CN101437719A - 车辆、特性量推定装置及搭载物判定装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供即使在实际重心的位置与设计重心的位置不一致的情况下、或在移动情况下，也能够进行姿态控制的车辆。首先如图1(a)、(b)所示，将实际车辆重心偏离设计车辆重心的影响作为重心偏离所产生的力矩值进行检测。然后，如图1(c)－(e)所示，利用本体基准角的修正、平衡器的移动、或座椅的移动中任一项，对重心偏离进行修正，以与所检测的力矩值对应，使得实际车辆重心与设计车辆重心相一致。

Description

车辆、特性量推定装置及搭载物判定装置

技术领域

本发明涉及一种车辆、特性量特定装置及搭载物判定装置，例如，涉及一种利用倒立摆的姿态控制的车辆。

背景技术

利用倒立摆的姿态控制的车辆(下面，简称为倒立摆车辆)正在引起瞩目，并正在实用化之中。

例如，专利文献1公开的技术中，具有在同轴上配置的2个驱动轮，感知由于驾驶员的重心移动引起的驱动轮的姿态，从而进行驱动。

还有，专利文献2公开的车辆中，一边控制过去的圆形状的1个驱动轮、或球体状的1个驱动轮的姿态，一边进行移动。还有，专利文献2中还公开了各种倒立摆车辆。

[专利文献1]日本专利特开2004-276727号公报

[专利文献2]日本专利特开2004-129435号公报

这种车辆中，基于驾驶员的体重移动量、来自遥控器或操作装置的操作量、预先输入的行驶数据等，一边进行姿态控制，一边维持停车状态或进行行驶。

在这种姿态控制中，利用基于预先已知的车体重量和车体重心位置、假定为一般重量物体(例如，货物和搭乘者)的模型重量和模型重心位置的设计重心(设计车辆重心)的位置，规定姿态控制系统统的控制参数，利用这些值进行控制。

当以连接车轴和设计重心的线为基准轴时，用倾斜计检测基准轴的倾斜角度，对姿态进行控制，以使基准轴的倾斜角度与基准角(相对铅垂线的成为目标的角度)一致。例如，在车辆停止状态时，基准角为0(与铅垂线一致)，如果倾斜计检测出角度θ，则通过施加力矩来控制姿态，以使基准轴的倾斜角为0。

在上述姿态控制中，使基准轴的倾斜角度与基准角一致的姿态控制的前提是使设计车辆重心的位置与实际车辆重心(车体与人或货物等的重量体产生的实际重心)的位置相一致。

但是，实际的重量体与假定模型条件相比，由于(1)坐的位置不同、(2)坐的姿态不同、(3)体重、体型不同等原因，常常会出现实际重心偏离设计重心的现象。

而利用倾斜计无法检测这种重心位置的偏离。

因此，当实际重心向前方偏离设计重心时或向前移动时，一般就在前倾状态下向前行驶，姿态控制不成立。

并且，实际上，在车辆中有各种体重、体型的人乘坐，且搭载各种重量、形状的货物(以下称为重量体)，由于乘员等引起质量、重心高度、转动惯量发生很大变化，因此姿态控制系统的特性量也偏离设计值。

还有，对于搭乘的重量体，也并不一定总是保持不变的状态。搭乘者的姿态可能变化(动作、跌倒等)，货物也可能增加。这些情况也会使得质量、重心高度、转动惯量(以下称为力学特性量)发生变化，使得所设计的姿态控制系统的特性量偏离设计值。

所以，本实施方式所假定的利用倒立摆的姿态控制的车辆中，车体越小、越轻，或搭乘部越高，搭乘物的相对变化对控制系特性的影响就越大。

因此，在维持设计时假定的基于搭乘者的控制参数不变的前提下，无法进行稳定的姿态控制，不能为搭乘者提供舒适的搭乘环境，从而必须修正控制参数。

并且，以用于修正控制参数为前提，必须知道重量体(搭乘物)的实际的力学特性量和重量体的种类(人、货物等)。

发明内容

因此，本发明的第1目的在于提供即使在实际重心的位置与设计重心的位置不一致的情况下、或在移动情况下，也能够进行姿态控制的车辆。

因此，本发明的第2目的在于提供能够进行适合于搭乘车辆的重量体的状态的姿态控制的车辆。

因此，本发明的第3目的在于提供能够推定搭乘车辆的重量体的实际的力学特性量的参数推定装置。

因此，本发明的第4目的在于提供能够从所推定的力学特性量判定搭乘车辆的重量体的搭载物判定装置。

(1)技术方案1所述的发明中，一种车辆，具有1个配置有驱动轮的车轴，进行车体的姿态控制，具备：偏离量计算机构，计算实际的车辆重心即实际车辆重心的、与来自连结设计上的设计车辆重心和上述车轴的基准轴的偏离量的相对应物理量；和重心位置控制机构，基于上述计算出的物理量，使上述实际车辆重心的位置移动到上述基准轴上，从而实现上述第1目的。

(2)技术方案2所述的发明的特征在于，在技术方案1上述的车辆中，具有：搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部；和配置在上述搭乘部的载荷传感器，上述偏离量计算机构从上述载荷传感器的检测值中计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值。。

(3)技术方案3所述的发明的特征在于，在技术方案1所述的车辆中，上述偏离量计算机构利用扰动观测器计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值。

(4)技术方案4所述的发明的特征在于，在技术方案1-3中任一项所述的车辆中，上述重心位置控制机构通过根据上述计算出的物理量，对车体的倾斜角进行控制，使实际车辆重心移动到上述基准轴上。

(5)技术方案5所述的发明的特征在于，在技术方案1-3中任一项所述的车辆中，具备能够相对车体进行移动的平衡器，上述重心位置控制机构通过根据上述计算的物理量，使上述平衡器移动，使实际车辆重心移动到上述基准轴上。

(6)技术方案6所述的发明的特征在于，在技术方案1-3中任一项所述的车辆中，上述车体具有本体、和配置为能够相对于该本体移动且能搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部，上述重心位置控制机构通过根据上述计算出的物理量，移动上述搭乘部，使实际车辆重心移动到上述基准轴上。

(7)技术方案7所述的发明的特征在于，在技术方案1所述的车辆中，具有：搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部；配置在上述搭乘部的载荷传感器；第1力矩计算机构，从上述载荷传感器的检测值中计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值；和第2力矩计算机构，利用扰动观测器计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值，上述偏离量计算机构基于上述计算出的第1和第2力矩值，计算与实际车辆重心偏离上述基准轴的偏离量相对应的物理量。。

(8)技术方案8所述的发明的特征在于，在技术方案1所述的车辆中，上述偏离量计算机构基于上述计算出的第1和第2力矩值的频率成分，计算与实际车辆重心偏离上述基准轴的偏离量相对应的物理量。

(9)技术方案9所述的发明的特征在于，在技术方案1-3中任一项所述的车辆中，上述重心位置控制机构具有：第1移动机构，通过根据物理量对车体的倾斜角进行控制，使实际车辆重心移动到上述基准轴上；第2移动机构，通过根据物理量移动配置为能够相对车体进行移动地的平衡器，使实际车辆重心移动到上述基准轴上；第3移动机构，通过根据物理量相对车体本体移动搭乘部，使实际车辆重心移动到上述基准轴上；和物理量分配机构，将由上述偏离量计算机构所计算出的物理量分配给上述第1、第2和第3移动机构。

(10)技术方案10所述的发明的特征在于，在技术方案9所述的车辆中，上述物理量分配机构基于由上述偏离量计算机构计算出的物理量的频率成分进行分配。

(11)技术方案11所述的发明中，一种车辆，进行车体的姿态控制，

具备：推定机构，推定上述车体的姿态控制系统的被控制对象的实际的力学特性量；和控制系统特性量修正机构，基于上述推定的实际的力学特性量，修正上述姿态控制系统的控制系统特性量，从而实现上述第2目的。

(12)技术方案12所述的发明的特征在于，在技术方案11所述的车辆中，上述推定机构推定搭乘在搭乘部的货物和乘员等的重量体的质量、上述重量体的重心高度、以及上述重量体的转动惯量，作为力学特性量。

(13)技术方案13所述的发明的特征在于，在技术方案11或12所述的车辆中，具有：搭乘货物和乘员等重量体的搭乘部；配置在上述搭乘部的载荷传感器；和测定上述重量体的高度的高度传感器，上述推定机构从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值，推定力学特性量。

(14)技术方案14所述的发明的特征在于，在技术方案11或12所述的车辆中，上述推定机构使用扰动观测器推定力学特性量。

(15)技术方案15所述的发明的特征在于，在技术方案11或12所述的车辆中，具有：搭乘货物和乘员等重量体的搭乘部；配置在上述搭乘部的载荷传感器；测定上述重量体的高度的高度传感器；从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值推定力学特性量的直接推定机构；和利用扰动观测器推定力学特性量的间接推定机构，上述推定机构基于利用上述直接推定机构和间接推定机构的推定值，推定力学特性量。

(16)技术方案16所述的发明的特征在于，在技术方案15所述的车辆中，上述推定机构基于利用上述直接推定机构和间接推定机构的推定值的频率成分，推定力学特性量。

(17)技术方案17所述的发明的特征在于，在技术方案11-16中任一项所述的车辆中，上述控制系统特性量修正机构通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的姿态控制系统的控制参数，来修正上述控制系统特性量。

(18)技术方案18所述的发明的特征在于，在技术方案11-16中任一项所述的车辆中，上述控制系统特性量修正机构具有车体并行机构，通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的形状，来修正上述控制系统特性量。

(19)技术方案19所述的发明的特征在于，在技术方案11-16中任一项所述的车辆中，上述控制系统特性量修正机构具有：控制参数修正机构，通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的姿态控制系统的控制参数，来修正上述控制系统特性量；车体变形机构，通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的形状，来修正上述控制系统特性量；和力学特性量分配机构，将利用上述推定机构推定的力学特性量分配给上述控制参数修正机构和上述车体变形机构。

(20)技术方案20所述的发明的特征在于，在技术方案19所述的车辆中，上述力学特性量分配机构基于利用上述推定机构推定的力学特性量的频率成分进行分配。

(21)技术方案21所述的发明的特征在于，在技术方案18-20中任一项所述的车辆中，具有配置为能够相对上述车体移动的重物，上述车体变形机构根据上述推定的力学特性量，移动上述重物，从而改变车体形状。

(22)技术方案22所述的发明中，一种特性量推定装置，对搭载在进行车体的姿态控制的车辆上的重量体的力学特性量进行推定，具有：搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部；配置在上述搭乘部的载荷传感器；测定上述重量体的高度的高度传感器；和从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值来推定上述重量体的力学特性量的推定机构，从而实现上述第3目的。

(23)技术方案23所述的发明中，一种特性量推定装置，对搭载在进行车体的姿态控制的车辆上的重量体的力学特性量进行推定具有使用扰动观测器来推定上述重量体的力学特性量的推定机构，从而实现上述第3目的。

