JP4894589B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、左右一対の車輪を有する車両、又は重心が高く不安定な車両に関し、特に、姿勢の傾きによって乗員に与える不安感を抑制しつつ急制動し得る車両に関する。

従来、特開２００５−３９９６２号公報（特許文献１）に記載される搬送体など、左右一対の車輪が同軸上に設けられた二輪車が提案されている。かかる従来の二輪車は、車体の傾斜角を変えて車体重心を変更させることによりバランスを取りつつ走行するように構成されている。

また、制動の際には、車輪の回転を抑止する力に対する反作用や、車体にかかる進行方向に対する負の加速度（減速度）により、車体が進行方向（例えば、前進走行中であれば前方）に傾くので、車体を後方に傾けて車体重心を進行方向と反対方向（例えば、前進走行中であれば後方）に移動させてバランスを取る。

ここで、特許文献１に記載される搬送体（車両）は、一方の車輪の回転力と他方の車輪の回転力とを機械的摩擦力によって相互に減殺して制動するものであり、急制動が要求される場合にも十分な制動力を発揮できるように構成されている。
特開２００５−３９９６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載される搬送体は、急制動が要求される場合にも十分な制動力を発揮できる上に、車輪の回転を抑止する力に対する反作用が生じないので、その分は、車体が進行方向に傾く力を抑制できるものの、車体に減速度がかかる点については、他の従来の二輪車と変わらない。そのため、この特許文献１に記載される搬送体においても、制動時には、他の従来の二輪車と同様に車体を進行方向と反対方向に傾ける必要があった。

車体を進行方向と反対方向に傾けると、それに伴い乗員も傾くため、乗員の視界が常態から大きく変動する。例えば、前進走行中の制動時には、乗員が上方を向くことになるために路面が視界から外れ、一方で、バック走行中の制動時には、乗員が下方を向くことになるために路面が目の前に迫ってくる。このような視界の変化は、乗員に不安感を与えるという問題点があった。

一方で、制動時に、乗員が不安を感じることがないように車体の傾斜量を小さくすることも考えられるが、その場合には、減速度を小さくせざるを得ず、そのために制動距離が伸びて、乗員が望む減速度に必ずしも対応できない状況が生じる。よって、例えば、乗員が障害物を回避するべく急制動を望む場合であっても、車体の傾斜量に制限があるために、望む減速度を得ることができず、障害物と接触するおそれが生じる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、例えば、制動時に車体傾斜を伴い易い車両であっても、姿勢の傾きによって乗員に与える不安を抑制しつつ急制動し得る車両を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の車両は、車体に設けられた少なくとも左右一対の車輪と、それらの車輪のトウ角をそれぞれ独立して調整するトウ角調整装置と、前記車輪の位置を前記車体に対して相対的に移動させる車輪位置調整装置と、減速度を指示する減速度指示手段と、前記減速度指示手段により指示された減速度に応じて、前記車輪のトウ角及び前記車輪の車体に対する相対的位置に関する指令値を決定する制動指令値決定手段と、前記制動指令値決定手段により決定された指令値に基づいて、前記トウ角調整装置及び前記車輪位置調整装置を作動させて、前記車輪にトウ角を付与すると共に、前記車輪の位置を前記車体に対して相対的に進行方向へ移動させて制動する制動手段と、前記車体の傾斜量を調整する車体傾斜量調整装置と、前記制動指令値決定手段により決定された指令値に応じて、前記車体の傾斜量に対応する傾斜角指令値を決定する傾斜角指令値決定手段と、前記傾斜角指令値決定手段により決定された傾斜角指令値に基づいて、前記車体傾斜量調整装置を作動させ、前記車体の傾斜量を調整する制動補助手段と、を備えている。

請求項２記載の車両は、請求項１記載の車両において、一端が前記車輪に接続され、他端が回動可能に前記車体に取り付けられた腕部と、その腕部を回動させる駆動力を付与するアクチュエータと、を備え、前記トウ角調整装置及び前記車輪位置移動装置は、前記アクチュエータを含んで構成される。

請求項１記載の車両によれば、車体に設けられている左右一対の車輪は、トウ角調整装置によってそれぞれ独立してトウ角を調整できると共に、車輪位置移動装置によって車体に対する相対的な位置を移動させることができるように構成されている。

そして、トウ角調整装置及び車輪位置移動装置が、制動手段により作動されて、車輪にトウ角が付与されると共に、車輪の位置が車体に対して相対的に進行方向へ移動される。かかるトウ角の調整と車体に対する車輪の相対的位置の変更により、車両が制動される。

