CN108025784B - 车辆 - Google Patents

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Equos Research Co Ltd
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Abstract

一种车辆,其构成为在车速为0以上的第一速度以上且比第一速度大的第二速度以下的速度范围内的情况下,以如下状态行驶,即,车身与向操作输入部的输入相对应地利用倾斜机构进行倾斜,并且转动轮的车轮角追随车身的倾斜而变化。车身的摇摆振动的固有振动频率为比转动轮的车轮角的振动相对于车身的宽度方向的摇摆振动的相位的延迟成为90度的振动频率亦即基准振动频率小的范围、和比上述基准振动频率大的范围中的任意一个范围内。

Description

车辆
技术领域
本说明书涉及使车身倾斜来转弯的车辆。
背景技术
提出了一种在转弯时使车身倾斜的车辆。例如,提出了如下技术:构成为前轮自由地进行转向轮后倾动作,进而,使车身朝由驾驶员移动控制设备的方向示出的方向倾斜。
专利文献1:国际公开第2011/083335号
然而,存在由于车轮的方向的变化导致车身的宽度方向的振动变大的情况。例如,存在由于朝车轮的方向转弯而产生的离心力,导致车身的宽度方向的振动变大的情况。
发明内容
本说明书公开了能够抑制车身的宽度方向的振动变大的技术。
本说明书例如公开了以下的应用例。
[应用例1]
一种车辆,其中,具备:
三个以上的车轮,包括在所述车辆的宽度方向上相互分离配置的一对车轮、和由所述一对车轮和其他车轮中的至少一方构成并且能够相对于所述车辆的前进方向左右转动的一个以上的转动轮;
车身,其与所述多个车轮连结并能够在所述宽度方向摇摆;
操作输入部,其通过操作而被输入转弯方向;以及
倾斜机构,其使所述车身朝所述宽度方向倾斜,
所述车辆构成为在车速为0以上的第一速度以上且比所述第一速度大的第二速度以下的速度范围内的情况下,以如下状态行驶,即,所述车身与向所述操作输入部的输入相对应地利用所述倾斜机构进行倾斜,并且在以所述车辆的所述前进方向为基准的所述一个以上的转动轮的行进方向的角度亦即车轮角追随所述车身的倾斜而变化,
所述车身的所述摇摆振动的固有振动频率为,比在所述车速为所述速度范围内的情况下,所述一个以上的转动轮的所述车轮角的振动相对于所述车身的所述宽度方向的摇摆振动的相位的延迟成为90度的振动频率亦即基准振动频率小的范围、和比所述基准振动频率大的范围中的任意一个范围内。
根据该结构,能够抑制因车轮角的相位的延迟而导致的车身的宽度方向的振动变大。
[应用例2]
根据应用例1所述的车辆,其中,
在将所述第一速度时的所述基准振动频率设为第一基准振动频率,将所述第二速度时的所述基准振动频率设为第二基准振动频率的情况下,
所述车身的所述摇摆振动的固有振动频率为比所述第一基准振动频率小的范围、和比所述第二基准振动频率大的范围中的任意一个范围内。
根据该结构,能够抑制因车轮角的相位的延迟而导致的车身的宽度方向的振动变大。
[应用例3]
根据应用例2所述的车辆,其中,
具备支承所述一个以上的转动轮的转动轮支承部,
所述第一速度比0大,
所述车身的所述固有振动频率比所述第一基准振动频率小,
在所述车速为所述速度范围内的情况下,所述转动轮支承部允许所述一个以上的转动轮的车轮角追随所述车身的倾斜而变化,
在所述车速小于所述第一速度的情况下,所述转动轮支承部与向所述操作输入部的输入相对应地使所述车轮角变化。
根据该结构,在车速小于第一速度的情况下,能够抑制车身的宽度方向的振动变大。
[应用例4]
根据应用例2所述的车辆,其中,
所述车身的所述固有振动频率比所述第二基准振动频率大,
所述第二速度为所述车辆的最高速度。
根据该结构,在最高速度以下的车速下,能够抑制车身的宽度方向的振动变大。
[应用例5]
根据应用例4所述的车辆,其中,具备:
驱动装置,其驱动所述多个车轮中的至少一个车轮;和
输出限制部,其在所述车速超过预先决定的上限的情况下,使所述驱动装置的输出下降,
所述最高速度为所述车速的所述上限。
根据该结构,在上限以下的车速下,能够抑制车身的宽度方向的振动变大。
[应用例6]
根据应用例2所述的车辆,其中,
具备支承所述一个以上的转动轮的转动轮支承部,
所述车身的所述固有振动频率比所述第二基准振动频率大,
在所述车速为所述速度范围内的情况下,所述转动轮支承部允许所述一个以上的转动轮的车轮角追随所述车身的倾斜而变化,
在所述车速超过所述第二速度的情况下,所述转动轮支承部与向所述操作输入部的输入相对应地使所述车轮角变化。
根据该结构,在车速比第二速度大的情况下,能够抑制车身的宽度方向的振动变大。
[应用例7]
根据应用例1~6中的任一项所述的车辆,其中,
具备变更所述车身的所述摇摆振动的所述固有振动频率的变更部,
所述变更部与所述车速相对应地变更所述固有振动频率。
根据该结构,能够与车速相对应地适当地抑制车身的宽度方向的振动变大。
[应用例8]
根据应用例7所述的车辆,其中,
与所述车速较快的情况相比,在所述车速较慢的情况下,所述变更部减小所述固有振动频率。
根据该结构,能够与车速相对应地适当地抑制车身的宽度方向的振动变大。
[应用例9]
根据应用例1~8中的任一项所述的车辆,其中,具备:
支承部件,其将所述一个以上的转动轮支承为可旋转;
转动装置,其将所述车身与所述支承部件连接,并且将所述支承部件支承为能够相对于所述车辆的所述前进方向左右转动;以及
连接部,其被连接于所述操作输入部和所述支承部件,并且允许所述一个以上的转动轮的所述车轮角与向所述操作输入部的输入无关地追随所述车身的倾斜的变化而变化。
根据该结构,用户通过操作操作输入部,能够修正一个以上的转动轮的朝向,因此能够提高行驶稳定性。
此外,本说明书所公开的技术能够通过各种形态实现,例如,能够通过车辆、车辆的控制装置、车辆的控制方法等形态实现。
附图说明
图1是表示车辆10的说明图。
图2是表示车辆10的说明图。
图3是表示车辆10的说明图。
图4是表示车辆10的说明图。
图5是表示车辆10的状态的简图。
图6是转弯时的力的平衡的说明图。
图7是示出车轮角AF与转弯半径R的简化关系的说明图。
图8是作用于旋转的前轮12F的力的说明图。
图9是表示摇摆角Tr的振动与车轮角AF的振动的例子的图表。
图10是表示摇摆角Tr的振动频率FQ同摇摆角Tr的振动与车轮角AF的振动之间的相位差Dp的对应关系的图表。
图11是表示与车辆10的控制相关的结构的框图。
图12是表示控制处理的例子的流程图。
图13是表示与车辆10c的控制相关的结构的框图。
图14是表示对偏斜马达25进行控制的处理的例子的流程图。
图15是表示车速V与P增益Kp的对应关系的图表、表示P增益Kp与固有振动频率FQx的对应关系的图表、及表示车速V与振动频率FQ的对应关系的图表。
图16是表示车辆的其他实施例的说明图。
图17是车辆的其他实施例的简图。
图18是表示车辆的实施例的说明图。
具体实施方式
A.第一实施例:
图1~图4是表示作为一个实施例的车辆10的说明图。图1示出车辆10的右视图,图2示出车辆10的俯视图,图3示出车辆10的仰视图,图4示出车辆10的后视图。在图2~图4中,图示出了图1所示的车辆10的结构中的用于说明的部分,省略了其他部分的图示。在图1~图4中,示出了六个方向DF、DB、DU、DD、DR、DL。前方向DF是车辆10的前进方向,后方向DB是前方向DF的相反方向。上方向DU是铅垂向上的方向,下方向DD是上方向DU的相反方向。右方向DR是从朝前方向DF行驶的车辆10观察的右方向,左方向DL是右方向DR的相反方向。方向DF、DB、DR、DL均是水平方向。右方向DR与左方向DL垂直于前方向DF。
在本实施例中,该车辆10为单人乘座用的小型车辆。车辆10(图1、图2)为具有车身90、与车身90连结的一个前轮12F、及与车身90连结并在车辆10的宽度方向(即,与右方向DR平行的方向)上相互分离配置的两个后轮12L、12R的三轮车。前轮12F能够进行转向操纵,并配置于车辆10的宽度方向的中心。后轮12L、12R是不能进行转向操纵的驱动轮,并相对于车辆10的宽度方向的中心对称配置。
车身90(图1)具有主体部20。主体部20具有前部20a、底部20b、后部20c及支承部20d。底部20b是在水平方向(即,垂直于上方向DU的方向)上扩展的板状的部分。前部20a是从底部20b的前方向DF侧的端部朝前方向DF侧及上方向DU侧倾斜延伸的板状的部分。后部20c是从底部20b的后方向DB侧的端部朝后方向DB侧及上方向DU侧倾斜延伸的板状的部分。支承部20d是从后部20c的上端朝后方向DB延伸的板状的部分。主体部20例如具有金属制的车架、和固定于车架的面板。
车身90(图1)还具有:固定于底部20b上的座椅11;配置在比底部20b上的座椅11靠前方向DF侧的加速踏板45和制动踏板46;配置于座椅11的座面之下并固定于底部20b的控制装置110;固定于比底部20b中的位于控制装置110下方的部分的电池120;固定于前部20a的前方向DF侧的端部的转向操纵装置41;以及安装于转向操纵装置41的换挡开关47。此外,虽然省略了图示,但在主体部20中,也可以固定其他部件(例如,车篷、前照灯等)。车身90包括固定于主体部20的部件。
加速踏板45是用于使车辆10加速的踏板。加速踏板45的踏入量(也称为“加速操作量”)表示用户期望的加速力。制动踏板46是用于使车辆10减速的踏板。制动踏板46的踏入量(也称为“制动操作量”)表示用户期望的减速力。换挡开关47是用于选择车辆10的行驶模式的开关。在本实施例中,能够从“行进(drive)”、“空挡(neutral)”、“倒退(reverse)”“停车(parking)”这四种行驶模式中选择一种。“行进”是通过驱动轮12L、12R的驱动而前进的模式,“空挡”是驱动轮12L、12R自由旋转的模式,“倒退”是通过驱动轮12L、12R的驱动而后退的模式,“停车”是至少一个车轮(例如,后轮12L、12R)不能旋转的模式。
转向操纵装置41(图1)是将前轮12F支承为能够以转动轴Ax1为中心朝向车辆10的转弯方向转动的装置。转向操纵装置41具有:前叉17,其将前轮12F支承为可旋转;方向盘41a,其作为通过用户的操作而被输入用户期望的转弯方向和操作量的操作输入部;以及转向操纵马达65,其使前叉17(即,前轮12F)以转动轴Ax1为中心转动。
前叉17(图1)例如是内置有悬架(螺旋弹簧和减震器)的伸缩式叉具。转向操纵马达65例如是具有定子和转子的电动马达。定子和转子中的一方固定于主体部20,另一方固定于前叉17。
方向盘41a(图1)能够以沿方向盘41a的旋转轴延伸的支承棒41ax为中心转动。方向盘41a的转动方向(右或左)表示用户期望的转弯方向。从表示直线前进的规定方向操作方向盘41a的操作量(这里为转动角度。以下也称为“方向盘角”)表示车轮角AF(图2)的大小。车轮角AF在朝向下方向DD观察车辆10的情况下,是以前方向DF为基准的前轮12F滚动的方向D12(即,前轮12F的行进方向)的角度。该方向D12是垂直于前轮12F的旋转轴的方向。在本实施例中,“AF=0”表示“方向D12=前方向DF”,“AF>0”表示方向D12朝向右方向DR侧,“AF<0”表示方向D12朝向左方向DL侧。控制装置110(图1)在用户变更了方向盘41a的朝向的情况下,能够以使前叉17的朝向(即,前轮12F的车轮角AF(图2))与方向盘41a的朝向配合地进行变更的方式控制转向操纵马达65。
另外,转向操纵装置41的动作模式无论方向盘41a的状态如何,都包括:第一模式,将前轮12F支承为自由转动;和第二模式,通过转向操纵马达65控制车轮角AF。作为第一模式的实现方法,能够采用任意的方法。例如,通过停止向转向操纵马达65的电力供给,前轮12F被从由转向操纵马达65进行的控制中解放,变得自由转动。另外,也可以通过离合器将转向操纵马达65与前叉17连接。通过解放离合器,前轮12F从由转向操纵马达65进行的控制中解放,变得自由转动。
在转向操纵装置41的动作模式为第二模式的情况下,车轮角AF与所谓的转向操纵角对应。
如图1所示,在本实施例中,在车辆10配置于水平地面GL上的情况下,转向操纵装置41的转动轴Ax1相对于地面GL斜向倾斜,具体而言,与转动轴Ax1平行并朝向下方向DD侧的方向朝向斜前方。而且,转向操纵装置41的转动轴Ax1与地面GL的交点P2位于比前轮12F的与地面GL的接触点P1靠前方向DF侧的位置。上述点P1、P2之间的后方向DB的距离Lt被称作主销偏距(trail)。正的主销偏距Lt表示接触点P1位于比交点P2靠后方向DB侧的位置。
