JP2013071691A - Vehicle - Google Patents

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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; an inclining actuator device for operating a link mechanism for inclining the steering part or the body part in a turning direction; a steering actuator device for changing the steering angle of the steered wheel based on a steering angle command input from a steering device; and a control device for controlling the inclining actuator device and the steering actuator device. The control device sets a steering speed reducing ratio used as the speed reducing ratio of the steering angle of the steered wheel to the steering angle command based on the vehicle speed and the link angle of the link mechanism, and controls the steering actuator device according to the steering speed reducing ratio.

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、車速と車体を傾斜させるリンク機構のリンク角とに基づいて、操舵装置に入力された操舵角指令に対して操舵用アクチュエータ装置が変化させる操舵輪の操舵角の減速比を設定することによって、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 changes the steering actuator device with respect to the steering angle command input to the steering device based on the vehicle speed and the link angle of the link mechanism that tilts the vehicle body. By setting the reduction ratio of the steering angle of the steered wheels, the vehicle body can be smoothly tilted inward in the turning direction even when the tread is narrow, the center of gravity is high, or the steering speed is high. As a result, the stability of the vehicle body can be maintained, the turning performance can be improved, the occupant does not feel uncomfortable, the ride is comfortable, and a stable running state can be realized. The object is to provide a highly safe vehicle.

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、操舵角指令を入力する操舵装置と、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、前記操舵装置から入力された操舵角指令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、前記傾斜用アクチュエータ装置及び操舵用アクチュエータ装置を制御する制御装置とを有し、該制御装置は、車速と前記リンク機構のリンク角とに基づいて、前記操舵角指令に対する前記操舵輪の操舵角の減速比となる操舵減速比を設定し、該操舵減速比によって前記操舵用アクチュエータ装置を制限する。   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-steerable wheel that is rotatably attached to the main body, and is a steering device that inputs a steering angle command; a link mechanism that tilts the steering part or the main body in a turning direction; A tilting actuator device that operates the link mechanism, a steering actuator device that changes a steering angle of the steered wheel based on a steering angle command input from the steering device, the tilting actuator device, and the steering actuator device A control device for controlling the steering wheel based on a vehicle speed and a link angle of the link mechanism. Set the steering speed reduction ratio as the speed reduction ratio of the angular limits of the steering actuator device by the steering speed reduction ratio.

請求項1の構成によれば、操舵角指令が大きい場合でも、実際の操舵角が適切な値に設定されるので、トレッドが狭い場合や、重心位置が高い場合や、車速が高い場合であっても、車体を安定した状態で旋回方向内側に傾斜させ、旋回走行を行うことができる。   According to the configuration of the first aspect, even when the steering angle command is large, the actual steering angle is set to an appropriate value, so that the case where the tread is narrow, the position of the center of gravity is high, or the vehicle speed is high. Even in this case, the vehicle body can be tilted to the inside in the turning direction in a stable state to perform turning.

請求項2の構成によれば、車速が高くても、車体の安定性を維持することができ、旋回性能を向上させることができる。   According to the configuration of the second aspect, the stability of the vehicle body can be maintained even when the vehicle speed is high, and the turning performance can be improved.

請求項3の構成によれば、操舵角を適切に制御することができ、トレッドが狭い場合や、重心位置が高い場合であっても、車体の安定性を維持することができる。   According to the configuration of the third aspect, the steering angle can be appropriately controlled, and the stability of the vehicle body can be maintained even when the tread is narrow or the position of the center of gravity is high.

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車体リンク角を説明するモデルを示す図である。It is a figure which shows the model explaining the vehicle body link angle | corner 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操舵による横加速度を説明する図である。It is a figure explaining lateral acceleration by steering in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における可変減速比と車速との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the variable reduction ratio and vehicle speed 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.

