JP5316958B2 - 車両、及び車両制御プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、車両、及び車両制御プログラムに関し、例えば、車体を傾斜させるものに関する。
近年、車両の保有台数が増大し、１人が１台の車両を保有する傾向にある。
しかし、例えば、５人乗りの車両を１人で乗るなど、多人数用に作られた車両を１人で乗ると、無駄に燃料を消費し不経済であるとの問題があった。
そこで、最近では、特許文献１の「自動二、三輪車」のように、少人数で乗れる小型の車両の開発が求められている。
この技術は、タンデムライドの２、３輪車において、エンジンを運転者の足載部の間に配置することにより車両の重量バランスを良好にするものである。
しかし、例えば、５人乗りの車両を１人で乗るなど、多人数用に作られた車両を１人で乗ると、無駄に燃料を消費し不経済であるとの問題があった。
そこで、最近では、特許文献１の「自動二、三輪車」のように、少人数で乗れる小型の車両の開発が求められている。
この技術は、タンデムライドの２、３輪車において、エンジンを運転者の足載部の間に配置することにより車両の重量バランスを良好にするものである。
ところで、車両の重量バランスを向上させるためには、旋回時に車体を傾斜させて遠心力と重力のバランスをとることが望ましい。
そのためには、旋回時に車体に作用する横加速度を検出して車体の傾斜角度を適切な傾斜角（搭乗者に横方向の力が作用しない角度）にフィードバック制御することが考えられる。
この制御により、左右輪に均等に加重がかかるため車両が安定し、搭乗者の乗り心地も向上する。
そのためには、旋回時に車体に作用する横加速度を検出して車体の傾斜角度を適切な傾斜角（搭乗者に横方向の力が作用しない角度）にフィードバック制御することが考えられる。
この制御により、左右輪に均等に加重がかかるため車両が安定し、搭乗者の乗り心地も向上する。
ところで、このように旋回時に車体を能動的に傾斜させてバランスをとる車両の場合、旋回時の車速が旋回半径に対して過度に高いと、制御器から傾斜制御装置が許容する角度以上に車体を傾斜させる指令が出る可能性があり、旋回時の安定性を保てない場合がある。
だからといって、単純に傾斜制御装置が許容する角度以上に傾斜しないように制限を設けると、車体の傾斜が足りずに不安定になる場合がある。
だからといって、単純に傾斜制御装置が許容する角度以上に傾斜しないように制限を設けると、車体の傾斜が足りずに不安定になる場合がある。
本発明は、車体の傾斜を許容角度以内に保ちながら旋回時の安定性を実現することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜手段と、搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付手段と、前記傾斜手段による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節手段と、を具備したことを特徴とする車両を提供する。
請求項２に記載の発明では、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体を傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項３に記載の発明では、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体を傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項４に記載の発明では、前記傾斜手段による傾斜角度を予測する傾斜角度予測手段を具備し、前記加速量調節手段は、前記予測に係る傾斜角度に応じて前記加速量を調節することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車両を提供する。
請求項５に記載の発明では、前記加速量調節手段は、前記傾斜角度が予め設定した最大値に達する場合、前記加速量を０とすることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の車両を提供する。
請求項６に記載の発明では、搭乗者から操舵角度の指定を受け付ける操舵角度指定受付機能と、前記指定された操舵角度で旋回する旋回機能と、前記旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜機能と、前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付機能と、前記傾斜機能による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節機能と、をコンピュータで実現する車両制御プログラムを提供する。
請求項２に記載の発明では、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体を傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項３に記載の発明では、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体を傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
請求項４に記載の発明では、前記傾斜手段による傾斜角度を予測する傾斜角度予測手段を具備し、前記加速量調節手段は、前記予測に係る傾斜角度に応じて前記加速量を調節することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車両を提供する。
請求項５に記載の発明では、前記加速量調節手段は、前記傾斜角度が予め設定した最大値に達する場合、前記加速量を０とすることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の車両を提供する。
請求項６に記載の発明では、搭乗者から操舵角度の指定を受け付ける操舵角度指定受付機能と、前記指定された操舵角度で旋回する旋回機能と、前記旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜機能と、前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付機能と、前記傾斜機能による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節機能と、をコンピュータで実現する車両制御プログラムを提供する。
本発明によれば、旋回時に車体の傾斜が許容角度以内となるように搭乗者からの加速指令による加速量を抑制することにより旋回時の安定性を実現する。
（１）実施形態の概要
旋回時に車両を旋回内側に傾斜させて安定させる車両では、旋回外側へ生じる横加速度による遠心力と重力がつりあう角度（即ち、車体に固定した座標における横加速度、換言すると車体と一体となっている搭乗者が感じる横加速度が０となる角度）に車両の傾斜を制御すると、搭乗者と車体に作用する力が座席の座面に垂直な方向下向き（車輪を傾けて車体を傾斜させる場合は、車輪を含む平面と平行な方向）となり、搭乗者の違和感が軽減されると共に車両の安定性が向上するため合理的である。
