度指令値、及び、操舵制御部66が出力した操舵輪操舵角指令値に基づいてリンクモータ25を作動させるための制御値としてのトルク指令値を出力する。   The tilt controller 47 is based on the combined lateral acceleration calculated by the lateral acceleration calculator 48, the predicted link angular velocity calculated by the link angular velocity estimator 50, and the disturbance roll rate calculated by the disturbance calculator 43. Then, the speed command value as the control value is calculated and output. Further, the link motor control unit 42 is a control value for operating the link motor 25 based on the speed command value output from the tilt control unit 47 and the steering wheel steering angle command value output from the steering control unit 66. The torque command value is output.

また、前記操舵制御部66は、ハンドル角センサ62が検出したハンドル角、及び、車速センサ54が検出した車速に基づいて、制御値としての操舵輪操舵角指令値を演算して出力する。前記操舵モータ制御部67は、操舵角センサ63が検出した操舵角、及び、操舵制御部66が出力した操舵輪操舵角指令値に基づいて操舵モータ65を作動させるための制御値としての制御パルスを出力する。   The steering control unit 66 calculates and outputs a steering wheel steering angle command value as a control value based on the steering wheel angle detected by the steering wheel angle sensor 62 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 54. The steering motor control unit 67 is a control pulse as a control value for operating the steering motor 65 based on the steering angle detected by the steering angle sensor 63 and the steering wheel steering angle command value output by the steering control unit 66. Is output.

次に、前記構成の車両10の動作について説明する。まず、旋回走行における車体傾斜制御処理の動作の一部である横加速度演算処理の動作について説明する。   Next, the operation of the vehicle 10 configured as described above will be described. First, the operation of the lateral acceleration calculation process, which is a part of the operation of the vehicle body tilt control process in turning, will be described.

図5は本発明の実施の形態における制御系のブロック図、図6は本発明の実施の形態における旋回走行時の車体の傾斜動作を説明する力学モデルを示す図、図7は本発明の実施の形態における横加速度演算処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a block diagram of the control system in the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a dynamic model for explaining the leaning operation of the vehicle body during turning traveling in the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the operation | movement of the lateral acceleration calculation process in the form.

本実施の形態における車体傾斜制御処理では、図4に示されるような傾斜制御ECU46による傾斜制御と操舵制御ECU61による操舵制御とを組み合わせた制御が行われる。なお、傾斜制御ECU46による傾斜制御は、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御である。   In the vehicle body tilt control process according to the present embodiment, control in which tilt control by the tilt control ECU 46 and steering control by the steering control ECU 61 are combined as shown in FIG. 4 is performed. Note that the tilt control by the tilt control ECU 46 is a combination of feedback control and feedforward control.

図5において、f1 は後述される式(6)で表される伝達関数であり、GP 、GRP、GYD及びGSLは比例制御動作の制御ゲインであり、LPFはローパスフィルタであり、sは微分要素である。また、f2 は後述される式(10)で表されるリンク角速度予測値であり、f3 はロールレートゲインである。 In FIG. 5, f 1 is a transfer function represented by the equation (6) described later, G P , G RP , G YD and G SL are control gains for proportional control operation, and LPF is a low-pass filter. , S is a differential element. Further, f 2 is a link angular velocity prediction value expressed by the following formula (10), and f 3 is a roll rate gain.

旋回走行が開始されると、車体傾斜制御システムは車体傾斜制御処理を開始する。姿勢制御が行われることで、車両10は、リンク機構30によって、旋回走行時には、図3(b)に示されるように、車体を旋回内側(図において右側)に傾けた状態で旋回する。また、旋回走行時には、旋回外側への遠心力が車体に作用するとともに、車体を旋回内側に傾けたことによって重力の横方向成分が発生する。そして、横加速度演算部48は、横加速度演算処理を実行し、合成横加速度aを算出して傾斜制御部47に出力する。すると、該傾斜制御部47は、フィードバック制御を行い、合成横加速度aの値がゼロとなるような制御値としての速度指令値を出力する。そして、リンクモータ制御部42は、傾斜制御部47が出力した速度指令値に基づいてトルク指令値をリンクモータ25に出力する。   When turning is started, the vehicle body tilt control system starts the vehicle body tilt control process. By performing posture control, the vehicle 10 turns with the link mechanism 30 in a state where the vehicle body is tilted inward (right side in the drawing) as shown in FIG. Further, during turning, a centrifugal force to the outside of the turning acts on the vehicle body, and a lateral component of gravity is generated by tilting the vehicle body to the inside of the turn. Then, the lateral acceleration calculation unit 48 executes a lateral acceleration calculation process, calculates a combined lateral acceleration a, and outputs it to the tilt control unit 47. Then, the inclination control unit 47 performs feedback control, and outputs a speed command value as a control value such that the value of the combined lateral acceleration a becomes zero. Then, the link motor control unit 42 outputs a torque command value to the link motor 25 based on the speed command value output from the inclination control unit 47.

なお、車体傾斜制御処理は、車両10の電源が投入されている間、車体傾斜制御システムによって繰り返し所定の制御周期TS (例えば、5〔ms〕)で実行される処理であり、旋回時において、旋回性能の向上と乗員の快適性の確保とを図る処理である。 The vehicle body tilt control process is a process that is repeatedly executed by the vehicle body tilt control system at a predetermined control cycle T S (for example, 5 [ms]) while the vehicle 10 is turned on. This is a process for improving turning performance and ensuring passenger comfort.

また、図6において、44Aは車体において第1横加速度センサ44aの配設された位置を示す第1センサ位置であり、44Bは車体において第2横加速度センサ44bの配設された位置を示す第2センサ位置である。   In FIG. 6, 44A is a first sensor position indicating the position where the first lateral acceleration sensor 44a is disposed on the vehicle body, and 44B is a first position indicating the position where the second lateral acceleration sensor 44b is disposed on the vehicle body. Two sensor positions.

第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出してその検出値を出力する加速度は、〈1〉旋回時に車体に作用する遠心力、〈2〉車体を旋回内側に傾けたことによって発生する重力の横方向成分、〈3〉左右の車輪12L及び12Rのいずれか一方のみが路面18の窪みに落下することによる車体の傾斜、ガタやばねの変位等により第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが周方向に変位することによって生じる加速度、並びに、〈4〉リンクモータ25の作動又はその反作用により第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが周方向に変位することによって生じる加速度、の4つであると考えられる。これら4つの加速度のうち、前記〈1〉及び〈2〉は、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの高さ、すなわち、L1 及びL2 と無関係である。一方、前記〈3〉及び〈4〉は、周方向に変位することによって生じる加速度であるから、ロール中心からの距離に比例する、すなわち、概略L1 及びL2 に比例する。 The acceleration detected by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b and outputting the detected value is <1> centrifugal force acting on the vehicle body when turning, and <2> tilting the vehicle body toward the inside of the turn. The lateral component of the generated gravity, <3> the first lateral acceleration sensor 44a and the like due to the inclination of the vehicle body, the displacement of the backlash and the spring, etc., when only one of the left and right wheels 12L and 12R falls into the depression of the road surface The acceleration generated by the displacement of the second lateral acceleration sensor 44b in the circumferential direction, and the <4> operation of the link motor 25 or the reaction thereof causes the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b to be displaced in the circumferential direction. It is considered that there are four accelerations caused by this. Of these four acceleration, the <1> and <2>, the height of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b, that is, independent of L 1 and L 2. On the other hand, since <3> and <4> are accelerations generated by displacement in the circumferential direction, they are proportional to the distance from the roll center, that is, roughly proportional to L 1 and L 2 .

