(57)【要約】【課題】車両の走行を安定化する。【解決手段】車両は、車体と、車体に支持されているとともに１以上の回動輪を含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前輪と後輪とを含み、１以上の回動輪の方向は車体の幅方向に回動可能である、Ｎ個の車輪と、１以上の回動輪の方向を幅方向に回動させるトルクを生成するように構成されている操舵駆動装置と、車両のヨー角加速度を示すヨー角加速度パラメータを用いて操舵駆動装置を制御するように構成されている制御部と、を備える。【選択図】  図１３
2020104800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両であって、
車体と、
前記車体に支持されているとともに１以上の回動輪を含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前輪と後輪とを含み、前記１以上の回動輪の方向は前記車体の幅方向に回動可能である、前記Ｎ個の車輪と、
前記１以上の回動輪の前記方向を前記幅方向に回動させるトルクを生成するように構成されている操舵駆動装置と、
前記車両のヨー角加速度を示すヨー角加速度パラメータを用いて前記操舵駆動装置を制御するように構成されている制御部と、
を備える、車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両であって、
前記制御部は、地面における前記車両のＺＭＰ（ゼロ・モーメント・ポイント）が、前記Ｎ個の車輪と前記地面との間のＮ個の接触領域によって構成される地面上の凸包領域の内に維持されるように、前記操舵駆動装置を制御する、
車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両であって、
前記制御部は、
前記ヨー角加速度パラメータを用いて第１制御値を決定し、
前記第１制御値を含む１以上の制御値を用いて前記操舵駆動装置を制御する、
ように構成されている、
車両。
【請求項４】
請求項３に記載の車両であって、
前記前輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記第１制御値によって示される前記操舵駆動装置のトルクは、前記１以上の回動輪の前記方向を前記ヨー角加速度の方向とは反対方向に回動させるトルクである、
車両。
【請求項５】
請求項３に記載の車両であって、
前記後輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記第１制御値によって示される前記操舵駆動装置のトルクは、前記１以上の回動輪の前記方向を前記ヨー角加速度の方向に回動させるトルクである、
車両。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の車両であって、
前記車体に接続された第１サスペンションと、
前記第１サスペンションのストローク位置と相関を有する第１ストローク情報を測定する第１センサと、
前記車体に接続され、前記第１サスペンションよりも後方に配置された第２サスペンションと、
前記第２サスペンションのストローク位置と相関を有する第２ストローク情報を測定する第２センサと、
を備え、
前記制御部は、前記ヨー角加速度パラメータと、前記第１ストローク情報と、前記第２ストローク情報と、を用いて前記操舵駆動装置を制御するように構成されている、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回時に車体を旋回の内側に傾斜させる車両が提案されている。例えば、車体の車両幅方向の傾斜角を変更する傾斜角変更部と、傾斜角変更部を制御する傾斜制御部と、を備える車両が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２２２０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、車両が旋回を開始する時など車両の走行状態が変化する時、車両の走行安定性が低下する場合があった。例えば、車体が意図せず幅方向にロールする場合があった。このような課題は、旋回時に車体を旋回の内側に傾斜させる車両に限らず、車体を旋回の内側に傾斜させずに旋回する車両にも共通する課題であった。
【０００５】
本明細書は、車両の走行を安定化できる技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示された技術は、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
車両であって、
車体と、
前記車体に支持されているとともに１以上の回動輪を含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前輪と後輪とを含み、前記１以上の回動輪の方向は前記車体の幅方向に回動可能である、前記Ｎ個の車輪と、
前記１以上の回動輪の前記方向を前記幅方向に回動させるトルクを生成するように構成されている操舵駆動装置と、
前記車両のヨー角加速度を示すヨー角加速度パラメータを用いて前記操舵駆動装置を制御するように構成されている制御部と、
を備える、車両。
【０００８】
この構成によれば、制御部は、車両のヨー角加速度を示すヨー角加速度パラメータを用いて操舵駆動装置を制御するので、車両の走行を安定化できる。
【０００９】
［適用例２］
適用例１に記載の車両であって、
前記制御部は、地面における前記車両のＺＭＰ（ゼロ・モーメント・ポイント）が、前記Ｎ個の車輪と前記地面との間のＮ個の接触領域によって構成される地面上の凸包領域の内に維持されるように、前記操舵駆動装置を制御する、
車両。
【００１０】
この構成によれば、車輪が地面から離れることが抑制されるので、車両の走行を安定化できる。
【００１１】
［適用例３］
適用例１または２に記載の車両であって、
前記制御部は、
前記ヨー角加速度パラメータを用いて第１制御値を決定し、
前記第１制御値を含む１以上の制御値を用いて前記操舵駆動装置を制御する、
ように構成されている、
車両。
【００１２】
この構成によれば、ヨー角加速度に起因する車両の走行の安定性の低下を抑制できる。
【００１３】
［適用例４］
適用例３に記載の車両であって、
前記前輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記第１制御値によって示される前記操舵駆動装置のトルクは、前記１以上の回動輪の前記方向を前記ヨー角加速度の方向とは反対方向に回動させるトルクである、
車両。
【００１４】
この構成によれば、前輪が１以上の回動輪を含む場合に、ヨー角加速度に起因する車両の走行の安定性の低下を抑制できる。
【００１５】
［適用例５］
適用例３に記載の車両であって、
前記後輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記第１制御値によって示される前記操舵駆動装置のトルクは、前記１以上の回動輪の前記方向を前記ヨー角加速度の方向に回動させるトルクである、
車両。
【００１６】
この構成によれば、後輪が１以上の回動輪を含む場合に、ヨー角加速度に起因する車両の走行の安定性の低下を抑制できる。
【００１７】
［適用例６］
適用例１から５のいずれかに記載の車両であって、
前記車体に接続された第１サスペンションと、
前記第１サスペンションのストローク位置と相関を有する第１ストローク情報を測定する第１センサと、
前記車体に接続され、前記第１サスペンションよりも後方に配置された第２サスペンションと、
前記第２サスペンションのストローク位置と相関を有する第２ストローク情報を測定する第２センサと、
を備え、
前記制御部は、前記ヨー角加速度パラメータと、前記第１ストローク情報と、前記第２ストローク情報と、を用いて前記操舵駆動装置を制御するように構成されている、
車両。
【００１８】
この構成によれば、種々の状況下において、車両の走行を安定化できる。
【００１９】
なお、本明細書に開示の技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両、車両の制御装置、車両の制御方法、等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両１０の右側面図である。
【図２】車両１０の上面図である。
【図３】車両１０の下面図である。
【図４】車両１０の背面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、水平な地面ＧＬ上の車両１０の状態を示す概略図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、車両１０の簡略化された背面図である。
【図７】旋回時の力のバランスの説明図である。
【図８】車輪角ＡＦと旋回半径Ｒとの簡略化された関係を示す説明図である。
【図９】車両１０の制御に関する構成を示すブロック図である。
【図１０】制御処理の例を示すフローチャートである。
【図１１】制御装置１００のブロック図である。
【図１２】第１傾斜制御処理の例を示すフローチャートである。
【図１３】第１操舵制御処理の例を示すフローチャートである。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）はヨー角加速度と回動トルクとの説明図である。（Ｄ）〜（Ｆ）は、車両１０のゼロモーメントポイントＺＭＰの説明図である。
【図１５】車両１０Ｘの右側面図である。
【図１６】車両１０Ｘの上面図である。
【図１７】車輪角ＡＦｘと旋回半径Ｒとの簡略化された関係を示す説明図である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）は、ヨー角加速度と回動トルクとの説明図である。（Ｄ）は、車両１０ＸのゼロモーメントポイントＺＭＰｘの説明図である。
【図１９】回転する前輪１２Ｆに作用する力の説明図である。
【図２０】第４実施例の車両１０ａの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．車両１０の構成：
図１〜図４は、一実施例としての車両１０を示す説明図である。図１は、車両１０の右側面図を示し、図２は、車両１０の上面図を示し、図３は、車両１０の下面図を示し、図４は、車両１０の背面図を示している。図１〜図４には、水平な地面ＧＬ（図１）上に配置され、傾斜していない状態の車両１０が、示されている。図２〜図４では、図１に示す車両１０の構成のうちの一部分が図示され、他の部分の図示が省略されている。図１〜図４には、６つの方向ＤＦ、ＤＢ、ＤＵ、ＤＤ、ＤＲ、ＤＬが示されている。前方向ＤＦは、車両１０の車体９０の前方向（すなわち、前進方向）であり、後方向ＤＢは、前方向ＤＦの反対方向である。上方向ＤＵは、鉛直上方向であり、下方向ＤＤは、上方向ＤＵの反対方向である。右方向ＤＲは、前方向ＤＦに走行する車両１０から見た右方向であり、左方向ＤＬは、右方向ＤＲの反対方向である。方向ＤＦ、ＤＢ、ＤＲ、ＤＬは、いずれも、水平な方向である。右と左の方向ＤＲ、ＤＬは、前方向ＤＦに垂直である。
【００２２】
本実施例では、車両１０は、一人乗り用の小型車両である。車両１０（図１、図２）は、車体９０と、前輪１２Ｆと左後輪１２Ｌと右後輪１２Ｒとを有する三輪車である。前輪１２Ｆは、回動輪の例であり、車体９０の幅方向の中心に配置されている。回動輪は、車輪の進行方向が車体９０の幅方向（すなわち、右方向ＤＲに平行な方向）に回動可能であるように、車体９０に支持されている車輪である。後輪１２Ｌ、１２Ｒは、駆動輪であり、車体９０の幅方向の中心に対して対称に、互いに離れて配置されている。
【００２３】
車体９０（図１）は、本体部２０を有している。本体部２０は、底部２０ｂと、底部２０ｂの前方向ＤＦ側に接続された前壁部２０ａと、底部２０ｂの後方向ＤＢ側に接続された後壁部２０ｃと、後壁部２０ｃの上端から後方向ＤＢに向かって延びる支持部２０ｄと、を有している。本体部２０は、例えば、金属製のフレームと、フレームに固定されたパネルと、を有している。
【００２４】
車体９０は、さらに、底部２０ｂ上に固定された座席１１と、座席１１の前方向ＤＦ側に配置されたアクセルペダル４５とブレーキペダル４６と、底部２０ｂに固定された制御装置１００とバッテリ１２０と、前壁部２０ａの上方向ＤＵ側の端部に固定された前輪支持装置４１と、前輪支持装置４１に取り付けられたシフトスイッチ４７とハンドル４１ａと、を有している。図示を省略するが、本体部２０には、他の部材（例えば、屋根、前照灯など）が固定され得る。車体９０は、本体部２０に固定された部材を含んでいる。
【００２５】
シフトスイッチ４７は、車両１０の走行モードを選択するためのスイッチである。本実施例では、「ドライブ」と「ニュートラル」と「リバース」と「パーキング」との４つの走行モードから１つを選択可能である。「ドライブ」は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒの駆動によって前進するモードであり、「ニュートラル」は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒが回転自在であるモードであり、「リバース」は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒの駆動によって後退するモードであり、「パーキング」は、少なくとも１つの車輪（例えば、後輪１２Ｌ、１２Ｒ）が回転不能であるモードである。「ドライブ」と「ニュートラル」とは、通常は、車両１０の前進時に利用される。
【００２６】
