JP6111119B2 - 倒立振子型車両 - Google Patents

Description

本発明は、床面上を全方位に移動可能に構成されている倒立振子型車両に関する。

床面上を全方位に移動可能に構成されている移動動作部と、鉛直方向に対して傾動自在な傾動部を有する倒立振子型車両が従来より知られている（例えば特許文献１を参照）。

この種の倒立振子型車両は、乗り物として利用する場合、上記傾動部に乗員搭乗部が備えられる。そして、乗員が搭乗した乗員搭乗部の傾動等に応じて移動動作部をアクチュエータ装置により駆動することで、車両の移動が行われる。

特開２０１１−０６３２４１号公報

乗員搭乗部を有する倒立振子型車両（以降、単に車両ということがある）は、基本的には、車両の非旋回時には、乗員搭乗部に搭乗した乗員と車両との全体重心が、移動動作部に作用する接地荷重の作用線上に位置する状態（換言すれば、上記全体重心が接地荷重の作用中心点（所謂、床反力中心点）の直上に位置する状態。ただし、車両の旋回時には、遠心力を考慮した動力学的なつりあい状態。以降、これらの状態を総称的にバランス状態ということがある）を定常的な収束目標として移動動作部の移動を制御することが望ましいと考えられる。

しかるに、全体重心を常時、バランス状態に収束させるように移動動作部の移動を制御すると、以下に示すように、車両の操縦性や乗り心地が損なわる場合あることが本願発明者の各種実験、検討によって判明した。

すなわち、乗員は、通常、車両の動きに合わせて、自身の重心を乗員搭乗部に対して相対的に移動させようとする。例えば、車両を旋回させる場合、あるいは、車両を比較的素早く並進移動させるような場合には、乗員は、車両の旋回半径の中心側、あるいは、車両の並進移動の向きと同じ側に自身の重心を乗員搭乗部に対して相対的に移動させようとする。

しかしながら、全体重心を常時、バランス状態に収束させるように移動動作部の移動を制御すると、全体重心がバランス状態に保たれるように移動動作部の移動が行われるために、乗員が自身の重心を動かそうした向きと逆向きに車両の重心が動くように乗員搭乗部が傾動した状態となる。

このため、乗員は、自身の重心の動きが車両の重心の動きによって相殺されてしまったように感じて、車両の操縦や乗り心地に違和感を覚えることがある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、車両の操縦性や快適性をより高めることができる倒立振子型車両を提供することを目的とする。

本発明の倒立振子型車両は、かかる目的を達成するために、床面上を全方位に移動可能に構成された移動動作部と、該移動動作部を駆動するアクチュエータ装置と、前記移動動作部及びアクチュエータ装置が組み付けられた基体と、鉛直方向に対して傾動自在に前記基体に組み付けられた乗員搭乗部と、前記乗員搭乗部の傾動状態を検知する傾動状態検知部と、少なくとも該傾動状態検知部により検知された前記乗員搭乗部の傾動状態に応じて、前記乗員搭乗部に搭乗している乗員と当該倒立振子型車両との全体重心の位置のバランスをとるように前記アクチュエータ装置の動作を制御するように構成された制御装置とを備える倒立振子型車両であって、
前記乗員搭乗部に搭乗している乗員の重心の移動要求を認識するための当該倒立振子型車両の所定種類の状態を検知する車両状態検知部を備えており、
前記制御装置は、前記乗員搭乗部に搭乗している乗員と当該倒立振子型車両との全体重心の位置を、前記車両状態検知部により検知された状態から認識される前記乗員の重心の移動の要求方向に該全体重心のバランス状態の位置からずらすように前記アクチュエータ装置を制御するように構成されていることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明において、「全体重心のバランス状態」というのは、倒立振子型車両の非旋回時には、乗員搭乗部に搭乗している乗員と倒立振子型車両（以降、単に車両ということがある）との全体重心の位置が、移動動作部に作用する接地荷重の作用線上にある状態を意味し、車両の旋回時には、遠心力を考慮した動力学的なバランス状態を意味する。

上記第１発明によれば、前記制御装置は、前記全体重心の位置を、前記車両状態検知部により検知された状態から認識される前記乗員の重心の移動の要求方向に該全体重心のバランス状態の位置からずらすように前記アクチュエータ装置を制御する。

このため、乗員は、自身の重心の動きが前記全体重心の動きに反映されて、それに応じて前記移動動作部の移動が制御されることを体感的に容易に認識することができる。ひいては、乗員は、自身の身体の動き（ひいては、自身の重心の動き）による車両の移動操縦を行い易くなる。従って、第１発明によれば、車両の操縦性や快適性をより高めることができる。

上記第１発明では、前記車両状態検知部が検知する前記所定種類の状態は、例えば、前記乗員搭乗部に搭乗している乗員による当該倒立振子型車両の旋回要求の指令と、当該倒立振子型車両の実際のヨーレートの計測値と、前記乗員搭乗部に搭乗している乗員が、自身の重心を前記乗員搭乗部に対して相対的にずらすことに起因して発生する前記全体重心の前記乗員搭乗部に対する相対的な移動量である全体重心ずれ量と、該全体重心ずれ量の時間的変化率とのうちの少なくともいずれか１つを含むことが好ましい（第２発明）。

なお、上記旋回要求の指令は、車両の旋回動作を行うための指令（前記制御装置に対する指令）を意味している。該指令としては、例えば前記乗員が、自身の身体を動かすことに応じて前記制御装置又は適宜の検出器（乗員の身体の動きに感応する検出器）により生成される指令を採用することができる。

上記第２発明において、前記所定種類の状態が、前記乗員搭乗部に搭乗している乗員による当該倒立振子型車両の旋回要求の指令、あるいは、当該倒立振子型車両の実際のヨーレートの計測値を含む場合には、車両の旋回動作時に、前記全体重心の位置をバランス状態の位置からずらすことができる。例えば、車両の旋回動作における該車両の旋回半径の中心側に向かう方向を前記乗員の重心の移動の要求方向として、該全体重心の位置を、バランス状態の位置から該要求方向にずらすことができる。これにより、乗員による車両の旋回操作をしやすくなるという効果を奏する。

また、前記所定種類の状態が、前記全体重心移動量、又は該全体重心移動量の時間的変化率を含む場合には、車両の加減速時、あるいは、旋回動作時等に、前記全体重心をバランス状態の位置からずらすことができる。例えば、前記全体重心移動量、又は該全体重心の時間的変化率と同じ向きを前記乗員の重心の移動の要求方向として、該全体重心の位置を、バランス状態の位置から該要求方向にずらすことができる。これにより、乗員による車両の操作をしやすくなるという効果を奏する。

また、前記第１発明又は第２発明では、前記制御装置は、前記車両状態検知部により検知された状態に応じて、又は、該状態と当該倒立振子型車両の代表点の移動速度とに応じて前記全体重心の前記バランス状態の位置からのずらし量を変化させるように前記アクチュエータ装置を制御するように構成されていることが好ましい（第３発明）。

この第３発明によれば、前記全体重心の位置のバランス状態の位置からのずらし量を、車両の前記所定種類の状態に適したずらし量、あるいは、該状態と車両の代表点（例えば基体又は乗員搭乗部に対して固定された点、あるいは、前記全体重心）の移動速度とに適したずらし量にすることができる。

上記第２発明では、前記車両状態検知部が検知する前記所定種類の状態が、前記旋回要求の指令又は前記ヨーレートの計測値を含んでいる場合には、前記制御装置は、該旋回要求の指令により示される当該倒立振子型車両のヨーレートの要求値の大きさ、又は前記ヨーレートの指令値の大きさが大きいほど、前記全体重心の前記バランス状態の位置からのずらし量を当該倒立振子型車両の旋回半径の中心側に向かって大きくするように、前記アクチュエータ装置を制御するように構成されていることが好ましい（第４発明）。

この第４発明によれば車両の旋回動作時の遠心力の大きさに合わせて全体重心の位置をバランス状態の位置からずらすことで、車両の操作のしやすさを向上できる。

また、前記第２発明では、前記車両状態検知部が検知する前記所定種類の状態が、前記全体重心移動量又は該全体重心移動量の時間的変化率を含んでいる場合には、前記制御装置は、前記全体重心移動量の大きさが大きいほど、又は該全体重心移動量の時間的変化率の大きさが大きいほど、前記全体重心の位置のずらし量を、該全体重心移動量と同じ向き、又は該全体重心移動量の時間的変化率と同じ向きに大きくするように、前記アクチュエータ装置を制御するように構成されていることが好ましい（第５発明）。

この第５発明によれば、車両の加減速に伴う慣性力の大きさに合わせて、該全体重心の位置をバランス状態の位置からずらすことで、あるいは、車両の旋回動作時の遠心力の大きさに合わせて、該全体重心の位置をバランス状態の位置からずらすことで、車両の操作のしやすさを向上できる。

補足すると、以上説明した第１〜第５発明では、前記全体重心の位置を、バランス状態の位置からずらすように前記アクチュエータ装置を制御することは、例えば次のような構成により実現することが可能である。

すなわち、前記制御装置は、例えば前記全体重心を前記バランス状態の位置からずらした状態での前記乗員搭乗部の目標傾斜角度と、前記傾斜状態検知部により検知された前記乗員搭乗部の傾斜状態により示される該乗員搭乗部の実際の傾斜角度の観測値との偏差に応じて、該偏差をゼロに収束させるように、前記アクチュエータ装置を作動させるための操作量（制御入力）を決定し、該操作量に応じて前記アクチュエータ装置を制御するように構成される。該操作量としては、例えば、該アクチュエータ装置による移動動作部の駆動力又は該移動動作部の移動加速度等を採用することができる。

また、前記全体重心移動量は、例えば、後述の図７のブロック図に示す如き演算によって、逐次推定することができる。すなわち、前記全体重心の移動速度の第１推定値と、第２推定値との偏差に、あらかじめ定めた所定値のゲインを乗じることによって、前記全体重心移動量の推定値を、実際の値に収束させるように逐次決定することができる。

より具体的には、車両の前後方向（例えば乗員搭乗部に搭乗した乗員の前後方向）における前記全体重心の移動速度の第１推定値及び第２推定値をそれぞれ、Ｖb_estm1_x、Ｖb_estm2_x、車両の左右方向（例えば乗員搭乗部に搭乗した乗員の左右方向）における前記全体重心の移動速度の第１推定値及び第２推定値をそれぞれ、Ｖb_estm1_y、Ｖb_estm_2_yと表記したとき、前後方向における第１推定値Ｖb_estm1_x及び左右方向における第１推定値Ｖb_estm1_yは、それぞれ次式（Ａｘ）、（Ａｙ）により運動学的に算出される推定値である。また、前後方向における第２推定値Ｖb_estm2_x及び左右方向のおける第２推定値Ｖb_estm2_yは、それぞれ次式（Ｂｘ）、（Ｂｙ）により動力学的に算出される全体重心の前後方向の移動加速度ＤVb_estm_x、左右方向の移動加速度ＤVb_estm_yを積分することにより算出される移動速度の推定値である。

Ｖb_estm1_x＝Ｖw1_act_x＋ｈ・ωb_act_x ……（Ａｘ）
Ｖb_estm1_y＝Ｖw1_act_y＋ｈ・ωb_act_y ……（Ａｙ）
ＤVb_estm_x＝(θb_act_x・(ｈ−ｒ_x)＋Ｏfst_estm_x(k-1))・(ｇ／ｈ)
＋Ｖb_estm1_y・ωz_act ……（Ｂｘ）
ＤVb_estm_y＝(θb_act_y・(ｈ−ｒ_y)＋Ｏfst_estm_y(k-1))・(ｇ／ｈ)
−Ｖb_estm1_x・ωz_act ……（Ｂｙ）

ただし、
Ｖw1_act_x：移動動作部の前後方向の移動速度の観測値
Ｖw1_act_y：移動動作部の左右方向の移動速度の観測値
ｈ：全体重心の床面からの高さとしてあらかじめ定められた値
ωb_act_x：乗員搭乗部の左右方向の軸周り方向の傾動の角速度の観測値
ωb_act_y：乗員搭乗部の前後方向の軸周り方向の傾動の角速度の観測値
θb_act_x：乗員搭乗部の左右方向の軸周り方向の傾斜角度（鉛直方向に対する傾斜角）
の観測値
θb_act_y：乗員搭乗部の前後方向の軸周り方向の傾斜角度（鉛直方向に対する傾斜角）
の観測値
ｒ_x：乗員搭乗部の左右方向の軸周り方向の傾動中心の床面からの高さ
ｒ_y：乗員搭乗部の前後方向の軸周り方向の傾動中心の床面からの高さ
Ｏfst_estm_x(k-1)：算出済の前後方向の全体重心移動量の推定値のうちの最新値
Ｏfst_estm_y(k-1)：算出済の左右方向の全体重心移動量の推定値のうちの最新値
ｇ：重力加速度定数
Ｖb_estm1_x：前記式（Ａｘ）により算出される全体重心の前後方向の移動速度の推定値
Ｖb_estm1_y：前記式（Ａｙ）により算出される全体重心の左右方向の移動速度の推定値
ωz_act：車両のヨー軸周り方向の角速度

そして、前後方向における全体重心移動量は、前後方向における全体重心の移動速度の第１推定値Ｖb_estm1_xと第２推定値Ｖb_estm2_xとの偏差に、あらかじめ定めた所定値のゲインを乗じることによって算出することができる。同様に、左右方向における全体重心移動量は、左右方向における全体重心の移動速度の第１推定値Ｖb_estm1_yと第２推定値Ｖb_estm2_yとの偏差に、あらかじめ定めた所定値のゲインを乗じることによって算出することができる。

