JP4712528B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関し、特に、車線を維持することが可能な車両に関する。

従来、車線（車両の進行方向）を認識し、その車線を追従する自動四輪車（自動車）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された自動車では、単眼カメラにより認識された車線から自動車が逸脱しようとする際に、前輪を操舵制御することにより自動車を旋回させることによって、自動車が単眼カメラにより認識された車線を追従する。

特開２００２−３６２３９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の自動車では、前輪を操舵制御することにより自動車を旋回させて、単眼カメラによって認識される車線を追従することが可能である一方、自動二輪車に上記特許文献１の自動車用の車線追従技術を適用した場合には、以下のような不都合が発生する。すなわち、自動二輪車の前輪を操舵制御することにより前輪に舵角のみを与えると、遠心力により舵角を与えた方向と反対の方向に車体が傾斜するので、車体が舵角を与えた方向と反対の方向に転倒する場合があるという不都合が発生する。したがって、自動二輪車の場合には、前輪を操舵制御することにより自動二輪車を旋回させることが困難であるので、自動二輪車がカメラによって認識される車線を追従するのが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、前輪を操舵制御することなく、車線を追従することが可能な車両を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による車両は、前輪を支持する前方フレームと、後輪を支持するとともに、前方フレームが移動可能に取り付けられる後方フレームと、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることにより重心を移動させる重心移動手段と、車両の進行方向を検出するための車線検出手段とを備え、重心移動手段により重心を移動させることによって、車線検出手段により検出された車線を維持する。

この一の局面による車両では、上記のように、重心を移動させる重心移動手段と、車両の進行方向を検出するための車線検出手段とを設けるとともに、重心移動手段により重心を移動させることにより、車線検出手段により検出された車線を維持するように構成することによって、重心移動手段により運転者の意思とは関係なく重心を横方向（車体の幅方向）に積極的に移動させることができるので、車体を横方向（車体の幅方向）に傾斜させるか、または、車体を立て直させることができる。これにより、車両が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）から逸脱しようとする場合に、車体を横方向（車体の幅方向）に傾斜させることにより車両を旋回させることができるとともに、車体を立て直すことにより車両を直進させることができるので、車両が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）を追従することができる。その結果、前輪を操舵制御することなく、車両が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）を維持することができる。また、車両が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）から逸脱しようとする場合に、車体を横方向（車体の幅方向）に傾斜させるか、または、車体を立て直させることができるので、運転者に車両が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）から逸脱しそうであることを体感的に知らせることができる。

上記一の局面による車両において、好ましくは、車体の傾斜を検出するための傾斜検出手段と、車体の速度を検出するための車速検出手段と、傾斜検出手段、車速検出手段および車線検出手段による検出結果に基づいて、重心移動手段を制御する制御手段とをさらに備える。このように構成すれば、傾斜検出手段および車速検出手段による検出結果に基づいて、車両の走行方向を予測することができるので、その予測された車両の走行方向と車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）とに基づいて制御手段により重心移動手段を制御することができる。これにより、予測された車両の走行方向と車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）とに応じて適切に重心を移動させることができる。

この場合、好ましくは、制御手段は、傾斜検出手段および車速検出手段による検出結果に基づいて車両の走行方向を予測し、その予測された車両の走行方向が車線検出手段により検出される車両の進行方向から逸脱するのを抑制するように、重心移動手段を制御する。このように構成すれば、車両が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）から逸脱しようとする場合に、制御手段により制御される重心移動手段によって、予測された車両の走行方向が車線検出手段により検出される車線（車両の進行方向）から逸脱するのを抑制するように重心を移動させることができるので、容易に、車両が車線（車両の進行方向）を維持するように車体を傾斜させるか、または、車体を立て直させることができる。

上記一の局面による車両において、好ましくは、前方フレームと後方フレームとは、前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられており、重心移動手段は、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させることにより重心を移動させる。このように構成すれば、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させることにより、容易に、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることができるので、重心を容易に移動させることができる。

上記前方フレームと後方フレームとが前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられている構成において、好ましくは、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させることにより、後方フレームに支持される後輪に重心移動手段による重心の移動方向と反対方向の舵角が与えられる。このように構成すれば、後輪に旋回方向と反対方向に舵角が与えられるので、旋回時の旋回半径を小さくすることができる。これにより、車体の旋回性を向上させることができる。

上記前方フレームと後方フレームとが前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられている構成において、好ましくは、重心移動手段は、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させるシリンダを含む。このようにシリンダを用いれば、重心移動手段の機構を簡素化することができるので、簡単な構成で、前方フレームおよび後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させることができる。

上記前方フレームと後方フレームとが前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられている構成において、好ましくは、前方フレームが後方フレームに対して回動する角度を規制するための規制部材をさらに備える。このように構成すれば、前方フレームが後方フレームに対して回動しすぎるのを防止することができる。

上記前方フレームと後方フレームとが前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられている構成において、好ましくは、前後方向に延びる軸線の延長線は、後輪と地面との接点近傍を通過する。このように構成すれば、前方フレームに対して後方フレームが回動する場合に、後輪は地面との接点近傍を中心に回動するので、後輪が地面に対して滑るのを抑制することができる。

上記前方フレームと後方フレームとが前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられている構成において、好ましくは、前方フレームと後方フレームとの間に配置され、前方フレームと後方フレームとを互いに回動可能に支持する軸受をさらに備える。このように構成すれば、軸受により、前方フレームを後方フレームに対して前後方向に延びる軸線の回りにスムーズに回動させることができる。

この場合、好ましくは、前方フレームは、ヘッドパイプを含み、ヘッドパイプは、ヘッドパイプから後方に突出するように形成され、前後方向に延びる軸線上に回動中心を有するとともに、軸受が取り付けられる外周面を有する凸状の第１軸受取付部を含み、後方フレームは、ヘッドパイプの凸状の第１軸受取付部に対向するように配置され、軸受が取り付けられる内周面を有する凹状の第２軸受取付部を含む。このように構成すれば、ヘッドパイプの第１軸受取付部および後方フレームの第２軸受取付部に軸受を取り付けることにより、前方フレームを後方フレームに対してより容易に回動させることができる。

上記一の局面による車両において、好ましくは、前方フレームと後方フレームとを連結するねじりバネをさらに備える。このように構成すれば、重心移動手段や制御手段の故障などにより車両の制御を行うことができなくなった場合に、ねじりバネの負荷（ねじり力）により前方フレームと後方フレームとを互いに回動していない状態にすることができるので、前輪の側面と後輪の側面とを平行に配置することができる。これにより、重心移動手段や制御手段に故障が発生した場合にも、車両の走行を無理なく続行することができる。

この場合、好ましくは、前輪の側面と後輪の側面とが平行に配置されている場合には、ねじりバネは無負荷の状態にある。このように構成すれば、重心移動手段や制御手段の故障などにより車両の制御を行うことができなくなった場合に、ねじりバネの負荷（ねじり力）により前輪の側面と後輪の側面とを容易に平行に配置することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による自動二輪車の全体構造を示した側面図である。図２〜図４は、図１に示した第１実施形態による自動二輪車のヘッドパイプとメインフレームとの接続部周辺を示した図である。図５は、図１に示した第１実施形態による自動二輪車のポンプ部および油圧シリンダの構成を示したブロック図である。なお、第１実施形態では、本発明の車両の一例として、自動二輪車について説明する。以下、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による自動二輪車１の構造について詳細に説明する。

