JP2011201504A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に関するものである。 The present invention relates to a vehicle.
近年、エネルギー資源の枯渇問題に鑑み、車両の燃費を良くすることが求められている。その一方で、車両の低価格化等から、車両の保有者が増大し、各保有者が１人当たり１台の車両を保有する傾向にある。その場合、例えば、４人乗り用の車両に１人だけが乗車すると、エネルギーを消費する効率が低い。このことから、車両を小型化して燃費を良くするために、例えば、１人乗り用の二輪車、三輪車、四輪車等の車両を提供することが考えられる。 In recent years, in view of the problem of exhaustion of energy resources, it has been demanded to improve the fuel efficiency of vehicles. On the other hand, the number of vehicle owners has increased due to the low price of vehicles, and each owner tends to have one vehicle per person. In this case, for example, if only one person gets on a four-seater vehicle, the energy consumption efficiency is low. For this reason, in order to reduce the size of the vehicle and improve fuel efficiency, it is conceivable to provide vehicles such as two-wheeled vehicles, three-wheeled vehicles, and four-wheeled vehicles for single passengers.
ところが、一人乗り用の車両においては、例えば、乗員である運転者が乗車するのに伴って重心の位置が高くなるので、車両を旋回させるとき、すなわち、旋回時における安定性（以下「旋回安定性」という。）が低くなってしまう。そこで、前記車両においては、旋回安定性を高くするために、運転者が、旋回時に車両を旋回中心側に傾斜させて走行させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。 However, in a single-seat vehicle, for example, the position of the center of gravity increases as the driver, who is an occupant, gets on the vehicle. Therefore, when turning the vehicle, that is, when turning the vehicle (hereinafter referred to as “turning stability”). Called "sex"). Therefore, in the vehicle, in order to increase turning stability, the driver causes the vehicle to run while turning toward the turning center side during turning (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記車両においては、車両を適正な角度だけ傾斜させることが困難であり、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりしてしまうことがある。 However, in the vehicle, it is difficult to incline the vehicle by an appropriate angle, and the driver may feel uncomfortable or feel uneasy.
そこで、旋回時に、車両を遠心力に応じた角度だけ旋回中心側に傾斜させることによって、旋回安定性を高くすることができ、車両を旋回させるに当たり、乗員が違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがないようにした車両が考えられる。 Therefore, when turning the vehicle, the turning stability can be improved by tilting the vehicle toward the turning center by an angle corresponding to the centrifugal force. When turning the vehicle, the passenger feels uncomfortable or uneasy. A vehicle that does not have to be considered is conceivable.
ところが、例えば、運転者が三輪車のような車両から下車して、車両を手押しで走行させるのに困難を伴う。 However, for example, it is difficult for a driver to get off a vehicle such as a tricycle and drive the vehicle by hand.
図２は従来の車両を手押しで走行させる状態を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a state where a conventional vehicle is driven by hand.
図において、１０は車両としての三輪車、Ｂｄは該三輪車１０の本体部分、すなわち、車両本体、１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは車輪、１８は路面、４１ａはハンドルバーである。
In the figure, 10 is a tricycle as a vehicle, Bd is a main body portion of the
前記三輪車１０は、幅方向における両側に車輪１２Ｌ、１２Ｒが配設されるので、幅方向寸法が大きく、運転者がハンドルバー４１ａを把持して三輪車１０を手押しで走行させる場合、不自然な体勢で三輪車１０を前方に押す必要があり、三輪車１０を手押しで走行させるのに困難を伴う。
Since the three-
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、手押しで容易に走行させることができる車両を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems of the conventional vehicle and to provide a vehicle that can be easily driven by hand.
そのために、本発明の車両においては、回転自在に配設された走行用の車輪を備えた本体部、並びに該本体部と連結され、搭乗部、及び回転自在に配設された操舵用の車輪を備えた操舵部から成る搭乗・操舵部を有するようになっている。 For this purpose, in the vehicle of the present invention, a main body provided with a traveling wheel rotatably arranged, a riding part connected to the main body, and a steering wheel rotatably arranged. It has a boarding / steering part which consists of a steering part provided with.
そして、該車両における所定の傾斜部位を路面に対して傾斜させるためのアクチュエータと、前記傾斜部位の所定の箇所に配設され、前記傾斜部位に生じる横加速度を検出する横加速度検出部と、乗員が、車両を手押しで走行させるために、前記傾斜部位を傾斜させたときに、前記横加速度検出部によって検出された横加速度に基づいて傾斜制御を行い、前記アクチュエータを駆動する傾斜制御処理手段とを有する。 An actuator for inclining a predetermined inclined portion of the vehicle with respect to a road surface; a lateral acceleration detecting unit disposed at the predetermined portion of the inclined portion and detecting a lateral acceleration generated in the inclined portion; A tilt control processing means for controlling the tilt based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting section and driving the actuator when the tilted portion is tilted in order to drive the vehicle by hand. Have
本発明によれば、車両においては、回転自在に配設された走行用の車輪を備えた本体部、並びに該本体部と連結され、搭乗部、及び回転自在に配設された操舵用の車輪を備えた操舵部から成る搭乗・操舵部を有するようになっている。 According to the present invention, in a vehicle, a main body provided with a traveling wheel rotatably disposed, and a riding section coupled to the main body, and a steering wheel rotatably disposed. It has a boarding / steering part which consists of a steering part provided with.
そして、該車両における所定の傾斜部位を路面に対して傾斜させるためのアクチュエータと、前記傾斜部位の所定の箇所に配設され、前記傾斜部位に生じる横加速度を検出する横加速度検出部と、乗員が、車両を手押しで走行させるために、前記傾斜部位を傾斜させたときに、前記横加速度検出部によって検出された横加速度に基づいて傾斜制御を行い、前記アクチュエータを駆動する傾斜制御処理手段とを有する。 An actuator for inclining a predetermined inclined portion of the vehicle with respect to a road surface; a lateral acceleration detecting unit disposed at the predetermined portion of the inclined portion and detecting a lateral acceleration generated in the inclined portion; A tilt control processing means for controlling the tilt based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting section and driving the actuator when the tilted portion is tilted in order to drive the vehicle by hand. Have
この場合、乗員が、車両を手押しで走行させるために、前記傾斜部位を傾斜させたときに、前記横加速度検出部によって検出された横加速度に基づいて傾斜制御が行われ、前記アクチュエータが駆動されるので、傾斜部位は、乗員が車両を傾斜させたときの角度に保持される。 In this case, when the occupant inclines the inclined part in order to drive the vehicle by hand, inclination control is performed based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detection unit, and the actuator is driven. Therefore, the inclined portion is held at an angle when the occupant tilts the vehicle.
したがって、乗員は、不自然な体勢で車両を前方に押す必要がなくなり、車両を運転者側に傾斜させた状態で、手押しで容易に走行させることができる。 Therefore, it is not necessary for the occupant to push the vehicle forward with an unnatural posture, and the occupant can easily drive the vehicle by hand with the vehicle tilted toward the driver.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、二輪車、三輪車、四輪車等の車両のうちの三輪車について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a three-wheeled vehicle among vehicles such as a two-wheeled vehicle, a three-wheeled vehicle, and a four-wheeled vehicle will be described.
図３は本発明の第１の実施の形態における三輪車の右側面図、図４は本発明の第１の実施の形態における三輪車の背面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における三輪車を傾斜させた状態を示す図である。 3 is a right side view of the tricycle according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a rear view of the tricycle according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view showing the link mechanism, and FIG. 6 is a view showing a state in which the tricycle is inclined according to the first embodiment of the present invention.