(24)技术方案24所述的发明中，一种特性量推定装置，对搭载在进行车体的姿态控制的车辆上的重量体的力学特性量进行推定，具有：搭乘货物和乘员等重量体的搭乘部；配置在上述搭乘部的载荷传感器；测定上述重量体的高度的高度传感器；从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值推定上述重量体的力学特性量的直接推定机构；利用扰动观测器来推定力学特性量的间接推定机构；和基于上述直接推定机构以及上述间接推定机构的推定值来推定力学特性量的推定机构，从而实现上述第3目的。

(25)技术方案25所述的发明的特征在于，具有错误判定机构，利用上述直接推定机构以及上述间接推定机构所推定的两个推定值，进行推定值的错误判定，上述推定机构当一方的推定值被判定为错误时，将另一方的推定值推定为力学特性量。

(26)技术方案26所述的发明的特征在于，在技术方案24或25所述的特性量推定装置中，上述推定机构基于利用上述直接推定机构以及上述间接推定机构所推定的推定值的频率成分，推定力学特性量。

(27)技术方案12所述的发明的特征在于，在技术方案22-26中任一项所述的特性量推定装置中，上述推定机构推定上述重量体的质量、上述重量体的重心高度、以及上述重量体的转动惯量，作为力学特性量。

(28)技术方案28所述的发明的特征在于，在技术方案22或24所述的特性量推定装置中，具有：加速度传感器；和倾斜角传感器，上述推定机构或上述直接推定机构根据上述载荷传感器和上述高度传感器的测定值、以及上述加速度传感器和上述倾斜角传感器的检测值，推定上述重量体的力学特性量。

(29)技术方案29所述的发明为一种搭载物判定装置，其中装备有技术方案22-28中任一项所述的特性量推定装置、和利用上述特性量推定装置所推定的力学特性量、判定搭载在上述车辆中的重量体的种类的种类判定机构，从而实现上述第4目的。

发明效果

(1)利用技术方案1-10所述的本发明，即使在初始状态，实际重心的位置与设计重心的位置不一致的情况下或在实际重心发生了移动的情况下，也能够计算与作为实际的车辆重心的实际车辆重心偏离基准轴的偏离量相对应的物理量，并使实际车辆重心移动到上述基准轴上，因此能够进行姿态控制。

(2)利用技术方案11-21所述的本发明，推定车体的姿态控制系统的被控制对象的实际的力学特性量，修正上述姿态控制系统的控制系统特性量，因此能够进行适合搭乘体的姿态控制。

(3)利用技术方案22所述的本发明，能够从重量体的质量和高度的测定值推定重量体的力学参数。利用技术方案23所述的本发明，能够利用扰动观测器推定重量体的力学参数。利用技术方案24所述的本发明，能够根据重量体的质量和高度的测定值以及扰动观测器，推定重量体的力学参数。

这样，利用本发明，能够从所推定的重量体的力学参数来推定车体的姿态控制系统的、被控制对象的实际的力学特性量，修正上述姿态控制系统的控制系参数，从而能够进行更加稳定的姿态控制。

附图说明

图1是表示根据第1实施方式进行的重心偏离控制的概要的说明图。

图2是第1实施方式的车辆的外观结构图。

图3是控制单元的结构图。

图4是表示载荷计的配置的说明图。

图5是表示重心偏离控制内容的流程图。

图6是表示重量体A作用在搭乘部的力和矩(moment)的平衡状态的说明图。

图7是概念的表示利用扰动观测器进行扰动推定的状态说明图。

图8是图示考虑到乘员的运动引起实际车辆重心运动的力学模型的说明图。

图9是表示各频率成分相对于所计算的两个力矩的加权的说明图。

图10是表示用于将力矩值Tf分配给各重心偏离修正机构(系统)S1、S2、S3的各频率的加权的说明图。

图11是表示利用各修正机构(系统)的重心偏离的修正方法的说明图。

图12是表示利用车体变形进行实际车辆重心的偏离修正的其他例的说明图。

图13是对于左右方向(横方向)的偏离量的计算、和对应于所计算的力矩值修正偏离的机构(系统)进行说明的图。

图14是表示按照实际的车辆状态将控制系统特性量修正为最佳值的控制系统特性量修正处理的概要的说明图。

图15是第2实施方式的车辆的外观结构图。

图16是控制单元16的结构图。

图17是载荷计和座高计的配置说明图。

图18是配置在靠背部的重物的说明图。

图19是表示控制系统特性量修正处理内容的流程图。

图20是推定力学特性量的流程的概要说明图。

图21是概念性表示利用扰动观测器进行扰动推定的说明图。

图22是表示力学特性量变动Pk、Pg的使用区别的一例的说明图。

图23是表示所确定的力学特性量变动Pf的分配的说明图。

图24是概念性表示利用参数变更系统修正控制参数的说明图。

符号的说明

11—驱动轮，12—驱动马达，13—搭乘部，131—座面部，14—支持部件，16—控制单元，20—控制ECU，21—车体基本控制系统，22—重心偏离控制系统(第1实施方式)，22—力学特性量推定控制系统(第2实施方式)，23—扰动观测器，24—重心偏离计算部，30—操纵装置，40—行驶、姿态控制用传感器，41—行驶速度计，42—车体倾斜角度计，50—重心偏离控制用传感器(第1实施方式)，50—力学特性量推定用传感器(第2实施方式)，51—载荷计，52—座高计，60—促动器，61—轮胎旋转促动器，62—平衡器驱动促动器(第1实施方式)，62—重物驱动促动器(第2实施方式)，63—座椅驱动促动器，134—重物

具体实施方式

以下，参照图1-图13，详细说明本发明的车辆的合适的实施方式。

(1)第1实施方式的概要

图1是表示基于第1实施方式的重心偏离控制个概要的图。

在第1实施方式中，如图1(a)、(b)所示，首先将实际车辆重心偏离设计车辆重心所产生的影响作为重心偏离产生的力矩值进行检测。

然后，如图图1(c)-(e)所示，利用本体基准角的修正、平衡器的移动、或座椅的移动中任一项，进行重心偏离对策控制，以对应于所检测的力矩值，使得实际车辆重心与设计车辆重心相一致。

由于图1(a)表示利用测定器直接测定重心偏离产生的影响的方法，所以通过在座椅的下面配置多个载荷计，根据从载荷分布测定乘员部的重心位置和重量，从而计算车体整体的重心位置(实际车辆重心)(已知车体的重心位置)，然后计算由于重心偏离而发生作用的力矩值。

由于图1(b)表示从控制结果(履历)推定重心偏离产生的影响的方法，所以从车体的姿态变化和力矩输入的履历推定重心偏离。

即，虽然基准轴的倾斜角与基准角一致(控制上应该没有倾斜)，当车体要发生倾斜(倾斜力矩发生作用)时，由于认为实际车辆重心从设计车辆重心偏离，因此利用例如扰动观测器推定扰动力矩。

对于上述作为重心偏离的影响量所计算的力矩，利用本体基准角的修正、平衡器的移动、座椅(乘员搭乘部)的移动，来进行重心偏离对策控制，使得实际车辆重心与设计车辆重心相一致。

图1(c)为利用本体基准角修正的控制，将实际车辆重心相对于基准轴的车体倾斜角作为基准(目标)角，进行接近该角度的控制，使车体倾斜从而达到平衡。

图1(d)为利用平衡器的控制，通过使平衡器移动，使整体的重心移到铅垂轴上。对于已有的平衡器，改变其基准位置。

图1(e)为利用座椅移动的控制，通过滑移座椅(搭乘部)，使得实际车辆重心与设计车辆重心相一致。即，让座椅向与实际车辆重心偏离方向相反的方向移动，从而使得重心一致。

作为在实际车辆重心的偏离对策(c)-(e)中使用的力矩值，采用在直接测定所计算的值和利用扰动观测器推定的值上加上分别与频率成分对应的加权后的值。与频率成分对应的加权根据载荷计和扰动观测器的频率特性来确定。

另外，可以采用两力矩值的平均值，也可以采用任一方的值。采用一方的值时，例如当重心偏离的变化速度大于扰动观测器的推定可能速度时，采用直接测定的值，如果小于时，则采用利用扰动观测器的推定值。

另一方面，作为使用所确定的力矩值的实际车辆重心的偏离对策(c)-(e)的选择，以力矩值的频率成分的比例，分配针对该频率力矩值。

另外，作为平衡器移动控制、座椅(搭乘部13)移动控制、本体倾斜控制的优先顺序，如果需要超过现在进行的控制的限制值的控制时，也可以补充进行下面优先顺序的控制。

还有，虽然在3个控制中确定主控制，通常使用该主控制，但当主控制出现故障时，也可以利用剩下的2个作为补充。此时，作为代用，采用接近适用频率的那个。

(2)第1实施方式的详细情况

图2表示第1实施方式的车辆的外观结构的例示图。

如图2所示，车辆具有配置在同轴上的2个驱动轮11a、11b。

利用驱动马达12分别驱动2个驱动轮11a、11b。

在驱动轮11a、11b(以下在提到2个驱动轮11a、11b时，称为驱动轮11)和驱动马达12的上部上，配置有搭乘作为重量体的载荷或乘员等的搭乘部13(座椅)。

搭乘部13由驾驶员乘坐的座面部131、靠背部132、以及头枕133构成。

搭乘部13被固定在收容驱动马达12的驱动马达筐体121上的支持部件14所支持，通过图中未表示的驱动机构(后述的座椅驱动促动器63)，能够相对于支持部件14或者平衡器驱动部18移动。

搭乘部13的左侧配置有操纵装置30。该操纵装置30根据驾驶员的操作，发出倒立摆车辆的加速、减速、转弯、旋转、停止、制动等指示。

第1实施方式的操纵装置30固定在座面部131，但也可以利用通过有线或无线连接的遥控器来构成。还有，也可以设置扶手部，并在其上部配置操作装置30。

还有，在第1实施方式的车辆中配置有操作装置30，但在按照预先设定的行驶数据自动行驶的车辆的情况下，也可以配设行驶数据获取部来取代操作装置30。行驶数据获取部例如可以由从半导体存储器等各种存储媒介读取行驶数据的读取机构组成，或/和由利用无线通信从外部获取行使数据的通信控制机构来构成。

另外，在图2中，表示了人搭乘在搭乘部13的情况，但并不局限于人驾驶的车辆，也可以是只是装载货物并从外部的遥控器操作等进行行驶或停止的情况、只是装载货物并根据行驶数据进行行驶或停止的情况、以及没有搭载任何东西的状态下进行行驶或停止的情况。

在第1实施方式中，利用操纵装置30的操作输出的操作信号，进行加减速等的控制，但也可以如专利文献1所示那样，通过改变驾驶员相对于车辆的前倾矩或前后倾斜角，切换到与该倾斜角相对应的车辆的姿态控制和行驶控制。

当利用驾驶员的倾斜矩进行姿态控制和行驶控制时，不进行第1实施方式的姿态控制。

在搭乘部13的座面部131上配置有图中未表示的后述的载荷计51a-e。

在搭乘部13与驱动轮11之间配置有控制单元16。

第1实施方式中，控制单元16安装在搭乘部13的座面部131的下表面，但也可以安装在支持部件14上。

在控制单元16的下部配置有第1实施方式的平衡器驱动部(平衡器和平衡器驱动促动器)18。

平衡器驱动部18配置在两驱动轮11之间的大致中心处的夹持驱动轮的位置。

图3表示控制单元16的结构。

具有进行车辆行驶、姿态控制、以及第1实施方式的重心偏离控制等的各种控制的控制ECU(电子控制装置)20。在该控制ECU20上电连接有操纵装置30、行驶和姿态控制用传感器40、重心偏离控制用传感器50、促动器60、以及电池等其他装置。