本発明の第１実施形態による自動二輪車１では、図１に示すように、ヘッドパイプ２の後方には、メインフレーム３が配置されている。なお、ヘッドパイプ２は、本発明の「前方フレーム」の一例であり、メインフレーム３は、本発明の「後方フレーム」の一例である。また、メインフレーム３は、後方の下方向に延びるように形成されている。また、メインフレーム３には、シートレール４が接続されている。また、メインフレーム３の後部とシートレール４の後端部との間には、バックステー５が接続されている。これらのヘッドパイプ２、メインフレーム３、シートレール４およびバックステー５によって、車体フレームが構成されている。

また、ヘッドパイプ２の下方には、上下方向の衝撃を吸収するためのサスペンションを有する一対のフロントフォーク６が配置されている。この一対のフロントフォーク６の下端には、前輪７が回転可能に取り付けられている。この前輪７の上方には、前輪７を覆うようにフロントフェンダ８が配置されている。

ここで、第１実施形態では、ヘッドパイプ２の後部には、図２に示すように、後方の下方向に突出した円柱形状の軸部２ａが一体的に形成されている。なお、軸部２ａは、本発明の「第１軸受取付部」の一例である。また、メインフレーム３には、ヘッドパイプ２の軸部２ａが挿入される軸挿入孔３ａが形成されている。なお、軸挿入孔３ａは、本発明の「第２軸受取付部」の一例である。ヘッドパイプ２の軸部２ａの外周面とメインフレーム３の軸挿入孔３ａの内周面との間には、円錐形状のころ９ａを有する円錐ころ軸受（テーパーローラ軸受）９が配置されている。これにより、ヘッドパイプ２は、軸部２ａの前後方向に延びる回動軸心Ｌ１の回りに、メインフレーム３に対して回動することが可能となる。なお、円錐ころ軸受９は、本発明の「軸受」の一例であり、ヘッドパイプ２の軸部２ａの回動軸心Ｌ１は、本発明の「軸線」の一例である。また、円錐ころ軸受９は、その中心軸が、ヘッドパイプ２の軸部２ａの前後方向に延びる回動軸心Ｌ１と実質的に同一になるように配置されている。また、前後方向に延びる回動軸心Ｌ１の延長線は、図１に示すように、後方の下方向（後方斜め下方向）に延びるとともに、後輪１０と地面１００との接点近傍を通過するように形成されている。また、運転者が乗車していない状態で、重心Ｇ（図１参照）は、回動軸心Ｌ１の延長線よりも上側に配置されている。

また、図２に示すように、ヘッドパイプ２とメインフレーム３の前部との間には、スラストワッシャ１１およびゴム製のダストシール１２ａが配置されている。また、メインフレーム３の軸挿入孔３ａの内周面の後方側にも、ゴム製のダストシール１２ｂが配置されている。これらのダストシール１２ａおよび１２ｂは、ごみなどの異物がスラストワッシャ１１や円錐ころ軸受９に侵入するのを抑制する機能を有している。

また、第１実施形態では、図２および図４に示すように、ヘッドパイプ２の軸部２ａの後端部には、矩形状の横断面（図４参照）を有する突出部２ｂが一体的に形成されている。この突出部２ｂには、駆動伝達機能を有する回動部材３０がボルト８１により固定されている。回動部材３０は、図４に示すように、軸部２ａの突出部２ｂに係合する矩形状の孔部を有する係合部３０ａと、係合部３０ａから所定の間隔を隔てた位置に設けられた回動先端部３０ｂとを含んでいる。また、メインフレーム３には、図２および図４に示すように、回動部材３０を両側方から挟み込むように配置された板バネ３１が支持部材３２を介して取り付けられている。この板バネ３１は、図４に示すように、車体の後方から見て回動部材３０の左側方に当接するバネ部３１ａと、回動部材３０の右側方に当接するバネ部３１ｂとを有している。また、メインフレーム３には、板バネ３１のバネ部３１ａおよび３１ｂに当接するとともに、回動部材３０の矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向の回動角度を制限する一対の位置規制部材３３ａおよび３３ｂが互いに対向するように取り付けられている。なお、板バネ３１と一対の位置規制部材３３ａおよび３３ｂとにより、回動部材３０の回動方向（矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向）における中立位置が保持されるように構成されている。すなわち、回動部材３０が矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に回動して中立位置に位置しない場合には、回動部材３０には板バネ３１のバネ部３１ａまたは３１ｂにより回動部材３０を中立位置に戻そうとする抗力が働く。

また、第１実施形態では、メインフレーム３の上部には、図２および図３に示すように、シリンダブラケット４０ａ（図３参照）を介して、ヘッドパイプ２をメインフレーム３に対して回動させるためのアクチュエータとしての油圧シリンダ４０が取り付けられている。なお、油圧シリンダ４０は、本発明の「シリンダ」および「重心移動手段」の一例である。この油圧シリンダ４０は、図３および図４に示すように、チューブ４１と、チューブ４１の内部に配置されるピストン４２（図４参照）と、ピストン４２に固定されるピストンロッド４３と、ピストンロッド４３の端部に取り付けられる連結部材４４とを含んでいる。チューブ４１は、シリンダブラケット４０ａに固定されている。また、チューブ４１の内部は、図４に示すように、ピストン４２により２つの領域Ｒ１およびＲ２に分割されており、各々の領域Ｒ１およびＲ２には、オイルが充填されている。また、ピストンロッド４３は、チューブ４１を貫通するように配置されている。また、図３に示すように、連結部材４４は、ボルト８２により回動部材３０の回動先端部３０ｂに接続されている。第１実施形態では、油圧シリンダ４０のチューブ４１がメインフレーム３側に接続されるとともに、油圧シリンダ４０のピストン４２およびピストンロッド４３が回動部材３０を介してヘッドパイプ２側に接続される。これにより、第１実施形態では、油圧シリンダ４０のピストン４２の直線運動が回動部材３０の回転運動に変換されてヘッドパイプ２の軸部２ａに伝達されるので、ヘッドパイプ２をメインフレーム３に対して円錐ころ軸受９の回動軸心Ｌ１（図２参照）を中心に回動させることが可能となる。

