JP4894792B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、一対の車輪と、一対の車輪を支持するリンク機構とを備える倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関するものである。

特に、旋回性能を向上して、安定した旋回を行うことができるとともに、乗員の負担を軽減して、快適性を確保することができる車両に関するものである。

近年、エネルギー資源の枯渇問題に鑑み、車両の省燃費化が強く要求されている。その一方で、車両の低価格化などから、車両の保有者が増大し、一人が一台の車両を保有する傾向にある。そのため、例えば、４人乗り車両を運転者一人のみが運転することで、エネルギーが無駄に消費されるという問題点があった。車両の小型化による省燃費化としては、車両を一人乗りの２輪車として構成する形態が最も効率的であるといえる。

そこで、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配設された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両等の技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特開２００６−１３８５号公報 特開２００７−２３７９９６号公報

しかしながら、前記従来の車両においては、旋回性能を向上させたり、横方向に傾斜した路面を走行したりするために、車体が備えるリンク機構を利用して車体を横方向に傾斜させる機構を備えているが、車体を傾斜させている間に、例えば、リンク機構を作動させるアクチュエータが故障して作動しなくなると、車体が横方向に傾斜したままになってしまう可能性がある。車体が横方向に傾斜したままで車両を走行させると、走行性、安全性、快適性等に支障が生じてしまう。

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、所定条件の下では、車体が備えるリンク機構と車輪とを接続する接続部の保持を解除することによって、車体の自重により車体姿勢を自律的に補正することができ、リンク機構の構成部材の不具合、故障等が発生した場合であっても車体姿勢を適切に維持することができるフールプルーフ機能を備え、乗り心地がよく、安定した走行状態を実現することができる安全性の高い車両を提供することを目的とする。

そのために、本発明の車両においては、車体と、該車体に取り付けられた一対の回転可能な車輪と、前記車体を傾斜させるアクチュエータ装置と、該アクチュエータ装置を制御して前記車体の姿勢を制御する制御装置とを有する車両であって、前記車体に対する前記車輪各々の相対位置を保持する接続部が配設され、前記制御装置は、所定条件で前記接続部による車輪の保持を解除し、前記車体の自重によって前記車体の姿勢を変化させる。

本発明の他の車両においては、さらに、前記制御装置は、前記車体を傾斜させている状態で前記アクチュエータ装置に異常が生じた場合、前記車体の傾斜方向と反対側に配設された接続部による車輪の保持を解除する。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記接続部は、前記車体の両端に配設された車体側スライドユニットと、該車体側スライドユニットとスライド可能に係合し、前記車輪の支持装置に配設された車輪側スライドユニットと、前記車体側スライドユニットと車輪側スライドユニットとを解除可能にロックするロックユニットとを備える。

本発明の更に他の車両においては、さらに、前記アクチュエータ装置に異常が生じた場合、前記アクチュエータ装置の動作を固定することによって当該アクチュエータ装置による車体の傾斜を不能とする。

請求項１及び２の構成によれば、車体を横方向に傾斜させた状態において、アクチュエータ装置に異常が生じても、適切な姿勢に変化（回復）させることができるので、走行性、快適性、安全性等の面で回復を図ることができる。

請求項３及び４の構成によれば、接続部のロックを解除するだけで、車体の自重により車体の姿勢を自律的に補正して、鉛直状態に近付けることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり乗員が搭乗した状態を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。なお、図１において、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。また、図１において、矢印Ｕ−Ｄ、Ｌ−Ｒ及びＦ−Ｂは、車両の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ示している。

図において、１０は、本実施の形態における車両であり、乗員Ｐが搭乗する搭乗部１１と、該搭乗部１１の下方に配設された車輪１２と、該車輪１２に回転駆動力を付与する回転駆動装置５２と、車輪１２を支持するリンク機構３０を作動させるアクチュエータ装置５３とを有し、倒立振り子の姿勢制御を利用して車体の前後方向の姿勢を制御する。すなわち、前記車両１０は車体を前後に傾斜させることができる。

また、前記車輪１２は、左右一対の左側の車輪１２Ｌ及び右側の車輪１２Ｒから成り、旋回時には、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒにキャンバー角を付与するとともに、搭乗部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、旋回性能の向上と乗員Ｐの快適性の確保とを図ることができるようになっている。すなわち、前記車両１０は車体を横方向（左右方向）にも傾斜させることができる。なお、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを統合的に説明する場合には、車輪１２として説明する。また、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒは、リンク機構３０によって支持され、該リンク機構３０は、後述される連結リンク４０を介して、搭乗部１１に連結されている。そして、アクチュエータ装置５３は、前記リンク機構３０を作動させることによって、車体を傾斜させる。

前記搭乗部１１は、座席１１ａ、アームレスト１１ｂ、フットレスト１１ｃ及びケース１１ｄを備える。前記座席１１ａは、車両１０の走行中に乗員Ｐが着座するための部位であり、乗員Ｐの尻部を支持する座面部１１ａ１と、乗員Ｐの背部を支持する背面部１１ａ２とを備える。また、前記フットレスト１１ｃは、乗員Ｐの足部を支持するための部位であり、座席１１ａの前方側（矢印Ｆ側）下方に配設される。さらに、前記アームレスト１１ｂは、乗員Ｐの上腕部を支持するための部位であり、前記座席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る。

そして、一対のアームレスト１１ｂの一方（矢印Ｒ側）には、操縦装置としてのジョイスティック装置５１が配設されている。乗員Ｐは、ジョイスティック装置５１を操作して、車両１０の走行状態（例えば、進行方向、走行速度、旋回方向、旋回半径等）を指示する。なお、乗員Ｐが操作して走行状態を指示することができる装置であれば、ジョイスティック装置５１に代えて他の装置、例えば、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を操縦装置として使用することもできる。

また、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック装置５１に代えて、コントローラからの走行指令を有線又は無線で受信する受信装置を操縦装置として使用することができる。また、車両１０があらかじめ決められた走行指令データに従って自動走行する場合には、前記ジョイスティック装置５１に代えて、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体に記憶された走行指令データを読み取るデータ読取り装置を操縦装置として使用することができる。

さらに、座席１１ａの後方側（矢印Ｂ側）には、ケース１１ｄが配設され、座席１１ａの底面側（矢印Ｄ側）には、図示されないバッテリー装置が配設されている。該バッテリー装置は、回転駆動装置５２及びアクチュエータ装置５３の駆動源である。また、ケース１１ｄ内には、制御装置７０、及び、図示されない各種センサ装置、インバータ装置等が収納されている。

前記車両１０は、車両制御装置としての制御装置７０を有する。該制御装置７０は、車両１０の各部を制御するための制御装置であり、図２に示されるように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備える。そして、前記ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３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、該入出力ポート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。

ここで、前記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る。また、前記ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム、固定値データ等を格納する書き換え不能な不揮発性のメモリである。さらに、前記ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータ、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。

ジョイスティック装置５１は、前述のように、車両１０を運転する際に乗員Ｐが操作する装置であり、乗員Ｐにより操作される操作レバーと、該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５１ｂと、前記前後センサ５１ａ及び左右センサ５１ｂの検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する図示されない処理回路とを備える。