电池向驱动马达12和平衡器驱动促动器62供给电力。还有，也可以向控制ECU20供给控制用的低电压的电源。

控制ECU20由具有存储行驶控制程序、姿态控制程序、重心偏离控制程序等各种程序和数据的ROM、用作工作区域的RAM、外部存储装置、接口部等的计算机系统构成。

控制ECU20具有进行行驶和姿态控制的车体基本控制系统21、和重心偏离控制系统22。

重心偏离控制系统22具有对作为与实际车辆重心偏离基准轴的偏离量相对应的物理量的力矩值进行计算的扰动观测器23、和重心偏离计算部24。

重心偏离控制系统22基于由扰动观测器23和重心偏离计算部24计算出的力矩值，计算并分别供给车体倾斜角控制的基本目标值的修正值、平衡器驱动促动器62与座椅驱动促动器63的指令值，以使实际车辆重心与设计车辆重心相一致。

行驶和姿态控制用传感器40具有检测车辆速度(车轮旋转角)的行驶速度计(车轮旋转计)41、和检测车体倾斜角(倾斜角速度)的车体倾斜角计(角速度计)42。

行驶和姿态控制用传感器40的检测值供给到车体基本控制系统21、重心偏离控制系统22的扰动观测器23和重心偏离计算部24。

重心偏离控制用传感器50具有多个载荷计51(载荷分布计)，将由各座椅载荷系51检测出的载荷数据的值(座椅载荷分布)供给到重心偏离计算部24。

图4表示载荷计51的配置。

如该图4所示，在第1实施方式中，载荷计51配置在座面部131(座椅)之下的四角和中央共5个处。

各载荷计51配置在比座椅结构(座面部131)更靠下的地方，构成为当乘员靠在后面时也能够进行测定。还有，在座椅上放置货物时也能进行测定。另外，也可以测定人从外挤压在座椅(座面部131)上时的载荷。

利用第1实施方式的载荷计51，当直立静止时，可以进行完全的测定。

另外，除驱动轮11和驱动马达12以外的车体重量(以下称为车体重量)及其重心位置(以下称为车体重心位置)是固定的，由于在设计时就已经预先确定，因此不是载荷计51的测定对象。

由重心偏离计算部24根据该车体重量和车体重心位置、以及各载荷计51a-e的测定值，计算实际重心位置、和车体和搭载体的合计重量。

当确定1维(车辆的前后方向)重心位置时，只要有至少2个载荷计51即可，但通过设置更多的载荷计(第1实施方式中为5个)，可以实现失效保险功能(即使坏掉1个载荷计也不要紧)。

另外，作为载荷计51，可以使用测定拉伸载荷的传感器，重心即使位于这些传感器构成的多角形的外侧也可以进行测定。

还有，也可以使用3轴传感器(拉伸压缩+剪断力)，重心偏离计算部24从2个成分中推定伴随乘员动作的惯性力。

另外，也可以通过使用扭曲力矩计测定搭乘部13的扭曲力矩，来进行重心偏离测定。

促动器60具有根据由车体基本控制系统21供给的指令值对驱动轮11进行驱动的轮胎旋转促动器61、根据由重心偏离控制系统22供给的指令值移动平衡器的平衡器驱动促动器62、和根据同一指令值前后移动搭乘部13的座椅驱动促动器63。

下面说明作为如上结构的1个实施方式的车辆中的重心偏离控制。

图5是表示重心偏离控制内容的流程图。

在该重心偏离控制中，首先求出作为物理量的力矩值的实际车辆重心的偏离量(步骤11-步骤17)，接着，基于所求出的力矩值，使实际车辆重心移动到上述基准轴上(步骤18-步骤27)。

下面说明各处理内容。

通过步骤11-步骤13，从各载荷计51和姿态控制用的测定值，计算实际车辆重心的偏离量和其产生的力矩值，利用扰动观测器23，通过步骤14-步骤16，推定由扰动产生的力矩值。

另外，对于力矩值的计算和推定，两个处理平行进行。

首先，计算配置在座面部131的5个载荷计51a-51e测定的载荷分布，并供给到控制ECU20的重心控制系统22(步骤11)。

在重心偏离控制系统22中，从所获得的载荷分布数据(各载荷计51的测定值)计算作用在搭乘部13的力(垂直成分，水平成分)和力矩(步骤12)。

如果作用在载荷计(k)的垂直力为F_n ^(k)，横力为F_t ^(k)，力矩为t_tn，则作用在搭乘部13的垂直力、横力力矩可从下面公式1求得。

[公式1]

F_n＝∑F_n ^(k)、F_t＝∑F_t ^(k)、t_tn＝∑F_n ^(k)X^(k)

接着，重心控制系统22利用由行驶和姿态控制用传感器40得到的车体倾斜角θ₁、并进加速度a，评价重心偏离的影响量(步骤13)。

即，重心控制系统22从表示力(垂直力，横力)与力矩的平衡的下面的公式2的6个表达式，计算作为搭载在搭乘部13(座面部131)的重量体A(乘员和货物等)的信息的重量体A的重量m_H、重量体A的重心偏离基准轴n的偏离λ_H、以载荷计51的安装位置为基准的重量体A的重心高度h_H。

图6是表示重量体A作用在搭乘部13的力(包括惯性力)和矩的平衡状态的说明图。

根据图6，建立公式2，计算作为“乘员＝不确定要素”的搭载在搭乘部13的货物。

还有，忽略车体倾斜运动(搭乘部13的倾斜运动)时的离心力和切线方向惯性力。

另外，在公式1和2中，X^(k)为以车体中心点为基准的载荷计(k)的安装位置，m_s为搭乘部13的质量，λ_s为以车体中心点为基准的搭乘部13的重心位置，h_s为搭乘部13的重心高度，g为重力加速度。

另外，从行驶速度计41检测的车速计算并进加速度a。

[公式2]

m_c(g cosθ₁+asinθ₁)＝—F_n

$m_c(g\sin {\mathrm{\θ}}_1-a\cos {\mathrm{\θ}}_1)-m_H\stackrel{..}{\mathrm{\λ}}=F_t$

$F_n{\mathrm{\λ}}_c-F_t{h}_c-m_H\stackrel{..}{\mathrm{\λ}}(h_c-h_H)=T_{\mathrm{th}}$

m_c＝m_H+m_S， ${\mathrm{\λ}}_c=\frac{m_H{\mathrm{\λ}}_H+m_S{\mathrm{\λ}}_S}{m_c},$ $h_c=\frac{m_H{\mathrm{\λ}}_H+m_S{\mathrm{\λ}}_S}{m_c}$

在上述公式2中，通过利用姿态控制用的车体倾斜角度计42的角度数据θ₁，即使在搭乘部13出现倾斜时，也能够推定重量体A的重心位置。

还有，通过参照姿态控制用的行驶速度计41(轮胎旋转角传感器)的并进加速度a，在加减速时也能够评价重量体A的重心位置。

这样，也能够把握在例如急制动时的乘员(重量体A)的动作。

还有，也能够正确区分重心偏离的影响和乘员惯性力的影响，能够把握乘员的动作。

重心偏离控制系统22从根据公式2求得的重量体A的信息(重量m_H、重心偏离λ_H、重心高度h_H)，利用下面公式3计算重量体A作用在搭乘部13上的力矩T。

在公式3中，l_S为从驱动轮11的车轴到载荷51的距离。

[公式3]

$T=m_{H}g{\mathrm{\λ}}_H-m_H(h_H+l_S){\stackrel{..}{\mathrm{\λ}}}_H$

另一方面，利用扰动观测器23，从车体运动、姿态控制的结果(时间履历)推定扰动即搭乘部13的重心偏离的影响量(力矩值)(步骤14-16)。

图7是概念性表示利用扰动观测器23进行扰动推定的说明图。

在图7中，控制器相当于车体基本控制系统21，控制对象实物相当于轮胎旋转促动器61(控制对象)和车辆整体(受到扰动的对象)。

扰动观测器23由控制对象模型和推定器构成。

控制对象模型为与现实的控制对象即控制对象实物相对应的、基于设计车辆重心的理论模型。

来自控制器的输入u(实际上如图7所示为矢量，为了表述方便，省略矢量标记。以下相同)输入到控制对象实物和控制对象模型两者中。

于是，从控制对象模型输出作为理论值的输出y∧(与矢量相同，在图中改变了标记。以下相同)。

与此对应，从控制对象实物输出相对扰动d所作用的状态的输出y(倾斜角θ等的实测值)。

从该理论值即输出y∧和实测值即输出y两者，根据下面公式4，利用推定器计算作用在搭乘部13的扰动的推定值d∧。

在该推定器的推定(公式4)中，将实际车辆重心的偏离影响看作扰动的一部份。

还有，利用最小维观测器，以缩短计算时间(在坚固性优先时，也可以利用同一维观测器)。

推定速度由扰动观测器23的反馈增益L所确定。这里，如果推定速度太快，则推定变得不稳定，因此推定需要一定的时间。

[公式4]

$\stackrel{\widehat{\→}}{d}=\stackrel{\→}{z}+L\stackrel{\→}{y}$

$\stackrel{\stackrel{.}{\→}}{z}=L\{D\stackrel{\→}{z}+(A+\mathrm{DL})\stackrel{\→}{y}+B\stackrel{\→}{u}\}$

接着，说明计算扰动推定值d∧的上述公式4的推导。

图8是考虑到乘员的运动引起实际车辆重心运动的力学模型的说明图。

在该图8中，各符号的意义如下所述。

(a)状态量

θ_w：轮胎的旋转角[rad]

θ₁：本体的倾斜角(铅垂轴基准)[rad]

λ₂：平衡器的位置(车体中心点位置)[m]

(b)输入

τ_w：驱动马达力矩(2轮合计)[Nm]

S_B：平衡器驱动力[N]

(c)物理常数

g：重力加速度[m/s²]

(d)参数

m_w：轮胎质量[kg]

R_w：轮胎半径[m]

I_w：轮胎的转动惯量(车轴周围)[kgm²]

D_w：相对轮胎旋转的粘性衰减系数[Nms/rad]

m₁：本体质量(包括乘员)[kg]

l₁：本体的重心距离(距车轴)[m]

I₁：本体的转动惯量(重心周围)[kgm²]

D₁：相对本体旋转的粘性衰减系数[Nms/rad]

m₂：平衡器的质量[kg]

l₂：平衡器的基准重心距离(从车轴)[m]

I₂：平衡器的转动惯量(重心周围)[kgm²]

D₂：相对平衡器并进的粘性衰减系数[Ns/m]

在图8的状态中，作为考虑到乘员的动作的力学模型的标准形，可以采用公式5的线性2阶微分方程式来表示。

公式5中的各值如公式6所示。

还有，I_W，a、I_12，a如下所示。

I_W，a＝I_W+(m₁+m₂+m_W)R_W ²

I_12，a＝(I₁+m₁l₁ ²)+(I₂+m₂l₂ ²)

