(57)【要約】【課題】停車時に、車体の姿勢の安定性を高めることと、高速走行時に、車体の姿勢の操縦を運転者が行い易いようにすることとを実現できる移動体を提供する。【解決手段】移動体１Ａは、トレール長可変機構９を有する前輪支持機構４と、前輪３ｆを操舵する駆動力を発生する操舵用アクチュエータ８と、前輪３ｆのトレール長を変化させる駆動力を発生するトレール長変更用アクチュエータ１５と、制御装置５０とを備える。制御装置５０は、車体の姿勢を安定化するように操舵用アクチュエータ８を制御する操舵制御手段と、車速の観測値に応じてトレール長変更用アクチュエータ１５を制御するトレール長制御手段とを有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、該車体の前後方向に間隔を存して配置された前輪及び後輪とを備え、前記前輪が操舵軸線まわりに操舵可能な操舵輪である移動体であって、
前記前輪のトレール長を可変とするトレール長可変機構を有すると共に該前輪を前記操舵軸線のまわりに操舵可能に支持するように構成された前輪支持機構と、
前記前輪を操舵する駆動力を発生する操舵用アクチュエータと、
前記前輪のトレール長を変化させる駆動力を発生するトレール長変更用アクチュエータと、
前記操舵用アクチュエータ及びトレール長変更用アクチュエータを制御する制御装置とを備えており、
前記制御装置は、
少なくとも前記車体のロール方向の傾斜角の観測値に応じて、該車体の姿勢を安定化するように前記操舵用アクチュエータを制御する操舵制御手段と、
少なくとも当該移動体の車速の観測値がゼロである場合における前記トレール長が、前記車速の観測値が第１の所定速度よりも大きい車速である場合における前記トレール長よりも小さくなるように、前記車速の観測値に応じて前記トレール長変更用アクチュエータを制御するトレール長制御手段とを有するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項２】
請求項１記載の移動体において、
前記トレール長制御手段は、前記車速の観測値が前記第１の所定速度よりも大きい車速である場合に、前記トレール長が所定の正の値のトレール長になるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項３】
請求項１又は２記載の移動体において、
前記トレール長制御手段は、前記車速の観測値が前記第１の所定速度よりも大きい車速である場合に、前記トレール長を所定の上限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御し、前記車速の観測値がゼロである場合に、前記トレール長を前記上限トレール長よりも小さい所定の下限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていると共に、前記車速の観測値がゼロから前記第１の所定速度よりも大きい速度に増加するまでは、前記トレール長を前記下限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御し、前記車速の観測値が前記第１の所定速度よりも大きい速度に増加したときには、該車速の観測値が前記第１の所定速度よりも小さい第２の所定速度よりも小さい速度に低下するまで、前記トレール長を前記上限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御し、前記車速の観測値が前記第２の所定速度よりも小さい速度に低下したときには、前記トレール長を前記下限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項４】
請求項１又は２記載の移動体において、
前記トレール長制御手段は、前記トレール長の目標値である目標トレール長が、所定の上限トレール長と該上限トレール長よりも小さい所定の下限トレール長との間で前記車速の観測値に応じて連続的に変化すると共に、該車速の観測値が大きいほど、該目標トレール長が大きくなるように、該目標トレール長を逐次決定し、該目標トレール長に実際のトレール長を追従させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項５】
請求項３又は４記載の移動体において、
少なくとも前記トレール長が前記上限トレール長に一致した状態で、前記トレール長可変機構のうちの前記トレール長の変化に連動して動く可動部を係止するロック機構をさらに備えることを特徴とする移動体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動体において、
前記操舵制御手段は、前記車体のロール方向の傾斜角に応じた値を有する所定種類の状態量である傾斜状態量の運動状態量と、前記前輪の操舵角の運動状態量とを前記車体の姿勢を安定化するための制御対象の状態量として、該制御対象の状態量を安定化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項７】
請求項６記載の移動体において、
前記操舵用アクチュエータにより操舵される前記前輪の操舵角加速度又は該操舵用アクチュエータから前記前輪に付与される前記操舵軸線まわりのトルクを参照量と定義したとき、前記操舵制御手段は、前記制御対象の状態量のうちの前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記トレール長が大きいほど、大きくなるという特性で該トレール長に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項８】
請求項６記載の移動体において、
前記操舵用アクチュエータにより操舵される前記前輪の操舵角加速度又は該操舵用アクチュエータから前記前輪に付与される前記操舵軸線まわりのトルクを参照量と定義したとき、
前記操舵制御手段は、前記制御対象の状態量のうちの前記前輪の操舵角の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒｂ）が、前記車速の観測値が大きいほど、小さくなるという特性で該車速の観測値に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項９】
請求項７又は８記載の移動体において、
前記操舵制御手段は、前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記車速が大きいほど小さくなるという特性で該車速の観測値に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の移動体において、
前記操舵制御手段は、前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記前輪の操舵角の大きさが大きいほど小さくなるという特性で該操舵角の観測値に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の移動体において、
前記操舵制御手段は、前記車速の観測値が所定車速よりも大きい場合に、前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）と、前記前輪の操舵角の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒｂ）とがゼロになるように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることを特徴とする移動体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の移動体において、
前記制御装置は、前記操舵制御手段による前記操舵用アクチュエータの制御を停止する動作モードである姿勢制御停止モードを有しており、該姿勢制御停止モードでは、前記トレール長制御手段は実際のトレール長をあらかじめ定められた所定のトレール長に制御するように構成されており、
該姿勢制御停止モードで、前記操舵用アクチュエータと前記前輪との間の動力伝達を遮断するクラッチ機構をさらに備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪及び後輪を備える二輪車等の移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体の前後方向に間隔を存して配置された前輪及び後輪を備える移動体、例えば自動二輪車では、通常、前輪が操舵輪となっている。
【０００３】
また、例えば特許文献１に見られるように、前輪に加えて、後輪をも操舵可能として、走行状況に応じて後輪を適宜、操舵することで、車両の旋回性等を向上させるようにした自動二輪車も知られている。
【０００４】
この種の自動二輪車では、通常、走行中の操縦安定性を高めるために、前輪の操舵軸線（前輪の操舵の回転軸線）と接地面との交点が、前輪の接地点の前方側に位置するように（すなわち、トレール長が正の値となるように）、前輪の操舵軸線が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６０３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動二輪車等の二輪車は、特に、停車時に、車体の姿勢の安定性を高めることが望まれる。
【０００７】
一方、二輪車の高速走行時には、二輪車の旋回時に車体をロール方向に傾ける等、該車体の姿勢の操縦を運転者が行い易いことが望まれる。
【０００８】
そこで、本発明は、停車時に、車体の姿勢の安定性を高めることと、高速走行時に、車体の姿勢の操縦を運転者が行い易いようにすることとを実現できる移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移動体は、かかる目的を達成するために、車体と、該車体の前後方向に間隔を存して配置された前輪及び後輪とを備え、前記前輪が操舵軸線まわりに操舵可能な操舵輪である移動体であって、
前記前輪のトレール長を可変とするトレール長可変機構を有すると共に該前輪を前記操舵軸線のまわりに操舵可能に支持するように構成された前輪支持機構と、
前記前輪を操舵する駆動力を発生する操舵用アクチュエータと、
前記前輪のトレール長を変化させる駆動力を発生するトレール長変更用アクチュエータと、
前記操舵用アクチュエータ及びトレール長変更用アクチュエータを制御する制御装置とを備えており、
前記制御装置は、
少なくとも前記車体のロール方向の傾斜角の観測値に応じて、該車体の姿勢を安定化するように前記操舵用アクチュエータを制御する操舵制御手段と、
少なくとも当該移動体の車速の観測値がゼロである場合における前記トレール長が、前記車速の観測値が第１の所定速度よりも大きい車速である場合における前記トレール長よりも小さくなるように、前記車速の観測値に応じて前記トレール長変更用アクチュエータを制御するトレール長制御手段とを有するように構成されていることを特徴とする（第１発明）。
【００１０】
なお、第１発明において、「車体の姿勢を安定化する」ということは、車体のロール方向の姿勢を目標とする姿勢に収束もしくは近づけるように、当該移動体に作用するモーメント（ロール方向のモーメント）を発生させることを意味する。
【００１１】
また、第１発明において、前輪のトレール長は、移動体の基準姿勢状態（詳しくは、前輪及び後輪が水平な接地面に直立姿勢で接地して静止しており、且つ、前輪及び後輪のそれぞれの車軸中心線（回転軸心）が、車体の前後方向と直交する方向に互いに平行に延在している状態）における前輪の操舵軸線と接地面との交点と、前輪の接地点との距離を意味する。この場合、トレール長の極性は、前輪の操舵軸線と接地面との交点が前輪の接地点の前方に存在する場合を正、前輪の操舵軸線と接地面との交点が前輪の接地点の後方に存在する場合を負と定義する。
【００１２】
本願発明者は、各種実験、検討によって次のことを知見した。すなわち、移動体の前輪を操舵することによって、車体にロール方向のモーメントを作用させることができる。そして、この場合、前輪の操舵に応じて発生するモーメントの大きさもしくは向きは、前輪のトレール長に対する依存性を有する。
【００１３】
詳細は後述するが、本願発明者の各種実験、検討によれば、車体の姿勢を安定化するために適切なモーメントを前輪の操舵によって車体に作用させるようにする上では、トレール長は、ある正の値よりも小さい（ゼロもしくは負の値を含む）ことが好ましい。また、該トレール長が小さいほど（負の値である場合は絶対値が大きいほど）、前輪の操舵角の単位変化量に対して発生させ得る上記モーメントを大きくすることができる。
【００１４】
そして、移動体の停車時のように、車体の姿勢を安定化することの要求度合が高い状況では、該姿勢の安定化のために、前輪の操舵によって十分なモーメントを感度よく発生できることが望ましい。したがって、このような状況では、トレール長は、ある程度小さい方が好ましい。さらには、トレール長が負の値であれば、一層好ましい。
【００１５】
一方、移動体がある程度以上の車速で走行しているような状況では、二輪車の一般的な性質として知られているように、トレール長を所定の正の値にすることで、操縦安定性を高めることができる。
【００１６】
このようにトレール長を設定した場合には、移動体がある程度以上の車速で走行しているような状況で移動体が傾くと、前記操舵用アクチュエータに前輪を操舵する駆動力を発生させなくても、セルフステアが働いて車体の姿勢が復元する。この効果によって、操縦安定性が高くなる。
【００１７】
逆に、この場合に、前記操舵用アクチュエータに大きな駆動力が発生するような制御を行うと、運転者が、体重移動や操縦ハンドルの操作によって移動体の車体を操る際に、違和感を感じるおそれがある。したがって、移動体がある程度以上の車速で走行しているような状況では、トレール長を所定の正の値にしつつ、前記操舵用アクチュエータにより車体の姿勢を安定化させる動作を抑制することが望ましい。
【００１８】
そこで、第１発明の移動体は、前記操舵用アクチュエータの駆動力により前輪を操舵し得るようにすると共に、前記トレール長変更用アクチュエータにより前輪のトレール長を変化させることができるように構成されている。そして、前記制御装置は、少なくとも前記車体のロール方向の傾斜角の観測値に応じて、該車体の姿勢を安定化するように前記操舵用アクチュエータを制御する操舵制御手段と、少なくとも当該移動体の車速の観測値がゼロである場合における前記トレール長が、前記車速の観測値が第１の所定速度よりも大きい車速である場合における前記トレール長よりも小さくなるように、前記車速の観測値に応じて前記トレール長変更用アクチュエータを制御するトレール長制御手段とを有するように構成されている。
【００１９】
かかる第１発明によれば、移動体の車速の観測値がゼロである場合、すなわち、移動体の停車時には、前輪の実際のトレール長が相対的に小さいトレール長（例えば負のトレール長）となる。このため、前記操舵制御手段によって、前記操舵用アクチュエータを制御することで、車体の姿勢を安定化する上で適切なロール方向のモーメントを発生させることができる。
【００２０】
また、車速の観測値が、第１の所定速度よりも大きい車速である場合、すなわち、移動体が比較的高速側の車速で走行している場合には、前輪の実際のトレール長が相対的に大きいトレール長（例えば正のトレール長）となる。このため、適切なセルフステアが働くようになって操縦安定性が高くなる。ひいては、運転者自身が車体を自在に操縦することが容易になる。
【００２１】
よって、第１発明によれば、停車時に、車体の姿勢の安定性を高めることと、高速走行時に、車体の操縦を運転者が行い易いようにすることとを実現できる。
【００２２】
上記第１発明では、前記トレール長制御手段は、前記車速の観測値が前記第１の所定速度よりも大きい車速である場合に、前記トレール長が所定の正の値のトレール長になるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第２発明）。
【００２３】
この第２発明によれば、移動体が比較的高速側の車速で走行している場合に、実際のトレール長が正の値のトレール長となるので、移動体の操縦安定性を一層高めることができる。
【００２４】
また、上記第１発明又は第２発明では、前記トレール長制御手段は、例えば、前記車速の観測値が前記第１の所定速度よりも大きい車速である場合に、前記トレール長を所定の上限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御し、前記車速の観測値がゼロである場合に、前記トレール長を前記上限トレール長よりも小さい所定の下限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成される。
【００２５】
この場合、前記トレール長制御手段は、前記車速の観測値がゼロから前記第１の所定速度よりも大きい速度に増加するまでは、前記トレール長を前記下限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御し、前記車速の観測値が前記第１の所定速度よりも大きい速度に増加したときには、該車速の観測値が前記第１の所定速度よりも小さい第２の所定速度よりも小さい速度に低下するまで、前記トレール長を前記上限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御し、前記車速の観測値が前記第２の所定速度よりも小さい速度に低下したときには、前記トレール長を前記下限トレール長に一致させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第３発明）。
【００２６】
この第３発明によれば、前輪のトレール長は、前記車速の観測値が高速側の車速（少なくとも前記第１の所定速度よりも大きい車速）である場合には、前記上限トレール長に一致するように制御され、前記車速の観測値が低速側の車速（少なくとも前記第２の所定速度よりも小さい車速（ゼロを含む））である場合には、前記下限トレール長に一致するように制御されることとなる。
【００２７】
そして、車速の観測値が増加していく状況（加速時の状況）では、該観測値が前記第１の所定速度よりも大きい速度に増加したときに、トレール長が下限トレール長から上限トレール長に切り替えられる一方、車速の観測値が低下していく状況（減速時の状況）では、該観測値が前記第２の所定速度（＜第１の所定速度）よりも小さい速度に低下したときに、トレール長が上限トレール長から下限トレール長に切り替えられることとなる。
【００２８】
従って、移動体の加速時の状況と減速時の状況とでは、トレール長の切替えは、車速の変化に対してヒステリシス特性を持つように行われることとなる。このため、前記第１の所定速度又は第２の所定速度の近辺の車速で移動体が走行している状況で、トレール長が上限トレール長及び下限トレール長の一方から他方に頻繁に切替わるようなことを防止することができる。
【００２９】
また、前記第１発明又は第２発明では、前記トレール長制御手段は、前記トレール長の目標値である目標トレール長が、所定の上限トレール長と該上限トレール長よりも小さい所定の下限トレール長との間で前記車速の観測値に応じて連続的に変化すると共に、該車速の観測値が大きいほど、該目標トレール長が大きくなるように、該目標トレール長を逐次決定し、該目標トレール長に実際のトレール長を追従させるように前記トレール長変更用アクチュエータを制御するように構成されていてもよい（第４発明）。
【００３０】
この第４発明によれば、実際のトレール長を、前記上限トレール長と下限トレール長との間の中間のトレール長を含めて、移動体の各車速に適したトレール長に制御することができる。
【００３１】
上記第３発明又は第４発明では、少なくとも前記トレール長が前記上限トレール長に一致した状態で、前記トレール長可変機構のうちの前記トレール長の変化に連動して動く可動部を係止するロック機構をさらに備えることが好ましい（第５発明）。
【００３２】
この第５発明によれば、前記トレール長が前記上限トレール長に一致した状態で、すなわち、前記移動体が高速側の車速が走行している状況で、前記可動部が前記ロック機構により係止されるので、前記トレール長変更用アクチュエータの制御によらずに、前記トレール長を機械的に上限トレール長に保持することができることとなる。
【００３３】
このため、高速側の車速での走行時におけるトレール長の保持機能のロバスト性を高めることができる。また、トレール長変更用アクチュエータによるエネルギー消費を削減できる。
【００３４】
前記第１〜第５発明では、前記操舵制御手段は、前記車体のロール方向の傾斜角に応じた値を有する所定種類の状態量である傾斜状態量の運動状態量と、前記前輪の操舵角の運動状態量とを前記車体の姿勢を安定化するための制御対象の状態量として、該制御対象の状態量を安定化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第６発明）。
【００３５】
なお、第６発明において、「制御対象の状態量を安定化する」ということは、制御対象の状態量の実際の値を所定の目標値（例えば前記基準姿勢状態での値）に収束もしくは近づけるように、当該移動体に作用するモーメント（ロール方向のモーメント）を発生させることを意味する。
【００３６】
また、第６発明における「傾斜状態量の運動状態量」としては、例えば「傾斜状態量」の値そのものとその時間的変化率との両方又は一方を採用することができる。同様に、「操舵角の運動状態量」としては、例えば「操舵角」の値そのものとその時間的変化率との両方又は一方を採用することができる。
【００３７】
また、「傾斜状態量」しては、前記車体のロール方向の傾斜角を採用することができる。あるいは、後述する倒立振子質点の水平方向の位置に関する状態量（例えば、倒立振子質点の水平方向位置、もしくは任意の基準位置に対する倒立振子質点の水平方向の相対的な移動量、もしくは該倒立振子質点と任意の基準点とを結ぶ線分のロール方向の傾斜角）を採用することができる。
【００３８】
ここで、移動体の動力学は、一般に、移動体の接地面の上方で前記車体のロール方向の傾斜角と前記操舵輪の操舵角とに応じて水平方向に移動する倒立振子質点と、前記車体のロール方向の傾斜角に依存せずに、前記操舵輪の操舵角に応じて当該移動体の接地面を水平に移動する接地面上質点とから構成される質点系の動力学により表現する動力学モデルに等価変換することができる。そして、第６発明における「傾斜状態量」に関する上記「倒立振子質点」は、当該等価変換により得られる動力学モデルにおける倒立振子質点を意味する。
【００３９】
上記第６発明によれば、前記傾斜状態量の運動状態量と、前記前輪の操舵角の運動状態量とを、それぞれの目標値に収束もしくは近づけるように制御することができる。これにより、前輪の操舵状態を含めて、移動体の車体の姿勢を効果的に安定化させることができる。
【００４０】
上記第６発明では、前記操舵用アクチュエータにより操舵される前記前輪の操舵角加速度又は該操舵用アクチュエータから前記前輪に付与される前記操舵軸線まわりのトルクを参照量と定義したとき、前記操舵制御手段は、前記制御対象の状態量のうちの前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記トレール長が大きいほど、大きくなるという特性で該トレール長に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第７発明）。
【００４１】
すなわち、本願発明者の各種実験、検討によれば、前記したように、前輪のトレール長が小さいほど、前輪の操舵角の単位変化量に対して発生させ得るロール方向のモーメントが大きくなる。逆に言えば、前輪のトレール長が小さい場合よりも大きい場合の方が、前輪の操舵角の単位変化量に対して、車体の姿勢を安定化させるロール方向のモーメントが発生しにくくなる。
【００４２】
そこで、第７発明では、前記操舵制御手段は、前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記トレール長が大きいほど、大きくなるという特性で該トレール長に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御する。これにより、前記トレール長が小さいトレール長に制御されている状態で、前記操舵用アクチュエータによる前輪の操舵に応じて発生するロール方向のモーメントが過剰なものとなるのを防止できる。あるいは、前記トレール長が大き目のトレール長に制御されている状態で、前記操舵用アクチュエータによる前輪の操舵に応じて発生するロール方向のモーメントが過小なものとなるのを防止できる。
【００４３】
なお、第７発明において、前記傾斜状態量の運動状態量が、該傾斜状態量の値と、その時間的変化率との両方により構成される場合には、上記感度（Ｒａ）は、該傾斜状態量の値と、その時間的変化率とのそれぞれ毎の感度を意味する。
【００４４】
また、前記第６発明では、前記操舵用アクチュエータにより操舵される前記前輪の操舵角加速度又は該操舵用アクチュエータから前記前輪に付与される前記操舵軸線まわりのトルクを参照量と定義したとき、前記操舵制御手段は、前記制御対象の状態量のうちの前記前輪の操舵角の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒｂ）が、前記車速の観測値が大きいほど、小さくなるという特性で該車速の観測値に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第８発明）。
【００４５】
この第８発明によれば、移動体が高速側の車速で走行している状況では、前輪の実際の操舵角が所要の目標値からずれても、前記操舵用アクチュータによる前輪の操舵が抑制されることとなる。このため、移動体が高速側の車速で走行している状況で、運転者が、自身の好みによって移動体を操縦することをより一層行い易くすることができる。
【００４６】
上記第７発明又は第８発明では、前記操舵制御手段は、前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記車速が大きいほど小さくなるという特性で該車速の観測値に応じて変化するように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第９発明）。
【００４７】
