(57)【要約】      （修正有）【課題】旋回時に自動的に旋回内側へ傾斜（リーン）する自動傾斜車両に係る。【解決手段】ナックル１６Ｌ、１６Ｒにより支持された左右の車輪１２Ｌ、１２Ｒと、車両傾斜装置と、制御装置とを含む自動傾斜車両であり、車両傾斜装置は、揺動部材３６と、揺動部材を揺動させるアクチュエータ３８と、揺動部材及びナックルに枢着された一対のタイロッド４０Ｌ、４０Ｒとを含み、車両の傾斜角が許容最大傾斜角以下であるときには、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部の枢点Ｐbl、Ｐbrが、対応する車輪の接地点Ｐfl、Ｐfrと同タイロッドの上端の枢着部の枢点とを結ぶ線分Ｌacl、Ｌacrに対し、車両の内側に位置する。【選択図】図２
2018127140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向に隔置された一対の車輪と、車両傾斜装置と、制御装置とを含む自動傾斜車両であって、各車輪は、それぞれ対応するナックルにより回転可能に支持されており、前記車両傾斜装置は、前後方向に延在する揺動軸線の周りに揺動する揺動部材と、前記揺動軸線の周りに前記揺動部材を揺動させるアクチュエータと、前記揺動軸線に対し横方向両側において上端の枢着部にて前記揺動部材に枢着され且つ下端の枢着部にて対応するナックルに枢着された一対のタイロッドとを含み、前記制御装置は、車両の旋回時に予め設定された許容最大傾斜角を越えないよう車両の目標傾斜角を演算し、車両の傾斜角が前記目標傾斜角になるように前記アクチュエータを制御することによって車両を旋回内側へ傾斜させるよう構成された自動傾斜車両において、
前記アクチュエータは、前記車体に対し上下方向に変位可能であり且つ前記車体に対する横方向への変位及び傾斜が制限されるよう、サスペンションスプリングを介して車体に連結されており、
前記一対の車輪、前記アクチュエータ、前記揺動部材及び前記一対のタイロッドは、車両の直進時におけるそれらの位置へ弾性的に付勢されており、
前記車両傾斜装置は、車両の傾斜角が前記許容最大傾斜角以下であるときには、前後方向に見て、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部の枢点が、同タイロッドの上端の枢着部の枢点と対応する車輪の接地点とを結ぶ線分に対し、車両の内側に位置するよう構成されている
自動傾斜車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の自動傾斜車両において、前記車両傾斜装置は、各ナックルに対し少なくとも上下方向に延在し且つ対応するナックルと一体的に上下動する一対のナックルアームを含み、各タイロッドは下端の枢着部にて対応するナックルアームの上端に枢着されている自動傾斜車両。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の自動傾斜車両において、前記一対の車輪のキャンバはネガティブキャンバである自動傾斜車両。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両の自動傾斜車両において、前記一対のタイロッドは、前記車両傾斜装置の作動により圧縮荷重が変動しても実質的に湾曲変形しないよう構成された自動傾斜車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回時に自動的に旋回内側へ傾斜（リーン）する自動傾斜車両に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動傾斜車両は、車両傾斜装置を有し、旋回時に車両傾斜装置によって自動的に旋回内側へ傾斜される。例えば、下記の特許文献１には、横方向に隔置された一対の前輪と、一つの後輪と、揺動型の車両傾斜装置と、車両傾斜装置を制御する制御装置とを含み、一対の前輪はそれぞれ対応するナックルにより回転可能に支持された自動傾斜車両が記載されている。車両傾斜装置は、前後方向に延在する揺動軸線の周りに揺動可能な揺動部材と、揺動軸線の周りに揺動部材を揺動させるアクチュエータと、一対のタイロッドとを含んでいる。一対のタイロッドは、揺動軸線に対し横方向両側において上端にて揺動部材の外端に枢着され下端にて対応するナックルに一体的に連結され、各タイロッドはショックアブソーバ及びサスペンションスプリングを含んでいる。
【０００３】
揺動部材が揺動軸線の周りに揺動すると、一対のタイロッドが互いに逆方向へ上下動するので、一対の前輪、即ち左右の前輪が車体に対し互いに逆方向へ上下動し、これにより車両が横方向へ傾斜する。制御装置は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両を安定的に旋回させるための車両の目標傾斜角を演算し、アクチュエータによって揺動部材の揺動角を制御することにより、車両の傾斜角が目標傾斜角になるように車両を傾斜させるよう構成されている。なお、車両の目標傾斜角は、例えば運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の重心に作用する遠心力が推定され、推定された遠心力と重力との合力が所定の方向に作用するよう、換言すれば操舵操作量及び車速に基づく車両の目標横加速度及び重力加速度の比が所定の比になるよう、演算される。
【０００４】
特許文献１に記載されているような従来の自動傾斜車両においては、揺動部材を揺動させて一対のタイロッドを互いに逆方向へ上下動させようとすると、各タイロッドに含まれるショックアブソーバ及びサスペンションスプリングが伸縮する。そのため、車両の傾斜角が目標傾斜角になるように車両の傾斜角を応答性よく正確に制御することが困難である。更に、各タイロッドは下端にて対応するナックルに一体的に連結されており、ナックルに対し枢動することができない。そのため、タイロッドの上下動の範囲が狭い範囲に制限されるので、車両を傾斜させることができる角度範囲が制限される。
【０００５】
従来の自動傾斜車両における上述の欠点を解消すべく、各タイロッドが上端にて揺動部材の外端に枢着され下端にて対応するナックルに枢着され、アクチュエータと車体との間にショックアブソーバ及びサスペンションスプリングが配設された構成が既に知られている。この構成の自動傾斜車両（以下「改良型の自動傾斜車両」と呼ぶ）においては、左右の前輪は車体に対し上下方向へ相対変位可能であるが、車体に対し横方向へ相対的に傾斜することが制限されるよう、前輪サスペンションにより車体から懸架されている。
【０００６】
改良型の自動傾斜車両によれば、ショックアブソーバ及びサスペンションスプリングを含まないタイロッドにより、揺動部材の変位を効率的に且つ遅れなくナックルへ伝達することができるので、車両の傾斜角を応答性よく正確に目標傾斜角に制御することができる。また、各タイロッドは揺動部材及びナックルの両者に対し枢動することができるので、タイロッドの上下動可能な範囲を大きくし、車両の傾斜可能な角度範囲を大きくして車両の旋回性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０４９７２４号
【発明の概要】
【０００８】
〔発明が解決しようとする課題〕
改良型の自動傾斜車両が旋回時に旋回内側へ傾斜される際には、左右の前輪は回転している状態にて車体と共に傾斜される。左右の前輪にはそれらの位置を車両の直進走行時のような標準状態における位置へ戻そうとするジャイロモーメントが作用し、ジャイロモーメントに起因する力はタイロッド、揺動部材及びアクチュエータを介して、また前輪サスペンションを介して車体へ伝達される。よって、車体は旋回外側への力を受け、その力は車両の傾斜角を低減するよう作用する。そのため、アクチュエータは、車両の傾斜角が目標傾斜角になるよう揺動部材を揺動させるだけでなく、ジャイロモーメントによる上記作用に抗して車両の傾斜角を目標傾斜角に維持するための力を発生しなければならない。従って、左右の前輪にジャイロモーメントが作用しない場合に比して、アクチュエータによる消費エネルギが大きくなることが避けられない。
【０００９】
また、後に詳細に説明するように、揺動部材及び一対のタイロッドの位置関係が車両の標準状態におけるそれらの関係とは異なる関係になると共に、アクチュエータが車輪に対し下方へ変位せしめられ、車体の高さが本来の高さよりも低くなる。車体の高さが低くなると、車両の重心が車両の傾斜方向に沿って下方へ変位し、重心の旋回半径が車両の標準状態における値に比して増大するため、車両の実横加速度が低下する。そのため、車両の目標横加速度及び実横加速度の乖離が大きくなるので、車両の傾斜角が目標傾斜角になるよう車両傾斜装置を制御しても、車両の傾斜角を正確に目標傾斜角に制御することができない。
【００１０】
更に、揺動部材及び一対のタイロッドの位置関係が変化すると、揺動部材及び一対のタイロッドなどを車両の標準状態における位置へ弾性的に付勢する弾性部材の弾性変形量が本来の値とは異なる値に変化することによりエネルギが蓄積される。この場合の弾性部材は、例えば枢着部に組み込まれているゴムブッシュなどである。
【００１１】