[公式5]

$M_s{\stackrel{\stackrel{..}{\→}}{x}}_s+C_s{\stackrel{\stackrel{.}{\→}}{x}}_s+K_s{\stackrel{\→}{x}}_s=P_u\stackrel{\→}{u}+P_d\stackrel{\→}{d}$

[公式6]

${\stackrel{\→}{x}}_S=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\θ}}_W\\ {\mathrm{\θ}}_1\\ {\mathrm{\λ}}_2\end{array}\right]$ $\stackrel{\→}{u}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\τ}}_W\\ S_B\end{array}\right]$

$M_s=\left[\begin{array}{ccc}{I}_{W,a}& (m_1{l}_1+m_2{l}_2)R_W& m_2{R}_W\\ (m_1{l}_1+m_2{l}_2)R_W& I_{12,a}& m_2{l}_2\\ m_2{R}_W& m_2{l}_2& m_2\end{array}\right]$

$C_S=\left[\begin{array}{ccc}{D}_W& 0& 0\\ 0& D_1& 0\\ 0& 0& D_2\end{array}\right]$ $K_S=\left[\begin{array}{ccc}0& 0& 0\\ 0& -(m_1{l}_1+m_2{l}_2)g& -m_{2}g\\ 0& -m_{2}g& 0\end{array}\right]$

$P_u=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ -1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$

扰动

$\stackrel{\→}{d}=[m_{H}g{\mathrm{\λ}}_H-m_H{l}_H\stackrel{..}{\mathrm{\λ}}+{\mathrm{\τ}}_e]$

进入路径

$P_d=\left[\begin{array}{c}0\\ 1\\ 0\end{array}\right]$

另外，为了方便利用扰动观测器23对于重量体动作的扰动的处理，将公式5表示为系统状态方程式的形式的公式7。

公式7中的各值如公式8所示，I为单位行列式。

[公式7]

$\stackrel{\stackrel{.}{\→}}{x}=A\stackrel{\→}{x}+B\stackrel{\→}{u}+D\stackrel{\→}{d}$    $\stackrel{\→}{y}=C\stackrel{\→}{x}$

[公式8]

$\stackrel{\→}{x}=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\→}{x}}_S\\ {\stackrel{\stackrel{.}{\→}}{x}}_S\end{array}\right]$ $A=\left[\begin{array}{cc}0& I\\ -{M_S}^{-1}{K}_S& -{M_S}^{-1}{C}_S\end{array}\right]$

$B=\left[\begin{array}{c}0\\ {M_S}^{-1}{P}_u\end{array}\right]$   C＝I   $D=\left[\begin{array}{c}0\\ {M_S}^{-1}{P}_d\end{array}\right]$

${\stackrel{\→}{x}}_S={\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\θ}}_W& {\mathrm{\θ}}_1& {\mathrm{\λ}}_2\end{array}\right]}^T$ $\stackrel{\→}{u}={\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\τ}}_W& S_B\end{array}\right]}^T$

$\stackrel{\→}{d}={[m_{H}g{\mathrm{\λ}}_H-m_H{l}_H{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\λ}}}_H+{\mathrm{\τ}}_e]}^T$

扰动观测器23获得姿态控制的输入u(对于图1的轮胎旋转促动器61的力矩指令值)、和输出y(同一行驶和姿态控制用传感器40的检测值(速度、车体倾斜角))(步骤14)。

然后，扰动观测器23通过利用推定器求解上述公式4，计算作用在搭乘部13的扰动的推定值d∧(步骤15)。

另外，在扰动观测器中利用最小维观测器，但也利用同一维的观测器也能够进行推定。

所计算的扰动的推定值d∧如公式9所示。

[公式9]

$\stackrel{\widehat{\→}}{d}=[m_{H}g{\mathrm{\λ}}_H-m_H{l}_H{\stackrel{..}{\mathrm{\λ}}}_H+{\mathrm{\τ}}_e]$

如公式9所示，计算推定的扰动d∧作为3个扰动的合计。

各扰动均为数式上的值，没有对每个进行求解，3个扰动均对车体的倾斜运动产生影响，计算的整体的值d∧。

第1扰动为乘员动作对重心移动的影响量，利用公式9右边第1项(m_Hgλ_H)来表示。

第2扰动为重量体(乘员)快速动作的惯性力的影响量，利用右边第2项(—m_Hl_H(λ)_H：(λ)为λ点，点)来表示。

第3扰动为其他扰动(从外部对车体推压等)，利用右边第3项(τ_e)来表示。

第1实施方式的重心偏离控制中，由于对扰动整体的大小进行控制，因此在不知道扰动d∧的成分，也能够进行控制。

但是，知道各成分后，可以进行如下利用。

(a)与各传感器(载荷计51等)的数据进行比较，当二者的值差异较大时，则判断为某个出现故障，能够进行各传感器的失效检验。

(b)能够进行扰动观测器自身的错误判定(例如，惯性力的影响相对于重量体A(乘员)质量的影响太大，长时间发生作用)。

(c)能够与其他控制进行区别，能够用于其他控制(例如，恒定的重心偏离→座椅形状、操作系统位置变化)。

在第1实施方式中，由于上述理由，提取各成分，对所计算出的扰动推定值d∧进行评价(步骤16)。

作为各扰动成分的一般倾向，重量体A的重心偏离为恒定、低频区域，重心移动产生的惯性力为非恒定、中频区域(人的移动速度)，其他扰动为非恒定、高频区域。

此时，在第1实施方式中，利用低通滤波器提取低频成分，将其作为重心偏离的影响。

还有，对于惯性力的影响，也通过抽出某一频带(1Hz-10Hz)的成分来进行抽出处理。

另外，也可以通过利用从座椅的载荷计等获得的信息，分解各成分。

通过上述处理，求出基于载荷计51的载荷分布的直接测定所计算的力矩值、和由扰动观测器23推定的力矩值后，重心偏离控制系统22对2个数据进行比较，确定对应的重心偏离的影响量(步骤17)。

即，重心偏离控制系统22从求得的2个力矩中确定后述的实际车辆重心偏离修正(步骤18-步骤27)中使用的力矩。

另外，在下面说明中，利用Tk表示基于载荷分布的直接测定所计算的力矩，利用Tg表示利用扰动观测器23推定的力矩值。

在利用载荷计51计算(步骤11-步骤13)的力矩值Tk、和利用扰动观测器23推定(步骤14-步骤16)的力矩值Tg中，存在能够评价的频率的上限值f1、f2。

即，基于载荷计51的力矩值Tk具有称为固有振动频率或响应性能的作为硬件的上限f1，基于扰动观测器23的力矩值Tg具有相对于根据推定速度(极点)确定的稳定性(坚固性)的上限值f2。

这里，在第1实施方式中，对于两个力矩值Tk、Tg的频率成分，基于上限f1、f2，如下所述确定基于各频率成分的加权。

图9是表示各频率成分相对于所计算的两个力矩的加权的说明图。

(a)对于基于扰动观测器23的力矩值Tg，随着大于频率的上限f2，加权变小。

(b)对于基于载荷计51的力矩值Tk，随着大于频率的上限f1，加权变小。

(c)在扰动观测器23的可靠性高的范围(低于上限f2的频率范围)，增大对于基于扰动观测器23的力矩值Tg的加权，逐渐减小基于载荷计51的力矩值Tk的加权。

(d)对于只采用基于载荷计51的力矩值Tk的大于f1的频率，加权小于1。对于小于f1的频率的两个加权的和为1。

例如，在f2，Tk的加权＝0.4，Tg的加权＝0.6。

另外，在第1实施方式中，对于两个力矩值Tk、Tg，将一方的值用作另一方值的失效判定指标。

即，对于各频率成分，评价两者的值的差，当差很大时，进行详细检讨，将错误的可能性大的一方认定为失效。如果一方被判定为失效，则在加权1的状态下使用另一方的力矩值。

如上所述，确定了各频率成分所采用的力矩值Tk、Tg的值(用Tf表示)后(步骤17)，重心偏离控制系统22将应该对应的重心偏离的影响量Tf分配给各要素(重心偏离修正机构(系统)S1、S2、S3)(步骤18)。

这里，各重心偏离修正机构S1-S3与图1(c)-(e)概要说明的本体基准角的修正(c)、利用附加重物(平衡器)的重心修正、和车体变形(座椅移动)的重心修正(e)相对应。

在各修正机构S1-S3中，对于各频率成分，各自存在适合的频率区域。例如，在平衡器移动的修正机构S2中存在上限f3，在座椅移动的修正机构S3中存在上限f4。

因此，重心偏离控制系统22将在步骤17确定的力矩值Tf对于其频率成分，作为各修正机构(系统)使用的力矩值进行分配。

图10是用于将力矩值Tf分配给各重心偏离修正机构(系统)S1、S2、S3的各频率的加权的说明图。

如图10所示，在第1实施方式中，如下所述，确定与各重心偏离修正机构(系统)的特性一起确定的分配力矩Tf的加权。

(1)在低频区域，增大座椅移动的修正机构S3的加权，并使本体倾斜的修正机构S1的加权随着频率的减小而减小。

(2)在高频区域，增大平衡器移动的修正机构S2的加权，并使本体倾斜的修正机构S1的加权随着频率的减小而减小。

还有，在平衡器移动的大于上限f3的高频区域，其加权随着频率的增大而减小。

(3)在中频区域，作为S3和S2的补充，只增大本体倾斜的修正机构S1的加权，从高频侧起，随着频率的降低而减小S2的加权，并且从低频侧起，随着频率的升高而减小S3的加权。

(4)对于平衡器移动的上限f3以上的频率，赋予小于1的加权，对于小于f3的频率，使加权合计为1。

另外，虽然说明了按照各修正机构(系统)S1-S3的加权(图10)分配力矩Tf的情况，但也可以使用平衡器移动的修正机构S2为主。作为超出其能力限度时的代用或补充，使用座椅移动的修正机构S3。

然后，即使使用座椅移动的修正机构S3，在超出其限度时，作为代用或补充，使用本体倾斜的修正机构S1。

各修正机构(系统)S1-S3的限度如下所述。

(a)平衡器移动的修正机构S2的极限值(重量、冲程引起)小。

(b)座椅(搭乘部13)移动的修正机构S3的极限值(冲程引起)中等。

(c)本体倾斜的修正机构S1的限度值大。但是，存在频率的限度。

还有，也可以在低频区域，将对应频率的力矩值全部分配到座椅移动的修正机构S3。在高频区域，将对应频率的力矩值全部分配到平衡器移动的修正机构S2。在中频区域，将对应频率的力矩值全部分配到本体倾斜的修正系统S1。

还有，3个修正机构(系统)S1-S3也可以用作失效保险的代用。

即，也可以在3个控制中，确定为主的例如S2，通常使用这个主控制，当主控制出现故障时，再使用其它2个作为补充。此时，对于究竟使用2个中的哪一个，利用接近能够适用的频率的那个作为代用。

确定了分配给各修正机构(系统)S1-S3的力矩值Tf(＝τ_1，e)后，重心偏离控制系统22对各修正机构(系统)进行重心偏离修正(步骤19-21、步骤22-24、步骤25-27)。

