JP2018134969A - Vehicle equipped with lean mechanism - Google Patents

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光宏 妻野
Mitsuhiro Tsumano
光宏 妻野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle equipped with a lean mechanism that allows an occupant in a vehicle to surely and rapidly recognize a risk that the vehicle may fall and can suppress increase in manufacturing costs.SOLUTION: The vehicle equipped with a lean mechanism is provided with: a motor for an electromotive driving wheel that generates driving force for rotating the driving wheel of a plurality of wheels supporting a body of a vehicle; the lean mechanism that can incline the body in a planar view; a motor for an electromotive lean mechanism as a driving source for activating the lean mechanism; a control device for a motor for the lean mechanism that activates the lean mechanism by transmitting a driving signal to the motor for the lean mechanism on the basis of a detected value by a sensor for detecting operation-state amounts of the vehicle; vehicle operation limit determining means that determines whether or not the vehicle may fall or not, on the basis of the detected value by the sensor; and high-frequency signal transmitting means that transmits a high-frequency signal to the motor for the lean mechanism receiving the driving signal, when the vehicle operation limit determining means determines that the vehicle may fall.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、正面視において車体を車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構を備える車両に関する。   The present invention relates to a vehicle including a lean mechanism that can tilt a vehicle body relative to wheels in a front view.

特許文献1は、このタイプの車両の従来例を開示している。
この車両は、車体と、車体を支持する3つの車輪(2つの前輪及び1つの後輪)と、一部の車輪である駆動輪を回転駆動させる電動式駆動輪用モータと、駆動輪用モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えている。即ち、この車両は所謂EV車両である。
Patent Document 1 discloses a conventional example of this type of vehicle.
This vehicle includes a vehicle body, three wheels (two front wheels and one rear wheel) that support the vehicle body, an electric drive wheel motor that rotates and drives some of the drive wheels, and a drive wheel motor. And a battery capable of supplying electric power. That is, this vehicle is a so-called EV vehicle.

さらにこの車両はリーン機構を備えている。
リーン機構は、車両の状態に応じて正面視において車体を車輪に対して相対的に傾斜させることが可能な機構である。
リーン機構の一部である電動式リーン機構用モータは、駆動輪用モータとは別体であり且つリーン機構を動作させるための駆動源である。このリーン機構用モータはバッテリの電力によって駆動する。
Furthermore, this vehicle is provided with a lean mechanism.
The lean mechanism is a mechanism that can tilt the vehicle body relative to the wheels in front view according to the state of the vehicle.
The electric lean mechanism motor, which is a part of the lean mechanism, is a separate drive from the drive wheel motor and is a drive source for operating the lean mechanism. This lean mechanism motor is driven by the electric power of the battery.

さらに車両は、リーン機構用モータに接続された制御装置を備えている。さらにこの制御装置は、車両の運動状態量を検出させるセンサに接続されている。   The vehicle further includes a control device connected to the lean mechanism motor. Further, this control device is connected to a sensor that detects the amount of motion state of the vehicle.

例えば、車両の前進走行中にハンドル操作に連動して転舵輪が右側に切られると、車両に遠心力が掛かる。すると、制御装置が、センサから送信されたセンサの検出結果に基づいて、リーン機構用モータを正転方向及び逆転方向の一方に回転させる。するとリーン機構用モータの駆動力によってリーン機構は、車体を車輪が載っている路面の法線に対して遠心力の方向とは逆方向に傾斜させる。すると、車体に掛かる遠心力の一部が打ち消されるので、車両の旋回動作が安定する。   For example, if the steered wheel is turned to the right in conjunction with the steering wheel operation while the vehicle is traveling forward, a centrifugal force is applied to the vehicle. Then, the control device rotates the lean mechanism motor in one of the normal rotation direction and the reverse rotation direction based on the detection result of the sensor transmitted from the sensor. Then, the lean mechanism tilts the vehicle body in the direction opposite to the direction of the centrifugal force with respect to the normal line of the road surface on which the wheel is mounted by the driving force of the motor for the lean mechanism. Then, a part of the centrifugal force applied to the vehicle body is canceled out, so that the turning operation of the vehicle is stabilized.

さらに制御装置に、センサの検出値に基づいて、車両が転倒するおそれがあるか否かを判定する機能を持たせることが技術的に可能である。   Furthermore, it is technically possible to give the control device a function of determining whether or not the vehicle may fall over based on the detection value of the sensor.

さらに車両に、制御装置に接続され且つ視覚的又は聴覚的な警告を発する警告手段を設けることが可能である。
この場合は、制御装置が「車両が転倒するおそれがある」と判定したときに、制御装置が警告手段を作動させる。例えば、警告手段が警告灯の場合は、警告灯が点灯する。
Furthermore, the vehicle can be provided with warning means connected to the control device and issuing visual or audible warnings.
In this case, when the control device determines that “the vehicle may fall down”, the control device activates the warning means. For example, when the warning means is a warning light, the warning light is turned on.

特開2012−81784号公報JP 2012-81784 A 特開2014−196005号公報JP 2014-196005 A

しかし、車両にこの種の警報手段を設ける場合は、車両の運転手(及び他の乗員)が、警告手段による警告を見落とすおそれがある。
さらに、警告手段を設けると、警告手段の分だけ車両の製造コストが高くなってしまう。
However, when this type of warning means is provided in the vehicle, the driver (and other occupants) of the vehicle may overlook the warning by the warning means.
Furthermore, if the warning means is provided, the manufacturing cost of the vehicle is increased by the amount of the warning means.

また、特許文献2に開示された車両(トラック)は、キャブ(キャブボディ)と、このキャブを支持する車体フレーム(シャーシ)と、車体フレームとキャブとの間に設けられたエアサスペンションと、を備えている。即ち、キャブはエアサスペンションによって支持されている。キャブの内部には、乗員用の座席が設けられている。   In addition, a vehicle (truck) disclosed in Patent Document 2 includes a cab (cab body), a vehicle body frame (chassis) that supports the cab, and an air suspension provided between the vehicle body frame and the cab. I have. That is, the cab is supported by the air suspension. A passenger seat is provided inside the cab.