两个后轮12L、12R(图4)被后轮支承部80支承为可旋转。后轮支承部80具有连杆机构30、固定于连杆机构30的上部的偏斜马达(Lean motor)25、固定于连杆机构30的上部的第一支承部82以及固定于连杆机构30的前部的第二支承部83(图1)。在图1中,为了进行说明,连杆机构30、第一支承部82及第二支承部83中的被右后轮12R遮挡的部分也用实线表示。在图2中,为了进行说明,被主体部20遮挡的后轮支承部80、后轮12L、12R及连结部75用实线表示。在图1~图3中,连杆机构30被简化示出。
第一支承部82(图4)配置在连杆机构30的上方向DU侧。第一支承部82包括从左后轮12L的上方向DU侧至右后轮12R的上方向DU侧与右方向DR平行地延伸的板状的部分。第二支承部83(图1、图2)配置在连杆机构30的前方向DF侧的、左后轮12L与右后轮12R之间。
右后轮12R(图1)具备:具有轮辋的轮毂(wheel)12Ra、和安装于轮毂12Ra的轮辋的轮胎12Rb。轮毂12Ra(图4)与右电动马达51R连接。右电动马达51R具有定子和转子(省略图示)。转子和定子中的一方固定于轮毂12Ra,另一方固定于后轮支承部80。右电动马达51R的旋转轴与轮毂12Ra的旋转轴相同,并与右方向DR平行。左后轮12L的结构与右后轮12R的结构相同。具体而言,左后轮12L具有轮毂12La和轮胎12Lb。轮毂12La与左电动马达51L连接。左电动马达51L的转子和定子中的一方固定于轮毂12La,另一方固定于后轮支承部80。上述电动马达51L、51R是直接驱动后轮12L、12R的轮毂马达(In-wheel motor)。
连杆机构30(图4)具有:朝向右方向DR依次排列的三个纵连杆部件33L、21、33R、和朝向下方向DD依次排列的两个横连杆部件31U、31D。纵连杆部件33L、21、33R在车辆10停止时与铅垂方向平行。横连杆部件31U、31D在车辆10停止时与水平方向平行。两个纵连杆部件33L、33R及两个横连杆部件31U、31D形成平行四边形连杆机构。在左纵连杆部件33L固定有左电动马达51L。在右纵连杆部件33R固定有右电动马达51R。上横连杆部件31U将纵连杆部件33L、33R的上端连结。下横连杆部件31D将纵连杆部件33L、33R的下端连结。中纵连杆部件21将横连杆部件31U、31D的中央部分连结。上述连杆部件33L、33R、31U、31D、21以能够相互转动的方式连结,转动轴与前方向DF平行。在中纵连杆部件21的上部固定有第一支承部82和第二支承部83(图1)。连杆部件33L、21、33R、31U、31D及支承部82、83例如由金属形成。
偏斜马达25例如是具有定子和转子的电动马达。偏斜马达25的定子和转子中的一方固定于中纵连杆部件21,另一方固定于上横连杆部件31U。偏斜马达25的转动轴与上述连杆部件31U、21的连结部分的转动轴相同,位于车辆10的宽度方向的中心。若偏斜马达25的转子相对于定子转动,则上横连杆部件31U相对于中纵连杆部件21倾斜。由此,车辆10倾斜。
图5是表示车辆10的状态的简图。在图中,示出了车辆10的简化的后视图。图5的(A)示出车辆10直立的状态,图5的(B)示出车辆10倾斜的状态。如图5的(A)所示,在上横连杆部件31U相对于中纵连杆部件21正交的情况下,全部的车轮12F、12L、12R相对于平坦的地面GL直立。而且,包括车身90在内的车辆10的整体相对于地面GL直立。图中的车辆上方向DVU是车辆10的上方向。在车辆10不倾斜的状态下,车辆上方向DVU与上方向DU相同。此外,如后述那样,车身90能够相对于后轮支承部80转动。因此,在本实施例中,采用后轮支承部80的朝向(具体而言,作为连杆机构30的移动的基准的中纵连杆部件21的朝向)作为车辆上方向DVU。
如图5的(B)所示,在上横连杆部件31U相对于中纵连杆部件21倾斜的情况下,右后轮12R和左后轮12L中的一方朝车辆上方向DVU侧移动,另一方朝与车辆上方向DVU相反方向侧移动。即,连杆机构30和偏斜马达25使在宽度方向上相互分离配置的一对车轮12L、12R之间的垂直于旋转轴的方向的相对位置变化。其结果为,在全部的车轮12F、12L、12R与地面GL接触的状态下,上述车轮12F、12L、12R相对于地面GL倾斜。进而,包括车身90在内的车辆10的整体相对于地面GL倾斜。在图5的(B)的例子中,右后轮12R朝车辆上方向DVU侧移动,左后轮12L朝相反侧移动。其结果为,车轮12F、12L、12R进而包括车身90在内的车辆10的整体朝右方向DR侧倾斜。如后述那样,在车辆10朝右方向DR侧转弯的情况下,车辆10朝右方向DR侧倾斜。在车辆10朝左方向DL侧转弯的情况下,车辆10朝左方向DL侧倾斜。
在图5的(B)中,车辆上方向DVU相对于上方向DU朝右方向DR侧倾斜。以下,将朝向前方向DF观察车辆10的情况下的、上方向DU与车辆上方向DVU之间的角度称为倾斜角T。这里,“T>0”表示向右方向DR侧的倾斜,“T<0”表示向左方向DL侧的倾斜。在车辆10倾斜的情况下,车身90也大致朝相同方向倾斜。车辆10的倾斜角T能够称为车身90的倾斜角T。
此外,偏斜马达25具有将偏斜马达25固定为不能转动的未图示的锁定机构。通过使锁定机构动作,上横连杆部件31U被固定成不能相对于中纵连杆部件21转动。其结果为,倾斜角T被固定。例如,在车辆10停车时,倾斜角T被固定为0。作为锁定机构,优选为机械结构,并为在固定偏斜马达25(进而,连杆机构30)期间不消耗电力的机构。
在图5的(A)、图5的(B)中,示出了倾斜轴AxL。倾斜轴AxL位于地面GL上。车辆10能够以倾斜轴AxL为中心向右或左倾斜。倾斜轴AxL从后方向DB侧朝向前方向DF侧延伸。在本实施例中,倾斜轴AxL位于地面GL上,为经过前轮12F与地面GL的接触点P1并与前方向DF平行的直线。接触点P1为前轮12F的接地面(前轮12F与地面GL的接触区域)的重心位置。区域的重心是假定在区域内质量均匀分布的情况下的重心的位置。如后述那样,在车辆10转弯的情况下,偏斜马达25使车辆10朝向转弯方向侧(及,转弯的中心侧)倾斜。由此,能够使车辆10的转弯稳定。像这样,将后轮12L、12R支承为可旋转的连杆机构30、和作为使连杆机构30动作的促动器的偏斜马达25构成使车身90朝车辆10的宽度方向倾斜的倾斜机构200。倾斜角T为基于倾斜机构200而产生的倾斜角。
车身90(具体而言,主体部20)如图1、图5的(A)及图5的(B)所示,以能够以从后方向DB侧朝向前方向DF侧延伸的摇摆轴(Roll axis)AxR为中心转动的方式与后轮支承部80连结。如图2和图4所示,在本实施例中,主体部20通过悬架***70和连结部75与后轮支承部80连结。悬架***70具有左悬架70L和右悬架70R。在本实施例中,各悬架70L、70R是内置有螺旋弹簧和减震器的伸缩式悬架。各悬架70L、70R能够沿各悬架70L、70R的中心轴70La、70Ra(图4)进行伸缩。如图4所示,在车辆10直立的状态下,各悬架70L、70R的中心轴与铅垂方向大致平行。悬架70L、70R的上端部以能够以与第一轴方向(例如,前方向DF)平行的转动轴为中心转动的方式与主体部20的支承部20d连结。悬架70L、70R的下端部以能够以与第二轴方向(例如,右方向DR)平行的转动轴为中心转动的方式与后轮支承部80的第一支承部82连结。此外,悬架70L、70R与其他部件的连结部分的结构也可以是其他各种结构(例如,万向球节)。
连结部75如图1、图2所示,为朝前方向DF延伸的棒。连结部75配置于车辆10的宽度方向的中心。连结部75的前方向DF侧的端部与主体部20的后部20c连结。连结部分的结构例如是万向球节。连结部75能够相对于后部20c在预先决定的范围内朝任意方向移动。连结部75的后方向DB侧的端部与后轮支承部80的第二支承部83连结。连结部分的结构例如是万向球节。连结部75能够相对于第二支承部83在预先决定的范围内朝任意方向移动。
像这样,主体部20(进而,车身90)经由悬架***70和连结部75而与后轮支承部80连结。车身90能够相对于后轮支承部80移动。图1的摇摆轴AxR表示车身90相对于后轮支承部80朝右方向DR或者左方向DL转动的情况下的中心轴。在本实施例中,摇摆轴AxR是经过前轮12F与地面GL的接触点P1、及连结部75附近的直线。车身90能够利用悬架70L、70R的伸缩以摇摆轴AxR为中心朝宽度方向转动。此外,在本实施例中,基于倾斜机构200而产生的倾斜的倾斜轴AxL与摇摆轴AxR不同。
在图5的(A)、图5的(B)中,以摇摆轴AxR为中心转动的车身90用虚线表示。图中的摇摆轴AxR表示包括悬架70L、70R并垂直于前方向DF的平面上的摇摆轴AxR的位置。如图5的(B)所示,即使在车辆10倾斜的状态下,车身90还能够以摇摆轴AxR为中心朝右方向DR或左方向DL转动。
图中的车身上方向DBU是车身90的上方向。在车身90相对于后轮支承部80不倾斜的情况下,车身上方向DBU与车辆上方向DVU相同。如图5的(A)所示,在车辆10不倾斜、且车身90相对于后轮支承部80不倾斜的情况下,车身上方向DBU与上方向DU相同。车身90能够相对于后轮支承部80以摇摆轴AxR为中心向右或左转动。在该情况下,车身上方向DBU能够相对于车辆上方向DVU向右或左倾斜。这样的车身90的倾斜能够分别在如图5的(A)那样车辆10不倾斜的情况下、和如图5的(B)那样车辆10倾斜的情况下产生。例如,在地面GL上行驶的车辆10能够与地面GL的凹凸相对应地振动。因该振动引起车身90能够相对于后轮支承部80朝车辆的宽度方向转动(进而,振动)。以下,将朝向前方向DF观察车辆10的情况下的、上方向DU与车身上方向DBU之间的角度称作摇摆角(Roll angle)Tr。这里,“Tr>0”表示向右方向DR侧的倾斜,“Tr<0”表示向左方向DL侧的倾斜。摇摆角Tr可以是与倾斜角T不同的值。
车身90能够通过利用后轮支承部80产生的转动、及利用悬架***70和连结部75产生的转动,相对于铅垂上方向DU(进而,地面GL)朝车辆10的宽度方向转动。像这样,将综合车辆10的整体来实现的车身90的宽度方向的转动也称为摇摆(roll)。在本实施例中,车身90的摇摆主要通过后轮支承部80、悬架***70及连结部75的整体而引起。另外,通过车身90、轮胎12Rb、12Lb等车辆10的部件的变形,也产生摇摆。
在图1、图5的(A)及图5的(B)中,示出了重心90c。该重心90c是满载状态下的车身90的重心。满载状态是车辆10以车辆10的总重量变成允许的车辆总重量的方式装载乘客(可能的话也有货物)的状态。例如,存在未规定货物的最大重量,而规定了最大定员数的情况。在该情况下,重心90c是与车辆10对应的最大定员数的乘客搭乘车辆10的状态下的重心。作为乘客的体重,采用与最大定员数预先对应的基准体重(例如,55kg)。另外,除最大定员数之外,有时还规定了货物的最大重量。在该情况下,重心90c是装载了最大定员数的乘客、和最大重量的货物的状态下的车身90的重心。
如图示那样,在本实施例中,重心90c配置在摇摆轴AxR的下方向DD侧。因此,在车身90以摇摆轴AxR为中心振动的情况下,能够抑制振动的振幅过大。在本实施例中,为了将重心90c配置在摇摆轴AxR的下方向DD侧,车身90(图1)的要素中比较重的要素亦即电池120配置在较低的位置。具体而言,电池120固定于车身90的主体部20中的最低的部分亦即底部20b。因此,能够容易地使重心90c比摇摆轴AxR低。
图6是转弯时的力的平衡的说明图。在图中,示出了转弯方向为右方向的情况下的后轮12L、12R的后视图。如后述那样,在转弯方向为右方向的情况下,存在控制装置110(图1)以后轮12L、12R(进而,车辆10)相对于地面GL朝右方向DR倾斜的方式控制偏斜马达25的情况。
图中的第一力F1是作用于车身90的离心力。第二力F2是作用于车身90的重力。这里,将车身90的质量设为m(kg),将重力加速度设为g(大约9.8m/s2),将车辆10相对于铅垂方向的倾斜角设为T(度),将转弯时的车辆10的速度设为V(m/s),将转弯半径设为R(m)。第一力F1与第二力F2用以下的式1、式2表示。