特に、車両の旋回中に車両が非常に高い減速度にて減速されると、ジャイロモーメントが急激に減少し、タイロッドを介して揺動部材へ伝達される力が急激に減少する。そのため、弾性部材に蓄積されていたエネルギが放出されることにより、車体が車両の傾斜方向に沿ってアクチュエータに対し上方へ急激に変位し、車両の重心が急激に上昇する。弾性部材の弾性変形量は振動的に増減するので、車両の重心の高さが振動し、車両の実横加速度も振動する。そのため、車両の傾斜角が目標傾斜角になるよう車両傾斜装置が制御されても、車両の傾斜角は振動し、車両の傾斜角を正確に目標傾斜角に制御することができない。
【００１２】
本発明の主要な課題は、自動傾斜車両の旋回時に一対の車輪に作用するジャイロモーメントが車両の傾斜角に与える影響を低減することにより、従来に比してアクチュエータによる消費エネルギを低減すると共に、車両の傾斜角の制御性を向上させることである。
【００１３】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、横方向に隔置された一対の車輪（１２Ｌ、１２Ｒ）と、車両傾斜装置（１８）と、制御装置（２０）とを含む自動傾斜車両（１０）であって、各車輪は、それぞれ対応するナックル（１６Ｌ、１６Ｒ）により回転可能に支持されており、車両傾斜装置（１８）は、前後方向に延在する揺動軸線（３４）の周りに揺動する揺動部材（３６）と、揺動軸線の周りに揺動部材を揺動させるアクチュエータ（３８）と、揺動軸線に対し横方向両側において上端の枢着部（４２Ｌ、４２Ｒ）にて揺動部材に枢着され且つ下端の枢着部（４４Ｌ、４４Ｒ）にて対応するナックルに枢着された一対のタイロッド（４０Ｌ、４０Ｒ）とを含み、制御装置（２０）は、車両の旋回時に予め設定された許容最大傾斜角（θamax）を越えないよう車両の目標傾斜角（θt）を演算し、車両の傾斜角（θ）が目標傾斜角になるようにアクチュエータを制御することによって車両を旋回内側へ傾斜させるよう構成された自動傾斜車両が提供される。
【００１４】
アクチュエータ（３８）は、車体（２４）に対し上下方向に変位可能であり且つ車体に対する横方向への変位及び傾斜が制限されるよう、サスペンションスプリング（５０）を介して車体に連結されており、一対の車輪（１２Ｌ、１２Ｒ）、アクチュエータ（３８）、揺動部材（３６）及び一対のタイロッド（４０Ｌ、４０Ｒ）は、車両の直進時におけるそれらの位置へ弾性的に付勢されており、車両傾斜装置（１８）は、車両の傾斜角（θ）が許容最大傾斜角（θamax）以下であるときには、前後方向に見て、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部（４４Ｌ、４４Ｒ）の枢点（Ｐbl、Ｐbr）が、対応する車輪の接地点（Ｐfl、Ｐfr）と同タイロッドの上端の枢着部（４２Ｌ、４２Ｒ）の枢点（Ｐal、Ｐar）とを結ぶ線分（Ｌacl、Ｌacr）に対し、車両の内側に位置するよう構成される。
【００１５】
後に詳細に説明するように、自動傾斜車両が旋回時に車両傾斜装置によって旋回内側へ傾斜されると、一対の車輪にはそれらの位置を車両の直進走行時のような標準状態における位置へ戻そうとするジャイロモーメントが作用する。そのため、一対の車輪は接地点の周りに自らの傾斜を低減する方向へ枢動しようとするので、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部は、対応する車輪の接地点の周りに旋回外側へ旋回しようとする。
【００１６】
上記の構成によれば、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部の中心は、対応する車輪の接地点と同タイロッドの上端の枢着部の中心とを結ぶ線分に対し、車両の内側に位置する。よって、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部が対応する車輪の接地点の周りに旋回外側へ旋回しようとすることにより、車輪の接地点とタイロッドの上端の枢着部の中心との間の距離が増大され、車輪の接地点とアクチュエータとの間の距離が増大される。その結果、車両の傾斜角が増大されるので、ジャイロモーメントに起因する力により車両の傾斜角が低減される量を従来に比して低減することができる。従って、車両の傾斜角を目標傾斜角に制御し維持するためにアクチュエータが発生しなければならない力を低減することができるので、アクチュエータによる消費エネルギを従来に比して低減することができる。
【００１７】
また、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部が対応する車輪の接地点の周りに旋回外側へ旋回しようとすることにより、車輪の接地点とタイロッドの上端の枢着部の中心との間の距離が増大される。その結果、上端の枢着部の高さが増大し、車両の旋回時における車輪に対するアクチュエータの下方への変位量が減少する。よって、車両の重心が車両の傾斜方向に沿って下方へ変位する量を低減し、重心の旋回半径が車両の標準状態における値に比して増大する量を低減することができる。従って、車両の実横加速度の低下を低減し、車両の目標横加速度及び実横加速度の乖離を小さくすることができるので、従来に比して車両の傾斜角を正確に目標傾斜角に制御することができる。
【００１８】
更に、旋回外側のタイロッドの下端の枢着部が対応する車輪の接地点の周りに旋回外側へ旋回する際に、上端の枢着部が上方且つ旋回内側へ移動される。よって、従来に比してジャイロモーメントの作用により上端の枢着部が下方且つ旋回外側へ移動される量を低減することができる。従って、揺動部材及び一対のタイロッドの位置関係が車両の標準状態におけるそれらの関係とは異なる関係になる度合が減少し、弾性部材の弾性変形量が減少するので、弾性部材に蓄積されるエネルギの量を従来に比して低減することができる。
【００１９】
従って、車両が非常に高い減速度にて減速され、ジャイロモーメントが急激に減少しても、弾性部材に蓄積されていたエネルギが放出される量は従来に比して小さいので、弾性部材の弾性変形量が振動的に増減する量を低減することができる。よって、車両の重心の高さが振動して車両の実横加速度が振動する量を低減することができるので、車両の傾斜角の振動を低減し、車両の傾斜角を正確に目標傾斜角に制御することができ、従来に比して車両の傾斜角の制御性を向上させることができる。
【００２０】
〔発明の態様〕
本発明の他の一つの態様においては、車両傾斜装置は、各ナックルに対し少なくとも上下方向に延在し且つ対応するナックルと一体的に上下動する一対のナックルアームを含み、各タイロッドは下端の枢着部にて対応するナックルアームの上端に枢着されている。
【００２１】
上記態様によれば、車両傾斜装置が一対のナックルアームを含んでいない場合に比して、各タイロッドの上端の枢着部の高さを高くすることができるので、車輪の接地点とアクチュエータとの間の距離を大きくする力を大きくすることができる。よって、車両の旋回時に一対の車輪にジャイロモーメントが作用する状況において、旋回外側のタイロッドの上端の枢着部が下方且つ旋回外側へ移動される力、即ち車両の傾斜角を低減しようとする力を低減することができる。従って、車両の傾斜角を目標傾斜角に制御し維持するためにアクチュエータが発生しなければならない力を効果的に低減、アクチュエータによる消費エネルギを従来に比して効果的に低減することができる。
【００２２】
更に、上記態様によれば、上述のように、車両傾斜装置が一対のナックルアームを含んでいない場合に比して、車輪の接地点とアクチュエータとの間の距離を大きくする効果を高くすることができる。よって、ジャイロモーメントの作用により車両の重心が車両の傾斜方向に沿って下方へ変位する量を効果的に低減し、重心の旋回半径が車両の標準状態における値に比して増大する量を効果的に低減することができる。従って、車両の実横加速度の低下を効果的に低減し、車両の目標横加速度及び実横加速度の乖離を効果的に小さくすることができるので、車両傾斜装置に一対のナックルアームが含まれていない場合に比して車両の傾斜角の制御性を効果的に向上させることができる。
【００２３】
更に、上記態様によれば、車両傾斜装置が一対のナックルアームを含んでいない場合に比して、上端の枢着部が上方且つ旋回内側へ移動される量が大きくなるので、ジャイロモーメントの作用により上端の枢着部が下方且つ旋回外側へ移動される量が効果的に低減される。よって、揺動部材及び一対のタイロッドの位置関係が車両の標準状態におけるそれらの関係とは異なる関係になることによる弾性部材の弾性変形量を効果的に低減し、弾性部材に蓄積されるエネルギの量を効果的に低減することができる。従って、車両が非常に高い減速度にて減速されジャイロモーメントが急激に減少する際に、弾性部材の弾性変形量が振動的に増減する量を効果的に低減し、車両の傾斜角の振動を効果的に低減することができるので、このことによっても車両の傾斜角の制御性を効果的に向上させることができる。
【００２４】
本発明の他の一つの態様においては、一対の車輪のキャンバはネガティブキャンバである。
【００２５】
一対の車輪回転中心平面に対するタイロッドの下端の枢着部の中心が車両の内側であるほど、車輪の接地点と同タイロッドの上端の枢着部の中心とを結ぶ線分に対し、車輪の旋回外側のタイロッドの下端の枢着部の中心を車両の内側に位置させ易くなる。しかし、車輪の回転中心平面に対するタイロッドの下端の枢着部の中心が車両の内側であるほど、回転中心平面とタイロッドの下端の枢着部の中心との間の距離が大きくなり、車両の旋回時に揺動部材がタイロッドを介して車輪を車体に対し上下動させる効率が低下する。
【００２６】