图11是表示利用各修正机构(系统)S1-S3的重心偏离的修正方法的说明图。

在图11中，举例表示了将确定的全部力矩值Tf分配给各修正机构(系统)的情况，表示利用单个的各修正机构(系统)将实际车辆重心P移动到基准轴n上的情况。

另外，在将力矩值Tf分配给各修正机构(系统)S1-S3时，利用所分配的修正机构(系统)整体的动作，将实际车辆重心P移动到基准轴上。

在本体倾斜的修正系统S1的情况中，如图11(a)所示，重心偏离控制系统22利用下面公式10，计算与重心偏离的影响相抵消的本体倾斜角(基本目标值

的修正值

)，并供给到车体基本控制系统21(步骤19)。

这里，基本目标值

为假定整体重心位于车体轴上时的目标倾斜角，其修正值

为考虑了重心偏离的目标倾斜角的修正值。

[公式10]

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{1,1}}^{*}=-{\sin }^{-1}({\mathrm{\τ}}_{1,e}/m_{1}g)$

在车体基本控制系统21中，使用修正值

根据公式11，将姿态控制(伺服机构)的目标值从基本目标值

修正为修正目标值θ₁ ^*(步骤20)。

在公式11中，m₁为本体与乘员的质量。

[公式11]

${{\mathrm{\θ}}_1}^{*}={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{1,0}}^{*}+{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{1,1}}^{*}={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{1,0}}^{*}-{\sin }^{-1}({\mathrm{\τ}}_{1,e}/m_{1}g)$

接着，车体基本控制系统21，使用修正目标值θ₁ ^*，根据公式12，计算驱动马达12的驱动力矩(2轴合计)τ_w，并作为指令值供给到轮胎旋转促动器61，使得车体(搭乘部13)倾斜，从而将实际车辆重心移动到基准轴n(图中为铅垂线)(步骤21)。

[公式12]

τ_w＝—K(θ₁—θ₁ ^*)—…²⁴

当利用该本体倾斜的修正系统对实际车辆重心的偏离进行修正时，可以直接利用已有的姿态控制系统统，来应对重心偏离。

接着，说明利用平衡器移动的修正(步骤22-24)。

如图11(b)所示，在利用平衡器移动的修正机构S2中，对附加在车体上的质量(平衡器)的位置进行控制，以将整体的重心移到基准轴n上。

即，重心偏离控制系统22根据公式13，计算抵消重心偏离的影响的平衡器的位置λ^* ₂(步骤22)。

另外，m₂为平衡器的质量。

[公式13]

λ^* ₂＝—(τ_1，e/m₂g)

接着，重心偏离控制系统22将平衡器控制的目标值设定为所计算的位置(步骤23)，驱动平衡器，以使重心移动到基准线(图中铅垂线)上(步骤24)。

即，重心偏离控制系统22将λ作为现在的平衡器位置，根据下面的公式14，计算平衡器驱动力S_B，并将其作为指令值供给到平衡器驱动促动器62。这样，通过将平衡器移动到规定位置，从而将实际车辆重心移到基准轴n(图中的铅垂线)上。

[公式14]

S_B＝—K(λ₂—λ^* ₂)—…

当通过该平衡器移动对实际车辆重心的偏离进行修正时，也可以应对重心偏离的高频成分。

还有，由于没有必要移动座椅，因此不会对乘员产生多余的惯性力。

当在基本姿态控制系统中使用平衡器的移动时，将平衡器位置λ^* ₂作为修正值来给予。

另外，如果使平衡器与车轴为同样高度，可以消除平衡器加减速时的反作用力的影响。

接着，说明利用车体变形(座椅移动)的修正(步骤25-27)。

如图11(c)所示，在利用座椅移动的修正机构S3中，沿前后方向移动搭乘部13，以将整体的重心移到基准轴n上。

即，重心偏离控制系统22根据公式15，计算抵消重心偏离的影响的座椅(搭乘部13)的位置λ^* ₃(步骤25)。

另外，mc为搭乘部13和重量体A(例如，乘员)的合计质量。

在第1实施方式中，重量体A的质量可以从各载荷计51的测定值中求出，在没有使用载荷计时，使用确定设计车辆重心时的假定的模型重量的值。

[公式15]

λ^* ₃＝—(τ_1，e/m_cg)

接着，重心偏离控制系统22在计算的座椅位置λ^* ₃设定座椅控制的目标值(步骤26)，并移动座椅，从而将重心移到基准线(图中的铅垂线)上(步骤27)。

即，重心偏离控制系统22将λ₃作为以车体中心点为基准的移动前的座椅位置，根据下面的公式16，计算座椅(搭乘部13)驱动力S_s，并将其作为指令值供给到座椅驱动促动器63。这样，通过将搭乘部13移动到规定位置，从而将实际车辆重心移到基准轴n(图中的铅垂线)上。

[公式16]

S_s＝—K(λ₃—λ^* ₃)—…

当利用该座椅移动修正实际车辆重心的偏离时，由于不能快速移动座椅(搭乘部13)，因此能够对于重心偏离的低频成分进行应对。

还有，虽然由于利用冲程能够修正的量存在定量限度，但该限度值大于平衡器规格。

另外，也可以在使座椅向后加速的同时，使车轮向前加速，由此可以使乘员感觉不到惯性力。

当在基本姿态控制系统利用可动座椅时，将座椅位置λ^* ₃作为修正值来给予。

虽然上面说明了本发明的车辆的1个实施方式，但本发明并不局限于所说明的实施方式，可以在各权利要求所述的范围内进行各种变形。

例如，在所说明的实施方式中，说明了作为利用车体变形的实际车辆重心的偏离修正，平行移动搭乘部13的情况。但也可以利用其它机构使车体变形。

例如，如图12(a)所示，也可以通过使车体的一部分倾斜来修正实际车辆的重心偏离。

还有，如图12(b)所示，也可以平行移动从与车轴的结合部起的上侧部分。

还有，在所说明的实施方式中，说明了在1个轴上配置2个驱动轮的车辆。但本发明的对象也可以包括利用1个驱动轮，一边保持前后左右的平衡、一边行驶的车辆。

还有，在所说明的实施方式中，说明了实际车辆重心相对于车辆的行驶方向沿前后方向偏离时的修正，但在沿左右方向偏离时也同样可以进行控制。

虽然该左右方向的重心偏离控制也可以用于2轮的情况，但对于上述1轮车辆尤其有效。

图13是对于对应于图1、图11的左右方向(横方向)的偏离量(力矩值)的计算、和对应于所计算的力矩值修正偏离的机构(系统)进行说明的图。

图13(a)与图1(a)对应，表示从配置在座面部131的载荷计51a-e的载荷分布来计算乘员部的重心位置和重量的情况。

在图13的说明中，说明了左右方向，但当然也包括计算前后方向和左右方向的偏离量及其修正的情况。

图13(b)与图1(b)对应，表示推定来自控制结果(履历)偏离的情况。

利用扰动观测器23等，推定根据车体的姿态变化或力矩输入的履历的重心偏离。

即，即使与相对基准轴的基准角一致(控制上应该没有倾斜)，在车体要发生左右倾斜(倾斜力矩发生作用)时，由于考虑了实际车辆重心从设计车辆重心向左右偏离，因此利用例如扰动观测器推定扰动力矩。

另外，此时由于车体实际上需要向左右方向倾斜，因此适合于1轴的情况。

与上述步骤17一样，基于与频率对应的加权，确定从图13(a)、(b)计算的力矩值。

还有，与上述步骤18一样，对于与频率对应而确定的力矩值，也根据各偏离修正机构(系统)的频率特性进行分配。

图13(c)-(e)表示与图1(c)-(e)和图11(a)-(c)对应的偏离修正机构(系统)。

即，如图13(c)所示，对应于所分配的力矩值，修正左右方向的本体基准角。

还有，如图13(d)所示，对应于所分配的力矩值，在左右方向上移动平衡器。

还有，如图13(e)所示，对应于所分配的力矩值，在左右方向上移动座椅。

还有，也可以如下所示，利用所说明的实际车辆重心的偏离量的计算、以及偏离量的修正控制。

(1)搭乘、下车时的设定

即，可以从重心偏离的履历推定搭乘结束、下车结束。

还有，作为搭乘、下车的支持动作，当检测到开始搭乘、下车后，通过有意识地偏离重心，从而可以防止由于重心的极度偏离引起的跌倒。

(2)信息的输入、存储…利用驾驶屏(操纵装置30等)的直接输入和存储器的利用即，通过从驾驶屏等的输入装置输入有关搭乘的重量体A的人、货物、空载等区别，从而可以把握控制对象的频繁动作、不动作、轻、重、空载等的定性倾向。

还有，通过输入体重和体型，可以作为相对重量、重心偏离量的失效检验的参考值、推定的初始值。

(3)过去的驾驶履历的存储

即，通过存储乘员的参数、运动履历，可以作为失效检验的参考值、推定的初始值。

(4)重心移动运动系统

即，对于乘员自身通过移动重心来进行操纵的系统(利用驾驶员的倾斜矩进行姿态控制和行驶控制的系统)，也可以将在所说明的实施方式计算的实际车辆重心偏离量用作车辆的操作系统输入。

此时，可以将低频成分判断为乘员的输入，将高频成分作为扰动进行抑制控制。这样，可以将乘员的意志(动作)更加正确地反映到驾驶操作中。

此时，将实际重心偏离乘以增益后进行输出(动力助力)，还有，也可以在零点附近设置不灵敏带。

接着，参照图14-图24，详细说明本发明的第2实施方式的车辆、特性量推定装置及搭载物判定装置的合适的实施方式。

在下面的第2实施方式中举例说明的车辆作为对特性量推定装置及搭载物判定装置进行姿态控制的车辆，可以通过实际力学特性量的推定、利用推定的力学特性量来修正控制参数，进行适合搭乘车辆的重量体的状态的姿态控制。

(1)第2实施方式的概要

图14表示第2实施方式的按照实际重量体将控制系统特性量修正为最佳值的控制系统特性量修正处理的概要。

另外，本说明书中，将车辆中的为了保持平衡而倾斜的部分称为“被控制对象”。

还有，“搭乘物”相当于人、货物、动物等，指从车辆外部搭乘的所有物体，具有“重量体”的含义。

将从“被控制对象”中除去“搭乘物”的部分称为“车体”。

在第2实施方式中，如图14(a)、(b)所示，通过测定器的直接测定、和/或根据来自控制结果(履历)的推定，获得包括搭乘在现在车辆的搭乘物的被控制对象整体的实际的力学特性量(检测)。

如图14(c)、(d)所示，作为反应，基于所推定的力学特性量，修正姿态控制系统的控制系统特性量，并将其用于控制。

图14(a)表示利用测定器直接测定搭乘物的力学特性量的方法。

即，在搭乘部(座椅)之下设置体重计(载荷计)，在靠背部设置座高计，测定搭乘物的重量和座高，推定搭乘物的各力学特性量，然后计算被控制对象整体的力学特性量(已知车体特性量)。