これによれば、移動体の車速の観測値が高速側の車速である場合には、低速側の車速である場合に較べて、前記傾斜状態量が所要の目標値からずれても、操舵用アクチュエータによる前輪の操舵が抑制されるようになる。
【００４８】
このため、移動体の運転者は、移動体を高速側の車速で走行させている場合に、旋回のために該移動体の車体を傾けるようなことを容易に行うことができる。
【００４９】
一方、移動体の停車中や、低速側の車速での走行中においては、該移動体の車速が高速側の車速である場合に較べて、前記傾斜状態量が目標値からずれた場合に、それを積極的に解消するように、操舵用アクチュエータによる前輪の操舵が行われることとなる。ひいては、運転者の熟練した操縦を必要とすることなく、車体の姿勢を自律的に安定化することができる。
【００５０】
また、前記第７〜第９発明では、前記操舵制御手段は、前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）が、前記前輪の操舵角の大きさが大きいほど小さくなるという特性で該操舵角の観測値に応じて変化するように、前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第１０発明）。
【００５１】
すなわち、前輪の実際の操舵角の大きさが大きい場合には、小さい場合に較べて、該前輪の接地点を含み、車体の前後方向を法線方向とする断面で見た該前輪の接地部位の曲率半径は、一般に大きくなる。
【００５２】
したがって、前輪の実際の操舵角の大きさが大きい場合には、小さい場合に較べて、その操舵角の変化に応じた前輪の接地点の移動量の変化が大きくなる。このことに起因して、前輪の実際の操舵角の単位変化量に応じて発生するロール方向のモーメントが、前輪の実際の操舵角に応じて変化する。このため、前記感度（Ｒａ）が前輪の実際の操舵角に依存しないようにすると、該操舵角が比較的大きい場合に、車体の姿勢制御の発振が生じやすくなる。
【００５３】
そこで、第１０発明では、感度（Ｒａ）を、上記の如く前輪の操舵角の観測値に応じて変化させるようにした。これにより、前輪の実際の操舵角の大きさが大きい場合でも、上記発振を防止することができる。ひいては、前輪の幅広い操舵域において、移動体の車体の姿勢制御の高いロバスト性を確保することができる。
【００５４】
前記７〜第１０発明では、前記操舵制御手段は、前記車速の観測値が所定車速よりも大きい場合に、前記傾斜状態量の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒａ）と、前記前輪の操舵角の運動状態量の観測値の変化に対する前記参照量の値の変化の感度（Ｒｂ）とがゼロになるように前記操舵用アクチュエータを制御するように構成されていることが好ましい（第１１発明）。
【００５５】
この第３発明によれば、移動体が前記所定車速よりも高速側の車速で走行している状況で、前記傾斜状態量あるいは前輪の操舵角が所要の目標値からずれても、操舵用アクチュエータによる前輪の操舵が行われないこととなる。このため、運転者は、自身の好みによって自由に、車体を傾けたり、前輪の操舵を行うことができる。
【００５６】
また、上記第１〜第１１発明では、前記制御装置は、前記操舵制御手段による前記操舵用アクチュエータの制御を停止する動作モードである姿勢制御停止モードを有しており、該姿勢制御停止モードでは、前記トレール長制御手段は実際のトレール長をあらかじめ定められた所定のトレール長に制御するように構成されており、該姿勢制御停止モードで、前記操舵用アクチュエータと前記前輪との間の動力伝達を遮断するクラッチ機構をさらに備えることが好ましい（第１２発明）。
【００５７】
この第１２発明によれば、前記姿勢制御停止モードでは、前記操舵用アクチュエータと前記前輪との間の動力伝達がクラッチ機構により遮断されるので、セルフステアの働きを阻害する前記操舵軸線まわりのフリクションを軽減することができる。また、実際のトレール長が所定のトレール長で一定に保持されるので、運転者の体重移動や操縦ハンドルの操作に対する移動体の挙動特性が一定になる。このため、運転者が移動体を操縦しやすくなる。
【００５８】
なお、上記所定のトレール長は、正の値のトレール長、例えば前記上限トレール長であることが好ましい。そして、所定のトレール長を前記上限トレール長とした場合には、前記第５発明を第１２発明に組み合わせることによって、姿勢制御停止モードでの実際のトレール長が上限トレール長に一致する状態では、トレール長変更用アクチュエータの駆動力を必要とせずに、トレール長を上限トレール長に維持することができる。
【００５９】
補足すると、前記第６〜第１２発明では、前記操舵制御手段は、一例として、次のような構成を採用できる。すなわち、前記操舵制御手段は、例えば、前記制御対象の状態量の実際の値の観測値が逐次入力され、該入力された観測値と、前記制御対象の状態量を安定化するための該制御対象の状態量の目標値との偏差に応じて、該偏差をゼロに近づけるようにフィードバック制御則により、前記操舵用アクチュエータの動作目標（例えば前記参照量の目標値）を決定するアクチュエータ動作目標決定手段を備え、前記決定された動作目標に応じて前記操舵用アクチュエータを制御するように構成される。
【００６０】
また、本明細書においては、移動体に関する任意の状態量（車速、傾斜状態量、前輪の操舵角等）の「観測値」は、該状態量の実際の値の検出値又は推定値を意味する。この場合、「検出値」は、当該状態量の実際の値を適宜のセンサにより検出してなる値を意味する。また、「推定値」は、当該状態量と相関性を有する他の１つ以上の状態量の検出値を用いて該相関性に基づいて推定した値、あるいは、当該状態量の実際の値に一致もしくはほぼ一致するとみなすことができる擬似的な推定値を意味する。
【００６１】
「擬似的な推定値」に関しては、例えば、当該状態量の実際の値が、当該状態量の目標値に高い追従性を有することが予測される場合に、該目標値を当該状態量の実際の値の擬似的な推定値として採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係わる基礎的な技術事項を説明するための二輪車を模式的に示す説明図。
【図２】図２は図１の二輪車の動力学を表現するための質点系（等価２質点系）を示す説明図。
【図３】図１の二輪車の挙動に関するモデルを示す図。
【図４】図３のモデルの挙動を説明するための説明図。
【図５】図３のモデルの挙動を説明するためのグラフ。
【図６】図１の二輪車の動力学的挙動を説明するためのモデルを示す図。
【図７】図１の二輪車の挙動特性を示すグラフ。
【図８】図１の二輪車の挙動特性を示すグラフ。
【図９】本発明の一実施形態における移動体（二輪車）の側面図。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線断面図。
【図１２】図９の移動体の制御に関する構成を示すブロック図。
【図１３】図１２に示す制御装置の主要機能を示すブロック図。
【図１４】図１２に示す制御装置の処理を示すフローチャート。
【図１５】図１４のフローチャートに関する動作モードの遷移を示す説明図。
【図１６】図１４のフローチャートにおける初期化モードの処理を示すフローチャート。
【図１７】図１４のフローチャートにおけるバランスレス駆動フリーモードの処理を示すフローチャート。
【図１８】図１４のフローチャートにおけるバランスレス駆動モードの処理を示すフローチャート。
【図１９】図１４のフローチャートにおけるバランス駆動フリーモードの処理示すフローチャート。
【図２０】図１４のフローチャートにおけるバランス駆動モードの処理を示すフローチャート。
【図２１】図１４のフローチャートにおける異常モードの処理を示すフローチャート。
【図２２】図１３に示す車速推定値算出部の処理を示すブロック線図。
【図２３】図１３に示す目標トレール長決定部の処理と目標トレール長に応じた実際のトレール長の制御処理との一例を説明するためのグラフ。
【図２４】図１３に示す目標トレール長決定部の処理と目標トレール長に応じた実際のトレール長の制御処理との他の例を説明するためのグラフ。
【図２５】図１３に示す倒立振子質点横移動量推定値算出部の処理を示すブロック線図。
【図２６】図１３に示す倒立振子質点横速度推定値算出部の処理を示すブロック線図。
【図２７】図１３に示す姿勢制御演算部の処理の示すブロック線図。
【図２８】図１３に示す制御ゲイン決定部の処理を示すブロック線図。
【図２９】図２９（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１３に示す制御ゲイン決定部の処理を説明するためのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
本発明の一実施形態を図１〜図２９を参照して以下に説明する。
【００６４】
まず、本実施形態に関する基礎的な技術事項について図１〜図８を参照して説明しておく。
【００６５】
図１は、車体２と、車体２の前後方向に間隔を存して配置された前輪３ｆ及び後輪３ｒとを備える移動体としての二輪車１（詳しくは、後述する基準姿勢状態での二輪車１）を側面視で模式的に示している。なお、図１においては、側面視の二輪車１の図の他、該二輪車１の図の左側には、二輪車１の後方側から見た後輪３ｒを図示し、該二輪車１の図の右側には、二輪車１の前方側から見た前輪３ｆを図示している。
【００６６】
前輪３ｆは、車体２の前部に設けられた前輪支持機構４に回転自在に軸支されている。前輪支持機構４は、フロントフォーク等により構成される。そして、前輪３ｆは、後傾した操舵軸線Ｃsfのまわりに操舵可能（転向可能）な操舵輪となっている。
【００６７】
なお、操舵軸線Csfが後傾しているというのは、該操舵軸線Csfが、その下方側よりも上方側の方が相対的に車体２の前後方向における後方側になるように、車体２の前後方向及び上下方向に対して傾いて延在していることを意味する。
【００６８】
後輪３ｒは、車体２の後部に設けられた後輪支持機構５に回転自在に軸支されている。後輪支持機構５は、スイングアーム等により構成される。この後輪３ｒは非操舵輪である。
【００６９】
本願発明者の各種実験、検討によれば、上記の如き構造の二輪車１のロール方向（車体２の前後方向の軸まわり方向）の姿勢の変化に関する動力学的挙動は、一般に、二輪車１の接地面１１０の上方で車体２のロール方向の傾斜角に応じて水平方向に移動する倒立振子質点と、車体２のロール方向の傾斜角に依存せずに、操舵輪（前輪３ｆ）の操舵角に応じて接地面１１０を水平に移動する接地面上質点とから構成される質点系の動力学により近似的に表現できる。
【００７０】
以下にその動力学に関して説明しておく。
【００７１】
一例として、図１に示す如く、水平な接地面１１０上に直進姿勢で起立して静止している状態の二輪車１を、その全体の質量と慣性モーメントとが車体２に集中している１つの剛体とみなした場合を想定する。なお、二輪車１が直進姿勢で起立して静止している状態というのは、前輪３ｆ及び後輪３ｒが接地面１１０に直立姿勢で接地して静止しており、且つ、前輪３ｆ及び後輪３ｒのそれぞれの車軸中心線（回転軸心）Ｃf，Ｃrが、車体２の前後方向と直交する方向に互いに平行に延在している状態を意味する。以降、二輪車１が、上記の如く直進姿勢で起立して静止している状態を、二輪車１の基準姿勢状態という。
【００７２】
基準姿勢状態の二輪車１を一つの剛体とみなした場合における二輪車１の全体の質量（以降、単に全質量ということがある）をｍ、二輪車１の全体重心Ｇの高さ（以降、単に重心高さということがある）をｈ、全体重心Ｇを通って車体２の前後方向に延在する前後軸Ｃrol（以降、重心ロール軸Ｃrolという）のまわりでの二輪車１の全体の慣性モーメント（以降、単に全体イナーシャということがある）をＩと表記する。
【００７３】
ｍ：全質量
ｈ：重心高さ
Ｉ：全体イナーシャ
上記のように二輪車１を一つの剛体とみなした系は、図２に示すように、接地面１１０からの高さがｈ’（＞前記重心高さｈ）である第１質点１２３と、接地面１１０上に在る第２質点１２４との２つの質点により構成される系に等価変換することができる。以降、この系を等価２質点系という。
【００７４】
ここで、以下に示すように、上記等価２質点系の第１質点１２３の質量をｍ1、第２質点１２４の質量をｍ2、第１質点１２３の高さｈ’と前記重心高さｈとの差（＝ｈ’−ｈ）をc（ただし、c＞０）とする。換言すれば、第１質点１２３の接地面１１０からの高さｈ’を（ｈ＋ｃ）とする。
【００７５】
ｍ1：第１質点１２３の質量
ｍ2：第２質点１２４の質量
ｃ：第１質点１２３の高さｈ’と重心高さｈとの差（ただし、ｃ＞０）
図２の等価２質点系が、１つの剛体とみなした二輪車１と等価の系であるためには、等価２質点モデルにおける全体質量は前記全質量ｍに一致するという条件が成立する必要がある。この条件は、次式（１）により表される。
【００７６】
ｍ1＋ｍ2＝ｍ    ……（１）
また、図２の等価２質点系における両質点１２３，１２４の全体重心の高さが前記重心高さhと一致するという条件も成立する必要がある。この条件は、次式（２）により表される。
【００７７】
ｍ1＊ｃ＝ｍ2＊ｈ    ……（２）
また、図２の等価２質点系における全体重心まわり慣性モーメント（詳しくは、等価２質点モデルにおける全体重心を通る前後方向の軸まわりの慣性モーメント）が前記全体イナーシャＩに一致するという条件も成立する必要がある。この条件は、次式（３）により表される。
【００７８】
ｍ1＊ｃ＊ｃ＋ｍ2＊ｈ＊ｈ＝Ｉ    ……（３）
上記式（１）〜（３）によって、次式（４），（５），（６）が得られる。
【００７９】
ｃ＝Ｉ／(ｍ＊ｈ)    ……（４）
ｍ1＝(ｈ／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊ｍ    ……（５）
ｍ2＝((Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊ｍ    ……（６）
従って、図２の等価２質点系は、換言すれば、接地面１１０からの高さｈ’が基準姿勢状態の二輪車１の重心高さｈよりも高い第１質点１２３と、接地面１１０上の第２質点１２４（接地面１１０からの高さが“０”である第２質点１２４）とを有し、第１質点１２３の高さｈ’と重心高さｈとの差（＝ｈ’−ｈ）と、質量ｍ1，ｍ2とが、二輪車１の全質量ｍ、全体イナーシャＩ、及び重心高さｈに応じて上記式（４），（５），（６）により設定された系である。
【００８０】
次に、図３は、前記基準姿勢状態とその近傍の姿勢状態（基準姿勢状態に近い姿勢状態）での二輪車１の動力学を近似的に表現する近似動力学モデルを示す図である。この近似動力学モデルは、二輪車１が上記等価２質点系であるとみなして構築されたモデルである。
【００８１】
二輪車１の基準姿勢状態での全体重心Ｇを接地面１１０に対して垂直方向（上下方向）に投影してなる投影点を原点、二輪車１の車体２の前後方向をＸ軸方向、左右方向（車幅方向）をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向と定義した３軸直交座標系（ＸＹＺ座標系）を想定する。この場合、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸の正の向きは、それぞれ、前向き、左向き、上向きである。
【００８２】
そして、回転又は角度に関するＸ軸まわりの方向をロール方向、Ｙ軸まわりの方向をピッチ方向、Ｚ軸まわりの方向をヨー方向と呼ぶ。ロール方向、ピッチ方向、ヨー方向のそれぞれの正の向きは、それぞれ、右ねじをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の正方向に進むように回転させた場合の該右ねじの回転の向きであると定める。
【００８３】
また、前輪３ｆのキャスター角（基準姿勢状態での前輪３ｆの操舵軸線Csfの傾斜角度（上下方向に対する傾斜角度））をθcfと表記する。この場合、前輪３ｆの操舵軸線Csfが図１に示した如く後傾となる場合のキャスター角θcfが正の角度であると定義する。
【００８４】
二輪車１の基準姿勢状態から、前輪３ｆの操舵角（以降、単に前輪操舵角ということがある）を“０”から瞬間的にδf（≠０）に変化させた場合を想定する。なお、前輪操舵角は、基準姿勢状態（前輪３ｆの非操舵状態）において“０”であると定義する。そして、操舵軸線Csfまわりの前輪操舵角（回転角）の正の向きは、前輪３ｆの前端が車体２の左側に向く（二輪車１の前進時に左旋回する）こととなる回転の向きであると定義する。
【００８５】
図４に示すように、前輪操舵角を“０”から瞬間的にδf（≠０）に変化させた直後に発生する車体２のロール方向の傾斜角（以降、ロール角ということがある）をφb、第２質点１２４のＹ軸方向の移動量をqと表記する。なお、第１質点１２３と第２質点１２４と結ぶ線分のロール方向の傾斜角が、車体２のロール角φbに一致する。
【００８６】
動力学的関係により、接地面１１０から二輪車１が受ける反力と、両質点１２３，１２４の運動による慣性力との合力がX軸まわりに発生させるモーメントは、“０”である。
【００８７】
ここで、接地面１１０から二輪車１が受ける反力は、鉛直方向反力（接地荷重）と水平方向の摩擦力とから成る。ただし、摩擦力は、原点まわりにロール方向のモーメントを生成しない。
【００８８】
また、接地点（鉛直方向反力の作用点）は、前輪操舵角を変化させることにより、有限の距離だけ移動する。ただし、前輪操舵角を瞬間的に変化させた直後では、時間経過が無限小であるから、鉛直方向反力によって発生するロール方向のモーメントを時間積分した値は、無限小となる。すなわち、前輪操舵角を瞬間的に変化させた直後では、両質点１２３，１２４の運動による原点まわりのトータルの角運動量（ロール方向の角運動量）は、無限小となる。
【００８９】
ところで、第２質点１２４の高さは“０”であり、かつ、第２質点１２４の運動は横方向に限定される。このため、第２質点１２４の運動による原点まわりの角運動量は“０”である。
【００９０】
以上より、第１質点１２３の運動による原点まわりの角運動量は、無限小となる。すなわち、瞬間的には、第１質点１２３は、静止状態に保たれる。結果的に、質点１２３を中心として、車体２のロール方向の回転（ロール角の変化）が行なわれる。換言すれば、基準姿勢状態から前輪３ｆの操舵角を変化させた瞬間では、第１質点１２３の位置は不動点であるとみなすことができる。
【００９１】
この場合、第２質点１２４のＹ軸方向の移動量ｑ（以降、単に横移動量ｑという）は、次式（７）により表される。
【００９２】
ｑ＝(ｃ＋ｈ)＊φb    ……（７）
なお、式（７）では、φbの大きさは十分に小さく、sin(φb)≒φbであるとみなしている。
【００９３】
前輪３ｆのロール角をφf、後輪３ｒのロール角をφrと表記する。
【００９４】
キャスター角θcfが“０”でないことから、前輪３ｆの操舵によって、前輪３ｆにロール方向の回転運動成分が発生する。このため、前輪３ｆのロール角φfは、近似的に次式（８）により与えられる。なお、式（８）では、δfの大きさは、十分に小さいものとみなしている。
【００９５】
φf＝−sin(θcf)＊δf＋φb    ……（８）
また、後輪３ｒのロール角φrは、次式（９）により与えられる。
【００９６】
φr＝φb    ……（９）
さらに、図１に示すように、基準姿勢状態での前輪３ｆの接地点と、二輪車１の全体重心Ｇとの間の前後方向距離（Ｘ軸方向距離）をＬf、基準姿勢状態での後輪３ｒの接地点と二輪車１の全体重心Ｇとの間の前後方向距離（Ｘ軸方向距離）をＬrと表記する。すなわち、Ｌfは、基準姿勢状態における二輪車１の全体重心Ｇと前輪３ｆの車軸中心点との間の前後方向距離であり、Ｌrは、基準姿勢状態における二輪車１の全体重心Ｇと後輪３ｒの車軸中心点との間の前後方向距離である。
【００９７】
また、基準姿勢状態において、前輪３ｆの車軸中心点と接地点とを結ぶ直線と、操舵軸線Csfとの交点をＥf、該交点Ｅfの高さ（接地面１１０からの高さ）をａと表記する。
【００９８】
なお、交点Ｅfの高さａは、交点ＥfのＺ軸方向位置（Ｚ座標）を示すものであり、該交点Ｅfが接地面１１０よりも上側に存在する場合にはａ＞０、該交点Ｅfが接地面１１０よりも下側に存在する場合にはａ＜０である。また、キャスタ角θcfが正の角度である場合、前記高さａが正であることは、トレール長（図１に示すｔ）が正であることを意味し、前記高さａが負であることは、トレール長ｔが負であることを意味する。
【００９９】
交点Ｅfの高さａと、トレール長ｔとの間の関係は、次式（１０）により表される。
【０１００】
ｔ＝ａ＊tan(θcf)    ……（１０）
また、図１に示すように、基準姿勢状態における、後輪３ｒの車軸中心点と接地点を結ぶ直線上で、接地面１１０からの高さが前記高さaに一致する点をＥrと表記する。点Ｅfと点Ｅrとは、車体２に対して固定された点である。そして、これらの点Ｅf，Ｅrを結ぶ線分は、質点１２３，１２４を結ぶ線分（すなわち、X軸に直交し全体重心Ｇを通る線分）と交わる。その交点を図１に示す如くＥと表記する。
【０１０１】
基準姿勢状態から前輪３fを瞬間的に操舵したときの点ＥfのＹ軸方向の移動量（横移動量）をｅf、点ＥrのＹ軸方向の移動量（横移動量）をｅrと表記する。これらのｅf，ｅrは、次式（１１）、（１２）により表される。
【０１０２】
ｅf＝−ａ＊φf    ……（１１）
ｅr＝−ａ＊φr    ……（１２）
なお、式（１１）、（１２）では、φf，φrの大きさは、十分に小さく、sin(φf)≒φf、sin(φr)≒φrであるとみなしている。
【０１０３】
点ＥのＹ軸方向の移動量（横移動量）をｅと表記する。点Ｅは点Ｅfと点Ｅrの内分点であるので、点Ｅの横移動量ｅは次式（１３）により表される。
【０１０４】
ｅ＝(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ｅf＋(Ｌf／(Ｌf＋Ｌr))＊ｅr    ……（１３）
一方、図４に示すごとく、点Ｅと第２質点１２４を結ぶ線分の傾斜は、車体２のロール角φbに等しい。そして、点Ｅの高さはａである。したがって、次式（１４）が成立する。なお、式（１４）では、φbの大きさは、十分に小さく、sin(φb)≒φbであるとみなしている。
【０１０５】
ｑ＝ｅ＋ａ＊φb    ……（１４）
以上の式（９）及び式（１１）〜（１４）によって、次式（１５）が得られる。
【０１０６】
ｑ＝Ｌr／(Ｌf＋Ｌr)＊ａ＊sin(θcf)＊δf    ……（１５）
式（４）、（７）及び（１５）により、次式（１６）が得られる。
【０１０７】
φb＝ａ＊(Ｌr／((Ｌf＋Ｌr)＊(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊h))))＊sin(θcf)＊δf    ……（１６）
図１又は図３に示す如く、基準姿勢状態における前輪３ｆの接地点の位置での該前輪３ｆの横断面形状の曲率半径をＲfと表記する。同様に、基準姿勢状態における後輪３ｒの接地点の位置での該後輪３ｒの横断面形状の曲率半径をＲrと表記する。
【０１０８】
なお、前輪３ｆの上記横断面形状というのは、より詳しくは、前輪３ｆの車軸中心線Ｃfと接地点とを含む横断面で見た接地部分の形状（これは前輪３ｆのタイヤの接地部分の横断面形状に相当する）を意味する。そして、その横断面形状において接地面１１０に接する点での曲率半径が上記Ｒfである。後輪３ｒについても同様である。
【０１０９】
接地面１１０から前輪３ｆに作用する鉛直方向反力と、後輪３ｒに作用する鉛直方向反力との合力の接地面１１０上の作用点としての接地圧中心点をＣＯＰと表記し、ＣＯＰのＹ軸方向の移動量（横移動量）をｐと表記する。
【０１１０】
図５に示す如く、前輪３ｆの接地点のＹ軸方向の移動量は、(−Ｒf＊φf)、後輪３ｒの接地点のＹ軸方向の移動量は、(−Ｒr＊φr)となる。なお、図５は、φr＞０、φf＜０である場合についての例である。
【０１１１】
そして、図５に示す如く、ＣＯＰは、前輪３ｆの接地点と後輪３ｒの接地点を結ぶ線分とＹ軸との交点である。したがって、ＣＯＰの横移動量pは、次式（１７）により表される。
【０１１２】
ｐ＝−(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒf＊φf−(Ｌf／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒr＊φr    ……（１７）
式（８）、（９）、（１７）によって、次式（１８）が得られる。
【０１１３】
ｐ＝(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒf＊sin(θcf)＊δf
−((Ｌf／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒr＋(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒf)＊φb    ……（１８）
補足すると、式（１８）の右辺第１項の(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒfの部分は、前輪３ｆの操舵に起因して生じるロール角に対応する、全体重心Ｇの直下位置での仮想的なタイヤ半径（Ｘ軸に直交する面上で見たタイヤ半径）に相当すると解釈することができる。
【０１１４】
また、式（１８）の右辺第２項の((Ｌf／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒr＋(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒf)の部分は、車体２のロール角に対応する、全体重心Ｇの直下位置での仮想的なタイヤ半径（Ｘ軸に直交する面上で見たタイヤ半径）に相当すると解釈することができる。
【０１１５】
ここで、基準姿勢状態の二輪車１の前輪３ｆの操舵角を、任意の初期時刻ｔ0においてステップ状に“０”からδf（≠０）に変化させた直後における原点（ＸＹＺ座標系の原点）まわりのモーメントのつり合いについて考察する。
【０１１６】
この時の動力学的な挙動は、図６に示すモデルによって表現することができる。
【０１１７】
このモデルは、仮想的な構成要素として、Ｙ軸方向に移動可能な台車１３１上に支持された基体リンク１３２と、基体リンク１３２に移動可能に支持された可動部１３３とを備える。基体リンク１３２と可動部１３３とは、車体２に相当するものである。
【０１１８】