上記態様によれば、一対の車輪のキャンバはネガティブキャンバであるので、車輪のキャンバがニュートラルキャンバ又はポジティブキャンバである場合に比して、車輪の回転中心平面とタイロッドの下端の枢着部の中心との間の距離を小さくすることができる。よって、この距離が過大になって上記効率が過剰に低下することを回避しつつ、車輪の旋回外側のタイロッドの下端の枢着部の中心を、車輪の接地点とタイロッドの上端の枢着部の中心とを結ぶ線分に対し、車両の内側に位置させ易くすることができる。
【００２７】
更に、本発明の一つの態様においては、一対のタイロッドは、車両傾斜装置の作動により圧縮荷重が変動しても実質的に湾曲変形しないよう構成される。
【００２８】
後に詳細に説明するように、各タイロッドは車体の重量を支持するので、常に圧縮荷重を受けている。自動傾斜車両が旋回時に車両傾斜装置の作用によって傾斜される場合には、各タイロッドの上端の枢着部は揺動部材から上下方向の力を受け、各タイロッドの下端の枢着部はジャイロモーメントに起因する上下方向の力を受ける。これらの力は、車両傾斜装置の作動による車両の傾斜角の変動によって変化するので、各タイロッドの圧縮荷重は車両傾斜装置の作動により変動する。
【００２９】
上記態様によれば、一対のタイロッドは、車両傾斜装置の作動により圧縮荷重が変動しても実質的に湾曲変形しないよう構成される。よって、車両の旋回時に旋回外輪側のタイロッドが圧縮荷重の作用により湾曲変形され上端の枢着部と下端の枢着部との間の距離が減少することに起因して、アクチュエータが車体に対し下方へ変位することを実質的に防止することができる。更に、旋回外輪側のタイロッドの下端の枢着部が対応する前輪の接地点の周りに旋回外側へ旋回することによりタイロッドの上端の枢着部を上方へ変位させる効果が、タイロッドの湾曲変形により低減されることを実質的に防止することができる。
【００３０】
なお、「実質的に湾曲変形しない」とは、タイロッドの上端の枢着部と下端の枢着部との間の距離の減少率が、３％以下、好ましくは２％以下、更に好ましくは１％であることを意味する。
【００３１】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。また、本願において、「前後方向」及び「横方向」は、それぞれ車両の前後方向及び車両の横方向であり、「前方」及び「後方」は、それぞれ車両の前後方向についての前方及び後方である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による自動傾斜車両の実施形態を、前輪位置における横方向の垂直切断面にて切断して示す解図的正面縦断面図である。
【図２】実施形態の前輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。
【図３】実施形態の自動傾斜車両を、前後方向の中央垂直切断面にて切断して示す解図的側面縦断面図である。
【図４】実施形態の自動傾斜車両を、水平切断面にて切断して示す解図的平断面図である。
【図５】実施形態の後輪及び後輪サスペンションを示す拡大斜視図である。
【図６】左旋回時における実施形態を、前輪位置における横方向の垂直切断面にて切断して示す正面縦断面図である。
【図７】実施形態における車両の傾斜角制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】左旋回中の車両の重心を通る垂線が左右前輪の接地点及び後輪の接地を結ぶ三角形の範囲外を通る状況を示す正面縦断面図である。
【図９】左旋回中の車両の重心を通る垂線が左右前輪の接地点及び後輪の接地を結ぶ三角形の範囲内を通るよう、車両の傾斜角が低減修正された状況を示す正面縦断面図である。
【図１０】左旋回中の車両の傾斜角が許容最大傾斜角であるときの実施形態の前後輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。
【図１１】左旋回中の車両の傾斜角が許容最大傾斜角であるときの従来の改良型の自動傾斜車両の前輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。
【図１２】変形例の前輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。
【図１３】左旋回中の車両の傾斜角が許容最大傾斜角であるときの変形例の前輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。
【図１４】操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて車両の目標横加速度Ｇytを演算するためのマップである。
【図１５】修正例の自動傾斜車両を、前後方向の中央垂直切断面にて切断して示す解図的側面縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３４】
［実施形態］
図１乃至図４において、本発明の実施形態にかかる自動傾斜車両１０は、非操舵駆動輪である一対の前輪１２Ｌ及び１２Ｒと、操舵従動輪である一つの後輪１４とを含む定員１名の三輪車両である。前輪１２Ｌ及び１２Ｒは、横方向に互いに隔置され、それぞれ対応するナックル（車輪キャリア）１６Ｌ及び１６Ｒにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持されている。
【００３５】
実施形態においては、前輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバはニュートラルキャンバであり、従って車両の１０の非旋回時における前輪のキャンバ角は０である。なお、前輪のキャンバは、後述の変形例のようにネガティブキャンバであってもよく、更にはポジティブキャンバであってもよい。後輪１４は、前輪に対し後方に位置し、後に詳細に説明するように、運転者によるステアリングホイール１５の操作量に応じてステアバイワイヤ式に操舵されるようになっている。図１及び後述の図６においては、ステアリングホイール１５は実際の位置とは異なる位置に図示されている。自動傾斜車両１０は、更に車両傾斜装置１８及び電子制御装置２０を含んでいる。
【００３６】
図示の実施形態においては、図には示されていないが、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒは、駆動装置としてのインホイールモータを内蔵している。ナックル１６Ｌ及び１６Ｒは、それぞれ対応するサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒにより、車体２４に対し上下方向に変位可能であると共に、車体２４に対する横方向への変位及び傾斜が制限されるよう、支持されている。
【００３７】
図示のサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒは、それぞれ前端にてナックル１６Ｌ及び１６Ｒに一体的に連結され、後端にてジョイント２８Ｌ及び２８Ｒにより車体２４に連結されたリーディングアームである。ジョイント２８Ｌ及び２８Ｒは、例えば実質的に横方向に延在する軸線を有するゴムブッシュ装置のようなジョイントであってよい。なお、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒに関する上記要件が満たされる限り、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒは、トレーリングアーム、アッパアーム及びロアアームの組合せのような他のアームであってもよい。
【００３８】
サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒの前端近傍には、それぞれナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒの下端が一体的に連結されている。ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、それぞれサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒから実質的に上方へ延在することによりナックル１６Ｌ及び１６Ｒに対し上下方向に延在し且つ対応するサスペンションアームの前端部及びナックルと一体的に上下動する。
【００３９】
図１及び図６に示されているように、ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、前後方向に見て直線状をなしているが、図３に示されているように、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒの部材などに干渉しないよう、横方向に見て前方へ向けて開いた実質的にＣ形をなしている。なお、ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、それぞれナックル１６Ｌ及び１６Ｒと一体的に連結されていてもよく、横方向に見て後方へ向けて開いた実質的にＣ形又は直線状をなしていてもよい。
【００４０】
インホイールモータの回転方向及び出力は、運転者によるシフトレバー及びアクセルペダル（何れも図示せず）の操作量に応じて電子制御装置２０により制御される。前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び後輪１４の制動力は、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の操作量に応じて作動する制動装置３２が電子制御装置２０によって制御されることにより制御される。