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. Then, the rotation angle with respect to the frame member at the upper end of the steering shaft member, that is, the steering wheel angle as the steering angle command inputted by the occupant operating the steering bar 41a is detected by the steering wheel angle sensor 62 as the input steering angle detection means. Is done. 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。   Further, a vehicle speed sensor 54 as vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed that 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。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及びリンクモータ25に接続されている。そして、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。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。   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. 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. The sensor 44c, the yaw rate sensor 44d, the vehicle speed sensor 54, and the link motor 25 are connected. Then, the tilt control device outputs a torque command value for operating the link motor 25. 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、乗員がハンドルバー41aを操作して入力した操舵角指令を、車速と車体の傾斜状態とに応じて低減させ、車輪12Fの操舵角を制御する。より具体的には、車速と車体を傾斜させるリンク機構30のリンク角とに基づいて操舵減速比としての可変減速比を設定し、該可変減速比に応じて、操舵用アクチュエータ装置としての操舵モータ65が変化させる操舵輪としての車輪12Fの操舵角目標値を、入力された操舵角指令としてのハンドル角センサ値に対して低減する。   Further, in the present embodiment, the steering angle command input by the occupant operating the handle bar 41a is reduced according to the vehicle speed and the leaning state of the vehicle body to control the steering angle of the wheel 12F. More specifically, a variable reduction ratio as a steering reduction ratio is set based on the vehicle speed and the link angle of the link mechanism 30 for tilting the vehicle body, and a steering motor as a steering actuator device is set according to the variable reduction ratio. The steering angle target value of the wheel 12F as the steering wheel 65 to be changed is reduced with respect to the steering angle sensor value as the input steering angle command.

また、可変減速比は、リンク角があらかじめ設定されたリンク角限界値を超えないように、車速に応じて制御される。さらに、可変減速比は、車速が高くなるほど、大きくなるように決定される。   The variable reduction ratio is controlled according to the vehicle speed so that the link angle does not exceed a preset link angle limit value. Further, the variable reduction ratio is determined so as to increase as the vehicle speed increases.

これにより、リンク角がリンク角限界値を超えることがないように、つまり、車体の傾斜が限界を超えないように、車輪12Fの操舵角が制御されるので、仮に乗員のハンドルバー41aの操作量が大きすぎたとしても、つまり、ハンドルを切りすぎたとしても、車両10の安定性が低下することがない。   As a result, the steering angle of the wheel 12F is controlled so that the link angle does not exceed the link angle limit value, that is, the vehicle body inclination does not exceed the limit value. Even if the amount is too large, that is, even if the steering wheel is turned too much, the stability of the vehicle 10 does not deteriorate.

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。   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.

これに対して、本実施の形態においては、前述のように、乗員が入力した操舵角指令を、車速と車体の傾斜状態とに応じて緩和させ、車輪12Fの操舵角を制御する。これにより、車輪12Fの実際の操舵角が適切な値に設定されるので、車体を安定した状態で旋回方向内側に傾斜させ、旋回走行を行うことができる。   In contrast, in the present embodiment, as described above, the steering angle command input by the occupant is relaxed according to the vehicle speed and the leaning state of the vehicle body, and the steering angle of the wheel 12F is controlled. Thereby, since the actual steering angle of the wheel 12F is set to an appropriate value, the vehicle body can be tilted inward in the turning direction in a stable state, and turning can be performed.

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 figure, 46 is an inclination control ECU as an inclination 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, a vehicle speed sensor 54, and a 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 outputs a torque command value as a control value for operating the link motor 25 based on the speed command value output from the inclination control unit 47.

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5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. 5 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及びGYD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 Equation (6) described later, G P , G RP, and G YD are control gains of the proportional control operation, LPF is a low-pass filter, and s is It 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車体リンク角を説明するモデルを示す図、図9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10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11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 diagram showing a model for explaining the vehicle body link angle in the embodiment of the present invention, FIG. 9 is a flowchart showing the operation of link angular velocity estimation processing in the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart showing a subroutine of the filter process in the embodiment of the present invention.

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とは図8に示されるようになり、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 centrifugal force a 0 and the gravity g are as shown in FIG. 8, and the relationship represented by the following expression (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12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. 12 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、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S41)。   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 S41).

