車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及車輛。該車輛能夠維持車體的穩(wěn)定，能夠提高轉彎性能，乘員不會感覺不協(xié)調，乘坐舒適，能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的行駛狀態(tài)。因此，該車輛具有，具備相互連結的轉向部以及主體部的車體、使車體轉向的能夠轉向的轉向輪、不能夠轉向的非轉向輪、輸入轉向指令信息的轉向裝置、使轉向部或者主體部向轉彎方向傾斜的傾斜用致動器裝置、基于從轉向裝置輸入的轉向指令信息使轉向輪的轉向角變化的轉向用致動器裝置、控制傾斜用致動器裝置以及轉向用致動器裝置的控制裝置，控制裝置以使車體的重心在轉向初期向轉向指令信息所包含的轉向方向移動的方式進行控制，產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。
【專利說明】車輛
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及至少具有左右一對車輪的車輛。
【背景技術】
[0002]近年來，鑒于能源的枯竭問題，強烈要求車輛的省油耗化。另一方面，由于車輛的低價格化等，車輛的持有者增多，有I人持有I臺車輛的趨勢。因此，例如有僅駕駛員I人駕駛4人乘坐的車輛，從而造成能源被不必要地消耗的問題。作為基于車輛的小型化的省油耗化，可以說將車輛構成為I人乘坐的三輪車或者四輪車的方式是最高效的。
[0003]但是，存在車輛的穩(wěn)定性根據(jù)行駛狀態(tài)而降低的情況。因此，提出有通過使車體向橫向傾斜，來提高轉彎時的車輛的穩(wěn)定性的技術(例如參照專利文獻I。)。
[0004]專利文獻1:日本特開2008 - 155671號公報
[0005]但是，在上述現(xiàn)有的車輛中，雖然能夠使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜來提高轉彎性能，但是由于朝向轉彎方向外側作用的離心力的影響，在輪距窄的情況下、重心位置高的情況下、轉向速度快的情況下，存在車輛的穩(wěn)定性容易降低，乘員感到不舒服、抱有不安的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決上述現(xiàn)有的車輛的問題點，目的在于提供如下安全性高的車輛，S卩，進行控制使得在轉向操作的初期即轉向初期使車體的重心向轉向指令信息所包含的轉向方向移動，從而產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度，由此即便在輪距窄的情況下、重心位置高的情況下、轉向速度快的情況下，也能夠使車體順利地向轉彎方向內(nèi)側傾斜，所以能夠維持車體的穩(wěn)定，另外，能夠提高轉彎性能，并且乘員不會感到不協(xié)調，乘坐舒適，能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的行駛狀態(tài)。
[0007]因此，在本發(fā)明的車輛中，具有:車體，其具備相互連結的轉向部以及主體部；能夠轉向的轉向輪，其是以能夠旋轉的方式安裝于上述轉向部的車輪，且使上述車體轉向；不能轉向的非轉向輪，其是以能夠旋轉的方式安裝于上述主體部的車輪；轉向裝置，其輸入轉向指令信息；傾斜用致動器裝置，其使上述轉向部或者主體部向轉彎方向傾斜；轉向用致動器裝置，其基于從上述轉向裝置輸入的轉向指令信息使上述轉向輪的轉向角變化；控制裝置，其控制上述傾斜用致動器裝置以及轉向用致動器裝置，該控制裝置以使車體的重心在轉向初期向上述轉向指令信息所包含的轉向方向移動的方式進行控制，產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。
[0008]根據(jù)技術方案I的結構，能夠在轉向初期，使車體的重心向轉彎方向內(nèi)側移動，能夠使車體順利地向轉彎方向內(nèi)側傾斜，所以，不以操縱性、危險規(guī)避性能為代價，就能夠維持車體的穩(wěn)定性。
[0009]根據(jù)技術方案2的結構，在轉向初期僅通過使轉向輪的轉向角向與轉向指令信息所包含的轉向方向相反的方向變化，能夠使車體的重心朝向轉彎方向內(nèi)側移動。因此，不使構造復雜化，就能夠在轉向初期使車體順利地向轉彎方向內(nèi)側傾斜。
[0010]根據(jù)技術方案3?5的結構，能夠使轉向輪的轉向角僅在轉向初期向與轉向指令信息所包含的轉向方向相反的方向變化，能夠使轉向輪的轉向角在轉向操作的終期即轉向終期，不向與轉向指令信息所包含的轉向方向相反的方向變化。因此，能夠維持車體的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的車輛的結構的右視圖。
[0012]圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的車輛的聯(lián)桿機構的結構的圖。
[0013]圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式的車輛的結構的后視圖。
[0014]圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式的車體傾斜控制系統(tǒng)的結構的框圖。
[0015]圖5是本發(fā)明的第一實施方式的控制系統(tǒng)的框圖。
[0016]圖6是表示用于說明本發(fā)明的第一實施方式的轉彎行駛時的車體的傾斜動作的力學模型的圖。
[0017]圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式的橫向加速度運算處理的動作的流程圖。
[0018]圖8是表示本發(fā)明的第一實施方式的聯(lián)桿角速度推斷處理的動作的流程圖。
[0019]圖9是表示本發(fā)明的第一實施方式的橫擺率的微分處理的子流程的流程圖。
[0020]圖10是表示本發(fā)明的第一實施方式的濾波處理的子流程的流程圖。
[0021]圖11是表示本發(fā)明的第一實施方式的傾斜控制處理的動作的流程圖。
[0022]圖12是表示本發(fā)明的第一實施方式的轉向控制處理的動作的流程圖。
[0023]圖13是表示本發(fā)明的第一實施方式的聯(lián)桿馬達控制處理的動作的流程圖。
[0024]圖14是本發(fā)明的第二實施方式的控制系統(tǒng)的框圖。
[0025]圖15是表示本發(fā)明的第二實施方式的轉向控制處理的動作的流程圖。
[0026]圖16是本發(fā)明的第3實施方式的控制系統(tǒng)的框圖。
[0027]圖17是表示本發(fā)明的第3實施方式的傳遞函數(shù)的輸入和輸出的關系的圖。
[0028]圖18是表示本發(fā)明的第3實施方式的轉向控制處理的動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
[0030]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的車輛的結構的右視圖，圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的車輛的聯(lián)桿機構的結構的圖，圖3是表不本發(fā)明的第一實施方式的車輛的結構的后視圖。此外，在圖3中，圖3 (a)是表示車體直立的狀態(tài)的圖，圖3 (b)是表示車體傾斜的狀態(tài)的圖。