ここで、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出してその検出値を出力する〈3〉の加速度をaX1及びaX2とし、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出してその検出値を出力する〈4〉の加速度をaM1及びaM2とする。また、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出してその検出値を出力する〈1〉の加速度をaT とし、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出してその検出値を出力する〈2〉の加速度をaG とする。なお、前記〈1〉及び〈2〉は、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの高さに無関係なので、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの検出値は等しい。 Here, the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b detect and output the detected value. The acceleration <3> is defined as a X1 and a X2, and the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration. The acceleration of <4>, which is detected by the sensor 44b and outputs the detected value, is a M1 and a M2 . Further, the acceleration of <1> to the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b outputs the detected value detected by the a T, a first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b is detected Then, the acceleration of <2> that outputs the detected value is defined as a G. Since <1> and <2> are irrelevant to the heights of the first and second lateral acceleration sensors 44a and 44b, the detection values of the first and second lateral acceleration sensors 44a and 44b are equal. .

そして、左右の車輪12L及び12Rのいずれか一方のみが路面18の窪みに落下することによる車体の傾斜、ガタやばねの変位等による周方向の変位の角速度をωR とし、その角加速度をωR ’とする。また、リンクモータ25の作動又はその反作用による周方向の変位の角速度をωM とし、その角加速度をωM ’とする。なお、角速度ωM 又は角加速度ωM ’は、リンク角センサ25aの検出値から取得することができる。 Then, only one of the left and right wheels 12L and 12R are inclined in the vehicle body due to the fall in a recess of a road surface 18, the angular velocity omega R the circumferential direction of displacement by the displacement or the like of Gataya spring, the angular acceleration omega Let R '. Further, the angular velocity of the circumferential displacement due to the operation of the link motor 25 or its reaction is ω M , and the angular acceleration is ω M ′. The angular velocity ω M or the angular acceleration ω M ′ can be obtained from the detection value of the link angle sensor 25a.

すると、aX1=L1 ωR ’、aX2=L2 ωR ’、aM1=L1 ωM ’、aM2=L2 ωM ’となる。 Then, a X1 = L 1 ω R ′, a X2 = L 2 ω R ′, a M1 = L 1 ω M ′, a M2 = L 2 ω M ′.

また、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bが検出して出力する加速度の検出値をa1 及びa2 とすると、a1 及びa2 は、4つの加速度〈1〉〜〈4〉の合計であるから、次の式(1)及び(2)で表される。
1 =aT +aG +L1 ωR ’+L1 ωM ’ ・・・式(1)
2 =aT +aG +L2 ωR ’+L2 ωM ’ ・・・式(2)
そして、式(1)から式(2)を減算すると、次の式(3)を得ることができる。
1 −a2 =(L1 −L2 )ωR ’+(L1 −L2 )ωM ’ ・・・式(3)
ここで、L1 及びL2 の値は、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの高さであるから既知である。また、ωM ’の値は、リンクモータ25の角速度ωM の微分値であるから既知である。すると、前記式(3)の右辺においては、第1項のωR ’の値のみが未知であり、他の値はすべて既知である。したがって、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの検出値a1 及びa2 から、ωR ’の値を得ることが可能である。つまり、第1横加速度センサ44a及び第2横加速度センサ44bの検出値a1 及びa2 に基づいて、不要加速度成分を取り除くことができる。
Further, when the detection value of the acceleration by the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b is detecting and outputting the a 1 and a 2, a 1 and a 2, four acceleration <1> to <4 It is represented by the following formulas (1) and (2).
a 1 = a T + a G + L 1 ω R '+ L 1 ω M' ··· formula (1)
a 2 = a T + a G + L 2 ω R '+ L 2 ω M' ··· formula (2)
Then, by subtracting equation (2) from equation (1), the following equation (3) can be obtained.
a 1 −a 2 = (L 1 −L 2 ) ω R ′ + (L 1 −L 2 ) ω M ′ Equation (3)
Here, the values of L 1 and L 2 are known because they are the heights of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. The value of ω M ′ is known because it is a differential value of the angular velocity ω M of the link motor 25. Then, on the right side of the equation (3), only the value of ω R ′ of the first term is unknown, and all other values are known. Therefore, the value of ω R ′ can be obtained from the detection values a 1 and a 2 of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b. That is, unnecessary acceleration components can be removed based on the detection values a 1 and a 2 of the first lateral acceleration sensor 44a and the second lateral acceleration sensor 44b.

車体傾斜制御システムが車体傾斜制御処理を開始すると、横加速度演算部48は、横加速度演算処理を開始し、まず、第1横加速度センサ値a1 を取得するとともに(ステップS1)、第2横加速度センサ値a2 を取得する(ステップS2)。そして、横加速度演算部48は、加速度差Δaを算出する(ステップS3)。該Δaは次の式(4)によって表される。
Δa=a1 −a2 ・・・式(4)
続いて、横加速度演算部48は、ΔL呼出を行うとともに(ステップS4)、L2 呼出を行う(ステップS5)。前記ΔLは次の式(5)によって表される。
ΔL=L1 −L2 ・・・式(5)
続いて、横加速度演算部48は、合成横加速度aを算出する(ステップS6)。なお、合成横加速度aは、横加速度センサ44が1つである場合における横加速度センサ値aに相当する値であって、第1横加速度センサ値a1 と第2横加速度センサ値a2 とを合成した値であり、次の式(6)及び(7)によって得られる。
a=a2 −(L2 /ΔL)Δa ・・・式(6)
a=a1 −(L1 /ΔL)Δa ・・・式(7)
理論上は、式(6)によっても式(7)によっても、同じ値を得ることができるが、周方向の変位によって生じる加速度はロール中心からの距離に比例するので、実際上は、ロール中心により近い方の横加速度センサ44、すなわち、第2横加速度センサ44bの検出値であるa2 を基準にすることが望ましい。そこで、本実施の形態においては、式(6)によって合成横加速度aを算出することとする。
When the vehicle body tilt control system starts the vehicle body tilt control process, the lateral acceleration calculation unit 48 starts the lateral acceleration calculation process, and first acquires the first lateral acceleration sensor value a 1 (step S1) and the second lateral acceleration calculation process. An acceleration sensor value a 2 is acquired (step S2). Then, the lateral acceleration calculation unit 48 calculates the acceleration difference Δa (step S3). The Δa is expressed by the following equation (4).
Δa = a 1 −a 2 Formula (4)
Then, the lateral acceleration calculation unit 48 performs ΔL call (step S4), and performs the L 2 call (step S5). The ΔL is expressed by the following equation (5).
ΔL = L 1 −L 2 Formula (5)
Subsequently, the lateral acceleration calculation unit 48 calculates a combined lateral acceleration a (step S6). Incidentally, the synthetic lateral acceleration a lateral acceleration sensor 44 is a value corresponding to the lateral acceleration sensor value a when the one, first lateral acceleration sensor value a 1 and the second lateral acceleration sensor value a 2 Is obtained by the following equations (6) and (7).
a = a 2 − (L 2 / ΔL) Δa (6)
a = a 1 − (L 1 / ΔL) Δa (7)
Theoretically, the same value can be obtained by both equation (6) and equation (7), but since the acceleration caused by the circumferential displacement is proportional to the distance from the roll center, in practice, the roll center It is desirable to use a 2 which is a detection value of the lateral acceleration sensor 44 closer to the second lateral acceleration sensor 44b as a reference. Therefore, in the present embodiment, the combined lateral acceleration a is calculated by Expression (6).