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S42)。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 acquires the angular velocity of the link angle, that is, the link angular velocity Δη (step S42). 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S43)。ここで、偏差をεとすると、該εは、次の式(23)によって算出される。
ε=U−Δη ・・・式(23)
なお、Uは第4制御値Uである。
Subsequently, the link motor control unit 42 calculates a deviation as a control error (step S43). Here, when the deviation is ε, the ε is calculated by the following equation (23).
ε = U−Δη Formula (23)
U is the fourth 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S44)。ここで、リンクモータ制御値をUM とすると、該UM は次の式(24)によって算出される。
M =GMPε ・・・式(24)
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 S44). Here, when the link motor control value is U M , the U M is calculated by the following equation (24).
U M = G MP ε (24)
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S45)、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 S45), 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14は本発明の実施の形態における操舵による横加速度を説明する図、図15は本発明の実施の形態における可変減速比と車速との関係を示す図、図16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. 14 is a diagram for explaining lateral acceleration due to steering in the embodiment of the present invention, FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the variable reduction ratio and the vehicle speed in the embodiment of the present invention, and FIG. 16 is an embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the operation | movement of the steering control process in.

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δstを取得する(ステップS51)。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である。 When the steering control process in the present embodiment starts the steering control process, first, the steering angle sensor value δ st that is the value of the steering wheel angle detected by the steering wheel angle sensor 62 is acquired (step S51). The steering wheel angle is a steering angle command 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δstに対して、フィルタ処理を実行する(ステップS52)。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。 Subsequently, the steering control unit 66 performs a filter process on the steering wheel angle sensor value δ st (step S52). 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.

続いて、操舵制御部66は、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S53)。   Subsequently, the steering control unit 66 acquires a vehicle speed sensor value ν that is a value of the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 54 (step S53).

続いて、操舵制御部66は、ハンドル角限界値δstlim を取得する(ステップS54)。該ハンドル角限界値δstlim は、乗員がハンドルバー41aを操作して入力可能な操舵角指令値の最大値、すなわち、ハンドルバー41aの最大切れ角を示す値であって、ハンドルバー41aの構造に基づいてあらかじめ設定された物理的な限界値である。 Subsequently, the steering control unit 66 acquires the steering wheel angle limit value δ stlim (step S54). The steering wheel angle limit value δ stlim is the maximum steering angle command value that can be input by the occupant operating the handle bar 41a, that is, a value indicating the maximum turning angle of the handle bar 41a. Is a physical limit value set in advance based on

続いて、操舵制御部66は、リンク角限界値ηlim を取得する(ステップS55)。該リンク角限界値ηlim は、車体を傾斜させるリンク機構30が取り得るリンク角の最大値であって、リンク機構30の構造に基づいてあらかじめ設定された物理的な限界値、又は、車体を傾斜させても車体の安定性を維持可能な傾斜角度の上限値に対応するようにあらかじめ設定された限界値である。 Subsequently, the steering control unit 66 acquires the link angle limit value η lim (step S55). The link angle limit value η lim is the maximum value of the link angle that can be taken by the link mechanism 30 that tilts the vehicle body, and is a physical limit value set in advance based on the structure of the link mechanism 30 or the vehicle body. The limit value is set in advance so as to correspond to the upper limit value of the tilt angle that can maintain the stability of the vehicle body even when the vehicle is tilted.

続いて、操舵制御部66は、ホイールベースLH を取得する(ステップS56)。 Then, the steering control unit 66 obtains the wheel base L H (step S56).

続いて、操舵制御部66は、操舵減速比としての可変減速比γを設定する(ステップS57)。該可変減速比γは、ハンドル角、すなわち、ハンドル角センサ値δstと操舵角目標値δ* との比であって、操舵輪としての車輪12Fの実際の操舵角を、乗員がハンドルバー41aを操作して入力した操舵角指令としてのハンドル角に対して減少させることによって、車速が高くなっても、旋回走行中の車体の安定性を維持するために設定される係数である。本実施の形態において、可変減速比γは、次のようにして算出される。 Subsequently, the steering control unit 66 sets a variable reduction ratio γ as a steering reduction ratio (step S57). The variable reduction ratio γ is a ratio of a steering wheel angle, that is, a steering wheel sensor value δ st and a steering steering angle target value δ *. The actual steering angle of the wheel 12F as a steering wheel is determined by the occupant. Is a coefficient that is set to maintain the stability of the vehicle body during turning even when the vehicle speed is increased by reducing the steering angle as a steering angle command input by operating. In the present embodiment, the variable reduction ratio γ is calculated as follows.

