JPS59149878A - 揺動型車輛の揺動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、旋回方向内側へ運転者の身体を傾けつつ旋回
する揺動型車幅に適用され、低速あるいは停止時におけ
る車体の自立性を向上させる揺動制御装置に関するもの
である。

３個以上の車輪を有する車輌で運転シート全固定したフ
レーム（揺動フレーム）を左右へ揺動可能とし、運転者
の身体を旋回方向内側へ傾け（パックさせ）ながら旋回
する揺動型車輛がある。この棟の車輛で、発進直後や停
車直前の低速時に揺動フレームの揺動をロックして、運
転シートの自立を図ることが考えられている（例えば特
願昭５７−２３０５３０号）。

しかしこのように揺動をロック・解除すると、ロック・
解除の切換わり時に運転窓が不連続に変化し、乗心地が
不自然になるという問題がある。

そこでこの揺動フレームの揺動をロック・解除する車速
を低く設定することが考えられるが、この場合にはロッ
クするまでの低速走行時の車体の安定性が悪くなり、車
体のふらつきが発生し易くなる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、揺
動フレームをロックすることなく、低速走行時から停車
時に至るまでハンドル操作にょシ車体の自立を図ること
を可能にし、低速走行においても運転者が地面に足を付
けることなく自然な２輪車的運転感覚で運転することを
可能にする揺動型車輛の揺動制御装置を提供することを
目的とするものである。

本発明はこの目的を達成するため、運転シートが取付け
られた揺動フレームと、少なくとも低速で接地し前記揺
動フレームの揺動反力を受ける車輪を有する揺動制御フ
レームと全備え、前記揺動フレームを旋回方向内側へ傾
けながら旋回する揺動型車輛において、操向ハンドルの
舵角を検出する舵角センサと、前記揺動フレームに旋回
方向外側を指向する外傾モーメントを付与するトルク付
与手段と、前記舵角センサの出方に基づいて前記外傾モ
ーメントを制御する制御手段とを備え、前記舵角の増加
に対応して増大する外傾モーメントを前記揺動フレーム
に少なくとも低速で付加するように構成した。以下本発
明の詳細な説明するが、実施例の説明に先立ち、まず本
発明の詳細な説明しておく。

揺動する部分の重量すなわち揺動フレーム側の車体重量
と運転者（乗員）の重量の合計重量をＷとし、車速Ｖで
半径Ｒの軌道に沿って旋回する時に、揺動する部分の重
心Ｇに発生する遠心力Ｆはここに回転半径Ｒは第１図に
示すようにほぼ次式で表される。

この図において符号１は前輪、２，２は後輪であり、後
輪２．２を支持する後フレームに対し、前フレームが前
輪と共に揺動する。θは前輪１の舵角を示している。

揺動フレーム（前フレーム）のロール軸（揺動軸）から
の重心Ｇの高さｉＨとすれば、このロール軸１わりに発
生する回転モーメン）Ｍは、となる。

通常の走行時においては、旋回時に揺動フレームを旋回
方向内側へ傾けることにより重心をロール軸の真上から
旋回方向内側へ移動させ、この重心移動によるロール軸
まわりの回転モーメントを、前記遠心力による回転モー
メントと平衡させることにより車体を自立させている。

第２図は車速Ｖに対する遠心力による回転モーメン）Ｍ
の変化を、舵角θをパラメータとして示したものである
。この図から解るように、舵角θがθ１からθ２へ変化
する間のＭの変化量Ｍ２−Ｍ。

＝ａは高速ｖ１で大きく（ａｌ　）、低速ｖ２で小さく
（ａ２　）なる。すなわち重心移動による回転モーメン
トの変動に対して、高速では舵角θを僅かに変化させる
ことにより遠心力による回転モーメン）Ｍを大きく変化
できるのに対し、低速では舵角θを大きく変化させなけ
れば重心移動による回転モーメントの変化に平衡させる
ことができな′　　い。従って右または左に車体が倒れ
かけた際に低速では操向・・ンドルを大きく頻繁に回動
させなければ車体を自立させることができず、ハンドル
の回動が重心移動に追従できなくなった時に車体は転倒
することになる。

