JP6763318B2

JP6763318B2 - 自動傾斜車両

Info

Publication number: JP6763318B2
Application number: JP2017031258A
Authority: JP
Inventors: 純郎山本; 利英矢野; 雪秀木村; 拓長澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP2018135001A; US10464601B2; US20180237065A1

Description

本発明は、旋回時に自動的に旋回内側へ傾斜（リーン）する自動傾斜車両に係る。

自動傾斜車両は、車両傾斜装置を有し、旋回時に車両傾斜装置によって自動的に旋回内側へ傾斜される。例えば、下記の特許文献１には、横方向に隔置された一対の前輪（非転舵輪）と、一つの後輪（転舵輪）と、車両傾斜装置と、車両傾斜装置を制御する制御装置とを含み、一対の前輪はそれぞれ対応するナックルにより回転可能に支持された自動傾斜車両が記載されている。車両傾斜装置は、揺動型の車両傾斜装置であり、前後方向に延在する揺動軸線の周りに揺動可能な揺動部材と、揺動軸線の周りに揺動部材を揺動させる傾斜アクチュエータと、一対のタイロッドとを含んでいる。一対のタイロッドは、揺動軸線に対し横方向両側において上端にて揺動部材の外端に枢着され下端にて対応するナックルに一体的に連結され、各タイロッドはショックアブソーバ及びサスペンションスプリングを含んでいる。

揺動部材が揺動軸線の周りに揺動すると、一対のタイロッドが互いに逆方向へ上下動するので、一対の前輪、即ち左右の前輪が車体に対し互いに逆方向へ上下動し、これにより車両が横方向へ傾斜する。制御装置は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両を安定的に旋回させるための車両の目標傾斜角を演算し、傾斜アクチュエータによって揺動部材の揺動角を制御することにより、車両の傾斜角が目標傾斜角になるように車両を傾斜させるよう構成されている。

車両の傾斜角は運転者の運転操作に応じて遅れなく制御されることが好ましい。よって、車両の目標傾斜角は、例えば運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の重心に作用する遠心力が推定され、推定された遠心力と重力との合力が所定の方向に作用するよう、演算される。例えば、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の目標横加速度が演算され、車両の目標傾斜角は重力加速度に対する車両の目標横加速度の比に基づいて演算される。後輪の転舵角も運転者の運転操作に応じて遅れなく制御されることが好ましい。よって、例えば車両の目標横加速度及び車速に基づいて後輪の目標転舵角が演算され、後輪の転舵角は転舵アクチュエータにより目標転舵角になるよう制御される。

国際公開第２０１２／０４９７２４号

〔発明が解決しようとする課題〕
自動傾斜車両が旋回中に減速されると、前後方向の荷重移動により非転舵輪である前輪の接地荷重が増大し、転舵輪である後輪の接地荷重が減少する。そのため、車両の旋回横力の低下に起因して車両の実横加速度が減少し、車両の目標横加速度が実横加速度に比して過大になるので、目標横加速度及び車速に基づいて演算される車両の目標傾斜角が過大になり易い。車両の目標傾斜角が過大になると、車両の傾斜角が目標傾斜角になるように傾斜アクチュエータを制御しても、車両の実際の傾斜角が好ましい角度よりも大きくなるため、車両の傾斜角を車両の走行状況に適した傾斜角に制御することができない。

本発明の主要な課題は、自動傾斜車両の旋回減速時に後輪に作用するジャイロモーメントを有効に利用して車両の傾斜角を低減することにより、車両の傾斜角が過大になる虞を低減し、旋回減速時の車両の傾斜角の制御性を従来に比して向上させることである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、横方向に隔置された一対の前輪（１２Ｌ、１２Ｒ）と、転舵アクチュエータ（６２）により転舵されるよう構成された一つの後輪（１４）と、車両傾斜装置（１８）と、制御装置（２０）とを含む自動傾斜車両（１０）であって、各前輪は、それぞれ対応するナックル（１６Ｌ、１６Ｒ）により回転可能に支持されており、車両傾斜装置（１８）は、前後方向に延在する揺動軸線（３４）の周りに揺動する揺動部材（３６）と、揺動軸線の周りに揺動部材を揺動させる傾斜アクチュエータ（３８）と、揺動軸線に対し横方向両側において上側の枢着部（４２Ｌ、４２Ｒ）にて揺動部材に連結され且つ下側の連結部（４４Ｌ、４４Ｒ）にて対応するナックルに連結された一対のタイロッド（４０Ｌ、４０Ｒ）とを含み、傾斜アクチュエータ（３８）はサスペンションスプリング（５０）を介して車体（２４）に連結されており、制御装置（２０）は、運転者の操舵操作量（Ｓt）及び車速（Ｖ）に基づいて後輪の目標転舵角（δrt）を演算し、後輪の転舵角（δr）が目標転舵角になるように転舵アクチュエータを制御するよう構成され、更に制御装置（２０）は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の目標横加速度（Ｇyt）を演算し、車両の目標横加速度に基づいて車両の目標傾斜角（θt）を演算し、車両の傾斜角（θ）が目標傾斜角になるように傾斜アクチュエータ（３８）を制御することによって車両を旋回内側へ傾斜させるよう構成された自動傾斜車両が提供される。

制御装置（２０）は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により後輪（１４）の接地荷重が低下していると判定したときには、後輪の転舵角（δr）が目標転舵角（δrt）よりも小さくなるように転舵アクチュエータ（６２）を制御するよう構成される。

後に詳細に説明するように、自動傾斜車両が旋回時に旋回内側へ傾斜される際には、左右の前輪及び後輪は回転している状態にて車体と共に傾斜される。よって、各車輪にはそれらの位置を車両の直進走行時のような標準状態における位置へ戻そうとするジャイロモーメントが作用する。前輪及び後輪に作用するジャイロモーメントに起因する力は、それぞれ前輪及び後輪のサスペンションを介して車体へ伝達される。よって、車体は旋回外側への力を受け、その力は車両の傾斜角を低減するよう作用する。

上述のように、自動傾斜車両が旋回時に減速されると、車両の実横加速度が減少し、車両の目標横加速度が実横加速度に比して過大になるので、目標横加速度及び車速に基づいて演算される車両の目標傾斜角が過大になり易い。車両の目標傾斜角が過大になると、車両の傾斜角が目標傾斜角になるように傾斜アクチュエータを制御しても、車両の実際の傾斜角が好ましい角度よりも大きくなる。

上記の構成によれば、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により後輪の接地荷重が低下していると判定されたときには、後輪の転舵角が目標転舵角よりも小さくなるように転舵アクチュエータが制御される。後輪の転舵角を小さくすれば、後輪に作用するジャイロモーメントに起因する力の作用方向が車両の上方から見て車両の横方向に近づくので、車両の傾斜角を低減する作用を増大させることができる。従って、後輪の転舵角が小さくされない場合に比して、車両の傾斜角を低減して車両の走行状況に適した好ましい角度に近づけることができ、旋回減速時の車両の傾斜角の制御性を従来に比して向上させることができる。

なお、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により後輪の接地荷重が低下している状況においては、後輪の横力は低下し、車両は直進に近い状態にある。よって、後輪の転舵角が目標転舵角よりも小さくなるように後輪が転舵されても、車両の走行挙動は実質的に影響を受けない。

〔発明の態様〕
本発明の他の一つの態様においては、制御装置（２０）は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速度（Ｇxb）が第一の基準値（Ｇxb1）以上で車両の減速により後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、車両の減速度が第一の基準値よりも小さい第二の基準値（Ｇxb2）未満になるまで、後輪の転舵角（δr）が目標転舵角（δrt）よりも小さくなるように転舵アクチュエータ（６２）を制御するよう構成される。

上記態様によれば、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速度が第一の基準値以上で車両の減速により後輪の接地荷重が低下していると判定されると、車両の減速度がが低下して第二の基準値未満になるまで、確実に後輪の転舵角を目標転舵角よりも小さくすることができる。よって、上記の期間確実に車両の傾斜角を低減して車両の走行状況に適した好ましい角度に近づけることができる。

更に、上記態様によれば、車両が旋回状態にあっても車両の減速度が低下して第二の基準値未満になると、後輪の転舵角は目標転舵角よりも小さくされなくなる。よって、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速度の低下により後輪の接地荷重が復帰している状況において、後輪の転舵角が不必要に目標転舵角よりも小さくされることを防止することができる。