F1=(m*V2)/R (式1)
F2=m*g (式2)
这里,*为乘法符号(下同)。
另外,图中的力F1b是第一力F1的、垂直于车辆上方向DVU的方向的成分。力F2b是第二力F2的、垂直于车辆上方向DVU的方向的成分。力F1b与力F2b用以下的式3、式4表示。
F1b=F1*cos(T) (式3)
F2b=F2*sin(T) (式4)
这里,“cos()”是余弦函数,“sin()”是正弦函数(下同)。
力F1b是使车辆上方向DVU朝左方向DL侧转动的成分,力F2b是使车辆上方向DVU朝右方向DR侧转动的成分。在车辆10保持倾斜角T(进一步,速度V与转弯半径R)的同时稳定地持续转弯的情况下,F1b与F2b的关系用以下的式5表示。
F1b=F2b (式5)
若将上述的式1~4代入式5中,则转弯半径R用下式6表示。
R=V2/(g*tan(T)) (式6)
这里,“tan()”是正切函数(下同)。
式6不取决于车身90的质量m而成立。
图7是表示车轮角AF与转弯半径R的简化关系的说明图。在图中,示出了朝向下方向DD观察的车轮12F、12L、12R。在图中,前轮12F朝右方向DR转动,车辆10朝右方向DR转弯。图中的前中心Cf是前轮12F的中心。前中心Cf位于前轮12F的旋转轴上。前中心Cf位于与接触点P1(图1)大致相同的位置。后中心Cb是两个后轮12L、12R的中心。后中心Cb位于后轮12L、12R的旋转轴上的后轮12L、12R之间的中央。中心Cr是转弯的中心(称作转弯中心Cr)。轴距(Wheelbase)Lh是前中心Cf与后中心Cb之间的前方向DF的距离。如图1所示,轴距Lh是前轮12F的旋转轴与后轮12L、12R的旋转轴之间的前方向DF的距离。
如图7所示,前中心Cf、后中心Cb及转弯中心Cr形成直角三角形。点Cb的内角为90度。点Cr的内角与车轮角AF相同。因此,车轮角AF与转弯半径R的关系用以下的式7表示。
AF=arctan(Lh/R) (式7)
这里,“arctan()”是正切函数的反函数(下同)。
此外,在实际的车辆10的行为与图7的简化行为之间存在各种差异。例如,实际的车轮12F、12L、12R可以相对于地面GL滑动。并且,实际的后轮12L、12R倾斜。因此,实际的转弯半径可以与式7的转弯半径R不同。但是,式7能够用过表示车轮角AF与转弯半径R的关系的较好的近似式。
在前进过程中,如图5的(B)所示,在车辆10朝右方向DR侧倾斜的情况下,车身90的重心90c向右方向DR侧移动,因此车辆10的行进方向朝右方向DR侧变化。另外,在本实施例中,如在图1中说明的那样,车辆10具有正的主销偏距Lt。因此,在前进过程中,在车辆10朝右方向DR侧倾斜的情况下,前轮12F的朝向(即,车轮角AF)能够自然地朝车辆10的新的行进方向,即,倾斜方向(在图5的(B)的例子中,为右方向DR)转动。在转向操纵装置41以第一模式(前轮12F自由转动)动作的情况下,前轮12F的朝向在倾斜角T的变更开始之后,紧接着自然地朝倾斜方向转动。进而,车辆10朝向倾斜方向转弯。
另外,在转弯半径与用上述的式6表示的转弯半径R相同的情况下,力F1b、F2b(图6、式5)相互平衡,因此车辆10的行为稳定。以倾斜角T转弯的车辆10欲以用式6表示的转弯半径R转弯。另外,车辆10具有正的主销偏距Lt,因此前轮12F的朝向(车轮角AF)自然地变得与车辆10的行进方向相同。因此,在车辆10以倾斜角T转弯的情况下,自由转动的前轮12F的朝向(车轮角AF)能够稳定在由用式6表示的转弯半径R、和式7确定出的车轮角AF的朝向。像这样,车轮角AF追随车身90的倾斜而变化。
另外,在本实施例中,在车身90倾斜的情况下,对前轮12F作用使车轮角AF朝倾斜方向转动的力,而不取决于主销偏距Lt。图8是作用于旋转的前轮12F的力的说明图。在图中,示出了前轮12F的立体图。在图8的例子中,前轮12F的方向D12与前方向DF相同。旋转轴Ax2是前轮12F的旋转轴。在车辆10前进的情况下,前轮12F以该旋转轴Ax2为中心旋转。在图中,示出了转向操纵装置41(图1)的转动轴Ax1、和前轴Ax3。转动轴Ax1从上方向DU侧朝向下方向DD侧延伸。前轴Ax3是经过前轮12F的重心12Fc,并与前轮12F的方向D12平行的轴。此外,前轮12F的旋转轴Ax2也经过前轮12F的重心12Fc。
如在图1等说明的那样,在本实施例中,支承前轮12F的转向操纵装置41固定于车身90。因此,在车身90倾斜的情况下,转向操纵装置41与车身90一同倾斜,因此前轮12F的旋转轴Ax2也同样地,欲向相同的方向倾斜。在行驶过程中的车辆10的车身90朝右方向DR侧倾斜的情况下,对以旋转轴Ax2为中心旋转的前轮12F作用使其朝右方向DR侧倾斜的扭矩Tq1(图8)。该扭矩Tq1包括欲使前轮12F以前轴Ax3为中心朝右方向DR侧倾斜的力的成分。像这样,对旋转的物体施加外部扭矩的情况下的物体的运动作为进动被已知。例如,旋转的物体以与旋转轴和外部扭矩的轴垂直的轴为中心转动。在图8的例子中,通过扭矩Tq1的施加,旋转的前轮12F以转向操纵装置41的转动轴Ax1为中心朝右方向DR侧转动。像这样,因旋转的前轮12F的角动量所引起的前轮12F的方向(即,车轮角AF)追随车身90的倾斜而变化。
以上,说明了车辆10朝右方向DR侧倾斜的情况。车辆10朝左方向DL侧倾斜的情况也是同样的。
在车辆10反复进行右转弯和左转弯的情况下,倾斜角T在右与左之间振动。由此,车身90的朝向亦即车身上方向DBU也在右与左之间振动。车轮角AF能够追随车身90的振动而振动。具体而言,车轮角AF能够追随车身90的摇摆角Tr(图5的(A)、图5的(B))的振动而振动。
图9是表示摇摆角Tr的振动和车轮角AF的振动的例子的图表。横轴表示时间TM,纵轴表示摇摆角Tr和车轮角AF。图表GTr表示摇摆角Tr的振动的例子,图表GAF1、GAF2分别表示车轮角AF的振动的例子。如通过上述图表GAF1、GAF2所示那样,车轮角AF追随摇摆角Tr的振动而振动。并且,车轮角AF的振动的相位比摇摆角Tr的振动的相位延迟。图中的延迟相位差Dpa1、Dpa2表示车轮角AF相对于摇摆角Tr的相位的延迟量。第一图表GAF1的延迟相位差Dpa1比第二图表GAF2的延迟相位差Dpa2小。此外,在图中,为了易于观看图表,将车轮角AF的振幅以与摇摆角Tr的振幅相同的振幅表示。实际上,车轮角AF的振幅可以与摇摆角Tr的振幅不同。
车轮角AF的变化的延迟可能由于各种原因而产生。例如,前轮12F的朝向(即,车轮角AF)的变化由于以转向操纵装置41的转动轴Ax1为中心与前轮12F一同转动的部件(例如,前叉17)的转动惯量而被抑制。另外,由于以转动轴Ax1为中心的转动的阻力(例如,摩擦),车轮角AF的变化被抑制。上述结果为,车轮角AF的变化可能相对于摇摆角Tr的变化延迟。另外,车辆10的行进方向的变化由于与车辆10的转弯相关的转动惯量(也被称作横摆力矩)而被抑制。其结果为,行进方向的变化可能相对于摇摆角Tr的变化延迟。进而,由于行进方向的变化的延迟,车轮角AF的变化可能延迟。
此外,车身90即使在倾斜角T不振动而维持为恒定值的状态下,也能够振动。例如,车辆10即使在维持为0的倾斜角T的同时直线前进的情况下,也能够因地面GL的细小的凹凸而引起车身90左右振动。因这样的车身90的振动导致车轮角AF可能振动。进而,如在图9中说明的那样,车轮角AF的振动的相位可能比摇摆角Tr的振动的相位延迟。
图10是表示摇摆角Tr的振动频率FQ、同摇摆角Tr的振动与车轮角AF的振动之间的相位差Dp的对应关系的图表。横轴表示振动频率FQ(单位为Hz),纵轴表示相位差Dp(单位为度)。Dp=0表示车轮角AF的振动与摇摆角Tr的振动为同相位。Dp<0表示车轮角AF的振动比摇摆角Tr的振动延迟。相位差Dp的绝对值越大,车轮角AF的振动越比摇摆角Tr的振动延迟。以下,将相位差Dp的绝对值也称作延迟相位差Dpa。
图中的第一图表GV1表示车辆10的速度V(也称作车速V)为比0快的第一速度V1情况下的对应关系,第二图表GV2表示车速V为比第一速度V1快的第二速度V2情况下的对应关系。
如图示那样,在两个图表GV1、GV2中的任意一个中,在车速V相同的情况下,振动频率FQ越大,延迟相位差Dpa越大。其理由如下。与振动频率FQ较小的情况相比,在振动频率FQ较大的情况下,摇摆角Tr的变化较快。因此,为了实现较小的延迟相位差Dpa,要求车轮角AF较快的变化。但是,如上述那样,车轮角AF的急剧的变化由于各种原因而被抑制。因此,与振动频率FQ较小的情况相比,在振动频率FQ较大的情况下,延迟相位差Dpa变大。
另外,如图示那样,在振动频率FQ相同的情况下,较快的第二速度V2下延迟相位差Dpa(第二图表GV2)与较慢的第一速度V1时的延迟相位差Dpa(第一图表GV1)相比较小。其理由如下。如在图8中说明的那样,在车身90向右方向DR侧倾斜的情况下,对前轮12F作用使其以转动轴Ax1为中心向右方向DR侧转动的力。车速V越快,前轮12F的角动量越大。因此,车速V越快,使前轮12F以转动轴Ax1为中心向右方向DR转动的力越大。因此,与车速V较慢的情况相比,在车速V较快的情况下,车轮12F的方向(即,车轮角AF)能够容易地追随摇摆角Tr而变化。其结果为,在振动频率FQ相同的情况下,车速V越快,延迟相位差Dpa越小。
在延迟相位差Dpa为90度的情况下(即,在相位差Dp为-90度的情况下),在右与左之间转动的前轮12F能够使车身90的振动的振幅增大。图9的第二图表GAF2表示延迟相位差Dpa2为90度的情况。在图中,示出了两个状态Sa、Sb。第一状态Sa是车身90以最大振幅(最大的摇摆角Tr)向右方向DR倾斜的状态。第二状态Sb是车身90从第一状态Sa朝左方向DL转动,摇摆角Tr变为0度的状态。在该第二状态Sb下,车身90的振动的角速度最快。另一方面,由于车轮角AF比摇摆角Tr延迟90度,因此在该第二状态Sb下,车轮角AF(第二图表GAF2)以最大振幅(最大的车轮角AF)朝向右方向DR。这样的车轮角AF的前轮12F使车辆10向右方向DR转弯,因此对车身90作用朝向左方向DL的离心力。像这样,对以最大的角速度朝左转动的车身90进一步作用朝向左方向DL的离心力。其结果为,车身90的振动的振幅能够增大。尤其是,在摇摆角Tr的振动频率与车身90的固有振动频率相同的情况下,车身90的振动的振幅易变大。车身90的振动的振幅的增大存在使车辆10的行驶稳定性下降的情况。例如,存在在行驶过程中,车身90无意地进行振动的情况。
此外,车身90的固有振动频率例如通过以下的方法被确定出。使车辆10在水平的地面GL上停止。倾斜角T被维持为0度。在该状态下,对车身90施加右方向DR的力,使车身90朝右方向DR侧倾斜。进而,停止力的施加,使车身90***。于是,车身90在右与左之间振动。能够采用该振动的振动频率作为固有振动频率。
图10的基准振动频率FQ1、FQ2表示相位差Dp变为-90度的振动频率。第一基准振动频率FQ1是车速V为第一速度V1的情况下的振动频率,第二基准振动频率FQ2是车速V为第二速度V2的情况下的振动频率(以下,简称为第一振动频率FQ1、第二振动频率FQ2)。在本实施例中,控制装置110(图1)在车速V为第一速度V1以上且第二速度V2以下的速度范围内,使转向操纵装置41以车轮角AF追随车身90的倾斜而变化的第一模式M1动作。在车速V小于第一速度V1的情况下、和车速V超过第二速度V2的情况下,控制装置110使转向操纵装置41以与方向盘41a的操作量相对应地对车轮角AF能动地进行控制的第二模式M2动作。在该情况下,在第一模式M1下,相位差Dp为-90度的振动频率FQ为第一振动频率FQ1以上且第二振动频率FQ2以下的范围内。因此,车身90的固有振动频率FQx为小于第一振动频率FQ1、或者超过第二振动频率FQ2的情况下,即使在第一模式M1中相位差Dp变成-90度,车身90的振动频率FQ也能够避免变得与固有振动频率相同。即,能够抑制车身90的振动的振幅增大。
第一速度V1例如为时速15km,第二速度V2例如为时速60km。与速度V1、V2对应的基准振动频率FQ1、FQ2能够通过实验确定。并且,在本实施例中,以车身90的固有振动频率FQx小于第一振动频率FQ1、或者超过第二振动频率FQ2的方式构成车辆10。作为调整固有振动频率的方法,能够采用各种方法。作为增大固有振动频率的方法,例如能够采用增大悬架70L、70R(图4)的弹簧常数的方法。作为减小固有振动频率的方法,例如能够采用减小悬架70L、70R的弹簧常数的方法。