【００４１】
車両傾斜装置１８は、前後方向に延在する揺動軸線３４の周りに揺動する揺動部材３６と、揺動軸線３４の周りに揺動部材３６を揺動させる傾斜アクチュエータ３８と、一対のタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒとを含んでいる。タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、揺動軸線３４に対し横方向両側において実質的に上下方向に延在し、それぞれ上端にてジョイント４２Ｌ及び４２Ｒにより揺動部材３６の対応する外端に枢動可能に連結されている。なお、ジョイント４２Ｌ及び４２Ｒは、実質的に車両前後方向に延在する軸線を有するゴムブッシュ付の枢軸ピンを含むジョイントであることが好ましいが、ボールジョイントのようなジョイントであってもよい。
【００４２】
更に、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、それぞれ下端にてボールジョイントのようなジョイント４４Ｌ及び４４Ｒによりナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒの上端に枢動可能に連結されている。前述のように、ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、それぞれサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒから実質的に上方へ延在することによりナックル１６Ｌ及び１６Ｒに対し上下方向に延在し且つ対応するナックルと一体的に上下動する。よって、タイロッド４０Ｌ、４０Ｒの下端は、それぞれナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びサスペンションアーム２２Ｌ、２２Ｒを介してナックル１６Ｌ、１６Ｒに一体的に連結されている。
【００４３】
図２に示されているように、ジョイント４２Ｌ及び４２Ｒの中心をそれぞれ枢点Ｐal及びＰarとし、ジョイント４４Ｌ及び４４Ｒの中心をそれぞれ枢点Ｐbl及びＰbrとし、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点をそれぞれＰfl及びＰfrとする。車両１０が水平路にて静止又は直進走行するような標準状態にあるときには、枢点Ｐbl及びＰbrは、それぞれ前輪１２Ｌ及び１２Ｒのタイヤの上縁部よりも高い位置に位置しているが、タイヤの上縁部と同一又はそれよりも低い位置に位置していてもよい。
【００４４】
車両１０が標準状態にあるときには、枢点Ｐal及びＰar、枢点Ｐbl及びＰbr及び点Ｐfl及びＰfrは、それぞれ車両１０の中心平面６６に対し左右対称である。枢点Ｐbl及びＰbrの間の距離は、枢点Ｐal及びＰarの間の距離よりも大きく、点Ｐfl及びＰfrの間の距離よりも小さい。枢点Ｐblは枢点Ｐal及び点Ｐflを結ぶ線分Ｌaclに対し車両の内側に位置し、枢点Ｐbrは枢点Ｐar及び点Ｐfrを結ぶ線分Ｌacrに対し車両の内側に位置している。
【００４５】
揺動部材３６は、揺動軸線３４の周りに回転可能なボス部３６Ｂと、ボス部３６Ｂと一体をなしボス部３６Ｂから互いに逆方向へ延在するアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲとを有し、揺動軸線３４の周りに揺動可能なスイングアーム部材として機能する。アーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲの有効長さ、即ち軸線３４と枢点Ｐblとの間の距離及び軸線３４と枢点Ｐbrとの間の距離は同一である。
【００４６】
以上の説明から解るように、左右の前輪１２Ｌ及び１２Ｒ、傾斜アクチュエータ３８、揺動部材３６及び一対のタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、車両の直進時におけるそれらの位置へ弾性的に付勢されている。上記部材を弾性的に付勢する付勢手段は、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒの弾性、サスペンションアームの後端のジョイント２８Ｌ及び２８Ｒに組み込まれたゴムブッシュ装置、ジョイント４２Ｌ及び４２Ｒに組み込まれたゴムブッシュなどである。
【００４７】
図２及び図１０乃至図１３においては、これらの付勢手段が総括的に仮想の弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒとして図示されている。弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒは、それぞれアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲ及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒのなす角度が標準状態における角度から変化するときには、その変化を抑制する力を発生すると考えられてよい。即ち、各弾性部材は、対応するアーム部及びタイロッドのなす角度が標準状態における角度よりも小さくなると、その角度を大きくするよう圧縮力を発生する。逆に各弾性部材は、対応するアーム部及びタイロッドのなす角度が標準状態における角度よりも大きくなると、その角度を小さくするよう引張り力を発生する。
【００４８】
傾斜アクチュエータ３８は、例えば直流ブラシレスモータなどの電動機３８Ｍ及び図には示されていない減速歯車を含むハーモニックドライブ（登録商標）のような回転型のアクチュエータであってよい。アクチュエータ３８の出力回転軸は後方へ突出し、出力回転軸の先端にボス部３６Ｂが固定的に取り付けられており、これにより電動機３８Ｍの回転運動が揺動部材３６へ揺動運動として伝達されるようになっている。なお、アクチュエータ３８は、往復動型又は揺動型のアクチュエータであってもよく、前者の場合にはアクチュエータの往復動が運動変換機構により揺動運動に変換されて揺動部材３６へ伝達されるようになっていてよい。
【００４９】
図３に示されているように、アクチュエータ３８は、横方向に隔置され車体２４に固定された一対のブラケット４６の間に配置されている。アクチュエータ３８は横方向に互いに離れるよう突出する一対の枢軸４８を有し、枢軸４８がブラケット４６によって回転可能に支持されることにより、枢軸４８の周りに揺動可能に支持されている。アクチュエータ３８の前端部とその下方の車体２４との間には、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバ（図示せず）が介装されている。よって、アクチュエータ３８は、車体２４に対し上下方向に変位可能であり且つ車体に対する横方向への変位及び傾斜が制限されるよう、サスペンションスプリング５０を介して車体に連結されている。なお、サスペンションスプリング５０は例えば圧縮コイルばねのような弾性部材であってよい。
【００５０】
サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバは、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒなどと共働して前輪サスペンション５２を構成している。よって、前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び車両傾斜装置１８は、前輪サスペンション５２により車体２４から懸架されている。前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び車両傾斜装置１８は、車体２４に対し上下動することができ、車両の走行時に前輪１２Ｌ、１２Ｒが路面から受け車体２４へ伝達される衝撃がサスペンションスプリング５０によって緩和される。前輪１２Ｌ、１２Ｒと車体２４との間の相対上下振動は、ショックアブソーバにより減衰される。
【００５１】
アクチュエータ３８は、車体２４に作用する重力により、一対のブラケット４６を介して下方への力を受ける。しかし、アクチュエータ３８は、車両傾斜装置１８により下方へ変位することが阻止されるので、後方側部分が車体２４に対し上方へ変位し前方側部分が車体２４に対し下方へ変位するよう、枢軸４８の周りに揺動する。よって、サスペンションスプリング５０が圧縮変形せしめられるので、車体２４の重量はサスペンションスプリング５０の圧縮変形によるばね力によって支持される。また、サスペンションスプリング５０の圧縮変形量は、前輪１２Ｌ及び１２Ｒがバウンドし、アクチュエータ３８の後方側部分が上方へ変位すると増大し、逆に前輪がリバウンドし、アクチュエータ３８の後方側部分が下方へ変位すると減少する。
【００５２】