この車両の制御手段は、車両が転倒するおそれがあると判定するとエアサスペンションを作動させる。
するとキャブが傾くので、キャブの座席に着座している乗員は、車両が転倒するおそれがあることを認識できる。
When the vehicle control means determines that the vehicle may fall over, it activates the air suspension.
Then, since the cab tilts, an occupant seated in the cab seat can recognize that the vehicle may fall.

特許文献2の技術をリーン機構を備える車両に適用することが可能である。
このようにすれば、制御装置が「車両が転倒するおそれがある」と判定したときに、エアサスペンションを作動させることが可能である。すると車体が傾斜するので、乗員は車両が転倒するおそれがあることを認識できる。
The technique of Patent Document 2 can be applied to a vehicle including a lean mechanism.
In this way, the air suspension can be operated when the control device determines that “the vehicle may fall down”. Then, since the vehicle body tilts, the occupant can recognize that the vehicle may fall down.

しかしエアサスペンションの応答性は低い。そのため、この場合は、車両が転倒する前に、エアサスペンションが作動しないおそれがある。
さらに、エアサスペンションを設けると、エアサスペンションの分だけ車両の製造コストが高くなってしまう。
However, the response of the air suspension is low. Therefore, in this case, the air suspension may not operate before the vehicle falls.
Further, if an air suspension is provided, the manufacturing cost of the vehicle is increased by the amount of the air suspension.

本発明は前記課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、車両が転倒するおそれがあるときに、車両の乗員に対して車両が転倒するおそれがあることを確実且つ素早く認識させることが可能であり、しかも製造コストの増加を抑制可能なリーン機構を備える車両を提供することにある。   The present invention has been made to address the above problems. That is, one of the objects of the present invention is to make it possible for a vehicle occupant to recognize surely and quickly that there is a risk of the vehicle falling over when the vehicle is overturned, and in addition, the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a lean mechanism that can suppress an increase in the amount of noise.

前記目的を達成するための本発明によるリーン機構を備える車両は、
車両(10)の車体(12)を支持する複数の車輪のうちの駆動輪(19L、19R)を回転させるための駆動力を発生する電動式駆動輪用モータ(21)と、
正面視において前記車体を前記車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構(25)と、
前記リーン機構を動作させるための駆動源であり且つ前記駆動輪用モータとは別体の電動式リーン機構用モータ(27)と、
前記車両の運動状態量を検出するセンサ(47)と、
前記センサの検出値に基づいて前記リーン機構用モータに電気信号である駆動信号を送信することにより、前記車両が転倒しないように前記リーン機構を動作させるリーン機構用モータ制御装置(35、41)と、
前記車両が転倒するおそれがあるか否かを、前記センサの検出値に基づいて判定する車両運動限界判定手段(35、37)と、
前記車両運動限界判定手段が前記車両が転倒するおそれがあると判定したときに、前記駆動信号を受信している前記リーン機構用モータに、電気信号である高周波信号を送信する高周波信号送信手段(35、41)と、
を備える。
To achieve the above object, a vehicle including a lean mechanism according to the present invention includes:
An electric drive wheel motor (21) that generates a drive force for rotating the drive wheels (19L, 19R) of the plurality of wheels that support the vehicle body (12) of the vehicle (10);
A lean mechanism (25) capable of tilting the vehicle body relative to the wheels in a front view;
An electric lean mechanism motor (27) which is a drive source for operating the lean mechanism and is separate from the drive wheel motor;
A sensor (47) for detecting an amount of motion of the vehicle;
A lean mechanism motor control device (35, 41) for operating the lean mechanism so that the vehicle does not fall by transmitting a drive signal, which is an electrical signal, to the lean mechanism motor based on the detection value of the sensor. When,
Vehicle movement limit determination means (35, 37) for determining whether or not the vehicle may fall over based on a detection value of the sensor;
A high-frequency signal transmitting means for transmitting a high-frequency signal, which is an electric signal, to the motor for the lean mechanism that has received the drive signal when the vehicle movement limit determining means determines that the vehicle may fall down; 35, 41),
Is provided.

本発明のリーン機構を備える車両は、車両運動限界判定手段が車両が転倒するおそれがあると判定したときに、リーン機構を動作させているリーン機構用モータに、電気信号である高周波信号を送信する高周波信号送信手段を備えている。
高周波信号送信手段がリーン機構用モータに高周波信号を送信すると、リーン機構を動作させているリーン機構用モータが微振動するので、リーン機構が微振動する。するとリーン機構によって車体が微振動させられる。
そのため、車両の乗員は、車両が転倒するおそれがあることを確実に認識できる。
さらに、電動式モータの応答性は(エアサスペンションよりも)良好である。従って、車両の乗員は、車両が転倒するおそれがあるときに、そのことを素早く認識可能である。
さらに新たな装置(例えば、警告手段及びエアサスペンション)を設ける必要がないので、製造コストの増加を抑制できる。
When the vehicle motion limit determination means determines that the vehicle may fall, the vehicle including the lean mechanism of the present invention transmits a high-frequency signal that is an electrical signal to the motor for the lean mechanism that operates the lean mechanism. High-frequency signal transmitting means is provided.
When the high-frequency signal transmitting means transmits a high-frequency signal to the lean mechanism motor, the lean mechanism motor that operates the lean mechanism vibrates slightly, so the lean mechanism slightly vibrates. Then, the vehicle body is slightly vibrated by the lean mechanism.
Therefore, the vehicle occupant can reliably recognize that the vehicle may fall over.
Furthermore, the responsiveness of the electric motor is better (than air suspension). Therefore, the vehicle occupant can quickly recognize when the vehicle may fall down.
Furthermore, since it is not necessary to provide a new device (for example, a warning means and an air suspension), an increase in manufacturing cost can be suppressed.