よって、トウ角（トウイン角又はトウアウト角）が車輪に付与されたことにより、車輪に横力を発生させることができ、その横力を制動力として作用させることができる。

ここで、車輪の位置が車体に対して相対的に進行方向へ移動されるので、車体重心の位置を相対的に進行方向と反対方向に移動させることができる。よって、二輪車のように制動時に姿勢が変化し易い車両であっても、車体を進行方向と反対方向に大きく傾けることなく、車体にかかる減速度とのバランスを取ることができるので、乗員に与える不安感を払拭することができる。

即ち、請求項１記載の車両によれば、制動時には、車輪のトウ角と車体に対する相対的位置との両方が調整されるので、制動時に生じる姿勢の傾きによって乗員に与える不安感を抑制することができるという効果がある。
また、請求項１記載の車両によれば、減速度指示手段により減速度が指示された場合には、制動指令値決定手段により、車輪のトウ角及び車輪の車体に対する相対的位置に関する指令値が、減速度指示手段により指示された減速度に応じて決定され、そのように決定された指令値に基づいて、車輪にトウ角が付与されると共に、車輪の位置が車体に対して相対的に進行方向へ移動され、それによって制動される。よって、制動時に車輪へ付与されるトウ角は、指示された減速度に応じた大きさとされるので、指示された減速度に応じた制動力を得ることができる。よって、乗員の望む減速度に応じた制動力を得ることができるという効果がある。また、車輪の車体に対する相対的位置もまた、検出された減速度に応じて調整される。よって、乗員の望む減速度で制動する場合においても、車体を進行方向と反対方向に大きく傾けることなく車体のバランスを取ることができるので、乗員に与える不安感を払拭することができるという効果がある。なお、請求項１において、「制御指令値決定手段」により決定される「車輪のトウ角及び車輪の車体に対する相対的位置に関する指令値」は、これら両方の指令値を個々に決定することだけでなく、一方の指令値（例えば、トウ角の指令値）を決定した場合に、他方の指令値（例えば、車体に対する相対的位置の指令値）がその決定された指令値に連動して決定されるような場合も含むことを意図している。
さらに、請求項１記載の車両によれば、車体の傾斜量に対応する傾斜角指令値が、傾斜角指令値決定手段により、制動指令値決定手段により決定された指令値に応じて決定される。そして、車体傾斜量調整装置が制動補助手段により作動されて、車体の傾斜量が、傾斜角指令値決定手段により決定された傾斜角指令値に基づいて調整される。よって、補助的に車体が傾斜されて制動時のバランスがとられるので、安定性がより向上されるという効果がある。なお、車体に対する車輪の相対的位置の移動によって車体重心の位置を移動させていることが前提であるので、従来の二輪車に比べ、車体に同じ減速度がかかる場合であっても車体の傾斜量は小さくて済み、乗員の安心感を維持することが可能となる。

請求項２記載の車両によれば、請求項１記載の車両の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。一端が直接的又は間接的に車輪に接続されて、他端が回動可能に車体に取り付けられている腕部を有しており、かかる腕部が、アクチュエータによる駆動力の付与によって回動されるように構成されている。

よって、車輪は、腕部の回動に伴い、その回動方向に旋回され、その結果として、車輪にトウ角を付すことができると共に、車体に対する車輪の相対的位置を変えることができる。即ち、トウ角の変化と車体に対する相対的位置の変化とを連動させて行うことができるという効果がある。

また、トウ角の変化と車体に対する相対的位置の変化とが連動するので、制御を簡素化できるという効果がある。例えば、制御指令値決定手段による指令値の決定を、トウ角又は車体に対する相対的位置のいずれか一方の指令値に限定することができる。

さらに、トウ角調整装置及び車輪位置移動装置は、このアクチュエータを含む装置として構成されている。即ち、トウ角調整装置及び車輪位置移動装置は、かかるアクチュエータの駆動によって、車輪のトウ角と車体に対する相対的位置との両方を変化させることができる。従って、トウ角調整装置及び車輪位置移動装置を共通化でき、装置構成を簡素化できるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、添付図面における矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、それぞれ、車両１の上下方向、左右方向、前後方向を示している。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態における車両１の構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態における車両１の正面図であり、図１（ｂ）は、車両１の左側面の側面図である。また、図２（ａ）は、車両１における走行部８０の正面図であり、図２（ｂ）は、走行部８０の上面図である。

