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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-08
(45)【発行日】2023-08-17
(54)【発明の名称】車両
(51)【国際特許分類】
B62K 5/10 20130101AFI20230809BHJP
B62K 5/027 20130101ALI20230809BHJP
B62D 9/02 20060101ALI20230809BHJP
【ＦＩ】
B62K5/10
B62K5/027
B62D9/02
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021567758
(86)(22)【出願日】2020-12-26
(86)【国際出願番号】 JP2020049051
(87)【国際公開番号】W WO2021132706
(87)【国際公開日】2021-07-01
【審査請求日】2021-12-01
(31)【優先権主張番号】P 2019239941
(32)【優先日】2019-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】110001058
【氏名又は名称】鳳国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】荒木 敬造
(72)【発明者】
【氏名】水野 晃
(72)【発明者】
【氏名】久保 昇太
【審査官】三宅 龍平
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－２１８００７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２１２３６０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｋ ５／１０
Ｂ６２Ｋ ５／０２７
Ｂ６２Ｄ ９／０２
Ｂ６２Ｄ ６／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両であって、車体と、
１以上の前輪と１以上の後輪とを含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前記車両の幅方向に回動可能な１以上の回動輪を含む、前記Ｎ個の車輪と、
ヨー角加速度を変化させる力を生成するように構成されている力生成装置と、
前記力生成装置を制御するように構成されている力制御装置と、
を備え、
前記車体の重心は、前記車両が旋回する場合の前記車両の自転中心から前側または後側に離れた位置に配置されており、
前記力制御装置は、前記車体に作用する前記幅方向のロールトルクを、前記力生成装置を制御することによって制御し、
前記力生成装置は、前記１以上の回動輪の前記幅方向の回動を制御するトルクである回動トルクを前記１以上の回動輪に付与するように構成されており、
前記１以上の回動輪の回動によって生じるヨー角加速度の成分と、前記重心と前記自転中心との間の位置の差異と、によって生じるロールトルクを、第１種ロールトルクと呼び、
前記力制御装置は、
前記車体に作用すべき前記第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す基準情報を特定し、
車速が同じであり前記１以上の回動輪の回動の角度が同じである場合に、前記第１種ロールトルクの方向が、前記基準方向と同じであり、前記基準大きさが大きいほど、前記回動トルクの付与による前記１以上の回動輪の回動の追加角速度の大きさが大きくなるように、前記力生成装置を制御し、
前記基準大きさが同じであり前記１以上の回動輪の前記回動の前記角度が同じである場合に、前記第１種ロールトルクの方向が、前記基準方向と同じであり、前記車速が大きいほど、前記回動トルクの付与による前記１以上の回動輪の前記回動の前記追加角速度の大きさが小さくなるように、前記力生成装置を制御する、
車両。
【請求項2】
請求項１に記載の車両であって、前記基準情報は、前記車体のロール角から基準のロール角へ向かう基準ロール方向と、前記車体の前記ロール角と前記基準のロール角との間の差の大きさである角差大きさと、を示し、
前記基準ロール方向は、前記基準方向を示し、
前記角差大きさは、前記基準大きさを示している、
車両。
【請求項3】
請求項１に記載の車両であって、前記基準情報は、前記車体のロール角加速度を示し、
前記ロール角加速度の大きさは、前記基準大きさを示し、
前記ロール角加速度の方向に反対の方向は、前記基準方向を示している、
車両。
【請求項4】
車両であって、車体と、
１以上の前輪と１以上の後輪とを含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前記車両の幅方向に回動可能な１以上の回動輪を含む、前記Ｎ個の車輪と、
ヨー角加速度を変化させる力を生成するように構成されている力生成装置と、
前記力生成装置を制御するように構成されている力制御装置と、
を備え、
前記車体の重心は、前記車両が旋回する場合の前記車両の自転中心から前側または後側に離れた位置に配置されており、
前記力制御装置は、前記車体に作用する前記幅方向のロールトルクを、前記力生成装置を制御することによって制御し、
前記力生成装置は、前記１以上の回動輪の前記幅方向の回動を制御するトルクである回動トルクを前記１以上の回動輪に付与するように構成されており、
前記１以上の回動輪の回動によって生じるヨー角加速度の成分と、前記重心と前記自転中心との間の位置の差異と、によって生じるロールトルクを、第１種ロールトルクと呼び、
前記力制御装置は、
前記車体に作用すべき前記第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す基準情報を特定し、
前記第１種ロールトルクの方向が、前記基準方向と同じであり、前記基準大きさが大きいほど前記第１種ロールトルクの大きさが大きくなるように、前記力生成装置に前記回動トルクを生成させ、
前記基準情報は、前記車体のロール角加速度を示し、
前記ロール角加速度の大きさは、前記基準大きさを示し、
前記ロール角加速度の方向に反対の方向は、前記基準方向を示している、
車両。
【請求項5】
請求項１から４のいずれかに記載の車両であって、車速と、前記基準方向と、前記基準大きさと、前記車両のヨー角速度と、のそれぞれが一定に維持される条件を、第１条件と呼び、
前記力制御装置は、前記第１条件下で、前記１以上の回動輪の回動の角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど、小さい大きさを有する回動トルクを前記力生成装置に生成させる、
車両。
【請求項6】
請求項１から５のいずれかに記載の車両であって、前記力制御装置は、
前記基準情報と、車速と、前記１以上の回動輪の回動の角度と、を用いて前記力生成装置を制御し、
前記回動トルクの大きさは、前記基準大きさが大きいほど大きく、前記車速が大きいほど小さく、前記１以上の回動輪の前記回動の前記角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど小さい
車両。
【請求項7】
請求項１から６のいずれかに記載の車両であって、前記１以上の前輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記車体の重心は、前記自転中心から前側に離れた位置に配置されており、
前記回動トルクの方向は、前記基準方向とは反対側の方向である、
車両。
【請求項8】
請求項１から７のいずれかに記載の車両であって、
前記力制御装置は、
前記基準大きさが同じであり車速が同じである場合に、前記第１種ロールトルクの方向が、前記基準方向と同じであり、前記１以上の回動輪の回動の角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど、前記回動トルクの付与による前記１以上の回動輪の前記回動の追加角速度の大きさが小さくなるように、前記力生成装置を制御する、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、車両に関する。
【背景技術】
【0002】
種々の車両が提案されている。例えば、車体の車両幅方向の傾斜角を変更する傾斜角変更部と、傾斜角変更部を制御する傾斜制御部と、を備える車両が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－２２２０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両は、力を生成する種々の装置を備え得る。例えば、車両は、操舵輪である前輪と、操舵を補助するモータと、を備え得る。このようなモータは、車両の動きを種々に変化させる。例えば、車両の前進中にモータが前輪を右に回動する場合、車両が右に旋回し始め、ヨー角加速度が増大し、ヨー角速度が増大する。一般的に、車両に作用する力と車両の動きとの関係は、複雑である。そして、車両を制御する点については、工夫の余地があった。
【0005】
本明細書は、車両を制御する新たな技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に開示された技術は、以下の適用例として実現することが可能である。
【0007】
［適用例１］
車両であって、
車体と、
１以上の前輪と１以上の後輪とを含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前記車両の幅方向に回動可能な１以上の回動輪を含む、前記Ｎ個の車輪と、
ヨー角加速度を変化させる力を生成するように構成されている力生成装置と、
前記力生成装置を制御するように構成されている力制御装置と、
を備え、
前記車体の重心は、前記車両が旋回する場合の前記車両の自転中心から前側または後側に離れた位置に配置されており、
前記力制御装置は、前記車体に作用する前記幅方向のロールトルクを、前記力生成装置を制御することによって制御する、
車両。
車両であって、
車体と、
１以上の前輪と１以上の後輪とを含むＮ個（Ｎは２以上の整数）の車輪であって、前記車両の幅方向に回動可能な１以上の回動輪を含む、前記Ｎ個の車輪と、
ヨー角加速度を変化させる力を生成するように構成されている力生成装置と、
前記力生成装置を制御するように構成されている力制御装置と、
を備え、
前記車体の重心は、前記車両が旋回する場合の前記車両の自転中心から前側または後側に離れた位置に配置されており、
前記力制御装置は、前記車体に作用する前記幅方向のロールトルクを、前記力生成装置を制御することによって制御する、
車両。
【0008】
この構成によれば、力制御装置は、ヨー角加速度を変化させる力を用いることによって、車体に作用するロールトルクを制御できる。
【0009】
［適用例２］
適用例１に記載の車両であって、
前記力生成装置は、前記１以上の回動輪の前記幅方向の回動を制御するトルクである回動トルクを前記１以上の回動輪に付与するように構成されており、
前記１以上の回動輪の回動によって生じるヨー角加速度の成分と、前記重心と前記自転中心との間の位置の差異と、によって生じるロールトルクを、第１種ロールトルクと呼び、
前記力制御装置は、
前記車体に作用すべき前記第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す基準情報を特定し、
前記第１種ロールトルクの方向が、前記基準方向と同じであり、前記基準大きさが大きいほど前記第１種ロールトルクの大きさが大きくなるように、前記力生成装置に前記回動トルクを生成させる、
車両。
適用例１に記載の車両であって、
前記力生成装置は、前記１以上の回動輪の前記幅方向の回動を制御するトルクである回動トルクを前記１以上の回動輪に付与するように構成されており、
前記１以上の回動輪の回動によって生じるヨー角加速度の成分と、前記重心と前記自転中心との間の位置の差異と、によって生じるロールトルクを、第１種ロールトルクと呼び、
前記力制御装置は、
前記車体に作用すべき前記第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す基準情報を特定し、
前記第１種ロールトルクの方向が、前記基準方向と同じであり、前記基準大きさが大きいほど前記第１種ロールトルクの大きさが大きくなるように、前記力生成装置に前記回動トルクを生成させる、
車両。
【0010】
この構成によれば、力制御装置は、基準情報を用いて、車体に作用するロールトルクを制御できる。
【0011】
［適用例３］
適用例２に記載の車両であって、
車速と、前記基準方向と、前記基準大きさと、前記車両のヨー角速度と、のそれぞれが一定に維持される条件を、第１条件と呼び、
前記力制御装置は、前記第１条件下で、前記１以上の回動輪の回動の角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど、小さい大きさを有する回動トルクを前記力生成装置に生成させる、
車両。
適用例２に記載の車両であって、
車速と、前記基準方向と、前記基準大きさと、前記車両のヨー角速度と、のそれぞれが一定に維持される条件を、第１条件と呼び、
前記力制御装置は、前記第１条件下で、前記１以上の回動輪の回動の角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど、小さい大きさを有する回動トルクを前記力生成装置に生成させる、
車両。
【0012】
この構成によれば、力制御装置は、第１種ロールトルクを、基準方向と基準大きさとを有するロールトルクに近づけることができる。
【0013】
［適用例４］
適用例２または３に記載の車両であって、
前記基準情報は、前記車体のロール角から基準のロール角へ向かう基準ロール方向と、前記車体の前記ロール角と前記基準のロール角との間の差の大きさである角差大きさと、を示し、
前記基準ロール方向は、前記基準方向を示し、
前記角差大きさは、前記基準大きさを示している、
車両。
適用例２または３に記載の車両であって、
前記基準情報は、前記車体のロール角から基準のロール角へ向かう基準ロール方向と、前記車体の前記ロール角と前記基準のロール角との間の差の大きさである角差大きさと、を示し、
前記基準ロール方向は、前記基準方向を示し、
前記角差大きさは、前記基準大きさを示している、
車両。
【0014】
この構成によれば、力制御装置は、回動トルクを用いることによって、実際のロール角を基準のロール角へ近づけることができる。
【0015】
［適用例５］
適用例２または３に記載の車両であって、
前記基準情報は、前記車体のロール角加速度を示し、
前記ロール角加速度の大きさは、前記基準大きさを示し、
前記ロール角加速度の方向に反対の方向は、前記基準方向を示している、
車両。
適用例２または３に記載の車両であって、
前記基準情報は、前記車体のロール角加速度を示し、
前記ロール角加速度の大きさは、前記基準大きさを示し、
前記ロール角加速度の方向に反対の方向は、前記基準方向を示している、
車両。
【0016】
この構成によれば、力制御装置は、回動トルクを用いることによって、ロール角加速度を低減できる。
【0017】
［適用例６］
適用例２から５のいずれかに記載の車両であって、
前記力制御装置は、
前記基準情報と、車速と、前記１以上の回動輪の回動の角度と、を用いて前記力生成装置を制御し、
前記回動トルクの大きさは、前記基準大きさが大きいほど大きく、前記車速が大きいほど小さく、前記１以上の回動輪の前記回動の前記角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど小さい
車両。
適用例２から５のいずれかに記載の車両であって、
前記力制御装置は、
前記基準情報と、車速と、前記１以上の回動輪の回動の角度と、を用いて前記力生成装置を制御し、
前記回動トルクの大きさは、前記基準大きさが大きいほど大きく、前記車速が大きいほど小さく、前記１以上の回動輪の前記回動の前記角度と直進を示す回動の角度との間の差が大きいほど小さい
車両。
【0018】
この構成によれば、力制御装置は、第１種ロールトルクの大きさを、基準大きさに近づけることができる。
【0019】
［適用例７］
適用例２から６のいずれかに記載の車両であって、
前記１以上の前輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記車体の重心は、前記自転中心から前側に離れた位置に配置されており、
前記回動トルクの方向は、前記基準方向とは反対側の方向である、
車両。
適用例２から６のいずれかに記載の車両であって、
前記１以上の前輪は、前記１以上の回動輪を含み、
前記車体の重心は、前記自転中心から前側に離れた位置に配置されており、
前記回動トルクの方向は、前記基準方向とは反対側の方向である、
車両。
【0020】
この構成によれば、１以上の前輪が１以上の回動輪を含む場合に、適切に力生成装置を制御できる。
【0021】