前記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。   In the above description, in order to help understanding of the present invention, names and / or symbols used in the embodiment are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiment described later in parentheses. However, each component of the present invention is not limited to the embodiment defined by the reference numerals. Other objects, other features and attendant advantages of the present invention will be readily understood from the description of the embodiments of the present invention described with reference to the following drawings.

本発明の実施形態に係る車両の正面図である。1 is a front view of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 車両の模式的な平面図である。1 is a schematic plan view of a vehicle. 前輪及びリーン機構の前方から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the front of a front wheel and a lean mechanism. 電子制御ユニット及びこれに接続された各部品を表すブロック図である。It is a block diagram showing an electronic control unit and each component connected to this. 機能的に表された電子制御ユニットとセンサとの関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the relationship between the electronic control unit expressed functionally, and a sensor. リーン機構用モータに与えられる信号(電流)と時間との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the signal (electric current) given to the motor for lean mechanisms, and time. 車両の通常走行時の模式的な正面図である。It is a typical front view at the time of normal driving | running | working of a vehicle. 右旋回したときの車両の模式的な正面図である。It is a typical front view of a vehicle when turning right. 右側の前輪が段差に載ったときの車両の模式的な正面図である。FIG. 3 is a schematic front view of the vehicle when the right front wheel is placed on a step.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両10について説明する。   Hereinafter, a vehicle 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

車両10は、主要な構成要素として、車体12、後輪17、前輪19L、19R、リーン機構25、及び電子制御ユニット35を備えている。   The vehicle 10 includes a vehicle body 12, a rear wheel 17, front wheels 19L and 19R, a lean mechanism 25, and an electronic control unit 35 as main components.

図2に示すように車体12の内部空間にはシート13及びステアリングホイール14が配設されている。周知のようにステアリングホイール14は自身の軸線まわりに回転可能である。   As shown in FIG. 2, a seat 13 and a steering wheel 14 are disposed in the internal space of the vehicle body 12. As is well known, the steering wheel 14 can rotate about its own axis.

図1及び図2に示すように、車両10の後部には1つの後輪17が設けられている。後輪17の外周部は、ゴム製のタイヤによって構成されている。
後輪17は図示を省略した後部サスペンションを介して車体12の後部に接続されている。後輪17は、自身の中央部を水平方向(車幅方向)に貫通する回転軸まわりに回転可能である。
さらに後輪17は、図示を省略したステアリング機構を介してステアリングホイール14に接続されている。即ち、後輪17は転舵輪である。そのため、ステアリングホイール14が運転手から見て反時計方向に回転操作されると、後輪17の平面視における反時計方向の舵角が大きくなる。一方、ステアリングホイール14が運転手から見て時計方向に回転操作されると、後輪17の平面視における時計方向の舵角が大きくなる。ステアリングホイール14が初期位置(中立位置)に位置するとき、平面視において後輪17は前後方向と平行になる。
As shown in FIGS. 1 and 2, one rear wheel 17 is provided at the rear portion of the vehicle 10. The outer peripheral portion of the rear wheel 17 is constituted by a rubber tire.
The rear wheel 17 is connected to the rear portion of the vehicle body 12 via a rear suspension (not shown). The rear wheel 17 is rotatable around a rotation axis that penetrates the center of the rear wheel 17 in the horizontal direction (vehicle width direction).
Further, the rear wheel 17 is connected to the steering wheel 14 via a steering mechanism (not shown). That is, the rear wheel 17 is a steered wheel. Therefore, when the steering wheel 14 is rotated counterclockwise as viewed from the driver, the steering angle in the counterclockwise direction in the plan view of the rear wheel 17 is increased. On the other hand, when the steering wheel 14 is rotated clockwise as viewed from the driver, the clockwise steering angle of the rear wheel 17 in plan view increases. When the steering wheel 14 is located at the initial position (neutral position), the rear wheel 17 is parallel to the front-rear direction in plan view.

図3に示すように左右の前輪19L、19Rはそれぞれ、左右一対且つ円盤状の車輪保持部材20(図3で右側のもののみ図示)によって、水平方向に延びる回転軸まわりに回転可能に支持されている。左右の前輪19L、19Rの外周部は、ゴム製のタイヤによって構成されている。
左右の車輪保持部材20の内部にはインホイールモータ21がそれぞれ設けられている。左右のインホイールモータ21に電力が供給されると各インホイールモータ21が回転し、各インホイールモータ21の回転駆動力によって前輪19L、19Rが各回転軸まわりにそれぞれ回転する。即ち、前輪19L、19Rは駆動輪である。
As shown in FIG. 3, the left and right front wheels 19L and 19R are supported by a pair of left and right disc-shaped wheel holding members 20 (only the right side is shown in FIG. 3) so as to be rotatable about a rotation axis extending in the horizontal direction. ing. The outer peripheral portions of the left and right front wheels 19L, 19R are constituted by rubber tires.
An in-wheel motor 21 is provided in each of the left and right wheel holding members 20. When electric power is supplied to the left and right in-wheel motors 21, each in-wheel motor 21 rotates, and the front wheels 19 </ b> L and 19 </ b> R rotate around the respective rotation axes by the rotational driving force of each in-wheel motor 21. That is, the front wheels 19L and 19R are drive wheels.

さらに図示は省略してあるが、前輪19L、19R及び後輪17のそれぞれに対応させてブレーキ装置が設けられている。
このブレーキ装置は、図示を省略したブレーキペダルが運転手によって踏み込まれたときに、対応する後輪17又は前輪19L、19Rに対して制動力を及ぼす。
Further, although not shown, brake devices are provided corresponding to the front wheels 19L, 19R and the rear wheels 17, respectively.
This brake device applies a braking force to the corresponding rear wheel 17 or front wheels 19L, 19R when a brake pedal (not shown) is depressed by the driver.