図14に示されるように、操舵角がδであり、旋回半径がrであるとすると、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(25)及び(26)によって表される。
ν=rw ・・・式(25)
0 =rw2 ・・・式(26)
なお、wは旋回角速度である。
As shown in FIG. 14, when the steering angle is δ and the turning radius is r, 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 expressed by the following equations (25) and ( 26).
ν = rw Formula (25)
a 0 = rw 2 Formula (26)
In addition, w is a turning angular velocity.

そして、前記式(25)及び(26)から、旋回時に車体に作用する遠心力a0 は次の式(27)によって表される。
0 =ν2 /r ・・・式(27)
また、図14から、旋回半径rは次の式(28)によって表される。
r=LH /tan δ ・・・式(28)
ここで、リンク角限界値がηlim であるから、旋回時に車体に作用し得る最大の遠心力amax 、すなわち、車体が耐え得る遠心力の最大値amax は、次の式(29)によって表される。
max =gtan ηlim =ν2 /r ・・・式(29)
なお、gは重力加速度である。
From the formulas (25) and (26), the centrifugal force a 0 acting on the vehicle body during turning is expressed by the following formula (27).
a 0 = ν 2 / r (27)
Further, from FIG. 14, the turning radius r is expressed by the following equation (28).
r = L H / tan δ Formula (28)
Here, since the link angle limit value is η lim , the maximum centrifugal force a max that can act on the vehicle body when turning, that is, the maximum centrifugal force value a max that the vehicle body can withstand is given by the following equation (29). expressed.
a max = g tan η lim = ν 2 / r (29)
In addition, g is a gravitational acceleration.

そして、式(29)から、次の式(30)を得ることができる。
r=ν2 /(gtan ηlim ) ・・・式(30)
ここで、車速νとリンク角限界値ηlim とから計算される操舵角の最大値をδmax とする。また、ハンドル角限界値δstlim と操舵角の最大値δmax との比を可変減速比γとして、次の式(31)で定義する。
γ=δstlim /δmax ・・・式(31)
すると、可変減速比γは、前記式(28)、(30)及び(31)から、次の式(32)によって表される。
γ=δstlim /tan -1(LH /r)
=δstlim /tan -1(gLH tan ηlim /ν2 ) ・・・式(32)
ここで、ハンドル角限界値δstlim 、重力加速度g、ホイールベースLH 及びリンク角限界値ηlim は、定数であるから、前記式(32)から、可変減速比γは、車速νに応じて変化することが分かる。
And from the equation (29), the following equation (30) can be obtained.
r = ν 2 / (gtan η lim ) (30)
Here, the maximum value of the steering angle calculated from the vehicle speed ν and the link angle limit value η lim is assumed to be δ max . Further, the ratio of the steering wheel angle limit value δ stlim and the maximum steering angle value δ max is defined as the variable reduction ratio γ by the following equation (31).
γ = δ stlim / δ max Formula (31)
Then, the variable reduction ratio γ is expressed by the following equation (32) from the equations (28), (30), and (31).
γ = δ stlim / tan −1 (L H / r)
= Δ stlim / tan −1 (gL H tan η lim / ν 2 ) (32)
Here, since the steering wheel angle limit value δ stlim , the gravitational acceleration g, the wheel base L H, and the link angle limit value η lim are constants, the variable reduction ratio γ is determined according to the vehicle speed ν from the equation (32). You can see that it changes.

図15には、前記式(32)に基づいて算出された可変減速比γと車速νとの関係が示されている。なお、図15は、ハンドル角限界値δstlim :45度、リンク角限界値ηlim :30度、重心高さ:0.7〔m〕及びトレッド(左右の車輪12L及び12Rの接地点間の距離):0.5〔m〕の車両10をモデルにして計算した結果である。 FIG. 15 shows the relationship between the variable reduction ratio γ calculated based on the equation (32) and the vehicle speed ν. FIG. 15 shows the steering wheel angle limit value δ stlim : 45 degrees, the link angle limit value η lim : 30 degrees, the center of gravity height: 0.7 [m], and the tread (between the ground contact points of the left and right wheels 12L and 12R). Distance): a result of calculation using the vehicle 10 of 0.5 [m] as a model.