図５に示されているように、後輪１４は、ホイール１４Ｈ及びホイールの外周に取り付けられたタイヤ１４Ｔを含み、後輪サスペンション５４により車体２４から懸架されている。後輪サスペンション５４は、後輪１４の上方に位置するアッパアーム部材５６と、後輪１４の横方向両側に位置する一対のスイングアーム５８とを含んでいる。アッパアーム部材５６は、ベース部５６Ｂと、後輪１４の両側にてベース部から車両後方且つ下方へ延在する一対のアッパアーム部５６Ａとを有している。各スイングアーム５８は、後端にて対応するアッパアーム部５６Ａの下端部に上下方向に枢動可能に連結され、前端にて後輪１４の回転軸１４Ｓを回転可能に支持している。ホイール１４Ｈを回転可能に支持する支持部材１４Ｂとベース部５６Ｂとの間には、サスペンションスプリング６０及びショックアブソーバ（図示せず）が介装されている。よって、後輪１４は車体２４に対し上下動することができ、それらの相対上下振動はショックアブソーバにより減衰される。
【００５３】
車体２４には転舵アクチュエータ６２が固定されている。転舵アクチュエータ６２は回転型のアクチュエータであり、直流ブラシレスモータのような電動機（図示せず）を含んでいる。電動機の回転軸は下方へ延在し、回転軸の先端はアッパアーム部材５６のベース部５６Ｂに一体的に連結されており、これにより電動機の回転運動がアッパアーム部材５６へ伝達されるようになっている。なお、転舵アクチュエータ６２も、往復動型のアクチュエータであってもよく、その場合にはアクチュエータの往復動が運動変換機構により回転運動に変換されてアッパアーム部材５６へ伝達されるようになっていてよい。
【００５４】
以上の説明から解るように、後輪１４は、車体２４に対し上下動可能に且つ転舵アクチュエータ６２の電動機の回転軸の軸線と同一のキングピン軸６４の周りに回転可能に、後輪サスペンション５４により車体２４から懸架されている。車両１０の旋回時には、後輪１４がアクチュエータ６２によりキングピン軸６４の周りに回転されることにより転舵される。キングピン軸６４は車体２４に対し横方向へ傾斜することができないので、後述のように車体２４が横方向へ傾斜すると、後輪１４も車体２４と同一の角度横方向へ傾斜する。
【００５５】
図６に示されているように、揺動部材３６が揺動軸線３４の周りに揺動すると、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒが互いに逆方向へ上下動することにより、前輪１２Ｌ及び１２Ｒが車体２４に対し互いに逆方向へ上下動し、これにより車両１０が横方向へ傾斜する。なお、図６においては、車両１０に遠心力が作用することによるタイヤの弾性変形が誇張して図示されている。図６には示されていないが、車両１０の傾斜角θの大きさが大きくなるにつれて、旋回外輪側の枢点Ｐbrは、車両の横方向外側へ向けて移動し、逆に、旋回内輪側の枢点Ｐblは、車両の横方向内側へ向けて移動する（図２参照）。
【００５６】
ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びタイロッド４０Ｌ、４０Ｒは、車体２４を支持するための圧縮荷重を受け、車両傾斜装置１８が作動すると、圧縮荷重は、旋回外輪においては増大し、旋回内輪においては減少する。ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びタイロッド４０Ｌ、４０Ｒは、車両傾斜装置１８の作動により圧縮荷重が変動しても実質的に湾曲変形しないよう構成されている。即ち、ナックルアーム及びタイロッドは、車両傾斜装置１８の作動により圧縮荷重が変動しても、上端の枢点Ｐal及びＰarと下端の枢点Ｐbl及びＰbrとの間の距離の減少率が、３％以下、好ましくは２％以下、更に好ましくは１％であるよう構成されている。
【００５７】
図４及び図６に示されているように、車両１０の標準積載状態における重心Ｇmは、車両の上下方向の中心平面６６上にてアクチュエータ３８に対し後方且つ低い位置にある。車両１０の傾斜角θは、中心平面６６が鉛直方向６８に対しなす角度である。図４に示されているように、前輪１２Ｌ、１２Ｒの接地点Ｐfl、Ｐfr及び後輪１４の接地点Ｐrを結ぶ二等辺三角形を三角形６９と指称する。
【００５８】
車両１０の傾斜角θの変化率、即ち車両の傾斜角速度θdは、ジャイロスコープ７０により検出されるようになっている。ジャイロスコープ７０により検出された車両の傾斜角速度θdを示す信号は、電子制御装置２０へ入力される。なお、傾斜角θは、揺動部材３６の揺動角が０で、中心平面６６が鉛直方向６８と一致するときに０になり、車両１０が左方向へ傾斜するときに正の値になる。傾斜角速度θdは、車両１０の傾斜角が左方へ変化するときに正の値になる。更に、車両１０の傾斜角θは、車体２４のロール角（図示せず）と実質的に同一であるので、車体のロール角がロール角センサにより車両１０の傾斜角θとして検出されてもよい。
【００５９】
ステアリングホイール１５の回転角に等しい操舵角Ｓtは、操舵角センサ７２により検出される。操舵角センサ７２により検出された操舵角Ｓtを示す信号は、電子制御装置２０へ入力される。更に、電子制御装置２０には、車輪速度センサ７４FL、７４FR及び７４Rにより検出されたそれぞれ左右の前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び後輪１４の車輪速度ωFL、ωFR及びωRを示す信号が入力され、回転角センサ７６により検出された電動機３８Ｍの回転角φmを示す信号が入力される。電子制御装置２０は、車輪速度ωFL、ωFR及びωRに基づいて車速Ｖを演算し、操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて後輪１４の操舵アクチュエータ６２の電動機の回転角度を制御することにより、後輪１４をステアバイワイヤ式に操舵する。なお、回転角φmは、揺動部材３６の揺動角が０のときに０になり、車両１０が左方向へ傾斜するよう揺動部材３６が揺動するときに正の値になる。
【００６０】
図には示されていないが、電子制御装置２０には、アクセルポジションセンサから、運転者により操作されるアクセルペダルの踏み込み操作量であるアクセルポジションＡpを示す信号が入力される。電子制御装置２０には、シフトポジションセンサから、運転者により操作されるシフトレバーの操作位置であるシフトポジションＳpを示す信号が入力される。更に、電子制御装置２０には、踏力センサ７８から、運転者によるブレーキペダル（図示せず）に対する踏力Ｆpを示す信号が入力される。電子制御装置２０は、アクセルポジションＡp及びシフトポジションＳpに基づいてインホイールモータの出力及び回転方向を制御することにより、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの駆動力を制御する。更に、電子制御装置２０は、踏力Ｆpに基づいて制動装置３２を制御することにより前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び後輪１４の制動力を制御する。なお、制動時には、インホイールモータによる回生が行われてもよい。
【００６１】
電子制御装置２０は、図７に示されたフローチャートに従って、車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyと重力Ｆgとの合力Ｆygが所定の方向へ作用するよう、車両１０を旋回内側へ傾斜させるための車両１０の目標傾斜角θtを演算する。また、電子制御装置２０は、車両の傾斜角θが目標傾斜角θtになるようにアクチュエータ３８の電動機３８Ｍの回転角φmを制御する。従って、電子制御装置２０は、揺動部材３６の揺動角φを制御することにより車両１０を傾斜させるよう構成された制御装置として機能する。
【００６２】
更に、電子制御装置２０は、図８に示されているように、車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が、三角形６９（図４参照）の範囲外を通る場合には、図９に示されているように、垂線８４が三角形６９の範囲内を通るよう、目標傾斜角θtを低減修正する。よって、垂線８４が三角形６９の斜辺よりも所定の余裕マージンの距離だけ内側を通るときの車両の傾斜角を最大許容傾斜角θamaxとすると、目標傾斜角θtは、その大きさが最大許容傾斜角θamaxを越えないよう、必要に応じて修正される。なお、所定の余裕マージンは、種々の部材の製造公差などを考慮して予め設定される。また、図９においては、図８に示された重心Ｇm、中心平面６６及び垂線８４の位置が、それぞれ符号Ｇm′、６６′及び８４′にて示されている。
【００６３】
前述のように、車両１０の傾斜角θの大きさが大きくなるにつれて、旋回外輪側の枢点Ｐblは、車両の横方向外側へ向けて移動し、逆に、旋回内輪側の枢点Ｐbrは、車両の横方向内側へ向けて移動する。実施形態は、図１０に示されているように、車両１０の傾斜角θの絶対値が最大許容傾斜角θamaxの絶対値以下であるときには、枢点Ｐbrは線分Ｌacrに対し車両の内側に位置し、枢点Ｐblは線分Ｌaclに対し車両の内側に位置するよう、構成されている。
【００６４】
なお、図１においては、電子制御装置２０及びジャイロスコープ７０などのセンサは、車両１０の外に図示されているが、車両１０に搭載されている。電子制御装置２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータであってよい。図７に示されたフローチャートに対応する制御プログラムは、ＲＯＭに格納されており、車両１０の傾斜角θなどは同制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。
【００６５】
＜車両の傾斜角制御ルーチン＞