また、路面が進行方向と垂直な方向に傾斜していた場合、重力加速度の車体横方向の成分が生じるが、この制御方法によると、当該成分が０となるように車体を傾けるため、車体を立てて搭乗者に作用する力を鉛直方向とすることができる。
旋回時に車両を旋回内側に傾斜させて安定させる車両では、旋回外側へ生じる横加速度による遠心力と重力がつりあう角度（即ち、車体に固定した座標における横加速度、換言すると車体と一体となっている搭乗者が感じる横加速度が０となる角度）に車両の傾斜を制御すると、搭乗者と車体に作用する力が座席の座面に垂直な方向下向き（車輪を傾けて車体を傾斜させる場合は、車輪を含む平面と平行な方向）となり、搭乗者の違和感が軽減されると共に車両の安定性が向上するため合理的である。
また、路面が進行方向と垂直な方向に傾斜していた場合、重力加速度の車体横方向の成分が生じるが、この制御方法によると、当該成分が０となるように車体を傾けるため、車体を立てて搭乗者に作用する力を鉛直方向とすることができる。
このような制御を行うために、本実施の形態の車両１は、傾斜制御対象である車体部１０に横加速度を検出するように加速度センサを固定し（加速度センサの座標系は車体部１０に固定される）、その出力が目標値（ここでは０）となるように車体部１０の傾斜角をフィードバック制御する。
なお、本実施の形態では、より適切な制御を行うために、車体部１０に加速度センサ２、３を設置し、その合成横加速度が０となるように制御する。
なお、本実施の形態では、より適切な制御を行うために、車体部１０に加速度センサ２、３を設置し、その合成横加速度が０となるように制御する。
そして、車両１は、車体部１０の傾斜角度を監視し、傾斜角度が所定の限界値に達する場合、スロットル開度センサ１２のスロットル開度Ｓに対する駆動輪のトルクゲインを低く調節する。即ち、傾斜角度が限界値を越えそうな場合、スロットル操作の効き具合をなまらせる。
これにより、傾斜角度が限界値を超えるような車速を抑制することができ、車両１は、安定して旋回することができる。
また、車両１は、傾斜角度の検出値に、当該検出値の微分を加えることにより傾斜角度の直近の未来の値を予測し、車体部１０の傾斜角度として当該予測値を用いることにより精度の高い制御を行っている。
これにより、傾斜角度が限界値を超えるような車速を抑制することができ、車両１は、安定して旋回することができる。
また、車両１は、傾斜角度の検出値に、当該検出値の微分を加えることにより傾斜角度の直近の未来の値を予測し、車体部１０の傾斜角度として当該予測値を用いることにより精度の高い制御を行っている。
（２）実施形態の詳細
図１（ａ）は、本実施の形態の車両１の側面図である。
車両１は、単数の前輪１５、及び左右に設けられた一対の後輪５Ｒ、５Ｌ（５Ｌは図示せず）を有しており、その間に搭乗者の運転席が設けられた車体部１０が設けられている。
また、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとする。
図１（ａ）は、本実施の形態の車両１の側面図である。
車両１は、単数の前輪１５、及び左右に設けられた一対の後輪５Ｒ、５Ｌ（５Ｌは図示せず）を有しており、その間に搭乗者の運転席が設けられた車体部１０が設けられている。
また、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとする。
ハンドル１６と前輪１５は、連動しており、搭乗者がハンドル１６を操作して操舵方向に向けると前輪１５も操舵方向を向き、ハンドル１６の操作量に応じた操舵角度（旋回角度）で車両１が旋回する。
後輪５Ｒは、走行駆動モータ６Ｒ（インホイール）が組み込まれており、スロットル開度センサ１２で検出した搭乗者のスロットル操作に応じた駆動力を発生する。図示しない後輪５Ｌも同様に走行駆動モータ６Ｌを備えており、走行駆動モータ６Ｒと同様に動作する。
操舵角センサ１３は、操舵部に設けられており、搭乗者のハンドル操作による操舵角度を検出する。
車速センサ１４は、前輪１５の車軸に設けられており、車両１の車速を検出する。
スロットル開度センサ１２は、操舵部のスロットルに設けられており、搭乗者が手で調節したスロットル開度を検出する。スロットルを開くほど走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌの要求トルクを大きくすることができ、車両１を加速させることができる。
車速センサ１４は、前輪１５の車軸に設けられており、車両１の車速を検出する。
スロットル開度センサ１２は、操舵部のスロットルに設けられており、搭乗者が手で調節したスロットル開度を検出する。スロットルを開くほど走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌの要求トルクを大きくすることができ、車両１を加速させることができる。
加速度センサ２は、運転席の背もたれ部分の裏側に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、車体部１０の左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。
加速度センサ３は、運転席のシートの後背部に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。このように、横加速度を２個備えたのは、検出した横加速度において、車体部１０の傾斜による横加速度と、路面の状態による横加速度を分離できるからである。詳細は後述する。
加速度センサ３は、運転席のシートの後背部に設けられており、車体部１０の横加速度、即ち、左右方向（車体部１０に固定した座標系における左右方向）に作用する加速度を検出する。このように、横加速度を２個備えたのは、検出した横加速度において、車体部１０の傾斜による横加速度と、路面の状態による横加速度を分離できるからである。詳細は後述する。
車体部１０の運転席下には収納庫１１が設けられており、走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに電力供給するバッテリや、車両１の動作を電子制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などが収納されている。
ＥＣＵには、後輪５Ｒ、５Ｌの駆動力を制御する走行制御ＥＣＵと、車体部１０の傾斜を制御する傾斜制御ＥＣＵがある。
ＥＣＵには、後輪５Ｒ、５Ｌの駆動力を制御する走行制御ＥＣＵと、車体部１０の傾斜を制御する傾斜制御ＥＣＵがある。
これらＥＣＵは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体やハードディスクなどによる記憶媒体などを備えており、ＣＰＵが、記憶媒体に記憶されたプログラムに従って各種の制御処理を行う。
図１（ｂ）は、車体部１０を後方から見た背面図である。
後輪５Ｒ、５Ｌは、リンク機構２０によって連結されている。
リンク機構２０は、後輪５Ｒ、５Ｌの、それぞれの内側に鉛直方向に設けられた縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び、縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌの上部と下部のそれぞれを連結する横リンクユニット８Ｕ、８Ｄから構成されている。
後輪５Ｒ、５Ｌは、リンク機構２０によって連結されている。