図において、１０は三輪車であり、該三輪車１０は、車両本体Ｂｄ、及び該車両本体Ｂｄに対して回転自在に配設された三つの車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒを備える。
In the figure,
また、前記車両本体Ｂｄは、乗員である運転者が搭乗するための搭乗部１１、該搭乗部１１と車輪１２Ｆとを連結する前輪フォーク１７、前記搭乗部１１より後方に配設された支持部２０、前記搭乗部１１より前方に配設され、運転者が三輪車１０を操縦するための操縦装置４１、前記支持部２０より後方に配設され、三輪車１０の所定の傾斜部位、本実施の形態においては、三輪車１０の全体を路面１８に対して左右に傾斜（リーン）させるための車両傾斜装置４３等を備える。なお、前記搭乗部１１と支持部２０とは図示されない連結部を介して連結される。
The vehicle body Bd includes a
また、前記支持部２０、車両傾斜装置４３、車輪１２Ｌ、１２Ｒ等によって本体部６１が、車輪１２Ｆ、前輪フォーク１７、操縦装置４１等によって、三輪車１０を操舵するための操舵部が、該操舵部及び搭乗部１１によって搭乗・操舵部６２が構成される。
The steering unit for steering the
前記車輪１２Ｆは、車両本体Ｂｄの前側における所定の位置、本実施の形態においては、三輪車１０の幅方向における中央に、前記前輪フォーク１７に対して回転自在に配設され、前輪として、かつ、操舵用の車輪（操舵輪）として機能する。なお、前記車輪１２Ｆの車軸に、車速を検出する車速検出部としての車速センサ５４が配設される。
The
また、車輪１２Ｌ、１２Ｒは、車両本体Ｂｄの後側における所定の位置、本実施の形態においては、三輪車１０の幅方向における左右の両端に、前記支持部２０に対して回転自在に配設され、後輪として、かつ、走行用の車輪（駆動輪）として機能する。そのために、前記車輪１２Ｌ、１２Ｒには、それぞれ、三輪車１０を走行させるための走行用の駆動部としての駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒが配設され、該駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを駆動することによって車輪１２Ｌ、１２Ｒを回転させることができるようになっている。前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒは、それぞれ車輪１２Ｌ、１２Ｒ内に収容され、インホイールモータを構成する。なお、Ｌｈは、車輪１２Ｆの車軸と車輪１２Ｌ、１２Ｒの車軸との距離、すなわち、前後輪間距離（ホイールベース）である。
Further, the
本実施の形態において、前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒとしては、速度制御、トルク制御等が可能なサーボモータが使用されるが、他の種類のモータを使用することができる。また、本実施の形態においては、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒがそれぞれ車輪１２Ｌ、１２Ｒ内に収容されるようになっているが、駆動モータを、車輪１２Ｆに配設したり、各車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒに配設したりすることができる。さらに、駆動モータを車両本体Ｂｄの所定の箇所に配設し、駆動モータと車輪１２Ｆとを連結したり、駆動モータと車輪１２Ｌ、１２Ｒとを連結したり、駆動モータと車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒとを連結したりすることもできる。
In the present embodiment, servo motors capable of speed control, torque control and the like are used as the
さらに、本実施の形態においては、車両本体Ｂｄの前側に一つの車輪１２Ｆが、車両本体Ｂｄの後側に二つの車輪１２Ｌ、１２Ｒが配設されるようになっているが、車両本体Ｂｄの前側に二つの車輪を、車両本体Ｂｄの後側に一つの車輪を配設することができる。また、車両が二輪車である場合は、車両本体の左右の両端に車輪が配設され、車両が四輪車である場合は、車両本体の前側及び後側の左右の両端に車輪が配設される。
Furthermore, in the present embodiment, one
また、前記搭乗部１１は、運転者が着座するための部位である座席１１ａ、該座席１１ａより前方に配設された、運転者の足を置くための部位であるフットレスト１１ｂ、該フットレスト１１ｂの前端から斜めに立ち上げて配設された風よけ部１１ｃ、及び前記座席１１ａの後端から上方に向けて立ち上げて形成された背もたれ部１１ｄを備える。なお、本実施の形態において、三輪車１０は一人乗り用とされ、搭乗部１１に運転者だけが搭乗することができるようになっているが、搭乗部１１に運転者及び他の乗員を搭乗させたり、搭乗部１１の後方の車輪１２Ｌ、１２Ｒの上に補助搭乗部を形成し、該補助搭乗部に他の乗員を搭乗させたりすることができる。
The
また、前記前輪フォーク１７は、例えば、付勢部材としてのスプリングが内蔵されたテレスコピックタイプのフォークであり、サスペンション装置（懸架装置）として機能する。
The
そして、前記操縦装置４１は、三輪車１０の進行方向を変えたり、三輪車１０を旋回させたりするための第１の操作部としての、かつ、操舵部材としてのハンドルバー４１ａ、速度メータ、インジケータ等の表示要素としての図示されないメータ類、始動スイッチ、ボタン等の操作要素としての図示されないスイッチ類等を備える。なお、前記ハンドルバー４１ａに代えて、第１の操作部としての、かつ、操舵部材としてのステアリングホイール、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等を配設することができる。
The
また、風よけ部１１ｃの上端には、図示されない操舵軸部材が、上端を下端より後方に位置させ、傾斜させた状態で回転自在に配設され、該操舵軸部材に前記ハンドルバー４１ａ及び前輪フォーク１７が取り付けられる。したがって、運転者が前記ハンドルバー４１ａを所定の操作量（操舵量）操作して操舵軸部材を回動させると、前輪フォーク１７及び車輪１２Ｆは前記ハンドルバー４１ａの操作量に応じた所定の舵角で回動させられ、三輪車１０の進行方向を変える。
Further, a steering shaft member (not shown) is disposed at the upper end of the
なお、前記ハンドルバー４１ａには、三輪車１０を加速（発進も含む。）させるための第２の操作部としての、かつ、加速操作部材としての図示されないアクセルグリップ、三輪車１０を減速（制動も含む。）させるための第３の操作部としての、かつ、第１の減速操作部材としてのブレーキレバーが配設される。また、フットレスト１１ｂには、三輪車１０を減速させるための第４の操作部としての、かつ、第２の減速操作部材としての図示されないブレーキペダル等が配設される。
The
したがって、運転者は、前記ハンドルバー４１ａ、アクセルグリップ、ブレーキレバー、ブレーキペダル等を操作して、所定の走行条件（例えば、進行方向、旋回方向、旋回半径、走行速度等）で三輪車１０を走行させることができる。
Accordingly, the driver operates the
また、前記操縦装置４１には、前記ハンドルバー４１ａの操作量、すなわち、操舵量としての操舵角を検出し、操舵角を表す操舵角センサ値θを出力する操舵量検出部としての図示されない操舵角センサ、前記アクセルグリップの操作量である加速操作量を検出する加速操作量検出部としての図示されないアクセルセンサ、前記ブレーキレバー、ブレーキペダル等の操作量である減速操作量を検出する減速操作量検出部としての図示されないブレーキセンサ等が配設される。なお、前記操舵角は、運転者が要求する三輪車１０の要求旋回量を表す。
Further, the
そして、前記車両傾斜装置４３は、車輪１２Ｌ、１２Ｒを支持する支持機構としての、かつ、三輪車１０の全体を傾斜させる車両傾斜機構としてのリンク機構３０、及び該リンク機構３０を作動させ、三輪車１０を傾斜させるためのアクチュエータとしての、かつ、傾斜用の駆動部としてのリンクモータ２５を備える。本実施の形態において、前記リンクモータ２５としては、速度制御、トルク制御等が可能なサーボモータが使用されるが、他の種類のモータを使用することもできる。
The
前記リンク機構３０は、車輪１２Ｌの内側において、上下方向に延在させて配設され、駆動モータ５１Ｌを支持する左側の縦リンクユニット３３Ｌ、車輪１２Ｒの内側において、上下方向に延在させて配設され、駆動モータ５１Ｒを支持する右側の縦リンクユニット３３Ｒ、前記縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒの各上端部に対して相対的に回動自在に連結された上側の横リンクユニット３１Ｕ、前記縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒの各下端部に対して相対的に回動自在に連結された下側の横リンクユニット３１Ｄ、及び上下方向に延在させて配設され、上端が前記支持部２０に対して回転不能に固定され、横リンクユニット３１Ｕ、３１Ｄの中央部に対して相対的に回動自在に連結された中央縦部材２１を備える。
The
前記駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒは、それぞれ、固定部材としての図示されないケース、該ケースに取り付けられた図示されないステータ、該ステータに対して回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータに取り付けられた図示されない出力軸を備え、前記各ケースがそれぞれ縦リンクユニット３３Ｌ、３３Ｒに固定され、各出力軸が車輪１２Ｌ、１２Ｒの軸に連結される。
The
また、前記リンクモータ２５は、円筒の形状を有し、一端に取付フランジ２２を備えた固定部材としてのケースｃｓ１、該ケースｃｓ１に取り付けられた図示されないステータ、該ステータに対して回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータに取り付けられた出力軸Ｌｓｈを備え、前記ケースｃｓ１が取付フランジ２２を介して支持部２０及び中央縦部材２１に対して回転不能に固定され、出力軸Ｌｓｈが前記横リンクユニット３１Ｕに対して回転不能に固定される。なお、前記出力軸Ｌｓｈは、中央縦部材２１と横リンクユニット３１Ｕとを回転自在に連結する連結軸と同一軸上に配設される。
The
したがって、リンクモータ２５を駆動して出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して所定の角度だけ回転させると、横リンクユニット３１Ｕが、支持部２０及び中央縦部材２１に対して前記所定の角度だけ回動させられ、その結果、リンク機構３０が作動して屈曲させられる。その結果、図６に示されるように、三輪車１０は前記所定の角度だけ傾斜させられる。これに伴って、車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、路面１８に対して鉛直な状態を表す鉛直状態から前記所定の角度だけ傾斜させられ、キャンバが付与された状態になる。
