CN111278724A - 车辆 - Google Patents

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CN111278724A
CN111278724A CN201880070421.8A CN201880070421A CN111278724A CN 111278724 A CN111278724 A CN 111278724A CN 201880070421 A CN201880070421 A CN 201880070421A CN 111278724 A CN111278724 A CN 111278724A
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CN
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wheel
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荒木敬造
水野晃
茂木幸治
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Equos Research Co Ltd
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Abstract

本发明涉及车辆。车辆具备车体、使车体倾斜的倾斜机构、操作输入部、倾斜控制部、以及支承能够左右转动的一个以上的转动轮的转动轮支承部。转动轮支承部包括支承一个以上的转动轮的支承部件、将使支承部件左右转动的扭矩施加至支承部件的转动驱动装置、以及使用控制参数来控制转动驱动装置的扭矩的转动控制部。转动控制部包括使用控制参数来确定一个以上的转动轮的目标的方向的确定部、决定用于使一个以上的转动轮的方向接近目标的方向的第一控制值的第一决定部、使用第一控制值来决定驱动控制值的驱动控制值决定部、以及按照驱动控制值来控制转动驱动装置的扭矩的扭矩控制部。第一决定部使用车速来调整第一控制值。

Description

车辆
技术领域
本说明书涉及使车体倾斜而转弯的车辆。
背景技术
提出在转弯时使车体倾斜的车辆。例如提出前轮构成为自由地进行后倾动作,而且,使车体向驾驶员移动控制设备的方向所示的方向倾斜的技术。
专利文献1:国际公开第二011/083335号
然而,存在车辆的行驶稳定性降低的情况。例如,存在能够左右转动的车轮的方向变得不稳定的情况。
发明内容
本说明书公开能够提高车辆的行驶稳定性的技术。
本说明书例如公开以下的应用例。
[应用例1]
一种车辆,其中,具备:
N个车轮,在上述车辆的宽度方向相互分离配置的一对车轮和一个以上的其它车轮的N个车轮,其中,N为3以上的整数,并且,上述一对车轮和其它车轮的至少一者构成为能够相对于上述车辆的前进方向左右转动的一个以上的转动轮,并且包括一个以上的前轮和一个以上的后轮;
车体;
倾斜机构,使上述车体向上述宽度方向倾斜;
操作输入部,通过操作被输入表示转弯方向和转弯的程度的操作量;
倾斜控制部,使用向上述操作输入部输入的上述操作量来控制上述倾斜机构;以及
转动轮支承部,支承上述一个以上的转动轮,
上述转动轮支承部具备:
支承部件,能够旋转地支承上述一个以上的转动轮;
转动装置,能够相对于上述车体左右转动地支承上述支承部件;
转动驱动装置,将使上述支承部件左右转动的扭矩施加至上述支承部件;以及
转动控制部,使用包括与上述车体的倾斜的大小相关的倾斜参数和上述操作量的至少一者、以及车速的控制参数来控制上述转动驱动装置的扭矩,
上述转动控制部包括:
确定部,使用上述控制参数来确定上述一个以上的转动轮的目标的方向;
第一决定部,决定用于使上述一个以上的转动轮的方向接近上述目标的方向的第一控制值;
驱动控制值决定部,使用上述第一控制值来决定用于控制上述转动驱动装置的驱动控制值;以及
扭矩控制部,按照上述驱动控制值来控制上述转动驱动装置的扭矩,上述第一决定部使用上述车速来调整上述第一控制。
根据该结构,由于使用车速来调整转动驱动装置的扭矩的大小,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
[应用例2]
根据应用例1所述的车辆,其中,
上述第一决定部决定上述第一控制值,以使在由上述第一控制值所示的上述转动驱动装置的扭矩的大小相对于上述一个以上的转动轮的上述方向与上述目标的方向的差的大小的比例在上述车速较快的情况下比上述车速较慢的情况小。
根据该结构,在车速较慢的情况下,通过转动驱动装置的扭矩的大小变大,一个以上的转动轮的方向能够适当地接近目标的方向。另外,在车速较快的情况下,通过使转动驱动装置的扭矩的大小变小,一个以上的转动轮的方向能够追随车体的倾斜的变化而变化。根据以上,能够提高车辆的行驶稳定性。
[应用例3]
根据应用例1或者2所述的车辆,其中,
上述第一决定部使用上述一个以上的转动轮的上述方向与上述目标的方向之间的差,通过反馈控制来计算上述第一控制值。
根据该结构,由于转动控制部能够将转动驱动装置的扭矩适当地设定为使一个以上的转动轮的方向接近目标的方向的扭矩,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
[应用例4]
根据应用例3所述的车辆,其中,
上述第一决定部决定上述第一控制值,以便在上述一个以上的转动轮的上述方向与上述目标的方向之间的上述差大的情况下,与上述差较小的情况相比,使由上述第一控制值所示的上述转动驱动装置的扭矩的大小变大。
根据该结构,由于一个以上的转动轮的方向能够适当地接近目标的方向,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
[应用例5]
根据应用例1~4中的任意一项所述的车辆,其中,
上述转动控制部包括第二决定部,上述第二决定部决定第二控制值,该第二控制值用于使上述一个以上的转动轮的上述方向的变化的速度亦即角速度的大小变小,
上述驱动控制值决定部至少使用上述第一控制值和上述第二控制值来决定上述驱动控制值。
根据该结构,由于抑制一个以上的转动轮的方向突然大变化,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
[应用例6]
根据应用例1~5中的任意一项所述的车辆,其中,
上述转动控制部包括第三决定部,上述第三决定部决定第三控制值,该第三控制值用于使上述一个以上的转动轮的上述方向的变化的加速度亦即角加速度的大小变小,
上述驱动控制值决定部至少使用上述第一控制值和上述第三控制值来决定上述驱动控制值。
根据该结构,由于抑制一个以上的转动轮的方向突然大变化,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
[应用例7]
根据应用例1~6中的任意一项所述的车辆,其中
上述转动轮支承部具备连接部,上述连接部与上述操作输入部和上述支承部件连接,并且与输入至上述操作输入部的上述操作量无关地,允许上述一个以上的转动轮的方向追随上述车体的倾斜的变化来变化。
根据该结构,由于用户能够通过操作操作输入部来对一个以上的转动轮的方向进行修正,所以能够提高行驶稳定性。
此外,本说明书所公开的技术能够以各种方式来实现,例如,能够以车辆、车辆的控制装置、车辆的控制方法等方式来实现。
附图说明
图1是车辆10的右视图。
图2是车辆10的俯视图。
图3是车辆10的仰视图。
图4是车辆10的后视图。
图5是表示车辆10的状态的示意图。
图6是转弯时的力的平衡的说明图。
图7是表示车轮角AF与旋转半径R的简化后的关系的说明图。
图8是作用于旋转的前轮12F的力的说明图。
图9是表示与车辆10的控制有关的结构的框图。
图10是表示控制处理的例子的流程图。
图11是控制装置110中与前轮支承装置41的控制相关的部分的框图。
图12是表示控制转向操纵马达65的处理的例子的流程图。
图13是表示车速V与P增益Kp的对应关系的曲线图、表示车速V与D增益Kd的对应关系的曲线图、表示车速V、车轮角差dAF的大小dAFa与扭矩的大小TQa的对应关系的例子的曲线图、表示车轮角AF的变化速度Vaf的大小Vafa与第一增益Kd1的对应关系的曲线图、以及表示车轮角AF的变化速度Vaf的大小Vafa与扭矩大小TQ1的对应关系的例子的曲线图。
图14是表示车轮角AF的角加速度Aaf的大小Aafa与第二增益Kd2的对应关系的曲线图、以及表示车轮角AF的角加速度Aaf的大小Aafa与扭矩大小TQ2的对应关系的例子的曲线图。
图15是车辆的其它实施例的示意图。
具体实施方式
A.第一实施例:
A1.车辆10的结构:
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,图示出图1所示的车辆10的结构中的用于说明的部分,省略其它部分的图示。在图1~图4中,示出6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是垂直向上方向,下方向DD是上方向DU的相反方向。右方向DR是从向前方向DF行驶的车辆10观察到的右方向,左方向DL是右方向DR的相反方向。方向DF、DB、DR、DL均为水平的方向。右方向DR和左方向DL与前方向DF垂直。
在本实施例中,该车辆10是一人乘用的小型车辆。车辆10(图1、图2)是具有车体90、与车体90连结的一个前轮12F、以及与车体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2个后轮12L、12R的三轮车。前轮12F能够在左右方向转动,被配置在车辆10的宽度方向的中心。后轮12L、12R是驱动轮,相对于车辆10的宽度方向的中心对称地配置。
车体90(图1)具有主体部20。主体部20具有前部20a、底部20b、后部20c以及支承部20d。底部20b是沿水平的方向(即,与上方向DU垂直的方向)扩展的板状的部分。前部20a是从底部20b的前方向DF侧的端部向前方向DF侧且上方向DU侧倾斜地延伸的板状的部分。后部20c是从底部20b的后方向DB侧的端部向后方向DB侧且上方向DU侧倾斜地延伸的板状的部分。支承部20d是从后部20c的上端向后方向DB延伸的板状的部分。主体部20例如具有金属制的车架、以及固定在车架的面板。
车体90(图1)还具有固定在底部20b上的座椅11、被配置在比底部20b上的座椅11更靠前方向DF侧的加速踏板45和制动踏板46、被配置在座椅11的座面的下方并被固定在底部20b的控制装置110、被固定在底部20b中的比控制装置110更靠下方的部分的电池120、被固定在前部20a的前方向DF侧的端部的前轮支承装置41、以及安装在前轮支承装置41的换挡开关47。此外,虽然省略图示,但在主体部20可以固定其它部件(例如,顶棚、前照灯等)。车体90包含有固定在主体部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的踩踏量(也称为“加速器操作量”)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的踩踏量(也称为“制动器操作量”)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“驾驶”、“空档”、“倒退”以及“驻车”这4个行驶模式中选择一个。“驾驶”是通过驱动轮12L、12R的驱动前进的模式,“空档”是驱动轮12L、12R自由旋转的模式,“倒退”是通过驱动轮12L、12R的驱动后退的模式,“驻车”是至少一者车轮(例如,后轮12L、12R)不能旋转的模式。“驾驶”和“空档”通常在车辆10前进时利用。
前轮支承装置41(图1)是将前轮12F支承为能够以转动轴Ax1为中心向车辆10的转弯方向转动的装置。前轮支承装置41具有将前轮12F支承为能够旋转的前叉17、将前叉17(即,前轮12F)支承为能够以转动轴Ax1为中心转动的轴承68、使前叉17转动的转向操纵马达65。在车辆10中设置有作为通过用户的操作而被输入用户所期望的转弯方向和转弯的程度操作输入部的方向盘41a。在方向盘41a固定有沿方向盘41a的旋转轴延伸的支承杆41ax。支承杆41ax能够沿旋转轴旋转且与前轮支承装置41连接。另外,前轮支承装置41具有将支承杆41ax和前叉17连结的连接部50。连接部50的详细后述。
前叉17(图1)例如是内置有悬架(螺旋弹簧和减震器)的伸缩式的叉。
轴承68将主体部20(此处,前部20a)和前叉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。转向操纵马达65包括转子66和定子67。转子66和定子67中的一方(在本实施例中,转子66)被固定在前叉17。转子66和定子67中的另一方(在本实施例中,定子67)被固定在主体部20(此处,前部20a)。
方向盘41a(图1)能够以沿着方向盘41a的旋转轴延伸的支承杆41ax为中心转动。方向盘41a的转动方向(右或者左)表示用户所期望的转弯方向。从表示前进的规定方向起的方向盘41a的转动的程度(此处,转动角度。以下也称为“方向盘角”)表示用户所期望的转弯的程度。在本实施例中,“方向盘角=0”表示前进,“方向盘角>0”表示右转弯,“方向盘角<0”表示左转弯。这样,方向盘角的正负的不同表示转弯方向。另外,方向盘角的绝对值表示转弯的程度。这样的方向盘角是表示输入至方向盘41a的转弯方向和转弯的程度的操作量的例组。
车轮角AF(图2)是在朝向下方向DD观察车辆10的情况下,以前方向DF为基准的、旋转的前轮12F的行进方向D12的角度。该行进方向D12是与前轮12F的旋转轴垂直的方向。在本实施例中,“AF=0”表示“方向D12=前方向DF”,“AF>0”表示转弯方向为右方向DR(即,方向D12朝向右方向DR侧),“AF<0”表示转弯方向为左方向DL(即,方向D12朝向左方向DL侧)。有时控制装置110(图1)控制转向操纵马达65,以便与由用户操作的方向盘41a的方向相配合地来变更前叉17的方向(即,前轮12F的车轮角AF)。
控制装置110控制为利用转向操纵马达65的较大的扭矩使前轮12F的方向D12接近使用方向盘角所确定的目标的方向。由于前轮12F的方向D12由转向操纵马达65控制,所以与方向盘角独立的前轮12F的自由的转动被禁止。该情况下,车轮角AF与所谓的转向操纵角对应。另外,控制装置110通过减小转向操纵马达65的扭矩来允许前轮12F的方向D12与方向盘角独立地左右转动。如后述那样,控制装置110使用车速来调整转向操纵马达65的扭矩。
