JP5316958B2

JP5316958B2 - Vehicle and vehicle control program

Info

Publication number: JP5316958B2
Application number: JP2010046167A
Authority: JP
Inventors: 弘毅林; 裕司 ▲高▼倉; 伸司山本
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: JP2011178329A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve stability in turning, while keeping an inclination of a vehicle body within an allowable angle. SOLUTION: This vehicle 1 monitors the inclination of a vehicle body part 10, and adjusts torque gain of the driving wheel low to throttle opening S of a throttle opening sensor 12 when the inclination reaches a predetermining limit value. That is, when the inclination is likely to exceed the limit value, an effective condition of throttle operation is blunted. Thus, a vehicle speed at which the inclination exceeds the limit value can be restrained, and the vehicle 1 can stably turn. The vehicle 1 predicts a value of inclination in nearest future by adding a differential of a detecting value to the detecting value of the inclination, and executes high accuracy control by using a predictive value as the inclination of the vehicle body part 10. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両、及び車両制御プログラムに関し、例えば、車体を傾斜させるものに関する。 The present invention relates to a vehicle and a vehicle control program, and relates to, for example, a vehicle body tilting device.

近年、車両の保有台数が増大し、１人が１台の車両を保有する傾向にある。
しかし、例えば、５人乗りの車両を１人で乗るなど、多人数用に作られた車両を１人で乗ると、無駄に燃料を消費し不経済であるとの問題があった。
そこで、最近では、特許文献１の「自動二、三輪車」のように、少人数で乗れる小型の車両の開発が求められている。
この技術は、タンデムライドの２、３輪車において、エンジンを運転者の足載部の間に配置することにより車両の重量バランスを良好にするものである。 In recent years, the number of vehicles owned has increased, and one person tends to own one vehicle.
However, for example, when one person rides a vehicle made for a large number of people, such as a five-seater vehicle, there is a problem that fuel is consumed wastefully and is uneconomical.
Therefore, recently, there is a demand for the development of a small vehicle that can be ridden by a small number of people, such as “Motorcycle and Tricycle” of Patent Document 1.
This technology improves the weight balance of a vehicle in a tandem ride two or three-wheeled vehicle by disposing the engine between the driver's footrests.

特開２００８−１５５６７１号公報JP 2008-155671 A

ところで、車両の重量バランスを向上させるためには、旋回時に車体を傾斜させて遠心力と重力のバランスをとることが望ましい。
そのためには、旋回時に車体に作用する横加速度を検出して車体の傾斜角度を適切な傾斜角（搭乗者に横方向の力が作用しない角度）にフィードバック制御することが考えられる。
この制御により、左右輪に均等に加重がかかるため車両が安定し、搭乗者の乗り心地も向上する。 By the way, in order to improve the weight balance of the vehicle, it is desirable to balance the centrifugal force and gravity by tilting the vehicle body when turning.
For this purpose, it is conceivable to detect the lateral acceleration acting on the vehicle body at the time of turning and feedback control the inclination angle of the vehicle body to an appropriate inclination angle (an angle at which a lateral force does not act on the passenger).
By this control, the left and right wheels are equally weighted, so that the vehicle is stabilized and the ride comfort of the passenger is improved.

ところで、このように旋回時に車体を能動的に傾斜させてバランスをとる車両の場合、旋回時の車速が旋回半径に対して過度に高いと、制御器から傾斜制御装置が許容する角度以上に車体を傾斜させる指令が出る可能性があり、旋回時の安定性を保てない場合がある。
だからといって、単純に傾斜制御装置が許容する角度以上に傾斜しないように制限を設けると、車体の傾斜が足りずに不安定になる場合がある。 By the way, in the case of a vehicle that actively leans the vehicle body during a turn and balances the vehicle, if the vehicle speed during the turn is excessively high with respect to the turning radius, the vehicle body exceeds the angle allowed by the tilt control device from the controller. There is a possibility that a command for tilting may be issued, and stability during turning may not be maintained.
However, if a restriction is provided so as not to tilt more than the angle permitted by the tilt control device, the tilt of the vehicle body may become insufficient and unstable.

本発明は、車体の傾斜を許容角度以内に保ちながら旋回時の安定性を実現することを目的とする。 An object of the present invention is to realize stability during turning while keeping the inclination of the vehicle body within an allowable angle.

本発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜手段と、搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付手段と、前記傾斜手段による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節手段と、を具備したことを特徴とする車両を提供する。
請求項２に記載の発明では、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体を傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項３に記載の発明では、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体を傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項４に記載の発明では、前記傾斜手段による傾斜角度を予測する傾斜角度予測手段を具備し、前記加速量調節手段は、前記予測に係る傾斜角度に応じて前記加速量を調節することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車両を提供する。
請求項５に記載の発明では、前記加速量調節手段は、前記傾斜角度が予め設定した最大値に達する場合、前記加速量を０とすることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の車両を提供する。
請求項６に記載の発明では、搭乗者から操舵角度の指定を受け付ける操舵角度指定受付機能と、前記指定された操舵角度で旋回する旋回機能と、前記旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜機能と、前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付機能と、前記傾斜機能による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節機能と、をコンピュータで実現する車両制御プログラムを提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention according to claim 1, inclining means that inclines the vehicle body from the vertical direction to the inside of the turning to adjust the balance of forces acting on the vehicle body, an acceleration command accepting means for accepting acceleration command from the rider, as the inclination angle of the vehicle body by the tilting means is closer to the predetermined limit value, or, as the larger the rate of increase in the inclination angle, the acceleration for the accepted acceleration command There is provided a vehicle characterized by comprising acceleration amount adjusting means for reducing the amount.
According to a second aspect of the present invention, the vehicle according to the first aspect is provided, wherein the vehicle includes a pair of wheels, and the tilting unit tilts the vehicle body by tilting the pair of wheels.
The invention according to claim 3 is provided with a pair of wheels, and the tilting means tilts the vehicle body by tilting the vehicle body with respect to the pair of wheels. Provide a vehicle.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inclination angle prediction means for predicting an inclination angle by the inclination means, and the acceleration amount adjustment means adjusts the acceleration amount according to the inclination angle related to the prediction. A vehicle according to claim 1, 2 or 3 is provided.
According to a fifth aspect of the present invention, the acceleration amount adjusting means sets the acceleration amount to 0 when the inclination angle reaches a preset maximum value. A vehicle according to any one of the claims is provided.
In a sixth aspect of the invention, a steering angle designation receiving function for receiving designation of a steering angle from a passenger, a turning function for turning at the specified steering angle, and turning the vehicle body from the vertical direction during the turning The tilt function that adjusts the balance of the force acting on the vehicle body by tilting it, the acceleration command reception function that receives an acceleration command from the occupant, and the closer the tilt angle of the vehicle body by the tilt function is to a predetermined limit value, Alternatively, the present invention provides a vehicle control program that realizes, with a computer, an acceleration adjustment function that lowers the acceleration with respect to the received acceleration command as the increase rate of the tilt angle increases .

本発明によれば、旋回時に車体の傾斜が許容角度以内となるように搭乗者からの加速指令による加速量を抑制することにより旋回時の安定性を実現する。 According to the present invention, the stability at the time of turning is realized by suppressing the acceleration amount by the acceleration command from the passenger so that the inclination of the vehicle body is within the allowable angle at the time of turning.

本実施の形態の車両を表した図である。It is a figure showing the vehicle of this Embodiment. 車両の制御系の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control system of a vehicle. 傾斜監視部の機能を説明するためのブロック線図などである。It is a block diagram etc. for demonstrating the function of an inclination monitoring part. 車両の制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating control of a vehicle. 傾斜監視処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating inclination monitoring processing. 走行駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating traveling drive control processing. 傾斜制御処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating inclination control processing. 加速度演算処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an acceleration calculation process. 加速度推定処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an acceleration estimation process. フィルタ処理を説明するためフローチャートである。It is a flowchart in order to explain filter processing. 傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating inclination control processing. 傾斜制御部などの機能を説明するためのブロック線図である。It is a block diagram for demonstrating functions, such as an inclination control part. 変形例に係る車両を表した図である。It is a figure showing the vehicle which concerns on a modification.

