车辆 |
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| 申请号 | CN201180031536.4 | 申请日 | 2011-03-28 | 公开(公告)号 | CN103079946B | 公开(公告)日 | 2015-11-25 |
| 申请人 | 爱考斯研究株式会社; | 发明人 | 山本伸司; 林弘毅; 高仓裕司; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及至少具有左右一对 车轮 的车辆，其在停车时不必进行倾斜控制，不会产生不必要的振动，车体姿势不发生变化，因此乘客不会感到不舒服，乘坐舒适度好，安全性高。为此，该车辆具有：具备相互连结的转向部以及驱动部的车体；对车体进行转向的转向轮；驱动车体的 驱动轮 ；使转向部或者驱动部向转弯方向倾斜的倾斜用 致动器 装置；使车体的倾斜动作停止的倾斜 制动 装置；横向 加速 度 传感器 ；以及控制装置，其中，控制装置基于横向加速度传感器检测出的横向加速度进行向转弯方向倾斜的控制，并且在停车时停止车体的倾斜控制，使倾斜制动装置工作来 锁 定车体的姿势。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种车辆，其特征在于，具有： |
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| 说明书全文 | 车辆技术领域背景技术[0002] 近些年，鉴于能量资源的枯竭问题，强烈地要求车辆的省油耗化。另一方面，由于车辆的低价格化等，车辆的持有者增多，存在1人拥有1台车辆的趋势。因此，例如存在由于仅驾驶员1人驾驶4人座的车辆，而能量被无谓的消耗这样的问题点。作为由车辆的小型化而产生的省油耗化，可以说将车辆构成为1人座的三轮车或者四轮车的形态是最有效的。 [0004] 专利文献1:日本特开2008－155671号公报 [0005] 然而，在上述以往的车辆中，由于在停车时也进行车体的倾斜控制，因此，特别是在经过长时间停车的情况下，为了维持恒定的倾斜状态需要使倾斜用致动器装置继续工作，从而电力消耗量增大。另外，以维持恒定的倾斜状态的方式继续控制倾斜用致动器装置，因此会产生由控制系统的噪声等引起的微小振动，往往会使乘客感到不舒服，或感到不安。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种车辆，该车辆解决上述以往的车辆的问题点，在停车时停止车体的倾斜控制，并且使车体的倾斜动作停止，使锁定车体姿势的倾斜制动装置工作，从而在停车时不必进行倾斜控制，不会产生不必要的振动，车体的姿势不发生变化，因此不会使乘客感到不舒服，乘坐舒适，且安全性高。 [0007] 因此，本发明的车辆具有：车体，其具备相互连结的转向部以及驱动部；转向轮，其是能够旋转地安装于所述转向部的车轮，对所述车体进行转向；驱动轮，其是能够旋转地安装于所述驱动部的车轮，对所述车体进行驱动；倾斜用致动器装置，其使所述转向部或者驱动部向转弯方向倾斜；倾斜制动装置，其使所述车体的倾斜动作停止；横向加速度传感器，其对作用于所述车体的横向加速度进行检测；以及控制装置，其控制所述倾斜用致动器装置来控制所述车体的倾斜，其中，该控制装置基于所述横向加速度传感器检测出的横向加速度，来进行向转弯方向倾斜的控制，并且在停车时停止所述车体倾斜的控制，使所述倾斜制动装置工作来锁定所述车体的姿势。 [0008] 根据技术方案1的构成，由于在停车时不进行车体倾斜的控制，因此不会产生不必要的振动，在停车时车体的姿势也不发生变化。因此，乘客不会感到不舒服，乘坐更舒适。 [0009] 根据技术方案2的构成，由于停车时不向倾斜用致动器装置供给电力，因此能够抑制消耗电能。 [0010] 根据技术方案3的构成，车体倾斜的变化速度被抑制，顺畅地变化，因此乘坐更舒服。 [0011] 根据技术方案4的构成，能够可靠地防止车体倾斜的较大的变化，因此能够提高安全性。 [0012] 根据技术方案5的构成，能够提高停车的判定精度，安全并且可靠地锁定车体姿势。 [0013] 根据技术方案6的构成，不需要继续停车制动器的操作单元的操作，从而乘客的操作负担被减轻。 [0014] 根据技术方案7的构成，能够在更宽范围的状况下使车体的倾斜控制停止，能够进一步抑制消耗电能，并且，能够防止车体姿势的变化，能够使乘坐舒适度提高。 [0016] 图1是表示本发明的实施方式中的车辆的构成的右视图。 [0017] 图2是表示本发明的实施方式中的车辆的联杆机构的构成的图。 [0018] 图3是表示本发明的实施方式中的车辆的构成的后视图。 [0019] 图4是表示本发明的实施方式中的车体倾斜控制系统的构成的框图。 [0020] 图5是表示本发明的实施方式中的倾斜控制增益的时间变化的图。 [0021] 图6是表示对本发明的实施方式中的转弯行驶时的车体的倾斜动作进行说明的力学模型的图。 [0022] 图7是本发明的实施方式中的控制系统的框图。 [0023] 图8是表示本发明的实施方式中的车体倾斜控制的整体的动作的流程图。 [0024] 图9是表示本发明的实施方式中的倾斜控制停止判定处理的动作的子流程。 [0025] 图10是表示本发明的实施方式中的倾斜控制处理的动作的子流程。 具体实施方式[0026] 以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。 [0027] 图1是表示本发明的实施方式中的车辆的构成的右视图，图2是表示本发明的实施方式中的车辆的联杆机构的构成的图，图3是表示本发明的实施方式中的车辆的构成的后视图。此外，在图3中，（a）是表示车体直立的状态的图，（b）是表示车体倾斜的状态的图。 [0028] 在图中，10是本实施方式中的车辆，具有作为车体的驱动部的主体部20、作为乘客搭乘并进行转向的转向部的搭乘部11、作为在车体的前方配设于宽度方向的中心的前轮即转向轮的车轮12F以及作为后轮配设于后方的驱动轮即左侧车轮12L及右侧车轮12R。并且，作为用于使车体左右倾斜即偏斜的偏斜机构，即作为车体倾斜机构，上述车辆10具有支承左右车轮12L以及12R的联杆机构30和作为使该联杆机构30工作的致动器即倾斜用致动器装置的联杆电机25。此外，上述车辆10可以是前轮为左右两个轮，后轮为一个轮的三轮车，也可以是前轮以及后轮均为左右两个轮的四轮车，但在本实施方式中，如图所示，对前轮为一个轮而后轮为左右两个轮的三轮车的情况进行说明。 [0029] 在转弯时，通过使左右的车轮12L以及12R相对于路面18的角度，即外倾角变化，并且使包括搭乘部11以及主体部20的车体向转弯内轮侧倾斜，能够实现转弯性能的提高与乘客的舒适性的确保。即，上述车辆10能够使车体向横向（左右方向）倾斜。此外，在图2以及3（a）所示的例中，左右车轮12L以及12R相对于路面18直立，即外倾角是0度。另外，在图3（b）所示的例中，左右车轮12L以及12R相对于路面18向右方向倾斜，即被赋予了外倾角。 [0030] 上述联杆机构30具有：左侧纵联杆单元33L，其支承左侧车轮12L以及由对该车轮12L赋予驱动力的电动机等构成的左侧旋转驱动装置51L；右侧纵联杆单元33R，其支承右侧车轮12R以及由对该车轮12R赋予驱动力的电动机等构成的右侧旋转驱动装置51R；连结左右纵联杆单元33L以及33R的上端彼此的上侧横联杆单元31U；连结左右纵联杆单元33L以及33R的下端彼此的下侧横联杆单元31D；上端被固定于主体部20并沿上下延伸的中央纵部件21。另外，左右纵联杆单元33L以及33R与上下横联杆单元31U以及31D以能够旋转的方式连结。并且，上下横联杆单元31U以及31D在它们的中央部以能够旋转的方式与中央纵部件21连结。此外，在对左右车轮12L以及12R、左右旋转驱动装置51L以及51R、左右纵联杆单元33L以及33R、以及上下横联杆单元31U以及31D进行统一地说明情况下，作为车轮12、旋转驱动装置51、纵联杆单元33以及横联杆单元31来进行说明。 [0031] 而且，作为驱动用致动器装置的上述旋转驱动装置51是所谓的轮内装式电机，作为定子的机身被固定于纵联杆单元33，作为能够旋转地安装于上述机身的转子的旋转轴与车轮12的轴连接，通过上述旋转轴的旋转使车轮12旋转。此外，上述旋转驱动装置51也可是轮内装式电机以外种类的电机。 [0032] 另外，上述联杆电机25是包含电动机等的旋转式电动致动器，具备作为定子的圆筒状的机身和作为能够旋转地安装于该机身的转子的旋转轴，上述机身经由安装凸缘22被固定于主体部20，上述旋转轴被固定于联杆机构30的上侧的横联杆单元31U。此外，联杆电机25的旋转轴作为使主体部20倾斜的倾斜轴发挥作用，并与中央纵部件21和上侧横联杆单元31U的连结部分的旋转轴为同轴。而且，若驱动联杆电机25而使旋转轴相对于机身旋转，则上侧横联杆单元31U相对于主体部20以及固定于该主体部20的中央纵部件21转动，从而联杆机构30动作，即进行屈伸。由此，能够使主体部20倾斜。此外，对于联杆电机25而言，其旋转轴也可固定于主体部20以及中央纵部件21，其机身也可固定于上侧横联杆单元31U。 [0033] 在本实施方式中，联杆电机25具备作为将旋转轴固定成无法相对于机身旋转的倾斜制动装置的后述的联杆制动器26。该联杆制动器26是机械的锁定机构，优选在将旋转轴固定成无法相对于机身旋转的期间不消耗电力。通过上述联杆制动器26，能够将旋转轴固定成在规定的角度内无法相对于机身旋转。 [0034] 上述搭乘部11经由未图示的连结部被连结于主体部20的前端。该连结部也可具有使搭乘部11与主体部20按照在规定的方向上能够相对地位移的方式连结的功能。 [0035] 另外，上述搭乘部11具备座席11a、踏板11b以及挡风部11c。上述座席11a是在车辆10行驶中用于使乘客就座的部位。另外，上述踏板11b是用于支承乘客的足部的部位，并配设于座席11a的前方侧（图1（a）中的右侧）下方。 [0036] 并且，在搭乘部11的后方或下方，或者主体部20中配设有未图示的电池装置。该电池装置是旋转驱动装置51以及联杆电机25的能量供给源。另外，在搭乘部11的后方或下方，或者主体部20中收纳有未图示的控制装置、逆变器装置、各种传感器等。 [0037] 而且，在座席11a的前方配设有操纵装置41。该操纵装置41配设有作为转向装置的车把41a、速度计等仪表、指示器、开关等操纵所需的部件。乘客对上述车把41a以及其他部件进行操作，指示车辆10的行驶状态（例如，行进方向、行驶速度、转弯方向、转弯半径等）。此外，作为用于输出乘客要求的车体的要求转弯量的单元即转向装置，也可取代车把41a而使用其他装置，例如转向盘、滚轮（jog dial）、触摸面板、按压按钮等装置作为转向装置。 [0038] 此外，车轮12F经由作为悬架装置（悬挂装置）的一部分的前轮叉17连接于搭乘部11。上述悬架装置例如是与一般的摩托车、自行车等中所使用的前轮用的悬架装置相同的装置，上述前轮叉17例如是内置弹簧的收缩式的叉。而且，与一般的摩托车、自行车等的情况相同，与乘客对车把41a的操作对应地使作为转向轮的车轮12F的转向角变化，由此，车辆10的行进方向发生变化。 [0039] 具体而言，上述车把41a与未图示的转向轴部件的上端连接，转向轴部件的下端与前轮叉17的上端连接。上述转向轴部件在以其上端位于比其下端靠后方的方式斜着倾斜的状态下，能够旋转地安装于搭乘部11所具备的未图示的框架部件。 [0040] 并且，车辆10具备后述的节气门手柄35以及手动制动器36作为操纵装置的一部分。