なお、本明細書において、移動速度等の任意の状態量の「観測値」は、適宜のセンサによる該状態量の実際の値の検出値（計測値）、あるいは、該状態量と一定の相関関係を有する１つ以上の状態量の検出値から該相関関係に基づいて得られる推定値、あるいは、該状態量の実際の値と一致もしくはほぼ一致すると見なすことができる擬似的な推定値を意味する。該擬似的な推定値としては、該状態量の目標値を用いることができる。

本発明の第１実施形態の倒立振子型車両の外観斜視図。 第１実施形態の倒立振子型車両の側面図。 第１実施形態の倒立振子型車両の制御のための構成を示すブロック図。 図３に示す第１制御処理部の処理を示すブロック線図。 図３に示す第１制御処理部の処理に用いる倒立振子モデルを説明するための図。 図５の倒立振子モデルに関する挙動を示すブロック線図。 図４に示す重心ずれ推定部の処理を示すブロック線図。 図４に示す重心調整部の処理を示すブロック線図。 図３に示す第２制御処理部の処理を示すブロック線図。 図１０（ａ），（ｂ）は、第１実施形態の倒立振子型車両の作動状態の例を示す図。 図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第２実施形態、第３実施形態における第２制御処理部の要部の処理を示すブロック線図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図１０を参照して説明する。図１及び図２に示すように本実施形態の倒立振子型車両１（以降、単に車両１ということがある）は、基体２と、床面上を移動可能な第１の移動動作部３及び第２の移動動作部４と、乗員が搭乗する乗員搭乗部５とを備える。

第１の移動動作部３は、本発明における移動動作部に相当するものである。この第１の移動動作部３は、図２に示す円環状の芯体６（以下、環状芯体６という）と、この環状芯体６の円周方向（軸心周り方向）に等角度間隔で並ぶようにして該環状芯体６に装着された複数の円環状のローラ７とを備える。各ローラ７は、その回転軸心を環状芯体６の円周方向に向けて環状芯体６に外挿されている。そして、各ローラ７は、環状芯体６の軸心周りに該環状芯体６と一体に回転可能とされていると共に、該環状芯体６の横断面の中心軸（環状芯体６の軸心を中心とする円周軸）周りに回転可能とされている。

これらの環状芯体６及び複数のローラ７を有する第１の移動動作部３は、環状芯体６の軸心を床面と平行に向けた状態で、ローラ７（環状芯体６の下部に位置するローラ７）を介して床面上に接地される。この接地状態で、環状芯体６をその軸心周りに回転駆動することで、環状芯体６及び各ローラ７の全体が輪転し、それにより第１の移動動作部３が環状芯体６の軸心と直交する方向に床面上を移動するようになっている。また、上記接地状態で、各ローラ７をその回転軸心周りに回転駆動することで、第１の移動動作部３が、環状芯体６の軸心方向に移動するようになっている。

さらに、環状芯体６の回転駆動と各ローラ７の回転駆動とを行なうことで、環状芯体６の軸心と直交する方向と、環状芯体６の軸心方向とに対して傾斜した方向に第１の移動動作部３が移動するようになっている。

これにより、第１の移動動作部３は、床面上を全方向に移動することが可能となっている。以降の説明では、図１及び図２に示す如く、第１の移動動作部３の移動方向のうち、環状芯体６の軸心と直交する方向をＸ軸方向、該環状芯体６の軸心方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。なお、前方向をＸ軸の正方向、左方向をＹ軸の正方向、上方向をＺ軸の正方向とする。

基体２には、上記第１の移動動作部３が組み付けられている。より詳しくは、基体２は、床面に接地させた第１の移動動作部３の下部を除く部分の周囲を覆うように設けられている。そして、この基体２に第１の移動動作部３の環状芯体６が、その軸心周りに回転自在に支持されている。

この場合、基体２は、第１の移動動作部３の環状芯体６の軸心を支点として、その軸心周りに（Ｙ軸周りに）傾動自在とされていると共に、第１の移動動作部３と共に床面に対して傾くことで、第１の移動動作部３の接地部を支点として、環状芯体６の軸心と直交するＸ軸周りに傾動自在とされている。従って、基体２は、鉛直方向に対して２軸周りに傾動自在とされている。

また、基体２の内部には、図２に示す如く、第１の移動動作部３を移動させる駆動力を発生する第１のアクチュエータ装置８が搭載されている。この第１のアクチュエータ装置８は、環状芯体６を回転駆動するアクチュエータとしての電動モータ８ａと、各ローラ７を回転駆動するアクチュエータとしての電動モータ８ｂとから構成される。そして、電動モータ８ａ，８ｂは、それぞれ図示を省略する動力伝達機構を介して環状芯体６、各ローラ７に回転駆動力を付与するようにしている。なお、該動力伝達機構は公知の構造のものでよい。

なお、第１の移動動作部３は、上記の構造と異なる構造のものであってもよい。例えば、第１の移動動作部３及びその駆動系の構造として、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ／２００８／１３２７７８、あるいは、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ／２００８／１３２７７９にて本願出願人が提案した構造のものを採用してもよい。

また、基体２には、乗員搭乗部５が組み付けられている。この乗員搭乗部５は、乗員が着座するシートにより構成されており、その基体２の上端部に固定されている。そして、乗員は、その前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向に向けて、乗員搭乗部５に着座することが可能となっている。また、乗員搭乗部５（シート）は、基体２に固定されているので、該基体２と一体に鉛直方向に対して傾動自在とされている。

補足すると、第１の移動動作部３及び基体２は傾動しない（ピッチ方向及びロール方向の姿勢がほぼ一定に保たれる）ように構成されていてもよい。この場合、乗員搭乗部５が基体２にボールジョイント等を介して傾動自在に支持されるように構成されていてもよい。

基体２には、さらに乗員搭乗部５に着座した乗員がその足を載せる一対の足載せ部９，９と、該乗員が把持する一対の把持部１０，１０とが組み付けられている。

足載せ部９，９は、基体２の両側部の下部に突設されている。なお、図１及び図２では、一方側（右側）の足載せ部９の図示は省略されている。

また、把持部１０，１０は、乗員搭乗部５の両側にＸ軸方向（前後方向）に延在して配置されたバー状のものであり、それぞれ、基体２から延設されたロッド１１を介して基体２に固定されている。そして、把持部１０，１０のうちの一方の把持部１０（図では右側の把持部１０）には、操作器としてのジョイスティック１２が取り付けられている。

このジョイスティック１２は、前後方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）に揺動操作可能とされている。そして、該ジョイスティック１２は、その前後方向（Ｘ軸方向）の揺動量及びその揺動の向き（前向き又は後向き）を示す操作信号を、車両１を前方又は後方に移動させる前進・後進指令として出力し、左右方向（Ｙ軸方向）の揺動量及びその揺動の向き（右向き又は左向き）を示す操作信号を、車両１を左右方向に移動させる横移動指令として出力する。

第２の移動動作部４は、本実施形態では、所謂、オムニホイールにより構成されている。第２の移動動作部４としてのオムニホイールは、同軸心の一対の環状芯体（図示省略）と、各環状芯体に、回転軸心を該環状芯体の円周方向に向けて回転自在に外挿された複数の樽状のローラ１３とを備える公知の構造のものである。

この場合、第２の移動動作部４は、その一対の環状芯体の軸心をＸ軸方向（前後方向）に向けて第１の移動動作部３の後方に配置され、ローラ１３を介して床面に接地されている。

なお、上記一対の環状芯体の一方側のローラ１３と、他方側のローラ１３とは、該環状芯体の周方向に位相をずらして配置されており、該一対の環状芯体の回転時に、該一対の環状芯体の一方側のローラ１３と、他方側のローラ１３とのうちのいずれか一方が床面に接地するようになっている。

上記オムニホイールにより構成された第２の移動動作部４は、基体２に連結されている。より詳しくは、第２の移動動作部４は、オムニホイール（一対の環状芯体及び複数のローラ１３の全体）の上部側の部分を覆う筐体１４を備えており、この筐体１４にオムニホイールの一対の環状芯体がその軸心周りに回転自在に軸支されている。さらに、筐体１４から基体２側に延設されたアーム１５が、前記第１の移動動作部３の環状芯体６の軸心周りに揺動し得るように基体２に軸支されている。これにより、第２の移動動作部４が、アーム１５を介して基体２に連結されている。

そして、第２の移動動作部４は、アーム１５の揺動によって前記第１の移動動作部３の環状芯体６の軸心周りに基体２に対して揺動自在とされ、これにより、第１の移動動作部３と第２の移動動作部４との両方を接地させたまま、乗員搭乗部５を基体２と共にＹ軸周りに傾動させることが可能となっている。

なお、アーム１５を第１の移動動作部３の環状芯体６の軸心部に軸支して、第１の移動動作部３に第２の移動動作部４をアーム１５を介して連結するようにしてもよい。

また、基体２には、アーム１５の揺動範囲を制限する一対のストッパ１６，１６が設けられており、該アーム１５は、ストッパ１６，１６の間の範囲内で揺動することが可能となっている。これにより、第１の移動動作部３の環状芯体６の軸心周りでの第２の移動動作部４の揺動範囲、ひいては、基体２及び乗員搭乗部５のＸ軸周りの傾動範囲が制限され、該基体２及び乗員搭乗部５が乗員の後ろ側に過大に傾くのが防止されるようになっている。

なお、第２の移動動作部４は、床面に押し付けられるようにバネにより付勢されていてもよい。

上記の如く第２の移動動作部４は、その一対の環状芯体の回転と、ローラ１３の回転とのうちの一方又は両方を行なうことで、第１の移動動作部３と同様に、床面上をＸ軸方向及びＹ軸方向を含む全方向に移動することが可能となっている。詳しくは、環状芯体の回転によって、第２の移動動作部４がＹ軸方向（左右方向）に移動可能とされ、ローラ１３の回転によって、Ｘ軸方向（前後方向）に移動可能とされている。

また、第２の移動動作部４の筐体１４には、第２の移動動作部４を駆動する第２のアクチュエータ装置としての電動モータ１７を取り付けられている。この電動モータ１７は、第２の移動動作部４の一対の環状芯体を回転駆動するように該一対の環状芯体に連結されている。

従って、本実施形態では、第２の移動動作部４のＸ軸方向での移動は、第１の移動動作部３のＸ軸方向での移動に追従して従動的に行なわれ、第２の移動動作部４のＹ軸方向での移動は、電動モータ１７により第２の移動動作部４の一対の環状芯体を回転駆動することで行なわれるようになっている。

補足すると、第２の移動動作部４は、第１の移動動作部３と同様の構造のものであってもよい。

以上が本実施形態における車両１の機構的な構成である。

図１及び図２での図示は省略したが、本実施形態の車両１の基体２には、該車両１の動作制御（第１の移動動作部３及び第２の移動動作部４の動作制御）のための構成として、図３に示す如く、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む電子回路ユニットにより構成された制御装置２１と、鉛直方向に対する乗員搭乗部５の傾斜角度（基体２の傾斜角度）を計測するための傾斜センサ２２と、車両１のヨー軸周りの角速度を計測するためのヨーレートセンサ２３とが搭載されている。

制御装置２１には、前記ジョイスティック１２の出力と、傾斜センサ２２及びヨーレートセンサ２３の検出信号とが入力されるようになっている。

なお、制御装置２１は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。

上記傾斜センサ２２は、本発明における傾動状態検知部に相当するものであり、加速度センサとジャイロセンサ等の角速度センサとにより構成される。そして、制御装置２１は、これらの加速度センサ及び角速度センサの検出信号から、乗員搭乗部５の傾斜角度（換言すれば基体２の傾斜角度）の計測値を公知の手法を用いて取得する。その手法としては、例えば特許４１８１１１３号にて本願出願人が提案した手法を採用することができる。

なお、本実施形態における乗員搭乗部５の傾斜角度（又は基体２の傾斜角度）というのは、より詳しくは、車両１と、その乗員搭乗部５に既定の姿勢（標準姿勢）で搭乗した乗員とを併せた全体の重心が、第１の移動動作部３の接地部の直上（鉛直方向上方）に位置する状態での乗員搭乗部５（又は基体２）の姿勢を基準（ゼロ）とする傾斜角度（Ｘ軸周り方向の傾斜角度とＹ軸周り方向の傾斜角度との組）である。

また、ヨーレートセンサ２３は、ジャイロセンサ等の角速度センサにより構成される。そして、制御装置２１は、その検出信号に基づいて、車両１のヨー軸周りの角速度の計測値を取得する。

また、制御装置２１は、実装されるプログラム等により実現される機能（ソフトウェアにより実現される機能）又はハードウェアにより構成される機能として、上記の如く計測値を取得する機能の他、第１のアクチュエータ装置８を構成する電動モータ８ａ，８ｂを制御することで第１の移動動作部３の移動動作を制御する第１制御処理部２４と、第２のアクチュエータ装置としての電動モータ１７を制御することで第２の移動動作部４の移動動作を制御する第２制御処理部２５と備える。

第１制御処理部２４は、後述する演算処理を実行することで、第１の移動動作部３の移動速度（詳しくは、Ｘ軸方向の並進速度とＹ軸方向の並進速度との組）の目標値である第１目標速度を逐次算出し、第１の移動動作部３の実際の移動速度を、第１目標速度に一致させるように電動モータ８ａ，８ｂの回転速度を制御する。