Therefore, when the
また、前記リンクモータ２５は、出力軸Ｌｓｈをケースｃｓ１に対して任意の角度で回転不能に固定するための図示されないロック機構を備える。該ロック機構は、メカニカルな機構によって形成され、ロック機構によって出力軸Ｌｓｈがケースｃｓ１に対して回転不能に固定されている間、リンクモータ２５において電力は消費されない。
The
本実施の形態においては、ケースｃｓ１が支持部２０及び中央縦部材２１に対して回転不能に固定され、出力軸Ｌｓｈが前記横リンクユニット３１Ｕに対して回転不能に固定されるが、ケースｃｓ１を前記横リンクユニット３１Ｕに対して回転不能に固定し、出力軸Ｌｓｈを支持部２０及び中央縦部材２１に対して回転不能に固定することができる。
In the present embodiment, the case cs1 is fixed so as not to rotate with respect to the
前記車両本体Ｂｄには、搭乗部１１の後方若しくは下方又は支持部２０に、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒ及びリンクモータ２５のエネルギー供給源である図示されないバッテリ装置、及び図示されない制御部が配設される。
In the vehicle main body Bd, a battery device (not shown) that is an energy supply source of the
ところで、三輪車１０を旋回させると、旋回経路における旋回中心から径方向外方に向けて遠心力が発生する。このとき、図６に示されるように、三輪車１０を旋回中心側に傾斜させると、前記遠心力と三輪車１０に加わる重力加速度とが相殺され、見かけ上、遠心力が重力加速度の分だけ小さくなる。すなわち、三輪車１０の高さ方向に高さ方向軸ｓｈ１を、三輪車１０の幅方向（高さ方向軸ｓｈ１に対して直角の方向）に幅方向軸ｓｈ２を採ると、遠心力の幅方向軸ｓｈ２上の成分、すなわち、幅方向成分が重力加速度の幅方向成分の分だけ小さくなる。このとき、遠心力の幅方向成分によって三輪車１０に生じる横加速度が、重力加速度の幅方向成分によって三輪車１０に生じる横加速度の分だけ小さくなる。
By the way, when the
そして、遠心力の幅方向成分と重力加速度の幅方向成分とを等しくすると、三輪車１０に生じる横加速度は零（０）になり、この状態で、三輪車１０及び運転者には、見かけ上、遠心力の高さ方向軸ｓｈ１上の成分、すなわち、高さ方向成分と重力加速度の高さ方向成分との合成成分だけが加わる。
When the width direction component of the centrifugal force and the width direction component of the gravitational acceleration are equalized, the lateral acceleration generated in the
そこで、本実施の形態においては、旋回時に、三輪車１０に生じる横加速度が０になるように三輪車１０を運転者側に傾斜させることによって、旋回安定性を高くするとともに、車両を旋回させるに当たり、運転者が違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがないようにしている。
Therefore, in the present embodiment, when turning the vehicle, the
そのために、三輪車１０の所定の箇所、本実施の形態においては、背もたれ部１１ｄの背面に、複数の、本実施の形態においては、二つの横加速度検出部としての第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが、互いに異なる高さに配設される。該第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、一般的な加速度センサ、ジャイロセンサ等から成るセンサであり、第１、第２の横加速度を検出し、それぞれ、検出値として第１横加速度センサ値ａ１及び第２横加速度センサ値ａ２を出力する。
For this purpose, a plurality of first
本実施の形態においては、三輪車１０に第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが配設されるようになっているが、三輪車１０に横加速度センサを一つだけ配設することができる。
In the present embodiment, the first
なお、三輪車１０に横加速度センサを一つだけ配設する場合、不要な加速度成分が検出されてしまうことがある。例えば、三輪車１０の走行中に、路面１８の窪（くぼ）みに車輪１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方だけが落下した場合、三輪車１０が傾斜させられ、それに伴って横加速度センサが変位するので、所定の横加速度が検出される。
When only one lateral acceleration sensor is provided on the
また、三輪車１０には、例えば、車輪１２Ｌ、１２Ｒのタイヤのような、弾性を有し、ばねとして機能する部位が存在するだけでなく、各部品間の接続部分等にガタが不可避的に発生する。したがって、ばねとして機能する部位の伸縮、ガタの発生等に伴って横加速度センサが変位するので、所定の横加速度が検出される。このように、遠心力に直接起因しない不要な加速度成分が検出されてしまうことがある。
In addition, the
本実施の形態においては、前述されたように、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが配設されるので、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂを適切な位置に配設することによって不要な加速度成分を取り除くことができる。
In the present embodiment, as described above, since the first
また、本実施の形態においては、図４に示されるように、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが、それぞれ、搭乗部１１の背面において、重力方向における路面１８からの距離、すなわち、高さがＬ１、Ｌ２の位置に配設され、該高さＬ１、Ｌ２は、
Ｌ１＞Ｌ２
にされる。高さＬ１、Ｌ２の差で表されるセンサ間距離ΔＬは、小さいほど第１横加速度センサ値ａ１と第２横加速度センサ値ａ２との差が小さくなるので、十分に大きく、例えば、０．３〔ｍ〕以上になるように第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが配設される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first
L1> L2
To be. The smaller the inter-sensor distance ΔL represented by the difference between the heights L1 and L2, the smaller the difference between the first lateral acceleration sensor value a1 and the second lateral acceleration sensor value a2, so that it is sufficiently large. The first
なお、三輪車１０が傾斜させられる際の揺動中心、すなわち、ロール中心は、厳密には路面１８よりわずかに下方に位置するが、本実施の形態においては、路面１８上に位置すると考える。
Note that the center of swing when the
前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、いずれも、リンク機構３０よりも上方の、車輪１２Ｆの車軸と左右の車輪１２Ｌ、１２Ｒの車軸との間の運転者に可能な限り近い箇所において、十分に剛性の高い部材に取り付けられることが望ましい。また、車両本体Ｂｄがサスペンション等のばねで支持されている場合には、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂを、いずれも、いわゆる「ばね上」に配設することが望ましい。さらに、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、いずれも、三輪車１０を上方から見たとき、進行方向に延在する三輪車１０の中心軸上に位置させられ、中心軸に対してオフセットされないことが望ましい。
Both the first
そして、三輪車１０の旋回時に、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって横加速度が検出されると、前記制御部において、横加速度が０になるようにリンクモータ２５のフィードバック制御が行われ、三輪車１０が傾斜させられる。したがって、三輪車１０に生じる横加速度が０になるので、旋回安定性を高くすることができる。
Then, when the lateral acceleration is detected by the first
ところで、前記三輪車１０は、幅方向における両側に車輪１２Ｌ、１２Ｒが配設されるので、幅方向寸法が大きく、運転者が、下車し、ハンドルバー４１ａを把持して三輪車１０を鉛直な状態、すなわち、直立状態に置いたまま手押しで走行させる場合、運転者は不自然な体勢で三輪車１０を前方に押す必要があり、三輪車１０を手押しで走行させるのに困難を伴う。
By the way, since the three-wheeled
そこで、本実施の形態においては、運転者が、下車し、ハンドルバー４１ａを把持して三輪車１０を手押しで走行させる場合、運転者が三輪車１０を図４に示される鉛直状態から任意の角度σだけ傾斜させると、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって横加速度が検出され、前記制御装置において、横加速度が０になるようにリンクモータ２５のフィードバック制御が行われ、三輪車１０が前記角度σを維持するようになっている。
Therefore, in the present embodiment, when the driver gets off, grips the
次に、三輪車１０の制御装置について説明する。
Next, the control device of the
図１は本発明の第１の実施の形態における三輪車の制御ブロック図である。 FIG. 1 is a control block diagram of a tricycle according to the first embodiment of the present invention.