如图1所示,在本实施例中,在车辆10配置在水平的地面GL上的情况下,前轮支承装置41的转动轴Ax1相对于地面GL歪斜地倾斜,具体而言,与转动轴Ax1平行地朝向下方向DD侧的方向朝向斜前方。而且,前轮支承装置41的转动轴Ax1与地面GL的交点P2位于比前轮12F与地面GL的接触中心P1更靠前方向DF侧。如图1、图3所示,接触中心P1是前轮12F与地面GL的接触区域Ca1的中心。接触区域的中心表示接触区域的重心的位置。区域的重心是假设在区域内质量均衡地分布的情况下的重心的位置。这些点P1、P2之间的后方向DB的距离Lt被称为转向节主销纵偏距。正的转向节主销纵偏距Lt表示接触中心P1位于比交点P2更靠后方向DB侧。另外,垂直向上方向DU与沿着转动轴Ax1朝向垂直向上方向DU侧的方向所成的角度CA也被称为后倾角。后倾角CA大于0表示沿着转动轴Ax1朝向垂直向上方向DU侧的方向向斜后方倾斜。
2个后轮12L、12R(图4)被后轮支承部80支承为能够转动。后轮支承部80具有连杆机构30、固定在连杆机构30的上部的倾斜马达25、固定在连杆机构30的上部的第一支承部82、以及固定在连杆机构30的前部的第二支承部83(图1)。在图1中,为了说明,也用实线示出连杆机构30、第一支承部82以及第二支承部83中的隐藏于右后轮12R的部分。在图2中,为了说明,用实线示出隐藏于主体部20的后轮支承部80、后轮12L、12R以及连结部75。在图1~图3中,简化表示连杆机构30。
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侧到右后轮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)具备具有轮缘的车轮12Ra、以及安装在车轮12Ra的轮缘的轮胎12Rb。车轮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在车轮12Ra,另一方固定在后轮支承部80。右电动马达51R的旋转轴与车轮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具有车轮12La和轮胎12Lb。车轮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在车轮12La,另一方固定在后轮支承部80。这些电动马达51L、51R是直接驱动后轮12L、12R的轮内马达。
图1、图4示出车体90未倾斜而直立的状态(后述的倾斜角T为0的状态)。在该状态下,左后轮12L的旋转轴ArL和右后轮12R的旋转轴ArR位于相同的直线上。另外,在图1、图3中示出右后轮12R与地面GL的接触中心PbR、以及左后轮12L与地面GL的接触中心PbL。如图3所示,右方的接触中心PbR是右后轮12R与地面GL的接触区域CaR的中心。左方的接触中心PbL是左后轮12L与地面GL的接触区域CaL的中心。在图1的状态下,这些接触中心PbR、PbL在前方向DF的位置大致相同。
连杆机构30(图4)是所谓的平行连杆。连杆机构30具有朝向右方向DR依次排列的3个纵向连杆部件33L、21、33R、以及朝向下方向DD依次排列的2个横向连杆部件31U、31D。纵向连杆部件33L、21、33R在车辆10在车体90未倾斜而直立的情况下,与水平方向平行。横向连杆部件31U、31D在车体90未倾斜而直立的情况下与水平方向平行。2个纵向连杆部件33L、33R、以及2个横向连杆部件31U、31D形成平行四边形连杆机构。上方横向连杆部件31U连结纵向连杆部件33L、33R的上端。下方横向连杆部件31D连结纵向连杆部件33L、33R的下端。中间纵向连杆部件21连结横向连杆部件31U、31D的中央部分。这些连杆部件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。在左纵向连杆部件33L固定有左电动马达51L。在右纵向连杆部件33R固定有右电动马达51R。在中间纵向连杆部件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以及支承部82、83例如由金属形成。
在本实施例中,连杆机构30具有用于将多个连杆部件连结为能够转动的轴承。例如,轴承38将下横连杆部件31D和中间纵连杆部件21连结为能够转动,轴承39将上方横连杆部件31U和中间纵连杆部件21连结为能够转动。虽然省略说明,但在将多个连杆部件连结为能够转动的其它部分也设置有轴承。
倾斜马达25例如是具有定子和转子的电动马达。倾斜马达25的定子和转子中的一方被固定在中间纵连杆部件21,另一方被固定在上方横连杆部件31U。倾斜马达25的转动轴与这些连杆部件31U、21的连结部分(此处,轴承39)的转动轴相同,位于车辆10的宽度方向的中心。若倾斜马达25的转子相对于定子转动,则上方横连杆部件31U相对于中间纵连杆部件21倾斜。由此,车辆10倾斜。以下,将由倾斜马达25生成的扭矩(在本实施例中,相对于中间纵连杆部件21使上方横连杆部件31U倾斜的扭矩)也称为倾斜扭矩。倾斜扭矩是使车体90倾斜的扭矩。
图5是表示车辆10的状态的示意图。在图中示出车辆10的简化的后视图。图5(A)示出车辆10直立的状态,图5(B)示出车辆10倾斜的状态。如图5(A)所示,在上方横连杆部件31U与中间纵连杆部件21正交的情况下,全部的车轮12F、12L、12R都相对于平坦的地面GL直立。而且,包括车体90的车辆10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未倾斜的状态下,车辆上方向DVU与上方向DU相同。在本实施例中,采用后轮支承部80中的与车体90一起倾斜的部件的方向(具体而言,中间纵连杆部件21的方向),作为车辆上方向DVU。
如图5(B)所示,在上方横连杆部件31U相对于中间纵连杆部件21倾斜的情况下,右后轮12R和左后轮12L的一方向车辆上方向DVU侧移动,另一方向与车辆上方向DVU相反方向侧移动。即,连杆机构30和倾斜马达25使在宽度方向上相互分离配置的一对车轮12L、12R之间的与旋转轴垂直的方向的相对位置变化。其结果在全部的车轮12F、12L、12R接触到地面GL的状态下,这些车轮12F、12L、12R相对于地面GL倾斜。而且,包括车体90的车辆10整体相对于地面GL倾斜。在图5(B)的例子中,右后轮12R向车辆上方向DVU侧移动,左后轮12L向相反侧移动。其结果车轮12F、12L、12R,进而包括车体90的车辆10整体向右方向DR侧倾斜。如后述那样,在车辆10向右方向DR侧转弯的情况下,车辆10向右方向DR侧倾斜。在车辆10向左方向DL侧转弯的情况下,车辆10向左方向DL侧倾斜。
在图5(B)中,车辆上方向DVU相对于上方向DU向右方向DR侧倾斜。以下,将朝向前方向DF来观察车辆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。此处,“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,车体90也大致向相同的方向倾斜。车辆10的倾斜角T能够称为车体90的倾斜角T。
此外,倾斜马达25具有将倾斜马达25固定为不能转动的未图示的锁定机构。通过使锁定机构工作,上方横向连杆部件31U被固定为不能相对于中间纵向连杆部件21转动。其结果倾斜角T被固定。例如,在车辆10驻车时,倾斜角T被固定为0。作为锁定机构,优选为机械机构、且在固定倾斜马达25(进而,连杆机构30)时不消耗电力的机构。
图5(A)、图5(B)示出倾斜轴AxL。倾斜轴AxL位于地面GL上。连杆机构30和倾斜马达25能够使车辆10以倾斜轴AxL为中心向右和左倾斜。在本实施例中,倾斜轴AxL位于地面GL上,并是通过前轮12F与地面GL的接触中心P1且与前方向DF平行的直线。将后轮12L、12R支承为能够旋转的连杆机构30和作为使连杆机构30工作的促动器的倾斜马达25构成使车体90向车辆10的宽度方向倾斜的倾斜机构89。倾斜角T是通过倾斜机构89而得到的倾斜角。
车体90(具体而言,主体部20)如图1、图5(A)、图5(B)所示以能够以从后方向DB侧朝向前方向DF侧延伸的横摇轴AxR为中心转动的方式与后轮支承部80连结。如图2、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(图4)具有左悬架70L和右悬架70R。左悬架70L包括螺旋弹簧71L和减震器72L,右悬架70R包括螺旋弹簧71R和减震器72R。在本实施例中,各悬架70L、70R是内置螺旋弹簧71L、71R和减震器72L、72R的伸缩式的悬架。各悬架70L、70R能够沿着各悬架70L、70R的中心轴70La、70Ra(图4)伸缩。
如图4所示,在车辆10直立的状态下,各悬架70L、70R的中心轴与垂直方向大致平行。悬架70L、70R的上端部以能够以与第一轴向(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和其它部件的连结部分的结构也可以是其它各种结构(例如,球形接头)。
如图1、图2所示,连结部75为沿前方向DF延伸的杆。连结部75配置在车辆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为球形接头。连结部75能够相对于后部20c在预先决定的范围内向任意的方向移动。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为球形接头。连结部75能够相对于第二支承部83在预先决定的范围内向任意的方向移动。
这样,主体部20(进而,车体90)经由悬架***70和连结部75与后轮支承部80连结。车体90能够相对于后轮支承部80移动。图1的横摇轴AxR表示车体90相对于后轮支承部80向右方向DR或者左方向DL转动的情况下的中心轴。在本实施例中,横摇轴AxR是通过前轮12F与地面GL的接触中心P1、以及连结部75的附近的直线。车体90能够通过悬架70L、70R的伸缩而以横摇轴AxR为中心在宽度方向上转动。此外,在本实施例中,通过倾斜机构89进行的倾斜的倾斜轴AxL与横摇轴AxR不同。
在图5(A)、图5(B)中,用虚线示出以横摇轴AxR为中心转动的车体90。图中的横摇轴AxR示出包括悬架70L、70R且与前方向DF垂直的平面上的横摇轴AxR的位置。如图5(B)所示,在车辆10倾斜的状态下,车体90还能够以横摇轴AxR为中心向右方向DR和左方向DL转动。
车体90可以通过基于后轮支承部80的转动以及基于悬架***70和连结部75的转动相对于垂直上方向DU(进而,地面GL)在车辆10的宽度方向上转动。这样,将综合车辆10整体实现的车体90的宽度方向的转动也称为侧倾。在本实施例中,车体90的侧倾主要是由于后轮支承部80、悬架***70以及连结部75的整体而引起的。另外,也由于车体90、轮胎12Rb、12Lb等车辆10的部件的变形而产生侧倾。
在图1、,图5(A)、图5(B)中示出重心90c。该重心90c为满载状态下的车体90的重心。满载状态为车辆10装载有乘客(也有可能为货物)以使得车辆10的总重量成为所允许的车辆总重量的状态。例如,存在未规定货物的最大重量,而规定最大定员数的情况。在该情况下,重心90c为与车辆10建立对应的最大定员数的乘客搭载在车辆10上的状态的重心。作为乘客的体重,采用预先与最大定员数建立对应的基准体重(例如,55kg)。另外,除了最大定员数以外,存在规定货物的最大重量的情况。在该情况下,重心90c为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体90的重心。
如图示那样,在本实施例中,重心90c配置在横摇轴AxR的下方向DD侧。因此,能够抑制在车体90以横摇轴AxR为中心振动的情况下,振动的振幅过度增大。在本实施例中,为了将重心90c配置于横摇轴AxR的下方向DD侧,而将车体90(图1)的要素在比较重要的要素亦即电池120配置在较低的位置。具体而言,电池120被固定在车体90的主体部20中的最低的部分亦即底部20b。因此,能够容易使重心90c低于横摇轴AxR。
图6是转弯时的力的平衡的说明图。在图中示出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,有时控制装置110(图1)控制倾斜马达25,以便后轮12L、12R(进而,车辆10)相对于地面GL向右方向DR倾斜。
图中的第一力F1是作用于车体90的离心力。第二力F2是作用于车体90的重力。此处,将车体90的质量设为m(kg),将重力加速度设为g(约为9.8m/s 2),将车辆10相对于垂直方向的倾斜角设为T(度),将转弯时的车辆10的速度设为V(m/s),将旋转半径设为R(m)。第一力F1和第二力F2通过以下的式1、式2来表示。
F1=(m*V2)/R (式1)
F2=m*g (式2)
此处,*为相乘符号(以下,相同)。
另外,图中的力F1b为第一力F1的、与车辆上方向DVU垂直的方向的成分。力F2b为第二力F2的、与车辆上方向DVU垂直的方向的成分。力F1b和力F2b通过以下的式3、式4来表示。
F1b=F1*cos(T) (式3)
F2b=F2*sin(T) (式4)
此处,“cos()”是余弦函数,“sin()”是正弦函数(以下,相同)。
力F1b是使车辆上方向DVU向左方向DL侧转动的成分,力F2b是使车辆上方向DVU向右方向DR侧转动的成分。车辆10是保持倾斜角T(进一步而言,速度V和旋转半径R)的同时稳定地继续旋转的情况下,F1b和F2b的关系通过以下的式5来表示
F1b=F2b (式5)
若在式5中代入上述的式1~式4,则旋转半径R通过以下的式6来表示。
R=V2/(g*tan(T)) (式6)
此处,“tan()”为正接函数(以下,相同)。
式6不取决于车体90的质量m而成立。此处,通过将式6的“T”置换为不区分左方向和右方向而表示倾斜角的大小的参数Ta(此处,倾斜角T的绝对值)所获得的以下的式6a不管车体90的倾斜方向都成立。
R=V2/(g*tan(Ta)) (式6)
图7是表示车轮角AF和旋转半径R的简化的关系的说明图。在图中示出朝向下方向DD观察到的车轮12F、12L、12R。在图中,前轮12F向右方向DR转动,车辆10向右方向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。在朝向下方向DD观察车辆10的情况下,前中心Cf位于与接触中心P1(图1)大致相同的位置。后中心Cb为2个后轮12L、12R的中心。在车体90未倾斜的情况下,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。在朝向下方向DD观察车辆10的情况下,后中心Cb的位置与2个后轮12L、12R的接触中心PbL、PbR之间的中央的位置相同。中心Cr为旋转的中心(称为旋转中心Cr)。轴距Lh为前中心Cf与后中心Cb之间的前方向DF的距离。如图1所示,轴距Lh为前轮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以及旋转中心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和旋转半径R的关系通过以下的式7来表示。
AF=arctan(Lh/R) (式7)