前輪支持装置４１（図１）は、回動軸Ａｘ１を中心に回動可能に前輪１２Ｆを支持する装置である。前輪支持装置４１は、前フォーク１７と、軸受６８と、操舵モータ６５と、を有している。前フォーク１７は、前輪１２Ｆを回転可能に支持しており、例えば、サスペンション（コイルスプリングとショックアブソーバ）を内蔵したテレスコピックタイプのフォークである。軸受６８は、本体部２０（ここでは、前壁部２０ａ）と、前フォーク１７と、を連結している。軸受６８は、回動軸Ａｘ１を中心に、前フォーク１７（ひいては、前輪１２Ｆ）を、車体９０に対して左右に回転可能に支持している。前フォーク１７は、車体９０に対して、回動軸Ａｘ１を中心に、予め決められた角度範囲（例えば、１８０度未満の範囲）内で、回転可能であってよい。例えば、前フォーク１７が、車体９０に設けられた他の部材に接触することによって、角度範囲が制限されてよい。操舵モータ６５は、電気モータであり、前フォーク１７（ひいては、前輪１２Ｆ）を幅方向に回転させるトルクを生成するように構成されている操舵駆動装置の例である。操舵モータ６５は、図示しないロータとステータとを含んでいる。ロータとステータとのうち、一方は、前フォーク１７に固定され、他方は、本体部２０（ここでは、前壁部２０ａ）に固定されている。
【００２７】
ハンドル４１ａは、左右に回転可能な部材である。所定の直進方向に対するハンドル４１ａの回転方向（右、または、左）は、ユーザの望む旋回方向を示している。予め決められた直進方向に対するハンドル４１ａの回転角度（以下、「ハンドル角」とも呼ぶ）の大きさは、ユーザの望む旋回の程度を示している。本実施例では、「ハンドル角＝ゼロ」は、直進を示し、「ハンドル角＞ゼロ」は、右旋回を示し、「ハンドル角＜ゼロ」は、左旋回を示している。このように、ハンドル角の正負の符号は、旋回方向を示している。また、ハンドル角の絶対値は、旋回の程度を示している。このようなハンドル角は、旋回方向と旋回の程度とを表す操作量の例である。ハンドル４１ａは、操作量を入力するために操作されるように構成された操作入力部の例である。
【００２８】
なお、本実施例では、ハンドル４１ａには、ハンドル４１ａの回転軸に沿って延びる支持棒４１ａｘが固定されている。支持棒４１ａｘは、回転軸を中心に回転可能に前輪支持装置４１に接続されている。
【００２９】
車輪角ＡＦ（図２）は、車体９０に対する前輪１２Ｆの方向を示す角度である。本実施例では、車輪角ＡＦは、下方向ＤＤを向いて車両１０を見る場合に、車体９０の前方向ＤＦを基準とする、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２の角度である。進行方向Ｄ１２は、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘ２に垂直な方向である。本実施例では、「ＡＦ＝ゼロ」は、「方向Ｄ１２＝前方向ＤＦ」を示している。「ＡＦ＞ゼロ」は、方向Ｄ１２が右方向ＤＲ側を向いていることを示している（旋回方向＝右方向ＤＲ）。「ＡＦ＜ゼロ」は、方向Ｄ１２が左方向ＤＬ側を向いていることを示している（旋回方向＝左方向ＤＬ）。前輪１２Ｆが操舵される場合、車輪角ＡＦは、いわゆる操舵角に対応する。
【００３０】
操舵モータ６５は、制御装置１００（図１）によって制御される。以下、操舵モータ６５によって生成されるトルクを、回動トルクとも呼ぶ。回動トルクが小さい場合、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２がハンドル角とは独立に左右に回動することが許容される。操舵モータ６５の制御の詳細については、後述する。
【００３１】
図１中の角度ＣＡは、鉛直上方向ＤＵと、回動軸Ａｘ１に沿って鉛直上方向ＤＵ側へ向かう方向と、のなす角度を示している（キャスター角とも呼ばれる）。本実施例では、キャスター角ＣＡがゼロよりも大きい。キャスター角ＣＡがゼロよりも大きい場合、回動軸Ａｘ１に沿って鉛直上方向ＤＵ側へ向かう方向は、斜め後ろに傾斜している。
【００３２】
また、図１に示すように、本実施例では、前輪支持装置４１の回動軸Ａｘ１と地面ＧＬとの交点Ｐ２は、前輪１２Ｆの地面ＧＬとの接触中心Ｐ１よりも、前方向ＤＦ側に位置している。これらの点Ｐ１、Ｐ２の間の後方向ＤＢの距離Ｌｔは、トレールと呼ばれる。正のトレールＬｔは、接触中心Ｐ１が交点Ｐ２よりも後方向ＤＢ側に位置していることを示している。なお、図１、図３に示すように、接触中心Ｐ１は、前輪１２Ｆと地面ＧＬとの接触領域Ｃａ１の重心である。接触領域の重心は、接触領域内に質量が均等に分布していると仮定する場合の重心の位置である。右後輪１２Ｒと地面ＧＬとの接触領域ＣａＲの接触中心ＰｂＲと、左後輪１２Ｌと地面ＧＬとの接触領域ＣａＬの接触中心ＰｂＬとも、同様に特定される。
【００３３】
２つの後輪１２Ｌ、１２Ｒ（図４）は、後輪支持部８０に回転可能に支持されている。後輪支持部８０は、リンク機構３０と、リンク機構３０の上部に固定されたリーンモータ２５と、リンク機構３０の上部に固定された第１支持部８２と、リンク機構３０の前部に固定された第２支持部８３（図１）と、を有している。図１では、説明のために、リンク機構３０と第１支持部８２と第２支持部８３のうちの右後輪１２Ｒに隠れている部分も実線で示されている。図２では、説明のために、本体部２０に隠れている後輪支持部８０と後輪１２Ｌ、１２Ｒと後述する連結棒７５とが、実線で示されている。図１〜図３では、リンク機構３０が簡略化して示されている。
【００３４】
第１支持部８２（図４）は、後輪１２Ｌ、１２Ｒの上方向ＤＵ側において、右方向ＤＲに平行に延びる板状の部分を含んでいる。第２支持部８３（図１、図２）は、リンク機構３０の前方向ＤＦ側の、左後輪１２Ｌと右後輪１２Ｒとの間に配置されている。
【００３５】
右後輪１２Ｒ（図１）は、ホイール１２Ｒａと、ホイール１２Ｒａに装着されたタイヤ１２Ｒｂと、を有している。ホイール１２Ｒａ（図４）は、右駆動モータ５１Ｒに接続されている。右駆動モータ５１Ｒは、図示しないステータとロータとを有する電気モータである。ロータとステータとのうちの一方は、ホイール１２Ｒａに固定され、他方は、後輪支持部８０に固定されている。右駆動モータ５１Ｒの回転軸は、ホイール１２Ｒａの回転軸と同じであり、右方向ＤＲに平行である。左後輪１２Ｌのホイール１２Ｌａとタイヤ１２Ｌｂと左駆動モータ５１Ｌとの構成は、右後輪１２Ｒのホイール１２Ｒａとタイヤ１２Ｒｂと右駆動モータ５１Ｒとの構成と、それぞれ同様である。これらの駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒは、後輪１２Ｌ、１２Ｒを直接的に駆動するインホイールモータである。以下、左駆動モータ５１Ｌと右駆動モータ５１Ｒとの全体を、駆動システム５１Ｓとも呼ぶ。図１、図４には、車体９０が水平な地面ＧＬ上で傾斜せずに直立している状態（後述する傾斜角Ｔがゼロである状態）が、示されている。この状態で、左後輪１２Ｌの回転軸ＡｒＬ（図４）と右後輪１２Ｒの回転軸ＡｒＲとは、同じ直線上に位置している。図１、図３に示すように、右後輪１２Ｒの接触中心ＰｂＲと左後輪１２Ｌの接触中心ＰｂＬとの間で、前方向ＤＦの位置は、おおよそ同じである。
【００３６】
リンク機構３０（図４）は、いわゆる、平行リンクである。リンク機構３０は、右方向ＤＲに向かって順番に並ぶ３つの縦リンク部材３３Ｌ、２１、３３Ｒと、下方向ＤＤに向かって順番に並ぶ２つの横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄと、を有している。水平な地面ＧＬ上で車体９０が傾斜せずに直立している場合、縦リンク部材３３Ｌ、２１、３３Ｒは、鉛直方向に平行であり、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄは、水平方向に平行である。２つの縦リンク部材３３Ｌ、３３Ｒと、２つの横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄとは、平行四辺形リンク機構を形成している。上横リンク部材３１Ｕは、縦リンク部材３３Ｌ、３３Ｒの上端を連結している。下横リンク部材３１Ｄは、縦リンク部材３３Ｌ、３３Ｒの下端を連結している。中縦リンク部材２１は、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄの中央部分を連結している。これらのリンク部材３３Ｌ、３３Ｒ、３１Ｕ、３１Ｄ、２１は、互いに回転可能に連結されており、回転軸は、車体９０の前後方向に延びている（本実施例では、回転軸は、前方向ＤＦに平行である）。互いに連結されたリンク部材は、予め決められた角度範囲（例えば、１８０度未満の範囲）内で、回転軸を中心に相対的に回転可能であってよい。例えば、一方のリンク部材の特定の部分が、他方のリンク部材の特定の部分に接触することによって、角度範囲が制限されてよい。左縦リンク部材３３Ｌには、左駆動モータ５１Ｌが固定されている。右縦リンク部材３３Ｒには、右駆動モータ５１Ｒが固定されている。中縦リンク部材２１の上部には、第１支持部８２と第２支持部８３（図１）とが、固定されている。リンク部材３３Ｌ、２１、３３Ｒ、３１Ｕ、３１Ｄと、支持部８２、８３とは、例えば、金属で形成されている。
【００３７】
本実施例では、リンク機構３０は、複数のリンク部材を回転可能に連結するための軸受けを有している。例えば、軸受３８は、下横リンク部材３１Ｄと中縦リンク部材２１とを回転可能に連結し、軸受３９は、上横リンク部材３１Ｕと中縦リンク部材２１とを回転可能に連結している。説明を省略するが、複数のリンク部材を回転可能に連結している他の部分にも、軸受が設けられている。
【００３８】
リーンモータ２５は、リンク機構３０を駆動するように構成されている傾斜駆動装置の例であり、本実施例では、ステータとロータとを有する電気モータである。リーンモータ２５のステータとロータのうちの一方は、中縦リンク部材２１に固定され、他方は、上横リンク部材３１Ｕに固定されている。リーンモータ２５の回転軸は、軸受３９の回転軸と同じであり、車両１０の幅方向の中心に位置している。リーンモータ２５のロータがステータに対して回転すると、上横リンク部材３１Ｕが、中縦リンク部材２１に対して、回転する。これにより、車両１０が傾斜する。以下、リーンモータ２５によって生成されるトルクを、傾斜トルクとも呼ぶ。傾斜トルクは、車体９０の傾斜角を制御するためのトルクである。
【００３９】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、水平な地面ＧＬ上の車両１０の状態を示す概略図である。図中には、車両１０の簡略化された背面図が示されている。図５（Ａ）は、車両１０が直立している状態を示し、図５（Ｂ）は、車両１０が傾斜している状態を示している。図５（Ａ）に示すように、上横リンク部材３１Ｕが中縦リンク部材２１に対して直交する場合、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが、水平な地面ＧＬに対して直立する。そして、車体９０を含む車両１０の全体は、地面ＧＬに対して、直立する。図中の車体上方向ＤＶＵは、車体９０の上方向である。車両１０が傾斜していない状態では、車体上方向ＤＶＵは、上方向ＤＵと同じである。本実施例では、車体９０に対して予め決められた上方向が、車体上方向ＤＶＵとして用いられる。
【００４０】
横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄは、車体９０に回転可能に支持されている部材である（具体的には、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄは、後述するサスペンションシステム７０、第１支持部８２を介して車体９０に接続された中縦リンク部材２１に回転可能に支持されている）。そして、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄを含むリンク機構３０は、左後輪１２Ｌと右後輪１２Ｒとの車体上方向ＤＶＵの相対位置を変化させることが可能である。図５（Ｂ）に示すように、背面図上で、中縦リンク部材２１が上横リンク部材３１Ｕに対して時計回り方向に回転している場合、右後輪１２Ｒが車体上方向ＤＶＵ側に移動し、左後輪１２Ｌが反対側に移動する。この結果、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが地面ＧＬに接触した状態で、これらの車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、地面ＧＬに対して右方向ＤＲ側に傾斜する。そして、車体９０を含む車両１０の全体は、地面ＧＬに対して、右方向ＤＲ側に傾斜する。一般的には、上横リンク部材３１Ｕが中縦リンク部材２１に対して傾斜する場合、右後輪１２Ｒと左後輪１２Ｌとの一方が、車体上方向ＤＶＵ側に移動し、他方は、車体上方向ＤＶＵとは反対方向側に移動する。この結果、車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒ、ひいては、車体９０を含む車両１０の全体は、地面ＧＬに対して傾斜する。後述するように、車両１０が右方向ＤＲ側に旋回する場合に、車両１０は、右方向ＤＲ側に傾斜する。車両１０が左方向ＤＬ側に旋回する場合に、車両１０は、左方向ＤＬ側に傾斜する。
【００４１】
図５（Ｂ）では、車体上方向ＤＶＵは、上方向ＤＵに対して、右方向ＤＲ側に傾斜している。以下、前方向ＤＦを向いて車両１０を見る場合の、上方向ＤＵと車体上方向ＤＶＵとの間の角度を、傾斜角Ｔと呼ぶ。ここで、「Ｔ＞ゼロ」は、右方向ＤＲ側への傾斜を示し、「Ｔ＜ゼロ」は、左方向ＤＬ側への傾斜を示している。車両１０が傾斜する場合、車体９０を含む車両１０の全体が、おおよそ、同じ方向に傾斜する。従って、車体９０の傾斜角Ｔは、車両１０の傾斜角Ｔであると言うことができる。
【００４２】