そこで本発明は、自立可能な車速での前記遠心力による
回転モーメントＭに相当する外傾モーメントを、低速時
さらには停車時においても人為的に揺動フレームへ付加
し続け、低速、停車時においても重心移動にハンドルの
回動が容易に追従できるようにするものである。

この人為的に付加する外傾モーメン）ｒｎの加え方とし
ては種々の方式が考えられ、第３〜６図はそのいくつか
を図示したものである。

第３図のものは、車速に関係なく常に舵角θに応じた一
定の外傾モーメン）ｍｌ　　＋　ｍ２を前記した遠心力
による回転モーメントＭに追加したものである。この方
式は高速でも常に外傾モーメントｍが付加されるため、
従来の揺動式車軸と多少走行感覚が異なるが、高速では
回転モーメントＭに対する外傾モーメントｍの比率が小
さくなってくるため、慣れによってその走行感覚の違い
は全く問題が無くなると考えられる。この方式は、例え
ば電流によりトルクが変化する電気トルクモータをトル
ク付与手段とし、この電流を舵角セ／すが検知する舵角
θに応じて変化させるように構成する場合に適する。

第４図のものは、第３図の方式において、自立可能な車
速Ｖｌ！以上で外傾モーメントｍの付加を停止するよう
にしたものである。本方式によれば通常の低速時以外の
自立可能な速度での走行時にはトルク付与手段の作動を
停止できるので、エネルギ消費が少なくなり、またトル
クモータを用いる場合にはモータの温度上昇を抑制でき
る。

第５図のものは、自立可能な車速Ｖ８よりも低速側で、
追加する外傾モーメントｍと遠心力による同転モーメン
）Ｍとの和が舵角θの変化に対して−ｆとなるように制
御するものである。

第６図の方式は、車速Ｖの減少と共に、追加する外傾モ
ーメントｍを増大させるように制御するもので、遠心力
による回転モーメン）Ｍと追加する外傾モーメン）ｍと
の和が滑らかに変化するがら、運転値が滑ら７）＞で不
自然な感じを運転者に与えることが無い。この方式は、
例えば舵角θにより吐出圧力が変化する油圧ポンプと、
車速Ｖにより変化する絞りを用いる後記第８図の実施例
に示した構成に適したものとなる。

次に実際の車輌に本発明を適用した実施例を説明する。

第７図は３輪車の実施例を示す斜視図である。この図で
符号１．０　、１．０は後輪、１２はこの後輪１．　Ｏ
、Ｉ　Ｏの車輪を保持する子回路Ｔ字状の後フレームで
あり、この後フレーム１２には前フレーム１４がロール
軸Ｃの回りに左右へ揺動可能となるように連結されてい
る。前フレーム１４の前端には操向軸筒１６が固着され
、この操向軸筒１６には操向ノ１ンドル１８および前フ
オーク２０が左右へ回動自在に保持されている。２２は
この前フオーク２０に取付けられた前輪である。

すなわち前フレーム１４は揺動フレームとなり、後フレ
ーム１２はこの前フレーム１４１Ｃ外傾モーメン）ｍを
付加する際の反力を受ける揺動制御フレームとなってい
る。なお、２４は前フレーム１４にシートポスト２５を
介して取付けられた運転シート、２６は後フレーム１２
に取付けられた後輪１０のドラムブレーキ、２７はその
カムレバー、２８は後輪１０の車軸に取付けられたスプ
ロケットである。このスプロケット２８には、後フレー
ム１２に搭載されたエンジン（図示せず）の回転がチェ
ーン（図示せずうによＱ伝達される。