[0031]在圖中，10是本實施方式的車輛，其具有:作為車體的驅動部的主體部20 ;供乘員搭乘且進行轉向操作的作為轉向部的搭乘部11 ;作為可轉向的轉向輪的車輪12F，其是被配設在車體的前方的寬度方向的中心的前輪；作為不可轉向的非轉向輪的左側的車輪12L以及右側的車輪12R，它們是作為后輪被配設在后方的驅動輪。并且，作為用于使車體左右傾斜即偏斜的偏斜機構，即車體傾斜機構，上述車輛10具有:支承左右的車輪12L以及12R的聯(lián)桿機構30 ;作為用于使該聯(lián)桿機構30動作的致動器亦即傾斜用致動器裝置的聯(lián)桿馬達25。此外，上述車輛10可以是前輪是左右二輪且后輪是一輪的三輪車，還可以是前輪以及后輪是左右二輪的四輪車，但在本實施方式中，如圖所示，對前輪是一輪且后輪是左右二輪的三輪車的情況進行說明。另外，轉向輪也可以作為驅動輪發(fā)揮功能，但在本實施方式中，對轉向輪不作為驅動輪發(fā)揮功能的情況進行說明。
[0032]在轉彎時，通過使左右的車輪12L以及12R相對于路面18的角度即外傾角變化，且使包括搭乘部11以及主體部20的車體向轉彎內(nèi)輪側傾斜，能夠實現(xiàn)轉彎性能的提高和確保乘員的舒適性。S卩，上述車輛10能夠使車體也向橫向(左右方向)傾斜。此外，在圖2以及圖3 (a)所示的例子中，左右的車輪12L以及12R相對于路面18垂直，S卩，外傾角為O度。另外，在圖3 (b)所示的例子中，左右的車輪12L以及12R相對于路面18向右方傾斜，即，賦予了外傾角。
[0033]上述聯(lián)桿機構30具有:左側的縱聯(lián)桿單元33L，其支承左側的車輪12L以及由賦予該車輪12L驅動力的電動馬達等構成的左側的旋轉驅動裝置51L ;右側的縱聯(lián)桿單元33R，其支承右側的車輪12R以及由賦予該車輪12R驅動力的電動馬達等構成的右側的旋轉驅動裝置51R ;上側的橫聯(lián)桿單元31U，其連結左右的縱聯(lián)桿單元33L以及33R的上端彼此；下側的橫聯(lián)桿單元31D，其連結左右的縱聯(lián)桿單元33L以及33R的下端彼此；中央縱部件21，其上端被固定于主體部20，且沿上下延伸。并且，左右的縱聯(lián)桿單元33L以及33R和上下的橫聯(lián)桿單元31U以及31D以能夠旋轉的方式連結。并且，上下的橫聯(lián)桿單元31U以及3ID在其中央部以能夠旋轉的方式與中央縱部件21連結。此外，在統(tǒng)一說明左右的車輪12L以及12R、左右的旋轉驅動裝置51L以及51R、左右的縱聯(lián)桿單元33L以及33R、以及上下的橫聯(lián)桿單元3IU以及31D的情況下，以車輪12、旋轉驅動裝置51、縱聯(lián)桿單元33以及橫聯(lián)桿單元31進行說明。
[0034]而且，作為驅動用致動器裝置的上述旋轉驅動裝置51是所謂的輪轂馬達，作為定子的主體被固定于縱聯(lián)桿單元33，以能夠旋轉的方式安裝于上述主體的作為轉子的旋轉軸與車輪12的軸連接，通過上述旋轉軸的旋轉，使車輪12旋轉。此外，上述旋轉驅動裝置51也可以是輪轂馬達以外的種類的馬達。
[0035]另外，上述聯(lián)桿馬達25是包括電動馬達等的旋轉式的電動致動器，且具備作為定子的圓筒狀的主體、以能夠旋轉的方式安裝于該主體的作為轉子的旋轉軸，上述主體經(jīng)由安裝法蘭盤22被固定于主體部20，上述旋轉軸被固定于聯(lián)桿機構30的上側的橫聯(lián)桿單元31U。此外，聯(lián)桿馬達25的旋轉軸作為使主體部20傾斜的傾斜軸發(fā)揮功能，與中央縱部件21和上側的橫聯(lián)桿單元3IU的連結部分的旋轉軸同軸。而且，若驅動聯(lián)桿馬達25使旋轉軸相對于主體旋轉，則上側的橫聯(lián)桿單元31U相對于主體部20以及固定于該主體部20的中央縱部件21轉動，聯(lián)桿機構30動作，即屈伸。由此，能夠使主體部20傾斜。此外，也可以將聯(lián)桿馬達25的旋轉軸固定于主體部20以及中央縱部件21，將其主體固定于上側的橫聯(lián)桿單元31U。
[0036]另外，聯(lián)桿馬達25具備用于檢測聯(lián)桿機構30的聯(lián)桿角的變化的聯(lián)桿角傳感器25a。該聯(lián)桿角傳感器25a是在聯(lián)桿馬達25中用于檢測旋轉軸相對于主體的旋轉角的旋轉角傳感器，例如，由旋轉變壓器、編碼器等構成。如上所述，若驅動聯(lián)桿馬達25使旋轉軸相對于主體旋轉，則上側的橫聯(lián)桿單元31U相對于主體部20以及固定于該主體部20的中央縱部件21轉動，所以能夠通過檢測旋轉軸相對于主體的旋轉角來檢測上側的橫聯(lián)桿單元31U相對于中央縱部件21的角度的變化，即聯(lián)桿角的變化。
[0037]此外，聯(lián)桿馬達25具備未圖示的鎖止機構，該鎖止機構將旋轉軸以不能夠相對于主體旋轉的方式固定。優(yōu)選該鎖止機構是機械機構，且在將旋轉軸以不能夠相對于主體旋轉的方式固定的期間不消耗電力。通過上述鎖止機構，能夠將旋轉軸以不能夠相對于主體以規(guī)定的角度旋轉的方式固定。
[0038]上述搭乘部11經(jīng)由未圖示的連結部與主體部20的前端連結。該連結部也可以具有將搭乘部11和主體部20以能夠在規(guī)定方向上產(chǎn)生相對位移的方式進行連結的功能。 [0039]另外，上述搭乘部11具備座席11a、放腳板Ilb以及擋風部11c。上述座席Ila是在車輛10的行駛中供乘員乘坐的部位。另外，上述放腳板Ilb是用于支承乘員的腳部的部位，被配設在座席Ila的前方側(圖1中的右側)下方。
[0040]并且，在搭乘部11的后方或下方或者主體部20配設有未圖示的電池裝置。該電池裝置是旋轉驅動裝置51以及聯(lián)桿馬達25的能量供給源。另外，在搭乘部11的后方或下方或者主體部20收納有未圖示的控制裝置、逆變器裝置、各種傳感器等。
[0041]而且，在座席Ila的前方配設有操縱裝置41。在該操縱裝置41配設有乘員操作來輸入轉向方向、轉向角等轉向指令信息的作為轉向裝置的把手41a、速度表等儀表、指示器、開關等操縱所必需的部件。乘員操作上述把手41a以及其他部件，指示車輛10的行駛狀態(tài)(例如行進方向、行駛速度、轉彎方向、轉彎半徑等)。此外，作為上述轉向裝置，也可以替換把手41a而使用其他裝置，例如，也可以使用轉向盤、滾輪按鈕，觸摸面板、按壓按鈕等
>J-U ρ?α裝直。
[0042]此外,車輪12F經(jīng)由作為懸架裝置(suspension system)的一部分的前輪前叉17與搭乘部11連接。上述懸架裝置例如是與在一般的摩托車、自行車等中使用的前輪用的懸架裝置相同的裝置，上述前輪前叉17例如是內(nèi)置了彈簧的伸縮式的前叉。而且，與一般的摩托車、自行車等的情況相同，作為轉向輪的車輪12F根據(jù)乘員對把手41a的操作使轉向角變化，由此，車輛10的行進方向變化。