（１）実施形態の概要
旋回時に車両を旋回内側に傾斜させて安定させる車両では、旋回外側へ生じる横加速度による遠心力と重力がつりあう角度（即ち、車体に固定した座標における横加速度、換言すると車体と一体となっている搭乗者が感じる横加速度が０となる角度）に車両の傾斜を制御すると、搭乗者と車体に作用する力が座席の座面に垂直な方向下向き（車輪を傾けて車体を傾斜させる場合は、車輪を含む平面と平行な方向）となり、搭乗者の違和感が軽減されると共に車両の安定性が向上するため合理的である。
また、路面が進行方向と垂直な方向に傾斜していた場合、重力加速度の車体横方向の成分が生じるが、この制御方法によると、当該成分が０となるように車体を傾けるため、車体を立てて搭乗者に作用する力を鉛直方向とすることができる。 (1) Outline of Embodiment In a vehicle that is stabilized by tilting the vehicle inward during turning, an angle at which centrifugal force and gravity due to lateral acceleration generated outside the turning balance (that is, lateral acceleration at coordinates fixed to the vehicle body, in other words, When the inclination of the vehicle is controlled so that the lateral acceleration felt by the passenger integrated with the vehicle body is zero, the force acting on the passenger and the vehicle body is directed downward in the direction perpendicular to the seat surface of the seat (by tilting the wheel) When the vehicle body is tilted, the direction is parallel to the plane including the wheels, which is reasonable because it reduces the discomfort of the passenger and improves the stability of the vehicle.
Further, when the road surface is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction, a lateral component of the gravitational acceleration is generated. According to this control method, the vehicle body is tilted so that the component becomes zero. The force that stands and acts on the passenger can be set in the vertical direction.

このような制御を行うために、本実施の形態の車両１は、傾斜制御対象である車体部１０に横加速度を検出するように加速度センサを固定し（加速度センサの座標系は車体部１０に固定される）、その出力が目標値（ここでは０）となるように車体部１０の傾斜角をフィードバック制御する。
なお、本実施の形態では、より適切な制御を行うために、車体部１０に加速度センサ２、３を設置し、その合成横加速度が０となるように制御する。 In order to perform such control, the vehicle 1 according to the present embodiment fixes an acceleration sensor so as to detect lateral acceleration in the vehicle body unit 10 that is a tilt control target (the coordinate system of the acceleration sensor is the vehicle body unit 10). The tilt angle of the vehicle body 10 is feedback-controlled so that the output becomes a target value (here, 0).
In the present embodiment, in order to perform more appropriate control, the acceleration sensors 2 and 3 are installed in the vehicle body unit 10 and the resultant lateral acceleration is controlled to be zero.

そして、車両１は、車体部１０の傾斜角度を監視し、傾斜角度が所定の限界値に達する場合、スロットル開度センサ１２のスロットル開度Ｓに対する駆動輪のトルクゲインを低く調節する。即ち、傾斜角度が限界値を越えそうな場合、スロットル操作の効き具合をなまらせる。
これにより、傾斜角度が限界値を超えるような車速を抑制することができ、車両１は、安定して旋回することができる。
また、車両１は、傾斜角度の検出値に、当該検出値の微分を加えることにより傾斜角度の直近の未来の値を予測し、車体部１０の傾斜角度として当該予測値を用いることにより精度の高い制御を行っている。 Then, the vehicle 1 monitors the inclination angle of the vehicle body unit 10 and, when the inclination angle reaches a predetermined limit value, adjusts the torque gain of the driving wheel with respect to the throttle opening S of the throttle opening sensor 12 to be low. That is, when the inclination angle is likely to exceed the limit value, the throttle operation is reduced.
Thereby, the vehicle speed at which the tilt angle exceeds the limit value can be suppressed, and the vehicle 1 can turn stably.
Further, the vehicle 1 predicts a future value nearest to the tilt angle by adding a derivative of the detected value to the detected value of the tilt angle, and uses the predicted value as the tilt angle of the vehicle body unit 10 to increase the accuracy. High control is performed.

（２）実施形態の詳細
図１（ａ）は、本実施の形態の車両１の側面図である。
車両１は、単数の前輪１５、及び左右に設けられた一対の後輪５Ｒ、５Ｌ（５Ｌは図示せず）を有しており、その間に搭乗者の運転席が設けられた車体部１０が設けられている。
また、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとする。 (2) Details of Embodiment FIG. 1A is a side view of the vehicle 1 of the present embodiment.
The vehicle 1 has a single front wheel 15 and a pair of rear wheels 5R and 5L (5L not shown) provided on the left and right sides, and a vehicle body 10 on which a passenger's driver's seat is provided is provided therebetween. Is provided.
Further, the wheel base (distance from the center of the rear wheels 5R, 5L to the center of the front wheel 15) is LH.

ハンドル１６と前輪１５は、連動しており、搭乗者がハンドル１６を操作して操舵方向に向けると前輪１５も操舵方向を向き、ハンドル１６の操作量に応じた操舵角度（旋回角度）で車両１が旋回する。 The steering wheel 16 and the front wheel 15 are interlocked. When the rider operates the steering wheel 16 to turn in the steering direction, the front wheel 15 also turns in the steering direction, and the vehicle is operated at a steering angle (turning angle) corresponding to the operation amount of the steering wheel 16. 1 turns.

後輪５Ｒは、走行駆動モータ６Ｒ（インホイール）が組み込まれており、スロットル開度センサ１２で検出した搭乗者のスロットル操作に応じた駆動力を発生する。図示しない後輪５Ｌも同様に走行駆動モータ６Ｌを備えており、走行駆動モータ６Ｒと同様に動作する。 The rear wheel 5 R incorporates a travel drive motor 6 R (in-wheel), and generates a driving force corresponding to the passenger's throttle operation detected by the throttle opening sensor 12. The rear wheel 5L (not shown) is similarly provided with a travel drive motor 6L and operates in the same manner as the travel drive motor 6R.

操舵角センサ１３は、操舵部に設けられており、搭乗者のハンドル操作による操舵角度を検出する。
車速センサ１４は、前輪１５の車軸に設けられており、車両１の車速を検出する。
スロットル開度センサ１２は、操舵部のスロットルに設けられており、搭乗者が手で調節したスロットル開度を検出する。スロットルを開くほど走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌの要求トルクを大きくすることができ、車両１を加速させることができる。 The steering angle sensor 13 is provided in the steering unit, and detects a steering angle by a rider's steering wheel operation.
The vehicle speed sensor 14 is provided on the axle of the front wheel 15 and detects the vehicle speed of the vehicle 1.
The throttle opening sensor 12 is provided in the throttle of the steering unit, and detects the throttle opening adjusted by the passenger by hand. The required torque of the travel drive motors 6R and 6L can be increased as the throttle is opened, and the vehicle 1 can be accelerated.

加速度センサ２は、運転席の背もたれ部分の裏側に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、車体部１０の左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。
加速度センサ３は、運転席のシートの後背部に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。このように、横加速度を２個備えたのは、検出した横加速度において、車体部１０の傾斜による横加速度と、路面の状態による横加速度を分離できるからである。詳細は後述する。 The acceleration sensor 2 is provided on the back side of the backrest portion of the driver's seat, and the lateral acceleration of the vehicle body portion 10, that is, the acceleration acting in the left-right direction of the vehicle body portion 10 (left-right direction in the coordinate system fixed to the vehicle body portion 10). Is detected.
The acceleration sensor 3 is provided at the back of the seat of the driver's seat and detects the lateral acceleration of the vehicle body portion 10, that is, the acceleration acting in the left-right direction (the left-right direction in the coordinate system fixed to the vehicle body portion 10). The reason why the two lateral accelerations are provided in this manner is that, in the detected lateral acceleration, the lateral acceleration due to the inclination of the vehicle body portion 10 and the lateral acceleration due to the road surface state can be separated. Details will be described later.

車体部１０の運転席下には収納庫１１が設けられており、走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに電力供給するバッテリや、車両１の動作を電子制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）などが収納されている。
ＥＣＵには、後輪５Ｒ、５Ｌの駆動力を制御する走行制御ＥＣＵと、車体部１０の傾斜を制御する傾斜制御ＥＣＵがある。 A storage 11 is provided under the driver's seat of the vehicle body 10 and stores a battery that supplies power to the travel drive motors 6R and 6L, an ECU (Electronic Control Unit) that electronically controls the operation of the vehicle 1, and the like. Yes.
The ECU includes a travel control ECU that controls the driving force of the rear wheels 5R and 5L, and a tilt control ECU that controls the tilt of the vehicle body 10.

これらＥＣＵは、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、半導体やハードディスクなどによる記憶媒体などを備えており、ＣＰＵが、記憶媒体に記憶されたプログラムに従って各種の制御処理を行う。 These ECUs include a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a storage medium such as a semiconductor or a hard disk, and the CPU according to programs stored in the storage medium. The control process is performed.