最後に、横加速度演算部48は、傾斜制御部47へ合成横加速度aを送出して(ステップS7)、横加速度演算処理を終了する。   Finally, the lateral acceleration calculation unit 48 sends the combined lateral acceleration a to the tilt control unit 47 (step S7), and ends the lateral acceleration calculation process.

このように、本実施の形態においては、第1横加速度センサ44aと第2横加速度センサ44bとを互いに異なる高さ位置に配設し、第1横加速度センサ値a1 と第2横加速度センサ値a2 とを合成した合成横加速度aを算出し、該合成横加速度aの値がゼロとなるように、フィードバック制御を行って車体の傾斜角度を制御する。 Thus, in this embodiment, a first lateral acceleration sensor 44a and a second lateral acceleration sensor 44b is placed in different height positions, a first lateral acceleration sensor value a 1 and the second lateral acceleration sensor A combined lateral acceleration a obtained by combining the value a 2 is calculated, and feedback control is performed so that the value of the combined lateral acceleration a becomes zero to control the tilt angle of the vehicle body.

これにより、不要加速度成分を取り除くことができるので、路面状況の影響を受けることがなく、制御系の振動、発散等の発生を防止することができ、車体傾斜制御システムの制御ゲインを大きくして制御の応答性を向上させることができる。   As a result, unnecessary acceleration components can be removed, so that it is not affected by road surface conditions, the occurrence of vibrations and divergence of the control system can be prevented, and the control gain of the vehicle body tilt control system is increased. Control responsiveness can be improved.

なお、本実施の形態においては、横加速度センサ44が2つである場合について説明したが、横加速度センサ44は、複数であって互いに異なる高さに配設されていれば、3つ以上であってもよく、いくつであってもよい。   In the present embodiment, the case where there are two lateral acceleration sensors 44 has been described. However, if there are a plurality of lateral acceleration sensors 44 arranged at different heights, the number of lateral acceleration sensors 44 is three or more. There may be any number.

次に、旋回走行におけるリンク角速度を推定するリンク角速度推定処理の動作について説明する。   Next, the operation of the link angular velocity estimation process for estimating the link angular velocity in turning travel will be described.

図8は本発明の実施の形態におけるリンク角速度推定処理の動作を示すフローチャート、図9は本発明の実施の形態におけるヨーレートの微分処理のサブルーチンを示すフローチャート、図10は本発明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フローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing the operation of link angular velocity estimation processing in the embodiment of the present invention, FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine of yaw rate differentiation processing in the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is in the embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the subroutine of a filter process.

リンク角速度推定部50は、リンク角速度推定処理を開始すると、まず、ヨーレートセンサ44dが検出したヨーレートの値であるヨーレートセンサ値ψを取得するとともに(ステップS11)、車速センサ54が検出した車速の値である車速センサ値νを取得する(ステップS12)。   When the link angular velocity estimation unit 50 starts the link angular velocity estimation process, the link angular velocity estimation unit 50 first acquires a yaw rate sensor value ψ that is a yaw rate value detected by the yaw rate sensor 44d (step S11), and a vehicle speed value detected by the vehicle speed sensor 54. The vehicle speed sensor value ν is obtained (step S12).

そして、リンク角速度推定部50は、ヨーレートの微分処理を実行し(ステップS13)、Δψを算出する。該Δψは、ヨーレートを時間微分した値であり、ヨー角加速度に相当する。   Then, the link angular velocity estimation unit 50 performs yaw rate differentiation processing (step S13) and calculates Δψ. The Δψ is a value obtained by differentiating the yaw rate with time, and corresponds to the yaw angular acceleration.

ヨーレートの微分処理において、リンク角速度推定部50は、まず、ψold 呼出を行う(ステップS13−1)。なお、ψold は、前回の車体傾斜制御処理実行時に保存されたψ(t)の値である。なお、初期設定においては、ψold =0とされている。 In the yaw rate differentiation process, the link angular velocity estimation unit 50 first makes a ψ old call (step S13-1). Note that ψ old is the value of ψ (t) saved when the previous vehicle body tilt control process was executed. In the initial setting, ψ old = 0.

続いて、リンク角速度推定部50は、制御周期TS を取得する(ステップS13−2)。 Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 acquires a control cycle T S (step S13-2).

続いて、リンク角速度推定部50は、ヨーレート微分値Δψを算出する(ステップS13−3)。Δψは、次の式(8)によって算出される。
Δψ=(ψ(t)−ψold )/TS ・・・式(8)
そして、リンク角速度推定部50は、ψold =ψ(t)として保存し(ステップS13−4)、ヨーレートの微分処理を終了する。
Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 calculates the yaw rate differential value Δψ (step S13-3). Δψ is calculated by the following equation (8).
Δψ = (ψ (t) −ψ old ) / T S (8)
The link angular velocity estimation unit 50 stores ψ old = ψ (t) (step S13-4), and ends the yaw rate differentiation process.

続いて、リンク角速度推定部50は、ヨーレート微分値Δψに対して、フィルタ処理を実行する(ステップS14)。   Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 performs a filtering process on the yaw rate differential value Δψ (step S14).

フィルタ処理において、リンク角速度推定部50は、まず、制御周期TS を取得する(ステップS14−1)。 In the filter processing, the link angular velocity estimation unit 50 first acquires a control cycle T S (step S14-1).

続いて、リンク角速度推定部50は、カットオフ周波数wを取得する(ステップS14−2)。   Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 acquires a cutoff frequency w (step S14-2).

続いて、リンク角速度推定部50は、Δψold 呼出を行う(ステップS14−3)。なお、Δψold は、前回の車体傾斜制御処理実行時に保存されたΔψ(t)の値である。 Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 performs a Δψ old call (step S14-3). Note that Δψ old is a value of Δψ (t) saved when the previous vehicle body tilt control process was executed.

続いて、リンク角速度推定部50は、フィルタ処理されたヨーレート微分値Δψ(t)を算出する(ステップS14−4)。Δψ(t)は、次の式(9)によって算出される。
Δψ(t)=Δψold /(1+TS w)+TS wψ/(1+TS w) ・・・式(9)
該式(9)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)フィルタの式であるが、単純に一次遅れ系のローパスフィルタを用いてもよい。IIRフィルタとしては、例えば、チェビシェフII型フィルタを使用してもよいし、その他のフィルタを使用してもよい。また、一般的に使用されるFIR(Finite Impulse Response)フィルタを使用してもよい。さらに、バンドパスフィルタのカットオフ周波数(−3〔dB〕周波数)は、10〔Hz〕以下であることが望ましく、数〔Hz〕であることがより望ましい。
Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 calculates the filtered yaw rate differential value Δψ (t) (step S14-4). Δψ (t) is calculated by the following equation (9).
Δψ (t) = Δψ old / (1 + T S w) + T S wψ / (1 + T S w) ··· (9)
The expression (9) is an expression of an IIR (Infinite Impulse Response) filter generally used as a bandpass filter, but a first-order lag low-pass filter may be simply used. As the IIR filter, for example, a Chebyshev type II filter may be used, or another filter may be used. Further, a generally used FIR (Finite Impulse Response) filter may be used. Furthermore, the cut-off frequency (−3 [dB] frequency) of the band pass filter is preferably 10 [Hz] or less, and more preferably several [Hz].