此处,“arctan()”为正接函数的逆函数(以下,相同)。
此外,在现实的车辆10的举动和图7的简化后的举动之间存在各种差异。例如,现实的车轮12F、12L、12R可以相对于地面GL滑动。另外,现实的前轮12F和现实的后轮12L、12R倾斜。因此,现实的转弯半径可以与式7的转弯半径R不同。但是,式7可以作为表示车轮角AF与转弯半径R的关系的较好的近似式来利用。
在前进中如图5(B)那样车辆10向右方向DR侧倾斜的情况下,车体90的重心90c向右方向DR侧移动,所以车辆10的行进方向向右方向DR侧变化。由此,前轮支承装置41(图1)(进而,转动轴Ax1(图5(B)))也向右方向DR侧移动。另一方面,前轮12F与地面GL的接触中心P1不能够由于摩擦而向立刻右方向DR侧移动。而且,在本实施例中,如图1所说明那样,前轮12F具有正的转向节主销纵偏距Lt。即,接触中心P1位于比转动轴Ax1与地面GL的交点P2更靠后方向DB侧。这些结果是在前进中车辆10向右方向DR侧倾斜的情况下,前轮12F的方向(即,行进方向D12(图2))能够自然向车辆10的新的行进方向,即,倾斜方向(在图5(B)的例子中,右方向DR)转动。图5(B)中的转动方向RF示出车体90向右方向DR侧倾斜的情况下的、以转动轴Ax1为中心的前轮12F的转动方向。在转向操纵马达65的扭矩较小的情况下,前轮12F的方向紧接着倾斜角T的变更开始而自然向倾斜方向转动。而且,车辆10朝向倾斜方向转弯。
另外,在旋转半径与由上述的式6(进而,式6a)表示的旋转半径R相同的情况下,力F1b、F2b(图6,式5)相互平衡,所以车辆10的举动的稳定性提高。以倾斜角T旋转的车辆10想要以由式6表示的旋转半径R旋转。另外,由于车辆10具有正的转向节主销纵偏距Lt,所以前轮12F的行进方向D12自然与车辆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,能够左右转动的前轮12F的方向(即,车轮角AF)可以稳定于由式6表示的旋转半径R、以及式7确定的车轮角AF的方向。这样,车轮角AF追随于车体90的倾斜而变化。
另外,在本实施例中,在车体90倾斜的情况下,对前轮12F作用不取决于转向节主销纵偏距Lt而使车轮角AF向倾斜方向转动的力。图8是作用于旋转的前轮12F的力的说明图。在图中示出前轮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。在图中示出前轮支承装置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是通过前轮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也通过前轮12F的重心12Fc。
如在图1等中所说明那样,在本实施例中,支承前轮12F的前轮支承装置41被固定在车体90。因此,在车体90倾斜的情况下,前轮支承装置41与车体90一起倾斜,所以前轮12F的旋转轴Ax2也同样地想要向相同的方向倾斜。在行驶中的车辆10的车体90向右方向DR侧倾斜的情况下,向右方向DR侧倾斜的扭矩Tq1(图8)作用于以旋转轴Ax2为中心旋转的前轮12F。该扭矩Tq1包括想要以前轴Ax3为中心使前轮12F向右方向DR侧倾斜的力的成分。这样,旋转的物体被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以前轮支承装置41的转动轴Ax1为中心向右方向DR侧转动。这样,起因于旋转的前轮12F的角动量,前轮12F的方向D12(即,车轮角AF)追随于车身90的倾斜而变化。
以上,对车辆10向右方向DR侧倾斜的情况进行了说明。车辆10向左方向DL侧倾斜的情况下,同样地,前轮12F的方向D12(即,车轮角AF)追随于车体90的倾斜而向左方向DL侧转动。
这样,在转向操纵马达65的扭矩较小的情况下,前轮支承装置41如以下那样支承前轮12F。即,前轮12F能够不管输入至方向盘41a的信息都追随于车体90的倾斜的变化而相对于车体90左右转动。例如,即使在方向盘41a被维持为朝向表示前进的规定方向的状态的情况下,在车体90的倾斜角T变化到右方向时,前轮12F可以追随于倾斜角T的变化而向右方向转动(即,车轮角AF可以变化到右方向)。前轮支承装置41这样支承前轮12F可以如以下那样换一种说法。即,前轮支承装置41将前轮12F支承为能够追随于车体90的倾斜的变化而相对于车体90左右转动,使得针对输入至方向盘41a的一个操作量的前轮12F的车轮角AF并不限于一个车轮角AF。
此外,如图1所说明那样,被固定在方向盘41a的支承杆41ax和作为将前轮12F支承为能够旋转的支承部件的例子的前叉17通过连接部50连结。连接部50包括被固定在支承杆41ax的第一部分51、被固定在前叉17的第二部分52、以及将第一部分51和第二部分52连接的第三部分53。连接部50经由支承杆41ax与方向盘41a间接连接,而与前叉17直接连接。第三部分53在本实施例中是弹性体,具体而言,是螺旋弹簧。在用户使方向盘41a向右或者左转动的情况下,由用户施加到方向盘41a的向右或者向左的力经由连接部50向前叉17传递。即,用户能够通过操作方向盘41a而向前叉17,进而向前轮12F施加向右或者向左的力。由此,在前轮12F未朝向意图的方向的情况下(即,车轮角AF与意图的角度不同的情况下),用户能够通过操作方向盘41a来修正前轮12F的方向(即,车轮角AF)。由此,能够提高行驶稳定性。例如,车轮角AF根据路面的凹凸、风等外部的因素变化的情况下,用户能够通过操作方向盘41a来修正车轮角AF。
此外,连接部50松弛地将方向盘41a和前叉17连接。例如,连接部50的第三部分53的弹簧常数被设定为足够小的值。这样的连接部50在转向操纵马达65的扭矩较小时,不管输入至方向盘41a的方向盘角,都允许前轮12F追随于车体90的倾斜的变化而相对于车体90左右转动。因此,由于车轮角AF能够变化为适合倾斜角T的角度,所以行驶稳定性提高。此外,在连接部50实现松弛的连接的情况下,即,允许前轮12F的上述那样的转动的情况下,车辆10可以如以下那样进行动作。例如,即使在方向盘41a被向左方向转动的情况下,当车体90向右方向倾斜时,前轮12F可以向右方向转动。另外,车辆10停止在沥青铺装的平坦、干燥的道路上的状态下,使方向盘41a向右和左转动的情况下,不维持方向盘角和车轮角AF的一对一的关系。由于施加至方向盘41a的力经由连接部50传递到前叉17,所以车轮角AF可以根据方向盘角的变化而变化。但是,以方向盘角成为一个确定的值的方式调整方向盘41a的方向时的车轮角AF未被固定为一个值,而可以变化。例如,在方向盘41a和前轮12F两方朝向前进方向的状态下,方向盘41a被向右方向转动。由此,前轮12F朝向右。然后,方向盘41a再次返回到前进方向。此处,前轮12F可以不朝向前进方向,而维持为朝向右的状态。另外,存在即使使方向盘41a向右或者左转动,车辆10也不能向方向盘41a的方向转弯的情况。另外,在车辆10停止的情况下,与车辆10行驶的情况相比,有时车轮角AF的变化量相对于方向盘角的变化量的比例较小。
A2.车辆10的控制:
图9是表示与车辆10的控制有关的结构的框图。车辆10具有车速传感器122、方向盘角传感器123、车轮角传感器124、倾斜角传感器125、加速踏板传感器145、制动踏板传感器146、换档开关47、控制装置110、右电动马达51R、左电动马达51L、倾斜马达25以及转向操纵马达65,作为与控制有关的结构。
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安装在前叉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的方向(即,方向盘角)的传感器。在本实施例中,方向盘角传感器123安装在固定于方向盘41a(图1)的支承杆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安装在转向操纵马达65(图1)。
倾斜角传感器125是检测倾斜角T的传感器。倾斜角传感器125安装在倾斜马达25(图4)。如上述那样,中间纵连杆部件21相对于上方横连杆部件31U的方向与倾斜角T对应。倾斜角传感器125检测中间纵连杆部件21相对于上方横连杆部件31U的方向,即,倾斜角T。
加速踏板传感器145是检测加速器操作量的传感器。在本实施例中,加速踏板传感器145安装在加速踏板45(图1)。制动踏板传感器146是检测制动器操作量的传感器。在本实施例中,制动踏板传感器146安装在制动踏板46(图1)。
此外,各传感器122、123、124、125、145、146例如使用分解器或者编码器而构成。
控制装置110具有主控制部100、驱动装置控制部101、倾斜马达控制部102以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)的电力来进行动作。在本实施例中,控制部100、101、102、103分别具有计算机。具体而言,控制部100、101、102、103具有处理器100p、101p、102p、103p(例如,CPU)、易失性存储装置100v、101v、102v、103v(例如,DRAM)以及非易失性存储装置100n、101n、102n、103n(例如,闪存)。在非易失性存储装置100n、101n、102n、103n中预先储存有用于对应的控制部100、101、102、103的动作的程序(图示省略)。另外,在主控制部100的非易失性存储装置100n中预先储存有表示在后述的处理中所参照的映射的映射数据MT、MAF。处理器100p、101p、102p、103p分通过执行对应的程序来执行各种处理。
主控制部100的处理器100p接收来自传感器122、123、124、125、145、146和换档开关47的信号,并根据接收到的信号来控制车辆10。具体而言,主控制部100的处理器100p通过对驱动装置控制部101、倾斜马达控制部102以及转向操纵马达控制部103输出指示来控制车辆10(详细后述)。
驱动装置控制部101的处理器101p按照来自主控制部100的指示来控制电动马达51L、51R。倾斜马达控制部102的处理器102p按照来自主控制部100的指示来控制倾斜马达25。转向操纵马达控制部103的处理器103p按照来自主控制部100的指示来控制转向操纵马达65。这些控制部101、102、103分别具有向控制对象的马达51L、51R、25、65供给来自电池120的电力的电气电路101c、102c、103c(例如,逆变器电路)。
以下,将控制部100、101、102、103的处理器100p、101p、102p、103p执行处理仅表现为控制部100、101、102、103执行处理。
图10是表示由控制装置110(图9)执行的控制处理的例子的流程图。图10的流程图示出后轮支承部80和前轮支承装置41的控制的顺序。在图10中,对各处理标注将文字“S”和接在文字“S”后面的数字组合而成附图标记。
在S100中,主控制部100获取来自传感器122、123、124、125、145、146和换档开关47的信号。由此,主控制部100确定速度V、方向盘角、车轮角AF、倾斜角T、加速器操作量、制动器操作量以及行驶模式。
在S110中,主控制部100判断是否满足“行驶模式为“后退”和“驻车”之一”这个条件。在行驶模式与“后退”和“驻车”任何一个都不同的情况下(此处,行驶模式为“驾驶”和“空档”之一的情况下),S110的判断结果为否。该情况下,主控制部100移至S130。S110的判断结果为否通常表示车辆10正在前进。
在S130中,主控制部100确定与方向盘角建立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是方向盘角(单位为度)乘以规定的系数(例如,30/60)所获得的值。此外,作为方向盘角与第一目标倾斜角T1的对应关系,可以采用方向盘角的绝对值越大则第一目标倾斜角T1的绝对值越大这样的各种关系,来代替比例关系。根据主控制部100的非易失性存储装置100n中储存的映射数据MT预先决定表示方向盘角与第一目标倾斜角T1的对应关系的信息。主控制部100参照该映射数据MT,并按照根据参照的数据所预先决定的对应关系来确定与方向盘角对应的第一目标倾斜角T1。此外,也可以基于方向盘角和其它信息(例如,车速V)来决定第一目标倾斜角T1。
此外,如上述那样,式6表示倾斜角T、速度V以及旋转半径R的对应关系,式7表示旋转半径R与车轮角AF的对应关系。若综合这些式6、式7,则确定倾斜角T、速度V以及车轮角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以及车轮角AF的对应关系,将方向盘角和车轮角AF建立对应关系(此处,车轮角AF可以取决于速度V而变化)。
主控制部100(图9)向倾斜马达控制部102供给用于控制倾斜马达25的指示,以使倾斜角T成为第一目标倾斜角T1。倾斜马达控制部102按照指示来驱动倾斜马达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被变更为与方向盘角建立对应的第一目标倾斜角T1。在本实施例中,倾斜马达控制部102进行使用倾斜角T与第一目标倾斜角T1的差的倾斜马达25的反馈控制。例如,进行所谓的PID(Proportional IntegralDerivative:比例积分微分)控制。通过该控制,在倾斜角T与第一目标倾斜角T1的差的绝对值较大的情况下,倾斜马达25的扭矩的大小变大,倾斜角T接近第一目标倾斜角T1。主控制部100和倾斜马达控制部102的整体作为对使车体90倾斜的连杆机构30和倾斜马达25进行控制的倾斜控制部发挥作用(也称为倾斜控制部190)。
在S140中,控制装置110执行对前轮支承装置41进行控制的处理,。图11是控制装置110中与前轮支承装置41(具体而言,转向操纵马达65)的控制相关的部分的框图。在本实施例中,控制装置110进行使用车轮角AF和目标车轮角AFt1的差dAF的转向操纵马达65的反馈控制,以使车轮角AF接近后述的目标车轮角AFt1。具体而言,进行PID(ProportionalIntegral Derivative)控制。通过该控制,在差dAF的绝对值较大的情况下,转向操纵马达65的扭矩的大小变大,车轮角AF接近目标车轮角AFt1。这样,目标车轮角AFt1表示前轮12F的方向D12的目标的方向。另外,控制装置110如所谓的转向阻尼器那样也进行抑制车轮角AF的突然的变化的控制。
这样,主控制部100和转向操纵马达控制部103的整体作为控制转向操纵马达65的扭矩的转动控制部发挥作用(也称为转动控制部170)。另外,图1、图9的附图标记180表示支承前轮12F的转动轮支承部180。转动轮支承部180包括作为将前轮12F支承为能够旋转的支承部件的例子的前叉17、将前叉17支承为能够左右转动的轴承68、将使前叉17左右转动的扭矩施加至前叉17的转向操纵马达65、控制转向操纵马达65的扭矩的转动控制部170、以及连接部50。