前記前後センサ５１ａは、操作レバーの前後方向（矢印Ｆ−Ｂ方向）への操作状態（操作量）を検出するためのセンサである。そして、ＣＰＵ７１は、前後センサ５１ａの検出結果（操作レバーの前後操作量）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１０は、乗員Ｐが指示した走行速度で走行する。

また、前記左右センサ５１ｂは、操作レバーの左右方向（矢印Ｌ−Ｒ方向）への操作状態（操作量）を検出するためのセンサである。そして、ＣＰＵ７１は、左右センサ５１ｂの検出結果（操作レバーの左右操作量）に基づいて、回転駆動装置５２及びアクチュエータ装置５３の駆動状態をそれぞれ制御する。これにより、車両１０は、乗員Ｐが指示した旋回半径で旋回される。

すなわち、操作レバーが左右方向に操作されると、ＣＰＵ７１は、左右センサ５１ｂの検出結果に基づいて、旋回方向と旋回半径とを判断し、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒが旋回内側へ傾斜されるように、アクチュエータ装置５３を駆動制御するとともに、旋回半径に応じて左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒが差動されるように、回転駆動装置５２を駆動制御する。その結果、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒにキャンバー角が付与されるとともに、搭乗部１１が旋回内輪側へ傾斜され、旋回性能の向上と乗員Ｐの快適性の確保とが達成される。

このように、本実施の形態における車両１０では、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒにキャンバー角を付与して、キャンバースラストを発生させることで、車両１０を旋回させる。そのため、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの中心線は互いに平行に保持されており、左右に操舵（だ）されることはない。なお、必要に応じて操舵機構を設けてもよい。

前記回転駆動装置５２は、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを回転可能に支持する支持装置であるとともに、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを回転駆動させるための駆動装置であり、左の車輪１２Ｌに回転駆動力を付与する左側回転駆動装置５２Ｌと、右の車輪１２Ｒに回転駆動力を付与する右側回転駆動装置５２Ｒとから成る。なお、左側回転駆動装置５２Ｌと右側回転駆動装置５２ＲとをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する図示されない駆動回路及び駆動源を備えていてもよい。そして、左側回転駆動装置５２Ｌと右側回転駆動装置５２Ｒとを統合的に説明する場合には、回転駆動装置５２として説明する。

また、前記アクチュエータ装置５３は、リンク機構３０を屈伸させるための駆動装置であり、リンク機構３０の前方側（矢印Ｆ側）に配設される前側アクチュエータ装置５３Ｆとリンク機構３０の後方側（矢印Ｂ側）に配設される後側アクチュエータ装置５３Ｂとを含む。なお、前側アクチュエータ装置５３Ｆと後側アクチュエータ装置５３ＢとをＣＰＵ７１からの命令に基づいて駆動制御する図示されない駆動回路及び駆動源を備えていてもよい。そして、前側アクチュエータ装置５３Ｆと後側アクチュエータ装置５３Ｂとを統合的に説明する場合には、アクチュエータ装置５３として説明する。また、車両１０は、必ずしも前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂの両方を備える必要はなく、前側アクチュエータ装置５３Ｆ又は後側アクチュエータ装置５３Ｂのいずれか一方のみを備えていてもよい。

なお、本実施の形態では、前記アクチュエータ装置５３が伸縮式の電動アクチュエータ装置であって、外周面に螺（ら）旋状の雄ねじが形成されたねじ軸と、内周面に螺旋状の雌ねじが形成され、前記ねじ軸に螺合するナットとから成るすべりねじ伝動装置（Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｒｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）を備える。該すべりねじ伝動装置は、電動モータ等によってねじ軸及びナットの一方を回転させることにより、ねじ軸とナットとを軸方向に相対的に移動させる装置である。なお、前記すべりねじ伝動装置においては、ねじ軸とナットとの間にボールが介在しておらず、ねじ軸のねじ面とナットのねじ面との間にはある程度のすべり摩擦が発生する。

また、前記入出力ポート７５には、他の入出力装置５４が接続されている。該他の入出力装置５４は、例えば、車両１０の走行状態（走行速度、走行距離等）を検出する検出装置、該検出装置により検出された走行状態を表示して乗員Ｐに報知する表示装置、車両１０に作用する加速度を検出する加速度センサ等が含まれる。

次に、前記回転駆動装置５２の構造について詳細に説明する。なお、左側回転駆動装置５２Ｌと右側回転駆動装置５２Ｒとは実質的に同一の構造を有するので、ここでは、右側回転駆動装置５２Ｒについてのみ説明し、左側回転駆動装置５２Ｌについての説明は省略する。

図３は本発明の第１の実施の形態における回転駆動装置の構成を示す図である。なお、図において、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

右側回転駆動装置５２Ｒは、右の車輪１２Ｒに回転駆動力を付与するための駆動装置であり、電動モータである。また、右側回転駆動装置５２Ｒは、いわゆるインホイールモータとして構成され、図３に示されるように、車両１０の外方側（矢印Ｒ側）にはハブ５２ａが配設され、車両１０の内方側（矢印Ｌ側）には上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃが、それぞれ配設されている。

前記ハブ５２ａは、右の車輪１２Ｒのホイール１２Ｒａがハブナット及びハブボルトにより締結固定される部材であり、図３（ａ）に示されるように、右側回転駆動装置５２Ｒの図示されない駆動軸の軸心Ｏと同心の円板状に形成されている。そして、右側回転駆動装置５２Ｒの駆動軸が回転駆動されると、その回転が、ハブ５２ａを介して、ホイール１２Ｒａ伝達され、右の車輪１２Ｒが回転駆動される。

上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃは、右側回転駆動装置５２Ｒとともに車輪支持体を構成し、後述される上部リンク３１及び下部リンク３２の端部をそれぞれ軸支するための部材であり、右側回転駆動装置５２Ｒの側面（矢印Ｌ側面）に溶接固定されている。また、上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃには、上部リンク３１及び下部リンク３２を軸支するための貫通孔（こう）５２ｂ１及び５２ｃ１がそれぞれ穿（せん）設されている。

なお、上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃは、図３（ｂ）に示されるように、それぞれ一対が所定間隔を隔てつつ、互いに対向して配設されている。本実施の形態においては、前記所定間隔（矢印Ｆ−Ｂ方向寸法）が互いに等しい寸法になるように、設定されている。

また、本実施の形態においては、上部軸支プレート５２ｂの貫通孔５２ｂ１と下部軸支プレート５２ｃの貫通孔５２ｃ１とを結ぶ仮想線が、右側回転駆動装置５２Ｒの軸心Ｏと直交するように構成されている。これにより、後述されるように、リンク機構３０を４節の平行リンク機構として構成することができる。

次に、前記リンク機構３０の構造について詳細に説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の上部リンク及び下部リンクの構成を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の連結リンクの構成を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す正面図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す上面図である。なお、図４において、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図であり、図５において、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。

本実施の形態におけるリンク機構３０は、図６に示されるように、上部リンク３１及び下部リンク３２を有する。前記上部リンク３１及び下部リンク３２は、左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒに両端が軸支され、前記左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒとともに４節のリンク機構を構成する部材であり、図４に示されるように、互いに同一の形状及び寸法を備える、正面形状が略矩（く）形の板状部材である。