３０は電動トルクモータであり、前フレーム１４側に取
付けられている。このモータ３０の回転軸３２は前フレ
ーム１４のロール軸Ｃと略平行に配設され、その後方へ
の突出端にはブレーキディスク３４およびスプロケット
３６が固定されている。３８は後フレーム１２にロール
軸Ｃと同心に固定されたスプロケットであり、スプロケ
ット３８と３６とにはチェーン４０が掛は回されている
。これらモータ３０、スプロケット３６　、３８、チェ
ーン４０によｐ１揺動フレーム１４に外傾モーメン）ｍ
ｋ付与するトルク付与手段４２が形成される。

４４はブレーキディスク３４を挾持するためのキャリツ
クでりり、不図示のブラケットにより前フレーム１４に
取付けられている。４６は・・ンドル１８に取付けられ
た後ブレーキレバー、４８は前フレーム１４に取付けら
れた駐車ブレーキペダルである。このペダル４８には踏
込み位置にロックしたり、ロックを解除するための機構
が設けられるが、図面には示されていない。これらのレ
バー４６およびペダル４８はワイヤ５０．５１によりイ
コライザ５２に連結され、このイコライザ５２はさらに
ワイヤ５４によって前記後ブレーキ２６のカムレバー２
７に連結されている。また波ダル４８はワイヤ５６によ
り前記キャリノや４４に連結されている。この結果レバ
ー４６を握るとワイヤ５０、イコライザ５２、ワイヤ５
４を介して後ブレーキ２６のカムレバー２７が引かれ、
ブレーキ２６が効くことになる。またペダル４８を踏ん
でその踏込位置に保持させれば、ブレーキ２６が効くと
共に、キャリノぐ４４がブレーキディスク３４を挾持し
、前フレーム１４の揺動を規制することができる。なお
ワイヤ５１と５６とはイコライザ（図示せず）を介して
ペダル４８に連結されている。これら各ワイヤのアウタ
チューブの両端をフレーム等に支持させるのは勿論であ
る。

６０は車速Ｖを検出し電気信号Ｓ　（Ｖ）として出力す
る速度センサを組込んだ速度計、６２は舵角センサであ
る。舵角センサ６２はリンク６４によって前フオーク２
０に連結されたレバー６６を備え、このレバー６６０回
動量を電気信号Ｓ（のとして出力する。６８は電気回路
からなる制御手段、７０は電源である。

制御特性をどのようにするかは、制御手段、６８の構成
次第であり、電気トルクモータ３０を用いた本実施例で
は前記第３図の特性にするのが最も簡単である。すなわ
ち制御手段６８へは舵角センサ６２の信号Ｓ（ののみを
入力し、制御手段６８は舵角θの増加に応じて所定の関
係に従ってモータ３０の電流を増やすように構成される
。従って車速Ｖに関係なく一定の舵角θの下では常に一
定の外傾モーメントｍが付加されることになる。

第４図の特性を得るには車速センサの信号５（Ｖ）と舵
角センサ６２の信号Ｓ（のを制御手段６８へ入力し、制
御手段６８が前記第３図の時の動作を自立可能な一定車
速ＶＳ以上で停止するようにすればよい。

また第５図の特性を得るには制御手段６８が次のような
演算を行って、この演算結果に対応する外傾モーメント
ｍをモータ３ｏが発生するようにモータ電流を制御する
。すなわち自立可能な車速Ｖｓでのモーメン）Ｍは前記
（１）式で得られるから、この車速Ｖ８以下の車速■に
おいては の外傾モーメントｍを遠心力による回転モーメントＭに
追加すれば、合計のモーメント（Ｍ＋ｍ）は一定になる
。従って制御手段６８はこの（２）式の演算を行いモー
タ電流を制御するようにするのである。

次にこの実施例の動作を説明する。車速Ｖ８以上では自
動２輪車と同様に遠心力によるモーメントＭと重心移動
によるモーメントとを平衡させながら自立走行する。も
っとも、第３図の特性による制御を行う時はこの車速で
も外傾モーメン）ｍが付加されるので多少運転感が異な
るが、慣れにより問題は解消するであろうことは前記し
た通りである。