図において、４６は三輪車１０の全体の制御を行う制御部であり、三輪車１０を傾斜させるための傾斜制御システムを構成する。そのために、前記制御部４６の電源がオンにされている間、傾斜制御システムにおいて、所定の制御周期Ｔｓ（例えば、０．２〔ｍｓ〕）で各種の処理が行われる。また、前記制御部４６は、コンピュータとして機能する演算装置としての図示されないＣＰＵ、第１の記憶装置としてのＲＡＭ、第２の記憶装置としてのＲＯＭ、入出力インタフェース等を備え、前記ＲＡＭ及びＲＯＭは、磁気ディスク、半導体メモリ等から成る。
In the figure, reference numeral 46 denotes a control unit that performs overall control of the
前記制御部４６には、第１横加速度センサ４４ａ、第２横加速度センサ４４ｂ、第１の制御切替用の操作要素としての第１スイッチＳｗ１、第２の制御切替用の操作要素としての第２スイッチＳｗ２、操舵角センサ５３、車速センサ５４、リンクモータ２５を駆動するためのインバータ装置等から成るモータ駆動部５５等が接続される。前記第１スイッチＳｗ１及び第２スイッチＳｗ２は、運転者が押下することによってオフ又オンはにされる。なお、前記車速センサ５４は車速を表す車速センサ値ｖを出力する。
The control unit 46 includes a first
運転者は、前記第１スイッチＳｗ１をオフにすることによって、運転者が三輪車１０に乗車し、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒの駆動力で三輪車１０を走行させるための第１の制御モードである通常モードを選択することができ、オンにすることによって、運転者が三輪車１０から下車し、手押しで三輪車１０を走行させるための第２の制御モードである手押しモードを選択することができる。
A normal mode which is a first control mode for the driver to get on the
前記通常モードが選択された場合、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって検出された第１、第２の横加速度に基づいて、三輪車１０に生じる横加速度が０になるようにリンクモータ２５のフィードバック制御が行われ、三輪車１０の傾斜制御が行われる。
When the normal mode is selected, the lateral acceleration generated in the
また、前記手押しモードが選択された場合、運転者が、第２スイッチＳｗ２をオンにすると、三輪車１０を手押しで走行させる際に、三輪車１０を前記角度σだけ傾斜させるために必要な横加速度が設定され、その後、運転者が、第２スイッチＳｗ２をオフにすると、傾斜制御用の横加速度、すなわち、制御用横加速度ａｔで三輪車１０の傾斜制御が行われる。
Further, when the hand push mode is selected, when the driver turns on the second switch Sw2, when the
そのために、前記制御部４６は、第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂによって検出された第１、第２の横加速度に基づいて合成された横加速度、すなわち、合成横加速度ａを算出する横加速度算出処理手段としての横加速度演算部４８、操舵角センサ５３によって検出された操舵角、及び車速センサ５４によって検出された車速に基づいて、三輪車１０に生じる横加速度を推定し、推定横加速度ａｆ（予測値）を算出する横加速度推定処理手段としての横加速度推定部４９、前記制御用横加速度ａｔを設定するとともに、制御用横加速度ａｔに基づいてリンクモータ２５を駆動するためのトルク指令値Ｔｍ* を出力する任意傾斜決定処理手段としての任意傾斜決定部５０、並びに前記合成横加速度ａ、横加速度の予測値である推定横加速度ａｆ及び制御用横加速度ａｔに基づいてリンクモータ２５を駆動するためのトルク指令値Ｔｏ* を出力する傾斜制御処理手段としての傾斜制御部５１を備える。
For this purpose, the control unit 46 calculates the lateral acceleration synthesized based on the first and second lateral accelerations detected by the first
次に、前記制御部４６の動作について説明する。 Next, the operation of the control unit 46 will be described.
図７は本発明の第１の実施の形態における制御部の動作を示すメインフローチャート、図８は本発明の第１の実施の形態における横加速度演算部の動作を示すメインフローチャート、図９は本発明の第１の実施の形態における合成横加速度を算出する方法を説明するための概念図、図１０は本発明の第１の実施の形態における任意傾斜決定処理のサブルーチンを示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における横加速度推定部の動作を示すメインフローチャート、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ処理のサブルーチンを示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態における傾斜制御処理のサブルーチンを示す図、図１４は本発明の第１の実施の形態における三輪車を手押しで走行させる状態を示す図である。 FIG. 7 is a main flowchart showing the operation of the control unit in the first embodiment of the present invention, FIG. 8 is a main flowchart showing the operation of the lateral acceleration calculation unit in the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a method for calculating a resultant lateral acceleration in the first embodiment of the invention, FIG. 10 is a diagram showing a subroutine of arbitrary tilt determination processing in the first embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 12 is a main flowchart showing the operation of the lateral acceleration estimation unit in the first embodiment of the present invention; Fig. 12 is a diagram showing a subroutine of filter processing in the first embodiment of the present invention; and Fig. 13 is the first flowchart of the present invention. FIG. 14 is a diagram showing a subroutine of tilt control processing in the embodiment, and FIG. 14 is a diagram showing a state in which the tricycle in the first embodiment of the present invention is driven by hand.
この場合、制御部４６の図示されない運転者操作判断処理手段は、運転者操作判断処理を行い、前記第１スイッチＳｗ１がオンであるかどうかによって、手押しモードが選択されたかどうかを判断する（ステップＳ１）。前記第１スイッチＳｗ１がオンであり、手押しモードが選択された場合、前記運転者操作判断処理手段は、手押しモードが選択されていることを表すフラグＦＬに１をセットし（ステップＳ２）、前記第２スイッチＳｗ２がオンであるかどうかを判断する（ステップＳ３）。
In this case, a driver operation determination processing unit (not shown) of the control unit 46 performs a driver operation determination process, and determines whether or not the manual push mode is selected depending on whether or not the first switch Sw1 is on (step). S1). When the first switch Sw1 is on and the hand pressing mode is selected, the driver operation determination processing means
前記第２スイッチＳｗ２がオンである場合、前記任意傾斜決定部５０は任意傾斜決定処理を行い、前記制御用横加速度ａｔを設定する（ステップＳ４）。また、前記第２スイッチＳｗ２がオフである場合、前記傾斜制御部５１は傾斜制御処理を行い、手押しモードにおける傾斜制御を行う（ステップＳ５）。
When the second switch Sw2 is on, the arbitrary inclination determination unit 50 performs an arbitrary inclination determination process and sets the control lateral acceleration at (step S4). When the second switch Sw2 is off, the
前記第１スイッチＳｗ１がオフであり、通常モードが選択された場合、前記運転者操作判断処理手段は、前記フラグＦＬに０をセットし（ステップＳ６）、前記制御用横加速度ａｔを初期値である０にする（ステップＳ７）。したがって、運転者が手押しモードを選択して、制御用横加速度ａｔが設定された後に、通常モードを選択したときに、手押しモードで設定された制御用横加速度ａｔが、そのまま傾斜制御に適用されるのを防止する。 When the first switch Sw1 is off and the normal mode is selected, the driver operation determination processing means sets the flag FL to 0 (step S6) and sets the control lateral acceleration at to the initial value. It is set to 0 (step S7). Therefore, when the driver selects the hand push mode and the control lateral acceleration at is set, and then selects the normal mode, the control lateral acceleration at set in the hand push mode is applied to the tilt control as it is. Is prevented.
続いて、前記傾斜制御部５１は、通常モードにおける傾斜制御を行う（ステップＳ７）。
Subsequently, the
次に、図８及び９に基づいて、前記横加速度演算部４８の動作について説明する。
Next, the operation of the lateral
まず、前記横加速度演算部４８は、横加速度算出処理を行い、前述されたように合成横加速度ａを算出する。
First, the lateral
そのために、前記横加速度演算部４８は、第１横加速度センサ値ａ１及び第２横加速度センサ値ａ２を読み込み（ステップＳ１１、Ｓ１２）、第１、第２の横加速度の差を表す横加速度差Δａ
Δａ＝ａ１−ａ２
を算出する（ステップＳ１３）。
For this purpose, the lateral
Δa = a1-a2
Is calculated (step S13).