なお、上部リンク３１及び下部リンク３２の両端に穿設される貫通孔３３Ｒ及び３３Ｌは、左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒの上部軸支プレート５２ｂの貫通孔５２ｂ１及び下部軸支プレート５２ｃの貫通孔５２ｃ１に軸支される部位であり、上部リンク３１及び下部リンク３２の長手方向（図４左右方向）中央部に穿設される貫通孔３３Ｃは、図５に示されるような連結リンク４０に軸支される部位である。

このように、本実施の形態においては、２枚の上部リンク３１及び２枚の下部リンク３２の両端を、それぞれ左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒの上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃに軸支することによって、リンク機構３０が構成される。

また、連結リンク４０は、リンク機構３０と搭乗部１１とを連結するための部材であり、図５に示されるように、連結部材４１と乗員支持部材４２とを備える。前記連結部材４１は、上部リンク３１と下部リンク３２との連結部となる部材であり、図５（ｂ）に示されるように、側面形状が略Ｕ字状であり、図６に示されるように、その上端部が乗員支持部材４２に接続されている。

なお、図５（ａ）に示されるように、連結部材４１の上方（矢印Ｕ側）に穿設される貫通孔４３ａは、上部リンク３１の貫通孔３３Ｃに軸支される部位であり、連結部材４１の下方（矢印Ｄ側）に穿設される貫通孔４３ｂは、下部リンク３２の貫通孔３３Ｃに軸支される部位である。

乗員支持部材４２は、搭乗部１１の座席１１ａを底面側（矢印Ｄ側）から支持するための部材であり、図５（ａ）に示されるように、正面形状が略Ｕ字の一対の部材が、図５（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、棒状体により連結され、一体化されている。

また、図６及び７に示されるように、上部リンク３１の両端が左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒの上部軸支プレート５２ｂに回転可能に軸支され、下部リンク３２の両端が左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒの下部軸支プレート５２ｃに回転可能に軸支されることにより、上部リンク３１、下部リンク３２、左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒによる４節のリンク機構３０が、平行リンクとして構成される。なお、図６及び７では、図面を簡略化して理解を容易とするために、アームレスト１１ｂやフットレスト１１ｃなどの図示が省略されるとともに、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒ、連結リンク４０等は断面が示されている。

本実施の形態においては、一対のモータ装置である左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒが左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒに回転駆動力を付与する装置として機能するので、例えば、デファレンシャル装置を設けるとともに該デファレンシャル装置と左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒとを等速ジョイントにより連結するといった複雑な構造を採用することなく、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを差動させることができる。

また、左側回転駆動装置５２Ｌ及び右側回転駆動装置５２Ｒが車輪１２Ｌ及び１２Ｒの駆動源及び支持体としての機能を兼ね備えるので、部品点数を削減することができ、構造を簡素化することができる。その結果、車両１０の軽量化を図ることができ、さらに、部品コスト及び組立コストの削減を図ることができる。

さらに、連結リンク４０は、連結部材４１が上部リンク３１及び下部リンク３２に軸支されるとともに、乗員支持部材４２が搭乗部１１の座席１１ａを底面側から支持する。これにより、リンク機構３０の屈伸に伴って、連結リンク４０を傾斜させることができ、その結果、搭乗部１１を旋回内輪側へ傾斜させることができる。

さらに、図７に示されるように、リンク機構３０の前方側（矢印Ｆ側）及び後方側（矢印Ｂ側）には、前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂがそれぞれ配設されている。前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂは、リンク機構３０を屈伸させるための駆動装置であり、その両端が４節のリンク機構３０の互いに隣り合わない支持軸に接続されている。

図６に示されるように、前側アクチュエータ装置５３Ｆの下端側（本体部側）は、右側回転駆動装置５２Ｒの下部軸支プレート５２ｃに支持軸８０Ｆｃを介して軸支される。一方、前側アクチュエータ装置５３Ｆの上端側（ロッド側）は、左側回転駆動装置５２Ｌの上部軸支プレート５２ｂに支持軸８０Ｆｂを介して軸支される。これにより、前側アクチュエータ装置５３Ｆは、４節のリンク機構３０の対角線上にたすき掛けされる。

また、後側アクチュエータ装置５３Ｂの下端側（本体部側）が、左側回転駆動装置５２Ｌの下部軸支プレート５２ｃに支持軸８０Ｂｄを介して軸支される。一方、後側アクチュエータ装置５３Ｂのその上端側（ロッド側）が右側回転駆動装置５２Ｒの上部軸支プレート５２ｂに支持軸８０Ｂａを介して軸支される。これにより、後側アクチュエータ装置５３Ｂは、４節のリンク機構３０の対角線上にたすき掛けされる。また、前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂは、互いに交差するように配設される。

このように、前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂの両端を４節のリンク機構３０の互いに隣り合わない支持軸に接続した、すなわち、４節のリンク機構３０の対角線上にたすき掛けしたので、力の作用点（例えば、図６に示されるような前側アクチュエータ装置５３Ｆであれば、支持軸８０Ｆｂ及び支持軸８０Ｆｃ）から回転中心（前側アクチュエータ装置５３Ｆの両端が接続されない残りの支持軸８０Ｆａ及び支持軸８０Ｆｄ）までの距離を最大として、その分、リンク機構３０の屈伸に必要な駆動力を小さくすることができる。

その結果、リンク機構３０の屈伸をスムーズに、すなわち、高速高精度に行うことができるとともに、アクチュエータ装置５３に要求される駆動性能を低く抑えることができるので、アクチュエータ装置５３やその駆動源などを小型化して、軽量化と部品コストの削減とを図ることができる。

ところで、前記力の作用点から回転中心までの距離を長くするために、アーム部材をリンク機構３０に更に設ける場合には、前記アーム部材の分だけ重量が嵩（かさ）むとともに、リンク機構３０の屈伸時にアーム部材やアクチュエータ装置５３がリンク機構３０の外形よりも外方に突出するので、小型化を図ることができない。

これに対し、本実施の形態のように、アクチュエータ装置５３の両端をリンク機構３０の対角線上にたすき掛けすると、アーム部材を設けなくても、前記力の作用点から回転中心までの距離を最大とすることができるとともに、リンク機構３０の屈伸時にアクチュエータ装置５３がリンク機構３０の外形から外方に突出することを回避して、小型化を図ることができる。

また、前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂを互いに交差するように配設したので、前側アクチュエータ装置５３Ｆ及び後側アクチュエータ装置５３Ｂを互いに同方向に延在するように配設する場合と比較すると、リンク機構３０をいずれの方向へも均等に屈伸させることができ、車両１０の旋回動作の安定性を確保することができる。

例えば、１つのアクチュエータ装置５３を４節のリンク機構３０の対角線上にたすき掛けするようにした場合、リンク機構３０を中立位置から一方の方向（例えば、右旋回に対応）へ屈伸させるために、アクチュエータ装置５３を伸長させると、その伸長に伴って、力の作用方向とリンク機構３０の節との成す角度が漸次０度に近付く。