本発明の他の一つの態様においては、転舵アクチュエータ（６２）は電動アクチュエータであり、制御装置（２０）は、転舵アクチュエータへ供給される制御電流（Ｉr）が目標転舵角（δrt）及び車速（Ｖ）に基づいて決定される基準電流（Ｉr0）以下であるときに、後輪の接地荷重が低下した状況であると判定するよう構成される。

後輪が転舵されると、後輪にはセルフアライニングトルクが作用するので、転舵アクチュエータはセルフアライニングトルクに抗して後輪を転舵することにより、後輪の転舵角を目標転舵角に制御しなければならない。よって、転舵アクチュエータへ供給される制御電流は、セルフアライニングトルクに応じて変化するので、車両の減速により後輪の接地荷重が低下すると、セルフアライニングトルクも低下し、制御電流も低下する。従って、制御電流は車両の減速時には後輪の接地荷重の指標値として機能する。

また、後輪の転舵角及び車速に基づいて後輪のセルフアライニングトルクを推定可能である。後輪の転舵角に代えて後輪の目標転舵角を使用すれば、後輪のセルフアライニングトルクを遅れなく推定することができると共に、後輪の転舵角を検出する装置を不要にすることができる。

上記態様によれば、転舵アクチュエータへ供給される制御電流は、目標転舵角及び車速に基づいて決定され、制御電流が目標転舵角及び車速に基づいて決定される基準電流以下であるときに、後輪の接地荷重が低下した状況であると判定される。よって、後輪の接地荷重を検出する装置及び後輪の転舵角を検出する装置を要することなく、後輪の接地荷重が低下した状況を判定することができる。

更に、本発明の一つの態様においては、制御装置（２０）は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、後輪の転舵角（δr）が０になるように転舵アクチュエータ（６２）を制御するよう構成される。

後に詳細に説明するように、後輪に作用するジャイロモーメントに起因する力の作用方向が車両の上方から見て車両の横方向であるときに、即ち後輪の転舵角が０であるときに、車両の傾斜角を低減する作用が最も大きくなる。従って、後輪の転舵角は０にされることが好ましい。

上記態様によれば、後輪の転舵角が０になるように転舵アクチュエータが制御される。よって、後輪の転舵角が目標転舵角よりも小さく０よりも大きい値になるように転舵アクチュエータが制御される場合に比して、車両の傾斜角を効果的に低減することができるので、旋回減速時の車両の傾斜角の制御性を効果的に向上させることができる。

なお、上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。また、本願において、「前後方向」及び「横方向」は、それぞれ車両の前後方向及び車両の横方向であり、「前方」及び「後方」は、それぞれ車両の前後方向についての前方及び後方である。

本発明による自動傾斜車両の実施形態を、前輪位置における横方向の垂直切断面にて切断して示す解図的正面縦断面図である。実施形態の前輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。実施形態の自動傾斜車両を、前後方向の中央垂直切断面にて切断して示す解図的側面縦断面図である。実施形態の自動傾斜車両を、水平切断面にて切断して示す解図的平断面図である。実施形態の後輪及び後輪サスペンションを示す拡大斜視図である。左旋回時における実施形態を、前輪位置における横方向の垂直切断面にて切断して示す正面縦断面図である。実施形態における車両の傾斜角制御ルーチンを示すフローチャートである。実施形態における後輪の転舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて車両の目標横加速度Ｇytを演算するためのマップである。車両のホイールベース及び後輪の転舵角δrを説明するための図である。後輪の目標転舵角δrt及び車速Ｖに基づいて、転舵アクチュエータへ供給される制御電流Ｉrについての基準電流Ｉr0を演算するためのマップである。左旋回中の車両の重心を通る垂線が左右前輪の接地点及び後輪の接地を結ぶ三角形の範囲外を通る状況を示す正面縦断面図である。左旋回中の車両の重心を通る垂線が左右前輪の接地点及び後輪の接地を結ぶ三角形の範囲内を通るよう、車両の目標傾斜角が低減修正された状況を示す正面縦断面図である。自動傾斜車両が減速することなく旋回しているときにおける車両の実横加速度Ｇyなどを説明するための図である。自動傾斜車両が旋回している状況にて減速されるときにおける車両の実横加速度Ｇyなどを説明するための図である。車両の旋回減速時に後輪の転舵角δrが転舵角δrtに制御される場合について、後輪に作用するジャイロモーメントＭjrを説明するための図である。車両の旋回減速時に後輪の転舵角δrが０に制御される場合について、後輪に作用するジャイロモーメントＭjrを説明するための図である。左旋回中の車両の傾斜角が許容最大傾斜角であるときの実施形態の前後輪及び車両傾斜装置を、車両の前方から見た状態にて示すスケルトン図である。車両の旋回減速時に車両の重心の旋回内側への移動量が低減される作用を説明するための図である。第一の修正例の自動傾斜車両を、前後方向の中央垂直切断面にて切断して示す解図的側面縦断面図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

［実施形態］
図１乃至図４において、本発明の実施形態にかかる自動傾斜車両１０は、非操舵駆動輪である一対の前輪１２Ｌ及び１２Ｒと、操舵従動輪である一つの後輪１４とを含む定員１名の三輪車両である。前輪１２Ｌ及び１２Ｒは、横方向に互いに隔置され、それぞれ対応するナックル（車輪キャリア）１６Ｌ及び１６Ｒにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持されている。

実施形態においては、前輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバはニュートラルキャンバであり、従って車両の１０の非旋回時における前輪のキャンバ角は０である。なお、前輪のキャンバは、ネガティブキャンバ又はポジティブキャンバであってもよい。後輪１４は、前輪に対し後方に位置し、後に詳細に説明するように、運転者によるステアリングホイール１５の操作量に応じてステアバイワイヤ式に操舵されるようになっている。図１及び後述の図６においては、ステアリングホイール１５は実際の位置とは異なる位置に図示されている。自動傾斜車両１０は、更に車両傾斜装置１８及び電子制御装置２０を含んでいる。

図示の実施形態においては、図には示されていないが、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒは、駆動装置としてのインホイールモータを内蔵している。ナックル１６Ｌ及び１６Ｒは、それぞれ対応するサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒにより、車体２４に対し上下方向に変位可能であると共に、車体２４に対する横方向への変位及び傾斜が制限されるよう、支持されている。

図示のサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒは、それぞれ前端にてナックル１６Ｌ及び１６Ｒに一体的に連結され、後端にてジョイント２８Ｌ及び２８Ｒにより車体２４に連結されたリーディングアームである。ジョイント２８Ｌ及び２８Ｒは、例えば実質的に横方向に延在する軸線を有するゴムブッシュ装置のようなジョイントであってよい。なお、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒに関する上記要件が満たされる限り、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒは、トレーリングアーム、アッパアーム及びロアアームの組合せのような他のアームであってもよい。

サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒの前端近傍には、それぞれナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒの下端が一体的に連結されている。ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、それぞれサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒから実質的に上方へ延在することによりナックル１６Ｌ及び１６Ｒに対し上下方向に延在し且つ対応するサスペンションアームの前端部及びナックルと一体的に上下動する。

図１及び図６に示されているように、ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、前後方向に見て直線状をなしているが、図３に示されているように、ナックル１６Ｌ及び１６Ｒの部材などに干渉しないよう、横方向に見て前方へ向けて開いた実質的にＣ形をなしている。なお、ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、それぞれナックル１６Ｌ及び１６Ｒと一体的に連結されていてもよく、横方向に見て後方へ向けて開いた実質的にＣ形又は直線状をなしていてもよい。

インホイールモータの回転方向及び出力は、運転者によるシフトレバー及びアクセルペダル（何れも図示せず）の操作に応じて電子制御装置２０により制御される。前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び後輪１４の制動力は、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の操作に応じて作動する制動装置３２が、電子制御装置２０によって制御されることにより制御される。

車両傾斜装置１８は、前後方向に延在する揺動軸線３４の周りに揺動する揺動部材３６と、揺動軸線３４の周りに揺動部材３６を揺動させる傾斜アクチュエータ３８と、一対のタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒとを含んでいる。タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、揺動軸線３４に対し横方向両側において実質的に上下方向に延在し、それぞれ上端にてジョイント４２Ｌ及び４２Ｒにより揺動部材３６の対応する外端に枢動可能に連結されている。なお、ジョイント４２Ｌ及び４２Ｒは、実質的に車両前後方向に延在する軸線を有するゴムブッシュ付の枢軸ピンを含むジョイントであることが好ましいが、ボールジョイントのようなジョイントであってもよい。