上述节气门手柄35是与在一般的摩托车、自行车等中使用的节气门手柄相同的部件，能够旋转地安装于车把41a的一端，是根据其旋转角度、即节气门开度，输入对车辆10进行加速那样的行驶指令的装置。另外，上述手动制动器36是驻车制动器指示装置或者停车制动器指示装置，具体而言，由手柄、按钮等操作单元构成，是用于使所谓的被称为驻车制动器、停车制动器等停车维持用制动装置工作的装置。 [0041] 在本实施方式中，车辆10具有横向加速度传感器44。该横向加速度传感器44是由一般的加速度传感器、陀螺仪传感器等构成的传感器，对车辆10的横向加速度、即作为车体的宽度方向的横向（图3中的左右方向）的加速度进行检测。 [0042] 车辆10在转弯时使车体向转弯内侧倾斜而使其稳定，因此通过使车体倾斜，来控制成形成转弯时的向转弯外侧的离心力与重力平衡那样的角度。通过进行这样的控制，例如，即使路面18向与行进方向垂直的方向（相对于行进方向的左右方向）倾斜，也能够使车体始终保持为水平。由此，看上去，重力总是竖直朝下地施加于车体与乘客，从而使乘客的不舒适感降低，另外，车辆10的稳定性得以提高。 [0043] 因此，在本实施方式中，为了对倾斜的车体的横向的加速度进行检测，将横向加速度传感器44安装于车体，以横向加速度传感器44的输出为零的方式进行反馈控制。由此，能够使车体倾斜至在转弯时作用的离心力与重力平衡的倾斜角。另外，在路面18向与行进方向垂直的方向倾斜的情况下，也能够控制成车体为竖直的倾斜角。此外，上述横向加速度传感器44被配设成位于车体的宽度方向的中心、即车体的纵向轴线上。 [0044] 但是，若横向加速度传感器44是一个，则往往也会检测出无用的加速度成分。例如，在车辆10的行驶中，存在仅左右车轮12L以及12R的任意一个掉进路面18的坑洼处的情况。该情况下，车体倾斜，因此横向加速度传感器44在周向上位移，从而会检测出周向的加速度。换句话说，会检测出不直接由来于离心力、重力的加速度成分，即无用的加速度成分。 [0045] 另外，车辆10包含例如具备如车轮12L以及12R的轮胎部分那样的弹性，作为弹簧发挥功能的部分，另外，各部件的连接部等中包含不可避免的间隙。因此，考虑为横向加速度传感器44经由不可避免的间隙、弹簧安装于车体，因此由间隙、弹簧的位移而产生的加速度也会作为无用的加速度成分被检测。 [0046] 存在这样的无用的加速度成分使车体倾斜控制系统的控制性恶化的可能性。例如，若增大车体倾斜控制系统的控制增益，则会产生由无用的加速度成分引起的控制系统的振动、发散等，因此即使想要提高响应性也无法使控制增益增大。 [0047] 因此，在本实施方式中，横向加速度传感器44是多个，并配置于相互不同的高度。在图1以及图3所示的例子中，横向加速度传感器44是第1横向加速度传感器44a以及第 2横向加速度传感器44b这两个，第1横向加速度传感器44a与第2横向加速度传感器44b被配设于相互不同的高度位置。通过适当地选择第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的位置，能够有效地去除无用的加速度成分。 [0048] 具体而言，如图3（a）所示，第1横向加速度传感器44a被配设于在搭乘部11的背面，距离路面18的距离、即高度为L1的位置。另外，第2横向加速度传感器44b被配设于在搭乘部11的背面或者主体部20的上面，距离路面18的距离、即高度为L2的位置。其中，L1＞L2。而且，在转弯行驶时，如图3（b）所示，若在使车体向转弯内侧（图中的右侧）倾斜的状态下转弯，则第1横向加速度传感器44a对横向的加速度进行检测并输出检测值a1，第2横向加速度传感器44b对横向的加速度进行检测并输出检测值a2。此外，车体倾斜时的倾斜运动的中心、即侧倾中心严格来说位于比路面18略靠下方的位置，但实际上考虑为是大致与路面18相等的位置。 [0049] 优选上述第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b均被安装于具有足够高的刚性的部件。另外，若L1与L2的差小则检测值a1以及a2的差小，因此优选L1与L2的差充分大，例如，在0.3〔m〕以上。并且，优选上述第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b均被配设于联杆机构30的上方。并且，在车体被悬架等弹簧支承的情况下，优选上述第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b均被配设于所谓的“弹簧上”。并且，优选上述第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b均被配设于作为前轮的车轮12F的车轴与作为后轮的车轮12L以及12R的车轴之间。并且，优选上述第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b均尽可能地接近乘客而配设。并且，优选上述第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b均位于从上侧观察沿行进方向延伸的车辆中心轴上，即不偏离行进方向。 [0050] 另外，车辆10具备作为车速检测单元的后述的车速传感器54，该车速检测单元对作为行驶速度的车速进行检测。该车速传感器54被配设于指示车轮12F的车轴的前轮叉17的下端，是基于车轮12F的旋转速度对车速进行检测的传感器，例如，由编码器等构成。 [0051] 另外，本实施方式中的车辆10具有作为控制装置的一部分的车体倾斜控制系统。该车体倾斜控制系统是一种计算机系统，具有由ECU（Electronic Control Unit）等构成的倾斜控制装置。