図１に示すように、車両１は、左右一対の車輪１２Ｌ，１２Ｒなどを有する走行部８０と、支持部材１４を介して走行部８０の上方（矢印Ｕ側）に配置され、乗員が乗車可能な搭乗部１１とから主に構成され、左右一対の車輪１２Ｌ，１２Ｒを回転駆動装置５２（５２Ｌ，５２Ｒ）によって回転駆動することにより走行するものである。

図１に示すように、搭乗部１１は、座席１１ａと、アームレスト１１ｂと、フットレスト（図示せず）とから主に構成される。ここで、座席１１ａは、乗員が着座するための部位であり、乗員の尻部を支持する座面部１１ａ１と、乗員の背部を支持する背面部１１ａ２とを有している。

アームレスト１１ｂは、乗員の左右上腕部を支持するためのものであり、座席１１ａの左右両側（矢印Ｌ側及び矢印Ｒ側）にそれぞれ配設されている。このアームレスト１１ｂの一方（矢印Ｒ側）には、ジョイスティック装置５１が取着されている。

ジョイスティック装置５１は、乗員によって操作される装置であり、乗員によってなされた操作状態（操作方向及び操作量）に応じて車両１の走行状態（例えば、走行速度や、加速度量又は減速度量など）を変更することができる。

なお、図示されないフットレストは、乗員の脚部を支持するためのものであり、座席１１ａの前方側（矢印Ｆ側）下方に配設されている。また、座面部１１ａ１の裏面（矢印Ｄ側の面）には、ケース４１が配設されている。このケース４１は、制御装置７０（図４参照）、加速度センサ、姿勢センサなどの各種センサ装置（図示せず）、インバータ装置（図示せず）、バッテリー装置（図示せず）などを収納するものである。ここで、図示しないバッテリー装置は、回転駆動装置５２の駆動源であると共に、制御装置７０に制御用の低電圧電源を供給する装置である。なお、本実施形態では、ケース４１を、座面部１１ａ１の裏面側に配設するように構成するが、これらを収納するケースが背面部１１ａ裏面側（矢印Ｂ側の面）に設けられる構成であってもよい。

図１及び図２に示すように、走行部８０は、一対の車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）と、それらの車輪１２を回転駆動する回転駆動装置５２（５２Ｌ，５２Ｒ）と、一端側が左の回転駆動装置５２Ｌに固着された左アーム８２Ｌと、一端側が右の回転駆動装置５２Ｒに固着された右アーム８２Ｒと、ベース部材８１と、そのベース部材８１上に載置され、軸部８２Ｌａ，８２Ｒａを介して左右アーム８２Ｌ，８２Ｒの端部に接続されているアクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒとから主に構成される。

本実施形態の車両１は、アクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動により軸部８２Ｌａ，８２Ｒａが回動され、その結果として、左アーム８２Ｌの他端側にて回転駆動装置５２Ｌを介して取り付けられている左車輪１２Ｌと、右アーム８２Ｒの他端側にて回転駆動装置５２Ｒを介して取り付けられている右車輪１２Ｒとをそれぞれ、軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させることができる。

図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動により、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒが軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回されると、例えば、２点鎖線で示す車輪１２Ｌ’，１２Ｒに位置する。このように、本実施形態の車両１は、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回することにより、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）にトウイン側のトウ角を付与することができる。

よって、本実施形態の車両１は、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）にトウイン側のトウ角を付与することができるので、トウ角の付与により車輪に生じた横力を制動力として作用させることができる。

また、図２（ｂ）に示すように、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回した場合、ベース部材８１に対する左右車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置を前方（矢印Ｆ側）へ移動させることができる。このように、ベース部材８１に対する左右車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置が前方（矢印Ｆ側）へ移動されると、その結果として、車両１の車体重心が後方へ移動することになる。

詳細は後述するが、車両１の車体重心が後方へ移動することにより、車体の加速度（減速度）に対するバランサ効果が生じ、そのバランサ効果によって、減速時における車体の傾斜を抑制することができる。

ここで、本実施形態の車両１では、一端が間接的に車輪１２Ｌ，１２Ｒの側面に接続されているアーム１２Ｌ，１２Ｒの他端が、軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに回動可能に取り付けられている。即ち、アーム１２Ｌ，１２Ｒは、端部が水平方向の回動可能にベース部材８１に取り付けられているので、アクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動によって、車輪１２Ｌ，１２Ｒへのトウ角の付与と、ベース部材８１に対する左右車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置の移動とを連動させて行うことができる。