図１（ｂ）は、車体部１０を後方から見た背面図である。
後輪５Ｒ、５Ｌは、リンク機構２０によって連結されている。
リンク機構２０は、後輪５Ｒ、５Ｌの、それぞれの内側に鉛直方向に設けられた縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び、縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌの上部と下部のそれぞれを連結する横リンクユニット８Ｕ、８Ｄから構成されている。 FIG. 1B is a rear view of the vehicle body 10 as viewed from the rear.
The rear wheels 5R and 5L are connected by a link mechanism 20.
The link mechanism 20 includes the vertical link units 9R and 9L provided vertically inside the rear wheels 5R and 5L, and the horizontal link unit 8U that connects the upper and lower portions of the vertical link units 9R and 9L. , 8D.

縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの結合部は、車体部１０の前後方向に設けられた軸によって回転可能に接合されている。
また、横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの中心には、同様の軸で結合された中央縦部材１８が設けられており、中央縦部材１８は、車体部１０を保持している。 The connecting portions of the vertical link units 9R and 9L and the horizontal link units 8U and 8D are joined by a shaft provided in the front-rear direction of the vehicle body 10 so as to be rotatable.
Further, a central vertical member 18 coupled with the same shaft is provided at the center of the horizontal link units 8U and 8D, and the central vertical member 18 holds the vehicle body portion 10.

横リンクユニット８Ｕと中央縦部材１８の結合部には、リンクモータ７が設けられており、リンクモータ７のステータ側は、中央縦部材１８に固定され、ロータ側は、横リンクユニット８Ｕに固定されている。
あるいは、横リンクユニット８Ｕにステータ側が固定され、中央縦部材１８にロータ側が固定されてもよい。 A link motor 7 is provided at the joint between the horizontal link unit 8U and the central vertical member 18, and the stator side of the link motor 7 is fixed to the central vertical member 18, and the rotor side is fixed to the horizontal link unit 8U. Has been.
Alternatively, the stator side may be fixed to the horizontal link unit 8U, and the rotor side may be fixed to the central vertical member 18.

リンクモータ７は、リンク機構２０を駆動する駆動モータであり、ステータ側が中央縦部材１８に固定され、ロータ側が横リンクユニット８Ｕに固定されているため、リンクモータ７が回転するとリンク機構２０が平行四辺形に変形する。
リンク機構２０が平行四辺形となると、縦リンクユニット９Ｌ、９Ｒと中央縦部材１８は、平行に保たれるため、図１（ｃ）に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌと平行に車体部１０も路面に対して傾斜する。
リンク角度センサ４は、横リンクユニット８Ｕと中央縦部材１８の軸に設置されており、リンク機構２０の傾斜角度は車体部１０の傾斜角度に等しいため、リンク機構２０のリンク角度によって車体部１０の傾斜角度を検出する。 The link motor 7 is a drive motor that drives the link mechanism 20, and since the stator side is fixed to the central vertical member 18 and the rotor side is fixed to the horizontal link unit 8U, the link mechanism 20 is parallel when the link motor 7 rotates. Transform into a quadrilateral.
When the link mechanism 20 is a parallelogram, the vertical link units 9L and 9R and the central vertical member 18 are kept parallel, so that the vehicle body is parallel to the rear wheels 5R and 5L as shown in FIG. The part 10 is also inclined with respect to the road surface.
The link angle sensor 4 is installed on the shafts of the horizontal link unit 8U and the central vertical member 18, and since the inclination angle of the link mechanism 20 is equal to the inclination angle of the vehicle body part 10, the vehicle body part 10 depends on the link angle of the link mechanism 20. The inclination angle of is detected.

加速度センサ２、３は、リンク機構２０で傾斜する車体部１０の側に、それぞれ、路面から高さＬ１、Ｌ２の位置に設置されている。また、サスペンションなどのばねで車体部１０が支持されている場合は、いわゆる「ばね上」に設置する。
加速度センサ２、３は、車体部１０のたわみによる横加速度を検出しないように、共に十分に剛性の高い部材に取り付けることが望ましい。 The acceleration sensors 2 and 3 are installed at positions of heights L1 and L2 from the road surface on the side of the vehicle body portion 10 inclined by the link mechanism 20, respectively. Further, when the vehicle body 10 is supported by a spring such as a suspension, it is installed on a so-called “spring top”.
The acceleration sensors 2 and 3 are preferably attached to sufficiently rigid members so as not to detect the lateral acceleration due to the deflection of the vehicle body portion 10.

加速度センサ２、３は、車体部１０に固定されているため、加速度センサ２、３の座標軸は車体部１０に固定される。
そのため、加速度センサ２、３は、車体部１０に固定した座標系における横方向の加速度（旋回による横加速度、車体部１０が傾斜することにより生じる重力加速度の横方向成分）を検出する。 Since the acceleration sensors 2 and 3 are fixed to the vehicle body portion 10, the coordinate axes of the acceleration sensors 2 and 3 are fixed to the vehicle body portion 10.
Therefore, the acceleration sensors 2 and 3 detect lateral acceleration (a lateral acceleration due to turning, a lateral component of the gravitational acceleration caused by the inclination of the vehicle body 10) in a coordinate system fixed to the vehicle body 10.

また、加速度センサ２、３は、出力を合成することにより、車体部１０に生じた横加速度のうち、リンク機構２０が傾斜させる成分を除いて車体部１０に作用する遠心力及び重力の分力の和の加速度成分を算出するために設けてある。
合成によりリンク機構２０が傾斜させる成分を除くためには、リンクの回転中心（リンクモータ７の回転軸）の上側、あるいは下側の何れかに双方とも設置する必要があり（即ち回転中心の一方の側に双方を設置する必要があり）、精度を高めるために、一方（この例では加速度センサ３）は、できるだけリンクの回転中心（車体部１０の回転中心）に近づける（図１３（ａ）及び（ｂ）に記載の揺動型車両の場合）。 Further, the acceleration sensors 2 and 3 synthesize the outputs so that the centrifugal force and the gravity force acting on the vehicle body 10 except for the component that the link mechanism 20 tilts out of the lateral acceleration generated in the vehicle body 10. It is provided to calculate the sum acceleration component.
In order to remove the component that the link mechanism 20 inclines by synthesis, it is necessary to install both on the upper side or the lower side of the link rotation center (the rotation axis of the link motor 7) (that is, one of the rotation centers). In order to improve accuracy, one (acceleration sensor 3 in this example) is as close to the link rotation center (rotation center of the vehicle body 10) as possible (FIG. 13A). And in the case of the swing type vehicle described in (b)).

また、加速度センサ２、３は、前輪１５と後輪５Ｒ、５Ｌの間に設置すると共に、搭乗者の感じる横加速度を検出したいため、なるべく搭乗者の近くに設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、同じ鉛直軸上に設け、進行方向にオフセットして設置しない方がよい。
加えて、加速度センサ２、３の高低差ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２は、０．３メートル以上となるように設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、車体部１０の回転の半径方向と垂直な方向が検出できるように設置することが望ましい。 The acceleration sensors 2 and 3 are installed between the front wheel 15 and the rear wheels 5R and 5L, and are preferably installed as close to the passenger as possible in order to detect the lateral acceleration felt by the passenger.
Furthermore, it is preferable that the acceleration sensors 2 and 3 are provided on the same vertical axis and are not installed offset in the traveling direction.
In addition, it is desirable that the height difference ΔL = L1−L2 between the acceleration sensors 2 and 3 is set to be 0.3 meters or more.
Furthermore, it is desirable that the acceleration sensors 2 and 3 be installed so that a direction perpendicular to the radial direction of rotation of the vehicle body 10 can be detected.

図１（ｃ）は、車両１が右方向に旋回する場合に、車体部１０に作用する横加速度が０となるようにリンク機構２０が作動して車体部１０を傾けたところを示している。
図に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌは、２輪車のように丸底のタイヤ面を有しており、傾斜しても良好に接地できる。また、後輪５Ｒ、５Ｌに等しく加重が作用するため走行も安定している。 FIG. 1C shows a state in which the vehicle body 10 is tilted by operating the link mechanism 20 so that the lateral acceleration acting on the vehicle body 10 becomes zero when the vehicle 1 turns to the right. .
As shown in the drawing, the rear wheels 5R and 5L have a round bottom tire surface like a two-wheeled vehicle, and can be satisfactorily grounded even if they are inclined. Further, since the weight is applied equally to the rear wheels 5R and 5L, the traveling is also stable.