また、第１実施形態では、図１および図２に示すように、油圧シリンダ４０の前方斜め上方向に、油圧シリンダ４０にオイルを供給するためのポンプ部５０が配置されている。ポンプ部５０は、図５に示すように、蓄圧器（アキュムレータ）５１が接続されたオイルポンプ５２と、切替バルブ５３とを備えている。また、ポンプ部５０には、車線追従制御部６０が電気的に接続されている。具体的には、車線追従制御部６０は、制御装置６１と、車速センサ６２と、傾斜角度センサ６３と、地磁気センサ６４と、車載カメラ６５とを含んでいる。車線追従制御部６０のうちの制御装置６１、車速センサ６２、傾斜角度センサ６３および地磁気センサ６４は、シート２６近傍に配置された制御基板（図示せず）に実装されている。また、車載カメラ６５は、自動二輪車１の前部に配置されている。なお、制御装置６１は、本発明の「制御手段」および「車線検出手段」の一例であり、車速センサ６２は、本発明の「車速検出手段」の一例であり、傾斜角度センサ６３および地磁気センサ６４は、本発明の「傾斜検出手段」の一例であり、車載カメラ６５は、本発明の「カメラ」および「車線検出手段」の一例である。蓄圧器（アキュムレータ）５１は、オイルポンプ５２で発生する圧力変動を吸収可能なように構成されている。また、蓄圧器（アキュムレータ）５１は、油圧シリンダ４０に予圧を与えることにより、油圧シリンダ４０の反応速度を向上させるとともに、安定させるための機能を有している。この蓄圧器（アキュムレータ）５１は、自動二輪車１のスタータスイッチ（図示せず）がオン状態にされた後、自動二輪車１のエンジン１９が停止されるまで常時作動している。

また、制御装置６１は、自動二輪車１の車線追従制御を行うことが可能なようにプログラミングされている。すなわち、制御装置６１は、車載カメラ６５の出力信号に基づいて車線（自動二輪車１の進行方向）を検出（演算）するとともに、車速センサ６２、傾斜角度センサ６３および地磁気センサ６４からの出力信号に基づいて自動二輪車１の走行方向を予測して、その予測された自動二輪車１の走行方向が車載カメラ６５により検出された車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱するのを抑制するように、蓄圧器（アキュムレータ）５１およびオイルポンプ５２と、切替バルブ５３とを制御するように構成されている。また、車速センサ６２は、自動二輪車１の速度を検出するとともに、その検出された値を電流値や電圧値の信号として制御装置６１に出力する機能を有している。また、傾斜角度センサ６３は、傾斜する速度（角速度）を検出するとともに、その検出された値を電流値や電圧値の信号として制御装置６１に出力する機能を有している。この傾斜角度センサ６３としては、たとえば、ロールセンサやヨーレイトセンサなどのジャイロセンサを用いることが可能である。また、地磁気センサ６４は、鉛直方向（重力が作用する方向）に対する自動二輪車１の傾斜角度を検出するとともに、その検出された値を電流値や電圧値の信号として制御装置６１に出力する機能を有している。また、車載カメラ６５は、路面に引かれている白線を検出するとともに、その検出された値を電流値や電圧値の信号として制御装置６１に出力する機能を有している。油圧シリンダ４０とポンプ部５０とは、２つの油圧パイプ５４ａおよび５４ｂにより接続されている。２つの油圧パイプ５４ａおよび５４ｂは、図４に示すように、ピストン４２により分割されたチューブ４１内の２つの領域Ｒ１およびＲ２にそれぞれ接続されている。

また、第１実施形態では、図３に示すように、メインフレーム３の前方には、ヘッドパイプ２がメインフレーム３に対して回動しすぎるのを防止するための一対のストッパ７０が設けられている。なお、ストッパ７０は、本発明の「規制部材」の一例である。また、一対のストッパ７０は、ヘッドパイプ２が回動軸心Ｌ１の回りにメインフレーム３に対して時計回りまたは反時計回りに数度回動すると当接するように形成されている。

また、ヘッドパイプ２には、図１に示すように、ハンドル１３が回動可能に取り付けられている。また、ヘッドパイプ２の前方には、前方を照射するヘッドライト１４と、ヘッドパイプ２の前方を覆うフロントカウル１５とが設けられている。また、ヘッドライト１４とヘッドパイプ２との間には、ヘッドライト１４を支持するライトステー１６が配置されている。このライトステー１６の上側には、計器類やバックミラー１７が取り付けられている。また、フロントカウル１５の下部は、後方の下方向に延びるとともに、メインフレーム３の図示しない車体カバーにネジ１８によって固定されている。

また、メインフレーム３の下方には、図１に示すように、エンジン１９が取り付けられている。このエンジン１９には、排気管２０が取り付けられている。この排気管２０は、走行方向に向かって右側に湾曲して後方の下方向へ向かうとともに、マフラー２１に連結されている。また、エンジン１９の前方の上方向には、エンジン１９を冷却するためのラジエータ２２が設けられている。また、メインフレーム３の後端部には、ピボット軸２３が設けられている。このピボット軸２３により、リヤアーム２４の前端部が上下に揺動可能に軸支されている。このリヤアーム２４の後端部には、後輪１０が回転可能に取り付けられている。つまり、後輪１０は、リヤアーム２４を介してメインフレーム３に取り付けられている。この後輪１０は、旋回時に垂直方向に対して傾斜することが可能なように、進行方向から見て、下面が円弧状の部分を有するいわゆるラウンドタイヤにより形成されている。また、前輪７も、後輪１０と同様、ラウンドタイヤにより形成されている。また、メインフレーム３の上部には、燃料タンク２５が配置されている。また、燃料タンク２５の後方には、シート２６が配置されている。

図６は、本発明の第１実施形態による自動二輪車の車線追従制御方法を説明するためのフローチャートである。次に、図６を参照して、本発明の第１実施形態による自動二輪車１の車線追従制御方法について説明する。

まず、自動二輪車１のスタータスイッチ（図示せず）が運転者によりオン状態にされることにより、図６に示したステップＳ１において、車載カメラ６５により路面に引かれている白線を検出するとともに、その検出結果を制御装置６１に出力する。そして、ステップＳ２において、制御装置６１により、ステップＳ１において車載カメラ６５により検出された白線に基づいて、車線（自動二輪車１の進行方向）を演算する。

次に、ステップＳ３において、車速センサ６２により自動二輪車１の速度を検出するとともに、傾斜角度センサ６３により自動二輪車１の傾斜する速度（角速度）を検出し、地磁気センサ６４により自動二輪車１の傾斜角度を検出する。そして、その検出結果を制御装置６１に出力する。そして、ステップＳ４において、制御装置６１により、ステップＳ３において車速センサ６２により検出された自動二輪車１の速度、傾斜角度センサ６３により検出された自動二輪車１の傾斜する速度（角速度）、および、地磁気センサ６４により検出された自動二輪車１の傾斜角度に基づいて、自動二輪車１の走行方向を演算する。

次に、ステップＳ５において、制御装置６１により、ステップＳ４において演算された自動二輪車１の走行方向が、ステップＳ２において演算された車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱するかどうかが判断される。そして、ステップＳ４において演算された自動二輪車１の走行方向が、ステップＳ２において演算された車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。その一方、ステップＳ４において演算された自動二輪車１の走行方向が、ステップＳ２において演算された自動二輪車１の進行方向から逸脱すると判断された場合には、ステップＳ６に移行する。

次に、ステップＳ６において、制御装置６１により、ステップＳ３において検出された自動二輪車１の速度、傾斜する速度（角速度）および傾斜角度から、自動二輪車１がステップＳ２において演算された車線（自動二輪車１の進行方向）を維持するのに必要な要求旋回半径を演算する。そして、ステップＳ７において、制御装置６１により、自動二輪車１をステップＳ６において演算された要求旋回半径で旋回させるために必要な要求傾斜角度を演算する。

