JP2018135001A - 自動傾斜車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ナックル16L、16Rにより支持された左右の前輪12L、12Rと、転舵アクチュエータにより転舵される一つの後輪14と、車両傾斜装置18と、制御装置とを含む自動傾斜車両10であり、制御装置は、操舵角及び車速に基づいて車両の目標傾斜角及び後輪の目標転舵角を演算し、車両の傾斜角θが目標傾斜角になるように車両傾斜装置を制御し、後輪の転舵角が目標転舵角になるように転舵アクチュエータを制御するが、車両の旋回減速時には、後輪の転舵角が目標転舵角ではなく0に制御され、後輪のジャイロモーメントにより車両の傾斜角が低減される。
【選択図】図6
Description
自動傾斜車両が旋回中に減速されると、前後方向の荷重移動により非転舵輪である前輪の接地荷重が増大し、転舵輪である後輪の接地荷重が減少する。そのため、車両の旋回横力の低下に起因して車両の実横加速度が減少し、車両の目標横加速度が実横加速度に比して過大になるので、目標横加速度及び車速に基づいて演算される車両の目標傾斜角が過大になり易い。車両の目標傾斜角が過大になると、車両の傾斜角が目標傾斜角になるように傾斜アクチュエータを制御しても、車両の実際の傾斜角が好ましい角度よりも大きくなるため、車両の傾斜角を車両の走行状況に適した傾斜角に制御することができない。
本発明によれば、横方向に隔置された一対の前輪(12L、12R)と、転舵アクチュエータ(62)により転舵されるよう構成された一つの後輪(14)と、車両傾斜装置(18)と、制御装置(20)とを含む自動傾斜車両(10)であって、各前輪は、それぞれ対応するナックル(16L、16R)により回転可能に支持されており、車両傾斜装置(18)は、前後方向に延在する揺動軸線(34)の周りに揺動する揺動部材(36)と、揺動軸線の周りに揺動部材を揺動させる傾斜アクチュエータ(38)と、揺動軸線に対し横方向両側において上側の枢着部(42L、42R)にて揺動部材に連結され且つ下側の連結部(44L、44R)にて対応するナックルに連結された一対のタイロッド(40L、40R)とを含み、傾斜アクチュエータ(38)はサスペンションスプリング(50)を介して車体(24)に連結されており、制御装置(20)は、運転者の操舵操作量(St)及び車速(V)に基づいて後輪の目標転舵角(δrt)を演算し、後輪の転舵角(δr)が目標転舵角になるように転舵アクチュエータを制御するよう構成され、更に制御装置(20)は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の目標横加速度(Gyt)を演算し、車両の目標横加速度に基づいて車両の目標傾斜角(θt)を演算し、車両の傾斜角(θ)が目標傾斜角になるように傾斜アクチュエータ(38)を制御することによって車両を旋回内側へ傾斜させるよう構成された自動傾斜車両が提供される。
本発明の他の一つの態様においては、制御装置(20)は、車両の減速度(Gxb)が第一の基準値(Gxb1)以上になると、車両の減速度が第一の基準値よりも小さい第二の基準値(Gxb2)未満になるまで、後輪の転舵角(δr)が目標転舵角(δrt)よりも小さくなるように転舵アクチュエータ(62)を制御するよう構成される。
図1乃至図4において、本発明の実施形態にかかる自動傾斜車両10は、非操舵駆動輪である一対の前輪12L及び12Rと、操舵従動輪である一つの後輪14とを含む定員1名の三輪車両である。前輪12L及び12Rは、横方向に互いに隔置され、それぞれ対応するナックル(車輪キャリア)16L及び16Rにより回転軸線(図示せず)の周りに回転可能に支持されている。
次に、図7に示されたフローチャートを参照して実施形態における車両の傾斜角制御ルーチンについて説明する。なお、図7に示されたフローチャートによる傾斜角の制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに所定の時間毎に繰返し実行される。
θt=tan−1(Gyt/G) (1)
次に、図8に示されたフローチャートを参照して実施形態における後輪の転舵角制御ルーチンについて説明する。なお、図8に示されたフローチャートによる転舵角の制御も、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに所定の時間毎に繰返し実行される。
δrt=tan−1(L・Gyt/V2) (2)
前述のように、自動傾斜車両の旋回減速時には、車両の旋回横力の低下に起因して車両の実横加速度が減少し、車両の目標横加速度が実横加速度に比して過大になるので、目標横加速度及び車速に基づいて演算される車両の目標傾斜角が過大になり易いという問題がある。図14及び図15を参照して、この問題について説明する。なお、図14及び図15において、各車輪の位置に示された破線の円は、各車輪の接地荷重の大きさを示している。