つまり、アクチュエータ装置５３からリンク機構３０に作用する力のうちのリンク機構３０の節を回転させるための力成分、すなわち、１つの節の回転中心と力の作用点とを接続する仮想線に対して直交する方向の力成分の割合が減少される。

一方、リンク機構３０を中立位置から他の方向（左旋回に対応）へ屈伸させるために、アクチュエータ装置５３を収縮させると、その収縮に伴って、力の作用方向とリンク機構３０の節との成す角度が漸次９０度に近付く。

つまり、アクチュエータ装置５３からリンク機構３０に作用する力のうちのリンク機構３０の節を回転させるための力成分、すなわち、１つの節の回転中心と力の作用点とを接続する仮想線に対して直交する方向の力成分の割合が増加される。

このように、リンク機構３０を屈伸させる場合、アクチュエータ装置５３を伸長させる工程では、短縮させる工程よりも大きな駆動力が必要とされる。言い換えれば、アクチュエータ装置５３を短縮させる工程は、伸長させる工程よりも少ない駆動力でリンク機構３０を屈伸させることができる。

したがって、アクチュエータ装置５３を一対備える場合、これら一対のアクチュエータ装置５３を互いに同方向に延在するように配設したのでは、リンク機構３０を１つの方向へ屈伸させる、すなわち、アクチュエータ装置５３を伸長させる工程と、他の方向へ屈伸させる、すなわち、アクチュエータ装置５３を短縮させる工程とに要する駆動力がそれぞれ異なることとなるため、リンク機構３０の屈伸量や屈伸速度を両方向、すなわち、右旋回及び左旋回で高精度に一致させることが困難となる。

その結果、リンク機構３０の屈伸、すなわち、車両１０の旋回動作が不安定となり、乗員Ｐの操作感や旋回性能の悪化を招くという不具合が生じる。さらに、アクチュエータ装置５３の作動制御が複雑化して、制御コストの増大を招く。

これに対し、本実施の形態においては、一対のアクチュエータ装置５３を互いに交差するように配設したので、リンク機構３０のいずれの方向への屈伸も、同じ駆動力で行うことができ、屈伸動作（旋回性能）の安定性を確保することができるとともに、ＣＰＵ７１の制御コストの削減を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、図６に示されるように、アクチュエータ装置５３の本体部側がロッド側よりも下方に位置するように配設されている。これにより、重量が嵩む部位を車両１０の下方に位置させ、該車両１０の重心位置を下げることができるので、その分、旋回性能の向上を図ることができる。

次に、前記構成の車両１０の動作について説明する。ここでは、旋回制御処理の動作についてのみ説明する。

図８は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の屈伸動作を説明する模式図、図９は本発明の第１の実施の形態における車両の旋回制御処理の動作を示すフローチャートである。なお、図８において、（ａ）はリンク機構が中立位置にある状態、（ｂ）はリンク機構が屈伸している状態を示している。

図８（ａ）に示されるように、リンク機構３０が中立位置にある場合、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角は０度である。また、連結リンク４０の傾斜角も０度である。そして、前側アクチュエータ装置５３Ｆが伸長駆動されると、図８（ｂ）に示されるように、リンク機構３０が屈伸され、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒに所定のキャンバー角θＲ及びθＬが付与されるとともに、連結リンク４０に所定の傾斜角θが付与される。

なお、本実施の形態においては、リンク機構３０が平行リンク機構として構成されているので、キャンバー角θＲ及びθＬ並びに傾斜角θはすべて同一の値となる。また、前側アクチュエータ装置５３Ｆが伸長駆動（収縮駆動）される場合には、後側アクチュエータ装置５３Ｂは収縮駆動（伸長駆動）されるが、ここでは、説明の都合上、後側アクチュエータ装置５３Ｂについての説明を省略する。

そして、旋回制御処理が開始されると、ＣＰＵ７１は、まず、乗員Ｐによる旋回指示があるか否か、すなわち、ジョイスティック装置５１の操作レバーが左右方向に操作されているか否かを判断する（ステップＳ１）。

なお、旋回制御処理は、制御装置７０の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって繰り返し（例えば、０．２〔ｍｓ〕間隔で）実行される処理であり、旋回時において、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒに旋回内側へのキャンバー角を付与するとともに、搭乗部１１を旋回内側へ傾斜させて、旋回内輪側に重心を移動させることで、旋回性能の向上と乗員Ｐの快適性の確保とを図る処理である。

そして、旋回指示があるか否かを判断して、旋回指示がない場合、すなわち、ジョイスティック装置５１の操作レバーが左右方向に操作されていない場合、乗員Ｐが旋回指示を行っていないということであるので、ＣＰＵ７１は旋回制御処理を終了する。

一方、旋回指示があるか否かを判断して、旋回指示がある場合、すなわち、ジョイスティック装置５１の操作レバーが左右方向に操作されている場合、ＣＰＵ７１は車速を検出し（ステップＳ２）、続いて、旋回指示量を検出する（ステップＳ３）。なお、車速は図示されない車速センサの検出信号に基づいて検出され、旋回指示量は左右センサ５１ｂの検出信号に基づいて検出される。

続いて、ＣＰＵ７１は、検出した旋回指示量に基づいて、モータの差動量、すなわち、右側回転駆動装置５２Ｒと左側回転駆動装置５２Ｌとの差動量を算出する（ステップＳ４）。この場合、旋回指示量に対応する旋回半径で車両１０が旋回することができるように、左の車輪１２Ｌと右の車輪１２Ｒとの旋回半径の差に対応する右側回転駆動装置５２Ｒと左側回転駆動装置５２Ｌとの差動量を算出する。

続いて、ＣＰＵ７１は、検出した車速及び旋回指示量に対応する旋回半径で車両１０を旋回させた際に発生する横加速度、すなわち、遠心力を算出し、該遠心力と釣り合う車体の傾斜角として、搭乗部１１の傾斜角θ、又は、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角θＬ及びθＲを算出する（ステップＳ５）。

続いて、ＣＰＵ７１は、算出した傾斜角が許容範囲内の値であるか否かを判断する（ステップＳ６）。そして、算出した傾斜角が許容範囲内である場合、ＣＰＵ７１は、算出した差動量に基づいて、モータの回転数を制御する（ステップＳ８）。すなわち、右側回転駆動装置５２Ｒ及び左側回転駆動装置５２Ｌの駆動制御を行い、前記右側回転駆動装置５２Ｒ及び左側回転駆動装置５２Ｌの回転数を制御する。

また、算出した傾斜角が許容範囲内でない場合、例えば、算出した傾斜角が、車体の転倒を招く傾斜角である場合、アクチュエータ装置５３によってリンク機構３０を屈伸させることができる限界傾斜角、すなわち、構造上動作可能な傾斜角を超えている場合等には、ＣＰＵ７１は、車体の傾斜角を再度算出した後（ステップＳ７）、算出した差動量に基づいて、モータの回転数を制御する。この場合、車体の転倒を招かず、かつ、構造上動作可能な傾斜角であって、既に算出された傾斜角に最も近い値を、再算出値としての車体の傾斜角に採用する。