[0043]具體而言，上述把手41a與未圖示的轉向軸部件的上端連接，該轉向軸部件的上端以能夠相對于搭乘部11所具備的未圖示的機架部件旋轉的方式安裝于其上。上述轉向軸部件在以上端與下端相比位于后方的方式傾斜的狀態(tài)下，安裝在上述機架部件上。而且，上述轉向軸部件的上端相對于機架部件的旋轉角，即乘員操作把手41a而輸入的作為轉向角指令值的手柄角是由作為輸入轉向角檢測單元的手柄角傳感器62檢測的。該手柄角傳感器62例如由編碼器等構成。
[0044]另外，在上述轉向軸部件的上端和下端之間配設有作為轉向用致動器裝置的轉向馬達65，該轉向馬達65基于由上述手柄角傳感器62檢測出的手柄角，使上述轉向軸部件的下端旋轉。此外，該轉向軸部件的下端以能夠相對于上述機架部件旋轉的方式安裝于其上，并且，與前輪前叉17的上端連接。而且，上述轉向軸部件的下端相對于上述機架部件的旋轉角，即，轉向馬達65輸出，并經(jīng)由前輪前叉17傳遞給車輪12F的轉向角是由作為輸出轉向角檢測單元的轉向角傳感器63檢測的。該轉向角傳感器63例如是在轉向馬達65中用于檢測旋轉軸相對于主體的旋轉角的旋轉角傳感器，由旋轉變壓器、編碼器等構成。此外，作為前輪的車輪12F的車軸和作為后輪的左右的車輪12L以及12R的車軸的距離即軸距是Lh。[0045]并且，在支承車輪12F的車軸的前輪前叉17的下端配設有用于檢測車輛10的行駛速度亦即車速的作為車速檢測單元的車速傳感器54。該車速傳感器54是基于車輪12F的旋轉速度來檢測車速的傳感器，例如由編碼器等構成。
[0046]在本實施方式中，車輛10具有橫向加速度傳感器44。該橫向加速度傳感器44是由一般的加速度傳感器、陀螺傳感器等構成的傳感器，且該橫向加速度傳感器44用于檢測車輛10的橫向加速度，即車體的作為寬度方向的橫向(圖3中的左右方向)的加速度。
[0047]車輛10在轉彎時使車體向轉彎內(nèi)側傾斜而穩(wěn)定，所以，通過使車體傾斜，使得成為轉彎時向轉彎外側的離心力和重力相互平衡的角度的方式控制車輛。通過進行這樣的控制，例如，即便路面18向與行進方向垂直的方向(相對于行進方向的左右方向)傾斜，也能夠總是使車體保持水平。由此，由車體以及乘員看來，重力總是垂直向下，不協(xié)調感減少，另夕卜，車輛10的穩(wěn)定性提聞。
[0048]因此，在本實施方式中，為了檢測傾斜的車體的橫向的加速度，將橫向加速度傳感器44安裝于車體，以使得橫向加速度傳感器44的輸出為零的方式進行反饋控制。由此，能夠使車體傾斜至轉彎時作用的離心力和重力相互平衡的傾斜角。另外，即便在路面18向與行進方向垂直的方向傾斜的情況下，也能夠以成為用于使車體鉛垂的傾斜角的方式進行控制。此外，將上述橫向加速度傳感器44配設成位于車體的寬度方向的中心，即位于車體的縱向軸線上。
[0049]但是，若橫向加速度傳感器44為一個，則存在也檢測出非必要加速度分量的情況。例如，存在在車輛10的行駛中，僅左右的車輪12L以及12R的其中一方落入路面18的坑掛的情況。該情況下，車體傾斜，所以橫向加速度傳感器44周向位移,檢測周向的加速度。換句話說，檢測了不直接源于離心力、重力的加速度分量，即檢測了非必要加速度分量。
[0050]另外，車輛10例如包括像車輪12L以及12R的輪胎部分那樣具備彈性，作為彈簧發(fā)揮功能的部分，另外，在各部件的連接部等包括不可避免的松動。因此，可以認為橫向加速度傳感器44是經(jīng)由不可避免的松動、彈簧而安裝于車體的，所以，作為非必要加速度分量，也檢測了因松動、彈簧的位移而產(chǎn)生的加速度。
[0051]存在這樣的非必要加速度分量使車體傾斜控制系統(tǒng)的控制性惡化的可能性。例如，若使車體傾斜控制系統(tǒng)的控制增益增大，則產(chǎn)生由非必要加速度分量引起的控制系統(tǒng)的振動、發(fā)散等，所以即便想要提高響應性，也不能夠增大控制增益。
[0052]因此，在本實施方式中，配設多個橫向加速度傳感器44，且配設在相互不同的高度。在圖1以及圖3所示的例子中，配設第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的兩個橫向加速度傳感器44,且將第一橫向加速度傳感器44a和第二橫向加速度傳感器44b配設在相互不同的高度位置。通過適當?shù)剡x擇第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的位置，能夠有效地去除非必要加速度分量。
[0053]具體而言，如圖3 Ca)所示，第一橫向加速度傳感器44a被配設在搭乘部11的背面，且距路面18的距離即高度為L1的位置。另外，第二橫向加速度傳感器44b被配設在搭乘部11的背面或者主體部20的上表面，且距路面18的距離即高度為L2的位置。此外，L1>L2。而且，如圖3 (b)所示，若在轉彎行駛時，使車體在向轉彎內(nèi)側(在圖中為右側)傾斜的狀態(tài)下轉彎，貝1J第一橫向加速度傳感器44a檢測橫向的加速度并輸出檢測值S1,第二橫向加速度傳感器44b檢測橫向的加速度并輸出檢測值a2。此外，嚴格來說，車體傾斜時的傾斜運動的中心，即側傾中心位于比路面18稍靠下方的位置，但實際上認為是與路面18大致相
等的位置。
[0054]優(yōu)選將上述第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b均安裝于剛性足夠高的部件。另外，若LdP L2的差小，則檢測值以及&2的差變小，所以優(yōu)選LdPL2的差足夠大，例如設為0.3 (m)以上。并且，優(yōu)選將上述第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b均配設于比聯(lián)桿機構30靠上方的位置。另外，在車體被懸架等彈簧支承的情況下，優(yōu)選將上述第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b均配設在所謂的“彈簧上”。另外，優(yōu)選將上述第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b均配設在作為前輪的車輪12F的車軸和作為后輪的左右的車輪12L以及12R的車軸之間。另外，優(yōu)選將上述第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b均盡量地配設在乘員的附近。另外，優(yōu)選上述第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b均位于從上側觀察時沿行進方向延伸的車體的中心軸上，即不從行進方向偏移。
[0055]在本實施方式中，配設有用于檢測車體的傾斜運動的角速度的橫搖率傳感器44c，以及作為用于檢測車體的轉彎運動的角速度即車體的偏航角速度的偏航角速度檢測單元的橫擺率傳感器44d。具體而言，優(yōu)選上述橫搖率傳感器44c以及橫擺率傳感器44d均位于從上側觀察時沿行進方向延伸的車體的中心軸上，即不從行進方向偏移，例如被配設在座席IIa和放腳板Ilb之間。
[0056]此外，上述橫搖率傳感器44c是一般的橫搖率傳感器，例如，安裝陀螺傳感器，使得能夠檢測與路面18垂直的方向的面內(nèi)的旋轉角速度。另外，上述橫擺率傳感器44d是一般的橫擺率傳感器，例如，安裝陀螺傳感器，使得能夠檢測與路面18平行的面內(nèi)的旋轉角速度。此外，若是三維陀螺傳感器，則能夠發(fā)揮橫搖率傳感器44c以及橫擺率傳感器44d的功能。換句話說，橫搖率傳感器44c以及橫擺率傳感器44d可以分別獨立地構成，也可以一體構成。