そして、ステップＳ８において、制御装置６１により、自動二輪車１をステップＳ７において演算された要求傾斜角度で傾斜させるために必要な重心移動量を演算する。そして、ステップＳ９において、制御装置６１により、重心ＧをステップＳ７において演算された重心移動量だけ移動させるように油圧シリンダ４０を作動させる。具体的には、重心Ｇを移動させて車線（自動二輪車１の進行方向）を維持するのに必要な油圧シリンダ４０のピストン４２の作動量（ストローク）を制御装置６１において演算するとともに、制御装置６１から油圧回路に設けられた切替バルブ５３に信号を送信する。これにより、切替バルブ５３が作動してオイルポンプ５２から必要量のオイルが油圧シリンダ４０内に供給される。そして、油圧シリンダ４０を作動させてメインフレーム３をヘッドパイプ２に対して回動させることにより、重心Ｇを車線（自動二輪車１の進行方向）が維持されるように移動させる。これにより、自動二輪車１が車線（自動二輪車１の進行方向）を維持することが可能となる。

図７〜図１０は、図６に示した第１実施形態による車線追従制御時の自動二輪車の動作を説明するための概略図である。次に図４、図７〜図１０および図１１を参照して、本発明の第１実施形態による車線追従制御時の自動二輪車の重心移動動作を具体的に説明する。

まず、車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）が左方向にもかかわらず、自動二輪車１が図７の（１）に示すように直進していることにより、自動二輪車１が車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとしている場合、制御装置６１により、油圧シリンダ４０内の左側の領域Ｒ１（図４参照）にオイルポンプ５２から所定量のオイルが供給されるように、オイルポンプ５２を制御する。これにより、油圧シリンダ４０のピストン４２およびピストンロッド４３が右方向に移動するとともに、回動部材３０が係合部３０ａに係合した軸部２ａの突出部２ｂを支点にして時計回り（図４の矢印Ｂ方向）に回動する。これにより、ヘッドパイプ２がメインフレーム３を基準にして時計回りに相対的に回動する。このことは、メインフレーム３がヘッドパイプ２に対して回動軸心Ｌ１を中心に反時計回りに相対的に回動することを意味するので、図７の（２）に示すように、重心Ｇが左側に移動するとともに、自動二輪車１がねじれることによって後輪１０に右方向の微小な舵角が与えられる。そして、重心Ｇが左側に移動するので、図７の（３）に示すように、自動二輪車１が左側に傾斜する。これにより、キャンバースラストが発生するとともに、後輪１０に微小な舵角が与えられるので、自動二輪車１が左方向に旋回する。

また、車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）が右方向にもかかわらず、自動二輪車１が図８の（１）に示すように直進していることにより、自動二輪車１が車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとしている場合には、制御装置６１により、油圧シリンダ４０内の右側の領域Ｒ２（図１１参照）にオイルポンプ５２から所定量のオイルが供給されるようにオイルポンプ５２を制御する。これにより、油圧シリンダ４０のピストン４２およびピストンロッド４３が左方向に移動するとともに、回動部材３０が係合部３０ａに係合した軸部２ａの突出部２ｂを支点にして反時計回り（図１１の矢印Ａ方向）に回動する。これにより、ヘッドパイプ２がメインフレーム３を基準にして反時計回りに相対的に回動する。このことは、メインフレーム３がヘッドパイプ２に対して回動軸心Ｌ１を中心に時計回りに相対的に回動することを意味するので、図８の（２）に示すように、重心Ｇが右側に移動するとともに、自動二輪車１がねじれることによって後輪１０に左方向の微小な舵角が与えられる。そして、重心Ｇが右側に移動するので、図８の（３）に示すように、自動二輪車１が右側に傾斜する。これにより、キャンバースラストが発生するとともに、後輪１０に微小な舵角が与えられるので、自動二輪車１が右方向に旋回する。

また、車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）が直進にもかかわらず、自動二輪車１が図９の（１）に示すように左方向に旋回していることにより、自動二輪車１が車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとしている場合には、制御装置６１により、油圧シリンダ４０内の右側の領域Ｒ２（図１１参照）にオイルポンプ５２から所定量のオイルが供給されるように、オイルポンプ５２を制御する。これにより、油圧シリンダ４０のピストン４２およびピストンロッド４３が左方向に移動するとともに、回動部材３０が係合部３０ａに係合した軸部２ａの突出部２ｂを支点にして反時計回り（図１１の矢印Ａ方向）に回動する。これにより、ヘッドパイプ２がメインフレーム３を基準にして反時計回りに相対的に回動する。このことは、メインフレーム３がヘッドパイプ２に対して回動軸心Ｌ１を中心に時計回りに相対的に回動することを意味するので、図９の（２）に示すように、重心Ｇが左側から右側に移動する。そして、重心Ｇの右側への移動に伴い前輪７が右側に移動する。このとき、図１１に示した状態から、制御装置６１によりオイルポンプ５２から油圧シリンダ４０内の左側の領域Ｒ１に所定量のオイルを供給することによって、ピストン４２およびピストンロッド４３を右方向に移動させるとともに、回動部材３０を係合部３０ａに係合した軸部２ａの突出部２ｂを支点にして時計回り（矢印Ｂ方向）に回動させる。これにより、図９の（２）に示した重心Ｇを左側に移動させるとともに、後輪１０を左側に移動させる。この結果、図９の（３）に示すように、前輪７の側面および後輪１０の側面が平行に配置されて、車体が立て直されるとともに、自動二輪車１が直進する。

また、車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）が直進にもかかわらず、自動二輪車１が図１０の（１）に示すように右方向に旋回していることにより、自動二輪車１が車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとしている場合には、制御装置６１により、油圧シリンダ４０内の左側の領域Ｒ１（図４参照）にオイルポンプ５２から所定量のオイルが供給されるように、オイルポンプ５２を制御する。これにより、油圧シリンダ４０のピストン４２およびピストンロッド４３が右方向に移動するとともに、回動部材３０が係合部３０ａに係合した軸部２ａの突出部２ｂを支点にして時計回り（図４の矢印Ｂ方向）に回動する。これにより、ヘッドパイプ２がメインフレーム３を基準にして時計回りに相対的に回動する。このことは、メインフレーム３がヘッドパイプ２に対して回動軸心Ｌ１を中心に反時計回りに相対的に回動することを意味するので、図１０の（２）に示すように、重心Ｇが右側から左側に移動する。そして、重心Ｇの左側への移動に伴い前輪７が左側に移動する。このとき、制御装置６１によりオイルポンプ５２から油圧シリンダ４０内の右側の領域Ｒ２に所定量のオイルを供給することによって、ピストン４２およびピストンロッド４３を左方向に移動させるとともに、回動部材３０を係合部３０ａに係合した軸部２ａの突出部２ｂを支点にして反時計回り（矢印Ａ方向）に回動させる。これにより、図１０の（２）に示した重心Ｇを右側に移動させるとともに、後輪１０を右側に移動させる。この結果、図１０の（３）に示すように、前輪７の側面および後輪１０の側面が平行に配置されて、車体が立て直されるとともに、自動二輪車１が直進する。このようにして、自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとした際には、自動二輪車１の車線追従制御が行われる。