続いて、ＣＰＵ７１は、算出した車両１０の傾斜角に基づいて、アクチュエータ装置５３を駆動制御して、すなわち、アクチュエータ装置５３の伸縮量の制御を行い（ステップＳ９）、旋回制御処理を終了する。

このように、本実施の形態においては、リンク機構３０を屈伸させ、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを共に旋回内側へ傾斜させることができるので、横力によるキャンバースラストを発生させ、旋回力の向上を図ることができる。

また、リンク機構３０の屈伸に伴って、搭乗部１１に連結される連結リンク４０を、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの傾斜と同時に、前記左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒと同方向へ傾斜させることができるので、旋回時に、搭乗部１１を旋回内側へ傾斜させ、車両１０の重心位置を旋回内輪側、すなわち、車両１０の重心位置を旋回内輪（図８（ｂ）に示される例における左の車輪１２Ｌ）の上方へ移動させることができるので、その分、車両重量のより多くを旋回内輪に作用させ、該旋回内輪の接地荷重を増加させることができる。

その結果、遠心力に対する対抗力を増加させることができるので、旋回内輪の浮き上がりを防止するとともに、旋回外輪と旋回内輪との接地荷重比を均一化して、旋回性能の向上を図ることができる。

また、旋回時に搭乗部１１を旋回内輪側へ傾斜させることができるので、搭乗部１１の傾斜によって、座面部１１ａ１上の乗員Ｐを横方向へ滑動させる力成分の減少を図るとともに、その分、乗員Ｐの尻部を座面部１１ａ１に押し付ける方向の力成分を増加させることができる。つまり、乗員Ｐの尻部を座面部１１ａ１に押し付ける力として横加速度である遠心力を作用させることができるので、その分、乗員Ｐに遠心力を体感させにくくすることができる。

このように、旋回時の遠心力による乗員Ｐの負担や不快感を軽減することができ、直進走行時と同様の姿勢のままで旋回を行うことができるので、乗員Ｐの快適性及び操作性の向上を図ることができる。

また、旋回時に旋回内輪の浮き上がりを防止するべく、乗員Ｐ自身が旋回内輪側へ姿勢を傾けて、又は、体重を移動させて、遠心力に対抗する必要がないので、高度な運転技術がなくても、車両１０を安定して走行させることができ、直進時と同様の姿勢のままで運転操作を行うことができる。その結果、乗員Ｐの操作負担の軽減と快適性の向上とを図ることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図１０は本発明の第２の実施の形態における車両の概略の構成を示す背面図、図１１は本発明の第２の実施の形態におけるリンク機構のスライド接続部の概略の構成を示す斜視図、図１２は本発明の第２の実施の形態におけるリンク機構のスライド接続部の概略の構成を示す上面図、図１３は本発明の第２の実施の形態における車両の姿勢を説明する図である。図１３において、（ａ）は通常の状態を示す図、（ｂ）は故障が発生した状態を示す図、（ｃ）は故障に対処した状態を示す図である。

前記第１の実施の形態においては、車両１０が直進して走行するような通常の状態では、図１３（ａ）に示されるように、車体を直立した姿勢に維持するが、車両１０が旋回して走行する場合には、アクチュエータ装置５３を駆動させてリンク機構３０を作動させ、図１３（ｂ）に示されるように、車体を横方向に傾斜させるようになっている。そして、再び直進して走行するようになると、アクチュエータ装置５３を駆動させてリンク機構３０を作動させ、図１３（ａ）に示されるように、車体を直立した姿勢に復帰させる。

ところで、世の中に存在するあらゆる装置、機器等は、いかに高品質のものであっても、故障、不具合等の発生から逃れられないものであるところ、図１３（ｂ）に示されるように、車体を横方向に傾斜させた状態において、アクチュエータ装置５３に故障、不具合等が発生すると、リンク機構３０を作動させることができず、図１３（ａ）に示されるような車体を直立した姿勢に復帰させることができなくなってしまう。

車体を横方向に傾斜したままの状態であると、乗員Ｐが直進するような操縦を行っても、車両１０は、自然と傾斜した方向に旋回するように走行するので、走行性、快適性、安全性等の面で支障が生じることになる。

そこで、本実施の形態においては、リンク機構３０と、車輪１２を支持する支持装置としての回転駆動装置５２との間に、リンク接続部としてのスライド接続部９０を配設することによって、アクチュエータ装置５３に故障、不具合等が発生した際には、リンク機構３０を回転駆動装置５２に対してスライド可能にして、車体の自重によって車体の姿勢を自律的に補正することができるようになっている。これにより、図１３（ｂ）に示されるように、車体を横方向に傾斜させた状態でアクチュエータ装置５３を作動させることができなくなっても、図１３（ｃ）に示されるように、車体の姿勢をより適切な姿勢に回復させることができる。なお、図１３において、直線αは車体の上下方向の中心線を示し、直線βは鉛直方向を示し、矢印γは車体の自重によって作用する力を示している。

具体的には、図１０〜１２に示されるように、リンク機構３０は上下方向に延在する右側壁部材３５Ｒ及び左側壁部材３５Ｌを有し、２枚の上部リンク３１及び２枚の下部リンク３２の両端は、それぞれ支持軸８０を介して、前記右側壁部材３５Ｒ及び左側壁部材３５Ｌに軸支されている。これにより、４節のリンク機構３０が平行リンクとして構成される。なお、本実施の形態においては、回転駆動装置５２の上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃは省略されている。また、リンク機構３０を屈伸させるための駆動装置であるアクチュエータ装置５３の両端は、４節のリンク機構３０の互いに隣り合わない支持軸８０に接続されている。

そして、前記右側壁部材３５Ｒ及び左側壁部材３５Ｌの外側の面には、右リンク側スライドユニット９２Ｒ及び左リンク側スライドユニット９２Ｌがそれぞれ配設されている。なお、右側壁部材３５Ｒ及び左側壁部材３５Ｌ、並びに、右リンク側スライドユニット９２Ｒ及び左リンク側スライドユニット９２Ｌを統合的に説明する場合には、各々、側壁部材３５及びリンク側スライドユニット９２として説明する。

また、上部軸支プレート５２ｂ及び下部軸支プレート５２ｃが省略された右側回転駆動装置５２Ｒ及び左側回転駆動装置５２Ｌには、右スライドユニット取付部材５５Ｒ及び左スライドユニット取付部材５５Ｌがそれぞれ配設されている。そして、前記右スライドユニット取付部材５５Ｒ及び左スライドユニット取付部材５５Ｌには、右車輪側スライドユニット９１Ｒ及び左車輪側スライドユニット９１Ｌがそれぞれ配設されている。なお、右スライドユニット取付部材５５Ｒ及び左スライドユニット取付部材５５Ｌ、並びに、右車輪側スライドユニット９１Ｒ及び左車輪側スライドユニット９１Ｌを統合的に説明する場合には、各々、スライドユニット取付部材５５及び車輪側スライドユニット９１として説明する。