Ｙ軸は、台車１３１を支える床１３４より上方に設定されている。床１３４は、二輪車１が接地する実際の接地面１１０に相当するものでない。すなわち、床１３４は、単に台車１３１が水平に移動し得るように該台車１３１を支える仮想的な面である。実際の接地面１１０は、Ｙ軸の高さ位置（Ｚ座標（Ｚ軸方向の位置の座標）が“０”となる位置）に存在する。
【０１１９】
図６に示すモデルの全ての構成要素は、その慣性モーメントが“０”に設定されている。また、このモデルの構成要素のうち、基体リンク１３２と可動部１３３とを除く構成要素は全て、その質量が“０”に設定されている。
【０１２０】
基体リンク１３２は、横方向に延在するレール部１３２ａと、レール部１３２ａから上方に向って延在する起立部１３２ｂとを有する。そして、起立部１３２ｂの上部に質量ｍ1の第１質点１２３を有する。初期時刻ｔ0以前は、第１質点１２３の位置のＹ座標は“０”、Ｚ座標は(ｈ＋ｃ) (＝ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))である。
【０１２１】
基体リンク１３２は、床１３４に固定された部材１３５にリンク１３６を介して連結されている。このため、基体リンク１３２は、そのＹ軸方向の移動が拘束されて、Ｙ軸方向に移動できないようになっている。なお、初期時刻ｔ0以前は、基体リンク１３２のレール部１３２ａはＹ軸方向に延在する。
【０１２２】
可動部１３３は、基体リンク１３２のレール部１３２ａに沿って移動し得るように該レール部１３２ａに支持されている。この可動部１３３のＹ軸方向の位置（Ｙ座標）は、可動部１３３と基体リンク１３２の起立部１３２ｂとの間に介装されたアクチュエータ１３７により制御される。
【０１２３】
また、可動部１３３は、質量ｍ2の第２質点１２４を有する。初期時刻ｔ0以前では、質点１２４の位置のＺ座標は“０”である。
【０１２４】
基体リンク１３２を支える台車１３１は床１３４上を水平に移動自在である。この台車１３１は、その上端に備える車輪１３１ａを介して基体リンク１３２に接触（点接触）して、該基体リンク１３２を下方から支えている。台車１３１の車輪１３１ａと基体リンク１３２との接点が前記ＣＯＰである。このＣＯＰを支点として基体リンク１３２が、Ｘ軸まわり方向（ロール方向）に傾斜可能である。
【０１２５】
ＣＯＰの位置のＺ座標は、常に“０”である。また、ＣＯＰの位置のＹ座標は、基体リンク１３２のレール部１３２ａの下部と台車１３１との間に介装されたアクチュエータ１３８により制御される。補足すると、第１質点１２３と第２質点１２４とを結ぶ線分のX軸まわり方向（ロール方向）の傾斜は、車体２のＸ軸まわり方向（ロール方向）の傾斜に相当する。
【０１２６】
初期時刻ｔ0以前では、ＣＯＰの位置のＹ座標と、第２質点１２４の位置のＹ座標とは、共に“０”である。
【０１２７】
初期時刻ｔ0における前輪操舵角のステップ状の変化（“０”からδfへの変化）によって、瞬間的に、アクチュエータ１３８によりＣＯＰの位置のＹ座標がｐとなり、且つ、アクチュエータ１３７により、第２質点１２４の位置のＹ座標がｑになったものと仮定する。
【０１２８】
初期時刻ｔ0以前は、第１質点１２３の位置のＹ座標は“０”である。また、第１質点１２３は、前記したように瞬間的には不動点とみなすことができる。このため、初期時刻ｔ0の直後において、第１質点１２３に作用する重力によって原点まわりに発生するロール方向のモーメントは“０”である。
【０１２９】
また、第２質点１２４に作用する重力によって原点まわりに発生するロール方向のモーメントＭ2（以降、重力モーメントＭ2ということがある）は、次式（１９）により与えられる。なお、ｇは重力加速度定数（＞０）である。
【０１３０】
Ｍ2＝−ｍ2＊ｇ＊ｑ    ……（１９）
また、接地面１１０からＣＯＰに作用する鉛直方向の路面反力（接地荷重）によって原点まわりに発生するロール方向のモーメントＭp（以降、路面反力モーメントＭpということがある）は、次式（２０）により与えられる。
【０１３１】
Ｍp＝ｍ＊ｇ＊ｐ    ……（２０）
動力学的な関係によって、上記モーメントＭ2，Ｍpの総和のモーメントは、第１質点１２３及び第２質点１２４の運動によって原点まわりに発生するロール方向のトータルの慣性力モーメントＭaの符号（極性）を反転させたものに一致する。すなわち、次式（２１）が成立する。
【０１３２】
Ｍa＋Ｍ2＋Ｍp＝０    ……（２１）
上記慣性力モーメントＭaについて、以下に考察する。
【０１３３】
第１質点１２３及び第２質点１２４の運動は、アクチュエータ１３７によって発生する運動と、基体リンク１３２がＣＯＰを中心としてロール方向に傾斜（回転）することによって発生する運動とから成る。
【０１３４】
アクチュエータ１３７によって発生する第２質点１２４の加速度の方向は、第２質点１２４と原点を結ぶ直線の方向である。このため、アクチュエータ１３７による第２質点１２４の運動に起因して原点まわりに発生するロール方向の慣性力モーメントは“０”である。
【０１３５】
ここで、ＣＯＰを中心としてロール方向に傾斜する基体リンク１３２の回転角速度をω、その微分値（すなわち回転角加速度）をωdotと表記する。この回転運動に起因する両質点１２３，１２４の運動によって原点まわりに発生するロール方向の慣性力モーメントは、第１質点１２３と原点との間の距離の二乗に、質量ｍ1とωdotとを乗じたものと、第２質点１２４と原点との距離の二乗に、質量ｍ2とωdotとを乗じたものとの和の(−１倍)になる。
【０１３６】
ただし、原点と第２質点１２４との間の距離は、初期時刻ｔ0以前では“０”である。そして、初期時刻ｔ0以降でも原点と第２質点１２４との間の距離（＝qの絶対値）は、原点と第１質点１２３との間の距離（＝ｈ＋ｃ）に比べて十分に短いと考えられる。また、一般に、質量ｍ2は質量ｍ1より小さい。
【０１３７】
従って、第２質点１２４の運動による慣性力モーメントの大きさは、第１質点１２３の運動による慣性力モーメントの大きさに比べて十分に小さいので、第２質点１２４の運動による慣性力モーメントは無視して差し支えない。従って、Ｍaは、車体２の傾斜に伴う第１質点１２３の運動によって発生する慣性力モーメントに相当するものとなる。
【０１３８】
よって、原点まわりに発生するロール方向のトータルの慣性力モーメントＭaは、次式（２２）により与えられる。
【０１３９】
Ｍa＝−ｍ1＊(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))＊(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))＊ωdot    ……（２２）
式（２１）及び式（２２）によって、次式（２３）が得られる。
【０１４０】
ｍ1＊(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))＊(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))＊ωdot＝Ｍp＋Ｍ2
……（２３）
式（２３）は、質量がｍ1、質点高さが(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))であって、支点が原点にある倒立振子の支点にモーメント(Ｍp＋Ｍ2)を加えたときの倒立振子の傾斜の挙動を表していると解釈できる。そこで、以降、第１質点１２３を倒立振子質点１２３ということがある。
【０１４１】
なお、基体リンク１３２がＣＯＰを中心としてロール方向に傾斜しても、基体リンク１３２の原点位置は、ほとんど横に移動しない。したがって、倒立振子質点１２３の傾斜は、基体リンク１３２のロール方向の傾斜に一致する。
【０１４２】
また、倒立振子質点１２３の支点位置は、前述の３軸直交座標系の原点（二輪車１の基準姿勢状態での全体重心Ｇを接地面１１０に対して垂直方向（上下方向）に投影してなる投影点）に相当する。
【０１４３】
また、第１質点（倒立振子質点）１２３と第２質点１２４（以降、接地面上質点１２４ということがある）とは、車体２の対称面（車体２が左右対称であるとみなしたときの対称面）上に存在するので、第１質点１２３と第２質点１２４を結ぶ線分のロール方向の傾斜は、二輪車１の車体２のロール方向の傾斜に相当する。
【０１４４】
また、式（１５）からわかるように、第２質点１２４のＹ軸方向の移動量qは、操舵角δfから一義的に定まる量である。なお、移動量ｑは、後述する実施形態の二輪車１Ａ等の実際の実際の二輪車では、操舵角δfから非線形な関数によって決定される値である。
【０１４５】
以上より、操舵角δfを安定化しつつ倒立振子質点１２３の運動状態を安定化することは、操舵角δfを安定化しつつ二輪車１の車体２のロール方向の傾斜を安定化することと等価になる。
【０１４６】
上記式（２３）により、初期時刻ｔ0の直後の瞬間における基体リンク１３２のロール方向の回転角加速度ωdot（換言すれば、原点と倒立振子質点１２３を結ぶ線分のロール方向の回転角加速度、さらに換言すれば、原点から見た倒立振子質点１２３のロール方向の回転角加速度）は、接地面１１０からＣＯＰを介して二輪車１に作用する鉛直方向反力に起因して原点まわりに発生する前記路面反力モーメントＭpと、第２質点１２４に作用する重力に起因して原点まわりに発生する前記重力モーメントＭ2とに依存して決定されることがわかる。
【０１４７】
従って、(Ｍp＋Ｍ2)を、倒立振子質点１２３の運動状態を制御するための操作モーメントとして用いることができることとなる。ひいては、(Ｍp＋Ｍ2)を、二輪車１の車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）を目標とする所要の姿勢に制御するための操作モーメントとして用いることができることとなる。そこで、以降、(Ｍp＋Ｍ2)を、次式（２４）の如くＭsumと表記する共に、姿勢制御用操作モーメントと称する。
【０１４８】
Ｍsum＝Ｍp＋Ｍ2    ……（２４）
この姿勢制御用操作モーメントＭsumは、前記式（６）、（１５）、（１６）、（１８）、（１９）、（２０）、（２４）によって、次式（２５）により表される。
【０１４９】
Ｍsum＝−(((Ｒg＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊ａ−Ｒf)
＊(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ｍ＊ｇ＊sin(θcf)＊δf
……（２５）
但し、Ｒg＝(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒf＋(Ｌf／(Ｌf＋Ｌr))＊Ｒr  ……（２５ａ）
なお、Ｒgは、前記式（１８）から判るように、基準姿勢状態から車体２のロール角を微小量だけ変化させた場合における、該ロール角の変化量に対するＣＯＰの横移動量ｐの変化量の比（ロール角の微小変化に対するＣＯＰの横移動量ｐの変化の感度）に相当する。
【０１５０】
一方、重力モーメントＭ2は、前記式（６）、（１５）、（１９）によって、次式（２６）により表される。
【０１５１】
Ｍ2＝−((Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))
＊(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ａ＊ｍ＊ｇ＊sin(θcf)＊δf    ……（２６）
また、路面反力モーメントＭpは、前記式（１６）、（１８）、（２０）及び（２５ａ）によって、次式（２７）により表される。
【０１５２】
Ｍp＝−((Ｒg／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊ａ−Ｒf)
＊(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ｍ＊ｇ＊sin(θcf)＊δf    ……（２７）
ここで、以下のように、ａ_sum、ｋ_sum、ａ_p、ｋ_pおよびｋ_mを定義する。
【０１５３】
ａ_sum＝((ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(Ｒg＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊Ｒf    ……（２８）
ｋ_sum＝−((Ｒg＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))
＊(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ｍ＊ｇ＊sin(θcf)    ……（２９）
ｋ_m＝−((Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))
＊(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ｍ＊ｇ＊sin(θcf)    ……（３０）
ａ_p＝((ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))／Ｒg)＊Ｒf    ……（３１）
ｋ_p＝−(Ｒg／(ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊(Ｌr／(Ｌf＋Ｌr))＊ｍ＊ｇ＊sin(θcf)
……（３２）
式（２５），（２８），（２９）より次式（３３）が得られる。
【０１５４】
Ｍsum＝ｋ_sum＊(ａ−ａ_sum)＊δf    ……（３３）
また、式（２６）、（３０）より次式（３４）が得られる。
【０１５５】
Ｍ2＝ｋ_m＊ａ＊δf    ……（３４）
また、式（２７）、（３１）、（３２）より次式（３５）が得られる。
【０１５６】
Ｍp＝ｋ_p＊(ａ−ａ_p)＊δf    ……（３５）
式（３３），（３４），（３５）から判るように、Ｍsum，Ｍ2およびＭpは、操舵角δfに比例する。
【０１５７】
なお、式（２８）及び（３１）から、ａ_sumとａ_pとの間には、次の大小関係が成立する。
【０１５８】
０＜ａ_sum＜ａ_p    ……（３６）
図７は、高さａと、Ｍsum／δf、Ｍ2／δfおよびＭp／δfのそれぞれとの間の関係（式（３３），（３４），（３５）により示される関係）を示すグラフである。
【０１５９】
以下では、図７を用いて、高さaの設定値と静止時の二輪車１の安定性との関連性を考察する。
【０１６０】
まず、aが、式（２８）で定まるａ_sumに一致している場合（ａ＝ａ_sumである場合）を想定する。この場合には、前記式（３３）によって求められる姿勢制御用操作モーメントＭsumは、前輪操舵角の変化によらずに常に“０”となる。従って、Ｍsumによって、倒立振子質点１２３の運動状態（ひいては、二輪車１の車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角））を制御することはできない。
【０１６１】
次に、高さａが、次式（３７）で示す如く、ａ_sumよりも大きく、且つ、ａ_pよりも小さい場合を想定する。
【０１６２】
ａ_sum＜ａ＜ａ_p    ……（３７）
この場合、図７に示すように、Ｍsum／δfは負となる。したがって、操舵角δfが正の場合、Ｍsumは負となり、操舵角δfが負の場合、Ｍsumは正となる。
【０１６３】
このため、前輪操舵角を操作することによって、原理的には、二輪車１の車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）を制御することができることとなる。しかしながら、この場合、本願発明者の実験及び検討によれば、以下のような不都合を生じることが判明した。
【０１６４】
すなわち、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合、図７に示す如く、Ｍ2／δfとＭp／δfとは、互いに極性が異なり、且つ、Ｍ2／δfの絶対値がＭp／δfの絶対値よりも大きいものとなる。
【０１６５】
したがって、前輪操舵角を操作することによって得られる姿勢制御用操作モーメントＭsumは、主にＭ2に依存することとなる。そして、Ｍpは、Ｍ2と同じ向きに発生するＭsumによる二輪車１の車体２の姿勢の制御を阻害する（Ｍsumの絶対値をＭ2の絶対値よりも減少させる）ように機能する。
【０１６６】
このため、Ｍpが二輪車１の車体２の姿勢の制御を阻害しないと仮定した場合（Ｍp＝０であるか、もしくは、ＭpがＭ2と同極性である場合）よりも、前輪操舵角を大きく操作しなければ、車体２の姿勢の制御のために十分な大きさの姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生させることができない。
【０１６７】
すなわち、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合には、二輪車１の車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）が目標とする所要の姿勢からずれた場合に、該車体２の姿勢を所要の姿勢（倒立振子質点１２３を安定化させ得る姿勢）に復元させる復元力を発生させるためには、二輪車１の車体２のロール方向の傾斜角の変化に対して、前輪操舵角を変化させるためのフィードバックゲインの絶対値を非常に大きくする必要がある。
【０１６８】
ところで、二輪車１の基準姿勢状態から前輪操舵角を変化させることによって第２質点１２４が二輪車１の左右方向に加速する場合、その加速によって第２質点１２４が発生する慣性力は、接地面１１０から二輪車１に作用する摩擦力と平衡する。
【０１６９】
そして、前輪３ｆ及び後輪３ｒに備えられるタイヤは、一般には、接地面１１０から受ける摩擦力によって横方向にせん断変形する。このため、一般には、前輪操舵角の変化に対する第２質点１２４の挙動の応答遅れが生じ、ひいては、前輪操舵角の変化に対する重力モーメントＭ2の変化の応答遅れが生じる。
【０１７０】
このため、二輪車１の車体２の傾斜角の変化に対して、前輪操舵角を変化させるためのフィードバックのゲインの絶対値を大きく設定すると、前輪操舵角の変化に対する重力モーメントＭ2の変化の応答遅れと二輪車１の車体２のロール方向の傾斜角の応答遅れとに起因して、制御系の発振現象が生じやすくなる。すなわち、前輪操舵角の操作による車体２の姿勢の制御のロバスト性が低下する。
【０１７１】
このように、姿勢制御用操作モーメントＭsumが、Ｍ2に対する依存性の高いものとなると、前輪３ｆ及び後輪３ｒに備えられるタイヤのせん断変形に起因するＭ2の変化の応答遅れの影響によって、制御系の発振現象が発生し易くなる。すなわち、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合には、タイヤのせん断変形に起因するＭ2の変化の応答遅れの影響によって、制御系の発振現象が発生し易くなる。
【０１７２】
また、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合には、操舵角δfの絶対値が大きい時に二輪車１の姿勢の制御を安定化することが難しい。この理由を以下に説明する。
【０１７３】
操舵角δfの絶対値が大きい時には、操舵輪（前輪３ｆ）の接地点を含みＸ軸方向（車体２の前後方向）を法線とする断面で見た該操舵輪（前輪３ｆ）の接地部位の曲率半径は、操舵角δfが“０”である場合の曲率半径よりも大きくなる。従って、操舵角δfの絶対値が大きくなるに伴い、実質的なＲfが大きくなる。また、Ｍpは、前記式（２７）に示される如くＲfに対して依存性を有する。
【０１７４】
図８は、Ｒfの大きさの違いによるＭp／δfのグラフの違いを例示している。Ｒfが標準値（基準姿勢状態における前輪３ｆの接地点の位置での該前輪３ｆの横断面形状の曲率半径）である場合のＭp／δfのグラフの例が直線α１であり、Ｒfが標準値よりも大きい場合のＭp／δfのグラフの例が直線α２である。直線α１，α２にそれぞれ対応するａ_p（Ｍp／δfが“０”であるときのａの値）が、ａ_p1、ａ_p2である。
【０１７５】
図８に示すように、Ｒfが大きい場合のａ_pの値ａ_p2は、Ｒfが小さい場合のａ_pの値ａ_p1よりも大きくなる。また、Ｒfが大きい場合の直線α２の傾きは、Ｒfが小さい場合の直線α１の傾きよりも大きくなる。
【０１７６】
このため、Ｒfが大きくなると、ａがａ_sum＜ａ＜ａ_pを満足する値である場合において、Ｍp／δfが正の方向に増加する（すなわち、Ｍ2／δfと逆極性の方向に変化する）。このため、Ｍsum／δfが“０”に近づき、二輪車１の車体２の姿勢を目標とする所要の姿勢に復元させる復元力が低下する。あるいは、Ｍsum／δfの極性が負から正に反転し、車体２の姿勢の制御を安定化することが難しい。
【０１７７】
このように、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合には、操舵角δfの絶対値が大きい場合に、実質的なＲfが、基準姿勢状態におけるＲf（標準値）からずれることに起因して、倒立振子質点１２３の運動状態の制御（ひいては、二輪車１の車体２の姿勢の制御）を安定化することが難しい。
【０１７８】
次に、aが、次式（３８）の如く、ａ_p以上の値である場合を想定する。
【０１７９】
ａ≧ａ_p    ……（３８）
この場合、図７に示す如く、Ｍsum／δfは負となる。したがって、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合と同様に、操舵角δfが正の場合、Msumは負となり、操舵角δfが負の場合、Msumは正となる。
【０１８０】
このため、前輪操舵角を操作することによって、原理的には、倒立振子質点１２３の運動状態を制御することができることとなる。ひいては、二輪車１の車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）を、前輪操舵角の操作によって制御することができる。
【０１８１】
また、この場合には、Ｍ2／δfとＭp／δfとは、逆極性になることはない。すなわち、ａ＝ａ_pである場合は、Ｍp／δf＝０、Ｍ2／δf＜０となる。また、ａ＞ａ_pである場合は、Ｍ2／δfとＭp／δfとは、互いに同極性である。したがって、Ｍ2のみによって、あるいは、Ｍ2とＭpとの協調によって、姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生させることができる。
【０１８２】
そのため、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合よりも、車体２の姿勢制御のフィードバックゲインの絶対値を小さめに設定することは可能である。
【０１８３】
ただし、図７に示すように、Ｍ2／δfの絶対値がＭp／δfの絶対値よりも大きいことから、Ｍsumは、Ｍ2に対する依存性が高い。また、高さａが大きいために、第２質点１２４の横加速度（Ｙ軸方向の加速度）が大きくなりがちである。
【０１８４】
このため、ａ_sum＜ａ＜ａ_pである場合と同様に、前輪３ｆ及び後輪３ｒに備えられるタイヤのせん断変形の影響が大きくなる。その結果、前輪操舵角の変化に対する重力モーメントＭ2の変化の応答遅れが生じやすいことから、制御系の発振現象が生じやすくなる。
【０１８５】
次に、次式（３９）が成立することとなるａの値をａ_sと表記する。
【０１８６】
Ｍsum＝−Ｍ2    ……（３９）
この式（３９）が成立する状態は、Ｍ2が、Ｍsumによる二輪車１の車体２の姿勢の制御を阻害する（Ｍ2がＭsumの向きと逆向きになる）ように機能し、且つ、Ｍ2の絶対値とＭsumの絶対値とが互いに等しい状態である。
【０１８７】
式（２５）、（２７）によって、上記a_sは、次式（４０）により表される。
【０１８８】
ａ_s＝((ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(Ｒg＋２＊Ｉ／(ｍ＊ｈ)))＊Ｒf    ……（４０）
式（４０）の右辺のパラメータがすべて正の値であることと、前記式（２８）、（４０）とから、次式（４１）の関係が得られる。
【０１８９】
０＜ａ_s＜ａ_sum    ……（４１）
次に、ａが、次式（４２）に示す如く、ａ_sよりも大きく、且つ、ａ_sumよりも小さい場合を想定する。
【０１９０】
ａ_s＜ａ＜ａ_sum    ……（４２）
この場合、Msum／δf（＝Ｍp／δf＋Ｍ2／δf）は正となる。換言すれば、Ｍp／δf＞−Ｍ2／δfとなる。
【０１９１】
したがって、操舵角δfが正の場合、姿勢制御用操作モーメントMsumは正となり、操舵角δfが負の場合、姿勢制御用操作モーメントMsumは負となる。従って、前輪操舵角を操作することによって、原理的には、倒立振子質点１２３の運動状態を制御することができることとなる。ひいては、二輪車１の車体２の姿勢（Ｘ軸まわり方向の傾斜角）を、前輪操舵角の操作によって制御することができる。
【０１９２】
そして、ａ_s＜ａ＜ａ_sumである場合には、ａ＞ａ_sumである場合よりはＭ2の絶対値が小さくなって、前輪３ｆ及び後輪３ｒのタイヤのせん断変形に起因する車体２の姿勢の制御の発振が抑制される。ただし、後述する０＜ａ≦ａ_sである場合よりは、前輪３ｆ及び後輪３ｒのタイヤのせん断変形に起因して、車体２の姿勢の制御が発振しやすい。以下にその理由を述べる。
【０１９３】
ａが式（４２）を満足する値である場合、Ｍsum／δfとＭ2／δfは、図７に示すように、互いに極性が異なる。すなわち、Ｍ2は、Ｍsumによる車体２の姿勢の制御を阻害するように機能する。しかも、前述のごとく、Ｍ2は、第２質点１２４の移動による横加速度を伴うため、前輪３ｆ及び後輪３ｒのタイヤのせん断変形を発生させる。ひいては、該せん断変形に起因する応答遅れによって、制御系の発振現象が生じやすくなる。
【０１９４】
また、ａが式（４２）を満足する値である場合、Ｍsum／δfの絶対値は、Ｍ2／δfの絶対値よりも小さい。すなわち、車体２の姿勢制御を阻害し、且つ、制御系の発振現象の原因となるＭ2の絶対値よりも、姿勢制御用操作モーメントＭsumの絶対値の方が小さくなる。したがって、フィードバックゲインの絶対値を、制御系の発振現象を防止し得るように小さめの大きさに設定すると、姿勢制御用操作モーメントＭsumの大きさが不足したものとなりやすい。
【０１９５】
次に、ａが、次式（４３）の如く、“０”よりも大きく、且つ、ａ_s以下である場合を想定する。
【０１９６】
０＜ａ≦ａ_s    ……（４３）