加速度センサ２が検出する横加速度をａ１、加速度センサ３が検出する横加速度をａ２とする。この場合、横加速度の合成値ａは、Δａ＝ａ１−ａ２として、次の式（１）、又は式（２）で表される。 The lateral acceleration detected by the acceleration sensor 2 is a1, and the lateral acceleration detected by the acceleration sensor 3 is a2. In this case, the combined value a of the lateral acceleration is expressed by the following formula (1) or formula (2) as Δa = a1−a2.

ａ＝ａ２−（Ｌ２／ΔＬ）・Δａ・・・（１） a = a2- (L2 / ΔL) · Δa (1)

ａ＝ａ１−（Ｌ１／ΔＬ）・Δａ・・・（２） a = a1- (L1 / ΔL) · Δa (2)

式（１）と式（２）の演算は、どちらも計算上は同じものであるが、実際に使用してみると、より路面に近い側のセンサ、即ち、加速度センサ３の出力をベースにするものの方が良好であることがわかった。そのため、本実施の形態では、式（１）を用いて横加速度の合成値を計算する。 The calculations of Equation (1) and Equation (2) are both the same in calculation, but in actual use, the calculation is based on the output of the sensor closer to the road surface, that is, the acceleration sensor 3. It turned out to be better. Therefore, in this embodiment, a composite value of lateral acceleration is calculated using equation (1).

図１（ｄ）は、図１（ｃ）の横加速度ａ１をより詳細に説明するための図である。
加速度センサ２には、旋回外側方向に生じる横加速度（遠心力の原因となる加速度）と重力加速度が作用するが、この例では、加速度センサ２は、車体部１０に固定した左右方向の成分の差分をａ１として検出している。 FIG.1 (d) is a figure for demonstrating in detail the lateral acceleration a1 of FIG.1 (c).
The acceleration sensor 2 is subjected to lateral acceleration (acceleration that causes centrifugal force) and gravity acceleration that occur in the direction of turning outward, and in this example, the acceleration sensor 2 is a component of a horizontal component that is fixed to the vehicle body 10. The difference is detected as a1.

図２は、車両１の制御系の機能ブロック図である。
傾斜制御ＥＣＵ３０は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによりリンク機構２０の傾斜角度を制御し、加速度演算部３１、傾斜制御部３３、及び傾斜監視部３５などを有している。
加速度演算部３１は、加速度センサ２、３から横加速度の検出値を取得し、式（１）で合成横加速度ａを計算し、傾斜制御部３３に出力する。
なお、制御をより精緻にするため、加速度演算部３１が、合成横加速度の予測値を計算し、更にこれをフィルタリングした横加速度予測値ａｆを出力するように構成することもできる。これらについては後述する。 FIG. 2 is a functional block diagram of the control system of the vehicle 1.
The inclination control ECU 30 controls the inclination angle of the link mechanism 20 when the CPU executes a predetermined program, and includes an acceleration calculation unit 31, an inclination control unit 33, an inclination monitoring unit 35, and the like.
The acceleration calculation unit 31 acquires the detected value of the lateral acceleration from the acceleration sensors 2 and 3, calculates the combined lateral acceleration a using the equation (1), and outputs it to the tilt control unit 33.
In order to make the control more precise, the acceleration calculation unit 31 may be configured to calculate a predicted value of the combined lateral acceleration and output a lateral acceleration predicted value af obtained by filtering the calculated value. These will be described later.

傾斜制御部３３は、フィードバック制御により、加速度演算部３１から出力される横加速度ａが目標値（ここでは０）となるようなトルク指令値をリンクモータ７に出力する。
このトルク指令値により、リンクモータ７がリンク機構２０を駆動して後輪５Ｒ、５Ｌと車体部１０を旋回方向に傾ける。 The tilt control unit 33 outputs a torque command value to the link motor 7 so that the lateral acceleration a output from the acceleration calculation unit 31 becomes a target value (here, 0) by feedback control.
With this torque command value, the link motor 7 drives the link mechanism 20 to tilt the rear wheels 5R, 5L and the vehicle body 10 in the turning direction.

傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から出力されるリンク機構２０の傾斜角度を取得し、これを用いて走行駆動制御部４１にトルクゲインを出力する。
傾斜監視部３５は、傾斜角度が所定の限界値（例えば、３０度）に近いほど、また、傾斜角度の増加率が大きいほど、トルクゲインを低く設定する。 The inclination monitoring unit 35 acquires the inclination angle of the link mechanism 20 output from the link angle sensor 4, and outputs a torque gain to the travel drive control unit 41 using this.
The inclination monitoring unit 35 sets the torque gain lower as the inclination angle is closer to a predetermined limit value (for example, 30 degrees) and as the increase rate of the inclination angle is larger.

走行制御ＥＣＵ４０は、走行駆動制御部４１を有している。
走行駆動制御部４１は、スロットル開度センサ１２からスロットル開度Ｓを取得し、傾斜監視部３５からトルクゲインを取得し、これらを用いてトルク指令値を生成して走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに出力する。 The travel control ECU 40 includes a travel drive control unit 41.
The travel drive control unit 41 acquires the throttle opening S from the throttle opening sensor 12, acquires the torque gain from the inclination monitoring unit 35, generates a torque command value using these, and sends the torque command value to the travel drive motors 6R and 6L. Output.

図３（ａ）は、傾斜監視部３５の機能を説明するためのブロック線図である。
まず、傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から車体部１０の傾斜角度θＬを取得する。この入力は所定のサンプリング周波数によるパルスによって入力される。
次に、傾斜監視部３５は、傾斜角度の絶対値θａを算出する。
次に、傾斜監視部３５は、θａを時間で微分してθａ’を算出し、これに所定のゲインＧｔを乗じる。ここで、Ｇｔは定数とする。 FIG. 3A is a block diagram for explaining the function of the inclination monitoring unit 35.
First, the inclination monitoring unit 35 acquires the inclination angle θL of the vehicle body unit 10 from the link angle sensor 4. This input is input by a pulse having a predetermined sampling frequency.
Next, the inclination monitoring unit 35 calculates the absolute value θa of the inclination angle.
Next, the inclination monitoring unit 35 calculates θa ′ by differentiating θa with respect to time, and multiplies this by a predetermined gain Gt. Here, Gt is a constant.

そして、傾斜監視部３５は、傾斜角度の直近の未来の予測値θｆをθｆ＝θａ＋θａ’・Ｇｔにて求める。傾斜監視部３５は、このように傾斜角度に微分値を加えて傾斜角度の予測値としている。
次に、傾斜監視部３５は、車体部１０の傾斜角度の限界値として予め設定された設定角度θｐから傾斜角度の予測値θｆを減じる。これにより車体部１０の傾斜角度の予測値が限界角度からどの程度余裕があるか直近の未来について予測することができる。 Then, the inclination monitoring unit 35 obtains a predicted value θf of the latest inclination angle by θf = θa + θa ′ · Gt. In this way, the inclination monitoring unit 35 adds a differential value to the inclination angle to obtain a prediction value of the inclination angle.
Next, the inclination monitoring unit 35 subtracts the predicted value θf of the inclination angle from the preset angle θp set in advance as the limit value of the inclination angle of the vehicle body part 10. As a result, it is possible to predict how much the predicted value of the tilt angle of the vehicle body portion 10 has margin from the limit angle for the most recent future.

なお、限界値からの余裕を車体部１０の傾斜角度の実測値に基づいて行うことも可能であるが（この場合、傾斜角度θａに微分項を加えずに用いる）、傾斜監視部３５は、予測値を用いることにより、傾斜角度の変化率の大きさ（ダイナミック）を加味した適切な制御を行うことができる。 The margin from the limit value can be performed based on the actually measured value of the inclination angle of the vehicle body 10 (in this case, it is used without adding a differential term to the inclination angle θa). By using the predicted value, it is possible to perform appropriate control in consideration of the magnitude (dynamic) of the change rate of the tilt angle.

次に、傾斜監視部３５は、設定角度θｐから傾斜角度の予測値θｆを減じた値θｄに対して関数ｆで設定されているトルクゲインＧｒを出力する。
関数ｆは、入力θｄ（予測値θｆに対する傾斜角度の余裕）に対し、出力Ｇｒ（トルクゲイン）が、θｄ＞ｂで１に飽和し（ｂ＞０）、θｄ＜０で０に飽和するように設計された関数である。ただし、０≦Ｇｒ≦１である。
これ以外にも、任意のロジスティクス関数（シグモイド関数など）で実現してよい。ただし、微分不能点を除き、ｆｄθｄ（ｆのθｄでの微分値）は０以上である必要がある。
これらの例では、θｐ、Ｇｔ、及びｂがチューニングパラメータとなる。 Next, the inclination monitoring unit 35 outputs the torque gain Gr set by the function f with respect to a value θd obtained by subtracting the predicted value θf of the inclination angle from the set angle θp.
The function f is such that the output Gr (torque gain) saturates to 1 when θd> b (b> 0) and saturates to 0 when θd <0 with respect to the input θd (tilt angle margin with respect to the predicted value θf). Is a function designed for However, 0 ≦ Gr ≦ 1.
In addition to this, any logistic function (sigmoid function etc.) may be used. However, fdθd (differential value of f at θd) needs to be 0 or more, except for the indifferentable point.
In these examples, θp, Gt, and b are tuning parameters.