第１実施形態では、上記のように、重心Ｇを移動させる油圧シリンダ４０と、自動二輪車１の進行方向を検出するための車載カメラ６５とを設けるとともに、油圧シリンダ４０により重心Ｇを移動させることにより、車載カメラ６５により検出された車線を維持するように構成することによって、油圧シリンダ４０により運転者の意思とは関係なく重心Ｇを横方向（車体の幅方向）に積極的に移動させることができるので、車体を横方向（車体の幅方向）に傾斜させるか、または、車体を立て直させることができる。これにより、自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとする場合に、車体を横方向（車体の幅方向）に傾斜させることにより自動二輪車１を旋回させることができるとともに、車体を立て直すことにより自動二輪車１を直進させることができるので、自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）を追従することができる。その結果、前輪７を操舵制御することなく、自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）を維持することができる。また、自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとする場合に、車体を横方向（車体の幅方向）に傾斜させるか、または、車体を立て直させることができるので、運転者に自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しそうであることを体感的に知らせることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、車体の傾斜する速度を検出するための傾斜角度センサ６３と、車体の傾斜角度を検出するための地磁気センサ６４と、車体の速度を検出するための車速センサ６２と、傾斜角度センサ６３、地磁気センサ６４、車速センサ６２および車載カメラ６５による検出結果に基づいて、油圧シリンダ４０を制御する制御装置６１とを設けることによって、傾斜角度センサ６３、地磁気センサ６４および車速センサ６２による検出結果に基づいて、自動二輪車１の走行方向を予測することができるので、その予測された自動二輪車１の走行方向と車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）とに基づいて制御装置６１により油圧シリンダ４０を制御することができる。これにより、予測された自動二輪車１の走行方向と車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）とに応じて適切に重心Ｇを移動させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御装置６１を、傾斜角度センサ６３、地磁気センサ６４および車速センサ６２よる検出結果に基づいて自動二輪車１の走行方向を予測し、その予測された自動二輪車１の走行方向が車載カメラ６５により検出される自動二輪車１の進行方向から逸脱するのを抑制するように、油圧シリンダ４０を制御するように構成することによって、自動二輪車１が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱しようとする場合に、制御装置６１により制御される油圧シリンダ４０によって、予測された自動二輪車１の走行方向が車載カメラ６５により検出される車線（自動二輪車１の進行方向）から逸脱するのを抑制するように重心Ｇを移動させることができるので、容易に、自動二輪車１が車線（自動二輪車１の進行方向）を維持するように車体を傾斜させるか、または、車体を立て直させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、メインフレーム３をヘッドパイプ２対して相対的に回動させることによって、メインフレーム３に支持される後輪１０に重心Ｇの移動方向と反対方向の舵角が与えられるので、旋回時の旋回半径を小さくすることができる。これにより、車体の旋回性を向上させることができる。

図１２は、本発明の第１実施形態の第１変形例による回動部材の周辺を示した断面図である。図４および図１２を参照して、この第１実施形態の第１変形例では、図４に示した板バネ３１を用いて回動部材３０の中立位置を保持した第１実施形態とは異なり、図１２に示すように、ゴムなどの弾性部材３４を用いることにより回動部材３０の中立位置を保持する。すなわち、メインフレーム３には、ゴムなどからなる一対の弾性部材３４が取り付けられている。この一対の弾性部材３４には、それぞれ、回動部材３０の側方に当接する当接部材３５が取り付けられている。第１実施形態の第１変形例では、当接部材３５が取り付けられた一対の弾性部材３４を回動部材３０の側方に各々配置することにより、回動部材３０の回動方向（図１２のＣ方向）における中立位置を容易に保持することが可能である。

図１３〜図１５は、本発明の第１実施形態の第２変形例による自動二輪車の構造を示した図である。図１および図１３〜図１５を参照して、この第１実施形態の第２変形例では、図１に示したメインフレーム３の上部に油圧シリンダ４０が取り付けられた第１実施形態とは異なり、図１３〜図１５に示すように、ヘッドパイプ９２に油圧シリンダ４０が取り付けられる。そして、油圧シリンダ４０のピストンロッド４３がメインフレーム９３に取り付けられる。第１実施形態の第２変形例では、ヘッドパイプ９２の軸部９２ａの中心線Ｌ９１に対して直交するように延びる部分に沿って油圧シリンダ４０およびポンプ部５０を配置することによって、油圧シリンダ４０およびポンプ部５０を配置する部分を省スペース化することが可能である。

（第２実施形態）
図１６〜図１８は、本発明の第２実施形態による自動二輪車の構造を示した図である。図１６〜図１８を参照して、この第２実施形態では、車体フレームを構成するヘッドパイプ１０２とメインフレーム１０３とがねじりバネ１１３を介して連結されている場合の自動二輪車１０１の構造について説明する。なお、第２実施形態による自動二輪車１０１のヘッドパイプ１０２とメインフレーム１０３との連結部分以外の構造、および、自動二輪車１０１の動作の制御方法は、上記第１実施形態による自動二輪車１とほぼ同様である。また、ヘッドパイプ１０２は、本発明の「前方フレーム」の一例であり、メインフレーム１０３は、本発明の「後方フレーム」の一例である。

すなわち、第２実施形態では、ヘッドパイプ１０２の後部には、図１７に示すように、後方の下方向に突出した円筒形状の軸部１０２ａが一体的に形成されている。なお、軸部１０２ａは、本発明の「第１軸受取付部」の一例である。また、メインフレーム１０３には、ヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａに挿入される凹状の軸挿入部１０３ａが設けられている。なお、軸挿入部１０３ａは、本発明の「第２軸受取付部」の一例である。ヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａの外周面とメインフレーム１０３の軸挿入部１０３ａの内周面との間には、球形状の玉１０９ａを有するアンギュラ軸受１０９が配置されている。これにより、ヘッドパイプ１０２は、軸部１０２ａの前後方向に延びるねじり軸心Ｌ２の回りに、メインフレーム１０３に対して回動することが可能となる。なお、ヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａのねじり軸心Ｌ２は、本発明の「軸線」の一例である。また、アンギュラ軸受１０９は、本発明の「軸受」の一例である。また、アンギュラ軸受１０９は、その中心軸が、ヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａの前後方向に延びるねじり軸心Ｌ２と実質的に同一になるように配置されている。また、前後方向に延びるねじり軸心Ｌ２の延長線は、図１６に示すように、後方の下方向（後方斜め下方向）に延びるとともに、後輪１０と地面１００との接点近傍を通過するように形成されている。また、運転者が乗車していない状態で、重心Ｇは、ねじり軸心Ｌ２の延長線よりも上側に配置されている。