如图11所示,转向操纵马达控制部103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增益控制部335、D控制部340、第一增益控制部344、一阶微分控制部347、第二增益控制部360、二阶微分控制部365、第二相加点390以及电力控制部103c。处理部310、315、320、330、335、340、344、347、360、365、390通过转向操纵马达控制部103的处理器103p来实现。另外,电力控制部103c使用向转向操纵马达65供给来自电池120的电力的电气电路(例如,逆变器电路)来实现。以下,将转向操纵马达控制部103作为处理部310、315、320、330、335、340、344、347、360、365、390、103c来执行处理也表现为处理部310、315、320、330、335、340、344、347、360、365、390、103c执行处理。
图12是表示执行转向操纵马达65的处理的例子的流程图。该处理示出图10的S140的处理的例子。在S200中,主控制部100根据车速传感器122、方向盘角传感器123以及车轮角传感器124,来分别获取表示车速V的信息、表示方向盘角Ai的信息以及表示车轮角AF的信息。在S210中,主控制部100决定第一目标车轮角AFt1。根据方向盘角Ai和车速V来决定第一目标车轮角AFt1。根据主控制部100(图9)的非易失性存储装置100n中储存的映射数据MAF预先决定表示第一目标车轮角AFt1、方向盘角Ai以及车速V的对应关系的信息。主控制部100参照该映射数据MAF,并按照根据参照的数据而预先决定的对应关系,来确定与方向盘角Ai和车速V的组合对应的第一目标车轮角AFt1。
此外,在本实施例中,方向盘角Ai、车速V以及第一目标车轮角AFt1的对应关系与在图10的S130中使用方向盘角Ai所确定的第一目标倾斜角T1、车速V、以及使用上述的式6、式7所确定的车轮角AF的对应关系相同。因此,相同的第一目标车轮角AFt1可以使用第一目标倾斜角T1和车速V来确定。例如,映射数据MAF可以规定第一目标倾斜角T1和车速V的组合与第一目标车轮角AFt1的对应关系。而且,主控制部100也可以使用第一目标倾斜角T1和车速V来确定第一目标车轮角AFt1。
在S220(图12)中,转向操纵马达控制部103(图11)的第一相加点310从主控制部100获取表示第一目标车轮角AFt1的信息和表示车轮角AF的信息。而且,第一相加点310将表示从第一目标车轮角AFt1减去车轮角AF而得的差dAF的信息输出至P控制部320、I控制部330以及D控制部340。以下,将第一目标车轮角AFt1与车轮角AF的差dAF也称为车轮角差dAF。
在S230中,P增益控制部315从主控制部100获取表示车速V的信息,并使用车速V来决定P增益Kp。在本实施例中,预先决定车速V与P增益Kp的对应关系(详细,后述)。在S235中,P控制部320使用车轮角差dAF和P增益Kp来决定比例项Vp。比例项Vp的决定方法可以是用于决定PID控制的比例项的公知的方法。例如,输出车轮角差dAF乘以P增益Kp而得的值作为比例项Vp。
在S240中,I控制部330使用车轮角差dAF和I增益Ki来决定积分项Vi。在本实施例中,预先决定I增益Ki。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,输出车轮角差dAF的积分值乘以I增益Ki而得的值作为积分项Vi。决定用于对车轮角差dAF进行积分的时间幅度可以预先,还可以基于其它参数(例如,I增益Ki)来决定。
在S245中,D增益控制部335从主控制部100获取表示车速V的信息,并使用车速V来决定D增益Kd。在本实施例中,预先决定车速V与D增益Kd的对应关系(详细,后述)。在S250中,D控制部340使用车轮角差dAF和D增益Kd来决定微分项Vd。微分项Vd的决定方法可以是用于决定PID控制的微分项的公知的方法。例如,输出车轮角差dAF的微分值乘以D增益Kd而得的值作为微分项Vd。用于确定车轮角差dAF的微分值的时间差可以预先决定,也可以取而代之而基于其它参数(例如,D增益Kd)来决定。
此外,并行执行用于决定比例项Vp的处理S230、S235、用于决定积分项Vi的处理S240、以及用于决定微分项Vd的处理S245、S250。
在S260中,第一增益控制部344从主控制部100获取表示车轮角AF的信息,并计算车轮角AF的变化速度Vaf。车轮角AF的变化速度Vaf表示前轮12F的左右的转动的角速度(以下,也称为角速度Vaf)。变化速度Vaf的计算方法可以是用于计算参数的变化速度的公知的方法。例如,第一增益控制部344可以采用从当前时刻的车轮角AF减去过去的时刻的车轮角AF而得的差作为变化速度Vaf。当前时刻与过去的时刻之间的时间差可以预先决定,也可以取而代之而基于其它参数来决定。第一增益控制部344使用变化速度Vaf来决定第一增益Kd1。在前轮12F接触***、凹部等道路的高度突然变化的部分的情况下,车轮角AF可以突然变化。由道路的不是平坦的部分引起的车轮角AF的变化的方向可以是左方向,另外,也可以是右方向。而且,变化速度Vaf的大小可以大到车轮角AF根据方向盘41a的操作而变化的情况下通常不会产生的程度的大小。详细后述,但在变化速度Vaf的大小过大的情况下(例如,变化速度Vaf的大小超过基准的情况下),第一增益Kd1被设定为较大的值。另一方面,变化速度Vaf的大小在适当的较小的范围内的情况下(例如,变化速度Vaf的大小为基准以下的情况下),第一增益Kd1被设定为较小的值。在本实施例中,预先决定变化速度Vaf与第一增益Kd1的对应关系。
在S265中,一阶微分控制部347使用车轮角AF和第一增益Kd1来决定一阶微分项Vd1。一阶微分项Vd1的决定方法可以是用于决定PID控制的微分项的公知的方法。例如,输出车轮角AF的微分值乘以第一增益Kd1而得的值作为一阶微分项Vd1。用于确定车轮角AF的微分值的时间差可以预先决定,也可以取而代之而基于其它参数(例如,第一增益Kd1)来决定。
在S270中,第二增益控制部360从主控制部100获取表示车轮角AF的信息,并计算车轮角AF的角加速度Aaf。角加速度Aaf的计算方法可以是用于计算参数的变化的加速度的公知的方法。例如,第二增益控制部360可以采用从当前时刻的角速度Vaf减去过去的时刻的角速度Vaf而得的差作为角加速度Aaf。当前时刻与过去的时刻之间的时间差可以预先决定,也可以取而代之而基于其它参数来决定。角速度Vaf的计算方法可以与S260中的角速度Vaf的计算方法相同。第二增益控制部360使用角加速度Aaf来决定第二增益Kd2。与第一增益Kd1(S260)同样地,在角加速度Aaf的大小过大的情况下(例如,角加速度Aaf的大小超过基准的情况下),第二增益Kd2被设定为较大的值。另一方面,在角加速度Aaf的大小为适当的较小的范围内的情况下(例如,角加速度Aaf的大小为基准以下的情况下),第二增益Kd2被设定为较小的值。在本实施例中,预先决定角加速度Aaf与第二增益Kd2的对应关系。
在S275中,二阶微分控制部365使用车轮角AF和第二增益Kd2来决定二阶微分项Vd2。二阶微分项Vd2的决定方法可以是将用于决定PID控制的微分项的公知的方法修正为代替车轮角AF的一阶微分而使用车轮角AF的二阶微分而得到的方法。例如,输出车轮角AF的二阶微分值乘以第二增益Kd2而得的值作为二阶微分项Vd2。确定车轮角AF的二阶微分值的方法可以是与决定PID控制的微分项的方法中的微分值的确定方法同样的方法。例如,可以采用从当前时刻的车轮角AF的微分值减去过去的时刻的车轮角AF的微分值而得的差作为二阶微分值。用于确定二阶微分值的时间差可以预先决定,也可以取而代之而基于其它参数(例如,第二增益Kd2)来决定。
此外,并行执行用于PID控制的S210~S250的处理、用于一阶微分项Vd1的S260、S265的处理、以及用于二阶微分项Vd2的S270、S275的处理。
在S280中,第二相加点390从控制部320、330、340、347、365分别获取表示项Vp、Vi、Vd、Vd1、Vd2的信息。而且,第二相加点390确定这些项Vp、Vi、Vd、Vd1、Vd2的合计亦即驱动控制值Vc,并将表示驱动控制值Vc的信息输出至电力控制部103c。在S290中,电力控制部103c按照控制值Vc来控制供给给转向操纵马达65的电力。控制值Vc的绝对值越大,则电力的大小(即,转向操纵马达65的扭矩的大小)越大。
如后述那样,在车轮角AF的变化缓慢的情况下(即,角速度Vaf的大小和角加速度Aaf的大小较小的情况下),由于第一增益Kd1和第二增益Kd2较小,所以一阶微分项Vd1和二阶微分项Vd2接近0。在该情况下,控制值Vc与使用车轮角差dAF所决定的项Vp、Vi、Vd的合计大致相同。而且,基于控制值Vc而产生的转向操纵马达65的扭矩的方向是使车轮角AF接近第一目标车轮角AFt1的方向。
在车轮角AF突然变化的情况下,变化速度Vaf的大小可以变得过大。该情况下,如后述那样,由于第一增益Kd1较大,所以一阶微分项Vd1的大小也大。在本实施例中,第一增益Kd1也可以被设定为使得一阶微分项Vd1的大小比其它项Vp、Vi、Vd的大小足够大。而且,控制值Vc也可以与一阶微分项Vd1大致相同。该情况下,基于控制值Vc而产生的转向操纵马达65的扭矩的方向是减小车轮角AF的微分的大小,即,变化速度Vaf的大小的方向。转向操纵马达65的这样的扭矩与所谓的转向阻尼器同样地抑制转向操纵角的突然的变化。
在车轮角AF突然变化的情况下,除了变化速度Vaf的大小之外,角加速度Aaf的大小也可以变得过大。该情况下,如后述那样,由于第二增益Kd2较大,所以二阶微分项Vd2的大小也较大。二阶微分项Vd2所示的转向操纵马达65的扭矩的方向是减小车轮角AF的二阶微分的大小,即,角加速度Aaf的大小(具体而言,角加速度Aaf的绝对值)的方向。在角加速度Aaf的大小变小的情况下,角速度Vaf的变化也被抑制。这样,二阶微分项Vd2抑制角速度Vaf的变化。在由于道路的凹凸等而车轮角AF突然开始变化的情况下,角速度Vaf的大小突然增大。二阶微分项Vd2可以使转向操纵马达65输出抑制角速度Vaf的大小的突然的增大扭矩。这样的扭矩抑制角速度Vaf的大小的突然的增大,进而抑制车轮角AF的突然的变化,抑制。
这样,控制值Vc表示转向操纵马达65的扭矩。控制值Vc例如表示应供给至转向操纵马达65的电流的方向和大小。在S280中,也可以说转向操纵马达控制部103(具体而言,第二相加点390)决定转向操纵马达65的扭矩。另外,各项Vp、Vi、Vd、Vd1、Vd2均形成驱动控制值Vc的一部分。因此,各项Vp、Vi、Vd、Vd1、Vd2也可以说是用于控制转向操纵马达65的扭矩的控制值的一种。
根据以上,图12的处理,即,图10的S140的处理结束。控制装置110反复执行图10的处理。在满足用于执行S130、S140的条件的情况下(S110:“否”),控制装置110继续进行S130的倾斜角T的控制和S140的车轮角AF的控制。其结果车辆10朝向适合方向盘角Ai的行进方向行驶。
图13(A)是表示预先决定车速V和P增益Kp的对应关系的曲线图。横轴表示车速V,纵轴表示P增益Kp。如图示那样,在预先决定的基准速度Vth以下的车速V的范围亦即第一范围RV1中,车速V从0变化到基准速度Vth的情况下,P增益Kp从预先决定的增益Kpm(Kpm>0)到接近0的值大致线性地变化。而且,P增益Kp相对于车速V的变化平滑地变化。在超过基准速度Vth的车速V的范围亦即第二范围RV2(在本实施例中,大于基准速度Vth且为车辆10的预先决定的最高速度Vm以下的范围)中,P增益Kp根据车速V的增大而缓慢地减少。在第二范围RV2中,P增益Kp大致为0。但是,P增益Kp大于0。另外,在第二范围RV2中,与第一范围RV1相比,P增益Kp的变化相对于车速V的变化的比例较小。这样,车速V越快,则P增益Kp越小。另外,在第二范围RV2中,不管车速V,P增益Kp接近0。另一方面,在第一范围RV1中,P增益Kp可以成为比第二范围RV2中的P增益Kp大幅度大的值。
在图12的S230中,P增益控制部315将P增益Kp决定为根据这样的对应关系而与车速V建立对应的P增益Kp。根据非易失性存储装置103n(图9)中预先储存的映射数据Mp预先决定速度V与P增益Kp的对应关系。P增益控制部315参照映射数据Mp来确定与车速V建立对应的P增益Kp。
图13(B)是表示车速V与D增益Kd的预先决定的对应关系的曲线图。横轴表示车速V,纵轴表示D增益Kd。如图示那样,D增益Kd与P增益Kp(图13(A))同样地根据车速V而变化。具体而言,在基准速度Vth以下的第一范围RV1中,在车速V从0变化到基准速度Vth的情况下,D增益Kd从预先决定的增益Kdm(Kdm>0)到接近0的值大致线性地变化。在超过基准速度Vth的第二范围RV2中,D增益Kd根据车速V的增大而缓慢地减少。在第二范围RV2中,D增益Kd大致为0。但是,D增益Kd大于0。在图12的S245中,D增益控制部335将D增益Kd决定为根据这样的对应关系而与车速V建立对应的D增益Kd。根据非易失性存储装置103n(图9)中预先储存的映射数据Md预先决定车速V与D增益Kd的对应关系。D增益控制部335参照映射数据Md来确定与车速V建立对应的D增益Kd。
图13(C)是表示车速V、车轮角差dAF的大小dAFa以及转向操纵马达65的扭矩的大小TQa的对应关系的例子的曲线图。横轴表示车速V,纵轴表示车轮角差dAF的大小dAFa。车轮角差dAF的大小dAFa表示车轮角差dAF的绝对值(以下,也称为角差大小dAFa)。最大值dAFam表示角差大小dAFa的可取的最大值。扭矩的大小TQa表示扭矩的绝对值(以下,也称为扭矩大小TQa)。图13(C)的曲线图示出第一增益Kd1(图12:S260)和第二增益Kd2(S270)足够小的情况下(即,一阶微分项Vd1(S265)和二阶微分项Vd2(S275)足够小的情况下)的曲线图。
如图12的S280、S290所说明那样,控制值Vc的绝对值越大,则扭矩大小TQa越大。而且,在第一增益Kd1和第二增益Kd2较小的情况下,项Vp、Vi、Vd的合计的绝对值越大,则控制值Vc的绝对值越大。在本实施例中,I增益Ki较小。在车辆10的行驶中,比例项Vp和微分项Vd的各个的绝对值可以超过积分项Vi的绝对值,成为更大的值。而且,主要基于比例项Vp和微分项Vd来决定扭矩大小TQa。
在图13(C)的曲线图中,表示车速V与角差大小dAFa的组合的区域被划分成5个区域A1~A5。这5个区域A1~A5将扭矩大小TQa分成5个阶段来示出。扭矩大小TQa从小到大的顺序是区域A1~A5顺序。邻接的2个区域的分界线L1~L4的各个的形状示出随着车速V从0增大,角差大小dAFa也从0增大。实际上,扭矩大小TQa根据车速V与角差大小dAFa的至少一者的变化而平滑地变化。虽然省略图示,但在一个区域内,车速V和角差大小dAFa的至少一者变化的情况下,扭矩大小TQa也变化。