次に、図７に示されたフローチャートを参照して実施形態における車両の傾斜角制御ルーチンについて説明する。なお、図７に示されたフローチャートによる傾斜角の制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに所定の時間毎に繰返し実行される。
【００６６】
まず、ステップ１０においては、ジャイロスコープ７０により検出された車両の傾斜角速度θdを示す信号などの信号が読み込まれる。
【００６７】
ステップ２０においては、車輪速度ωFL、ωFR及びωRに基づいて車速Ｖが演算され、操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて図１４に示されたマップが参照されることにより、車両１０の目標横加速度Ｇytが演算される。更に、目標横加速度Ｇytと車両の質量Ｍとの積として、旋回により車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyが演算される。なお、図１４に示されているように、目標横加速度Ｇytは、操舵角Ｓtの絶対値が大きいほど大きさが大きくなり、車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算される。
【００６８】
ステップ３０においては、車両１０を旋回内側へ傾斜させるための車両の目標傾斜角θtが演算される。この場合、車両の目標傾斜角θtは、図６に示されているように、車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyと重力Ｆgとの合力Ｆygが、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点Ｐfl及びＰfrの中点Ｐfと後輪１４の接地点Ｐrとを結ぶ線に向けて作用するよう、演算される。なお、目標傾斜角θtは、重心Ｇmに作用する重力Ｆg及び遠心力Ｆyにより決定されるので、重心の高さＨgは目標傾斜角θtの演算に影響を及ぼさない。重力Ｆgは、車両の質量Ｍと重力加速度ｇとの積であるので、一定である。これに対し、遠心力Ｆyは、車両の質量Ｍと目標横加速度Ｇytとの積として演算され、遠心力Ｆyの大きさは目標横加速度Ｇytの絶対値が大きいほど大きくなる。
【００６９】
ステップ４０においては、車両の目標傾斜角θtの大きさが最大許容傾斜角θamaxを越えているときには、大きさが最大許容傾斜角θamaxになるよう目標傾斜角θtが修正される。なお、目標傾斜角θtの大きさが最大許容傾斜角θamax以下であるときには、即ち車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が三角形６９の図には示されていない余裕マージンよりも内側を通る場合には、車両の目標傾斜角θtは修正されない。
【００７０】
ステップ５０においては、ジャイロスコープ７０により検出された車両１０の傾斜角速度θdを示す信号が読み込まれ、傾斜角速度θdが積分されることにより、車両１０の傾斜角θが演算される。なお、ジャイロスコープ７０が車両１０の傾斜角θを示す信号を出力する場合には、傾斜角速度θdの積分は不要である。
【００７１】
ステップ６０においては、車両１０の傾斜角θと車両の目標傾斜角θtとの偏差θ−θtの絶対値が基準値θ0（正の定数）よりも小さいか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには車両の傾斜角θの修正は不要であるので、傾斜角制御は一旦終了し、否定判別が行われたときには傾斜角制御はステップ７０へ進む。
【００７２】
ステップ７０においては、車両１０の傾斜角θと目標傾斜角θtとの偏差θ−θtを０にするための揺動部材３６の目標揺動角φtが演算されると共に、目標揺動角φtを達成するための傾斜アクチュエータ３８の電動機３８Ｍの目標回転角φmtが演算される。
【００７３】
ステップ８０においては、電動機３８Ｍの回転角φmが目標回転角φmtになるよう電動機３８Ｍが制御されることにより、揺動部材３６の揺動角φが目標揺動角φtになるよう制御され、これにより車両１０の傾斜角θが目標傾斜角θtになるよう制御される。
【００７４】
以上の説明から解るように、ステップ１０〜３０において、車両１０を旋回内側へ傾斜させるための車両の目標傾斜角θtが演算される。ステップ５０において、ジャイロスコープ７０により検出された車両１０の傾斜角速度θdに基づいて車両１０の傾斜角θが演算される。更に、ステップ６０〜８０において、車両１０の傾斜角θと目標傾斜角θtとの偏差θ−θtの大きさが基準値θ0以下になり、揺動部材３６の揺動角φが目標揺動角φtになるよう、傾斜アクチュエータ３８の電動機３８Ｍが制御される。よって、車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyと重力Ｆgとの合力Ｆygが所定の方向へ作用するよう、車両１０を旋回内側へ傾斜させて、車両を安定的に旋回させることができる。
【００７５】
また、ステップ４０において、車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が、三角形６９の範囲外を通る場合には、垂線８４が三角形６９の余裕マージンよりも内側を通るよう、車両の目標傾斜角θtが修正される。よって、車両の傾斜角θが最大許容傾斜角θamaxに等しい目標傾斜角θtになるよう制御されている状態にて車両が停止しても、車両が転倒することを回避することができる。
【００７６】
＜前輪に作用するジャイロモーメントの影響による問題＞
前述のように、従来の改良型の自動傾斜車両においては、左右の前輪１２Ｌ、１２Ｒに作用するジャイロモーメントの影響により、傾斜アクチュエータ３８の消費エネルギが大きく、車両の傾斜角θの制御性がよくないという問題がある。図１１を参照して、これらの問題について説明する。
【００７７】
図１１は、従来の自動傾斜車両が傾斜した状態を示すスケルトン図である。なお、傾斜アクチュエータ３８は枢軸４８の周りに枢動するよう支持されているので、揺動部材３６が下方へ変位し、アクチュエータ３８の後方側部分が下降すると、アクチュエータ３８の前方側部分が上昇し、サスペンションスプリング５０が伸張する。図２、図１０及び図１１においては、揺動部材３６の上下変位とサスペンションスプリング５０の伸縮変形とが対応するよう、サスペンションスプリング５０はアクチュエータ３８の上側に図示されている。
【００７８】
従来の改良型の自動傾斜車両においては、車両１０の傾斜角θの大きさが最大許容傾斜角θamaxのような大きい値であるときには、旋回外輪側の枢点Ｐbrは、枢点Ｐar及び接地点Ｐfrを結ぶ線分Ｌacr上よりも横方向外側に位置する。旋回内輪側の枢点Ｐblは、枢点Ｐal及び接地点Ｐflを結ぶ線分Ｌacl上又は該線分よりも横方向内側に位置する。
【００７９】
例えば、車両１０が左旋回する場合には、揺動部材３６は、旋回外輪側が低くなるようアクチュエータ３８の回転トルクによって車両の前方から見て揺動軸線３４の周りに反時計回り方向へ揺動される。これにより、旋回外輪側のタイロッド４０Ｒが車体２４に対し下方へ押し下げられ、旋回内輪側のタイロッド４０Ｌが車体２４に対し上方へ持ち上げられ、その結果車両１０の全体が旋回内側へ傾斜する。よって、前輪１２Ｌ及び１２Ｒ及び後輪１４は、車体２４と実質的に同一の角度旋回内側へ傾斜する。
【００８０】
前輪１２Ｌ及び１２Ｒ及び後輪１４が傾斜すると、前輪及び後輪にはそれぞれジャイロモーメントＭjf及びＭjrが作用し、前輪及び後輪は車両１０の標準状態の位置へ戻ろうとする。なお、前輪１２Ｌ及び１２Ｒはインホイールモータを内蔵しており、前輪の質量は後輪１４の質量よりも大きいので、ジャイロモーメントＭjfはジャイロモーメントＭjrよりも大きい。
【００８１】
前輪及び後輪は接地点において路面Ｒに接しているので、路面に対し横方向へ変位することができないので、前輪１２Ｌ及び１２Ｒはそれぞれ接地点Ｐfl及びＰfrの周りに反時計回り方向へ枢動しようする。そのため、後輪１４は接地点Ｐrの周りに反時計回り方向へ枢動しようとする。よって、枢点Ｐbl及びＰbrはそれぞれ接地点Ｐfl及びＰfrの周りに反時計回り方向へ回転しようとするので、枢点Ｐal及びＰarはそれぞれタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒを介して左方且つ下方への力を受ける。よって、アクチュエータ３８は揺動部材３６から左方且つ下方への力を受け、その力は車両１０の傾斜角θを低減するよう作用する。
【００８２】
また、ジャイロモーメントＭjfは、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒを経て車体２４へ伝達され、ジャイロモーメントＭjrは後輪サスペンション５４を経て車体２４へ伝達される。これらのジャイロモーメントは、車体２４の傾斜を低減しようとするので、車両１０の傾斜角θを低減するよう作用する。よって、アクチュエータ３８は、車両１０の傾斜角θが目標傾斜角θtになるよう揺動部材３６を揺動させるだけでなく、ジャイロモーメントＭjf及びＭjrによる上記作用に抗して傾斜角θを目標傾斜角θtに維持するための力を発生しなければならない。従って、左右の前輪１２Ｌ及び１２ＲにジャイロモーメントＭjf及びＭjrが作用しない場合に比して、アクチュエータ３８による消費エネルギが大きくなる。
【００８３】