つまり、左車輪１２Ｌを例とすると、図２（ｂ）に示すように、軸部８２Ｌａの中心と車輪１２Ｌの厚さ方向中心との距離をｓ_２とした場合、トウ角φと車輪前進距離λとの間には、以下の式（１）が成立する。
λ＝ｓ_２ｓｉｎφ …（１）

式（１）によれば、トウ角φが決まれば車輪前進距離λ（即ち、車体に対する車輪１２の相対的な進行方向の距離）が必然的に決まり、一方で、車輪前進距離λが決まればトウ角φが必然的に決まることになる。なお、車輪前進距離λは、初期状態（本実施形態では、トウ角φが０度である状態）における車輪（図２（ｂ）では、車輪１２Ｌ）の接地点Ａと移動後の車輪（図２（ｂ）では、車輪１２Ｌ’）の接地点Ｂとの間における前進方向（矢印Ｆ側）の移動距離である。

よって、本実施形態の車両１によれば、アクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動によって、車輪１２Ｌ，１２Ｒへのトウ角の付与と、ベース部材８１に対する左右車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置の移動とを連動させて行うことができ、制動時には、トウ角の付与による制動力と、ベース部材８１に対する左右車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置の移動によるバランサ効果とを同時に発現させることができる。

ここで、図３を参照して、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させたことによって奏する効果について説明する。図３（ａ）は、車輪１２Ｌ，１２Ｒが初期状態にある場合における、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）と車体重心Ｍとの位置関係を示す模式図である。また、図３（ｂ）は、車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させた場合における、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）と車体重心Ｍとの位置関係を示す模式図である。

図３（ａ）に示すように、車輪１２Ｌ，１２Ｒが初期状態にある場合、即ち、車輪１２Ｌ，１２Ｒトウ角φが０度である場合には、車体加速度（減速度）ａに対して釣り合う車体傾斜角θａは、車体加速度ａに対する慣性力の作用を示す値αとトルク反作用を示す値γとから、以下の式（２）により表される。
θａ＝α＋ｓｉｎ^−１（ｓｉｎαｔａｎγ） …（２）

なお、慣性力の作用を示す値α及びトルク反作用を示す値γは、それぞれ、以下の式（３ａ）及び（３ｂ）により表される。
ｔａｎα＝ａ …（３ａ）
ｔａｎγ＝（Ｍ×Ｒ_ｗ）／（ｍ_１×ｓ_１） …（３ｂ）

ここで、式（３ｂ）において、ｍ_１は、車体質量であり、ｓ_１は、車体重心距離であり、Ｒ_ｗは、車輪外径である。また、Ｍ＝ｍ_１＋ｍ_ｗ＋（Ｉ_ｗ／Ｒ_ｗ ^２）であり、ここで、ｍ_１は、車体質量であり、ｍ_ｗは、車輪質量であり、Ｉ_ｗは、車輪慣性モーメントであり、Ｒ_ｗは、車輪外径である。

一方、図３（ｂ）に示すように、車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させた場合、即ち、車輪１２Ｌ，１２Ｒトウイン側のトウ角φ（φ＞０）が付与された場合には、車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置がベース部材８１に対して進行方向である前方（矢印Ｆ側）へ移動するので、その結果として、車両１の車体重心が後方（矢印Ｂ側）へ移動したことによるバランサ効果が生じる。

このバランサ効果を示す値βは、以下の式（４）により表される。
ｔａｎβ＝λ／ｓ_１ …（４）

式（４）から明らかなように、バランサ効果を示す値をβは、車輪前進距離λの値が大きい程、大きい。即ち、ベース部材８１に対する車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置の移動量が大きい程、バランサ効果は大きくなる。

よって、車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させた場合には、車体加速度（減速度）ａに対して釣り合う車体傾斜角θｂは、減速度ａに対する慣性力の作用を示す値αとトルク反作用を示す値γだけでなく、バランサ効果を示す値βを用いて、以下の式（５）により表すことができる。
θｂ＝α−β＋ｓｉｎ^−１（ｓｉｎαｃｏｓβｔａｎγ） …（５）

式（５）及び式（２）から明らかなように、車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させると、車両１の車体重心が後方（矢印Ｂ側）へ移動したことによるバランサ効果が生じ、その結果、車体傾斜角θｂは、車輪１２Ｌ，１２Ｒが初期状態にある場合の車体傾斜角θａに比べて小さくなる。