そして、リンク角速度推定部50は、Δψold =Δψ(t)として保存し(ステップS14−5)、フィルタ処理を終了する。つまり、今回の車体傾斜制御処理実行時に算出したΔψ(t)の値をΔψold として、記憶手段に保存する。 Then, the link angular velocity estimation unit 50 stores it as Δψ old = Δψ (t) (step S14-5), and ends the filter process. That is, the value of Δψ (t) calculated at the time of execution of the current vehicle body tilt control process is stored in the storage unit as Δψ old .

続いて、リンク角速度推定部50は、リンク角速度予測値f2 を算出する(ステップS15)。ここで、重力をgとすると、リンク角速度予測値f2 は、次の式(10)によって算出される。
2 =dη/dt=(ν/g)(dψ/dt) ・・・式(10)
前述のように、リンク角センサ25aは、中央縦部材21に対する上側の横リンクユニット31Uの角度の変化、すなわち、リンク角の変化を検出する。ここで、リンク角をηとし、旋回時における車体の傾斜角が、横加速度としての遠心力a0 と重力gとが釣り合うように制御されているものとすると、路面18が水平であれば、遠心力a0 と重力gとの間には、次の式(11)で表される関係が成立する。
0 cos η=gsin η ・・・式(11)
該式(11)から、次の式(12)が導出される。
0 /g=sin η/cos η=tan η ・・・式(12)
さらに、該式(12)から、次の式(13)が導出される。
0 =gtan η ・・・式(13)
一方、ヨーレートセンサ値、すなわち、ヨーレートがψであり、旋回半径がrであるとすると、車速センサ値、すなわち、車速ν及び旋回時に車体に作用する横加速度としての遠心力a0 は次の式(14)及び(15)によって表される。
ν=rψ ・・・式(14)
0 =rψ2 =νψ ・・・式(15)
そして、該式(15)と前記式(13)とから、次の式(16)が導出される。
tan η=νψ/g ・・・式(16)
さらに、tan η≒ηと近似することができるとともに、車速νの変化がリンク角ηの変化と比較して十分に遅いので、車速νを定数とみなすことができるとすると、前記式(16)から、前記式(10)を得ることができる。
Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 calculates a link angular velocity prediction value f 2 (step S15). Here, assuming that gravity is g, the link angular velocity predicted value f 2 is calculated by the following equation (10).
f 2 = dη / dt = (ν / g) (dψ / dt) (10)
As described above, the link angle sensor 25a detects a change in the angle of the upper horizontal link unit 31U with respect to the central vertical member 21, that is, a change in the link angle. Here, assuming that the link angle is η and the inclination angle of the vehicle body at the time of turning is controlled so that the centrifugal force a 0 as the lateral acceleration and the gravity g are balanced, if the road surface 18 is horizontal, The relationship represented by the following formula (11) is established between the centrifugal force a 0 and the gravity g.
a 0 cos η = gsin η (11)
From the equation (11), the following equation (12) is derived.
a 0 / g = sin η / cos η = tan η (12)
Further, the following equation (13) is derived from the equation (12).
a 0 = g tan η (13)
On the other hand, assuming that the yaw rate sensor value, that is, the yaw rate is ψ, and the turning radius is r, the vehicle speed sensor value, that is, the vehicle speed ν and the centrifugal force a 0 as the lateral acceleration acting on the vehicle body at the time of turning are It is represented by (14) and (15).
ν = rψ Equation (14)
a 0 = rψ 2 = νψ (15)
Then, the following equation (16) is derived from the equation (15) and the equation (13).
tan η = νψ / g (16)
Furthermore, it can be approximated as tan η≈η, and the change in the vehicle speed ν is sufficiently slow compared to the change in the link angle η, so that the vehicle speed ν can be regarded as a constant. From the above, the formula (10) can be obtained.

続いて、リンク角速度推定部50は、リンク角速度制御値af を算出する(ステップS16)。リンク角速度制御値af は、次の式(17)によって算出される。
f =Adη/dt ・・・式(17)
ここで、Aは、0〜1の任意の値であり、車両10の構造に応じて決定されるチューニング定数である。
Subsequently, the link angular velocity estimation unit 50 calculates a link angular velocity control value a f (step S16). The link angular velocity control value af is calculated by the following equation (17).
a f = Adη / dt (17)
Here, A is an arbitrary value of 0 to 1, and is a tuning constant determined according to the structure of the vehicle 10.

最後に、リンク角速度推定部50は、傾斜制御部47へリンク角速度制御値af を送出して(ステップS17)、リンク角速度推定処理を終了する。 Finally, the link angular velocity estimation unit 50 sends the link angular velocity control value a f to the inclination control unit 47 (step S17), and ends the link angular velocity estimation process.

次に、リンクモータ制御部42へ速度指令値を出力するための傾斜制御処理の動作について説明する。   Next, the operation of the inclination control process for outputting the speed command value to the link motor control unit 42 will be described.

図11は本発明の実施の形態における傾斜制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the tilt control process in the embodiment of the present invention.

傾斜制御処理において、傾斜制御部47は、まず、横加速度演算部48から合成横加速度aを受信する(ステップS21)。   In the tilt control process, the tilt control unit 47 first receives the combined lateral acceleration a from the lateral acceleration calculation unit 48 (step S21).

続いて、傾斜制御部47は、aold 呼出を行う(ステップS22)。aold は、前回の車体傾斜制御処理実行時に保存された合成横加速度aである。なお、初期設定においては、aold =0とされている。 Subsequently, the inclination control unit 47 makes an old call (step S22). a old is the combined lateral acceleration a stored when the vehicle body tilt control process is executed last time. In the initial setting, a old = 0.

続いて、傾斜制御部47は、制御周期TS を取得し(ステップS23)、aの微分値を算出する(ステップS24)。ここで、aの微分値をda/dtとすると、該da/dtは次の式(18)によって算出される。
da/dt=(a−aold )/TS ・・・式(18)
そして、傾斜制御部47は、aold =aとして保存する(ステップS25)。つまり、今回の車体傾斜制御処理実行時に取得した横加速度センサ値aをaold として、記憶手段に保存する。
Subsequently, the inclination control unit 47 acquires the control cycle T S (step S23), and calculates the differential value of a (step S24). Here, when the differential value of a is da / dt, the da / dt is calculated by the following equation (18).
da / dt = (a−a old ) / T S (18)
And the inclination control part 47 is preserve | saved as aold = a (step S25). That is, the lateral acceleration sensor value a acquired at the time of execution of the current vehicle body tilt control process is stored as a old in the storage unit.