图11是表示与车辆10的控制相关的结构的框图。车辆10作为与控制相关的结构,具有车速传感器122、方向盘角传感器123、车轮角传感器124、偏斜角传感器125、加速踏板传感器145、制动踏板传感器146、换挡开关47、控制装置110、右电动马达51R、左电动马达51L、偏斜马达25以及转向操纵马达65。
车速传感器122是检测车辆10的车速的传感器。在本实施例中,车速传感器122安装于前叉17(图1)的下端,检测前轮12F的旋转速度、即车速。
方向盘角传感器123是检测方向盘41a的朝向(即,方向盘角)的传感器。“方向盘角=0”表示直线前进,“方向盘角>0”表示右转弯,“方向盘角<0”表示左转弯。方向盘角表示用户所希望的车轮角AF、即车轮角AF的目标值。在本实施例中,方向盘角传感器123安装于固定于方向盘41a(图1)的支承棒41ax。
车轮角传感器124是检测前轮12F的车轮角AF的传感器。在本实施例中,车轮角传感器124安装于转向操纵马达65(图1)。
偏斜角传感器125是检测倾斜角T的传感器。偏斜角传感器125安装于偏斜马达25(图4)。如上述那样,上横连杆部件31U相对于中纵连杆部件21的朝向与倾斜角T对应。偏斜角传感器125检测上横连杆部件31U相对于中纵连杆部件21的朝向、即倾斜角T。
加速踏板传感器145是检测加速操作量的传感器。在本实施例中,加速踏板传感器145安装于加速踏板45(图1)。制动踏板传感器146是检测制动操作量的传感器。在本实施例中,制动踏板传感器146安装于制动踏板46(图1)。
此外,各传感器122、123、124、125、145、146例如通过使用旋转变压器、或者编码器而构成。
控制装置110具有车辆控制部100、驱动装置控制部101、偏斜马达控制部102及转向操纵马达控制部103。控制装置110使用来自电池120(图1)的电力而动作。控制部100、101、102、103分别具有计算机。各计算机具有处理器(例如,CPU)、易失性存储装置(例如,DRAM)及非易失性存储装置(例如,闪存)。在非易失性存储装置预先储存有用于控制部的动作的程序。处理器通过执行程序来执行各种处理。
车辆控制部100的处理器接收来自传感器122、123、124、125、145、146及换挡开关47的信号,并根据接收到的信号控制车辆10。具体而言,车辆控制部100的处理器通过对驱动装置控制部101、偏斜马达控制部102及转向操纵马达控制部103输出指示来控制车辆10(详细内容后文叙述)。
驱动装置控制部101的处理器根据来自车辆控制部100的指示控制电动马达51L、51R。偏斜马达控制部102的处理器根据来自车辆控制部100的指示控制偏斜马达25。转向操纵马达控制部103的处理器根据来自车辆控制部100的指示控制转向操纵马达65。上述控制部101、102、103分别具有对控制对象的马达51L、51R、25、65供给来自电池120的电力的电路(例如,逆变器电路)。
以下,将控制部的处理器执行处理简单表现为控制部执行处理。
图12是表示利用控制装置110(图11)执行的控制处理的例子的流程图。图12的流程图示出了后轮支承部80与转向操纵装置41的控制的顺序。在图12的实施例中,控制装置110在车速V为第一速度V1以上且第二速度V2以下的速度范围(以下,称作允许速度范围)内的情况下,使转向操纵装置41在将前轮12F支承为自由转动的第一模式下动作。在该第一模式下,允许前轮12F的车轮角AF追随车身90的倾斜而变化。在车速V为允许速度范围外的情况下(即,在车速V小于第一速度V1、或者车速V比第二速度V2快的情况下),控制装置110使转向操纵装置41在对前轮12F的方向(即,车轮角AF)能动地进行控制的第二模式下动作。另外,控制装置110分别在车速V为允许速度范围内的情况下、和允许速度范围外的情况下,进行使车辆10倾斜的偏斜控制。在图12中,对各处理标注将字母“S”、与接在字母“S”后面的数字进行组合的附图标记。
在S100中,车辆控制部100获取来自传感器122、123、124、125、145、146及换挡开关47的信号。由此,车辆控制部100确定出速度V、方向盘角、车轮角AF、倾斜角T、加速操作量、制动操作量及行驶模式。
在S102中,车辆控制部100判定车速V是否超过预先决定的上限速度Vth。在车速V超过上限速度Vth的情况下(S102:是),在S104中,车辆控制部100将用于使电动马达51R、51L的输出下降的指示供给至驱动装置控制部101。驱动装置控制部101根据指示,使向电动马达51R、51L供给的电力下降。由此,电动马达51R、51L的输出下降,因此抑制了车速V超过上限速度Vth而变得过快。车辆控制部100在向驱动装置控制部101供给指示之后,过渡至S110。在车速V为上限速度Vth以下的情况下(S102:否),车辆控制部100跳过S104,过渡至S110。
在S110中,车辆控制部100判断是否满足用于使转向操纵装置41在第一模式(前轮12F自由转动)下动作的条件(以下称作“解放条件”)。在本实施例中,解放条件为“行驶模式”是“行进”或者“空挡”,并且速度V为允许速度范围内。在车辆10前进时,在车速V为允许速度范围内的情况下,满足解放条件。
在满足解放条件的情况下(S110:是),在S120中,车辆控制部100将用于使转向操纵装置41在第一模式下动作的指示供给至转向操纵马达控制部103。转向操纵马达控制部103根据指示,停止向转向操纵马达65的电力供给。由此,转向操纵马达65变得自由转动,进而,转向操纵装置41将前轮12F支承为以转动轴Ax1为中心自由转动。
在S130中,车辆控制部100确定出与方向盘角对应的第一目标倾斜角T1。在本实施例中,第一目标倾斜角T1是将方向盘角(単位为度)乘以规定的系数(例如,30/60)而得到的值。此外,作为方向盘角与第一目标倾斜角T1的对应关系,能够代替比例关系,而采用像方向盘角的绝对值越大则第一目标倾斜角T1的绝对值越大那样的各种关系。表示方向盘角与第一目标倾斜角T1的对应关系的信息预先储存于车辆控制部100的非易失性存储装置。车辆控制部100参照该信息,根据利用参照的信息预先决定的对应关系,确定出与方向盘角对应的第一目标倾斜角T1。
此外,如上述那样,式6表示倾斜角T、速度V及转弯半径R的对应关系,式7表示转弯半径R与车轮角AF的对应关系。若将上述式6、式7综合起来,则确定出倾斜角T、速度V及车轮角AF的对应关系。方向盘角与第一目标倾斜角T1的对应关系能够通过倾斜角T、速度V及车轮角AF的对应关系,将方向盘角与车轮角AF对应(这里,车轮角AF能够取决于速度V而变化)。
车辆控制部100将用于控制偏斜马达25以使倾斜角T成为第一目标倾斜角T1的指示供给至偏斜马达控制部102。偏斜马达控制部102根据指示驱动偏斜马达25,以使倾斜角T成为第一目标倾斜角T1。由此,车辆10的倾斜角T变更为与方向盘角对应的第一目标倾斜角T1。像这样,车辆控制部100与偏斜马达控制部102作为控制使车身90倾斜的连杆机构30与偏斜马达25的倾斜控制部发挥作用(也称作倾斜控制部190)。
在紧接着的S140中,如上述那样,前轮12F朝由式6表示的转弯半径R和式7确定出的车轮角AF的方向自然转动。前轮12F的转动在倾斜角T的变更开始之后自然地开始。即,车轮角AF追随车身90的倾斜而变化。进而,图8的处理结束。控制装置110反复执行图8的处理。在满足解放条件的情况下,控制装置110持续进行转向操纵装置41在第一模式下的动作、和在S130中的倾斜角T的控制。其结果为,车辆10朝适合于方向盘角的行进方向行驶。
在不满足解放条件的情况下(S110:否),车辆控制部100过渡至S160。此外,在本实施例中,不满足解放条件的情况为以下的任意一种情况。
1)行驶模式为“行进”或者“空挡”,且速度V为允许速度范围外。
2)行驶模式为“停车”。
3)行驶模式为“倒退”。
在S160中,车辆控制部100将用于使转向操纵装置41在第二模式下动作的指示供给至转向操纵马达控制部103。在本实施例中,转向操纵马达控制部103根据指示向转向操纵马达65供给电力。在本实施例中,转向操纵马达控制部103以将车轮角AF维持为通过反复执行的S180(详细在后文叙述)决定的目标车轮角的方式控制转向操纵马达65。前轮12F(车轮角AF)自由的转动被转向操纵马达65禁止。
在S170中,与S130同样地,车辆控制部100确定出第一目标倾斜角T1。进而,车辆控制部100将用于控制偏斜马达25以使倾斜角T成为第一目标倾斜角T1的指示供给至偏斜马达控制部102。偏斜马达控制部102根据指示驱动偏斜马达25,以使倾斜斜角T成为第一目标倾斜角T1。由此,车辆10的倾斜角T变更为第一目标倾斜角T1。
此外,在低速时(例如,速度V为小于第一速度V1的情况下),倾斜角T也可以控制为与第一目标倾斜角T1相比绝对值较小的第二目标倾斜角T2。第二目标倾斜角T2例如也可以用以下的式8表示。
T2=(V/V1)T1 (式8)
在式8中表示的第二目标倾斜角T2从0至第一速度V1与车速V成比例地变化。第二目标倾斜角T2的绝对值为第一目标倾斜角T1的绝对值以下。该理由如下。与高速时相比,在低速时,行进方向被频繁变更。因此,在低速时,通过减小倾斜角T的绝对值,能够使伴随行进方向的频繁变更的行驶稳定化。此外,第二目标倾斜角T2与车速V的关系也可以是车速V越大则第二目标倾斜角T2的绝对值越大那样的其他各种关系。
在开始了倾斜角T的变更(S170)后的S180中,车辆控制部100决定第一目标车轮角AFt1。第一目标车轮角AFt1根据方向盘角与车速V而被决定。在本实施例中,由在S170中确定出的目标倾斜角、和上述的式6、式7确定出的车轮角AF被用作第一目标车轮角AFt1。进而,车辆控制部100将用于控制转向操纵马达65以使车轮角AF成为第一目标车轮角AFt1的指示供给至转向操纵马达控制部103。转向操纵马达控制部103根据指示驱动转向操纵马达65,以使车轮角AF成为第一目标车轮角AFt1。由此,车辆10的车轮角AF被变更为第一目标车轮角AFt1。
此外,在低速时(例如,在车速V小于第一速度V1的情况下),车轮角AF也可以被控制为与第一目标车轮角AFt1相比绝对值较大的第二目标车轮角AFt2。例如,也可以第二目标车轮角AFt2在方向盘角相同的情况下,被决定为车速V越小则第二目标车轮角AFt2的绝对值越大。根据该结构,能够减小在速度V较小的情况下的车辆10的最小旋转半径。无论在哪种情况下,都优选为,第二目标车轮角AFt2在车速V相同的情况下,被决定为方向盘角的绝对值越大则第二目标车轮角AFt2的绝对值越大。另外,优选在车速V在小于第一速度V1的车速V、与第一速度V1以上的车速V之间变化的情况下,以车轮角AF与倾斜角T平滑地变化的方式,控制车轮角AF与倾斜角T。
此外,车辆控制部100在倾斜角T的变更(S170)开始后、倾斜角T的变更(S170)结束之前,开始前轮12F的转动(S180)。除此之外,车辆控制部100也可以在倾斜角T的变更(S170)结束之后,开始前轮12F的转动(S180)。
对应于S170、S180结束,图12的处理结束。控制装置110反复执行图12的处理。在不满足解放条件的情况下,控制装置110持续进行转向操纵装置41在第二模式下的动作、在S170中的倾斜角T的控制、及在S180中的车轮角AF的控制。其结果为,车辆10朝向适于方向盘角的行进方向行驶。
虽然省略了图示,但车辆控制部100与驱动装置控制部101作为与加速操作量与制动操作量相对应地控制电动马达51L、51R的驱动控制部发挥作用。在本实施例中,具体而言,在加速操作量增大的情况下,车辆控制部100将用于使电动马达51L、51R的输出功率增大的指示供给至驱动装置控制部101。驱动装置控制部101根据指示控制电动马达51L、51R,以使输出功率增大。在加速操作量减少的情况下,车辆控制部100将用于使电动马达51L、51R的输出功率减少的指示供给至驱动装置控制部101。驱动装置控制部101根据指示控制电动马达51L、51R,以使输出功率减少。
在制动操作量变得比0大的情况下,车辆控制部100将用于使电动马达51L、51R的输出功率减少的指示供给至驱动装置控制部101。驱动装置控制部101根据指示控制电动马达51L、51R,以使输出功率减少。此外,优选车辆10具有通过摩擦降低所有的车轮12F、12L、12R中的至少一个车轮的旋转速度的制动装置。而且,优选在用户踩下制动踏板46的情况下,制动装置降低至少一个车轮的旋转速度。