[0057]另外，本實施方式中的車輛10具有作為控制裝置的一部分的車體傾斜控制系統(tǒng)。該車體傾斜控制系統(tǒng)是一種計算機系統(tǒng)，具備由EOJ (Electronic Control Unit)等構成的傾斜控制裝置以及轉向控制裝置。上述傾斜控制裝置具備處理器等運算單元、磁盤、半導體存儲器等存儲單元、輸入輸出接口等，與聯(lián)桿角傳感器25a、第一橫向加速度傳感器44a、第二橫向加速度傳感器44b、橫搖率傳感器44c、橫擺率傳感器44d、車速傳感器54以及聯(lián)桿馬達25連接。而且，上述傾斜控制裝置輸出用于使聯(lián)桿馬達25動作的轉矩指令值。另外，上述轉向控制裝置具備處理器等運算單元、磁盤、半導體存儲器等存儲單元、輸入輸出接口等，與手柄角傳感器62、轉向角傳感器63、車速傳感器54以及轉向馬達65連接。而且，上述轉向控制裝置輸出用于使轉向馬達65動作的控制脈沖。此外，上述傾斜控制裝置和轉向控制裝置相互連接。另外，上述傾斜控制裝置以及轉向控制裝置也未必需要獨立構成，也可以一體構成。
[0058]上述傾斜控制裝置在轉彎行駛時進行反饋控制以及前饋控制，以使得車體的傾斜角度成為橫向加速度傳感器44檢測的橫向加速度的值為零的角度的方式使聯(lián)桿馬達25動作。換句話說，控制車體的傾斜角度，以使朝向轉彎外側的離心力和重力相互平衡，從而使該傾斜角度成為橫向的加速度分量為零的角度。由此，對車體以及搭乘于搭乘部11的乘員作用與車體的縱向軸線平行的方向的力。因此，能夠維持車體的穩(wěn)定，另外，能夠提高轉彎性能。
[0059]另外，在受到了朝向傾斜方向的干擾時，提取車體的傾斜角度的變化中由干擾引起的部分，對于剩余的部分，以通常模式控制車體的傾斜角度，并且，對于提取出的部分，以干擾對應模式控制車體的傾斜角度。因此，即便在受到了干擾時，也能夠維持車體的穩(wěn)定。另外，乘員不會感到不協(xié)調，乘坐舒適性提高。
[0060]并且，在本實施方式中，以在轉向初期使車體的重心向轉向指令信息所包含的轉向方向移動的方式進行控制，產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。換句話說，在乘員剛開始把手41a的操作后，使車體的重心向通過把手41a的操作而輸入的轉向方向移動，由此產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。此外，后述的轉向控制部66通過在乘員剛開始把手41a的操作后，使作為轉向輪的車輪12F的轉向角向與通過把手41a的操作而輸入的轉向方向相反的方向變化，即通過執(zhí)行逆轉向操作，使車體的重心向通過把手41a的操作而輸入的轉向方向移動。
[0061 ] 更具體而言，上述轉向控制裝置從手柄角的值減去與手柄角的加速度的值成正比的值來設定轉向角的目標值。由此，作為轉向輪的車輪12F的轉向角在轉向初期(乘員開始操作把手41a時,換句話說開始操縱手柄時)向與轉向方向(操縱了手柄的方向)相反的方向變化。即，進行反向手柄操作或者逆轉向操作。因此，在轉向初期，開始向與乘員意圖的轉彎方向相反的轉彎方向轉彎，由該轉彎產(chǎn)生的離心力作為使車體向乘員意圖的轉彎方向內(nèi)側傾斜的力發(fā)揮作用，所以通過將該力利用于車體傾斜控制，能夠順利地使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜。換句話說，能夠在轉向初期使車體的重心向轉彎方向內(nèi)側移動，所以能夠順利地使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜。
[0062]若不進行這樣的轉向控制而進行車體傾斜控制，則例如在輪距(左右的車輪12L以及12R的接地點間的距離)窄的情況下、車輛10的重心位置高的情況下、轉向速度(操縱手柄的速度)快的情況下，通過轉彎產(chǎn)生的離心力作為使車體向轉彎方向外側傾斜的力發(fā)揮作用，所以不易使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜，有時車輛10的穩(wěn)定性降低。但是，若使作為轉向輪的車輪12F的轉向角的速度或者加速度降低，則能夠抑制離心力，從而順利地使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜，所以能夠維持車體的穩(wěn)定性。但在該情況下，車輛10的運動性能降低，所以操縱性惡化，并且危險規(guī)避性能也降低。
[0063]與此相對，在本實施方式中，如上所述，在轉向初期，與進行了所謂的逆轉向操作的情況相同，車輪12F的轉向角向與轉向方向相反的方向變化。由此，能夠使車體的重心在轉向初期向轉彎方向內(nèi)側移動，能夠順利地使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜，所以，不以操縱性、危險規(guī)避性能為代價，就能夠維持車體的穩(wěn)定性。
[0064]接下來，對上述車體傾斜控制系統(tǒng)的結構進行說明。
[0065]圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式的車體傾斜控制系統(tǒng)的結構的框圖。
[0066]在圖中，46是作為傾斜控制裝置的傾斜控制ECU，與聯(lián)桿角傳感器25a、第一橫向加速度傳感器44a、第二橫向加速度傳感器44b、橫搖率傳感器44c、橫擺率傳感器44d、車速傳感器54以及聯(lián)桿馬達25連接。另外，上述傾斜控制E⑶46具備橫向加速度運算部48、聯(lián)桿角速度推斷部50、干擾運算部43、傾斜控制部47以及聯(lián)桿馬達控制部42。
[0067]另外，61是作為轉向控制裝置的轉向控制ECU，與手柄角傳感器62、轉向角傳感器63、車速傳感器54以及轉向馬達65連接。并且，上述轉向控制E⑶61具備轉向控制部66以及轉向馬達控制部67。
[0068]這里，上述橫向加速度運算部48基于第一橫向加速度傳感器44a、以及第二橫向加速度傳感器44b檢測出的橫向加速度計算合成橫向加速度。另外，上述聯(lián)桿角速度推斷部50基于橫擺率傳感器44d檢測出的作為偏航角速度的橫擺率、以及車速傳感器54檢測出的車速計算聯(lián)桿角速度預測值。并且，上述干擾運算部43基于橫搖率傳感器44c檢測出的作為車體的傾斜運動的角速度的橫搖率、以及聯(lián)桿角傳感器25a檢測出的聯(lián)桿角計算與干擾量對應的橫搖率。
[0069]而且，上述傾斜控制部47基于橫向加速度運算部48計算出的合成橫向加速度、聯(lián)桿角速度推斷部50計算出的聯(lián)桿角速度預測值、以及干擾運算部43計算出的與干擾量對應的橫搖率，計算作為控制值的速度指令值并輸出。并且，上述聯(lián)桿馬達控制部42基于傾斜控制部47輸出的速度指令值、以及轉向控制部66輸出的轉向輪轉向角指令值輸出作為用于使聯(lián)桿馬達25動作的控制值的轉矩指令值。