続いて、傾斜制御部47は、第1制御値UP を算出する(ステップS26)。ここで、比例制御動作の制御ゲイン、すなわち、比例ゲインをGP とすると、第1制御値UP は次の式(19)によって算出される。
P =GP a ・・・式(19)
続いて、傾斜制御部47は、第2制御値UD を算出する(ステップS27)。ここで、微分制御動作の制御ゲイン、すなわち、微分時間をGD とすると、第2制御値UD は次の式(20)によって算出される。
D =GD da/dt ・・・式(20)
続いて、傾斜制御部47は、第3制御値Uを算出する(ステップS28)。該第3制御値Uは、第1制御値UP と第2制御値UD との合計であり、次の式(21)によって算出される。
U=UP +UD ・・・式(21)
第3制御値Uを算出すると、傾斜制御部47は、リンク角速度推定部50からリンク角速度制御値af を受信する(ステップS29)。
Then, tilt control unit 47 calculates the first control value U P (step S26). Here, if the control gain of the proportional control operation, that is, the proportional gain is GP , the first control value UP is calculated by the following equation (19).
U P = G P a ··· (19)
Then, tilt control unit 47 calculates the second control value U D (step S27). Here, if the control gain of the differential control operation, that is, the differential time is G D , the second control value U D is calculated by the following equation (20).
U D = G D da / dt (20)
Subsequently, the inclination control unit 47 calculates a third control value U (step S28). Third control value U is the sum of the first control value U P and the second control value U D, is calculated by the following equation (21).
U = U P + U D ··· formula (21)
When the third control value U is calculated, the inclination control unit 47 receives the link angular velocity control value a f from the link angular velocity estimation unit 50 (step S29).

続いて、傾斜制御部47は、第4制御値Uを算出する(ステップS30)。該第4制御値Uは、第3制御値Uとリンク角速度制御値af との合計であり、次の式(22)によって算出される。
U=U+af ・・・式(22)
最後に、傾斜制御部47は、第4制御値Uを速度指令値としてリンクモータ制御部42へ出力して(ステップS31)、傾斜制御処理を終了する。
Subsequently, the inclination control unit 47 calculates a fourth control value U (step S30). The fourth control value U is the sum of the third control value U and the link angular velocity control value af, and is calculated by the following equation (22).
U = U + a f Expression (22)
Finally, the tilt control unit 47 outputs the fourth control value U as a speed command value to the link motor control unit 42 (step S31), and ends the tilt control process.

次に、旋回走行における車体制御動作の一部である操舵制御処理の動作について説明する。   Next, the operation of the steering control process, which is a part of the vehicle body control operation in turning, will be described.

図12は本発明の実施の形態における操舵制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the steering control process in the embodiment of the present invention.

操舵制御処理においては、ハンドル角δを取得した後、車速νに応じて関数を作用させてもよい。例えば、一般的に、車速νが高くなると、ハンドルを大きく切っても操舵輪の操舵角を大きくする必要がなくなる。そのため、操舵制御処理において演算に使用するハンドル角δは、ハンドル角センサ62から取得した後に車速νと反比例するような関数を乗じることで、決定することもできる。   In the steering control process, after obtaining the steering wheel angle δ, a function may be applied according to the vehicle speed ν. For example, in general, when the vehicle speed ν increases, it is not necessary to increase the steering angle of the steered wheels even when the steering wheel is largely turned. Therefore, the steering wheel angle δ used for the calculation in the steering control process can be determined by multiplying a function that is inversely proportional to the vehicle speed ν after being acquired from the steering wheel angle sensor 62.

また、ハンドル角δによって車体のヨーレートを決定することもできる。これは、車速νとは無関係に、あるハンドル角δのときはあるヨーレートとなるようにフィードバック制御を構成するものである。   Further, the yaw rate of the vehicle body can be determined by the steering wheel angle δ. This constitutes feedback control so that a certain yaw rate is obtained at a certain steering angle δ regardless of the vehicle speed ν.

これらは、いずれも、ステアバイワイヤを行うときに採用される手法である。   These are all techniques employed when performing steer-by-wire.

本実施の形態における操舵制御部66は、操舵制御処理を開始すると、まず、ハンドル角センサ62が検出したハンドル角の値であるハンドル角センサ値δを取得する(ステップS41)。前記ハンドル角は、乗員がハンドルバー41aを操作して入力した操舵角指令値である。   When the steering control process starts in the present embodiment, the steering control unit 66 first acquires a handle angle sensor value δ that is a value of the handle angle detected by the handle angle sensor 62 (step S41). The steering wheel angle is a steering angle command value input by an occupant operating the steering bar 41a.

続いて、操舵制御部66は、ハンドル角センサ値δに対して、フィルタ処理を実行する(ステップS42)。該フィルタ処理は、前記リンク角速度推定処理におけるフィルタ処理と同様の、ローパスフィルタによる処理であり、バンドパスフィルタとして一般的に使用されるIIRフィルタ又はFIRフィルタを使用することができるし、一次遅れ系の単純なローパスフィルタを用いてもよい。そして、フィルタ処理されたハンドル角センサ値δを操舵角目標値δ* とする。 Subsequently, the steering control unit 66 performs a filter process on the steering wheel angle sensor value δ (step S42). The filter process is a process using a low-pass filter similar to the filter process in the link angular velocity estimation process, and an IIR filter or FIR filter generally used as a band-pass filter can be used. A simple low-pass filter may be used. The filtered steering wheel angle sensor value δ is set as a steering angle target value δ * .

続いて、操舵制御部66は、ハンドル角センサ値δの微分値dδ/dtを算出する(ステップS43)。ここで、ハンドル角センサ値、すなわち、ハンドル角δの微分値dδ/dtは、ハンドル角の角速度を表す。   Subsequently, the steering control unit 66 calculates a differential value dδ / dt of the steering wheel angle sensor value δ (step S43). Here, the steering wheel angle sensor value, that is, the differential value dδ / dt of the steering wheel angle δ represents the angular velocity of the steering wheel angle.

続いて、操舵制御部66は、ハンドル角センサ値δの二階微分値d2 δ/dt2 を算出する(ステップS44)。ここで、該二階微分値d2 δ/dt2 は、ハンドル角の角加速度を表す。 Subsequently, the steering control unit 66 calculates a second order differential value d 2 δ / dt 2 of the steering wheel angle sensor value δ (step S44). Here, the second-order differential value d 2 δ / dt 2 represents the angular acceleration of the steering wheel angle.

続いて、操舵制御部66は、リンク角補正値USLを算出する(ステップS45)。ここで、ハンドル角に応じてリンク角を制御する制御ゲイン、つまり、ハンドルを切る方向に応じて車体を旋回方向内側に傾斜させるようにリンク角を制御する制御ゲインをGSLとすると、リンク角補正値USLは次の式(23)によって算出される。
SL=GSL2 δ/dt2 ・・・式(23)
続いて、操舵制御部66は、操舵角目標値δ* を操舵モータ制御部67へ出力する(ステップS46)。
Then, the steering control unit 66 calculates the link angle correction value U SL (step S45). Here, if the control gain for controlling the link angle according to the steering wheel angle, that is, the control gain for controlling the link angle so as to incline the vehicle body in the turning direction according to the direction in which the steering wheel is turned, is G SL. The correction value USL is calculated by the following equation (23).
U SL = G SL d 2 δ / dt 2 Formula (23)
Subsequently, the steering control unit 66 outputs the steering angle target value δ * to the steering motor control unit 67 (step S46).