更に、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、それぞれ下端にてボールジョイントのようなジョイント４４Ｌ及び４４Ｒによりナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒの上端に枢動可能に連結されている。前述のように、ナックルアーム３０Ｌ及び３０Ｒは、それぞれサスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒから実質的に上方へ延在することによりナックル１６Ｌ及び１６Ｒに対し上下方向に延在し且つ対応するナックルと一体的に上下動する。よって、タイロッド４０Ｌ、４０Ｒの下端は、それぞれナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びサスペンションアーム２２Ｌ、２２Ｒを介してナックル１６Ｌ、１６Ｒに一体的に連結されている。

図２に示されているように、ジョイント４２Ｌ及び４２Ｒの中心をそれぞれ枢点Ｐal及びＰarとし、ジョイント４４Ｌ及び４４Ｒの中心をそれぞれ枢点Ｐbl及びＰbrとし、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点をそれぞれＰfl及びＰfrとする。車両１０が水平路にて静止又は直進走行するような標準状態にあるときには、枢点Ｐbl及びＰbrは、それぞれ前輪１２Ｌ及び１２Ｒのタイヤの上縁部よりも高い位置に位置しているが、タイヤの上縁部と同一又はそれよりも低い位置に位置していてもよい。

車両１０が標準状態にあるときには、枢点Ｐal及びＰar、枢点Ｐbl及びＰbr及び接地点Ｐfl及びＰfrは、それぞれ車両１０の中心平面６６に対し左右対称である。枢点Ｐbl及びＰbrの間の距離は、枢点Ｐal及びＰarの間の距離よりも大きく、接地点Ｐfl及びＰfrの間の距離よりも小さい。枢点Ｐblは実質的に枢点Ｐal及び接地点Ｐflを結ぶ線分Ｌlac上に位置し、枢点Ｐbrは、枢点Ｐbrは実質的に枢点Ｐar及び接地点Ｐfrを結ぶ線分Ｌlac上に位置しているが、枢点Ｐbl及びＰbrは、それぞれ線分Ｌlac及びＬlac上に位置していなくてもよい。

揺動部材３６は、揺動軸線３４の周りに回転可能なボス部３６Ｂと、ボス部３６Ｂと一体をなしボス部３６Ｂから互いに逆方向へ延在するアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲとを有し、揺動軸線３４の周りに揺動可能なスイングアーム部材として機能する。アーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲの有効長さ、即ち軸線３４と枢点Ｐblとの間の距離及び軸線３４と枢点Ｐbrとの間の距離は同一である。

以上の説明から解るように、左右の前輪１２Ｌ及び１２Ｒ、傾斜アクチュエータ３８、揺動部材３６及び一対のタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、車両の直進時におけるそれらの位置へ弾性的に付勢されている。上記部材を弾性的に付勢する付勢手段は、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒの弾性、サスペンションアームの後端のジョイント２８Ｌ及び２８Ｒに組み込まれたゴムブッシュ装置、ジョイント４２Ｌ及び４２Ｒに組み込まれたゴムブッシュなどである。

図２及び図１０乃至図１３においては、これらの付勢手段が総括的に仮想の弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒとして図示されている。弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒは、それぞれアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲ及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒのなす角度が標準状態における角度から変化するときには、その変化を抑制する力を発生すると考えられてよい。即ち、各弾性部材は、対応するアーム部及びタイロッドのなす角度が標準状態における角度よりも小さくなると、その角度を大きくするよう圧縮力を発生する。逆に各弾性部材は、対応するアーム部及びタイロッドのなす角度が標準状態における角度よりも大きくなると、その角度を小さくするよう引張り力を発生する。

傾斜アクチュエータ３８は、例えば直流ブラシレスモータなどの電動機３８Ｍ及び図には示されていない減速歯車を含むハーモニックドライブ（登録商標）のような回転型の電動アクチュエータであってよい。アクチュエータ３８の出力回転軸は後方へ突出し、出力回転軸の先端にボス部３６Ｂが固定的に取り付けられており、これにより電動機３８Ｍの回転運動が揺動部材３６へ揺動運動として伝達されるようになっている。なお、アクチュエータ３８は、往復動型又は揺動型のアクチュエータであってもよく、前者の場合にはアクチュエータの往復動が運動変換機構により揺動運動に変換されて揺動部材３６へ伝達されるようになっていてよい。

図３に示されているように、アクチュエータ３８は、横方向に隔置され車体２４に固定された一対のブラケット４６の間に配置されている。アクチュエータ３８は横方向に互いに離れるよう突出する一対の枢軸４８を有し、枢軸４８がブラケット４６によって回転可能に支持されることにより、枢軸４８の周りに揺動可能に支持されている。アクチュエータ３８の前端部とその下方の車体２４との間には、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバ（図示せず）が介装されている。よって、アクチュエータ３８は、車体２４に対し上下方向に変位可能であり且つ車体に対する横方向への変位及び傾斜が制限されるよう、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバを介して車体に連結されている。なお、サスペンションスプリング５０は例えば圧縮コイルばねのような弾性部材であってよい。

サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバは、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒなどと共働して前輪サスペンション５２を構成している。よって、前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び車両傾斜装置１８は、車体２４に対し上下方向へ相対変位可能であるが、車体に対し横方向へ相対的に傾斜することが制限されるよう、前輪サスペンション５２により車体２４から懸架されている。車両の走行時に前輪１２Ｌ、１２Ｒが路面から受け車体２４へ伝達される衝撃は、サスペンションスプリング５０によって緩和される。前輪１２Ｌ、１２Ｒと車体２４との間の相対上下振動は、図には示されていないショックアブソーバにより減衰される。

アクチュエータ３８は、車体２４に作用する重力により、一対のブラケット４６を介して下方への力を受ける。しかし、アクチュエータ３８は、車両傾斜装置１８により下方へ変位することが阻止されるので、後方側部分が車体２４に対し上方へ変位し前方側部分が車体２４に対し下方へ変位するよう、枢軸４８の周りに揺動する。よって、サスペンションスプリング５０が圧縮変形せしめられるので、車体２４の重量はサスペンションスプリング５０の圧縮変形によるばね力によって支持される。また、サスペンションスプリング５０の圧縮変形量は、前輪１２Ｌ及び１２Ｒがバウンドし、アクチュエータ３８の後方側部分が上方へ変位すると増大し、逆に前輪がリバウンドし、アクチュエータ３８の後方側部分が下方へ変位すると減少する。

図５に示されているように、後輪１４は、ホイール１４Ｈ及びホイールの外周に取り付けられたタイヤ１４Ｔを含み、後輪サスペンション５４により車体２４から懸架されている。後輪サスペンション５４は、後輪１４の上方に位置するアッパアーム部材５６と、後輪１４の横方向両側に位置する一対のスイングアーム５８とを含んでいる。アッパアーム部材５６は、ベース部５６Ｂと、後輪１４の両側にてベース部から車両後方且つ下方へ延在する一対のアッパアーム部５６Ａとを有している。各スイングアーム５８は、後端にて対応するアッパアーム部５６Ａの下端部に上下方向に枢動可能に連結され、前端にて後輪１４の回転軸１４Ｓを回転可能に支持している。ホイール１４Ｈを回転可能に支持する支持部材１４Ｂとベース部５６Ｂとの間には、サスペンションスプリング６０及びショックアブソーバ（図示せず）が介装されている。よって、後輪１４は車体２４に対し上下動することができ、それらの相対上下振動はショックアブソーバにより減衰される。

車体２４には転舵アクチュエータ６２が固定されている。転舵アクチュエータ６２は回転型の電動アクチュエータであり、直流ブラシレスモータのような電動機（図示せず）を含んでいる。電動機の回転軸は下方へ延在し、回転軸の先端はアッパアーム部材５６のベース部５６Ｂに一体的に連結されており、これにより電動機の回転運動がアッパアーム部材５６へ伝達されるようになっている。なお、転舵アクチュエータ６２も、往復動型の電動アクチュエータであってもよく、その場合にはアクチュエータの往復動が運動変換機構により回転運動に変換されてアッパアーム部材５６へ伝達されるようになっていてよい。