该倾斜控制装置具备处理器等运算单元、磁盘、半导体存储器等存储单元和输入输出接口等，并与节气门手柄35、手动制动器36、横向加速度传感器44、车速传感器 54、联杆电机25以及联杆制动器26连接。而且，上述倾斜控制装置基于横向加速度传感器 44检测出的横向加速度，来输出用于使联杆电机25工作的转矩指令值。 [0052] 上述倾斜控制装置在转弯行驶时，进行反馈控制，并按照车体的倾斜角度为使横向加速度传感器44所检测出的横向加速度的值为零那样的角度的方式，使联杆电机25工作。换句话说，将车体的倾斜角度控制为向转弯外侧的离心力与重力相互平衡而成为使横向的加速度成分为零那样的角度。由此，与车体的纵向轴线平行的方向的力会作用于车体以及搭乘于搭乘部11的乘客。因此，能够维持车体的稳定，而且，能够提高转弯性能。另外，不会使乘客感到不舒适，乘坐舒适性提高。 [0053] 接下来，对上述车体倾斜控制系统的构成进行说明。 [0054] 图4是表示本发明的实施方式中的车体倾斜控制系统的构成的框图，图5是表示本发明的实施方式中的倾斜控制增益的时间变化的图。 [0055] 在图4中，46是作为倾斜控制装置的倾斜控制ECU，与作为行驶指令装置之一的节气门手柄35、手动制动器36、第1横向加速度传感器44a、第2横向加速度传感器44b、车速传感器54、联杆电机25以及联杆制动器26连接。 [0056] 另外，上述倾斜控制ECU46具备横向加速度运算部48、倾斜控制部47以及倾斜控制停止判定部49。而且，横向加速度运算部48基于第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b检测出的横向加速度来计算合成横向加速度。另外，倾斜控制部47基于作为横向加速度运算部48计算出的横向加速度的合成横向加速度，输出用于使联杆电机25工作的转矩指令值。并且，倾斜控制停止判定部49基于节气门手柄35的旋转角度即节气门开度，即基于行驶指令输入装置的操作状态、手动制动器36的操作状态以及车速传感器54检测出的车速，向倾斜控制部47输出倾斜控制增益G0，并且在判定为倾斜控制停止的情况下，输出用于使联杆制动器26动作的联杆制动器动作信号。此外，将倾斜控制部47输出的转矩指令值乘以倾斜控制增益G0后的值作为控制值输入给联杆电机25。 [0057] 在本实施方式中，当手动制动器36被操作了比预先设定的第1阈值（例如，2秒）长的时间，即该手动制动器36持续开启的状态，则倾斜控制停止判定部49判定为车辆10停车，使联杆制动器26动作来将联杆电机25的旋转轴固定成无法旋转，并且使倾斜控制部47所执行的倾斜控制停止。此外，之后，即使手动制动器36的操作被解除，即该手动制动器36为关闭的状态，若节气门手柄35未被操作，车速未超过预先设定的第2阈值（例如，2〔km／h〕），则也不解除联杆制动器26而维持联杆电机25的旋转轴的固定，并且维持倾斜控制部47所执行的倾斜控制的停止。 [0058] 另外，即使手动制动器36未被操作，即该手动制动器36未处于开启的状态而持续关闭的状态，若车速在上述第2阈值以下，并且，横向加速度传感器44检测出的横向加速度的值在预先设定的第3阈值（例如，0.05〔G〕）以下的状态持续比第4阈值（例如，1秒）长的时间，则也判定为车辆10停车，使联杆制动器26动作来将联杆电机25的旋转轴固定成无法旋转，并且使由倾斜控制部47所执行的倾斜控制停止。 [0059] 这样，通过使联杆制动器26动作来将联杆电机25的旋转轴固定成无法旋转，车体的倾斜动作停止，车体姿势被锁定。此外，这里，联杆制动器26是机械的锁定机构，在将旋转轴固定成无法相对于机身旋转的期间不消耗电力。而且，上述倾斜控制ECU46在使联杆制动器26动作之后，停止对联杆电机25的电力的供给。因此，在停车中既不向联杆电机25也不向联杆制动器26供给电力，因此能够抑制电力消耗量。 [0060] 另外，若手动制动器36的操作被解除，即该手动制动器36为关闭的状态，并且，节气门手柄35被操作，或者车速超过上述第2阈值，则倾斜控制停止判定部49使倾斜控制部47开始进行倾斜控制，并且，在倾斜控制开始之后，解除联杆制动器26而使联杆电机25的旋转轴能够旋转。此外，在倾斜控制刚开始后，使倾斜控制增益G0的值缓缓地增加。 [0061] 如在车辆10停车的时刻的横向的路面倾斜角度与现在的路面倾斜不同的情况、车辆10的停车是异常停车的情况等那样，在从最初开始车体处于向横向倾斜的状态的情况下，开始倾斜控制，则倾斜控制部47输出的转矩指令值为大的值，联杆电机25会根据大的转矩指令值而起动。结果，往往车体姿势的变化会变快，使乘客感觉不舒适。 [0062] 因此，在本实施方式中，在停车之后开始倾斜控制时，进行过渡控制，通过使与转矩指令值相乘的倾斜控制增益G0的值在规定的过渡期间的期间内缓缓地增加，会缓和输入到联杆电机25中的控制值。即，通过适当地对输入到联杆电机25的控制值进行控制，能够以任意的变化速度使停车后的车体的倾斜复原。 [0063] 具体而言，如图5所示，倾斜控制增益G0的值从倾斜控制开始时，即过渡控制开始时的零开始，伴随时间的经过而增加，并在经过规定的过渡期间后变为1。倾斜控制增益G0的值为1意味着将倾斜控制部47输出的转矩指令值直接输入给联杆电机25。 [0064] 此外，在图5所示的例中，进行过渡控制的期间即过渡期间被设定为0.5秒，但能够适当变更。另外，过渡控制开始时的倾斜控制增益G0的值被设定为零，但未必一定是0，能够设定为任意的值（例如，0.1、0.5等）。并且，倾斜控制增益G0的值线性（直线地）地增加，但不必一定是线性地增加，例如，也可以呈阶梯状地增加，还可以是呈2次曲线状地增加，还可以是以指数函数的方式增加。 [0065] 接下来，对上述构成的车辆10的动作进行说明。首先，对转弯行驶时的合成横向加速度的计算进行说明。 [0066] 图6是表示对本发明的实施方式中的转弯行驶时的车体的倾斜动作进行说明的力学模型的图，图7是本发明的实施方式中的控制系统的框图。 [0067] 若开始转弯行驶，则车体倾斜控制系统开始车体倾斜控制处理。通过进行姿势控制，车辆10在利用联杆机构30进行转弯行驶时，如图3（b）所示，使车体在向转弯内侧（图中的右侧）倾斜的状态下进行转弯。另外，在转弯行驶时，向转弯外侧的离心力作用于车体，并且，由于使车体向转弯内侧倾斜而产生重力的横向成分。而且，横向加速度运算部48执行横向加速度运算处理，对合成横向加速度ac进行计算并输出给倾斜控制部47。这样，该倾斜控制部47进行反馈控制，向联杆电机25输出作为合成横向加速度ac的值为零那样的控制值的转矩指令值。 [0068] 此外，车体倾斜控制处理是在车辆10的电源被接通的期间，通过车体倾斜控制系统以规定的控制周期TS（例如，10〔ms〕）被反复执行的处理，是在转弯时，实现转弯性能的提高与乘客的舒适性的确保的处理。 [0069] 此外，在图6中，44A是表示车体中的第1横向加速度传感器44a的配设位置的第1传感器位置，44B是表示车体中的第2横向加速度传感器44b的配设位置的第2传感器位置。 [0070] 由第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b进行检测并输出其检测值的加速度被认为是以下4个：〈1〉转弯时作用于车体的离心力，〈2〉由于使车体向转弯内侧倾斜而产生的重力的横向成分，〈3〉由于因仅左右车轮12L以及12R的任意一方掉进路面18的坑洼处引起的车体的倾斜、以及间隙、弹簧的位移等使第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b在周向上位移而产生的加速度，以及〈4〉由于联杆电机25的动作或者其反作用使第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b在周向上位移而产生的加速度。在上述4个加速度中，上述〈1〉以及〈2〉与第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的高度无关，即与L1以及L2无关。另一方面，上述〈3〉以及〈4〉是由于沿周向位移而产生的加速度，因此与距侧倾中心的距离成比例，即大致与L1以及L2成比例。 [0071] 这里，将由第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b进行检测并输出其检测值的〈3〉的加速度设为aX1以及aX2，将由第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b进行检测并输出其检测值的〈4〉的加速度设为aM1以及aM2。另外，将由第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b进行检测并输出其检测值的〈1〉的加速度设为aT，将由第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b进行检测并输出其检测值的〈2〉的加速度设为aG。此外，上述〈1〉以及〈2〉与第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的高度无关，因此第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的检测值相等。 [0072] 而且，将由于因仅左右车轮12L以及12R的任意一方掉进路面18的坑洼处所导致的车体的倾斜、间隙或弹簧的位移等引起的周向的位移的角速度设为ωR，将其角加速度设为ωR’。另外，将因联杆电机25的动作或者其反作用引起的周向的位移的角速度设为ωM，将其角加速度设为ωM’。此外，角速度ωM或者角加速度ωM’能够根据联杆角传感器的检测值来获取。 [0073] 因此，aX1＝L1ωR’，aX2＝L2ωR’，aM1＝L1ωM’，aM2＝L2ωM’。 [0074] 另外，若将由第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b进行检测并输出的加速度的检测值设为a1以及a2，则a1以及a2是4个加速度〈1〉～〈4〉的合计，因此用下面的式（1）以及（2）来表示。 [0075] a1＝aT＋aG＋L1ωR’＋L1ωM’…式（1） [0076] a2＝aT＋aG＋L2ωR’＋L2ωM’…式（2） [0077] 而且，若从式（1）减去式（2），则能够得到下面的式（3）。 [0078] a1－a2＝（L1－L2）ωR’＋（L1－L2）ωM’…式（3） [0079] 这里，L1以及L2的值由于是第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的高度，所以是已知的。另外，ωM’的值由于是联杆电机25的角速度ωM的微分值，所以是已知的。因此，在上述式（3）的右边，仅第1项的ωR’的值是未知的，其他的值全部是已知的。因此，根据第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的检测值a1以及a2，能够得到ωR’的值。换句话说，基于第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的检测值a1以及a2，能够去除无用的加速度成分。 [0080] 于是，横向加速度运算部48基于第1横向加速度传感器44a以及第2横向加速度传感器44b的检测值a1以及a2，来计算合成横向加速度ac。该合成横向加速度ac是与横向加速度传感器44是一个的情况下的横向加速度传感器值相当的值，是合成了第1横向加速度传感器值a1与第2横向加速度传感器值a2的值，可以通过下面的式（4）以及（5）得到。 [0081] ac＝a2－（L2／ΔL）Δa …式（4） [0082] ac＝a1－（L1／ΔL）Δa …式（5） [0083] 此外，Δa是加速度差，可由下面的式（6）来表示。 [0084] Δa＝a1－a2…式（6） [0085] 另外，ΔL可由下面的式（7）来表示。 [0086] ΔL＝L1－L2…式（7） [0087] 在理论上，无论利用式（4）还是利用式（5），都能够得到相同的值，但因周向的位移而产生的加速度与距侧倾中心的距离成比例，因此实际上，优选以靠近侧倾中心的那个横向加速度传感器44即第2横向加速度传感器44b的检测值即a2为基准。因此，在本实施方式中，选择利用式（4）来计算合成横向加速度ac。 [0088] 在本实施方式中的车体倾斜控制处理中，进行图7所示那样的反馈控制。在图中，f1是用上述式（4）表示的传递函数。另外，Gp是比例控制动作的控制增益，GD是微分控制动作的控制增益，s是微分元素。 [0089] 接下来，对上述车辆10的车体倾斜控制的动作进行具体地说明。首先，对整体的动作进行说明。 [0090] 图8是表示本发明的实施方式中的车体倾斜控制的整体的动作的流程图。 [0091] 首先，倾斜控制停止判定部49执行倾斜控制停止判定处理（步骤S1）。然后，若判定为车辆10正在进行停车，则判断为应停止倾斜控制，并将倾斜控制停止判定用标志FlgL的值设定为1，若判定为车辆10未正在进行停车，则将倾斜控制停止判定用标志FlgL的值设定为0。 [0092] 接着，倾斜控制停止判定部49对倾斜控制停止判定用标志FlgL的值是否为0进行判断（步骤S2）。然后，在倾斜控制停止判定用标志FlgL的值为0的情况下，倾斜控制停止判定部49对过渡控制执行判定用标志FlgM的值是否为0进行判断（步骤S3）。 [0093] 这里，过渡控制执行判定用标志FlgM是在倾斜控制停止判定部49进行过渡控制而使倾斜控制增益G0的值变化时，即当在进行过渡控制的期间也就是过渡期间内时，其值被设定为1，否则其值被设定为0的标志。 [0094] 而且，在过渡控制执行判定用标志FlgM的值是0的情况下，能够判断为是经过过渡期间后，因此倾斜控制停止判定部49将倾斜控制增益G0的值设定为1（步骤S4）。 [0095] 接着，倾斜控制停止判定部49对联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是否是0进行判断（步骤S5）。 [0096] 这里，联杆制动器状态判定用标志FlgB是在联杆制动器26动作时其值被设定为1，否则其值被设定为0的标志。 [0097] 而且，在联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是0的情况下，能够判断为联杆制动器26未动作、即联杆制动器26被解除，因此，倾斜控制停止判定部49使倾斜控制部47执行倾斜控制。由此，倾斜控制部47执行倾斜控制处理（步骤S6）。 [0098] 另外，在联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是1的情况下，能够判断为联杆制动器26正在动作，因此倾斜控制停止判定部49使倾斜控制部47停止倾斜控制。因此，倾斜控制部47不执行倾斜控制处理。 [0099] 接着，倾斜控制部47对过渡控制执行判定用标志FlgM的值是否为0，并且联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是否为1进行判断（步骤S7）。 [0100] 而且，在过渡控制执行判定用标志FlgM的值是0，并且，联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是1的情况下，是经过过渡期间后的进行通常的倾斜控制的定时，并且是联杆制动器26进行动作的状态，因此倾斜控制部47发送联杆制动器关闭信号（步骤S8），使联杆制动器26解除，并且将联杆制动器状态判定用标志FlgB的值设定为0（步骤S9）。接着，倾斜控制部47再次执行倾斜控制停止判定处理，重复以后的动作。 [0101] 另外，对过渡控制执行判定用标志FlgM的值是否为0，并且，联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是否为1进行判断，在过渡控制执行判定用标志FlgM的值是1，或者联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是0的情况下，倾斜控制部47按原样再次执行倾斜控制停止判定处理，重复以后的动作。 [0102] 另一方面，对倾斜控制停止判定用标志FlgL的值是否是0进行判断，在倾斜控制停止判定用标志FlgL的值不是0而是1的情况下，应停止倾斜控制，因此，倾斜控制停止判定部49发送联杆制动器开启信号（步骤S10），使联杆制动器26工作，并且将联杆制动器状态判定用标志FlgB的值设定为1（步骤S11）。 [0103] 接着，倾斜控制停止判定部49将倾斜控制增益G0的值设定为0（步骤S12），将对输入到联杆电机25的转矩指令值乘以倾斜控制增益G0后的值设为0。由此，由倾斜控制部47执行的倾斜控制实质上为停止的状态。而且，倾斜控制停止判定部49将过渡控制执行判定用标志FlgM的值设定为1（步骤S13），并对联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是否是 0进行判断。 [0104] 另外，对过渡控制执行判定用标志FlgM的值是否是0进行判断，在过渡控制执行判定用标志FlgM的值不是0，而是1的情况下，能够判断为是过渡期间内，因此，倾斜控制停止判定部49使倾斜控制增益G0的值增加规定值（步骤S14）。