[0070]另外，上述轉向控制部66基于手柄角傳感器62檢測出的手柄角、以及車速傳感器54檢測出的車速，運算作為控制值的轉向輪轉向角指令值并輸出。上述轉向馬達控制部67基于轉向角傳感器63檢測出的轉向角、以及轉向控制部66輸出的轉向輪轉向角指令值輸出作為用于使轉向馬達65動作的控制值的控制脈沖。
[0071]接下來，對上述結構的車輛10的動作進行說明。首先，對作為轉彎行駛的車體傾斜控制處理的動作的一部分的橫向加速度運算處理的動作進行說明。
[0072]圖5是本發(fā)明的第一實施方式的控制系統(tǒng)的框圖，圖6是示出用于說明本發(fā)明的第一實施方式中的轉彎行駛時的車體的傾斜動作的力學模型的圖，圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式中的橫向加速度運算處理的動作的流程圖。
[0073]在本實施方式的車體傾斜控制處理中，進行圖5所示的使基于傾斜控制ECU46的傾斜控制和基于轉向控制E⑶61的轉向控制組合的控制。此外，基于傾斜控制E⑶46的傾斜控制是使反饋控制和前饋控制組合的控制。
[0074]在圖5中，是以后述的式(6)表示的傳遞函數(shù)，GP、GfGyinGst以及Ga是比例控制動作的控制增益，LPF是低通濾波器，s是微分元素。另外，f2是以后述的式(10)表示的聯(lián)桿角速度預測值，f3是橫搖率增益，f4是用于消除以后述的式(26)表示的逆轉向操作的影響的函數(shù)。
[0075]若開始轉彎行駛，則車體傾斜控制系統(tǒng)開始車體傾斜控制處理。通過進行姿勢控制，如圖3 (b)所示，車輛10在轉彎行駛時，通過聯(lián)桿機構30使車體在向轉彎內(nèi)側(在圖中為右側)傾斜的狀態(tài)下轉彎。另外，在轉彎行駛時，朝向轉彎外側的離心力作用于車體，并且通過使車體向轉彎內(nèi)側傾斜，產(chǎn)生重力的橫向分量。而且，橫向加速度運算部48執(zhí)行橫向加速度運算處理，計算出合成橫向加速度a并輸出至傾斜控制部47。于是，該傾斜控制部47進行反饋控制，并輸出作為合成橫向加速度a的值為零這樣的控制值的速度指令值。而且，聯(lián)桿馬達控制部42基于傾斜控制部47輸出的速度指令值將轉矩指令值輸出至聯(lián)桿馬達25。
[0076]此外，車體傾斜控制處理是在車輛10的電源接通的期間，由車體傾斜控制系統(tǒng)反復以規(guī)定的控制周期Ts (例如為5〔ms〕)執(zhí)行的處理，是在轉彎時，實現(xiàn)轉彎性能的提高和確保乘員的舒適性的處理。
[0077]另外,在圖6中，44A是表不在車體中第一橫向加速度傳感器44a的配設位置的第一傳感器位置，44B是表不在車體中第二橫向加速度傳感器44b的配設位置的第二傳感器位置。
[0078]認為第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b進行檢測并輸出其檢測值的加速度是如下四種，即，〈1〉轉彎時作用于車體的離心力，〈2〉通過使車體向轉彎內(nèi)側傾斜而產(chǎn)生的重力的橫向分量，〈3〉因僅左右的車輪12L以及12R的其中一方陷入路面18的坑洼而引起的車體的傾斜、松動或彈簧的位移等使第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b向周向位移而產(chǎn)生的加速度，以及〈4〉因聯(lián)桿馬達25的動作或者其反作用力使第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b向周向位移而產(chǎn)生的加速度。這4個加速度中，上述〈I〉以及〈2〉與第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的高度，即L1以及L2無關。另一方面，由于上述〈3〉以及〈4〉是因向周向位移而產(chǎn)生的加速度，所以與距側傾中心的距離成正比，即，大致與L1以及L2成正比。
[0079]這里，將第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b檢測并輸出其檢測值的⑶的加速度設為axl以及aX2,將第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b檢測并輸出其檢測值的〈4〉的加速度設為aM1以及aM2。另外，將第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b檢測并輸出其檢測值的〈1〉的加速度設為aT,將第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b檢測并輸出其檢測值的⑵的加速度設為ae。此外，由于上述〈1〉以及⑵與第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的高度無關，所以第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的檢測值相等。
[0080]而且，將因僅左右的車輪12L以及12R的其中一方陷入路面18的坑洼引起的車體的傾斜、松動或彈簧的位移等引起的周向的位移的角速度設為ωκ，并將其角加速度設為ω/。另外，將聯(lián)桿馬達25的動作或者其反作用力引起的周向的位移的角速度設為ωΜ，并將其角加速度設為ωΜ’。此外，角速度ω Μ或者角加速度ωΜ’能夠根據(jù)聯(lián)桿角傳感器253的檢測值獲取。
[0081 ]于是，axl — L1 ωR'，aX2 — L2 ωR'，aM1 — L1 ω Μ'，aM2 — L2 ω Μ'。
[0082]另外，若將第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b檢測并輸出的加速度的檢測值設為％以及a2，則以及％是4個加速度〈I〉~〈4〉的總計，所以能夠以以下的式(1)以及(2)表示。
[0083]a1 = aT + aG + L1 ωR' + L1 ω Μ'…式(1)
[0084]a2 = aT + aG + L2ωR'+ L2ωΜ'…式(2)
[0085]而且，若由式(1)減去式(2)，則能夠得到以下的式(3)。
[0086]H1 — a2 = (L1 — L2) ωR'，+ (L1 — L2) ωΜ，…式(3)
[0087]這里，L1以及L2的值是第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的高度，所以已知。另外，ωΜ’的值是聯(lián)桿馬達25的角速度ωΜ的微分值，所以已知。于是，在上述式(3)的右邊，僅第一項的ωR'的值未知，其他的值全部已知。因此，能夠根據(jù)第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的檢測值以及a2得到ω/的值。換句話說，能夠基于第一橫向加速度傳感器44a以及第二橫向加速度傳感器44b的檢測值％以及a2，去除非必要加速度分量。
[0088]若車體傾斜控制系統(tǒng)開始車體傾斜控制處理，則橫向加速度運算部48開始橫向加速度運算處理，首先獲取第一橫向加速度傳感器值ai (步驟SI )，并且獲取第二橫向加速度傳感器值a2 (步驟S2)。而且，橫向加速度運算部48計算加速度差Aa (步驟S3)。該Aa通過以下式(4)表示。