リンク機構２０は、後輪５Ｒ、５Ｌの、それぞれの内側に鉛直方向に設けられた縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び、縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌの上部と下部のそれぞれを連結する横リンクユニット８Ｕ、８Ｄから構成されている。
縦リンクユニット９Ｒ、９Ｌ、及び横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの結合部は、車体部１０の前後方向に設けられた軸によって回転可能に接合されている。
また、横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの中心には、同様の軸で結合された中央縦部材１８が設けられており、中央縦部材１８は、車体部１０を保持している。
また、横リンクユニット８Ｕ、８Ｄの中心には、同様の軸で結合された中央縦部材１８が設けられており、中央縦部材１８は、車体部１０を保持している。
横リンクユニット８Ｕと中央縦部材１８の結合部には、リンクモータ７が設けられており、リンクモータ７のステータ側は、中央縦部材１８に固定され、ロータ側は、横リンクユニット８Ｕに固定されている。
あるいは、横リンクユニット８Ｕにステータ側が固定され、中央縦部材１８にロータ側が固定されてもよい。
あるいは、横リンクユニット８Ｕにステータ側が固定され、中央縦部材１８にロータ側が固定されてもよい。
リンクモータ７は、リンク機構２０を駆動する駆動モータであり、ステータ側が中央縦部材１８に固定され、ロータ側が横リンクユニット８Ｕに固定されているため、リンクモータ７が回転するとリンク機構２０が平行四辺形に変形する。
リンク機構２０が平行四辺形となると、縦リンクユニット９Ｌ、９Ｒと中央縦部材１８は、平行に保たれるため、図１（ｃ）に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌと平行に車体部１０も路面に対して傾斜する。
リンク角度センサ４は、横リンクユニット８Ｕと中央縦部材１８の軸に設置されており、リンク機構２０の傾斜角度は車体部１０の傾斜角度に等しいため、リンク機構２０のリンク角度によって車体部１０の傾斜角度を検出する。
リンク機構２０が平行四辺形となると、縦リンクユニット９Ｌ、９Ｒと中央縦部材１８は、平行に保たれるため、図１（ｃ）に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌと平行に車体部１０も路面に対して傾斜する。
リンク角度センサ４は、横リンクユニット８Ｕと中央縦部材１８の軸に設置されており、リンク機構２０の傾斜角度は車体部１０の傾斜角度に等しいため、リンク機構２０のリンク角度によって車体部１０の傾斜角度を検出する。
加速度センサ２、３は、リンク機構２０で傾斜する車体部１０の側に、それぞれ、路面から高さＬ１、Ｌ２の位置に設置されている。また、サスペンションなどのばねで車体部１０が支持されている場合は、いわゆる「ばね上」に設置する。
加速度センサ２、３は、車体部１０のたわみによる横加速度を検出しないように、共に十分に剛性の高い部材に取り付けることが望ましい。
加速度センサ２、３は、車体部１０のたわみによる横加速度を検出しないように、共に十分に剛性の高い部材に取り付けることが望ましい。
加速度センサ２、３は、車体部１０に固定されているため、加速度センサ２、３の座標軸は車体部１０に固定される。
そのため、加速度センサ２、３は、車体部１０に固定した座標系における横方向の加速度（旋回による横加速度、車体部１０が傾斜することにより生じる重力加速度の横方向成分）を検出する。
そのため、加速度センサ２、３は、車体部１０に固定した座標系における横方向の加速度（旋回による横加速度、車体部１０が傾斜することにより生じる重力加速度の横方向成分）を検出する。
また、加速度センサ２、３は、出力を合成することにより、車体部１０に生じた横加速度のうち、リンク機構２０が傾斜させる成分を除いて車体部１０に作用する遠心力及び重力の分力の和の加速度成分を算出するために設けてある。
合成によりリンク機構２０が傾斜させる成分を除くためには、リンクの回転中心（リンクモータ７の回転軸）の上側、あるいは下側の何れかに双方とも設置する必要があり（即ち回転中心の一方の側に双方を設置する必要があり）、精度を高めるために、一方（この例では加速度センサ３）は、できるだけリンクの回転中心（車体部１０の回転中心）に近づける（図１３（ａ）及び（ｂ）に記載の揺動型車両の場合）。
合成によりリンク機構２０が傾斜させる成分を除くためには、リンクの回転中心（リンクモータ７の回転軸）の上側、あるいは下側の何れかに双方とも設置する必要があり（即ち回転中心の一方の側に双方を設置する必要があり）、精度を高めるために、一方（この例では加速度センサ３）は、できるだけリンクの回転中心（車体部１０の回転中心）に近づける（図１３（ａ）及び（ｂ）に記載の揺動型車両の場合）。
また、加速度センサ２、３は、前輪１５と後輪５Ｒ、５Ｌの間に設置すると共に、搭乗者の感じる横加速度を検出したいため、なるべく搭乗者の近くに設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、同じ鉛直軸上に設け、進行方向にオフセットして設置しない方がよい。
加えて、加速度センサ２、３の高低差ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２は、０．３メートル以上となるように設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、車体部１０の回転の半径方向と垂直な方向が検出できるように設置することが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、同じ鉛直軸上に設け、進行方向にオフセットして設置しない方がよい。
加えて、加速度センサ２、３の高低差ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２は、０．３メートル以上となるように設置するのが望ましい。
更に、加速度センサ２、３は、車体部１０の回転の半径方向と垂直な方向が検出できるように設置することが望ましい。
図１（ｃ）は、車両１が右方向に旋回する場合に、車体部１０に作用する横加速度が０となるようにリンク機構２０が作動して車体部１０を傾けたところを示している。
図に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌは、２輪車のように丸底のタイヤ面を有しており、傾斜しても良好に接地できる。また、後輪５Ｒ、５Ｌに等しく加重が作用するため走行も安定している。
図に示したように、後輪５Ｒ、５Ｌは、２輪車のように丸底のタイヤ面を有しており、傾斜しても良好に接地できる。また、後輪５Ｒ、５Ｌに等しく加重が作用するため走行も安定している。
加速度センサ２が検出する横加速度をａ１、加速度センサ３が検出する横加速度をａ２とする。この場合、横加速度の合成値ａは、Δａ＝ａ１−ａ２として、次の式（１）、又は式（２）で表される。
ａ＝ａ２−（Ｌ２／ΔＬ）・Δａ・・・（１）
ａ＝ａ１−（Ｌ１／ΔＬ）・Δａ・・・（２）
式（１）と式（２）の演算は、どちらも計算上は同じものであるが、実際に使用してみると、より路面に近い側のセンサ、即ち、加速度センサ３の出力をベースにするものの方が良好であることがわかった。そのため、本実施の形態では、式（１）を用いて横加速度の合成値を計算する。