この場合には、図７に示すように、Ｍsum／δfは正となる。したがって、操舵角δfが正の場合、Msumは正となり、操舵角δfが負の場合、Msumは負となる。
【０１９７】
また、この場合、ａ_s＜ａ＜ａ_sumである場合と同様に、Msum／δfとＭ2／δfとは、互いに極性が異なる。すなわち、Ｍ2は、Ｍsumによる車体２の姿勢の制御を阻害するように機能する。
【０１９８】
しかしながら、ａが式（４３）を満足する値である場合、Ｍsum／δfの絶対値は、Ｍ2／δfの絶対値以上の大きさとなる。換言すれば、Ｍsum／δf＞−M2／δfとなる。すなわち、車体２の姿勢制御を阻害し、且つ、制御系の発振現象の原因となるＭ2の絶対値は、姿勢制御用操作モーメントＭsumの絶対値以下の大きさに留まる。
【０１９９】
したがって、車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）を所要の姿勢に復元させるために十分な大きさの姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生させるように、フィードバックゲインの絶対値を大きめに設定しても、制御系の発振が生じにくくなる。すなわち、前輪操舵角の操作による倒立振子質点１２３の運動状態の制御の安定性（ひいては、二輪車１の車体２の姿勢制御の安定性）を高めることが可能となる。
【０２００】
次に、ａが“０”である場合（ａ＝０である場合）を想定する。
【０２０１】
この場合、図７に示すように、Ｍsum／δfは正となる。したがって、操舵角δfが正の場合、Msumは正となり、操舵角δfが負の場合、Msumは負となる。
【０２０２】
また、この場合、Ｍ2は常に“０”である。したがって、前輪操舵角を操作することによって発生する姿勢制御用操作モーメントＭsumは、すべてＭpによって発生する。そして、この場合、基準姿勢状態から前輪操舵角を操作しても、第２質点１２４のＹ軸方向の移動量が“０”であるので、接地面１１０から二輪車１に作用する摩擦力は発生しない。
【０２０３】
したがって、前輪３ｆ及び後輪３ｒのタイヤのせん断変形が発生しない。よって、タイヤのせん断変形に起因する制御系の発振現象が生じ難いものとなるので、ａの値が前記式（４３）を満足する値である場合よりも、より一層、前記フィードバックゲインの絶対値を大きくして、倒立振子質点１２３の運動状態を所要の状態に復元させる復元力を高めることができると共に、該運動状態の制御の安定性を高めることができる。ひいては、車体２の姿勢を所要の姿勢に復元させる復元力を高めることができると共に、該姿勢の制御の安定性を高めることができる。
【０２０４】
また、ａの値が前記式（４３）を満足する値である場合よりも、前輪操舵角の単位変化量あたりに発生させ得るＭsumの大きさが大きくなるので、車体２の姿勢を所要の姿勢に復元させるために必要な前輪操舵角の変化量の大きさを小さくすることもできる。
【０２０５】
次に、aが負である場合（ａ＜０である場合）を想定する。
【０２０６】
この場合、図７に示すように、Ｍsum／δfは正となる。したがって、操舵角δfが正の場合、姿勢制御用操作モーメントMsumは正となり、操舵角δfが負の場合、姿勢制御用操作モーメントMsumは負となる。
【０２０７】
また、この場合、Ｍ2／δfとＭp／δfとは、互いに同極性である。したがって、Ｍ2とＭpとを協調させて姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生することができる。故に、ａ＝０である場合よりも、前輪操舵角の単位変化量あたりに発生させ得るＭsumの大きさが大きくなるので、より一層、車体２の姿勢を所要の姿勢に復元させるために必要な前輪操舵角の変化量の大きさを小さくすることができる。
【０２０８】
以上のことから、二輪車１の前輪３ｆの操舵によって、該二輪車１の車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）を所要の姿勢に制御しようとする場合（該二輪車１の動力学モデルにおける倒立振子質点１２３の運動状態を制御しようとする場合）、前輪３ｆ（操舵輪）の車軸中心点と前輪３ｆの接地点とを結ぶ直線と、前輪３ｆ（操舵輪）の後傾した操舵軸線Ｃsfとの交点Ｅfの高さａが、式（２８）により定義したａ_sumよりも小さくなるように、操舵軸線Csfの配置を設定することが、倒立振子質点１２３の運動状態（ひいては、車体２の姿勢）を安定に制御するために好ましい条件と言える。
【０２０９】
このように、操舵軸線Ｃsfの配置を設定したとき、図７に示したようにＭsum／δfが正となるので、前輪３ｆの操舵によって発生する姿勢制御用操作モーメントMsumの極性は、操舵角δfの極性と一致する。このため、二輪車１を後方側から見た場合に、車体２が基準姿勢状態から左側に傾いた場合には、前輪３ｆを上方から見て反時計まわりの向きに操舵する（すなわち、前輪３ｆの前端が左側に向くように操舵する）ことによって、車体２のロール方向の傾きを基準姿勢状態に戻す向きの姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生させることができる。
【０２１０】
また、上記と逆に、車体２が基準姿勢状態から右側に傾いた場合には、前輪３ｆを上方から見て時計まわりの向きに操舵する（すなわち、前輪３ｆの前端が右側に向くように操舵する）ことによって、車体２のロール方向の傾きを基準姿勢状態に戻す向きの姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生させることができる。
【０２１１】
上記の如く姿勢制御用操作モーメントＭsumを発生させる前輪３ｆの操舵の向きは、移動体が比較的高速側の車速で走行している状況で車体２がロール方向に傾いた場合のセルフステアによる前輪３ｆの操舵の向きと一致する。
【０２１２】
したがって、移動体の停止状態から高速走行状態まで、車体２のロール方向の傾きに対する前輪３ｆの操舵方向の極性が切り替わることがないので、運転者が移動体を操縦しやすくなる。
【０２１３】
さらには、タイヤのせん断変形に起因する制御系の発振現象を抑制するためには、高さａが式（４０）により定義したａ_s以下となるように、操舵軸線Csfの配置を設定しておくことが好ましい。
【０２１４】
さらには、より一層、車体２の姿勢を所要の姿勢に復元させるために必要な前輪操舵角の変化量の大きさを小さくする上では、高さaが“０”又は負の値となるように操舵軸線Csfの配置を設定しておくことが好ましい。
【０２１５】
このように、車体２の姿勢を所要の姿勢に安定に復元させるためには、高さａは、ゼロ又は負の値を含めてａ_sumよりも小さい値であることが好ましい。また、高さａが小さいほど、前輪操舵角の変化に対する姿勢制御用操作モーメントＭsumの変化の感度を大きくすることができる。
【０２１６】
ここで、上記高さａとトレール長ｔとの間の関係は、前記式（１０）により表される。このため、高さａが、ａ_sumよりも小さいこと、あるいは、ａ_s以下であること、あるいは、“０”以下であることは、それぞれ、トレール長ｔが、ａ_sum＊tan(θcf)よりも小さいこと、ａ_s＊tan(θcf)以下であること、“０”以下であることを意味する。
【０２１７】
従って、車体２の姿勢を所要の姿勢に安定に復元させるためには、二輪車１のトレール長ｔがａ_sum＊tan(θcf)よりも小さい値（好適には(ａ_sum＊tan(θcf))以下の値、もしくは、負の値）となるように、操舵軸線Ｃsfの配置を設定しておけばよい。
【０２１８】
以上のように、二輪車１の車体２のロール方向の姿勢を前輪３ｆの操舵によって制御する場合、二輪車１の動力学的挙動は前記等価２質点の動力学的挙動によって近似表現することができる。この場合、等価２質点系の第１質点（倒立振子質点）１２３の運動状態を安定化させるように、前輪操舵角を制御することで、二輪車１の車体２の姿勢を安定化するようにすることができる。
【０２１９】
そして、二輪車１の停車中や、低速側の車速での走行中においては、二輪車１の車体２のロール方向の姿勢を前輪３ｆの操舵によって制御する場合、前記高さａが、ａ_sumよりも小さいこと、換言すれば、トレール長ｔが、ａ_sum＊tan(θcf)よりも小さい値（例えば負の値）であることが好ましい。
【０２２０】
ただし、高速側の車速での走行中においては、二輪車１の操縦安定性を高める上では、トレール長ｔは正の値であること、すなわち、基準姿勢状態での前輪３ｆの操舵軸線Ｃsfと接地面１１０との交点が、前輪３ｆの接地点の前方に存在することが好ましい。
【０２２１】
ところで、二輪車１において、重心高さｈが、前記式（２５ａ）により定義したＲg以下となることは、事実上有り得ないと考えてよい。
【０２２２】
仮に、重心高さｈが、Ｒg以下であったとしても、この場合は、二輪車１の基準姿勢状態において、前輪３ｆの操舵による姿勢制御を行わなくとも、動力学的に安定になる。したがって、操舵による車体２の姿勢制御の安定性を議論する上では、重心高さｈが、Ｒgよりも大きな値である場合だけを考えればよい。
【０２２３】
この場合、二輪車１における((ｈ＋Ｉ／(ｍ＊ｈ))／(Ｒg＋Ｉ／(ｍ＊ｈ)))の値は、１よりも大きくなるので、式（２８）の右辺は、Ｒfよりも大きくなる。すなわち、式（２８）によって決定されるａ_sumの値は、ｈがＲgよりも大きい限り、任意のｈ、Ｉおよびｍに対して、必ずＲfよりも大きくなる。
【０２２４】
一方、前述のごとく、前記高さａがａ_sumよりも小さければ、Ｍp／δfは正、且つ、Ｍp／δf＞(−Ｍ2／δf)、且つ、Ｍsum／δfは正となる。
【０２２５】
以上より、ａをＲf以下に設定すれば、ｈがＲgよりも大きい限り、任意のｈ、Ｉおよびｍに対して、Ｍp／δfは正、且つ、Ｍp／δf＞(−Ｍ2／δf)、且つ、Ｍsum／δfは正となる。
【０２２６】
すなわち、ａをＲf以下に設定すれば、ｈ、Ｉおよびｍの値が設計上で算出されていない場合、あるいは、ｈ、Ｉおよびｍの値が測定できていない場合、あるいは、任意の物が移動体に搭載あるいは装着される可能性があって、ｈ、Ｉおよびｍの値が変化するような場合でも、ｈがＲgよりも大きい限り、必ず、Ｍp／δfは正、且つ、Ｍp／δf＞(−Ｍ2／δf)、且つ、Ｍsum／δfは正となる。ひいては、ｈ、Ｉおよびｍの値に依存することなく、車体２の姿勢（ロール方向の傾斜角）を所要の姿勢に復元させる姿勢制御用操作モーメントＭsumを、適切な方向に発生させることができる。
【０２２７】
従って、前輪３ｆの操舵による車体２のロール方向の姿勢を制御する上では、高さａは、ａ_sumよりも小さい値に設定する代わりに、Ｒf以下になるように設定されていてもよい。換言すれば、トレール長ｔが、Ｒf＊tan(θcf)以下となるように設定されていてもよい。
【０２２８】
さらに好ましくは、高さａは、Ｒf以下に設定する代わりに、０以下になるように設定されるとよい。換言すれば、トレール長ｔが、０以下となるように設定されていてもよい。
【０２２９】
補足すると、前記した二輪車１の動力学モデルにおいては、前輪３ｆと前輪支持機構４とから成る操舵可動部が、前輪３ｆの操舵に伴って車体２に対して相対的な運動をすることに起因して発生する該操舵可動部の慣性力と該操舵可動部に作用する重力とを無視し、車体２に質量と慣性モーメント（イナーシャ）とを集中させていた。
【０２３０】
ただし、前輪３ｆと前輪支持機構４とから成る操舵可動部が車体２に対して相対的な運動をすることに起因して発生する該操舵可動部の慣性力と該操舵可動部に作用する重力とをさらに考慮して二輪車のモデル化を行ってもよい。
【０２３１】
このような場合でも、二輪車を、図２に示したものと同様の構造のモデル（倒立振子質点としての第１質点と、接地面上質点としての第２質点とから構成されるモデル）に等価変換することができる。
【０２３２】
すなわち、車体２に加えて、前輪３ｆと前輪支持機構４とから成る操舵可動部に、質点及び慣性モーメントのうちの少なくとも一方が設定されている場合でも、二輪車１の動力学的な挙動を、車体２のロール方向の傾斜角と前輪３ｆの操舵角とに応じて移動する質点（倒立振子質点）と、車体２のロール方向の傾斜角に依存せずに、前輪３ｆの操舵角に応じて接地面１１０上を移動する質点（接地面上質点）とから成る系の挙動に等価変換できる。
【０２３３】
以上説明した事項が、本発明に係わる基礎的な技術事項である。
【０２３４】
以上説明した事項を前提として、以下に本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態の説明においては、便宜上、図１に示した二輪車１と同一機能の構成要素については、図１と同一の参照符号を使用する。
【０２３５】
図９を参照して、本実施形態の移動体１Ａは、車体２と、車体２の前後方向に間隔を存して配置された前輪３ｆ及び後輪３ｒとを備える二輪車である。以降、移動体１Ａを二輪車１Ａという。
【０２３６】
車体２の上面部には、運転者が跨るように着座するシート６が装着されている。
【０２３７】
車体２の前部には、前輪３ｆを軸支する前輪支持機構４と、シート６に着座した運転者が把持するための操縦ハンドル７と、前輪３ｆを操舵するための駆動力を発生するアクチュエータ（以降、操舵用アクチュエータ８ということがある）とが組み付けられている。
【０２３８】
前輪支持機構４は、前輪３ｆのトレール長ｔを変更可能とするための機構であるトレール長可変機構９と、ダンパー等のサスペンション機構を含むフロントフォーク１０とを備える。前輪３ｆは、その直径方向に直交する方向に延在する車軸中心線Ｃf（前輪３ｆの回転軸線）のまわりに回転し得るように、フロントフォーク１０の下端部にベアリング等を介して軸支されている。
【０２３９】
トレール長可変機構９は、図１０及び図１１に示す如く構成されている。
【０２４０】
具体的には、トレール長可変機構９は、車体２の前端部に備えられたヘッドパイプ１１に回転自在に支持された枠体状の操舵回転部１２と、操舵回転部１２にヒンジ機構１３を介して揺動自在に組付けられた枠体状の揺動部１４と、揺動部１４を揺動させるための駆動力を発生するアクチュエータ１５（以降、トレール長変更用アクチュエータ１５ということがある）と、該アクチュエータ１５の駆動力によって揺動部１４を操舵回転部１２に対して揺動させるクランク機構１６とを備える。
【０２４１】
ヘッドパイプ１１はその軸心が前輪３ｆの操舵軸線Ｃsfとなっており、該操舵軸線Ｃsfが後傾するように車体２の前端部に固定されている。そして、操舵回転部１２は、その上端部と下端部との間にヘッドパイプ１１を挟み込むようにして配置されると共に、ヘッドパイプ１１に対して操舵軸線Ｃsfのまわりに回転し得るようにヘッドパイプ１１に嵌合されている。
【０２４２】
なお、操舵軸線Ｃsfは、後傾しているので、前輪３ｆのキャスタ角θcfは正の角度である。
【０２４３】
揺動部１４は、操舵回転部１２の前方側に配置され、その上端部がヒンジ機構１３により操舵回転部１２の上端部に連結されている。そして、前記フロントフォーク１０は、該揺動部１４の下端部から下方に延設されている。
【０２４４】
これにより、揺動部１４は、フロントフォーク１０及び前輪３ｆと共に、操舵軸線Ｃsfのまわりに操舵回転部１２と一体に回転可能となっていると共に、操舵回転部１２に対して、ヒンジ機構１３の回転軸心まわりの方向に揺動可能となっている。この場合、ヒンジ機構１３の回転軸心（揺動部１４の揺動の中心軸）は、車体２の左右方向（車幅方向）に延在している。従って、揺動部１４は、二輪車１Ａの基準姿勢状態で、操舵回転部１２に対してピッチング方向に揺動するようになっている。
【０２４５】
なお、二輪車１Ａの基準姿勢状態は、図１の二輪車１の基準姿勢状態と同様に、前輪３ｆ及び後輪３ｒが接地面１１０に直立姿勢で接地して静止しており、且つ、前輪３ｆ及び後輪３ｒのそれぞれの車軸中心線（回転軸心）Ｃf，Ｃrが、車体２の前後方向と直交する方向に互いに平行に延在している状態である。
【０２４６】
トレール長変更用アクチュエータ１５は、揺動部１４に搭載された電動モータにより構成され、回転駆動力を減速機１７を介して出力する。より詳しくは、本実施形態の例では、揺動部１４の内部の上部側の箇所と下部側の箇所とに、それぞれ、トレール長変更用アクチュエータ１５、減速機１７が配置され、それぞれのハウジングが揺動部１４に固定されている。なお、減速機１７は、例えばハーモニックドライブ（登録商標）、あるいは複数のギヤにより構成されたものなど、任意の構造のものでよい。
【０２４７】
そして、トレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸が、減速機１７の入力軸にプーリ／ベルト機構等により構成される動力伝達機構１８を介して接続されている。これにより、トレール長変更用アクチュエータ１５が発生する回転駆動力は、該アクチュエータ１５の出力軸から動力伝達機構１８を介して減速機１７に入力され、さらに該減速機１７から出力されるようになっている。
【０２４８】
また、本実施形態では、トレール長変更用アクチュエータ１５は、その出力軸を回転不能状態に保持する電動式のロック機構１５ａを内蔵している。該ロック機構１５ａは、摩擦式のブレーキ機構等により構成される。
【０２４９】
なお、動力伝達機構１８に減速機としての機能を持たせて、減速機１７を省略してもよい。あるいは、トレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸と減速機１７の入力軸とを同軸心に連結することで、トレール長変更用アクチュエータ１５の回転駆動力を減速機１７に直接的に入力するようにしてもよい。
【０２５０】
また、トレール長変更用アクチュエータ１５は、油圧式のアクチュエータにより構成されていてもよい。
【０２５１】
クランク機構１６は、減速機１７の出力軸と一体に回転するように設けられた一対のクランクアーム１９ａ，１９ｂと、該クランクアーム１９ａ，１９ｂを操舵回転部１２に連結する連結ロッド２０とを備える。
【０２５２】
一対のクランクアーム１９ａ，１９ｂは、減速機１７の出力軸の軸心方向に間隔を存して互いに対向するようにして揺動部１４の内部に配置されている。
【０２５３】
そして、一方のクランクアーム１９ａは、その一端寄りの部分が減速機１７の出力軸に固定され、該出力軸と一体に回転可能とされている。
【０２５４】
また、他方のクランクアーム１９ｂは、その一端寄りの部分に減速機１７の出力軸と同軸心に固定された支軸２１を備えている。そして、クランクアーム１９ｂは、この支軸２１を介して、揺動部１４に固定された軸受部２２に回転自在に軸支されている。
【０２５５】
これらのクランクアーム１９ａ，１９ｂは、それぞれの他端部が減速機１７の出力軸の軸心（＝クランクアーム１９ａ，１９ｂの回転軸心）と偏心した偏心軸２３を介して連結されている。そして、連結ロッド２０の一端部が、クランクアーム１９ａ，１９ｂの間で上記偏心軸２３に回転可能に軸支されている。また、連結ロッド２０の他端部は、操舵回転部１２の内部で該操舵回転部１２に固定して設けられた支軸２４に回転可能に軸支されている。該支軸２４の軸心方向は、偏心軸２３の軸心と平行である。
【０２５６】
トレール長可変機構９は、以上のように構成されている。このため、トレール長可変機構９の操舵回転部１２及び揺動部１４を操舵軸線Ｃsfのまわりに回転させることで、前輪３ｆが操舵軸線Ｃsfのまわりに操舵される。
【０２５７】
また、トレール長変更用アクチュエータ１５の回転駆動力によりクランクアーム１９ａ，１９ｂを減速機１７の出力軸の軸心まわりに回転させることで、揺動部１４が、操舵回転部１２に対して、ヒンジ機構１３の回転軸心まわりに所定の角度範囲内で揺動する。この揺動部１４の揺動に伴い、前輪３ｆもヒンジ機構１３の回転軸心まわりに揺動する。このため、前輪３ｆが車体２に対して前後方向に変位することとなる。ひいては、前輪３ｆの接地点が、操舵軸線Ｃsfと接地面１１０との交点に対して所定の範囲内で前後方向に変位する。これによりトレール長ｔが所定の範囲内で変化することとなる。
【０２５８】
この場合、前輪３ｆは、揺動部１４の揺動に伴い、例えば図９の実線で示す状態と、二点鎖線で示す状態との間で前後方向に変位させることが可能である。図９の実線で示す前輪３ｆの変位状態は、トレール長ｔが負の値ｔnとなる状態であり、二点鎖線で示す前輪３ｆの変位状態は、トレール長ｔが正の値ｔpとなる状態である。従って、トレール長ｔは、下限値ｔn（＜０）と上限値ｔp（＞０）との間の範囲内で変更可能である。
【０２５９】
以降、上記下限値ｔnを下限トレール長ｔn、上記上限値ｔpを上限トレール長ｔpという。また、トレール長ｔがｔnであるときの前輪３ｆの変位状態（図９の実線で示す前輪３ｆの変位状態）を下限トレール長状態、トレール長ｔがｔpであるときの前輪３ｆの変位状態（図９の二点鎖線で示す状態）を上限トレール長状態という。
【０２６０】
補足すると、下限トレール長状態は、換言すれば、二輪車１Ａの基準姿勢状態で、前輪３ｆの車軸中心点と接地点とを結ぶ直線と、操舵軸線Ｃsfとの交点Ｅfの高さａが、正の値となる状態（交点Ｅfが接地面１１０の上側に存在する状態）である。また、上限トレール長状態は、換言すれば、二輪車１Ａの基準姿勢状態で、上記高さａが、負の値となる状態（交点Ｅfが接地面１１０の下側に存在する状態）である。
【０２６１】
また、本実施形態では、前記ロック機構１５ａにより、トレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸を機械的に回転不能に保持することにより、揺動部１４が操舵回転部１２に対して揺動不能状態に保持される。これにより、トレール長変更用アクチュエータ１５の駆動力を制御せずとも、トレール長ｔを機械的に固定保持（ロック）することが可能となっている。
【０２６２】
なお、本実施形態では、トレール長変更用アクチュエータ１５にロック機構１５ａを備えるようにしたが、該ロック機構１５ａの代わりに、例えば減速機１７の出力軸又はクランクアーム１９ａ，１９ｂを回転不能に保持するロック機構を減速機１７の出力側に備えるようにしてもよい。
【０２６３】
前記操舵用アクチュエータ８は、前輪３ｆの操舵を行うための駆動力として、操舵軸線Ｃsfのまわりに前輪３ｆを回転させる回転駆動力を発生するものである。この操舵用アクチュエータ８は、本実施形態では、電動モータにより構成される。そして、操舵用アクチュエータ８は、そのハウジングが車体２に固定されている。また、操舵用アクチュエータ８の出力軸は、プーリ／ベルト機構等により構成される動力伝達機構２５を介して操舵回転部１２の下端部に接続されている。これにより、操舵用アクチュエータ８から動力伝達機構２５を介して操舵回転部１２に操舵軸線Ｃsfまわりの回転駆動力が付与されるようになっている。なお、動力伝達機構２５は、減速機能を兼ね備えている。
【０２６４】
操舵用アクチュエータ８から操舵回転部１２に回転駆動力を付与することで、トレール長可変機構９及びフロントフォーク１０を含む前輪支持機構４が操舵軸線Ｃsfのまわりに前輪３ｆと共に回転駆動される。これにより、前輪３ｆが、操舵用アクチュエータ８の回転駆動力によって操舵されるようになっている。
【０２６５】
また、本実施形態では、上記動力伝達機構２５には、操舵用アクチュエータ８と操舵回転部１２との間の動力伝達を適宜遮断するためのクラッチ機構である操舵クラッチ８ａが内蔵されている。この操舵クラッチ８ａは、例えば電磁クラッチ等により構成される。
【０２６６】
なお、操舵用アクチュエータ８は、電動モータに限らず、例えば油圧式のアクチュエータにより構成されていてもよい。
【０２６７】
操縦ハンドル７は、トレール長可変機構９に組付けられている。本実施形態では、操縦ハンドル７は、トレール長可変機構９の操舵回転部１２と一体に操舵軸線Ｃsfまわりに回転するように、該操舵回転部１２の上端部に支柱部２６を介して固定されている。詳細な図示は省略するが、この操縦ハンドル７には、通常の自動二輪車のハンドルと同様に、アクセルグリップ及びブレーキレバー、方向指示器スイッチ等が組み付けられている。
【０２６８】
前輪３ｆの車軸には、該前輪３ｆをその車軸中心線Ｃfのまわりに回転駆動するアクチュエータ２７が装着されている。このアクチュエータ２７は、二輪車１Ａの推進力を発生する原動機としての機能を有するものである。このアクチュエータ２７（以降、走行用アクチュエータ２７ということがある）は、本実施形態では、電動モータ（減速機付きの電動モータ）により構成される。
【０２６９】
なお、走行用アクチュエータ２７は、電動モータの代わりに、例えば油圧式のアクチュエータにより構成されていてもよい。あるいは、走行用アクチュエータ２７は内燃機関により構成されていてもよい。また、走行用アクチュエータ２７を前輪３ｆの車軸から離れた位置で車体２に搭載し、走行用アクチュエータ２７と前輪３ｆの車軸とを適宜の動力伝達装置で接続するようにしてもよい。
【０２７０】
また、走行用アクチュエータ２７の代わりに、あるいは、走行用アクチュエータ２７に加えて、後輪３ｒを回転駆動するアクチュエータを備えるようにしてもよい。
【０２７１】
車体２の後部には、後輪３ｒを回転自在に軸支する後輪支持機構５が組み付けられている。後輪支持機構５は、スイングアーム２８と、コイルスプリング及びダンパー等により構成されるサスペンション機構２９とを備えている。これらの機構的な構造は、例えば通常の自動二輪車の後輪支持機構と同様の構造とされている。
【０２７２】
そして、スイングアーム２８の端部（車体２の後方側の端部）に、後輪３ｒが、その直径方向に直交する方向（図９の紙面に垂直な方向）に延在する車軸中心線Ｃr（後輪３ｒの回転軸心）のまわりに回転し得るようにベアリング等を介して軸支されている。なお、後輪３ｒは非操舵輪である。
【０２７３】
二輪車１Ａは、以上の機構的構成の他、図１２に示すように、前記操舵用アクチュエータ８、操舵クラッチ８ａ、トレール長変更用アクチュエータ１５、ロック機構１５ａ及び走行用アクチュエータ２７の動作制御のための制御処理を実行する制御装置５０を備えている。
【０２７４】
さらに、二輪車１Ａは、制御装置５０の制御処理に必要な各種状態量を検出するためのセンサとして、車体２のロール方向の傾斜角φbを検出するための車体傾斜検出器５１と、前輪３ｆの操舵角δf（操舵軸線Ｃsfまわりの回転角度）を検出するための前輪操舵角検出器５２と、トレール長を検出するためのトレール長検出器５３と、前輪３ｆの回転速度（角速度）を検出するための前輪回転速度検出器５４と、後輪３ｒの回転速度（角速度）を検出するための後輪回転速度検出器５５と、操縦ハンドル７のアクセルグリップの操作量（回転量）であるアクセル操作量に応じた検出信号を出力するアクセル操作検出器５６とを備えている。