以上の説明から解るように、後輪１４は、車体２４に対し上下動可能に且つ転舵アクチュエータ６２の電動機の回転軸の軸線と同一のキングピン軸６４の周りに回転可能に、後輪サスペンション５４により車体２４から懸架されている。車両１０の旋回時には、後輪１４がアクチュエータ６２によりキングピン軸６４の周りに回転されることにより転舵される。キングピン軸６４は車体２４に対し横方向へ傾斜することができないので、後述のように車体２４が横方向へ傾斜すると、後輪１４も車体２４と同一の角度横方向へ傾斜する。

後輪１４が転舵アクチュエータ６２により転舵されると、後輪にはセルフアライニングトルクが作用するので、転舵アクチュエータはセルフアライニングトルクに抗して後輪を転舵することにより、後輪の転舵角δrを目標転舵角δrtに制御しなければならない。セルフアライニングトルクは、後輪の転舵角δrの大きさが大きいほど大きく、車速Ｖが高いほど大きく、後輪の接地荷重が低いほど小さくなる。転舵アクチュエータへ供給される制御電流Ｉrは、セルフアライニングトルクに応じて変化するので、後輪の転舵角δrの大きさが大きいほど大きく、車速Ｖが高いほど大きく、後輪の接地荷重が低いほど小さくなる。

図６に示されているように、揺動部材３６が揺動軸線３４の周りに揺動すると、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒが互いに逆方向へ上下動することにより、前輪１２Ｌ及び１２Ｒが車体２４に対し互いに逆方向へ上下動し、これにより車両１０が横方向へ傾斜する。なお、図６においては、車両１０に遠心力が作用することによるタイヤの弾性変形が誇張して図示されている。図６には示されていないが、車両１０の傾斜角θの大きさが大きくなるにつれて、旋回外輪側の枢点Ｐbrは、車両の横方向外側へ向けて移動し、逆に、旋回内輪側の枢点Ｐblは、車両の横方向内側へ向けて移動する（図２参照）。

ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びタイロッド４０Ｌ、４０Ｒは、車体２４を支持するための圧縮荷重を受け、車両傾斜装置１８が作動すると、圧縮荷重は、旋回外輪においては増大し、旋回内輪においては減少する。ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びタイロッド４０Ｌ、４０Ｒは、車両傾斜装置１８の作動により圧縮荷重が変動しても実質的に湾曲変形しないよう構成されている。即ち、ナックルアーム及びタイロッドは、車両傾斜装置１８の作動により圧縮荷重が変動しても、上端の枢点Ｐal及びＰarと下端の枢点Ｐbl及びＰbrとの間の距離の減少率が、３％以下、好ましくは２％以下、更に好ましくは１％であるよう構成されている。なお、上記減少率は、例えば１０％以下の範囲にて３％以上であってもよい。

図４及び図６に示されているように、車両１０の標準積載状態における重心Ｇmは、車両の上下方向の中心平面６６上にてアクチュエータ３８に対し後方且つ低い位置にある。車両１０の傾斜角θは、中心平面６６が鉛直方向６８に対しなす角度である。図４に示されているように、前輪１２Ｌ、１２Ｒの接地点Ｐfl、Ｐfr及び後輪１４の接地点Ｐrを結ぶ二等辺三角形を三角形６９と指称する。

車両１０の傾斜角θの変化率、即ち車両の傾斜角速度θdは、ジャイロスコープ７０により検出されるようになっている。ジャイロスコープ７０により検出された車両の傾斜角速度θdを示す信号は、電子制御装置２０へ入力される。なお、傾斜角θは、揺動部材３６の揺動角が０で、中心平面６６が鉛直方向６８と一致するときに０になり、車両１０が左方向へ傾斜するときに正の値になる。傾斜角速度θdは、車両１０の傾斜角が左方へ変化するときに正の値になる。更に、車両１０の傾斜角θは、車体２４のロール角（図示せず）と実質的に同一であるので、車体のロール角がロール角センサにより車両１０の傾斜角θとして検出されてもよい。

ステアリングホイール１５の回転角に等しい操舵角Ｓtは、運転者の操舵操作量として操舵角センサ７２により検出される。操舵角センサ７２により検出された操舵角Ｓtを示す信号は、電子制御装置２０へ入力される。更に、電子制御装置２０には、車輪速度センサ７４FL、７４FR及び７４Rにより検出されたそれぞれ左右の前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び後輪１４の車輪速度Ｖfl、Ｖfr及びＶrを示す信号が入力され、回転角センサ７６により検出された電動機３８Ｍの回転角φmを示す信号が入力される。

電子制御装置２０は、車輪速度Ｖfl、Ｖfr及びＶrに基づいて車速Ｖを演算し、操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて後輪１４の目標転舵角δrtを演算し、後輪の転舵角δrが目標転舵角δrtになるよう、転舵アクチュエータ６２を制御することにより、後輪１４をステアバイワイヤ式に転舵する。なお、回転角センサ７６により検出される回転角φmは、揺動部材３６の揺動角が０のときに０になり、車両１０が左方向へ傾斜するよう揺動部材３６が揺動するときに正の値になる。

図には示されていないが、電子制御装置２０には、アクセルポジションセンサから、運転者により操作されるアクセルペダルの踏み込み操作量であるアクセルポジションＡpを示す信号が入力される。電子制御装置２０には、シフトポジションセンサから、運転者により操作されるシフトレバーの操作位置であるシフトポジションＳpを示す信号が入力される。更に、電子制御装置２０には、３軸加速度センサ７８から車両１０の前後加速度Ｇx、横加速度Ｇy及び上下加速度Ｇzを示す信号が入力され、踏力センサ８０から、運転者によるブレーキペダル（図示せず）に対する踏力Ｆpを示す信号が入力される。なお、前後加速度Ｇxは、車両の前進方向への加速を正として検出される。

電子制御装置２０は、アクセルポジションＡp及びシフトポジションＳpに基づいてインホイールモータの出力及び回転方向を制御することにより、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの駆動力を制御する。更に、電子制御装置２０は、踏力Ｆpに基づいて制動装置３２を制御することにより前輪１２Ｌ、１２Ｒ及び後輪１４の制動力を制御する。なお、制動時には、インホイールモータによる回生が行われてもよい。

電子制御装置２０は、図７に示されたフローチャートに従って、車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyと重力Ｆgとの合力Ｆygが所定の方向へ作用するよう、車両１０を旋回内側へ傾斜させるための車両１０の目標傾斜角θtを演算する。また、電子制御装置２０は、車両の傾斜角θが目標傾斜角θtになるように傾斜アクチュエータ３８の電動機３８Ｍの回転角φmを制御する。従って、電子制御装置２０は、車両傾斜装置１８の揺動部材３６の揺動角φを制御することにより車両１０を傾斜させるよう構成された制御装置として機能する。

電子制御装置２０は、図１２に示されているように、車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が、三角形６９（図４参照）の範囲外又は三角形６９の斜辺より内側の所定の余裕マージンを通る場合には、図１３に示されているように、垂線８４が余裕マージンの内側を通るよう、目標傾斜角θtを低減修正する。よって、垂線８４が三角形６９の斜辺よりも所定の余裕マージンの距離だけ内側を通るときの車両の傾斜角を最大許容傾斜角θamaxとすると、目標傾斜角θtは、その大きさが最大許容傾斜角θamaxを越えないよう、必要に応じて修正される。なお、所定の余裕マージンは、種々の部材の製造公差などを考慮して予め設定される。また、図１３においては、図１２に示された重心Ｇm、中心平面６６及び垂線８４の位置が、それぞれ符号Ｇm′、６６′及び８４′にて示されている。

前述のように、車両１０の傾斜角θの大きさが大きくなるにつれて、旋回外輪側の枢点Ｐblは、車両の横方向外側へ向けて移動し、逆に、旋回内輪側の枢点Ｐbrは、車両の横方向内側へ向けて移動する。図１８に示されているように、車両１０が旋回内側へ傾斜しているときには、枢点Ｐbrは線分Ｌacrに対し旋回外側に位置し、枢点Ｐblは線分Ｌacl上又は線分Ｌaclに対し車両の内側に位置する。

電子制御装置２０は、後に詳細に説明するように、操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて車両１０の目標横加速度Ｇytを演算し、目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて後輪１４の目標転舵角δrtを演算する。

更に、電子制御装置２０は、後輪１４の転舵角δrの大きさが大きい状況において、前後加速度Ｇxに基づく車両１０の減速度Ｇxbに基づいて後輪の接地荷重が低下している状況であるか否かを判別する。電子制御装置２０は、この判別が肯定判別であり且つ転舵アクチュエータ６２へ供給される制御電流Ｉrが基準電流Ｉr0以下であるときには、後輪１４のジャイロモーメントが車両１０の横方向に作用するよう、後輪１４の転舵角δrを０に制御する。