図１（ｄ）は、図１（ｃ）の横加速度ａ１をより詳細に説明するための図である。
加速度センサ２には、旋回外側方向に生じる横加速度（遠心力の原因となる加速度）と重力加速度が作用するが、この例では、加速度センサ２は、車体部１０に固定した左右方向の成分の差分をａ１として検出している。
加速度センサ２には、旋回外側方向に生じる横加速度（遠心力の原因となる加速度）と重力加速度が作用するが、この例では、加速度センサ２は、車体部１０に固定した左右方向の成分の差分をａ１として検出している。
図２は、車両１の制御系の機能ブロック図である。
傾斜制御ＥＣＵ３０は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによりリンク機構２０の傾斜角度を制御し、加速度演算部３１、傾斜制御部３３、及び傾斜監視部３５などを有している。
加速度演算部３１は、加速度センサ２、３から横加速度の検出値を取得し、式（１）で合成横加速度ａを計算し、傾斜制御部３３に出力する。
なお、制御をより精緻にするため、加速度演算部３１が、合成横加速度の予測値を計算し、更にこれをフィルタリングした横加速度予測値ａｆを出力するように構成することもできる。これらについては後述する。
傾斜制御ＥＣＵ３０は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによりリンク機構２０の傾斜角度を制御し、加速度演算部３１、傾斜制御部３３、及び傾斜監視部３５などを有している。
加速度演算部３１は、加速度センサ２、３から横加速度の検出値を取得し、式（１）で合成横加速度ａを計算し、傾斜制御部３３に出力する。
なお、制御をより精緻にするため、加速度演算部３１が、合成横加速度の予測値を計算し、更にこれをフィルタリングした横加速度予測値ａｆを出力するように構成することもできる。これらについては後述する。
傾斜制御部３３は、フィードバック制御により、加速度演算部３１から出力される横加速度ａが目標値（ここでは０）となるようなトルク指令値をリンクモータ７に出力する。
このトルク指令値により、リンクモータ７がリンク機構２０を駆動して後輪５Ｒ、５Ｌと車体部１０を旋回方向に傾ける。
このトルク指令値により、リンクモータ７がリンク機構２０を駆動して後輪５Ｒ、５Ｌと車体部１０を旋回方向に傾ける。
傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から出力されるリンク機構２０の傾斜角度を取得し、これを用いて走行駆動制御部４１にトルクゲインを出力する。
傾斜監視部３５は、傾斜角度が所定の限界値（例えば、３０度）に近いほど、また、傾斜角度の増加率が大きいほど、トルクゲインを低く設定する。
傾斜監視部３５は、傾斜角度が所定の限界値（例えば、３０度）に近いほど、また、傾斜角度の増加率が大きいほど、トルクゲインを低く設定する。
走行制御ＥＣＵ４０は、走行駆動制御部４１を有している。
走行駆動制御部４１は、スロットル開度センサ１２からスロットル開度Ｓを取得し、傾斜監視部３５からトルクゲインを取得し、これらを用いてトルク指令値を生成して走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに出力する。
走行駆動制御部４１は、スロットル開度センサ１２からスロットル開度Ｓを取得し、傾斜監視部３５からトルクゲインを取得し、これらを用いてトルク指令値を生成して走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに出力する。
図３（ａ）は、傾斜監視部３５の機能を説明するためのブロック線図である。
まず、傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から車体部１０の傾斜角度θＬを取得する。この入力は所定のサンプリング周波数によるパルスによって入力される。
次に、傾斜監視部３５は、傾斜角度の絶対値θａを算出する。
次に、傾斜監視部３５は、θａを時間で微分してθａ’を算出し、これに所定のゲインＧｔを乗じる。ここで、Ｇｔは定数とする。
まず、傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から車体部１０の傾斜角度θＬを取得する。この入力は所定のサンプリング周波数によるパルスによって入力される。
次に、傾斜監視部３５は、傾斜角度の絶対値θａを算出する。
次に、傾斜監視部３５は、θａを時間で微分してθａ’を算出し、これに所定のゲインＧｔを乗じる。ここで、Ｇｔは定数とする。
そして、傾斜監視部３５は、傾斜角度の直近の未来の予測値θｆをθｆ＝θａ＋θａ’・Ｇｔにて求める。傾斜監視部３５は、このように傾斜角度に微分値を加えて傾斜角度の予測値としている。
次に、傾斜監視部３５は、車体部１０の傾斜角度の限界値として予め設定された設定角度θｐから傾斜角度の予測値θｆを減じる。これにより車体部１０の傾斜角度の予測値が限界角度からどの程度余裕があるか直近の未来について予測することができる。
次に、傾斜監視部３５は、車体部１０の傾斜角度の限界値として予め設定された設定角度θｐから傾斜角度の予測値θｆを減じる。これにより車体部１０の傾斜角度の予測値が限界角度からどの程度余裕があるか直近の未来について予測することができる。
なお、限界値からの余裕を車体部１０の傾斜角度の実測値に基づいて行うことも可能であるが（この場合、傾斜角度θａに微分項を加えずに用いる）、傾斜監視部３５は、予測値を用いることにより、傾斜角度の変化率の大きさ（ダイナミック）を加味した適切な制御を行うことができる。
次に、傾斜監視部３５は、設定角度θｐから傾斜角度の予測値θｆを減じた値θｄに対して関数ｆで設定されているトルクゲインＧｒを出力する。
関数ｆは、入力θｄ（予測値θｆに対する傾斜角度の余裕）に対し、出力Ｇｒ（トルクゲイン）が、θｄ＞ｂで１に飽和し（ｂ＞０）、θｄ＜０で０に飽和するように設計された関数である。ただし、０≦Ｇｒ≦１である。
これ以外にも、任意のロジスティクス関数（シグモイド関数など）で実現してよい。ただし、微分不能点を除き、ｆｄθｄ（ｆのθｄでの微分値）は０以上である必要がある。
これらの例では、θｐ、Ｇｔ、及びｂがチューニングパラメータとなる。
関数ｆは、入力θｄ（予測値θｆに対する傾斜角度の余裕）に対し、出力Ｇｒ（トルクゲイン）が、θｄ＞ｂで１に飽和し（ｂ＞０）、θｄ＜０で０に飽和するように設計された関数である。ただし、０≦Ｇｒ≦１である。
これ以外にも、任意のロジスティクス関数（シグモイド関数など）で実現してよい。ただし、微分不能点を除き、ｆｄθｄ（ｆのθｄでの微分値）は０以上である必要がある。
これらの例では、θｐ、Ｇｔ、及びｂがチューニングパラメータとなる。
図３（ｂ）は、走行駆動制御部４１が、スロットル開度Ｓに対して走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌのトルク指令値（要求トルク）τを設定する関数ｆＴを表した図である。
関数ｆＴは、スロットル開度Ｓが０のときに０、最大のときに走行駆動モータの最大指令トルクとなるように設定されている。フィーリング向上などのため、任意の写像関係を持つ場合もある。
図示した例は、スロットル開度０、及びＳｍａｘで、不感帯を設定したものである。これは、スロットル開度センサの個体差の吸収、フィーリングの向上を狙ったものである。