図３（ｂ）は、走行駆動制御部４１が、スロットル開度Ｓに対して走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌのトルク指令値（要求トルク）τを設定する関数ｆＴを表した図である。
関数ｆＴは、スロットル開度Ｓが０のときに０、最大のときに走行駆動モータの最大指令トルクとなるように設定されている。フィーリング向上などのため、任意の写像関係を持つ場合もある。
図示した例は、スロットル開度０、及びＳｍａｘで、不感帯を設定したものである。これは、スロットル開度センサの個体差の吸収、フィーリングの向上を狙ったものである。 FIG. 3B is a diagram illustrating a function fT in which the travel drive control unit 41 sets torque command values (required torque) τ of the travel drive motors 6R and 6L with respect to the throttle opening S.
The function fT is set to 0 when the throttle opening S is 0, and to the maximum command torque of the travel drive motor when the throttle opening S is maximum. There may be an arbitrary mapping relationship to improve the feeling.
In the illustrated example, a dead zone is set at throttle opening 0 and Smax. This is intended to absorb individual differences of the throttle opening sensor and improve the feeling.

図４は、車両１が行う制御を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、傾斜制御ＥＣＵ３０や走行制御ＥＣＵ４０が備えるＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、傾斜制御部３３が傾斜制御処理を行い（ステップ１００）、車体部１０に生じる横加速度が所定の目標値となるようにリンク機構２０の傾斜角を制御する。 FIG. 4 is a flowchart for explaining control performed by the vehicle 1.
The following processing is performed by a CPU included in the inclination control ECU 30 or the travel control ECU 40 according to a predetermined program.
First, the tilt control unit 33 performs tilt control processing (step 100), and controls the tilt angle of the link mechanism 20 so that the lateral acceleration generated in the vehicle body unit 10 becomes a predetermined target value.

次に、傾斜監視部３５が傾斜監視処理を行って（ステップ２００）、車体部１０の傾斜角度を加味したトルクゲインを出力する。
次に、走行駆動制御部４１が走行駆動制御処理を行って（ステップ３００）、スロットル開度、及び傾斜監視部３５が出力したトルクゲインに従って走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌを駆動する。
以下では、ステップ２００、３００について説明した後、ステップ１００について説明する。 Next, the inclination monitoring unit 35 performs an inclination monitoring process (step 200), and outputs a torque gain that takes into account the inclination angle of the vehicle body unit 10.
Next, the travel drive control unit 41 performs travel drive control processing (step 300) to drive the travel drive motors 6R and 6L according to the throttle opening and the torque gain output from the inclination monitoring unit 35.
In the following, after describing steps 200 and 300, step 100 will be described.

図５は、ステップ２００の傾斜監視処理を説明するためのフローチャートである。
まず、傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から傾斜角度θＬを取得し（ステップ２０５）、θＬの絶対値θａを算出する（ステップ２１０）。
次に、傾斜監視部３５は、θａを時間で微分したθａ’を算出し（ステップ２１５）、角度予測値θｆをθｆ＝Ｇｔ・θａ’＋θａにより算出する（ステップ２２０）。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the tilt monitoring process in step 200.
First, the inclination monitoring unit 35 acquires the inclination angle θL from the link angle sensor 4 (step 205), and calculates the absolute value θa of θL (step 210).
Next, the inclination monitoring unit 35 calculates θa ′ obtained by differentiating θa with respect to time (step 215), and calculates the predicted angle value θf by θf = Gt · θa ′ + θa (step 220).

次に、車体部１０の傾斜角度の限界値である設定角度θｐを記憶装置から読み出して取得し（ステップ２２５）、θｐとθｆの差θｄをθｄ＝θｐ−θｆにより算出する（ステップ２３０）。
次に、傾斜監視部３５は、関数ｆを用いてトルクゲインＧｒ＝ｆ（θｄ）を算出し（ステップ２３５）、Ｇｒを記憶装置に記憶して保存する（ステップ２４０）。
以上のようにして傾斜監視部３５は、傾斜角度の予測値に基づいたトルクゲインＧｒを算出することができる。 Next, the set angle θp, which is the limit value of the tilt angle of the vehicle body 10, is read out from the storage device (step 225), and the difference θd between θp and θf is calculated by θd = θp−θf (step 230).
Next, the inclination monitoring unit 35 calculates the torque gain Gr = f (θd) using the function f (step 235), and stores and stores Gr in the storage device (step 240).
As described above, the inclination monitoring unit 35 can calculate the torque gain Gr based on the predicted value of the inclination angle.

図６は、ステップ３００の走行駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。
まず、走行駆動制御部４１は、スロットル開度センサ１２からスロットル開度Ｓを取得し（ステップ３０５）、図３（ｂ）の関数ｆＴを用いて要求トルクτ＝ｆＴ（Ｓ）を算出する（ステップ３１０）。
次に、走行駆動制御部４１は、傾斜監視部３５が保存したトルクゲインＧｒを取得し（ステップ３１５）、トルク補正値τＡをτＡ＝Ｇｒ・τによって算出する（ステップ３２０）。
そして、走行駆動制御部４１は、τＡをトルク指令値（要求トルク）として走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに出力する（ステップ３２５）。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the travel drive control process in step 300.
First, the travel drive controller 41 obtains the throttle opening S from the throttle opening sensor 12 (step 305), and calculates the required torque τ = fT (S) using the function fT in FIG. Step 310).
Next, the traveling drive control unit 41 acquires the torque gain Gr stored by the inclination monitoring unit 35 (step 315), and calculates the torque correction value τA by τA = Gr · τ (step 320).
Then, the traveling drive control unit 41 outputs τA as a torque command value (required torque) to the traveling drive motors 6R and 6L (step 325).

次に、ステップ１００の傾斜制御処理について説明する。
まず、図７を用いて以下の説明の前提となる事項について説明する。
図７（ａ）は、旋回時における車両１の車輪の関係を示した図である。
以下では、図に示したように、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとし、操舵角度（ハンドル１６の操舵角度、旋回角度）をψ、旋回半径をｒとする。 Next, the tilt control process in step 100 will be described.
First, the premise of the following description is demonstrated using FIG.
FIG. 7A is a diagram showing the relationship of the wheels of the vehicle 1 when turning.
In the following, as shown in the figure, the wheel base (distance from the center of the rear wheels 5R, 5L to the center of the front wheel 15) is LH, the steering angle (the steering angle of the steering wheel 16, the turning angle) is ψ, and the turning radius Let r be r.

また、旋回による横加速度（遠心力の原因となる加速度）をａ、旋回角速度をｗ、車速をνとすると、ν＝ｒｗ、ａ＝ｒｗ＾２となり、これら２式より、ａ＝ν＾２／ｒとなる。ここで＾は自乗を表す。また、ｒは図７（ａ）よりｒ＝ＬＨ／ｔａｎψが成り立つ。
これらより、図７（ｂ）の式（３）に示した横加速度予測値ａｆが導かれる。 Further, when the lateral acceleration (acceleration causing the centrifugal force) by turning is a, the turning angular velocity is w, and the vehicle speed is ν, ν = rw, a = rw ^ 2, and from these two expressions, a = ν ^ 2 / R. Here, ^ represents square. Further, r holds as follows: r = LH / tan ψ from FIG.
From these, the lateral acceleration predicted value af shown in the equation (3) in FIG. 7B is derived.

また、加速度演算部３１は、検出した横加速度を、図７（ｃ）の式（４）に示したカットオフ周波数可変ローパスフィルタに入力して高周波成分をカットし、リンク機構２０の応答が過敏とならないように調節する。 Further, the acceleration calculation unit 31 inputs the detected lateral acceleration to the cutoff frequency variable low-pass filter shown in the equation (4) of FIG. 7C to cut the high frequency component, and the response of the link mechanism 20 is sensitive. Adjust so that it does not become.