この場合、電動モータ８ａ，８ｂのそれぞれの回転速度と、第１の移動動作部３の実際の移動速度との間の関係はあらかじめ定められており、第１の移動動作部３の第１目標速度に応じて、各電動モータ８ａ，８ｂの回転速度の目標値が規定されるようになっている。そして、電動モータ８ａ，８ｂの回転速度を第１目標速度に応じて規定される目標値にフィードバック制御することで、第１の移動動作部３の実際の移動速度が、第１目標速度に制御される。

また、第２制御処理部２５は、後述する演算処理を実行することで、第２の移動動作部４の移動速度（詳しくは、Ｙ軸方向の並進速度）の目標値である第２目標速度を逐次算出し、Ｙ軸方向での第２の移動動作部４の実際の移動速度を、第２目標速度に一致させるように電動モータ１７の回転速度を制御する。

この場合、第１の移動動作部３の場合と同様に、電動モータ１７の回転速度と、Ｙ軸方向での第２の移動動作部４の実際の移動速度との間の関係はあらかじめ定められており、第２の移動動作部４の第２目標速度に応じて、電動モータ１７の回転速度の目標値が規定されるようになっている。そして、電動モータ１７の回転速度を第２目標速度に応じて規定される目標値にフィードバック制御することで、Ｙ軸方向での第２の移動動作部４の実際の移動速度が、第２目標速度に制御される。

補足すると、本実施形態では、第２の移動動作部４のＸ軸方向での移動は、第１の移動動作部３のＸ軸方向の移動に追従して従動的に行なわれる。このため、Ｘ軸方向での第２の移動動作部４の移動速度の目標値を設定する必要はない。

次に、上記第１制御処理部２４及び第２制御処理部２５の処理をさらに詳細に説明する。まず、図４〜図８を参照して第１制御処理部２４の処理を説明する。

第１制御処理部２４は、図４に示すように、その主要な機能部として、ジョイスティック１２から入力される指令（旋回指令及び前進・後進指令）を車両１のＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）の速度指令に変換する操作指令変換部３１と、車両１とその乗員搭乗部５に搭乗した乗員とを併せた全体の重心（以降、車両系全体重心という）の目標速度を決定する重心目標速度決定部３２と、車両系全体重心の速度を推定する重心速度推定部３３と、推定した車両系全体重心の速度を目標速度に追従させつつ、乗員搭乗部５の姿勢（基体２の姿勢）を制御するように第１の移動動作部３の移動速度の目標値を決定する姿勢制御演算部３４とを備える。そして、第１制御処理部２４は、これらの各機能部の処理を、制御装置２１の所定の演算処理周期で実行する。

なお、本実施形態では、車両系全体重心というのは、車両１の代表点の一例としての意味を持つものである。従って、車両系全体重心の速度というのは、車両１の代表点の移動速度を意味するものである。また、車両系全体重心は、本発明における全体重心に相当するものである。

ここで、第１制御処理部２４の各機能部の処理を具体的に説明する前に、その処理の基礎となる事項を説明しておく。車両系全体重心の動力学的な挙動（詳しくは、Ｙ軸方向から見た挙動と、Ｘ軸方向から見た挙動）は、近似的に、図５に示すような倒立振子モデルの挙動により表現される。第１制御処理部２４の処理のアルゴリズムは、この挙動を基礎として構築されている。

なお、図５の参照符号を含めて、以降の説明では、添え字“_x”はＹ軸方向から見た場合の変数等の参照符号を意味し、添え字“_y”はＸ軸方向から見た場合の変数等の参照符号を意味する。また、図５では、Ｙ軸方向から見た場合の倒立振子モデルと、Ｘ軸方向から見た場合の倒立振子モデルとを併せて図示するために、Ｙ軸方向から見た場合の変数の参照符号に括弧を付さないものとし、Ｘ軸方向から見た場合の変数の参照符号に括弧を付している。

Ｙ軸方向から見た車両系全体重心の挙動を表す倒立振子モデルは、Ｙ軸方向と平行な回転軸心を有して床面上を輪転自在な仮想的な車輪６１_x（以降、仮想車輪６１_xという）と、該仮想車輪６１_xの回転中心から延設されて、該仮想車輪６１_xの回転軸周りに（Ｙ軸周り方向に）揺動自在なロッド６２_xと、このロッド６２_xの先端部（上端部）である基準部Ｐs_xに連結された質点Ｇa_xとを備える。

この倒立振子モデルでは、質点Ｇa_xの運動が、Ｙ軸方向から見た車両系全体重心の運動に相当し、鉛直方向に対するロッド６２_xの傾斜角度θb_x（Ｙ軸周り方向の傾斜角度）が、乗員搭乗部５（又は基体２）のＹ軸周り方向の傾斜角度に一致するものとされる。また、第１の移動動作部３のＸ軸方向の並進運動が、仮想車輪６１_xの輪転によるＸ軸方向の並進運動に相当するものとされる。

そして、仮想車輪６１_xの半径ｒ_xと、基準部Ｐs_x及び質点Ｇa_xの床面からの高さｈ_xとは、あらかじめ設定された既定値（一定値）とされる。なおｒ_xは、換言すれば、乗員搭乗部５（又は基体２）のＹ軸周り方向の傾動中心の床面からの高さに相当する。このｒ_xは、本実施形態では、第１の移動動作部３の環状芯体６の中心軸と接地面との距離に相当する。

同様に、Ｘ軸方向から見た車両系全体重心の挙動を表す倒立振子モデルは、Ｘ軸方向と平行な回転軸心を有して床面上を輪転自在な仮想的な車輪６１_y（以降、仮想車輪６１_yという）と、該仮想車輪６１_yの回転中心から延設されて、該仮想車輪６１_yの回転軸周りに（Ｘ軸周り方向に）揺動自在なロッド６２_yと、このロッド６２_yの先端部（上端部）である基準部Ｐs_yに連結された質点Ｇa_yとを備える。

この倒立振子モデルでは、質点Ｇa_yの運動が、Ｘ軸方向から見た車両系全体重心の運動に相当し、鉛直方向に対するロッド６２_yの傾斜角度θb_y（Ｘ軸周り方向の傾斜角度）が、乗員搭乗部５（又は基体２）のＸ軸周り方向の傾斜角度に一致するものとされる。また、第１の移動動作部３のＹ軸方向の並進運動が、仮想車輪６１_yの輪転によるＹ軸方向の並進運動に相当するものとされる。

そして、仮想車輪６１_yの半径ｒ_yと、基準部Ｐs_y及び質点Ｇa_yの床面からの高さｈ_yとは、あらかじめ設定された既定値（一定値）とされる。なおｒ_yは、換言すれば、乗員搭乗部５（又は基体２）のＸ軸周り方向の傾動中心の床面からの高さに相当する。このｒ_yは、本実施形態では、第１の移動動作部３のローラ７の半径に相当する。また、Ｘ軸方向で見た基準部Ｐs_y及び質点Ｇa_yの床面からの高さｈ_yは、Ｙ軸方向で見た基準部Ｐs_x及び質点Ｇa_xの床面からの高さｈ_xと同じである。そこで、以降、ｈ_x＝ｈ_y＝ｈとおく。

ここで、Ｙ軸方向から見た場合の上記基準部Ｐs_xと質点Ｇa_xとの位置関係ついて補足すると、基準部Ｐs_xの位置は、乗員搭乗部５に搭乗（着座）した乗員が、該乗員搭乗部５に対して不動であると仮定した場合における車両系全体重心の位置に相当している。従って、この場合には、質点Ｇa_xの位置は、基準部Ｐs_xの位置に一致する。このことは、Ｘ軸方向から見た場合の上記基準部Ｐs_yと質点Ｇa_yとの位置関係ついても同様である。

ただし、実際には、乗員搭乗部５に搭乗した乗員が、その上体等を乗員搭乗部５（又は基体２）に対して動かすことで、実際の車両系全体重心のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置は、一般には、それぞれ基準部Ｐs_x，Ｐs_yの位置から横方向にずれることとなる。このため、図５では、質点Ｇa_x，Ｇa_yの位置をそれぞれ、基準部Ｐs_x，Ｐs_yの位置からずらした状態で図示している。

上記のような倒立振子モデルで表現される車両系全体重心の挙動は、次式（１ａ）、（１ｂ）、（２ａ）、（２ｂ）により表現される。この場合、式（１ａ），（１ｂ）は、Ｙ軸方向で見た挙動、式（２ａ），（２ｂ）は、Ｘ軸方向で見た挙動を表している。

Ｖb_x＝Ｖw1_x＋ｈ・ωb_x ……（１ａ）
dＶb_x／dt＝(ｇ／ｈ)・(θb_x・(ｈ−ｒ_x)＋Ｏfst_x)＋ωz・Ｖb_y ……（１ｂ）
Ｖb_y＝Ｖw1_y＋ｈ_y・ωb_y ……（２ａ）
dＶb_y／dt＝(ｇ／ｈ)・(θb_y・(ｈ−ｒ_y)＋Ｏfst_y)−ωz・Ｖb_x ……（２ｂ）

ここで、Ｖb_xは、車両系全体重心のＸ軸方向の速度（並進速度）、Ｖw1_xは、仮想車輪６１_xのＸ軸方向の移動速度（並進速度）、θb_xは乗員搭乗部５（又は基体２）のＹ軸周り方向の傾斜角度、ωb_xはθb_xの時間的変化率（＝ｄθb_x／dt）、Ｏfst_xは車両系全体重心のＸ軸方向の位置（質点Ｇa_xのＸ軸方向の位置）の、前記基準部Ｐs_xの位置からのＸ軸方向のずれ量、Ｖb_yは、車両系全体重心のＹ軸方向の速度（並進速度）、Ｖw1_yは、仮想車輪６１_yのＹ軸方向の移動速度（並進速度）θb_yは乗員搭乗部５（又は基体２）のＸ軸周り方向の傾斜角度、ωb_yはθb_yの時間的変化率（＝ｄθb_y／dt）、Ｏfst_yは車両系全体重心のＹ軸方向の位置（質点Ｇa_yのＹ軸方向の位置）の、前記基準部Ｐs_yの位置からのＹ軸方向のずれ量である。また、ωzは車両１の旋回時のヨーレート（ヨー軸周り方向の角速度）、ｇは重力加速度定数である。なお、θb_x、ωb_xの正方向は、車両系全体重心がＸ軸の正方向（前向き）に傾く方向、θb_y、ωb_yの正方向は、車両系全体重心がＹ軸の正方向（左向き）に傾く方向である。また、ωzの正方向は、車両１を上方から見た場合に、反時計周り方向である。

なお、Ｖb_x、Ｖb_yはそれぞれ、前記基準部Ｐs_xのＸ軸方向の移動速度、前記基準部Ｐs_yのＹ軸方向の移動速度に一致する。

式（１ａ）の右辺第２項（＝ｈ・ωb_x）は、乗員搭乗部５のＹ軸周り方向の傾動によって生じる基準部Ｐs_xのＸ軸方向の並進速度成分、式（２ａ）右辺第２項（＝ｈ・ωb_y）は、乗員搭乗部５のＸ軸周り方向の傾動によって生じる基準部Ｐs_yのＹ軸方向の並進速度成分である。

補足すると、式（１ａ）におけるＶw1_xは、詳しくは、ロッド６２_xに対する（換言すれば乗員搭乗部５又は基体２に対する）相対的な仮想車輪６１_xの周速度である。このため、Ｖw1_xには、床面に対する仮想車輪６１_xの接地点のＸ軸方向の移動速度（床面に対する第１の移動動作部３の接地点のＸ軸方向の移動速度）の加えて、ロッド６２_xの傾動に伴う速度成分（＝ｒ_x・ωb_x）が含まれている。このことは、式（２ａ）におけるＶw1_yについても同様である。

また、式（１ｂ）の右辺の第１項は、車両系全体重心のＸ軸方向の位置（質点Ｇa_xのＸ軸方向の位置）の、仮想車輪６１_xの接地部（Ｙ軸方向から見た第１の移動動作部３の接地部）の鉛直上方位置からのずれ量（＝θb_x・(ｈ−ｒ_x)＋Ｏfst_x）に応じて仮想車輪６１_xの接地部に作用する床反力（図５のＦ）のＸ軸方向成分（図５のＦ_x）によって車両系全体重心に発生するＸ軸方向の加速度成分、式（１ｂ）の右辺の第２項は、ωzのヨーレートでの旋回時に車両１に作用する遠心力によって発生するＸ軸方向の加速度成分である。

同様に、式（２ｂ）の右辺の第１項は、車両系全体重心のＹ軸方向の位置（質点Ｇa_yのＹ軸方向の位置）の、仮想車輪６１_yの接地部（Ｘ軸方向から見た第１の移動動作部３の接地部）の鉛直上方位置からのずれ量（＝θb_y・(ｈ−ｒ_y)＋Ｏfst_y）に応じて仮想車輪６１_yの接地部に作用する床反力（図５のＦ）のＹ軸方向成分（図５のＦ_y）によって車両系全体重心に発生するＹ軸方向の加速度成分、式（２ｂ）の右辺の第２項は、ωzのヨーレートでの旋回時に車両１に作用する遠心力によって発生するＹ軸方向の加速度成分である。

上記の如く、式（１ａ）、（１ｂ）により表現される挙動（Ｘ軸方向で見た挙動）は、ブロック線図で表現すると、図６に示すように表される。図中の１／ｓは積分演算を表している。

そして、図６における参照符号Ａを付した演算部の処理が、式（１ａ）の関係式に該当しており、参照符号Ｂを付した演算部の処理が、式（１ｂ）の関係式に該当している。

なお、図６中のｈ・θb_xは、近似的には、図５に示したDiff_xに一致する。

一方、式（２ａ）、（２ｂ）により表現される挙動（Ｙ軸方向で見た挙動）を表現するブロック線図は、図６中の添え字“_x”を“_y”に置き換え、参照符号Ｃを付した加算器への入力の一つである図中下側の加速度成分（遠心力によって発生する加速度成分）の符号“＋”を“−”に置き換えることによって得られる。