图14(b)表示利用例如扰动观测器、从被控制对象的姿态变化或力矩输入的履历推定力学特性量的情况。

即，对于给定的力矩(力矩输入)，当车体(被控制对象)的姿态变化、例如起身的慢/快时，应该搭乘物比想定值重，或者重心位置高/轻或者低。

利用扰动观测器推定这种影响，推定被控制对象整体的力学特性量。

利用上述推定的被控制对象的实际力学特性量，修正实际的姿态控制系统的特性量。

图14(c)表示修正控制参数的情况。

从所推定的力学特性量，修正姿态控制系统的反馈增益等的控制系统特性量。

此时，有计算相对于所推定的力学特性量的最佳控制参数值的方法、和尽量不改变控制系统特性量的修正控制参数值的方法。第2实施方式可以采用二者中的任意一个，也可以二者都用。当二者都用时，例如检测到力学特性量的变化的当初的规定时间内采用特性不变参数计算，而规定时间之后则采用特性最佳化参数计算。

图14(d)利用重物(weight)进行控制系统特性量调整的情况。

通过移动可以沿上下方向移动地配置在车体背面的重物，使控制系统特性量接近基准值。例如，当乘员将货物从脚下拿到座席上时，或者向上举手时，通过降低重物的位置，调整被控制对象的重心位置，同时通过减小转动惯量，使其接近设计值。

(2)第2实施方式的详细情况

图15是第2实施方式的车辆的外观结构图。

如图15所示，车辆具有配置在同轴上的2个驱动轮11a、11b。

两驱动轮11a、11b分别受到驱动马达12的驱动。

在驱动轮11a、11b(下面当指两驱动轮11a和11b时，称为驱动轮11)和驱动马达12的上部，配置有搭乘重量体即货物或乘员等的搭乘部13(座椅)。

搭乘部13由驾驶员乘坐的座面部131、靠背部132、和头枕133构成。

搭乘部13受到固定在收容有驱动马达12的驱动马达筐体121上的支持部件14的支持。

在搭乘部13的左侧配置有操纵装置30。该操纵装置30通过驾驶员的操作，指示车辆的加速、减速、转弯、旋转、停止、制动等。

第2实施方式的操纵装置30固定在座面部131上，但也可以利用通过有线或无线连接的遥控器来构成。还有，也可以设置扶手部，并在其上部配置操作装置30。

还有，在第2实施方式的车辆中配置有操作装置30，但在按照预先确定的行驶数据自动行驶的车辆的情况下，也可以设置行驶数据获取部来取代操作装置30。行驶数据获取部例如可以由从半导体存储器等各种存储媒介读取行驶数据的读取机构组成，或/和由利用无线通信从外部获取形式数据的通信控制机构组成。

另外，在图15中，表示了人搭乘在搭乘部13的情况，但并不局限于人驾驶的车辆，也可以是只是装载货物并从外部的遥控器操作等进行行驶或停止的情况、只是装载货物并根据行驶数据进行行驶或停止的情况、以及没有搭载任何东西的状态下进行行驶或停止的情况。

虽然在第2实施方式中，利用操纵装置30的操作输出的操作信号，进行加减速等的控制，但也可以如专利文献1所示那样，通过改变驾驶员相对于车辆的前倾矩或前后倾斜角，切换到与该倾斜角相对应的车辆的姿态控制和行驶控制。

当进行利用驾驶员的倾斜矩姿态控制和行驶控制时，不进行第2实施方式的姿态控制。

在搭乘部13的下侧(座面部131里侧)配置有图中未表示的后述的载荷计51。

还有，在搭乘部的背面(靠背部里侧，或内部)，配置有重物(weight)134。该重物134通过后述的重物驱动促动器62可以沿上下方向移动。

在搭乘部13与驱动轮11之间配置有控制单元16。

第2实施方式的控制单元16安装在搭乘部13的座面部131的下表面，但也可以安装在支持部件14上。

图16表示控制单元16的结构。

具有进行车辆行驶、姿态控制、以及第2实施方式的控制系统特性量修正控制等的各种控制的控制ECU(电子控制装置)20，在该控制ECU20上电连接有操纵装置30、行驶和姿态控制用传感器40、力学特性量推定用传感器50、促动器60、以及电池等其他装置。

电池向驱动马达12和平衡器驱动促动器62、控制ECU20等供给电力。

控制ECU20由具有存储行驶控制程序、姿态控制程序、控制系统特性量修正处理程序等各种程序和数据的ROM、用作工作区域的RAM、外部存储装置、接口部等的计算机系统构成。

控制ECU20具有进行行驶和姿态控制的车体基本控制系统21、和力学特性量推定控制系统22。

力学特性量推定控制系统22作为推定机构，从力学特性量推定用传感器50的测定值推定姿态控制系统的被控制对象的实际力学特性量，同时利用扰动观测器23从控制结果(履历)推定被控制对象的实际力学特性量。

还有，力学特性量推定控制系统22为了基于所推定的力学特性量对姿态控制系统的控制系统特性量进行修正，向车体基本控制系统21供给控制参数修正值，向重物驱动促动起62供给表示重物134(图14)的移动量的指令值。

行驶和姿态控制用传感器40具有检测车辆速度(车轮旋转角)的行驶速度计(车轮旋转计)41、和检测车体倾斜角(倾斜角速度)的车体倾斜角计(角速度计)42。

行驶和姿态控制用传感器40的检测值供给到车体基本控制系统21、力学特性量推定控制系统22。

力学特性量推定用传感器50具有载荷计51(或载荷分布计)和座高计(或形状测定器)52。

图17表示载荷计51和座高计52的配置。

如图17(b)所示，载荷计51配置在搭乘部13的下侧，具体来说，配置在座面部131的下表面部。搭乘物的质量被测定后，供给到力学特性量推定控制系统22。载荷计51配置在搭乘部13的下侧，除了测定配置在搭乘部的搭乘物外，还可以测定挂在靠背部132或头枕部133上的货物的载荷、以及配置在其它场所的所有的搭乘物的载荷。

另外，由于车体的重量(以下称为车体重量)和其重心位置(以下称为车体重心位置)均为固定，在设计时预先确定，所以不是载荷计51的测定对象。

作为第2实施方式的载荷计51，利用一个1成分载荷计测定直立低速行驶时的乘员质量，但也可以利用使用了姿态控制的本体倾斜角度传感器和并进加速度传感器、或3成分载荷计。

这样，也可以测定倾斜时、加速时的载荷。

还有，也可以配置多个载荷计，通过测定载荷分布，推定搭乘者的大小。

如图17(a)、(b)所示，在靠背部132上设置有用于测定搭乘者座高(高度)的座高计52。

座高计52在z轴方向(高度方向)配置多个固定型光传感器，离散测定乘员的座高，将测定值供给到力学特性量推定控制系统22(图16)。

另外，座高计52也可以让移动型(扫描型)光传感器在z轴方向扫描，这样可以进行高精度的测定。

还有，也可以通过在平面上分布固定型光传感，或使扫描型光传感器在平面上扫描，特定搭乘者的大小、体型，区别搭乘物(人、货物等)。

图18表示配置在靠背部132的重物134的说明图。

如图18(a)所示，重物134配置在靠背部132上，可以沿上下方向移动。利用滚珠丝杠、或利用直线马达在轨道上的移动，以及其它各种方法，实现上下方向的移动。

通过使该重物134上下移动，改变车体的重心位置、转动惯量，作为车体变形机构的发挥功能。

另外，如图18(b)所示，也可以通过改变搭乘部13(被控制对象)的高度，来改变车体的重心位置、转动惯量。

还有，也可以利用改变车体重量分布的重量分布变更机构，改变车体的重心位置和转动惯量。

在图16中，促动器60具有根据车体基本控制系统21供给的指令值对驱动轮11进行驱动的轮胎旋转促动器61、根据力学特性量推定控制系统22供给的指令值上下移动重物134的重物驱动促动器62。

下面说明如上结构的作为1个实施方式的车辆中的控制系统特性量修正处理。

图19是表示控制系统特性量修正处理内容的流程图。

在该控制系统特性量修正处理中，推定被控制对象(车体+搭乘物)的实际的力学特性量(推定机构：步骤11-步骤17)，接着，基于所求得的力学特性量，修正姿态控制系统的控制系统特性量(控制系统特性量修正机构：步骤18-步骤23)。

下面，说明各步骤的内容。

采用载荷计51和座高计52的测定值，通过步骤11-步骤13，推定实际的力学特性量。还有，利用扰动观测器23，通过步骤14-步骤16，推定实际的力学特性量。

另外，在实际力学特性量的推定时，并行进行两个处理。

首先，在力学特性量推定用传感器50中，利用设置在搭乘部13的载荷计51和座高计52，测定搭乘物的重量和高度，并供给到力学特性量推定控制系统22(步骤11)。

然后，在力学特性量推定控制系统22，从所取得的测定数据中，如下所述，推定被控制对象的质量(m₁)、一次矩(m₁l₁)、转动惯量(I₁+m₁l₁ ²)(步骤12)。

即，力学特性量推定控制系统22从测定得到的质量m_H和座高ζ_H的值，根据例如下面的阈值，判别搭乘物。

(a)m_H<0.2kg且ζ_H<0.01m时，将搭乘物判别为“空载”。

(b)m_H>8kg且ζ_H>0.3m且m_H/ζ_H>30kg/m时，将搭乘物判别为“人”。

(c)其它情况(除上述(a)、(b)外)，将搭乘物判别为“货物”。

在上述判别条件中，人的判别条件(b)中，体重小于8kg是假定小孩乘车的情况。还有，通过单位座高的重量(m_H/ζ_H)加入到人的判别条件，能够更正确地进行人的判别。此时，由于在搭乘小且重的货物(如铁块)时不会判别为人，因此可以在判别条件(“与”条件)中加入作为上限的m_H/ζ_H<p(例如，80kg/m)。

另外，各判别条件和判别值为一个例子，可以根据假定的使用条件，进行适当的变更。

下面，力学特性量推定控制系统22根据所判别的搭乘物的种类，推定搭乘物的重心高度(座面部131起的高度)h_H、转动惯量(重心周围)I_H。这样，通过判别搭乘物，利用与其种类相应的公式进行评价，可以更正确地推定力学特性量。

(a)搭乘物为“空载”时，

h_H＝0

I_H＝0

(b)搭乘物为“人”时，

h_H＝(ζ_H/ζ_H，0)h_H，0

I_H＝(m_H/m_H，0)(ζ_H/ζ_H，0)²I_H，0

这里，ζ_H，0、h_H，0、I_H，0为人体的座高、重心高度、转动惯量(重心周围)的标准值，在第2实施方式中，作为标准值，采用的是ζ_H，0＝0.902m、h_H，0＝0.264m、I_H，0＝5.19kgm²。

(c)搭乘物为“货物”时，

h_H＝((1—γ)/2)ζ_H

I_H＝((1—3γ²)/12)m_Hζ_H ²

这里，γ为表示重心的下方向的偏离的偏心度。

在第2实施方式中，作为偏心度，例如采用γ＝0.4。但也可以根据假定的使用条件，进行适当的变更。

接着，力学特性量推定控制系统22根据所测定的搭乘物的质量m_H、所推定搭乘物的重心高度h_H、转动惯量(重心周围)I_H，来计算被控制对象的实际力学特性量的质量(m₁)、一次矩(m₁l₁)、以及转动惯量(I₁+m₁l₁ ²)(步骤13)。