なお、本明細書に開示の技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両、車両の制御装置、車両の制御方法、等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】（Ａ）－（Ｃ）は、一実施例としての車両１０を示す説明図である。
【図2】一実施例としての車両１０を示す説明図である。
【図3】（Ａ）、（Ｂ）は、水平な地面ＧＬ上の車両１０の状態を示す概略図である。（Ｃ）、（Ｄ）は、車両１０の簡略化された背面図である。
【図4】旋回時の力のバランスの説明図である。
【図5】車輪角Ａｗと旋回半径Ｒとの簡略化された関係を示す説明図である。
【図6】（Ａ）－（Ｃ）は、車両１０のヨー角加速度に起因するロールトルクの説明図である。
【図7】車両１０の制御に関する構成を示すブロック図である。
【図8】操舵モータ６５の制御処理の例を示すフローチャートである。
【図9】（Ａ）－（Ｃ）は、第１ゲインＧｐ１の例を示すグラフである。（Ｄ）は、ロール角差ｄＡｒと中間制御値Ｃｔｑとの関係の例を示すグラフである。（Ｅ）－（Ｇ）は、追加角速度Ａｗｄ’の例を示すグラフである。
【図10】（Ａ）－（Ｃ）は、回動トルクＴｑｗの例を示すグラフである。
【図11】リーンモータ２５の制御処理の例を示すフローチャートである。
【図12】第２実施例の車両の斜視図である。
【図13】操舵モータ６５ａの制御処理の例を示すフローチャートである。
【図14】（Ａ）は、ロール角加速度Ａｒ’’と目標ロールトルクＴｑｔとの関係の例を示すグラフである。（Ｂ）－（Ｄ）は、追加角速度Ａｗｄ’の例を示すグラフである。（Ｅ）－（Ｇ）は、回動トルクＴｑｗの例を示すグラフである。
【図15】（Ａ）、（Ｂ）は、後輪が回動輪である場合のロールトルクＴｑ３、Ｔｑ４の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．車両１０の構成：
図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２は、一実施例としての車両１０を示す説明図である。図１（Ａ）は、車両１０の右側面図を示し、図１（Ｂ）は、車両１０の上面図を示し、図１（Ｃ）は、車両１０の下面図を示し、図２は、車両１０の背面図を示している。図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２には、水平な地面ＧＬ（図１（Ａ））上に配置され、傾斜していない状態の車両１０が、示されている。図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２には、６つの方向ＤＦ、ＤＢ、ＤＵ、ＤＤ、ＤＲ、ＤＬが示されている。前方向ＤＦは、車両１０の前方向（すなわち、前進方向）であり、後方向ＤＢは、前方向ＤＦの反対方向である。上方向ＤＵは、鉛直上方向であり、下方向ＤＤは、鉛直下方向（すなわち、上方向ＤＵの反対方向）である。鉛直下方向は、重力の方向である。右方向ＤＲは、前方向ＤＦに走行する車両１０から見た右方向であり、左方向ＤＬは、右方向ＤＲの反対方向である。方向ＤＦ、ＤＢ、ＤＲ、ＤＬは、いずれも、水平な方向である。右と左の方向ＤＲ、ＤＬは、前方向ＤＦに垂直である。
Ａ１．車両１０の構成：
図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２は、一実施例としての車両１０を示す説明図である。図１（Ａ）は、車両１０の右側面図を示し、図１（Ｂ）は、車両１０の上面図を示し、図１（Ｃ）は、車両１０の下面図を示し、図２は、車両１０の背面図を示している。図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２には、水平な地面ＧＬ（図１（Ａ））上に配置され、傾斜していない状態の車両１０が、示されている。図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２には、６つの方向ＤＦ、ＤＢ、ＤＵ、ＤＤ、ＤＲ、ＤＬが示されている。前方向ＤＦは、車両１０の前方向（すなわち、前進方向）であり、後方向ＤＢは、前方向ＤＦの反対方向である。上方向ＤＵは、鉛直上方向であり、下方向ＤＤは、鉛直下方向（すなわち、上方向ＤＵの反対方向）である。鉛直下方向は、重力の方向である。右方向ＤＲは、前方向ＤＦに走行する車両１０から見た右方向であり、左方向ＤＬは、右方向ＤＲの反対方向である。方向ＤＦ、ＤＢ、ＤＲ、ＤＬは、いずれも、水平な方向である。右と左の方向ＤＲ、ＤＬは、前方向ＤＦに垂直である。
【0024】
本実施例では、車両１０は、一人乗り用の小型車両である。車両１０（図１（Ａ）、図１（Ｂ））は、車体９０と、前輪１２Ｆと、左後輪１２Ｌと、右後輪１２Ｒと、を有する三輪車である。前輪１２Ｆは、回動輪の例であり、車両１０の幅方向の中心に配置されている。回動輪は、車両１０の幅方向（すなわち、右方向と左方向）に回動可能な車輪である。回動輪の進行方向は、前方向ＤＦから右と左とに回転可能である。本実施例では、前輪１２Ｆは、回動可能であるように、車体９０に支持されている。後輪１２Ｒ、１２Ｌは、駆動輪である。後輪１２Ｒ、１２Ｌは、車両１０の幅方向の中心に対して対称に、互いに離れて配置されている。
【0025】
車体９０（図１（Ａ））は、本体部２０を有している。本体部２０は、底部２０ｂと、底部２０ｂの前方向ＤＦ側に接続された前壁部２０ａと、底部２０ｂの後方向ＤＢ側に接続された後壁部２０ｃと、後壁部２０ｃの上端から後方向ＤＢに向かって延びる支持部２０ｄと、を有している。本体部２０は、例えば、金属製のフレームと、フレームに固定されたパネルと、を有している。
【0026】
車体９０は、さらに、底部２０ｂ上に固定された座席１１と、座席１１の前方向ＤＦ側に配置されたアクセルペダル４５とブレーキペダル４６と、底部２０ｂに固定された制御装置１００とバッテリ１２０と、前壁部２０ａの上方向ＤＵ側の端部に固定された前輪支持装置４１と、前輪支持装置４１に取り付けられたハンドル４１ａと、を有している。図示を省略するが、本体部２０には、他の部材（例えば、屋根、前照灯など）が固定され得る。車体９０は、本体部２０に固定された部材を含んでいる。
【0027】
前輪支持装置４１（図１（Ａ））は、回動軸Ａｘ１を中心に回動可能に前輪１２Ｆを支持する装置である。前輪支持装置４１は、前フォーク１７と、軸受６８と、操舵モータ６５と、を有している。前フォーク１７は、前輪１２Ｆを回転可能に支持しており、例えば、コイルスプリングとショックアブソーバとを有するテレスコピックタイプのフォークである。軸受６８は、本体部２０の前壁部２０ａと、前フォーク１７と、を連結している。軸受６８は、回動軸Ａｘ１を中心に、前フォーク１７（ひいては、前輪１２Ｆ）を、車体９０に対して左右に回転可能に支持している。前フォーク１７の回転可能範囲は、予め決められた角度範囲（例えば、１８０度未満の範囲）であってよい。例えば、前フォーク１７が車体９０の他の部分に接触することによって、角度範囲が制限されてよい。操舵モータ６５は、電気モータであり、本体部２０の前壁部２０ａと前フォーク１７とに接続されている。操舵モータ６５は、前フォーク１７（ひいては、前輪１２Ｆ）を幅方向（すなわち、右方向と左方向）に回転させるトルクを生成する。このように、操舵モータ６５は、前輪１２Ｆの幅方向の回動を制御するトルクである回動トルクを前輪１２Ｆに付与するように構成されている（以下、回動駆動装置６５とも呼ぶ）。
【0028】
ハンドル４１ａは、右方向と左方向とに回転可能な部材である。直進を示す所定の回転位置（直進回転位置と呼ぶ）に対するハンドル４１ａの回転角度（入力角とも呼ぶ）は、旋回方向と旋回の程度とを表す旋回入力情報の例である。本実施例では、「入力角＝ゼロ」は、直進を示し、「入力角＞ゼロ」は、右旋回を示し、「入力角＜ゼロ」は、左旋回を示している。入力角の大きさ（すなわち、絶対値）は、旋回の程度を示している。運転者は、ハンドル４１ａを操作することによって、旋回入力情報を入力できる。
【0029】
なお、本実施例では、ハンドル４１ａと前フォーク１７とは、機械的には接続されていない。ただし、弾性体（例えば、コイルバネや板バネなどのバネ、ゴムやシリコンなどの樹脂）が、ハンドル４１ａと前フォーク１７とを接続してもよい。
【0030】
車輪角Ａｗ（図１（Ｂ））は、車体９０に対する前輪１２Ｆの方向を示す角度である。本実施例では、車輪角Ａｗは、前方向ＤＦを基準とする、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２の角度である。車輪角Ａｗは、車体９０の上方向（車体９０が鉛直上方向ＤＵに対して傾斜していない場合には、鉛直上方向ＤＵと同じ）に平行な軸まわりの角度を示している。進行方向Ｄ１２は、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘｗ１に垂直な方向である。本実施例では、「Ａｗ＝ゼロ」は、「方向Ｄ１２＝前方向ＤＦ」を示している。「Ａｗ＞ゼロ」は、方向Ｄ１２が右方向ＤＲ側を向いていることを示している（旋回方向＝右方向ＤＲ）。「Ａｗ＜ゼロ」は、方向Ｄ１２が左方向ＤＬ側を向いていることを示している（旋回方向＝左方向ＤＬ）。車輪角Ａｗは、前輪１２Ｆの回動の角度を示している。前輪１２Ｆが操舵される場合、車輪角Ａｗは、いわゆる操舵角に対応する。
【0031】
操舵モータ６５は、制御装置１００（図１（Ａ））によって制御される。操舵モータ６５によって生成される回動トルクが小さい場合、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２が入力角とは独立に左または右に回動することが許容される。操舵モータ６５の制御の詳細については、後述する。
【0032】
図１（Ａ）中の角度ＣＡは、いわゆるキャスター角である。キャスター角ＣＡは、車体９０の上方向（車体９０が鉛直上方向ＤＵに対して傾斜していない場合には、鉛直上方向ＤＵと同じ）と、回動軸Ａｘ１に沿って鉛直上方向ＤＵ側へ向かう方向と、のなす角度である。本実施例では、キャスター角ＣＡがゼロよりも大きい。従って、回動軸Ａｘ１に沿って鉛直上方向ＤＵ側へ向かう方向は、斜め後ろに傾斜している。
【0033】
図１（Ａ）に示すように、本実施例では、前輪支持装置４１の回動軸Ａｘ１と地面ＧＬとの交点Ｐ２は、前輪１２Ｆの地面ＧＬとの接触中心Ｐ１よりも、前方向ＤＦ側に位置している。これらの点Ｐ１、Ｐ２の間の後方向ＤＢの距離Ｌｔは、トレールと呼ばれる。正のトレールＬｔは、接触中心Ｐ１が交点Ｐ２よりも後方向ＤＢ側に位置していることを示している。なお、図１（Ａ）、図１（Ｃ）に示すように、接触中心Ｐ１は、前輪１２Ｆと地面ＧＬとの接触領域Ｃａ１の重心である。接触領域の重心は、接触領域内に質量が均等に分布していると仮定する場合の重心の位置である。右後輪１２Ｒと地面ＧＬとの接触領域ＣａＲの接触中心ＰｂＲと、左後輪１２Ｌと地面ＧＬとの接触領域ＣａＬの接触中心ＰｂＬとも、同様に特定される。
【0034】
図２に示すように、２つの後輪１２Ｒ、１２Ｌは、後輪支持部８０に回転可能に支持されている。後輪支持部８０は、リンク機構３０と、リンク機構３０の上部に固定されたリーンモータ２５と、リンク機構３０の上部に固定された第１支持部８２と、リンク機構３０の前部に固定された第２支持部８３（図１（Ａ））と、を有している。説明のために、図１（Ａ）では、後輪支持部８０のうちの右後輪１２Ｒに隠れている部分も実線で示されている。図１（Ｂ）では、本体部２０に隠れている後輪支持部８０と後輪１２Ｒ、１２Ｌと後述する連結棒７５とが、実線で示されている。図１（Ａ）～図１（Ｃ）では、リンク機構３０が簡略化して示されている。
【0035】
第１支持部８２（図２）は、後輪１２Ｒ、１２Ｌの上方向ＤＵ側において、右方向ＤＲに平行に延びる板状の部分を含んでいる。第２支持部８３（図１（Ａ）、図１（Ｂ））は、リンク機構３０の前方向ＤＦ側の、左後輪１２Ｌと右後輪１２Ｒとの間に配置されている。
【0036】
右後輪１２Ｒ（図１（Ｂ）、図２）は、右駆動モータ５１Ｒに接続されている。右駆動モータ５１Ｒは、電気モータであり、後輪支持部８０の右側の部分に固定されている。右駆動モータ５１Ｒの回転軸Ａｘｗ２（図２）は、右後輪１２Ｒの回転軸と同じである。左後輪１２Ｌと左駆動モータ５１Ｌとの構成は、右後輪１２Ｒと右駆動モータ５１Ｒとの構成と、それぞれ同様である。これらの駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒは、後輪１２Ｒ、１２Ｌを直接的に駆動するインホイールモータである。以下、左駆動モータ５１Ｌと右駆動モータ５１Ｒとの全体を、駆動システム５１Ｓとも呼ぶ。
【0037】
図１（Ａ）－図１（Ｃ）、図２には、車体９０が水平な地面ＧＬ上で傾斜せずに直立している状態（後述するロール角Ａｒがゼロである状態）が、示されている。以下、この状態を、直立状態と呼ぶ。直立状態で、左後輪１２Ｌの回転軸Ａｘｗ３（図２）と右後輪１２Ｒの回転軸Ａｘｗ２とは、同じ直線上に位置しており、右方向ＤＲに平行である。
【0038】
リンク機構３０（図２）は、いわゆる、平行リンクである。リンク機構３０は、右方向ＤＲに向かって順番に並ぶ３つの縦リンク部材３３Ｌ、２１、３３Ｒと、下方向ＤＤに向かって順番に並ぶ２つの横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄと、を有している。水平な地面ＧＬ上で車体９０が傾斜せずに直立している場合、縦リンク部材３３Ｌ、２１、３３Ｒは、鉛直方向に平行であり、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄは、水平方向に平行である。２つの縦リンク部材３３Ｌ、３３Ｒと、２つの横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄとは、平行四辺形リンク機構を形成している。中縦リンク部材２１は、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄの中央部分を連結している。これらのリンク部材３３Ｌ、３３Ｒ、３１Ｕ、３１Ｄ、２１は、互いに回転可能に連結されている。本実施例では、回転軸は、前方向ＤＦに平行である。互いに連結されたリンク部材は、予め決められた角度範囲（例えば、１８０度未満の範囲）内で、回転軸を中心に相対的に回転可能であってよい。左縦リンク部材３３Ｌには、左駆動モータ５１Ｌが固定されている。右縦リンク部材３３Ｒには、右駆動モータ５１Ｒが固定されている。中縦リンク部材２１の上部には、第１支持部８２と第２支持部８３（図１（Ａ））とが、固定されている。リンク部材３３Ｌ、２１、３３Ｒ、３１Ｕ、３１Ｄと、支持部８２、８３とは、例えば、金属で形成されている。
【0039】
本実施例では、リンク機構３０は、複数のリンク部材を回転可能に連結するための軸受けを有している。例えば、軸受３８は、下横リンク部材３１Ｄと中縦リンク部材２１とを回転可能に連結し、軸受３９は、上横リンク部材３１Ｕと中縦リンク部材２１とを回転可能に連結している。説明を省略するが、他の複数のリンク部材も、軸受けによって連結されている。
【0040】
リーンモータ２５は、リンク機構３０を駆動するように構成されている傾斜駆動装置の例であり、本実施例では、電気モータである。リーンモータ２５は、中縦リンク部材２１と上横リンク部材３１Ｕとに接続されている。リーンモータ２５の回転軸は、軸受３９の回転軸と同じであり、車両１０の幅方向の中心に位置している。リーンモータ２５は、上横リンク部材３１Ｕを、中縦リンク部材２１に対して、回転させる。これにより、車両１０は、幅方向（すなわち、右方向、または、左方向）に向かって傾斜する。このように傾斜する運動は、ロール運動とも呼ばれる。
【0041】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、水平な地面ＧＬ上の車両１０の状態を示す概略図である。図中には、車両１０の簡略化された背面図が示されている。図３（Ａ）は、車両１０が直立している状態を示し、図３（Ｂ）は、車両１０が傾斜している状態を示している。図３（Ａ）に示すように、上横リンク部材３１Ｕが中縦リンク部材２１に対して直交する場合、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌが、水平な地面ＧＬに対して直立する。そして、車体９０を含む車両１０の全体は、地面ＧＬに対して、直立する。図中の車体上方向ＤＶＵは、車体９０の上方向である。車両１０が傾斜していない状態では、車体上方向ＤＶＵは、上方向ＤＵと同じである。本実施例では、車体９０に対して予め決められた上方向が、車体上方向ＤＶＵとして用いられる。
【0042】