最後に、操舵制御部66は、算出したリンク角補正値USLをリンクモータ制御部42へ出力して(ステップS47)、操舵制御処理を終了する。 Finally, the steering control unit 66 outputs the calculated link angle correction value USL to the link motor control unit 42 (step S47), and ends the steering control process.

次に、リンクモータ25へトルク指令値を出力するためのリンクモータ制御処理の動作について説明する。   Next, the operation of the link motor control process for outputting a torque command value to the link motor 25 will be described.

図13は本発明の実施の形態におけるリンクモータ制御処理の動作を示すフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the link motor control process in the embodiment of the present invention.

リンクモータ制御処理において、リンクモータ制御部42は、まず、傾斜制御部47から第4制御値Uを受信する(ステップS51)。   In the link motor control process, the link motor control unit 42 first receives the fourth control value U from the inclination control unit 47 (step S51).

続いて、リンクモータ制御部42は、操舵制御部66からリンク角補正値USLを受信する(ステップS52)。 Subsequently, the link motor control unit 42 receives a link angle correction value U SL from the steering control unit 66 (step S52).

続いて、リンクモータ制御部42は、第5制御値Uを算出する(ステップS53)。該第5制御値Uは、第4制御値Uとリンク角補正値USLとに基づいて、次の式(24)によって算出される。
U=U+USL ・・・式(24)
続いて、リンクモータ制御部42は、リンク角の角速度、すなわち、リンク角速度Δηを取得する(ステップS54)。該リンク角速度Δηは、リンク角センサ25aが検出したリンク角ηを取得し、該リンク角ηを時間微分することによって算出される。また、リンクモータ制御部42は、リンク角速度Δηの値を外乱演算部43から取得することもできる。
Subsequently, the link motor control unit 42 calculates a fifth control value U (step S53). The fifth control value U is calculated by the following equation (24) based on the fourth control value U and the link angle correction value U SL .
U = U + U SL (24)
Subsequently, the link motor control unit 42 acquires the angular velocity of the link angle, that is, the link angular velocity Δη (step S54). The link angular velocity Δη is calculated by acquiring the link angle η detected by the link angle sensor 25a and differentiating the link angle η with time. Further, the link motor control unit 42 can also acquire the value of the link angular velocity Δη from the disturbance calculation unit 43.

続いて、リンクモータ制御部42は、制御誤差としての偏差を算出する(ステップS55)。ここで、偏差をεとすると、該εは、次の式(25)によって算出される。
ε=U−Δη ・・・式(25)
なお、Uは第5制御値Uである。
Subsequently, the link motor control unit 42 calculates a deviation as a control error (step S55). Here, when the deviation is ε, the ε is calculated by the following equation (25).
ε = U−Δη Formula (25)
U is the fifth control value U.

続いて、リンクモータ制御部42は、リンクモータ25を作動させるためのトルク指令値としてのリンクモータ制御値を算出する(ステップS56)。ここで、リンクモータ制御値をUM とすると、該UM は次の式(26)によって算出される。
M =GMPε ・・・式(26)
なお、GMPはモータ制御比例ゲインであって、GMPの値は、実験等に基づいて設定された値であり、あらかじめ記憶手段に格納されている。
Subsequently, the link motor control unit 42 calculates a link motor control value as a torque command value for operating the link motor 25 (step S56). Here, when the link motor control value is U M , the U M is calculated by the following equation (26).
U M = G MP ε (26)
Note that GMP is a motor control proportional gain, and the value of GMP is a value set based on experiments or the like, and is stored in the storage means in advance.

最後に、リンクモータ制御部42は、リンクモータ制御値UM をリンクモータ25へ出力して(ステップS57)、リンクモータ制御処理を終了する。 Finally, the link motor control unit 42 outputs the link motor control value UM to the link motor 25 (step S57), and ends the link motor control process.

ここでは、リンクモータ制御処理が比例制御、すなわち、P制御であるものとして説明したが、PID制御であってもよい。   Although the link motor control process has been described here as proportional control, that is, P control, it may be PID control.

次に、旋回走行における車体傾斜制御処理中に行われる駆動力発生指令を制限するための動作について説明する。   Next, an operation for limiting a driving force generation command that is performed during the vehicle body tilt control process in turning traveling will be described.

図14は本発明の実施の形態における駆動力発生指令を制限する制御系のブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram of a control system for limiting a driving force generation command according to the embodiment of the present invention.

本実施の形態における車体傾斜制御処理では、駆動力発生指令を制限するために図14に示されるような制御が行われる。なお、図に示される制御は、車体傾斜制御処理中に所定の条件下で、駆動力発生指令を制限するための制御である。   In the vehicle body tilt control process in the present embodiment, control as shown in FIG. 14 is performed in order to limit the driving force generation command. The control shown in the figure is a control for limiting the driving force generation command under a predetermined condition during the vehicle body tilt control process.

具体的には、ハンドル角δ、リンク角η及びヨーレートψのうちの少なくとも1つが、その微分値と同じ符号となり、かつ、その絶対値が閾値以上となると、スロットル開度thの値に関わらず、スロットル開度目標値th* がゼロとなるように制御する。 Specifically, when at least one of the steering wheel angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ has the same sign as the differential value and the absolute value is equal to or greater than the threshold value, regardless of the value of the throttle opening th. The throttle opening target value th * is controlled to be zero.

図において、sは微分要素であり、f4 は、次の式(27)で表される伝達関数である。 In the figure, s is a differential element, and f 4 is a transfer function represented by the following equation (27).

Figure 2013071688
Figure 2013071688

ここで、δの値は、車両10が直進のときにゼロであり、右方向に旋回するように操舵されたときにプラスとなり、左方向に旋回するように操舵されたときにマイナスとなる。また、ηの値は、車両10が直立しているときにゼロであり、右方向に傾斜するようにリンク機構30のリンクモータ25が作動したときにプラスとなり、左方向に傾斜するようにリンクモータ25が作動したときにマイナスとなる。さらに、ψの値は、車両10が直進のときにゼロであり、右方向に旋回するときにプラスとなり、左方向に旋回するときにマイナスとなる。   Here, the value of δ is zero when the vehicle 10 goes straight, becomes positive when the vehicle 10 is steered to turn right, and becomes minus when the vehicle 10 is steered to turn left. Further, the value of η is zero when the vehicle 10 is standing upright, becomes positive when the link motor 25 of the link mechanism 30 is operated so as to incline in the right direction, and links so that it inclines in the left direction. It becomes negative when the motor 25 is activated. Further, the value of ψ is zero when the vehicle 10 goes straight, becomes positive when turning right, and becomes negative when turning left.