車速Ｖｓ以下では外傾モーメン）ｍが付加されるので、
十分に大きな旋回方向外側へのモーメント（Ｍ十ｍ）が
揺動フレームに加えられる。従って僅かな−・ンドル操
作角度で揺動フレーム１４の傾きを復元でき、転倒する
ことがない。この状態は車速０すなわち停車時１で続く
から、結局低速から停車１で自立できるようになる。壕
だ駐車時には駐車ブレーキドラム４８を踏込み、キャリ
ツク４４でディスク３４を挾持することによって前フレ
ーム１４をロックする。従ってその後はメインキースイ
ッチを切って全ての電気回路の動作を停止させても、前
フレーム１４が倒れることがない。

第８図は他の実施例の斜視図、第９図はその油圧回路図
である。この実施例は、トルク付与手段４２Ａを電気制
御と油圧制御とを組合せて構成したものである。第８図
で８０は公知のドラムブレーキと同様に構成された揺動
ロックであり、この揺動０７り８０は後フレーム１２と
前フレーム１４との連結部に取付けられ、ブレーキシュ
ーグレートに相当する揺動ロックプレート８２は前フレ
ーム１４に、壕だブレーキドラムに相当する揺動ロック
ドラム８４は後フレーム１２にそれぞれ固定されている
。

８６は作動シリンダであり、そのシリンダ８８は揺動ロ
ックプレート８２に突設された支持フォーク９０に回動
可能に支持され、またロッド９２はドラム８４に突設さ
れた支持アーム９４に回動可能に連結されている。９６
はシートポスト２５の後方に固定された直流可変速電動
モータであり、その回転速度は舵角θと共に増減する。

９８はこ（７）モータ９６により駆動されるギヤポンプ
、１ｏ。

はこのギヤポンｆ９８の上面に固定された可変オリフィ
スである。このオリフィス］、　ＯＯは車速Ｖの低下に
対応してその油路が狭まくなるよう制御手段６８Ａによ
り制御される。なお駐車ブレーキペダル４８に引かれる
ワイヤ５４は、揺動ロック８０のグレート８２に設けた
カムレバー（図示せず）に係止されている。

今車速Ｖが一定とすれば、オリフィス１００の通油面積
は一定である。この状態でハンドル１８を切れば舵角θ
が増減し、モータ９６の回転速度が増減する。例えばハ
ンドル１８を左に切れば、モータ９６が第９図実線矢印
方向に回転し作動シリンダ８６のロッド９２は左方へ突
出する。このため前フレーム１４には旋回方向外側への
外傾モーメン）ｍが付加される。舵角θの増加と共にボ
ンｆ９Ｂの吐出圧も増えるのでロッド９２の突出力も増
え、外傾モーメントｍも増える。また車速Ｖが減少する
とオリフィス］、　ＯＯは閉じてゆくので、ボンｆ９Ｂ
の吐出する油のうち、このオリフィ、Ｘ　ｌ、　Ｑ　Ｑ
　ｆ　ハイ・母スする量が減りロッド９２の突出力が増
加し外傾モーメントｍも増加する。この結果前記第６図
に示した制御特性が得られる。

なお第８図では第７図と同一部分に同一符号を付したの
で、その説明は繰シ返さない。

以上第７．８図の実施例ではトルク付与手段。

４２．４２Ａのスプロケット３８１．ドラム８４を後フ
レーム１２へ直接固定したが、°これらをトルクばねを
介して後フレーム１２に取付けてもよい。

なお、以上の実施例では、エンジンをかけ−に一＝ｚま
、或いはメインキースイッチを切らずに運転者が車輌を
離れる際には、ハンドル１８を直進方向にしておかない
と、ハンドル１８の回動方向と逆方向に外傾モーメント
ｍが発生してしまうことになり、前フレーム１４がハン
ドル１８を切った方向と反対方向に倒れるおそれが生じ
る。そこで駐車ブレーキペダル４８を踏込んでロックし
た時には、外傾モーメン）ｍが自然にＯＶＣなるように
制御するのが望ましい。