図３（Ｂ）に示すように、背面図上で、中縦リンク部材２１が上横リンク部材３１Ｕに対して時計回り方向に回転することによって、車体９０に対して相対的に、右後輪１２Ｒが車体上方向ＤＶＵ側に移動し、左後輪１２Ｌが反対側に移動する。この結果、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌが地面ＧＬに接触した状態で、これらの車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌは、地面ＧＬに対して右方向ＤＲ側に傾斜する。そして、車体９０を含む車両１０の全体は、地面ＧＬに対して、右方向ＤＲ側に傾斜する。図示を省略するが、中縦リンク部材２１が上横リンク部材３１Ｕに対して反時計回り方向に回転することによって、車両１０は、左方向ＤＬ側に傾斜する。
【0043】
このように、上横リンク部材３１Ｕが中縦リンク部材２１に対して傾斜する場合、右後輪１２Ｒと左後輪１２Ｌとの一方が、車体９０に対して相対的に、車体上方向ＤＶＵ側に移動し、他方は、車体９０に対して相対的に、車体上方向ＤＶＵとは反対方向側に移動する。リンク機構３０は、左後輪１２Ｌと右後輪１２Ｒとの車体上方向ＤＶＵの相対位置を変化させることが可能である。この結果、車体９０は、地面ＧＬに対して傾斜する。
【0044】
なお、本実施例では、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄは、車体９０に回転可能に支持されている（中縦リンク部材２１と第１支持部８２と後述するサスペンションシステム７０とを介して）。そして、後輪１２Ｒ、１２Ｌは、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄを含む複数の部材を介して、車体９０に接続されている。従って、車体９０に対して横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄを回転させることによって、後輪１２Ｒ、１２Ｌと車体９０との間の車体上方向ＤＶＵの距離は、変化する。横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄの回転軸（軸受３９、３８）は、右後輪１２Ｒと左後輪１２Ｌとの間に配置されている。従って、横リンク部材３１Ｕ、３１Ｄが回転する場合、右後輪１２Ｒの移動方向は、左後輪１２Ｌの移動方向とは反対の方向である。
【0045】
図３（Ｂ）では、車体上方向ＤＶＵは、上方向ＤＵに対して、右方向ＤＲ側に傾斜している。以下、前方向ＤＦを向いて車両１０を見る場合の、上方向ＤＵと車体上方向ＤＶＵとの間の角度を、ロール角Ａｒ、または、傾斜角Ａｒと呼ぶ。ここで、「Ａｒ＞ゼロ」は、右方向ＤＲ側への傾斜を示し、「Ａｒ＜ゼロ」は、左方向ＤＬ側への傾斜を示している。車両１０が傾斜する場合、車体９０を含む車両１０の全体が、おおよそ、同じ方向に傾斜する。従って、車体９０のロール角Ａｒは、車両１０のロール角Ａｒであるということができる。
【0046】
図３（Ｂ）には、リンク機構３０の制御角Ａｃが示されている。制御角Ａｃは、上横リンク部材３１Ｕの向きに対する中縦リンク部材２１の向きの角度を示している。「Ａｃ＝ゼロ」は、上横リンク部材３１Ｕに対して中縦リンク部材２１が垂直であることを、示している。「Ａｃ＞ゼロ」は、図３（Ｂ）の背面図において、中縦リンク部材２１が、上横リンク部材３１Ｕに対して、時計回り方向に傾いていることを示している。図示を省略するが、「Ａｃ＜ゼロ」は、中縦リンク部材２１が、上横リンク部材３１Ｕに対して、反時計回り方向に傾いていることを示している。図示するように、車両１０が、水平な地面ＧＬ（すなわち、鉛直上方向ＤＵに垂直な地面ＧＬ）上に位置している場合、制御角Ａｃは、ロール角Ａｒと、おおよそ同じである。
【0047】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）中の地面ＧＬ上の軸ＡｘＬは、傾斜軸ＡｘＬである。リンク機構３０とリーンモータ２５とは、車両１０を、傾斜軸ＡｘＬを中心に、右と左とに傾斜させることができる。以下、傾斜軸ＡｘＬを、ロール軸とも呼ぶ。本実施例では、ロール軸ＡｘＬは、前輪１２Ｆと地面ＧＬとの接触中心Ｐ１を通り、前方向ＤＦに平行な直線である。リンク機構３０は、車体９０を車両１０の幅方向に傾斜させるように構成されている傾斜装置の例である（傾斜装置３０とも呼ぶ）。
【0048】
図３（Ｃ）、図３（Ｄ）は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）と同様に、車両１０の簡略化された背面図を示している。図３（Ｃ）、図３（Ｄ）では、地面ＧＬｘは、鉛直上方向ＤＵに対して斜めに傾斜している（右側が高く、左側が低い）。図３（Ｃ）は、制御角Ａｃがゼロである状態を示している。この状態では、全ての車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌが、地面ＧＬｘに対して直立する。そして、車体上方向ＤＶＵは、地面ＧＬｘに対して垂直であり、また、鉛直上方向ＤＵに対して左方向ＤＬ側に傾斜している。
【0049】
図３（Ｄ）は、ロール角Ａｒがゼロである状態を示している。この状態では、上横リンク部材３１Ｕは、地面ＧＬｘにおおよそ平行であり、中縦リンク部材２１に対して反時計回りの方向に傾斜している。また、車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌは、地面ＧＬに対して傾斜している。
【0050】
このように、地面ＧＬｘが傾斜している場合、車体９０のロール角Ａｒは、リンク機構３０の制御角Ａｃと、異なり得る。
【0051】
なお、後輪支持部８０は、リンク機構３０の動きを止める図示しないロック機構を有している。ロック機構を作動させることによって、制御角Ａｃが固定される。例えば、車両１０の駐車時に、制御角Ａｃはゼロに固定される。
【0052】
図１（Ｂ）、図２に示すように、本実施例では、本体部２０は、サスペンションシステム７０と連結棒７５とによって、後輪支持部８０に連結されている。サスペンションシステム７０は、左サスペンション７０Ｌと右サスペンション７０Ｒとを有している。サスペンション７０Ｌ、７０Ｒは、それぞれ、本体部２０の支持部２０ｄと後輪支持部８０の第１支持部８２とに接続されている。サスペンション７０Ｌ、７０Ｒは、コイルスプリング７１Ｌ、７１Ｒとショックアブソーバ７２Ｌ、７２Ｒとを有しており、伸縮可能である。サスペンションシステム７０は、後輪支持部８０と本体部２０との間の相対的な動きを、許容する。
【0053】
連結棒７５は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、前方向ＤＦに延びる棒である。連結棒７５は、車両１０の幅方向の中心に配置されている。連結棒７５の前方向ＤＦ側の端部は、本体部２０の後壁部２０ｃに、回転可能に連結されている（例えば、玉継ぎ手）。連結棒７５の後方向ＤＢ側の端部は、後輪支持部８０の第２支持部８３に、回転可能に連結されている（例えば、玉継ぎ手）。
【0054】
図４は、旋回時の力のバランスの説明図である。図中には、旋回方向が右方向である場合の後輪１２Ｒ、１２Ｌの背面図が示されている。後述するように、旋回方向が右方向である場合、制御装置１００（図１（Ａ））は、後輪１２Ｒ、１２Ｌ（ひいては、車体９０）が地面ＧＬに対して右方向ＤＲに傾斜するように、操舵モータ６５とリーンモータ２５を制御する場合がある。
【0055】
図４には、重心９０ｃが示されている。重心９０ｃは、車体９０の重心である。車体９０の重心９０ｃは、車体９０が乗員（可能なら荷物も）を積んだ状態での重心である。
【0056】
図中の第１力Ｆ１は、車体９０に作用する遠心力である。第２力Ｆ２は、車体９０に作用する重力である。以下、車体９０に作用する力は、車体９０の重心９０ｃに作用することとする。ここで、車体９０の質量をＭ（ｋｇ）とし、重力加速度をｇ（おおよそ、９．８ｍ／ｓ２）とし、鉛直方向に対する車両１０のロール角をＡｒ（度）とし、旋回時の車両１０の速度（すなわち、車速）をＶ（ｍ／ｓ）とし、旋回半径をＲ（ｍ）とする。第１力Ｆ１と第２力Ｆ２とは、以下の式１、式２で表される。
（式１）Ｆ１＝（Ｍ＊Ｖ２）／Ｒ
（式２）Ｆ２＝Ｍ＊ｇ
ここで、＊は、乗算記号（以下、同じ）。
（式１）Ｆ１＝（Ｍ＊Ｖ２）／Ｒ
（式２）Ｆ２＝Ｍ＊ｇ
ここで、＊は、乗算記号（以下、同じ）。
【0057】
また、図中の力Ｆ１ｂは、第１力Ｆ１の、車体上方向ＤＶＵに垂直な方向の成分である。力Ｆ２ｂは、第２力Ｆ２の、車体上方向ＤＶＵに垂直な方向の成分である。力Ｆ１ｂと力Ｆ２ｂとは、以下の式３、式４で表される。
（式３）Ｆ１ｂ＝Ｆ１＊ｃｏｓ（Ａｒ）
（式４）Ｆ２ｂ＝Ｆ２＊ｓｉｎ（Ａｒ）
ここで、「ｃｏｓ（）」は、余弦関数であり、「ｓｉｎ（）」は、正弦関数である（以下、同じ）。
（式３）Ｆ１ｂ＝Ｆ１＊ｃｏｓ（Ａｒ）
（式４）Ｆ２ｂ＝Ｆ２＊ｓｉｎ（Ａｒ）
ここで、「ｃｏｓ（）」は、余弦関数であり、「ｓｉｎ（）」は、正弦関数である（以下、同じ）。
【0058】
力Ｆ１ｂは、車体上方向ＤＶＵを左方向ＤＬ側に回転させる成分であり、力Ｆ２ｂは、車体上方向ＤＶＵを右方向ＤＲ側に回転させる成分である。車両１０がロール角Ａｒ（さらには、速度Ｖと旋回半径Ｒ）を保ちつつ旋回を続ける場合には、Ｆ１ｂとＦ２ｂとの関係は、以下の式５で表される
（式５）Ｆ１ｂ＝Ｆ２ｂ
式５に上記の式１～式４を代入すると、旋回半径Ｒは、以下の式６で表される。
（式６）Ｒ＝Ｖ２／（ｇ＊ｔａｎ（Ａｒ））
ここで、「ｔａｎ（）」は、正接関数である（以下、同じ）。
式６は、車体９０の質量Ｍに依存せずに、成立する。ここで、式６の「Ａｒ」を、左方向と右方向とを区別せずにロール角Ａｒの大きさを表すパラメータＡｒａ（ここでは、ロール角Ａｒの絶対値）に置換することによって得られる以下の式６ａは、車体９０の傾斜方向に拘わらずに、成立する。
（式６ａ）Ｒ＝Ｖ２／（ｇ＊ｔａｎ（Ａｒａ））
（式５）Ｆ１ｂ＝Ｆ２ｂ
式５に上記の式１～式４を代入すると、旋回半径Ｒは、以下の式６で表される。
（式６）Ｒ＝Ｖ２／（ｇ＊ｔａｎ（Ａｒ））
ここで、「ｔａｎ（）」は、正接関数である（以下、同じ）。
式６は、車体９０の質量Ｍに依存せずに、成立する。ここで、式６の「Ａｒ」を、左方向と右方向とを区別せずにロール角Ａｒの大きさを表すパラメータＡｒａ（ここでは、ロール角Ａｒの絶対値）に置換することによって得られる以下の式６ａは、車体９０の傾斜方向に拘わらずに、成立する。
（式６ａ）Ｒ＝Ｖ２／（ｇ＊ｔａｎ（Ａｒａ））
【0059】
図５は、車輪角Ａｗと旋回半径Ｒとの簡略化された関係を示す説明図である。図中には、下方向ＤＤを向いて見た車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌが示されている。ここで、説明を簡略化するために、ロール角Ａｒがゼロであることとする（すなわち、車体上方向ＤＶＵは、下方向ＤＤに平行）。図中では、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２は、右方向ＤＲに回動しており、車両１０は、右方向ＤＲに旋回する。図中の前中心Ｃｆは、前輪１２Ｆの接触中心Ｐ１（図１（Ｃ））である。下方向ＤＤを向いて車両１０を見る場合、前中心Ｃｆは、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘｗ１を含む直線上に位置している。後中心Ｃｂは、２つの後輪１２Ｒ、１２Ｌの接触中心ＰｂＲ、ＰｂＬ（図１（Ｃ））の間の中心である。直立している車両１０を下方向ＤＤを向いて見る場合、後中心Ｃｂは、後輪１２Ｒ、１２Ｌの回転軸Ａｘｗ２、Ａｘｗ３を含む直線上の、後輪１２Ｒ、１２Ｌの間の中央に位置している。車両１０の右方向ＤＲ側に位置する中心Ｃｒは、旋回の中心である。車両１０の旋回運動は、車両１０の公転運動と、車両１０の自転運動と、を含んでいる。中心Ｃｒは、公転運動の中心である（公転中心Ｃｒとも呼ぶ）。なお、本実施例では、後輪１２Ｒ、１２Ｌは回動輪ではなく、前輪１２Ｆが回動輪である。従って、自転中心は、後中心Ｃｂとおおよそ同じである。ホイールベースＬｈは、前中心Ｃｆと後中心Ｃｂとの間の前方向ＤＦの距離である。図１（Ａ）に示すように、ホイールベースＬｈは、前輪１２Ｆの回転軸Ａｘｗ１と、後輪１２Ｒ、１２Ｌの回転軸Ａｘｗ２、Ａｘｗ３との間の前方向ＤＦの距離と同じである。
【0060】
図５に示すように、前中心Ｃｆと後中心Ｃｂと公転中心Ｃｒとは、直角三角形を形成する。点Ｃｂの内角は、９０度である。点Ｃｒの内角は、車輪角Ａｗと同じである。従って、車輪角Ａｗと旋回半径Ｒとの関係は、以下の式７で表される。
Ａｗ ＝ ａｒｃｔａｎ（Ｌｈ／Ｒ） （式７）
ここで「ａｒｃｔａｎ（）」は、正接関数の逆関数である（以下、同じ）。
Ａｗ ＝ ａｒｃｔａｎ（Ｌｈ／Ｒ） （式７）
ここで「ａｒｃｔａｎ（）」は、正接関数の逆関数である（以下、同じ）。
【0061】
上記の式６、式６ａ、式７は、車両１０が、速度Ｖと旋回半径Ｒとが変化しない状態で、旋回している場合に成立する関係式である。具体的には、式６、式６ａ、式７は、遠心力に起因する力Ｆ１ｂ（図４）と重力に起因する力Ｆ２ｂとが釣り合う静的な状態を示している。式７は、車輪角Ａｗと旋回半径Ｒとの関係を示す良い近似式として、利用可能である。なお、現実の車両１０の挙動と、図５の簡略化された挙動と、の間には、種々の差異が存在する。例えば、車両に作用する現実の力は、動的に変化する。力の動的な変化を考慮して車両１０を制御することによって、車両１０の制御による意図された動きと車両１０の現実の動きとの間のずれを小さくできる。本実施例では、制御装置１００は、車体９０に作用するロールトルクを考慮して、車両１０を制御する。以下、ロールトルクについて、説明する。
【0062】
図６（Ａ）－図６（Ｃ）は、車両１０のヨー角加速度に起因するロールトルクの説明図である。図６（Ａ）、図６（Ｃ）は、前方向ＤＦを向いて見た後輪１２Ｒ、１２Ｌと重心９０ｃとの説明図である。ここで、車両１０は、水平な地面ＧＬ上に位置している。図６（Ａ）は、直立状態を示している（Ａｒ＝ゼロ）。図６（Ｃ）は、車体９０が右方向ＤＲへ傾斜した状態を示している（Ａｒ＞ゼロ）。図６（Ｂ）は、車体上方向ＤＶＵとは反対の方向を向いて見た車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌと重心９０ｃとの説明図である。図６（Ｂ）には、参考のために、右方向ＤＲと左方向ＤＬとが示されている。ロール角Ａｒがゼロとは異なる場合、これらの方向ＤＲ、ＤＬは、車体上方向ＤＶＵに垂直ではなく斜めである。
【0063】
変数Ｚ（図６（Ａ）、図６（Ｃ））は、ロール軸ＡｘＬと車体９０の重心９０ｃとの間の距離である。本実施例では、ロール軸ＡｘＬが地面ＧＬ上に位置している。従って、距離Ｚは、直立状態（図６（Ａ））での地面ＧＬと重心９０ｃとの間の鉛直上方向ＤＵの距離と同じである。直立状態において、重心９０ｃを鉛直下方向ＤＤに向かって地面ＧＬ上に投影する場合の投影点ＰｃＬは、ロール軸ＡｘＬ上に位置している。鉛直軸Ｕｘは、投影点ＰｃＬを通り、鉛直上方向ＤＵに平行な軸である。車両上軸ＶＵｘは、投影点ＰｃＬを通り、車体上方向ＤＶＵに平行な軸である。車両上軸ＶＵｘは、投影点ＰｃＬと重心９０ｃとを通っている。図６（Ｃ）に示すように、車両上軸ＶＵｘと鉛直軸Ｕｘとがなす角度は、ロール角Ａｒである。
【0064】
図６（Ｂ）中には、自転中心Ｒｃが示されている。本実施例では、後輪１２Ｒ、１２Ｌは回動輪ではなく、前輪１２Ｆが回動輪である。走行する車両１０の向き（例えば、前方向ＤＦ）は、後輪１２Ｒ、１２Ｌの近傍を中心に、右、または、左に、変化する。車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌが地面に対して滑らない場合、自転中心Ｒｃは、後輪１２Ｒ、１２Ｌの間の中心（具体的には、図５の後中心Ｃｂ）に位置し得る。車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌが地面に対して滑る場合、自転中心Ｒｃは、後中心Ｃｂからずれ得る。いずれの場合も、自転中心Ｒｃは、後輪１２Ｒ、１２Ｌの間の中心の近傍に位置する。通常は、図６（Ｂ）の上面図において、車体９０の重心９０ｃは、車体９０の中央部分に近い。従って、車体９０の重心９０ｃは、自転中心Ｒｃから前方向ＤＦ側に離れた位置に配置される。図中の距離Ｘは、重心９０ｃと自転中心Ｒｃとの間の前方向ＤＦの位置の差（距離）である。
【0065】
変数Ａｙ’’（図６（Ｂ））は、車両１０のヨー角加速度である（変数Ａｙは、ヨー角に相当する）。本明細書では、変数の後ろに付された１個のクォーテーションマーク「’」は、時間に関する１階微分を示している。２個のクォーテーションマーク「’’」は、時間に関する２階微分を示している。例えば、Ａｙ’’は、ヨー角Ａｙの時間に関する二階微分、すなわち、ヨー角加速度を示している。
【0066】