なお、S、L及びYは、典型的には、いずれもゼロ、すなわち、S=L=Y=0であるが、δ、η及びψの値の符号がプラス又はマイナスに確定したと言える任意の値を、それぞれに、設定してもよい。また、dS、dL及びdYは、δ、η及びψの各微分値の符号がプラス又はマイナスに確定したと言える任意の値であることが望ましい。これにより、δ、η及びψの値、並びに、δ、η及びψの各微分値におけるゼロの近傍にある程度の幅の不感帯を設定することができ、制御が安定する。   Note that S, L, and Y are typically all zero, that is, S = L = Y = 0, but it can be said that the signs of the values of δ, η, and ψ are determined to be positive or negative. May be set for each. Further, dS, dL, and dY are desirably arbitrary values that can be said to be positive or negative in the sign of each differential value of δ, η, and ψ. Accordingly, a dead band having a certain width can be set in the vicinity of zero in the values of δ, η, and ψ and the differential values of δ, η, and ψ, and the control is stabilized.

また、Gは、次の式(28)で表される比例動作の制御ゲインである。
G=Gsth ×Glth ×Gyth ・・・式(28)
したがって、スロットル開度目標値th* は、次の式(29)で表される。
th* =Gth ・・・式(29)
前記式(27)〜(29)から分かるように、ハンドル角δ、リンク角η及びヨーレートψのうちの少なくとも1つの値が、プラス又はマイナス方向に増加すると、Gsth 、Glth 又はGyth がゼロとなるので、スロットル開度目標値th* がゼロとなる。つまり、乗員がハンドルを切り始めたとき、又は、ハンドルを切り増したときや、リンク機構30が傾き始めたとき、又は、傾きを増したときや、車両10が旋回を開始したとき、又は、ヨーレートが増したときのように、車体の安定性が低下しやすいときに、スロットル開度目標値th* をゼロにして、回転駆動装置51を作動させるための駆動力発生指令を制限する。したがって、旋回走行中であっても、車体の安定性を確実に維持することができる。さらに、旋回走行のときに回転駆動装置51が駆動力を発揮しないので、車体が旋回方向内側に傾斜しやすくなるので、旋回性が向上する。
G is a control gain of proportional operation expressed by the following equation (28).
G = G sth × G lth × G yth (28)
Therefore, the throttle opening target value th * is expressed by the following equation (29).
th * = Gth (29)
As can be seen from the equations (27) to (29), when at least one of the handle angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ increases in the plus or minus direction, G sth , G lth or G yth becomes Since it becomes zero, the throttle opening target value th * becomes zero. That is, when the occupant starts turning the steering wheel, or when the steering wheel is turned up, when the link mechanism 30 starts to tilt, when the tilting increases, when the vehicle 10 starts turning, or When the stability of the vehicle body tends to decrease, such as when the yaw rate increases, the throttle opening target value th * is set to zero to limit the drive force generation command for operating the rotary drive device 51. Therefore, the stability of the vehicle body can be reliably maintained even during turning. Furthermore, since the rotational drive device 51 does not exhibit a driving force during turning, the vehicle body easily tilts inward in the turning direction, so that the turning performance is improved.

また、ハンドル角δ、リンク角η及びヨーレートψのすべてが増加しない状態となると、車体が安定するので、加速指令値の制限を解除する。   Further, when the steering wheel angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ are all not increased, the vehicle body becomes stable, and thus the limitation on the acceleration command value is released.

このように、本実施の形態においては、旋回走行を開始したときに、駆動力発生指令を制限する。すなわち、操舵輪の操舵量としてのハンドル角δ、リンク角η、及び、ヨーレートψのうちの少なくとも1つの値の変化が所定値(S及びdS、L及びdL並びにY及びdY)より大きくなると(但し、S、L、Y、dS、dL及びdYがゼロでない場合には、|δ|>|S|かつ|S’|>|dS|、|η|>|L|かつ|η’|>|dL|、または、|ψ|>|Y|かつ|ψ’|>|dY|となると)、駆動力発生指令を制限する。これにより、旋回走行の開始直後のような車体の安定性が低下しやすいときには駆動輪としての左右の車輪12L及び12Rに駆動力が付与されないので、車体の安定性を確実に維持することができる。   Thus, in the present embodiment, the driving force generation command is limited when the cornering is started. That is, when a change in at least one of the steering wheel angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ as the steering amount of the steered wheel becomes greater than a predetermined value (S and dS, L and dL, and Y and dY) ( However, when S, L, Y, dS, dL, and dY are not zero, | δ |> | S | and | S ′ |> | dS |, | η |> | L | and | η ′ |> | DL | or | ψ |> | Y | and | ψ ′ |> | dY |), the driving force generation command is limited. As a result, when the stability of the vehicle body is likely to decrease, such as immediately after the start of turning, no driving force is applied to the left and right wheels 12L and 12R as drive wheels, so that the stability of the vehicle body can be reliably maintained. .

より詳細には、ハンドル角δ、リンク角η及びヨーレートψのうちの少なくとも1つが、その微分値と同じ符号となると、スロットル開度thの値に関わらず、スロットル開度目標値th* がゼロとなるように制御する。つまり、乗員がハンドルを切り始めたとき、又は、ハンドルを切り増したときや、リンク機構30が傾き始めたとき、又は、傾きを増したときや、車両10が旋回を開始したとき、又は、ヨーレートが増したときには、回転駆動装置51が駆動力を発揮しないようにする。このように、車体の安定性が低下しやすいときに、回転駆動装置51が駆動力を発揮しなくなるので、安定性の低下を確実に防止することができる。また、回転駆動装置51が駆動力を発揮しないので、車体が旋回方向内側に傾斜しやすくなり、旋回性が向上する。 More specifically, when at least one of the steering wheel angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ has the same sign as its differential value, the throttle opening target value th * is zero regardless of the value of the throttle opening th . Control to be That is, when the occupant starts turning the steering wheel, or when the steering wheel is turned up, when the link mechanism 30 starts to tilt, when the tilting increases, when the vehicle 10 starts turning, or When the yaw rate increases, the rotational drive device 51 is prevented from exerting a driving force. As described above, when the stability of the vehicle body is likely to be reduced, the rotational driving device 51 does not exhibit the driving force, so that it is possible to reliably prevent the stability from being lowered. In addition, since the rotational drive device 51 does not exert a driving force, the vehicle body is easily inclined inward in the turning direction, and the turning performance is improved.

さらに、ハンドル角δ、リンク角η及びヨーレートψのすべてが増加しない状態となると、つまり、ハンドル角δ、リンク角η及びヨーレートψのすべてが、その微分値と異なる符号となると、駆動力発生指令の制限を解除する。このように、車体が安定した状態で駆動力発生指令の制限を解除するので、回転駆動装置51が駆動力を発揮しても、車体が不安定になることがない。   Further, when the steering wheel angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ all do not increase, that is, when the steering wheel angle δ, the link angle η, and the yaw rate ψ all have signs different from the differential values, the driving force generation command Remove the restrictions. As described above, since the restriction on the driving force generation command is released while the vehicle body is stable, the vehicle body does not become unstable even if the rotational driving device 51 exerts the driving force.