さらに車体12の一部をなし且つ図示を省略した車体フレームには、左右一対のリーディングアーム22(図3に右側のリーディングアームのみ図示)の後端部が左右方向に延びる回転軸まわりに回転可能に支持されている。左右のリーディングアーム22の前端部はボールジョイントを介して左右の車輪保持部材20にそれぞれ接続されている。   Furthermore, the rear frame of the pair of left and right leading arms 22 (only the right leading arm is shown in FIG. 3) can rotate around a rotation axis extending in the left-right direction on the body frame which is a part of the vehicle body 12 and not shown. It is supported by. The front end portions of the left and right leading arms 22 are connected to the left and right wheel holding members 20 via ball joints, respectively.

図3及び図4に示すように、車両10の前部に設けられたリーン機構25は、主要な構成要素として、ハウジング26、リーン機構用モータ27、減速機28、シーソー31、及び脚部32L、32Rを備えている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the lean mechanism 25 provided at the front portion of the vehicle 10 includes a housing 26, a lean mechanism motor 27, a speed reducer 28, a seesaw 31, and leg portions 32 </ b> L as main components. , 32R.

ハウジング26は図示を省略したショックアブソーバ及びダンパを介して車体12に接続されている。このショックアブソーバ及びダンパは、車体12のピッチ方向の動きに応じて動作する。換言すると、車両10は、車体12のロール方向(リーン方向)の動きに応じて動作するショックアブソーバ及びダンパを備えていない。   The housing 26 is connected to the vehicle body 12 via a shock absorber and a damper (not shown). The shock absorber and the damper operate according to the movement of the vehicle body 12 in the pitch direction. In other words, the vehicle 10 does not include a shock absorber and a damper that operate according to the movement of the vehicle body 12 in the roll direction (lean direction).

ハウジング26の内部にはリーン機構用モータ27及び減速機28が配設されている。直流モータであるリーン機構用モータ27の出力軸29の軸線は前後方向に延びている。リーン機構用モータ27に電力が供給されることによりリーン機構用モータ27が正転又は逆転すると、出力軸29が減速機28によって減速されながら自身の軸線まわりに正面視で時計方向又は反時計方向に回転する。   A lean mechanism motor 27 and a speed reducer 28 are disposed in the housing 26. The axis of the output shaft 29 of the lean mechanism motor 27, which is a DC motor, extends in the front-rear direction. When electric power is supplied to the lean mechanism motor 27 and the lean mechanism motor 27 is rotated forward or reverse, the output shaft 29 is decelerated by the speed reducer 28 and is rotated clockwise or counterclockwise in front view around its own axis. Rotate to.

出力軸29の前端部は、ハウジング26の直前に位置するシーソー31の中央部に固定されている。シーソー31は左右方向に延びる棒状部材である。リーン機構用モータ27が正転するとシーソー31は出力軸29を中心に正面視で時計方向に回転する。一方、リーン機構用モータ27が逆転するとシーソー31は出力軸29を中心に正面視で反時計方向に回転する。   The front end portion of the output shaft 29 is fixed to the center portion of the seesaw 31 located immediately before the housing 26. The seesaw 31 is a bar-like member extending in the left-right direction. When the lean mechanism motor 27 rotates forward, the seesaw 31 rotates clockwise around the output shaft 29 in a front view. On the other hand, when the lean mechanism motor 27 reverses, the seesaw 31 rotates counterclockwise around the output shaft 29 as viewed from the front.

シーソー31の左右両端部には、共に上下方向に延びる脚部32L、32Rの上端部がそれぞれ前後方向に延びる回転軸33L、33Rまわりに回転可能に支持されている。脚部32L、32Rの下端部はそれぞれ、左右の車輪保持部材20に固定されている。   At the left and right ends of the seesaw 31, the upper ends of the leg portions 32L and 32R extending in the vertical direction are supported so as to be rotatable around the rotation shafts 33L and 33R extending in the front-rear direction, respectively. The lower end portions of the leg portions 32L and 32R are fixed to the left and right wheel holding members 20, respectively.

図4に示すようにリーン機構25のリーン機構用モータ27は、車体12に設けられた電子制御ユニット35(以下、ECU35と称する)に接続されている。ECU35は、CPU、ROM、RAM及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。CPUは、メモリ(ROM)に格納されたインストラクションを実行することにより後述する各種機能を実現する。
ECU35にはさらに、インホイールモータ21、バッテリ43、メインスイッチ45、及び複数のセンサを含むセンサ群47が接続されている。
As shown in FIG. 4, the lean mechanism motor 27 of the lean mechanism 25 is connected to an electronic control unit 35 (hereinafter referred to as ECU 35) provided in the vehicle body 12. The ECU 35 is an electronic control circuit having a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an interface, and the like as main components. The CPU implements various functions to be described later by executing instructions stored in a memory (ROM).
The ECU 35 is further connected to a sensor group 47 including an in-wheel motor 21, a battery 43, a main switch 45, and a plurality of sensors.

このセンサ群47には、少なくとも、後輪17及び前輪19L、19Rのそれぞれの車輪速を検出する車輪速センサ、ブレーキペダルが踏まれていることを検出するブレーキペダルセンサ、ステアリングホイール14の操舵角を検出する操舵角センサ、車体12に掛かる横加速度を検出する横加速度センサ、車体のロール角を検出するロール角センサ、及び車体のピッチ角を検出するピッチ角センサ、が含まれている。ロール角センサ及びピッチ角センサはジャイロセンサである。このようにセンサ群47は、車両10の様々な運動状態量を取得する。   The sensor group 47 includes at least a wheel speed sensor that detects the wheel speed of each of the rear wheel 17 and the front wheels 19L and 19R, a brake pedal sensor that detects that the brake pedal is stepped on, and a steering angle of the steering wheel 14. Steering angle sensor for detecting the vehicle body, lateral acceleration sensor for detecting the lateral acceleration applied to the vehicle body 12, roll angle sensor for detecting the roll angle of the vehicle body, and pitch angle sensor for detecting the pitch angle of the vehicle body. The roll angle sensor and the pitch angle sensor are gyro sensors. Thus, the sensor group 47 acquires various motion state quantities of the vehicle 10.