本実施形態では、第１制御処理部２４の処理のアルゴリズムは、上記の如く車両系全体重心の基準部Ｐs_x，Ｐs_yからのずれ量と、遠心力とを考慮した車両系全体重心の挙動モデル（倒立振子モデル）に基づいて構築されている。

以上を前提として、第１制御処理部２４の処理をより具体的に説明する。なお、以降の説明では、Ｙ軸方向から見た挙動に関する変数の値と、Ｘ軸方向から見た挙動に関する変数の値との組を添え字“_xy”を付加して表記する場合がある。

図４を参照して、第１制御処理部２４は、制御装置２１の各演算処理周期において、まず、操作指令変換部３１の処理と、前記重心速度推定部３３の処理とを実行する。

操作指令変換部３１は、ジョイスティック１２から与えられる前進・後進指令（ジョイスティック１２のＸ軸方向での揺動量とその揺動の向きを示す操作信号）又は横移動指令（ジョイスティック１２のＹ軸方向での揺動量とその揺動の向きを示す操作信号）に応じて第１の移動動作部３の移動速度（並進速度）の基本指令値である基本速度指令Ｖjs_xyを決定する。

この場合、基本速度指令Ｖjs_xyのうち、Ｘ軸方向の基本速度指令Ｖjs_xは、前進・後
進指令に応じて決定される。具体的には、前進・後進指令により示されるジョイスティック１２の揺動量が、前方側への揺動量である場合には、Ｘ軸方向の基本速度指令Ｖjs_xを車両１の前進方向への速度指令とし、ジョイスティック１２の揺動量が、後方側への揺動量である場合には、Ｘ軸方向の基本速度指令Ｖjs_xを車両１の後進方向への速度指令とする。また、この場合、Ｘ軸方向の基本速度指令Ｖjs_xの大きさは、ジョイスティック１２の前方側又は後方側への揺動量が大きいほど、既定の上限値以下で、大きくなるように決定される。

なお、ジョイスティック１２の前方側又は後方側への揺動量が十分に微小なものとなる所定の範囲を不感帯域として、その不感帯域内の揺動量では、Ｘ軸方向の基本速度指令Ｖjs_xをゼロに設定するようにしてもよい。

また、基本速度指令Ｖjs_xyのうち、Ｙ軸方向の基本速度指令Ｖjs_yは、横移動指令に応じて決定される。具体的には、横移動指令により示されるジョイスティック１２の揺動量が、右向きへの揺動量である場合には、Ｙ軸方向の基本速度指令Ｖjs_yを車両１の右向きへの速度指令とし、ジョイスティック１２の揺動量が、左向きへの揺動量である場合には、Ｙ軸方向の基本速度指令Ｖjs_yを車両１の左向きへの速度指令とする。この場合、Ｙ軸方向の基本速度指令Ｖjs_yの大きさは、ジョイスティック１２の右向き又は左向きへの揺動量が大きいほど、既定の上限値以下で、大きくなるように決定される。

なお、基本速度指令Ｖjs_yの大きさは、ジョイスティック１２の右向き又は左向きへの揺動量が十分に微小なものとなる所定の範囲を不感帯域として、その不感帯域内の揺動量では、Ｙ軸方向の基本速度指令Ｖjs_yをゼロに設定するようにしてもよい。

また、ジョイスティック１２が前後方向（Ｘ軸方向）及びＹ軸方向（左右方向）の両方に操作されている場合には、Ｙ軸方向の基本速度指令Ｖjs_yの大きさを、ジョイスティック１２の前後方向の揺動量又はＸ軸方向の基本速度指令Ｖjs_xに応じて変化させるようにしてもよい。

前記重心速度推定部３３は、前記倒立振子モデルにおける前記式（１ａ），（２ａ）に表される幾何学的な（運動学的な）関係式に基づいて、車両系全体重心の速度の推定値Ｖb_estm1_xyを算出する。

具体的には、図４のブロック図で示す如く、第１の移動動作部３の実際の並進速度Ｖw1_act_xyの値と、乗員搭乗部５の傾斜角度θb_xyの実際の時間的変化率（傾斜角速度）ωb_act_xyに、車両系全体重心の高さｈを乗じてなる値とを加え合せることにより、車両系全体重心の速度の推定値Ｖb_estm1_xyを算出する。

すなわち、車両系全体重心のＸ軸方向の速度の推定値Ｖb_estm1_xとＹ軸方向の速度の推定値Ｖb_estm1_yとがそれぞれ、次式（３ａ），（３ｂ）により算出される。

Ｖb_estm1_x＝Ｖw1_act_x＋ｈ・ωb_act_x ……（３ａ）
Ｖb_estm1_y＝Ｖw1_act_y＋ｈ・ωb_act_y ……（３ｂ）

ただし、車両系全体重心の位置の基準部Ｐs_xyの位置からの前記ずれ量Ｏfst_xy（以降、重心ずれ量Ｏfst_xyという）の時間的変化率は、Ｖb_estm1_xyに比べ十分に小さく無視できるものとした。

この場合、上記演算におけるＶw1_act_x，Ｖw1_act_yの値としては、本実施形態では、前回の演算処理周期で姿勢制御演算部３４により決定された第１の移動動作部３の移動速度の目標値Ｖw1_cmd_x，Ｖw1_cmd_y（前回値）が用いられる。

ただし、例えば、電動モータ８ａ，８ｂのそれぞれの回転速度をロータリエンコーダ等の回転速度センサにより検出し、それらの検出値から推定したＶw1_act_x，Ｖw1_act_yの最新値（換言すれば、Ｖw1_act_x，Ｖw1_act_yの計測値の最新値）を式（３ａ），（３ｂ）の演算に用いるようにしてもよい。

また、ωb_act_x，ωb_act_yの値としては、本実施形態では、前記傾斜センサ２２の検出信号に基づく乗員搭乗部５の傾斜角度θbの計測値の時間的変化率の最新値（換言すれば、ωb_act_x，ωb_act_yの計測値の最新値）が用いられる。

補足すると、式（３ａ），（３ｂ）は、それぞれ前記式（Ａｘ），（Ａｙ）と同じ式である。

第１制御処理部２４は上記の如く操作指令変換部３１及び重心速度推定部３３の処理を実行した後、次に、図４に示す重心ずれ推定部３５ａの処理を実行することで、前記重心ずれ量Ｏfst_xyの推定値である重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyを決定する。なお、重心ずれ量Ｏfst_xyは、本発明における全体重心移動量に相当するものである。

この重心ずれ推定部３５ａの処理は、図７のブロック線図により示される処理である。なお、図７は、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyのうちのＸ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xの決定処理を代表的に表している。また、以降の説明では、重心速度推定部３３により算出された車両系全体重心の速度の推定値Ｖb_estm1_x，Ｖb_estm1_yをそれぞれ第１推定値Ｖb_estm1_x，Ｖb_estm1_yということがある。

図７の処理を具体的に説明すると、重心ずれ推定部３５ａは、傾斜センサ２２の検出信号から得られた乗員搭乗部５のＹ軸周り方向の実際の傾斜角度θb_act_xの計測値（最新値）と、ヨーレートセンサ２３の検出信号から得られた車両１の実際のヨーレートωz_actの計測値（最新値）と、重心速度推定部３３により算出された車両系全体重心のＹ軸方向の速度の第１推定値Ｖb_estm1_y（最新値）と、前回の演算処理周期で決定したＸ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_x（前回値）とを用いて、前記式（１ｂ）の右辺の演算処理を演算部３５a1で実行することにより、車両系全体重心のＸ軸方向の並進加速度の推定値DVb_estm_xを算出する。

さらに重心ずれ推定部３５ａは、車両系全体重心のＸ軸方向の並進加速度の推定値DVb_estm_xを積分する処理を演算部３５a2で実行することにより、車両系全体重心のＸ軸方向の速度の第２推定値Ｖb_estm2_xを算出する。

次いで、重心ずれ推定部３５ａは、車両系全体重心のＸ軸方向の速度の第２推定値Ｖb_estm2_x（最新値）と、第１推定値Ｖb_estm1_x（最新値）との偏差を算出する処理を演算部３５a3で実行する。

さらに、重心ずれ推定部３５ａは、この偏差に所定値のゲイン（−Ｋｐ）を乗じる処理を演算部３５a4で実行することにより、Ｘ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xの最新値を決定する。

Ｙ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yの決定処理も上記と同様に実行される。具体的には、この決定処理を示すブロック線図は、図７中の添え字“_x”と“_y”とを入れ替え、加算器３５a5への入力の一つである図中右側の加速度成分（遠心力によって発生する加速度成分）の符号“＋”を“−”に置き換えることによって得られる。

このような重心ずれ推定部３５ａの処理によって、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyを逐次更新しつつ決定することによって、Ｏfst_estm_xyを実際の値に収束させるように決定することができる。

第１制御処理部２４は、次に、図４に示す重心ずれ影響量算出部３５ｂの処理を実行することによって、重心ずれ影響量Ｖofs_xyを算出する。

重心ずれ影響量Ｖofs_xyは、後述する姿勢制御演算部３４において、車両系全体重心の位置が倒立振子モデルにおける前記基準部Ｐs_xyの位置からずれることを考慮せずにフィードバック制御を行った場合の車両系全体重心の目標速度に対する実際の重心速度のずれを表す。

具体的には、この重心ずれ影響量算出部３５ｂは、新たに決定された重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyの各成分に、(Ｋth_xy／（ｈ-ｒ_xy))／Ｋvb_xyという値を乗じることにより、前記重心ずれ影響量Ｖofs_xyを算出する。

なお、Ｋth_xyは、後述する姿勢制御演算部３４の処理において、乗員搭乗部５の傾斜角度をゼロ(目標傾斜角度)に近づけるように機能する操作量成分を決定するためのゲイン値である。また、Ｋvb_xyは、後述する姿勢制御演算部３４の処理において、車両系全体重心の目標速度Ｖb_cmd_xyと該車両系全体重心の速度の第１推定値Ｖb_estm1_xyとの偏差をゼロに近づけるように機能する操作量成分を決定するためのゲイン値である。

第１制御処理部２４は、次に、図４に示す重心目標速度決定部３２の処理を実行することによって、前記操作指令変換部３１により決定された基本速度指令Ｖjs_xyと、前記重心ずれ影響量算出部３５ｂにより決定された重心ずれ影響量Ｖofs_xyとに基づいて、制限後重心目標速度Ｖb_cmd_xyを算出する。

重心目標速度決定部３２は、まず、図４に示す処理部３２ｃの処理を実行する。この処理部３２ｃは、重心ずれ影響量Ｖofs_xyの値に関する不感帯処理とリミット処理とを実行することで、車両系全体重心の速度の目標値のうちの重心ずれに応じた成分としての目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xyを決定する。

具体的には、本実施形態では、重心目標速度決定部３２は、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xの大きさがゼロ近辺の所定の範囲である不感帯域内の値（比較的ゼロに近い値）である場合には、Ｘ軸方向の目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xをゼロにする。

また、重心目標速度決定部３２は、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xの大きさが不感帯域内から逸脱した値である場合には、Ｘ軸方向の目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xを、Ｖofs_xと同極性で、その大きさが、Ｖofs_xの大きさの増加に伴い大きくなるように決定する。ただし、目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xの値は、所定の上限値（＞０）と下限値（≦０）との間の範囲内に制限される。

Ｙ軸方向の目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_yの決定処理も上記と同様である。

次いで、重心目標速度決定部３２は、前記操作指令変換部３１により決定された基本速度指令Ｖjs_xyの各成分に目標重心速度加算量Vb_cmd_by_ofs_xyの各成分を加え合わせてなる目標速度Ｖ1_xyを決定する処理を図４に示す処理部３２ｄで実行する。すなわち、Ｖ1_x＝Ｖjs_x＋Vb_cmd_by_ofs_x、Ｖ1_y＝Ｖjs_y＋Vb_cmd_by_ofs_yという処理によって、Ｖ1_xy（Ｖ1_xとＶ1_yとの組）を決定する。

さらに、重心目標速度決定部３２は、処理部３２ｅの処理を実行する。この処理部３２ｅでは、第１の移動動作部３のアクチュエータ装置８としての電動モータ８ａ，８ｂのそれぞれの回転速度を、所定の許容範囲から逸脱させることのないようにするために、目標速度Ｖ1_xとＶ1_yとの組み合わせを制限してなる車両系全体重心の目標速度としての制限後重心目標速度Ｖb_cmd_xy（Ｖb_cmd_x，Ｖb_cmd_yの組）を決定するリミット処理が実行される。

この場合、処理部３２ｄで求められた目標速度Ｖ1_x，Ｖ1_yの組が、目標速度Ｖ1_xの値を縦軸、目標速度Ｖ1_yの値を横軸とする座標系上で所定の領域（例えば８角形状の領域）内に在る場合には、その目標速度Ｖ1_xyがそのまま制限後重心目標速度Ｖb_cmd_xyとして決定される。

また、処理部３２ｄで求められた目標速度Ｖ1_x，Ｖ1_yの組が、上記座標系上の所定の領域から逸脱している場合には、該所定の領域の境界上の組に制限したものが、制限後重心目標速度Ｖb_cmd_xyとして決定される。