また、第２実施形態では、図１７に示すように、ヘッドパイプ１０２とメインフレーム１０３とがねじりバネ１１３を介して連結されている。このねじりバネ１１３の取付構造としては、まず、ヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａに、溝を有するスプライン穴１０２ｂが形成されている。そして、このスプライン穴１０２ｂに、ねじりバネ１１３の前部のスプライン軸部１１３ａが挿入されている。このねじりバネ１１３のスプライン軸部１１３ａは、スプライン穴１０２ｂの溝に対応してスプライン加工されている。これにより、ねじりバネ１１３の前部がヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａと一体的に回動するように固定されている。また、ヘッドパイプ１０２のスプライン穴１０２ｂの後ろ側の部分には、ねじりバネ１１３が後方に抜けるのを防止するためのＣリング１１４が嵌め込まれている。また、ねじりバネ１１３が取り付けられるメインフレーム１０３の部分に、溝を有するスプライン穴１０３ｂが形成されている。そして、このスプライン穴１０３ｂに、ねじりバネ１１３の後部のスプライン軸部１１３ｂが挿入されている。このねじりバネ１１３のスプライン軸部１１３ｂは、スプライン穴１０３ｂの溝に対応してスプライン加工されている。これにより、ねじりバネ１１３の後部がメインフレーム１０３と一体的に回動するように固定されている。また、ねじりバネ１１３の後端部には、ネジ部１１３ｃが形成されている。このねじりバネ１１３のネジ部１１３ｃは、ナット１８０によりメインフレーム１０３の内側前面に固定されている。また、ねじりバネ１１３は、前輪７の側面と後輪１０の側面とが平行に配置されている場合には、無負荷の状態（ねじり角が０度の状態）であるとともに、ヘッドパイプ１０２がメインフレーム１０３に対して回動されて前輪７の側面と後輪１０の側面とが平行に配置されていない場合には、負荷状態になるように構成されている。なお、ねじりバネ１１３を交換することにより、ねじり剛性を調整することが可能である。

また、第２実施形態では、ヘッドパイプ１０２の上部には、図１７および図１８に示すように、後方斜め上方向に延びるようにシリンダ支持部１０２ｃが一体的に設けられている。このシリンダ支持部１０２ｃの上部には、ヘッドパイプ１０２をメインフレーム１０３に対して回動させるためのアクチュエータとしての油圧シリンダ１４０が取り付けられている。なお、油圧シリンダ１４０は、本発明の「シリンダ」および「重心移動手段」の一例である。また、油圧シリンダ１４０は、図１８に示すように、チューブ１４１と、チューブ１４１の内部に配置されるピストン１４２と、ピストン１４２に固定されるピストンロッド１４３と、ピストンロッド１４３の端部を支持するピストンロッド支持部１４４とを含んでいる。チューブ１４１は、シリンダ支持部１０２ｃに固定されている。また、チューブ１４１の内部は、ピストン１４２により２つの領域Ｒ１およびＲ２に分割されており、各々の領域Ｒ１およびＲ２には、オイルが充填されている。また、ピストンロッド１４３は、チューブ１４１を貫通するように配置されている。また、ピストンロッド支持部１４４は、メインフレーム１０３の上面に固定されている。すなわち、第２実施形態では、上記した第１実施形態と異なり、油圧シリンダ１４０のチューブ１４１がヘッドパイプ１０２側に接続されるとともに、油圧シリンダ１４０のピストン１４２およびピストンロッド１４３がメインフレーム１０３側に接続される。また、ピストンロッド支持部１４４は、ピストンロッド１４３の端部にボールジョイントされている。これにより、チューブ１４１がアンギュラ軸受１０９のねじり軸心Ｌ２（図１７参照）を中心に円弧状に回動する場合に、チューブ１４１に挿入されたピストンロッド１４３をピストンロッド支持部１４４に対して左右方向（図１８参照）に移動可能にするために設けられている。これにより、円弧状の回動運動が直線運動に変換されるので、ピストンロッド１４３およびピストン１４２がチューブ１４１の内部をスムーズに動くことが可能となる。

また、第２実施形態では、油圧シリンダ１４０の後方斜め下方向には、油圧シリンダ１４０にオイルを供給するためのポンプ部５０が配置されている。また、油圧シリンダ１４０とポンプ部５０とは、２つの油圧パイプ５４ａおよび５４ｂにより接続されている。

第２実施形態では、上記のように、ヘッドパイプ１０２とメインフレーム１０３とをねじりバネ１１３を介して連結することによって、車線追従制御部６０の制御装置６１の故障などにより自動二輪車１０１に対して車線追従制御が行えなくなった場合に、ねじりバネ１１３の負荷（ねじり力）によりヘッドパイプ１０２とメインフレーム１０３とを互いに回動していない状態にすることができるので、前輪７の側面と後輪１０の側面とを平行に配置することができる。これにより、車線追従制御部６０の制御装置６１に故障が発生した場合にも、自動二輪車１０１の走行を無理なく継続して行うことができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記した第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図１９〜図２４は、本発明の第３実施形態による自動二輪車の構造を示した図である。図１９〜図２４を参照して、この第３実施形態では、車体フレームを構成するヘッドパイプ２０２とメインフレーム２０３とがバネ部材２１３を介して連結されている場合の自動二輪車２０１の構造について説明する。なお、第３実施形態による自動二輪車２０１のヘッドパイプ２０２とメインフレーム２０３との連結部分以外の構造、および、自動二輪車２０１の動作の制御方法は、上記第１実施形態による自動二輪車１とほぼ同様である。また、ヘッドパイプ２０２は、本発明の「前方フレーム」の一例であり、メインフレーム２０３は、本発明の「後方フレーム」の一例である。

すなわち、第３実施形態では、ヘッドパイプ２０２の後部には、図２０に示すように、後方の下方向に突出した円筒形状の軸部２０２ａが一体的に形成されている。なお、軸部２０２ａは、本発明の「第１軸受取付部」の一例である。また、メインフレーム２０３には、ヘッドパイプ２０２の軸部２０２ａに挿入される凹状の軸挿入部２０３ａが設けられている。なお、軸挿入部２０３ａは、本発明の「第２軸受取付部」の一例である。ヘッドパイプ２０２の軸部２０２ａの外周面とメインフレーム２０３の軸挿入部２０３ａの内周面との間には、球形状の玉２０９ａを有するアンギュラ軸受２０９が配置されている。これにより、ヘッドパイプ２０２は、軸部２０２ａの前後方向に延びる中心線Ｌ３の回りに、メインフレーム２０３に対して回動することが可能となる。なお、ヘッドパイプ１０２の軸部１０２ａの中心線Ｌ３は、本発明の「軸線」の一例である。また、アンギュラ軸受２０９は、本発明の「軸受」の一例である。また、アンギュラ軸受２０９は、その中心軸が、ヘッドパイプ２０２の軸部２０２ａの前後方向に延びる中心線Ｌ３と実質的に同一になるように配置されている。また、前後方向に延びる中心線Ｌ３の延長線は、図１９に示すように、後方の下方向（後方斜め下方向）に延びるとともに、後輪１０と地面１００との接点近傍を通過するように形成されている。また、運転者が乗車していない状態で、重心Ｇは、中心線Ｌ３の延長線よりも上側に配置されている。