综上所述,在本实施例中,在满足包括车速V处于第一速度V1以上且第二速度V2以下的允许速度范围内的情况的解放条件的情况下(图12:S110:是),车辆控制部100控制后轮支承部80,以使转向操纵装置41在允许车轮角AF追随车身90倾斜而变化的第一模式下动作(S120),并与对方向盘41a的输入相对应地使车身90倾斜(S130)。而且,车辆10构成为车身90的摇摆振动的固有振动频率FQx比第一振动频率FQ1小、或者比第二振动频率FQ2大。因此,能够抑制因车轮角AF的相位的延迟而导致的车身90的摇摆振动变大。
这里,车身90的固有振动频率FQx也可以比第二基准振动频率FQ2大。如上述那样,在车速V超过第二速度V2的情况下(图12:S110:否),车辆控制部100与向方向盘41a的输入相对应地控制车轮角AF(S160、S180)。因此,车轮角AF的振动被抑制,因而能够抑制因车轮角AF的振动所导致的车身90的摇摆振动变大。
另外,也可以第一速度V1比0大,车身90的固有振动频率FQx比第一基准振动频率FQ1小。如上述那样,在车速V小于第一速度V1的情况下(图12:S110:否),车辆控制部100与向方向盘41a的输入相对应地控制车轮角AF(S160)。因此,车轮角AF的振动被抑制,因而能够抑制因车轮角AF的振动所导致的车身90的摇摆振动变大。
另外,也可以车身90的固有振动频率FQx比第二基准振动频率FQ2大、进一步,第二速度V2为车辆10的最高速度。在该情况下,在最高速度以下的车速V的范围内,避免了相位差Dp(图10)为-90度的振动频率变得与固有振动频率FQx相同,因此能够抑制车身90的摇摆振动变大。这里,车辆10的最高速度也可以是在图12的S102中使用的上限速度Vth。根据该结构,能够抑制在能够通过电动马达51R、51L实现的上限速度Vth以下的车速V的范围内,车身90的摇摆振动变大。此外,车辆控制部100与驱动装置控制部101的整体是在速度V超过上限速度Vth的情况下使作为驱动装置的马达51L、51R的输出降低的输出限制部的例子(称作输出限制部160)。
B.第二实施例:
图13是表示与车辆10c的控制相关的结构的框图。在本实施例中,控制装置110c通过偏斜马达25的控制与车速V相对应地对车身90的摇摆振动的固有振动频率进行变更。在图13中,示出了车辆10c的控制装置110c中、与偏斜马达25的控制相关联的部分。在本实施例中,控制装置110c在图12的S130中以倾斜角T接近第一目标倾斜角T1的方式进行使用第一目标倾斜角T1与倾斜角T的差dT的偏斜马达25的反馈控制。具体而言,进行所谓的PID(Proportional Integral Derivative:比例积分微分)控制。通过该控制,在差dT的绝对值较大的情况下,偏斜马达25的扭矩的大小变大,倾斜角T接近第一目标倾斜角T1。关于详细内容在后文叙述,但P增益与车速V相对应地变更,由此车身90的摇摆振动的固有振动频率与车速V相对应地变更。此外,除P增益(进而,车身90的固有振动频率)与车速V相对应地变更这一点以外,本实施例的车辆10c的结构与第一实施例的车辆10对应的部分的结构相同。例如,控制装置110c(图13)之中、除偏斜马达控制部102c以外的部分的结构与图11的控制装置110对应的部分的结构相同。另外,控制装置110c根据图12的处理控制车辆10c。
如图13所示,偏斜马达控制部102c包括第一相加点310、P增益控制部315、P控制部320、I控制部330、D控制部340、第二相加点350及电力控制部360。此外,在本实施例中,偏斜马达控制部102c与图11的偏斜马达控制部102同样地,具有未图示的计算机。偏斜马达控制部102c的计算机具有处理器、易失性存储装置及非易失性存储装置。在非易失性存储装置中预先储存有用于偏斜马达控制部102c的动作的程序。处理器通过执行程序,来执行各种处理。处理部310、315、320、330、340、350通过偏斜马达控制部102c的处理器而实现。另外,电力控制部360使用向偏斜马达25供给来自电池120的电力的电路(例如,逆变器电路)而实现。以下,也将处理器作为处理部310、315、320、330、340、350、360执行处理表现为处理部310、315、320、330、340、350、360执行处理。
图14是表示控制偏斜马达25的处理的例子的流程图。该处理表示图12的S130的处理的例子。在S200中,车辆控制部100分别从车速传感器122、方向盘角传感器123及偏斜角传感器125获取表示车速V的信息、表示方向盘角Ai的信息及表示倾斜角T的信息。在S210中,车辆控制部100决定第一目标倾斜角T1。在本实施例中,第一目标倾斜角T1与第一实施例同样地,基于方向盘角Ai而被决定。
在S220中,偏斜马达控制部102c的第一相加点310从车辆控制部100获取表示第一目标倾斜角T1的信息和表示倾斜角T的信息。进而,第一相加点310将表示从第一目标倾斜角T1减去倾斜角T而得到的差dT的信息输出给P控制部320、I控制部330及D控制部340。
在S230中,P增益控制部315从车辆控制部100获取表示车速V的信息,并使用车速V决定P增益Kp。在本实施例中,车速V与P增益Kp的对应关系被预先决定(详细内容后文叙述)。在S235中,P控制部320使用差dT与P增益Kp决定比例项Vp。比例相Vp的决定方法也可以是用于决定PID控制的比例项的公知的方法。例如,对差dT乘以P增益Kp而得到的值作为比例项Vp被输出。
在S240中,I控制部330使用差dT和I增益Ki决定积分项Vi。在本实施例中,I增益Ki被预先决定。积分项Vi的决定方法可以是用于决定PID控制的积分项的公知的方法。例如,对差dT的积分值乘以I增益Ki而得到的值作为积分项Vi被输出。用于对差dT进行积分的时间大小既可以被预先决定,或者也可以基于其他参数(例如,I增益Ki)而被决定。
在S250中,D控制部340使用差dT和D增益Kd决定微分项Vd。在本实施例中,D增益Kd被预先决定。微分相Vd的决定方法可以是用于决定PID控制的微分相的公知的方法。例如,对差dT的微分值乘以D增益Kd而得到的值作为微分相Vd被输出。用于确定出差dT的微分值的时间差既可以被预先决定,或者也可以基于其他参数(例如,D增益Kd)被决定。
此外,用于决定比例相Vp的处理S230、S235、用于决定积分项Vi的处理S240、及用于决定微分相Vd的处理S250并行执行。
在S260中,第二相加点350分别从控制部320、330、340获取表示相Vp、Vi、Vd的信息。进而,第二相加点350确定出上述相Vp、Vi、Vd的总计亦即控制值Vc,并将表示控制值Vc的信息输出给电力控制部360。在S270中,电力控制部360根据控制值Vc控制对偏斜马达25供给的电力。控制值Vc的绝对值越大,电力的大小越大。另外,因控制值Vc引起的偏斜马达25的扭矩的朝向是使倾斜角T接近第一目标倾斜角T1的朝向。
控制装置110c反复执行图12的S130、即,图14的处理。由此,以倾斜角T接近第一目标倾斜角T1的方式控制供给至偏斜马达25的电力。
图15的(A)是表示车速V与P增益Kp的对应关系的图表。横轴表示车速V,纵轴表示P增益Kp。在图中,示出了能够在本实施例利用的四个P增益Kpa~Kpd。
任一个P增益Kpa~Kpd均是车速V越快其越大。另外,在车速V相同的情况下,四个P增益Kpa~Kpd的大小关系为Kpa>Kpb>Kpc>Kpd。其中,较小的两个P增益Kpc、Kpd在车速V为0的情况下,为0。并且,较大的两个P增益Kpa、Kpb在车速V的整个范围内比0大。
图15的(B)是表示P增益Kp与车身90的固有振动频率FQx的对应关系的图表。如上述那样,在本实施例中,通过使用倾斜角T和第一目标倾斜角T1的所谓的PID控制,偏斜马达25被控制。在PID控制中,P增益Kp越大,比例相Vp的绝对值(进而,控制值Vc的绝对值)越大。因此,在差dT的绝对值相同的情况下,P增益Kp越大,偏斜马达25的扭矩的大小越大。即,P增益Kp越大,车身90的摇摆被抑制。其结果为,P增益Kp越大,固有振动频率FQx越大。
图15的(C)是表示车速V与车身90的摇摆角Tr的振动频率FQ的对应关系的图表。横轴表示车速V,纵轴表示振动频率FQ。图中的振动频率FQ90表示相位差Dp(图10)变成-90度的振动频率FQ(也称作基准振动频率FQ90)。如在图10说明的那样,车速V越快,基准振动频率FQ90越大。
在图15的(C)中,示出了四个固有振动频率FQxa~FQxd。上述四个固有振动频率FQxa~FQxd分别与图15的(A)的四个P增益Kpa~Kpd对应。即,四个固有振动频率FQxa~FQxd与车速V的对应关系分别被从图15的(A)的四个P增益Kpa~Kpd与车速V的对应关系和图15的(B)的对应关系导出。
如图15的(A)所示,P增益Kpa~Kpd均为车速V越快其越大。因此,固有振动频率FQxa~FQxd均为车速V越快其越大。另外,在车速V相同的情况下,四个固有振动频率FQxa~FQxd的大小关系为FQxa>FQxb>FQxc>FQxd。其中,较小的两个固有振动频率FQxc、FQxd在车速V为0的情况下,为0。
较大的固有振动频率FQxa、FQxb遍及车速V的整个范围比基准振动频率FQ90大。尤其是,最大的第一固有振动频率FQxa在第一速度V1以上且第二速度V2以下的车速V的范围的整体中,比第二基准振动频率FQ2大。
较小的固有振动频率FQxc、FQxd遍及车速V的整个范围比基准振动频率FQ90小(除V=0以外)。尤其是,最小的第四固有振动频率FQxd在第一速度V1以上且第二速度V2以下的车速V的范围的整体中,比第一基准振动频率FQ1小。
在根据图15的(A)的P增益Kpa~Kpd控制偏斜马达25的情况下,如图15的(C)所示,与-90度的相位差Dp对应的振动频率FQ90与固有振动频率FQxa~FQxd不同。因此,在转向操纵装置41以车轮角AF追随车身90的倾斜而变化的第一模式M1动作的状态下,即使相位差Dp变成-90度,也抑制车身90的振动的振幅增大。
另外,如图15的(C)所示,第一固有振动频率FQxa在第一速度V1以上且第二速度V2以下的车速V的范围的整体中,比第二基准振动频率FQ2大。因此,在图10的实施例中,与固有振动频率FQx比第二振动频率FQ2大的情况相同,抑制车身90的振动的振幅增大。
另外,如图15的(C)所示,第四固有振动频率FQxd在第一速度V1以上且第二速度V2以下的车速V的范围的整体中,比第一基准振动频率FQ1小。因此,在图10的实施例中,与固有振动频率FQx比第一基准振动频率FQ1小的情况相同,抑制车身90的振动的振幅增大。
另外,一般地,偏斜马达25的扭矩的大小越小,车辆10c的乘坐舒适度越良好。而且,P增益Kp越小,偏斜马达25的扭矩的大小越小。图15的(A)的P增益Kpa~Kpd均是车速V越慢其越小。因此,P增益Kpa~Kpd均能够在车速V较慢的情况下提高车辆10c的乘坐舒适度。另外,四个P增益Kpa~Kpd之中,较小的P增益与较大的P增益相比,能够提高车辆10c的乘坐舒适度。
进一步,如图15的(C)所示,第二固有振动频率FQxb在第一速度V1以上且第二速度V2以下的车速V的范围内的、车速V比第三速度V3慢的一部分的范围内,比第二基准振动频率FQ2小(这里,V1<V3<V2)。实现这样的第二固有振动频率FQxb的第二P增益Kpb(图15的(A))与实现同车速V无关地比第二基准振动频率FQ2大的第一固有振动频率FQxa的第一P增益Kpa相比,能够提高低速时的车辆10c的乘坐舒适度,。
另外,如图15的(C)所示,第三固有振动频率FQxc在第一速度V1以上且第二速度V2以下的车速V的范围内、车速V比第四速度V4快的一部分的范围内,比第一基准振动频率FQ1大(这里,V1<V4<V2)。实现这样的第三固有振动频率FQxc的第三P增益Kpc(图15的(A))与实现同车速V无关地比第一基准振动频率FQ1小的第四固有振动频率FQxd的第四P增益Kpd相比,能够抑制高速时的车身90的振动。
此外,一般地,优选固有振动频率在转向操纵装置41以第一模式M1动作的车速V的范围范围(这里,为第一速度V1以上、且第二速度V2以下的范围)内与基准振动频率FQ90不同。即,在车速V为第一速度V1以上且第二速度V2以下的范围内的情况下,优选以固有振动频率为比基准振动频率FQ90小的范围、和比基准振动频率FQ90大的范围中的任意一个范围内的方式控制P增益Kp。由此,抑制车身90的振动的振幅增大。