図15において、◆はトレッドを考慮しない場合の可変減速比γの値を示し、△はトレッドを考慮した場合の可変減速比γの値を示している。前述のように、可変減速比γは旋回走行中の車体の安定性を維持するために車輪12Fの実際の操舵角をハンドル角に対して減少させる係数であるところ、旋回時に作用する遠心力及び重力の合力ベクトルの延長線と路面18との交点が左右の車輪12L及び12Rの接地点間であれば車体のバランスが崩れないのであるから、トレッドを考慮した場合には、トレッドを考慮しない場合よりも、可変減速比γを小さく設定することができる。したがって、同じ車速においては、◆よりも△の方が小さな値となっている。実際に、可変減速比γの値を設定する場合には、◆と△との間の範囲に設定することが望ましい。   In FIG. 15, ◆ indicates the value of the variable reduction ratio γ when the tread is not considered, and Δ indicates the value of the variable reduction ratio γ when the tread is considered. As described above, the variable speed reduction ratio γ is a coefficient for reducing the actual steering angle of the wheel 12F with respect to the steering wheel angle in order to maintain the stability of the vehicle body during turning. If the intersection of the gravitational force vector extension line and the road surface 18 is between the ground contact points of the left and right wheels 12L and 12R, the balance of the vehicle body will not be lost. As a result, the variable reduction ratio γ can be set smaller. Therefore, Δ is smaller than ◆ at the same vehicle speed. Actually, when setting the value of the variable reduction ratio γ, it is desirable to set it within the range between ◆ and Δ.

また、図15において、実線で示された曲線は、トレッドを考慮しない場合の可変減速比γに対応する最小旋回半径を示し、破線で示された曲線は、トレッドを考慮した場合の可変減速比γに対応する最小旋回半径を示している。   In FIG. 15, the curve indicated by the solid line indicates the minimum turning radius corresponding to the variable reduction ratio γ when the tread is not considered, and the curve indicated by the broken line is the variable reduction ratio when the tread is considered. The minimum turning radius corresponding to γ is shown.

なお、前記式(32)に基づいて計算すると、車速νが低い範囲(例えば、約10〔km/h〕の範囲)では、可変減速比γの値がマイナスになってしまう。そこで、可変減速比γの値がマイナスになる範囲では、図15に示されるように、可変減速比γの値を+1に設定することが望ましい。   When the calculation is made based on the equation (32), the value of the variable reduction ratio γ becomes negative in a range where the vehicle speed ν is low (for example, a range of about 10 [km / h]). Therefore, in the range where the value of the variable reduction ratio γ is negative, it is desirable to set the value of the variable reduction ratio γ to +1 as shown in FIG.

続いて、操舵制御部66は、操舵角目標値δ* を設定する(ステップS58)。該操舵角目標値δ* は、次の式(33)によって算出される。
δ* =δst/γ ・・・式(33)
最後に、操舵制御部66は、算出した操舵角目標値δ* を操舵モータ制御部67へ出力して(ステップS59)、操舵制御処理を終了する。
Subsequently, the steering control unit 66 sets the steering angle target value δ * (step S58). The steering angle target value δ * is calculated by the following equation (33).
δ * = δ st / γ Expression (33)
Finally, the steering control unit 66 outputs the calculated steering angle target value δ * to the steering motor control unit 67 (step S59), and ends the steering control process.