そして、前記右リンク側スライドユニット９２Ｒと右車輪側スライドユニット９１Ｒとは互いにスライド可能に係合して右スライド接続部９０Ｒの構成部材として機能し、前記左リンク側スライドユニット９２Ｌと左車輪側スライドユニット９１Ｌとは互いにスライド可能に係合して左スライド接続部９０Ｌの構成部材として機能する。また、右スライド接続部９０Ｒは、右リンク側スライドユニット９２Ｒと右車輪側スライドユニット９１Ｒとをスライド不能にロックするための右ロックユニット９３Ｒを備え、左スライド接続部９０Ｌは、左リンク側スライドユニット９２Ｌと左車輪側スライドユニット９１Ｌとをスライド不能にロックするための左ロックユニット９３Ｌを備える。なお、右スライド接続部９０Ｒ及び左スライド接続部９０Ｌ、並びに、右ロックユニット９３Ｒ及び左ロックユニット９３Ｌを統合的に説明する場合には、各々、スライド接続部９０及びロックユニット９３として説明する。

ここで、前記スライド接続部９０は、車輪側スライドユニット９１とリンク側スライドユニット９２とが相互に上下方向にスライド可能なものであればいかなる種類の装置であってもよいが、例えば、リニアシステム、リニアガイドウェイシステム等と称されるものであることが望ましい。この場合、図１１に示されるように、車輪側スライドユニット９１は、上下方向に延在するレール又はガイドウェイと称される案内機構であり、リンク側スライドユニット９２は、案内機構と係合し、かつ、該案内機構に沿ってスライドする、すなわち、摺（しゅう）動するキャリッジと称される摺動体である。

そして、前記案内機構の案内面と摺動体の摺動面との間には、ボール又はローラから成る複数の転動体が介在する。これにより、摺動体の摺動面が案内機構の案内面に対して転がり案内されるので、摺動体であるリンク側スライドユニット９２は、案内機構である車輪側スライドユニット９１に沿って上下方向にスムーズにスライドすることができる。なお、前記転動体を省略し、摺動体の摺動面が案内機構の案内面に対してすべり案内されるようにしてもよい。また、車輪側スライドユニット９１が摺動体であり、リンク側スライドユニット９２が案内機構であるようにしてもよい。

さらに、前記ロックユニット９３は、いわゆる電磁ロック機構によって、リンク側スライドユニット９２と車輪側スライドユニット９１とをスライド不能にロックする装置であり、通常の状態ではリンク側スライドユニット９２と車輪側スライドユニット９１とをスライド不能にロックしており、制御装置７０からの指令によって電流が供給されるとロックを解除する。これにより、リンク側スライドユニット９２が車輪側スライドユニット９１に沿って上下方向にスライドすることができる。

なお、本実施の形態では、車体が備えるリンク機構にスライドユニットを配設する構成としたが、リンク機構自体に直接スライドユニットを配設せず、車体自体に配設する構成としてもよい。

また、アクチュエータ装置５３は、前記第１の実施の形態と同様に、駆動用のパルスモータ等の電動モータを備えた伸縮式の電動アクチュエータ装置である。また、この電動アクチュエータ装置５３は、すべりねじ伝動装置で、ねじ部にはある程度のすべり摩擦が発生するものとする。そのため、アクチュエータ装置５３に故障、不具合等が発生し、アクチュエータ装置５３が停止させられた場合、電動モータによってねじ部を回転させることができないので、アクチュエータ装置５３は伸縮不能となる。したがって、該アクチュエータ装置５３が接続されているリンク機構３０は、屈伸不能となる。

なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

次に、本実施の形態における車両１０の動作について説明する。ここでは、旋回中にアクチュエータ装置５３の異常を検出した場合の動作についてのみ説明し、その他の点の動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

図１４は本発明の第２の実施の形態における車両の横方向の姿勢角を検出する動作を説明する図、図１５は本発明の第２の実施の形態における車体の傾斜角とジョイスティック装置の入力量との関係を示す図、図１６は本発明の第２の実施の形態における本来の車両の移動軌跡と実際の車両の移動軌跡との関係を示す図、図１７は本発明の第２の実施の形態におけるアクチュエータ装置を停止させた場合の車両の姿勢を示す図、図１８は本発明の第２の実施の形態におけるスライド接続部のロックを解除した場合の車両の姿勢を示す図、図１９は本発明の第２の実施の形態におけるロックを解除した場合のスライド接続部の動作を説明する図、図２０は本発明の第２の実施の形態における旋回中にアクチュエータ装置の異常を検出した場合の車両の姿勢の変化を示す第１の図、図２１は本発明の第２の実施の形態におけるスライド接続部のスライド量の限界を説明する図、図２２は本発明の第２の実施の形態における旋回中にアクチュエータ装置の異常を検出した場合の車両の姿勢の変化を示す第２の図、図２３は本発明の第２の実施の形態における旋回中にアクチュエータ装置の異常を検出した場合の動作を示すフローチャートである。なお、図１４において、（ａ）は距離センサによって姿勢角を検出する動作を説明する第１の図、（ｂ）は距離センサによって姿勢角を検出する動作を説明する第２の図であり、図１９において、（ａ）はロックを解除する前の状態、（ｂ）はロックを解除した後の状態を示し、図２０において、（ａ）は目標姿勢角が０度である場合の動作を説明する図、（ｂ）は目標姿勢角が所定角度である場合の動作を説明する図であり、図２２において、（ａ）は通常の状態、（ｂ）は旋回中にアクチュエータ装置を停止させた状態、（ｃ）はロックを解除した状態、（ｄ）は車体が直立した姿勢に復帰した状態を示す。

まず、ＣＰＵ７１は、横方向の姿勢角θを取得する（ステップＳ１１）。なお、該姿勢角θは、前記第１の実施の形態で説明した傾斜角θであり、鉛直方向を示す直線βに対する車体の上下方向の中心線αの角度である。

前記姿勢角θは、他の入出力装置５４が車体の姿勢を検出する姿勢センサを含む場合には、該姿勢センサから取得することができる。また、図１４に示されるように、レーザセンサ等から成る距離センサ９５を利用して取得することもできる。

例えば、該距離センサ９５をリンク機構３０の下部リンク３２の上面に配設し、前記距離センサ９５から上部リンク３１までの距離δ１によって姿勢角θを取得することができる。この場合、図１４（ａ−１）及び（ａ−２）に示されるように、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角が大きくなるほど、すなわち、姿勢角θが大きくなるほど、距離δ１が短くなるので、距離δ１を検出することによって姿勢角θを取得することができる。

また、例えば、距離センサ９５をリンク機構３０の上部リンク３１の上面又は連結リンク４０の下面に配設し、前記上部リンク３１と連結リンク４０との間の距離δ２によって姿勢角θを取得することができる。この場合、図１４（ｂ−１）及び（ｂ−２）に示されるように、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角が大きくなるほど、すなわち、姿勢角θが大きくなるほど、距離δ２が長くなるので、距離δ２を検出することによって姿勢角θを取得することができる。

さらに、例えば、アクチュエータ装置５３の伸縮量によって姿勢角θを取得することができる。前記第１の実施の形態で説明したように、アクチュエータ装置５３を伸縮させてリンク機構３０を屈伸させることによって車体の傾斜を変化させるのであるから、アクチュエータ装置５３の伸縮量を検出することによって姿勢角θを取得することができる。