[0089]Δ a = B1 — a2…式(4)
[0090]接下來，橫向加速度運算部48進行Λ L調用(步驟S4)，并且進行L2調用(步驟S5)。上述AL通過以下式(5)表示。
[0091 ] Δ L = L1 — L2…式(5)
[0092]接下來,橫向加速度運算部48計算合成橫向加速度a (步驟S6)。應予說明,合成橫向加速度a是與橫向加速度傳感器44為一個時的橫向加速度傳感器值a相當?shù)闹?是將第一橫向加速度傳感器值S1和第二橫向加速度傳感器值a2合成后的值,通過以下式(6)以及(7)獲得。
[0093]a = a2 — (L2 / Δ L) Aa…式(6)
[0094]a = B1 — (L1 / Δ L) Aa…式(7)
[0095]理論上無論是根據(jù)式(6)還是根據(jù)式(7)，都能夠得到相同的值，但由于因周向的位移而產(chǎn)生的加速度與距側傾中心的距離成正比，所以實際上優(yōu)選以更靠近側傾中心一方的橫向加速度傳感器44，即第二橫向加速度傳感器44b的檢測值的a2為基準。因此，在本實施方式中，根據(jù)式(6 )計算合成橫向加速度a。
[0096]最后,橫向加速度運算部48將合成橫向加速度a發(fā)送給傾斜控制部47(步驟S7),結束橫向加速度運算處理。
[0097]像這樣，在本實施方式中，將第一橫向加速度傳感器44a和第二橫向加速度傳感器44b配設在相互不同的高度位置，計算將第一橫向加速度傳感器值B1和第二橫向加速度傳感器值％合成后的合成橫向加速度a，以使得該合成橫向加速度3的值成為零的方式進行反饋控制，以此來控制車體的傾斜角度。
[0098]由此，能夠去除非必要加速度分量，能夠不受路面狀況的影響而防止控制系統(tǒng)的振動、擴散等的產(chǎn)生，能夠增大車體傾斜控制系統(tǒng)的控制增益來提高控制的響應性。
[0099]此外，在本實施方式中，對橫向加速度傳感器44為兩個的情況進行了說明，但橫向加速度傳感器44若是配設在相互不同的高度的多個，則也可以是三個以上，多少都可以。
[0100]接下來，對用于推斷轉彎行駛的聯(lián)桿角速度的聯(lián)桿角速度推斷處理的動作進行說明。
[0101]圖8是表示本發(fā)明的第一實施方式的聯(lián)桿角速度推斷處理的動作的流程圖，圖9是表示本發(fā)明的第一實施方式的橫擺率的微分處理的子流程的流程圖，圖10是表示本發(fā)明的第一實施方式的濾波處理的子流程的流程圖。
[0102]若聯(lián)桿角速度推斷部50開始聯(lián)桿角速度推斷處理，則首先，獲取橫擺率傳感器44d檢測出的作為橫擺率的值的橫擺率傳感器值Ψ (步驟S11)，并且獲取車速傳感器54檢測出的作為車速的值的車速傳感器值V (步驟S12)。[0103]而且，聯(lián)桿角速度推斷部50執(zhí)行橫擺率的微分處理(步驟S13)，計算出Λ ψ。該Δ Ψ是對橫擺率進行時間微分而得的值，相當于偏航角加速度。
[0104]在橫擺率的微分處理中，聯(lián)桿角速度推斷部50首先進行調用(步驟S13 -1)。應予說明，是在上一次的車體傾斜控制處理執(zhí)行時保存的Ψ (t)的值。應予說明，在初始設定中，Void = O。
[0105]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50獲取控制周期Ts (步驟S13 — 2)。
[0106]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50計算橫擺率微分值Λ ψ (步驟S13 — 3)。Λ ψ是通過以下式(8)計算出的。
[0107]Δ ψ = ( ψ (t) — ￥old) / Ts…式(8)
[0108]而且，聯(lián)桿角速度推斷部50以U^ld= Ψ (t)進行保存(步驟S13 — 4)，結束橫擺率的微分處理。
[0109]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50對橫擺率微分值Λ ψ執(zhí)行濾波處理(步驟S14)。
[0110]在濾波處理中，聯(lián)桿角速度推斷部50首先獲取控制周期Ts (步驟S14 — I)。
[0111]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50獲取截止頻率w (步驟S14 — 2)。
[0112]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50進行Λ 調用(步驟S14 — 3)。應予說明，Δ Vold是在上一次的車體傾斜控制處理執(zhí)行時保存的Λ ψ (t)的值。
[0113]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50計算進行了濾波處理的橫擺率微分值Λ ψ (t)(步驟S14 — 4)。Λψ (t)通過以下式(9)計算。
[0114]Δ Ψ (t) = Δ Ijrold / (I + Tsw) + TsW Ψ / (I + TsW)…式(9)
[0115]該式(9)是作為帶通濾波器而通常使用的IIR (Infinite Impulse Response)濾波器的式子，但也可以簡單地使用一階延遲系統(tǒng)的低通濾波器。作為IIR濾波器，例如也可以使用切比雪夫II型濾波器，還可以使用其他的濾波器。另外，也可以使用被通常使用的FIR (Finite Impulse Response)濾波器。并且,優(yōu)選帶通濾波器的截止頻率(一 3〔dB〕頻率)為10 (Hz)以下，更加優(yōu)選為幾〔Hz〕。
[0116]而且，聯(lián)桿角速度推斷部50以Λ Vtjld= Λ ψ (t)進行保存(步驟S14 — 5)，結束濾波處理。換句話說，將本次的車體傾斜控制處理執(zhí)行時計算出的△ Ψ (t)的值作為
Δ ￥。1(1保存于存儲單元。
[0117]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50計算聯(lián)桿角速度預測值& (步驟S15)。這里，若將重力設為g，則聯(lián)桿角速度預測值f2通過以下式(10)計算。
[0118]f2 = d n / dt = ( V / g) (d Ψ / dt)…式(10)
[0119]如上所述，聯(lián)桿角傳感器25a檢測上側的橫聯(lián)桿單元3IU相對于中央縱部件21的角度的變化即聯(lián)桿角的變化。這里，若將聯(lián)桿角設為n，且設定轉彎時的車體的傾斜角被控制成使得作為橫向加速度的離心力％和重力g相互平衡，則若路面水平，則在離心力aQ和重力g之間，通過以下式(11)表示的關系成立。
[0120]a0cos η =gsinri …式(11)
[0121]另外，能夠根據(jù)該式(11)導出以下式(12)。
[0122]a0 / g = sin η / cos η = tan η …式(12)
[0123]并且，能夠根據(jù)該式(12)導出以下式(13)。
[0124]a。= gtan η …式(13)[0125]另一方面，若將橫擺率設為Ψ，將轉彎半徑設為r，則車速V以及在轉彎時作用于車體的作為橫向加速度的離心力a(l通過以下式(14)以及(15)表示。
[0126]V =r￥ …式(14)