また、図５（Ｂ）には、リンク機構３０の制御角Ｔｃが示されている。制御角Ｔｃは、上横リンク部材３１Ｕの向きに対する中縦リンク部材２１の向きの角度を示している。「Ｔｃ＝ゼロ」は、上横リンク部材３１Ｕに対して中縦リンク部材２１が垂直であることを、示している。「Ｔｃ＞ゼロ」は、図５（Ｂ）の背面図において、中縦リンク部材２１が、上横リンク部材３１Ｕに対して、時計回りに回転したことを示している。図示を省略するが、「Ｔｃ＜ゼロ」は、中縦リンク部材２１が、上横リンク部材３１Ｕに対して、反時計回りに回転したことを示している。図示するように、車両１０が、水平な地面ＧＬ（すなわち、鉛直上方向ＤＵに垂直な地面ＧＬ）上に位置している場合、制御角Ｔｃは、傾斜角Ｔと、おおよそ同じである。
【００４３】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）中の地面ＧＬ上の軸ＡｘＬは、傾斜軸ＡｘＬである。リンク機構３０とリーンモータ２５とは、車両１０を、傾斜軸ＡｘＬを中心に、右と左とに傾斜させることができる。本実施例では、傾斜軸ＡｘＬは、前輪１２Ｆと地面ＧＬとの接触中心Ｐ１を通り前方向ＤＦに平行な直線である。後輪１２Ｌ、１２Ｒを回転可能に支持するリンク機構３０は、車体９０を車体９０の幅方向に傾斜させるように構成されている傾斜装置の例である（傾斜装置３０とも呼ぶ）。
【００４４】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）と同様に、車両１０の簡略化された背面図を示している。図６（Ａ）、図６（Ｂ）では、地面ＧＬｘは、鉛直上方向ＤＵに対して斜めに傾斜している（右側が高く、左側が低い）。図６（Ａ）は、制御角Ｔｃがゼロである状態を示している。この状態では、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが、地面ＧＬｘに対して直立する。そして、車体上方向ＤＶＵは、地面ＧＬｘに対して垂直であり、また、鉛直上方向ＤＵに対して左方向ＤＬ側に傾斜している。
【００４５】
図６（Ｂ）は、傾斜角Ｔがゼロである状態を示している。この状態では、上横リンク部材３１Ｕは、地面ＧＬｘにおおよそ平行であり、中縦リンク部材２１に対して反時計回りの方向に傾斜している。また、車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、地面ＧＬに対して傾斜している。
【００４６】
このように、地面ＧＬｘが傾斜している場合、車体９０の傾斜角Ｔの大きさは、リンク機構３０の制御角Ｔｃの大きさと、異なり得る。
【００４７】
なお、リーンモータ２５は、リーンモータ２５を回転不能に固定する図示しないロック機構を有している。ロック機構を作動させることによって、上横リンク部材３１Ｕは、中縦リンク部材２１に対して回転不能に固定される。この結果、制御角Ｔｃが固定される。例えば、車両１０の駐車時に、制御角Ｔｃはゼロに固定される。ロック機構としては、メカニカルな機構であって、リーンモータ２５（ひいては、リンク機構３０）を固定している最中に電力を消費しない機構が好ましい。
【００４８】
図２、図４に示すように、本実施例では、本体部２０は、サスペンションシステム７０と連結棒７５とによって、後輪支持部８０に連結されている。サスペンションシステム７０（図４）は、伸縮可能な左サスペンション７０Ｌと、伸縮可能な右サスペンション７０Ｒと、を有している。本実施例では、各サスペンション７０Ｌ、７０Ｒは、コイルスプリング７１Ｌ、７１Ｒとショックアブソーバ７２Ｌ、７２Ｒとを内蔵するテレスコピックタイプのサスペンションである。サスペンション７０Ｌ、７０Ｒの上方向ＤＵ側の端部は、本体部２０の支持部２０ｄに、回転可能に連結されている（例えば、玉継ぎ手、ヒンジなど）。サスペンション７０Ｌ、７０Ｒの下方向ＤＤ側の端部は、後輪支持部８０の第１支持部８２に、回転可能に連結されている（例えば、玉継ぎ手、ヒンジなど）。
【００４９】
連結棒７５は、図１、図２に示すように、前方向ＤＦに延びる棒である。連結棒７５は、車両１０の幅方向の中心に配置されている。連結棒７５の前方向ＤＦ側の端部は、本体部２０の後壁部２０ｃに、回転可能に連結されている（例えば、玉継ぎ手）。連結棒７５の後方向ＤＢ側の端部は、後輪支持部８０の第２支持部８３に、回転可能に連結されている（例えば、玉継ぎ手）。
【００５０】
車体９０は、サスペンション７０Ｌ、７０Ｒの伸縮によって、幅方向に回転可能である。車体９０は、予め決められた角度範囲（例えば、９０度未満の範囲）内で、回転可能である。本実施例では、角度範囲は、サスペンション７０Ｌ、７０Ｒの長さの可能な範囲によって、制限されている。
【００５１】
図１、図５（Ａ）、図５（Ｂ）には、重心９０ｃが示されている。重心９０ｃは、車体９０の重心である。車体９０の重心９０ｃは、車体９０が乗員（可能なら荷物も）を積んだ状態での重心である。重心９０ｃが低いほど、車体９０の意図しない幅方向の回転が抑制される。本実施例では、重心９０ｃを低くするために、車体９０（図１）の要素のうち比較的重い要素であるバッテリ１２０が、低い位置に配置されている。具体的には、バッテリ１２０は、車体９０の本体部２０のうちの最も低い部分である底部２０ｂに固定されている。従って、重心９０ｃを、容易に、低くできる。
【００５２】
図７は、旋回時の力のバランスの説明図である。図中には、旋回方向が右方向である場合の後輪１２Ｌ、１２Ｒの背面図が示されている。後述するように、旋回方向が右方向である場合、制御装置１００（図１）は、後輪１２Ｌ、１２Ｒ（ひいては、車両１０）が地面ＧＬに対して右方向ＤＲに傾斜するように、リーンモータ２５を制御する場合がある。
【００５３】
図中の第１力Ｆ１は、車体９０に作用する遠心力である。第２力Ｆ２は、車体９０に作用する重力である。ここで、車体９０の質量をｍ（ｋｇ）とし、重力加速度をｇ（おおよそ、９．８ｍ／ｓ２）とし、鉛直方向に対する車両１０の傾斜角をＴ（度）とし、旋回時の車両１０の速度をＶ（ｍ／ｓ）とし、旋回半径をＲ（ｍ）とする。第１力Ｆ１と第２力Ｆ２とは、以下の式１、式２で表される。
Ｆ１  ＝  （ｍ＊Ｖ２）／Ｒ                （式１）
Ｆ２  ＝  ｍ＊ｇ                          （式２）
ここで、＊は、乗算記号（以下、同じ）。
【００５４】
また、図中の力Ｆ１ｂは、第１力Ｆ１の、車体上方向ＤＶＵに垂直な方向の成分である。力Ｆ２ｂは、第２力Ｆ２の、車体上方向ＤＶＵに垂直な方向の成分である。力Ｆ１ｂと力Ｆ２ｂとは、以下の式３、式４で表される。
Ｆ１ｂ  ＝  Ｆ１＊ｃｏｓ（Ｔ）            （式３）
Ｆ２ｂ  ＝  Ｆ２＊ｓｉｎ（Ｔ）            （式４）
ここで、「ｃｏｓ（）」は、余弦関数であり、「ｓｉｎ（）」は、正弦関数である（以下、同じ）。
【００５５】
力Ｆ１ｂは、車体上方向ＤＶＵを左方向ＤＬ側に回転させる成分であり、力Ｆ２ｂは、車体上方向ＤＶＵを右方向ＤＲ側に回転させる成分である。車両１０が傾斜角Ｔ（さらには、速度Ｖと旋回半径Ｒ）を保ちつつ旋回を続ける場合には、Ｆ１ｂとＦ２ｂとの関係は、以下の式５で表される
Ｆ１ｂ  ＝  Ｆ２ｂ                      （式５）
式５に上記の式１〜式４を代入すると、旋回半径Ｒは、以下の式６で表される。
Ｒ  ＝  Ｖ２／（ｇ＊ｔａｎ（Ｔ））      （式６）
ここで、「ｔａｎ（）」は、正接関数である（以下、同じ）。
式６は、車体９０の質量ｍに依存せずに、成立する。ここで、式６の「Ｔ」を、左方向と右方向とを区別せずに傾斜角の大きさを表すパラメータＴａ（ここでは、傾斜角Ｔの絶対値）に置換することによって得られる以下の式６ａは、車体９０の傾斜方向に拘わらずに、成立する。
Ｒ  ＝  Ｖ２／（ｇ＊ｔａｎ（Ｔａ））      （式６ａ）
【００５６】
図８は、車輪角ＡＦと旋回半径Ｒとの簡略化された関係を示す説明図である。図中には、下方向ＤＤを向いて見た車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが示されている。図中では、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２は、右方向ＤＲに回動しており、車両１０は、右方向ＤＲに旋回する。図中の前中心Ｃｆは、前輪１２Ｆの中心である。前中心Ｃｆは、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘ２上に位置している。下方向ＤＤを向いて車両１０を見る場合、前中心Ｃｆは、接触中心Ｐ１（図１）とおおよそ同じ位置に位置している。後中心Ｃｂは、２つの後輪１２Ｌ、１２Ｒの間の中心である。車体９０が傾斜していない場合、後中心Ｃｂは、後輪１２Ｌ、１２Ｒの回転軸ＡｒＬ、ＡｒＲ上の、後輪１２Ｌ、１２Ｒの間の中央に位置している。下方向ＤＤを向いて車両１０を見る場合、後中心Ｃｂの位置は、２個の後輪１２Ｌ、１２Ｒの接触中心ＰｂＬ、ＰｂＲの間の中央の位置と、同じである。中心Ｃｒは、旋回の中心である（旋回中心Ｃｒと呼ぶ）。なお、車両１０の旋回運動は、車両１０の公転運動と、車両１０の自転運動と、を含んでいる。中心Ｃｒは、公転運動の中心である（公転中心Ｃｒとも呼ぶ）。ホイールベースＬｈは、前中心Ｃｆと後中心Ｃｂとの間の前方向ＤＦの距離である。図１に示すように、ホイールベースＬｈは、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘ２と、後輪１２Ｌ、１２Ｒの回転軸ＡｒＬ、ＡｒＲとの間の前方向ＤＦの距離である。
【００５７】
図８に示すように、前中心Ｃｆと後中心Ｃｂと旋回中心Ｃｒとは、直角三角形を形成する。点Ｃｂの内角は、９０度である。点Ｃｒの内角は、車輪角ＡＦと同じである。従って、車輪角ＡＦと旋回半径Ｒとの関係は、以下の式７で表される。
ＡＦ  ＝  ａｒｃｔａｎ（Ｌｈ／Ｒ）      （式７）
ここで「ａｒｃｔａｎ（）」は、正接関数の逆関数である（以下、同じ）。
【００５８】
上記の式６、式６ａ、式７は、車両１０が、速度Ｖと旋回半径Ｒとが変化しない状態で、旋回している場合に成立する関係式である。なお、現実の車両１０の挙動と、図８の簡略化された挙動と、の間には、種々の差異が存在する。例えば、現実の車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、地面に対して滑り得る。また、現実の車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、地面に対して傾斜し得る。従って、現実の旋回半径は、式７の旋回半径Ｒと異なり得る。ただし、式７は、車輪角ＡＦと旋回半径Ｒとの関係を示す良い近似式として、利用可能である。
【００５９】
Ａ２．車両１０の制御の概要：
図９は、車両１０の制御に関する構成を示すブロック図である。車両１０は、制御に関する構成として、車速センサ１２２と、ハンドル角センサ１２３と、車輪角センサ１２４と、鉛直方向センサ１２６と、アクセルペダルセンサ１４５と、ブレーキペダルセンサ１４６と、シフトスイッチ４７と、制御装置１００と、右駆動モータ５１Ｒと、左駆動モータ５１Ｌと、リーンモータ２５と、操舵モータ６５と、を有している。
【００６０】
車速センサ１２２は、車両１０の車速を検出するセンサである。本実施例では、車速センサ１２２は、前フォーク１７（図１）の下端に取り付けられており、前輪１２Ｆの回転速度、すなわち、車速を検出する。
【００６１】
ハンドル角センサ１２３は、ハンドル４１ａの向き（すなわち、ハンドル角）を検出するセンサである。本実施例では、ハンドル角センサ１２３は、ハンドル４１ａ（図１）に固定された支持棒４１ａｘに取り付けられている。
【００６２】
車輪角センサ１２４は、前輪１２Ｆの車輪角ＡＦを検出するセンサである。本実施例では、車輪角センサ１２４は、操舵モータ６５（図１）に取り付けられている。
【００６３】
鉛直方向センサ１２６は、鉛直下方向ＤＤを特定するセンサである。本実施例では、鉛直方向センサ１２６は、車体９０（図１）に固定されている（具体的には、後壁部２０ｃ）。また、本実施例では、鉛直方向センサ１２６は、加速度センサ１２６ａと、ジャイロセンサ１２６ｇと、制御部１２６ｃと、を含んでいる。加速度センサは、任意の方向の加速度を検出するセンサであり、例えば、３軸の加速度センサである。以下、加速度センサ１２６ａによって検出される加速度の方向を、検出方向と呼ぶ。車両１０が停止している状態では、検出方向は、鉛直下方向ＤＤと同じである。ジャイロセンサ１２６ｇは、任意の方向の回転軸を中心とする角加速度を検出するセンサであり、例えば、３軸の角加速度センサである。制御部１２６ｃは、加速度センサ１２６ａからの信号とジャイロセンサ１２６ｇからの信号と車速センサ１２２からの信号とを用いて鉛直下方向ＤＤを特定する装置である。制御部１２６ｃは、例えば、コンピュータを含むデータ処理装置である。
【００６４】
制御部１２６ｃは、車速センサ１２２によって特定される車速Ｖを用いることによって、車両１０の加速度を算出する。そして、制御部１２６ｃは、加速度を用いることによって、車両１０の加速度に起因する鉛直下方向ＤＤに対する検出方向のずれを特定する（例えば、検出方向の前方向ＤＦまたは後方向ＤＢのずれが特定される）。また、制御部１２６ｃは、ジャイロセンサ１２６ｇによって特定される角加速度を用いることによって、車両１０の角加速度に起因する鉛直下方向ＤＤに対する検出方向のずれを特定する（例えば、検出方向の右方向ＤＲまたは左方向ＤＬのずれが、特定される）。制御部１２６ｃは、特定されたずれを用いて検出方向を修正することによって、鉛直下方向ＤＤを特定する。このように鉛直方向センサ１２６は、車両１０の種々の走行状態において、適切な鉛直下方向ＤＤを特定できる。
【００６５】
アクセルペダルセンサ１４５は、アクセルペダル４５（図１）に取り付けられており、アクセル操作量を検出する。ブレーキペダルセンサ１４６は、ブレーキペダル４６（図１）に取り付けられており、ブレーキ操作量を検出する。
【００６６】
各センサ１２２、１２３、１２４、１４５、１４６は、例えば、レゾルバ、または、エンコーダを用いて構成されている。
【００６７】