また、第３実施形態では、図２０に示すように、ヘッドパイプ２０２とメインフレーム２０３とがバネ部材２１３を介して連結されている。このバネ部材２１３は、バネ鋼により形成されている。具体的には、バネ部材２１３の一方端側には、ピロボール２１３ａが設けられている。このピロボール２１３ａは、ヘッドパイプ２０２の上部に形成された支持部２０２ｂに回動可能に取り付けられている。これにより、バネ部材２１３の一方端側は、中心線Ｌ３を中心としてヘッドパイプ２０２の軸部２０２ａと一体的に回動される。また、ヘッドパイプ２０２の支持部２０２ｂには、中心線Ｌ３と実質的に平行に配置された中心線Ｌ４を中心として、所定の角度毎に凹部２０２ｃ（図２１参照）が約９０度の範囲にわたって形成されている。また、ピロボール２１３ａの挿入穴２１３ｂには、調節レバー２１３ｃのボルト部２１３ｄが挿入されて固定されている。これにより、調節レバー２１３ｃを、中心線Ｌ４を中心として回動することにより、バネ部材２１３を中心線Ｌ４を中心として回動させることが可能となる。また、調節レバー２１３ｃの支持部２０２ｂに対向する側には、図２１に示すように、支持部２０２ｂの凹部２０２ｃに対応する大きさを有する凸部２１３ｅ（図２３参照）が設けられている。この凸部２１３ｅ（図２３参照）は、調節レバー２１３ｃの内部に配置された図示しない圧縮バネにより、支持部２０２ｂ側に付勢されている。これにより、調節レバー２１３ｃを中心線Ｌ４を中心として回動する際に、所定の角度毎に形成された支持部２０２ｂの凹部２０２ｃに、調節レバー２１３ｃの凸部２１３ｅ（図２３参照）を係合させることが可能となるので、調節レバー２１３ｃを所定の角度位置で支持部２０２ｂに対して固定することが可能となる。

また、バネ部材２１３の他方端部２１３ｆは、図２２に示すように、実質的に円柱形状を有する。この他方端部２１３ｆは、図２０に示すように、その中心軸が、中心線Ｌ４と実質的に同一になるように配置されている。また、他方端部２１３ｆは、キャップ２３０およびボルト２３１により、メインフレーム２０３の上部に形成された凹部２０３ｂに中心線Ｌ４を中心として回動可能に取り付けられている。

また、第３実施形態では、図２２に示すように、バネ部材２１３のピロボール２１３ａと他方端部２１３ｆとの間に配置される中央部２１３ｇは、約１ｍｍの厚みのバネ鋼からなる平板形状を有するとともに、撓むことにより応力を発生する機能を有する。また、バネ部材２１３を調節レバー２１３ｃにより中心線Ｌ４を中心に回動することにより、撓み方向（左右方向）に対してバネ定数を調節することが可能である。

また、バネ部材２１３は、前輪７と後輪１０とが同一平面内に配置されている場合には、無負荷の状態（ねじり角が０度の状態）であるとともに、ヘッドパイプ２０２がメインフレーム２０３に対して回動されて前輪７と後輪１０とが同一平面内にない場合には、負荷状態になるように配置されている。具体的には、図２３に示すように、ヘッドパイプ２０２が中心線Ｌ３を中心として左側に回動されると、ヘッドパイプ２０２の支持部２０２ｂも中心線Ｌ３を中心として左側に回動されるので、ヘッドパイプ２０２の支持部２０２ｂは、平面的に見て中心線Ｌ３よりも左側に移動される。この際、バネ部材２１３の一方端側は、中心線Ｌ３よりも左側に移動されるとともに、バネ部材２１３の他方端部２１３ｆは、中心線Ｌ３上に配置されるので、バネ部材２１３の中央部２１３ｇは、左側に撓み、負荷状態となる。

また、第３実施形態では、ヘッドパイプ２０２の下部には、図２０に示すように、シリンダ支持部２０２ｄが一体的に設けられている。このシリンダ支持部２０２ｄには、ヘッドパイプ２０２をメインフレーム２０３に対して回動させるためのアクチュエータとしての油圧シリンダ２４０が取り付けられている。なお、油圧シリンダ２４０は、本発明の「シリンダ」および「重心移動手段」の一例である。また、油圧シリンダ２４０は、図２４に示すように、チューブ２４１と、チューブ２４１の内部に配置されるピストン２４２と、ピストン２４２に固定されるピストンロッド２４３と、ピストンロッド２４３の端部を支持するピストンロッド支持部２４４とを含んでいる。チューブ２４１は、図２０に示すように、ボルト２３２によりシリンダ支持部２０２ｄに固定されている。また、図２４に示すように、チューブ２４１の内部は、ピストン２４２により２つの領域Ｒ１およびＲ２に分割されており、各々の領域Ｒ１およびＲ２には、オイルが充填されている。また、ピストンロッド２４３は、チューブ２４１を貫通するように配置されている。また、ピストンロッド支持部２４４は、メインフレーム２０３の下部に固定されている。すなわち、第３実施形態では、上記した第１実施形態と異なり、油圧シリンダ２４０のチューブ２４１がヘッドパイプ２０２側に接続されるとともに、油圧シリンダ２４０のピストン２４２およびピストンロッド２４３がメインフレーム２０３側に接続されている。また、ピストンロッド支持部２４４は、ピストンロッド２４３の端部にボルト２３３によりボールジョイントされている。これにより、チューブ２４１がアンギュラ軸受２０９の中心線Ｌ３（図２０参照）を中心に円弧状に回動する場合に、チューブ２４１に挿入されたピストンロッド２４３をピストンロッド支持部２４４に対して左右方向（図２４参照）に移動可能にするために設けられている。これにより、円弧状の回動運動が直線運動に変換されるので、ピストンロッド２４３およびピストン２４２がチューブ２４１の内部をスムーズに動くことが可能となる。

また、第３実施形態では、油圧シリンダ２４０の後方斜め上方向には、油圧シリンダ２４０にオイルを供給するためのポンプ部５０が配置されている。また、油圧シリンダ１４０とポンプ部５０とは、２つの油圧パイプ５４ａおよび５４ｂにより接続されている。

第３実施形態では、上記のように、ヘッドパイプ２０２とメインフレーム２０３とをバネ部材２１３を介して連結することによって、車線追従制御部６０の制御装置６１の故障などにより自動二輪車２０１に対して車線追従制御が行えなくなった場合に、バネ部材２１３の負荷（撓み力）によりヘッドパイプ２０２とメインフレーム２０３とを互いに回動していない状態にすることができるので、前輪７の側面と後輪１０の側面とを平行に配置することができる。これにより、車線追従制御部６０の制御装置６１に故障が発生した場合にも、自動二輪車２０１の走行を無理なく継続して行うことができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記した第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、車両の一例として自動二輪車を示したが、本発明はこれに限らず、重心を移動させることにより旋回させることが可能な車両であれば、自動三輪車などの他の車両にも適用可能である。

また、上記実施形態では、スタータスイッチをオン状態にすることにより自動的に車線追従制御が行われる例について説明したが、本発明はこれに限らず、マニュアルスイッチなどの手動式のスイッチを用いて、運転者の意思により車線追従制御をオン状態またはオフ状態に切り替えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、車線追従制御部６０の制御装置６１、車速センサ６２、傾斜角度センサ６３および地磁気センサ６４をシート２６の近傍に配置された制御基板（図示せず）に実装する例を示したが、本発明はこれに限らず、制御装置６１、車速センサ６２、傾斜角度センサ６３および地磁気センサ６４をＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）内に設置するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、アクチュエータとして油圧シリンダを用いたが、本発明はこれに限らず、モータなどの電動式のアクチュエータを用いてもよい。