[0127]a0 = r Ψ2 = νψ …式(15)
[0128]而且，根據(jù)該式(15)和上述式(13)能夠導出以下式(16)。
[0129]tan η = ν ψ / g…式(16)
[0130]并且，能夠近似為tan η N η，且車速ν的變化與聯(lián)桿角η的變化相比十分慢，所以若能夠將車速ν視為常量，則能夠根據(jù)上述式(16)得到上述式(10)。
[0131]接下來，聯(lián)桿角速度推斷部50計算聯(lián)桿角速度控制值af (步驟S16)。聯(lián)桿角速度控制值af通過以下式(17)計算。
[0132]af = Ad η / dt…式(17)
[0133]這里，A是O~I的任意的值，是根據(jù)車輛10的構造決定的調整常量。
[0134]最后，聯(lián)桿角速度推斷部50將聯(lián)桿角速度控制值af發(fā)送給傾斜控制部47 (步驟S17)，結束聯(lián)桿角速度推斷處理。
[0135]接下來，對用于將速度指令值輸出給聯(lián)桿馬達控制部42的傾斜控制處理的動作進行說明。
[0136]圖11是表示本發(fā)明的第一實施方式的傾斜控制處理的動作的流程圖。
[0137]在傾斜控制處理中，傾斜控制部47首先從橫向加速度運算部48接收合成橫向加速度a (步驟S21)。
[0138]接下來，傾斜控制部47進行a-調用(步驟S22)。aold是上一次的車體傾斜控制處理執(zhí)行時保存的合成橫向加速度a。應予說明，在初始設定中，設為^ld = O。
[0139]接下來，傾斜控制部47獲取控制周期Ts (步驟S23)，計算a的微分值(步驟S24)。這里，若將a的微分值設為da / dt,則該da / dt通過以下式(18)計算。
[0140]da / dt=(a —aold) / Ts…式(18)
[0141]而且，傾斜控制部47以a- = a保存(步驟S25)。換句話說，將本次的車體傾斜控制處理執(zhí)行時獲取的橫向加速度傳感器值a作為^ld保存于存儲單元。
[0142]接下來，傾斜控制部47計算第一控制值Up (步驟S26)。這里，若將比例控制動作的控制增益，即比例增益設為GP，則第一控制值Up通過以下式(19)計算。
[0143]Up = GPa …式(19)
[0144]接下來，傾斜控制部47計算第二控制值Ud (步驟S27)。這里，若將微分控制動作的控制增益，即微分時間設為GD，則第二控制值Ud通過以下式(20)計算。
[0145]Ud = Gd da / dt…式(20)
[0146]接下來，傾斜控制部47計算第3控制值U (步驟S28)。該第3控制值U是第一控制值Up和第二控制值Ud的合計，通過以下式(21)計算。
[0147]U = Up + Ud …式(21)
[0148]若計算出第3控制值U，則傾斜控制部47從聯(lián)桿角速度推斷部50接收聯(lián)桿角速度控制值af (步驟S29)。
[0149]接下來，傾斜控制部47計算第4控制值U (步驟S30)。該第4控制值U是第3控制值U和聯(lián)桿角速度控制值af的合計，通過以下式(22 )計算。[0150]U = U +af…式(22)
[0151]最后，傾斜控制部47將第4控制值U作為速度指令值輸出給聯(lián)桿馬達控制部42(步驟S31)，結束傾斜控制處理。
[0152]接下來，對作為轉彎行駛的車體控制動作的一部分的轉向控制處理的動作進行說明。
[0153]圖12是表示本發(fā)明的第一實施方式的轉向控制處理的動作的流程圖。
[0154]在轉向控制處理中，也可以在獲取手柄角傳感器值δ后，根據(jù)車速ν使函數(shù)作用。例如，一般而言，若車速ν變高，則即使大幅操縱手柄，也無需增大轉向輪的轉向角。因此，在轉向控制處理中用于運算的手柄角傳感器值δ也可以通過在從手柄角傳感器62獲取后乘以與車速ν成反比的函數(shù)來決定。
[0155]另外，也能夠由手柄角傳感器值δ決定車體的橫擺率。其以與車速ν無關，為某手柄角傳感器值S時成為某橫擺率的方式構成反饋控制。
[0156]它們均是進行線控轉向時采用的方法。
[0157]本實施方式中的轉向控制部66若開始轉向控制處理，則首先，獲取手柄角傳感器62檢測出的作為手柄角的值的手柄角傳感器值δ (步驟S41)。上述手柄角是乘員操作把手41a而輸入的轉向角指令值。
[0158]接下來，轉向控制部66對手柄角傳感器值δ執(zhí)行濾波處理(步驟S42)。該濾波處理是與上述聯(lián)桿角速度推斷處理中的濾波處理相同的、基于低通濾波器的處理，能夠使用作為帶通濾波器通常使用的II`R濾波器或者FIR濾波器，也可以使用一階延遲系統(tǒng)的簡單的低通濾波器。
[0159]接下來，轉向控制部66計算手柄角傳感器值δ的微分值dS / dt (步驟S43)。這里，手柄角傳感器值S的微分值dS / dt表示手柄角的角速度。
[0160]接下來，轉向控制部66計算手柄角傳感器值δ的二階微分值(12δ / dt2 (步驟S44)。這里，手柄角傳感器值δ的二階微分值d2S / dt2表示手柄角的角加速度。
[0161]接下來，轉向控制部66計算轉向角目標值δ* (步驟S45)。這里，若將與逆轉向操作相當?shù)目刂圃鲆嬖O為Gst，則轉向角目標值δ *通過以下式(23)計算。
[0162]δ* = δ —Gst d2 δ / dt2 …式(23)
[0163]接下來，轉向控制部66計算聯(lián)桿角修正值Usl (步驟S46)。這里，若將根據(jù)手柄角控制聯(lián)桿角的控制增益設為Ga，換句話說，將根據(jù)操縱手柄的方向，以使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜的方式控制聯(lián)桿角的控制增益設為Ga，則聯(lián)桿角修正值Ua通過以下式(24)計算。
[0164]Usl = GSLd2 δ / dt2…式(24)
[0165]接下來，轉向控制部66計算聯(lián)桿角掩碼值Gui (步驟S47)。這里，若將用于消除逆轉向操作的影響的函數(shù)設為f4，則聯(lián)桿角掩碼值Gui通過以下式(25)計算。
[0166]Glm = f4 (d25 / dt2)…式(25)
[0167]此外，f4是在逆轉向操作時，用于排除基于橫向加速度的傾斜控制處理的影響的函數(shù)。由于因逆轉向操作，開始向與乘員意圖的轉彎方向相反的轉彎方向轉彎，所以因該轉彎產(chǎn)生的離心力作為使車體向乘員意圖的轉彎方向的內(nèi)側傾斜的方向的橫向加速度而被檢測。因此，若進行基于該橫向加速度的傾斜控制處理，則使車體向乘員意圖的轉彎方向的外側傾斜。因此，逆轉向操作時，需要排除基于橫向加速度的傾斜控制處理的影響。[0168]因此，f4作為輸入為實際能夠取得的最大值時輸出O這樣的函數(shù)而構成。此外，輸出是O~I。例如，若將輸入設為X，將該X實際能夠取得的最大值設為Xmax，則輸出I能夠通過以下式(26)得到。
[0169]y = — I / Xmax.I X I + I…式(26)
[0170]接下來，轉向控制部66將計算出的轉向角目標值δ*輸入給轉向馬達控制部67(步驟S48)。
[0171]最后，轉向控制部66將計算出的聯(lián)桿角修正值Ua以及聯(lián)桿角掩碼值Gui輸出給聯(lián)桿馬達控制部42 (步驟S49)，結束轉向控制處理。