换句话说，将在执行前次的车体倾斜控制处理时设定的倾斜控制增益G0的值上加上规定值后的值设定为这次的倾斜控制增益G0的值。上述规定值相当于过渡控制中的倾斜控制增益G0的值的增加率。例如，车体倾斜控制处理的控制周期TS是10〔ms〕，如图5所示，若在0.5秒的过渡期间内，倾斜控制增益G0的值从零线性地增加到1，则上述规定值是0.02。 [0105] 接着，倾斜控制停止判定部49对设定的倾斜控制增益G0的值是否在1以下进行判断（步骤S15）。这里，在设定的倾斜控制增益G0的值不在1以下，而是比1大的情况下，能够判断为是经过过渡期间后，因此倾斜控制停止判定部49将过渡控制执行判定用标志FlgM的值设定为0（步骤S16），并对联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是否是0进行判断。另外，在设定的倾斜控制增益G0的值为1以下的情况下，能够判断为是过渡期间内，因此倾斜控制停止判定部49直接对联杆制动器状态判定用标志FlgB的值是否是0进行判断。 [0106] 这样的车体倾斜控制处理以规定的控制周期TS被反复执行。 [0107] 接下来，对倾斜控制停止判定处理的动作进行详细的说明。 [0108] 图9是表示本发明的实施方式中的倾斜控制停止判定处理的动作的子流程。 [0109] 倾斜控制停止判定部49在开始倾斜控制停止判定处理时，首先对手动制动器36是否是开启的状态、即是否是HB＝开启的状态进行判断（步骤S1－1）。然后，在手动制动器36是开启的状态的情况下，倾斜控制停止判定部49使未图示的计数器进行计数，使第1计数值、即Cnt1自增1（步骤S1－2）。换句话说，将在执行前次的车体倾斜控制处理时设定的第1计数值Cnt1上加上1后的值设定为这次的第1计数值Cnt1的值。 [0110] 接着，倾斜控制停止判定部49判断第1计数值Cnt1是否超过了预先设定的第1计数阈值（步骤S1－3）。该第1计数阈值是与为判定为车辆10停止所需的足够长的手动制动器36为开启的时间对应的计数值，是与上述第1阈值对应的计数值。例如，车体倾斜控制处理的控制周期TS是10〔ms〕，若手动制动器36为开启的时间比4秒长，就可以判定为车辆10停止，则上述第1计数阈值是400。 [0111] 而且，在第1计数值Cnt1超过第1计数阈值的情况下，倾斜控制停止判定部49判定为车辆10停止，并将倾斜控制停止判定用标志FlgL的值设定为1（步骤S1－4），结束处理。 [0112] 另一方面，判断手动制动器36是否为开启的状态，在手动制动器36不为开启的状态而为关闭的状态的情况下，倾斜控制停止判定部49将第1计数值Cnt1设定为0（步骤S1－5）。接着，倾斜控制停止判定部49判断作为节气门手柄35的旋转角度的节气门开度、即Th是否为0（步骤S1－6）。 [0113] 而且，在节气门开度是0的情况下，倾斜控制停止判定部49判断车速传感器54检测出的车速的绝对值、即|V|是否在上述第2阈值，例如，2〔km／h〕以下（步骤S1－7）。此外，在节气门开度不为0的情况下，倾斜控制停止判定部49将倾斜控制停止判定用标志FlgL的值设定为0（步骤S1－14），结束处理。 [0114] 判断车速传感器54检测出的车速的绝对值是否在第2阈值以下，当在第2阈值以下时，倾斜控制停止判定部49对倾斜控制停止判定用标志FlgL的值是否为1进行判断（步骤S1－8）。此外，当车速的绝对值不在第2阈值以下时，即当车速的绝对值超过第2阈值时，倾斜控制停止判定部49将倾斜控制停止判定用标志FlgL的值设定为0（步骤S1－14），结束处理。 [0115] 判断倾斜控制停止判定用标志FlgL的值是否为1，当倾斜控制停止判定用标志FlgL的值为1时，倾斜控制停止判定部49直接结束处理。另外，当倾斜控制停止判定用标志FlgL的值不为1时，倾斜控制停止判定部49判断从横向加速度运算部48接收到的合成横向加速度ac的绝对值是否在上述第3阈值，例如0.05〔G〕以下（步骤S1－9）。 [0116] 然后，当合成横向加速度ac的绝对值在第3阈值以下时，倾斜控制停止判定部49使未图示的计数器进行计数，并使第2计数值即Cnt2自增1（步骤S1－10）。换句话说，将在执行前次的车体倾斜控制处理时设定的第2计数值Cnt2上加上1后的值设定为这次的第2计数值Cnt2的值。另外，当合成横向加速度ac的绝对值不在第3阈值以下时，即超过第3阈值时，倾斜控制停止判定部49将第2计数值Cnt2设定为0（步骤S1－11）。 [0117] 接着，倾斜控制停止判定部49判断第2计数值Cnt2是否超过了预先设定的第2计数阈值（步骤S1－12）。该第2计数阈值是即使手动制动器36未被操作，车速在第2阈值以下，并且合成横向加速度ac的绝对值在第3阈值以下的状态持续的时间与为判定为车辆10停止所需的足够长的时间对应的计数值，是与上述第4阈值对应的计数值。例如，车体倾斜控制处理的控制周期TS是10〔ms〕，若车速在第2阈值以下，并且合成横向加速度ac的绝对值在第3阈值以下的状态持续的时间比1秒长，就可以判定为车辆10停止，则上述第2计数阈值是100。 [0118] 而且，当第2计数值Cnt2超过第2计数阈值时，倾斜控制停止判定部49判定为车辆10停止，并将倾斜控制停止判定用标志FlgL的值设定为1（步骤S1－13），结束处理。此外，当第2计数值Cnt2未超过第2计数阈值时，倾斜控制停止判定部49直接结束处理。 [0119] 接下来，对倾斜控制处理的动作进行详细的说明。 [0120] 图10是表示本发明的实施方式中的倾斜控制处理的动作的子流程。 [0121] 倾斜控制部47首先从横向加速度运算部48接收合成横向加速度ac（步骤S6－1）。 [0122] 接着，倾斜控制部47进行aold调用（步骤S6－2）。