本実施例では、ヨー角加速度Ａｙ’’は、車体上方向ＤＶＵに平行な軸まわりのヨー角加速度である。ヨー角加速度Ａｙ’’は、自転中心Ｒｃを中心とする車両１０の自転の角加速度を示している。ここで、地面に垂直な軸を、地面垂直軸と呼ぶ。ヨー角加速度Ａｙ’’は、地面垂直軸まわりのヨー角加速度のうちの車体上方向ＤＶＵに平行な軸まわりの成分を示している。図６（Ｂ）の上面図上で、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向が時計回り方向である場合、右旋回の程度が大きくなるように、ヨー角速度Ａｙ’は変化する。以下、上面図上で、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向が時計回り方向である場合、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向を、右方向と呼ぶ。上面図上で、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向が反時計回り方向である場合、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向は左方向である。
【0067】
車体９０の重心９０ｃは、自転中心Ｒｃから距離Ｘだけ前方向ＤＦ側に離れた位置に、配置されている。従って、車体９０には、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向とは反対の方向の慣性の力の成分Ｆ１２が、作用する（慣性力成分Ｆ１２と呼ぶ）。この慣性力成分Ｆ１２の方向は、車体上方向ＤＶＵに垂直である。また、本実施例では、図６（Ｂ）の上面図上で、自転中心Ｒｃから重心９０ｃに向かう方向は、前方向ＤＦにおおよそ平行である。従って、慣性力成分Ｆ１２の方向は、前方向ＤＦにおおよそ垂直である。慣性力成分Ｆ１２の大きさは、質量Ｍと、ヨー角加速度Ａｙ’’に起因する重心９０ｃの加速度Ａ９０と、の積で表される。加速度Ａ９０は、距離Ｘとヨー角加速度Ａｙ’’との積で表される。従って、慣性力成分Ｆ１２の大きさは、計算式「Ｍ＊Ｘ＊Ａｙ’’」によって、算出される。図６（Ｂ）の上面図においては、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向、すなわち、ヨー角速度Ａｙ’の変化方向は、時計回り方向である。この場合、慣性力成分Ｆ１２の方向は、左方向ＤＬ側を向いている。
【0068】
図６（Ｃ）には、慣性力成分Ｆ１２が示されている。慣性力成分Ｆ１２は、車体９０をロールさせる。慣性力成分Ｆ１２に起因するロールトルクＴｑ１の大きさは、距離Ｚに、慣性力成分Ｆ１２の大きさを乗じることによって算出される（Ｔｑ１＝Ｚ＊Ｆ１２＝Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ａｙ’’）。ロールトルクＴｑ１の方向（ヨー角加速度ロール方向と呼ぶ）は、右方向、または、左方向であり、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向とは反対の方向である。例えば、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向が右旋回の方向である場合、ロールトルクＴｑ１の方向は、左方向である。
【0069】
前輪１２Ｆが回動する場合、車輪角Ａｗが変化する。車輪角Ａｗが変化する場合、ヨー角速度Ａｙ’が変化するので、ヨー角加速度Ａｙ’’の大きさは、ゼロよりも大きくなる。非ゼロのヨー角加速度Ａｙ’’によって、車体９０には、ロールトルクＴｑ１が作用する。このように、車輪角Ａｗの変化（すなわち、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’）に起因して、ロールトルクが生じる（以下、第１種ロールトルクとも呼ぶ）。
【0070】
第１種ロールトルクの大きさは、以下のように特定可能である。まず、車輪角Ａｗとヨー角加速度Ａｙ’’との関係について、説明する。図５で説明したように、前中心Ｃｆと後中心Ｃｂと公転中心Ｃｒとは、直角三角形を形成する。ロール角Ａｒがゼロである場合、車体上方向ＤＶＵは鉛直下方向ＤＤと平行である。従って、図５に示す点Ｃｆ、Ｃｂ、Ｃｒの配置は、車体上方向ＤＶＵに平行な方向を向いて点Ｃｆ、Ｃｂ、Ｃｒを見る場合の配置と、同じである。ここで、前輪１２Ｆの進行方向Ｄ１２は、ロール角Ａｒに拘わらず、車輪角Ａｗに対応付けられていると推定される。従って、車体上方向ＤＶＵに平行な方向を向いて点Ｃｆ、Ｃｂ、Ｃｒを見る場合、ロール角Ａｒに拘わらずに、前中心Ｃｆと後中心Ｃｂと公転中心Ｃｒとは、直角三角形を形成する。この直角三角形の３個の辺のうち公転中心Ｃｒと後中心Ｃｂとを結ぶ辺の長さをＲｘとする。この場合、式Ａ１が成立する。
（式Ａ１）ｔａｎ（Ａｗ）＝Ｌｈ／Ｒｘ
式Ａ１は、式Ａ２に変形される。
（式Ａ２）１／Ｒｘ＝ｔａｎ（Ａｗ）／Ｌｈ
車両１０がヨー角速度Ａｙ’で旋回している場合、式Ａ３が成立する。
（式Ａ３）Ｖ＝Ｒｘ＊Ａｙ’
式Ａ３は、式Ａ４に変形される。
（式Ａ４）Ａｙ’＝Ｖ／Ｒｘ
式Ａ４に式Ａ２を代入することによって、式Ａ５が導かれる。
（式Ａ５）Ａｙ’＝（Ｖ＊ｔａｎ（Ａｗ））／Ｌｈ
式Ａ５の両辺を時間で微分することによって、式Ａ６が導かれる。
（式Ａ６）Ａｙ’’＝（Ｖ／Ｌｈ）＊（１／ｃｏｓ２（Ａｗ））＊Ａｗ’
図６（Ｂ）、図６（Ｃ）で説明したように、ヨー角加速度Ａｙ’’に起因して、ロールトルクが車体９０に作用する。第１種ロールトルクは、式Ａ６のヨー角加速度Ａｙ’’に起因するロールトルクである。第１種ロールトルクＴｑａの大きさは、図６（Ｃ）のロールトルクＴｑ１の大きさの計算式のヨー角加速度Ａｙ’’に、式Ａ６を代入することによって導かれ、式Ａ７で表される。
（式Ａ７）Ｔｑａ＝Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ａｙ’’
＝（Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ｖ＊Ａｗ’）／（Ｌｈ＊ｃｏｓ２（Ａｗ））
以上のように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’を用いて、車体９０に第１種ロールトルクＴｑａを付与することができる。第１種ロールトルクＴｑａの方向（回動ロール方向とも呼ぶ）は、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’の方向とは反対の方向である。例えば、車輪角Ａｗが右方向ＤＲに回動する場合（Ａｗ’＞ゼロ）、第１種ロールトルクＴｑａの方向は、左方向である。
（式Ａ１）ｔａｎ（Ａｗ）＝Ｌｈ／Ｒｘ
式Ａ１は、式Ａ２に変形される。
（式Ａ２）１／Ｒｘ＝ｔａｎ（Ａｗ）／Ｌｈ
車両１０がヨー角速度Ａｙ’で旋回している場合、式Ａ３が成立する。
（式Ａ３）Ｖ＝Ｒｘ＊Ａｙ’
式Ａ３は、式Ａ４に変形される。
（式Ａ４）Ａｙ’＝Ｖ／Ｒｘ
式Ａ４に式Ａ２を代入することによって、式Ａ５が導かれる。
（式Ａ５）Ａｙ’＝（Ｖ＊ｔａｎ（Ａｗ））／Ｌｈ
式Ａ５の両辺を時間で微分することによって、式Ａ６が導かれる。
（式Ａ６）Ａｙ’’＝（Ｖ／Ｌｈ）＊（１／ｃｏｓ２（Ａｗ））＊Ａｗ’
図６（Ｂ）、図６（Ｃ）で説明したように、ヨー角加速度Ａｙ’’に起因して、ロールトルクが車体９０に作用する。第１種ロールトルクは、式Ａ６のヨー角加速度Ａｙ’’に起因するロールトルクである。第１種ロールトルクＴｑａの大きさは、図６（Ｃ）のロールトルクＴｑ１の大きさの計算式のヨー角加速度Ａｙ’’に、式Ａ６を代入することによって導かれ、式Ａ７で表される。
（式Ａ７）Ｔｑａ＝Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ａｙ’’
＝（Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ｖ＊Ａｗ’）／（Ｌｈ＊ｃｏｓ２（Ａｗ））
以上のように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’を用いて、車体９０に第１種ロールトルクＴｑａを付与することができる。第１種ロールトルクＴｑａの方向（回動ロール方向とも呼ぶ）は、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’の方向とは反対の方向である。例えば、車輪角Ａｗが右方向ＤＲに回動する場合（Ａｗ’＞ゼロ）、第１種ロールトルクＴｑａの方向は、左方向である。
【0071】
なお、式Ａ７から式Ａ８が導かれる。
（式Ａ８）Ａｗ’＝（Ｔｑａ＊Ｌｈ＊ｃｏｓ２（Ａｗ））／（Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ｖ）
式Ａ８は、第１種ロールトルクＴｑａを生成するために必要な車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’の大きさを示している。
（式Ａ８）Ａｗ’＝（Ｔｑａ＊Ｌｈ＊ｃｏｓ２（Ａｗ））／（Ｍ＊Ｘ＊Ｚ＊Ｖ）
式Ａ８は、第１種ロールトルクＴｑａを生成するために必要な車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’の大きさを示している。
【0072】
なお、操舵モータ６５は、回動トルクを生成することによって、車輪角Ａｗ、ひいては、その角速度Ａｗ’を変化させることができる。式Ａ６に示すように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’は、車両１０のヨー角加速度Ａｙ’’を変化させる。このように、回動トルクは、ヨー角加速度Ａｙ’’を変化させる力の例である。操舵モータ６５は、ヨー角加速度Ａｙ’’を変化させる力を生成するように構成されている力生成装置の例である（力生成装置６５とも呼ぶ）。
【0073】
図７は、車両１０の制御に関する構成を示すブロック図である。車両１０は、車速センサ１２２と、入力角センサ１２３と、車輪角センサ１２４と、方向センサ１２６と、アクセルペダルセンサ１４５と、ブレーキペダルセンサ１４６と、制御装置１００と、右駆動モータ５１Ｒと、左駆動モータ５１Ｌと、リーンモータ２５と、操舵モータ６５と、を有している。
【0074】
車速センサ１２２は、車両１０の車速を検出するセンサである。本実施例では、車速センサ１２２は、前フォーク１７（図１（Ａ））の下端に取り付けられており、前輪１２Ｆの回転速度を検出する。回転速度は、車両１０の速度（車速とも呼ぶ）と相関を有している。従って、回転速度を検出するセンサ１２２は、車速を検出しているということができる。
【0075】
入力角センサ１２３は、ハンドル４１ａの向き（すなわち、入力角）を検出するセンサである。本実施例では、入力角センサ１２３は、ハンドル４１ａ（図１（Ａ））に取り付けられている。入力角センサ１２３は、入力角ＡＩ（旋回入力情報の例）を取得するように構成されている旋回入力情報取得装置の例である。
【0076】
車輪角センサ１２４は、前輪１２Ｆの車輪角を検出するセンサである。本実施例では、車輪角センサ１２４は、本体部２０の前壁部２０ａ（図１（Ａ））に取り付けられている。車輪角センサ１２４は、回動軸Ａｘ１まわりの車輪角を検出する（検出角Ａｗｘとも呼ぶ）。回動軸Ａｘ１は、車体９０とともに、ロールする。また、回動軸Ａｘ１に平行な方向（回動軸Ａｘ１の方向とも呼ぶ）は、車体上方向ＤＶＵとは異なり得る。この場合、車体上方向ＤＶＵに平行な軸まわりの車輪角Ａｗは、回動軸Ａｘ１の方向と車体上方向ＤＶＵとの間の差を用いて検出角Ａｗｘを補正することによって、算出される。例えば、車体上方向ＤＶＵに対するキャスター角ＣＡがゼロではない場合、近似式「Ａｗ＝ｃｏｓ（ＣＡ）＊Ａｗｘ」に従って、車輪角Ａｗが算出されてよい。車体上方向ＤＶＵに対するキャンバー角がゼロではない場合も、同様である。
【0077】
方向センサ１２６は、ロール角Ａｒとヨー角速度を特定するセンサである。本実施例では、方向センサ１２６は、車体９０（図１（Ａ））に固定されている（具体的には、後壁部２０ｃ）。また、本実施例では、方向センサ１２６は、加速度センサ１２６ａと、ジャイロセンサ１２６ｇと、制御部１２６ｃと、を含んでいる。加速度センサは、任意の方向の加速度を検出するセンサであり、例えば、３軸の加速度センサである。以下、加速度センサ１２６ａによって検出される加速度の方向を、検出方向と呼ぶ。車両１０が停止している状態では、検出方向は、鉛直下方向ＤＤと同じである。ジャイロセンサ１２６ｇは、任意の方向の回転軸を中心とする角速度を検出するセンサであり、例えば、３軸の角速度センサである。制御部１２６ｃは、加速度センサ１２６ａからの信号とジャイロセンサ１２６ｇからの信号と車速センサ１２２からの信号とを用いて、ロール角Ａｒとヨー角速度とを特定する。制御部１２６ｃは、例えば、コンピュータを含むデータ処理装置である。
【0078】
制御部１２６ｃは、車速センサ１２２によって特定される速度Ｖを用いることによって、車両１０の加速度を算出する。そして、制御部１２６ｃは、加速度を用いることによって、車両１０の加速度に起因する現実の鉛直下方向ＤＤに対する検出方向のずれを特定する（例えば、検出方向の前方向ＤＦまたは後方向ＤＢのずれが特定される）。また、制御部１２６ｃは、ジャイロセンサ１２６ｇによって特定される角速度を用いることによって、車両１０の角速度に起因する現実の鉛直下方向ＤＤに対する検出方向のずれを特定する（例えば、検出方向の右方向ＤＲまたは左方向ＤＬのずれが、特定される）。制御部１２６ｃは、特定されたずれを用いて検出方向を修正することによって、鉛直下方向ＤＤを特定する。このように方向センサ１２６は、車両１０の種々の走行状態において、適切な鉛直下方向ＤＤを特定できる。そして、制御部１２６ｃは、鉛直下方向ＤＤの反対の鉛直上方向ＤＵを特定し、鉛直上方向ＤＵと予め決められた車体上方向ＤＶＵとの間のロール角Ａｒを算出する。また、制御部１２６ｃは、ジャイロセンサ１２６ｇによって特定される角速度から車体上方向ＤＶＵに平行な軸を中心とする角速度の成分を特定し、特定した角速度をヨー角速度として算出する。
【0079】
アクセルペダルセンサ１４５は、アクセルペダル４５（図１（Ａ））に取り付けられており、アクセル操作量を検出する。ブレーキペダルセンサ１４６は、ブレーキペダル４６（図１（Ａ））に取り付けられており、ブレーキ操作量を検出する。
【0080】
各センサ１２２、１２３、１２４、１４５、１４６は、例えば、レゾルバ、または、エンコーダを用いて構成されている。
【0081】
制御装置１００は、主制御部１１０と、駆動装置制御部３００と、リーンモータ制御部４００と、操舵モータ制御部５００と、を有している。制御装置１００は、バッテリ１２０（図１（Ａ））からの電力を用いて動作する。本実施例では、制御部１１０、３００、４００、５００は、それぞれ、コンピュータを有している。具体的には、制御部１１０、３００、４００、５００は、プロセッサ１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐ（例えば、ＣＰＵ）と、揮発性記憶装置１１０ｖ、３００ｖ、４００ｖ、５００ｖ（例えば、ＤＲＡＭ）と、不揮発性記憶装置１１０ｎ、３００ｎ、４００ｎ、５００ｎ（例えば、フラッシュメモリ）と、を有している。不揮発性記憶装置１１０ｎ、３００ｎ、４００ｎ、５００ｎには、対応する制御部１１０、３００、４００、５００の動作のためのプログラム１１０ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇが、予め格納されている。また、主制御部１１０の不揮発性記憶装置１１０ｎには、マップデータＭＡｒ、ＭＣｗが、予め格納されている。プロセッサ１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐは、それぞれ、対応するプログラム１１０ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇを実行することによって、種々の処理を実行する。
【0082】
主制御部１１０のプロセッサ１１０ｐは、センサ１２２、１２３、１２４、１２６、１４５、１４６からの信号を受信する。そして、プロセッサ１１０ｐは、受信した信号を用いて、駆動装置制御部３００とリーンモータ制御部４００と操舵モータ制御部５００とに指示を出力する。
【0083】
駆動装置制御部３００のプロセッサ３００ｐは、主制御部１１０からの指示に従って、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒを制御する。リーンモータ制御部４００のプロセッサ４００ｐは、主制御部１１０からの指示に従って、リーンモータ２５を制御する。操舵モータ制御部５００のプロセッサ５００ｐは、主制御部１１０からの指示に従って、操舵モータ６５を制御する。これらの制御部３００、４００、５００は、それぞれ、制御対象のモータ５１Ｌ、５１Ｒ、２５、６５にバッテリ１２０からの電力を供給する電力制御部３００ｃ、４００ｃ、５００ｃを有している。電力制御部３００ｃ、４００ｃ、５００ｃは、電気回路（例えば、インバータ回路）を用いて、構成されている。なお、主制御部１１０のうちの操舵モータ６５を制御するための処理を実行する部分と、操舵モータ制御部５００と、の全体は、力生成装置６５を制御するように構成されている力制御装置の例である（力制御装置９１０とも呼ぶ）。
【0084】
Ａ２．操舵モータの制御：