如图示那样,在任何一个角差大小dAFa下,扭矩大小TQa都根据车速V的增大而减少。例如,在角差大小dAFa为第一大小dAFax的情况下,若车速V从0增大,则对应的区域按照区域A5~A1的顺序变化。扭矩大小TQa相对于车速V的增大的减少与P增益Kp相对于车速V的增大的减少(图13(A))和D增益Kd相对于车速V的增大的减少(图13(B))减少对应。
特别是,如图13(A)、图13(B)所示,在车速V超过基准速度Vth的第二范围RV2内中,与车速V为基准速度Vth以下的第一范围RV1内不同,P增益Kp和D增益Kd接近0。因此,在角差大小dAFa为一定这个条件下,车速V超过基准速度Vth的情况下,与车速V为基准速度Vth以下的情况相比,扭矩大小TQa很小。例如,如图13(C)所示,与较小的扭矩大小TQa对应的区域A1、A2在第二范围RV2内,与在第一范围RV1内相比,扩展到角差大小dAFa较大的范围。另外,图13(C)的划分区域A1~A5的分界线L1~L4的斜率(即,角差大小dAFa的变化相对于车速V的变化的比例)在第二范围RV2内大幅度大于在第一范围RV1内。特别是,划分与较大的扭矩大小TQa对应的区域A3、A4、A5的分界线L3、L4的斜率在第二范围RV2内大幅度大于在第一范围RV1内。
另外,在任何一个车速V下,扭矩大小TQa都根据角差大小dAFa的增大而增大。例如,在车速V为第一车速Vx的情况下,若角差大小dAFa从0增大,则对应的区域按照区域A1~A5的顺序变化。扭矩大小TQa相对于角差大小dAFa的增大的增大与比例项Vp的大小(即,比例项Vp的绝对值)相对于角差大小dAFa的增大的增大对应(图12:S235)。
在转向操纵马达65输出这样的扭矩大小TQa的扭矩的情况下,车辆10被如以下那样控制。在车速V超过基准速度Vth的情况下,由于转向操纵马达65的扭矩大小TQa较小,所以允许与方向盘角独立的前轮12F的自由的转动。例如,图13(C)的2个区域A1、A2内的扭矩大小TQa允许与方向盘角独立的前轮12F的自由的转动。这样设定P增益Kp和D增益Kd以使在车速V较快的情况下扭矩大小TQa变小的理由如下。
在车速V较快的情况下,由于各种因素,前轮12F的方向能够容易地追随于车体90的倾斜而变化。例如,如图8所说明那样,前轮12F的方向起因于旋转的前轮12F的角运动量,追随于车体90的倾斜而变化。因此,前轮12F的角运动量越大,即,车速V越快,则前轮12F的方向能够越容易地追随于车体90的倾斜而变化。在本实施例中,在车速V超过基准速度Vth的情况下,由于转向操纵马达65的扭矩大小TQa较小,不管方向盘41a的操作量,车轮12F的方向都能够左右转动。该情况下,前轮12F自然向根据由式6表示的旋转半径R和式7所确定的车轮角AF的方向转动。前轮12F的转动在倾斜角T的变更开始后自然开始。即,车轮角AF追随于车体90的倾斜而变化。这样,由于车轮角AF接近适合倾斜角T的角度,所以行驶稳定性提高。此外,预先通过实验决定基准速度Vth,以使在图10的S140中,前轮12F的方向D12能够朝向适合倾斜角T的方向(例如,基准速度Vth为时速20km)。
另外,即使在车速V超过基准速度Vth的情况下,在角差大小dAFa较大时,扭矩大小TQa也变大。其结果在角差大小dAFa较大的情况下,转向操纵马达65的扭矩抑制前轮12F的自由的转动,而且,将前轮12F的方向D12控制为接近目标的方向(此处,与目标车轮角AFt1对应的方向)。例如,当车辆10在雪道或水淹的道行驶的情况下,前轮12F的方向D12由于雪或水的阻力而不易变化。其结果角差大小dAFa可以变大。另外,在行驶中的车辆10受到横风的情况下,由于车辆10向下风移动,所以角差大小dAFa可以变大。在这样的情况下,转向操纵马达65的扭矩将前轮12F的方向D12控制为接近目标的方向。例如,图13(C)的3个区域A3、A4、A5内的扭矩大小TQa将前轮12F的方向D12控制为接近目标的方向。其结果车轮角AF接近适合倾斜角T的第一目标车轮角AFt1,行驶稳定性提高。
在车速V为基准速度Vth以下的情况下,转向操纵马达65的扭矩大小TQa较大。另外,转向操纵马达65的扭矩被设定为使前轮12F的方向D12接近目标的方向(此处,与目标车轮角AFt1对应的方向)的扭矩。由此,车轮角AF接近目标车轮角AFt1,前轮12F的方向接近目标的方向。其结果抑制前轮12F的方向D12从适合方向盘41a的操作量的方向偏离,所以行驶稳定性提高。
另外,在车速V为基准速度Vth以下的情况下,车速V越快,则扭矩大小TQa越小。由此,当车速V在第一范围RV1与第二范围RV2之间变化时,抑制扭矩大小TQa的突然的变化,所以行驶稳定性提高。另外,在车速V较慢的情况下,由于扭矩大小TQa较大,所以转向操纵马达65的扭矩将前轮12F的方向D12控制为接近目标的方向(此处,与目标车轮角AFt1对应的方向)。其结果由于车轮角AF接近适合倾斜角T的第一目标车轮角AFt1,所以行驶稳定性提高。
图13(D)是表示车轮角AF的变化速度Vaf的大小Vafa与第一增益Kd1的预先决定的对应关系的曲线图。横轴表示变化速度Vaf的大小Vafa,纵轴表示第一增益Kd1。变化速度Vaf的大小Vafa表示变化速度Vaf(即,角速度Vaf)的绝对值(以下,也称为角速度大小Vafa)。如图示那样,在预先决定的基准变化速度Vaft以下的角速度大小Vafa的范围亦即第一范围RVa1中,第一增益Kd1被维持为比较小的增益(此外,Kd1>0)。若角速度大小Vafa从小于基准变化速度Vaft的值变化为大于基准变化速度Vaft的值,则第一增益Kd1相对于角速度大小Vafa的增大而较大增大。而且,在超过基准变化速度Vaft的角速度大小Vafa的范围亦即第二范围RVa2中,第一增益Kd1被维持为比较大的增益。在图12的S260中,第一增益控制部344将第一增益Kd1决定为根据这样的对应关系而与变化速度Vaf建立对应的增益Kd1。根据非易失性存储装置103n(图9)中预先储存的映射数据Md1预先决定变化速度Vaf(此处,大小Vafa)与第一增益Kd1的对应关系。第一增益控制部344参照映射数据Md1,来确定与变化速度Vaf建立对应的第一增益Kd1。
图13(E)是表示车轮角AF的角速度Vaf的大小Vafa与扭矩大小TQ1的对应关系的例子的曲线图。横轴表示角速度大小Vafa,纵轴表示扭矩大小TQ1。该扭矩大小TQ1表示由一阶微分项Vd1所示的转向操纵马达65的扭矩的大小。在车轮角AF与目标车轮角AFt1相同的状态(即,车轮角差dAF为0的状态)中,基于PID控制的项Vp、Vi、vd大致为0,所以转向操纵马达65的扭矩的大小可以与扭矩大小TQ1大致相同。
如图示那样,在角速度大小Vafa为基准变化速度Vaft以下的第一范围RVa1内的情况下,扭矩大小TQ1是比较小的值。如图13(D)中所说明那样,在该第一范围RVa1内中,第一增益Kd1被维持为较小的值,所以扭矩大小TQ1相对于角速度大小Vafa的增大而缓慢地增大。
若角速度大小Vafa从小于基准变化速度Vaft的值变化为大于基准变化速度Vaft的值,则扭矩大小TQ1相对于角速度大小Vafa的增大而较大增大。扭矩大小TQ1的这样的变化与第一增益Kd1(图13(D))相对于角速度大小Vafa的增大的增大对应。而且,在角速度大小Vafa超过基准变化速度Vaft的第二范围RVa2中,扭矩大小TQ1根据角速度大小Vafa的增大而增大。
这样,在角速度大小Vafa较大的情况下,扭矩大小TQ1变大。因此,在由于道路的凹凸等而前轮12F的行进方向D12无意图地突然开始变化的情况下,转向操纵马达65通过较大的扭矩能够抑制前轮12F的方向D12的突然的变化。特别是,第一增益控制部344(图11)和一阶微分控制部347不是使用车轮角差dAF而使用车轮角AF来进行控制。因此,由一阶微分控制部347决定的一阶微分项Vd1不管目标车轮角AFt1与车轮角AF之间的差(即,车轮角差dAF),都能够如所谓的转向阻尼器那样抑制车轮角AF的突然的变化。其结果车辆10的行驶稳定性提高。另外,能够从车辆10省略转向阻尼器。
例如,当车辆10在平坦的道路上行驶的情况下,根据方向盘41a被向左方向转动,前轮12F的方向D12向左方向转动。当前轮12F的方向D12向左方向转动时,前轮12F接触到道路的***的情况下,前轮12F的方向D12可能突然朝向左方向变化。该情况下,车轮角AF的变化速度Vaf表示左方向的大的变化速度。基于一阶微分控制部347的一阶微分项Vd1而产生的转向操纵马达65的扭矩的方向是减小变化速度Vaf的大小的方向,此处,是右方向。通过这样的扭矩来抑制前轮12F的方向D12突然朝向左方向变化。例如,抑制前轮12F的方向D12超过目标的方向(此处,与目标车轮角AFt1对应的方向),进一步向左方向转动。
此外,前轮12F的方向D12可能起因于***而突然朝向右方向变化。该情况下,基于一阶微分项Vd1而产生的转向操纵马达65的扭矩的方向是左方向。通过这样的扭矩来抑制前轮12F的方向D12突然朝向右方向变化。
在前轮12F通过了道路的***后,车轮角AF的变化速度Vaf的大小Vafa再次返回到较小的值。其结果第一增益Kd1(图13(D))被设定为较小的值。而且,通过控制部320、330、340(图11)的PID控制来控制转向操纵马达65的扭矩,以使车轮角AF接近目标车轮角AFt1。
此外,基准变化速度Vaft被设定为大于通过用户对方向盘41a的通常的操作而角速度大小Vafa可取的值大的值。可以通过实验来决定这样的基准变化速度Vaft。
图14(A)是表示车轮角AF的角加速度Aaf的大小Aafa与第二增益Kd2的预先决定的对应关系的曲线图。横轴表示角加速度Aaf的大小Aafa,纵轴表示第二增益Kd2。角加速度Aaf的大小Aafa表示角加速度Aaf的绝对值(以下,也称为角加速度大小Aafa)。如图示那样,在预先决定的基准角加速度Aaft以下的角加速度大小Aafa的范围亦即第一范围RAa1中,第二增益Kd2被维持为比较小的增益(此外,Kd2>0)。若角加速度大小Aafa从小于基准角加速度Aaft的值变化为大于基准角加速度Aaft的值,则第二增益Kd2相对于角加速度大小Aafa的增大而较大增大。而且,在超过基准角加速度Aaft的角加速度大小Aafa的范围亦即第二范围RAa2中,第二增益Kd2被维持为比较大的增益。在图12的S270中,第二增益控制部360将第二增益Kd2决定为根据这样的对应关系而与角加速度Aaf建立对应的增益Kd2。根据非易失性存储装置103n(图9)中预先储存的映射数据Md2预先决定角加速度Aaf(此处,大小Aafa)与第二增益Kd2的对应关系。第二增益控制部360参照映射数据Md2来确定与角加速度Aaf建立对应的第二增益Kd2。
图14(B)是表示车轮角AF的角加速度Aaf的大小Aafa与扭矩大小TQ2的对应关系的例子的曲线图。横轴表示角加速度大小Aafa,纵轴表示扭矩大小TQ2。该扭矩大小TQ2表示由二阶微分项Vd2所示的转向操纵马达65的扭矩的大小。
如图示那样,在角加速度大小Aafa为基准角加速度Aaft以下的第一范围RAa1内的情况下,扭矩大小TQ2是比较小的值。如图14(A)中所说明那样,在该第一范围RAa1内中,第二增益Kd2被维持为较小的值,扭矩大小TQ2相对于角加速度大小Aafa的增大而缓慢地增大。
若加速度大小Aafa从小于角加速度Aaft的值变化为大于基准角加速度Aaft的值,则扭矩大小TQ2相对于角加速度大小Aafa的增大而较大增大。扭矩大小TQ2的这样的变化与第二增益Kd2(图14(A))相对于角加速度大小Aafa的增大的增大对应。而且,在角加速度大小Aafa超过基准角加速度Aaft的第二范围RAa2中,扭矩大小TQ2根据角加速度大小Aafa的增大而增大。
这样,在角加速度大小Aafa较大的情况下,扭矩大小TQ2变大。因此,在由于道路的凹凸等而前轮12F的行进方向D12无意图地突然开始变化的情况下,转向操纵马达65通过较大的扭矩能够抑制前轮12F的方向D12的突然的变化。特别是第二增益控制部360(图11)和二阶微分控制部365不是使用车轮角差dAF而使用车轮角AF来进行控制。因此,二阶微分项Vd2与一阶微分项Vd1同样地不管车轮角差dAF都能够如所谓的转向阻尼器那样抑制车轮角AF的突然的变化。
另外,在车轮角AF突然变化的情况下,角加速度大小Aafa可以在角速度大小Vafa变大之前先变大。即,角加速度大小Aafa可以在车轮角AF开始变化的阶段中超过基准角加速度Aaft。因此,第二增益Kd2,进而,二阶微分项Vd2可以在车轮角AF开始变化的阶段中变为较大的值。由此,转向操纵马达65通过输出与二阶微分项Vd2对应的扭矩,能够在车轮角AF开始变化的阶段中抑制车轮角AF的变化。
另外,角加速度大小Aafa也可以在角速度大小Vafa变小的情况下变大。例如,在角速度大小Vafa根据与一阶微分项Vd1对应的扭矩而减少的情况下,角加速度大小Aafa可以增大。二阶微分项Vd2根据这样的角加速度大小Aafa的增大而增大。该情况下,与二阶微分项Vd2对应的扭矩的方向是抑制角速度大小Vafa的减少的方向。这样,二阶微分项Vd2能够抑制由一阶微分项Vd1引起的车轮角AF的突然的变化。
在车轮角AF的变化变小的情况下,角速度Vaf和角加速度Aaf变小。由此,一阶微分项Vd1和二阶微分项Vd2变小。在该状态中,控制值Vc与用于使车轮角AF接近目标车轮角AFt1的项Vp、Vi、vd的合计大致相同。而且,控制转向操纵马达65的扭矩,以使前轮12F的方向接近目标的方向。
在图10的S110中,在满足“行驶模式为“后退”和“驻车”之一”这个条件的情况下(S110:“是”),控制装置110执行S170、S180的处理。
S170的处理与S130的处理相同。主控制部100确定与方向盘角建立对应的第一目标倾斜角T1。主控制部100将用于控制倾斜马达25以使倾斜角T成为第一目标倾斜角T1的指示供给至倾斜马达控制部102。倾斜马达控制部102按照指示来驱动倾斜马达25,以使倾斜角T成为第一目标倾斜角T1。由此,倾斜角T被控制为第一目标倾斜角T1。
S180的处理除了将P增益Kp设定为预先决定的值这一点之外,与S140的处理相同。在S180中,执行如以下那样被修正的图12的处理。具体而言,在S230中,P增益控制部315(图11)将P增益Kp设定为预先决定的P增益。该P增益Kp是禁止与方向盘角独立的前轮12F的自由的转动,而足以转向操纵马达65控制前轮12F的方向D12的大小的增益。例如,P增益Kp被设定为图13(A)的增益Kpm。图12的其它步骤不变更,与图10的S140的对应的步骤的处理相同。由此,在S180中,转向操纵马达65的扭矩被设定为使前轮12F的方向D12接近目标的方向(此处,与目标车轮角AFt1对应的方向)的扭矩。车轮角AF接近目标车轮角AFt1,前轮12F的方向接近目标的方向。其结果抑制前轮12F的方向D12从适合方向盘41a的操作量的方向偏离,行驶稳定性提高。此外,S180的车轮角AF的控制可以是其它各种控制。例如,可以与S140同样地决定P增益Kp。