なお、図１においては、電子制御装置２０及びジャイロスコープ７０などのセンサは、車両１０の外に図示されているが、車両１０に搭載されている。電子制御装置２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータであってよい。図７及び図８に示されたフローチャートに対応する制御プログラムは、ＲＯＭに格納されており、車両１０の傾斜角θ及び後輪１４の転舵角δrなどは、それらの制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。

＜車両の傾斜角制御ルーチン＞
次に、図７に示されたフローチャートを参照して実施形態における車両の傾斜角制御ルーチンについて説明する。なお、図７に示されたフローチャートによる傾斜角の制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに所定の時間毎に繰返し実行される。

まず、ステップ１０においては、ジャイロスコープ７０により検出された車両の傾斜角速度θdを示す信号などの信号が読み込まれる。

ステップ２０においては、車輪速度Ｖfl、Ｖfr及びＶrに基づいて車速Ｖが演算され、操舵角Ｓt及び車速Ｖに基づいて図９に示されたマップが参照されることにより、車両１０の目標横加速度Ｇytが演算される。更に、目標横加速度Ｇytと車両の質量Ｍとの積として、旋回により車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyが演算される。なお、図９に示されているように、目標横加速度Ｇytは、操舵角Ｓtの絶対値が大きいほど大きさが大きくなり、車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算される。

ステップ３０においては、車両１０を旋回内側へ傾斜させるための車両の目標傾斜角θtが演算される。この場合、車両の目標傾斜角θtは、図６に示されているように、車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyと重力Ｆgとの合力Ｆygが、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点Ｐfl及びＰfrの中点Ｐfと後輪１４の接地点Ｐrとを結ぶ直線８２に向けて作用するよう、演算される。目標傾斜角θtは、重心Ｇmに作用する重力Ｆg及び遠心力Ｆyにより決定されるので、重心の高さＨgは目標傾斜角θtの演算に影響を及ぼさない。重力Ｆgは、車両の質量Ｍと重力加速度Ｇとの積であるので、一定である。これに対し、遠心力Ｆyは、車両の質量Ｍと目標横加速度Ｇytとの積として演算され、遠心力Ｆyの大きさは目標横加速度Ｇytの絶対値が大きいほど大きくなる。

なお、目標傾斜角θtは、車両の目標横加速度Ｇyt及び重力加速度Ｇに基づいて下記の式（１）に従って演算されてもよい。なお、下記の式（１）における重力加速度Ｇは正の定数であってよい。
θt＝tan^−１(Ｇyt／Ｇ) （１）

ステップ４０においては、車両の目標傾斜角θtの大きさが最大許容傾斜角θamaxを越えているときには、大きさが最大許容傾斜角θamaxになるよう目標傾斜角θtが修正される。なお、目標傾斜角θtの大きさが最大許容傾斜角θamax以下であるときには、即ち車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が三角形６９の図には示されていない余裕マージンよりも内側を通る場合には、車両の目標傾斜角θtは修正されない。

ステップ５０においては、ジャイロスコープ７０により検出された車両１０の傾斜角速度θdを示す信号が読み込まれ、傾斜角速度θdが積分されることにより、車両１０の傾斜角θが演算される。なお、ジャイロスコープ７０が車両１０の傾斜角θを示す信号を出力する場合には、傾斜角速度θdの積分は不要である。

ステップ６０においては、車両１０の傾斜角θと車両の目標傾斜角θtとの偏差θ−θtの絶対値が基準値θ0（正の定数）よりも小さいか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには車両の傾斜角θの修正は不要であるので、傾斜角の制御は一旦終了し、否定判別が行われたときには傾斜角の制御はステップ７０へ進む。

ステップ７０においては、車両１０の傾斜角θと目標傾斜角θtとの偏差θ−θtを０にするための揺動部材３６の目標揺動角φtが演算されると共に、目標揺動角φtを達成するための傾斜アクチュエータ３８の電動機３８Ｍの目標回転角φmtが演算される。

ステップ８０においては、電動機３８Ｍの回転角φmが目標回転角φmtになるよう電動機３８Ｍが制御されることにより、揺動部材３６の揺動角φが目標揺動角φtになるよう制御され、これにより車両１０の傾斜角θが目標傾斜角θtになるよう制御される。

以上の説明から解るように、ステップ１０〜３０において、車両１０を旋回内側へ傾斜させるための車両の目標傾斜角θtが演算される。ステップ５０において、ジャイロスコープ７０により検出された車両１０の傾斜角速度θdに基づいて車両１０の傾斜角θが演算される。更に、ステップ６０〜８０において、車両１０の傾斜角θと目標傾斜角θtとの偏差θ−θtの大きさが基準値θ0以下になり、揺動部材３６の揺動角φが目標揺動角φtになるよう、傾斜アクチュエータ３８の電動機３８Ｍが制御される。よって、車両１０の重心Ｇmに作用する遠心力Ｆyと重力Ｆgとの合力Ｆygが所定の方向へ作用するよう、車両１０を旋回内側へ傾斜させて、車両を安定的に旋回させることができる。

また、ステップ４０において、車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が、三角形６９の範囲外又は余裕マージンを通る場合には、垂線８４が三角形６９の余裕マージンよりも内側を通るよう、車両の目標傾斜角θtが修正される。よって、車両の傾斜角θが最大許容傾斜角θamaxに等しい目標傾斜角θtになるよう制御されている状態にて車両が停止しても、車両が転倒することを回避することができる。

＜後輪の転舵角制御ルーチン＞
次に、図８に示されたフローチャートを参照して実施形態における後輪の転舵角制御ルーチンについて説明する。なお、図８に示されたフローチャートによる転舵角の制御も、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに所定の時間毎に繰返し実行される。

まず、ステップ１１０においては、操舵角センサ７２により検出された操舵角Ｓtを示す信号などの信号が読み込まれる。

ステップ１２０においては、車両１０のホイールベースをＬとして、車両１０の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて、下記の式（２）に従って後輪１４の目標転舵角δrtが演算される。
δrt＝tan^−１（Ｌ・Ｇyt／Ｖ^２）（２）

なお、図１０に示されているように、車両１０のホイールベースＬは、左右の前輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地点Ｐfl及びＰfrの中点Ｐfと後輪１４の接地点Ｐrとの距離である。また、後輪１４の転舵角δrは、車両の中点Ｐfと後輪１４の接地点Ｐrとを結ぶ直線８２に対し、後輪１４の回転中心平面が回転軸線１４Ａの位置においてなす角度であり、目標転舵角δrtは転舵角δrの目標値である。図１０においては、明瞭化の目的で、各車輪は傾斜していない状態にて図示されている。

ステップ１３０においては、後輪１４の目標転舵角δrtの絶対値が基準値δr0（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち後輪１４の転舵角δrの大きさが大きく、車両１０が旋回状態にあるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには転舵角の制御はステップ２４０へ進み、肯定判別が行われたときには、即ち車両１０が旋回状態にあると判定されたときには、傾斜角の制御はステップ１４０へ進む。

ステップ１４０においては、後輪１４の目標転舵角δrt及び車速Ｖに基づいて図１１に示されたマップが参照されることにより、転舵アクチュエータ６２へ供給される制御電流Ｉrについての基準電流Ｉr0が演算される。基準電流Ｉr0は、転舵アクチュエータ６２が後輪１４に作用するセルフアライニングトルクに抗して後輪の転舵角δrを目標転舵角δrtに制御するために必要な制御電流Ｉrの最小値である。図１１に示されているように、基準電流Ｉr0は、後輪１４の目標転舵角δrtの絶対値が大きいほど大きく、車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算される。

ステップ１５０においては、前後加速度Ｇxに基づく車両１０の減速度Ｇxb（＝−Ｇx）が第一の基準値Ｇxb1（正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ１６０において車両１０が高減速度の減速状態にあるか否かに関するフラグＦbrkが１にセットされ、否定判別が行われたときにはステップ１７０においてフラグＦbrkが０にリセットされる。なお、第一の基準値Ｇxb1は、前輪側への荷重移動が高い減速状況であるか否かを判定するための基準値である。