図８は、操舵モータ６５の制御処理の例を示すフローチャートである。本実施例では、ロール角Ａｒを目標のロール角に近づけるロールトルクが車輪角Ａｗの変化によって生成されるように、操舵モータ６５が制御される。以下、フローチャートでは、各ステップに、文字「Ｓ」と、文字「Ｓ」に続く数字と、を組み合わせた符号が、付与される。図８は、車両１０が前進している場合の処理を示している。後述するように、制御処理では、種々のパラメータが用いられる。なお、車体９０の質量Ｍと、重力加速度ｇと、距離Ｘと、距離Ｚと、ホイールベースＬｈと、のそれぞれは、実験的に測定可能である。本実施例では、これらのパラメータＭ、ｇ、Ｘ、Ｚ、Ｌｈのそれぞれとしては、予め決められた値が用いられる（基準値Ｍ、ｇ、Ｘ、Ｚ、Ｌｈとも呼ぶ）。なお、車体９０の質量Ｍは、いわゆるバネ上質量に相当する。
図８は、操舵モータ６５の制御処理の例を示すフローチャートである。本実施例では、ロール角Ａｒを目標のロール角に近づけるロールトルクが車輪角Ａｗの変化によって生成されるように、操舵モータ６５が制御される。以下、フローチャートでは、各ステップに、文字「Ｓ」と、文字「Ｓ」に続く数字と、を組み合わせた符号が、付与される。図８は、車両１０が前進している場合の処理を示している。後述するように、制御処理では、種々のパラメータが用いられる。なお、車体９０の質量Ｍと、重力加速度ｇと、距離Ｘと、距離Ｚと、ホイールベースＬｈと、のそれぞれは、実験的に測定可能である。本実施例では、これらのパラメータＭ、ｇ、Ｘ、Ｚ、Ｌｈのそれぞれとしては、予め決められた値が用いられる（基準値Ｍ、ｇ、Ｘ、Ｚ、Ｌｈとも呼ぶ）。なお、車体９０の質量Ｍは、いわゆるバネ上質量に相当する。
【0085】
Ｓ２１０では、主制御部１１０（図７）のプロセッサ１１０ｐは、センサ１２２、１２３、１２４、１２６、１４５、１４６から、データを取得する。そして、プロセッサ１１０ｐは、現行の情報、具体的には、速度Ｖと、入力角ＡＩと、車輪角Ａｗと、ロール角Ａｒと、ヨー角速度Ａｙ’と、アクセル操作量Ｐａと、ブレーキ操作量Ｐｂとを、特定する。
【0086】
Ｓ２２０では、プロセッサ１１０ｐは、入力角ＡＩを用いて、目標ロール角Ａｒｔを特定する。入力角ＡＩと目標ロール角Ａｒｔとの対応関係は、マップデータＭＡｒ（図７）によって、予め決められている。プロセッサ１１０ｐは、マップデータＭＡｒを参照して、目標ロール角Ａｒｔを特定する。本実施例では、入力角ＡＩの絶対値が大きいほど、目標ロール角Ａｒｔの絶対値が大きい。また、目標ロール角Ａｒｔの方向（右、または、左）は、入力角ＡＩによって特定される旋回方向と同じである。Ｓ２３０では、プロセッサ１１０ｐは、目標ロール角Ａｒｔから現行のロール角Ａｒを減算することによって、ロール角差ｄＡｒを算出する。
【0087】
Ｓ２４０では、プロセッサ１１０ｐは、制御パラメータを決定する。本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、比例制御のためのＰゲインＧｐ１を、決定する（第１ゲインＧｐ１とも呼ぶ）。なお、プロセッサ１１０ｐは、Ｓ２２０－Ｓ２３０と、Ｓ２４０とを、並列に実行する。そして、Ｓ２５０では、プロセッサ１１０ｐは、ロール角差ｄＡｒと第１ゲインＧｐ１とを用いる比例制御によって、中間制御値Ｃｔｑを決定する（例えば、Ｃｔｑ＝Ｇｐ１＊ｄＡｒ）。
【0088】
後述するように、中間制御値Ｃｔｑは、基準のロールトルクを示している。ゼロの中間制御値Ｃｔｑは、ゼロのロールトルクを示している。正の中間制御値Ｃｔｑは、右方向ＤＲのロールトルクを示している。負の中間制御値Ｃｔｑは、左方向ＤＬのロールトルクを示している。中間制御値Ｃｔｑの絶対値が大きいほど、ロールトルクの絶対値は大きい。操舵モータ６５は、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’に起因して生じる第１種ロールトルクＴｑａが、基準のロールトルクに近づくように、制御される。なお、ロール角差ｄＡｒの大きさが大きいほど、中間制御値Ｃｔｑ（すなわち、基準のロールトルク）の大きさは大きい。また、第１ゲインＧｐ１が大きいほど、基準のロールトルクの大きさは大きい。
【0089】
図９（Ａ）－図９（Ｃ）は、第１ゲインＧｐ１の例を示すグラフである。図９（Ａ）では、横軸は、速度Ｖを示し、縦軸は、第１ゲインＧｐ１を示している。速度Ｖがゼロ以上、第１閾値Ｖ１以下の第１範囲ＶＲ１内である場合、速度Ｖが小さいほど、第１ゲインＧｐ１は小さい（第１閾値Ｖ１は、例えば、時速１ｋｍ以上、時速５ｋｍ以下の範囲の値）。そして、Ｖ＝ゼロの場合、Ｇｐ１＝ゼロである（すなわち、Ｃｔｑ＝ゼロ）。この理由は、以下の通りである。後述するように、本実施例では、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’が、上記の式Ａ８に従って算出される値に近づくように、操舵モータ６５が制御される。式Ａ８に示されるように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’の絶対値は、速度Ｖに反比例する。角速度Ａｗ’が式Ａ８に厳密に従う場合、速度Ｖがゼロに近づくと、角速度Ａｗ’の絶対値は、発散する。本実施例では、速度Ｖが小さい場合のパラメータの発散を防止するために、速度Ｖが小さい場合に、第１ゲインＧｐ１が小さい。これにより、中間制御値Ｃｔｑ（すなわち、基準ロールトルク）が小さくなるので、角速度Ａｗ’の発散は抑制される。
【0090】
速度Ｖが第２閾値Ｖ２以上である第２範囲ＶＲ２では、速度Ｖが大きいほど、第１ゲインＧｐ１は小さい（第２閾値Ｖ２は、例えば、時速３０ｋｍ以上、時速４０ｋｍ以下の範囲内の値）。この理由は、以下の通りである。回転する物体に回転軸に垂直な軸を中心とする外部トルクが印加される場合、物体には、回転軸と外部トルクの軸とに垂直な軸を中心とするトルクが作用する（ジャイロモーメントとも呼ばれる）。そして、物体は、ジャイロモーメントによって、回転する。このような運動は、歳差運動とも呼ばれる。例えば、車両１０（図１（Ａ））が前進中に、車体９０が右方向ＤＲに傾斜する場合、回転軸Ａｘｗ１を中心に回転する前輪１２Ｆも、車体９０とともに、右方向ＤＲに傾斜する。このように、前輪１２Ｆには、回転軸Ａｘｗ１に垂直であって前方向ＤＦに平行な軸を中心とするトルクが作用する。この場合、前輪１２Ｆ（図１（Ｂ））には、回動軸Ａｘ１を中心に進行方向Ｄ１２を右方向ＤＲへ回動させるトルクが作用する。そして、前輪１２Ｆは、右方向ＤＲへ回動する。前輪１２Ｆを回動させるトルクは、前輪１２Ｆの角運動量が大きいほど、すなわち、速度Ｖが大きいほど、強い。このように、速度Ｖが大きい場合には、車輪１２Ｆは、車体９０の傾斜方向に、自然に回動し得る。本実施例では、速度Ｖが大きい場合には、前輪１２Ｆの自然な回動を許容するために、第１ゲインＧｐ１は小さくなる。後述するように、第１ゲインＧｐ１が小さい場合、中間制御値Ｃｔｑ（すなわち、基準のロールトルク）の大きさが小さいので、操舵モータ６５の回動トルクの大きさも小さくなる。これにより、前輪１２Ｆの自然な回動が、許容される。
【0091】
なお、速度Ｖが一定である場合、第１ゲインＧｐ１は、入力角ＡＩの角速度ＡＩ’と角加速度ＡＩ’’とに応じて変化し得る。図９（Ｂ）は、速度Ｖが一定である場合のグラフであり、横軸は、入力角ＡＩの角速度ＡＩ’の絶対値を示し、縦軸は、第１ゲインＧｐ１を示している。図示するように、角速度ＡＩ’の絶対値が大きいほど、第１ゲインＧｐ１は大きい。図９（Ｃ）は、速度Ｖが一定である場合のグラフであり、横軸は、入力角ＡＩの角加速度ＡＩ’’の絶対値を示し、縦軸は、第１ゲインＧｐ１を示している。図示するように、角加速度ＡＩ’’の絶対値が大きいほど、第１ゲインＧｐ１は大きい。これらの理由は、以下の通りである。運転者は、車両１０の進行方向を素早く変化させるために、ハンドル４１ａを素早く回転させる。従って、角速度ＡＩ’の絶対値が大きい場合と、角加速度ＡＩ’’の絶対値が大きい場合とには、ロール角Ａｒの素早い変化が要求される。そこで、本実施例では、中間制御値Ｃｔｑ（すなわち、基準のロールトルク）の絶対値を大きくするために、角速度ＡＩ’の絶対値が大きいほど、第１ゲインＧｐ１は大きく、角加速度ＡＩ’’の絶対値が大きいほど、第１ゲインＧｐ１は大きい。なお、中間制御値Ｃｔｑの過度の増大を抑制するために、プロセッサ１１０ｐは、第１ゲインＧｐ１の上限を、第２上限値Ｌｍ２に制限する。
【0092】
なお、第１ゲインＧｐ１と他のパラメータとの対応関係は、図９（Ａ）－図９（Ｃ）に示す対応関係に代えて、他の種々の対応関係であってよい。例えば、第２範囲ＶＲ２（図９（Ａ））において、速度Ｖが増大する場合に、第１ゲインＧｐ１は、低減せずに維持されてよく、増大してもよい。また、第１閾値Ｖ１以上の速度Ｖの範囲は、低速範囲、中速範囲、高速範囲の３つの範囲に区分されてよい。そして、低速範囲の第１ゲインＧｐ１と高速範囲の第１ゲインＧｐ１とが、中速範囲の第１ゲインＧｐ１と比べて、大きい値に設定されてよい。低速範囲の大きな第１ゲインＧｐ１は、ジャイロモーメントが小さい場合に、前輪１２Ｆの旋回方向への回動を補助できる。また、速度Ｖが大きい場合には、前輪１２Ｆの回転速度が大きいので、前輪１２Ｆの角運動量も大きい。この場合、前輪１２Ｆを旋回方向へ回動させるために、大きいトルクが必要であり得る。高速範囲の大きな第１ゲインＧｐ１は、前輪１２Ｆの旋回方向への回動を補助できる。
【0093】
図９（Ｄ）は、ロール角差ｄＡｒと中間制御値Ｃｔｑとの関係の例を示すグラフである。横軸は、ロール角差ｄＡｒの絶対値を示し、縦軸は、中間制御値Ｃｔｑの絶対値を示している。このグラフは、速度Ｖが一定である場合を示している。図示するように、ロール角差ｄＡｒの絶対値が大きいほど、中間制御値Ｃｔｑの絶対値は大きい。ロール角差ｄＡｒの絶対値が一定である場合、入力角ＡＩの角速度ＡＩ’の絶対値が大きいほど、中間制御値Ｃｔｑの絶対値は大きい。また、入力角ＡＩの角加速度ＡＩ’’の絶対値が大きいほど、中間制御値Ｃｔｑの絶対値は大きい。
【0094】
Ｓ２６０（図８）では、プロセッサ１１０ｐは、中間制御値Ｃｔｑを用いて、車輪角Ａｗの角速度を特定する（追加角速度Ａｗｄ’とも呼ぶ）。追加角速度Ａｗｄ’は、車輪角Ａｗの現行の角速度Ａｗ’に追加角速度Ａｗｄ’が追加されることによって、中間制御値Ｃｔｑに対応付けられた基準のロールトルクが生成されるような角速度を示している。このような追加角速度Ａｗｄ’と中間制御値Ｃｔｑとの関係は、上記の式Ａ８によって表される。式Ａ８において、第１種ロールトルクＴｑａに代えて中間制御値Ｃｔｑが用いられ、角速度Ａｗ’が、追加角速度Ａｗｄ’を示している。プロセッサ１１０ｐは、基準値Ｌｈ、Ｍ、Ｘ、Ｚと、中間制御値Ｃｔｑと、車輪角Ａｗと、速度Ｖと、を用いて、追加角速度Ａｗｄ’を算出する。
【0095】
図９（Ｅ）－図９（Ｇ）は、追加角速度Ａｗｄ’の例を示すグラフである。図９（Ｅ）では、横軸は、中間制御値Ｃｔｑの絶対値を示し、縦軸は、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値を示している。図示するように、Ｃｔｑの絶対値が大きいほど、Ａｗｄ’の絶対値は大きい。また、中間制御値Ｃｔｑが一定である場合、追加角速度Ａｗｄ’は、速度Ｖと車輪角Ａｗとに応じて変化し得る。なお、本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、Ａｗｄ’の絶対値の上限を、第１上限値Ｌｍ１に制限する。図９（Ｆ）では、横軸は、速度Ｖを示し、縦軸は、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値を示している。速度Ｖが大きいほど、Ａｗｄ’の絶対値は小さい。上記の式Ａ８にも示されるように、本実施例では、Ａｗｄ’の絶対値は、Ｖに反比例する。速度Ｖが小さい場合の追加角速度Ａｗｄ’の発散を防止するために、Ａｗｄ’の絶対値の上限は、第１上限値Ｌｍ１に制限される。図９（Ｇ）では、横軸は、車輪角Ａｗの絶対値を示し、縦軸は、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値を示している。車輪角Ａｗの絶対値が大きいほど、Ａｗｄ’の絶対値は小さい。上記の式Ａ８にも示されるように、本実施例では、Ａｗの絶対値が増大する場合、Ａｗｄ’の絶対値は、ｃｏｓ２（Ａｗ）に従って小さくなる。
【0096】
Ｓ２７０（図８）では、プロセッサ１１０ｐは、追加角速度Ａｗｄ’を用いて、駆動制御値Ｃｗを決定する（単に制御値Ｃｗとも呼ぶ）。制御値Ｃｗは、操舵モータ６５によって生成されるべき回動トルクを示している。本実施例では、制御値Ｃｗは、操舵モータ６５に供給すべき電流の向きと大きさとを示している。制御値Ｃｗの絶対値は、電流の大きさ（すなわち、回動トルクの大きさ）を示している。制御値Ｃｗの正負の符号は、電流の向き（すなわち、回動トルクの方向）を示している（例えば、正は右方向を示し、負は左方向を示す）。追加角速度Ａｗｄ’と制御値Ｃｗとの対応関係は、マップデータＭＣｗ（図７）によって、予め決められている。追加角速度Ａｗｄ’の絶対値が大きいほど、制御値Ｃｗの絶対値は大きい。また、制御値Ｃｗの正負の符号（すなわち、回動トルクの方向）は、追加角速度Ａｗｄ’の方向と同じである。プロセッサ１１０ｐは、マップデータＭＣｗを参照して、追加角速度Ａｗｄ’に対応付けられた駆動制御値Ｃｗを特定する。
【0097】
Ｓ２８０では、プロセッサ１１０ｐは、駆動制御値Ｃｗを示すデータを、操舵モータ制御部５００に供給する。操舵モータ制御部５００のプロセッサ５００ｐは、駆動制御値Ｃｗに従って、操舵モータ６５に供給される電力を制御する。具体的には、プロセッサ５００ｐは、駆動制御値Ｃｗを示すデータを、電力制御部５００ｃに供給する。電力制御部５００ｃは、駆動制御値Ｃｗに従って、操舵モータ６５に供給される電力を制御する。操舵モータ６５は、供給された電力に応じて、回動トルクを出力する。そして、図８の処理が終了する。制御装置１００は、図８の処理を繰り返し実行する。これにより、制御装置１００は、車両１０の状態に適した回動トルクを出力するように、操舵モータ６５を制御し続ける。
【0098】
以上のように、駆動制御値Ｃｗは、追加角速度Ａｗｄ’に対応付けられた回動トルクを示している（Ｓ２７０）。式Ａ８に従って追加角速度Ａｗｄ’に対応付けられるパラメータＴｑａは、追加角速度Ａｗｄ’に起因して生成される第１種ロールトルクＴｑａを示している。Ｓ２６０では、式Ａ８に従って追加角速度Ａｗｄ’を算出するために、第１種ロールトルクを示すパラメータＴｑａとして、中間制御値Ｃｔｑが用いられる。従って、中間制御値Ｃｔｑは、第１種ロールトルクを示している。Ｓ２５０では、中間制御値Ｃｔｑは、ロール角差ｄＡｒと制御パラメータ（ここでは、ＰゲインＧｐ１）を用いる比例制御によって、決定される。本実施例では、中間制御値Ｃｔｑの大きさ（すなわち、第１種ロールトルクの大きさ）は、ロール角差ｄＡｒの大きさが大きいほど、大きい。また、中間制御値Ｃｔｑの正負の符号（すなわち、第１種ロールトルクの方向）は、ロール角差ｄＡｒの正負の符号（すなわち、ロール角Ａｒから目標ロール角Ａｒｔへ向かうロール方向）と同じである（以下、ロール角Ａｒから目標ロール角Ａｒｔへ向かうロール方向を「ロール角差ｄＡｒの方向とも呼ぶ」）。このように、ロール角差ｄＡｒは、追加角速度Ａｗｄ’に起因して生成される第１種ロールトルクの基準である基準ロールトルクを示している。ロール角差ｄＡｒの大きさは、基準ロールトルクの大きさである基準大きさを示している。ロール角差ｄＡｒの正負の符号は、基準ロールトルクの方向である基準方向を示している。ロール角差ｄＡｒは、車体９０に作用すべき第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す基準情報の例である（以下、ロール角差ｄＡｒを、基準情報ｄＡｒとも呼ぶ）。制御装置１００は、基準情報ｄＡｒを用いて決定される駆動制御値Ｃｗに従って操舵モータ６５を制御する。これにより、操舵モータ６５は、第１種ロールトルクの方向が、基準方向と同じであり、基準大きさが大きいほど第１種ロールトルクの大きさが大きくなるように、回動トルクを生成する。駆動制御値Ｃｗに従って操舵モータ６５が制御される場合、ロール角Ａｒが目標ロール角Ａｒｔに近づくので、車両１０は、入力角ＡＩに適したロール角Ａｒ（すなわち、目標ロール角Ａｒｔ）で、走行できる。
【0099】
図１０（Ａ）－図１０（Ｃ）は、図８の処理で制御される回動トルクＴｑｗの例を示すグラフである。図１０（Ａ）では、横軸は、駆動制御値Ｃｗの絶対値を示し、縦軸は、回動トルクＴｑｗの絶対値を示している。回動トルクＴｑｗの絶対値は、駆動制御値Ｃｗの絶対値が大きいほど、大きい。なお、本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、図８のＳ２８０で、駆動制御値Ｃｗの絶対値が予め決められた上限値ＣｗＭ以上である場合には、駆動制御値Ｃｗの絶対値を上限値ＣｗＭに修正する。従って、回動トルクＴｑｗの絶対値の上限は、上限値ＣｗＭに対応付けられた上限値Ｌｍ３に制限される。この結果、車輪角Ａｗの急な変化は、抑制される。
【0100】