このように、本実施の形態においては、乗員が入力した操舵角指令を車速νと車体の傾斜状態とに応じて低減させて操舵輪の操舵角を制御する。すなわち、車速νと車体を傾斜させるリンク機構30のリンク角ηとに基づいて、操舵装置としてのハンドルバー41aを操作して入力された操舵角指令としてのハンドル角の値であるハンドル角センサ値δstに対する操舵用アクチュエータ装置としての操舵モータ65が変化させる操舵輪の操舵角目標値δ* の減速比、すなわち、操舵減速比としての可変減速比γを設定する。そのため、車輪12Fの実際の操舵角は、ハンドル角センサ値δstを可変減速比γで除した値を制御目標値として、制御される。これにより、乗員がハンドルバー41aを大きく切っても、車速νと車体の傾斜状態とに応じて、車輪12Fの実際の操舵角が適切な値に設定されるので、車体を安定した状態で旋回方向内側に傾斜させ、旋回走行を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the steering angle command input by the occupant is reduced according to the vehicle speed ν and the leaning state of the vehicle body to control the steering angle of the steered wheels. That is, based on the vehicle speed ν and the link angle η of the link mechanism 30 that tilts the vehicle body, the handle angle sensor value that is the value of the handle angle as the steering angle command input by operating the handle bar 41a as the steering device. A reduction ratio of a steering angle target value δ * of a steered wheel that is changed by a steering motor 65 as a steering actuator device with respect to δ st , that is, a variable reduction ratio γ as a steering reduction ratio is set. Therefore, the actual steering angle of the wheel 12F is controlled using a value obtained by dividing the handle angle sensor value δst by the variable reduction ratio γ as a control target value. As a result, even if the occupant greatly turns the handlebar 41a, the actual steering angle of the wheel 12F is set to an appropriate value in accordance with the vehicle speed ν and the leaning state of the vehicle body. The vehicle can be turned while being tilted inward.

また、可変減速比γは、リンク角ηがリンク角限界値ηlim を超えないように、車速νに応じて制御される。したがって、車速νが高くても、車体の安定性を維持することができ、旋回性能を向上させることができる。 The variable reduction ratio γ is controlled according to the vehicle speed ν so that the link angle η does not exceed the link angle limit value η lim . Therefore, even when the vehicle speed ν is high, the stability of the vehicle body can be maintained and the turning performance can be improved.

さらに、可変減速比γは、車速νが高くなるほど、大きくなるように制御される。例えば、図15に示されるように、可変減速比γの値を車速νに応じて変化させる。これにより、操舵角目標値δ* を適切に制御することができる。 Further, the variable reduction ratio γ is controlled to increase as the vehicle speed ν increases. For example, as shown in FIG. 15, the value of the variable reduction ratio γ is changed according to the vehicle speed ν. Thereby, the steering angle target value δ * can be appropriately controlled.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them 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
30 リンク機構
41a ハンドルバー
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 30 Link mechanism 41a Handlebar 65 Steering motor

Claims (3)

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、
操舵角指令を入力する操舵装置と、
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、
前記操舵装置から入力された操舵角指令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、
前記傾斜用アクチュエータ装置及び操舵用アクチュエータ装置を制御する制御装置とを有し、
該制御装置は、車速と前記リンク機構のリンク角とに基づいて、前記操舵角指令に対する前記操舵輪の操舵角の減速比となる操舵減速比を設定し、該操舵減速比によって前記操舵用アクチュエータ装置を制御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 steering device for inputting a steering angle command;
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 steering actuator device for changing a steering angle of the steered wheel based on a steering angle command input from the steering device;
A control device for controlling the tilt actuator device and the steering actuator device;
The control device sets a steering reduction ratio that is a reduction ratio of a steering angle of the steering wheel with respect to the steering angle command based on a vehicle speed and a link angle of the link mechanism, and the steering actuator is set based on the steering reduction ratio. A vehicle characterized by controlling an apparatus.
前記制御装置は、前記リンク角があらかじめ設定されたリンク角限界値を超えないように、前記操舵減速比を車速に応じて設定する請求項1に記載の車両。   The vehicle according to claim 1, wherein the control device sets the steering reduction ratio according to a vehicle speed so that the link angle does not exceed a preset link angle limit value. 前記制御装置は、車速が高くなるほど、大きくなるように前記操舵減速比を設定する請求項2に記載の車両。   The vehicle according to claim 2, wherein the control device sets the steering reduction ratio so as to increase as the vehicle speed increases.
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