図16に示されているように、車両10の旋回減速時にも後輪14の転舵角δrが転舵角δrtに制御される場合には、後輪14に作用するジャイロモーメントMjrは、車両の上方から見て車両の横方向に対し角度δrt傾斜した方向に作用する。そのため、ジャイロモーメントMjrが後輪サスペンション54を介して車両の傾斜角θを低減するよう作用するモーメントMrはMjr・cosδrtであり、傾斜角θを低減する効果は高くない。
従来の自動傾斜車両においては、各タイロッドは下端にて対応するナックルに一体的に連結されており、ナックルに対し枢動することができない。そのため、タイロッドの上下動の範囲が狭い範囲に制限されるので、車両を傾斜させることができる角度範囲が制限される。従来の自動傾斜車両における上述の制限を緩和すべく、各タイロッドが上端にて揺動部材の外端に枢着され下端にて対応するナックルに枢着され、アクチュエータと車体との間にショックアブソーバ及びサスペンションスプリングが配設された構成が既に知られている。この構成の自動傾斜車両(以下「改良型の自動傾斜車両」と呼ぶ)においては、左右の前輪は車体に対し上下方向へ相対変位可能であるが、車体に対し横方向へ相対的に傾斜することが制限されるよう、前輪サスペンションにより車体から懸架されている。
実施形態においては、前述のように、車両10の旋回減速時には、後輪14の転舵角δrを0に制御することにより、ジャイロモーメントMjrを有効に利用して車両の傾斜角θが例えばθ′に低減される(図19参照)。よって、車両の旋回減速時に、弾性部材45L及び45Rに蓄積されていた弾性エネルギが急激に放出され、車両10の重心Gmの高さがGm′の位置へ急激に高くなる場合にも、重心をGm”の位置へ移動させ、重心の旋回内側への移動量を低減することができる。従って、後輪の転舵角δrが目標転舵角δrtに制御される場合に比して、重心Gm”を通る垂線84”が三角形69の所定の余裕マージンを通る虞を低減することができる。
Claims (4)
- 横方向に隔置された一対の前輪と、転舵アクチュエータにより転舵されるよう構成された一つの後輪と、車両傾斜装置と、制御装置とを含む自動傾斜車両であって、各前輪は、それぞれ対応するナックルにより回転可能に支持されており、前記車両傾斜装置は、前後方向に延在する揺動軸線の周りに揺動する揺動部材と、前記揺動軸線の周りに前記揺動部材を揺動させる傾斜アクチュエータと、前記揺動軸線に対し横方向両側において上側の枢着部にて前記揺動部材に連結され且つ下側の連結部にて対応する前記ナックルに連結された一対のタイロッドとを含み、前記傾斜アクチュエータはサスペンションスプリングを介して車体に連結されており、前記制御装置は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて前記後輪の目標転舵角を演算し、前記後輪の転舵角が前記目標転舵角になるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成され、更に前記制御装置は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の目標横加速度を演算し、車両の目標横加速度に基づいて車両の目標傾斜角を演算し、車両の傾斜角が前記目標傾斜角になるように前記傾斜アクチュエータを制御することによって車両を旋回内側へ傾斜させるよう構成された自動傾斜車両において、
前記制御装置は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により前記後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、前記後輪の転舵角が前記目標転舵角よりも小さくなるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成された自動傾斜車両。 - 請求項1に記載の車両の自動傾斜車両において、前記制御装置は、車両の減速度が第一の基準値以上になると、車両の減速度が前記第一の基準値よりも小さい第二の基準値未満になるまで、前記後輪の転舵角が前記目標転舵角よりも小さくなるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成された自動傾斜車両。
- 請求項1又は2に記載の車両の自動傾斜車両において、前記転舵アクチュエータは電動アクチュエータであり、前記制御装置は、前記転舵アクチュエータへ供給される制御電流が前記目標転舵角及び車速に基づいて決定される基準電流以下であるときに、前記後輪の接地荷重が低下した状況であると判定するよう構成された自動傾斜車両。
- 請求項1乃至3の何れか一つに記載の車両の自動傾斜車両において、前記制御装置は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により前記後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、前記後輪の転舵角が0になるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成された自動傾斜車両。
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