【０２７５】
なお、前輪３ｆの操舵角δfは、より詳しくは、前輪３ｆの非操舵状態（前輪３ｆの車軸中心線Ｃfの方向が車体２の前後方向と直交する方向（Ｙ軸に平行な方向）となる状態）での操舵角（中立操舵角）からの回転角を意味する。従って、前輪３ｆの非操舵状態での操舵角δfは“０”である。そして、前輪３ｆの操舵角δfの正の向きは、図１に示した二輪車１の場合と同様に、前輪３ｆの前端が車体２の左側に向くこととなる回転の向き（換言すれば、二輪車１Ａを上方から見たときに前輪３ｆが操舵軸線Ｃsf周りに反時計周り方向に回転する向き）である。
【０２７６】
さらに、二輪車１Ａは、車体２のロール方向の姿勢を制御すべき旨を制御装置５０に指示する操作スイッチ５７（以降、バランススイッチ５７という）と、該姿勢の制御を解除すべき旨を制御装置５０に指示する操作スイッチ５８（以降、バランス解除スイッチ５８という）と、二輪車１Ａの走行駆動（走行用アクチュエータ２７の駆動力による走行）を開始する旨を制御装置５０に指示する操作スイッチ５９（以降、走行駆動スイッチ５９という）を備える。
【０２７７】
制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等から構成される電子回路ユニットであり、車体２に組み付けられている。そして、この制御装置５０に、上記の各検出器５１〜５６の出力（検出信号）と各スイッチ５７〜５９の出力（各スイッチ５７〜５９の操作状態を示す信号）とが入力されるようになっている。
【０２７８】
なお、制御装置５０は、複数のＣＰＵ又はプロセッサを備えていてもよい。また、制御装置５０は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。
【０２７９】
車体傾斜検出器５１は、例えば加速度センサとジャイロセンサ（角速度センサ）とから構成されており、車体２に組み付けられている。この場合、制御装置５０は、これらの加速度センサ及びジャイロセンサの出力に基づいて演算処理を行うことで、車体２のロール方向の傾斜角（より詳しくは、鉛直方向（重力方向）に対するロール方向の傾斜角）を計測する。その計測手法としては、例えば特許４１８１１１３号にて本願出願人が提案した手法を採用することができる。
【０２８０】
前輪操舵角検出器５２は、例えば、操舵用アクチュエータ８（電動モータ）に装着されたロータリエンコーダ等の検出器（操舵用アクチュエータ８の出力軸の回転角度又は回転角速度に応じた検出信号を出力する検出器）により構成される。なお、前輪操舵角検出器５２は、前記操舵軸線Ｃsf上で前記動力伝達機構２５又は操舵回転部１２に装着したロータリエンコーダ（操舵回転部１２の回転角度又は回転角速度に応じた検出信号を出力する検出器）により構成してもよい。
【０２８１】
トレール長検出器５３は、例えば、前記トレール長変更用アクチュエータ１５（電動モータ）に装着されたロータリーエンコーダ等の検出器（トレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸の回転角度又は回転角速度に応じた検出信号を出力する検出器）により構成される。
【０２８２】
ここで、本実施形態では、トレール長ｔは、トレール長可変機構９の操舵回転部１２に対する揺動部１４の揺動量（ヒンジ機構１３の回転軸心まわりの回転角度）に応じて規定される。また、揺動部１４の揺動量は、クランクアーム１９ａ，１９ｂの回転角度に応じて規定される。さらに、クランクアーム１９ａ，１９ｂの回転角度は、トレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸の回転角度に応じて規定される。従って、トレール長変更用アクチュエータ１５に装着されたロータリーエンコーダ等の検出器の出力から、トレール長ｔを検出できることとなる。
【０２８３】
なお、トレール長検出器５３は、例えば前記減速機１７に装着したロータリエンコーダ等の検出器（減速機１７の出力軸の回転角度又は回転角速度に応じた検出信号を出力する検出器）により構成してもよい。
【０２８４】
前輪回転速度検出器５４は、例えば、前輪３ｆの車軸に装着されたロータリエンコーダ等の検出器（前輪３ｆの回転角度又は回転角速度に応じた検出信号を出力する検出器）により構成される。
【０２８５】
後輪回転速度検出器５５は、例えば、後輪３ｒの車軸に装着されたロータリエンコーダ等の検出器（後輪３ｒの回転角度又は回転角速度に応じた検出信号を出力する検出器）により構成される。
【０２８６】
アクセル操作検出器５６は、例えば、操縦ハンドル７に内蔵されたロータリエンコーダあるいはポテンショメータ等の検出器（アクセルグリップの回転角度又は回転角速度に応じた検出器）により構成される。
【０２８７】
バランススイッチ５７、バランス解除スイッチ５８、及び走行駆動スイッチ５９は、それぞれ、例えば、押しボタン型のスイッチ等により構成される。これらのスイッチ５７〜５９は、運転者が操作し得るように、操縦ハンドル７等に組み付けられている。
【０２８８】
上記制御装置５０の機能について、図１３を参照してさらに説明する。なお、以降の説明におけるＸＹＺ座標系は、図１の二輪車１の場合と同様に、二輪車１Ａの基準姿勢状態において、鉛直方向（上下方向）をＺ軸方向、車体２の前後方向をＸ軸方向、車体２の左右方向をＹ軸方向、二輪車１Ａの全体重心Ｇの直下の接地面１１０上の点を原点として定義される座標系である（図９を参照）。
【０２８９】
また、以降の説明では、状態量の参照符号に付する添え字“_act”は、実際の値、又はその観測値（検出値もしくは推定値）を示す符号として使用する。なお、目標値には、添え字“_cmd”を付する。
【０２９０】
制御装置５０は、実装されたプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される主要な機能（ソフトウェアにより実現される機能）又はハードウェアにより実現される主要な機能として、図１３に示すように、二輪車１Ａの倒立振子質点１２３（＝第１質点１２３）のＹ軸方向（車体２の左右方向）の移動量である倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yの実際の値Ｐb_diff_y_actの推定値（以降、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actという）を算出する倒立振子質点横移動量推定値算出部３１と、倒立振子質点１２３のＹ軸方向（車体２の左右方向）の並進速度である倒立振子質点横速度Ｖbyの実際の値Ｖby_actの推定値（以降、倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actという）を算出する倒立振子質点横速度推定値算出部３２と、二輪車１Ａの車速Ｖoxの実際の値Ｖox_actの推定値（以降、車速推定値Ｖox_actという）を算出する車速推定値算出部３３と、倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yの目標値Ｐb_diff_y_cmd（以降、目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmdという）と倒立振子質点横速度Ｖbyの目標値Ｖby_cmd（以降、目標倒立振子質点横速度Ｖby_cmdという）を決定する目標姿勢状態決定部３４と、車体２の姿勢制御のための複数のゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4の値を決定する制御ゲイン決定部３５と、二輪車１Ａの車速の目標値Ｖox_cmd（以降、目標車速Ｖox_cmdという）を決定する目標車速決定部３６と、トレール長ｔの目標値ｔ_cmd（以降、目標トレール長ｔ_cmdという）を決定する目標トレール長決定部３７とを備える。
【０２９１】
さらに、制御装置５０は、車体２の姿勢制御のための演算処理を実行することによって、前輪３ｆの操舵角δfの目標値δf_cmd（以降、目標前輪操舵角δf_cmdという）、該操舵角δfの時間的変化率である操舵角速度δf_dotの目標値δf_dot_cmd（以降、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmdという）及び該操舵角速度δf_dotの時間的変化率である操舵角加速度δf_dot2の目標値δf_dot2_cmd（以降、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdという）を決定する姿勢制御演算部３８備える。
【０２９２】
制御装置５０は、車体２のロール方向の姿勢を制御する場合に、姿勢制御演算部３８により決定した目標前輪操舵角δf_cmd、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd及び目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdに応じて操舵用アクチュエータ８を制御する。
【０２９３】
また、制御装置５０は、車体２のロール方向の姿勢を制御する場合に、目標トレール長決定部３７により決定した目標トレール長ｔ_cmdに応じてトレール長変更用アクチュエータ１５を制御する。
【０２９４】
また、制御装置５０は、二輪車１Ａの走行時に、目標車速決定部３６より決定した目標車速Ｖox_cmdに応じて走行用アクチュエータ２７を制御する。
【０２９５】
以下に、制御装置５０の制御処理を中心に、本実施形態の二輪車１Ａの作動を説明する。
【０２９６】
二輪車１Ａの図示しない電源スイッチ（例えばキースイッチ）がオン操作されると、制御装置５０等が起動する。そして、制御装置５０は、実装されるプログラムを実行することで、図１４のフローチャートに示す処理を実行する。
【０２９７】
なお、電源スイッチがオフである状態では、トレール長変更用アクチュエータ１５、操舵用アクチュエータ８および走行用アクチュエータ２７はオフ状態（駆動力を発生しない状態）となる。また、前記ロック機構１５ａは、トレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸を回転不能に保持する状態となる。また、前記操舵クラッチ８ａは、オフ状態（操舵用アクチュエータ８と操舵回転部１２との間の動力伝達を遮断する状態）になる。
【０２９８】
制御装置５０は、まず、ＳＴＥＰ１において、二輪車１Ａの動作モードとして、初期化モードを選択する。
【０２９９】
本実施形態では、二輪車１Ａの動作モードとして、起動直後の初期化のための処理を実行する初期化モードと、車体２のロール方向の姿勢の制御（以下、単に姿勢制御ということがある）及び走行駆動の制御を行わない動作モードであるバランスレス駆動フリーモードと、姿勢制御及び走行駆動の制御のうちの姿勢制御だけを行う動作モードであるバランス駆動フリーモードと、姿勢制御及び走行駆動の制御のうちの走行駆動の制御だけを行う動作モードであるバランスレス駆動モードと、姿勢制御及び走行駆動の制御の両方を行う動作モードであるバランス駆動モードと、所定の異常が発生した場合の処理を実行する異常モードとがある。
【０３００】
そして、制御装置５０は、いずれかの動作モードの処理を選択的に実行する。上記ＳＴＥＰ１では、制御装置５０は、起動直後の動作モードとして、初期化モードを選択する。
【０３０１】
次いでＳＴＥＰ２において、制御装置５０は、各検出器５１〜５６の出力（検出信号）と各スイッチ５７〜５９の出力（操作状態）とを取得する。
【０３０２】
次いでＳＴＥＰ３において、制御装置５０は、現在選択中の動作モードを判断する。そして、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４において、選択中の動作モードに対応する処理を実行した後、ＳＴＥＰ５において、所定の制御処理周期毎のタイマー割り込みを待つ。
【０３０３】
以降、所定の制御処理周期毎に、ＳＴＥＰ２〜５の処理が逐次実行される。
【０３０４】
ここで、図１５を参照して、動作モードの遷移の概要を説明しておく。図１５に示すように、電源スイッチをオン操作した直後の動作モードは、初期化モードとなる。この初期化モードでは、バランススイッチ５７のオンオフ状態が監視される。そして、バランススイッチ５７がオフ状態に維持されている場合（オン操作されない場合）には、動作モードはバランスレス駆動フリーモードに遷移する。一方、バランススイッチ５７がオン状態である場合には、動作モードはバランス駆動フリーモードに遷移する。
【０３０５】
バランスレス駆動フリーモードでは、走行駆動スイッチ５９及びバランススイッチ５７のオンオフ状態が監視される。そして、走行駆動スイッチ５９がオン操作されると、動作モードはバランスレス駆動モードに遷移し、バランススイッチ５７がオン操作されると、動作モードはバランス駆動フリーモードに遷移する。
【０３０６】
また、バランス駆動フリーモードでは、走行駆動スイッチ５９及びバランス解除スイッチ５８のオンオフ状態が監視される。そして、走行駆動スイッチ５９がオン操作されると、動作モードはバランス駆動モードに遷移し、バランス解除スイッチ５８がオン操作されると、動作モードはバランスレス駆動フリーモードに遷移する。
【０３０７】
バランスレス駆動モードでは、バランススイッチ５７のオンオフ状態が監視される。そして、バランススイッチ５７がオン操作されると、動作モードはバランス駆動モードに遷移する。
【０３０８】
また、バランス駆動モードでは、バランス解除スイッチ５８のオンオフ状態が監視される。そして、バランス解除スイッチ５８がオン操作されると、動作モードはバランスレス駆動モードに遷移する。
【０３０９】
なお、初期化モード、バランスレス駆動フリーモード、バランス駆動フリーモード、バランスレス駆動モード及びバランス駆動モードのいずれの動作モードでも、各検出器５１〜５６の出力の異常、各アクチュエータ８，１５，２７の動作異常、電装系の動作異常等の所定の異常が発生した場合には、動作モードは、優先的に異常モードに遷移する。
【０３１０】
また、初期化モード、バランスレス駆動フリーモード、バランス駆動フリーモード、バランスレス駆動モード及びバランス駆動モードのいずれの動作モードでも、二輪車１Ａの電源スイッチがオフ操作された場合には、当該動作モードの処理は中止される。
【０３１１】
なお、動作モードの遷移シーケンスは、上記と異なるように設定してもよい。
【０３１２】
以下に、上記各動作モードの処理を説明する。
【０３１３】
初期化モードの処理は、図１６のフローチャートに示す如く実行される。
【０３１４】
まず、ＳＴＥＰ１０１において、制御装置５０は、前記ロック機構１５ａによりトレール長変更用アクチュエータ１５の出力軸を回転不能に保持することで、トレール長ｔを現状状態にロックする。
【０３１５】
そして、ＳＴＥＰ１０２において、制御装置５０は、トレール長変更用アクチュエータ１５をオフ状態（駆動力を発生しない状態）とする。具体的には、制御装置５０は、トレール長変更用アクチュエータ１５（電動モータ）への給電を遮断した状態に維持する。
【０３１６】
次いで、制御装置５０は、ＳＴＥＰ１０３において、車体２の姿勢制御を行うときに使用する後述の各姿勢制御ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4の値をゼロに初期化する。
【０３１７】
さらにＳＴＥＰ１０４において、制御装置５０は、目標前輪操舵角δf_cmdと、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmdとを各々、前輪操舵角検出器５２の出力により示される前輪３ｆの実際の操舵角δf_actの検出値（以降、前輪操舵角検出値δf_actという）、前輪３ｆの実際の操舵角速度δf_dot_actの検出値（以降、前輪操舵角速度検出値δf_dot_actという）に一致させる。
【０３１８】
そして、ＳＴＥＰ１０５において、制御装置５０は、前記操舵クラッチ８ａをオフ状態（操舵用アクチュエータ８と操舵回転部１２との間の動力伝達を遮断する状態）とする。さらに制御装置５０は、操舵用アクチュエータ８をオフ状態（駆動力を発生しない状態）とする。具体的には、制御装置５０は、操舵用アクチュエータ８（電動モータ）への給電を遮断した状態に維持する。
【０３１９】
次いで、ＳＴＥＰ１０６において、制御装置５０は、二輪車１Ａの目標車速Ｖox_cmdの値をゼロにすると共に、走行用アクチュエータ２７をオフ状態（駆動力を発生しない状態）とする。具体的には、制御装置５０は、走行用アクチュエータ２７（電動モータ）への給電を遮断した状態に維持する。
【０３２０】
次いで、ＳＴＥＰ１０７において、制御装置５０は、前記した所定の異常が検知されたか否かを判断する。そして、異常が検知されない場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ１０８において、バランススイッチ５７の操作状態を判断する。
【０３２１】
このＳＴＥＰ１０８において、バランススイッチ５７がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ１０９において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランスレス駆動フリーモードに設定し、今回（現在）の制御処理周期での初期化モードの処理を終了する。
【０３２２】
また、ＳＴＥＰ１０９において、バランススイッチ５７がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ１１１において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランス駆動フリーモードに設定し、今回の制御処理周期での初期化モードの処理を終了する。
【０３２３】
また、前記ＳＴＥＰ１０７において、異常が検知された場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ１１０において、次回の制御処理周期における動作モードを、異常モードに設定し、今回の制御処理周期での初期化モードの処理を終了する。
【０３２４】
以上が初期化モードの処理である。この処理により、次回の制御処理周期での動作モードは、異常が発生した場合、あるいは、バランススイッチ５７がオフ状態である場合、あるいは、バランススイッチ５７がオン操作された場合にそれぞれ、異常モード、バランスレス駆動フリーモード、バランス駆動フリーモードに遷移する。
【０３２５】
また、初期化モードでは、各アクチュエータ８，１５，２７はいずれもオフ状態とされる。
【０３２６】
次に、バランスレス駆動フリーモードの処理は、図１７のフローチャートに示す如く実行される。
【０３２７】
まず、ＳＴＥＰ２０１において、制御装置５０は、トレール長検出器５３の出力により示される実際のトレール長ｔ_actの検出値（以降、トレール長検出値ｔ_actという）が、前記上限トレール長ｔpに一致（もしくはほぼ一致）するか否かを判断する。
【０３２８】
この判断は、トレール長検出値ｔ_actと、上限トレール長ｔpとの差の大きさ（絶対値）があらかじめ定めた所定値以下であるか否かによって判断される。なお、トレール長変更用アクチュエータ１５により、トレール長t_actが所要の目標トレール長ｔ_cmdに制御されている状況では、トレール長検出値ｔ_actの代わりに目標トレール長ｔ_cmdを使用して、ＳＴＥＰ２０１の判断処理を実行するようにしてもよい。
【０３２９】
ＳＴＥＰ２０１の判断結果が肯定的である場合（トレール長検出値ｔ_actが上限トレール長ｔpに一致もしくはほぼ一致する場合）には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２０２においてトレール長ｔをロックする。さらにＳＴＥＰ２０３において、制御装置５０は、トレール長変更用アクチュエータ１５をオフ状態にする。これらのＳＴＥＰ２０２、２０３の処理は、それぞれ、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０１、１０２の処理と同じである。
【０３３０】
また、ＳＴＥＰ２０１の判断結果が否定的である場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２０４において、ロック機構１５ａによるトレール長のロックを解除した状態（ロック機構１５ａのオフ状態）とする。さらにＳＴＥＰ２０５において、制御装置５０は、トレール長ｔ_actを、上限トレール長ｔpまで徐々に変化させるように、トレール長変更用アクチュエータ１５を制御する。
【０３３１】
例えば、制御装置５０はトレール長ｔactを所定の速度で上限トレール長ｔpに近づけていくように、トレール長変更用アクチュエータ１５を制御する。
【０３３２】
ＳＴＥＰ２０３又は２０５の次に、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２０６〜２１０で、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０３〜１０７と同じ処理を実行する。
【０３３３】
そして、ＳＴＥＰ２１０において異常が検知されない場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２１１において、走行駆動スイッチ５９の操作状態を判断する。
【０３３４】
このＳＴＥＰ２１１において、走行駆動スイッチ５９がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、次に、ＳＴＥＰ２１２において、バランススイッチ５７の操作状態を判断する。
【０３３５】
このＳＴＥＰ２１２において、バランススイッチ５７がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２１３において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランスレス駆動フリーモード（今回の制御処理周期と同じ動作モード）に設定し、今回の制御処理周期でのバランスレス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０３３６】
また、ＳＴＥＰ２１２において、バランススイッチ５７がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２１６において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランス駆動フリーモードに設定し、今回の制御処理周期でのバランスレス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０３３７】
また、前記ＳＴＥＰ２１１において、走行駆動スイッチ５９がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２１５において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランスレス駆動モードに設定し、今回の制御処理周期でのバランスレス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０３３８】
また、前記ＳＴＥＰ２１０において、異常が検知された場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ２１４において、次回の制御処理周期における動作モードを、異常モードに設定し、今回の制御処理周期でのバランスレス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０３３９】
以上がバランスレス駆動フリーモードの処理である。この処理により、次回の制御処理周期での動作モードは、異常が検知された場合、あるいは、走行駆動スイッチ５９がオン操作された場合、あるいは、バランススイッチ５７がオン操作された場合を除いて、バランスレス駆動フリーモードに維持される。そして、異常が検知された場合、あるいは、走行駆動スイッチ５９がオン操作された場合、あるいは、バランススイッチ５７がオン操作された場合に、それぞれ、次回の制御処理周期での動作モードが、異常モード、バランスレス駆動モード、バランス駆動フリーモードに遷移する。
【０３４０】
また、バランスレス駆動フリーモードでは、操舵用アクチュエータ８及び走行用アクチュエータ２７はオフ状態とされる。このため、二輪車１Ａの運転者は、操縦ハンドル７を動かすことで、前輪３ｆを自由に操舵することができる。また、運転者は、操縦ハンドル７を把持して、前輪３ｆ及び後輪３ｒを転動させることで、二輪車１Ａを移動させることもできる。
【０３４１】
さらに、このとき、操舵クラッチ８ａがオフ状態にされているので、運転者が操縦ハンドル７の操縦によって前輪３ｆを操舵させるときのフリクションを軽減できる。
【０３４２】
また、バランスレス駆動フリーモードでは、トレール長ｔは、上限トレール長ｔp（＞０）に保持されるか、または、上限トレール長ｔpに向かって変位させる工程を経たのち、該上限トレール長ｔpに保持される。この場合、トレール長ｔは、ロック機構１５ａの作動により上限トレール長ｔpに固定保持される。このため、この状態では、トレール長変更用アクチュエータ１５の駆動力を必要としないので、該トレール長変更用アクチュエータ１５をオフ状態にして、該トレール長変更用アクチュエータ１５による電力消費を削減できる。
【０３４３】
次に、バランスレス駆動モードの処理は、図１８のフローチャートに示す如く実行される。
【０３４４】
制御装置５０は、まず、ＳＴＥＰ３０１〜３０８で、前記バランスレス駆動フリーモードにおけるＳＴＥＰ２０１〜２０８と同じ処理を実行する。
【０３４５】
次いで、ＳＴＥＰ３０９において、制御装置５０は、二輪車１Ａの目標車速Ｖox_cmdを決定し、この目標車速Ｖox_cmdに応じて走行用アクチュエータ２７を制御する。このＳＴＥＰ３０９の処理の詳細は後述する。
【０３４６】