以上のごとく、前記基本速度指令Ｖjs_xyと、前記重心ずれ影響量Ｖofs_xy（または、重心ずれ量）とに基づいて、重心目標速度Ｖb_cmd_xyが決定されるので、乗員は、操作器の操作（ジョイスティック１２の操作）と、乗員の身体の姿勢の変化（体重移動）によって、車両１を操縦することができる。

以上の如く重心目標速度決定部３２の処理を実行した後、第１制御処理部２４は、次に、姿勢制御演算部３４の処理を実行する。この姿勢制御演算部３４は、図４のブロック線図で示す処理によって、第１の移動動作部３の移動速度（並進速度）の目標値である第１目標速度Ｖw1_cmd_xyを決定する。

より詳しくは、姿勢制御演算部３４は、まず、前記制限後重心目標速度Ｖb_cmd_xyの各成分から、重心ずれ影響量Ｖofs_xyの各成分を減じる処理を演算部３４ｂで実行することにより重心ずれ補償後目標速度Ｖb_cmpn_cmd_xy（最新値）を決定する。

次いで、姿勢制御演算部３４は、重心調整部３４ｃの処理を実行することで、車両系全体重心の位置を調整するための重心操作量として、乗員搭乗部５の傾斜角度θbの補正量である傾斜補正量θb_cmpn_xyを算出する。

この場合、重心調整部３４ｃは、図８のブロック線図で示す処理によって、傾斜補正量θb_cmpn_xyを算出する。

具体的には、重心調整部３４ｃは、まず、前記重心ずれ影響量算出部３５ｂにより算出された重心ずれ影響量Ｖofs_xyの時間的変化率（微分値）に応じた第１補正量成分θb_cmpn1_xyと、該重心ずれ影響量Ｖofs_xyに応じた第２補正量成分θb_cmpn2_xyと、ヨーレートセンサ２３の検出信号から得られた車両１の実際のヨーレートωz_actの計測値に応じた第３補正量成分θb_cmpn3_yを算出する。

この場合、第１補正量成分θb_cmpn1_xyのうちのＹ軸周り方向の成分θb_cmpn1_xは、重心ずれ影響量算出部３５ｂにより逐次算出されたＸ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xから処理部３４c1で算出したＶofs_xの微分値DVofs_x（最新値）に、処理部３４c2で所定値のゲインＫ1を乗じることにより算出される。第１補正量成分θb_cmpn1_xyのうちのＸ軸周り方向の成分θb_cmpn1_yも上記と同様に算出される。

また、第２補正量成分θb_cmpn2_xyのうちのＹ軸周り方向の成分θb_cmpn2_xは、重心ずれ影響量算出部３５ｂにより逐次算出されたＸ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_x（最新値）に処理部３４c3で不感帯処理及びリミット処理を施した値Ｖofs_lim_xに、処理部３４c4で所定値のゲインＫ2を乗じることにより算出される。

上記処理部３４c3では、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xの大きさがゼロ近辺の所定の範囲である不感帯域内の値（比較的ゼロに近い値）である場合には、Ｖofs_lim_xがゼロとされる。

また、Ｘ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_xの大きさが不感帯域内から逸脱した値である場合には、Ｖofs_lim_xを、Ｖofs_xと同極性で、その大きさが、Ｖofs_xの大きさの増加に伴い大きくなるように決定する。ただし、Ｖofs_lim_xの値は、所定の上限値（＞０）と下限値（＜０）との間の範囲内に制限される。

第２補正量成分θb_cmpn2_xyのうちのＸ軸周り方向の成分θb_cmpn2_yも上記と同様に算出される。

また、第３補正量成分θb_cmpn3_yは、Ｘ軸周りの方向の成分であり、本実施形態では、Ｙ軸周り方向の第３補正量成分θb_cmpn3_xはゼロとされる。そして、Ｘ軸周りの方向の第３補正量成分θb_cmpn3_yは、車両１の実際のヨーレートωz_actの計測値（最新値）に処理部３４c5で不感帯処理及びリミット処理を施した値ωz_act_limに、処理部３４c6で所定値のゲインＫ3を乗じることにより算出される。

上記処理部３４c5の処理では、ヨーレートωz_actの計測値の大きさがゼロ近辺の所定の範囲である不感帯域内の値（比較的ゼロに近い値）である場合には、ωz_act_limがゼロとされる。

また、ヨーレートωz_actの計測値の大きさが不感帯域内から逸脱した値である場合には、ωz_act_limを、ωz_actと同極性で、その大きさが、ωz_actの大きさの増加伴い大きくなるように決定する。ただし、ωz_act_limの値は、所定の上限値（＞０）と下限値（＜０）との間の範囲内に制限される。

なお、処理部３４c6の処理は、処理部３４c5の処理に含めるようにしてもよい。

重心調整部３４ｃは、以上の如く算出した第１補正量成分θb_cmpn1_xyと第２補正量成分θb_cmpn2_xyと第３補正量成分θb_cmpn3_yとを処理部３４c7で加え合わせることにより、傾斜補正量θb_cmpn_xyを算出する。

補足すると、重心ずれ影響量Ｖofs_xyは、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyに比例する。従って、本実施形態では、第１補正量成分θb_cmpn1_xyは、結果的に重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyの時間的変化率に応じて決定されることとなる。同様に、第２補正量成分θb_cmpn2_xyは、結果的に重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyに応じて決定されることとなる。ただし、Ｖofs_xyの代わりに、Ｏfst_estm_xyを用いて、第１補正量成分θb_cmpn1_xy、第２補正量成分θb_cmpn2_xyを決定するようにしてもよい。

また、処理部３４c2，３４c4，３４c6の処理は、それぞれ、処理部３４c1，処理部３４c3，処理部３４c5の処理に含まるようにしてもよい。

また、上記ゲインＫ1，Ｋ2，Ｋ3の極性について補足すると、ゲインＫ1の極性は、第１補正量成分θb_cmpn1_x，θb_cmpn1_yの極性が、それぞれ重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_x，Ｏfst_estm_yの時間的変化率の極性と逆極性になるように設定されている。

同様に、ゲインＫ2の極性は、第２補正量成分θb_cmpn2_x，θb_cmpn2_yの極性が、それぞれ重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_x，Ｏfst_estm_yの極性と逆極性になるように設定されている。

さらに、ゲインＫ3の極性は、ωz_actが上方から見て反時計周りの向きである場合に、第３補正量成分θb_cmpn3_yの極性が負の値となり、ωz_actが上方から見て時計周りの向きである場合に、第３補正量成分θb_cmpn3_y極性が正の値となるように設定されている。

また、本実施形態と本発明との対応関係について補足すると、本実施形態では、重心ずれ影響量Ｖofs_xy（又は重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xy）と、その時間的変化率（微分値）と、ヨーレートωz_actの計測値とが本発明における車両の所定種類の状態に相当する。従って、重心ずれ影響量算出部３５ｂ（又は重心ずれ推定部３５ａ）とヨーレートセンサ２３と、処理部３４c1とが本発明における車両状態検知部に相当する。

図４の説明に戻って、次に、姿勢制御演算部３４は、上記演算部３４ｂと、重心調整部３４ｃと、積分演算を行う積分演算部３４ａとを除く演算部の処理によって、第１の移動動作部３の接地点の並進加速度の目標値である目標並進加速度DVw1_cmd_xyのうちのＸ軸方向の目標並進加速度DVw1_cmd_xと、Ｙ軸方向の目標並進加速度DVw1_cmd_yとをそれぞれ次式（４ａ），（４ｂ）の演算により算出する。

DVw1_cmd_x＝Ｋvb_x・(Ｖb_cmpn_cmd_x−Ｖb_estm1_x)
−Ｋth_x・（θb_act_x＋θb_cmpn_x）
−Ｋw_x・ωb_act_x ……（４ａ）
DVw1_cmd_y＝Ｋvb_y・(Ｖb_cmpn_cmd_y−Ｖb_estm1_y)
−Ｋth_y・（θb_act_y＋θb_cmpn_y）
−Ｋw_y・ωb_act_y ……（４ｂ）

式（４ａ），（４ｂ）におけるＫvb_xy、Ｋth_xy、Ｋw_xyはあらかじめ設定された所定のゲイン値である。

また、式（４ａ）の右辺の第１項は、車両系全体重心のＸ軸方向の重心ずれ補償後目標速度Ｖb_cmpn_cmd_xy（最新値）と第１推定値Ｖb_estm1_x（最新値）との偏差に応じたフィードバック操作量成分、第２項は、乗員搭乗部５のＹ軸周り方向の実際の傾斜角度θb_act_xの計測値（最新値）を傾斜補正量θb_cmpn_xにより補正した値（＝θb_act_x＋θb_cmpn_x）に応じたフィードバック操作量成分、第３項は、乗員搭乗部５のＹ軸周り方向の実際の傾斜角速度ωb_act_xの計測値（最新値）応じたフィードバック操作量成分である。そして、Ｘ軸方向の目標並進加速度DVw1_cmd_xは、これらのフィードバック操作量成分の合成操作量として算出される。

同様に、式（４ｂ）の右辺の第１項は、車両系全体重心のＹ軸方向の重心ずれ補償後目標速度Ｖb_cmpn_cmd_y（最新値）と第１推定値Ｖb_estm1_y（最新値）との偏差に応じたフィードバック操作量成分、第２項は、乗員搭乗部５のＸ軸周り方向の実際の傾斜角度θb_act_yの計測値（最新値）を傾斜補正量θb_cmpn_yにより補正した値（＝θb_act_y＋θb_cmpn_y）に応じたフィードバック操作量成分、第３項は、乗員搭乗部５のＸ軸周り方向の実際の傾斜角速度ωb_act_yの計測値（最新値）に応じたフィードバック操作量成分である。そして、Ｙ軸方向の目標並進加速度DVw1_cmd_yは、これらのフィードバック操作量成分の合成操作量として算出される。

次いで、姿勢制御演算部３４は、積分演算部３４ａによって、目標並進加速度DVw1_cmd_xyの各成分を積分することによって、第１の移動動作部３の第１目標速度Ｖw1_cmd_xy（最新値）を決定する。

そして、第１制御処理部２４は、上記の如く決定した第１目標速度Ｖw1_cmd_xyにしたがって第１の移動動作部３のアクチュエータ装置８としての電動モータ８ａ，８ｂを制御する。より詳しくは、第１制御処理部２４は、第１目標速度Ｖw1_cmd_xyにより規定される各電動モータ８ａ，８ｂの回転速度の目標値に、実際の回転速度（計測値）を追従させるように、フィードバック制御処理により各電動モータ８ａ，８ｂの電流指令値を決定し、この電流指令値に従って、各電動モータ８ａ，８ｂの通電を行なう。

以上の処理により、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyがゼロもしくはゼロに近い値（詳しくは、図８の処理部３４c3における不感帯域の値）で一定に維持されており、且つ、車両１の実際ヨーレートωz_zctがゼロもしくはそれに近い値（詳しくは、図８の処理部３４c5における不感帯域の値）となっている状況では、傾斜補正量θb_cmpn_xyがゼロとなる。

この状況では、重心目標速度Ｖb_cmd_xyが一定である場合、図１０（ａ）に例示する如く車両系全体重心Ｇaが第１の移動動作部３の接地点の真上に存在する状態（換言すれば、車両系全体重心が第１の移動動作部３に作用する接地荷重（鉛直方向の路面反力）の作用線Ｌg上に存在する状態）で、車両系全体重心の実際の移動速度（第１推定値Ｖb_estm1_xy）がＶb_cmd_xyに一致する状態を、収束目標として第１の移動動作部３の目標並進加速度DVw1_cmd_xy、ひいては、第１目標速度Ｖw1_cmd_xyが逐次決定される。

この場合、車両１の非旋回時には、車両系全体重心が第１の移動動作部３の接地点の真上に存在する状態（車両系全体重心が第１の移動動作部３に作用する接地荷重（鉛直方向の路面反力）の作用線Ｌg上に存在する状態）は、乗員搭乗部５の実際の傾斜角度θb_act_xyが−Ofst_estm_xy／（ｈ−ｒ_xy）となる状態である。車両１の非旋回時には、この状態が、本発明におけるバランス状態に相当する状態である。補足すると、車両１の旋回時ににおけるバランス状態は、遠心力を考慮した動力学的なつり合い状態であり、この状態で車両系全体重心の位置は接地荷重の作用線Ｌg上の位置から水平方向にずれた位置となる。

なお、図１０（ａ）では、Ofst_estm_xy＝０である。また、図１０中のＧp、Ｇvはそれぞれ、乗員単独の重心、車両１単独の重心を示している。

一方、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xyの時間的変化率がゼロでない場合、あるいは、Ｏfst_estm_xyの大きさが比較的大きなものとなった場合（詳しくは、Ｏfst_estm_xyが図８の処理部３４c3における不感帯域から逸脱した場合）、あるいは、車両１の実際ヨーレートωz_zctの大きさが比較的大きなものとなった場合（詳しくは、ωz_actが図８の処理部３４c5における不感帯域から逸脱した場合）には、傾斜補正量θb_cmpn_xyがゼロでない値となる。

この状況では、重心目標速度Ｖb_cmd_xyが一定である場合、図１０（ｂ）に例示する如く車両系全体重心Ｇaの位置がバランス状態の位置（図示例では、第１の移動動作部３の接地点の真上（第１の移動動作部３に作用する接地荷重の作用線Ｌg上）の位置）から横方向にずれた状態で、車両系全体重心の実際の移動速度（第１推定値Ｖb_estm1_xy）がＶb_cmd_xyに一致する状態を、収束目標として第１の移動動作部３の目標並進加速度DVw1_cmd_xy、ひいては、第１目標速度Ｖw1_cmd_xyが逐次決定される。