図１０（Ｂ）では、横軸は、ロール角差ｄＡｒを示し、縦軸は、回動トルクＴｑｗを示している。原点Ｏでは、ｄＡｒ＝ゼロ、Ｔｑｗ＝ゼロである。ここでは、速度Ｖ、入力角ＡＩ、車輪角Ａｗ、ヨー角速度Ａｙ’のそれぞれが、一定であることとしている。このような状態は、鉛直上方向ＤＵに平行な軸を中心に車両１０を回転させることが可能なターンテーブル上に車両１０を載せることによって、再現可能である。ターンテーブルの回転の角速度は、鉛直上方向ＤＵに平行な軸まわりのヨー角速度を示している。車体上方向ＤＶＵに平行な軸まわりのヨー角速度Ａｙ’は、方向センサ１２６からのデータを用いて特定可能である。このヨー角速度Ａｙ’の大きさは、ターンテーブルの回転の角速度が大きいほど、大きい。ターンテーブルは、速度Ｖに応じた回転速度で車輪１２Ｆ、１２Ｒ、１２Ｌのそれぞれを回転させる複数のローラを有している。車輪角Ａｗを一定に維持するために、前フォーク１７は、車体９０に固定される。回動トルクＴｑｗは、操舵モータ６５に供給される電流を用いて、特定可能である。
【0101】
Ｓ２５０（図８）で決定される中間制御値Ｃｔｑの絶対値は、ロール角差ｄＡｒの絶対値が大きいほど大きい。従って、ロール角差ｄＡｒの絶対値が大きいほど、回動トルクＴｑｗの絶対値も大きい（ただし、回動トルクＴｑｗの絶対値の上限は、上限値Ｌｍ３に制限される）。
【0102】
また、正値のロール角差ｄＡｒは、ロール角Ａｒから目標ロール角Ａｒｔへ向かう基準ロール方向が右方向であることを示している。図６（Ｂ）、図６（Ｃ）から理解できるように、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２を右方向ＤＲへ回動する場合、第１種ロールトルクＴｑａの方向は左方向ＤＬである。従って、右方向ＤＲの第１種ロールトルクＴｑａを生成するためには、前輪１２Ｆの方向Ｄ１２を左方向ＤＬへ回動させる負値の回動トルクＴｑｗが、生成される。反対に、ロール角差ｄＡｒが負値である場合には、正値の回動トルクＴｑｗが、生成される。
【0103】
図１０（Ｃ）では、横軸は、車輪角Ａｗの絶対値を示し、縦軸は、回動トルクＴｑｗの絶対値を示している。このグラフは、速度Ｖと、基準情報ｄＡｒ（すなわち、基準方向と基準大きさ）と、のそれぞれが一定に維持されるという条件（第１条件と呼ぶ）の下での特性を示している（ｄＡｒの絶対値は、ゼロよりも大きい）。車輪角Ａｗと回動トルクＴｑｗとの関係を特定するために、他のパラメータ（例えば、ＡＩ、Ａｒ、Ａｙ’）も一定であることとする。また、車輪角Ａｗは、可変である。このような状態を実現するために、上述したターンテーブル上に車両１０が載せられる。ここで、前輪１２Ｆを支持するローラは、前輪１２Ｆの回動に応じて同じ方向に回動できるように、構成される。操舵モータ６５が回動トルクを生成する場合、前輪１２Ｆを支持するローラは、前輪１２Ｆとともに、回動トルクの方向へ回動する。
【0104】
図示するように、基準情報ｄＡｒが一定であっても、車輪角Ａｗの絶対値が増大することに応じて、回動トルクＴｑｗの絶対値は減少する。この理由は、上記の式Ａ８に示すように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’（すなわち、回動トルクＴｑｗ）が、ｃｏｓ２（Ａｗ）に従って小さくなるからである。このように、式Ａ８に従って回動トルクＴｑｗが制御されるので、制御装置１００は、角速度Ａｗ’に起因する第１種ロールトルクを、基準ロールトルクに近づけることができる。
【0105】
以上のように、制御装置１００は、図８の処理を実行することによって、ロール角Ａｒが目標ロール角Ａｒｔに近づくように、操舵モータ６５を制御する。この結果、車両１０は、入力角ＡＩに適したロール角Ａｒで、走行できる。例えば、ロール角差ｄＡｒの大きさが大きく、現行のロール角Ａｒから目標ロール角Ａｒｔへ向かうロール方向が右である場合（すなわち、ロール角差ｄＡｒの方向は右）、操舵モータ６５は、ロール角差ｄＡｒの方向とは反対の左方向に、前輪１２Ｆを回動させる。これにより、ロール角Ａｒは、速やかに、目標ロール角Ａｒｔに近づく。その後、操舵モータ６５は、ロール角Ａｒがロール角差ｄＡｒに維持されるように、同様の制御によって回動トルクを出力する。これにより、車輪角Ａｗは、ロール角Ａｒに適した角度に、近づき得る（図４、図５）。ロール角差ｄＡｒの大きさが小さい場合、回動トルクの大きさも小さくなる。上述したように、前輪１２Ｆは、ジャイロモーメントによって、車体９０のロール方向に自然に回動し得る。従って、車両１０は、入力角ＡＩに適した旋回を行うことができる。例えば、車両１０は、図４、図５に示す旋回を行うことができる。
【0106】
また、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）で説明したように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’を用いて得られる第１種ロールトルクＴｑａは、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向とは反対の方向の慣性の力Ｆ１２を利用して生成される。従って、リーンモータ２５によって直接的に生成されるロールトルクによって車体９０がロールする場合と比べて、第１種ロールトルクＴｑａによって車体９０がロールする場合には、運転者が感じる横加速度が抑制される。
【0107】
Ａ３．リーンモータの制御：
図１１は、リーンモータ２５の制御処理の例を示すフローチャートである。本実施例では、ロール角Ａｒを目標のロール角に近づけるロールトルクを生成するように、リーンモータ２５が制御される。Ｓ５１０では、主制御部１１０（図７）のプロセッサ１１０ｐは、センサ１２３、１２６から、信号を取得する。そして、プロセッサ１１０ｐは、現行の情報、具体的には、入力角ＡＩと、ロール角Ａｒとを、特定する。
図１１は、リーンモータ２５の制御処理の例を示すフローチャートである。本実施例では、ロール角Ａｒを目標のロール角に近づけるロールトルクを生成するように、リーンモータ２５が制御される。Ｓ５１０では、主制御部１１０（図７）のプロセッサ１１０ｐは、センサ１２３、１２６から、信号を取得する。そして、プロセッサ１１０ｐは、現行の情報、具体的には、入力角ＡＩと、ロール角Ａｒとを、特定する。
【0108】
Ｓ５２０、Ｓ５３０は、図８のＳ２２０、Ｓ２３０と、それぞれ同じである。Ｓ５４０では、プロセッサ１１０ｐは、ロール角差ｄＡｒを用いて制御値ＣｗＬを決定する。本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、ロール角差ｄＡｒを用いる比例制御によって、制御値ＣｗＬを決定する。Ｓ５５０では、プロセッサ１１０ｐは、制御値ＣｗＬを示すデータを、リーンモータ制御部４００に供給する。リーンモータ制御部４００のプロセッサ４００ｐは、制御値ＣｗＬに従って、リーンモータ２５に供給される電力を制御する。具体的には、プロセッサ４００ｐは、制御値ＣｗＬを示すデータを、電力制御部４００ｃに供給する。電力制御部４００ｃは、制御値ＣｗＬに従って、リーンモータ２５に供給される電力を制御する。リーンモータ２５は、供給された電力に応じて、ロールトルクを出力する。そして、図１１の処理が終了する。制御装置１００は、図１１の処理を繰り返し実行する。これにより、制御装置１００は、車両１０の状態に適したロールトルクを出力するように、リーンモータ２５を制御し続ける。
【0109】
以上のように、制御装置１００は、リーンモータ２５と操舵モータ６５とのそれぞれを、ロール角Ａｒを目標ロール角Ａｒｔに近づけるロールトルクを生成するように制御する。この結果、車両１０は、入力角ＡＩに適したロール角Ａｒで、走行できる。そして、車両１０は、入力角ＡＩに適した旋回を行うことができる。
【0110】
なお、図示を省略するが、主制御部１１０（図７）と駆動装置制御部３００とは、駆動モータ５１Ｒ、５１Ｌを制御する駆動制御装置９００として機能する。駆動制御装置９００は、アクセル操作量Ｐａに適した加速と、ブレーキ操作量Ｐｂに適した減速と、を行うように、駆動モータ５１Ｒ、５１Ｌを制御する。
【0111】
Ｂ．第２実施例：
図１２は、第２実施例の車両の斜視図である。本実施例では、車両１０ａは、２個の前輪ＦＲａ、ＦＬａと、２個の後輪ＲＲａ、ＲＬａとを有する四輪車である。２個の前輪ＦＲａ、ＦＬａは、回動輪であり、車両１０ａの幅方向に回動可能である。２個の後輪ＲＲａ、ＲＬａは、駆動輪である。車両１０ａは、さらに、車体９０ａと、サスペンションＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓと、操舵装置４２と、ハンドル４２ａと、駆動モータ５１ａと、制御装置１００ａと、を有している。車輪ＦＲａ、ＦＬａ、ＲＲａ、ＲＬａは、それぞれ、サスペンションＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓによって、車体９０ａに連結されている。サスペンションＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓは、ダブルウィッシュボーンサスペンション、トーションビームサスペンションなどの、種々のサスペンションであってよい。後輪ＲＲａ、ＲＬａには、駆動モータ５１ａが接続されている。後輪ＲＲａ、ＲＬａは、駆動モータ５１ａの動力によって、回転する。前輪ＦＲａ、ＦＬａには、操舵装置４２が接続されている。操舵装置４２の構成は、ラック・アンド・ピニオン型などの種々の構成であってよい。操舵装置４２には、ハンドル４２ａが接続されている。運転者は、ハンドル４２ａを回転させることによって、前輪ＦＲａ、ＦＬａの進行方向を右または左に回動させることができる。操舵装置４２は、操舵モータ６５ａを有している。操舵モータ６５ａは、操舵を補助するトルクを生成する。制御装置１００ａは、操舵モータ６５ａと駆動モータ５１ａとを制御する装置である。距離Ｌｈは、いわゆるホイールベースである。本実施例でも、ロール軸ＡｘＬは、地面上の、車体９０ａの幅方向の中心位置に、位置している。前輪ＦＲａ、ＦＬａが回動輪であり、後輪ＲＲａ、ＲＬａは回動輪ではないので、自転中心Ｒａｃは、後輪ＲＲａ、ＲＬａの間の中心位置の近傍に位置している。車体９０ａの重心９０ａｃは、自転中心Ｒａｃよりも前方向ＤＦ側に位置している。距離Ｘは、自転中心Ｒａｃと車体９０ａの重心９０ａｃとの間の前方向ＤＦの距離である。距離Ｚは、ロール軸ＡｘＬと重心９０ａｃとの間の距離である。距離Ｚは、重心９０ａｃの地面からの高さと同じである。
図１２は、第２実施例の車両の斜視図である。本実施例では、車両１０ａは、２個の前輪ＦＲａ、ＦＬａと、２個の後輪ＲＲａ、ＲＬａとを有する四輪車である。２個の前輪ＦＲａ、ＦＬａは、回動輪であり、車両１０ａの幅方向に回動可能である。２個の後輪ＲＲａ、ＲＬａは、駆動輪である。車両１０ａは、さらに、車体９０ａと、サスペンションＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓと、操舵装置４２と、ハンドル４２ａと、駆動モータ５１ａと、制御装置１００ａと、を有している。車輪ＦＲａ、ＦＬａ、ＲＲａ、ＲＬａは、それぞれ、サスペンションＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓによって、車体９０ａに連結されている。サスペンションＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓは、ダブルウィッシュボーンサスペンション、トーションビームサスペンションなどの、種々のサスペンションであってよい。後輪ＲＲａ、ＲＬａには、駆動モータ５１ａが接続されている。後輪ＲＲａ、ＲＬａは、駆動モータ５１ａの動力によって、回転する。前輪ＦＲａ、ＦＬａには、操舵装置４２が接続されている。操舵装置４２の構成は、ラック・アンド・ピニオン型などの種々の構成であってよい。操舵装置４２には、ハンドル４２ａが接続されている。運転者は、ハンドル４２ａを回転させることによって、前輪ＦＲａ、ＦＬａの進行方向を右または左に回動させることができる。操舵装置４２は、操舵モータ６５ａを有している。操舵モータ６５ａは、操舵を補助するトルクを生成する。制御装置１００ａは、操舵モータ６５ａと駆動モータ５１ａとを制御する装置である。距離Ｌｈは、いわゆるホイールベースである。本実施例でも、ロール軸ＡｘＬは、地面上の、車体９０ａの幅方向の中心位置に、位置している。前輪ＦＲａ、ＦＬａが回動輪であり、後輪ＲＲａ、ＲＬａは回動輪ではないので、自転中心Ｒａｃは、後輪ＲＲａ、ＲＬａの間の中心位置の近傍に位置している。車体９０ａの重心９０ａｃは、自転中心Ｒａｃよりも前方向ＤＦ側に位置している。距離Ｘは、自転中心Ｒａｃと車体９０ａの重心９０ａｃとの間の前方向ＤＦの距離である。距離Ｚは、ロール軸ＡｘＬと重心９０ａｃとの間の距離である。距離Ｚは、重心９０ａｃの地面からの高さと同じである。
【0112】
車両１０ａは、制御に関する構成として、図７の構成に以下の変更を行って得られる構成を有している。
１）駆動装置制御部３００は、駆動モータ５１ａを制御する。
２）操舵モータ制御部５００は、操舵モータ６５に代えて、操舵モータ６５ａを制御する。
３）リーンモータ制御部４００とリーンモータ２５とは、省略される。
１）駆動装置制御部３００は、駆動モータ５１ａを制御する。
２）操舵モータ制御部５００は、操舵モータ６５に代えて、操舵モータ６５ａを制御する。
３）リーンモータ制御部４００とリーンモータ２５とは、省略される。
【0113】
図１３は、操舵モータ６５ａの制御処理の例を示すフローチャートである。本実施例では、制御装置１００ａは、ロール角Ａｒの角加速度Ａｒ’’（ロール角加速度Ａｒ’’と呼ぶ）を小さくするロールトルクが車輪角Ａｗの変化によって生成されるように、操舵モータ６５を制御する。本実施例においても、車体９０ａの質量Ｍと、重力加速度ｇと、距離Ｘと、距離Ｚと、ホイールベースＬｈと、のそれぞれとしては、予め決められた値が用いられる。車輪角Ａｗは、車両１０ａの前方向ＤＦを基準とする、前輪の方向（例えば、右前輪ＦＲａ、または、左前輪ＦＬａの方向）の角度である。
【0114】
Ｓ２１０では、主制御部１１０（図７）のプロセッサ１１０ｐは、センサ１２２、１２３、１２４、１２６、１４５、１４６から、データを取得する。そして、プロセッサ１１０ｐは、現行の情報、具体的には、速度Ｖと、入力角ＡＩと、車輪角Ａｗと、ロール角Ａｒと、ヨー角速度Ａｙ’と、アクセル操作量Ｐａと、ブレーキ操作量Ｐｂとを、特定する。
【0115】
Ｓ２２０ａでは、プロセッサ１１０ｐは、ロール角Ａｒの角加速度Ａｒ’’を算出する。まず、プロセッサ１１０ｐは、ロール角Ａｒを用いて、角速度Ａｒ’を算出する。角速度Ａｒ’の算出方法（より一般的には、パラメータの微分値の算出方法）は、種々の方法であってよい。本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、現在から予め決められた時間差だけ過去の時点でのロール角Ａｒを現行のロール角Ａｒから減算して差分を算出する。そして、プロセッサ１１０ｐは、差分を時間差で除算することによって得られる値を、角速度Ａｒ’として採用する。プロセッサ１１０ｐは、角速度Ａｒ’を用いて、同じ方法で、角速度Ａｒ’の微分値である角加速度Ａｒ’’を算出する。
【0116】
Ｓ２３０ａでは、プロセッサ１１０ｐは、ロール角加速度Ａｒ’’を小さくするための目標ロールトルクＴｑｔを特定する。以下の式Ｂ１は、ロール角加速度がＡｒ’’である場合に、車体９０ａに作用するロールトルクＴｑｒの計算式である。
（式Ｂ１）Ｔｑｒ＝（Ｉ＋Ｍ＊Ｚ２）＊Ａｒ’’
ロールトルクＴｑｒは、「Ｉ＊Ａｒ’’」と「Ｍ＊Ｚ２＊Ａｒ’’」との２つの成分で近似される。変数Ｉは、回転軸が重心９０ｃを通る場合の車体９０の慣性モーメントである（ここで、回転軸は、ロール軸ＡｘＬに平行である）。「Ｍ＊Ｚ２」は、回転軸が重心９０ｃから距離Ｚだけ離れている場合の追加の項である。係数「Ｉ＋Ｍ＊Ｚ２」は、ロールトルクＴｑｒとロール角加速度Ａｒ’’との比率を実験で測定することによって、予め決定される。プロセッサ１１０ｐは、車体９０ａのロール角加速度がＡｒ’’である場合に車体９０ａに作用するロールトルクＴｑｒを、上記の式Ｂ１によって算出する。そして、プロセッサ１１０ｐは、ロールトルクＴｑｒの方向を反転して得られるロールトルクを、目標ロールトルクＴｑｔとして採用する。
（式Ｂ１）Ｔｑｒ＝（Ｉ＋Ｍ＊Ｚ２）＊Ａｒ’’
ロールトルクＴｑｒは、「Ｉ＊Ａｒ’’」と「Ｍ＊Ｚ２＊Ａｒ’’」との２つの成分で近似される。変数Ｉは、回転軸が重心９０ｃを通る場合の車体９０の慣性モーメントである（ここで、回転軸は、ロール軸ＡｘＬに平行である）。「Ｍ＊Ｚ２」は、回転軸が重心９０ｃから距離Ｚだけ離れている場合の追加の項である。係数「Ｉ＋Ｍ＊Ｚ２」は、ロールトルクＴｑｒとロール角加速度Ａｒ’’との比率を実験で測定することによって、予め決定される。プロセッサ１１０ｐは、車体９０ａのロール角加速度がＡｒ’’である場合に車体９０ａに作用するロールトルクＴｑｒを、上記の式Ｂ１によって算出する。そして、プロセッサ１１０ｐは、ロールトルクＴｑｒの方向を反転して得られるロールトルクを、目標ロールトルクＴｑｔとして採用する。