制御装置１００は、主制御部１１０と、駆動装置制御部３００と、リーンモータ制御部４００と、操舵モータ制御部５００と、を有している。制御装置１００は、バッテリ１２０（図１）からの電力を用いて動作する。本実施例では、制御部１１０、３００、４００、５００は、それぞれ、コンピュータを有している。具体的には、制御部１１０、３００、４００、５００は、プロセッサ１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐ（例えば、ＣＰＵ）と、揮発性記憶装置１１０ｖ、３００ｖ、４００ｖ、５００ｖ（例えば、ＤＲＡＭ）と、不揮発性記憶装置１１０ｎ、３００ｎ、４００ｎ、５００ｎ（例えば、フラッシュメモリ）と、を有している。不揮発性記憶装置１１０ｎ、３００ｎ、４００ｎ、５００ｎには、対応する制御部１１０、３００、４００、５００の動作のためのプログラム１１０ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇが、予め格納されている。また、主制御部１１０の不揮発性記憶装置１１０ｎには、マップデータＭＴ、ＭＡＦが、予め格納されている。プロセッサ１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐは、それぞれ、対応するプログラム１１０ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇを実行することによって、種々の処理を実行する。
【００６８】
主制御部１１０のプロセッサ１１０ｐは、センサ１２２、１２３、１２４、１２６、１４５、１４６とシフトスイッチ４７とからの信号を受信する。そして、プロセッサ１１０ｐは、受信した信号を用いて、駆動装置制御部３００とリーンモータ制御部４００と操舵モータ制御部５００とに指示を出力する。
【００６９】
駆動装置制御部３００のプロセッサ３００ｐは、主制御部１１０からの指示に従って、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを制御する。リーンモータ制御部４００のプロセッサ４００ｐは、主制御部１１０からの指示に従って、リーンモータ２５を制御する。操舵モータ制御部５００のプロセッサ５００ｐは、主制御部１１０からの指示に従って、操舵モータ６５を制御する。これらの制御部３００、４００、５００は、それぞれ、制御対象のモータ５１Ｌ、５１Ｒ、２５、６５にバッテリ１２０からの電力を供給する電力制御部３００ｃ、４００ｃ、５００ｃを有している。電力制御部３００ｃ、４００ｃ、５００ｃは、電気回路（例えば、インバータ回路）を用いて、構成されている。
【００７０】
以下、制御部１１０、３００、４００、５００のプロセッサ１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐが処理を実行することを、単に、制御部１１０、３００、４００、５００が処理を実行する、とも表現する。
【００７１】
図１０は、制御装置１００（図９）によって実行される制御処理の例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、リーンモータ２５と操舵モータ６５との制御の手順を示している。図１０では、各ステップに、文字「Ｓ」と、文字「Ｓ」に続く数字と、を組み合わせた符号が、付されている。
【００７２】
Ｓ１１０では、主制御部１１０は、センサ１２２、１２３、１２４、１２６、１４５、１４６とシフトスイッチ４７とからの信号を取得する。そして、主制御部１１０は、速度Ｖとハンドル角Ａｉと車輪角ＡＦと鉛直下方向ＤＤと角加速度とアクセル操作量とブレーキ操作量と走行モードとを、特定する。
【００７３】
Ｓ１２０では、主制御部１１０は、「走行モードが「ドライブ」と「ニュートラル」とのいずれかである」という条件が満たされるか否かを判断する。Ｓ１２０の条件は、車両１０が前進していることを、示している。
【００７４】
Ｓ１２０の判断結果が、Ｙｅｓである場合、制御装置１００は、Ｓ１３０、Ｓ１４０を並行して実行する。Ｓ１３０は、リーンモータ２５を制御する第１傾斜制御処理である。Ｓ１４０は、操舵モータ６５を制御する第１操舵制御処理である。Ｓ１３０、Ｓ１４０では、制御装置１００は、車両１０がハンドル角に対応付けられた方向に進むように、リーンモータ２５と操舵モータ６５とを制御する。Ｓ１３０では、傾斜角Ｔと目標傾斜角との差を用いるリーンモータ２５のフィードバック制御が、行われる（例えば、いわゆるＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御）。Ｓ１４０では、車輪角ＡＦと目標車輪角との差を用いる操舵モータ６５のフィードバック制御が、行われる（例えば、いわゆるＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御）。また、Ｓ１４０では、ヨー角加速度を用いるトルク制御も、行われる。Ｓ１３０、Ｓ１４０の詳細については、後述する。Ｓ１３０、Ｓ１４０の後、制御装置１００は、図１０の処理を終了する。
【００７５】
Ｓ１２０で、「走行モードが「ドライブ」と「ニュートラル」とのいずれかである」という条件が満たされない場合（Ｓ１２０：Ｎｏ）、主制御部１１０は、Ｓ１５０、Ｓ１６０の処理を並行して実行する。
【００７６】
Ｓ１５０の処理は、Ｓ１３０の処理と、同じである。Ｓ１６０の処理は、Ｓ１４０の処理と同じである。Ｓ１５０、Ｓ１６０の後、制御装置１００は、図１０の処理を終了する。
【００７７】
Ｓ１３０、Ｓ１４０、または、Ｓ１５０、Ｓ１６０の処理が実行されたことに応じて、図１０の処理が終了する。制御装置１００は、図１０の処理を繰り返し実行する。Ｓ１３０、Ｓ１４０を実行するための条件が満たされる場合（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、Ｓ１３０、Ｓ１４０の処理を、継続して行う。Ｓ１５０、Ｓ１６０を実行するための条件が満たされる場合（Ｓ１２０：Ｎｏ）、制御装置１００は、Ｓ１５０、Ｓ１６０の処理を、継続して行う。これらの結果、車両１０は、ハンドル角に適した進行方向に向かって、走行する。
【００７８】
図示を省略するが、主制御部１１０（図９）と駆動装置制御部３００とは、アクセル操作量とブレーキ操作量とシフトスイッチ４７とに応じて電気モータ５１Ｌ、５１Ｒを制御する駆動制御部として機能する。本実施例では、アクセル操作量が増大した場合には、主制御部１１０は、電気モータ５１Ｌ、５１Ｒの出力パワーを増大させるための指示を、駆動装置制御部３００に供給する。駆動装置制御部３００は、指示に従って、出力パワーが増大するように、電気モータ５１Ｌ、５１Ｒを制御する。アクセル操作量が減少した場合には、主制御部１１０は、電気モータ５１Ｌ、５１Ｒの出力パワーを減少させるための指示を、駆動装置制御部３００に供給する。駆動装置制御部３００は、指示に従って、出力パワーが減少するように、電気モータ５１Ｌ、５１Ｒを制御する。
【００７９】
ブレーキ操作量がゼロよりも大きくなった場合には、主制御部１１０は、電気モータ５１Ｌ、５１Ｒの出力パワーを減少させるための指示を、駆動装置制御部３００に供給する。駆動装置制御部３００は、指示に従って、出力パワーが減少するように、電気モータ５１Ｌ、５１Ｒを制御する。なお、車両１０は、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒのうちの少なくとも１つの車輪の回転速度を摩擦によって低減するブレーキ装置を有することが好ましい。そして、ユーザがブレーキペダル４６を踏み込んだ場合に、ブレーキ装置が、少なくとも１つの車輪の回転速度を低減することが好ましい。
【００８０】
Ａ３．車両１０の制御の詳細：
図１１は、制御装置１００のうち、リーンモータ２５と操舵モータ６５との制御に関連する部分のブロック図である。主制御部１１０は、傾斜角特定部１１２と、目標傾斜角決定部１１３と、第１減算部１１４と、目標車輪角決定部１１６と、第２減算部１１７と、ヨー角加速度特定部１１８と、を含んでいる。リーンモータ制御部４００は、第１制御部４２０と、電力制御部４００ｃと、を含んでいる。操舵モータ制御部５００は、第１制御部５２０と、第２制御部５３０と、加算部５９０と、電力制御部５００ｃと、を含んでいる。主制御部１１０の処理部１１２、１１３、１１４、１１６、１１７、１１８は、主制御部１１０（図９）のプロセッサ１１０ｐによって実現されている。リーンモータ制御部４００の処理部４２０は、リーンモータ制御部４００のプロセッサ４００ｐによって実現されている。操舵モータ制御部５００の処理部５２０、５３０、５９０は、操舵モータ制御部５００のプロセッサ５００ｐによって実現されている。以下、プロセッサ１１０ｐ、４００ｐ、５００ｐが、処理部１１２、１１３、１１４、１１６、１１７、１１８、４２０、５２０、５３０、５９０として処理を実行することを、処理部１１２、１１３、１１４、１１６、１１７、１１８、４２０、５２０、５３０、５９０が処理を実行する、とも表現する。
【００８１】
図１２は、第１傾斜制御処理（Ｓ１３０：図１０）の例を示すフローチャートである。Ｓ２１０では、主制御部１１０（図１１）は、センサ１２２、１２３、１２６からの車速Ｖ、ハンドル角Ａｉ、鉛直下方向ＤＤを示す情報を、それぞれ取得する。
【００８２】
Ｓ２２０では、傾斜角特定部１１２（図１１）は、鉛直下方向ＤＤを用いて、傾斜角Ｔを算出する。本実施例では、鉛直方向センサ１２６は車体９０に固定されているので、車体９０（ひいては、車体上方向ＤＶＵ）に対する鉛直方向センサ１２６の向きは、予め決められている。傾斜角特定部１１２は、車体上方向ＤＶＵに対する鉛直方向センサ１２６の向きを用いて、鉛直下方向ＤＤの反対の方向である上方向ＤＵと、車体上方向ＤＶＵと、の間の傾斜角Ｔを、算出する（図５（Ｂ））。
【００８３】
なお、主制御部１１０のうちの傾斜角特定部１１２として動作する部分と、鉛直方向センサ１２６と、の全体は、傾斜角Ｔを測定するように構成された傾斜角センサの例である。以下、傾斜角特定部１１２と鉛直方向センサ１２６との全体を、傾斜角センサ１２７とも呼ぶ。
【００８４】
Ｓ２３０（図１２）では、目標傾斜角決定部１１３は、第１目標傾斜角Ｔ１を決定する。第１目標傾斜角Ｔ１は、傾斜角Ｔの目標値である。本実施例では、ハンドル角Ａｉと車速Ｖとを用いて、第１目標傾斜角Ｔ１が特定される。ハンドル角Ａｉと車速Ｖと第１目標傾斜角Ｔ１との対応関係は、傾斜角マップデータＭＴ（図９）によって、予め、決められている。目標傾斜角決定部１１３は、この傾斜角マップデータＭＴを参照することによって、第１目標傾斜角Ｔ１を特定する。本実施例では、車速Ｖが一定である場合には、ハンドル角Ａｉの絶対値が大きいほど、第１目標傾斜角Ｔ１の絶対値が大きい。これにより、ハンドル角Ａｉの絶対値が大きいほど旋回半径Ｒが小さくなるので、車両１０は、ハンドル角Ａｉに適した旋回半径Ｒで、旋回できる。ハンドル角Ａｉが一定である場合の車速Ｖと第１目標傾斜角Ｔ１との対応関係は、種々の対応関係であってよい。例えば、車速Ｖが遅いほど、第１目標傾斜角Ｔ１の絶対値が大きくてよい。この場合、車両１０は、低速時には、小さい旋回半径Ｒで容易に旋回できる。これに代えて、車速Ｖが遅いほど、第１目標傾斜角Ｔ１の絶対値が小さくてよい。この場合、低速時に、傾斜角Ｔの過度の変化を抑制できる。なお、第１目標傾斜角Ｔ１の特定に用いられる情報は、ハンドル角Ａｉと車速Ｖとの組み合わせに代えて、ハンドル角Ａｉを含む１以上の任意の情報であってよい。例えば、車速Ｖを用いずに、第１目標傾斜角Ｔ１が特定されてよい。
【００８５】
Ｓ２４０では、第１減算部１１４は、第１目標傾斜角Ｔ１から傾斜角Ｔを減算することによって差ｄＴを算出する（傾斜角差ｄＴとも呼ぶ）。第１減算部１１４は、傾斜角差ｄＴを示す情報を、リーンモータ制御部４００に供給する。
【００８６】
Ｓ２５０では、リーンモータ制御部４００の第１制御部４２０は、傾斜角差ｄＴをゼロに近づけるための制御値Ｖｃ２を決定し、決定した制御値Ｖｃ２を示す情報を、電力制御部４００ｃに供給する。電力制御部４００ｃは、制御値Ｖｃ２に従って、リーンモータ２５に供給される電力を制御する。本実施例では、第１制御部４２０は、傾斜角差ｄＴを用いてリーンモータ２５のトルク（例えば、リーンモータ２５に供給される電力）のフィードバック制御を行う。これにより、傾斜角Ｔは第１目標傾斜角Ｔ１に近づく。そして、図１２の処理、すなわち、図１０のＳ１３０が終了する。なお、フィードバック制御としては、例えば、いわゆるＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御が行われる。また、制御値Ｖｃ２は、リーンモータ２５に供給すべき電流の向きと大きさとを示す値であってよい。例えば、制御値Ｖｃ２の絶対値は、電流の大きさを示し、制御値Ｖｃ２の正負の符号は、電流の向きを示してよい。
【００８７】
図１３は、第１操舵制御処理（Ｓ１４０：図１０）の例を示すフローチャートである。Ｓ３１０では、主制御部１１０（図１１）は、センサ１２２、１２４、１２６からの車速Ｖ、車輪角ＡＦ、鉛直下方向ＤＤ、３軸角加速度ＡＡをそれぞれ示す情報を、取得する。本実施例では、３軸角加速度ＡＡを示す情報は、ジャイロセンサ１２６ｇ（図９）からの３軸のそれぞれの角加速度を示している。
【００８８】
Ｓ３２０では、主制御部１１０の目標車輪角決定部１１６は、車輪角ＡＦの目標値である目標車輪角ＡＦｔを決定する。本実施例では、車速Ｖと第１目標傾斜角Ｔ１とを用いて、目標車輪角ＡＦｔが特定される。第１目標傾斜角Ｔ１としては、図１２のＳ２３０で決定された第１目標傾斜角Ｔ１が、用いられる。車速Ｖと第１目標傾斜角Ｔ１との組み合わせに対応する目標車輪角ＡＦｔは、車速Ｖと第１目標傾斜角Ｔ１との組み合わせと、上記の式６、式７とを用いて特定される車輪角ＡＦと、同じである。車速Ｖと第１目標傾斜角Ｔ１と目標車輪角ＡＦｔとの対応関係は、車輪角マップデータＭＡＦ（図９）によって、予め、決められている。目標車輪角決定部１１６は、この車輪角マップデータＭＡＦを参照することによって、目標車輪角ＡＦｔを特定する。