図5に示すように、ECU35は、機能的に見ると、車両状態演算部36、運動限界判定部37、目標横加速度演算部38、目標リーン角演算部39、指令値演算部40、及びモータドライバ41を備えている。車両状態演算部36及び目標横加速度演算部38はセンサ群47に接続されている。また、モータドライバ41は、インホイールモータ21及びリーン機構用モータ27に接続されている。   As shown in FIG. 5, the ECU 35 functionally includes a vehicle state calculation unit 36, a motion limit determination unit 37, a target lateral acceleration calculation unit 38, a target lean angle calculation unit 39, a command value calculation unit 40, and a motor. A driver 41 is provided. The vehicle state calculation unit 36 and the target lateral acceleration calculation unit 38 are connected to a sensor group 47. The motor driver 41 is connected to the in-wheel motor 21 and the lean mechanism motor 27.

車両状態演算部36は、センサ群47の各センサから送信された検出値に基づいて、車両10の様々な状態量を演算する。車両状態演算部36は、例えば、ロール角センサの検出値に基づく車両10の左右方向の加速度Gy、車輪速センサの検出値に基づく車速Vx、ピッチ角センサの検出値に基づく車両10の前後方向の加速度Gx、を演算する。   The vehicle state calculation unit 36 calculates various state quantities of the vehicle 10 based on the detection values transmitted from each sensor of the sensor group 47. The vehicle state calculation unit 36 is, for example, an acceleration Gy in the left-right direction of the vehicle 10 based on the detection value of the roll angle sensor, a vehicle speed Vx based on the detection value of the wheel speed sensor, and the front-rear direction of the vehicle 10 based on the detection value of the pitch angle sensor. The acceleration Gx is calculated.

運動限界判定部37は、車両状態演算部36の演算結果を利用して、車両10が走行可能状態を維持できるか否かを演算(判定)する。換言すると、運動限界判定部37は車両10が転倒するおそれがあるか否かを判定する。   The exercise limit determination unit 37 calculates (determines) whether or not the vehicle 10 can maintain the travelable state using the calculation result of the vehicle state calculation unit 36. In other words, the exercise limit determination unit 37 determines whether or not the vehicle 10 may fall.

目標横加速度演算部38は、横加速度センサの検出結果に基づいて、車体12が発生する必要のある横加速度を演算する。換言すると、目標横加速度演算部38は、実際に車体12に掛かっており且つ横加速度センサによって検出された横加速度(の少なくとも一部)を打ち消すことが可能な横加速度である目標横加速度を演算する。   The target lateral acceleration calculation unit 38 calculates the lateral acceleration that the vehicle body 12 needs to generate based on the detection result of the lateral acceleration sensor. In other words, the target lateral acceleration calculation unit 38 calculates a target lateral acceleration that is a lateral acceleration that is actually applied to the vehicle body 12 and that can cancel (at least a part of) the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor. To do.

目標リーン角演算部39は、目標横加速度を発生させるために必要な車体12のロール方向の傾斜角である目標リーン角を演算する。   The target lean angle calculation unit 39 calculates a target lean angle that is an inclination angle in the roll direction of the vehicle body 12 necessary for generating the target lateral acceleration.

指令値演算部40は、目標リーン角演算部39の演算値(目標リーン角)に基づいて、リーン機構用モータ27が発生すべきトルクを演算する。即ち、指令値演算部40は、車体12を目標リーン角だけ傾斜させるためにリーン機構用モータ27が発生すべきトルクを演算する。   The command value calculator 40 calculates the torque to be generated by the lean mechanism motor 27 based on the calculated value (target lean angle) of the target lean angle calculator 39. That is, the command value calculation unit 40 calculates the torque to be generated by the lean mechanism motor 27 in order to incline the vehicle body 12 by the target lean angle.

モータドライバ41は、指令値演算部40から指令を受けたときに、指令値演算部40の演算値に相当するトルクをリーン機構用モータ27に発生させるために必要な大きさの直流電流(電気信号)をリーン機構用モータ27に供給する。以下、この直流電流を「駆動信号」と称する。
さらにモータドライバ41は、運動限界判定部37から「車両が転倒するおそれがある」という判定結果を表す信号を受信したときに、リーン機構用モータ27に対して電流(電気信号)を供給する。この電流は微振幅の高周波電流である(例えば、0.1deg且つ20Hz)。以下、この電流を「高周波信号」と称する。
When the motor driver 41 receives a command from the command value calculation unit 40, the motor driver 41 generates a direct current (electrical current) of a magnitude necessary to cause the motor 27 for the lean mechanism to generate a torque corresponding to the calculation value of the command value calculation unit 40. Signal) to the lean mechanism motor 27. Hereinafter, this direct current is referred to as a “drive signal”.
Furthermore, the motor driver 41 supplies a current (electric signal) to the lean mechanism motor 27 when receiving a signal representing a determination result “the vehicle may fall down” from the movement limit determination unit 37. This current is a high-frequency current having a small amplitude (for example, 0.1 deg and 20 Hz). Hereinafter, this current is referred to as a “high frequency signal”.

なお、バッテリ43の電力がECU35に供給されているとき、ECU35は、所定時間毎に上記の処理を繰り返し実行する。また、バッテリ43の電力がセンサ群47に供給されているとき、センサ群47は所定時間毎に検出動作を繰り返し実行し且つ検出結果を所定時間毎にECU35へ繰り返し送信する。   In addition, when the electric power of the battery 43 is supplied to the ECU 35, the ECU 35 repeatedly executes the above processing every predetermined time. Further, when the electric power of the battery 43 is supplied to the sensor group 47, the sensor group 47 repeatedly executes the detection operation every predetermined time and repeatedly transmits the detection result to the ECU 35 every predetermined time.