即，力学特性量推定控制系统22当搭乘物与车体的质量、自驱动轮11的轴至重心的高度、以及转动惯量分别用(m_H、l_H、I_H)、(m_c、l_c、I_c)表示时，被控制对象的质量m₁、自驱动轴11的轴至重心的高度l₁、转动惯量I₁可以利用下面公式(a)-(c)来求得。

(a)m₁＝m_H+m_c

(b)l₁＝(m_Hl_H+m_cl_c)/m₁

(c)I₁＝I_H+m_H(l_H—l₁)²+I_c+m_c(l_c—l₁)²

另外，搭乘物的质量m_H为步骤11的测定值，转动惯量I_H为在步骤12计算出的转动惯量I_H。

还有，令自驱动轮11的轴至座面部131的座面的高度为h₀，在步骤12计算的重心高度h_H中，利用1_H＝h₀+h_H，求出至重心的高度1_H。

另一方面，力学特性量推定控制系统22利用扰动观测器23从车体运动、姿态控制结果(时间履历)推定扰动(实际力学特性量)(步骤14-16)。

力学特性量推定控制系统22获取姿态控制的输入u(→)(图14的相对轮胎旋转促动器61的力矩指令值)、和输出y(→)(图14的行驶和姿态控制用传感器40的检测值(速度、车体倾斜角))(步骤14)。

然后，力学特性量推定控制系统22中，将与根据基于假定的搭乘者的设计上的力学特性量的行为不同的行为认定为是基于与假定不同的搭乘物正在搭载的扰动，利用所取得的输入u、输出y、扰动观测器23，推定扰动(步骤15)。

接着，力学特性量推定控制系统22从得到的数据确定被控制对象的质量、一次矩、以及转动惯量(步骤16)。

下面，说明利用扰动观测器23、推定实际力学特性量的处理。

图20是推定力学特性量的流程的概要说明图。

首先，利用扰动观测器计算d(→∧)(步骤31)，确定由利用车辆控制用传感器(行驶和姿态控制用传感器40)检测(或基于检测值的计算)的轮胎旋转角加速度θ_w(··)、本体倾斜角加速度θ₁(··)、本体倾斜角θ₁构成的车辆状态量ξ(→)(步骤32)。

另外，本说明书中，为了表示方便，采用了与图中不同的表记。例如，象d(→∧)、θ(··)那样，在文字后的括号内的记号中，「→」表示为矢量(行列式)，「∧」表示为推定值。还有，「·」和「··」表示对括号前的文字进行1次微分和2次微分。

接着，力学特性量推定控制系统22从扰动推定值d(→∧)和车辆状态量ξ(→)，利用最小二乘法推定变动量行列式Λ(步骤33)，从变动量行列式Λ推定本体(被控制对象)的各力学特性量变动(步骤34)。

下面，详细说明力学特性量的变动量推定。

图21是概念性表示利用扰动观测器23进行扰动推定的说明图。

在图21中，控制器相当于车体基本控制系统21，控制对象实物相当于轮胎旋转促动器61(输入)和车辆整体(被控制对象)。

扰动观测器23由控制对象模型和推定器构成。

控制对象模型为使用基于搭乘者的假定值的设计上的力学特性量的姿态控制系统的理论模型。

来自控制器的输入u(→)被输入到控制对象实物与控制对象模型二者。

于是，从控制对象模型输出作为理论值的输出y(→)。

与此对应，从控制对象实物(被控制对象)输出作为相对于扰动d(→)发生作用的状态的输出y(→)(倾斜角θ等的实测值)。

从该理论值即y(→∧)与实测值即输出y(→)二者的差，利用下面公式17计算利用推定器发生作用的扰动的推定值d(→∧)。

在该推定器的推定(公式17)中，将与设计值不同的体重、体型的搭乘者等的搭乘产生的影响作为扰动的原因进行推定。即，将变动量＝与力学特性量的额定值(假定值)之间的差异的影响视为扰动，利用扰动观测器23进行推定。

在该推定中，在第2实施方式中，利用最小维观测器，缩短计算时间。但在坚固性优先性时，也可以利用同一维观测器。

推定速度由扰动观测器23的反馈增益L确定。这里，由于如果推定速度太快，则会变得不稳定，因此在推定时需要一定的时间。

[公式17]

$\stackrel{\widehat{\&RightArrow;}}{d}=\stackrel{\&RightArrow;}{z}+L\stackrel{\&RightArrow;}{y}$

$\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{z}=-L\{D\stackrel{\&RightArrow;}{z}+(A+\mathrm{DL})\stackrel{\&RightArrow;}{y}+B\stackrel{\&RightArrow;}{u}\}$

接着，说明计算扰动推定值d(→∧)的上述公式17的推导。

在第2实施方式中，利用图8表示车辆姿态控制系统的力学模型。

图8的平衡器为用于进行车辆姿态控制的重量体，举例表示在与车轴和车辆中心轴垂直的方向上移动的情况。还有，在上下方向上移动的重物134包含在本体中。

该图8中的各记号如第1实施方式中的说明所示。

利用公式18的线性2次微分方程，表示图8的力学模型。

公式18中的各值如公式19所示。

还有，公式19中的I_Wa、I_12，a如下所示。

I_Wa＝I_W+(m₁+m₂+m_W)R_W ²

I_12，a＝(I₁+m₁l₁ ²)+(I₂+m₂l₂ ²)

[公式18]

$M_s{\stackrel{\stackrel{..}{\&RightArrow;}}{x}}_s+C_s{\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}}_s+K_s{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_s=P_u\stackrel{\&RightArrow;}{u}+P_d\stackrel{\&RightArrow;}{d}$

[公式19]

${\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_S=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&theta;}}_W\\ {\mathrm{\&theta;}}_1\\ {\mathrm{\&lambda;}}_2\end{array}\right]$ $\stackrel{\&RightArrow;}{u}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&tau;}}_W\\ S_B\end{array}\right]$

$M_s=\left[\begin{array}{ccc}{I}_{W,a}& (m_1{l}_1+m_2{l}_2)R_W& m_2{R}_W\\ (m_1{l}_1+m_2{l}_2)R_W& I_{12,a}& m_2{l}_2\\ m_2{R}_W& m_2{l}_2& m_2\end{array}\right]$

$C_S=\left[\begin{array}{ccc}{D}_W& 0& 0\\ 0& D_1& 0\\ 0& 0& D_2\end{array}\right]$ $K_S=\left[\begin{array}{ccc}0& 0& 0\\ 0& -(m_1{l}_1+m_2{l}_2)g& -m_2\\ 0& -m_{2}g& 0\end{array}\right]$

$P_u=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ -1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$

然后，搭乘者的参数变动引起的扰动d(→∧)可用下面的公式20表示，其中车辆状态量为ξ(→)，变动量行列式为Λ，扰动进入路径为P_d。

在公式20的车辆状态量ξ(→)中，如上所述，θ₁、θ₁(··)、θ_W(··)如上述。分别为本体(车体)倾斜角，本体倾斜角加速度、轮胎旋转角速度。

另外，由于扰动进入路径P_d的第3行要素为P_d31＝0、P_d32＝0，因此本体的参数变动不会直接影响平衡器的运动特性。

[公式20]

$\stackrel{\&RightArrow;}{d}=-\mathrm{\&Lambda;}\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}$

$\mathrm{\&Lambda;}=\left[\begin{array}{ccc}{R_W}^2\mathrm{\&Delta;}{m}_1& R_W\mathrm{\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)& 0\\ R_W\mathrm{\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)& \mathrm{\&Delta;}(I_1+m_1{l_1}^2)& -\mathrm{g\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)\end{array}\right]$

$\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{..}{\mathrm{\&theta;}}}_W\\ {\stackrel{..}{\mathrm{\&theta;}}}_1\\ {\mathrm{\&theta;}}_1\end{array}\right]$ $P_d=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\\ 0& 0\end{array}\right]$

另外，为了便于扰动观测器23的处理，将公式18变为一般的状态方程式的公式21。

公式21中的各值如公式22所示，I为单位行列式。

[公式21]

$\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}=A\stackrel{\&RightArrow;}{x}+B\stackrel{\&RightArrow;}{u}+D\stackrel{\&RightArrow;}{d}$    $\stackrel{\&RightArrow;}{y}=C\stackrel{\&RightArrow;}{x}$

[公式22]

$\stackrel{\&RightArrow;}{x}=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_S\\ {\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}}_S\end{array}\right]$ $A=\left[\begin{array}{cc}0& I\\ -{M_S}^{-1}{K}_S& -{M_S}^{-1}{C}_S\end{array}\right]$

$B=\left[\begin{array}{c}0\\ {M_S}^{-1}{P}_u\end{array}\right]$   C＝I $D=\left[\begin{array}{c}0\\ {M_S}^{-1}{P}_d\end{array}\right]$

扰动观测器23获得姿态控制的输入u(对于图14的轮胎旋转促动器61的指令值)、和输出y(同一行驶和姿态控制用传感器40的检测值(速度、车体倾斜角))。

然后，扰动观测器23通过利用推定器(图21)求解上述公式17，计算扰动的推定值d(→∧)(步骤32)。

另外，在扰动观测器中利用最小维观测器，但也可以利用同一维的观测器。

这里，公式17所示的模型中，对于扰动的推定值d(→∧)，由于假定d(→∧·)＝0(扰动的变动速度慢于推定速度)，因此高频成分的可靠性低。

因此，第2实施方式中，如后所述，对于高频成分，不使用扰动观测器23，而使用从测定器(力学特性量推定用传感器50)的测定值计算出(步骤11-步骤13)的值，因此能够确保高频成分的可靠性。

另一方面，扰动观测器23从行驶和姿态控制用传感器40获取车辆状态量ξ(→)(步骤32)。

然后，扰动观测器23从车辆状态量ξ(→)和扰动推定值d(→∧)的时间履历，利用最小二乘法推定变动量行列式Λ(步骤33)。

即，相对于N个的离散时间数据列ξ^(k)(→)、d^(k)(→∧)，从下面公式23中，推定公式24所表示的变动量行列式Λ(与公式20中的公式相同)。

另外，使得参照时间T_ref＝NΔt(Δt为离散时间的时间间隔)长于观测器的推定时间。

另外，在公式23中，无视ξ(→)的相关性，即，通过使张量积ξ^(k)(→)的非对角成分为0，可以简化计算。

[公式23]

${\mathrm{\&Lambda;}}^T=-{\left\{\underset{K=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}}^{\left(k\right)}{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}}^{\left(k\right)}\right)\right\}}^{-1}\left\{\underset{K=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}}^{\left(k\right)}{\stackrel{\widehat{\&RightArrow;}}{d}}^{\left(k\right)}\right)\right\}$

[公式24]

$\mathrm{\&Lambda;}=\left[\begin{array}{ccc}{R_W}^2\mathrm{\&Delta;}{m}_1& R_W\mathrm{\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)& 0\\ R_W\mathrm{\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)& \mathrm{\&Delta;}(I_1+m_1{l_1}^2)& -\mathrm{g\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\&Lambda;}}_{11}& {\mathrm{\&Lambda;}}_{12}& {\mathrm{\&Lambda;}}_{13}\\ {\mathrm{\&Lambda;}}_{21}& {\mathrm{\&Lambda;}}_{22}& {\mathrm{\&Lambda;}}_{23}\end{array}\right]$