次いで、ＳＴＥＰ３１０において、制御装置５０は、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０７と同じ判断処理を実行する。すなわち、制御装置５０は、所定の異常が検知されたか否かを判断する。そして、異常が検知されない場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ３１１において、バランススイッチ５７の操作状態を判断する。
【０３４７】
このＳＴＥＰ３１１において、バランススイッチ５７がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ３１２において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランスレス駆動モード（今回と同じ動作モード）に設定し、今回（現在）の制御処理周期でのバランスレス駆動モードの処理を終了する。
【０３４８】
また、ＳＴＥＰ３１１において、バランススイッチ５７がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ３１４において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランス駆動モードに設定し、今回（現在）の制御処理周期でのバランスレス駆動モードの処理を終了する。
【０３４９】
また、前記ＳＴＥＰ３１０において、異常が検知された場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ３１３において、次回の制御処理周期における動作モードを、異常モードに設定し、今回（現在）の制御処理周期でのバランスレス駆動モードの処理を終了する。
【０３５０】
上記ＳＴＥＰ３０９の処理の詳細を以下に説明する。ＳＴＥＰ３０９では、制御装置５０は、前記目標車速決定部３６の処理によって目標車速Ｖox_cmdを決定する。具体的には、目標車速決定部３６は、アクセル操作検出器５６の出力により示されるアクセル操作量の実際の値の検出値から、あらかじめ設定されたマップ又は演算式により目標車速Ｖox_cmdを決定する。この場合、目標車速Ｖox_cmdは、既定の最大値以下の範囲で、アクセル操作量が大きいほど、大きくなるように決定される。
【０３５１】
なお、二輪車１Ａのブレーキ操作がなされている場合には、目標車速Ｖox_cmdは、ブレーキ操作量の検出値に応じて、あるいは、ブレーキ操作量の検出値とアクセル操作量の検出値との両方に応じて既定のマップもしくは演算式等により決定するようにしてもよい。
【０３５２】
さらに、制御装置５０は、前記車速推定値算出部３３の処理によって車速推定値Ｖox_act（実際の車速Ｖox_actの推定値）を算出する。
【０３５３】
この場合、図１３に示したように、車速推定値算出部３３には、前輪３ｆの操舵角δfの実際の値δf_actの検出値（以降、前輪操舵角検出値δf_actという）と、前輪３ｆの回転移動速度Ｖfの実際の値Ｖf_actの推定値（以降、前輪回転移動速度推定値Ｖf_actという）とが入力される。
【０３５４】
なお、前輪操舵角検出値δf_actは、前輪操舵角検出器５２の出力により示される検出値（観測値）である。また、前輪回転移動速度推定値Ｖf_actは、前記前輪回転速度検出器５４の出力により示される前輪３ｆの回転角速度の検出値（観測値）に該前輪３ｆの既定の有効回転半径を乗じることで算出される速度である。
【０３５５】
そして、車速推定値算出部３３は、図２２のブロック線図で示す処理によって、車速推定値Vox_actを算出する。
【０３５６】
図２２において、処理部３３−１は、現在時刻での前輪操舵角検出値δf_actに前輪３ｆのキャスター角θcfの余弦値を乗じることによって、ヨー方向での前輪３ｆの回転角に相当する前輪有効操舵角δ'fの実際の値δ'f_actの推定値（以降、前輪有効操舵角推定値δ'f_actという）を算出する処理部、処理部３３−２は、この前輪有効操舵角推定値δ'f_actの余弦値cos(δ’f_act)を求める処理部、処理部３３−３は、現在時刻での前輪回転移動速度推定値Ｖf_actに上記余弦値cos(δ’f_act)を乗じることによって車速推定値Vox_actを算出する処理部を表している。
【０３５７】
従って、車速推定値算出部３３は、次式（５１）により、Vox_actを算出するように構成されている。
【０３５８】
Ｖox_act＝Ｖf_act＊cos(δ'f_act)
＝Ｖf_act＊cos(δf_act＊cos(θcf))    ……（５１）
このように算出される車速推定値Vox_actは、前輪回転移動速度推定値Ｖf_actのＸ軸方向成分に相当する。
【０３５９】
補足すると、前記前輪有効操舵角δ'fは、操舵輪である前輪３ｆの回転面（前輪３ｆの車軸中心点を通って車軸中心線Ｃfに直交する面）と接地面１１０との交線が、車体２の前後方向（Ｘ軸方向）に対してなす角度である。
【０３６０】
そして、前輪有効操舵角推定値δ'f_actは、車体２のロール角φbが比較的小さい場合に、近似的に、上記処理部３３−１の演算により算出することができる。
【０３６１】
なお、δ'f_actの精度をより高めるために、δf_actからマップによりδ'f_actを求めるようにしてもよい。あるいは、δ'f_actの精度をより一層高めるために、δf_actと、前記車体傾斜検出器５１の出力により示される車体２のロール角φbの実際の値φb_actの検出値（以降、ロール角検出値φb_actという）とからマップ（２次元マップ）等によりδ'f_actを求めるようにしてもよい。
【０３６２】
車速推定値算出部３３は、以上の処理により、車速推定値Ｖox_actを算出する。なお、後輪回転速度検出器５５の出力に基づき推定される後輪３ｒの実際の回転移動速度の値（具体的には、後輪回転速度検出器５５の出力により示される後輪３ｒの回転角速度に後輪３ｒの既定の有効回転半径を乗じてなる値）を、走行速度推定値Ｖox_actとして得るようにしてもよい。
【０３６３】
制御装置５０は、上記のように算出した車速推定値Ｖox_actを目標車速Ｖox_cmdに追従させるように、走行用アクチュエータ２７を制御する。例えば、制御装置５０は、Ｖox_cmdとＶox_actとの偏差に所定値のゲインを乗じることで、走行用アクチュエータ２７（電動モータ）の電流指令値（通電電流の目標値）を決定する。そして、制御装置５０は、その電流指令値に従って、走行用アクチュエータ２７（電動モータ）の通電電流を制御する。
【０３６４】
以上のＳＴＥＰ３０９の処理によって、二輪車１Ａの実際の車速Ｖox_actが目標車速Ｖox_cmdに追従するように走行用アクチュエータ２７が制御される。
【０３６５】
以上がバランスレス駆動モードの処理である。この処理により、次回の制御処理周期での動作モードは、異常が検知された場合、あるいは、バランススイッチ５７がオン操作された場合を除いて、バランスレス駆動モードに維持される。そして、異常が検知された場合、あるいは、バランススイッチ５７がオン操作された場合に、それぞれ、次回の制御処理周期での動作モードが、異常モード、バランス駆動モードに遷移する。
【０３６６】
また、バランスレス駆動モードでは、運転者がアクセル操作を行うことで、走行用アクチュエータ２７の駆動力により前輪３ｆが回転駆動され、該駆動力による二輪車１Ａの走行が行われる。
【０３６７】
また、バランスレス駆動モードでは、トレール長ｔは、上限トレール長ｔp（＞０）に保持されるか、または、上限トレール長ｔpに向かって変位させる工程を経たのち、該上限トレール長ｔpに保持される。この場合、トレール長ｔは、ロック機構１５ａの作動により上限トレール長ｔpに固定保持される。このため、この状態では、トレール長変更用アクチュエータ１５の駆動力を必要としないので、該トレール長変更用アクチュエータ１５をオフ状態にして、該トレール長変更用アクチュエータ１５による電力消費を削減できる。
【０３６８】
さらに、この場合、上限トレール長ｔpは、正の値であるので、二輪車１Ａの走行中の操縦安定性が円滑に確保される。
【０３６９】
また、バランスレス駆動モードでは、操舵用アクチュエータ８はオフ状態とされるため、二輪車１Ａの運転者は、操縦ハンドル７を動かすことで、前輪３ｆを自由に操舵することができる。
【０３７０】
このとき、操舵クラッチ８ａがオフ状態にされているので、運転者が操縦ハンドル７の操縦によって前輪３ｆを操舵させるときのフリクションを軽減できる。
【０３７１】
次に、バランス駆動フリーモードの処理は、図１９のフローチャートに示す如く実行される。
【０３７２】
制御装置５０は、まず、ＳＴＥＰ４０１において、前記目標トレール長決定部３７の処理によって、目標トレール長ｔ_cmdを決定する。
【０３７３】
目標トレール長決定部３７には、図１３に示したように、車速推定値算出部３３により前記した如く算出される車速推定値Ｖox_actが逐次入力される。そして、目標トレール長決定部３７は、現在時刻での車速推定値Ｖox_actに応じて目標トレール長ｔ_cmdを決定する。
【０３７４】
この場合、本実施形態では、目標トレール長ｔ_cmdは、前記上限トレール長ｔp及び下限トレール長ｔnのいずれか一方に決定される。より具体的には、目標トレール長ｔ_cmdは、車速推定値Ｖox_actに応じて、図２３に示すような特性で決定される。
【０３７５】
すなわち、車速推定値Ｖox_actがゼロである場合には、目標トレール長ｔ_cmdは下限トレール長ｔn（＜０）に決定される。そして、ｔ_cmd＝ｔnとなっている状態では、車速推定値Ｖox_actがあらかじめ定めた第１の所定値Ｖox1を超える値に増加するまでは（すなわわち、Ｖox_actがＶox1以下の低速域（ゼロを含む）に保たれている状態では）、ｔ_cmdは下限トレール長ｔn（＜０）に維持される。
【０３７６】
Ｖox_actが第１の所定値Ｖox1を超えると、ｔ_cmdは下限トレール長ｔnから上限トレール長ｔp（＞０）に切替えられる。その後、ｔ_cmd＝ｔpとなっている状態では、車速推定値Ｖox_actがあらかじめ定めた第２の所定値Ｖox2を下まわる値に低下するまでは（すなわち、Ｖox_actがＶox2以上の高速側の車速域に保たれている状態では）、ｔ_cmdは上限トレール長ｔp（＞０）に維持される。この場合、第２の所定値Ｖox2は、第１の所定値Ｖox1よりも小さい速度とされている。
【０３７７】
そして、Ｖox_actが第２の所定値Ｖox2を下まわると、ｔ_cmdは上限トレール長ｔpから下限トレール長ｔnに戻される。
【０３７８】
以上のように、目標トレール長ｔ_cmdは、基本的には、実際の車速Ｖox_actが低速域の車速である場合（停車時も含む）には、下限トレール長ｔn（＜０）に設定され、実際の車速Ｖox_actが高速側の車速である場合に、上限トレール長ｔp（＜０）に設定される。この場合、ｔ_cmdは、Ｖox_actの変化に対してヒステリシス特性を有するように、Ｖox_actに応じて決定される。このため、Ｖox_actが第１所定値Ｖox1又は第２所定値Ｖox2に近い速度となる状況で、この場合、ｔ_cmdが頻繁に切替わることが無いように決定される。
【０３７９】
補足すると、図２３に示した例では、目標トレール長ｔ_cmdをｔn，ｔpのいずれか一方に不連続的に変化するように決定にしたが、車速Ｖox_actに対して連続的に変化させるように決定してもよい。
【０３８０】
例えば、図２４に示すような特性で、車速Ｖox_actに応じて目標トレール長ｔ_cmdを決定するようにしてもよい。この例では、所定車速Ｖox3以下の低速側車速域では、ｔ_cmdは、下限トレール長ｔnで一定に維持され、所定車速Ｖox4以上の高速側車速域では、ｔ_cmdは、上限トレール長ｔpで一定に維持される。そして、Ｖox3とＶox4との間の車速域で、Ｖox_actの増加に伴い、ｔ_cmdが単調に増加される。
【０３８１】
次に、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４０２において、現在時刻の目標トレール長ｔ_cmdが上限トレール長ｔpであり、且つ、現在時刻のトレール長検出値ｔ_actが、上限トレール長ｔpに一致（もしくはほぼ一致）するか否かを判断する。
【０３８２】
この場合、トレール長検出値ｔ_actが、上限トレール長ｔpに一致（もしくはほぼ一致する）か否かの判断は、前記ＳＴＥＰ２０１と同様に行われる。
【０３８３】
ＳＴＥＰ４０２の判断結果が肯定的である場合（ｔ_cmd＝ｔpであり、且つ、ｔ_actがｔpに一致もしくはほぼ一致する場合）には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４０３においてトレール長ｔをロックする。さらにＳＴＥＰ４０４において、制御装置５０は、トレール長変更用アクチュエータ１５をオフ状態にする。これらのＳＴＥＰ４０３、４０４の処理は、それぞれ、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０１、１０２の処理を同じである。
【０３８４】
また、ＳＴＥＰ４０２の判断結果が否定的である場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４０５において、ロック機構１５ａによるトレール長のロックを解除した状態（ロック機構１５ａのオフ状態）とする。さらにＳＴＥＰ４０６において、制御装置５０は、トレール長ｔ_actが目標トレール長ｔ_cmdに収束又は一致するようにトレール長変更用アクチュエータ１５を制御する。
【０３８５】
具体的には、例えば、t_cmdがｔnからｔpに切替わった場合には、図２３の下段のグラフ中の破線のグラフで示すように、ｔ_actが既定の時間Ｔacc内でｔnからｔpまで変化するようにトレール長変更用アクチュエータ１５が制御される。この場合、例えばトレール長ｔ_actの変化速度を一定値に維持するようにトレール長変更用アクチュエータ１５が制御される。
【０３８６】
また、t_cmdがｔpからｔnに切替わった場合には、図２３の下段のグラフ中の破線のグラフで示すように、ｔ_actが既定の時間Ｔdec内でｔｐからｔnまで変化するようにトレール長変更用アクチュエータ１５が制御される。この場合、例えば、トレール長ｔ_actの変化速度を一定値に維持するようにトレール長変更用アクチュエータ１５が制御される。
【０３８７】
なお、上記既定の時間Ｔacc及びＴdecは互いに同じ時間、あるいは、互いに異なる時間のいずれであってもよい。
【０３８８】
また、ｔ_cmdが切替わった場合に、トレール長ｔ_actを一定速度で変化するようにする必要はない。例えば、t_cmdがｔpからｔnに切替わった場合には、トレール長変更用アクチュエータ１５に、単に、トレール長ｔ_actを増加させる向きの所定の駆動力を発生させるようにしてもよい。このことは、t_cmdがｔnからｔpに切替わった場合も同様である。
【０３８９】
ＳＴＥＰ４０４又は４０６の次に、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４０７において、車体２の姿勢制御を行うときに使用する後述の各姿勢制御ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4の目標値を決定する。そして、制御装置５０は、実際に使用する各姿勢制御ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4の値を目標値に徐々に近づけるように決定する。このＳＴＥＰ４０７の処理の詳細は後述する。
【０３９０】
次いで、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４０８において、姿勢制御のための所定の制御則により目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmd、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd、及び目標前輪操舵角δf_cmdを決定する。このＳＴＥＰ４０８の処理の詳細は後述する。
【０３９１】
次いで、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４０９において、前記操舵クラッチ８ａをオン状態（操舵用アクチュエータ８と操舵回転部１２との間の動力伝達を可能とする状態）にすると共に、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmd、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd、及び目標前輪操舵角δf_cmdに応じて操舵用アクチュエータ８を制御する。
【０３９２】
具体的には、制御装置５０は、例えば、δf_dot2_cmd、δf_dot_cmd及びδf_cmdと、前輪３ｆの操舵角δfの実際の値δf_actの検出値（以降、前輪操舵角検出値δf_actという）と、前輪３ｆの操舵角速度δf_dotの実際の値δf_dot_actの検出値（以降、前輪操舵角速度検出値δf_dot_actという）とから、次式（５２）により、操舵用アクチュエータ８（電動モータ）の通電電流の目標値である電流指令値Ｉ_δf_cmdを決定する。
【０３９３】
Ｉ_δf_cmd＝Ｋδf_p＊(δf_cmd−δf_act)
＋Ｋδf_v＊(δf_dot_cmd−δf_dot_act)
＋Ｋδf_a＊δf_dot2_cmd    ……（５２）
なお、δf_act，δf_dot_actは、それぞれ前輪操舵角検出器５２の出力により示される検出値、Ｋδf_p，Ｋδf_v，Ｋδf_aはそれぞれ、所定値のゲインである。
【０３９４】
従って、電流指令値Ｉ_δf_cmdは、f_cmdとδf_actとの偏差に応じたフィードバック操作量成分と、δf_dot_cmdとδf_dot_actとの偏差に応じたフィードバック操作量成分と、δf_dot2_cmdに応じたフィードフォワード操作量成分とを加え合わせることにより決定される。
【０３９５】
そして、制御装置５０は、モータドライバ等により構成される電流制御部（図示省略）により、操舵用アクチュエータ８（電動モータ）の実際の通電電流を電流指令値Ｉ_δf_cmdに一致する電流に制御する。
【０３９６】
これにより、前輪３ｆの実際の操舵角が、目標前輪操舵角δf_cmdに追従するように制御される。この場合、電流指令値Ｉ_δf_cmdは、上記式（５２）の右辺の第３項、すなわち、フィードフォワード操作量成分を含むので、上記制御の追従性を高めることができる。
【０３９７】
なお、前輪３ｆの実際の操舵角を目標前輪操舵角δf_cmdに追従させるように操舵用アクチュエータ８を制御する手法は、上記の手法に限らず、他の手法を用いてよい。その手法としては、例えば、電動モータに関する公知の種々様々のサーボ制御手法（電動モータのロータの実際の回転角度を目標値に追従させるフィードバック制御手法）を採用できる。
【０３９８】
次いで、ＳＴＥＰ４１０において、制御装置５０は、目標車速Ｖox_cmdの値をゼロにすると共に、走行用アクチュエータ２７をオフ状態とする。この処理は、前記ＳＴＥＰ１０６の処理と同じである。
【０３９９】
次いで、ＳＴＥＰ４１１において、制御装置５０は、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０７と同じ判断処理を実行する。すなわち、制御装置５０は、所定の異常が検知されたか否かを判断する。そして、異常が検知されない場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４１２において、走行駆動スイッチ５９の操作状態を判断する。
【０４００】
このＳＴＥＰ４１２において、走行駆動スイッチ５９がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、次に、ＳＴＥＰ４１３において、バランス解除スイッチ５８の操作状態を判断する。
【０４０１】
このＳＴＥＰ４１３において、バランス解除スイッチ５８がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４１４において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランス駆動フリーモード（今回の制御処理周期と同じ動作モード）に設定し、今回の制御処理周期でのバランス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０４０２】
また、ＳＴＥＰ４１３において、バランス解除スイッチ５８がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４１７において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランスレス駆動フリーモードに設定し、今回の制御処理周期でのバランス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０４０３】
また、前記ＳＴＥＰ４１２において、走行駆動スイッチ５９がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４１６において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランス駆動モードに設定し、今回の制御処理周期でのバランス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０４０４】
また、前記ＳＴＥＰ４１１において、異常が検知された場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ４１５において、次回の制御処理周期における動作モードを、異常モードに設定し、今回の制御処理周期でのバランス駆動フリーモードの処理を終了する。
【０４０５】
上記ＳＴＥＰ４０７、４０８の処理の詳細を以下に説明する。理解の便宜上、まず、ＳＴＥＰ４０８の処理を説明する。
【０４０６】
ＳＴＥＰ４０８では、制御装置５０は、図１３に示した倒立振子質点横移動量推定値算出部３１、倒立振子質点横速度推定値算出部３２、目標姿勢状態決定部３４及び姿勢制御演算部３８の処理を実行することによって、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmd、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd、及び目標前輪操舵角δf_cmdを決定する。
【０４０７】
制御装置５０は、まず、倒立振子質点横移動量推定値算出部３１の処理を実行する。なお、本実施形態における倒立振子質点横移動量推定値算出部３１の処理のアルゴリズムは、一例として、二輪車１Ａの動力学的な挙動が、該二輪車１Ａを、図２に示した前記第１質点１２３（倒立振子質点）と第２質点１２４とからなる系に等価変換した場合に得られる動力学的な挙動により表現されるものとして構築されている。
【０４０８】
倒立振子質点横移動量推定値算出部３１には、図１３に示すように、車体２のロール角（Ｘ軸まわり方向（ロール方向）の傾斜角）φbの実際の値φb_actの検出値（以降、ロール角検出値φb_actという）と、前輪操舵角検出値δf_actとが入力される。
【０４０９】
上記ロール角検出値φb_actは、車体傾斜検出器５１の出力により示される検出値（観測値）である。
【０４１０】
ここで、二輪車１Ａの車体２だけに質点及び慣性モーメントを設定して、該二輪車１Ａの動力学的な挙動が、第１質点１２３（倒立振子質点）及び第２質点１２４からなる質点系の挙動によって表現されるものとした場合、前述のごとく、第１質点１２３と第２質点１２４とを結ぶ線分のロール方向の傾斜は、二輪車１Ａの車体２のロール方向の傾斜に相当する。
【０４１１】
従って、二輪車１Ａの車体２のロール方向の傾斜角φbが十分に小さい場合、第１質点１２３のＹ軸方向の移動量と第２質点１２４のＹ軸方向の移動量との差は、車体２のロール方向の傾斜角φbに第１質点１２３の高さｈ’を乗じた値になる。
【０４１２】
また、本実施形態の二輪車１Ａでは、前輪３ｆだけが操舵輪であるので、第２質点１２４のＹ軸方向の移動量qは、前述のごとく、前輪３ｆの操舵角δfから一義的に定まる量である。
【０４１３】
よって、倒立振子質点としての第１質点１２３のＹ軸方向の移動量は、二輪車１Ａの車体２のロール方向の傾斜に起因する成分と前輪３ｆの操舵角δfに起因する成分との和になる。
【０４１４】
倒立振子質点横移動量推定値算出部３１は、この関係を用いて、上記ロール角検出値φb_actと前輪操舵角検出値δf_actとを基に、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actを算出するものである。
【０４１５】
具体的には、倒立振子質点横移動量推定値算出部３１は、図２５のブロック線図で示す処理によって、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actを算出する。
【０４１６】
この処理は、車体２のロール方向の傾斜に起因して生じる倒立振子質点１２３のＹ軸方向の実際の移動量の推定値としての第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1と、前輪３ｆの操舵に起因して生じる倒立振子質点１２３のＹ軸方向の実際の移動量の推定値としての第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2とを加え合わせることによって、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actを算出するように構成されている。
【０４１７】
図２５において、処理部３１−１は、上記第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1を求める処理部、処理部３１−２は、上記第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2を求める処理部、処理部３１−３は、第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1と第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2とを加え合わせる処理部を表している。
【０４１８】