車体12の内部に固定され且つ図示を省略したインストルメンタルパネルに設けられたメインスイッチ45は、OFF位置とON位置との間を移動可能である。メインスイッチ45の初期位置はOFF位置である。
メインスイッチ45がOFF位置に位置するとき、バッテリ43の電力はECU35に供給されない。
一方、メインスイッチ45がON位置に位置するとき、バッテリ43の電力はECU35に供給される。即ち、バッテリ43は、ECU35を介して、インホイールモータ21、リーン機構用モータ27、及びセンサ群47に対して電力を供給可能となる。
A main switch 45 that is fixed inside the vehicle body 12 and provided on an instrumental panel (not shown) is movable between an OFF position and an ON position. The initial position of the main switch 45 is the OFF position.
When the main switch 45 is located at the OFF position, the electric power of the battery 43 is not supplied to the ECU 35.
On the other hand, when the main switch 45 is located at the ON position, the electric power of the battery 43 is supplied to the ECU 35. That is, the battery 43 can supply power to the in-wheel motor 21, the lean mechanism motor 27, and the sensor group 47 via the ECU 35.

続いて車両10の動作について説明する。
メインスイッチ45がON位置に位置する状態で、例えば、車両10に設けた図示を省略したシフトレバーをD(ドライブ)レンジに対応する位置に移動させ且つ運転手が図示を省略したアクセルペダルを踏むと、ECU35(モータドライバ41)がインホイールモータ21に正転信号を送る。そのため車両10が前進するように走行する。また、シフトレバーをR(リバース)レンジに対応する位置に移動させ且つ運転手がアクセルペダルを踏むと、ECU35(モータドライバ41)がインホイールモータ21に逆転信号を送る。そのため車両10が後退するように走行する。
Next, the operation of the vehicle 10 will be described.
In a state where the main switch 45 is in the ON position, for example, a shift lever (not shown) provided on the vehicle 10 is moved to a position corresponding to the D (drive) range, and the driver steps on an accelerator pedal (not shown). Then, the ECU 35 (motor driver 41) sends a normal rotation signal to the in-wheel motor 21. Therefore, the vehicle 10 travels so as to move forward. When the shift lever is moved to a position corresponding to the R (reverse) range and the driver steps on the accelerator pedal, the ECU 35 (motor driver 41) sends a reverse rotation signal to the in-wheel motor 21. Therefore, the vehicle 10 travels so as to move backward.

図1及び図7に示すように、車両10が平坦且つ略水平な路面R1上に位置するとき、シーソー31は水平となる。さらに脚部32L、32Rは垂直になる(路面R1に対して直交する)。さらにこのとき車体12の中心部を通り且つ車体12の高さ方向に延びる軸線Aは鉛直方向と平行になる。   As shown in FIG.1 and FIG.7, when the vehicle 10 is located on the flat and substantially horizontal road surface R1, the seesaw 31 becomes horizontal. Furthermore, the leg portions 32L and 32R are vertical (perpendicular to the road surface R1). Further, at this time, the axis A passing through the center of the vehicle body 12 and extending in the height direction of the vehicle body 12 is parallel to the vertical direction.

一方、例えば、車両10が前進走行するときに運転手がステアリングホイール14を時計方向に操舵すると、図8に示すように車両10は右旋回しながら走行する。するとセンサ群47が検出した各種の情報がECU35(目標横加速度演算部38)へ送信される。するとECU35(モータドライバ41)はこれらの情報に基づいてリーン機構用モータ27へ駆動信号である正転信号を送る。するとシーソー31が出力軸29を中心に正面視で時計方向に回転するので、脚部32L及び脚部32Rのシーソー31に対する相対角度がそれぞれ変化し、車体12の軸線Aが図7の位置から右側に傾斜する。即ち、正面視において車体12が後輪17に対して相対的に傾斜し、その一方でシーソー31が水平状態を維持する。このような態様で車体12が傾斜すると、旋回走行中に車体12に掛かる遠心力(横加速度)の少なくとも一部が、車体12が傾斜することによって発生する遠心力(横加速度)によって打ち消されるので、車両10の右旋回動作が安定する。   On the other hand, for example, when the driver steers the steering wheel 14 clockwise when the vehicle 10 travels forward, the vehicle 10 travels while turning right as shown in FIG. Then, various information detected by the sensor group 47 is transmitted to the ECU 35 (target lateral acceleration calculation unit 38). Then, the ECU 35 (motor driver 41) sends a normal rotation signal as a drive signal to the lean mechanism motor 27 based on these pieces of information. Then, since the seesaw 31 rotates clockwise around the output shaft 29 in the front view, the relative angles of the leg 32L and the leg 32R with respect to the seesaw 31 change, and the axis A of the vehicle body 12 moves from the position of FIG. Inclined to. That is, the vehicle body 12 is inclined relative to the rear wheel 17 in a front view, while the seesaw 31 is maintained in a horizontal state. When the vehicle body 12 is tilted in such a manner, at least a part of the centrifugal force (lateral acceleration) applied to the vehicle body 12 during cornering is canceled by the centrifugal force (lateral acceleration) generated by the vehicle body 12 tilting. The right turning operation of the vehicle 10 is stabilized.

なお、例えば車両10が前進走行するときに運転手がステアリングホイール14を反時計方向に操舵すると、車両10は左旋回しながら走行する。するとセンサ群47が検出した各種の情報に基づいてECU35(モータドライバ41)がリーン機構用モータ27へ駆動信号である逆転信号を送るので、シーソー31が出力軸29を中心に正面視で反時計方向に回転する。その結果、車体12の軸線Aが図7の位置から左側に傾斜するので、車両10の左旋回動作が安定する。   For example, when the driver steers the steering wheel 14 counterclockwise when the vehicle 10 travels forward, the vehicle 10 travels while turning left. Then, the ECU 35 (motor driver 41) sends a reverse rotation signal as a drive signal to the lean mechanism motor 27 based on various information detected by the sensor group 47, so that the seesaw 31 is counterclockwise when viewed from the front centering on the output shaft 29. Rotate in the direction. As a result, since the axis A of the vehicle body 12 is tilted to the left from the position of FIG. 7, the left turn operation of the vehicle 10 is stabilized.