次に、前記横加速度演算部４８は、第１横加速度センサ４４ａと第２横加速度センサ４４ｂの高さＬ１、Ｌ２をＲＯＭから読み出すことによって取得し（ステップＳ１４）、高さ方向軸ｓｈ１上の第１横加速度センサ４４ａと第２横加速度センサ４４ｂとの距離、すなわち、センサ間距離ΔＬ
ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２
を算出する（ステップＳ１５）。なお、前記高さＬ１、Ｌ２はあらかじめＲＯＭに記録される。また、センサ間距離ΔＬをあらかじめ算出し、ＲＯＭに記録することができる。
Next, the lateral
ΔL = L1-L2
Is calculated (step S15). The heights L1 and L2 are recorded in advance in the ROM. Further, the inter-sensor distance ΔL can be calculated in advance and recorded in the ROM.
続いて、横加速度演算部４８の図示されない合成横加速度算出処理手段は、合成横加速度算出処理を行い、第２横加速度センサ値ａ２、高さＬ２、センサ間距離ΔＬ及び横加速度差Δａに基づいて、合成横加速度ａを式（１）に基づいて算出する（ステップＳ１６）。
Subsequently, a combined lateral acceleration calculation processing unit (not shown) of the lateral
ａ＝ａ２−（Ｌ２／ΔＬ）・Δａ …（１）
なお、第１横加速度センサ値ａ１、高さＬ１、センサ間距離ΔＬ及び横加速度差Δａに基づいて、合成横加速度ａを式（２）に基づいて算出することができる。
a = a2- (L2 / ΔL) · Δa (1)
The combined lateral acceleration a can be calculated based on the formula (2) based on the first lateral acceleration sensor value a1, the height L1, the inter-sensor distance ΔL, and the lateral acceleration difference Δa.
ａ＝ａ１−（Ｌ１／ΔＬ）・Δａ …（２）
この場合、式（１）及び（２）によって合成横加速度ａを算出すると、理論上は同じ値を得ることができるが、三輪車１０を傾斜させたときに円周方向の変位によって生じる加速度はロール中心からの距離に比例するので、実際には、ロール中心に近い方の第２横加速度センサ４４ｂの検出値である第２横加速度センサ値ａ２を基準にして合成横加速度ａを算出することが望ましい。そこで、本実施の形態においては、式（１）によって合成横加速度ａが算出される。
a = a1- (L1 / ΔL) · Δa (2)
In this case, if the combined lateral acceleration a is calculated by the equations (1) and (2), the same value can be theoretically obtained, but the acceleration caused by the circumferential displacement when the
そして、前記横加速度演算部４８は、傾斜制御部５１に算出した合成横加速度ａを送る（ステップＳ１７）。
Then, the lateral
次に、図１０に基づいて、任意傾斜決定部５０の動作について説明する。 Next, based on FIG. 10, operation | movement of the arbitrary inclination determination part 50 is demonstrated.
運転者が前記第１スイッチＳｗ１をオンにして手押しモードを選択し、続いて、第２スイッチＳｗ２をオンにすると、任意傾斜決定部５０の図示されない非駆動状態設定処理手段は、非駆動状態設定処理を行い、リンクモータ２５の非駆動条件が成立したと判断し、リンクモータ２５を、ロータを自由に回転させることができる非駆動状態、すなわち、フリー状態にする。
When the driver turns on the first switch Sw1 to select the manual push mode and then turns on the second switch Sw2, the non-driving state setting processing means (not shown) of the arbitrary inclination determining unit 50 sets the non-driving state. Processing is performed and it is determined that the non-driving condition of the
この状態で、運転者は、ハンドルバー４１ａを把持し、任意の角度σで三輪車１０を傾斜させることができるようになるが、三輪車１０を過剰に傾斜させると、三輪車１０の重さによって運転者が三輪車１０を支えるのが困難になってしまう。
In this state, the driver can grip the
そこで、本実施の形態においては、運転者が三輪車１０を傾斜させたときに、前記角度σがあらかじめ閾（しきい）値±σｔｈ、本実施の形態においては、±１０〔°〕によって
−１０〔°〕≦σ≦＋１０〔°〕
の範囲（以下「第１の標準範囲」という。）に設定される。なお、前記角度σが負の値を採る場合、三輪車１０は進行方向に向かって左側に傾斜させられ、前記角度σが正の値を採る場合、三輪車１０は右側に傾斜させられる。
Therefore, in the present embodiment, when the driver tilts the
(Hereinafter referred to as “first standard range”). When the angle σ takes a negative value, the
そして、前記角度σが第１の標準範囲に収まる場合、リンクモータ２５はフリー状態に維持され、前記角度σが前記第１の標準範囲に収まらない場合、リンクモータ２５によって所定のモータトルクが発生させられ、前記角度σが第１の標準範囲に対応する所定の値、本実施の形態においては、第１の境界値である−１０〔°〕又は第２の境界値である＋１０〔°〕にされる。
When the angle σ falls within the first standard range, the
そのために、前記任意傾斜決定部５０の図示されない合成横加速度取得処理手段は、合成横加速度取得処理を行い、運転者が三輪車１０を傾斜させたときの合成横加速度ａを横加速度演算部４８から読み込むことによって取得する（ステップＳ３−１）。
Therefore, a combined lateral acceleration acquisition processing unit (not shown) of the arbitrary inclination determination unit 50 performs a combined lateral acceleration acquisition process, and the combined lateral acceleration a when the driver tilts the
続いて、前記任意傾斜決定部５０の図示されない角度判断処理手段としての横加速度判断処理手段は、角度判断処理としての横加速度判断処理を行い、重力加速度をＧとしたとき、前記角度σが第１の標準範囲に収まるかどうかを、合成横加速度ａが、
−０．１７Ｇ≦ａ≦＋０．１７Ｇ
の範囲（以下「第２の標準範囲」という。）に収まるかどうかによって判断する（ステップＳ３−２、Ｓ３−３）。なお、合成横加速度ａと角度σとは比例していて、合成横加速度ａが−０．１７Ｇである場合の角度σは−１０〔°〕であり、合成横加速度ａが＋０．１７Ｇである場合の角度σは＋１０〔°〕である。
Subsequently, a lateral acceleration determination processing unit as an angle determination processing unit (not shown) of the arbitrary inclination determination unit 50 performs a lateral acceleration determination process as an angle determination process. If the combined lateral acceleration a is within the standard range of 1,
-0.17G ≦ a ≦ + 0.17G
(Hereinafter referred to as “second standard range”) (steps S3-2 and S3-3). The combined lateral acceleration a and the angle σ are proportional to each other. When the combined lateral acceleration a is −0.17 G, the angle σ is −10 [°], and the combined lateral acceleration a is +0.17 G. The angle σ in this case is +10 [°].