ステップ１８０においては、フラグＦbrkが１であり且つ制御電流Ｉrが基準電流Ｉr0以下であるか否かの判別が行われる。即ち、後輪１４の接地荷重が低下し後輪の転舵角δrを目標転舵角δrtに制御するために転舵アクチュエータ６２に必要とされるトルクが低下している状況であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには転舵角の制御はステップ２４０へ進み、肯定判別が行われたときには転舵角の制御はステップ１９０へ進む。

ステップ１９０においては、目標転舵角δrtの如何に関係なく後輪１４の転舵角δrが０になるよう転舵アクチュエータ６２が制御される。

ステップ２００においては、車両１０の前後加速度Ｇxを示す信号の読み込みが行われ、前後加速度Ｇxに基づく車両の減速度Ｇxbが第二の基準値Ｇb2（第一の基準値Ｇb1よりも大きい正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ２１０においてフラグＦbrkが１にセットされ、否定判別が行われたときにはステップ２２０においてフラグＦbrkが０にリセットされる。

なお、第二の基準値Ｇb2も、前輪側への荷重移動が高い減速状況であるか否かを判定するための基準値であり、前輪側への荷重移動が減少する過程において、後述のステップ２３０において否定判別が行われるのを遅らせるための基準値である。ステップ１９０乃至後述のステップ２３０が実行されるのは、ステップ１８０において肯定判別が行われた場合であり、フラグＦbrkは１であるので、ステップ２１０は省略されてもよい。

ステップ２３０においては、ステップ１８０と同様に、フラグＦbrkが１であり且つ制御電流Ｉrが基準電流Ｉr0以下であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには転舵角の制御はステップ１９０へ戻り、否定判別が行われたときにはステップ２４０において後輪１４の転舵角δrが目標転舵角δrtになるよう転舵アクチュエータ６２が制御される。なお、ステップ２４０において否定判別が行われた結果後輪１４の転舵角δrが目標転舵角δrtになるよう制御される場合には、転舵角δrは所定の変化率にて目標転舵角δrtに近づけられてもよい。

以上の説明から解るように、ステップ１２０において、車両１０の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて後輪１４の目標転舵角δrtが演算される。車両が実質的に直進状態にある場合には、ステップ１３０において否定判別が行われ、車両は旋回状態にあるが後輪の接地荷重が減速により低下していない場合には、ステップ１８０において否定判別が行われる。よって、ステップ２４０において後輪１４の転舵角δrが目標転舵角δrtになるよう転舵アクチュエータ６２が制御される。

車両１０が旋回状態にあり且つ車両１０の減速度Ｇxbが第一の基準値Ｇxb1以上で後輪１４の接地荷重が減速により低下している場合には、ステップ１３０、１５０及び１８０において肯定判別が行われ、ステップ１９０乃至２３０が実行される。よって、車両１０の減速度Ｇxbが第一の基準値Ｇb1よりも大きい第二の基準値Ｇb2未満になるまで、ステップ１９０において後輪１４の転舵角δrが０に制御される。よって、後輪１４が回転しジャイロモーメントＭjrが作用している状態にて転舵角δrが０になる。

更に、車両１０の減速度Ｇxbが第二の基準値Ｇb2未満になる、及び後輪１４の接地荷重が回復して制御電流Ｉrが基準電流Ｉr0を越える、の少なくとも一方が充足されると、ステップ２３０において否定判別が行われる。よって、ステップ２４０において後輪１４の転舵角δrが目標転舵角δrtになるよう転舵アクチュエータ６２が制御される。

＜旋回減速時に車両の傾斜角が好ましい傾斜角よりも大きくなる問題＞
前述のように、自動傾斜車両の旋回減速時には、車両の旋回横力の低下に起因して車両の実横加速度が減少し、車両の目標横加速度が実横加速度に比して過大になるので、目標横加速度及び車速に基づいて演算される車両の目標傾斜角が過大になり易いという問題がある。図１４及び図１５を参照して、この問題について説明する。なお、図１４及び図１５において、各車輪の位置に示された破線の円は、各車輪の接地荷重の大きさを示している。

図１４に示されているように、車両が減速することなく旋回しているときには、後輪１４には旋回横力Ｆrcが作用し、左右の前輪にも旋回横力Ｆfcが作用する。よって、旋回横力Ｆrc及びＦfcの合力Ｆvcを車両の質量Ｍにて除算した値に等しい求心加速度が車両の重心Ｇmに作用するので、車両の実横加速度Ｇyは求心加速度の車両の横方向の成分に等しい大きい値になる。従って、車両の実横加速度Ｇyは車両の目標実横加速度Ｇytと実質的に同一である。

これに対し、車両が旋回している状況にて減速されると、前輪側への荷重移動により、図１５に示されているように、前輪１２Ｌ及び１２Ｒの接地荷重は増大し、後輪１４の接地荷重は減少する。そのため、後輪１４の旋回横力Ｆrcが低下し、これに対応して前輪の旋回横力Ｆfcも低下するので、これらの合力Ｆvcの低下に起因して車両の実横加速度Ｇyが減少する。その結果、車両の目標横加速度Ｇytが実横加速度Ｇyに比して過大になり、目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて演算される車両の目標傾斜角θtが過大になる。そのため、車両の傾斜角θが目標傾斜角θtになるように傾斜アクチュエータ６２を制御しても、車両の実際の傾斜角が好ましい角度よりも大きくなる。

＜実施形態における車両の傾斜角θの適正化＞
図１６に示されているように、車両１０の旋回減速時にも後輪１４の転舵角δrが転舵角δrtに制御される場合には、後輪１４に作用するジャイロモーメントＭjrは、車両の上方から見て車両の横方向に対し角度δrt傾斜した方向に作用する。そのため、ジャイロモーメントＭjrが後輪サスペンション５４を介して車両の傾斜角θを低減するよう作用するモーメントＭrはＭjr・cosδrtであり、傾斜角θを低減する効果は高くない。

これに対し、実施形態においては、前述のように、車両１０が旋回状態にある状況において減速され、車両の減速度Ｇxbが第一の基準値Ｇxb1以上になると、減速度Ｇxbが低下して第二の基準値Ｇb2未満になるまで、後輪１４の転舵角δrが０に制御される。よって、図１７に示されているように、ジャイロモーメントＭjrと同一のジャイロモーメントＭrが車両の上方から見て車両の横方向に作用するので、ジャイロモーメントＭjrを有効に利用して車両の傾斜角θを低減することができる。従って、後輪の転舵角δrが目標転舵角δrtに制御される場合に比して、車両の傾斜角を低減して車両の走行状況に適した好ましい角度に近づけることができ、旋回減速時の車両の傾斜角の制御性を向上させることができる。

＜車輪に作用するジャイロモーメントの影響による他の問題＞
従来の自動傾斜車両においては、各タイロッドは下端にて対応するナックルに一体的に連結されており、ナックルに対し枢動することができない。そのため、タイロッドの上下動の範囲が狭い範囲に制限されるので、車両を傾斜させることができる角度範囲が制限される。従来の自動傾斜車両における上述の制限を緩和すべく、各タイロッドが上端にて揺動部材の外端に枢着され下端にて対応するナックルに枢着され、アクチュエータと車体との間にショックアブソーバ及びサスペンションスプリングが配設された構成が既に知られている。この構成の自動傾斜車両（以下「改良型の自動傾斜車両」と呼ぶ）においては、左右の前輪は車体に対し上下方向へ相対変位可能であるが、車体に対し横方向へ相対的に傾斜することが制限されるよう、前輪サスペンションにより車体から懸架されている。

改良型の自動傾斜車両においては、車輪に作用するジャイロモーメントの影響により、車両の旋回減速時に車両の重心を通る垂線が、左右の前輪及び後輪の接地点を結ぶ三角形の内側に設定された所定の余裕マージンを通過する状況が生じ易いという問題がある。図１８を参照して、この問題について説明する。なお、図１８において、図２などに示された部材に対応する部材には、図２などに付された符号と同一の符号が付されている。

図１８は、改良型の自動傾斜車両が傾斜した状態を示すスケルトン図である。なお、傾斜アクチュエータ３８は枢軸４８の周りに枢動するよう支持されているので、揺動部材３６が下方へ変位し、アクチュエータ３８の後方側部分が下降すると、アクチュエータ３８の前方側部分が上昇し、サスペンションスプリング５０が伸張する。よって、図２及び図１８においては、揺動部材３６の上下変位とサスペンションスプリング５０の伸縮変形とが対応するよう、サスペンションスプリング５０はアクチュエータ３８の上側に図示されている。