この場合、車両系全体重心Ｇaの位置がバランス状態の位置（ここでは、第１の移動動作部３の接地点の真上（第１の移動動作部３に作用する接地荷重の作用線Ｌg上）の位置）から横方向にずれた状態というのは、より詳しくは、乗員搭乗部５の実際の傾斜角度θb_act_xyを傾斜補正量θb_cmpn_xyで補正してなる値（＝θb_act_xy＋θb_cmpn_xy）が−Ofst_estm_xy／（ｈ−ｒ_xy）に一致する状態（換言すれば、実際の傾斜角度θb_act_xyが、−（θb_cmpn_xy＋Ofst_estm_xy／（ｈ−ｒ_xy））に一致する状態）である。

補足すると、前記式（４ａ），（４ｂ）において、Ｖb_cmpn_cmd_x＝Ｖb_cmd_x−Ｖofs_x＝Ｖb_cmd_x−（Ｋth_x／ｈ−ｒ_x）・（１／Ｋvb_x）・Ofst_estm_x、及び、Ｖb_cmpn_cmd_y＝Ｖb_cmd_y−Ｖofs_y＝Ｖb_cmd_y−（Ｋth_y／ｈ−ｒ_y）・（１／Ｋvb_y）・Ofst_estm_yであるから、式（４ａ），（４ｂ）はそれぞれ、次式（４ａ）’、（４ｂ）’に書き換えることができる。

DVw1_cmd_x＝Ｋvb_x・(Ｖb_cmd_x−Ｖb_estm1_x)
−Ｋth_x・(Ofst_estm_x／(ｈ−ｒ_x)＋θb_cmpn_x＋θb_act_x)
−Ｋw_x・ωb_act_x ……（４ａ）’

DVw1_cmd_y＝Ｋvb_y・(Ｖb_cmd_y−Ｖb_estm1_y)
−Ｋth_y・(Ofst_estm_y／(ｈ−ｒ_y)＋θb_cmpn_y＋θb_act_y)
−Ｋw_y・ωb_act_y ……（４ｂ）’

この場合、式（４ａ）’、（４ｂ）’の右辺第２項は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における実際の車両系全体重心の位置が、第１の移動動作部３の接地部の直上の位置からＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ、θb_cmpn_x・(ｈ−ｒ_x)、θb_cmpn_y・(ｈ−ｒ_y)だけずらした位置に収束するようにするためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。該フィードバック操作量成分は換言すれば、乗員搭乗部５の実際の傾斜角度θb_act_xyが、車両系全体重心の位置をずらした状態での目標傾斜角度（−(Ofst_estm_xy／(ｈ−ｒ_xy)＋θb_cmpn_xy)に収束するようにするためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。

以上が、本実施形態における第１制御処理部２４の処理の詳細である。

次に、前記第２制御処理部２５の処理を図９を参照して説明する。第２制御処理部２５は、その処理を概略的に言えば、車両系全体重心等の車両１の代表点もしくは第１の移動動作部３のＹ軸方向（乗員の左右方向）における実際の運動状態もしくは目標の運動状態、又は該運動状態に関する乗員の動作状態に基づいて、車両１を旋回させることの要求（以降、旋回要求という）の有無、あるいは該旋回要求の度合いを判断する。

本実施形態では、旋回要求の有無、あるいは該旋回要求の度合いを判断する指標として、前記重心速度推定部３３で算出される車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yが用いられる。なお、Ｖb_estm1_yは、前記基準部Ｐs_yのＹ軸方向の移動速度に一致するので、乗員搭乗部５（又は基体２）に対して固定された代表点のＹ軸方向の移動速度の観測値としての意味を持つものである。

そして、第２制御処理部２５は、旋回要求が有ると判断される場合には、車両１の旋回を行なわせるために、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yを、第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_yと異ならせるように決定する。

このような第２制御処理部２５の処理は、具体的には次のように行なわれる。すなわち、図９を参照して、第２制御処理部２５は、まず、処理部４１の処理を実行する。処理部４１には、重心速度推定部３３で算出される車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_y（最新値）が入力される。そして、処理部４１は、Ｖb_estm1_yに応じて、不感帯処理後速度Ｖw1a_yを決定する。

ここで、車両１の乗員が、車両１を右側又は左側に旋回させようとする場合には、通常、乗員は、自身の上体を右側又は左側に傾けることで、自身の重心を車両１の右側又は左側にずらすようにする。このとき、前記第１制御処理部２４の制御処理によって決定される第１の移動動作部３の左右方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_yは、基本的には、右向き又は左向きの移動速度となる。

ただし、乗員が車両１を旋回させることを意図していない場合であっても、乗員の上体のふらつきによって、乗員自身の重心が右側又は左側に多少ずれる場合もある。

そこで、処理部４１は、図９中に示すグラフの特性で、不感帯処理後速度Ｖw1a_yをＶb_estm1_yに応じて決定する。具体的には、Ｖb_estm1_yの絶対値が比較的小さく、Ｖb_estm1_yが、ゼロを中心とする所定範囲Δa内の値である場合（Ｖb_estm1_yの絶対値があらかじめ定めた所定値以下である場合）には、処理部４１は、旋回要求が無いものとみなして、Ｖw1a_yをゼロとする。

また、Ｖb_estm1_yの絶対値が比較的大きいものとなっており、Ｖb_estm1_yが、所定範囲Δa外の値である場合（Ｖb_estm1_yの絶対値があらかじめ定めた所定値よりも大きい場合）には、処理部４１は、旋回要求が有るものとみなして、Ｖw1a_yをゼロでない値に設定する。

具体的には、処理部４１は、Ｖw1a_yの絶対値が、既定の上限値以下で、Ｖb_estm1_yの絶対値の増加に伴い増加していくように、Ｖw1a_yをＶb_estm1_yに応じて決定する。この場合、Ｖw1a_yの極性（向き）は、Ｖb_estm1_yと同じとされる。後述するように、旋回中心を望ましい位置に設定するためには、Ｖb_estm1_yの絶対値の増加に対するＶw1a_yの絶対値の増加率は１が好ましい。すなわち、図９のグラフにおける不感帯と飽和領域とを除く領域では傾きは１が好ましい。

なお、図９において、処理部４１の入力側の括弧付きの参照符号は、後述の変形態様に関するものである。

次いで、第２制御処理部２５は、処理部４２の処理を実行する。この処理部４２は、Ｖw1a_yを、第１の移動動作部３の接地部と旋回中心とのＸ軸方向の距離Ｌ３で除算することによって、車両１の旋回角速度（ヨー軸周り方向の角速度）の目標値である目標旋回角速度ωz_cmd_gcを決定する。この場合、処理部４２は、上記距離Ｌ３を、車両１の代表点としての車両系全体重心のＸ軸方向の実際の移動速度の推定値Ｖb_estm1_x（最新値）に応じて設定する。

なお、上記旋回中心は、より詳しくは、第１の移動動作部３と一体に床面上を並進移動する座標系で見た車両１の全体のヨー軸周り方向の回転中心を意味する。

本実施形態では、車両１の旋回は、第１の移動動作部３の接地部の後方側（ひいては、乗員搭乗部５に搭乗した乗員の後方側）の床面上の点を旋回中心として、車両１がヨー軸まわり方向に旋回するように行なわれる。そして、その旋回中心と第１の移動動作部３の接地部との間のＸ軸方向の距離Ｌ３は、Ｖb_estm1_xがゼロである場合には、旋回中心が第２の移動動作部４の接地部近辺の位置になるように設定される。例えば、Ｌ３は、第１の移動動作部３の接地部と第２の移動動作部４の接地部との間の距離に一致もしくはほぼ一致するように設定される。

また、Ｖb_estm1_xが正の場合、すなわち前への移動である場合、Ｖb_estm1_xの大きさ（絶対値）が大きくなるに伴い、旋回中心が第２の移動動作部４の接地部側から、第１の移動動作部３の接地部側に近づいてくるように（ひいては、旋回中心のＸ軸方向の位置が、乗員搭乗部５に搭乗した乗員の直下の位置（乗員を床面に投影した位置）に近づいてくるように）Ｌ３が設定される。すなわち、Ｖb_estm1_xの大きさ（絶対値）が大きくなるに伴い、Ｌ３が小さくなっていくように設定される。ただし、Ｌ３は、既定の下限値（＞０）以上の距離に制限される。

なお、Ｖb_estm1_xが負の場合、すなわち後ろへの移動である場合には、L３はＶb_estm1_xがゼロの場合の値と同一にするか、Ｖb_estm1_xの大きさ（絶対値）が大きくなるに伴い、Ｌ３が大きくなるように設定されることが好ましい。

処理部４２は、このようにＶb_estm1_xに応じて決定した距離Ｌ３によって、Ｖw1a_yを除算することにより、目標旋回角速度ωz_cmd_gcを決定する。なお、ωz_cmd_gcは、Ｖw1a_yが左向きの速度である場合には、左周り（反時計周り）の角速度であり、Ｖw1a_yが右向きの速度である場合には、右周り（時計周り）の角速度である。

次いで、第２制御処理部２５は、処理部４３の処理を実行する。処理部４３は、処理部４２で決定された目標旋回角速度ωz_cmd_gcに、第１の移動動作部３の接地部と第２の移動動作部４の接地部との間の既定の距離の（−１）倍の値（＝−Ｌ）を乗じることによって、目標旋回角速度ωz_cmd_gcで車両１の旋回行なった場合における第２の移動動作部４の、第１の移動動作部３に対するＹ軸方向の相対移動速度ΔＶw2_cmd_yを算出する。

このように決定される第２の移動動作部４のＹ軸方向の相対移動速度ΔＶw2_cmd_yは、ωz_cmd_gc＝０である場合（旋回要求が無い場合）にはゼロとなる。また、ΔＶw2_cmd_yは、ωz_cmd_gcが左周りの旋回角速度である場合には、右向きの速度、ωz_cmd_gcが右周りの旋回角速度である場合には、左向きの速度である。従って、旋回要求がある場合のΔＶw2_cmd_yは、Ｖw1a_y又はＶb_estm1_yと逆向きの速度である。

次いで、第２制御処理部２５は、処理部４４の処理を実行する。この処理部４４は、第２の移動動作部４のＹ軸方向の相対移動速度ΔＶw2_cmd_yを、前記第１制御処理部２４で決定された第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_y（最新値）に加えることにより、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yの基本値Ｖw2_cmda_y（最新値）を決定する。

次いで、第２制御処理部２５は、処理部４５の処理を実行する。この処理部４５は、第２の移動動作部４のスリップを防止するためのスリップ防止処理を実行することで、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yを決定する。

この場合、処理部４５は、基本値Ｖw2_cmda_yの絶対値が過大である場合等、第２の移動動作部４のスリップが発生しやすいと予測される場合に、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yを、基本値Ｖw2_cmda_yから修正した速度に設定する。そして、処理部４５は、第２の移動動作部４のスリップが発生しないと予測される場合には、基本値Ｖw2_cmda_yをそのまま第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yとして決定する。

なお、第２の移動動作部４を、バネ等により床面に押し付けるようにした場合等、第２の移動動作部４と床面との間の摩擦力が十分に確保できるような場合には、処理部４５の処理を省略するようにしてもよい。

そして、第２制御処理部２５は、上記の如く決定した第２目標速度Ｖw2_cmd_yにしたがって第２の移動動作部４のアクチュエータ装置としての電動モータ１７を制御する。より詳しくは、第２制御処理部２５は、第２目標速度Ｖw2_cmd_yにより規定される電動モータ１７の回転速度の目標値に、実際の回転速度（計測値）を追従させるように、フィードバック制御処理により電動モータ１７の電流指令値を決定し、この電流指令値に従って、電動モータ１７の通電を行なう。

第２制御処理部２５の制御処理は、以上の如く実行される。これにより、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yは、基本的には、相対移動速度ΔＶw2_cmd_yを、第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_y（最新値）に加えた速度に決定される。

この場合、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yの絶対値が十分に小さく、旋回要求が無いと判断される状況では、ΔＶw2_cmd_y＝０となるので、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yは、基本的には、第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_yと一致するように決定される。

一方、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yの絶対値が比較的大きく、旋回要求が有ると判断される状況では、ΔＶw2_cmd_yは、Ｖb_estm1_yと逆向きの速度に決定される。このため、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yは、基本的には、第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_yと同じ向きで、Ｖw1_cmd_yよりも小さい大きさの速度（ゼロもしくはゼロに近い速度）に決定されるか、又は第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_yと逆向きの速度に決定される。

以上説明した本実施形態の車両１では、乗員搭乗部５に搭乗した乗員の身体の動きに伴う該乗員搭乗部５（又は基体２）の前後方向（Ｘ軸方向）の傾動に応じて、あるいは、ジョイスティック１２の前後方向の揺動操作に応じて出力される前進・後進指令に応じてＸ軸方向での車両１の並進移動を行なうことができる。

また、乗員搭乗部５に搭乗した乗員自身の重心の左右方向の移動（乗員搭乗部５に対する相対的な移動）が比較的小さく、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yが、ゼロ近辺の所定範囲Δａ内に収まるような状況では、該乗員搭乗部５（又は基体２）の左右方向（Ｙ軸方向）の微小な傾動に応じて、あるいは、ジョイスティック１２の左右方向の揺動操作に応じて出力される横移動指令に応じてＹ軸方向での車両１の並進移動を行なうことができる。

また、これらの並進移動を複合して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して傾斜した任意の方向にも車両１の並進移動を行なうこともできる。