そして、合成横加速度ａが、第２の標準範囲に収まる場合、前記任意傾斜決定部５０の図示されない角度設定処理手段としての任意傾斜決定用横加速度設定処理手段は、角度設定処理としての任意傾斜決定用横加速度設定処理を行い、リンクモータ２５をフリー状態に維持するために、任意傾斜決定用の横加速度ａｍを０にする（ステップＳ３−４）。続いて、任意傾斜決定部５０の図示されない傾斜制御用横加速度設定処理手段は、傾斜制御用横加速度設定処理を行い、傾斜制御部５１において前記角度σで三輪車１０を保持することができるように、傾斜制御用の横加速度、すなわち、制御用横加速度ａｔに合成横加速度ａをセットする（ステップＳ３−５）。
When the combined lateral acceleration a falls within the second standard range, the arbitrary inclination determining lateral acceleration setting processing means as the angle setting processing means (not shown) of the arbitrary inclination determining section 50 is configured to perform arbitrary inclination as the angle setting processing. A lateral acceleration setting process for determination is performed and the lateral acceleration am for determining an arbitrary inclination is set to 0 in order to maintain the
また、合成横加速度ａが、
ａ＜−０．１７Ｇ
である場合、前記任意傾斜決定用横加速度設定処理手段は、角度σが−１０〔°〕より小さく（絶対値で大きく）ならないように、前記任意傾斜決定用の横加速度ａｍを第２の標準範囲に対応する所定の値、本実施の形態においては、第１の境界値である−０．１７Ｇにし（ステップＳ３−６）、前記傾斜制御用横加速度設定処理手段は、傾斜制御部５１において−１０〔°〕で三輪車１０を保持することができるように、制御用横加速度ａｔに任意傾斜決定用の横加速度ａｍをセットする（ステップＳ３−７）。
Further, the combined lateral acceleration a is
a <−0.17G
The lateral acceleration setting processing means for determining an arbitrary inclination determines the lateral acceleration am for determining the arbitrary inclination to a second standard so that the angle σ does not become smaller than −10 [°] (large in absolute value). The predetermined value corresponding to the range, which is -0.17G which is the first boundary value in the present embodiment (step S3-6), the lateral acceleration setting processing means for tilt control is The lateral acceleration am for determining the arbitrary inclination is set to the lateral acceleration at control so that the
また、合成横加速度ａが、
ａ＞＋０．１７Ｇ
である場合、前記任意傾斜決定用横加速度設定処理手段は、角度σが＋１０〔°〕より大きくならないように、前記任意傾斜決定用の横加速度ａｍを第２の標準範囲に対応する所定の値、本実施の形態においては、第２の境界値である＋０．１７Ｇにし（ステップＳ３−８）、前記傾斜制御用横加速度設定処理手段は、傾斜制御部５１において＋１０〔°〕で三輪車１０を保持することができるように、制御用横加速度ａｔに任意傾斜決定用の横加速度ａｍをセットする（ステップＳ３−７）。
Further, the combined lateral acceleration a is
a> + 0.17G
The lateral acceleration setting processing means for determining an arbitrary inclination determines the lateral acceleration am for determining the arbitrary inclination to a predetermined value corresponding to a second standard range so that the angle σ does not become larger than +10 [°]. In this embodiment, the second boundary value is set to + 0.17G (step S3-8), and the lateral acceleration setting processing means for tilt control moves the
続いて、任意傾斜決定部５０の図示されない任意傾斜決定用制御値算出処理手段は、任意傾斜決定用制御値算出処理を行い、前記横加速度ａｍを読み込み、該横加速度ａｍ及び任意傾斜決定用の制御ゲイン、本実施の形態においては、比例ゲインＧｍｐに基づいて、リンクモータ２５を駆動するための任意傾斜決定用の制御値Ｕｍ
Ｕｍ＝Ｇｍｐ・ａｍ
を算出する（ステップＳ３−９）。
Subsequently, an arbitrary inclination determination control value calculation processing means (not shown) of the arbitrary inclination determination unit 50 performs an arbitrary inclination determination control value calculation process, reads the lateral acceleration am, and determines the lateral acceleration am and arbitrary inclination determination. The control value Um for determining an arbitrary inclination for driving the
Um = Gmp / am
Is calculated (step S3-9).
したがって、前記角度σが第１の標準範囲に収まり、前記合成横加速度ａが第２の標準範囲に収まる場合、横加速度ａｍが０にされるので、制御値Ｕｍも０にされる。また、前記角度σが第１の標準範囲に収まらず、前記合成横加速度ａが第２の標準範囲に収まらない場合、横加速度ａｍは−０．１７Ｇ又は＋０．１７Ｇにされ、制御値Ｕｍは、Ｇｍｐ・（−０．１７Ｇ）又はＧｍｐ・（＋０．１７Ｇ）にされる。 Accordingly, when the angle σ falls within the first standard range and the combined lateral acceleration a falls within the second standard range, the lateral acceleration am is set to 0, so the control value Um is also set to 0. When the angle σ does not fall within the first standard range and the combined lateral acceleration a does not fall within the second standard range, the lateral acceleration am is set to −0.17G or + 0.17G, and the control value Um is , Gmp · (−0.17G) or Gmp · (+ 0.17G).
そして、前記任意傾斜決定部５０の図示されない任意傾斜決定用出力処理手段は、任意傾斜決定用出力処理を行い、前記制御値Ｕｍをトルク指令値Ｔｍ* としてモータ駆動部５５に出力する（ステップＳ３−１０）。 An arbitrary inclination determination output processing means (not shown) of the arbitrary inclination determination section 50 performs arbitrary inclination determination output processing and outputs the control value Um to the motor drive section 55 as a torque command value Tm * (step S3). -10).
次に、図１１及び１２に基づいて、横加速度推定部４９の動作について説明する。
Next, the operation of the lateral
まず、横加速度推定部４９は、横加速度推定処理を行い、操舵角センサ値θ及び車速センサ値ｖを読み込むことによって取得する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。
First, the lateral
次に、横加速度推定部４９の図示されないフィルタ処理手段は、フィルタ処理を行い、操舵角センサ値θに対してフィルタ処理を行う（ステップＳ２３）。そのために、前記フィルタ処理手段は、制御周期Ｔｓを読み込み（ステップＳ２３−１）、車速センサ値ｖに対応するカットオフ周波数ｗ（ｖ）を算出する（ステップＳ２３−２）。なお、本実施の形態において、カットオフ周波数ｗ（ｖ）は、車速に反比例する関数で表されるが、他の関数で表すことができる。なお、ＲＯＭのマップに車速とカットオフ周波数ｗ（ｖ）とをあらかじめ対応させて記録しておき、マップを参照してカットオフ周波数ｗ（ｖ）を読み出すことによって取得することもできる。
Next, the filter processing means (not shown) of the lateral
続いて、前記フィルタ処理手段は、前回の傾斜制御で算出された操舵角ΨｏｌｄをＲＡＭから読み出し（ステップＳ２３−３）、前記操舵角Ψｏｌｄ、制御周期Ｔｓ、カットオフ周波数ｗ（ｖ）及び操舵角センサ値θに基づいて、式（３）によって、フィルタ処理された操舵角、すなわち、処理操舵角Ψ（ｔ）を算出する（ステップＳ２３−４）。なお、操舵角Ψｏｌｄの初期値は０にされる。 Subsequently, the filter processing means reads the steering angle Ψold calculated in the previous tilt control from the RAM (step S23-3), the steering angle Ψold, the control cycle Ts, the cutoff frequency w (v), and the steering angle. Based on the sensor value θ, the filtered steering angle, that is, the processing steering angle Ψ (t) is calculated by the equation (3) (step S23-4). Note that the initial value of the steering angle Ψold is set to zero.
該式（３）は、バンドパスフィルタとして一般的に使用されるＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタであり、一次遅れ系のローパスフィルタであるカットオフ周波数可変ローパスフィルタを表す。このように、車速に応じてカットオフ周波数ｗ（ｖ）を変化させてフィルタ処理が行われるので、三輪車１０を高速で走行させたとき、すなわち、高速走行時における安定性（以下「走行安定性」という。）を高くすることができる。
The expression (3) is an IIR (Infinite Impulse Response) filter that is generally used as a bandpass filter, and represents a cutoff frequency variable low-pass filter that is a first-order lag low-pass filter. As described above, the filter processing is performed by changing the cut-off frequency w (v) according to the vehicle speed. Therefore, when the
続いて、前記フィルタ処理手段は、処理操舵角Ψ（ｔ）を操舵角ΨｏｌｄとしてＲＡＭに記録する（ステップＳ２３−５）。 Subsequently, the filter processing means records the processing steering angle Ψ (t) in the RAM as the steering angle Ψold (step S23-5).
このようにして、前記フィルタ処理において処理操舵角Ψ（ｔ）が算出されると、前記横加速度推定部４９の図示されない推定横加速度算出処理手段は、推定横加速度算出処理を行い、前後輪間距離Ｌｈを読み込み（ステップＳ２４）、該前後輪間距離Ｌｈ、車速センサ値ｖ及び処理操舵角Ψ（ｔ）に基づいて、式（４）によって、推定横加速度ａｆを算出する（ステップＳ２５）。
Thus, when the processing steering angle Ψ (t) is calculated in the filter processing, estimated lateral acceleration calculation processing means (not shown) of the lateral
なお、前記推定横加速度ａｆは、ハンドルバー４１ａの操舵によって生じる横加速度、及び三輪車１０の旋回によって生じる遠心力を表す。
The estimated lateral acceleration af represents lateral acceleration generated by steering the
そして、前記横加速度推定部４９は、傾斜制御部５１に推定横加速度ａｆを送る（ステップＳ２６）。
Then, the lateral
次に、図１３に基づいて、傾斜制御部５１の動作について説明する。
Next, the operation of the
この場合、傾斜制御部５１は手押しモード及び通常モードで傾斜制御を行うようになっているので、手押しモードと通常モードとで動作が異なる。
In this case, since the
すなわち、傾斜制御部５１は、傾斜制御処理を行い、通常モードが選択されている場合、合成横加速度ａ、制御用横加速度ａｔ及び推定横加速度ａｆに基づいて傾斜制御を行い、手押しモードが選択されている場合、制御用横加速度ａｔ及び合成横加速度ａに基づいて傾斜制御を行う。なお、通常モードが選択されている場合、前述されたように、制御用横加速度ａｔは０にされるので、実質的に、合成横加速度ａ及び推定横加速度ａｆに基づいて傾斜制御が行われる。
That is, the
そのために、傾斜制御部５１の図示されないモード判断処理手段は、モード判断処理を行い、フラグＦＬを読み込み、フラグＦＬが０であるかどうかによって、通常モードが選択されているかどうかを判断する（ステップＳ５−１）。フラグＦＬが０であり、通常モードが選択されている場合、前記傾斜制御部５１の図示されない横加速度取得処理手段は、横加速度取得処理を行い、横加速度演算部４８から合成横加速度ａを読み込む（ステップＳ５−３）。
Therefore, a mode determination processing unit (not shown) of the
続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない微分値算出処理手段は、微分値算出処理を行い、ＲＡＭから前回の傾斜制御で記録された合成横加速度ａｏｌｄを読み出すとともに、制御周期Ｔｓを読み込み、合成横加速度ａの微分値δａ
δａ＝ｄａ／ｄｔ
＝（ａ−ａｏｌｄ）／Ｔｓ
を算出する（ステップＳ５−４）。そして、前記微分値算出処理手段は、合成横加速度ａを合成横加速度ａｏｌｄとしてＲＡＭに記録する。なお、合成横加速度ａｏｌｄの初期値は０にされる。
Subsequently, the differential value calculation processing means (not shown) of the
δa = da / dt
= (A-aold) / Ts
Is calculated (step S5-4). The differential value calculation processing means records the combined lateral acceleration a as a combined lateral acceleration aold in the RAM. Note that the initial value of the combined lateral acceleration aold is set to zero.