関数ｆＴは、スロットル開度Ｓが０のときに０、最大のときに走行駆動モータの最大指令トルクとなるように設定されている。フィーリング向上などのため、任意の写像関係を持つ場合もある。
図示した例は、スロットル開度０、及びＳｍａｘで、不感帯を設定したものである。これは、スロットル開度センサの個体差の吸収、フィーリングの向上を狙ったものである。
図４は、車両１が行う制御を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、傾斜制御ＥＣＵ３０や走行制御ＥＣＵ４０が備えるＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、傾斜制御部３３が傾斜制御処理を行い（ステップ１００）、車体部１０に生じる横加速度が所定の目標値となるようにリンク機構２０の傾斜角を制御する。
以下の処理は、傾斜制御ＥＣＵ３０や走行制御ＥＣＵ４０が備えるＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、傾斜制御部３３が傾斜制御処理を行い（ステップ１００）、車体部１０に生じる横加速度が所定の目標値となるようにリンク機構２０の傾斜角を制御する。
次に、傾斜監視部３５が傾斜監視処理を行って（ステップ２００）、車体部１０の傾斜角度を加味したトルクゲインを出力する。
次に、走行駆動制御部４１が走行駆動制御処理を行って（ステップ３００）、スロットル開度、及び傾斜監視部３５が出力したトルクゲインに従って走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌを駆動する。
以下では、ステップ２００、３００について説明した後、ステップ１００について説明する。
次に、走行駆動制御部４１が走行駆動制御処理を行って（ステップ３００）、スロットル開度、及び傾斜監視部３５が出力したトルクゲインに従って走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌを駆動する。
以下では、ステップ２００、３００について説明した後、ステップ１００について説明する。
図５は、ステップ２００の傾斜監視処理を説明するためのフローチャートである。
まず、傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から傾斜角度θＬを取得し（ステップ２０５）、θＬの絶対値θａを算出する（ステップ２１０）。
次に、傾斜監視部３５は、θａを時間で微分したθａ’を算出し（ステップ２１５）、角度予測値θｆをθｆ＝Ｇｔ・θａ’＋θａにより算出する（ステップ２２０）。
まず、傾斜監視部３５は、リンク角度センサ４から傾斜角度θＬを取得し（ステップ２０５）、θＬの絶対値θａを算出する（ステップ２１０）。
次に、傾斜監視部３５は、θａを時間で微分したθａ’を算出し（ステップ２１５）、角度予測値θｆをθｆ＝Ｇｔ・θａ’＋θａにより算出する（ステップ２２０）。
次に、車体部１０の傾斜角度の限界値である設定角度θｐを記憶装置から読み出して取得し（ステップ２２５）、θｐとθｆの差θｄをθｄ＝θｐ−θｆにより算出する（ステップ２３０）。
次に、傾斜監視部３５は、関数ｆを用いてトルクゲインＧｒ＝ｆ（θｄ）を算出し（ステップ２３５）、Ｇｒを記憶装置に記憶して保存する（ステップ２４０）。
以上のようにして傾斜監視部３５は、傾斜角度の予測値に基づいたトルクゲインＧｒを算出することができる。
次に、傾斜監視部３５は、関数ｆを用いてトルクゲインＧｒ＝ｆ（θｄ）を算出し（ステップ２３５）、Ｇｒを記憶装置に記憶して保存する（ステップ２４０）。
以上のようにして傾斜監視部３５は、傾斜角度の予測値に基づいたトルクゲインＧｒを算出することができる。
図６は、ステップ３００の走行駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。
まず、走行駆動制御部４１は、スロットル開度センサ１２からスロットル開度Ｓを取得し（ステップ３０５）、図３（ｂ）の関数ｆＴを用いて要求トルクτ＝ｆＴ（Ｓ）を算出する（ステップ３１０）。
次に、走行駆動制御部４１は、傾斜監視部３５が保存したトルクゲインＧｒを取得し（ステップ３１５）、トルク補正値τＡをτＡ＝Ｇｒ・τによって算出する（ステップ３２０）。
そして、走行駆動制御部４１は、τＡをトルク指令値（要求トルク）として走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに出力する（ステップ３２５）。
まず、走行駆動制御部４１は、スロットル開度センサ１２からスロットル開度Ｓを取得し（ステップ３０５）、図３（ｂ）の関数ｆＴを用いて要求トルクτ＝ｆＴ（Ｓ）を算出する（ステップ３１０）。
次に、走行駆動制御部４１は、傾斜監視部３５が保存したトルクゲインＧｒを取得し（ステップ３１５）、トルク補正値τＡをτＡ＝Ｇｒ・τによって算出する（ステップ３２０）。
そして、走行駆動制御部４１は、τＡをトルク指令値（要求トルク）として走行駆動モータ６Ｒ、６Ｌに出力する（ステップ３２５）。
次に、ステップ１００の傾斜制御処理について説明する。
まず、図７を用いて以下の説明の前提となる事項について説明する。
図７（ａ）は、旋回時における車両１の車輪の関係を示した図である。
以下では、図に示したように、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとし、操舵角度（ハンドル１６の操舵角度、旋回角度）をψ、旋回半径をｒとする。
まず、図７を用いて以下の説明の前提となる事項について説明する。
図７（ａ）は、旋回時における車両１の車輪の関係を示した図である。
以下では、図に示したように、ホイールベース（後輪５Ｒ、５Ｌの中心から前輪１５の中心までの距離）をＬＨとし、操舵角度（ハンドル１６の操舵角度、旋回角度）をψ、旋回半径をｒとする。
また、旋回による横加速度（遠心力の原因となる加速度）をａ、旋回角速度をｗ、車速をνとすると、ν＝ｒｗ、ａ＝ｒｗ＾２となり、これら２式より、ａ＝ν＾２／ｒとなる。ここで＾は自乗を表す。また、ｒは図７（ａ）よりｒ＝ＬＨ／ｔａｎψが成り立つ。
これらより、図７（ｂ）の式（３）に示した横加速度予測値ａｆが導かれる。
これらより、図７（ｂ）の式（３）に示した横加速度予測値ａｆが導かれる。
また、加速度演算部３１は、検出した横加速度を、図７（ｃ）の式（４）に示したカットオフ周波数可変ローパスフィルタに入力して高周波成分をカットし、リンク機構２０の応答が過敏とならないように調節する。
ここで、ψ（ｔ）は、フィルタ後の操舵角、Ｔｓはサンプリング周期（制御周期）、Ｗ（ν）は速度別のカットオフ周波数、ψは操舵角の検出値、ψ（ｔ−１）は１周期前のフィルタ計算値である。
なお、Ｗ（ν）は、入力が車速、出力がカットオフ周波数となる関数であり、任意の関数でよいが、ルックアップテーブルなどを用いて構成してもよい。
なお、Ｗ（ν）は、入力が車速、出力がカットオフ周波数となる関数であり、任意の関数でよいが、ルックアップテーブルなどを用いて構成してもよい。
加速度演算部３１は、ステップ１００の傾斜制御処理を行う前処理として加速度演算処理、加速度推定処理、フィルタ処理を行う。
図８は、加速度演算処理を説明するためのフローチャートである。
まず、加速度演算部３１は、加速度センサ２から加速度センサ値ａ１を取得して記憶装置に記憶する（ステップ４０５）。