続いて、ＣＰＵ７１は、アクチュエータ装置５３の異常をチェックする（ステップＳ１２）。すなわち、アクチュエータ装置５３に何らかの故障、不具合等が発生しているかについて診断する。

具体的には、ジョイスティック装置５１の操作レバーによる左右方向への旋回指示量、すなわち、ジョイスティック装置５１の横方向の入力量ｘと、既に取得した横方向への姿勢角θとに基づいてチェックする。例えば、図１５に示されるように、入力量ｘと姿勢角θとが一次関数的な関係にあるとすると、次の式（１）が成立する。
θ＝ａｘ ・・・式（１）
なお、図１５において、縦軸は前記姿勢角、すなわち、傾斜角θを示し、横軸は前記入力量ｘを示している。

なお、図１５における線εは前記式（１）を示し、範囲ζは前記式（２）及び（３）の範囲を示している。したがって、θ_S が範囲ζ内にあればアクチュエータ装置５３は正常であり、範囲ζ外にあればアクチュエータ装置５３は正常でない、と言える。

また、ジョイスティック装置５１の入力量に対応する車両１０の移動軌跡に基づいて、アクチュエータ装置５３の異常をチェックすることもできる。例えば、図１６に示されるように、ジョイスティック装置５１の入力量に対応する本来の移動軌跡ηに、実際の移動軌跡κが一致しない場合、本来の移動軌跡ηと実際の移動軌跡κとの車両１０の進行方向Ｙに関する差分Δｙと横方向Ｘに関する差分Δｘとが、次の式（４）及び（５）を満足すれば、アクチュエータ装置５３は正常であると考えられる。

なお、図１６において、縦軸は車両１０の進行方向Ｙを示し、横軸は車両１０の横方向Ｘを示している。また、前記実際の移動軌跡κは、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサ等のように車両１０の現在位置を測定する車両位置測定センサと、一般の自動車等に搭載されている車両用ナビゲーション装置が備えるものと同様の地図データベースとに基づいて取得することができる。

さらに、アクチュエータ装置５３からのエラー信号によって、アクチュエータ装置５３の異常をチェックすることもできる。例えば、アクチュエータ装置５３が制御装置としての図示されないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を内蔵する場合、該ＥＣＵは、通常、アクチュエータ装置５３の故障、不具合等を検出するとエラー信号を発信する。そこで、該エラー信号を検出した場合に、アクチュエータ装置５３が正常でないと判断することができる。

続いて、ＣＰＵ７１は、チェックの結果に基づいてアクチュエータ装置５３が異常であるか否かを判断し（ステップＳ１３）、異常でない場合には再び前記ステップ１１に戻って横方向の姿勢角θを取得し、前述の動作を繰り返す。また、異常である場合には、アクチュエータ装置５３を停止させる（ステップＳ１４）。この場合、例えば、アクチュエータ装置５３へ供給される電流を遮断するので、アクチュエータ装置５３の電動モータが停止し、アクチュエータ装置５３は伸縮不能となる。そのため、リンク機構３０は、図１７に示されるように、屈伸して平行四辺形となったままで固定状態となる。

続いて、ＣＰＵ７１は、リンク接続部のロック解除を行う（ステップＳ１５）。この場合、車体の傾斜方向と反対方向に位置するリンク接続部としてのスライド接続部９０、すなわち、図１８における右側に位置する右スライド接続部９０Ｒのロックを解除する。なお、他方のスライド接続部９０、すなわち、左スライド接続部９０Ｌのロックは解除しない。

具体的には、ＣＰＵ７１は、右ロックユニット９３Ｒを作動させて右リンク側スライドユニット９２Ｒと右車輪側スライドユニット９１Ｒとのロックを解除させ、右リンク側スライドユニット９２Ｒと右車輪側スライドユニット９１Ｒとをスライド可能な状態とする。なお、左ロックユニット９３Ｌによるロックは解除させないので、左リンク側スライドユニット９２Ｌと左車輪側スライドユニット９１Ｌとはスライド不能な状態に維持される。

すると、車体の自重によって、図１８における矢印γで示されるような力がリンク機構３０に作用するので、図１９に示されるように、右車輪側スライドユニット９１Ｒが右リンク側スライドユニット９２Ｒに沿って下方にスライドし、リンク機構３０の右側壁部材３５Ｒが右側回転駆動装置５２Ｒの右スライドユニット取付部材５５Ｒに対して下方に変位する。そのため、車体は図１８における時計回り方向に回転し、車体の上下方向の中心線αは鉛直方向を示す直線βに接近し、姿勢角θは減少する。

なお、車両１０は、車体が最大限傾斜した状態でも転倒することがないように設計されている。つまり、車体が最大限傾斜した状態であっても、乗員Ｐを含めた車体の横方向に関する重心位置が、左の車輪１２Ｌの接地点と右の車輪１２Ｒの接地点との間の範囲内に位置するようになっている。したがって、車体の自重による力は、図１８に示されるような状態では、左の車輪１２Ｌの接地点よりも右側においてリンク機構３０に作用する。つまり、車体の自重による力のリンク機構３０への作用点は、左の車輪１２Ｌの接地点よりも右側に位置する。

また、図１８に示されるような状態では、左スライド接続部９０Ｌがロックされているので、リンク機構３０の左端は左側回転駆動装置５２Ｌ及び左の車輪１２Ｌと一体化され、右スライド接続部９０Ｒがロックが解除されているので、リンク機構３０の右端は下方向に自由に変位可能であり、かつ、リンク機構３０が平行四辺形となったままで固定されているのであるから、リンク機構３０と左側回転駆動装置５２Ｌと左の車輪１２Ｌとは、該左の車輪１２Ｌの接地点（図１８における下端点）を支点として時計回り方向に回転可能な一体的に構成されたリンク部材、として把握することができる。

したがって、図１８に示されるような状態では、リンク機構３０と左側回転駆動装置５２Ｌと左の車輪１２Ｌとから成るリンク部材に対し、その支点よりも右側に位置する作用点において下向きの力が作用するので、前記リンク部材は、時計回り方向に回転する。そのため、リンク機構３０に接続された搭乗部１１を含む車体全体は、時計回り方向に回転し、姿勢角θが減少する。

続いて、ＣＰＵ７１は、目標姿勢角であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。すなわち、車体の姿勢角θがその目標値である目標姿勢角となったか否かを判断する。該目標姿勢角は、車両１０が直進している場合には０度（走行路面に対して鉛直）であるが、車両１０が旋回を継続している場合には０度以上の角度であって、車速及び旋回半径に応じて決定される。したがって、車両１０が直進している場合には、車体が図２０（ａ−２）に示されるような姿勢になると目標姿勢角であると判断され、車両１０が旋回を継続している場合には、車体が図２０（ｂ−２）に示されるような姿勢になると目標姿勢角であると判断される。

そして、目標姿勢角であるか否かを判断して目標姿勢角でない場合、ＣＰＵ７１は、限界まで動いたか否かを判断する（ステップＳ１７）。すなわち、右車輪側スライドユニット９１Ｒの右リンク側スライドユニット９２Ｒに対する変位量が、図２１に示されるような変位量の最大値Ｌ_Max に到達したか否かを判断する。該最大値Ｌ_Max は、車輪側スライドユニット９１とリンク側スライドユニット９２との構造によって設定される値である。