また、枢点Ｐal及びＰarがそれぞれタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒを介して左方且つ下方への力を受けると、揺動部材３６は車体２４に対し中心平面６６に沿って下方へ変位するので、アクチュエータ３８も下方へ変位し、車体２４の高さが低くなる。また、旋回外輪である前輪１２Rの回転速度は旋回内輪である前輪１２Ｌの回転速度よりも高いので、前輪１２Ｒに作用するジャイロモーメントの大きさは前輪１２Ｌに作用するジャイロモーメントの大きさよりも大きい。よって、前輪１２Ｌ及び１２Ｒに作用するジャイロモーメントは、枢点Ｐbl及びＰbrの間の距離を大きくするよう作用するので、四辺形Ｐal−Ｐbl−Ｐbr−Ｐarは底辺が増大することによって上辺Ｐal−Ｐarの高さが減少するよう変形しようとする。従って、この作用によっても揺動部材３６は車体２４に対し中心平面６６に沿って下方へ変位し、車体２４の高さが低くなる。
【００８４】
車体の高さが低くなると、車両１０の重心Ｇmが中心平面６６に沿って下方へ変位し、重心の旋回半径が車両の標準状態における値に比して増大するため、車両の実横加速度Ｇyが低下する。そのため、車両の目標横加速度Ｇyt及び実横加速度Ｇyの乖離が大きくなるので、車両１０の傾斜角θが目標傾斜角θtになるよう車両傾斜装置１８を制御しても、車両の傾斜角を正確に目標傾斜角に制御することができない。
【００８５】
更に、枢点Ｐal及びＰarがそれぞれタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒを介して左方且つ下方への力を受けると、揺動部材３６及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの位置関係が車両１０の標準状態におけるそれらの関係とは異なる関係になる。その結果、揺動部材３６及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒなどを車両１０の標準状態における位置へ弾性的に付勢する弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒの弾性変形量が本来の値とは異なる値に変化することによりエネルギが蓄積される。
【００８６】
弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒにより蓄積されるエネルギは、車両１０の旋回状態が変化しなければ、一定に維持される。これに対し、車両１０が旋回している状況において、車両が急激に減速され、前輪１２Ｌ及び１２Ｒ及び後輪１４の回転速度が急激に低下すると、前輪１２Ｌ及び１２Ｒに作用するジャイロモーメントＭjf及び後輪１４に作用するジャイロモーメントＭjrも急激に低下する。その結果、蓄積されていたエネルギが急激に放出されるので、弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒの変形量が本来の値になるよう急激に減少し、揺動部材３６が車体２４に対し中心平面６６に沿って上方へ変位しようとする。
【００８７】
よって、車体２４が急激に中心平面６６に沿って上方へ変位し、車両１０の重心Ｇmの高さが急激に高くなり、サスペンションスプリング５０の圧縮変形量が急激に減少する。そのため、弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒ及びサスペンションスプリング５０の弾性変形量が振動的に増減するので、車両１０の重心Ｇmの高さが振動し、車両の実横加速度Ｇyも振動する。よって、車両１０の傾斜角θが目標傾斜角θtになるよう車両傾斜装置１８を制御しても、車両の傾斜角θは振動し、車両の傾斜角θを正確に目標傾斜角θtに制御することができない。
【００８８】
＜実施形態における車両の傾斜角θの制御性の向上＞
前述のように、車両１０の左旋回時に車両の傾斜角θが最大許容傾斜角θamax以下であるときには、枢点Ｐbrは線分Ｌacrに対し車両の内側に位置し、枢点Ｐblは線分Ｌaclに対し車両の内側に位置する。（図１０参照）。
【００８９】
よって、車両１０の左旋回時には、旋回外輪である右前輪１２Ｒに作用するジャイロモーメントＭjfにより右前輪が接地点Ｐfrの周りに反時計回り方向へ枢動しようとすることにより、枢点Ｐbrは接地点Ｐfrの周りに反時計回り方向へ回転しようとする。その結果、線分Ｌacrの長さが増大し、枢点Ｐarが中心平面６６に沿って上方へ変位せしめられる。
【００９０】
逆に、旋回内輪である左前輪１２Ｌに作用するジャイロモーメントＭjfにより左前輪が接地点Ｐflの周りに反時計回り方向へ枢動しようとすることにより、枢点Ｐblは接地点Ｐflの周りに反時計回り方向へ回転しようとする。その結果、線分Ｌaclの長さが減少し、枢点Ｐalが中心平面６６に沿って下方へ変位せしめられる。
【００９１】
よって、旋回外輪側の接地点Ｐfrとアクチュエータ３８との間の距離が増大し、
旋回内輪側の接地点Ｐflとアクチュエータ３８との間の距離が減少するので、ジャイロモーメントＭjf及びＭjrの作用による車両１０の傾斜角θ減少量が低減される。従って、ジャイロモーメントＭjf及びＭjrによる作用に抗して傾斜角θを目標傾斜角θtに維持するためにアクチュエータ３８が発生しなければならない力を低減することができるので、アクチュエータ３８による消費エネルギを低減することができる。
【００９２】
また、旋回外輪である右前輪１２Ｒの回転速度は旋回内輪である左前輪１２Ｌの回転速度よりも高いので、右前輪１２Ｒに作用するジャイロモーメントの大きさは左前輪１２Ｌに作用するジャイロモーメントの大きさよりも大きい。よって、枢点Ｐarの上方への変位量は枢点Ｐalの下方への変位量よりも大きいので、従来の改良型の自動傾斜車両の場合に比して、揺動部材３６及びアクチュエータ３８の後方側部分の下方への変位量を低減することができる。
【００９３】
また、左旋回時における車両１０の傾斜角θが同一である場合について見て、実施形態における旋回外輪側の枢点Ｐbrと接地点Ｐfrとを結ぶ直線が路面Ｒに対しなす角度は、従来の改良型の自動傾斜車両において同直線が路面Ｒに対しなす角度よりも小さい。よって、ジャイロモーメントＭjfの大きさが同一である場合について見て、右前輪１２Ｒが接地点Ｐfrの周りに枢動することによる枢点Ｐbrの旋回外側への移動量は、従来の改良型の自動傾斜車両における同移動量よりも小さい。従って、前輪１２Ｌ及び１２Ｒにジャイロモーメントが作用することにより、四辺形Ｐal−Ｐbl−Ｐbr−Ｐarの底辺が増大され上辺Ｐal−Ｐarの高さが低下する量も、従来の改良型の自動傾斜車両の場合よりも小さくすることができる。
【００９４】
よって、車両１０の重心Ｇmが中心平面６６に沿って下方へ変位する量を低減し、重心の旋回半径が車両の標準状態における値に比して増大する量を低減することができるので、車両の実横加速度Ｇyが低下する量を低減することができる。従って、車両の目標横加速度Ｇyt及び実横加速度Ｇyの乖離を低減することができるので、従来に比して車両１０の傾斜角θを正確に目標傾斜角θtに制御することができ、車両の傾斜角の制御性を向上させることができる。
【００９５】
更に、揺動部材３６が車体２４に対し中心平面６６に沿って下方へ変位して車体２４の高さが低下する量を低減し、揺動部材３６及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの位置関係が車両１０の標準状態におけるそれらの関係とは異なる度合を低減することができる。よって、揺動部材３６及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒなどを車両１０の標準状態における位置へ弾性的に付勢する弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒの弾性変形量が本来の値とは異なる値になることによるエネルギの蓄積量を従来に比して低減することができる。
【００９６】
従って、車両が急激に減速されても、前輪の回転速度が急激に低下する際に放出されるエネルの量を低減することができる。よって、弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒ及びサスペンションスプリング５０の弾性変形量が振動的に増減することに起因する車両１０の重心Ｇmの高さの振動を低減し、車両の実横加速度Ｇyの振動を低減することができる。従って、車両の傾斜角θの振動を低減することができるので、このことによっても車両の傾斜角θの制御性を向上させることができる。
【００９７】
なお、図には示されていないが、車両１０が右旋回する場合にも、旋回内外輪が車両の左旋回時とは逆である点を除き、同様の作用により、アクチュエータ３８による消費エネルギを低減し、車両の傾斜角θの制御性を向上させることができる。
【００９８】
特に、実施形態によれば、車両傾斜装置１８は、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒに対し少なくとも上下方向に延在し且つ対応するナックルと一体的に上下動する一対のナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒを含んでいる。タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、それぞれ下端の枢着部であるジョイント４４Ｌ及び４４Ｒにより対応するナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒの上端に枢着されている。