また、乗員搭乗部５に搭乗した乗員が、自身の重心を左右方向に比較的大きく移動させることによって、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yが、ゼロ近辺の所定範囲Δａから逸脱した場合には、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第２目標速度Ｖw2_cmd_yは、第２の移動動作部４のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_yから、ΔＶw2_cmd_yだけずらした速度に決定される。そして、この場合、第２目標速度Ｖw2_cmd_yは、車両１を第１の移動動作部３の接地部の後方側の旋回中心周りに車両１を旋回させるような速度に決定される。

このため、乗員は、自身の重心を左右方向に動かすように上体を動かすだけで、車両１を旋回させることができる。また、この場合、乗員が自身の重心を左側に動かせば、左周りに車両１が旋回するようになり、また、乗員が自身の重心を右側に動かせば、右周りに車両１が旋回するようになる。従って、左右方向での乗員の重心の動きと、車両１の旋回方向とが整合する。

このため、乗員は、自身の上体の左右方向の動きによって車両１を容易に旋回させることできると共に、その旋回のための操縦操作を容易に習得することができる。

また、例えば車両１の停車状態（第１の移動動作部３及び第２の移動動作部４の移動がほぼ停止した状態）で車両１の旋回（方向転換）を行なおうとした場合には、乗員の重量と、車両１の大部分の重量とを支える第１の移動動作部３が左右方向（Ｙ軸方向）に動くこととなるので、第１の移動動作部３に大きな摩擦力が作用するのを防止できる。そのため、車両１の旋回（方向転換）を円滑に行うことができる。

また、車両１を前方向（Ｘ軸の正の方向）に移動させながら、車両１の旋回を行なおうとした場合には、車両１の代表点としての車両系全体重心のＸ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_xの大きさ（絶対値）が大きいほど、第１の移動動作部３の接地部と旋回中心との間の距離Ｌ３が小さくなるので、乗員は、車両１の旋回時の移動軌道を所望の軌道に沿わせることを容易に行なうことができる。

また、本実施形態では、第１制御処理部２４の重心ずれ推定部３５ａは、図７に示した処理によって、車両系全体重心の前記重心ずれ量Ｏfst_xyを推定する。そのため、該重心ずれ量を精度よく推定することができる。そして、この重心ずれ量Ｏfst_xyの推定値Ofst_estm_xyに応じて、前記した如く車両系全体重心の目標速度（制限後重心目標速度）Ｖb_cmd_xyが決定される。このため、前記重心ずれ量Ｏfst_xyが車両１の挙動に及ぼす影響を適切に補償することができる。

さらに、本実施形態では、車両１の旋回動作や前進加速等を行うために、乗員搭乗部５に搭乗した乗員が自身の重心を乗員搭乗部５に対して前後方向もしくは左右方向に動かした場合、前記傾斜補正量θb_cmpn_xyがゼロでない値となる。そして、この状況では、重心目標速度Ｖb_cmd_xyが一定であっても、車両系全体重心の位置が第１の移動動作部３の接地点の真上（第１の移動動作部３に作用する接地荷重の作用線上）から横方向にずれた状態となるように、第１の移動動作部３の移動が制御される。

例えば、車両１の旋回時には、図１０（ｂ）に示すように、車両系全体重心Ｇaが、第１の移動動作部３に作用する接地荷重の作用線Ｌg上の位置から旋回半径の中心側（図１０（ｂ）では車両１の前方に向かって右側）にずれるように、車両１の第１の移動動作部３の移動制御が行われる。

なお、車両系全体重心が、第１の移動動作部３に作用する接地荷重の作用線Ｌg上の位置からずれる向きは、重心ずれ量推定値Ofst_estm_xy又は重心ずれ量推定値Ofst_estm_xyの時間的変化率と同じ向き、あるいは、車両１の旋回動作における旋回半径の中心に向かう向きとなる。

上記のように、車両系全体重心の位置が、第１の移動動作部３に作用する接地荷重の作用線Ｌg上の位置からずれることで、第１の移動動作部３の移動挙動と車両系全体重心の挙動との整合性が高まる。このため、乗員は、自身の重心の動きが第１の移動動作部３の移動挙動に反映されることを効果的に体感することができる。

特に、車両１の旋回動作時には、車両系全体重心を、バランス状態の位置から旋回半径の中心に向かってずらすことができる。このため、乗員は、車両１の操縦を行い易くなって、車両１の操作性が高まる。

また、本実施形態の車両１では、基体２に対する第２の移動動作部４の揺動量（Ｙ軸周り方向の揺動量）が、前記ストッパ１６，１６により規定される所定の範囲内に機構的に制限されるので、特に、乗員搭乗部５が、後方側に過剰に傾くのを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態及び第３実施形態をそれぞれ図１１（ａ）、図１１（ｂ）を参照して説明する。なお、第２実施形態及び第３実施形態は、前記第１実施形態と第２制御処理部２５の一部の処理のみが相違するものである。従って、第２実施形態及び第３実施形態の説明では、第１実施形態と同一の事項の説明を省略する。

また、図１１（ａ），（ｂ）において、括弧付きの参照符号は、後述の変形態様に関する ものである。

図１１（ａ）は、第２実施形態において、第２制御処理部２５が車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yに応じてＶw1a_y（不感帯処理後速度の目標値）を決定する処理を示している。

この第２実施形態では、第２制御処理部２５は、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yを入力するローカットフィルタ（擬似微分フィルタ）５１を備えている。第２制御処理部２５は、このローカットフィルタ５１の出力（Ｖb_estm1_yにローカット特性のフィルタリング処理を施した値）に処理部５２にて所定値のゲインＫdを乗じた値を、演算部５３にてＶb_estm1_yに加算する。

そして、第２制御処理部２５は、Ｖb_estm1_yの代わりに、演算部５３の出力を、第１実施形態と同じ処理部４１に入力して、該処理部４１の処理を第１実施形態と同様に行なうことで、Ｖw1a_yを決定する。すなわち、Ｖw1a_yはＶb_estm1_yを位相補償回路（フィルタ）に通したものに相当する。

第２実施形態は、以上説明した以外の事項は第１実施形態と同じである。

かかる第２実施形態では、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yの位相補償値（演算部５３の出力）と、その時間的変化率に応じたものとなるローカットフィルタ５１の出力とに応じてＶw1a_y、ひいては、目標旋回角速度ωz_cmd_gcが決定される。

このため、乗員の上体の動きに伴う車両系全体重心のＹ軸方向の移動に対して、車両１の旋回挙動の応答性を高めることができる。

次に、図１１（ｂ）は、第３実施形態において、第２制御処理部２５が車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yに応じてＶw1a_y（不感帯処理後速度の目標値）を決定する処理を示している。

この第３実施形態では、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yが第１実施形態と同様に、処理部４１に入力されるようになっている。

また、第３実施形態では、第２制御処理部２５は、第２実施形態と同じローカットフィルタ５１及び処理部５２を備えることに加えて、さらに、処理部５２の出力を入力する処理部５４を備える。この処理部５４は、処理部４１と同様の処理を行うものである。

具体的には、処理部５４の入力値の絶対値が比較的小さく、該入力値が、ゼロを中心とする所定範囲Δｂ内の値である場合（該入力値の絶対値があらかじめ定めた所定値以下である場合）には、処理部５４は、出力値をゼロとする。

また、処理部５４の入力値の絶対値が比較的大きいものとなっており、該入力値が、所定範囲ｂ外の値である場合（該入力値の絶対値があらかじめ定めた所定値よりも大きい場合）には、処理部５４は、出力値をゼロでない値に設定する。

具体的には、処理部５４は、その出力値の絶対値が、既定の上限値以下で、処理部５４の入力値の絶対値の増加に伴い増加していくように、処理部５４の入力値に応じて出力値を決定する。この場合、処理部５４の出力値の極性（向き）は、入力値と同じとされる。

そして、第３実施形態における第２制御処理部２５は、処理部４１の出力値と、処理部５４の出力値とを演算部５５で加え合わせることにより、Ｖw1a_yを決定する。

第３実施形態は、以上説明した以外の事項は第１実施形態と同じである。

かかる第３実施形態では、Ｖw1a_yは、車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yに応じて処理部４１により決定された成分と、Ｖb_estm1_yの時間的変化率に応じたものとなるローカットフィルタ５１の出力に応じて処理部５４により決定した成分とを加え合わせることによって決定される。

このため、第２実施形態と同様に、乗員の上体の動きに伴う車両系全体重心のＹ軸方向の移動に対して、車両１の旋回挙動の応答性を高めることができる。

［変形態様について］
次に、以上説明した各実施形態の変形態様をいくつか説明する。

前記各実施形態において、目標重心速度Ｖb_cmd_xyに、重心ずれ量Ｏfst_estmの時間的変化率（微分値）に応じた速度指令成分を付加してもよい。

例えば、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xy（又はこれに比例する前記重心ずれ影響量Ｖofs_xy）の時間的変化率、又は、該時間的変化率に所定値のゲインを乗じたものを、付加的な速度指令成分Ｖb2_cmdとして算出する。そして、この速度指令成分Ｖb2_cmd_xyを前記重心目標速度決定部３２で算出される目標重心速度Ｖb_cmd_xyに加算したものを、Ｖb_cmd_xyの代わりに姿勢制御演算部３４に入力する。

この場合には、姿勢制御演算部３４では、前記式（４ａ），（４ｂ）におけるＶb_cmpn_cmd_x、Ｖb_cmpn_cmd_yをそれぞれ、（Ｖb_cmd_x＋Ｖb2_cmd_x−Ｖofs_x）、（Ｖb_cmd_y＋Ｖb2_cmd_y−Ｖofs_y）に置き換えた式、あるいは、前記式（４ａ）’，（４ｂ）’におけるＶb_cmd_x、Ｖb_cmd_yをそれぞれ、（Ｖb_cmd_x＋Ｖb2_cmd_x）、（Ｖb_cmd_y＋Ｖb2_cmd_y）に置き換えた式によって、第１の移動動作部３の目標並進加速度DVw1_cmd_xyを算出するようにすればよい。

このようにした場合には、乗員の重心の移動に応じた第１の移動動作部３の加減速がより感度よく行われるようになる。その結果、車両１の移動に関する乗員の意思が車両１の挙動により反映されやすくなって、車両１の操作性をより一層高めることができる。

また、前記各実施形態では、車両１の旋回動作を行いやすくするために、第２の移動動作部４のＹ軸方向の移動速度を電動モータ１７により制御するようにした。これに代えて、車両１の旋回動作を行う場合に、第２の移動動作部４に適宜の制動装置によってＹ軸方向の制動力を付与するようにしてもよい。

このようにした場合には、第２の移動動作部４のＹ軸方向の速度制御が不要となって、安価な制動装置を採用することができる。なお、この場合、車両１の旋回動作時に第２の移動動作部４に付与する制動力を、前記目標旋回角速度ωz_cmd_gc又は第２の移動動作部４のＹ軸方向の相対移動速度ΔＶw2_cmd_yに応じて調整するようにしてもよい。

さらには、第２の移動動作部４に制動力を付与する代わりに、第２の移動動作部４が、Ｘ軸方向にだけ第１の移動動作部３に追従して滑らかに移動し、Ｙ軸方向へは、床面からの摩擦力を受けつつ該床面上を滑ることで移動するように構成されていてもよい。例えば、第２の移動動作部は、Ｙ軸方向の回転軸心だけを有するキャスタ又はローラにより構成されていてもよい。

このようにした場合には、第１の移動動作部３がＹ軸方向に移動しようとすると、第２の移動動作部４が床面から受ける摩擦力によって制動される。この結果、第１の移動動作部３のＹ軸方向の移動速度と第２の移動動作部４のＹ軸方向の移動速度との差が生じることで、車両１の旋回動作を行うことができる。また、第２の移動動作部４を駆動したり、制動するアクチュエータ装置が不要となる。

また、上記のように床面上をＹ軸方向に滑ることで移動するように構成された第２の移動動作部４を備える車両１では、第２の移動動作部４を、その接地部分の横断面形状（Ｘ軸方向で見た横断面形状）が滑らかにラウンドした形状となるように形成しておくことで、第１の移動動作部３のＸ軸周り方向の傾動に伴い、第２の移動動作部４が滑らかにＸ軸周り方向に傾動し得るようにしてもよい。

そして、この場合、車両１の旋回動作時に、Ｘ軸周り方向の前記傾斜補正量θb_cmpn_y、ひいては、第２の移動動作部４のＸ軸周りの方向の傾斜角を調整することで、第２の移動動作部４のスリップ率を調整し得るようにしてもよい。

例えば、車両１の旋回動作時における車両１の代表点（車両系全体重心等）のＸ軸方向の移動速度（前進速度）の観測値の大きさが大きいほど、Ｘ軸周り方向の傾斜補正量θb_cmpn_yの大きさを大きくするように該傾斜補正量θb_cmpn_yを修正する。このような修正は、例えば、前記重心調整部３４ｃで算出された傾斜補正量θb_cmpn_yに、車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度の観測値に応じて決定したゲインを乗じることで行うことができる。

これにより、車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度（前進速度）の大きさが大きいほど、第２の移動動作部４のＸ軸周り方向の傾斜角（鉛直方向に対する傾斜角）が大きくなるようすることができ、ひいては、該第２の移動動作部４のスリップ率を増加させることができる。その結果、車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度（前進速度）の大きさが大きいほど、車両１の旋回半径を大きくすることができる。