改良型の自動傾斜車両においては、車両１０の傾斜角θの大きさが最大許容傾斜角θamaxのような大きい値であるときには、旋回外輪側の枢点Ｐbrは、枢点Ｐar及び接地点Ｐfrを結ぶ線分Ｌacr上よりも横方向外側に位置する。旋回内輪側の枢点Ｐblは、枢点Ｐal及び接地点Ｐflを結ぶ線分Ｌacl上又は該線分よりも横方向内側に位置する。

例えば、車両１０が左旋回する場合には、揺動部材３６は、旋回外輪側が低くなるようアクチュエータ３８の回転トルクによって車両の前方から見て揺動軸線３４の周りに反時計回り方向へ揺動される。これにより、旋回外輪側のタイロッド４０Ｒが車体２４に対し下方へ押し下げられ、旋回内輪側のタイロッド４０Ｌが車体２４に対し上方へ持ち上げられ、その結果車両１０の全体が旋回内側へ傾斜する。よって、前輪１２Ｌ及び１２Ｒ及び後輪１４は、車体２４と実質的に同一の角度旋回内側へ傾斜する。

前輪１２Ｌ及び１２Ｒ及び後輪１４が傾斜すると、前輪及び後輪にはそれぞれジャイロモーメントＭjf及びＭjrが作用し、前輪及び後輪は車両１０の標準状態の位置へ戻ろうとする。ジャイロモーメントＭjfは、サスペンションアーム２２Ｌ及び２２Ｒを経て車体２４へ伝達され、ジャイロモーメントＭjrは後輪サスペンション５４を経て車体２４へ伝達される。これらのジャイロモーメントは、車体２４の傾斜を低減しようとするので、車両１０の傾斜角θを低減するよう作用する。なお、前輪１２Ｌ及び１２Ｒはインホイールモータを内蔵しており、前輪の質量は後輪１４の質量よりも大きいので、ジャイロモーメントＭjfはジャイロモーメントＭjrよりも大きい。

前輪及び後輪は接地点において路面Ｒに接しているので、路面に対し横方向へ変位することができない。そのため、前輪１２Ｌ及び１２Ｒはそれぞれ接地点Ｐfl及びＰfrの周りに反時計回り方向へ枢動しようとし、後輪１４は接地点Ｐrの周りに反時計回り方向へ枢動しようとする。枢点Ｐbl及びＰbrはそれぞれ接地点Ｐfl及びＰfrの周りに反時計回り方向へ回転しようとするので、枢点Ｐal及びＰarはそれぞれタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒを介して左方且つ下方への力を受ける。

枢点Ｐal及びＰarが左方且つ下方への力を受けると、揺動部材３６は車体２４に対し中心平面６６に沿って下方へ変位するので、アクチュエータ３８も下方へ変位し、車体２４の高さが低くなる。また、旋回外輪である前輪１２Rの回転速度は旋回内輪である前輪１２Ｌの回転速度よりも高いので、前輪１２Ｒに作用するジャイロモーメントの大きさは前輪１２Ｌに作用するジャイロモーメントの大きさよりも大きい。よって、前輪１２Ｌ及び１２Ｒに作用するジャイロモーメントは、枢点Ｐbl及びＰbrの間の距離を大きくするよう作用するので、四辺形Ｐal−Ｐbl−Ｐbr−Ｐarは底辺が増大することによって上辺Ｐal−Ｐarの高さが減少するよう変形しようとする。従って、この作用によっても揺動部材３６は車体２４に対し中心平面６６に沿って下方へ変位し、車体２４の高さが低くなる。

従って、枢点Ｐal及びＰarが左方且つ下方への力を受けると、揺動部材３６及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの位置関係が車両１０の標準状態におけるそれらの関係とは異なる関係になる。その結果、揺動部材３６及びタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒなどを車両１０の標準状態における位置へ弾性的に付勢する弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒの弾性変形量が本来の値とは異なる値に変化することにより弾性エネルギが蓄積される。

弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒにより蓄積される弾性エネルギは、車両１０の旋回状態が変化しなければ、一定に維持される。これに対し、車両１０が旋回している状況において、車両が急激に減速され、前輪１２Ｌ及び１２Ｒ及び後輪１４の回転速度が急激に低下すると、前輪１２Ｌ及び１２Ｒに作用するジャイロモーメントＭjf及び後輪１４に作用するジャイロモーメントＭjrも急激に低下する。その結果、蓄積されていた弾性エネルギが急激に放出されるので、弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒの変形量が本来の値になるよう急激に減少し、揺動部材３６が車体２４に対し中心平面６６に沿って上方へ変位しようとする。

よって、車体２４が急激に中心平面６６に沿って上方へ変位し、車両１０の重心Ｇmの高さが急激に高くなる。そのため、車両１０の重心Ｇmを通る垂線８４が、三角形６９の範囲外又は余裕マージンを通る場合には、垂線８４が三角形６９の斜辺よりも所定の余裕マージンの距離だけ内側を通るよう、目標傾斜角θtが低減修正されていても、垂線８４が所定の余裕マージンを通ることがある。

＜実施形態による車両の旋回減速時における車両の重心の横方向位置の適正化＞
実施形態においては、前述のように、車両１０の旋回減速時には、後輪１４の転舵角δrを０に制御することにより、ジャイロモーメントＭjrを有効に利用して車両の傾斜角θが例えばθ′に低減される（図１９参照）。よって、車両の旋回減速時に、弾性部材４５Ｌ及び４５Ｒに蓄積されていた弾性エネルギが急激に放出され、車両１０の重心Ｇmの高さがＧm′の位置へ急激に高くなる場合にも、重心をＧm”の位置へ移動させ、重心の旋回内側への移動量を低減することができる。従って、後輪の転舵角δrが目標転舵角δrtに制御される場合に比して、重心Ｇm”を通る垂線８４”が三角形６９の所定の余裕マージンを通る虞を低減することができる。

なお、図には示されていないが、車両１０が右旋回する場合にも、旋回内外輪が車両の左旋回時とは逆である点を除き、同様の作用により、旋回減速時の車両の傾斜角の制御性を向上させ、車両の重心を通る垂線が三角形６９の所定の余裕マージンを通る虞を低減することができる。

特に、実施形態によれば、車両１０が旋回状態にある場合において、車両１０の減速度Ｇxbが第一の基準値Ｇxb1以上になると、減速度Ｇxbが第一の基準値Ｇb1よりも大きい第二の基準値Ｇb2未満になるまで、後輪１４の転舵角δrが０に制御される。よって、上記の期間確実に車両の傾斜角を０に低減して車両の走行状況に適した好ましい角度に近づけることができる。

前述のように、転舵アクチュエータ６２へ供給される制御電流Ｉrは、後輪のセルフアライニングトルクに応じて変化するので、後輪の転舵角δrの大きさが大きいほど大きく、車速Ｖが高いほど大きく、後輪の接地荷重が低いほど小さくなる。車両の減速により後輪の接地荷重が低下すると、セルフアライニングトルクも低下し、制御電流Ｉrも低下する。従って、制御電流Ｉrは車両の減速時には後輪の接地荷重の指標値として機能する。

後輪のセルフアライニングトルクは、後輪の転舵角δr及び車速Ｖに基づいて推定可能である。後輪の転舵角δrに代えて後輪の目標転舵角δrtを使用すれば、後輪のセルフアライニングトルクを遅れなく推定することができると共に、後輪の転舵角を検出する装置を不要にすることができる。

実施形態によれば、転舵アクチュエータ６２へ供給される制御電流Ｉrは、目標転舵角δrt及び車速Ｖに基づいて決定され、制御電流が目標転舵角及び車速に基づいて決定される基準電流Ｉr0以下であるときに、後輪の接地荷重が低下した状況であると判定される。よって、後輪の接地荷重を検出する荷重センサのような検出装置及び後輪の転舵角を検出する角度センサのような検出装置を要することなく、後輪の接地荷重が低下した状況を判定することができる。

前述のように、後輪１４に作用するジャイロモーメントＭjrの作用方向が車両の上方から見て車両の横方向であるときに、即ち後輪の転舵角δrが０であるときに、車両の傾斜角θを低減する作用が最も大きくなる。従って、後輪の転舵角δrは０にされることが好ましい。