続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない第１の制御値算出処理手段としての比例制御値算出処理手段は、第１の制御値算出処理としての比例制御値算出処理を行い、比例制御用の第１の制御ゲインとしての比例ゲインＧｐ、合成横加速度ａ及び制御用横加速度ａｔに基づいて、第１の制御値としての比例制御値Ｕｐ
Ｕｐ＝Ｇｐ（ａ−ａｔ）
を算出する（ステップＳ５−５）。
Subsequently, the proportional control value calculation processing means as the first control value calculation processing means (not shown) of the
Up = Gp (a-at)
Is calculated (step S5-5).
次に、前記傾斜制御部５１の図示されない第２の制御値算出処理手段としての微分制御値算出処理手段は、第２の制御値算出処理としての微分制御値算出処理を行い、微分制御用の第２の制御ゲインとしての微分ゲインＧｄ及び微分値δａに基づいて、第２の制御値としての微分制御値Ｕｄ
Ｕｄ＝Ｇｄ・δａ
を算出する（ステップＳ５−６）。
Next, differential control value calculation processing means as second control value calculation processing means (not shown) of the
Ud = Gd · δa
Is calculated (step S5-6).
続いて、前記モード判断処理手段は、フラグＦＬを読み込み、フラグＦＬが０であるかどうかによって、通常モードが選択されているかどうかを判断する（ステップＳ５−７）。この場合、フラグＦＬが０であり、通常モードが選択されているので、前記横加速度取得処理手段は、横加速度推定部４９から推定横加速度ａｆを読み込むことによって取得する（ステップＳ５−８）。 Subsequently, the mode determination processing means reads the flag FL and determines whether or not the normal mode is selected depending on whether or not the flag FL is 0 (step S5-7). In this case, since the flag FL is 0 and the normal mode is selected, the lateral acceleration acquisition processing unit acquires the estimated lateral acceleration af from the lateral acceleration estimation unit 49 (step S5-8).
続いて、前記微分値算出処理手段は、ＲＡＭから前回の傾斜制御で記録された推定横加速度ａｆｏｌｄを読み出すとともに、制御周期Ｔｓを読み込み、推定横加速度ａｆの微分値δａｆ
δａｆ＝ｄａｆ／ｄｔ
＝（ａｆ−ａｆｏｌｄ）／Ｔｓ
を算出する。そして、前記傾斜制御部５１の図示されない推定微分値算出処理手段は、推定微分値算出処理を行い、推定横加速度ａｆを推定横加速度ａｆｏｌｄとしてＲＡＭに記録する（ステップＳ５−９）。なお、推定横加速度ａｆｏｌｄの初期値は０にされる。
Subsequently, the differential value calculation processing means reads the estimated lateral acceleration afold recorded in the previous tilt control from the RAM, reads the control cycle Ts, and differentiates the estimated lateral acceleration af from the differential value δaf.
δaf = daf / dt
= (Af-afold) / Ts
Is calculated. Then, an estimated differential value calculation processing means (not shown) of the
次に、前記傾斜制御部５１の図示されない第３の制御値算出処理手段としての推定微分制御値算出処理手段は、第３の制御値算出処理としての推定微分制御値算出処理を行い、微分制御用の第３の制御ゲインとしての微分ゲインＧｄｆ及び微分値δａｆに基づいて、第３の制御値としての推定微分制御値Ｕｄｆ
Ｕｄｆ＝Ｇｄｆ・δａｆ
を算出する（ステップＳ５−１０）。
Next, an estimated differential control value calculation processing unit as a third control value calculation processing unit (not shown) of the
Udf = Gdf · δaf
Is calculated (step S5-10).
続いて、前記傾斜制御部５１の図示されない第４の制御値算出処理手段としての傾斜制御用制御値算出処理手段は、第４の制御値算出処理としての傾斜制御用制御値算出処理を行い、比例制御値Ｕｐ、微分制御値Ｕｄ及び推定微分制御値Ｕｄｆを読み込み、傾斜制御用の制御値Ｕｏ
Ｕｏ＝Ｕｐ＋Ｕｄ＋Ｕｄｆ
を算出する（ステップＳ５−１１）。
Subsequently, the control value calculation processing unit for tilt control as the fourth control value calculation processing unit (not shown) of the
Uo = Up + Ud + Udf
Is calculated (step S5-11).
そして、前記傾斜制御部５１の図示されない傾斜制御用出力処理手段は、傾斜制御用出力処理を行い、前記制御値Ｕｏをトルク指令値Ｔｏ* としてモータ駆動部５５に出力する（ステップＳ５−１２）。
Then, an inclination control output processing means (not shown) of the
これに対して、前記モード判断処理において、フラグＦＬが１であり、手押しモードが選択されている場合、前記横加速度取得処理手段は、任意傾斜決定部５０から制御用横加速度ａｔを読み込むとともに（ステップＳ５−２）、横加速度演算部４８から合成横加速度ａを読み込む（ステップＳ５−３）。 On the other hand, in the mode determination process, when the flag FL is 1 and the manual push mode is selected, the lateral acceleration acquisition processing unit reads the control lateral acceleration at from the arbitrary inclination determination unit 50 ( In step S5-2), the combined lateral acceleration a is read from the lateral acceleration calculation unit 48 (step S5-3).
続いて、前記微分値算出処理手段は、合成横加速度ａの微分値δａ
δａ＝ｄａ／ｄｔ
＝（ａ−ａｏｌｄ）／Ｔｓ
を算出し（ステップＳ５−４）、前記比例制御値算出処理手段は、比例ゲインＧｐ、合成横加速度ａ及び制御用横加速度ａｔに基づいて、比例制御値Ｕｐ
Ｕｐ＝Ｇｐ（ａ−ａｔ）
を算出する（ステップＳ５−５）。
Subsequently, the differential value calculation processing means calculates the differential value δa of the combined lateral acceleration a.
δa = da / dt
= (A-aold) / Ts
(Step S5-4), the proportional control value calculation processing means calculates the proportional control value Up based on the proportional gain Gp, the combined lateral acceleration a, and the control lateral acceleration at.
Up = Gp (a-at)
Is calculated (step S5-5).
次に、前記微分制御値算出処理手段は、微分制御用の第２の制御ゲインとしての微分ゲインＧｄ、及び微分値δａに基づいて、第２の制御値としての微分制御値Ｕｄ
Ｕｄ＝Ｇｄ・δａ
を算出する（ステップＳ５−６）。
Next, the differential control value calculation processing means, based on the differential gain Gd as the second control gain for differential control and the differential value δa, the differential control value Ud as the second control value.
Ud = Gd · δa
Is calculated (step S5-6).