よって、車輪１２Ｌ，１２Ｒを軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回させ、車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置がベース部材８１に対して進行方向である前方（矢印Ｆ側）へ移動させることにより、減速時に傾ける車体の傾斜量を少なくすることができ、車体を傾斜させずとも、大きく減速させることが可能となる。あるいは、車体を傾斜させる必要があったとしても、その傾斜量は、車体（ベース部材８１）に対する左右車輪１２Ｌ，１２Ｒの相対的位置が初期状態のまま変更されない従来の二輪車に比べて小さくて済む。

従って、本実施形態の車両１によれば、減速時における車体の傾斜を可能な限り小さくすることができるので、乗員の姿勢が大きく変わらず、乗員に与える不安感を払拭することができる。

次いで、図４及び図５を参照して、上記構成を有する車両１の電気的構成について説明する。図４は、車両１の電気的構成を示すブロック図であり、図５は、ＲＯＭ７２に格納されているトウ角指令値マップ７２ａの内容を示す模式図である。

制御装置７０は、車両１の各部を制御するための制御装置であり、図４に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、これらはバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、ジョイスティック装置５１等の複数の装置が接続されている。

ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図６に示すフローチャート）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリであり、ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリである。

ＲＯＭ７２は、トウ角指令値マップ７２ａを備えている。ここで、図５を参照して、トウ角指令値マップ７２ａについて説明する。図５に示すように、トウ角指令値マップ７２ａは、乗員によるジョイスティック装置５１の操作によって指示された減速度（単位：Ｇ）と、その減速度に対して付与すべき車輪１２（２１Ｌ，１２Ｒ）のトウ角φ（単位：度）とを対応付けたマップである。

なお、図５に示すトウ角指令値マップ７２ａにおいて、縦軸は、乗員により指示された減速度を示し、下から上へ向かうに従い、指示された減速度が大きいことを示す。一方で、横軸は、付与すべきトウ角φが０度から９０度までの範囲で割り当てられている。図５に示すトウ角指令値マップ７２ａによれば、乗員により指示された減速度が大きくなる程、より大きなトウ角φが対応付けられている。

詳細は後述するが、走行制御処理（図６参照）において、ＣＰＵ７１は、このトウ角指令値マップ７２ａの内容に基づいて、乗員が要求する（所望する）減速度に応じた車輪１２（２１Ｌ，１２Ｒ）のトウ角φの指令値を決定する。よって、図５に示すトウ角指令値マップ７２ａによれば、乗員が要求する減速度が大きい程、より大きなトウ角が車輪１２（２１Ｌ，１２Ｒ）に付与されて、より大きな制動力を得ることができる。

図４に戻って説明する。上述した制御装置７０に対し、ジョイスティック装置５１から、乗員により指示される走行状態に関する情報（正の加速度又は負の加速度（減速度）の指令値）が供給される構成になっており、制御装置７０は、入力された情報に応じた制御信号を回転駆動装置５２やアクチュエータ装置５３へ出力し、その結果として、車両１の走行及び制動が制御される。

特に、詳細は後述するが、本実施形態における制御装置７０は、ジョイスティック装置５１から制御装置７１へ減速度が供給された場合には、入力された減速度に関する情報に基づいてトウ角の指令値を決定し（図６参照）、その指令値がアクチュエータ装置５３へ出力される。その結果、Ｌアクチュエータ５３Ｌ及びＲアクチュエータ５３Ｒが駆動されるので、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒが軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに旋回されて、車両１が制動される。

ジョイスティック装置５１は、上述したように、車両１を運転する際に乗員が操作する装置であり、乗員により操作される操作レバー（図１参照）と、その操作レバーの操作状態を検出するための前後センサ５１ａ及び左右センサ（図示せず）と、前後センサ５１ａ及び左右センサ（図示せず）の検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを主に備えている。

前後センサ５１ａは、操作レバーの前後方向（図１における矢印Ｆ−Ｂ方向）への操作状態（位置及び前後操作量）を検出するためのセンサであり、ＣＰＵ７１は、前後センサ５１ａの検出結果（操作レバーの位置及び前後操作量）に基づいて、回転駆動装置５２の駆動状態を制御する。これにより、車両１は、乗員による操作レバーの前後操作量に応じた加速度量（加速度量ａ）で加速又は減速される。