【００８９】
なお、同じ目標車輪角ＡＦｔは、ハンドル角Ａｉと車速Ｖとを用いて、特定可能である。例えば、車輪角マップデータＭＡＦは、ハンドル角Ａｉと車速Ｖとの組み合わせと、目標車輪角ＡＦｔと、の対応関係を示してよい。そして、目標車輪角決定部１１６は、ハンドル角Ａｉと車速Ｖとを用いて、目標車輪角ＡＦｔを特定してよい。
【００９０】
Ｓ３３０（図１３）では、第２減算部１１７は、目標車輪角ＡＦｔから車輪角ＡＦを減算することによって差ｄＡＦを算出する（車輪角差ｄＡＦとも呼ぶ）。第２減算部１１７は、車輪角差ｄＡＦを示す情報を、操舵モータ制御部５００に供給する。
【００９１】
続くＳ３５０、Ｓ３６０は、並行して実行される。Ｓ３５０では、操舵モータ制御部５００の第２制御部５３０は、車輪角差ｄＡＦをゼロに近づけるための第２制御値Ｖｆ１を決定し、決定した第２制御値Ｖｆ１を加算部５９０に供給する。後述するように、電力制御部５００ｃは、第２制御値Ｖｆ１を用いて算出された駆動制御値Ｖｃ１に基づく電力を、操舵モータ６５に供給する。ここで、第２制御値Ｖｆ１によって示される回動トルク、すなわち、駆動制御値Ｖｃ１が第２制御値Ｖｆ１と同じである場合に操舵モータ６５によって生成されるトルクを、第２制御トルクと呼ぶ。
【００９２】
第２制御トルクの方向は、車輪角ＡＦを目標車輪角ＡＦｔに近づける方向である。車輪角差ｄＡＦがゼロである場合、第２制御値Ｖｆ１によって示されるトルクの大きさはゼロである。本実施例では、第２制御部５３０は、車輪角差ｄＡＦを用いて操舵モータ６５のトルク（例えば、操舵モータ６５に供給される電力）のフィードバック制御を行う。これにより、車輪角ＡＦは、目標車輪角ＡＦｔに近づく。なお、フィードバック制御としては、例えば、いわゆるＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御が行われる。
【００９３】
Ｓ３６０では、主制御部１１０のヨー角加速度特定部１１８は、３軸角加速度ＡＡと鉛直下方向ＤＤとを用いて、鉛直下方向ＤＤに反対の鉛直上方向ＤＵを中心とする角加速度、すなわち、車両１０のヨー角加速度ＹＡを、算出する。ヨー角加速度特定部１１８は、ヨー角加速度ＹＡを示す情報を、操舵モータ制御部５００に供給する。
【００９４】
なお、主制御部１１０のうちのヨー角加速度特定部１１８として動作する部分と、鉛直方向センサ１２６と、の全体は、ヨー角加速度ＹＡを測定するように構成されたヨー角加速度センサの例である。以下、ヨー角加速度特定部１１８と鉛直方向センサ１２６との全体を、ヨー角加速度センサ１２９とも呼ぶ。
【００９５】
操舵モータ制御部５００の第１制御部５２０は、ヨー角加速度ＹＡを用いて、第１制御値Ｖｙ１を決定する。第１制御部５２０は、決定した第１制御値Ｖｙ１を、加算部５９０に供給する。
【００９６】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、ヨー角加速度と回動トルクとの説明図である。図１４（Ａ）は、前進する車両１０の簡略化された上面図を示している。また、図１４（Ａ）は、時計回りのヨー角加速度ＹＡａが生じる場合を示している。例えば、ユーザがハンドル４１ａ（図１）を右に回転させることによって、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２が右方向ＤＲに回動する。これにより、前輪１２Ｆの右方向ＤＲへの移動が、促進される。この結果、時計回りのヨー角加速度ＹＡａが生じる。ユーザによるハンドル４１ａの回転速度が速い場合、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２の変化は速く、ヨー角加速度ＹＡａは大きい。ヨー角加速度は、車両１０のヨー角速度（すなわち、自転運動の角速度）の変化を示している。例えば、時計回りの自転の角速度が増大する場合、ヨー角加速度は、時計回り方向の値になる。
【００９７】
図中の中心Ｃ１は、車両１０の自転中心である。本実施例では、後輪１２Ｌ、１２Ｒは、回動輪ではなく、前輪１２Ｆが、回動輪である。従って、走行する車両１０の向き（例えば、前方向ＤＦ）は、後輪１２Ｌ、１２Ｒの近傍を中心に、右、または、左に、変化する。車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが地面に対して滑らない場合、自転中心Ｃ１は、後輪１２Ｌ、１２Ｒの間の中央に位置する。車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが地面に対して滑る場合、自転中心Ｃ１は、後輪１２Ｌ、１２Ｒの間の中央の位置から、ずれ得る。いずれの場合も、通常は、上面図において、車体９０の重心９０ｃは、車体９０の中央部分に近い。従って、ヨー角速度が変化する場合には、自転中心Ｃ１は、車体９０の重心９０ｃから後輪１２Ｌ、１２Ｒ側（すなわち、後方向ＤＢ側）へ、離れた位置に配置され得る。
【００９８】
図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の車両１０の簡略化された背面図である。図示するように、車体９０の重心９０ｃは、地面ＧＬよりも高い位置に配置されている。図１４（Ａ）で説明したように、前輪１２Ｆは、地面ＧＬ上で、右方向ＤＲへ移動しようとする。また、図１４（Ａ）に示すように、重心９０ｃは、自転中心Ｃ１の前輪１２Ｆ側に位置しているので、重心９０ｃも、右方向ＤＲへ移動しようとする。しかし、車体９０の重心９０ｃは、車体９０の慣性によって、右方向ＤＲへ素早く移動することができない。そして、重心９０ｃは、地面ＧＬよりも高い位置に配置されている。この結果、車体９０は、重心９０ｃを中心に左方向ＤＬ側へロールしようとする。車体９０をロールさせる力のモーメント（ロールモーメントとも呼ぶ）は、ヨー角加速度ＹＡａが大きいほど、大きい。
【００９９】
Ｓ３６０（図１３）では、第１制御部５２０（図１１）は、ロールモーメントが小さくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定する。図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）と同じ上面図である。図中の回動トルクＴｙ１は、第１制御値Ｖｙ１によって示される回動トルクである。第１制御値Ｖｙ１によって示される回動トルクは、駆動制御値Ｖｃ１が第１制御値Ｖｙ１と同じである場合に操舵モータ６５によって生成されるトルクである（第１制御トルクと呼ぶ）。第１制御トルクＴｙ１の方向は、ヨー角加速度ＹＡａの方向とは反対の方向である。図１４（Ｃ）では、第１制御トルクＴｙ１の方向は、反時計回りである。このような第１制御トルクＴｙ１は、以下のように説明することができる。図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）に示すように、時計回りのヨー角加速度ＹＡａは、車体９０を左方向ＤＬ側へロールさせる力のモーメントを生成する。一方、遠心力は、車体９０を幅方向にロールさせ得る。制御装置１００（ひいては、第１制御部５２０）は、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２を制御することによって、車体９０に作用する遠心力を制御することができる。図１４（Ｃ）の反時計回りの第１制御トルクＴｙ１は、遠心力の成分であって車体９０を左方向ＤＬ側へロールさせる成分を、小さくする。これにより、車体９０の左方向ＤＬ側へのロールは、抑制される。
【０１００】
ヨー角加速度ＹＡがゼロである場合、ヨー角加速度ＹＡに起因するロールモーメントはゼロである。従って、第１制御値Ｖｙ１は、ゼロの第１制御トルクを示すことが好ましい。図１４（Ａ）のヨー角加速度ＹＡａのように、上面図においてヨー角加速度ＹＡが時計回りである場合、図１４（Ｂ）の背面図において、ロールモーメントは、車体９０を左方向ＤＬへロールさせる。従って、図１４（Ｃ）のように、第１制御値Ｖｙ１は、反時計回りの第１制御トルクを示すことが好ましい。このような第１制御トルクは、ヨー角加速度ＹＡをゼロに近づけ得る。図示を省略するが、上面図においてヨー角加速度ＹＡが反時計回りである場合、ロールモーメントは、車体９０を右方向ＤＲへロールさせる。従って、第１制御値Ｖｙ１は、時計回りの第１制御トルクを示すことが好ましい。このような第１制御トルクは、ヨー角加速度ＹＡをゼロに近づけ得る。
【０１０１】
第１制御部５２０は、ゼロのヨー角加速度ＹＡにはゼロの第１制御トルクが対応付けられ、第１制御トルクの方向はヨー角加速度ＹＡの方向とは反対であるように、第１制御値Ｖｙ１を決定することが好ましい。また、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２の変化は、前輪１２Ｆを含む部材（例えば、前輪１２Ｆと前フォーク１７）の慣性によって、第１制御トルクの印加から遅れ得る。このような状況下において、第１制御値Ｖｙ１の決定方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、第１制御部５２０は、ヨー角加速度ＹＡがゼロに近づくように、第１制御値Ｖｙ１を調整してよい。この結果、車体９０を意図せずにロールさせるロールモーメントは、小さくなる。本実施例では、第１制御部５２０は、ヨー角加速度ＹＡを入力値として用いるＰＩＤ制御によって、第１制御値Ｖｙ１を決定する。
【０１０２】
なお、第１制御部５２０は、ＰＩＤ制御とは異なる他の方法によって、第１制御値Ｖｙ１を決定してもよい。例えば、第１制御部５２０は、ＰＩＤ制御に代えて、Ｐ制御、Ｄ制御、ＰＤ制御のいずれかを実行してよい。一般的には、第１制御部５２０は、ヨー角加速度ＹＡを用いるフィードバック制御によって、第１制御値Ｖｙ１を決定してよい。また、ヨー角加速度ＹＡを含む１以上のパラメータ（例えば、ヨー角加速度ＹＡ、車速Ｖなど）と、第１制御値Ｖｙ１と、の対応関係を定めるマップデータが、用いられてよい。第１制御部５２０は、マップデータを参照して、第１制御値Ｖｙ１を決定してよい。ヨー角加速度ＹＡを含む１以上のパラメータと、第１制御値Ｖｙ１との対応関係は、車両１０が安定に走行できるように予め実験的に決定されてよい。いずれの場合も、第１制御部５２０は、第１制御値Ｖｙ１を、ヨー角加速度ＹＡをゼロに近づけるような値に、決定してよい。
【０１０３】
いずれの場合も、ヨー角加速度ＹＡに起因するロールモーメントは、重心９０ｃと自転中心Ｃ１との間の車体９０の前後方向の距離（すなわち、前方向ＤＦの距離）である中心距離が大きいほど、大きい。従って、中心距離が大きいほど、第１制御トルクの絶対値が大きくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定することが好ましい。また、この力のモーメントは、重心９０ｃの地面ＧＬからの鉛直上方向ＤＵの高さが高いほど、大きい。従って、重心９０ｃの高さが高いほど、第１制御トルクの絶対値が大きくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定することが好ましい。
【０１０４】
Ｓ３５０、Ｓ３６０（図１３）の後、Ｓ３７０で、加算部５９０（図１１）は、第２制御値Ｖｆ１と第１制御値Ｖｙ１とを加算することによって、駆動制御値Ｖｃ１を算出する。Ｓ３８０では、加算部５９０は、駆動制御値Ｖｃ１を示す情報を、電力制御部５００ｃに供給する。Ｓ３９０では、電力制御部５００ｃは、制御値Ｖｃ１に従って、操舵モータ６５に供給される電力を制御する。これにより、車輪角ＡＦは、目標車輪角ＡＦｔに近づく。そして、図１３の処理、すなわち、図１０のＳ１４０が終了する。なお、制御値Ｖｃ１、Ｖｆ１、Ｖｙ１は、操舵モータ６５に供給すべき電流の向きと大きさとを示す値であってよい。例えば、制御値Ｖｃ１、Ｖｆ１、Ｖｙ１の絶対値は、電流の大きさを示し、制御値Ｖｃ１、Ｖｆ１、Ｖｙ１の正負の符号は、電流の向きを示してよい。
【０１０５】
図１４（Ｄ）、図１４（Ｅ）、図１４（Ｆ）は、車両１０のゼロモーメントポイントＺＭＰの説明図である。図１４（Ｄ）は、旋回する車両１０の簡略化された上面図であり、図１４（Ｅ）は、図１４（Ｄ）の車両１０の簡略化された背面図であり、図１４（Ｆ）は、図１４（Ｄ）の車両１０の簡略化された側面図である。図１４（Ｅ）、図１４（Ｆ）に示すように、ゼロモーメントポイントＺＭＰは、車両１０の重心１０ｃに作用する重力Ｆｇと慣性力（例えば、遠心力Ｆｃ、加速度と反対方向の力Ｆｆなど）との合成ベクトルの延長線Ｌｘと、地面ＧＬとの交点位置である。車両１０が停止している場合、ゼロモーメントポイントＺＭＰは、重心１０ｃの鉛直下方向ＤＤに位置している。前進中の車両１０が加速する場合、ゼロモーメントポイントＺＭＰは、後方向ＤＢに移動する。前進中の車両１０が減速する場合、ゼロモーメントポイントＺＭＰは、前方向ＤＦに移動する。車両１０が旋回する場合、ゼロモーメントポイントＺＭＰは、旋回の外側に移動する。
【０１０６】
図１４（Ｄ）のハッチングで示される領域ＡＣは、３個の車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒと地面ＧＬとの間の３個の接触領域Ｃａ１、ＣａＬ、ＣａＲによって構成される地面ＧＬ上の凸包領域である。凸包領域は、接触領域Ｃａ１、ＣａＬ、ＣａＲを含む最小の凸領域である。凸領域の輪郭は、内側に凹む部分を含まずに、線分と、外に凸な曲線と、外に凸な頂点と、のうちの１以上の要素で構成されている。本実施例では、凸包領域ＡＣの形状は、３個の接触領域Ｃａ１、ＣａＬ、ＣａＲを頂点とする略三角形状である。凸包領域ＡＣの右方向ＤＲの幅は、前方向ＤＦに向かって、徐々に狭くなる。前輪１２Ｆと後輪１２Ｌ、１２Ｒとの間の距離（ホイールベースＬｈ（図１））が長いほど、凸包領域ＡＣの前方向ＤＦの大きさは大きい。左後輪１２Ｌと右後輪１２Ｒとの間の距離が長いほど、凸包領域ＡＣの右方向ＤＲの幅は広い。
【０１０７】