次に、加速度演算部３１は、加速度センサ３から加速度センサ値ａ２を取得して記憶装置に記憶する（ステップ４１０）。
図８は、加速度演算処理を説明するためのフローチャートである。
まず、加速度演算部３１は、加速度センサ２から加速度センサ値ａ１を取得して記憶装置に記憶する（ステップ４０５）。
次に、加速度演算部３１は、加速度センサ３から加速度センサ値ａ２を取得して記憶装置に記憶する（ステップ４１０）。
次に、加速度演算部３１は、記憶装置に記憶したａ１、ａ２から両者の横加速度差Δａ＝ａ１−ａ２を算出して記憶装置に記憶する（ステップ４１５）。
次に、加速度演算部３１は、予め記憶しておいた加速度センサ２と加速度センサ３の距離ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）を記憶装置から呼び出し（ステップ４２０）、更に、予め記憶しておいた加速度センサ３の高さＬ２も記憶装置から呼び出す（ステップ４２５）。
次に、加速度演算部３１は、Δａ、ΔＬ、Ｌ２を式（１）に代入して合成横加速度ａを算出し（ステップ４３０）、当該ａを傾斜制御処理に送出する（ステップ４３５）。
なお、後続の加速度推定処理、及びフィルタ処理は、よりきめ細やかな制御を行うためのものであり、これらの処理を行わずに、ａを傾斜制御部３３に送出してもよい。
次に、加速度演算部３１は、予め記憶しておいた加速度センサ２と加速度センサ３の距離ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）を記憶装置から呼び出し（ステップ４２０）、更に、予め記憶しておいた加速度センサ３の高さＬ２も記憶装置から呼び出す（ステップ４２５）。
次に、加速度演算部３１は、Δａ、ΔＬ、Ｌ２を式（１）に代入して合成横加速度ａを算出し（ステップ４３０）、当該ａを傾斜制御処理に送出する（ステップ４３５）。
なお、後続の加速度推定処理、及びフィルタ処理は、よりきめ細やかな制御を行うためのものであり、これらの処理を行わずに、ａを傾斜制御部３３に送出してもよい。
図９は、加速度推定処理を説明するためのフローチャートである。
加速度演算部３１は、操舵角センサ１３から操舵角のセンサ値ψを取得すると共に（ステップ５０５）、車速センサ１４から車速のセンサ値νを取得する（ステップ５１０）。
次に、加速度演算部３１は、操舵角の検出値ψに対してフィルタ処理してフィルタ後の操舵角ψを算出する（ステップ５１５）。
加速度演算部３１は、操舵角センサ１３から操舵角のセンサ値ψを取得すると共に（ステップ５０５）、車速センサ１４から車速のセンサ値νを取得する（ステップ５１０）。
次に、加速度演算部３１は、操舵角の検出値ψに対してフィルタ処理してフィルタ後の操舵角ψを算出する（ステップ５１５）。
次に、加速度演算部３１は、記憶装置に記憶してあるホイールベースＬＨを呼び出す（ステップ５２０）。
次に、加速度演算部３１は、ν、ＬＨ、ψ（フィルタ後の値）を図７の式（３）に代入して横加速度予測値ａｆを算出し（ステップ５２５）、傾斜制御部３３に送出する（ステップ５３０）。
次に、加速度演算部３１は、ν、ＬＨ、ψ（フィルタ後の値）を図７の式（３）に代入して横加速度予測値ａｆを算出し（ステップ５２５）、傾斜制御部３３に送出する（ステップ５３０）。
図１０は、ステップ５１５のフィルタ処理を説明するためフローチャートである。
まず、加速度演算部３１は、予め記憶しておき記憶装置から読み出すなどして制御周期Ｔｓを取得する（ステップ６０５）。
次に、加速度演算部３１は、車速νをカットオフ周波数の関数に代入してカットオフ周波数Ｗ（ν）を取得し（ステップ６１０）、前回のフィルタ後の操舵角ψｏｌｄ（ψ（ｔ−１））を記憶装置から呼び出す（ステップ６１５）。
まず、加速度演算部３１は、予め記憶しておき記憶装置から読み出すなどして制御周期Ｔｓを取得する（ステップ６０５）。
次に、加速度演算部３１は、車速νをカットオフ周波数の関数に代入してカットオフ周波数Ｗ（ν）を取得し（ステップ６１０）、前回のフィルタ後の操舵角ψｏｌｄ（ψ（ｔ−１））を記憶装置から呼び出す（ステップ６１５）。
次に、加速度演算部３１は、図７の式（４）にＴｓ、Ｗ（ν）、ψｏｌｄ、θを代入してフィルタ後の操舵角ψ（ｔ）を算出し（ステップ６２０）、ψｏｌｄ＝ψ（ｔ）として記憶装置に記憶する（ステップ６２５）。
このフィルタ処理によって横加速度予測値ａｆから高周波成分を除いて、リンク機構２０の過敏な制御を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、横加速度予測値ａｆをフィルタリングしたが、横加速度予測値ａｆは用いずに、合成横加速度ａをフィルタリングして傾斜制御部３３に出力するように構成することもできる。
このフィルタ処理によって横加速度予測値ａｆから高周波成分を除いて、リンク機構２０の過敏な制御を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、横加速度予測値ａｆをフィルタリングしたが、横加速度予測値ａｆは用いずに、合成横加速度ａをフィルタリングして傾斜制御部３３に出力するように構成することもできる。
図１１は、傾斜制御部３３が行うステップ１００の傾斜制御処理を説明するためのフローチャートである。
以下の処理のうち、ステップ１０５〜１４０は、フィードバック制御であり、ステップ１４５〜１７５は、フィードフォワード制御である。
以下の処理のうち、ステップ１０５〜１４０は、フィードバック制御であり、ステップ１４５〜１７５は、フィードフォワード制御である。
まず、傾斜制御部３３は、加速度演算部３１から合成横加速度ａを受信する（ステップ１０５）。
傾斜制御部３３は、前回のａであるａｏｌｄを記憶装置から呼び出し（ステップ１１０）、更に、記憶装置から呼び出すなどして制御周期Ｔｓを取得する（ステップ１１５）。
次に、傾斜制御部３３は、ａの微分値Δａ＝（ａ−ａｏｌｄ）／Ｔｓを算出し（ステップ１２０）、ａｏｌｄ＝ａとして記憶装置に保存する（ステップ１２５）。
傾斜制御部３３は、前回のａであるａｏｌｄを記憶装置から呼び出し（ステップ１１０）、更に、記憶装置から呼び出すなどして制御周期Ｔｓを取得する（ステップ１１５）。
次に、傾斜制御部３３は、ａの微分値Δａ＝（ａ−ａｏｌｄ）／Ｔｓを算出し（ステップ１２０）、ａｏｌｄ＝ａとして記憶装置に保存する（ステップ１２５）。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｐ＝Ｇｐ・ａを算出する（ステップ１３０）。ここでＧｐは、予め設定された比例ゲインである。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｄ＝Ｇｄ・Δａを算出する（ステップ１３５）。ここで、Ｇｄは、予め設定された微分ゲインである。
そして、傾斜制御部３３は、制御値Ｕ＝Ｕｐ−Ｕｄを算出する（ステップ１４０）。ここでＵｄを減算したのは、早い動きに規制をかけるためであり、一種のダンパーとして機能させるためである。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｄ＝Ｇｄ・Δａを算出する（ステップ１３５）。ここで、Ｇｄは、予め設定された微分ゲインである。
そして、傾斜制御部３３は、制御値Ｕ＝Ｕｐ−Ｕｄを算出する（ステップ１４０）。ここでＵｄを減算したのは、早い動きに規制をかけるためであり、一種のダンパーとして機能させるためである。