実施形態によれば、後輪の転舵角δrが０になるように制御されるので、後輪の転舵角δrが目標転舵角δrtよりも小さく０よりも大きい値になるように制御される場合に比して、車両の傾斜角θを効果的に低減することができる。よって、後輪の転舵角δrが目標転舵角δrtよりも小さく０よりも大きい値に低減される場合に比して、旋回減速時の車両の傾斜角の制御性を効果的に向上させることができる。

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態においては、車両１０が旋回状態にある状況において減速され、車両の減速度Ｇxbが第一の基準値Ｇxb1以上になると、減速度Ｇxbが低下して第二の基準値Ｇb2未満になるまで、後輪１４の転舵角δrが０に制御される。しかし、後輪１４の転舵角δrが目標転舵角δrtよりも小さくされれば、後輪１４の転舵角δrが目標転舵角δrtに制御される場合に比して、車両の傾斜角θを低減することができる。よって、転舵アクチュエータ６２は、後輪１４の転舵角δrが０になるよう制御されるのではなく、転舵角δrが目標転舵角δrtよりも小さい値になるよう制御されてもよい。

また、上述の実施形態においては、転舵アクチュエータ６２へ供給される制御電流Ｉrが基準電流Ｉr0以下であるか否かの判別により、後輪１４の接地荷重が低下しているか否かの判別が行われる。しかし、後輪１４の接地荷重が例えば荷重センサのような検出装置により検出され、その検出結果に基づいて後輪の接地荷重が低下しているか否かの判別が行われてもよい。

また、上述の実施形態においては、アクチュエータ３８は、その長手方向中央部に設けられた一対の枢軸４８が一対のブラケット４６によって支持されることにより、枢軸４８の周りに揺動可能に支持されている。チュエータ３８の出力回転軸は後方へ突出し、出力回転軸の先端に揺動部材３６のボス部３６Ｂが一体的に取り付けられており、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバは、アクチュエータ３８の前端部とその下方の車体２４との間に介装されている。

しかし、図２０に示されているように、枢軸４８がアクチュエータ３８の前端部に設けられ、枢軸４８に対し後方側においてサスペンションスプリング５０及びショックアブソーバがアクチュエータ３８と車体２４との間に介装されてもよい（第一の修正例）。なお、その場合には、車体２４の重量はサスペンションスプリング５０の伸び変形によるばね力によって支持されるので、サスペンションスプリング５０は例えば引張りコイルばねのような弾性部材であってよい。また、前輪に作用するジャイロモーメントに起因してアクチュエータ３８の後方側部分が車体２４に対し下方へ移動されると、サスペンションスプリング５０の伸び変形量の減少により車体２４の高さが低下する。

また、アクチュエータ３８の枢軸４８に対する揺動部材３６及びサスペンションスプリング５０及びショックアブソーバの前後方向の位置関係が、上述の実施形態における関係とは逆であってもよい。即ち、アクチュエータ３８が車両傾斜装置１８の後方に配置され、前方へ突出する出力回転軸に揺動部材３６のボス部３６Ｂが一体的に取り付けられ、サスペンションスプリング５０及びショックアブソーバがアクチュエータ３８の後端部と車体２４との間に介装されてもよい。更に、アクチュエータ３８の枢軸４８に対する揺動部材３６及びサスペンションスプリング５０及びショックアブソーバの前後方向の位置関係が、上述の第一の修正例における関係とは逆であってもよい。

また、アクチュエータ３８が揺動することなく車体２４に対し上下動するよう車体により支持されてもよい（第二の修正例）。その場合、圧縮コイルばねのようなサスペンションスプリング５０がアクチュエータ３８とその上方の車体部材との間に介装されてもよく、引張りコイルばねのようなサスペンションスプリング５０がアクチュエータ３８とその下方の車体部材との間に介装されてもよい。

また、上述の実施形態においては、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの有効長さ、即ちそれぞれ枢点Ｐar及びＰalと枢点Ｐbr及びＰblとの間の距離は、それぞれ枢点Ｐbr及びＰblと接地点Ｐfr及びＰflとの間の距離よりも小さい。しかし、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの有効長さは、それぞれ枢点Ｐbr及びＰblと接地点Ｐfr及びＰflとの間の距離より大きくてもよい。更に、それぞれアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲの有効長さに対するタイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの有効長さ及び枢点Ｐbr及びＰblと接地点Ｐfr及びＰflとの間の距離の関係は、図示の関係とは異なっていてもよい。

また、上述の実施形態においては、揺動部材３６のアーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲは、互いに他に対し傾斜することなく一直線状をなし、車両１０が標準状態にあるときには水平に延在するようになっている。しかし、アーム部３６ＡＬ及び３６ＡＲは、ボス部３６Ｂから離れるにつれて高さが高くなるよう、Ｖ形をなしていてもよく、逆にボス部３６Ｂから離れるにつれて高さが低くなるよう、逆Ｖ形をなしていてもよい。

また、上述の実施形態においては、タイロッド４０Ｌ、４０Ｒの下端は、それぞれナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒ及びサスペンションアーム２２Ｌ、２２Ｒを介してナックル１６Ｌ、１６Ｒに連結されている。しかし、ナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒはそれぞれ下端にてナックル１６Ｌ、１６Ｒに一体的に連結されていてもよく、更にはナックルアーム３０Ｌ、３０Ｒが省略され、タイロッド４０Ｌ、４０Ｒが下端にてそれぞれナックル１６Ｌ、１６Ｒに枢着され又は一体的に連結されていてもよい。

更に、上述の実施形態においては、後輪は一つであるが、左右の前輪よりもトレッドが小さい二つの後輪が設けられてもよく、後輪も駆動輪であってもよい。

１０…自動傾斜車両、１２Ｌ，１２Ｒ…前輪、１６Ｌ，１６Ｒ…ナックル、１８…車両傾斜装置、２０…電子制御装置、２４…車体、３０Ｌ，３０Ｒ…ナックルアーム、３４…揺動軸線、３６…揺動部材、３８…傾斜アクチュエータ、４０Ｌ，４０Ｒ…タイロッド、４５Ｌ，４５Ｒ…弾性部材、５０…サスペンションスプリング、５２…前輪サスペンション、６２…転舵アクチュエータ、７０…ジャイロスコープ、７２…操舵角センサ、７４FL，７４FR，７４R…車輪速度センサ、７６…回転角センサ、７８…３軸加速度センサ

Claims

横方向に隔置された一対の前輪と、転舵アクチュエータにより転舵されるよう構成された一つの後輪と、車両傾斜装置と、制御装置とを含む自動傾斜車両であって、各前輪は、それぞれ対応するナックルにより回転可能に支持されており、前記車両傾斜装置は、前後方向に延在する揺動軸線の周りに揺動する揺動部材と、前記揺動軸線の周りに前記揺動部材を揺動させる傾斜アクチュエータと、前記揺動軸線に対し横方向両側において上側の枢着部にて前記揺動部材に連結され且つ下側の連結部にて対応する前記ナックルに連結された一対のタイロッドとを含み、前記傾斜アクチュエータはサスペンションスプリングを介して車体に連結されており、前記制御装置は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて前記後輪の目標転舵角を演算し、前記後輪の転舵角が前記目標転舵角になるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成され、更に前記制御装置は、運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両の目標横加速度を演算し、車両の目標横加速度に基づいて車両の目標傾斜角を演算し、車両の傾斜角が前記目標傾斜角になるように前記傾斜アクチュエータを制御することによって車両を旋回内側へ傾斜させるよう構成された自動傾斜車両において、
前記制御装置は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により前記後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、前記後輪の転舵角が前記目標転舵角よりも小さくなるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成された自動傾斜車両。
請求項１に記載の車両の自動傾斜車両において、前記制御装置は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速度が第一の基準値以上で車両の減速により前記後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、車両の減速度が前記第一の基準値よりも小さい第二の基準値未満になるまで、前記後輪の転舵角が前記目標転舵角よりも小さくなるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成された自動傾斜車両。
請求項１又は２に記載の車両の自動傾斜車両において、前記転舵アクチュエータは電動アクチュエータであり、前記制御装置は、前記転舵アクチュエータへ供給される制御電流が前記目標転舵角及び車速に基づいて決定される基準電流以下であるときに、前記後輪の接地荷重が低下した状況であると判定するよう構成された自動傾斜車両。
請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両の自動傾斜車両において、前記制御装置は、車両が旋回状態にあり且つ車両の減速により前記後輪の接地荷重が低下していると判定したときには、前記後輪の転舵角が０になるように前記転舵アクチュエータを制御するよう構成された自動傾斜車両。