なお、スライド接続部９０は、車輪側スライドユニット９１のリンク側スライドユニット９２に対する変位量を検出する図示されない光センサ、回転数センサ、位置センサ等のセンサを備えているので、該センサの検出した変位量に基づいて、ＣＰＵ７１は、右車輪側スライドユニット９１Ｒの右リンク側スライドユニット９２Ｒに対する変位量が最大値Ｌ_Max に到達したか否かを判断することができる。また、前記ステップＳ１１で取得した横方向の姿勢角θと前記最大値Ｌ_Max とに基づいて、現在の姿勢角θを推定することもできる。

そして、限界まで動いたか否かを判断して限界まで動いていない場合、すなわち、右車輪側スライドユニット９１Ｒの右リンク側スライドユニット９２Ｒに対する変位量が最大値Ｌ_Max に到達していない場合、前記ステップＳ１５に戻り、前述の動作を繰り返す。

また、限界まで動いたか否かを判断して限界まで動いている場合、及び、目標姿勢角であるか否かを判断して目標姿勢角である場合、ＣＰＵ７１は、リンク接続部のロックを行い（ステップＳ１８）、処理を終了する。

この場合、右側に位置する右スライド接続部９０Ｒをロックする。これにより、右リンク側スライドユニット９２Ｒと右車輪側スライドユニット９１Ｒとがロックされ、スライド不能な状態となり、車体の姿勢角θが固定される。したがって、該車体の姿勢角θが、図２０（ａ−２）及び（ｂ−２）に示されるように、目標姿勢角となっている場合には、目標姿勢角のままで固定される。また、車体の姿勢角θが目標姿勢角となっていない場合であっても、前記車体の姿勢角θが、取り得る角度のうちで最も目標姿勢角に近い角度で固定される。

このように、本実施の形態においては、リンク機構３０と、車輪１２を支持する回転駆動装置５２との間にスライド接続部９０を配設し、所定条件で、すなわち、アクチュエータ装置５３に異常が生じると、スライド接続部９０のロックを解除するようになっている。これにより、アクチュエータ装置５３に異常が生じても、車体の自重によって車体の姿勢を自律的に補正して、鉛直状態に近付けることができる。したがって、車体の姿勢は、図２２（ａ）〜（ｄ）に示されるように変化し、車体を傾斜させて旋回している間にアクチュエータ装置５３の故障、不具合等が発生しても、図２２（ｄ）に示されるような安定した姿勢に戻すことができる。

つまり、旋回中のように車体を横方向に傾斜させた状態において、アクチュエータ装置５３に異常が生じてリンク機構３０を作動させることができなくなっても、傾斜方向と反対側に配設されたスライド接続部９０のロックを解除することによって、車体を直立した姿勢又はそれに近い姿勢、すなわち、より適切な姿勢に回復させることができる。したがって、アクチュエータ装置５３に異常が生じても、走行性、快適性、安全性等の面で回復を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、アクチュエータ装置５３はすべりねじ伝動装置を備えるものであって、該すべりねじ伝動装置のねじ軸９７とナット９８との間にはボールが介在していない場合について説明したが、アクチュエータ装置５３は前記すべりねじ伝動装置に代えて、ねじ軸とナットとの間にボールが介在するボールねじ伝動装置を備えるものであってもよい。この場合には、アクチュエータ装置５３が、ねじ軸とナットとの相互の回転を禁止するロック装置を備え、電動モータによってねじ軸又はナットを回転させることができなくなったときに、前記ロック装置を作動させてねじ軸とナットとの相互の回転を禁止する必要がある。

また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

例えば、本実施の形態では、リンク機構を屈伸させるためのアクチュエータを伸縮式のアクチュエータとしたが、回転式のアクチュエータを用いても良い。回転式のアクチュエータを使用した場合、伸縮式のような長さスペースが不要となるため、構造の小型化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す概略図であり乗員が搭乗した状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における車両の制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における回転駆動装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の上部リンク及び下部リンクの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の連結リンクの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す上面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の屈伸動作を説明する模式図である。 本発明の第１の実施の形態における車両の旋回制御処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における車両の概略の構成を示す背面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるリンク機構のスライド接続部の概略の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態におけるリンク機構のスライド接続部の概略の構成を示す上面図である。 本発明の第２の実施の形態における車両の姿勢を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における車両の横方向の姿勢角を検出する動作を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における車体の傾斜角とジョイスティック装置の入力量との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における本来の車両の移動軌跡と実際の車両の移動軌跡との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるアクチュエータ装置を停止させた場合の車両の姿勢を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるスライド接続部のロックを解除した場合の車両の姿勢を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるロックを解除した場合のスライド接続部の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における旋回中にアクチュエータ装置の異常を検出した場合の車両の姿勢の変化を示す第１の図である。 本発明の第２の実施の形態におけるスライド接続部のスライド量の限界を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における旋回中にアクチュエータ装置の異常を検出した場合の車両の姿勢の変化を示す第２の図である。 本発明の第２の実施の形態における旋回中にアクチュエータ装置の異常を検出した場合の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両
１２ 車輪
１２Ｌ 左側の車輪
１２Ｒ 右側の車輪
３０ リンク機構
５２ 回転駆動装置
５２Ｌ 左側回転駆動装置
５２Ｒ 右側回転駆動装置
５３ アクチュエータ装置
５３Ｂ 後側アクチュエータ装置
５３Ｆ 前側アクチュエータ装置
７０ 制御装置
９０Ｌ 左スライド接続部
９０Ｒ 右スライド接続部
９１Ｌ 左車輪側スライドユニット
９１Ｒ 右車輪側スライドユニット
９２Ｌ 左リンク側スライドユニット
９２Ｒ 右リンク側スライドユニット
９３Ｌ 左ロックユニット
９３Ｒ 右ロックユニット

Claims (4)

1. 車体と、
   該車体に取り付けられた一対の回転可能な車輪と、
   前記車体を傾斜させるアクチュエータ装置と、
   該アクチュエータ装置を制御して前記車体の姿勢を制御する制御装置とを有する車両であって、
   前記車体に対する前記車輪各々の相対位置を保持する接続部が配設され、
   前記制御装置は、所定条件で前記接続部による車輪の保持を解除し、前記車体の自重によって前記車体の姿勢を変化させることを特徴とする車両。
2. 前記制御装置は、前記車体を傾斜させている状態で前記アクチュエータ装置に異常が生じた場合、前記車体の傾斜方向と反対側に配設された接続部による車輪の保持を解除する請求項１に記載の車両。
3. 前記接続部は、前記車体の両端に配設された車体側スライドユニットと、
   該車体側スライドユニットとスライド可能に係合し、前記車輪の支持装置に配設された車輪側スライドユニットと、
   前記車体側スライドユニットと車輪側スライドユニットとを解除可能にロックするロックユニットとを備える請求項１に記載の車両。
4. 前記アクチュエータ装置に異常が生じた場合、前記アクチュエータ装置の動作を固定することによって当該アクチュエータ装置による車体の傾斜を不能とする請求項２又は３に記載の車両。

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