上記処理部３１−１は、現在時刻でのロール角検出値φb_actに応じて第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1を決定する。具体的には、処理部３１−１は、ロール角検出値φb_act（[rad]の単位での角度値）に倒立振子質点１２３の高さｈ’（＝ｃ＋ｈ）の（−１）倍を乗じることによって、第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1（＝φb_act＊（−ｈ’））を算出する。
【０４１９】
従って、第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1は、車体２のロール角φbに対する線形な関数値（φbの定数倍の値）として、ロール角検出値φb_actに応じて算出される。また、Ｐb_diff_y_act_1は、φb_act＝０となる状態（車体２が右側又は左側に傾いていない状態）でゼロとなるので、当該状態での倒立振子質点１２３の位置を基準とするＹ軸方向の移動量である。
【０４２０】
なお、処理部３１−１の算出処理では、近似的に、sin(φb_act)≒φb_actとされている。また、ｈ’（又はｃ，ｈの値）は、二輪車１Ａにおいて、あらかじめ設定された値であり、制御装置５０のメモリに記憶保持されている。その値は、例えば、二輪車１Ａの基準姿勢状態での全体重心Ｇの高さｈと、二輪車１Ａの全体イナーシャＩ（全体重心Ｇを通って、Ｙ軸方向に平行な軸まわりの慣性モーメント）と、二輪車１Ａの全質量ｍとから、前記式（４）の関係（ｃ（＝ｈ’−ｈ）＝Ｉ／(ｍ＊ｈ)という関係）を満たすように設定されている。
【０４２１】
ただし、ｈ’の値は、各種実験、シミュレーション等を基に、最適な制御特性が得られるように、上記式（４）の関係を満たす値に概ね近似する値に設定してもよい。
【０４２２】
図２５の処理部３１−２は、現在時刻での前輪操舵角検出値δf_actに応じて第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2を決定する。具体的には、処理部３１−２は、現在時刻での前輪操舵角検出値δf_actから、あらかじめ設定された変換関数Ｐlfy(δf)によって、前記第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2（＝Ｐlfy(δf_act)）を求める。すなわち、処理部３１−２は、δf_actに応じた変換関数Ｐlfy(δf)の値Ｐlfy(δf_act)を求め、この値を前記第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2として決定する。
【０４２３】
上記変換関数Ｐlfy(δf)は、例えばマップもしくは演算式により構成される。この変換関数Ｐlfy(δf)は、図２５中の処理部３１−２に記載したグラフで例示されるように、前輪３ｆの操舵角δfの増加に対して単調に変化し（本実施形態では、単調に減少する）、且つ、前輪３ｆの操舵角δfの大きさ（絶対値）が比較的大きなものとなる領域では、操舵角δfの大きさが小さいものとなる領域（δfがゼロに近い領域）よりも、操舵角δfに対するＰlfy(δf)の変化率（δfの単位増加量に対するＰlfy(δf)の変化量）の大きさが、相対的に小さくなるようにあらかじめ設定された非線形関数である。
【０４２４】
従って、第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2は、前輪３ｆの操舵角δfに対する非線形な関数値として、前輪操舵角検出値δf_actに応じて決定される。
【０４２５】
倒立振子質点横移動量推定値算出部３１は、上記の如く算出した第１の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_1と第２の横移動量成分推定値Ｐb_diff_y_act_2とを処理部３１−３において加え合せることにより、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actを決定する。
【０４２６】
従って、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actは、次式（５３）により決定される。
【０４２７】
Ｐb_diff_y_act＝Ｐb_diff_y_act_1＋Ｐb_diff_y_act_2
＝φb_act＊（−ｈ’）＋Ｐlfy(δf_act)    ……（５３）
上記式（５３）の右辺第１項が、ロール角検出値φb_actに対して線形な項、右辺第２項が、前輪操舵角検出値δf_actに対して非線形な項である。
【０４２８】
なお、前輪３ｆの実際の操舵角δf_actに応じた前記変換関数Ｐlfy(δf)の値Ｐlfy(δf_act)の大きさが十分に小さい場合（δf_actの大きさが小さい場合）は、式（５３）の右辺の第２項は無視してもよい。そして、その場合には、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actの代わりに、車体２のロール角検出値φb_actを用いてもよい。
【０４２９】
このようにした場合には、倒立振子質点横移動量推定値算出部３１の処理が不要となり、制御装置５０の演算負荷を低減できる。
【０４３０】
制御装置５０は、次に、倒立振子質点横速度推定値算出部３２の処理を実行する。倒立振子質点横速度推定値算出部３２には、図１３に示すように、倒立振子質点横移動量推定値算出部３１で算出された倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actと、前輪操舵角検出値δf_actと、前輪３ｆの回転移動速度Ｖfの実際の値Ｖf_actの推定値（以降、前輪回転移動速度推定値Ｖf_actという）とが入力される。
【０４３１】
なお、前輪回転移動速度推定値Ｖf_actは、前記前輪回転速度検出器５４の出力により示される前輪３ｆの回転角速度の検出値（観測値）に該前輪３ｆの既定の有効回転半径を乗じることで算出される速度である。
【０４３２】
そして、倒立振子質点横速度推定値算出部３２は、図２６のブロック線図で示す処理によって、倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actを算出する。
【０４３３】
この処理は、二輪車１Ａに対して前記の如く設定されるＸＹＺ座標系の原点から見た倒立振子質点１２３のＹ軸方向の実際の移動速度（原点に対する相対移動速度）の推定値としての第１の横速度成分推定値Ｖby_act_1と、前輪３ｆが操舵中である場合（前輪３ｆの実際の操舵角が“０”でない場合）の前輪３ｆの転動に伴う二輪車１Ａの並進移動に起因して生じる倒立振子質点１２３のＹ軸方向の実際の移動速度（＝ＸＹＺ座標系の原点の移動速度）の推定値としての第２の横速度成分推定値Ｖby_act_2とを加え合わせることによって、倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actを算出するように構成されている。
【０４３４】
図２６において、処理部３２−１は、上記第１の横速度成分推定値Ｖby_act_1を求める処理部、処理部３２−２は、上記第２の横速度成分推定値Ｖby_act_2を求める処理部、処理部３２−３は、第１の横速度成分推定値Ｖby_act_1と第２の横速度成分推定値Ｖby_act_2とを加え合わせる処理部を表している。
【０４３５】
上記処理部３２−１は、倒立振子質点横移動量推定値算出部３１により逐次算出される倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actの現在時刻での時間的変化率Ｐb_diff_y_dot_act（単位時間当たりの変化量）を、第１の横速度成分推定値Ｖby_act_1として算出する。すなわち、処理部３２−１は、Ｐb_diff_y_actの微分値Ｐb_diff_y_dot_actを、Ｖby_act_1として算出する。
【０４３６】
また、処理部３２−２は、処理部３２−２−１において、現在時刻での前輪操舵角検出値δf_actに前輪３ｆのキャスター角θcfの余弦値cos(θcf)を乗じることによって、前記車速推定値算出部３３の処理に関して説明した前輪有効操舵角推定値δ'f_actを算出する。
【０４３７】
処理部３２−２は、さらに、処理部３２−２−２及び処理部３２−２−３において、算出した上記前輪有効操舵角推定値δ'f_actの正弦値sin(δ’f_act)に、現在時刻での前輪回転移動速度推定値Ｖf_actを乗算することで、前輪３ｆの接地部分のＹ軸方向の移動速度（換言すれば、Ｖf_actのＹ軸方向成分）を算出する。
【０４３８】
さらに、処理部３２−２は、処理部３２−２−４において、処理部３２−２−３の算出結果の値に(Ｌr／Ｌ)（ただし、Ｌ＝Ｌf＋Ｌr）を乗じることによって、第２の横速度成分推定値Ｖby_act_2（＝Ｖf_act＊sin(δ’f_act)＊(Ｌr／Ｌ)）を求める。
【０４３９】
なお、この処理におけるＬrは、二輪車１Ａの基準姿勢状態での全体重心Ｇと、後輪３ｒの接地点とのＸ軸方向の距離、Ｌfは、二輪車１Ａの基準姿勢状態での全体重心Ｇと前輪３ｆの接地点とのＸ軸方向の距離である。
【０４４０】
これらのＬr、Ｌfの値は、二輪車１Ａにおいて、あらかじめ設定された値であり、制御装置５０のメモリに記憶保持されている。
【０４４１】
また、処理部３２−２の処理に用いるキャスタ角θcfの値も、Ｌf，Ｌrの値と同様に、二輪車１Ａにおいて、あらかじめ設定された値であり、制御装置５０のメモリに記憶保持されている。
【０４４２】
倒立振子質点横速度推定値算出部３２は、上記の如く算出した第１の横速度成分推定値Ｖby_act_1と、第２の横速度成分推定値Ｖby_act_2とを処理部３２−３において加え合わせることにより、倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actを算出する。
【０４４３】
従って、倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actは、次式（５４）により算出される。
【０４４４】
Ｖby_act＝Ｖby_act_1＋Ｖby_act_2
＝Ｐb_diff_y_dot_act＋Ｖf_act＊sin(δ'f_act)＊(Ｌr／Ｌ)
＝Ｐb_diff_y_dot_act＋Ｖf_act＊sin(δf_act＊cos(θcf))＊(Ｌr／Ｌ)
……（５４）
なお、前輪３ｆの実際の操舵角δf_actに応じた前記変換関数Ｐlfy(δf)の値の大きさが十分に小さい場合（δf_actの大きさが小さい場合）は、式（５４）に用いるＰb_diff_y_dot_actとして、前記式（５３）において右辺の第２項を無視することによって得られるＰb_diff_y_actの値の微分値を採用してもよい。すなわち、式（５４）において、Ｐb_diff_y_dot_actの代わりに、車体２のロール角検出値φb_actの微分値の（−ｈ’）倍の値を用いてもよい。このようにした場合には、制御装置５０の演算負荷を低減できる。
【０４４５】
制御装置５０は、次に、目標姿勢状態決定部３４の処理を実行する。目標姿勢状態決定部３４は、倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yの目標値である目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmdと、倒立振子質点横速度Ｖbyの目標値である目標倒立振子質点横速度Ｖby_cmdとを決定する。本実施形態では、目標姿勢状態決定部３４は、一例として、Ｐb_diff_y_cmdとＶby_cmdとを共にゼロに設定する。
【０４４６】
制御装置５０は、次に、姿勢制御演算部３８の処理を実行する。この姿勢制御演算部３８には、図１３に示したように、目標姿勢状態決定部３４で決定された目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmd及び目標倒立振子質点横速度Ｖby_cmdと、倒立振子質点横移動量推定値算出部３１で算出された倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_actと、倒立振子質点横速度推定値算出部３２で算出された倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actと、制御ゲイン決定部３５で後述する如く決定された姿勢制御ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4（以下、単にゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4ということがある）とが入力される。
【０４４７】
姿勢制御演算部３８は、上記の入力値を用いて、図２７のブロック線図に示す処理を実行することによって、目標前輪操舵角δf_cmdと、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmdと、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdとを決定する。
【０４４８】
図２７において、処理部３８−１は、Ｐb_diff_y_cmdとＰb_diff_y_actとの偏差を求める処理部、処理部３８−２は、処理部３８−１の出力にゲインＫ1を乗じる処理部、処理部３８−３は、Ｖby_cmdとＶby_actとの偏差を求める処理部、処理部３８−４は、処理部３８−３の出力にゲインＫ2の乗じる処理部、処理部３８−５は、前回の制御処理周期での目標前輪操舵角δf_cmdの値である前回目標前輪操舵角δf_cmd_pにゲインＫ3を乗じる処理部、処理部３８−６は、前回の制御処理周期での目標前輪操舵角速度δf_dot_cmdの値である前回目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd_pにゲインＫ4を乗じる処理部、処理部３８−７は処理部３８−２，３８−４のそれぞれの出力と、処理部３８−５，３８−６のそれぞれの出力の（−１）倍の値とを加え合わせることによって、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdを算出する処理部を表している。
【０４４９】
また、処理部３８−８は、処理部３８−７の出力を積分することにより目標前輪操舵角速度δf_dot_cmdを求める処理部、処理部３８−９は、前回の制御処理周期での処理部３８−８の出力（すなわち、前回目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd_p）を処理部３８−６に出力する遅延要素、処理部３８−１０は、処理部３８−８の出力を積分することにより目標前輪操舵角δf_cmdを求める処理部、処理部３８−１１は、前回の制御処理周期での処理部３８−１０の出力（すなわち、前回目標前輪操舵角δf_cmd_p）を処理部３８−５に出力する遅延要素を表している。
【０４５０】
従って、姿勢制御演算部３８は、次式（５５）により、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdを算出する。
【０４５１】
δf_dot2_cmd＝(Ｋ1＊(Ｐb_diff_y_cmd−Ｐb_diff_y_act)
＋Ｋ2＊(Ｖby_cmd−Ｖby_act)
−Ｋ3＊δf_cmd_p−Ｋ4＊δf_dot_cmd_p)  ……（５５）
上記式（５５）において、Ｋ1＊(Ｐb_diff_y_cmd−Ｐb_diff_y_act)は、偏差(Ｐb_diff_y_cmd−Ｐb_diff_y_act)を“０”に近づける機能を有するフィードバック操作量、Ｋ2＊(Ｖby_cmd−Ｖby_act)は、偏差(Ｖby_cmd−Ｖby_act)を“０”に近づける機能を有するフィードバック操作量、−Ｋ3＊δf_cmd_pは、δf_cmdを“０”に近づける機能を有するフィードバック操作量、−Ｋ4＊δf_dot_cmd_pは、δf_dot_cmdを“０”に近づける機能を有するフィードバック操作量である。
【０４５２】
そして、姿勢制御演算部３８は、上記式（５５）により決定したδf_dot2_cmdを積分することにより、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmdを決定する。さらに、姿勢制御演算部３８は、このδf_dot_cmdを積分することにより、目標前輪操舵角δf_cmdを決定する。
【０４５３】
なお、式（５５）の演算で用いるδf_cmd_p、δf_dot_cmd_pは、それぞれ、現在時刻での前輪３ｆの実際の操舵角、操舵角速度の擬似的な推定値（代用的な観測値）としての意味を持つものである。従って、δf_cmd_pの代わりに、現在時刻での前輪操舵角検出値δf_actを使用してもよい。また、δf_dot_cmd_pの代わりに、現在時刻での前輪操舵角速度検出値δf_dot_actを使用してもよい。
【０４５４】
以上が、ＳＴＥＰ４０８の処理の詳細である。
【０４５５】
以上のＳＴＥＰ４０８の処理によって、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdは、二輪車１Ａの実際の倒立振子質点横移動量（倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_act）が目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmdからずれた状態、あるいは、二輪車１Ａの実際の倒立振子質点横速度（倒立振子質点横速度推定値Ｖby_act）が目標倒立振子質点横速度Ｖby_cmdからずれた状態では、それらのずれを、前輪３ｆの操舵角δfを操作することによって解消するように（ひいては、実際の二輪車１Ａの倒立振子質点横移動量あるいは横速度を目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmdあるいは目標倒立振子質点横速度Ｖby_cmdに復元させるように）決定される。
【０４５６】
また、目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmdが本実施形態では“０”であるので、二輪車１Ａの実際の倒立振子質点横移動量が目標倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y_cmdに一致もしくはほぼ一致する値に保持されている状態では、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdは、前輪３ｆの実際の操舵角を“０”もしくはほぼ“０”に保持するように決定される。
【０４５７】
ひいては、前輪３ｆは、車体２のロール方向の姿勢を安定化し、また、最終的には前輪３ｆの操舵角δf_actが中立操舵角（ゼロ）に収束するように、操舵されることとなる。
【０４５８】
次に、ＳＴＥＰ４０７の処理を説明する。ＳＴＥＰ４０７では、制御装置５０は、図１３に示した制御ゲイン決定部３５の処理によって、前記式（５５）の演算に用いる姿勢制御ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4を決定する。
【０４５９】
制御ゲイン決定部３５には、図１３に示したように、前記車速推定値算出部３３の処理によって算出された現在時刻の車速推定値Ｖox_actと、現在時刻のトレール長検出値ｔ_actとが入力されると共に、姿勢制御演算部３８により決定された前回目標前輪操舵角δf_cmd_pが遅延要素３９を介して入力される。
【０４６０】
なお、前回目標前輪操舵角δf_cmd_pは、現在時刻での前輪３ｆの実際の操舵角の擬似的な推定値（代用的な観測値）としての意味を持つものである。δf_cmd_pの代わりに、前輪操舵角検出器５２の出力により示される現在時刻での前輪操舵角検出値δf_actを制御ゲイン決定部３５に入力するようにしてもよい。
【０４６１】
制御ゲイン決定部３５は、まず、入力される走行速度推定値Vox_actと、前回目標前輪操舵角δf_cmd_pと、トレール長検出値ｔ_actとから、図２８のブロック線図で示す処理部３５−１，３５−２，３５−３，３５−４の処理によって、それぞれ、ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4の目標値Ｋ1_cmd，Ｋ2_cmd，Ｋ3_cmd，Ｋ4_cmdを決定する。
【０４６２】
各処理部３５−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）は、それぞれ、例えば、あらかじめ設定された３次元マップにより構成される変換関数Ｋi(Ｖox，δf，ｔ)によって、ゲインＫiの目標値Ｋi_cmdを決定する。
【０４６３】
この場合、本実施形態では、各ゲインＫiの目標値Ｋi_cmdは、いずれも、車速Ｖox、前輪操舵角δf、及びトレール長ｔに対して、図２９（ａ）〜（ｃ）に示すような傾向で変化するようにＶox_act、δf_cmd_p、ｔ_actに応じて決定される。
【０４６４】
具体的には、前輪操舵角δf及びトレール長ｔを一定に保持した場合、図２９（ａ）に示すように、Ｋi_cmdのそれぞれは、その大きさが、車速Ｖoxが大きくなるに伴い小さくなる（ゼロに近づく）ような傾向で決定される。特に、高速域の車速Ｖox（図２９（ａ）の所定車速Ｖoxよりも大きい車速）では、Ｋi_cmdは、その大きさが、ゼロもしくはほぼゼロとなるように決定される。
【０４６５】
また、車速Ｖox及びトレール長ｔを一定に保持した場合、図２９（ｂ）に示すように、Ｋi_cmdのそれぞれは、その大きさが、前輪操舵角δfの大きさ（絶対値）が大きくなるに伴い小さくなる（ゼロに近づく）ような傾向で決定される。
【０４６６】
また、車速Ｖox及び前輪操舵角δfを一定に保持した場合、図２９（ｃ）に示すように、Ｋi_cmdのそれぞれは、その大きさが、トレール長ｔが大きいほど（上限トレール長ｔp（＞０）に近いほど）、大きくなるような傾向で決定される。
【０４６７】
制御ゲイン決定部３５は、上記の如く決定した各ゲインＫiの目標値Ｋi_cmdを決定した後、前記式（５５）の演算に実際に用いる各ゲインＫiの値を決定する。
【０４６８】
具体的には、制御ゲイン決定部３５は、各ゲインＫi（ｉ＝１，２，３，４）の値を、目標値Ｋi_cmdに徐々に近づけていく（徐々に収束させる）ように、制御処理周期毎のゲインＫiの値を決定する。例えば、ゲインＫiの前回値（前回の制御処理周期で決定した値）と、今回の制御処理周期で決定した目標値Ｋi_cmdとの偏差に応じて決定した変化量（例えば、偏差に所定の比例定数を乗じた値等）を、ゲインＫiの前回値に加えることによって、ゲインＫiの今回値（今回の制御処理周期での値）が決定される。
【０４６９】
以上が、ＳＴＥＰ４０７の処理の詳細である。この場合、各ゲインＫi（ｉ＝１，２，３，４）は、車速Ｖox（車速推定値Ｖox_act）に対して、基本的には図２９（ａ）に示したような傾向で決定される。このため、二輪車１Ａの停車時あるいは低速走行時には、姿勢制御演算部３８が前述の如く決定する目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmd、目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd、及び目標前輪操舵角δf_cmdに応じて前記操舵用アクチュエータ８により前輪３ｆの操舵を行うことによって、二輪車１Ａのロール方向の姿勢の安定化させる姿勢制御機能が効果的に働くようになる。すなわち、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_act又は倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actが所要の目標値からずれた場合に、それを速やかに解消する（ひいては、車体２のロール方向の姿勢を速やかに安定化させる）ように、前輪３ｆが操舵される。
【０４７０】
一方、二輪車１Ａの車速Ｖoxがある程度大きくなると、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_act又は倒立振子質点横速度推定値Ｖby_actが所要の目標値からずれても、それを解消するための姿勢制御機能が弱められるか、もしくは、実質的にオフ状態（機能停止状態）とされる。このため、運転者は、二輪車１Ａを高速側の車速で走行させている場合に、旋回のために車体２を傾けるようなことを容易に行うことができる。すなわち、二輪車１Ａの挙動特性を通常の一般的な二輪車の特性に近づけることができる。
【０４７１】
また、各ゲインＫi（ｉ＝１，２，３，４）は、前輪操舵角δf（前回目標前輪操舵角δf_cmd_p）に対して、基本的には、図２９（ｂ）に示したような傾向で決定される。
【０４７２】
ここで、前輪３ｆの実際の操舵角δf_actの大きさが大きい場合には、小さい場合に較べて、前輪３ｆの接地点を含みＸ軸方向（車体２の前後方向）を法線とする断面で見た前輪３ｆの接地部位の曲率半径は、大きくなる。
【０４７３】
したがって、前輪３ｆの実際の操舵角δf_actの大きさが大きい場合には、小さい場合に較べて、その操舵の変化に応じた前輪３ｆの接地点の移動量の変化が大きくなる。このことに起因して、特に、ゲインＫ１，Ｋ２の大きさを、実際の操舵角δf_actに依存しないように設定すると、二輪車１Ａの車体２のロール方向の姿勢の制御の発振が生じやすくなる。
【０４７４】
しかるに、上記の如く、δf_cmd_pの大きさに応じてゲインＫ１，Ｋ２の大きさを変化させるようにすることで、前輪３ｆの実際の操舵角δf_actの大きさ（絶対値）が大きい場合でも、上記発振を防止することができる。
【０４７５】
また、各ゲインＫi（ｉ＝１，２，３，４）は、トレール長ｔ（トレール長検出値ｔ_act）に対して、基本的には、図２９（ｃ）に示したような傾向で決定される。
【０４７６】
ここで、前記図１に示した二輪車１に関して説明したことから判るように、実際のトレール長ｔ_actが上限トレール長ｔp（＞０）よりも下限トレール長ｔn（＜０）に近い値である方が（前記高さａがより小さい方が）が、操舵角δfの変化に対して、前記姿勢制御用操作モーメントＭsumの変化の感度が高い。
【０４７７】