与S170、S180的处理被执行对应地,结束图10的处理。控制装置110反复执行图10的处理。在满足用于执行S170、S180的条件的情况下(S110:“是”),控制装置110继续进行S170的倾斜角T的控制和S180的车轮角AF的控制。其结果车辆10朝向适合方向盘角Ai的行进方向行驶。
虽然省略图示,但主控制部100(图9)和驱动装置控制部101作为根据加速器操作量和制动器操作量来控制电动马达51L、51R的驱动控制部发挥作用。在本实施例中,具体而言,在加速器操作量增大的情况下,主控制部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按照指示来控制电动马达51L、51R,以使输出功率增大。在加速器操作量减少的情况下,主控制部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按照指示来控制电动马达51L、51R,以使输出功率减少。
在制动器操作量大于0的情况下,主控制部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按照指示来控制电动马达51L、51R,以使输出功率减少。此外,优选,车辆10具有通过摩擦使全部车轮12F、12L、12R中的至少一者车轮的旋转速度减少的制动装置。而且,优选,在用户踩踏制动踏板46的情况下,制动装置减少至少一者车轮的旋转速度。
如以上那样,在本实施例中,在图10的S110的判断结果为否的情况下,控制装置110根据车速V来调整P增益Kp(S140)。此处,S110的判断结果为否通常表示车辆10正在前进。
另外,在图12的S210中,转动控制部170(图11)的主控制部100使用包括方向盘角Ai和第一目标倾斜角T1的至少一者、以及车速V的控制参数来决定前轮12F的目标的方向(即,第一目标车轮角AFt1)。在S230中,P增益控制部315决定P增益Kp,在S235中,P控制部320使用P增益Kp来决定比例项Vp。P增益控制部315和P控制部320的整体与决定比例项Vp的决定部对应(也称为比例项决定部321)。在S240中,I控制部330决定积分项Vi。I控制部330与决定积分项Vi的决定部对应(也称为积分项决定部331)。在S245中,D增益控制部335决定D增益Kd,在S250中,D控制部340决定微分项Vd。D增益控制部335和D控制部340的整体与决定微分项Vd的决定部对应(也称为微分项决定部341)。如上述那样,这些项Vp、Vi、Vd均是用于使前轮12F的方向D12接近目标的方向(此处,与目标车轮角AFt1对应的方向)的项。在图12的S280中,第二相加点390使用项Vp、Vi、Vd来决定用于控制转向操纵马达65的驱动控制值Vc(在本实施例中,除了项Vp、Vi、Vd之外,还使用项Vd1、Vd2)。而且,在S290中,电力控制部103c通过按照控制值Vc来控制供给至转向操纵马达65的电力,从而控制转向操纵马达65的扭矩。在车辆10以稳定的状态行驶的情况下,由于一阶微分项Vd1(S265)的大小和二阶微分项Vd2(S275)的大小较小,所以驱动控制值Vc大致与项Vp、Vi、Vd的合计相同。因此,转向操纵马达65的扭矩的方向被设定为使前轮12F的方向接近目标的方向的扭矩的方向。而且,如在图13(A)中所说明那样,P增益控制部315使用车速V来调整P增益Kp。即,比例项决定部321使用车速VLa来调整比例项Vp。由此,转动控制部170能够将转向操纵马达65的扭矩调整为适合车速V的扭矩,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
另外,如图13(A)中所说明那样,在图10的S140(具体而言,图12的S230)中,比例项决定部321(图11)的P增益控制部315将P增益Kp在车速V较快的情况下设定为比车速V较慢的情况小的值。在图12的S235中,比例项决定部321的P控制部320使用车轮角差dAF和P增益Kp来决定比例项Vp。而且,通常,比例项Vp的绝对值越大,则扭矩大小TQa也越大。这样,P增益Kp表示转向操纵马达65的扭矩大小TQa相对于车轮角AF与第一目标车轮角AFt1之间的差dAF的大小dAFa(即,前轮12F的方向D12与目标的方向的差的大小)的比例。这样,比例项决定部321决定比例项Vp,以使由比例项Vp所示的转向操纵马达65的扭矩的大小TQa相对于车轮角差dAF的大小dAFa的比例(即,P增益Kp)在车速V较快的情况下比车速V较慢的情况下小。在车速V较慢的情况下,P增益Kp变大,由此比例项Vp的绝对值变大,所以转向操纵马达65的扭矩变大。由此,前轮12F的方向D12能够适当地接近目标的方向。另外,在车速V较快的情况下,P增益Kp变小,由此比例项Vp的绝对值变小,所以转向操纵马达65的扭矩变小。由此,前轮12F的方向D12能够追随于车体90的倾斜的变化而变化。根据以上,能够提高车辆的行驶稳定性。另外,如上述那样,车速V越快,则前轮12F的方向能够越容易追随于车体90的倾斜而变化。因此,车速V越快,则P增益Kp被设定为越小的值的情况下,在各种车速V下,都维持车辆的良好的行驶稳定性。
另外,如图13(A)所示,比例项决定部321的P增益控制部315使P增益Kp在整个车速V平滑地(即,连续地)变化。因此,抑制转向操纵马达65的扭矩根据车速V的变化而突然大变化。其结果前轮12F的方向D12的稳定性提高,而且,行驶稳定性提高。
另外,如图11、图12中所说明那样,比例项决定部321的P控制部320使用车轮角差dAF(即,前轮12F的方向D12与目标的方向之间的差),通过反馈控制来决定比例项Vp。即,对转向操纵马达65的扭矩进行反馈控制。由此,转动控制部170能够将转向操纵马达65的扭矩适当地设定为使前轮12F的方向D12接近目标的方向的扭矩。其结果能够提高车辆10的行驶稳定性。
另外,如图12的S235中所说明那样,比例项决定部321的P控制部320通过对车轮角差dAF(即,前轮12F的方向D12与目标的方向的差的大小)乘以P增益Kp来决定比例项Vp。在车轮角差dAF的绝对值亦即角差大小dAFa较大的情况下,比例项Vp的绝对值比角差大小dAFa较小的情况大。另外,驱动控制值Vc的绝对值表示转向操纵马达65的扭矩大小TQ。驱动控制值Vc所包含的比例项Vp的绝对值表示转向操纵马达65的扭矩中由比例项Vp引起的成分的大小。根据以上,比例项决定部321的P控制部320决定比例项Vp,以使在角差大小dAFa较大的情况下,由比例项Vp所示的转向操纵马达65的扭矩的大小比角差大小dAFa较小的情况大。这样的比例项Vp实现图13(C)所示那样的扭矩大小TQa。即,在角差大小dAFa(即,前轮12F的方向D12与目标的方向之间的差)较大的情况下,转向操纵马达65的扭矩大小TQa比角差大小dAFa较小的情况大。由此,由于前轮12F的方向D12能够适当地接近目标的方向,所以车辆的行驶稳定性提高。
特别是在本实施例中,在大于0的车速V的整个范围中,角差大小dAFa较大的情况下,扭矩大小TQa比角差大小dAFa较小的情况大。而且,在角差大小dAFa较大的情况下(此处,角差大小dAFa与车速V的组合处于图13(C)的3个区域A3~A5内的情况下),扭矩大小TQa抑制前轮12F的自由的转动,而且,使前轮12F的方向D12接近目标的方向。由此,在角差大小dAFa较大的情况下,前轮12F的方向D12能够适当地接近目标的方向,所以车辆的行驶稳定性提高。
另外,在图12的S260中,转动控制部170(图11)的第一增益控制部344决定第一增益Kd1,在S265中,一阶微分控制部347使用第一增益Kd1来决定一阶微分项Vd1。这样,第一增益控制部344和一阶微分控制部347的整体与决定一阶微分项Vd1的决定部对应(也称为一阶微分项决定部349)。如上述那样,一阶微分项Vd1是用于减小前轮12F的方向D12的角速度Vaf的大小亦即角速度大小Vafa的项。而且,在图12的S280中,第二相加点390使用一阶微分项Vd1来决定用于控制转向操纵马达65的驱动控制值Vc(在本实施例中,除了一阶微分项Vd1之外,还使用项Vp、Vi、Vd、Vd2)。前轮12F与***、凹部等道路的高度突然变化的部分接触,而且,角速度大小Vafa变大的情况下,第一增益Kd1变大,所以一阶微分项Vd1的绝对值变大。特别是在前轮12F的方向D12的角速度大小Vafa较大的情况下,一阶微分项Vd1的绝对值可以大幅度大于其它项Vp、Vi、Vd,Vd2的绝对值。该情况下,驱动控制值Vc可以大致与一阶微分项Vd1相同。而且,转向操纵马达65输出减小变化速度Vaf的大小Vafa的方向的扭矩。由此,用于抑制前轮12F的方向D12突然大变化,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
另外,在图12的S270中,转动控制部170(图11)的第二增益控制部360决定第二增益Kd2,在S275中,二阶微分控制部365使用第二增益Kd2来决定二阶微分项Vd2。这样,第二增益控制部360和二阶微分控制部365的整体与决定二阶微分项Vd2的决定部对应(也称为二阶微分项决定部369)。如上述那样,二阶微分项Vd2是用于减小前轮12F的方向D12的角加速度Aaf的大小亦即角加速度大小Aafa的项。而且,在图12的S280中,第二相加点390使用二阶微分项Vd2来决定用于控制转向操纵马达65的驱动控制值Vc(在本实施例中,除了二阶微分项Vd2之外,还使用项Vp、Vi、Vd、Vd1)。前轮12F与***、凹部等道路的高度突然变化的部分接触,而且,角加速度大小Aafa变大的情况下,第二增益Kd2变大,所以二阶微分项Vd2的绝对值变大。特别是在前轮12F的方向D12突然变化的情况下,二阶微分项Vd2的绝对值可以在一阶微分项Vd1的绝对值的增大之前先增大。该情况下,转向操纵马达65输出由二阶微分项Vd2所示的扭矩,即,减小角加速度Aaf的大小Aafa的方向的扭矩。由此,由于抑制前轮12F的方向D12突然大变化,所以能够提高车辆的行驶稳定性。
另外,如图1中所说明那样,连接部50与方向盘41a和前叉17连接,并能够从方向盘41a向前叉17传递力。由此,用户能够通过操作方向盘41a来修正前轮12F的方向D12,所以行驶稳定性提高。另外,连接部50不管输入至方向盘41a的操作量都允许前轮12F的方向D12追随于车体90的倾斜的变化而变化(在本实施例中,第三部分53的弹簧常数较小)。因此,由于车轮角AF能够变化为适合倾斜角T的角度,所以行驶稳定性提高。
B.变形例:
(1)车速V与P增益Kp的对应关系可以代替图13(A)所示的对应关系而为其它各种对应关系。例如,在第一范围RV1内,P增益Kp可以相对于车速V的变化以描绘曲线的方式变化。另外,车速V超过基准速度Vth的情况下的P增益Kp可以是0。另外,P增益Kp也可以如图13(A)的曲线图那样不管车速V都大于0。该情况下,能够提高前轮12F的方向D12的稳定性。在任何的情况下,优选,在车速V较大的情况下,P增益Kp设定为比车速V较小的情况小的值。由此,在各种车速V下,都能够提高车辆的行驶稳定性。
另外,D增益Kd与车速V的对应关系可以代替图13(B)所示的对应关系而为其它各种对应关系。例如,D增益Kd也可以不管车速V都为大于0的恒定值。该情况下,优选,D增益Kd是接近0的较小的值。另外,D增益Kd也可以不管车速V都为0。即,可以从转向操纵马达65的控制省略D控制。该情况下,可以省略图11的D增益控制部335和D控制部340,省略图12的S245、S250。
另外,I增益Ki也可以与图13(A)、图13(B)的P增益Kp和D增益Kd同样地,车速V越快,则设定为越小的值。另外,I增益Ki也可以不管车速V都为大于0的恒定值。该情况下,优选,I增益Ki是接近0的较小的值。另外,可以从转向操纵马达65的控制省略I控制。该情况下,可以省略图11的I控制部330,省略图12的S240。
另外,在车速V的第二范围RV2中,P增益Kp、I增益Ki以及D增益Kd分别被设定为0。即,在车速V的第一范围RV1内中,转向操纵马达65的扭矩可以根据车轮角差dAF而变化,在车速V的第二范围RV2内中,扭矩可以维持为0。
在任何的情况下,在车速V超过基准速度Vth的情况下,优选,P增益Kp、D增益Kd以及I增益是较小的值,以使转向操纵马达65的扭矩的大小如以下那样变小。具体而言,优选,在角差大小dAFa处于接近0的一部分的范围内、且车轮角AF的变化速度Vaf的大小Vafa处于接近0的一部分的范围内的情况下,转向操纵马达65的扭矩大小TQa较小。这样较小的扭矩大小TQa是不管方向盘41a的操作量都允许前轮12F追随于车体90的倾斜的变化而相对于车体90左右转动的大小。
另外,在车速V为基准速度Vth以下的情况下,优选,P增益Kp、D增益Kd以及I增益分别实现以下那样的转向操纵马达65的扭矩大小TQa的变化。即,在车轮角差dAF为非0的恒定值的情况下,车速V越快,则扭矩大小TQa越小。而且,在车速V变化的情况下,扭矩大小TQa平滑地变化。为了实现扭矩大小TQa的上述那样的变化,并使转向操纵马达65输出使车轮角AF接近第一目标车轮角AFt1的扭矩,在车速V较快的情况下,P增益Kp被设定为比车速V较慢的情况小的值。而且,在车速V变化的情况下,优选,P增益Kp平滑地变化。D增益Kd和I增益也可以与P增益Kp(图13(A))同样地设定为根据车速V而变化的值,也可以取而代之,设定为足够小的值,以使微分项Vd和积分项Vi小于比例项Vp。
另外,第一增益Kd1与前轮12F的角速度Vaf的大小Vafa的对应关系也可以代替图13(D)所示的对应关系,而为其它各种对应关系。例如,也可以角速度大小Vafa越大,则图13(D)的曲线图中的第一增益Kd1的倾斜(此处,第一增益Kd1的变化量相对于角速度大小Vafa的变化量的比例)越大。另外,在角速度大小Vafa的整个范围中的最大的一部分的范围中,第一增益Kd1可以维持为恒定值。另外,可以省略图11的第一增益控制部344和一阶微分控制部347,省略图12的S260、S265。
另外,第二增益Kd2与前轮12F的角加速度Aaf的大小Aafa的对应关系也可以代替图14(A)所示的对应关系,而为其它各种对应关系。例如,也可以角加速度大小Aafa越大,则图14(A)的曲线图中的第二增益Kd2的斜率(此处,第二增益Kd2的变化量相对于角加速度大小Aafa的变化量的比例)越大。另外,在角加速度大小Aafa的整个范围中的最大的一部分的范围中,第二增益Kd2也可以维持为恒定值。另外,可以省略图11的第二增益控制部360和二阶微分控制部365,省略图12的S270、S275。
这样,第二相加点390可以使用包括比例项Vp的一个以上的控制值来决定驱动控制值Vc。用于驱动控制值Vc的决定的控制值可以仅是比例项Vp,另外,除了比例项Vp之外,还可以包括从项Vi、Vd、Vd1、Vd2任意选择出的一个以上的项。在任何的情况下,第二相加点390都可以将一个以上的控制值的合计计算为驱动控制值Vc。