具体的には、乗員がジョイスティック装置５１の操作レバーを前方側（図１における矢印Ｆ側）へ操作した場合には、車両１は、その操作量に基づいてＣＰＵ７１により取得された正の加速度で加速される。一方で、乗員がジョイスティック装置５１の操作レバーを後方側（図１における矢印Ｂ側）へ操作した場合には、車両１は、その操作量に基づいてＣＰＵ７１により取得された負の加速度（減速度）で制動される。

回転駆動装置５２は、上述したように、左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒを回転駆動させるための駆動装置であり、左車輪１２Ｌに回転駆動力を付与するホイールモータであるＬモータ５２Ｌと、右車輪１２Ｒに回転駆動力を付与するホイールモータであるＲモータ５２Ｒと、それら各モータ５２Ｌ，５２ＲをＣＰＵ７１から出力される駆動トルク、速度、回転方向などの各種信号に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。

アクチュエータ装置５３は、上述したように、左アーム８２Ｌを軸部８２Ｌａ周りに回動するＬアクチュエータ５３Ｌ、及び右アーム８２Ｒを軸部８２Ｒａ周りに回動するＲアクチュエータ５３Ｒを駆動するための装置である。このアクチュエータ装置５３は、回転アクチュエータ（モータ）であるＬアクチュエータ５３Ｌと、同様の回転アクチュエータであるＲアクチュエータ５３Ｒと、これらのアクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒを駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。

また、他の入出力装置５４としては、例えば、車両１の走行状態（走行速度や走行距離など）を検出する検出装置、その検出装置により検出された走行状態を表示して乗員に報知する表示装置（図示せず）、或いは、車両１に作用する加速度を検出する加速度センサなどが例示される。

次に、図６のフローチャートを参照して、上記のように構成される本実施形態の車両１における制御装置７０による、走行制御処理について説明する。図６は、車両１の制御装置７０（ＣＰＵ７１）で実行される走行制御処理を示すフローチャートである。

図６に示す走行制御処理は、制御装置７０に電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって所定時間毎（例えば、０．０１ｓｅｃ毎）に繰り返し実行される処理であり、まず、ジョイスティック装置５１が乗員によって操作されたかを確認する（Ｓ１）。Ｓ１の処理により確認した結果、ジョイスティック装置５１が操作されていない場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、そのまま、この走行制御処理を終了する。

一方で、Ｓ１の処理により確認した結果、ジョイスティック装置５１が操作された場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、その操作が制動操作であるか、即ち、ジョイスティック装置５１の操作レバーが後方側（図１における矢印Ｂ側）へ操作されたかを確認する（Ｓ２）。

Ｓ２の処理により確認した結果、制動操作でない場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、車両１をジョイスティック装置５１の操作状態に応じた走行状態へ移行するその他の処理を実行し（Ｓ７）、この走行制御処理を終了する。例えば、Ｓ２の処理により、ジョイスティック装置５１の操作レバーが前方側（図１における矢印Ｆ側）へ操作されたことが確認された場合には、その他の処理（Ｓ７）の実行により、車両１が操作レバーの操作量に応じた正の加速度で加速される。

一方で、Ｓ２の処理により確認した結果、ジョイスティック装置５１への操作が制動動作である場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、操作レバーの操作量からブレーキ入力値を取得し（Ｓ３）、取得したブレーキ入力値から減速度ａを算出する（Ｓ４）。よって、Ｓ３及びＳ４の処理によって、乗員がジョイスティック装置５１の操作によって指示した減速度、即ち、乗員が所望する減速度が取得（算出）される。

Ｓ４の処理後、トウ角指令値マップ７２ａを参照し、算出された減速度ａから、トウ角φの指令値を決定し（Ｓ５）、決定されたトウ角φの指令値をアクチュエータ装置５３（５３Ｌ，５３Ｒ）へ出力し（Ｓ６）、この走行制御処理を終了する。

Ｓ６の処理により、Ｓ５の処理によって決定されたトウ角φの指令値がアクチュエータ装置５３（５３Ｌ，５３Ｒ）へ出力されると、アクチュエータ装置５３（５３Ｌ，５３Ｒ）が指令値に応じた量だけ駆動され、その結果として、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）にトウ角φが付与される。

ここで、Ｓ５の処理によって決定されるトウ角φの指令値は、乗員による操作レバーの操作量に応じた値、即ち、乗員が所望する減速度に応じた値であるので、乗員が所望する減速度に応じた減速度（制動力）を得ることのできるトウ角φが、Ｓ６の処理の結果として、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）に付与されるのである。