此外,在图12的S170中,控制装置110c也可以与S130同样地,执行图14的处理。这里,与上述的第一实施例同样地,也可以代替第一目标倾斜角T1,而利用第二目标倾斜角T2。
另外,表示P增益Kp与车速V的对应关系的信息预先储存于偏斜马达控制部102c的未图示的非易失性存储装置。偏斜马达控制部102c的P增益控制部315参照该信息,根据由参照的信息预先决定的对应关系,确定出与车速V对应的P增益Kp。此外,P增益控制部315是与车速V相对应地变更车身90的摇摆振动的固有振动频率的变更部的例子。并且,车辆控制部100和偏斜马达控制部102c的整体是与向操作输入部(例如,方向盘41a)的输入相对应地控制倾斜机构200的倾斜控制部的例子(也称作倾斜控制部190c)。
此外,在图13的实施例中,也可以省略I控制部330和D控制部340中的至少一方。即,可以省略图14的处理中的S240、S250中的至少一方。
C.第三实施例:
图16是表示车辆的其他实施例的说明图。在图中,与图1同样地示出了车辆10d的右视图。车辆10d与图1的车辆10之间的差异在于对车辆10d追加了将支承棒41ax与前叉17连结的连接部500。并且,在图16中,示出了转向操纵装置41x的转向操纵马达65x的更加具体结构。车辆10d中的其他部分的结构与第一实施例的车辆10对应的部分的结构相同(对相同的要素标注相同的附图标记,并省略说明)。
连接部500包括固定于支承棒41ax的第一部分510、固定于前叉17的第二部分520及将第一部分510与第二部分520连接的第三部分530。支承棒41ax固定于方向盘41a。前叉17是将前轮12F支承为可旋转的支承部件的例子。连接部500经由支承棒41ax间接地与方向盘41a连接,并与前叉17直接连接。第三部分530在本实施例中为弹性体,具体而言,为螺旋弹簧。在用户使方向盘41a向右或者左转动的情况下,由用户对方向盘41a施加的向右或者向左的力经由连接部500向前叉17传递。即,用户操作方向盘41a,由此能够对前叉17,进而前轮12F施加向右或者向左的力。由此,用户在前轮12F未朝向所期望的方向的情况下(即,在车轮角AF与所期望的角度不同的情况下)操作方向盘41a,由此能够修正前轮12F的朝向(即,车轮角AF)。由此,能够提高行驶稳定性。例如,在车轮角AF与路面的凹凸、风等外部的因素相对应地变化的情况下,用户操作方向盘41a,由此能够修正车轮角AF。
此外,连接部500松弛地将支承棒41ax与前叉17连接。例如,连接部500的第三部分530的弹簧常数被设定为充分小的值。这样的连接部500在转向操纵装置41x以第一模式动作的情况下,允许前轮12F与输入到方向盘41a的方向盘角无关地追随车身90的倾斜的变化而相对于车身90向左右方向转动。因此,车轮角AF能够变化为适于倾斜角T的角度,因此行驶稳定性提高。此外,在连接部500实现松弛的连接的情况下,即,允许前轮12F的像上述那样的转动的情况下,车辆10可以像以下那样动作。例如,即使在方向盘41a向左方向转动的情况下,当车身90向右方向倾斜时,前轮12F也能够向右方向转动。并且,在使方向盘41a以车辆10在沥青铺装的平坦且干燥的道路上停止的状态向右和左转动的情况下,方向盘角与车轮角AF的一对一的关系不被维持。施加给方向盘41a的力经由连接部500传递给前叉17,因此车轮角AF能够与方向盘角的变化相对应地变化。但是,以方向盘角成为一个特定的值的方式调整方向盘41a的朝向时的车轮角AF不固定为一个值,而能够变化。例如,在方向盘41a与前轮12F这两者朝向直线前进方向的状态下,方向盘41a被向右方向转动。由此,前轮12F朝右。之后,方向盘41a再次返回到直线前进方向。这里,前轮12F不朝向直线前进方向,而能够被维持为朝右的状态。并且,即使使方向盘41a向右或者左转动,也存在车辆10不能够朝方向盘41a的方向转弯的情况。并且,与车辆10行驶的情况相比,在车辆10停止的情况下,存在车轮角AF的变化量相对于方向盘角的变化量的比例较小的情况。
此外,连接部500的第一部分510也可以直接固定于方向盘41a。即,连接部500可以直接固定于方向盘41a。并且,连接部500的第二部分520也可以经由其他部件与前叉17连接。即,连接部500可以经由其他部件间接地与前叉17连接。并且,连接部500的第三部分530也可以是能够弹性变形的其他种类的部件。第三部分530例如可以是扭杆弹簧、橡胶等各种弹性体。并且,第三部分530也可以不限于弹性体,而是其他种类的装置。例如,第三部分530也可以是阻尼器。并且,第三部分530也可以是流体离合器、流体扭矩转换器等的借助流体传递扭矩的装置。像这样,连接部500的第三部分530可以包括弹性体、阻尼器、流体离合器及流体扭矩转换器中的至少一个。
第三部分530也可以是与第一部分510及第二部分520连接,从第一部分510向第二部分520传递扭矩,而且包括允许第一部分510与第二部分520之间的相对位置的变化的可动部分的各种装置。这样的第三部分530允许第二部分520在第一部分510不移动的状态下移动,即,允许车轮角AF在方向盘角Ai不变化的状态下变化。其结果为,前轮12F的车轮角AF能够容易地追随车身90的倾斜而变化。
无论在哪种情况下,优选连接部500在转向操纵装置41x以第一模式动作的情况下,在允许前轮12F的车轮角AF与输入至方向盘41a的方向盘角无关地追随车身90的倾斜的变化而变化的程度上实现松弛的连接。并且,这样的连接部500也可以设置于其他实施例的车辆(例如,图13的车辆10c)。
D.变形例:
(1)作为使车身90向宽度方向倾斜的倾斜机构的结构,能够代替包括连杆机构30(图4)的结构,而采用其他各种结构。图17的(A)是车辆的其他实施例的简图。图17的(A)的车辆10a是将在图4等中进行说明的车辆10的连杆机构30置换为马达机座30a而得到的车辆。后轮12L、12R的马达51L、51R分别固定于马达机座30a。并且,偏斜马达25a能够使第一支承部82相对于马达机座30a分别向右方向DR侧和左方向DL侧转动。由此,车身90能够分别向右方向DR侧和左方向DL侧倾斜。后轮12L、12R与车身90是否倾斜无关地相对于地面GL不倾斜而直立。像这样,作为倾斜机构200a,也可以采用包括固定有车轮12L、12R的马达51L、51R的机座30a、支承车身90的部件82及使部件82相对于机座30a倾斜的偏斜马达25a的结构。另外,倾斜机构的驱动装置也可以代替电动马达,而是其他种类的驱动装置。例如,倾斜机构也可以通过来自泵的液压(例如,油压)驱动。例如,一对车轮12L、12R(图5的(B))分别能够沿上下方向滑动地安装于支承车身90的部件82,而且,一对车轮12L、12R之间的垂直于旋转轴的方向的相对位置也可以通过将部件82与车轮12L连结的第一液圧缸、和将部件82与车轮12R连结的第二液圧缸进行变更。另外,支承车身90(图17的(A))的部件82能够朝左右方向转动地安装于机座30a,而且,部件82相对于机座30a的朝向也可以通过将机座30a与部件82连结的液压缸进行变更。一般地,能够采用能够使车身90相对于地面GL倾斜的各种结构。这里,与单纯的悬架不同,优选采用能够将车身90的倾斜角T维持为目标的倾斜角的机构。
另外,倾斜机构例如也可以包括“与在车辆的宽度方向上相互分离配置的一对车轮的至少一方直接或间接地连接的第一部件”、“与车身直接或间接地连接的第二部件”及“将第一部件与第二部件连结的轴承”。这里,轴承以能够使第二部件2相对于第一部件朝车辆的宽度方向转动的方式将第二部件连结于第一部件。像这样,轴承将第二部件以可转动的方式连接于第一部件。此外,轴承既可以是滚动轴承,代替于此,还可以是滑动轴承。另外,倾斜机构也可以包括将使第二部件相对于第一部件的朝向变化的扭矩作用于第一部件和第二部件的驱动装置。
图18的(A)、图18的(B)是表示具备倾斜机构的车辆的实施例的说明图。图18的(A)、图18的(B)的车辆10e、10f分别表示图4、图17的(A)的车辆10、10a的更加具体的实施例。图18的(A)、图18的(B)的车辆10e、10f中的除后述的具体结构以外的部分的结构与图4、图17的(A)的车辆10、10a对应的部分的结构相同(对相同的要素标注相同的附图标记,并省略说明)。
图18的(A)的连杆机构30x包括将下横连杆部件31D与中纵连杆部件21连结的轴承38、和将上横连杆部件31U与中纵连杆部件21连结的轴承39。横连杆部件31D、31U经由连杆部件33L、33R及马达51L、51R间接地与车轮12L、12R连接,为第一部件的例子。中纵连杆部件21经由第一支承部82及悬架***70x(详细内容后文叙述)间接地与车身90连接,为第二部件的例子。轴承38、39使对应于第二部件的中纵连杆部件21相对于对应于第一部件的连杆部件31D、31U朝车辆10e的宽度方向转动。图18的(A)的倾斜机构200x包括横连杆部件31D、31U、中纵连杆部件21、将横连杆部件31D、31U与中纵连杆部件21连结为可转动的轴承38、39及作为驱动装置的偏斜马达25。
图18的(B)的车辆10f具备将马达机座30a与第一支承部82连结的轴承38a。马达机座30a经由马达51L、51R间接地与车轮12L、12R连接,为第一部件的例子。第一支承部82经由悬架***70x间接地与车身90连接,为第二部件的例子。轴承38a使对应于第二部件的第一支承部82相对于对应于第一部件的马达机座30a朝车辆10f、10g的宽度方向转动。图18的(B)的倾斜机构200fx包括马达机座30a、第一支承部82、将马达机座30a与第一支承部82以可转动的方式连结的轴承38a、及作为驱动装置的偏斜马达25a。
另外,与向操作输入部(例如,方向盘41a)的输入相对应地控制倾斜机构的倾斜控制部如在图11、图13中进行说明的车辆控制部100和偏斜马达控制部102、102c那样,也可以是包括计算机在内的电路。代替于此,不包括计算机的电路也可以与向操作输入部的输入相对应地控制倾斜机构,以使倾斜角T成为目标的倾斜角。像这样,倾斜控制部也可以包括控制倾斜机构的电路(例如,控制倾斜机构的驱动装置的电路)。
(2)作为与倾斜机构不同的用于使车身90在宽度方向摇摆的结构,能够采用各种结构。图17的(B)是车辆的其他实施例的简图。在图17的(B)的车辆10b中,与图17的(A)的车辆10a不同,后轮12L、12R分别经由悬架70bL、70bR与马达机座30b连接。作为悬架70bL、70bR,例如能够采用撑杆式悬架(Strut type suspension)、双叉臂式悬架(doublewishbone type suspension)等各种悬架。另外,主体部20的支承部20d代替悬架70L、70R而经由隔离件40L、40R固定于第一支承部82。车辆10b的其他部分的结构与图17的(A)的车辆10a对应的部分的结构相同。
在图17的(B)的实施例中,主体部20固定于第一支承部82,因此主体部20(进而,车身90)相对于第一支承部82不转动。另一方面,悬架70bL、70bR能够使后轮12L、12R相互独立地相对于马达机座30b向上方向DU侧和下方向DD侧移动。由此,车身90能够在宽度方向摇摆(省略图示)。像这样,作为与倾斜机构不同的用于使车身90在宽度方向摇摆的结构,也可以采用与车轮12L、12R连接的悬架。
另外,作为用于使车身90在宽度方向摇摆的结构,也可以代替悬架,而采用能够使车身90在宽度方向摇摆的任意的结构。例如,即使在省略了使车身90摇摆的悬架的情况下,后轮12L、12R的轮胎12Lb、12Rb也能够通过弹性变形,使车身90在宽度方向摇摆。另外,构成车身90的部件(例如,主体部20)通常不是完整的钢体,而能够变形(例如,主体部20可以扭曲)。因此,车身90能够通过自身变形,而在宽度方向摇摆。一般地,作为与倾斜机构不同的用于使车身90在宽度方向摇摆的结构,也可以采用不维持车身90相对于地面GL的倾斜而能够使车身90在宽度方向摇摆的结构。