ここで、ψ（ｔ）は、フィルタ後の操舵角、Ｔｓはサンプリング周期（制御周期）、Ｗ（ν）は速度別のカットオフ周波数、ψは操舵角の検出値、ψ（ｔ−１）は１周期前のフィルタ計算値である。
なお、Ｗ（ν）は、入力が車速、出力がカットオフ周波数となる関数であり、任意の関数でよいが、ルックアップテーブルなどを用いて構成してもよい。 Here, ψ (t) is the steering angle after filtering, Ts is the sampling period (control period), W (ν) is the cutoff frequency for each speed, ψ is the detected value of the steering angle, and ψ (t−1) Is a filter calculation value one cycle before.
Note that W (ν) is a function in which the input is the vehicle speed and the output is the cutoff frequency, and may be an arbitrary function, but may be configured using a lookup table or the like.

加速度演算部３１は、ステップ１００の傾斜制御処理を行う前処理として加速度演算処理、加速度推定処理、フィルタ処理を行う。
図８は、加速度演算処理を説明するためのフローチャートである。
まず、加速度演算部３１は、加速度センサ２から加速度センサ値ａ１を取得して記憶装置に記憶する（ステップ４０５）。
次に、加速度演算部３１は、加速度センサ３から加速度センサ値ａ２を取得して記憶装置に記憶する（ステップ４１０）。 The acceleration calculation unit 31 performs acceleration calculation processing, acceleration estimation processing, and filter processing as preprocessing for performing the tilt control processing in step 100.
FIG. 8 is a flowchart for explaining acceleration calculation processing.
First, the acceleration calculation unit 31 acquires the acceleration sensor value a1 from the acceleration sensor 2 and stores it in the storage device (step 405).
Next, the acceleration calculation unit 31 acquires the acceleration sensor value a2 from the acceleration sensor 3 and stores it in the storage device (step 410).

次に、加速度演算部３１は、記憶装置に記憶したａ１、ａ２から両者の横加速度差Δａ＝ａ１−ａ２を算出して記憶装置に記憶する（ステップ４１５）。
次に、加速度演算部３１は、予め記憶しておいた加速度センサ２と加速度センサ３の距離ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）を記憶装置から呼び出し（ステップ４２０）、更に、予め記憶しておいた加速度センサ３の高さＬ２も記憶装置から呼び出す（ステップ４２５）。
次に、加速度演算部３１は、Δａ、ΔＬ、Ｌ２を式（１）に代入して合成横加速度ａを算出し（ステップ４３０）、当該ａを傾斜制御処理に送出する（ステップ４３５）。
なお、後続の加速度推定処理、及びフィルタ処理は、よりきめ細やかな制御を行うためのものであり、これらの処理を行わずに、ａを傾斜制御部３３に送出してもよい。 Next, the acceleration calculation unit 31 calculates the lateral acceleration difference Δa = a1-a2 between a1 and a2 stored in the storage device and stores the difference in the storage device (step 415).
Next, the acceleration calculation unit 31 calls a previously stored distance ΔL (= L1−L2) between the acceleration sensor 2 and the acceleration sensor 3 from the storage device (step 420), and further stores the acceleration stored in advance. The height L2 of the sensor 3 is also called from the storage device (step 425).
Next, the acceleration calculation unit 31 substitutes Δa, ΔL, and L2 into equation (1) to calculate the combined lateral acceleration a (step 430), and sends the a to the tilt control process (step 435).
The subsequent acceleration estimation process and filter process are for performing finer control, and a may be sent to the tilt control unit 33 without performing these processes.

図９は、加速度推定処理を説明するためのフローチャートである。
加速度演算部３１は、操舵角センサ１３から操舵角のセンサ値ψを取得すると共に（ステップ５０５）、車速センサ１４から車速のセンサ値νを取得する（ステップ５１０）。
次に、加速度演算部３１は、操舵角の検出値ψに対してフィルタ処理してフィルタ後の操舵角ψを算出する（ステップ５１５）。 FIG. 9 is a flowchart for explaining acceleration estimation processing.
The acceleration calculation unit 31 acquires the steering angle sensor value ψ from the steering angle sensor 13 (step 505), and also acquires the vehicle speed sensor value ν from the vehicle speed sensor 14 (step 510).
Next, the acceleration calculation unit 31 performs a filtering process on the detected steering angle value ψ to calculate the filtered steering angle ψ (step 515).

次に、加速度演算部３１は、記憶装置に記憶してあるホイールベースＬＨを呼び出す（ステップ５２０）。
次に、加速度演算部３１は、ν、ＬＨ、ψ（フィルタ後の値）を図７の式（３）に代入して横加速度予測値ａｆを算出し（ステップ５２５）、傾斜制御部３３に送出する（ステップ５３０）。 Next, the acceleration calculation unit 31 calls the wheel base LH stored in the storage device (step 520).
Next, the acceleration calculation unit 31 calculates the lateral acceleration predicted value af by substituting ν, LH, and ψ (values after filtering) into the equation (3) in FIG. Send out (step 530).

図１０は、ステップ５１５のフィルタ処理を説明するためフローチャートである。
まず、加速度演算部３１は、予め記憶しておき記憶装置から読み出すなどして制御周期Ｔｓを取得する（ステップ６０５）。
次に、加速度演算部３１は、車速νをカットオフ周波数の関数に代入してカットオフ周波数Ｗ（ν）を取得し（ステップ６１０）、前回のフィルタ後の操舵角ψｏｌｄ（ψ（ｔ−１））を記憶装置から呼び出す（ステップ６１５）。 FIG. 10 is a flowchart for explaining the filter processing in step 515.
First, the acceleration calculation unit 31 acquires the control cycle Ts by storing it in advance and reading it from the storage device (step 605).
Next, the acceleration calculation unit 31 substitutes the vehicle speed ν into the function of the cutoff frequency to obtain the cutoff frequency W (ν) (step 610), and the steering angle ψold (ψ (t−1) after the previous filter. )) Is called from the storage device (step 615).

次に、加速度演算部３１は、図７の式（４）にＴｓ、Ｗ（ν）、ψｏｌｄ、θを代入してフィルタ後の操舵角ψ（ｔ）を算出し（ステップ６２０）、ψｏｌｄ＝ψ（ｔ）として記憶装置に記憶する（ステップ６２５）。
このフィルタ処理によって横加速度予測値ａｆから高周波成分を除いて、リンク機構２０の過敏な制御を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、横加速度予測値ａｆをフィルタリングしたが、横加速度予測値ａｆは用いずに、合成横加速度ａをフィルタリングして傾斜制御部３３に出力するように構成することもできる。 Next, the acceleration calculation unit 31 calculates the filtered steering angle ψ (t) by substituting Ts, W (ν), ψold, θ into equation (4) in FIG. 7 (step 620), and ψold = This is stored in the storage device as ψ (t) (step 625).
By this filtering process, the high-frequency component can be removed from the lateral acceleration predicted value af, and the sensitive control of the link mechanism 20 can be suppressed.
In the present embodiment, the lateral acceleration prediction value af is filtered. However, the combined lateral acceleration a may be filtered and output to the tilt control unit 33 without using the lateral acceleration prediction value af. .

図１１は、傾斜制御部３３が行うステップ１００の傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。
以下の処理のうち、ステップ１０５〜１４０は、フィードバック制御であり、ステップ１４５〜１７５は、フィードフォワード制御である。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the tilt control process of step 100 performed by the tilt control unit 33.
Of the following processes, steps 105 to 140 are feedback control, and steps 145 to 175 are feedforward control.

まず、傾斜制御部３３は、加速度演算部３１から合成横加速度ａを受信する（ステップ１０５）。
傾斜制御部３３は、前回のａであるａｏｌｄを記憶装置から呼び出し（ステップ１１０）、更に、記憶装置から呼び出すなどして制御周期Ｔｓを取得する（ステップ１１５）。
次に、傾斜制御部３３は、ａの微分値Δａ＝（ａ−ａｏｌｄ）／Ｔｓを算出し（ステップ１２０）、ａｏｌｄ＝ａとして記憶装置に保存する（ステップ１２５）。 First, the inclination control unit 33 receives the combined lateral acceleration a from the acceleration calculation unit 31 (step 105).
The inclination control unit 33 obtains the control cycle Ts by calling aold, which is the previous a, from the storage device (step 110), and further calling it from the storage device (step 115).
Next, the inclination control unit 33 calculates a differential value Δa = (a−aold) / Ts of a (step 120), and stores it in the storage device as aold = a (step 125).