なお、図9に示すように、車両10が前進走行する場合に前輪19Rのみが路面R2の段差R2aに乗り上げると、前輪19Rが前輪19Lよりも高い位置に位置する。すると、センサ群47の検出結果に基づいてこの状態を検出したECU35がリーン機構用モータ27を回転させるので、シーソー31が図9の態様で傾斜する。一方、軸線Aは鉛直方向と平行なままとなる。即ち、正面視において車体12が後輪17に対して相対的に傾斜する。そのため、この場合の車両10の直進動作が安定する。   As shown in FIG. 9, when only the front wheel 19R rides on the step R2a of the road surface R2 when the vehicle 10 travels forward, the front wheel 19R is positioned higher than the front wheel 19L. Then, the ECU 35 that detects this state based on the detection result of the sensor group 47 rotates the lean mechanism motor 27, so that the seesaw 31 is tilted in the manner shown in FIG. On the other hand, the axis A remains parallel to the vertical direction. That is, the vehicle body 12 is inclined relative to the rear wheel 17 in a front view. Therefore, the straight traveling operation of the vehicle 10 in this case is stabilized.

ところで、上述のように、ECU35の運動限界判定部37は、車両状態演算部36の演算結果、車輪速センサの検出結果、及びブレーキペダルセンサの検出結果を利用して、車両10が転倒するおそれがあるか否かを判定する。
より詳細には、運動限界判定部37は、以下の条件1乃至条件4のいずれか1つが成立したときに、「車両10が転倒するおそれがある」と判定する。

条件1:|加速度Gy|≧左右方向加速度閾値Thgy
条件2:車速Vx≧車速閾値Thvx
条件3:|加速度Gx|≧前後方向加速度閾値Thgx
条件4:ブレーキペダルセンサがブレーキペダルが踏まれていることを検出し、いずれか1つの車輪の車輪速がゼロであり、且つ加速度Gx≦タイヤロック回避用前後方向加速度閾値Thlockgx、であること。なお、タイヤロック回避用前後方向加速度閾値Thlockgxはマイナスの値である。

左右方向加速度閾値Thgy、車速閾値Thvx、及びタイヤロック回避用前後方向加速度閾値Thlockgxはいずれも所定値であり且ついずれもECU35のメモリに予め記録されている。
なお、条件4が成立するときは、後輪17及び前輪19L、19Rの少なくとも1つがロック状態になったものと推測できる。
上述のように、運動限界判定部37が「車両10が転倒するおそれがある」と判定したときに、運動限界判定部37から「車両が転倒するおそれがある」という判定結果を表す信号を受信したモータドライバ41はリーン機構用モータ27に対して高周波信号を供給する。
By the way, as described above, the motion limit determination unit 37 of the ECU 35 may cause the vehicle 10 to fall using the calculation result of the vehicle state calculation unit 36, the detection result of the wheel speed sensor, and the detection result of the brake pedal sensor. It is determined whether or not there is.
More specifically, the exercise limit determination unit 37 determines that “the vehicle 10 may fall down” when any one of the following conditions 1 to 4 is satisfied.

Condition 1: | Acceleration Gy | ≧ Horizontal acceleration threshold Thgy
Condition 2: vehicle speed Vx ≧ vehicle speed threshold Thvx
Condition 3: | Acceleration Gx | ≧ Longitudinal acceleration threshold Thgx
Condition 4: The brake pedal sensor detects that the brake pedal is depressed, the wheel speed of any one of the wheels is zero, and the acceleration Gx ≦ the longitudinal acceleration threshold Thlockgx for avoiding tire lock. The tire lock avoidance longitudinal acceleration threshold Thlockgx is a negative value.

The lateral acceleration threshold Thgy, the vehicle speed threshold Thvx, and the tire lock avoiding longitudinal acceleration threshold Thlockgx are all predetermined values, and are all recorded in the memory of the ECU 35 in advance.
When the condition 4 is satisfied, it can be estimated that at least one of the rear wheel 17 and the front wheels 19L and 19R is in a locked state.
As described above, when the motion limit determination unit 37 determines that “the vehicle 10 may fall”, the signal representing the determination result “the vehicle may fall” is received from the motion limit determination unit 37. The motor driver 41 supplies a high frequency signal to the motor 27 for the lean mechanism.

モータドライバ41がリーン機構用モータ27に対して駆動信号を供給しているときに、モータドライバ41がリーン機構用モータ27に対して高周波信号を供給すると、図6に示すように、高周波信号が駆動信号に対して重畳される。
なお、図6の例では、時刻t1においてモータドライバ41がリーン機構用モータ27に対する駆動信号の供給を開始し、時刻t3において、駆動信号の電流値が、指令値演算部40の演算値に相当するトルクをリーン機構用モータ27に発生させ得る電流値(目標電流値Itrg)になる。また、時刻t2において、運動限界判定部37が「車両10が転倒するおそれがある」と判定し且つモータドライバ41がリーン機構用モータ27に対して高周波信号の供給を開始する。
When the motor driver 41 supplies a drive signal to the lean mechanism motor 27 and the motor driver 41 supplies a high frequency signal to the lean mechanism motor 27, as shown in FIG. It is superimposed on the drive signal.
In the example of FIG. 6, the motor driver 41 starts supplying the drive signal to the lean mechanism motor 27 at time t1, and the current value of the drive signal corresponds to the calculated value of the command value calculation unit 40 at time t3. The current value (target current value Itrg) can be generated by the lean mechanism motor 27. At time t2, the movement limit determination unit 37 determines that “the vehicle 10 may fall down” and the motor driver 41 starts supplying a high-frequency signal to the lean mechanism motor 27.