なお、本実施の形態においては、ハンドル角センサ62によって検出されたハンドル角に基づいて、操舵モータ65が操舵軸部材の下端を回転させることにより、操舵輪としての車輪12Fは操舵角を変化させる、いわゆるステアバイワイヤと呼ばれる操舵システムを採用した場合について説明したが、一般的なオートバイ、自転車等の場合と同様に、ハンドルバー41aと操舵軸部材の下端とを機械的に接続して、ハンドルバー41aを操作して直接に車輪12Fの操舵角を変化させるようにすることもできる。すなわち、必ずしも、ステアバイワイヤと呼ばれる操舵システムを採用する必要はない。   In the present embodiment, the steering motor 65 rotates the lower end of the steering shaft member based on the steering wheel angle detected by the steering wheel angle sensor 62, so that the wheel 12F as the steering wheel changes the steering angle. Although the case where a steering system called a so-called steer-by-wire is adopted has been described, the handlebar 41a and the lower end of the steering shaft member are mechanically connected to each other as in the case of a general motorcycle, bicycle, etc. It is also possible to change the steering angle of the wheel 12F directly by operating 41a. That is, it is not always necessary to employ a steering system called steer-by-wire.

また、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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

本発明は、少なくとも左右一対の車輪を有する車両に利用することができる。   The present invention can be used for a vehicle having at least a pair of left and right wheels.

10 車両
11 搭乗部
12F、12L、12R 車輪
20 本体部
25 リンクモータ
35 スロットルグリップ
41a ハンドルバー
51L、51R 回転駆動装置
65 操舵モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 11 Boarding part 12F, 12L, 12R Wheel 20 Main-body part 25 Link motor 35 Throttle grip 41a Handle bar 51L, 51R Rotation drive device 65 Steering motor

Claims (4)

互いに連結された操舵部及び本体部を備える車体と、
前記操舵部に回転可能に取り付けられた車輪であって、前記車体を操舵する操舵可能な操舵輪と、
前記本体部に回転可能に取り付けられた車輪であって、操舵不能な非操舵輪と、
前記操舵部又は本体部を旋回方向に傾斜させるリンク機構と、
該リンク機構を作動させる傾斜用アクチュエータ装置と、
前記操舵輪又は非操舵輪に駆動力を付与する回転駆動装置と、
駆動力発生指令を入力する駆動指令装置と、
前記傾斜用アクチュエータ装置及び回転駆動装置を制御する制御装置とを有し、
該制御装置は、前記操舵輪の操舵量、前記リンク機構のリンク角、及び、前記車体のヨーレートのうちの少なくとも1つの値の変化の絶対値が所定値より大きくなると、前記駆動力発生指令を制限することを特徴とする車両。
A vehicle body including a steering unit and a main body unit coupled to each other;
A wheel rotatably attached to the steering unit, and a steerable steering wheel for steering the vehicle body;
Non-steering wheels that are rotatably attached to the main body and are not steerable;
A link mechanism for tilting the steering part or the main body part in a turning direction;
An inclination actuator device for operating the link mechanism;
A rotational drive device for applying a driving force to the steered wheel or the non-steered wheel;
A drive command device for inputting a drive force generation command;
A controller for controlling the tilting actuator device and the rotation driving device,
When the absolute value of a change in at least one of the steering amount of the steered wheel, the link angle of the link mechanism, and the yaw rate of the vehicle body is greater than a predetermined value, the control device issues the driving force generation command. Vehicle characterized by restriction.
前記制御装置は、前記操舵輪の操舵量、前記リンク機構のリンク角、及び、前記車体のヨーレートのうちの少なくとも1つが、その微分値と同じ符号となると、前記駆動力発生指令を制限する請求項1に記載の車両。   The control device limits the driving force generation command when at least one of a steering amount of the steering wheel, a link angle of the link mechanism, and a yaw rate of the vehicle body has the same sign as a differential value thereof. Item 4. The vehicle according to Item 1. 前記制御装置は、前記操舵輪の操舵量、前記リンク機構のリンク角、及び、前記車体のヨーレートのすべてが、その微分値と異なる符号となると、前記駆動力発生指令の制限を解除する請求項2に記載の車両。   The control device releases the restriction on the driving force generation command when all of the steering amount of the steered wheel, the link angle of the link mechanism, and the yaw rate of the vehicle body have signs different from the differential values. 2. The vehicle according to 2. 操舵指令情報を入力する操舵装置と、
該操舵装置から入力された操舵指令情報に基づいて前記操舵輪の操舵角を変化させる操舵用アクチュエータ装置とを更に有し、
前記制御装置は、前記操舵用アクチュエータ装置を制御する請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両。
A steering device for inputting steering command information;
A steering actuator device that changes a steering angle of the steered wheel based on steering command information input from the steering device;
The vehicle according to claim 1, wherein the control device controls the steering actuator device.
JP2011213650A 2011-09-29 2011-09-29 Vehicle Withdrawn JP2013071688A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011213650A JP2013071688A (en) 2011-09-29 2011-09-29 Vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011213650A JP2013071688A (en) 2011-09-29 2011-09-29 Vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013071688A true JP2013071688A (en) 2013-04-22

Family

ID=48476493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011213650A Withdrawn JP2013071688A (en) 2011-09-29 2011-09-29 Vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013071688A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016165986A (en) * 2015-03-06 2016-09-15 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
WO2016143471A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
WO2018181750A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
WO2019088085A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-09 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
US10421516B2 (en) 2016-03-31 2019-09-24 Equos Research Co., Ltd. Vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06153324A (en) * 1992-11-04 1994-05-31 Toyota Motor Corp Electric automobile
JP2006082621A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Nippon Yusoki Co Ltd Vehicular traveling control device
JP2006151290A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp Controller of electric vehicle
JP2006151289A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp Control device for electric two-wheel vehicle
JP2010263767A (en) * 2009-04-10 2010-11-18 Equos Research Co Ltd Vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06153324A (en) * 1992-11-04 1994-05-31 Toyota Motor Corp Electric automobile
JP2006082621A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Nippon Yusoki Co Ltd Vehicular traveling control device
JP2006151290A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp Controller of electric vehicle
JP2006151289A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp Control device for electric two-wheel vehicle
JP2010263767A (en) * 2009-04-10 2010-11-18 Equos Research Co Ltd Vehicle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016165986A (en) * 2015-03-06 2016-09-15 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
WO2016143471A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
US10040478B2 (en) 2015-03-06 2018-08-07 Equos Research Co., Ltd. Vehicle
US10421516B2 (en) 2016-03-31 2019-09-24 Equos Research Co., Ltd. Vehicle
WO2018181750A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
WO2019088085A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-09 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
CN111278724A (en) * 2017-10-31 2020-06-12 株式会社爱考斯研究 Vehicle with a steering wheel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5741278B2 (en) vehicle
JP5505319B2 (en) vehicle
WO2011102108A1 (en) Vehicle
JP2013144471A (en) Vehicle
JP5521994B2 (en) vehicle
WO2012102388A1 (en) Vehicle
JP5521865B2 (en) vehicle
JP2012011997A (en) Vehicle
JP2013112238A (en) Vehicle
JP2013071688A (en) Vehicle
JP2013199214A (en) Vehicle
JP2013144513A (en) Vehicle
JP5866927B2 (en) vehicle
JP5458722B2 (en) vehicle
WO2011102106A1 (en) Vehicle
JP2011194953A (en) Vehicle
JP5440299B2 (en) vehicle
JP5834835B2 (en) vehicle
JP2013112234A (en) Vehicle
JP2011168094A (en) Method for setting control value of vehicle
JP5617650B2 (en) vehicle
JP5617652B2 (en) vehicle
JP2013112236A (en) Vehicle
JP5304681B2 (en) vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150526

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150528

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150717

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20151016