(2)在图10的S140、S180中确定目标车轮角的方法可以是各种方法。如上述那样,方向盘角Ai、车速V以及第一目标车轮角AFt1的对应关系与在图10的S130中使用方向盘角Ai所确定的第一目标倾斜角T1、车速V以及使用上述的式6、式7所确定的车轮角AF的对应关系相同。因此,可以使用第一目标倾斜角T1与车速V的组合来确定第一目标车轮角AFt1。例如,映射数据MAF可以规定第一目标倾斜角T1与车速V的组合和第一目标车轮角AFt1的对应关系,主控制部100可以参照映射数据MAF来确定与第一目标倾斜角T1和车速V的组合对应的第一目标车轮角AFt1。另外,倾斜角T被控制为接近第一目标倾斜角T1。因此,也可以代替第一目标倾斜角T1,而使用倾斜角T。例如,映射数据MAF可以规定实际的倾斜角T和车速V的组合与第一目标车轮角AFt1的对应关系,主控制部100可以参照映射数据MAF来确定与倾斜角T和车速V的组合对应的第一目标车轮角AFt1。此外,第一目标倾斜角T1和倾斜角T是与车体90的倾斜的大小相关的倾斜参数的例子。另外,主控制部100也可以使用方向盘角Ai和倾斜参数这两方以及车速V来决定目标车轮角。该情况下,主控制部100可以将目标车轮角决定为适合方向盘角Ai的车轮角与适合倾斜参数的车轮角之间的车轮角。
另外,主控制部100也可以参照表示包括方向盘角Ai、倾斜角T、第一目标倾斜角T1以及车速V的控制参数与转向操纵马达65的目标扭矩的对应关系的信息(例如,映射数据),来确定与控制参数建立对应的目标扭矩。而且,转向操纵马达控制部103也可以向转向操纵马达65供给与目标扭矩对应的电力。也可以预先通过实验决定表示对应关系的信息。
这样,主控制部100(进而,转动控制部170)可以使用包括与车体的倾斜的大小相关的倾斜参数和方向盘角Ai等方向盘41a的操作量的至少一者以及车速V的控制参数来控制转向操纵马达65的扭矩。
(3)在图10的S130、S170中控制倾斜马达25的方法可以是各种方法。例如,主控制部100可以参照表示包括方向盘角Ai和倾斜角T的控制参数与倾斜马达25的目标扭矩的对应关系的信息(例如,映射数据),来确定与控制参数建立对应的目标扭矩。而且,倾斜马达控制部102也可以向倾斜马达25供给与目标扭矩对应的电力。可以预先通过实验决定表示对应关系的信息。
这样,主控制部100(进而,倾斜控制部190)可以使用包括倾斜角T和方向盘角Ai等方向盘41a的操作量的控制参数来控制倾斜马达25的扭矩。
(4)车辆10的控制处理也可以代替图10等中所说明的处理而为其它各种处理。例如,在低速时(例如,速度V为基准速度Vth以下的情况下),倾斜角T可以被控制为绝对值小于第一目标倾斜角T1的第二目标倾斜角T2。第二目标倾斜角T2例如可以通过以下的式8表示。
T2=(V/Vth)T1 (式8)
式8所示的第二目标倾斜角T2从0到基准速度Vth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。其理由如下。在低速时,与高速时相比,行进方向被频繁地变更。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的变更的行驶稳定。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它各种关系。
另外,在低速时(例如,在车速V为基准速度Vth以下的情况下),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,第二目标车轮角AFt2也可以如下那样决定:在方向盘角Ai相同的情况下,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。在任何的情况下,都优选,如下那样决定第二目标车轮角AFt2:在车速V相同的情况下,方向盘角Ai的绝对值越大则第二目标车轮角AFt2的绝对值越大。
在任何的情况下,都优选,控制转向操纵马达65和倾斜马达25,以使当车速V变化时,车轮角AF和倾斜角T平滑地变化。
(5)作为使车体90向宽度方向倾斜的倾斜机构的结构,可以代替包括连杆机构30(图4)的倾斜机构89的结构而,而采用其它各种结构。图15是车辆的其它实施例的示意图。图15的车辆10a是通过将图4等中所说明的车辆10的连杆机构30置换为马达台30a而得的车辆。后轮12L、12R的马达51L、51R分别被固定在马达台30a。马达台30a和第一支承部82通过轴承38a可转动地连结。倾斜马达25a能够使第一支承部82相对于马达台30a分别向右方向DR侧和左方向DL侧转动。由此,车体90能够分别向右方向DR侧和左方向DL侧倾斜。不管车体90是否倾斜,后轮12L、12R都相对于地面GL不倾斜而直立。这样,作为倾斜机构89a,可以采用包括固定有车轮12L、12R的马达51L、51R的台30a、支承车体90的部件82、将台30a和部件82连结为能够转动的轴承38a、以及使部件82相对于台30a倾斜的倾斜马达25a的结构。
另外,也可以将一对车轮12L、12R(图5(B))的各个以能够沿上下方向滑动的方式安装于支承车体90的部件82,而且由将部件82和车轮12L连结的第一液压缸、以及将部件82和车轮12R连结的第二液压缸来变更与一对车轮12L、12R之间的旋转轴垂直的方向(即,车体90的上下方向)的相对位置。
另外,倾斜机构可以包括在车辆的宽度方向上相互分离配置的一对臂、以及将各臂的一端部可转动地连结到车体的一对轴承。各臂从一端部朝向后方向DB侧且下方向DD侧倾斜延伸,到达另一端部。轴承的转动轴与右方向DR平行,各臂能够以与轴承连接的一端部为中心上下转动。一对臂的另一端部将在宽度方向上相互分离配置的一对车轮分别支承为能够旋转。而且,各臂与车体独立地转动,由此使车轮与车体的距离独立地变化。例如,与图5(B)实施例同样地,在右侧的车轮与车体的距离变短,左侧的车轮与车体的距离变长的情况下,车体向右侧倾斜。此外,也可以由与臂和车体连接的驱动装置(例如,马达、液压缸和泵等)来控制车轮与车体之间的距离。
一般,可以采用能够使车体90相对于地面GL倾斜的各种结构。倾斜机构例如可以包括“与在车辆的宽度方向上相互分离配置的一对车轮的至少一者直接或者间接地连接的第一部件”、“与车体直接或者间接地连接的第二部件”以及“将第一部件可动地连接到第二部件的连接装置”。连接装置例如可以是将第一部件可滑动地连接到第二部件的液压缸。另外,连接装置可以是将第一部件和第二部件连结为能够转动的轴承。轴承的转动轴的方向可以是能够使与第一部件连接的车轮和车体之间的距离变化的任意的方向。例如,如图4、图15的轴承38、39、38a的转动轴那样,转动轴可以与前方向DF平行。此外,轴承可以是滚动轴承,取而代之,也可以是滑动轴承。另外,倾斜机构也可以包括使第二部件相对于第一部件的位置变化的力(例如,使第二部件相对于第一部件的方向变化的扭矩)作用于第一部件和第二部件的驱动装置。
在图4的实施例中,横连杆部件31D、31U经由连杆部件33L、33R和马达51L、51R间接地与车轮12L、12R连接,是第一部件的例子。中间纵连杆部件21经由第一支承部82和悬架***70间接地与车体90连接,是第二部件的例子。而且,倾斜马达25是驱动装置的例子。另外,在图15的实施例中,马达台30a经由马达51L、51R间接地与车轮12L、12R连接,第一部件的例子。第一支承部82经由悬架***70间接地与车体90连接,是第二部件的例子。图15的倾斜机构89a包括马达台30a、第一支承部82、将马达台30a和第一支承部82连结为能够转动的轴承38a、以及作为驱动装置的倾斜马达25a。
在图4的实施例中,也可以将悬架70L、70R置换为单纯的隔离物。该情况下,中间纵连杆部件21经由第一支承部82和隔离物间接地与车体90连接,是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70L、70R和上方横连杆部件31U连结。该情况下,悬架70L、70R与车体90直接连接,是倾斜机构的第二部件的例子。另外,在图15的实施例中,也可以省略马达台30a,轴承38a将第一支承部82和马达51L、51R连结。该情况下,马达51L、51R与车轮12L、12R直接连接,是倾斜机构的第一部件的例子。
另外,倾斜机构的驱动装置也可以代替电动马达而为其它种类的驱动装置。例如,倾斜机构可以通过来自泵的液压(例如,油压)而被驱动。在图15的实施例中,也可以省略倾斜马达25a,而通过将台30a和部件82连接的液压缸来变更部件82相对于台30a的方向。
(6)使用向操作输入部(例如,方向盘41a)输入的操作量来控制倾斜机构的倾斜控制部也可以如图9中所说明的主控制部100和倾斜马达控制部102那样是包括计算机的电气电路。代替地,不包括计算机的电气电路(例如,ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路))也可以控制倾斜机构,以使得倾斜角T根据向操作输入部输入的操作量而成为目标的倾斜角。这样,倾斜控制部也可以包括控制倾斜机构的驱动装置的电气电路。
(7)通过操作而输入表示转弯方向和转弯的程度的操作量的操作输入部可以代替如方向盘41a(图1)那样能够向左和右转动的部件而为各种装置。例如,操作输入部可以是能够从预先决定的基准方向(例如,直立方向)向左和右倾斜的杆。杆的倾斜方向(右和左的任意一个)表示旋转方向,杆从基准方向倾斜的角度表示转弯的程度。操作输入部也可以如这样的方向盘41a和杆那样通过机械的移动(例如,转动和倾斜的任意一个)来接受操作量的各种装置。取而代之,操作输入部也可以是以电的方式接受操作量的装置。例如,也可以向触摸面板输入操作量。
(8)支承能够左右转动的车轮亦即转动轮的转动轮支承部的结构也可以代替图1、图9的转动轮支承部180的结构而为其它各种结构。一般,转动轮支承部可以包括将一个以上的转动轮支承为能够旋转的支承部件、相对于车体将支承部件支承为能够左右转动的转动装置、将使支承部件左右转动的扭矩施加至支承部件的转动驱动装置、以及使用操作量和车速来控制转动驱动装置的扭矩的转动控制部。在采用这样的转动轮支承部的情况下,当车体倾斜时,支承部件也与车体一起倾斜。因此,转动轮的方向(即,车轮角)能够追随于车体的倾斜而变化。另外,转动驱动装置能够通过向支承部件施加扭矩来控制支承一个以上的转动轮的支承部件的方向,即,一个以上的转动轮的方向。
此处,支承部件也可以代替前叉17(图1)而是其它结构的部件(例如,悬臂部件)。另外,转动装置也可以如轴承68(图1)那样包括使支承部件以能够相对于前方向DF左右转动的方式与车体连接的轴承。这样的轴承将车体和支承部件连接,并且将支承部件支承为能够相对于车辆的前方向DF左右转动。此外,轴承可以是滚动轴承,也可以取而代之,而为滑动轴承。在任何的情况下,转动装置可以与车体直接连接,另外,也可以经由其它部件间接地与车体连接。此处,优选,转动装置将支承部件和车体连接,使得在车体倾斜的情况下支承部件也与车体一起倾斜。另外,转动驱动装置也可以代替转向操纵马达65(图1)那样的电动马达而为其它种类的驱动装置。例如,转动驱动装置也可以包括泵,来自泵的液压(例如,油压)向支承部件施加扭矩。另外,转动控制部也可以如转动控制部170(图9)那样是包括计算机的电气电路。可代替地,不包括计算机的电气电路(例如,ASIC、模拟电气电路等)也可以控制转动驱动装置。这样,转动控制部也可以包括控制转动驱动装置的电气电路。另外,用于控制转动驱动装置(例如,转向操纵马达65)的扭矩的控制值(例如,驱动控制值Vc、比例项Vp、微分项Vd等)可以如上述实施例的驱动控制值Vc那样由数字信息表示,取而代之,也可以由电压值、电流值、电阻值等各种模拟信息表示。
此外,一个支承部件可以将多个转动轮支承为能够旋转。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,多个支承部件的每一个也可以将一个以上的转动轮支承为能够旋转。多个支承部件中的一个以上的支承部件的每一个也可以支承多个车轮。另外,设置在车辆的支承部件的总数也可以是一个而不管转动轮的总数。例如,在转动轮的总数为M个(M为2以上的整数)的情况下,一个支承部件可以将M个转动轮的每一个支承为能够旋转。另外,支承部件的总数也可以与转动轮的总数相同。例如,M个支承部件分别将M个转动轮支承为能够旋转。另外,也可以在各支承部件各设置一个转动装置。
在任何的情况下,都优选,图1中所说明的转向节主销纵偏距Lt是正值。在转向节主销纵偏距Lt为正值的情况下,转动轮的车轮角容易追随于车体90的倾斜的变化而变化。但是,转向节主销纵偏距Lt也可以是0。另外,后倾角CA可以是0,也可以与0不同(优选,后倾角CA为0以上)。
(9)与操作输入部和支承部件连接的连接部的结构也可以代替图1的连接部50的结构而是其它各种结构。连接部的结构也可以是与操作输入部和支承部件机械连接,根据基于操作输入部的操作的操作输入部的机械的移动,从操作输入部向支承部件传递扭矩,不管输入至操作输入部的操作量,都允许一个以上的转动轮的方向追随于车体的倾斜的变化而变化的各种结构。
例如,连接部50(图1)的第一部分51也可以直接固定于方向盘41a。即,连接部50可以直接固定于方向盘41a。并且,连接部50的第二部分52也可以经由其它部件与前叉17连接。即,连接部50可以经由其它部件间接地与前叉17连接。并且,连接部50的第三部分53也可以是能够弹性变形的其它种类的部件。第三部分53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,而是其它种类的装置。例如,第三部分53也可以是阻尼器。并且,第三部分53也可以是流体离合器、流体扭矩转换器等借助流体传递扭矩的装置。这样,连接部50的第三部分53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者。
第三部分53可以是包括与第一部分51和第二部分52连接,从第一部分51向第二部分52传递扭矩,而且允许第一部分51与第二部分52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53允许在第一部分51不移动的状态下第二部分52移动,即,允许在方向盘角Ai未变化的状态下车轮角AF变化。其结果前轮12F的车轮角AF,能够容易追随于车体90的倾斜而变化。在任何的情况下,都优选,在前轮支承装置41以第二模式进行动作时,不管输入至方向盘41a的方向盘角Ai,连接部50都实现松弛到允许前轮12F的车轮角AF追随于车体90的倾斜的变化而变化的程度的连接。但是,也可以省略那样的连接部50。