【0117】
図１４（Ａ）は、ロール角加速度Ａｒ’’と目標ロールトルクＴｑｔとの関係の例を示すグラフである。横軸は、ロール角加速度Ａｒ’’を示し、縦軸は、目標ロールトルクＴｑｔを示している。原点Ｏでは、Ａｒ’’＝ゼロ、Ｔｑｔ＝ゼロである。図示するように、ロール角加速度Ａｒ’’の絶対値が大きいほど、目標ロールトルクＴｑｔの絶対値は大きい。また、目標ロールトルクＴｑｔの方向（すなわち、正負の符号）は、ロール角加速度Ａｒ’’の方向（すなわち、正負の符号）とは反対である。
【0118】
Ｓ２３５ａ（図１３）では、プロセッサ１１０ｐは、目標ロールトルクＴｑｔを生成するために必要な車輪角Ａｗの角速度を特定する（追加角速度Ａｗｄ’と呼ぶ）。追加角速度Ａｗｄ’は、上記の式Ａ８の第１種ロールトルクＴｑａに目標ロールトルクＴｑｔを代入することによって、算出される。
【0119】
図１４（Ｂ）－図１４（Ｄ）は、追加角速度Ａｗｄ’の例を示すグラフである。図１４（Ｂ）では、横軸は、目標ロールトルクＴｑｔの絶対値を示し、縦軸は、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値を示している。図示するように、Ｔｑｔの絶対値が大きいほど、Ａｗｄ’の絶対値は大きい。また、目標ロールトルクＴｑｔが一定である場合、追加角速度Ａｗｄ’は、速度Ｖと車輪角Ａｗとに応じて変化し得る。なお、本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、Ａｗｄ’の絶対値の上限を、第４上限値Ｌｍ４に制限する。図１４（Ｃ）では、横軸は、速度Ｖを示し、縦軸は、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値を示している。速度Ｖが大きいほど、Ａｗｄ’の絶対値は小さい。上記の式Ａ８にも示されるように、本実施例では、Ａｗｄ’の絶対値は、Ｖに反比例する。速度Ｖが小さい場合の追加角速度Ａｗｄ’の発散を防止するために、Ａｗｄ’の絶対値の上限は、第５上限値Ｌｍ５に制限される。図１４（Ｄ）では、横軸は、車輪角Ａｗの絶対値を示し、縦軸は、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値を示している。車輪角Ａｗの絶対値が大きいほど、Ａｗｄ’の絶対値は小さい。上記の式Ａ８にも示されるように、本実施例では、Ａｗの絶対値が増大する場合、Ａｗｄ’の絶対値は、ｃｏｓ２（Ａｗ）に従って小さくなる。
【0120】
Ｓ２４０ａ（図１３）では、プロセッサ１１０ｐは、制御パラメータを決定する。本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、比例制御のためのＰゲインＧｐ２を、決定する（第２ゲインＧｐ２とも呼ぶ）。なお、プロセッサ１１０ｐは、Ｓ２２０ａ－Ｓ２３５ａと、Ｓ２４０ａとを、並列に実行する。そして、Ｓ２７０ａでは、プロセッサ１１０ｐは、追加角速度Ａｗｄ’と第２ゲインＧｐ２とを用いる比例制御によって、制御値Ｃｗ２を決定する（例えば、Ｃｗ２＝Ａｗｄ’＊Ｇｐ２）。なお、本実施例では、第２ゲインＧｐ２は、予め決められた値に決定される。これに代えて、第２ゲインＧｐ２は、他のパラメータに応じて変化する可変値であってよい。
【0121】
Ｓ２８０ａでは、プロセッサ１１０ｐは、制御値Ｃｗ２を示すデータを、操舵モータ制御部５００に供給する。操舵モータ制御部５００のプロセッサ５００ｐは、制御値Ｃｗ２に従って、操舵モータ６５ａに供給される電力を制御する。具体的には、プロセッサ５００ｐは、制御値Ｃｗ２を示すデータを、電力制御部５００ｃに供給する。電力制御部５００ｃは、制御値Ｃｗ２に従って、操舵モータ６５ａに供給される電力を制御する。操舵モータ６５ａは、供給された電力に応じて、回動トルクを出力する。そして、図１３の処理が終了する。制御装置１００ａは、図１３の処理を繰り返し実行する。これにより、制御装置１００ａは、ロール角加速度Ａｒ’’を抑制する回動トルクを出力するように、操舵モータ６５ａを制御し続ける。車両１０ａが粗い道路を走行する場合、車体９０ａの横揺れ（すなわち、ロール振動）は、抑制される。
【0122】
以上のように、制御値Ｃｗ２は、追加角速度Ａｗｄ’に対応付けられた回動トルクを示している（Ｓ２７０ａ）。式Ａ８に従って追加角速度Ａｗｄ’に対応付けられるパラメータＴｑａは、追加角速度Ａｗｄ’に起因して生成される第１種ロールトルクＴｑａを示している。Ｓ２３５ａでは、式Ａ８に従って追加角速度Ａｗｄ’を算出するために、第１種ロールトルクを示すパラメータＴｑａとして、目標ロールトルクＴｑｔが用いられる。従って、目標ロールトルクＴｑｔは、第１種ロールトルクの目標トルクを示している。Ｓ２３０ａでは、目標ロールトルクＴｑｔとして、ロール角加速度がＡｒ’’である場合に車体９０ａに作用するロールトルクＴｑｒの方向を反転して得られるロールトルクが用いられる。上述の式Ｂ１に示すように、目標ロールトルクＴｑｔの大きさ（すなわち、ロールトルクＴｑｒの大きさ）は、ロール角加速度Ａｒ’’の大きさが大きいほど大きい。また、目標ロールトルクＴｑｔの方向（すなわち、ロールトルクＴｑｒの方向とは反対の方向）は、ロール角加速度Ａｒ’’の方向とは反対の方向である。このように、ロール角加速度Ａｒ’’は、追加角速度Ａｗｄ’に起因して生成される第１種ロールトルクの基準である基準ロールトルクを示している。ロール角加速度Ａｒ’’の大きさは、基準ロールトルクの大きさである基準大きさを示している。ロール角加速度Ａｒ’’の方向に反対の方向は、基準ロールトルクの方向である基準方向を示している。ロール角加速度Ａｒ’’は、車体９０ａに作用すべき第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す基準情報の例である（以下、ロール角加速度Ａｒ’’を、基準情報Ａｒ’’とも呼ぶ）。制御装置１００ａは、基準情報Ａｒ’’を用いて決定される制御値Ｃｗ２に従って操舵モータ６５ａを制御する。これにより、操舵モータ６５ａは、第１種ロールトルクの方向が、基準方向と同じであり、基準大きさが大きいほど第１種ロールトルクの大きさが大きくなるように、回動トルクを生成する。制御値Ｃｗ２に従って操舵モータ６５ａが制御される場合、ロール角加速度Ａｒ’’の増大が抑制されるので、ロール角Ａｒの変化が抑制される。
【0123】
図１４（Ｅ）－図１４（Ｇ）は、図１３の処理で制御される回動トルクＴｑｗの例を示すグラフである。図１４（Ｅ）では、横軸は、制御値Ｃｗ２の絶対値を示し、縦軸は、回動トルクＴｑｗの絶対値を示している。回動トルクＴｑｗの絶対値は、制御値Ｃｗ２の絶対値が大きいほど、大きい。なお、本実施例では、プロセッサ１１０ｐは、図１３のＳ２８０ａで、制御値Ｃｗ２の絶対値が予め決められた上限値ＣｗＭ２以上である場合には、制御値Ｃｗ２の絶対値を上限値ＣｗＭ２に修正する。従って、回動トルクＴｑｗの絶対値の上限は、上限値ＣｗＭ２に対応付けられた上限値Ｌｍ６に制限される。この結果、車輪角Ａｗの急な変化は、抑制される。
【0124】
図１４（Ｆ）では、横軸は、ロール角加速度Ａｒ’’を示し、縦軸は、回動トルクＴｑｗを示している。原点Ｏでは、Ａｒ’’＝ゼロ、Ｔｑｗ＝ゼロである。ここでは、速度Ｖ、入力角ＡＩ、車輪角Ａｗ、ヨー角速度Ａｙ’のそれぞれが、一定であることとしている。このような状態は、図１０（Ｂ）の状態と同様に、ターンテーブル上に車両１０ａを載せることによって、再現可能である。Ｓ２３０ａ（図１３）で決定される目標ロールトルクＴｑｔの絶対値は、ロール角加速度Ａｒ’’の絶対値が大きいほど大きい。従って、ロール角加速度Ａｒ’’の絶対値が大きいほど、回動トルクＴｑｗの絶対値も大きい（ただし、回動トルクＴｑｗの絶対値の上限は、上限値Ｌｍ６に制限される）。
【0125】
また、正値のロール角加速度Ａｒ’’は、基準ロール方向が、ロール角加速度Ａｒ’’の方向である右方向とは反対の左方向であることを示している。図６（Ｂ）、図６（Ｃ）から理解できるように、前輪ＦＲａ、ＦＬａの方向を右方向ＤＲへ回動する場合、第１種ロールトルクＴｑａの方向は左方向ＤＬである。従って、左方向ＤＬの第１種ロールトルクＴｑａを生成するためには、前輪ＦＲａ、ＦＬａの方向を右方向ＤＲへ回動させる正値の回動トルクＴｑｗが、生成される。反対に、ロール角加速度Ａｒ’’が負値である場合には、負値の回動トルクＴｑｗが、生成される。
【0126】
図１４（Ｇ）では、横軸は、車輪角Ａｗの絶対値を示し、縦軸は、回動トルクＴｑｗの絶対値を示している。このグラフは、速度Ｖと、ロール角加速度Ａｒ’’（すなわち、基準方向と基準大きさ）と、のそれぞれが一定に維持されるという条件（第１条件と呼ぶ）の下での特性を示している（ロール角加速度Ａｒ’’の絶対値は、ゼロよりも大きい）。車輪角Ａｗと回動トルクＴｑｗとの関係を特定するために、他のパラメータ（例えば、ＡＩ、Ａｙ’）も一定であることとする。また、車輪角Ａｗは、可変である。このような状態を実現するために、図１０（Ｃ）で説明したターンテーブル上に車両１０ａが載せられる。
【0127】
図示するように、ロール角加速度Ａｒ’’が一定であっても、車輪角Ａｗの絶対値が増大することに応じて、回動トルクＴｑｗの絶対値は減少する。この理由は、上記の式Ａ８に示すように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’（すなわち、回動トルクＴｑｗ）が、ｃｏｓ２（Ａｗ）に従って小さくなるからである。このように、式Ａ８に従って回動トルクＴｑｗが制御されるので、制御装置１００ａは、角速度Ａｗ’に起因する第１種ロールトルクを、基準ロールトルクに近づけることができる。
【0128】
以上のように、制御装置１００ａは、図１３の処理を実行することによって、ロール角加速度Ａｒ’’が小さくなるように、操舵モータ６５ａを制御する。この結果、車体９０ａの横揺れ（すなわち、ロール振動）は、抑制される。また、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）で説明したように、車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’を用いて得られる第１種ロールトルクＴｑａは、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向とは反対の方向の慣性の力Ｆ１２を利用して生成される。従って、第１種ロールトルクＴｑａが車体９０ａに付与される場合に、運転者が感じる横加速度が抑制される。
【0129】
Ｃ．第３実施例：
上記の実施例では、前輪１２Ｆ、ＦＲａ、ＦＬａが回動輪である。これに代えて、後輪が回動輪であってよい。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、後輪が回動輪である場合のロールトルクＴｑ１、Ｔｑａの説明図である。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）と同様の説明図である。本実施例の車両１０ｂは、２個の前輪（右前輪ＦＲと左前輪ＦＬ）と、１個の後輪ＲＲと、を有している。車両１０ｂが右方向ＤＲに旋回する場合、後輪ＲＲは、左方向ＤＬに回動する。
上記の実施例では、前輪１２Ｆ、ＦＲａ、ＦＬａが回動輪である。これに代えて、後輪が回動輪であってよい。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、後輪が回動輪である場合のロールトルクＴｑ１、Ｔｑａの説明図である。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）と同様の説明図である。本実施例の車両１０ｂは、２個の前輪（右前輪ＦＲと左前輪ＦＬ）と、１個の後輪ＲＲと、を有している。車両１０ｂが右方向ＤＲに旋回する場合、後輪ＲＲは、左方向ＤＬに回動する。
【0130】
図１５（Ａ）には、自転中心Ｒｂｃが示されている。本実施例では、前輪ＦＲ、ＦＬは回動輪ではなく、後輪ＲＲが回動輪である。従って、自転中心Ｒｂｃは、前輪ＦＲ、ＦＬの間の中心の近傍に位置する。車体の重心９０ｂｃは、自転中心Ｒｂｃから後方向ＤＢ側に離れた位置に配置される。図中の距離Ｘは、重心９０ｂｃと自転中心Ｒｂｃとの間の前方向ＤＦの距離である。
【0131】
車体の重心９０ｂｃは、自転中心Ｒｂｃから距離Ｘだけ後方向ＤＢ側に離れた位置に、配置されている。従って、車体には、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向と同じ方向の慣性力成分Ｆ１２が、作用する。慣性力成分Ｆ１２の方向は車体上方向ＤＶＵに垂直である。また、本実施例では、図１５（Ａ）の上面図上で、自転中心Ｒｂｃから重心９０ｂｃへ向かう方向は、後方向ＤＢにおおよそ平行である。従って、慣性力成分Ｆ１２の方向は、後方向ＤＢにおおよそ垂直である。図１５（Ａ）の上面図においては、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向、すなわち、ヨー角速度Ａｙ’の変化方向は、時計回り方向である。この場合、慣性力成分Ｆ１２の方向は、右方向ＤＲ側を向いている。慣性力成分Ｆ１２の大きさの算出式は、図６（Ｂ）の算出式と同じである。
【0132】
【0133】
このように、後輪ＲＲが回動輪である場合、ロールトルクＴｑ１の方向は、ヨー角加速度Ａｙ’’の方向と同じである。また、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）から理解できるように、後輪ＲＲが左方向ＤＬへ回動する場合、第１種ロールトルクＴｑａの方向は右方向ＤＲである。従って、右方向ＤＲの第１種ロールトルクＴｑａを生成するためには、後輪ＲＲを左方向ＤＬへ回動させる角速度Ａｗ’が用いられる。本実施例においても、図８、または、図１３の処理に従って、回動輪の回動トルクが制御されてよい。ここで、上述したロールトルクＴｑ１、Ｔｑａの方向が、考慮される。
【0134】
Ｄ．変形例：
（１）回動駆動装置６５、６５ａの制御処理は、図８、図１３の実施例の制御処理に代えて、他の種々の処理であってよい。例えば、上記実施例の制御処理は、比例制御によって入力パラメータから出力パラメータを決定する処理を含んでいる（例えば、Ｓ２５０（図８）、Ｓ２７０ａ（図１３）など）。ここで、比例制御に代えて、他の種々の制御が、採用されてよい（例えば、ＰＤ（Proportional-Differential）制御、または、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御）。
（１）回動駆動装置６５、６５ａの制御処理は、図８、図１３の実施例の制御処理に代えて、他の種々の処理であってよい。例えば、上記実施例の制御処理は、比例制御によって入力パラメータから出力パラメータを決定する処理を含んでいる（例えば、Ｓ２５０（図８）、Ｓ２７０ａ（図１３）など）。ここで、比例制御に代えて、他の種々の制御が、採用されてよい（例えば、ＰＤ（Proportional-Differential）制御、または、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御）。
【0135】
また、上記の各実施例では、回動トルクＴｑｗの大きさは、上述の式Ａ８を用いて、決定される。従って、回動トルクＴｑｗの大きさは、基準情報（例えば、ロール角差ｄＡｒやロール角加速度Ａｒ’’）によって示される基準大きさが大きいほど大きくなる。回動トルクＴｑｗの大きさは、速度Ｖが大きいほど小さくなる。回動トルクＴｑｗの大きさは、車輪角Ａｗが大きいほど小さくなる。回動トルクＴｑｗの大きさと他のパラメータ（例えば、速度Ｖ、車輪角Ａｗなど）との関係は、図１０（Ａ）－図１０（Ｃ）、図１４（Ｅ）－図１４（Ｇ）の関係とは異なってよい。例えば、車輪角Ａｗの大きさが増大する場合に、回動トルクＴｑｗの大きさは、車輪角Ａｗの大きさの変化に対して直線的に低減してよい。また、回動トルクＴｑｗの大きさは、基準大きさと比べて、小さくてよい。例えば、図１２、図１３の実施例で、回動トルクＴｑｗの大きさは、ハンドル４２ａを持つ運転者の力に逆らって前輪ＦＲ、ＦＬが大きく動くことがないように、小さい値に設定されてよい。
【0136】
（２）回動トルク（例えば、制御値Ｃｗ、Ｃｗ２）の決定には、図８、図１３に示すパラメータに限らず、他の種々のパラメータが用いられてよい。例えば、以下の３個のロールトルクは、車両の状態に応じて車体に作用するロールトルクである。
１）車体に作用する重力に起因するロールトルク
２）車体に作用する遠心力に起因するロールトルク
３）車両のヨー角加速度に起因するロールトルク（図６（Ｂ）、図６（Ｃ））
回動トルクの決定には、これらの３個のパラメータから選択される１以上のパラメータが、用いられてよい。回動トルクは、基準ロールトルクからこれらのロールトルクを減算して得られる残りのロールトルクを生成するように、構成されてよい。
１）車体に作用する重力に起因するロールトルク
２）車体に作用する遠心力に起因するロールトルク
３）車両のヨー角加速度に起因するロールトルク（図６（Ｂ）、図６（Ｃ））