次に、傾斜制御部３３は、加速度推定処理したａｆを取得する（ステップ１４５）。
次に、傾斜制御部３３は、前回のａｆであるａｆｏｌｄを記憶装置から呼び出す（ステップ１５０）。
次に、傾斜制御部３３は、ａｆの微分値Δａｆ＝（ａｆ−ａｆｏｌｄ）／Ｔｓを算出し（ステップ１５５）、ａｆｏｌｄ＝ａｆとして記憶装置に保存する（ステップ１６０）。
次に、傾斜制御部３３は、前回のａｆであるａｆｏｌｄを記憶装置から呼び出す（ステップ１５０）。
次に、傾斜制御部３３は、ａｆの微分値Δａｆ＝（ａｆ−ａｆｏｌｄ）／Ｔｓを算出し（ステップ１５５）、ａｆｏｌｄ＝ａｆとして記憶装置に保存する（ステップ１６０）。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕｆｄ＝Ｇｙｄ・Δａｆを算出する（ステップ１６５）。ここで、Ｇｙｄは、予め設定されたゲインである。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕ＝Ｕ＋Ｕｆｄを算出して（ステップ１７０）、トルク指令値としてリンクモータ７に出力する（ステップ１７５）。
次に、傾斜制御部３３は、制御値Ｕ＝Ｕ＋Ｕｆｄを算出して（ステップ１７０）、トルク指令値としてリンクモータ７に出力する（ステップ１７５）。
図１２は、加速度演算部３１、傾斜制御部３３の機能を説明するためのブロック線図である。
破線より上がフィードフォワード制御、下がフィードバック制御となっている。
フィードバック制御側では、傾斜制御ＥＣＵ３０は、加速度センサ２、３の出力ａ１、ａ２を加速度演算処理して合成横加速度ａを算出する。
そして、加速度センサ３は、ａに比例ゲインＧｐを乗じてＵｐを算出し、ａを微分した微分値Δａに微分ゲインＧｄを乗じてＵｄを算出し、ＵｐからＵｄを減じてＵを算出する。
破線より上がフィードフォワード制御、下がフィードバック制御となっている。
フィードバック制御側では、傾斜制御ＥＣＵ３０は、加速度センサ２、３の出力ａ１、ａ２を加速度演算処理して合成横加速度ａを算出する。
そして、加速度センサ３は、ａに比例ゲインＧｐを乗じてＵｐを算出し、ａを微分した微分値Δａに微分ゲインＧｄを乗じてＵｄを算出し、ＵｐからＵｄを減じてＵを算出する。
一方、フィードフォワード制御側では、傾斜制御ＥＣＵ３０は、操舵角センサ１３で検出した操舵角ψ、車速センサ１４で検出した車速νを加速度推定処理して横加速度予測値ａｆを算出する。
次いで、傾斜制御ＥＣＵ３０は、ａｆを微分してゲインＧｙｄを乗じてＵｆｄを算出する。
最後に傾斜制御ＥＣＵ３０は、ＵにＵｆｄを加えてこれをトルク指令値として送出する。
次いで、傾斜制御ＥＣＵ３０は、ａｆを微分してゲインＧｙｄを乗じてＵｆｄを算出する。
最後に傾斜制御ＥＣＵ３０は、ＵにＵｆｄを加えてこれをトルク指令値として送出する。
このように、車両１は、操舵角ψと車両速度νから、横加速度予測値ａｆを算出し、フィードフォワード要素として制御に加えることにより、制御の応答性が改善され、旋回開始及び終了時の横加速度の変化が大きい部分の制御遅れを低減することができる。
更に、操舵角ψの取得時、制御への入力前に、車両速度νによりカットオフ周波数を可変することができるローパスフィルタを導入することにより、高速時の安定性を確保することができる。
そして、上記制御を行うことにより、旋回時の横加速度と重力がバランスする傾斜角に適切に制御することができる。また、進行方向と垂直な方向の路面傾斜に対しても、車体部１０を鉛直に保つことができる。このため、車両走行時の安定性を高く保つことができ、乗員の違和感を低減し、快適性を向上させることができる。
更に、操舵角ψの取得時、制御への入力前に、車両速度νによりカットオフ周波数を可変することができるローパスフィルタを導入することにより、高速時の安定性を確保することができる。
そして、上記制御を行うことにより、旋回時の横加速度と重力がバランスする傾斜角に適切に制御することができる。また、進行方向と垂直な方向の路面傾斜に対しても、車体部１０を鉛直に保つことができる。このため、車両走行時の安定性を高く保つことができ、乗員の違和感を低減し、快適性を向上させることができる。
図１３（ａ）は、変形例に係る車両１ａを後方から見た背面図である。
なお、車両１ａの側面図は図１（ａ）と同じである。
先に説明した実施の形態の車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌを傾けることにより車体部１０を傾けたが、本変形例の車両１ａは、後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０を傾ける。
なお、車両１ａの側面図は図１（ａ）と同じである。
先に説明した実施の形態の車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌを傾けることにより車体部１０を傾けたが、本変形例の車両１ａは、後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０を傾ける。
リンク機構２０は、固定された構造となっており、後輪５Ｒ、５Ｌの中心軸が一致するように後輪５Ｒ、５Ｌを保持している。
このため、リンクモータ７が回転すると、図１３（ｂ）のように、リンク機構２０、及び後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０がリンクモータ７の回転軸を中心として回転し、傾斜する。
加速度センサ２、３は、リンクモータ７の上に取り付けられており、この例では、Ｌ１、Ｌ２は、それぞれリンクモータ７の回転軸からの距離となる。
このため、リンクモータ７が回転すると、図１３（ｂ）のように、リンク機構２０、及び後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０がリンクモータ７の回転軸を中心として回転し、傾斜する。
加速度センサ２、３は、リンクモータ７の上に取り付けられており、この例では、Ｌ１、Ｌ２は、それぞれリンクモータ７の回転軸からの距離となる。
車体部１０の傾斜角度の制御は、車両１の場合と同様であり、車体部１０に作用する横加速度が０となるように制御する。
車両１ａの場合も、車体部１０の傾斜角度が限界値に近づくとスロットル開度Ｓのゲインを下げて車速を調節するようになっている。
車両１ａの場合も、車体部１０の傾斜角度が限界値に近づくとスロットル開度Ｓのゲインを下げて車速を調節するようになっている。
以上に説明した実施の形態及び変形例により、次の効果を得ることができる。
（１）旋回時に旋回外側への遠心力と重力がつりあう角度に車体部１０を能動的に傾斜させる車両１において、安定走行を維持しつつ、許容角度以上に車体部１０が傾斜しないようにすることができる。
（２）車体部１０の傾斜角度を監視し、傾斜角度が限界値を超えないようにスロットル開度Ｓに対する駆動輪のトルクゲインを調節することができる。
（３）傾斜制御部３３が許容する角度以上に傾斜させるトルク指令値がリンクモータ７に出力されないようにすることができる。
（４）車体部１０の傾斜角度として将来（ｔ秒後）に車体部１０が取りうる予測角度を用いることにより、当該予測角度が傾斜角度の限界値を越えると推定される場合に、ドライバのスロットル操作に介入して減速させ、安定な旋回を実現することができる。
（５）横方向の加速度によるフィードバック制御と、車両速度及び操舵角から求めた横加速度予測値によるフィードフォワード制御を組み合わせることにより、旋回開始及び旋回終了時の応答性を良好にすることができる。