以上、説明したように、本実施形態の車両１によれば、乗員により制動が指示された場合に、一対の車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）の側面に間接的に接続されているアーム８２Ｌ，８２Ｒが、アクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動によって軸部８２Ｌａ，８２Ｒａ周りに回動され、その結果として、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒにトウ角が付与されると共に、該車輪１２のベース部材８１（即ち、車体）に対する相対的位置が進行方向である前方へと移動される。

よって、トウ角が車輪１２に付与されたことにより制動力が得られると共に、車体重心の位置を相対的に進行方向と反対方向に移動させることができ、その結果として、制動時に生じる姿勢の傾きによって乗員に与える不安感を抑制することができる。

ここで、本実施形態の車両１によれば、乗員によるジョイスティック装置５１の操作状態に応じたトウ角の指令値が決定されるので、乗員の望む減速度に応じた制動力を得ることができる共に、そのように乗員の望む減速度で制動する場合においても、車体を進行方向と反対方向に大きく傾けることなく車体のバランスを取ることができ、乗員に与える不安感を払拭することができる。

また、本実施形態の車両１によれば、左右のアクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動により、左右のアーム８２Ｌ，８２Ｒが軸部８２Ｌａ，８２Ｒａの周りに回動され、その結果として、各車輪１２Ｌ，１２Ｒのトウ角の変化とベース部材８１に対する相対的位置の変化との両方を連動させることができる（又は、同時に変化させることができる）。

よって、このように各車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）のトウ角の変化と車体に対する相対的位置の変化とが連動するので、トウ角と車体に対する相対的位置との両方を調整する際の制御を簡略化することができる。即ち、乗員によるジョイスティック装置５１の操作状態に応じて決定されるトウ角の指令値のみで、トウ角と車体に対する相対的位置との両方を調整することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施形態では、左右のアクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒの駆動により、各車輪１２Ｌ，１２Ｒのトウ角の変化とベース部材８１に対する相対的位置の変化との両方を連動させることができるように構成したが、車輪１２のトウ角を調整する装置と、車輪１２の位置を車体に対して相対的に移動させる装置とを別々に設け、車輪１２のトウ角と車体に対する相対的位置とをそれぞれ独立して変化（調整）する構成としてもよい。なお、車輪１２のトウ角を調整する装置と車輪１２の位置を車体に対して相対的に移動させる装置とが共通化されている場合、装置構成を簡素化できるという点において好ましい。

また、車輪１２のトウ角と車体に対する相対的位置とをそれぞれ独立して変化させる場合には、トウ角の指令値と車体に対する相対的位置の指令値とを別々に取得するように構成してもよい。

また、上記実施形態は、減速度に応じたトウ角の指令値を取得する構成としたが、車体に対する相対的位置の指令値を減速度に応じて取得するように構成してもよい。例えば、トウ角指令値マップ７２ａと同様に、乗員により指示された減速度と車輪前進距離λ（図３参照）とを対応付けたマップに基づいて車体に対して位置すべき車輪１２の相対的位置を取得してもよい。

また、上記実施形態では、ジョイスティック装置５１の操作状態に応じた減速度、即ち、乗員により指示された減速度に応じて車輪１２のトウ角の指令値を取得するように構成したが、加速度計により検出された減速度に応じてトウ角の指令値を取得するような構成であってもよい。

なお、上記実施形態では、乗員により操作されるジョイスティック装置５１を、アームレスト１１ｂに執着される構成としたが、ジョイスティック装置５１に換えて、有線又は無線で制御装置７０に接続されるリモコン装置などとしてもよい。また、このジョイスティック装置５１を乗員が制動を指示する操作部（指示入力部）として構成したが、ジョイスティック装置５１に換えて足踏みペダルなどの操作部材を制動指示用の操作部として構成してもよい。

また、上記実施形態では、前進時の制動についてのみ説明したが、本発明はバック走行時の制動に対しても同様に適用可能である。具体的には、バック走行時に乗員から制動指示があった場合に、アクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒを駆動させ、左車輪１２Ｌが上方から見て反時計回りに旋回させ、右車輪１２Ｒが上方から見て時計回りに旋回させればよい。その結果、トウ角が車輪１２に付与されると共に、車体重心の位置を相対的に進行方向である後方側と反対方向である前方側に移動させることができ、前進時の制動において奏する効果と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施形態では、左右車輪１２Ｌ，１２Ｒのそれぞれに対してアクチュエータ５３Ｌ，５３Ｒを設けるように構成したが、１つのアクチュエータによって両車輪１２Ｌ，１２Ｒを旋回させ、トウ角の付与及び車体に対する相対的位置の調整を行うように構成してもよい。