次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｐ＝Ｇｐ・ａを算出する（ステップ１３０）。ここでＧｐは、予め設定された比例ゲインである。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｄ＝Ｇｄ・Δａを算出する（ステップ１３５）。ここで、Ｇｄは、予め設定された微分ゲインである。
そして、傾斜制御部３３は、制御値Ｕ＝Ｕｐ−Ｕｄを算出する（ステップ１４０）。ここでＵｄを減算したのは、早い動きに規制をかけるためであり、一種のダンパーとして機能させるためである。 Next, the inclination control unit 33 calculates the control value Up = Gp · a (step 130). Here, Gp is a preset proportional gain.
Next, the inclination control unit 33 calculates a control value Ud = Gd · Δa (step 135). Here, Gd is a preset differential gain.
And the inclination control part 33 calculates control value U = Up-Ud (step 140). The reason why Ud is subtracted here is to restrict fast movement and to function as a kind of damper.

次に、傾斜制御部３３は、加速度推定処理したａｆを取得する（ステップ１４５）。
次に、傾斜制御部３３は、前回のａｆであるａｆｏｌｄを記憶装置から呼び出す（ステップ１５０）。
次に、傾斜制御部３３は、ａｆの微分値Δａｆ＝（ａｆ−ａｆｏｌｄ）／Ｔｓを算出し（ステップ１５５）、ａｆｏｌｄ＝ａｆとして記憶装置に保存する（ステップ１６０）。 Next, the inclination control unit 33 acquires af subjected to the acceleration estimation process (step 145).
Next, the inclination control unit 33 calls afold, which is the previous af, from the storage device (step 150).
Next, the inclination control unit 33 calculates the differential value Δaf = (af−afold) / Ts of af (step 155) and stores it in the storage device as afold = af (step 160).

次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｆｄ＝Ｇｙｄ・Δａｆを算出する（ステップ１６５）。ここで、Ｇｙｄは、予め設定されたゲインである。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕ＝Ｕ＋Ｕｆｄを算出して（ステップ１７０）、トルク指令値としてリンクモータ７に出力する（ステップ１７５）。 Next, the inclination control unit 33 calculates the control value Ufd = Gyd · Δaf (step 165). Here, Gyd is a preset gain.
Next, the inclination control unit 33 calculates the control value U = U + Ufd (step 170), and outputs it to the link motor 7 as a torque command value (step 175).

図１２は、加速度演算部３１、傾斜制御部３３の機能を説明するためのブロック線図である。
破線より上がフィードフォワード制御、下がフィードバック制御となっている。
フィードバック制御側では、傾斜制御ＥＣＵ３０は、加速度センサ２、３の出力ａ１、ａ２を加速度演算処理して合成横加速度ａを算出する。
そして、加速度センサ３は、ａに比例ゲインＧｐを乗じてＵｐを算出し、ａを微分した微分値Δａに微分ゲインＧｄを乗じてＵｄを算出し、ＵｐからＵｄを減じてＵを算出する。 FIG. 12 is a block diagram for explaining the functions of the acceleration calculation unit 31 and the inclination control unit 33.
Above the broken line is feedforward control and below is feedback control.
On the feedback control side, the inclination control ECU 30 calculates the combined lateral acceleration a by performing an acceleration calculation process on the outputs a1 and a2 of the acceleration sensors 2 and 3.
Then, the acceleration sensor 3 calculates Up by multiplying a by the proportional gain Gp, calculates Ud by multiplying the differential value Δa obtained by differentiating a by the differential gain Gd, and calculates U by subtracting Ud from Up.

一方、フィードフォワード制御側では、傾斜制御ＥＣＵ３０は、操舵角センサ１３で検出した操舵角ψ、車速センサ１４で検出した車速νを加速度推定処理して横加速度予測値ａｆを算出する。
次いで、傾斜制御ＥＣＵ３０は、ａｆを微分してゲインＧｙｄを乗じてＵｆｄを算出する。
最後に傾斜制御ＥＣＵ３０は、ＵにＵｆｄを加えてこれをトルク指令値として送出する。 On the other hand, on the feedforward control side, the inclination control ECU 30 calculates the lateral acceleration predicted value af by performing acceleration estimation processing on the steering angle ψ detected by the steering angle sensor 13 and the vehicle speed ν detected by the vehicle speed sensor 14.
Next, the inclination control ECU 30 differentiates af and multiplies the gain Gyd to calculate Ufd.
Finally, the inclination control ECU 30 adds Ufd to U and sends it as a torque command value.

このように、車両１は、操舵角ψと車両速度νから、横加速度予測値ａｆを算出し、フィードフォワード要素として制御に加えることにより、制御の応答性が改善され、旋回開始及び終了時の横加速度の変化が大きい部分の制御遅れを低減することができる。
更に、操舵角ψの取得時、制御への入力前に、車両速度νによりカットオフ周波数を可変することができるローパスフィルタを導入することにより、高速時の安定性を確保することができる。
そして、上記制御を行うことにより、旋回時の横加速度と重力がバランスする傾斜角に適切に制御することができる。また、進行方向と垂直な方向の路面傾斜に対しても、車体部１０を鉛直に保つことができる。このため、車両走行時の安定性を高く保つことができ、乗員の違和感を低減し、快適性を向上させることができる。 In this way, the vehicle 1 calculates the lateral acceleration predicted value af from the steering angle ψ and the vehicle speed ν, and adds it to the control as a feedforward element, thereby improving the control responsiveness and at the start and end of turning. It is possible to reduce a control delay in a portion where the change in the lateral acceleration is large.
Furthermore, when the steering angle ψ is acquired, stability at high speed can be ensured by introducing a low-pass filter that can vary the cutoff frequency according to the vehicle speed ν before input to the control.
And by performing the said control, it can control appropriately to the inclination | tilt angle which the lateral acceleration at the time of turning and gravity balance. In addition, the vehicle body 10 can be kept vertical with respect to the road surface inclination in the direction perpendicular to the traveling direction. For this reason, stability at the time of vehicle travel can be kept high, a passenger | crew's discomfort can be reduced, and comfort can be improved.

図１３（ａ）は、変形例に係る車両１ａを後方から見た背面図である。
なお、車両１ａの側面図は図１（ａ）と同じである。
先に説明した実施の形態の車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌを傾けることにより車体部１０を傾けたが、本変形例の車両１ａは、後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０を傾ける。 FIG. 13A is a rear view of the vehicle 1a according to the modification viewed from the rear.
The side view of the vehicle 1a is the same as FIG.
The vehicle 1 according to the embodiment described above tilts the vehicle body 10 by tilting the rear wheels 5R and 5L. However, the vehicle 1a according to this modification tilts the vehicle body 10 with respect to the rear wheels 5R and 5L. .

リンク機構２０は、固定された構造となっており、後輪５Ｒ、５Ｌの中心軸が一致するように後輪５Ｒ、５Ｌを保持している。
このため、リンクモータ７が回転すると、図１３（ｂ）のように、リンク機構２０、及び後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０がリンクモータ７の回転軸を中心として回転し、傾斜する。
加速度センサ２、３は、リンクモータ７の上に取り付けられており、この例では、Ｌ１、Ｌ２は、それぞれリンクモータ７の回転軸からの距離となる。 The link mechanism 20 has a fixed structure, and holds the rear wheels 5R and 5L so that the center axes of the rear wheels 5R and 5L coincide.
For this reason, when the link motor 7 rotates, the vehicle body 10 rotates about the rotation axis of the link motor 7 and tilts with respect to the link mechanism 20 and the rear wheels 5R and 5L as shown in FIG. 13B. .
The acceleration sensors 2 and 3 are mounted on the link motor 7. In this example, L1 and L2 are distances from the rotation axis of the link motor 7, respectively.

車体部１０の傾斜角度の制御は、車両１の場合と同様であり、車体部１０に作用する横加速度が０となるように制御する。
車両１ａの場合も、車体部１０の傾斜角度が限界値に近づくとスロットル開度Ｓのゲインを下げて車速を調節するようになっている。 The control of the inclination angle of the vehicle body unit 10 is the same as in the case of the vehicle 1, and the lateral acceleration acting on the vehicle body unit 10 is controlled to be zero.
Also in the case of the vehicle 1a, when the inclination angle of the vehicle body portion 10 approaches the limit value, the vehicle speed is adjusted by decreasing the gain of the throttle opening S.