また、上記第１実施形態では、ヘッドパイプとメインフレームとを互いに回動可能に支持するために円錐ころ軸受（テーパーローラ軸受）を用いた例を示すとともに、上記第２実施形態および第３実施形態では、ヘッドパイプとメインフレームとを互いに回動可能に支持するためにアンギュラ軸受を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ヘッドパイプとメインフレームとを互いに回動可能に支持するために、第１実施形態による自動二輪車において、アンギュラ軸受を用いてもよいし、第２実施形態および第３実施形態による自動二輪車において、円錐ころ軸受を用いてもよい。また、第１実施形態および第２実施形態による自動二輪車において、ヘッドパイプとメインフレームとを互いに回動可能に支持するために円錐ころ軸受およびアンギュラ軸受以外の他の軸受を用いてもよい。

本発明の第１実施形態による自動二輪車の全体構造を示した側面図である。 図１に示した第１実施形態による自動二輪車のヘッドパイプとメインフレームとの接続部周辺の断面図である。 図１の矢印Ｐ方向から見た状態を部分的に示した図である。 図３の２００−２００線に沿った断面図である。 図１に示した第１実施形態による自動二輪車のポンプ部および油圧シリンダの構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による自動二輪車の車線追従制御方法を説明するためのフローチャートである。 図６に示した第１実施形態による車線追従制御時の自動二輪車の動作を説明するための概略図である。 図６に示した第１実施形態による車線追従制御時の自動二輪車の動作を説明するための概略図である。 図６に示した第１実施形態による車線追従制御時の自動二輪車の動作を説明するための概略図である。 図６に示した第１実施形態による車線追従制御時の自動二輪車の動作を説明するための概略図である。 図４に示したポンプ部および油圧シリンダの作動時の動作を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例による回動部材の周辺を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例による自動二輪車の全体構造を示した側面図である。 図１３に示した第１実施形態の第２変形例による自動二輪車のヘッドパイプとメインフレームとの接合部周辺の断面図である。 図１４の矢印Ｑ方向から見た状態を部分的に示した図である。 本発明の第２実施形態による自動二輪車の全体構造を示した側面図である。 図１６に示した第２実施形態による自動二輪車のヘッドパイプとメインフレームとの接続部周辺の断面図である。 図１６の矢印Ｒ方向から見た状態を部分的に示した図である。 本発明の第３実施形態による自動二輪車の全体構造を示した側面図である。 図１９に示した第３実施形態による自動二輪車のヘッドパイプとメインフレームとの接続部周辺の断面図である。 図１９に示した第３実施形態による自動二輪車のバネ部材の構造を説明するための斜視図である。 図１９に示した第３実施形態による自動二輪車のバネ部材の構造を説明するための斜視図である。 図１９に示した第３実施形態による自動二輪車のバネ部材の構造を説明するための図である。 図１９の矢印Ｓ方向から見た状態を部分的に示した図である。

符号の説明

１、１０１、２０１ 自動二輪車（車両）
２、１０２、２０２ ヘッドパイプ（前方フレーム）
２ａ、１０２ａ、２０２ａ 軸部（第１軸受取付部）
３、１０３、２０３ メインフレーム（後方フレーム）
３ａ 軸挿入孔（第２軸受取付部）
７ 前輪
９ 円錐ころ軸受（軸受）
１０ 後輪
４０、１４０、２４０ 油圧シリンダ（シリンダ、重心移動手段）
５０ ポンプ部
６０ 車線追従制御部
６１ 制御装置（制御手段、車線検出手段）
６２ 車速センサ（車速検出手段）
６３ 傾斜角度センサ（傾斜検出手段）
６４ 地磁気センサ（傾斜検出手段）
６５ 車載カメラ（カメラ、車線検出手段）
７０ ストッパ（規制部材）
１００ 地面
１０３ａ、２０３ａ 軸挿入部（第２軸受取付部）
１０９、２０９ アンギュラ軸受（軸受）
１１３ ねじりバネ
２１３ バネ部材
Ｌ１ 回動軸心（軸線）
Ｌ２ ねじり軸心（軸線）
Ｌ３ 中心線（軸線）

Claims (12)

1. 前輪を支持する前方フレームと、
   後輪を支持するとともに、前記前方フレームが移動可能に取り付けられる後方フレームと、
   前記前方フレームおよび前記後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることにより重心を移動させる重心移動手段と、
   車両の進行方向を検出するための車線検出手段とを備え、
   前記重心移動手段により重心を移動させることによって、前記車線検出手段により検出された車線を維持する、車両。
2. 前記車体の傾斜を検出するための傾斜検出手段と、
   前記車体の速度を検出するための車速検出手段と、
   前記傾斜検出手段、前記車速検出手段および前記車線検出手段による検出結果に基づいて、前記重心移動手段を制御する制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御手段は、前記傾斜検出手段および前記車速検出手段による検出結果に基づいて前記車両の走行方向を予測し、その予測された前記車両の走行方向が前記車線検出手段により検出される前記車両の進行方向から逸脱するのを抑制するように、前記重心移動手段を制御する、請求項２に記載の車両。
4. 前記前方フレームと前記後方フレームとは、前後方向に延びる軸線回りに互いに回動可能に設けられており、
   前記重心移動手段は、前記前方フレームおよび前記後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させることにより重心を移動させる、請求項１に記載の車両。
5. 前記前方フレームおよび前記後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させることにより、前記後方フレームに支持される前記後輪に前記重心移動手段による重心の移動方向と反対方向の舵角が与えられる、請求項４に記載の車両。
6. 前記重心移動手段は、前記前方フレームおよび前記後方フレームのいずれか一方を他方に対して相対的に回動させるシリンダを含む、請求項４に記載の車両。
7. 前記前方フレームが前記後方フレームに対して回動する角度を規制するための規制部材をさらに備える、請求項４に記載の車両。
8. 前記前後方向に延びる軸線の延長線は、前記後輪と地面との接点近傍を通過する、請求項４に記載の車両。
9. 前記前方フレームと前記後方フレームとの間に配置され、前記前方フレームと前記後方フレームとを互いに回動可能に支持する軸受をさらに備える、請求項４に記載の車両。
10. 前記前方フレームは、ヘッドパイプを含み、
    前記ヘッドパイプは、前記ヘッドパイプから後方に突出するように形成され、前記前後方向に延びる軸線上に回動中心を有するとともに、前記軸受が取り付けられる外周面を有する凸状の第１軸受取付部を含み、
    前記後方フレームは、前記ヘッドパイプの凸状の第１軸受取付部に対向するように配置され、前記軸受が取り付けられる内周面を有する凹状の第２軸受取付部を含む、請求項９に記載の車両。
11. 前記前方フレームと前記後方フレームとを連結するねじりバネをさらに備える、請求項１に記載の車両。
12. 前記前輪の側面と前記後輪の側面とが平行に配置されている場合には、前記ねじりバネは無負荷の状態にある、請求項１１に記載の車両。

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