このように高周波信号が駆動信号に重畳されると、リーン機構用モータ27が正転又は逆転しながら微振動する。そのため、リーン機構25が微振動し、その結果、リーン機構25によって車体12が微振動させられる。
そのため、車両10の乗員は、車両10が転倒するおそれがあることを確実に認識できる。
さらに、電動式の直流モータであるリーン機構用モータ27の応答性は(エアサスペンションよりも)良好である。従って、車両10の乗員は、車両10が転倒するおそれがあるときに、そのことを素早く認識可能である。
さらに新たな装置(例えば、警告手段及びエアサスペンション)を設ける必要がないので、製造コストの増加を抑制できる。
When the high frequency signal is superimposed on the drive signal in this manner, the lean mechanism motor 27 vibrates slightly while rotating forward or backward. Therefore, the lean mechanism 25 slightly vibrates, and as a result, the vehicle body 12 is slightly vibrated by the lean mechanism 25.
Therefore, the occupant of the vehicle 10 can reliably recognize that the vehicle 10 may fall.
Further, the response of the lean mechanism motor 27, which is an electric DC motor, is better (than air suspension). Therefore, the passenger of the vehicle 10 can quickly recognize that the vehicle 10 may fall down.
Furthermore, since it is not necessary to provide a new device (for example, a warning means and an air suspension), an increase in manufacturing cost can be suppressed.

なお、モータドライバ41は、運動限界判定部37が「車両10が転倒するおそれがある」と判定してから所定時間が経過する間だけ高周波信号をリーン機構用モータ27に対して出力してもよい。また、モータドライバ41は、運動限界判定部37が「車両10が転倒するおそれがある」と判定してから運動限界判定部37が「車両10が転倒するおそれがある」と判定しなくなるまで高周波信号をリーン機構用モータ27に対して出力してもよい。   The motor driver 41 outputs a high-frequency signal to the lean mechanism motor 27 only after a predetermined time has elapsed after the movement limit determination unit 37 determines that “the vehicle 10 may fall down”. Good. Further, the motor driver 41 has a high frequency until the motion limit determination unit 37 determines that “the vehicle 10 may fall” after the motion limit determination unit 37 determines that “the vehicle 10 may fall”. A signal may be output to the lean mechanism motor 27.

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention.

例えば、指令値演算部40が、目標リーン角演算部39の演算値に基づいて、リーン機構用モータ27の回転出力軸に要求される回転角を(トルクの代わりに)演算してもよい。この場合モータドライバ41は、指令値演算部40から指令を受けたときに、指令値演算部40の演算値に相当する回転角だけリーン機構用モータ27を回転させるために必要な駆動信号をリーン機構用モータ27に供給する。   For example, the command value calculation unit 40 may calculate the rotation angle required for the rotation output shaft of the lean mechanism motor 27 (instead of the torque) based on the calculation value of the target lean angle calculation unit 39. In this case, when the motor driver 41 receives a command from the command value calculation unit 40, the motor driver 41 leans a drive signal necessary for rotating the lean mechanism motor 27 by a rotation angle corresponding to the calculation value of the command value calculation unit 40. This is supplied to the mechanism motor 27.

また、リーン機構用モータ27が3相交流ブラシレスモータであってもよい。この場合も、運動限界判定部37が「車両が転倒するおそれがある」と判定したときに、モータドライバ41からリーン機構用モータ27に供給される駆動信号(交流電流)に、この交流電流より周波数が高い高周波信号が重畳される。   Further, the lean mechanism motor 27 may be a three-phase AC brushless motor. Also in this case, when the motion limit determination unit 37 determines that “the vehicle may fall down”, the drive signal (alternating current) supplied from the motor driver 41 to the lean mechanism motor 27 is determined from the alternating current. A high frequency signal having a high frequency is superimposed.

例えば、車両10の車輪の数は3つである必要はなく4つ以上であってもよい。
また、前輪を転舵輪とし且つ後輪を駆動輪としてもよい。
For example, the number of wheels of the vehicle 10 need not be three and may be four or more.
The front wheels may be steered wheels and the rear wheels may be drive wheels.

10・・・車両、12・・・車体、21・・・インホイールモータ、22・・・リーディングアーム、25・・・リーン機構、27・・・リーン機構用モータ、35・・・電子制御ユニット(ECU)、43・・・バッテリ、47・・・センサ群。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 12 ... Vehicle body, 21 ... In-wheel motor, 22 ... Leading arm, 25 ... Lean mechanism, 27 ... Motor for lean mechanism, 35 ... Electronic control unit (ECU), 43... Battery, 47... Sensor group.

Claims (1)

車両の車体を支持する複数の車輪のうちの駆動輪を回転させるための駆動力を発生する電動式駆動輪用モータと、
正面視において前記車体を前記車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構と、
前記リーン機構を動作させるための駆動源であり且つ前記駆動輪用モータとは別体の電動式リーン機構用モータと、
前記車両の運動状態量を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて前記リーン機構用モータに電気信号である駆動信号を送信することにより、前記車両が転倒しないように前記リーン機構を動作させるリーン機構用モータ制御装置と、
前記車両が転倒するおそれがあるか否かを、前記センサの検出値に基づいて判定する車両運動限界判定手段と、
前記車両運動限界判定手段が前記車両が転倒するおそれがあると判定したときに、前記駆動信号を受信している前記リーン機構用モータに、電気信号である高周波信号を送信する高周波信号送信手段と、
を備える、
リーン機構を備える車両。
An electric drive wheel motor for generating a drive force for rotating a drive wheel among a plurality of wheels that support a vehicle body; and
A lean mechanism capable of tilting the vehicle body relative to the wheels in a front view;
An electric lean mechanism motor that is a drive source for operating the lean mechanism and is separate from the drive wheel motor;
A sensor for detecting the amount of motion of the vehicle;
A lean mechanism motor control device that operates the lean mechanism so that the vehicle does not fall by transmitting a drive signal that is an electric signal to the lean mechanism motor based on the detection value of the sensor;
Vehicle movement limit determination means for determining whether or not the vehicle may fall down based on a detection value of the sensor;
High-frequency signal transmitting means for transmitting a high-frequency signal, which is an electrical signal, to the motor for the lean mechanism that has received the drive signal when the vehicle movement limit determining means determines that the vehicle may fall down; ,
Comprising
A vehicle equipped with a lean mechanism.
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