エンジンをかけたまま、或いはメインキースイッチを入
れた一ｉ１車体を手で押して動かす場合には、外傾モー
メントｍが発生すると操作しにくいという問題も生じる
。そこでこの場合には外傾モーメン）　ｍ　ｋ　Ｏにす
るだめの他の専用のスイッチを設けるのが望ましい。ま
たこのように車体を手で押す場合は前フレーム１４が揺
動しない方が良いので、前記駐車ブレーキペダル４８と
は別の揺動ロック操作機構を設け、この機構により揺動
ロックする時に外傾モーメン）ｍが０になるようにして
もよい。

さらに発進時において、揺動ロックを解除してからメイ
ンキースイッチをオンにする際に、ハンドル１８が左右
いずれかに回動していると、このスイッチのオン操作時
に急激に外傾モーメン）ｍが発生することになる。そこ
でこのキースイッチをオンする際には一度走り出す寸で
は外傾モーメントｍが発生しないような機構を組込んで
おくのが好捷しい。

本発明における外傾モーメントｍを発生させるトルク付
与手段としては、前記実施例のものの他に種々のものが
可能であることは勿論であり、例えば舵角θによって回
転速度が変わる電気モータのトルクを流体クラッチを介
して取出すことにより外傾モーメン）ｍを得るようにし
てもよい。

第７，８図の実施例では自動３輪車に本発明を適用した
が、本発明は揺動フレームｋｍする４輪車、左右一対の
側輪を設けた自動２−輪車さらには側車を有する自動２
輪車にも適用でき、本発明は３輪車に限定されるもので
ないことも勿論である。

特に２輪車の場合、側輪を支える部材が揺動フレームの
揺動反力を受ける揺動制御フレームとなるが、この時に
は自立可能な車速以上では内側輪を路面から離すように
すれば操向性は一層軽快になる。このように本発明の揺
動制御フレームの車輪は、常時路面に接地している必要
はなく、少なくとも低速で外傾モーメン）ｍの反力を受
は得るように接地するものであれば足りる。

また前記実施例では停車時にも外傾モーメントｍが発生
するので自立したまま停車することも不可能ではなくな
るが、本発明は低速時にのみ外傾モーメントｍｋ付加し
停車時には揺動をロックするようにしてもよい。

本発明は以上のように、少なくとも低速で、舵角に従っ
て変化する外傾モーメントを揺動フレームに付加するよ
うにしたから、低速時においても揺動フレームを安定に
自立させることができ、また走行中においては揺動ロッ
クを不連続に断続する従来のものに比べ滑らかな運転窓
を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は旋回半径Ｒを示す図、第２図は車速Ｖと遠心力
による回転モーメントＭの関係を示す図、第３〜６図は
制御特性図、第７図は本発明の一実施例の斜視図、第８
図と第９図は他の実施例の斜視図とその油圧糸路図であ
る。 １２・・・揺動制御フレームとしての後フレーム、１４
・・・揺動フレームとしての前フレーム、１８・・・操
向ハンドル、２４・・・運転シート、４２．４２Ａ・・
・トルク付与手段、６２・・・舵角センサ、６８゜６８
Ａ・・・制御手段、θ・・・舵角、ｍ・・・外傾モーメ
ント。 特許　出　願人　ヤマハ発動機株式会社代理人　弁理士
　山　１）文　雄 （１９） 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運転シートが取付けられた揺動フレームと、少なくとも
   低速で接地し前記揺動フレームの揺動反力を受ける車輪
   を有する揺動制御フレームとを備え、前記揺動フレーム
   を旋回方向内側へ傾けながら旋回する揺動型車輛におい
   て、操向・・ンドルの舵角を検出する舵角センサと、前
   記揺動フレームに旋回方向外側を指向する外傾モーメン
   トを付与するトルク付与手段と、前記舵角センサの出力
   に基づいて前記外傾モーメントを制御する制御手段とを
   備え、前記舵角の増力口に対応して増大する外傾モーメ
   ントを、前記揺動フレームに少なくとも低速で付刀目す
   ることを特徴とする揺動型車輛の揺動制御装置。