(9)在道路倾斜的情况下,使用来自倾斜角传感器125的信号所确定的倾斜角T(此处,中间纵连杆部件21的方向相对于上方横连杆部件31U的角度)可能从车体90的车辆上方向DVU相对于垂直上方向DU的倾斜角偏离。因此,也可以代替倾斜角T,而利用不取决于道路的倾斜而确定的车体90的上方向(例如,车辆上方向DVU)相对于垂直上方向DU(图5(B))的倾斜角(也称为实际倾斜角)。例如,车辆10、10a也可以具备确定垂直上方向DU的垂直方向检测装置。主控制部100也可以使用由垂直方向检测装置确定出的垂直上方向DU来确定实际倾斜角。垂直方向检测装置的结构也可以是各种结构。例如,垂直方向检测装置可以包括加速度传感器、陀螺仪传感器以及信号处理部。加速度传感器是检测任意的方向的加速度的传感器,例如是3轴的加速度传感器。陀螺仪传感器是检测以任意的方向的旋转轴为中心的角加速度的传感器,例如是3轴的角加速度传感器。加速度传感器和陀螺仪传感器也可以固定在车辆10、10a的各种部件。以下,加速度传感器和陀螺仪传感器被固定在车辆10、10a的多个部件中的共用的部件(称为传感器固定部件)。
加速度传感器检测加速度的方向。以下,将由加速度传感器检测的加速度的方向称为检测方向。在车辆10、10a停止的状态中,检测方向与垂直上方向DU的相反的垂直下方向DD相同。即,检测方向的相反的方向是垂直上方向DU。
在车辆10、10a行驶时,检测方向可能根据车辆10、10a的移动而从垂直下方向DD偏离。例如,当车辆10、10a在前进中加速的情况下,检测方向向相对于垂直下方向DD向后方向DB侧倾斜的方向偏离。当车辆10、10a在前进中减速的情况下,检测方向向相对于垂直下方向DD向前方向DF侧倾斜的方向偏离。当车辆10、10a在前进中向左方向转弯的情况下,检测方向向相对于垂直下方向DD向右方向DR侧倾斜的方向偏离。当车辆10、10a在前进中向右方向转弯的情况下,检测方向向相对于垂直下方向DD向左方向DL侧倾斜的方向偏离。
垂直方向检测装置的信号处理部通过使用由车速传感器122确定的车速V来计算车辆10、10a的加速度。而且,信号处理部通过使用加速度来确定由车辆10、10a的加速度引起的检测方向相对于垂直下方向DD的偏离(例如,确定检测方向的前方向DF或者后方向DB的偏离)。另外,信号处理部通过使用由陀螺仪传感器确定的角加速度来确定由车辆10、10a的角加速度引起的检测方向相对于垂直下方向DD的偏离(例如,确定检测方向的右方向DR或者左方向DL的偏离)。根据以上,信号处理部确定检测方向相对于垂直下方向DD的偏离。而且,信号处理部通过使用确定出的偏离来修正检测方向,可以确定垂直下方向DD,进而,垂直上方向DU。而且,信号处理部输出表示确定出的垂直上方向DU的信息。
被确定的垂直上方向DU表示相对于传感器固定部件的垂直上方向DU。主控制部100使用由垂直方向检测装置检测出的垂直上方向DU、以及传感器固定部件与车体90之间的位置关系来计算垂直上方向DU与车体90的车辆上方向DVU之间的角度,即,实际倾斜角。主控制部100(进而,倾斜控制部190)使用计算出的实际倾斜角来控制倾斜马达25。例如,倾斜控制部190代替目标倾斜角而计算目标实际倾斜角,并控制倾斜马达25,以使实际倾斜角接近目标实际倾斜角。根据该结构,即使在道路向左右倾斜的情况下,倾斜控制部190也能够适当地控制实际倾斜角。另外,主控制部100(进而,转动控制部170)也可以使用所计算出的实际倾斜角来控制转向操纵马达65。由此,适当控制车轮角AF。
此外,垂直方向检测装置的信号处理部除了来自陀螺仪传感器和加速度传感器的信息之外,还可以使用与车辆10、10a的移动相关的其它信息来检测垂直上方向DU。作为信息,例如可以使用利用GPS(Global Positioning System:全球定位***)所确定的车辆10、10a的位置。信号处理部例如可以使用GPS的位置来修正垂直上方向DU。此外,也可以预先通过实验决定基于GPS的位置的修正量。
垂直方向检测装置的信号处理部可以是各种电气电路,例如可以是包括计算机的电气电路,也可以是不包括计算机的电气电路(例如,ASIC)。陀螺仪传感器也可以是代替角加速度而检测角速度的传感器。
(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,转向节主销纵偏距Lt(图1)可以为0,或者,小于0。该情况下,也如图8所说明那样,利用旋转的前轮12F的角运动量,前轮12F的方向(即,车轮角AF)能够追随于车体90的倾斜而变化。另外,在图4、图15的实施例中,马达51L、51R也可以经由悬架与装置30、30a连接。主控制部100(图9)的功能中的用于控制倾斜马达25的功能的至少一部分可以通过倾斜马达控制部102来实现。主控制部100的功能中的用于控制转向操纵马达65的功能的至少一部分可以通过转向操纵马达控制部103来实现。控制装置110也可以由一个控制部构成。另外,也可以省略控制装置110(图9)那样的计算机。例如,不包括计算机的电气电路(例如,ASIC)也可以根据来自传感器122、123、124、125、145、146开关47的信号来控制马达51R、51L、25、65。另外,也可以代替电气电路,利用油压或马达的驱动力进行动作的机械也可以控制马达51R、51L、25、65。另外,确定输入值与输出值的对应关系(例如,车速V与P增益Kp的对应关系)的方法也可以是使用计算将输入值用作自变量的输出值的函数的方法等其它各种方法,来代替使用映射数据(例如,映射数据MT、MAF、Mp、Md、Md1、Md2)的方法。另外,也可以通过实验决定用于车辆的控制的对应关系(例如,由映射数据MT、MAF、Mp、Md、Md1、Md2所示的对应关系),以使车辆10、10a能够适当行驶。另外,车辆的控制装置也可以根据车辆的状态动态变更用于车辆的控制的对应关系。例如,车辆也可以具备测定车体的重量的重量传感器,控制装置根据车体的重量来调整对应关系。
另外,另外,作为多个车轮的总数和配置,能够采用各种结构。例如,前轮的总数可以为2个,后轮的总数可以为1个。另外,前轮的总数可以为2个,后轮的总数可以为2个。另外,在宽度方向上相互分离配置的一对车轮可以是前轮,也可以是转动轮。另外,后轮也可以是转动轮。驱动轮也可以是前轮。在任何的情况下,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一个以上的其它车轮的N个(N为3以上的整数)的车轮。而且,优选车辆的N个的车轮包括一个以上的前轮、和配置在比前轮更靠后方向DB侧的一个以上的后轮。根据该结构,优选在车辆停止时车辆能够自立。此处,一对车轮和其它车轮的至少一者构成为能够相对于车辆的前进方向左右转动的一个以上的转动轮。即,可以仅一对车轮为转动轮,也可以仅其它车轮为转动轮,包括一对车轮和其它车轮的3个以上的车轮也可以是转动轮。此处,一个以上的转动轮所包含的其它车轮的总数可以是任意的数量。另外,驱动驱动轮的驱动装置可以是使车轮旋转的任意的装置(例如,内燃机),来代替电动马达。另外,也可以省略驱动装置。即,车辆也可以是人力的车辆。在该情况下,倾斜机构可以是根据操作输入部的操作而进行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,而为2人以上。
(11)在上述各实施例中,可以将由硬件实现的结构的一部分置换为软件,相反,也可以将由软件实现的结构的一部分或全部置换为硬件。例如,也可以通过专用的硬件电路来实现图9的控制装置110的功能。
另外,在本发明的功能的一部分或者全部由计算机程序来实现的情况下,该程序能够以储存于计算机可读取的记录介质(例如,非暂时的记录介质)的形式来提供。程序可以在储存于与提供时相同或者不同的记录介质(计算机可读取的记录介质)的状态下使用。“计算机可读取的记录介质”并不局限于如存储卡、CD-ROM那样的便携式的记录介质,也可以包含各种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,但上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明的内容,并不对本发明进行限定。本发明能够不脱离其主旨以及权利要求书地进行变更、改进,并且本发明包含其等价物。
工业上的利用可能性
本发明能够优选利用于车辆。
附图标记的说明
10、10a…车辆,11…座席,12F…前轮,12L…左后轮(驱动轮),12R…右后轮(驱动轮),12Fc…重心,12La、12Ra…车轮,12Lb、12Rb…轮胎,17…前叉,20…主体部,20a…前部,20b…底部,20c…后部,20d…支承部,21…中间纵连杆部件,25、25a…倾斜马达,30…连杆机构,30a…马达台,31D…下横连杆部件,31U…上方横连杆部件,33L…左纵连杆部件,33R…右纵连杆部件,38、38a、39…轴承,41…前轮支承装置,41a…方向盘,41ax…支承杆,45…加速踏板,46…制动踏板,47…换档开关,50…连接部,51…第一部分,52…第二部分,53…第三部分,51L…左电动马达,51R…右电动马达,65…转向操纵马达,66…转子,67…定子,68…轴承,70…悬架***,70L…左悬架,70R…右悬架,70La、70Ra…中心轴,71L、71R…螺旋弹簧,72L、72R…减震器,75…连结部,80…后轮支承部,82…第一支承部,83…第二支承部,89、89a…倾斜机构,90…车体,90c…重心,110…控制装置,100…主控制部,101…驱动装置控制部,102…倾斜马达控制部,103…转向操纵马达控制部,100p、101p、102p、103p…处理器,100v、101v、102v、103v…易失性存储装置,100n、101n、102n、103n…非易失性存储装置,101c、102c、103c…电气电路(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…倾斜角传感器,145…加速踏板传感器,146…制动踏板传感器,170…转动控制部,180…转动轮支承部,190…倾斜控制部,310…第一相加点,315…P增益控制部,320…P控制部,330I…控制部,335…D增益控制部,340…D控制部,344…第一增益控制部,347…一阶微分控制部,360…第二增益控制部,365…二阶微分控制部,390…第二相加点,T…倾斜角,V…速度,R…旋转半径,m…质量,V…车速,AFt1…第一目标车轮角,AFt2…第二目标车轮角,T2…第二目标倾斜角,RVa1…第一范围,RVa2…第二范围,Vaft…基准变化速度,TQa1…第一值,TQa2…第二值,F1…第一力,F2…第二力,F1b…力,F2b…力,T1…第一目标倾斜角,P1…接触中心,P2…交点,CA…后倾角,DU…上方向,DD…下方向,DF…前方向,DB…后方向,DL…左方向,DR…右方向,DU…垂直上方向,DVU…车辆上方向,D12…行进方向,AF…车轮角,RF…转动方向,GL…地面,MT…映射数据,MAF…映射数据,Md、Md1、Md2…映射数据,Mp…映射数据,Vp…比例项,Vi…积分项,Vd…微分项,Vc…控制值,Cf…前中心,Cb…后中心,Lh…轴距,Ai…方向盘角,Cr…旋转中心,Lt…转向节主销纵偏距,Vx…第一车速,dAF…车轮角差,RV1…第一范围,RV2…第二范围,Ca1…接触区域,Tq1…扭矩,Ax1、Ax2…旋转轴,Ax3…前轴,CaL…接触区域,PbL…接触中心,CaR…接触区域,PbR…接触中心,ArL,ArR…旋转轴,AxL…倾斜轴,Vaf…变化速度(角速度),AxR…横摇轴,Vth…基准速度。

Claims (7)

1.一种车辆,其中,具备:
N个车轮,是包括在上述车辆的宽度方向相互分离配置的一对车轮、以及一个以上的其它车轮的N个车轮,其中,N为3以上的整数,并且,上述一对车轮和其它车轮的至少一者构成为能够相对于上述车辆的前进方向左右转动的一个以上的转动轮,并且包括一个以上的前轮和一个以上的后轮;
车体;
倾斜机构,使上述车体向上述宽度方向倾斜;
操作输入部,通过操作被输入表示转弯方向和转弯的程度的操作量;
倾斜控制部,使用向上述操作输入部输入的上述操作量来控制上述倾斜机构;以及
转动轮支承部,支承上述一个以上的转动轮,
上述转动轮支承部具备:
支承部件,能够旋转地支承上述一个以上的转动轮;
转动装置,能够相对于上述车体左右转动地支承上述支承部件;
转动驱动装置,将使上述支承部件左右转动的扭矩施加至上述支承部件;以及
转动控制部,使用包括与上述车体的倾斜的大小相关的倾斜参数和上述操作量的至少一者、以及车速的控制参数来控制上述转动驱动装置的扭矩,
上述转动控制部包括:
确定部,使用上述控制参数来确定上述一个以上的转动轮的目标的方向;
第一决定部,决定用于使上述一个以上的转动轮的方向接近上述目标的方向的第一控制值;
驱动控制值决定部,使用上述第一控制值来决定用于控制上述转动驱动装置的驱动控制值;以及
扭矩控制部,按照上述驱动控制值来控制上述转动驱动装置的扭矩,
上述第一决定部使用上述车速来调整上述第一控制值。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中,
上述第一决定部决定上述第一控制值,以便在由上述第一控制值所示的上述转动驱动装置的扭矩的大小相对于上述一个以上的转动轮的上述方向与上述目标的方向的差的大小的比例在上述车速较快的情况下比上述车速较慢的情况小。
3.根据权利要求1或者2所述的车辆,其中,
上述第一决定部使用上述一个以上的转动轮的上述方向与上述目标的方向之间的差,通过反馈控制来计算上述第一控制值。
4.根据权利要求3所述的车辆,其中,
上述第一决定部决定上述第一控制值,以便在上述一个以上的转动轮的上述方向与上述目标的方向之间的上述差大的情况下,与上述差较小的情况相比,使由上述第一控制值所示的上述转动驱动装置的扭矩的大小变大。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的车辆,其中,
上述转动控制部包括第二决定部,上述第二决定部决定第二控制值,该第二控制值用于使上述一个以上的转动轮的上述方向的变化的速度亦即角速度的大小变小,
上述驱动控制值决定部至少使用上述第一控制值和上述第二控制值来决定上述驱动控制值。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的车辆,其中,
上述转动控制部包括第三决定部,上述第三决定部决定第三控制值,该第三控制值用于使上述一个以上的转动轮的上述方向的变化的加速度亦即角加速度的大小变小,
上述驱动控制值决定部至少使用上述第一控制值和上述第三控制值来决定上述驱动控制值。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的车辆,其中,
上述转动轮支承部具备连接部,上述连接部与上述操作输入部以及上述支承部件连接,并且与输入至上述操作输入部的上述操作量无关地,允许上述一个以上的转动轮的方向追随上述车体的倾斜的变化来变化。
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