車両１０のゼロモーメントポイントＺＭＰが凸包領域ＡＣ内に位置する場合、車両１０の状態は、安定状態である。ここで、安定状態は、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが、地面ＧＬから離れずに、継続的に地面ＧＬに接触している状態である。ゼロモーメントポイントＺＭＰが凸包領域ＡＣの外に位置する場合、１以上の車輪が地面ＧＬから離れ得る。ホイールベースＬｈ（図１）は、通常の加速時と減速時とにゼロモーメントポイントＺＭＰが凸包領域ＡＣ内に維持されるように、長い値に設定されることが好ましい。また、本実施例では、旋回時には車体９０が旋回の内側に傾斜する。従って、旋回時に、ゼロモーメントポイントＺＭＰの凸包領域ＡＣの外への移動は、抑制される。さらに、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）で説明したように、車体９０を回転させる力のモーメントが小さくなるように、ヨー角加速度ＹＡを用いて操舵モータ６５のトルクが制御される。従って、ヨー角速度が変化する場合に、ゼロモーメントポイントＺＭＰの凸包領域ＡＣの外への移動は、抑制される。
【０１０８】
以上のように、本実施例では、車両１０（図１〜図４、図９、図１１）は、車体９０と、車体９０に支持されている車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒと、を備えている。車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒは、前輪１２Ｆと、後輪１２Ｌ、１２Ｒと、を含んでいる。前輪１２Ｆの方向Ｄ１２は、車体９０の幅方向に回動可能である。また、車両１０は、操舵モータ６５と、制御装置１００と、を備えている。操舵モータ６５は、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２を幅方向に回動させる回動トルクを生成するように構成されている。図１１、図１３で説明したように、制御装置１００は、車両１０のヨー角加速度ＹＡを用いて操舵モータ６５を制御するように構成されている。従って、制御装置１００は、車両１０の走行に対するヨー角加速度ＹＡの影響を緩和できるので、車両１０の走行を安定化できる。
【０１０９】
また、図１４（Ａ）〜図１４（Ｆ）で説明したように、車体９０をロールさせるロールモーメントが小さくなるように、ヨー角加速度ＹＡａを用いて操舵モータ６５のトルクが制御される。従って、車両１０の走行を安定化できる。ここで、車両１０が水平な地面ＧＬ上を走行中に、ユーザがハンドル４１ａを左または右に回転させたとする。ここで、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｌ、１２Ｒが地面ＧＬから離れずに地面ＧＬ上に載った状態で、車両１０が走行を継続する場合には、制御装置１００は、ゼロモーメントポイントＺＭＰが凸包領域ＡＣの内に維持されるように操舵モータ６５を制御している。
【０１１０】
また、図１１、図１３で説明したように、制御装置１００は、ヨー角加速度ＹＡを用いて第１制御値Ｖｙ１を決定し（Ｓ３６０）、第１制御値Ｖｙ１を含む１以上の制御値Ｖｙ１、Ｖｆ１を用いて操舵モータ６５を制御する（Ｓ３７０〜Ｓ３９０）。従って、ヨー角加速度ＹＡに起因する車両１０の走行の安定性の低下を抑制できる。
【０１１１】
また、本実施例では、前輪１２Ｆが、回動輪である。そして、図１３のＳ３６０、図１４（Ｃ）で説明したように、第１制御値Ｖｙ１によって示される第１制御トルクＴｙ１は、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２をヨー角加速度ＹＡａの方向とは反対方向に回動させるトルクである。従って、ヨー角加速度ＹＡに起因する車両１０の走行の安定性の低下を抑制できる。
【０１１２】
Ｂ．第２実施例：
図１５、図１６は、第２実施例の車両１０Ｘを示す説明図である。図１５は、車両１０Ｘの右側面図を示し、図１６は、車両１０Ｘの上面図を示している。第１実施例の車両１０からの主な差違は、３点ある。第１の差違は、前輪の総数が２個であり、後輪の総数が１個である点である。車両１０Ｘは、左前輪１２ＬＸと、右前輪１２ＲＸと、後輪１２Ｂと、を備えている。第２の差違は、後輪１２Ｂが回動輪である点である。第３の差違は、傾斜装置３０が前輪１２ＬＸ、１２ＲＸに取り付けられている点である。以下、車両１０Ｘのうち、車両１０と異なる部分について説明し、車両１０と共通の部分については、説明を省略する。
【０１１３】
車両１０Ｘは、車体９０Ｘを有している。車体９０Ｘは、本体部２０Ｘを有している。本体部２０Ｘの構成は、図１の本体部２０に前支持部２０ｅを追加して得られる構成と、同じである。前支持部２０ｅは、前壁部２０ａの上端から前方向ＤＦに向かって延びている。
【０１１４】
本体部２０Ｘは、サスペンションシステム７０と連結棒７５とを介して、前輪支持部８０Ｘに連結されている。前輪支持部８０Ｘの構成は、後輪支持部８０（図１〜図４）の構成と同様である。具体的には、前輪支持部８０Ｘの構成は、後輪支持部８０の第２支持部８３を、リンク機構３０の後部に固定された第２支持部８３Ｘに置換して得られる構成と、同じである（以下、同じ要素を、同じ符号を用いて、参照する）。前輪支持部８０Ｘは、リンク機構３０と、リーンモータ（リーンモータ２５（図４））と、リンク機構３０の上部に固定された第１支持部８２と、リンク機構３０の後部に固定された第２支持部８３Ｘと、を有している。なお、第１支持部８２と第２支持部８３Ｘとは、中縦リンク部材２１（図４）の上部に、固定されている。サスペンションシステム７０と連結棒７５との構成は、図１〜図４のサスペンションシステム７０と連結棒７５との構成と、それぞれ同じである。本実施例では、サスペンションシステム７０のサスペンション（サスペンション７０Ｌ、７０Ｒ（図４））の上方向ＤＵ側の端部は、本体部２０の前支持部２０ｅに、回転可能に連結されている。連結棒７５の後方向ＤＢ側の端部は、本体部２０の前壁部２０ａに、回転可能に連結されている。連結棒７５の前方向ＤＦ側の端部は、前輪支持部８０Ｘの第２支持部８３Ｘに、回転可能に連結されている。リンク機構３０（図１５）には左駆動モータ５１Ｌが固定されており、左駆動モータ５１Ｌには、左前輪１２ＬＸが接続されている。同様に、リンク機構３０には右駆動モータ５１Ｒが固定されており、右駆動モータ５１Ｒには、右前輪１２ＲＸが接続されている。なお、図１の操舵モータ６５と軸受６８とは、省略されており、前輪支持装置４１は、ハンドル４１ａを支持するハンドル支持部４１Ｘに置換されている。車輪角センサ１２４は、後述する操舵モータ６５Ｘに取り付けられている。
【０１１５】
本体部２０Ｘの後方向ＤＢ側の支持部２０ｄには、後輪支持装置８１Ｘが固定されている。後輪支持装置８１Ｘは、回動軸ＡｘＸ１を中心に回動可能に後輪１２Ｂを支持する装置である。後輪支持装置８１Ｘは、後フォーク８７と、軸受６８Ｘと、操舵モータ６５Ｘと、を有している。後フォーク８７は、後輪１２Ｂを回転可能に支持しており、例えば、サスペンション（コイルスプリングとショックアブソーバ）を内蔵したテレスコピックタイプのフォークである。軸受６８Ｘは、本体部２０Ｘ（ここでは、支持部２０ｄ）と、後フォーク８７と、を連結している。軸受６８Ｘは、回動軸ＡｘＸ１を中心に、後フォーク８７（ひいては、後輪１２Ｂ）を、車体９０Ｘに対して左右に回転可能に支持している。後フォーク８７は、車体９０Ｘに対して、回動軸ＡｘＸ１を中心に、予め決められた角度範囲（例えば、１８０度未満の範囲）内で、回転可能であってよい。例えば、後フォーク８７が、車体９０Ｘに設けられた他の部材に接触することによって、角度範囲が制限されてよい。操舵モータ６５Ｘは、電気モータであり、後フォーク８７（ひいては、後輪１２Ｂ）を幅方向に回転させるトルクを生成するように構成されている操舵駆動装置の例である。操舵モータ６５Ｘは、図示しないロータとステータとを含んでいる。ロータとステータとのうち、一方は、後フォーク８７に固定され、他方は、本体部２０（ここでは、支持部２０ｄ）に固定されている。本実施例では、回動軸ＡｘＸ１は、車体上方向ＤＶＵ（図５（Ａ））に平行である。
【０１１６】
図１６の車輪角ＡＦｘは、車体９０Ｘに対する後輪１２Ｂの方向を示す角度である。本実施例では、車輪角ＡＦｘは、下方向ＤＤを向いて車両１０Ｘを見る場合に、車体９０Ｘの前方向ＤＦを基準とする、後輪１２Ｂの進行方向Ｄ１２Ｂの角度である。このような車輪角ＡＦｘは、図２の車輪角ＡＦと同様に、特定される。後輪１２Ｂが操舵される場合、車輪角ＡＦｘは、いわゆる操舵角に対応する。なお、本実施例では、後輪１２Ｂが回動輪である。従って、車両１０Ｘが右方向ＤＲへ旋回するためには、後輪１２Ｂの方向Ｄ１２Ｂは、左方向ＤＬに回動する。すなわち、「旋回方向＝右方向ＤＲ」を示す正の車輪角ＡＦｘは、方向Ｄ１２Ｂが左方向ＤＬ側を向いていることを示している。反対に、「旋回方向＝左方向ＤＬ」を示す負の車輪角ＡＦｘは、方向Ｄ１２Ｂが右方向ＤＲ側を向いていることを示している。
【０１１７】
なお、本実施例では、車輪角センサ１２４は、操舵モータ６５Ｘに取り付けられており、後輪１２Ｂの車輪角ＡＦｘを検出する。また、車速センサ１２２は、後フォーク８７の下端に取り付けられており、後輪１２Ｂの回転速度、すなわち、車速を検出する。
【０１１８】
図１７は、車輪角ＡＦｘと旋回半径Ｒとの簡略化された関係を示す説明図である。図８との差違は、車両１０Ｘが右方向ＤＲに旋回するために、後輪１２Ｂの方向Ｄ１２Ｂが左方向ＤＬに回動している点である。後中心ＣｂＸは、後輪１２Ｂの中心である。前中心ＣｆＸは、２つの前輪１２ＬＸ、１２ＲＸの間の中心である。中心Ｃｒは、旋回の中心であり、車両１０Ｘの公転運動の中心である。ホイールベースＬｈＸは、前中心ＣｆＸと後中心ＣｂＸとの間の前方向ＤＦの距離である。前中心ＣｆＸと後中心ＣｂＸと旋回中心Ｃｒとは、直角三角形を形成する。点ＣｆＸの内角は、９０度である。点Ｃｒの内角は、車輪角ＡＦｘと同じである。従って、車輪角ＡＦｘと旋回半径Ｒとの関係は、上記の式７の車輪角ＡＦとホイールベースＬｈを車輪角ＡＦｘとホイールベースＬｈＸにそれぞれ置換して得られる式で表される。
【０１１９】
制御装置１００（図１５）は、前輪支持部８０Ｘのリーンモータ２５（図４）を第１実施例のリーンモータ２５と同様に制御することによって、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）と同様に、車体９０Ｘの傾斜角Ｔを制御できる。制御装置１００は、後輪支持装置８１Ｘの操舵モータ６５Ｘを第１実施例の操舵モータ６５と同様に制御することによって、車輪角ＡＦｘを制御できる。本実施例では、図９、図１１と同じ構成を有する制御装置１００は、図１０、図１２、図１３の手順に従って、車両１０Ｘを制御する。ここで、第１実施例とは異なり、制御装置１００は、第１制御値Ｖｙ１によって示される回動トルクの方向がヨー角加速度ＹＡの方向と同じであるように、ヨー角加速度ＹＡを用いて第１制御値Ｖｙ１を決定する。第１制御値Ｖｙ１によって示される回動トルクの方向が異なる点を除いて、本実施例の車両１０Ｘの制御は、第１実施例の車両１０の制御と同じである。
【０１２０】
図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、ヨー角加速度と回動トルクとの説明図である。図１８（Ａ）は、前進する車両１０Ｘの簡略化された上面図を示している。図１４（Ａ）の実施例とは異なり、前輪１２ＬＸ、１２ＲＸは回動輪ではなく、後輪１２Ｂが回動輪である。図１８（Ａ）は、時計回りのヨー角加速度ＹＡｂが生じる場合を示している。例えば、ユーザがハンドル４１ａ（図１５）を右に回転させることによって、後輪１２Ｂの方向Ｄ１２Ｂが左方向ＤＬに回動する。これにより、後輪１２Ｂの左方向ＤＬへの移動が、促進される。この結果、時計回りのヨー角加速度ＹＡｂが生じる。ユーザによるハンドル４１ａの回転速度が速い場合、後輪１２Ｂの方向Ｄ１２Ｂの変化は速く、ヨー角加速度ＹＡｂは大きい。
【０１２１】
図中の自転中心Ｃ１Ｘは、車両１０Ｘの自転中心である。本実施例では、前輪１２ＬＸ、１２ＲＸは回動輪ではなく、後輪１２Ｂが回動輪である。従って、走行する車両１０Ｘの向き（例えば、前方向ＤＦ）は、前輪１２ＬＸ、１２ＲＸの近傍を中心に、右、または、左に、変化する。本実施例では、自転中心Ｃ１Ｘは、前輪１２ＬＸ、１２ＲＸの近傍に位置し得る。また、通常は、上面図において、車体９０Ｘの重心９０Ｘｃは、車体９０Ｘの中央部分に近い。従って、ヨー角速度が変化する場合には、自転中心Ｃ１Ｘは、車体９０Ｘの重心９０Ｘｃから前輪１２ＬＸ、１２ＲＸ側（すなわち、前方向ＤＦ側）へ、離れた位置に配置され得る。
【０１２２】
図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の車両１０Ｘの簡略化された背面図である。図示するように、車体９０Ｘの重心９０Ｘｃは、地面ＧＬよりも高い位置に配置されている。図１８（Ａ）で説明したように、後輪１２Ｂは、地面ＧＬ上で、左方向ＤＬへ移動しようとする。図１８（Ａ）に示すように、重心９０Ｘｃは、自転中心Ｃ１Ｘの後輪１２Ｂ側に位置しているので、重心９０Ｘｃも、左方向ＤＬへ移動しようとする。しかし、車体９０Ｘの重心９０Ｘｃは、車体９０Ｘの慣性によって、左方向ＤＬへ素早く移動することができない。そして、重心９０Ｘｃは、地面ＧＬよりも高い位置に配置されている。この結果、車体９０Ｘは、重心９０Ｘｃを中心に右方向ＤＲ側へロールしようとする。車体９０Ｘをロールさせるロールモーメントは、ヨー角加速度ＹＡｂが大きいほど、大きい。
【０１２３】