[0172]接下來，對用于將轉矩指令值輸出給聯(lián)桿馬達25的聯(lián)桿馬達控制處理的動作進行說明。
[0173]圖13是表示本發(fā)明的第一實施方式的聯(lián)桿馬達控制處理的動作的流程圖。
[0174]在聯(lián)桿馬達控制處理中，聯(lián)桿馬達控制部42首先從傾斜控制部47接收第4控制值U (步驟S51)。
[0175]接下來，聯(lián)桿馬達控制部42從轉向控制部66接收聯(lián)桿角修正值Usl以及聯(lián)桿角掩碼值Glm (步驟S52)。
[0176]接下來，聯(lián)桿馬達控制部42計算第5控制值U (步驟S53)。該第5控制值U是基于第4控制值U和聯(lián)桿角修正值Usl以及聯(lián)桿角掩碼值Gui,并通過以下式(27)計算出的。
[0177]U = GlmU + Usl …式(27)
[0178]接下來，聯(lián)桿馬達控制部42獲取聯(lián)桿角的角速度即聯(lián)桿角速度Λ η (步驟S54)。該聯(lián)桿角速度△ H是獲取聯(lián)桿角傳感器25a檢測出的聯(lián)桿角傳感器值η，并對該聯(lián)桿角傳感器值H進行時間微分而計算出的。另外，聯(lián)桿馬達控制部42也能夠從干擾運算部43獲取聯(lián)桿角速度△ n的值。
[0179]接下來，聯(lián)桿馬達控制部42計算作為控制誤差的偏差(步驟S55)。這里，若將偏差設為ε，則該ε通過以下式(28)計算。
[0180]ε = U — Δ η …式(28)
[0181]此外，U是第5控制值U。
[0182]接下來，聯(lián)桿馬達控制部42計算作為用于使聯(lián)桿馬達25動作的轉矩指令值的聯(lián)桿馬達控制值(步驟S56)。這里，若將聯(lián)桿馬達控制值設為UM，則該Um通過以下式(29)計算。
[0183]Um = Gmp ε …式(29)
[0184]應予說明，Gmp是馬達控制比例增益，Gmp的值是基于實驗等設定的值，被預先存儲于存儲單元。
[0185]最后，聯(lián)桿馬達控制部42將聯(lián)桿馬達控制值Um輸出給聯(lián)桿馬達25(步驟S57)，結束聯(lián)桿馬達控制處理。
[0186]這里，對聯(lián)桿馬達控制處理為比例控制即P控制的情況進行了說明，但也可以是PID控制。
[0187]這樣，在本實施方式中，以使車體的重心在轉向初期向轉向指令信息所包含的轉向方向移動的方式進行控制，產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。換句話說，使車體的重心在乘員剛開始把手41a的操作后的時期，向通過把手41a的操作而輸入的轉向方向移動，由此，產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。此外，轉向控制部66通過使作為轉向輪的車輪12F的轉向角在乘員剛開始把手41a的操作后的時期，向與通過把手41a的操作而輸入的轉向方向相反的方向變化，即通過執(zhí)行逆轉向操作，使車體的重心向通過把手41a的操作而輸入的轉向方向移動。
[0188]由此，能夠使車體的重心在轉向初期向轉彎方向內(nèi)側移動，能夠順利地使車體向轉彎方向內(nèi)側傾斜，因此能夠不以操縱性、危險規(guī)避性能為代價，維持車體的穩(wěn)定性。
[0189]接下來，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。此外，對具有與第一實施方式相同的構造的部分，賦予相同的附圖標記，從而省略其說明。另外，對于與上述第一實施方式相同的動作以及相同的效果，也省略其說明。
[0190]圖14是本發(fā)明的第二實施方式的控制系統(tǒng)的框圖，圖15是表示本發(fā)明的第二實施方式的轉向控制處理的動作的流程圖。
[0191]在本實施方式的車體傾斜控制處理中，進行圖14所示那樣的將基于傾斜控制ECU46的傾斜控制和基于轉向控制ECU61的轉向控制組合的控制。在圖14中，f5是用于計算以后述的式(30)表示的逆轉向操作中的轉向角的計算值，即逆轉向計算值的函數(shù)。此外，其他點與在上述第一實施方式中說明的圖5相同，所以省略其說明。
[0192]另外，本實施方式中的橫向加速度運算處理、聯(lián)桿角速度推斷處理、傾斜控制處理以及聯(lián)桿馬達控制處理的動作與上述第一實施方式相同，所以省略其說明，這里，僅對本實施方式中的轉向控制處理的動作進行說明。
[0193]轉向控制部66若開始轉向控制處理，則獲取手柄角傳感器62檢測出的作為手柄角的值的手柄角傳感器 值δ (步驟S61)，對手柄角傳感器值δ執(zhí)行濾波處理(步驟S62)，計算手柄角傳感器值δ的微分值dS / dt (步驟S63)，計算手柄角傳感器值δ的二階微分值d2S / dt2 (步驟S64)。到此的動作與上述第一實施方式中的轉向控制處理的步驟S41~S44的動作相同。
[0194]接下來,轉向控制部66計算逆轉向計算值δ a (步驟S65)。該逆轉向計算值根據(jù)函數(shù)f5計算，具體而言，能夠通過以下式(30)得到。
[0195]式I
[0196]
【權利要求】
1.一種車輛，其特征在于，具有: 車體，其具備相互連結的轉向部以及主體部； 能夠轉向的轉向輪，其是以能夠旋轉的方式安裝于所述轉向部的車輪，該轉向輪使所述車體轉向； 不能轉向的非轉向輪，其是以能夠旋轉的方式安裝于所述主體部的車輪； 轉向裝置，其輸入轉向指令信息； 傾斜用致動器裝置，其使所述轉向部或者主體部向轉彎方向傾斜； 轉向用致動器裝置，其基于從所述轉向裝置輸入的轉向指令信息來使所述轉向輪的轉向角變化；和 控制裝置，其控制所述傾斜用致動器裝置以及轉向用致動器裝置， 該控制裝置進行控制使得在轉向初期車體的重心向所述轉向指令信息所包含的轉向方向移動，從而產(chǎn)生朝向轉彎方向內(nèi)側的加速度。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中， 所述控制裝置對轉向用致動器裝置進行控制使得在轉向初期所述轉向輪的轉向角向與所述轉向指令信息所包含的轉向方向相反的方向變化，由此使所述車體的重心移動。
3.根據(jù)權利要求2所述的車輛，其中， 所述控制裝置通過使用所述轉向指令信息所包含的轉向角的微分值來控制轉向用致動器裝置，使得所述轉向輪的轉向角僅在轉向初期向與所述轉向指令信息所包含的轉向方向相反的方向變化。
4.根據(jù)權利要求3所述的車輛，其中， 所述轉向初期是所述轉向指令信息所包含的轉向角的微分值和所述轉向指令信息所包含的轉向角的二階微分值的積為零或者正的時期。
5.根據(jù)權利要求2所述的車輛，其中， 所述控制裝置通過使用具有零點的一階延遲的傳遞函數(shù)來控制轉向用致動器裝置，使得所述轉向輪的轉向角僅在轉向初期向與所述轉向指令信息所包含的轉向方向相反的方向變化。
【文檔編號】B62K21/00GK103687782SQ201280032912
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權日:2011年7月26日
【發(fā)明者】林弘毅 申請人:株式會社愛考斯研究