【００９９】
よって、車両傾斜装置が一対のナックルアームを含んでいない従来の改良型の自動傾斜車両の場合に比して、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの下端のジョイント４４Ｌ及び４４Ｒの高さを高くすることができる。その結果、それぞれ車輪の接地点Ｐfl及びＰfrと枢点Ｐbl及びＰbrとの間の距離を大きくすることができる。従って、車輪がジャイロモーメントの作用により接地点の周りに枢動して傾斜角を低減しようとする際に、旋回外側のタイロッドの下端の枢点の高さを効率的に高くし、車両の旋回時における車体２４に対するアクチュエータ３８の後方側部分の下方への変位量を効果的に低減することができる。
【０１００】
また、実施形態によれば、ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びタイロッド４０Ｌ、４０Ｒは、車両傾斜装置１８の作動により圧縮荷重が変動しても実質的に湾曲変形しないよう、上端の枢点と下端の枢点との間の距離の減少率が、３％以下、好ましくは２％以下、更に好ましくは１％であるよう構成されている。
【０１０１】
よって、車両の旋回時に旋回外輪側のナックルアーム及び／又はタイロッドが圧縮荷重の変動により湾曲変形され上端の枢点と下端の枢点との間の距離が減少することに起因して、アクチュエータ３８の後方側部分が車体２４に対し下方へ変位することを実質的に防止することができる。また、旋回外輪側のタイロッドの下端の枢着部が対応する前輪の周りに旋回外側へ旋回することによりタイロッドの上端の枢着部を上方へ変位させる効果が、ナックルアーム及び／又はタイロッドの湾曲変形により低減されることを防止することができる。
【０１０２】
更に、実施形態によれば、前輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバはニュートラルキャンバである。よって、車両１０の積載荷重が高い場合にも、前輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバ角が過剰なネガティブキャンバの角度になる虞を低減し、旋回外輪のタイヤの内側部分が異常に摩耗する虞を低減することができる。
【０１０３】
［変形例］
図１２及び図１３に示された変形例においては、車両１０が標準状態にあるときに、前輪１２Ｌ及び１２Ｒはネガティブキャンバを有する。よって、図１３と図１０との比較から解るように、車両１０が旋回内側へ傾斜しているときの鉛直方向６８に対する旋回外側の前輪１２Ｒの傾斜角は、実施形態の場合の傾斜角よりも大きく、逆に旋回内輪側の前輪１２Ｌの傾斜角は、実施形態の場合の傾斜角よりも小さい。
【０１０４】
変形例によれば、前輪のキャンバがニュートラルキャンバ又はポジティブキャンバである場合に比して、前輪１２Ｌ、１２Ｒの回転中心平面Ｗl、Ｗrとタイロッドの下端の枢点Ｐbl、Ｐbrとの間の距離Ｄwl、Ｄwrを小さくすることができる。よって、距離Ｄwl、Ｄwrが過大になり、揺動部材３６がタイロッド４０Ｌ、４０Ｒを介して前輪を車体２４に対し上下動させる効率が低下することを回避しつつ、線分Ｌacl、Ｌacrに対し旋回外側の枢点Ｐbl、Ｐbrを車両の内側に配置させ易くすることができる。
【０１０５】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１０６】
例えば、上述の実施形態においては、アクチュエータ３８は、その長手方向中央部に設けられた一対の枢軸４８が一対のブラケット４６によって支持されることにより、枢軸４８の周りに揺動可能に支持されている。チュエータ３８の出力回転軸は後方へ突出し、出力回転軸の先端に揺動部材３６のボス部３６Ｂが一体的に取り付けられており、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバは、アクチュエータ３８の前端部とその下方の車体２４との間に介装されている。
【０１０７】
しかし、図１５に示されているように、枢軸４８がアクチュエータ３８の前端部に設けられ、枢軸４８に対し後方側においてサスペンションスプリング５０及びショックアブソーバがアクチュエータ３８と車体２４との間に介装されてもよい（第一の修正例）。なお、その場合には、車体２４の重量はサスペンションスプリング５０の伸び変形によるばね力によって支持されるので、サスペンションスプリング５０は例えば引張りコイルばねのような弾性部材であってよい。また、前輪に作用するジャイロモーメントに起因してアクチュエータ３８の後方側部分が車体２４に対し下方へ移動されると、サスペンションスプリング５０の伸び変形量の減少により車体２４の高さが低下する。
【０１０８】
また、アクチュエータ３８の枢軸４８に対する揺動部材３６及びサスペンションスプリング５０及びショックアブソーバの前後方向の位置関係が、上述の実施形態における関係とは逆であってもよい。即ち、アクチュエータ３８が車両傾斜装置１８の後方に配置され、前方へ突出する出力回転軸に揺動部材３６のボス部３６Ｂが一体的に取り付けられ、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバがアクチュエータ３８の後端部と車体２４との間に介装されてもよい。更に、アクチュエータ３８の枢軸４８に対する揺動部材３６及びサスペンションスプリング５０及びショックアブソーバの前後方向の位置関係が、上述の修正例における関係とは逆であってもよい。
【０１０９】
また、アクチュエータ３８が揺動することなく車体２４に対し上下動するよう車体により支持されてもよい（第二の修正例）。その場合、圧縮コイルばねのようなサスペンションスプリング５０がアクチュエータ３８とその上方の車体部材との間に介装されてもよく、引張りコイルばねのようなサスペンションスプリング５０がアクチュエータ３８とその下方の車体部材との間に介装されてもよい。
【０１１０】
また、上述の実施形態においては、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの有効長さ、即ちそれぞれ枢点Ｐar及びＰalと枢点Ｐbr及びＰblとの間の距離は、それぞれ枢点Ｐbr及びＰblと接地点Ｐfr及びＰflとの間の距離よりも小さい。しかし、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの有効長さは、それぞれ枢点Ｐbr及びＰblと接地点Ｐfr及びＰflとの間の距離より大きくてもよい。更に、それぞれアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲの有効長さに対するタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの有効長さ及び枢点Ｐbr及びＰblと接地点Ｐfr及びＰflとの間の距離の関係は、図示の関係とは異なっていてもよい。
【０１１１】
また、上述の実施形態においては、揺動部材３６のアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲは、互いに他に対し傾斜することなく一直線状をなし、車両１０が標準状態にあるときには水平に延在するようになっている。しかし、アーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲは、ボス部３６Ｂから離れるにつれて高さが高くなるよう、Ｖ形をなしていてもよく、逆にボス部３６Ｂから離れるにつれて高さが低くなるよう、逆Ｖ形をなしていてもよい。
【０１１２】
更に、上述の実施形態においては、タイロッド４０Ｌ、４０Ｒの下端は、それぞれナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びサスペンションアーム２２Ｌ、２２Ｒを介してナックル１６Ｌ、１６Ｒに連結されている。しかし、ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒはそれぞれ下端にてナックル１６Ｌ、１６Ｒに一体的に連結されていてもよく、更にはナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒが省略され、タイロッド４０Ｌ、４０Ｒが下端にてそれぞれナックル１６Ｌ、１６Ｒに枢着されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…自動傾斜車両、１２Ｌ，１２Ｒ…前輪、１６Ｌ，１６Ｒ…ナックル、１８…車両傾斜装置、２０…電子制御装置、２４…車体、３０Ｌ，３０Ｒ…ナックルアーム、３４…揺動軸線、３６…揺動部材、３８…傾斜アクチュエータ、４０Ｌ，４０Ｒ…タイロッド、４５Ｌ，４５Ｒ…弾性部材、５０…サスペンションスプリング、５２…前輪サスペンション、７０…ジャイロスコープ、７２…操舵角センサ、７４FL，７４FR，７４R…車輪速度センサ、７６…回転角センサ
【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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