Ｓ３６０（図１３）では、第１制御部５２０（図１１）は、ロールモーメントが小さくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定する。図１８（Ｃ）は、図１８（Ａ）と同じ上面図である。図中の回動トルクＴｙ１Ｘは、第１制御値Ｖｙ１によって示される操舵モータ６５Ｘの回動トルク（すなわち、第１制御トルク）である。第１制御トルクＴｙ１Ｘの方向は、ヨー角加速度ＹＡａの方向と同じである。図１８（Ｃ）では、第１制御トルクＴｙ１Ｘの方向は、時計回りである。このような第１制御トルクＴｙ１Ｘは、遠心力の成分であって車体９０を右方向ＤＲ側へロールさせる成分を、小さくする。これにより、車体９０の右方向ＤＲ側へのロールは、抑制される。
【０１２４】
本実施例では、第１制御値Ｖｙ１は、第１制御トルクの方向がヨー角加速度ＹＡの方向と同じである点を除いて、第１実施例の第１制御値Ｖｙ１と同様に決定される。例えば、第１制御部５２０（図１１）は、ヨー角加速度ＹＡを入力値として用いるＰＩＤ制御によって、第１制御値Ｖｙ１を決定する。また、重心９０Ｘｃと自転中心Ｃ１Ｘとの間の車体９０の前後方向の距離（すなわち、前方向ＤＦの距離）である中心距離が大きいほど、第１制御トルクの絶対値が大きくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定することが好ましい。また、地面ＧＬからの重心９０Ｘｃの鉛直上方向ＤＵの高さが高いほど、第１制御トルクの絶対値が大きくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定することが好ましい。
【０１２５】
以上のように、本実施例では、後輪１２Ｂが、回動輪である。そして、図１３のＳ３６０、図１８（Ｃ）で説明したように、第１制御値Ｖｙ１によって示される第１制御トルクＴｙ１Ｘは、後輪１２Ｂの方向Ｄ１２Ｂをヨー角加速度ＹＡａの方向と同じ方向に回動させるトルクである。従って、ヨー角加速度ＹＡに起因する車両１０Ｘの走行の安定性の低下を抑制できる。
【０１２６】
図１８（Ｄ）は、車両１０ＸのゼロモーメントポイントＺＭＰｘの説明図である。図中には、旋回する車両１０Ｘの簡略化された上面図が示されている。ゼロモーメントポイントＺＭＰｘは、図１４（Ｅ）、図１４（Ｆ）のゼロモーメントポイントＺＭＰと同様に、車両１０Ｘの重心に作用する重力と慣性力との合成ベクトルの延長線と地面ＧＬとの交点位置である。図１８（Ｄ）のハッチングで示される領域ＡＣＸは、３個の車輪１２ＬＸ、１２ＲＸ、１２Ｂと地面ＧＬとの間の３個の接触領域ＣａＬＸ、ＣａＲＸ、ＣａＢによって構成される地面ＧＬ上の凸包領域である。
【０１２７】
本実施例では、第１実施例と同様に、旋回時には車体９０Ｘが旋回の内側に傾斜する。従って、旋回時に、ゼロモーメントポイントＺＭＰｘの凸包領域ＡＣＸの外への移動は、抑制される。さらに、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）で説明したように、車体９０Ｘを回転させる力のモーメントが小さくなるように、ヨー角加速度ＹＡを用いて操舵モータ６５Ｘのトルクが制御される。従って、ヨー角速度が変化する場合に、ゼロモーメントポイントＺＭＰｘの凸包領域ＡＣＸの外への移動は、抑制される。
【０１２８】
ここで、車両１０Ｘが水平な地面ＧＬ上を走行中に、ユーザがハンドル４１ａを左または右に回転させたとする。ここで、全ての車輪１２ＬＸ、１２ＲＸ、１２Ｂが地面ＧＬから離れずに地面ＧＬ上に載った状態で、車両１０Ｘが走行を継続する場合には、制御装置１００は、ゼロモーメントポイントＺＭＰｘが凸包領域ＡＣＸの内に維持されるように操舵モータ６５Ｘを制御している。
【０１２９】
Ｃ．第３実施例：
【０１３０】
図１〜図３の実施例では、車体９０が傾斜する場合に、前輪１２Ｆには、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２を傾斜方向に回動させる種々の力が作用する。例えば、以下に説明するように、回転する前輪１２Ｆの角運動量に起因して、前輪１２Ｆには、方向Ｄ１２を車体９０の傾斜方向に回動させるトルクが作用する（ジャイロモーメントとも呼ばれる）。
【０１３１】
図１９は、回転する前輪１２Ｆに作用する力の説明図である。図中には、前輪１２Ｆの斜視図が示されている。図１９の例では、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２は、前方向ＤＦと同じである。回転軸Ａｘ２は、前輪１２Ｆの回転軸である。車両１０が前進する場合、前輪１２Ｆは、この回転軸Ａｘ２を中心に、回転する。図中には、前輪支持装置４１（図１）の回動軸Ａｘ１と、前軸Ａｘ３とが示されている。回動軸Ａｘ１は、上方向ＤＵ側から下方向ＤＤ側に向かって延びている。前軸Ａｘ３は、前輪１２Ｆの重心１２Ｆｃを通り、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２に平行な軸である。なお、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘ２も、前輪１２Ｆの重心１２Ｆｃを通っている。
【０１３２】
上述したように、車体９０が傾斜する場合には、前輪支持装置４１の回動軸Ａｘ１も、車体９０とともに傾斜する。従って、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘ２も、同じ方向へ傾斜しようとする。走行中の車両１０の車体９０が右方向ＤＲ側に傾斜する場合、回転軸Ａｘ２を中心に回転する前輪１２Ｆに、右方向ＤＲ側へ傾斜させるトルクＴｑｘが作用する。このトルクＴｑｘは、前軸Ａｘ３を中心に前輪１２Ｆを右方向ＤＲ側へ傾斜させようとする力の成分を含んでいる。このように、回転する物体に外部トルクが印加される場合の物体の運動は、歳差運動として知られている。例えば、回転する物体は、回転軸と外部トルクの軸とに垂直な軸を中心に、回転する。図１９の例では、トルクＴｑｘの印加によって、回転する前輪１２Ｆは、前輪支持装置４１の回動軸Ａｘ１を中心に右方向ＤＲ側へ回転する。このように、回転する前輪１２Ｆの角運動量に起因して、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２は、車体９０の傾斜方向に回動する。
【０１３３】
以上のように、操舵モータ６５のトルクが小さい場合であっても、車両１０が右方向ＤＲ側に傾斜する場合、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２は、車体９０の傾斜に追随して右方向ＤＲ側へ回動する。車両１０が左方向ＤＬ側に傾斜する場合も、同様に、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２は、車体９０の傾斜に追随して左方向ＤＬ側へ回動する。そして、車両１０は、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２が傾斜角Ｔに適した方向を向いた状態で、走行する。従って、駆動制御値Ｖｃ１（図１１、図１３）の算出から、第２制御値Ｖｆ１は省略されてよい。例えば、第１制御値Ｖｙ１が、駆動制御値Ｖｃ１として利用されてよい。この場合、図１１の操舵モータ制御部５００の第２制御部５３０は、省略されてよい。また、図１３のＳ３５０は、省略されてよい。また、速度Ｖが予め決められたゼロより大きな閾値よりも速い場合には、第２制御値Ｖｆ１が省略され、速度Ｖが閾値以下である場合には、第２制御値Ｖｆ１が用いられてもよい。
【０１３４】
Ｄ．第４実施例：
図２０は、第４実施例の車両１０ａの説明図である。図中には、車両１０ａのうち、第１サスペンション１７ｆと、第１ストローク位置センサ１７ｓと、右サスペンション７０Ｒと、第２ストローク位置センサ７０ｓと、制御装置１００ａのうちの第１制御部５２０ａと、が示されている。本実施例の車両１０ａの構成は、図１〜図４、図１１の車両１０にストローク位置センサ１７ｓ、７０ｓを追加し、制御装置１００（図１１）の第１制御部５２０を図２０の第１制御部５２０ａに置換して得られる構成と、同じである（同じ要素は同じ符号で参照され、説明は省略される）。
【０１３５】
第１サスペンション１７ｆは、前フォーク１７（図１）に含まれるサスペンションである。本実施例では、第１サスペンション１７ｆに印加される荷重が大きいほど、第１サスペンション１７ｆの全長が小さくなる。同様に、右サスペンション７０Ｒに印加される荷重が大きいほど、右サスペンション７０Ｒの全長は小さくなる。第１ストローク位置センサ１７ｓは、第１サスペンション１７ｆに取り付けられており、第１サスペンション１７ｆのストローク位置を測定する。第２ストローク位置センサ７０ｓは、右サスペンション７０Ｒに取り付けられており、右サスペンション７０Ｒのストローク位置を測定する。なお、サスペンションのストローク位置は、サスペンションの全長と相関を有している。
【０１３６】
第１制御部５２０ａは、ヨー角加速度ＹＡに加えて、第１ストローク位置センサ１７ｓによって測定された第１位置ＰＳ１と、第２ストローク位置センサ７０ｓによって測定された第２位置ＰＳ２と、を用いて、第１制御値Ｖｙ１を決定する。車体９０（図１４）には、人や荷物などの種々の荷重がかかる。ここで、車体９０の前方向ＤＦ側の部分に重い荷重がかかると、重心９０ｃが前方向ＤＦ側へ移動するので、重心９０ｃと自転中心Ｃ１との間の中心距離が大きくなる。車体９０の後方向ＤＢ側の部分に重い荷重がかかると、重心９０ｃが後方向ＤＢ側へ移動するので、重心９０ｃと自転中心Ｃ１との間の中心距離が小さくなる。重心９０ｃの前後方向の位置は、位置ＰＳ１、ＰＳ２を用いて、推定可能である。例えば、第１位置ＰＳ１によって示されるサスペンションの全長が小さいほど、重心９０ｃは前方向ＤＦ側に位置しており、中心距離は大きい。第２位置ＰＳ２によって示されるサスペンションの全長が小さいほど、重心９０ｃは後方向ＤＢ側に位置しており、中心距離は小さい。このように、位置ＰＳ１、ＰＳ２を用いることによって、重心９０ｃの前後方向の位置、ひいては、中心距離を推定できる。
【０１３７】
図１４（Ａ）で説明したように、ヨー角加速度ＹＡに起因するロールモーメントは、重心９０ｃと自転中心Ｃ１との間の中心距離が大きいほど、大きい。そこで、本実施例では、第１制御部５２０ａは、位置ＰＳ１、ＰＳ２を用いて推定される中心距離が大きいほど、第１制御トルクの絶対値が大きくなるように、第１制御値Ｖｙ１を決定する。例えば、第１制御部５２０ａは、Ｐ制御に用いられるＰゲインとＤ制御に用いられるＤゲインとの少なくとも一方を、中心距離が大きいほど大きな値に設定する。これにより、第１制御部５２０ａは、車体９０が受ける種々の荷重に合わせて、ロールモーメントを小さくできる。
【０１３８】
なお、第１制御部５２０は、中心距離を推定せずに、位置ＰＳ１、ＰＳ２を用いて第１制御値Ｖｙ１を制御してよい。例えば、第１制御部５２０ａは、位置ＰＳ１、ＰＳ２とＰゲインとＤゲインとの予め決められた対応関係に従って、ＰゲインとＤゲインとを決定してよい。この対応関係は、位置ＰＳ１、ＰＳ２を用いて推定される中心距離が大きいほど、ＰゲインとＤゲインとが大きくなるように、構成されてよい。また、車両１０ａの走行中には、位置ＰＳ１、ＰＳ２は、外乱によって変化し得る。そこで、第１制御部５２０ａは、車両１０ａが走行を開始する直前に、車両１０ａが静止している状態で測定された位置ＰＳ１、ＰＳ２を用いて、第１制御値Ｖｙ１を制御してよい。なお、第２ストローク位置センサ７０ｓは、左サスペンション７０Ｌに取り付けられてもよい。
【０１３９】
図１５、図１８（Ａ）の車両１０Ｘのように、後輪１２Ｂが回動輪である場合も、同様である。例えば、第１ストローク位置センサ１７ｓは、前輪１２ＬＸ、１２ＲＸを支持するサスペンションシステム７０の右サスペンション７０Ｒに取り付けられてよい。第２ストローク位置センサ７０ｓは、後フォーク８７の図示しないサスペンションに取り付けられてよい。ここで、重心９０Ｘｃの位置の変化に対する中心距離の変化の関係は、前輪１２Ｆが回動輪である場合の関係とは逆である。第１位置ＰＳ１によって示されるサスペンションの全長が小さいほど、重心９０Ｘｃは前方向ＤＦ側に位置しており、中心距離は小さい。第２位置ＰＳ２によって示されるサスペンションの全長が小さいほど、重心９０Ｘｃは後方向ＤＢ側に位置しており、中心距離は大きい。
【０１４０】
一般的には、車両は、車体に接続された第１サスペンションと、第１サスペンションのストローク位置と相関を有する第１ストローク情報を測定する第１センサと、車体に接続され、第１サスペンションよりも後方に配置された第２サスペンションと、第２サスペンションのストローク位置と相関を有する第２ストローク情報を測定する第２センサと、を備えてよい。ストローク情報は、サスペンションのストローク位置と相関を有する種々のパラメータであってよい。例えば、ストローク情報は、サスペンションの全長を示してよい。また、サスペンションは、サスペンションに印加される荷重が大きいほど、サスペンションの全長が長くなるように、車体に接続されてよい。そして、車両の制御装置は、ヨー角加速度ＹＡに加えて、第１ストローク情報と第２ストローク情報とを用いて操舵駆動装置を制御してよい。この構成によれば、種々の状況下において、車両の走行を安定化できる。ここで、制御装置は、ヨー角加速度ＹＡと第１ストローク情報と第２ストローク情報とを用いて第１制御値（例えば、第１制御値Ｖｙ１（図２０））を決定し、第１制御値を含む１以上の制御値を用いて操舵駆動装置を制御してよい。ここで、制御装置は、第１ストローク情報と第２ストローク情報とによって示される中心距離が大きいほど、第１制御値によって示される回動トルク（例えば、図１４（Ｃ）、図１８（Ｃ）のトルクＴｙ１、Ｔｙ１Ｘ）の絶対値が大きくなるように、第１制御値を決定することが好ましい。また、サスペンションは、弾性体を含んでよい。サスペンションの弾性体は、バネ（コイルバネ、板バネなど）、ゴムなど、弾性変形可能な種々の部材であってよい。第１サスペンションは、車体と前輪とに接続されてよい。第２サスペンションは、車体と後輪とに接続されてよい。
【０１４１】
Ｅ．変形例：