なお、この場合、第２の移動動作部４のＸ軸周り方向の傾斜角の大きさが大きいほど、第２の移動動作部４の接地面の曲率半径が小さくなるように第２の移動動作部４を構成してもよい。あるいは、第２の移動動作部４のＸ軸周り方向の傾斜角が大きいほど、第２の移動動作部４の接地面の摩擦係数が大きくなるように、該第２の移動動作部４の材質が、第２の移動動作部４の接地箇所に応じて変化するようにしてもよい。このようにすることで、第２の移動動作部４のＸ軸周り方向の傾斜角の大きさが大きいほど、該第２の移動動作部４のスリップ率が増加する度合を高めることができる。

補足すると、上記の如く車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度（前進速度）に応じて傾斜補正量θb_cmpn_yを修正する処理は、前記第１〜第３実施形態において採用してもよい。すなわち、前記第１〜第３実施形態のそれぞれにおいて、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xy及びその時間的変化率と、ヨーレートωz_actと、車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度とに応じて、傾斜補正量θb_cmpn_yを決定するようにしてもよい。

この場合には、車両１の旋回動作時に、車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度（前進速度）の大きさが大きいほど、傾斜補正量θb_cmpn_yの大きさを大きくすることで、車両１に作用する遠心力が大きいほど、車両系全体重心を、バランス状態の位置から旋回半径の中心側にずらすようにすることができる。従って、車両１より高速で移動させながら、車両１の旋回動作を円滑に行うようにすることができる。

前記各実施形態において、ヨーレートωz_actの代わりに、車両１の旋回要求の指令としての前記不感帯処理後速度Ｖw1a_y又は目標旋回角速度ωz_cmd_gc（ヨーレートの要求値）に応じて、傾斜補正量θb_cmpn_xyの第３補正量成分θb_cmpn3_yを決定するようにしてもよい。

また、前記各実施形態において、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xy（又は重心ずれ影響量Ｖofs_xy）と、重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_xy（又は重心ずれ影響量Ｖofs_xy）の時間的変化率と、車両１のヨーレートωz_actの計測値（又は旋回要求の指令）とのうちの１つ又は２つだけに応じて車両系全体重心の位置を調整するようにしてもよい。すなわち、第１補正量成分θb_cmpn1_xy、第２補正量成分θb_cmpn2_xy、第３補正量成分θb_cmpn3_yのうちの１つを傾斜補正量θb_cmpn_xyとして決定したり、あるいは、第１補正量成分θb_cmpn1_xy、第２補正量成分θb_cmpn2_xy、第３補正量成分θb_cmpn3_yのうちの２つを加え合わせたものを傾斜補正量θb_cmpn_xyとして決定するようにしてもよい。

また、この場合においても、傾斜補正量θb_cmpn_xyを、車両１の代表点のＸ軸方向の移動速度に応じて修正するようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、第２制御処理部２５の処理において、旋回要求の有無、あるいは、旋回要求の度合いを判断する指標として、前記重心速度推定部３３で算出される車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yを用いるようにした。ただし、旋回要求の有無、あるいは、旋回要求の度合いを判断する指標として、Ｖb_estm1_y以外のパラメータを用いるようにしてもよい。

例えば、図９、あるいは、図１１（ａ），（ｂ）の括弧付きの参照符号で示すように、Ｖb_estm1_yの代わりに、前記第１制御処理部２４の重心ずれ影響量算出部３５ｂで算出されるＹ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_y（もしくは重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_y）、あるいは、処理部３２ｅで決定されるＹ軸方向の制限後重心目標速度Ｖb_cmd_y、あるいは、姿勢制御演算部３４で決定される第１の移動動作部３のＹ軸方向の第１目標速度Ｖw1_cmd_y、あるいは、第１の移動動作部３のＹ軸方向の実際の移動速度Ｖw1_act_yの観測値（例えば電動モータ８ｂの回転速度の検出値から推定されるＶw1_act_yの値）を用いて、前記実施形態と同様に、処理部４１，４２の処理を実行することで、車両１の目標旋回角速度ωz_cmd_gcを決定するようにしてもよい。

なお、この場合、処理部４１において、その出力値をゼロとする入力パメータの値の範囲Δａ（該範囲Δａの上限値及び下限値の大きさ）と、範囲Δａ外での該入力パラメータの値に変化に対する出力値の変化率とは、一般的には、各種類の入力パラメータ毎に設定される。このことは、図１１（ｂ）に示す処理部５４においても同様である。

Ｖb_estm1_yの代わりの上記の如きパラメータを用いた場合であっても、前記実施形態と同様に、乗員の上体の左右方向の動きに応じて、車両１の旋回を行なわせることができる。

ここで、Ｖb_estm1_yの代わりに、前記第１制御処理部２４の重心ずれ影響量算出部３５ｂで算出されるＹ軸方向の重心ずれ影響量Ｖofs_yを用いた場合には、該Ｖofs_yは、Ｙ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yに比例するので、Ｖofs_yの応じて車両１の目標旋回角速度ωz_cmd_gcを設定するということは、Ｙ軸方向の重心ずれ量推定値Ｏfst_estm_yに応じて車両１の目標旋回角速度ωz_cmd_gcを設定することと同等である。

この場合、ジョイスティック１２で横移動指令が出力されても、これに応じた旋回は生じないようにできる。

また、前記各実施形態では、車両１の旋回時における旋回中心と第１の移動動作部３の接地部との間の距離Ｌ３を、車両系全体重心の前後方向の移動速度の推定値（観測値）Ｖb_estm_xに応じて変化させるようにしたが、Ｌ３をあらかじめ定めた一定値にするようにしてもよい。

また、前記第１実施形態では、処理部４１の入力パラメータとしての車両系全体重心のＹ軸方向の移動速度の推定値Ｖb_estm1_yがゼロ近辺の所定範囲Δａ内の値である場合に、目標旋回角速度ωz_cmd_gcをゼロに設定するようにしたが、該入力パラメータが、所定範囲Δａ内の値である場合にも、車両１を旋回させるように目標旋回角速度ωz_cmd_gcを設定するようにしてもよい。すなわち、Δａをゼロにしてもよい。

また、前記各実施形態では、第２の移動動作部４を第１の移動動作部３の後方側に配置したものを示したが、第２の移動動作部４を例えば、第１の移動動作部３の前方側に配置するようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、車両１の起動時から一定時間が経過するまでの暖機運転期間に、その後の定常運転期間と比較して車両１の操縦感度を低下させるように制御装置２１が構成されていてもよい。車両１の操縦感度低下のため、たとえば、第１制御処理部２４を構成する重心目標速度決定部３２の処理部３２ｃ（図５参照）の不感帯が、暖機運転期間において一時的に広げられる。これにより、暖機運転期間に車両１が動き出す事態が回避されうる。

車両１に異常が検知された場合、車両１の操縦感度を断続的または連続的に低下させるように制御装置２１が構成されていてもよい。これにより、車両１に異常が発生したにもかかわらず、車両１がなおも継続して使用されたためにダメージが大きくなる事態が回避される。異常検知の有無または異常の種類をインジケータに表示させるまたはスピーカから音声出力させるように制御装置２１が構成されていてもよい。

異常としては、制御装置２１のノイズ由来の通信異常などのシステムエラー、車載バッテリの蓄電量の顕著な低下、車両１の構成部品の過熱、および、車両１の構成部品である電気機器への供給電流過多などがあげられる。車両１の操縦感度低下のため、たとえば、第１制御処理部２４を構成する重心目標速度決定部３２の処理部３２ｅのＸ方向およびＹ方向のリミット値（図５参照）、ならびに、第２制御処理部２５を構成する処理部４１のＹ方向のリミット値（図９参照）のうち少なくとも１つが、異常検知後に徐々に０に近づくように調節される。

車両１の異常検知後の状態変化に応じて、車両１の操縦感度を元の操縦感度に近づけるように上昇させるように制御装置２１が構成されていてもよい。これにより、異常発生後の車両１のメンテナンス場所などへの移動が可能または容易になる。

たとえば、バッテリの蓄電量低下が検知された後、使用者が乗員搭乗部５から降りたことが検知された場合、車両１の操縦感度が上昇されてもよい。車両１の構成部品の過熱が検知された後、当該構成部品の温度が正常温度に低下したことが確認された場合、車両１の操縦感度が上昇されてもよい。車両１の構成部品への供給電流過多が検知された後、当該電流が正常値に復帰したことが確認された場合、車両１の操縦感度が上昇されてもよい。

前記各実施形態では前進・後進指令と横移動指令とを出力するための操作器として、ジョイスティック１２を用いたが、ジョイスティックの代わりに、トラックボールや、タッチパッドを使用してもよく、あるいは、乗員による接触箇所を検知する荷重センサや、乗員が把持する姿勢センサ等を使用してもよい。あるいは、例えばスマートフォン等の携帯型端末機を操作器として使用するようにすることもできる。

また、ジョイスティック１２等の操作器を省略したり、あるいは、前進・後進指令だけを出力する操作器を備えるようにしてもよい。

また、第２の移動動作部４は、オムニホイール以外の構造、例えば、第１の移動動作部３と同様の構造のものであってもよい。

また、乗員による選択スイッチ等の操作によって、乗員が自身の身体を左右方向に動かすことで車両１の旋回を行なうようにすることと、乗員がジョイスティック等の操作器を操作することで車両１の旋回を行なうようにすることとを選択的に行なうようにすることができるようにしてもよい。

そして、ジョイスティック等の操作器の操作に応じて車両１の旋回を行う場合、車両１の旋回動作時の目標旋回角速度もしくは第１の移動動作部３のＹ軸方向の移動速度もしくは旋回半径等を、操作器の操作によって、制御装置２１に指定し得るようにしてもよい。

また、倒立振子型車両は、第２の移動動作部４を備えずに、第１の移動動作部３だけを備えるものであってもよい。

１…倒立振子型車両、２…基体、３…第１の移動動作部（移動動作部）、５…乗員搭乗部、８（８ａ，８ｂ）…アクチュエータ装置、２１…制御装置、２２…傾斜センサ（傾動状態検知部）、２３…ヨーレートセンサ（車両状態検知部）、３５ｂ…重心ずれ影響量算出部（車両状態検知部）、３４c1…処理部（車両状態検知部）。

Claims (5)

1. 床面上を全方位に移動可能に構成された移動動作部（３）と、該移動動作部を駆動するアクチュエータ装置（８）と、前記移動動作部（３）及びアクチュエータ装置（８ａ，８ｂ）が組み付けられた基体（２）と、鉛直方向に対して傾動自在に前記基体（２）に組み付けられた乗員搭乗部（５）と、前記乗員搭乗部（５）の傾動状態を検知する傾動状態検知部（２２）と、少なくとも該傾動状態検知部（２２）により検知された前記乗員搭乗部（５）の傾動状態に応じて、前記乗員搭乗部（５）に搭乗している乗員と当該倒立振子型車両との全体重心の位置のバランスをとるように前記アクチュエータ装置（８ａ，８ｂ）の動作を制御するように構成された制御装置（２１）とを備える倒立振子型車両であって、
   前記乗員搭乗部（５）に搭乗している乗員の重心の移動要求を認識するための当該倒立振子型車両の所定種類の状態を検知する車両状態検知部（２３，３５ｂ，３４c1）を備えており、
   前記制御装置（２１）は、前記乗員搭乗部（５）に搭乗している乗員と当該倒立振子型車両との全体重心の位置を、前記車両状態検知部（２３，３５ｂ，３４c1）により検知された状態から認識される前記乗員の重心の移動の要求方向に該全体重心のバランス状態の位置からずらすように前記アクチュエータ装置（８ａ，８ｂ）を制御するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
2. 請求項１記載の倒立振子型車両において、
   前記車両状態検知部（２３，３５ｂ，３４c1）が検知する前記所定種類の状態は、前記乗員搭乗部（５）に搭乗している乗員による当該倒立振子型車両の旋回要求の指令と、当該倒立振子型車両の実際のヨーレートの計測値と、前記乗員搭乗部（５）に搭乗している乗員が、自身の重心を前記乗員搭乗部（５）に対して相対的にずらすことに起因して発生する前記全体重心の前記乗員搭乗部（５）に対する相対的な移動量である全体重心移動量と、該全体重心移動量の時間的変化率とのうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする倒立振子型車両。
3. 請求項１又は２記載の倒立振子型車両において、
   前記制御装置（２１）は、前記車両状態検知部（２３，３５ｂ，３４c1）により検知された状態に応じて、又は、該状態と当該倒立振子型車両の代表点の移動速度とに応じて前記全体重心の前記バランス状態の位置からのずらし量を変化させるように前記アクチュエータ装置（８ａ，８ｂ）を制御するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
4. 請求項２記載の倒立振子型車両において、
   前記車両状態検知部（２３，３５ｂ，３４c1）が検知する前記所定種類の状態は、前記旋回要求の指令又は前記ヨーレートの計測値を含んでおり、
   前記制御装置（２１）は、該旋回要求の指令により示される当該倒立振子型車両のヨーレートの要求値の大きさ、又は前記ヨーレートの計測値の大きさが大きいほど、前記全体重心の前記バランス状態の位置からのずらし量を当該倒立振子型車両の旋回半径の中心側に向かって大きくするように、前記アクチュエータ装置（８ａ，８ｂ）を制御するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
5. 請求項２記載の倒立振子型車両において、
   前記車両状態検知部（２３，３５ｂ，３４c1）が検知する前記所定種類の状態は、前記全体重心移動量又は該全体重心移動量の時間的変化率を含んでおり、
   前記制御装置（２１）は、前記全体重心移動量の大きさが大きいほど、又は該全体重心移動量の時間的変化率の大きさが大きいほど、前記全体重心の位置のずらし量を、該全体重心移動量と同じ向き、又は該全体重心移動量の時間的変化率と同じ向きに大きくするように、前記アクチュエータ装置（８ａ，８ｂ）を制御するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。