aold是执行前次的车体倾斜控制处理时所保存的合成横向加速度ac的值，在初始设定中，假设aold＝0。 [0123] 接着，倾斜控制部47获取控制周期TS（步骤S6－3），计算合成横向加速度ac的微分值（步骤S6－4）。这里，若将ac的微分值设为Δac，则该Δac可以通过下式（8）来计算。 [0124] Δac＝（ac－aold）／TS …式（8） [0125] 而且，倾斜控制部47保存为aold＝a（c 步骤S6－5）。换句话说，将执行这次的车体倾斜控制处理时获取的合成横向加速度ac的值作为aold，并保存于存储单元。 [0126] 接着，倾斜控制部47计算第1控制值U（p 步骤S6－6）。这里，若将比例控制动作的控制增益、即比例增益设为Gp，则第1控制值Up可以通过下式（9）来计算。 [0127] Up＝Gp ac …式（9） [0128] 接着，倾斜控制部47计算第2控制值U（D 步骤S6－7）。这里，若将微分控制动作的控制增益、即微分时间设为GD，则第2控制值UD可以通过下式（10）来计算。 [0129] UD＝GDΔac …式（10） [0130] 接着，倾斜控制部47计算第3控制值U（步骤S6－8）。第3控制值U是第1控制值Up与第2控制值UD的合计，可以通过下式（11）来计算。 [0131] U＝Up＋UD …式（11） [0132] 接着，倾斜控制部47计算横向加速度预测值af（步骤S6－9）。该横向加速度预测值af是可以基于车把41a的转向角以及车速计算出的值，若将车把41a的滤波处理后的转向角设为Ψ（t），将作为前轮的车轮12F的车轴与作为后轮的左右车轮12L以及12R的车轴之间的距离、即轴距设为LH，将车速传感器54检测出的车速设为ν，则能够通过下式（12）来计算。 [0133] af＝ν2tan｛Ψ（t）｝／LH …式（12） [0134] 接着，倾斜控制部47进行afold调用（步骤S6－10）。afold是执行前次的车体倾斜控制处理时保存的横向加速度预测值af。此外，在初始设定中被设为afold＝0。 [0135] 接着，倾斜控制部47计算上述af的微分值（步骤S6－11）。这里，若将af的微分值设为Δaf，则该Δaf可以通过下式（13）来计算。 [0136] Δaf＝（af－afold）／TS …式（13） [0137] 而且，倾斜控制部47保存为afold＝af（步骤S6－12）。换句话说，将执行这次的车体倾斜控制处理时获取的横向加速度预测值af作为afold，保存于存储单元。 [0138] 接着，倾斜控制部47计算第4控制值UfD（步骤S6－13）。这里，若将微分控制动作的控制增益设为GyD，则第4控制值UfD可以通过下式（14）来计算。 [0139] UfD＝GyDΔaf …式（14） [0140] 接着，倾斜控制部47计算第5控制值U（步骤S6－14）。第5控制值U是第3控制值U与第4控制值UfD的合计，可以通过下式（15）来计算。 [0141] U＝U＋UfD …式（15） [0142] 此外，上述步骤S6－9～S6－14的动作表示使用了基于转向角以及车速得到的横向加速度预测值af的前馈控制。 [0143] 接着，倾斜控制部47计算第6控制值Uout（步骤S6－15）。该第6控制值Uout是对第5控制值U乘以倾斜控制增益G0后的值，可以通过下式（16）来计算。 [0144] Uout＝UG0…式（16） [0145] 最后，倾斜控制部47将第6控制值Uout作为联杆电机转矩指令值输出给联杆电机25（步骤S6－16），结束处理。 [0146] 这样，在本实施方式中，在车辆10停车时，停止车体的倾斜控制，并且使车体的倾斜动作停止而使锁定车体姿势的联杆制动器26动作。由此，停车时不需要使联杆电机25动作，因此能够抑制消耗电能。另外，在停车时不进行倾斜控制，因此不会产生不必要的振动。并且，在停车时车体姿势也不变化。因此，乘客不会感到不舒服，能够使乘坐舒适度提高。 [0147] 另外，在停车后开始倾斜控制时，进行过渡控制，通过在规定的过渡期间的期间内使与转矩指令值相乘的倾斜控制增益G0的值缓缓地增加，来缓和输入到联杆电机25的转矩指令值的值。由此，能够以任意的变化速度使停车后的车体的倾斜复原，即使按照从倾斜状态复原到直立状态的方式使车体姿势发生变化，乘客也不会感到不舒服。 [0148] 并且，在开始倾斜控制后，解除联杆制动器26而使联杆电机25的旋转轴能够旋转，因此能够可靠地防止如车体倾倒那样，车体的倾斜较大地变化，能够提高安全性。 [0149] 并且，使车体的倾斜动作停止并锁定车体姿势后，即使手动制动器36为关闭的状态，若节气门手柄35未被操作，车速未超过预先设定的第2阈值，则维持车体姿势的锁定，因此乘客无须继续操作手动制动器36，可减轻乘客的操作负担。 [0150] 并且，即使手动制动器36未被操作，若车速在第2阈值以下，并且，横向加速度的值在第3阈值以下的状态持续比第4阈值长的时间，则也判定为车辆10停车，使车体的倾斜动作停止而对车体姿势进行锁定，因此能够在更宽范围的状况下使车体的倾斜控制停止，能够进一步抑制消耗电能，并且能够防止车体姿势的变化，能够使乘坐舒适度提高。 [0151] 此外，本发明并不限于上述实施方式，基于本发明的主旨能够进行各种变形，不应将这些变形例从本发明的范围中排除。 [0152] 产业上的可利用性 [0153] 本发明能够应用于至少具有左右一对车轮的车辆。 [0154] 附图标记的说明 [0155] 10车辆；11搭乘部；12F、12L、12R车轮；20主体部；25联杆电机；26联杆制动器；44横向加速度传感器；44a第1横向加速度传感器；44b第2横向加速度传感器。 |
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