また、制動の際に、車輪１２のトウ角及び車体に対する相対的位置の調整に加え、制動補助手段によって車体傾斜角を調整する構成としてもよい。例えば、走行制御処理（図６参照）におけるＳ５の処理により決定されたトウ角φから、式（１）に従い車輪前進距離λを求め、トウ角φ及び車輪前進距離λなどから式（５）に基づいて車体傾斜角θｂの指令値を決定することにより、車体の傾斜量を調整することができる。

このように、制動の際に、車輪１２のトウ角及び車体に対する相対的位置の調整に加え、車体傾斜角を調整することにより、制動時の車体のバランスがとられるので、安定性がより向上される、なお、車体に対する車輪１２の相対的位置の移動によって車体重心の位置を移動させていることが前提であるので、従来の二輪車に比べ、車体に同じ減速度がかかる場合であっても車体の傾斜量は小さくて済み、乗員の安心感を維持することが可能である。

また、上記実施形態では、車両１を二輪車として構成したが、少なくとも左右一対の車輪を有する車両（例えば、左右一対の車輪を有する三輪車）に対して適用でき、その場合においても上記実施形態と同様の効果を奏する。

なお、上記実施形態において、請求項１記載の制動手段としては、Ｓ６の処理が該当し、請求項１記載の減速度検出手段としては、Ｓ３，Ｓ４の処理が該当し、請求項１記載の制動指令値決定手段としては、Ｓ５の処理が該当する。

（ａ）は、本発明の一実施形態における車両の正面図であり、（ｂ）は、車両の側面図である。 （ａ）は、走行部の正面図であり、（ｂ）は、走行部の上面図である。 （ａ）は、車輪が初期状態にある場合における、車輪と車体重心との位置関係を示す模式図であり、（ｂ）は、車輪を軸部周りに旋回させた場合における、車輪と車体重心との位置関係を示す模式図である。 車両の電気的構成を示すブロック図である。 トウ角指令値マップの内容を示す模式図である。 車両の制御装置で実行される走行制御処理を示すフローチャートである。

１２ 車輪
１２Ｌ 左車輪（車輪）
１２Ｒ 右車輪（車輪）
５３ アクチュエータ装置（トウ角調整手段，車輪位置調整手段）
５３Ｌ Ｌアクチュエータ（トウ角調整手段の一部，車輪位置調整手段の一部）
５３Ｒ Ｒアクチュエータ（トウ角調整手段の一部，車輪位置調整手段の一部）
８２Ｌ アーム（腕部）
８２Ｒ アーム（腕部）

Claims (2)

1. 車体に設けられた少なくとも左右一対の車輪と、
   それらの車輪のトウ角をそれぞれ独立して調整するトウ角調整装置と、
   前記車輪の位置を前記車体に対して相対的に移動させる車輪位置調整装置と、
   減速度を指示する減速度指示手段と、
   前記減速度指示手段により指示された減速度に応じて、前記車輪のトウ角及び前記車輪の車体に対する相対的位置に関する指令値を決定する制動指令値決定手段と、
   前記制動指令値決定手段により決定された指令値に基づいて、前記トウ角調整装置及び前記車輪位置調整装置を作動させて、前記車輪にトウ角を付与すると共に、前記車輪の位置を前記車体に対して相対的に進行方向へ移動させて制動する制動手段と、
   前記車体の傾斜量を調整する車体傾斜量調整装置と、
   前記制動指令値決定手段により決定された指令値に応じて、前記車体の傾斜量に対応する傾斜角指令値を決定する傾斜角指令値決定手段と、
   前記傾斜角指令値決定手段により決定された傾斜角指令値に基づいて、前記車体傾斜量調整装置を作動させ、前記車体の傾斜量を調整する制動補助手段と、
   を備えていることを特徴とする車両。
2. 一端が前記車輪に接続され、他端が回動可能に前記車体に取り付けられた腕部と、
   その腕部を回動させる駆動力を付与するアクチュエータと、を備え、
   前記トウ角調整装置及び前記車輪位置移動装置は、前記アクチュエータを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の車両。
   

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