以上に説明した実施の形態及び変形例により、次の効果を得ることができる。
（１）旋回時に旋回外側への遠心力と重力がつりあう角度に車体部１０を能動的に傾斜させる車両１において、安定走行を維持しつつ、許容角度以上に車体部１０が傾斜しないようにすることができる。
（２）車体部１０の傾斜角度を監視し、傾斜角度が限界値を超えないようにスロットル開度Ｓに対する駆動輪のトルクゲインを調節することができる。
（３）傾斜制御部３３が許容する角度以上に傾斜させるトルク指令値がリンクモータ７に出力されないようにすることができる。
（４）車体部１０の傾斜角度として将来（ｔ秒後）に車体部１０が取りうる予測角度を用いることにより、当該予測角度が傾斜角度の限界値を越えると推定される場合に、ドライバのスロットル操作に介入して減速させ、安定な旋回を実現することができる。
（５）横方向の加速度によるフィードバック制御と、車両速度及び操舵角から求めた横加速度予測値によるフィードフォワード制御を組み合わせることにより、旋回開始及び旋回終了時の応答性を良好にすることができる。 The following effects can be obtained by the embodiment and the modification described above.
(1) In the vehicle 1 that actively tilts the vehicle body portion 10 at an angle where the centrifugal force and gravity to the outside of the turn balance when turning, the vehicle body portion 10 is prevented from being inclined more than the allowable angle while maintaining stable running. be able to.
(2) The tilt angle of the vehicle body 10 can be monitored, and the torque gain of the drive wheel with respect to the throttle opening S can be adjusted so that the tilt angle does not exceed the limit value.
(3) It is possible to prevent the torque command value to be tilted beyond the angle allowed by the tilt control unit 33 from being output to the link motor 7.
(4) By using the predicted angle that the vehicle body unit 10 can take in the future (after t seconds) as the tilt angle of the vehicle body unit 10, when it is estimated that the predicted angle exceeds the limit value of the tilt angle, Stable turning can be realized by intervening in the throttle operation and decelerating.
(5) By combining feedback control based on lateral acceleration and feedforward control based on predicted lateral acceleration obtained from the vehicle speed and steering angle, the responsiveness at the start and end of turning can be improved.

以上に説明した車両１は、後輪が２輪、前輪が１輪の３輪車としたが、これは一例であって、前後方向のバランスをとりながら左右の２輪で走行する２輪車や、４輪など、２輪車以上の車両に適用することができる。 The vehicle 1 described above is a three-wheeled vehicle with two rear wheels and one front wheel. However, this is an example, and a two-wheeled vehicle that travels with two left and right wheels while balancing the front-rear direction. It can also be applied to vehicles with two or more motorcycles such as four wheels.

本実施の形態により、次の構成を得ることができる。
車両１は、旋回の際にリンクモータ７を駆動させることにより車体部１０を傾斜させて車体部１０に作用する遠心力と重力のバランスを調節するため、旋回の際に車体を鉛直方向から傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜手段を備えている。
また、車両１は、スロットル開度センサ１２によるスロットル開度Ｓにより加速指令を受け付けるため、前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付手段を備えている。
また、車両１は、車体部１０の傾斜角度が増加してくると駆動輪のトルクゲインを下げるため、同じ開度Ｓでも加速量が減速する。そのため、車両１は、前記傾斜手段による前記車体の傾斜角度が増大すると前記加速指令による加速量を低減する加速量調節手段を備えている。 According to this embodiment, the following configuration can be obtained.
The vehicle 1 tilts the vehicle body 10 by driving the link motor 7 during turning to adjust the balance between centrifugal force and gravity acting on the vehicle body portion 10, so that the vehicle body is inclined from the vertical direction during turning. And tilting means for adjusting the balance of the forces acting on the vehicle body.
Further, the vehicle 1 includes an acceleration command receiving means for receiving an acceleration command from the passenger in order to receive an acceleration command based on the throttle opening S by the throttle opening sensor 12.
Further, since the vehicle 1 decreases the torque gain of the drive wheels when the inclination angle of the vehicle body portion 10 increases, the acceleration amount is decelerated even at the same opening degree S. Therefore, the vehicle 1 includes acceleration amount adjusting means for reducing the acceleration amount by the acceleration command when the inclination angle of the vehicle body by the inclination means increases.

また、実施の形態に係る車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌを平行に傾斜させて車体部１０を傾斜させるため、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体を傾斜させている。 In addition, the vehicle 1 according to the embodiment includes a pair of wheels in order to incline the vehicle body 10 by inclining the rear wheels 5R and 5L in parallel, and the inclining means inclines the pair of wheels. The vehicle body is inclined.

また、変形例に係る車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０を傾けるため、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体を傾斜させている。 In addition, the vehicle 1 according to the modification includes a pair of wheels in order to tilt the vehicle body portion 10 with respect to the rear wheels 5R and 5L, and the tilting unit tilts the vehicle body with respect to the pair of wheels. The vehicle body is inclined.

更に、車両１は、車体部１０の傾斜角に微分項を加えることにより傾斜角度の予測値を算出し、当該予測値に基づいて駆動輪のトルクゲインを調節するため、前記傾斜手段による傾斜角度を予測する傾斜角度予測手段を具備し、前記加速量調節手段は、前記予測に係る傾斜角度に応じて前記加速量を調節している。 Further, the vehicle 1 calculates a predicted value of the tilt angle by adding a differential term to the tilt angle of the vehicle body portion 10 and adjusts the torque gain of the drive wheel based on the predicted value. The acceleration amount adjusting means adjusts the acceleration amount according to the inclination angle related to the prediction.

関数ｆから明らかなように、傾斜角度が最大に達するとトルクゲインが０となるため、前記加速量調節手段は、前記傾斜角度が予め設定した最大値に達する場合、前記加速量を０としている。 As is apparent from the function f, the torque gain becomes 0 when the tilt angle reaches the maximum. Therefore, the acceleration amount adjusting means sets the acceleration amount to 0 when the tilt angle reaches the preset maximum value. .

１車両
２加速度センサ
３加速度センサ
４リンク角度センサ
５Ｒ、５Ｌ後輪
６Ｒ、６Ｌ走行駆動モータ
７リンクモータ
８Ｕ、８Ｄ横リンクユニット
９Ｒ、９Ｌ縦リンクユニット
１０車体部
１２スロットル開度センサ
１３操舵角センサ
１４車速センサ
１５前輪
１６ハンドル
２０リンク機構
３０傾斜制御ＥＣＵ
３１加速度演算部
３３傾斜制御部
３５傾斜監視部
４０走行制御ＥＣＵ
４１走行駆動制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Acceleration sensor 3 Acceleration sensor 4 Link angle sensor 5R, 5L Rear wheel 6R, 6L Travel drive motor 7 Link motor 8U, 8D Lateral link unit 9R, 9L Vertical link unit 10 Car body part 12 Throttle opening sensor 13 Steering angle sensor 14 Vehicle speed sensor 15 Front wheel 16 Handle 20 Link mechanism 30 Inclination control ECU
31 Acceleration calculation unit 33 Inclination control unit 35 Inclination monitoring unit 40 Travel control ECU
41 Traveling drive controller

Claims

Inclining means for adjusting the balance of forces acting on the vehicle body by inclining the vehicle body from the vertical direction to the inside of the vehicle when turning
An acceleration command receiving means for receiving an acceleration command from a passenger;
Acceleration amount adjusting means for lowering the acceleration amount with respect to the received acceleration command as the inclination angle of the vehicle body by the inclination means is closer to a predetermined limit value or as the increase rate of the inclination angle is larger ;
A vehicle characterized by comprising:

Having a pair of wheels,
The vehicle according to claim 1, wherein the tilting unit tilts the vehicle body by tilting the pair of wheels.

Having a pair of wheels,
The vehicle according to claim 1, wherein the tilting unit tilts the vehicle body by tilting the vehicle body with respect to the pair of wheels.

Comprising tilt angle predicting means for predicting the tilt angle by the tilt means;
4. The vehicle according to claim 1, wherein the acceleration amount adjusting unit adjusts the acceleration amount according to an inclination angle related to the prediction. 5.

The acceleration amount adjusting means sets the acceleration amount to 0 when the tilt angle reaches a preset maximum value, according to any one of claims 1 to 4. The vehicle described.

A steering angle designation acceptance function for accepting a steering angle designation from a passenger;
A turning function of turning at the specified steering angle;
A tilt function for adjusting the balance of forces acting on the vehicle body by tilting the vehicle body from the vertical direction to the inside of the turn during the turn;
An acceleration command receiving function for receiving an acceleration command from the passenger;
An acceleration amount adjusting function for lowering the acceleration amount with respect to the received acceleration command as the inclination angle of the vehicle body due to the inclination function is closer to a predetermined limit value or as the increase rate of the inclination angle is larger ;
A vehicle control program that realizes a computer.