続いて、前記モード判断処理手段は、フラグＦＬを読み込み、フラグＦＬが０であるかどうかによって、通常モードが選択されているかどうかを判断する（ステップＳ５−７）。この場合、フラグＦＬが１であり、手押しモードが選択されているので、前記傾斜制御用制御値算出処理手段は、比例制御値Ｕｐ及び微分制御値Ｕｄを読み込み、傾斜制御用の制御値Ｕｏ
Ｕｏ＝Ｕｐ＋Ｕｄ
を算出する（ステップＳ５−１１）。
Subsequently, the mode determination processing means reads the flag FL and determines whether or not the normal mode is selected depending on whether or not the flag FL is 0 (step S5-7). In this case, since the flag FL is 1 and the hand pressing mode is selected, the tilt control value calculation processing means reads the proportional control value Up and the differential control value Ud, and the tilt control value Uo.
Uo = Up + Ud
Is calculated (step S5-11).
そして、前記傾斜制御用出力処理手段は、前記制御値Ｕｏをトルク指令値Ｔｏ* としてモータ駆動部５５に出力する（ステップＳ５−１２）。 Then, the output processing means for tilt control outputs the control value Uo as the torque command value To * to the motor drive unit 55 (step S5-12).
このように、本実施の形態においては、通常モードが選択されている場合に、三輪車１０の旋回時に三輪車１０に生じる横加速度、すなわち、第１、第２の横加速度の合成横加速度ａが０なるように、三輪車１０が傾斜させられるので、遠心力の幅方向成分と重力加速度の幅方向成分とが等しくなる。したがって、三輪車１０の旋回安定性を高くすることができる。
Thus, in the present embodiment, when the normal mode is selected, the lateral acceleration generated in the
また、三輪車１０及び運転者には、見かけ上、遠心力の高さ方向成分と重力加速度の高さ方向成分との合成成分だけが加わるので、運転者が三輪車１０を手押しで走行させるに当たり、違和感を感じたり、不安を抱いたりすることがない。
In addition, since the
そして、手押しモードが選択されている場合、図１４に示されるように、運転者が任意の角度σで三輪車１０を傾斜させたときに、前記角度σが第１の標準範囲に収まり、かつ、前記合成横加速度ａが第２の標準範囲に収まる場合は、横加速度ａｍが０にされ、制御値Ｕｍも０にされるので、リンクモータ２５はフリー状態のままにされ、前記角度σが第１の標準範囲に収まらず、前記合成横加速度ａが第２の標準範囲に収まらない場合、横加速度ａｍは−０．１７Ｇ又は＋０．１７Ｇにされ、制御値Ｕｍは、Ｇｍｐ・（−０．１７Ｇ）又はＧｍｐ・（＋０．１７Ｇ）にされるので、リンクモータ２５によって所定のモータトルクが発生させられ、前記角度σが−１０〔°〕又は＋１０〔°〕にされる。したがって、運転者は三輪車１０を容易に支えることができる。
When the hand push mode is selected, as shown in FIG. 14, when the driver tilts the
そして、その後、傾斜制御によって、三輪車１０が、運転者が傾斜させたときの角度σ、−１０〔°〕又は＋１０〔°〕に保持されるので、運転者は、不自然な体勢で三輪車１０を前方に押す必要がなくなり、三輪車１０を運転者側に傾斜させた状態で、手押しで容易に走行させることができる。
After that, the
また、三輪車１０を走行させる場合に、リンクモータ２５によって発生させられたモータトルクによって三輪車１０が支えられるので、運転者は、三輪車１０を支える必要がなくなり、前方に押すだけでよくなる。したがって、三輪車１０を手押しで一層容易に走行させることができる。
Further, when the
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is provided and the effect of the same embodiment is used about the effect of the invention by having the same structure.
図１５は本発明の第２の実施の形態における三輪車の背面図、図１６は本発明の第２の実施の形態における三輪車を部分的に傾斜させた状態を示す図である。 FIG. 15 is a rear view of a tricycle according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a diagram showing a state in which the tricycle according to the second embodiment of the present invention is partially inclined.
図において、Ｆｒはフレームであり、該フレームＦｒに支持部２０が取り付けられるとともに、フレームＦｒによって車輪１２Ｌ、１２Ｒが回転自在に支持される。
In the figure, Fr is a frame, and a
前記支持部２０と搭乗部１１とが、図示されない揺動軸を中心に、ロール方向に揺動自在に連結され、前記支持部２０、フレームＦｒ、車両傾斜装置４３、車輪１２Ｌ、１２Ｒ等によって本体部６１が、車輪１２Ｆ、前輪フォーク１７（図２）、操縦装置４１等によって、三輪車１０を操舵するための操舵部が、該操舵部及び搭乗部１１によって搭乗・操舵部６２が構成される。
The
この場合、前記車両傾斜装置４３は、三輪車１０の所定の傾斜部位、本実施の形態においては、搭乗・操舵部６２を路面１８に対して左右に傾斜させる。そのために、前記車両傾斜装置４３は、搭乗・操舵部６２を傾斜させるためのアクチュエータとしての、かつ、傾斜用の駆動部としてのリンクモータ２５を備え、該リンクモータ２５を回動させることによって、図１６に示されるように、本体部６１に対して、軸ｓｈ３を揺動中心に、かつ、ロール中心にして搭乗・操作部６２を揺動させることができる。なお、前記リンクモータ２５の出力軸Ｌｓｈと前記軸ｓｈ３とを一致させることができる。
In this case, the
搭乗部１１における背もたれ部１１ｄの背面に、複数の、本実施の形態においては、二つの横加速度検出部としての第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂが互いに異なる高さに配設される。
A plurality of first
また、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂは、いずれも、軸ｓｈ３の上側又は下側、本実施の形態においては、上側に配設される。なお、前記第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂの一方は、可能な限り、軸ｓｈ３に近接させて配設される。
The first
この場合、合成横加速度ａを算出するに当たり、前記高さＬ１、Ｌ２に代えて、軸ｓｈ３から第１横加速度センサ４４ａ及び第２横加速度センサ４４ｂまでの距離Ｌ３、Ｌ４が使用される。
In this case, in calculating the combined lateral acceleration a, distances L3 and L4 from the axis sh3 to the first
このように、本実施の形態においては、搭乗・操舵部６２だけを揺動させることができるので、運転者が、下車し、ハンドルバー４１ａを把持して三輪車１０を任意の角度σだけ傾斜させる際に、傾斜させるために必要な力を小さくすることができるとともに、三輪車１０を支えるために必要な力を小さくすることができる。
Thus, in the present embodiment, only the boarding /
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
１０ 三輪車
１１ 搭乗部
１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒ 車輪
１８ 路面
２５ リンクモータ
４４ａ 第１横加速度センサ
４４ｂ 第２横加速度センサ
５１ 傾斜制御部
６１ 本体部
６２ 搭乗・操舵部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該車両における所定の傾斜部位を路面に対して傾斜させるためのアクチュエータと、
前記傾斜部位の所定の箇所に配設され、前記傾斜部位に生じる横加速度を検出する横加速度検出部と、
乗員が、車両を手押しで走行させるために、前記傾斜部位を傾斜させたときに、前記横加速度検出部によって検出された横加速度に基づいて傾斜制御を行い、前記アクチュエータを駆動する傾斜制御処理手段とを有することを特徴とする車両。 Boarding / steering comprising a main body having a traveling wheel rotatably disposed, a riding section coupled to the main body, and a steering section having a steering wheel rotatably disposed. In a vehicle having a part,
An actuator for inclining a predetermined inclined portion of the vehicle with respect to a road surface;
A lateral acceleration detector disposed at a predetermined portion of the inclined portion and detecting a lateral acceleration generated in the inclined portion;
Inclination control processing means for controlling the inclination based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting unit and driving the actuator when an occupant inclines the inclined part in order to drive the vehicle by hand. The vehicle characterized by having.
検出された横加速度が前記標準範囲に収まる場合に、前記アクチュエータをフリー状態に維持するための任意傾斜決定用の横加速度を設定し、検出された横加速度が前記標準範囲に収まらない場合に、前記アクチュエータを駆動するための任意傾斜決定用の横加速度を設定する任意傾斜決定用横加速度設定処理手段とを有する請求項１又は２に記載の車両。 Lateral acceleration determination processing means for determining whether or not the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detection unit falls within a preset standard range when an occupant tilts the inclined part;
When the detected lateral acceleration falls within the standard range, a lateral acceleration for determining an arbitrary tilt for maintaining the actuator in a free state is set, and when the detected lateral acceleration does not fall within the standard range, The vehicle according to claim 1, further comprising an arbitrary inclination determination lateral acceleration setting processing unit configured to set an arbitrary inclination determination lateral acceleration for driving the actuator.
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