（１）操舵駆動装置（操舵モータ６５、６５Ｘなど）の制御に用いられるヨー角加速度パラメータは、車両のヨー角加速度を示す種々のパラメータであってよい。例えば、上記の各実施例のように、ヨー角加速度センサ（例えば、ヨー角加速度センサ１２９（図１１））によって測定されたヨー角加速度が、用いられてよい。これに代えて、車両のヨー角加速度と相関を有する他のパラメータが用いられてよい。例えば、左輪１２Ｌ、１２ＬＸの回転速度と右輪１２Ｒ、１２ＲＸの回転速度とが、ヨー角加速度パラメータとして用いられてよい。回転速度の差の微分値は、ヨー角加速度と相関を有している。また、ハンドル角Ａｉの角加速度が、ヨー角加速度パラメータとして用いられてよい。ハンドル角Ａｉの角加速度の絶対値が大きいほど、ヨー角加速度の絶対値が大きい。そして、ハンドル角Ａｉの角加速度の方向は、ヨー角加速度の方向と同じである。
【０１４２】
（２）操舵駆動装置（操舵モータ６５、６５Ｘなど（図１、図１５）の制御に用いられるパラメータは、ヨー角加速度パラメータに加えて、他の任意のパラメータを含んでよい。一般的には、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）で説明したように、車体（車体９０、９０Ｘなど（図１、図１５））の重心と自転中心とが互いに離れている場合に、ヨー角加速度に起因して、車体をロールさせるロールモーメントが生じる。このように車体の重心と自転中心とが互いに離れ得るように構成されている車両の制御装置は、ヨー角加速度パラメータを用いて操舵駆動装置を制御することによって、ロールモーメントを小さくできる。この結果、車両の走行を安定化できる。
【０１４３】
車両が、以下の構成Ａ、Ｂを備える場合、車体の重心と自転中心とが互いに離れ得る。
構成Ａ）車両は、１以上の前輪と１以上の後輪とを有している。
構成Ｂ）旋回時に、前輪と後輪との間で車輪角が異なっている。
前輪と後輪とのいずれか一方のみが回動輪を含む場合、車両は構成Ｂを備えている。また、前輪と後輪との双方が回動輪を含んでよい。
【０１４４】
（３）車両の制御処理は、図１０〜図１４、図１８で説明した処理に代えて、他の種々の処理であってよい。例えば、図１０のＳ１５０、Ｓ１６０では、第１目標傾斜角Ｔ１に代えて、第１目標傾斜角Ｔ１の絶対値よりも小さい絶対値を有する第２目標傾斜角Ｔ２が、利用されてよい。
【０１４５】
（４）複数の車輪の総数と配置としては、種々の構成を採用可能である。例えば、前輪の総数が１であり、後輪の総数が１であってもよい。前輪の総数が２であり、後輪の総数が２であってもよい。また、図１の実施例において、前輪１２Ｆが駆動輪であってよい。図１５の実施例において、後輪１２Ｂが駆動輪であってよい。また、車体に支持されている回動輪の総数は、１以上の任意の数であってよい。図１の実施例において、後輪１２Ｌ、１２Ｒが、回動輪であってよい。図１５の実施例において、前輪１２ＬＸ、１２ＲＸが回動輪であってよい。また、複数の車輪は、１以上の前輪と１以上の後輪を含んでよい。ここで、全ての前輪が回動輪であってよく、これに代えて、全ての後輪が回動輪であってよい。
【０１４６】
前輪の総数が１であり、後輪の総数が１である場合、前輪と後輪とのそれぞれの地面との接触領域は、ゼロよりも大きい面積を有している。従って、前輪の接触領域と後輪の接触領域とを含む凸包領域が、形成される。車両の制御装置は、車両のゼロモーメントポイントが凸包領域の内に維持されるように、ヨー角加速度パラメータを用いて操舵駆動装置を制御することが好ましい。いずれの場合も、ヨー角加速度パラメータを含む１以上のパラメータと、操舵駆動装置のトルクと、の関係は、車両のゼロモーメントポイントが凸包領域の内に維持されるように、予め実験的に決定されてよい。
【０１４７】
（５）上記各実施例のように、車体は、車両が旋回する場合に旋回の内側に傾斜可能であってよい。例えば、車両は、車体を幅方向に傾斜させる傾斜装置を備えてよい（例えば、傾斜装置３０（図４））。また、車両が、１個の前輪と１個の後輪とを備える二輪車である場合、車体は、車両が旋回する場合に旋回の内側に傾斜可能である。これに代えて、車体は、車両が旋回する場合に旋回の内側に傾斜するように構成されていなくてもよい。例えば、車両は、２個の前輪と２個の後輪とを備える４輪車であってよい。そして、車両が旋回する場合に車体を旋回の内側に傾斜させる装置（例えば、傾斜装置３０（図４））は、省略されてよい。いずれの場合も、車両の制御装置は、ヨー角加速度パラメータを用いて操舵駆動装置を制御すれば、車体を回転させる力のモーメントを小さくできる。この結果、車両の走行を安定化できる。
【０１４８】
（６）回動輪の方向が車体の幅方向に回動可能であるように回動輪を支持する回動輪支持装置の構成は、図１、図１５等で説明した支持装置４１、８１Ｘの構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、回動輪を回転可能に支持する支持部材は、フォーク１７、８７に代えて、片持ちの部材であってよい。また、支持部材を車体に対して幅方向に回動可能に支持する回動装置は、軸受６８、６８Ｘに代えて、他の種々の装置であってよい。例えば、回動装置は、車体と支持部材とを連結するリンク機構であってよい。
【０１４９】
一般的には、車体に固定された回動輪支持装置が、回動輪の方向が車体の幅方向に回動可能であるように回動輪を支持することが好ましい。この構成によれば、回動輪の回動軸（例えば、回動軸Ａｘ１（図１））は、車体とともに傾斜する。従って、図１９等で説明したように、回動輪の方向（例えば、方向Ｄ１２（図２））は、車体の傾斜角Ｔの変化に追随して変化できる。ここで、回動輪支持装置は、Ｋ個（Ｋは１以上の整数）の支持部材を備えてよい。各支持部材は、１以上の回動輪を回転可能に支持してよい。そして、回動輪支持装置は、車体に固定されたＫ個の回動装置を備えてよい。Ｋ個の回動装置は、Ｋ個の支持部材を、それぞれ幅方向に回動可能に支持してよい。
【０１５０】
（７）回動輪の方向を幅方向に回動させる回動トルクを生成する操舵駆動装置の構成は、図１、図１５等で説明した操舵モータ６５、６５Ｘの構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、操舵駆動装置は、ポンプを含み、ポンプからの液圧（例えば、油圧）を用いて回動トルクを生成してよい。いずれの場合も、操舵駆動装置は、Ｋ個の支持部材のそれぞれに回動トルクを印加するように構成されてよい。例えば、操舵駆動装置は、Ｋ個の支持部材のそれぞれに連結されてよい。
【０１５１】
（８）車体を幅方向に傾斜させる傾斜装置の構成は、図４等で説明したリンク機構３０の構成に代えて、車体を幅方向に傾斜させるように構成された他の種々の構成であってよい。また、傾斜装置を駆動する傾斜駆動装置の構成は、リーンモータ２５に代えて、車体を幅方向に傾斜させる力を傾斜駆動装置に印加するように構成された他の種々の構成であってよい。
【０１５２】
（９）操作入力部は、ハンドル４１ａ（図１）のように左と右とに回転可能な装置に代えて、旋回方向と旋回の程度とを示す操作量を入力するために操作されるように構成された他の種々の装置であってよい。例えば、操作入力部は、予め決められた基準方向（例えば、直立方向）から左と右とに傾斜可能なレバーを含んでよい。
【０１５３】
（１０）制御装置１００の構成は、操舵駆動装置（例えば、操舵モータ６５）を制御するように構成された種々の構成であってよい。例えば、制御装置１００は、１つのコンピュータを用いて構成されてもよい。制御装置１００の少なくとも一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用のハードウェアによって、構成されてよい。例えば、図１１のリーンモータ制御部４００と操舵モータ制御部５００とは、ＡＳＩＣによって構成されてよい。また、制御装置１００は、種々の電気回路であってよく、例えば、コンピュータを含む電気回路であってよく、コンピュータを含まない電気回路であってもよい。また、マップデータ（例えば、傾斜角マップデータＭＴなど）によって対応付けられる入力値と出力値とは、他の要素によって対応付けられてよい。例えば、数学的関数、アナログ電気回路などの要素が、入力値と出力値とを対応付けてよい。
【０１５４】
また、傾斜駆動装置等の制御に利用される傾斜角としては、鉛直上方向ＤＵを基準とする傾斜角Ｔ（図５（Ｂ））に代えて、車体９０の幅方向の傾斜の度合いを示す種々の角度を採用してよい。例えば、制御角Ｔｃが、傾斜角として利用されてよい。この場合、車両１０には、制御角Ｔｃを測定するように構成されたセンサが設けられることが好ましい。このセンサは、傾斜角センサの例である。
【０１５５】
（１１）車両の構成は、上記の実施例と変形例とのそれぞれの構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、図４の実施例において、モータ５１Ｌ、５１Ｒは、サスペンションを介して、リンク機構３０に接続されてもよい。駆動輪を駆動する駆動装置は、電気モータに代えて、車輪を回転させるトルクを生成する任意の装置であってよい（例えば、内燃機関）。車両の最大定員数は、１人に代えて、２人以上であってよい。車両の制御に用いられる対応関係（例えば、マップデータＭＴ、ＭＡＦによって示される対応関係）は、車両が適切に走行できるように、実験的に決定されてよい。車両の制御装置は、車両の制御に用いられる対応関係を、車両の状態に応じて、動的に変更してよい。例えば、車両は、車体の重量を測定する重量センサをー備え、制御装置は、車体の重量に応じて対応関係を調整してよい。
【０１５６】
上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部あるいは全部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、図９の制御装置１００の機能を、専用のハードウェア回路によって実現してもよい。
【０１５７】
また、本発明の機能の一部または全部がコンピュータプログラムで実現される場合には、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（例えば、一時的ではない記録媒体）に格納された形で提供することができる。プログラムは、提供時と同一または異なる記録媒体（コンピュータ読み取り可能な記録媒体）に格納された状態で、使用され得る。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、メモリーカードやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種ＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスクドライブ等のコンピュータに接続されている外部記憶装置も含み得る。
【０１５８】
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
【符号の説明】
【０１５９】
１０、１０Ｘ…車両、１０ｃ…重心、１１…座席、１２Ｂ…後輪、１２Ｆ…前輪、１２Ｌ…左後輪（駆動輪）、１２Ｒ…右後輪（駆動輪）、１２ＬＸ…左前輪、１２ＲＸ…右前輪、１２Ｆｃ…重心、１２Ｌａ、１２Ｒａ…ホイール、１２Ｌｂ、１２Ｒｂ…タイヤ、１７…前フォーク、２０、２０Ｘ…本体部、２０ａ…前壁部、２０ｂ…底部、２０ｃ…後壁部、２０ｄ…支持部、２０ｅ…前支持部、２１…中縦リンク部材、２５…リーンモータ、３０…リンク機構（傾斜装置）、３１Ｄ…下横リンク部材、３１Ｕ…上横リンク部材、３３Ｌ…左縦リンク部材、３３Ｒ…右縦リンク部材、３８、３９…軸受、４１…前輪支持装置、４１Ｘ…ハンドル支持部、４１ａ…ハンドル、４１ａｘ…支持棒、４５…アクセルペダル、４６…ブレーキペダル、４７…シフトスイッチ、５１Ｌ…左駆動モータ（電気モータ）、５１Ｒ…右駆動モータ（電気モータ）、５１Ｓ…駆動システム、６５、６５Ｘ…操舵モータ、６８、６８Ｘ…軸受、７０…サスペンションシステム、７０Ｌ…左サスペンション、７０Ｒ…右サスペンション、７１Ｌ、７１Ｒ…コイルスプリング、７２Ｌ、７２Ｒ…ショックアブソーバ、７５…連結棒、８０…後輪支持部、８０Ｘ…前輪支持部、８１Ｘ…後輪支持装置、８２…第１支持部、８３、８３Ｘ…第２支持部、８７…後フォーク、９０、９０Ｘ…車体、９０ｃ、９０Ｘｃ…重心、１００…制御装置、１１０…主制御部、１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐ…プロセッサ、１１０ｖ、３００ｖ、４００ｖ、５００ｖ…揮発性記憶装置、１１０ｎ、３００ｎ、４００ｎ、５００ｎ…不揮発性記憶装置、１１０ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇ…プログラム、１１２…傾斜角特定部、１１３…目標傾斜角決定部、１１４…第１減算部、１１６…目標車輪角決定部、１１７…第２減算部、１１８…ヨー角加速度特定部、１２０…バッテリ、１２２…車速センサ、１２３…ハンドル角センサ、１２４…車輪角センサ、１２６…鉛直方向センサ、１２６ａ…加速度センサ、１２６ｃ…制御部、１２６ｇ…ジャイロセンサ、１２７…傾斜角センサ、１２９…ヨー角加速度センサ、１４５…アクセルペダルセンサ、１４６…ブレーキペダルセンサ、３００…駆動装置制御部、３００ｃ…電力制御部、４００…リーンモータ制御部、４００ｃ…電力制御部、４２０…第１制御部、５００…操舵モータ制御部、５００ｃ…電力制御部、５２０、５２０ａ…第１制御部、５３０…第２制御部、５９０…加算部、ＤＦ…前方向、ＤＢ…後方向、ＤＵ…鉛直上方向、ＤＤ…鉛直下方向、ＤＬ…左方向、ＤＲ…右方向、１７ｆ…第１サスペンション、１７ｓ…第１ストローク位置センサ、７０ｓ…第２ストローク位置センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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