回動トルクの決定には、これらの３個のパラメータから選択される１以上のパラメータが、用いられてよい。回動トルクは、基準ロールトルクからこれらのロールトルクを減算して得られる残りのロールトルクを生成するように、構成されてよい。
【0137】
車両が直進運動から旋回運動へ素早く移行するためには、車体は、旋回方向に素早くロールする。ここで、車体の重心は急には移動できないので、車体の下側の部分は、旋回方向とは反対の方向に移動し得る。例えば、図１（Ａ）の回動輪（ここでは、前輪１２Ｆ）の回動軸Ａｘ１と地面ＧＬとの交点Ｐ２は、旋回方向とは反対の方向に移動し得る。この結果、車両が正のトレールＬｔを有する場合、回動輪は、旋回方向とは反対の方向に回動し得る。そこで、プロセッサ１１０ｐは、車体のロールが速い場合に、回動輪を旋回方向へ回動させる回動トルクの成分を示す制御値を用いて最終の制御値Ｃｗ、Ｃｗ２を決定してよい。このような制御値は、例えば、以下のいずれかのパラメータにゲインを乗じて得られる値であってよい。
１）車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’
２）リーンモータ２５のトルク
３）ロール角Ａｒの角速度Ａｒ’
４）ロール角Ａｒの角加速度Ａｒ’’
５）入力角ＡＩの角速度ＡＩ’
６）入力角ＡＩの角加速度ＡＩ’’
これらのパラメータの大きさが大きい場合には、車体のロールが速いので、これらのパラメータは、制御値の決定に適している。なお、上述したように、速度Ｖが大きい場合には、回動輪は、ジャイロモーメントによって、ロール方向に回動可能である。従って、ゲインは、速度Ｖが小さい場合に大きいことが好ましい。
１）車輪角Ａｗの角速度Ａｗ’
２）リーンモータ２５のトルク
３）ロール角Ａｒの角速度Ａｒ’
４）ロール角Ａｒの角加速度Ａｒ’’
５）入力角ＡＩの角速度ＡＩ’
６）入力角ＡＩの角加速度ＡＩ’’
これらのパラメータの大きさが大きい場合には、車体のロールが速いので、これらのパラメータは、制御値の決定に適している。なお、上述したように、速度Ｖが大きい場合には、回動輪は、ジャイロモーメントによって、ロール方向に回動可能である。従って、ゲインは、速度Ｖが小さい場合に大きいことが好ましい。
【0138】
上述したように、回転する車輪には、ジャイロモーメントによって、回動トルクが作用する。プロセッサ１１０ｐは、この回動トルクを用いて、操舵モータ６５，６５ａの回動トルクＴｑｗを補正してよい。ジャイロモーメントによる回動トルクは、例えば、速度Ｖとロール角Ａｒとを用いて算出可能である。
【0139】
また、車輪が右または左に傾いている場合、車輪にはいわゆるキャンバースラストが作用する。そして、車輪には、キャンバースラストによって、回動トルクが作用する。プロセッサ１１０ｐは、この回動トルクを用いて、操舵モータ６５、６５ａの回動トルクＴｑｗを補正してよい。キャンバースラストによる回動トルクは、例えば、速度Ｖとロール角Ａｒとを用いて算出可能である。
【0140】
（３）追加角速度Ａｗｄ’から回動トルクを特定する方法は、図８、図１３の方法に代えて、他の種々の方法であってよい。例えば、プロセッサ１１０ｐは、追加角速度Ａｗｄ’を積分することによって、目標車輪角を特定してよい。そして、プロセッサ１１０ｐは、現行の車輪角Ａｗが目標車輪角に近づくように、操舵モータ６５を制御してよい。
【0141】
（４）回動トルクの上限を制限する方法は、種々の方法であってよい。例えば、図９（Ｆ）の例では、速度Ｖが閾値ＶＬ以下である場合に、追加角速度Ａｗｄ’の絶対値が第１上限値Ｌｍ１に制限される。これに代えて、プロセッサ１１０ｐは、速度Ｖが閾値ＶＬ以下である場合には、速度Ｖが閾値ＶＬであることとして、操舵モータ６５、６５ａを制御してよい。
【0142】
（５）目標ロール角Ａｒｔ（図８：Ｓ２２０）は、入力角ＡＩに加えて、他の情報（例えば、速度Ｖ）を用いて、特定されてよい。
【0143】
（６）車体の質量Ｍとしては、予め決められた値に代えて、測定値が用いられてよい。車両１０（図１（Ａ））は、車体９０の質量Ｍを測定するセンサを備えてよい。このようなセンサは、例えば、右サスペンション７０Ｒ（図２）のストローク位置を検出するセンサであってよい。車体９０の質量Ｍが大きいほど、右サスペンション７０Ｒの全長は短くなる。従って、ストローク位置は、質量Ｍと相関を有するパラメータである。プロセッサ１１０ｐは、ストローク位置から全長を特定し、特定された全長から質量Ｍを推定してよい。
【0144】
（７）車体の重心の位置としては、予め決められた位置に代えて、測定された位置が用いられてよい。例えば、車両１０（図１（Ａ））は、前フォーク１７のストローク位置を測定する前センサと、右サスペンション７０Ｒ（図２）のストローク位置を検出する後センサと、を備えてよい。重心が前方向ＤＦ側に位置する場合には、前フォーク１７に大きな荷重が印加されるので、前フォーク１７の全長が短くなる。重心が後方向ＤＢ側に位置する場合には、右サスペンション７０Ｒに大きな荷重が印加されるので、右サスペンション７０Ｒの全長が短くなる。プロセッサ１１０ｐは、前フォーク１７の全長と右サスペンション７０Ｒの全長とを用いることによって、重心の前方向ＤＦの位置を推定できる。プロセッサ１１０ｐは、推定された重心の位置を用いて、自転中心と重心との距離Ｘ（図６（Ｅ））など）を算出できる。自転中心としては、予め決められた位置が用いられてよい。
【0145】
また、プロセッサ１１０ｐは、車体を左右に振動させることによって、重心の距離Ｚを推定してよい。例えば、プロセッサ１１０ｐは、リーンモータ２５に、車体をロールさせるトルクを出力させる。距離Ｚが短い場合、ロール角Ａｒは、素早く変化する。距離Ｚが長い場合、ロール角Ａｒは、ゆっくり変化する。このように、一定のトルクによって生じるロール角Ａｒの角速度Ａｒ’、または、角加速度Ａｒ’’が大きいほど、距離Ｚが短いと推定できる。
【0146】
（８）制御に用いられるパラメータ（例えば、速度Ｖなどの物理量）を示すデータは、パラメータと相関を有する種々のデータであってよい。例えば、車速センサ１２２は、前輪１２Ｆの回転速度を示すデータを、速度Ｖを示すデータとして出力する。
【0147】
（９）方向センサ１２６（図１（Ａ））は、鉛直上方向ＤＵ（図６（Ｄ））に平行な軸を中心とするヨー角速度を示すデータを出力してよい。この場合、プロセッサ１１０ｐは、鉛直上方向ＤＵを基準とするヨー角速度の大きさと、車体上方向ＤＶＵを基準とするヨー角速度Ａｙ’の大きさと、の間のずれを、ロール角Ａｒを用いて補正可能である。また、方向センサ１２６は、ヨー角速度に代えて、ヨー角加速度を示すデータを出力してよい。この場合、プロセッサ１１０ｐは、ヨー角加速度を積分することによって、ヨー角速度を特定してよい。
【0148】
（１０）速度Ｖ、入力角ＡＩなどの１以上の制御パラメータと、制御値Ｃｗ、Ｃｗ２（すなわち、回動トルク）と、の対応関係を規定する方法は、上述した演算を行う方法に代えて、他の任意の方法であってよい。例えば、１以上の制御パラメータと制御値Ｃｗ、Ｃｗ２との対応関係を規定するマップデータが、予め準備されてよい。プロセッサ１１０ｐは、このマップデータを参照して、制御値Ｃｗ、Ｃｗ２を特定してよい。
【0149】
（１１）基準情報は、ロール角差ｄＡｒとロール角加速度Ａｒ’’とに代えて、車体に作用すべき第１種ロールトルクの方向の基準である基準方向と大きさの基準である基準大きさとを示す種々の情報であってよい。
【0150】
また、基準情報の特定方法は、種々の方法であってよい。例えば、車両は、車両を自動運転する自動運転制御装置（例えば、コンピュータ）を備えてよい。自動運転制御装置は、予め決められた走行経路上の車両の現行の位置に従って、目標の旋回半径を特定してよい。プロセッサ１１０ｐは、目標の旋回半径と現行の速度Ｖを用いて、上述の式６に従って、目標のロール角Ａｒを算出する。そして、プロセッサ１１０ｐは、目標のロール角Ａｒと現行のロール角Ａｒを用いて、ロール角差ｄＡｒ（すなわち、基準情報ｄＡｒ）を特定してよい。
【0151】
（１２）ヨー角加速度を変化させる力を生成するように構成されている力生成装置は、操舵モータ６５、６５ａに代えて、他の任意の装置であってよい。例えば、力生成装置は、車体に対して右または左へ流れる空気流を生成するファン装置であってよい。また、駆動システム５１Ｓ（図２）、すなわち、駆動モータ５１Ｒ、５１Ｌは、右後輪１２Ｒと左後輪１２Ｌとの間のトルクの比率を制御することによって、ヨー角加速度を変化させることができる（このようなトルクの比率の制御は、トルクベクタリングとも呼ばれる）。また、車両１０は、右後輪１２Ｒ用のブレーキ装置と、左後輪１２Ｌ用のブレーキ装置を備える場合に、これらのブレーキ装置は、右後輪１２Ｒと左後輪１２Ｌとの間のブレーキ力の比率を制御することによって、ヨー角加速度を変化させることができる。力生成装置は、１種類以上の装置（操舵モータ６５、駆動システム５１Ｓ、ブレーキ装置など）を含んでよい。また、力制御装置は、１種類以上の力生成装置をそれぞれ制御する１種類以上の制御装置を含んでよい。
【0152】
（１３）車体を車両の幅方向に傾斜させるように構成されている傾斜装置の構成は、リンク機構３０（図２）の構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、リンク機構３０が台に置換されてよい。台には、駆動モータ５１Ｌ、５１Ｒが固定される。そして、第１支持部８２は、軸受によって、幅方向に回転可能に台に連結される。リーンモータ２５は、台に対して、第１支持部８２を、幅方向に回転させる。これにより、車体９０は、右方向ＤＲ側と左方向ＤＬ側とのそれぞれに、傾斜できる。また、傾斜装置は、左スライド装置と右スライド装置を備えてよい（例えば、液圧シリンダ）。左スライド装置が、左後輪１２Ｌと車体とを接続し、右スライド装置が、右後輪１２Ｒと車体とを接続してもよい。各スライド装置は、車体に対する車輪の車体上方向ＤＶＵの相対位置を変化させることができる。
【0153】
（１４）複数の車輪の総数と配置としては、種々の構成を採用可能である。例えば、複数の車輪は、車両の幅方向に互いに離れて配置された一対の車輪を含んでよい。前輪（例えば、図１（Ａ）の前輪１２Ｆ）が駆動輪であってよい。回動輪の総数は、１以上の任意の数であってよい。前輪と後輪との少なくとも一方が、回動輪を含んでよい。前輪と後輪の双方が、回動輪であってもよい。回動輪は、車両の幅方向に互いに離れて配置された一対の車輪を含んでよい。
【0154】
（１５）回動輪を支持する回動輪支持装置の構成は、図１（Ａ）等で説明した前輪支持装置４１の構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、回動輪を回転可能に支持する支持部材は、フォーク１７に代えて、片持ちの部材であってよい。また、支持部材を車体に対して幅方向に回動可能に支持する回動装置は、軸受６８に代えて、他の種々の装置であってよい。例えば、回動装置は、車体と支持部材とを連結するリンク機構であってよい。一般的には、回動輪支持装置は、回動輪の方向が車両の幅方向に回動可能であるように回動輪を支持する種々の装置であってよい。
【0155】
ここで、回動輪支持装置は、Ｋ個（Ｋは１以上の整数）の支持部材を備えてよい。各支持部材は、１以上の回動輪を回転可能に支持してよい。そして、回動輪支持装置は、車体に固定されたＫ個の回動装置を備えてよい。Ｋ個の回動装置は、Ｋ個の支持部材を、それぞれ幅方向に回動可能に支持してよい。
【0156】
（１６）回動駆動装置の構成は、操舵モータ６５（図１）の構成に代えて、回動輪の幅方向の回動を制御するトルクである回動トルクを回動輪に付与するように構成されている種々の構成であってよい。例えば、回動駆動装置は、ポンプを含み、ポンプからの液圧（例えば、油圧）を用いて回動トルクを生成してよい。いずれの場合も、回動駆動装置は、Ｋ個の支持部材のそれぞれに回動トルクを付与するように構成されてよい。例えば、回動駆動装置は、Ｋ個の支持部材のそれぞれに連結されてよい。
【0157】
（１７）制御装置１００の構成は、力生成装置（例えば、操舵モータ６５、６５ａ）を制御するように構成された力制御装置を含む種々の構成であってよい。例えば、制御装置１００は、１つのコンピュータを用いて構成されてもよい。制御装置１００の少なくとも一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用のハードウェアによって、構成されてよい。例えば、図７の操舵モータ制御部５００は、ＡＳＩＣによって構成されてよい。また、制御装置１００は、コンピュータを含む電気回路であってよく、これに代えて、コンピュータを含まない電気回路であってもよい。また、マップデータ（例えば、マップデータＭＡｒなど）によって対応付けられる入力値と出力値とは、他の要素によって対応付けられてよい。例えば、数学的関数、アナログ電気回路などの要素が、入力値と出力値とを対応付けてよい。
【0158】
（１８）車両の構成は、実施例の構成に代えて、他の種々の構成であってよい。例えば、駆動輪を駆動する駆動装置は、電気モータと内燃機関の少なくとも１つを含んでよい。車両の最大定員数は、１人に代えて、２人以上であってよい。車両は、人と荷物との少なくとも一方を乗せずに移動する装置であってよい。車両は、遠隔操作によって移動する装置であってよい。車両の制御に用いられる対応関係（例えば、マップデータによって示される対応関係）は、車両が適切に走行できるように、実験的に決定されてよい。
【0159】
上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部あるいは全部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、図７の制御装置１００の機能を、専用のハードウェア回路によって実現してもよい。
【0160】
また、本発明の機能の一部または全部がコンピュータプログラムで実現される場合には、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（例えば、一時的ではない記録媒体）に格納された形で提供することができる。プログラムは、提供時と同一または異なる記録媒体（コンピュータ読み取り可能な記録媒体）に格納された状態で、使用され得る。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、メモリーカードやＣＤ－ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種ＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスクドライブ等のコンピュータに接続されている外部記憶装置も含み得る。
【0161】
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0162】
本発明は、車両に、好適に利用できる。
【符号の説明】
【0163】
１０、１０ａ、１０ｂ…車両、１１…座席、１２Ｆ、ＦＲａ、ＦＬａ、ＦＲ、ＦＬ…前輪、１２Ｌ…左後輪、１２Ｒ…右後輪、ＲＲａ、ＲＬａ、ＲＲ…後輪、１７…前フォーク、２０…本体部、２０ａ…前壁部、２０ｂ…底部、２０ｃ…後壁部、２０ｄ…支持部、２１…中縦リンク部材、２５…リーンモータ、３０…傾斜装置（リンク機構）、３１Ｄ…下横リンク部材、３１Ｕ…上横リンク部材、３３Ｌ…左縦リンク部材、３３Ｒ…右縦リンク部材、３８…軸受、３９…軸受、４１…前輪支持装置、４１ａ…ハンドル、４２…操舵装置、４２ａ…ハンドル、４５…アクセルペダル、４６…ブレーキペダル、５１Ｌ…左駆動モータ、５１Ｒ…右駆動モータ、５１Ｓ…駆動システム、５１ａ…駆動モータ、６５…回動駆動装置、６５、６５ａ…操舵モータ、６８…軸受、７０…サスペンションシステム、７０Ｌ…左サスペンション、７０Ｒ…右サスペンション、７１Ｒ、７１Ｌ…コイルスプリング、７２Ｒ、７２Ｌ…ショックアブソーバ、７５…連結棒、８０…後輪支持部、８２…第１支持部、８３…第２支持部、９０、９０ａ…車体、９０ｃ、９０ａｃ、９０ｂｃ…重心、１００、１００ａ…制御装置、１１０…主制御部、１１０ｐ、３００ｐ、４００ｐ、５００ｐ…プロセッサ、、１１０ｖ、３００ｖ、４００ｖ、５００ｖ…揮発性記憶装置、、１１０ｎ、３００ｎ、４００ｎ、５００ｎ…不揮発性記憶装置、、１１０ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇ…プログラム、、３００ｃ、４００ｃ、５００ｃ…電力制御部、１２０…バッテリ、１２２…車速センサ、１２３…入力角センサ、１２４…車輪角センサ、１２６…方向センサ、１２６ａ…加速度センサ、１２６ｃ…制御部、１２６ｇ…ジャイロセンサ、１４５…アクセルペダルセンサ、１４６…ブレーキペダルセンサ、３００…駆動装置制御部、４００…リーンモータ制御部、５００…操舵モータ制御部、９００…駆動制御装置、９１０…回動制御装置、Ａｘｗ１…回転軸、Ａｘｗ２…回転軸、Ａｘｗ３…回転軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】