像这样,车辆也可以包括与倾斜机构不同的使车身在宽度方向摇摆的摇摆装置。摇摆装置例如可以包括“与在车辆的宽度方向上相互分离配置的一对车轮中的至少一方直接或间接地连接的部件亦即车轮侧部件”、“与车身直接或间接地连接的部件亦即车身侧部件”、及“将车轮侧部件与车身侧部件连结的悬架”。悬架能够使车轮侧部件相对于车身侧部件的位置(例如,包括车身上方向DBU(图5的(A)、图5的(B))的位置)变化。这里,悬架可以包括弹性体和减震器。弹性体生成减小车轮侧部件相对于车身侧部件的位置从预先决定的位置的偏移的力。弹性体例如既可以是螺旋弹簧、板簧、及扭杆弹簧等弹簧,另外也可以是橡胶、树脂等其他种类的弹性体。减震器也称作阻尼器,使车轮侧部件相对于车身侧部件的位置的振动衰减。
图18的(A)、图18的(B)、图18的(C)的车辆10e、10f、10g分别是具备摇摆装置的车辆的实施例。图18的(A)的悬架***70x的悬架70Lx、70Rx分别与图4的悬架***70的悬架70Lx、70Rx对应。悬架70Lx、70Rx将第一支承部82与支承部20d连结。第一支承部82经由马达51L、51R及连杆机构30间接地与车轮12L、12R连接,为车轮侧部件的例子。支承部20d为车身90的一部分,也可以说与车身90直接连接。这样的支承部20d为车身侧部件的例子。各悬架70Lx、70Rx能够沿中心轴70La、70Ra进行伸缩。由此,第一支承部82(进而,车轮12L、12R)相对于支承部20d的位置(例如,与车身上方向DBU平行的方向的位置)能够变化。而且,左悬架70Lx包括螺旋弹簧71L和减震器72L,右悬架70Rx包括螺旋弹簧71R和减震器72R。如也在图5的(A)、图5的(B)中说明的那样,这样的悬架70L、70R能够使车身90在宽度方向摇摆。图18的(A)的摇摆装置300x包括第一支承部82、支承部20d、及将第一支承部82与支承部20d连结的悬架***70x(这里,为两个悬架70Lx、70Rx)。
图18的(B)的车辆10f具备与图18的(A)的摇摆装置300x相同的摇摆装置300x。该摇摆装置300x能够使车身90在宽度方向摇摆。
图18的(C)的车辆10g表示图17的(B)的车辆10b的更加具体的实施例。图18的(C)的车辆10g之中,除后述的具体结构以外的部分的结构与图17的(B)的车辆10b对应的部分的结构相同(对相同的要素标注相同的附图标记,并省略说明)。
图18的(C)的车辆10g的悬架70bLx、70bRx分别与图17的(B)的悬架70bL、70bR对应。左侧的悬架70bLx将马达机座30b与左电动马达51L连结。具体而言,左侧的悬架70bLx包括将马达机座30b与左电动马达51L连结的臂73bL、螺旋弹簧71bL及减震器72bL。螺旋弹簧71bL以及减震器72bL分别将臂73bL与马达机座30b连结。同样地,右侧的悬架70bRx包括将马达机座30b与右电动马达51R连结的臂73bR、螺旋弹簧71bR及减震器72bR。螺旋弹簧71bR以及减震器72bR分别将臂73bR与马达机座30b连结。
另外,该车辆10g具备将马达机座30b与第一支承部82连结的轴承38b。马达机座30b经由轴承38b、第一支承部82及隔离件40L、40R间接地与车身90连接,并对应于车身侧部件。马达51L、51R与车轮12L、12R直接连接,并对应于车轮侧部件。臂73bL、73bR分别能够以与马达机座30b连接的部分为中心上下转动。由此,悬架70bLx、70bRx能够使后轮12L、12R相互独立地相对于马达机座30b向上方向DU侧和下方向DD侧移动。由此,车身90能够在宽度方向摇摆。图18的(C)的摇摆装置300gx包括马达51L、51R、马达机座30b、及将马达51L、51R与马达机座30b连结的悬架70bLx、70bRx。
此外,图18的(C)的车辆10g具备与图18的(B)的倾斜机构200fx相同的倾斜机构200gx。马达机座30b经由悬架70bLx、70bRx和马达51L、51R间接地与车轮12L、12R连接,为第一部件的例子。第一支承部82经由隔离件40L、40R间接地与支承部20d(进而,车身90)连接,为第二部件的例子。轴承38b能够使第一支承部82相对于马达机座30b朝车辆10g的宽度方向转动。倾斜机构200gx包括马达机座30b、第一支承部82、将马达机座30b与第一支承部82以可转动的方式连结的轴承38b、及作为驱动装置的偏斜马达25a。
(3)车辆的结构也可以代替上述的结构,而是其他各种结构。例如,在图18的(A)的实施例中,悬架70Lx、70Rx也可以置换为图18的(C)的隔离件40L、40R。在该情况下,中纵连杆部件21经由第一支承部82及隔离件40L、40R间接地与车身90连接,为倾斜机构的第二部件的例子。另外,也可以省略第一支承部82,轴承39将悬架70Lx、70Rx与上横连杆部件31U连结。在该情况下,悬架70Lx、70Rx与车身90直接连接,为倾斜机构的第二部件的例子。另外,在图18的(B)的实施例中,也可以省略马达机座30a,轴承38a将第一支承部82与马达51L、51R连结。在该情况下,马达51L、51R与车轮12L、12R直接连接,为倾斜机构的第一部件的例子。另外,在图18的(C)的实施例中,也可以省略第一支承部82,轴承38b将隔离件40L、40R与马达机座30b连结。在该情况下,隔离件40L、40R与车身90直接连接,为倾斜机构的第二部件的例子。
(4)作为调整车身90的固有振动频率的方法,能够采用各种方法。作为增大固有振动频率的方法,例如,能够采用以下的方法A1~A7中的任意一个以上的方法。
A1:增大悬架(例如,图5的(A)、图18的(A)的悬架70L、70R、70Lx、70Rx,图17的(B)、图18的(C)的悬架70bL、70bR、70bLx、70bRx)的弹簧常数
A2:使一对车轮12L、12R***(例如,提高气压)
A3:使一对车轮12L、12R之间的距离变长
A4:提高车身90的刚性
A5:减小车身90的质量
A6:增大偏斜马达25的控制所利用的P增益Kp。
A7:增大悬架的减震器(例如,图18的(A)的减震器72L、72R,图18(C)的减震器72bL、72bR)的阻尼力。
作为减小固有振动频率的方法,能够采用上述方法的相反的顺序(例如,减小悬架的弹簧常数)。
另外,如图13、图14的实施例那样,车辆也可以包括与车速V相对应地变更车身90的固有振动频率的变更部(例如,P增益控制部315)。变更部可以根据上述A1~A7中的任意一个以上的方法,变更固有振动频率。此外,固有振动频率与车速V的对应关系也可以代替图15的(C)所示的对应关系,而是其他各种对应关系。例如,也可以与车速V的变化相对应地使固有振动频率阶段性地变化。一般地,与车速V较快的情况相比,在车速V较慢的情况下,能够采用固有振动频率变小那样的各种对应关系。
另外,变更固有振动频率的变更部也可以如图13的P增益控制部315那样,通过包括计算机的电路来实现。代替于此,变更部也可以通过不包括计算机的电路来实现。像这样,变更部也可以包括控制固有振动频率的电路。
(5)为了抑制车身90的宽度方向的振动变大,优选在图9、图10中说明的延迟相位差较小。作为减小延迟相位差的方法,能够采用各种方法。例如,能够采用以下的方法B1~B5中的任意的一个以上的方法。
B1:增大以旋转轴Ax2(图8)为中心旋转的前轮12F的转动惯量
B2:减小以转向操纵装置41的转动轴Ax1为中心与前轮12F一同转动的部件(例如,前叉17)的转动惯量
B3:减小以转向操纵装置41的转动轴Ax1为中心的转动的阻力(例如,摩擦、转向阻尼器的阻尼力)
B4:增大主销偏距Lt(图1)
B5:减小与车辆10的转弯相关的转动惯量(也被称作横摆力矩)
(6)在上述实施例中,能够左右转动的车轮(也被称作转动轮)亦即前轮12F的状态与车速V相对应地在允许车轮角AF追随车身90的倾斜的变化的第一状态(图12:S120、S140)、与车轮角AF与向操作输入部(例如,方向盘41a)的输入相对应地变化的第二状态(图12:S160、S180)之间切换。转向操纵装置41、控制转向操纵装置41的动作模式的车辆控制部100及转向操纵马达控制部103的整体是支承转动轮,并且能够在第一状态与第二状态之间切换转动轮的状态的转动轮支承部的例子(也被称作转动轮支承部180(图1、图11))。作为转动轮支承部的结构,能够采用其他各种结构。例如,也可以省略转向操纵马达65,代替于此,方向盘41a与前叉17经由离合器连接。在解放了离合器的情况下,前轮12F的状态为第一状态。在连接有离合器的情况下,前轮12F的状态为第二状态。在该情况下,包括离合器在内的转向操纵装置、及与车速V相对应地切换离合器的连接状态的切换部的整体是转动轮支承部的例子。离合器的切换部例如也可以由电路构成。无论在哪种情况下,不包括计算机的电路也可以与车速V相对应地切换驱动轮的状态。
像这样,转动轮支承部也可以包括控制转动轮支承部的动作状态的支承部控制部。例如,图11的车辆控制部100和转向操纵马达控制部103的整体是支承部控制部的例子(也被称作支承部控制部170)。
此外,也可以构成为省略转动轮的状态的切换,而转动轮支承部仅在第一状态下支承驱动轮。例如,也可以省略转向操纵马达65,代替于此,前叉17与方向盘41a经由弹性体(例如,扭杆弹簧、螺旋弹簧、橡胶等)连接。在该情况下,通过使方向盘41a的方向盘角变化,前轮12F的车轮角AF发生变化。用户通过操作方向盘41a,能够将车轮角AF调整为希望的角度。另外,在方向盘角被维持为恒定值的情况下,前轮12F的方向(车轮角AF)能够通过弹性体的变形而变化。因此,车轮角AF能够追随车身90的倾斜而变化。像这样,也可以采用将操作输入部(例如,方向盘41a)与转动轮(例如,前轮12F)连接的弹性体的结构。此外,在省略了转动轮的状态的切换的情况下,转动轮支承部也可以不包括切换转动轮的状态的控制部,而由支承转动轮的转向操纵装置(例如,包括弹性体在内的转向操纵装置)构成。
一般地,转动轮支承部也可以是在转动轮的车轮角追随车身的倾斜而变化的状态下支承转动轮的装置。另外,转动轮支承部也可以是在车速V为特定的范围内的情况下,允许转动轮的车轮角追随车身的倾斜而变化,在车速V为特定的范围外的情况下,与操作输入部的输入相对应地使车轮角变化的装置。例如,转动轮支承部也可以是在多个动作模式中的与车速V对应的动作模式下支承转动轮的装置。这里,多个动作模式包括允许转动轮的车轮角追随车身的倾斜而变化的动作模式、和使车轮角与向操作输入部的输入相对应地变化的动作模式。
另外,转动轮支承部例如可以包括将一个以上的转动轮支承为可旋转的支承部件、和将车身与支承部件连接并且将支承部件支承为能够相对于车辆的前进方向左右转动的转动装置。在采用这样的转动轮支承部的情况下,在车身倾斜的情况下,支承部件也与车身一同倾斜。因此,车轮角能够追随车身的倾斜而变化。图1、图16的前叉17是将前轮12F支承为可旋转的支承部件的例子。转向操纵马达65、65x是将前叉17支承为能够左右转动的转动装置的例子。在图16中,示出了转向操纵马达65x的更加具体的实施例。转向操纵马达65x包括转子66、定子67、及轴承68。转子66和定子67中的一方(在本实施例中为转子66)固定于前叉17。转子66和定子67中的另一方(在本实施例中为定子67)固定于主体部20(这里为前部20a)。轴承68将主体部20(这里为前部20a)与前叉17连结。另外,轴承68将前叉17支承为能够相对于前方向DF左右转动。图1的转向操纵马达65的结构也可以与图16的转向操纵马达65x的结构相同。
也可以从转动装置省略转向操纵马达65、65x那样的驱动装置(具体而言,控制车轮角AF的驱动装置)。在该情况下,转动装置也可以包括轴承68(图16)那样的轴承。轴承将车身(例如,主体部20)与支承部件(例如,前叉17)连接,并且将支承部件支承为能够相对于车辆的前方向DF左右转动。像这样,轴承将支承部件以可转动的方式与车身连接。此外,轴承既可以是滚动轴承,代替于此,也可以是滑动轴承。无论在哪种情况下,转动装置既可以与车身直接连接,另外也可以经由其他部件间接地与车身连接。并且,将转动轮支承为可旋转的支承部件也可以代替前叉17,而是其他结构的部件(例如,悬臂部件)。另外,在车辆具备多个转动轮的情况下,车辆也可以具备多个支承部件。而且,多个支承部件也可以分别将一个以上的转动轮支承为可旋转。转动装置也可以逐个地设置于各支承部件。
另外,图16的车辆10d包括连接部500。车辆10d的转动轮支承部180d除图1的转动轮支承部180的要素以外,还包括连接部500。但是,也可以省略连接部500。