このため、特に、ゲインＫ１，Ｋ２の大きさを、実際のトレール長ｔ_actに依存しないように設定すると、実際のトレール長ｔ_actが下限トレール長ｔnに一致もしくは近い場合に、車体２のロール方向の姿勢の制御の発振が生じやすくなりやすい。あるいは、実際のトレール長ｔ_actが上限トレール長ｔpに一致もしくは近い場合に、車体２のロール方向の姿勢制御機能が十分に機能しないおそれがある。
【０４７８】
しかるに、上記の如く、ｔ_actに応じてゲインＫ１，Ｋ２の大きさを変化させるようにすることで、実際のトレール長ｔ_actによらずに、車体２のロール方向の姿勢の制御の発振を生じることなく、安定に適切な姿勢制御機能を実現することができる。
【０４７９】
以上がバランス駆動フリーモードの処理である。この処理により、次回の制御処理周期での動作モードは、異常が検知された場合、あるいは、走行駆動スイッチ５９がオン操作された場合、あるいは、バランス解除スイッチ５８がオン操作された場合を除いて、バランス駆動フリーモードに維持される。そして、異常が検知された場合、あるいは、走行駆動スイッチ５９がオン操作された場合、あるいは、バランス解除スイッチ５８がオン操作された場合に、それぞれ、次回の制御処理周期での動作モードが、異常モード、バランス駆動モード、バランスレス駆動フリーモードに遷移する。
【０４８０】
また、バランス駆動フリーモードでは、走行用アクチュエータ２７はオフ状態とされる。このため、二輪車１Ａの運転者は、操縦ハンドル７を把持して、前輪３ｆ及び後輪３ｒを転動させることで、二輪車１Ａを移動させることができる。
【０４８１】
同時に、バランス駆動フリーモードでは、特に、二輪車１Ａの停車時あるいは低速側の車速域での移動時に、車体２のロール方向の姿勢を自律的に安定化するように、操舵用アクチュエータ８の駆動力により前輪３ｆが適宜操舵される。
【０４８２】
また、バランス駆動フリーモードでは、二輪車１Ａの停車時あるいは低速側の車速域での移動時には、トレール長ｔは下限トレール長ｔn（＜０）になるように制御される。これにより、前輪３ｆの操舵による姿勢制御機能（前輪３ｆの操舵によって車体２の姿勢を目標とする姿勢（基準姿勢状態の姿勢）に復元させるロール方向のモーメントを発生させる機能）を効果的に働かせ、車体２のロール方向の姿勢の安定性を高めることができる。
【０４８３】
補足すると、制御ゲイン決定部３５の処理では、３次元マップを用いて、Vox_actとδf_cmd_pとｔ_actとに応じて各ゲインＫi（ｉ＝１，２，３，４）を決定したが、３次元マップを使用しない手法で、各ゲインＫiを決定するようにしてもよい。
【０４８４】
また、前回目標前輪操舵角δf_cmd_pは、現在時刻での前輪３ｆの実際の操舵角の擬似的な推定値（代用的な観測値）としての意味を持つものである。
【０４８５】
従って、各ゲインＫiを決定するために、δf_cmd_pの代わりに、前記前輪操舵角検出値δf_actを用いてもよい。
【０４８６】
また、走行用アクチュエータ２７の応答が十分に速い場合には、前回の制御処理周期で目標車速決定部３６で決定された目標車速Ｖox_cmd（以降、これを前回目標車速Ｖox_cmd_pと表記する）は、現在時刻での二輪車１Ａの実際の車速の擬似的な推定値（代用的な観測値）としての意味を持つ。
【０４８７】
従って、各ゲインＫiを決定するために、Vox_actの代わりに、上記前回目標車速Ｖox_cmd_pを用いてもよい。
【０４８８】
次に、バランス駆動モードの処理は、図２０のフローチャートに示す如く実行される。
【０４８９】
制御装置５０は、まず、ＳＴＥＰ５０１〜５０９で、前記バランス駆動フリーモードにおけるＳＴＥＰ４０１〜４０９と同じ処理を実行する。
【０４９０】
次いで、ＳＴＥＰ５１０において、制御装置５０は、二輪車１Ａの目標車速Ｖox_cmdを決定し、この目標車速Ｖox_cmdに応じて走行用アクチュエータ２７を制御する。このＳＴＥＰ５１０の処理は、前記バランスレス駆動モードにおけるＳＴＥＰ３０９の処理と同じである。
【０４９１】
次いで、ＳＴＥＰ５１１において、制御装置５０は、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０７と同じ判断処理を実行する。すなわち、制御装置５０は、所定の異常が検知されたか否かを判断する。所定の異常が検知されたか否かを判断する。そして、異常が検知されない場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ５１２において、バランス解除スイッチ５８の操作状態を判断する。
【０４９２】
このＳＴＥＰ５１２において、バランス解除スイッチ５８がオフ状態に維持されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ５１３において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランス駆動モード（今回と同じ動作モード）に設定し、今回（現在）の制御処理周期でのバランス駆動モードの処理を終了する。
【０４９３】
また、ＳＴＥＰ５１２において、バランス解除スイッチ５８がオン操作されている場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ５１５において、次回の制御処理周期における動作モードを、バランスレス駆動モードに設定し、今回（現在）の制御処理周期でのバランス駆動モードの処理を終了する。
【０４９４】
また、前記ＳＴＥＰ５１１において、異常が検知された場合には、制御装置５０は、ＳＴＥＰ５１４において、次回の制御処理周期における動作モードを、異常モードに設定し、今回（現在）の制御処理周期でのバランス駆動モードの処理を終了する。
【０４９５】
以上がバランス駆動モードの処理である。この処理により、次回の制御処理周期での動作モードは、異常が検知された場合、あるいは、バランス解除スイッチ５８がオン操作された場合を除いて、バランス駆動モードに維持される。そして、異常が検知された場合、あるいは、バランス解除スイッチ５８がオン操作された場合に、それぞれ、次回の制御処理周期での動作モードが、異常モード、バランスレス駆動モードに遷移する。
【０４９６】
また、バランス駆動モードでは、運転者がアクセル操作を行うことで、走行用アクチュエータ２７の駆動力により前輪３ｆが回転駆動され、該駆動力による二輪車１Ａの走行が行われる。
【０４９７】
同時に、バランス駆動モードでは、主に、二輪車１Ａの停車時あるいは低速側の車速域での走行時に、バランス駆動フリーモードと同様に、車体２のロール方向の姿勢を自律的に安定化するように、操舵用アクチュエータ８の駆動力により前輪３ｆが適宜操舵される。
【０４９８】
また、このとき、トレール長ｔは下限トレール長ｔn（＜０）になるように制御される。これにより、前輪３ｆの操舵による姿勢制御機能を効果的に働かせ、車体２のロール方向の姿勢の安定性を高めることができる。
【０４９９】
他方、二輪車１Ａの高速側の車速域での走行時には、トレール長ｔは、上限トレール長ｔpになるように制御される。この場合、上限トレール長ｔpは、正の値であるので、二輪車１Ａには、適切なセルフステアが働くようになって、操縦安定性が高くなる。
【０５００】
加えて、二輪車１Ａの高速側の車速域での走行時には、前輪３ｆの操舵による姿勢制御機能は、十分に弱められるか、もしくは、実質的に機能停止状態とされるので、運転者の体重移動によって車体２を傾斜させることを容易に行うことができる。また、運転者は、操縦ハンドル７の操縦によって前輪３ｆを自由に操舵することもできる。
【０５０１】
つまり、二輪車１Ａの高速側の車速域での走行時には、二輪車１Ａを通常の二輪車と同様の運転特性で運転することができる。
【０５０２】
さらに、二輪車１Ａの高速側の車速域での走行時には、トレール長ｔ_actが上限トレール長ｔpに一致する状態で、ロック機構１５ａの作動によって、トレール長ｔ_actが上限トレール長ｔpに固定保持される。このため、この状態でトレール長変更用アクチュエータ１５をオフ状態にすることで、該トレール長変更用アクチュエータ１５の電力消費を削減できる。さらには、二輪車１Ａの高速側の車速域での走行中における前輪３ｆの操舵系の剛性を高めることができる。
【０５０３】
次に、異常モードの処理は、図２１のフローチャートに示す如く実行される。
【０５０４】
制御装置５０は、ＳＴＥＰ６０１〜６０６において、それぞれ、前記初期化モードにおけるＳＴＥＰ１０１〜１０６と同じ処理を実行し、異常モードの処理を終了する。
【０５０５】
これにより、トレール長ｔがロックされると共に、各アクチュエータ８，１５，２７がオフ状態とされる。
【０５０６】
なお、この場合、操縦ハンドル７等に備えられた適宜の報知器（警報器）により、二輪車１Ａの異常が発生した旨の報知（例えば視覚的もしくは聴覚的な報知）が運転者に対してなされる。
【０５０７】
以上が、本実施形態における制御装置５０の制御処理の詳細である。
【０５０８】
ここで、本実施形態と本発明との対応関係について説明しておく。実施形態では、制御装置５０が、本発明における操舵制御手段としての機能と、トレール長制御手段としての機能とを有する。
【０５０９】
この場合、操舵制御手段としての機能は、前記バランス駆動フリーモードでのＳＴＥＰ４０７〜４０９の処理、又は前記バランス駆動モードでのＳＴＥＰ５０７〜５０９の処理により実現される。
【０５１０】
また、トレール長制御制御手段としての機能は、前記バランス駆動フリーモードでのＳＴＥＰ４０１〜４０４の処理、又は前記バランス駆動モードでの前記ＳＴＥＰ５０１〜５０４の処理により実現される。
【０５１１】
そして、制御装置５０のトレール長制御手段としての機能では、上限トレール長ｔp（＞０）と下限トレール長ｔn（＜ｔp）との間で、トレール長ｔ_actを車速Ｖox_actに応じて変化させるようにトレール長変更用アクチュエータ１５が制御される。
【０５１２】
この場合、車速Ｖox_actがゼロである場合を含めて、低速側の車速域（図２３に示した例ではＶox2よりも小さい車速域、図２４に示した例では、Ｖox3よりも小さい車速域）では、高速側の車速域（図２３に示した例ではＶox1よりも大きい車速域、図２４に示した例では、Ｖox3よりも大きい車速域）よりも小さいトレール長（＝ｔn）に制御される。
【０５１３】
なお、図２３に示した例では、Ｖox1，Ｖox2がそれぞれ、本発明における第１の所定速度、第２の所定速度に相当する。また、図２４に示した例では、Ｖox3が本発明における第１の所定速度に相当する。
【０５１４】
さらに、トレール長ｔ_actが上限トレール長ｔpに一致もしくはほぼ一致する状態では、本発明における可動部に相当する揺動部１４が、ロック機構１５ａによって揺動不能となるように機械的に係止（ロック）される。これにより、トレール長変更用アクチュエータ１５の駆動力を必要とすることなく、トレール長ｔ_actが機械的にｔpに保持されることとなる。
【０５１５】
また、制御装置５０の操舵制御手段としての機能では、車体２の姿勢を安定化するために、倒立振子質点１２３の運動状態量としての倒立振子質点横移動量及び倒立振子横速度を、それぞれの目標値（Ｐb_diff_y_cmd、Ｖby_cmd）としてのゼロに近づける（収束させる）と共に、操舵輪（前輪３ｆ）の操舵角の運動状態量としての操舵角及び操舵角速度を、それぞれの目標値としてのゼロに近づける（収束させる）ように、操舵用アクチュエータ８（電動モータ）が制御される。
【０５１６】
具体的には、姿勢制御演算部３８の処理で、倒立振子質点横移動量推定値Ｐb_diff_y_act、倒立振子質点横速度推定値Ｖby_act、操舵角δfの擬似的な推定値としての前回目標前輪操舵角δf_cmd_p、操舵角速度δf_dot_cmdの擬似的な推定値としての前回目標前輪操舵角速度δf_dot_cmd_pのそれぞれと目標値との偏差をゼロに収束させるようにフィードバック制御則により、操舵用アクチュエータ８の動作目標としての目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdが決定される。
【０５１７】
さらに、このδf_dot2_cmdの積分を２回、繰り返すことで決定した目標前輪操舵角δf_cmdに前輪３ｆの実際の操舵角を追従させるように操舵用アクチュエータ８の駆動力が、制御装置５０により制御される。
【０５１８】
これにより、倒立振子質点１２３の運動状態量及び前輪３ｆ（操舵輪）の操舵角の運動状態量とを安定化し、ひいては、車体２の姿勢（ロール方向の姿勢）を安定化するように、操舵用アクチュエータ８が制御される。
【０５１９】
なお、倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yは、本発明における傾斜状態量としての意味を持つ。
【０５２０】
補足すると、本実施形態では、車速Ｖox_actがゼロのときの目標トレール長ｔ_cmdとなる下限トレール長ｔnは、負のトレール長であるので、ａ＜ａ_sumという条件（換言すれば、ｔn＜ａ_sum＊tan(θcf)という条件、並びに、ａ≦ａ_sという条件（換言すれば、ｔn≦ａ_s＊tan(θcf)という条件が満たされるようなトレール長となっている。さらには、ｔnは、ａ≦Ｒfという条件（換言すれば、ｔn≦Ｒf＊tan(θcf)という条件）も満たすようなトレール長である。
【０５２１】
また、本実施形態では、前輪３ｆの操舵角加速度δf_dot2_cmdが本発明における参照量に相当する。
【０５２２】
そして、前記ゲインＫ1，Ｋ2は、それぞれ、傾斜状態量の運動状態量の観測値（Ｐb_diff_y_act、Ｖby_act）の変化に対する参照量（δf_dot2_cmd）の値の変化の感度（Ｒａ）に相当する。また、前記ゲインＫ3，Ｋ4は、それぞれ、前輪３ｆの操舵角の運動状態量の観測値（δf_act、δf_dot_act）の変化に対する参照量（δr_dot2_cmd）の値の変化の感度（Ｒｂ）に相当する。
【０５２３】
この場合、二輪車１Ａの実際の車速Ｖox_actの観測値に対して、ゲインＫ1、Ｋ2、Ｋ3、Ｋ4が前記した特性（図２９（ａ）に示す特性）で決定されるので、上記感度（Ｒａ，Ｒｂ）のそれぞれの大きさが、車速Ｖox_actの観測値の大きさが大きいほど、小さくなるように操舵用アクチュエータ８の駆動力が制御されることとなる。
【０５２４】
特に、所定車速Ｖox5よりも大きい車速域では、ゲインＫ1、Ｋ2、Ｋ3、Ｋ4がゼロ（もしくはほぼゼロ）となるので、上記感度（Ｒａ，Ｒｂ）もゼロとなる。ひいては、操舵用アクチュエータ８は、実質的に駆動力を発生しない状態となる。
【０５２５】
また、前輪３ｆの操舵角δf_actの観測値（δf_cmd_p）に対して、ゲインＫ1、Ｋ2が前記した特性（図２９（ｂ）に示す特性）で決定されるので、上記感度（Ｒａ）にそれぞれ相当するゲインＫ1、Ｋ2の大きさが、それぞれ、前輪３ｆの非操舵状態からの操舵角δf_actの観測値の大きさが大きいほど、小さくなるように操舵用アクチュエータ８の駆動力が制御されることとなる。
【０５２６】
また、トレール長ｔ_actの観測値に対して、ゲインＫ1、Ｋ2が前記した特性（図２９（ｃ）に示す特性）で決定されるので、上記感度（Ｒａ）にそれぞれ相当するゲインＫ1、Ｋ2の大きさが、それぞれ、トレール長ｔ_actの観測値の大きさが大きいほど、大きくなるように操舵用アクチュエータ８の駆動力が制御されることとなる。
【０５２７】
また、本実施形態では、前記バランスレス駆動フリーモード及びバランスレス駆動モードが、本発明における姿勢制御停止モードに相当する。そして、これらのバランスレス駆動フリーモード及びバランスレス駆動モードでは、トレール長ｔ_actは、一定のトレール長としての上限トレール長ｔp（＞０）に制御される。さらに、本発明におけるクラッチ機構に相当する操舵クラッチ８ａがオフ状態とされて、操舵用アクチュエータ８と、前輪３ｆとの間の動力伝達が遮断される。
【０５２８】
以上説明した本実施形態によれば、車速Ｖox_actがゼロである場合を含めて、低速側の車速域で、トレール長ｔ_actを負の値の下限トレール長ｔn（ａ＜ａ_aum、又はａ≦ａ_s又はａ≦Ｒfという条件が満たされるようなトレール長）に制御するので、二輪車１Ａの車体２の姿勢が目標とする姿勢（本実施形態では基準姿勢状態の姿勢）からずれた場合に、操舵用アクチュエータ８による前輪３ｆの操舵によって、速やかに目標とする姿勢に復元させることができる。
【０５２９】
また、高速側の車速域では、トレール長ｔ_actを正の値の上限トレール長ｔnに制御するので、二輪車１Ａの操縦安定性を確保することができる。
【０５３０】
さらに、高速側の車速域では、姿勢制御機能が弱まるか、もしくは、実質的に機能停止状態とされるので、運転者は、移動体を高速側の車速で走行させている場合に、旋回のために該移動体の車体を傾けるようなことを容易に行うことができる。
【０５３１】
［変形態様］
次に前記実施形態に係わる変形態様をいくつか説明する。
【０５３２】
前記実施形態では、トレール長可変機構は、図１０及び図１１に例示した構造のものと異なる構造のものであってもよい。前輪３ｆのトレール長を変更可能とするためのトレール長可変機構は、アクチュエータにより前輪３ｆのトレール長を変更し得る機構であれば、どのような構造のものであってもよい。例えば、トレール長可変機構は、ボールネジ機構等を用いて、前輪３ｆを前記操舵回転部１２に対して、前後方向に直線状に動かすように構成されていてもよい。
【０５３３】
また、前記実施形態では、後輪３ｒは非操舵輪であるが、後輪３ｒは、例えば接地面１１０からの反力によって受動的に操舵されるようになっていてもよい。
【０５３４】
また、前記実施形態では、制御対象の状態量の構成要素である倒立振子質点１２３の運動状態量として、倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yと、倒立振子質点横速度Ｖbyとを用いたが、いずれか一方だけを倒立振子質点１２３に関する制御対象の状態量として、当該一方の状態量を目標値に近づけるように前輪操舵用アクチュエータ８を制御するようにしてもよい。
【０５３５】
さらに、制御対象の状態量の他の構成要素である操舵輪の操舵角の運動状態量として、その操舵角の値δfと、その角速度δf_dotとを用いたが、いずれか一方だけを操舵輪の操舵角に関する制御対象の状態量として、当該一方の状態量を目標値に近づけるように前輪操舵用アクチュエータ８を制御するようにしてもよい。
【０５３６】
なお、倒立振子質点１２３の運動状態量（倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yと、倒立振子質点横速度Ｖby）の目標値は、倒立振子質点１２３を安定化させ、ひいては、車体２の姿勢を安定化させる（車体２のロール方向の姿勢がふらつかないようにする）ことができるような目標値である限り、ゼロ以外の目標値に設定してもよい。
【０５３７】
さらに、操舵輪の操舵角の運動状態量（操舵角δf、操舵角速度δf_dot）の目標値は、ゼロに設定すればよい。なお、倒立振子質点１２３を安定化させ、ひいては、車体２の姿勢を安定化させる（車体２のロール方向の姿勢がふらつかないようにする）ことができるような目標値である限り、操舵輪の操舵角の運動状態量の目標値は、ゼロ以外の目標値に設定してもよい。
【０５３８】
倒立振子質点１２３の運動状態量（倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_yと、倒立振子質点横速度Ｖby）の目標値、あるいは、操舵輪の操舵角の運動状態量（操舵角δf又はδr、操舵角速度δf_dot）の目標値は、例えば、運転者によって操縦ハンドル７に付与される力もしくは該操縦ハンドル７の操作量などに応じて決定された目標値であってもよい。
【０５３９】
また、前記実施形態では、倒立振子質点横移動量Ｐb_diff_y及び倒立振子質点横速度Ｖbyを制御する代わりに、例えば、車体２のロール角φb及びその角速度の目標値を設定し、車体２の実際のロール角（ロール角検出値φb_act）を、目標値に近づけるように、操舵用アクチュエータ８を制御することで、車体２の姿勢を安定化するようにしてもよい。
【０５４０】
例えば、前記式（５５）において、偏差（Ｐb_diff_y_cmd−Ｐb_diff_y_act）及び（Ｖby_cmd−Ｖby_act）の代わりに、それぞれ、車体２のロール角の目標値とロール角検出値φb_actとの偏差、ロール角の角速度の目標値と該角速度の検出値もしくは推定値（ロール角検出値φb_actの時間的変化率等）との偏差を用いることで、操舵用アクチュエータ８の動作目標としての前輪操舵角加速度δf_dot2_cmd）を決定するようにしてもよい。
【０５４１】
さらに、この場合、ロール角φbの目標値を決定するに当たって、二輪車１Ａの旋回時の遠心力を考慮して、該目標値を決定するようにしてもよい。すなわち、二輪車１Ａの全体重心Ｇに作用する重力によって、Ｘ軸まわり方向（ロール方向）でＸＹＺ座標系の原点まわりに発生するモーメントと、該全体重心Ｇに作用する遠心力によってＸ軸まわり方向（ロール方向）でＸＹＺ座標系の原点まわりに発生するモーメントとが釣り合う（両モーメントの総和が“０”になる）ように、ロール角φbの目標値を決定するようにしてもよい。
【０５４２】
この場合、ロール角φbの目標値（以降、目標ロール角φb_cmdという）は、例えば、次のように決定できる。以降、全体重心Ｇに作用する重力と遠心力とによって、それぞれＸＹＺ座標系の原点まわりに発生するモーメントが釣り合う状態でのロール角φbをバランスロール角φb_leanと称する。
【０５４３】
このバランスロール角φb_leanは、近似的に次式（６１）により求められる。
【０５４４】
φb_lean＝−Vox_act＊ωz_act／ｇ    ……（６１）
ここで、ωz_actは、車体２の鉛直軸回りの旋回角速度（ヨーレート）である。その値としては、例えば、角速度センサを含む前記車体傾斜検出器５１の出力により示されるヨーレートの検出値を用いればよい。
【０５４５】
あるいは、例えば、前記前輪有効操舵角δ'fの実際の値（前輪有効操舵角推定値δ’f_act）と、後輪有効操舵角δ'rの実際の値（後輪有効操舵角推定値δ’r_act）と二輪車１Ａの車速Ｖoxの実際の値（走行速度推定値Ｖox_act）から次式（６２）により求めるようにしてもよい。
【０５４６】
ωz_act＝Vox_act＊((１／Ｌ)＊tan(δ’f_act)−(１／Ｌ)＊tan(δ’r_act))
……（６２）
なお、後輪有効操舵角δ'rは、ヨー方向での後輪３ｒの回転角に相当するものである。従って、後輪有効操舵角δ'rの実際の値δ'r_actの推定値としての後輪有効操舵角推定値δ’r_actは、前輪有効操舵角推定値δ’f_actを算出する場合と同様に、例えば後輪３ｒの実際の操舵角の検出値に、後輪３ｒのキャスター角の余弦値を乗じることで算出することができる。
【０５４７】
ただし、前記実施形態で説明した二輪車１Ａのように、後輪３ｒが非操舵輪である場合には、δ'r_act＝０として、式（６２）の演算を行うようにすればよい。
【０５４８】
そして、上記の如く算出したバランスロール角φb_leanを目標ロール角φb_cmdの目標値として決定すればよい。あるいは、φb_leanに1以下の正の定数を乗じた値を、目標ロール角φb_cmdとして決定するようにしてもよい。
【０５４９】
なお、二輪車１Ａの発進前の停車時、あるいは、車速Ｖox_actが十分に小さい場合には、目標ロール角φb_cmdは“０”でよい。
【０５５０】
また、ロール角φbの角速度の目標値は、ゼロに設定すればよい。なお、車体２の姿勢を安定化させる（車体２のロール方向の姿勢がふらつかないようにする）ことができるような目標値である限り、ロール角φbの角速度の目標値は、ゼロ以外の目標値に設定してもよい。
【０５５１】
例えば、ロール角φbの角速度の目標値を、運転者によって操縦ハンドル７に付与される力などに応じて決定してもよい。
【０５５２】
また、前記実施形態では、姿勢制御演算部３８の処理において、操舵用アクチュエータ８の動作目標として目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdを決定するようにした。
【０５５３】
ただし、目標前輪操舵角加速度δf_dot2_cmdの代わりに、前輪３ｆの操舵軸線Ｃsfのまわりのトルクの目標値を決定してもよい。そして、操舵軸線Ｃsfのまわりの実際のトルクを目標値に一致させるように、操舵用アクチュエータ８の駆動力（トルク）を制御するようにしてもよい。
【０５５４】
また、前記実施形態では、二輪車１Ａの停車時もしくは低速側の車速域での目標トレール長ｔ_cmdとしての下限トレール長ｔnを負の値とした。ひいては、該下限トレール長ｔnに対応する前記交点Ｅfの高さａが負の値となるようにした。ただし、ａ＜ａ_sum、あるいは、ａ≦ａ_s、あるいは、ａ≦Ｒf、ａ≦０となるように、二輪車１Ａの停車時もしくは低速側の車速域での目標トレール長ｔ_cmdを決定してもよい。
【０５５５】
また、前記実施形態では、車体２にだけ質量と慣性モーメントとを設定した場合を例にとって説明したが、前輪３ｆにも質量又は慣性モーメントを設定してもよい。その場合でも、等価変換によって、二輪車１Ａを倒立振子質点と、接地面上質点とから構成される系に変換することで、前記実施形態と同様に車体２の姿勢を制御することができる。
【０５５６】
また、質点の位置に関する変数は、質点と原点を結ぶ線分の角度に関する変数に変換できるように、実施形態で用いられた変数や定数は、これに１対１に対応する他の変数や定数に置き換えて用いることもできる。このような置き換えができる場合は、いずれの場合も等価とみなすことができる。
【０５５７】
さらに、実施形態で示した手法、あるいは、手段、アルゴリズムも結果が同一となるように等価変換したものは、同一とみなすことができる。
【符号の説明】
【０５５８】
１Ａ…二輪車（移動体）、２…車体、３ｆ…前輪、３ｒ…後輪、４…前輪支持機構、９…トレール長可変機構、８…操舵用アクチュエータ、８ａ…ロック機構、９…トレール長可変機構、１５…トレール長変更用アクチュエータ、１５ａ…クラッチ機構、５０…制御装置（操舵制御手段、トレール長制御手段）。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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