（１）旋回時に旋回外側への遠心力と重力がつりあう角度に車体部１０を能動的に傾斜させる車両１において、安定走行を維持しつつ、許容角度以上に車体部１０が傾斜しないようにすることができる。
（２）車体部１０の傾斜角度を監視し、傾斜角度が限界値を超えないようにスロットル開度Ｓに対する駆動輪のトルクゲインを調節することができる。
（３）傾斜制御部３３が許容する角度以上に傾斜させるトルク指令値がリンクモータ７に出力されないようにすることができる。
（４）車体部１０の傾斜角度として将来（ｔ秒後）に車体部１０が取りうる予測角度を用いることにより、当該予測角度が傾斜角度の限界値を越えると推定される場合に、ドライバのスロットル操作に介入して減速させ、安定な旋回を実現することができる。
（５）横方向の加速度によるフィードバック制御と、車両速度及び操舵角から求めた横加速度予測値によるフィードフォワード制御を組み合わせることにより、旋回開始及び旋回終了時の応答性を良好にすることができる。
以上に説明した車両１は、後輪が２輪、前輪が１輪の３輪車としたが、これは一例であって、前後方向のバランスをとりながら左右の２輪で走行する２輪車や、４輪など、２輪車以上の車両に適用することができる。
本実施の形態により、次の構成を得ることができる。
車両１は、旋回の際にリンクモータ７を駆動させることにより車体部１０を傾斜させて車体部１０に作用する遠心力と重力のバランスを調節するため、旋回の際に車体を鉛直方向から傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜手段を備えている。
また、車両１は、スロットル開度センサ１２によるスロットル開度Ｓにより加速指令を受け付けるため、前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付手段を備えている。
また、車両１は、車体部１０の傾斜角度が増加してくると駆動輪のトルクゲインを下げるため、同じ開度Ｓでも加速量が減速する。そのため、車両１は、前記傾斜手段による前記車体の傾斜角度が増大すると前記加速指令による加速量を低減する加速量調節手段を備えている。
車両１は、旋回の際にリンクモータ７を駆動させることにより車体部１０を傾斜させて車体部１０に作用する遠心力と重力のバランスを調節するため、旋回の際に車体を鉛直方向から傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜手段を備えている。
また、車両１は、スロットル開度センサ１２によるスロットル開度Ｓにより加速指令を受け付けるため、前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付手段を備えている。
また、車両１は、車体部１０の傾斜角度が増加してくると駆動輪のトルクゲインを下げるため、同じ開度Ｓでも加速量が減速する。そのため、車両１は、前記傾斜手段による前記車体の傾斜角度が増大すると前記加速指令による加速量を低減する加速量調節手段を備えている。
また、実施の形態に係る車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌを平行に傾斜させて車体部１０を傾斜させるため、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体を傾斜させている。
また、変形例に係る車両１は、後輪５Ｒ、５Ｌに対して車体部１０を傾けるため、一対の車輪を具備し、前記傾斜手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体を傾斜させている。
更に、車両１は、車体部１０の傾斜角に微分項を加えることにより傾斜角度の予測値を算出し、当該予測値に基づいて駆動輪のトルクゲインを調節するため、前記傾斜手段による傾斜角度を予測する傾斜角度予測手段を具備し、前記加速量調節手段は、前記予測に係る傾斜角度に応じて前記加速量を調節している。
関数ｆから明らかなように、傾斜角度が最大に達するとトルクゲインが０となるため、前記加速量調節手段は、前記傾斜角度が予め設定した最大値に達する場合、前記加速量を０としている。
１ 車両
２ 加速度センサ
３ 加速度センサ
４ リンク角度センサ
５Ｒ、５Ｌ 後輪
６Ｒ、６Ｌ 走行駆動モータ
７ リンクモータ
８Ｕ、８Ｄ 横リンクユニット
９Ｒ、９Ｌ 縦リンクユニット
１０ 車体部
１２ スロットル開度センサ
１３ 操舵角センサ
１４ 車速センサ
１５ 前輪
１６ ハンドル
２０ リンク機構
３０ 傾斜制御ＥＣＵ
３１ 加速度演算部
３３ 傾斜制御部
３５ 傾斜監視部
４０ 走行制御ＥＣＵ
４１ 走行駆動制御部
２ 加速度センサ
３ 加速度センサ
４ リンク角度センサ
５Ｒ、５Ｌ 後輪
６Ｒ、６Ｌ 走行駆動モータ
７ リンクモータ
８Ｕ、８Ｄ 横リンクユニット
９Ｒ、９Ｌ 縦リンクユニット
１０ 車体部
１２ スロットル開度センサ
１３ 操舵角センサ
１４ 車速センサ
１５ 前輪
１６ ハンドル
２０ リンク機構
３０ 傾斜制御ＥＣＵ
３１ 加速度演算部
３３ 傾斜制御部
３５ 傾斜監視部
４０ 走行制御ＥＣＵ
４１ 走行駆動制御部
Claims (6)
- 旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜手段と、
搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付手段と、
前記傾斜手段による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節手段と、
を具備したことを特徴とする車両。 - 一対の車輪を具備し、
前記傾斜手段は、前記一対の車輪を傾けることにより前記車体を傾斜させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 - 一対の車輪を具備し、
前記傾斜手段は、前記一対の車輪に対して前記車体を傾けることにより前記車体を傾斜させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 - 前記傾斜手段による傾斜角度を予測する傾斜角度予測手段を具備し、
前記加速量調節手段は、前記予測に係る傾斜角度に応じて前記加速量を調節する
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車両。 - 前記加速量調節手段は、前記傾斜角度が予め設定した最大値に達する場合、前記加速量を０とする
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の車両。 - 搭乗者から操舵角度の指定を受け付ける操舵角度指定受付機能と、
前記指定された操舵角度で旋回する旋回機能と、
前記旋回の際に車体を鉛直方向から旋回内側に傾斜させて車体に作用する力のバランスを調節する傾斜機能と、
前記搭乗者から加速指令を受け付ける加速指令受付機能と、
前記傾斜機能による前記車体の傾斜角度が所定の限界値に近いほど、または、前記傾斜角度の増加率が大きいほど、前記受け付けた加速指令に対する加速量を低くする加速量調節機能と、
をコンピュータで実現する車両制御プログラム。
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