(7)作为在车速V超过上限速度Vth的情况下,使驱动装置的输出降低的输出限制部的结构,代替使用车辆控制部100(图11)和驱动装置控制部101的结构,而能够采用其他各种结构。例如,也可以不使用计算机,而采用根据来自车速传感器122的信号,来切断向马达51L、51R的电力供给的开关。此外,也可以省略输出限制部。
(8)作为车辆的控制方法,也可以代替在图12、图14中说明的方法,而能够采用其他各种方法。例如,第一速度V1(图10)也可以为0。在该情况下,对应于第一速度V1的第一振动频率FQ1也能够不特定。优选车身90的固有振动频率比对应于第二速度V2的第二振动频率FQ2大。而且,在车速V为第二速度V2以下的情况下,转向操纵装置41、41x以第一模式动作(图12:S120、S140),在车速V超过第二速度V2的情况下,转向操纵装置41、41x以第二模式动作(图12:S160、S180)。
无论在哪种情况下,第二速度V2既可以与车辆10、10a~10g的最高速度相同,另外也可以比最高速度小。这里,作为车辆10、10a~10g的最高速度,也可以采用用于使驱动装置的输出下降的上限速度Vth(图12:S102)。代替于此,作为最高速度,也可以采用驱动装置的输出为最大的情况下的最高的车速V(例如,在水平的地面GL上行驶的情况下的最高的车速V)。一般地,作为最高速度,能够采用车辆10、10a~10g在水平的地面GL上前进的情况下的最高的速度。
此外,在第二速度V2为最高速度以上的情况下,车速V不超过第二速度V2。因此,在车速V为第一速度V1以上的情况下,转向操纵装置41、41x以第一模式动作(图12:S120、S140),在车速V小于第一速度V1的情况下,转向操纵装置41、41x以第二模式动作(图12:S160、S180)。这里,第一速度V1也可以是0。在该情况下,转向操纵装置41、41x也可以与车速V无关地以第一模式动作。而且,也可以省略第二模式。例如,也可以省略图12的S120、S140、S160、S180。而且,也可以采用以仅在第一状态下支承驱动轮的方式构成的上述转动轮支承部,省略转向操纵马达控制部103(图11)和转向操纵马达65。
(9)与操作输入部及支承部件连接的连接部的结构也可以代替图16的连接部50的结构,而是其他各种结构。连接部的结构也可以是与操作输入部及支承部件机械连接,与通过操作输入部的操作所产生的操作输入部的机械移动相对应地从操作输入部向支承部件传递扭矩,并允许一个以上的转动轮各自的方向(例如,车轮角)与向输入部的输入无关地追随车身的倾斜的变化而变化。
(10)作为车辆的结构,能够代替上述的结构,而采用其他各种结构。例如,主销偏距Lt(图1)也可以是0、或者小于0。在该情况下,也像在图8中进行说明的那样,利用旋转的前轮12F的角动量,使得前轮12F的方向(即,车轮角AF)能够追随车身90的倾斜而变化。另外,也可以省略控制装置110、110c(图11、图13)那样的计算机。例如,不包括计算机的电路也可以根据来自传感器122、123、124、125、145、146和开关47的信号,控制马达51R、51L、25、25a、65。另外,也可以代替电路,利用油压、马达的驱动力而动作的机械控制马达51R、51L、25、25a、65。另外,作为多个车轮的总数和配置,能够采用各种结构。例如,也可以是前轮的总数为2,后轮的总数为1。另外,还可以是前轮的总数为2,后轮的总数为2。另外,在宽度方向上相互分离配置的一对车轮也可以是转动轮。另外,后轮也可以是转动轮。另外,驱动轮也可以是前轮。无论在哪种情况下,均优选车辆具备包括在车辆的宽度方向上相互分离配置的一对车轮、和由该一对车轮或者其他车轮构成的转动轮的三个以上的车轮。而且,优选车辆的三个以上的车轮包括前轮、和配置在比前轮靠后方向DB侧的后轮。根据该结构,在车辆停止时,车辆能够自主直立。另外,对驱动轮进行驱动的驱动装置也可以代替电动马达,而是使车轮旋转的任意的装置(例如,内燃机)。另外,也可以省略驱动装置。即,车辆也可以是人力车辆。在该情况下,倾斜机构也可以是与操作输入部的操作相对应地动作的人力的倾斜机构。另外,车辆的最大定员数也可以代替1人,而是2人以上。
(11)在上述各实施例中,可以将通过硬件实现的结构的一部分置换为软件,反之,也可以将通过软件实现的结构的一部分或者全部置换为硬件。例如,也可以通过专用的硬件电路实现图11的车辆控制部100的功能。
另外,在本发明的功能的一部分或者全部通过计算机程序实现的情况下,该程序能够以储存于计算机可读记录介质(例如,非临时性记录介质)的形式提供。程序可以在储存于与提供时相同或者不同的记录介质(计算机可读记录介质)的状态下使用。“计算机可读记录介质”并不限于存储卡、CD-ROM那样的便携式记录介质,也可以包括各种ROM等计算机内的内部存储装置、硬盘驱动器等与计算机连接的外部存储装置。
以上,基于实施例、变形例对本发明进行了说明,但上述发明的实施方式是为了便于理解本发明,没有对本发明进行限定。本发明在不脱离其主旨以及权利要求书的范围内而能够进行变更、改良,并且本发明包含其等同物。
产业上的利用可行性
本发明能够优选利用于车辆。
附图标记说明
10、10a~10g...车辆;11...座椅;12F...前轮;12L...左后轮(驱动轮);12R...右后轮(驱动轮);12Fc...重心;12La...轮毂;12Lb...轮胎;12Ra...轮毂;12Rb...轮胎;17...前叉;20...主体部;20a...前部;20b...底部;20c...后部;20d...支承部;25...偏斜马达;25a...偏斜马达;30...连杆机构;30a、30b...马达机座;31U...上横连杆部件;31D...下横连杆部件;33L...左纵连杆部件;21...中纵连杆部件;33R...右纵连杆部件;40L...隔离件;41...转向操纵装置;41a...方向盘;41ax...支承棒;45...加速踏板;46...制动踏板;47...换挡开关;51L...左电动马达;51R...右电动马达;65、65x...转向操纵马达;66...转子;67...定子;68...轴承;70、70x...悬架***;70L、70Lx...左悬架;70R、70Rx...右悬架;70La...中心轴;70bL、70bR、70bLx、70bRx...悬架;71L、71R...螺旋弹簧;72L、72R...减震器;71L、71R、71bL、71bR...螺旋弹簧;72L、72R、72bL、72bR...减震器;73bL、73bR...臂;75...连结部;80...后轮支承部;82...第一支承部;83...第二支承部;90...车身;90c...重心;100...车辆控制部;101...驱动装置控制部;102...偏斜马达控制部;103...转向操纵马达控制部;110...控制装置;200、200x、200a、200fx、200gx...倾斜机构;300x、300gx...摇摆装置;310...第一相加点;315...P增益控制部;320...P控制部;330...I控制部;340...D控制部;350...第二相加点;360...电力控制部;120...电池;122...车速传感器;123...方向盘角传感器;124...车轮角传感器;125...偏斜角传感器;145...加速踏板传感器;146...制动踏板传感器;147...换挡开关;500...连接部;T...倾斜角;V...速度;R...转弯半径;m...质量;P1...接触点;P2...交点;DF...前方向;DB...后方向;DL...左方向;DR...右方向;DU...上方向;DD...下方向;AF...车轮角;GL...地面;Cb...后中心;Cf...前中心;Lh...轴距;Tr...摇摆角;Cr...转弯中心;Lt...主销偏距(距离);DBU...车身上方向;DVU...车辆上方向;AxL...倾斜轴;AxR...摇摆轴。

Claims (11)

1.一种车辆,其中,具备:
三个以上的车轮,包括一对车轮和其他车轮,所述一对车轮在所述车辆的宽度方向上相互分离配置,由所述一对车轮和所述其他车轮这两者中的至少一方构成能够相对于所述车辆的前进方向左右转动的一个以上的转动轮;
车身,其与所述多个车轮连结并能够在所述宽度方向摇摆;
操作输入部,其通过操作而被输入转弯方向;以及
倾斜机构,其使所述车身朝所述宽度方向倾斜,
所述车辆构成为在车速为0以上的第一速度以上且比所述第一速度大的第二速度以下的速度范围内的情况下,以如下状态行驶,即,所述车身与向所述操作输入部的输入相对应地利用所述倾斜机构进行倾斜,并且以所述车辆的所述前进方向为基准的所述一个以上的转动轮的行进方向的角度亦即车轮角追随所述车身的倾斜而变化,
所述车身的所述摇摆振动的固有振动频率为,比在所述车速为所述速度范围内的情况下,所述一个以上的转动轮的所述车轮角的振动相对于所述车身的所述宽度方向的摇摆振动的相位的延迟成为90度的振动频率亦即基准振动频率小的范围、和比所述基准振动频率大的范围中的任意一个范围内。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中,
在将所述第一速度时的所述基准振动频率设为第一基准振动频率,将所述第二速度时的所述基准振动频率设为第二基准振动频率的情况下,
所述车身的所述摇摆振动的固有振动频率为比所述第一基准振动频率小的范围、和比所述第二基准振动频率大的范围中的任意一个范围内。
3.根据权利要求2所述的车辆,其中,
具备支承所述一个以上的转动轮的转动轮支承部,
所述第一速度比0大,
所述车身的所述固有振动频率比所述第一基准振动频率小,
在所述车速为所述速度范围内的情况下,所述转动轮支承部允许所述一个以上的转动轮的车轮角追随所述车身的倾斜而变化,
在所述车速小于所述第一速度的情况下,所述转动轮支承部与向所述操作输入部的输入相对应地使所述车轮角变化。
4.根据权利要求2所述的车辆,其中,
所述车身的所述固有振动频率比所述第二基准振动频率大,
所述第二速度为所述车辆的最高速度。
5.根据权利要求4所述的车辆,其中,具备:
驱动装置,其驱动所述多个车轮中的至少一个车轮;和
输出限制部,其在所述车速超过预先决定的上限的情况下,使所述驱动装置的输出下降,
所述最高速度为所述车速的所述上限。
6.根据权利要求2所述的车辆,其中,
具备支承所述一个以上的转动轮的转动轮支承部,
所述车身的所述固有振动频率比所述第二基准振动频率大,
在所述车速为所述速度范围内的情况下,所述转动轮支承部允许所述一个以上的转动轮的车轮角追随所述车身的倾斜而变化,
在所述车速超过所述第二速度的情况下,所述转动轮支承部与向所述操作输入部的输入相对应地使所述车轮角变化。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的车辆,其中,
具备变更所述车身的所述摇摆振动的所述固有振动频率的变更部,
所述变更部与所述车速相对应地变更所述固有振动频率。
8.根据权利要求7所述的车辆,其中,
与所述车速较快的情况相比,在所述车速较慢的情况下,所述变更部减小所述固有振动频率。
9.根据权利要求1~6中的任一项所述的车辆,其中,具备:
支承部件,其将所述一个以上的转动轮支承为可旋转;
转动装置,其将所述车身与所述支承部件连接,并且将所述支承部件支承为能够相对于所述车辆的所述前进方向左右转动;以及
连接部,其被连接于所述操作输入部和所述支承部件,并且允许所述一个以上的转动轮的所述车轮角与向所述操作输入部的输入无关地追随所述车身的倾斜的变化而变化。
10.根据权利要求7所述的车辆,其中,具备:
支承部件,其将所述一个以上的转动轮支承为可旋转;
转动装置,其将所述车身与所述支承部件连接,并且将所述支承部件支承为能够相对于所述车辆的所述前进方向左右转动;以及
连接部,其被连接于所述操作输入部和所述支承部件,并且允许所述一个以上的转动轮的所述车轮角与向所述操作输入部的输入无关地追随所述车身的倾斜的变化而变化。
11.根据权利要求8所述的车辆,其中,具备:
支承部件,其将所述一个以上的转动轮支承为可旋转;
转动装置,其将所述车身与所述支承部件连接,并且将所述支承部件支承为能够相对于所述车辆的所述前进方向左右转动;以及
连接部,其被连接于所述操作输入部和所述支承部件,并且允许所述一个以上的转动轮的所述车轮角与向所述操作输入部的输入无关地追随所述车身的倾斜的变化而变化。
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