接着，扰动观测器23从所推定的变动量行列式中的各成分的值中，推定公式25所示的作为本体(被控制对象)的3个参数变动量的质量Δm₁、一次矩Δ(m₁l₁)、转动惯量Δ(I₁+m₁l₁ ²)(步骤34)。

[公式25]

Δm₁＝(1/R_W ²)Λ₁₁

Δ(m₁l₁)＝—(1/g)Λ₂₃＝(1/R_W)Λ₁₂＝(1/R_W)Λ₂₁

Δ(I₁+m₁l₁ ²)＝Λ₂₂

如公式25所示，一次矩Δ(m₁l₁)可以从变动量行列式的3个要素Λ₂₃、Λ₁₂、Λ₂₁中的任一个推定(计算)出来。

然后，各要素Λ₂₃与状态量的θ₁对应，Λ₁₂与状态量的θ₁(··)对应，Λ₂₁与状态量的θ_w(··)对应。

因此，在第2实施方式中，对于一次矩的变动量Δ(m₁l₁)，从3个状态量θ₁、θ₁(··)、θ_w(··)中，通过使用与参照时间内变动幅度最大的状态量对应的公式，可以计算出高精度的值。

通过上述处理，从力学特性量推定用传感器50的测定值推定力学特性量，还有，从扰动观测器23推定力学特性量，因此力学特性量推定控制系统22对2个数据进行比较，确定力学特性量即被控制对象的质量、一次矩(重心高度)、和转动惯量(图19，步骤17)。

另外，在下面的说明中，Pk表示从力学特性量推定用传感器50的测定值推定的力学特性量，还有，Pg表示利用扰动观测器23推定的力学特性量。

在第2实施方式中，利用2个方法推定力学特性量Pk、Pg，通过如下面(1)-(4)所述使用这二者，可以实现更高精度的力学特性量变动的推定。

图22是表示力学特性量Pk、Pg的使用区别的一例的说明图。

(1)根据可靠性的使用区别

由于对于各力学特性量的3个要素，评价的可靠性高的系统也不同，因而如图22(a)所示，根据可靠性来赋予加权。

测定器的质量(m₁)的可靠性高，扰动观测器的一次矩(m₁l₁)的可靠性高。

如图22(a)所示，按照如下比例对力学特性量Pk、Pg进行加权后使用。另外，二者的比例只是一个例子，也可以采用其它值。

对于质量，使用90％Pk，10％Pg。

对于一次矩，使用30％Pk，70％Pg。

对于转动惯量，使用50％Pk，50％Pg。

(2)根据频率成分的使用区别

对于利用测定值计算出(步骤11-13)的力学特性值Pk、和利用扰动观测器23推定出(步骤14-16)的力学特性值Pg，存在能够评价的上限的频率f1、f2。

即，力学特性值Pk存在称为固有频率或响应性能的作为硬件上限f1。

另一方面，利用扰动观测器23推定的力学特性值Pg存在与由推定速度(极点)确定的稳定性(坚固性)对应的上限f2。

此时，在第2实施方式中，对于两力学特性量Pk、Pg的频率成分，基于上限f1、f2，如图22(b)所示确定基于各频率成分的加权。

(a)对于扰动观测器23的力学特性值Pg，随着其大于上限f2，减小加权。

(b)对于基于测定值的力学特性值Pk，随着其大于上限f1，减小加权。

(c)对于扰动观测器23的可靠性高的范围(低于上限f2的频率范围)，增大扰动观测器23的力学特性值Pg的加权，逐渐减小测定值的力学特性值Pk的加权。

(d)对于只使用测定值的力学特性值Pk的f1以上的频率，赋予小于1的加权，对于小于f1的频率，使两加权合计为1。

(3)根据行驶状态的使用区别

扰动观测器在加速度变化、姿态变化很大、没有足够的观测时间时，不能够进行高精度的推定。

此时，在开始控制时(从开始控制至规定时间T之间)、或稳定行驶时(加速度的变化率和姿态角的变化率小于α1％时)，使用100％的测定值的力学特性值Pk，并将其值作为扰动观测器的初始值。

在其它情况下，采用上述(1)或(2)。

(4)作为失效保险的并用

在第2实施方式中，对于两力学特性量Pk、Pg，将一方的值作为另一方的值的失效判定指标。

即，对于各频率成分，评价二者的值的差，当差大时，进行详细检讨，将错误的可能性高的一方视作失效。

当一方被判定为失效时，另一方的特性量的加权为1。

另外，关于作为该失效判定指标的Pk、Pg的使用情况，上述(1)-(3)经常独立得到使用和判断。

如上所述，当确定了各频率成分采用的力学特性量变动(定义为Pf)后(步骤17)，力学特性量推定控制系统22将应该对应的力学特性量变动Pf适当分配给各对应机构(系统)(步骤18)。

这里，各对应机构(系统)为在图14(c)、(d)概要说明了的控制参数自身的修正(以下称为参数变更系统)、和利用重物的控制系统特性量调整(以下称为重物调整机构)的各机构。

采用下面之一的方法，向参数变更系统和重物调整机构分配所应该对应的力学特性量变动Pf。

(1)根据频率成分的使用区别

即，在参数变更系统中，由于控制参数的再计算需要时间，因此在较高频率区域，采用重物调整机构。

在参数变更系统中，由于计算时间和稳定性(坚固性)，所以存在上限频率f4，在重物调整机构中，由于硬件限制，所以存在上限频率f3，同时，为了避免与姿态控制系统的合成，需要回避姿态控制系统的基本频带。

此时，如图23所示，通过将在步骤17确定的力学特性量变动Pf根据频率成分进行加权，来分配到参数变更系统和重物调整机构。

另外，第2实施方式的系统由于以力学特性量的准恒定变动(比姿态控制系统的特性速度慢的变动，例如，数秒单位的动作)为对象，如图23所示，去除了高频成分，无视较快的动作。

(2)对于能力限度的代用

另一方面，在重物调整机构中，存在不能调整(增减)质量的定性限度、和重物质量的可动冲程为有限的定量限度。

此时，对于超过重物调整机构的限度部分，利用参数变更系统进行对应、修正。

(3)作为失效保险的代用

例如，在参数变更系统中，有可能出现控制参数再计算的破绽，例如，利用循环计算法求解隐性方程式时，解有可能出现发散。

还有，还有可能出现重物调整机构的硬件故障。

此时，在第2实施方式中，当一方出现故障，则将另一方作为补充进行使用。

确定了分配的力学特性量变动Pf后，力学特性量推定控制系统22利用参数变更系统和重物调整机构，对姿态控制系统的控制系统特性量进行修正(步骤19-20、步骤21-23)。

图24是概念性表示利用参数变更系统修正控制参数的说明图。

如该图24所示，修正适合力学特性量变动Pf的分配(质量、一次矩、转动惯量)的条件的控制参数。

该控制对象模型可用公式26表示，为了处理方便，将其表示为公式27的系统状态方程式的形式。

公式26中，对于x_S(→)、u(→)、M_S、C_S、K_S，与上述公式19相同。

另外，公式26中，与推定扰动的扰动观测器的模型(公式18)不同，不存在P_dd(→)的项，还有，公式27中，也与系统状态方程式(公式21)不同，不存在Dd(→)的项。

[公式26]

$M_s{\stackrel{\stackrel{..}{\&RightArrow;}}{x}}_s+C_s{\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}}_s+K_s{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_s=P_u\stackrel{\&RightArrow;}{u}$

[公式27]

$\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}=A\stackrel{\&RightArrow;}{x}+B\stackrel{\&RightArrow;}{u}$    $\stackrel{\&RightArrow;}{y}=\stackrel{\&RightArrow;}{x}$

$A=\left[\begin{array}{cc}0& I\\ -{M_S}^{-1}{K}_S& -{M_S}^{-1}{C}_S\end{array}\right]$    $B=\left[\begin{array}{c}0\\ {M_S}^{-1}{P}_u\end{array}\right]$

力学特性量推定控制系统22根据上述公式26或公式27，针对所分配的力学特性量变动Pf，重新计算最佳的控制参数(反馈增益G)(步骤19)，将获得的控制参数导入控制系统(步骤20)。

这里，作为针对所分配的力学特性量变动Pf的控制参数的计算方法，有特性最佳化参数计算、和特性不变参数计算2种。

在特性最佳化参数计算中，通过使用例如最佳调节器等，从最初开始重新计算反馈增益G，获得最适合条件(所分配的力学参数量Pf)的增益G。

另一方面，在特性不变参数计算中，计算尽量不对设计时的控制系统的进行改变的增益G。

在特性最佳化参数计算中，可以获得最适合条件的增益，但存在需要花费计算时间的缺点。

与此对应，在特性不变参数计算中，虽然不是最佳值，但优点在于某种程度上能够在妥当的短时间内计算出，而且可以充分利用控制系设计时的详细调整。

在第2实施方式中，按照如下所述，区别使用2个控制参数计算方法(设定系统)。

即，最初利用特性不变参数计算进行暂时设定，当利用特性最佳化参数计算来计算出最佳值后，最终变更为最佳值的控制参数。

另外，由于通过急剧变更增益，防止姿态控制出现不稳定，因此通过对各参数进行线形迁移，从而能够平滑地变更增益。

这里，说明控制参数设定时的特性不变参数计算。

在利用状态反馈的姿态控制系统中，利用公式28表示修正控制参数前的模型(额定模型)，利用公式29表示该特性方程式。

[公式28]

$\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}=A\stackrel{\&RightArrow;}{x}+B\stackrel{\&RightArrow;}{u}$   $\stackrel{\&RightArrow;}{u}=-G(\stackrel{\&RightArrow;}{x}-{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}^{*})$

$\stackrel{\&RightArrow;}{x}=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_S\\ {\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}}_S\end{array}\right]$   $A=\left[\begin{array}{cc}0& I\\ -{M_S}^{-1}{K}_S& -{M_S}^{-1}{C}_S\end{array}\right]$

$B=\left[\begin{array}{c}0\\ {M_S}^{-1}{P}_u\end{array}\right]$   G＝[G_K   G_C]

[公式29]

det(SI—A+BG)＝0

然后，对于修正前的额定模型，考虑到公式190所表示的实际控制对象的力学特性时，利用公式191表示该推定模型。然后，此时的特性方程式通过公式192表示。

另外，对于公式190的控制对象特性，如上述公式19所示，M_S、K_S中包含有所分配的力学特性量变动(质量、一次矩、转动惯量)。

[公式30]

${\tilde{M}}_S=M_S+\mathrm{\&Delta;}{M}_S,$    ${\tilde{K}}_S=K_S+\mathrm{\&Delta;}{K}_S$

[公式31]

$\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}=\tilde{A}\stackrel{\&RightArrow;}{x}+\tilde{B}\stackrel{\&RightArrow;}{u}$

$\stackrel{\&RightArrow;}{u}=-\tilde{G}(\stackrel{\&RightArrow;}{x}-{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}^{*})$

$\stackrel{\&RightArrow;}{x}=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_s\\ {\stackrel{\stackrel{.}{\&RightArrow;}}{x}}_s\end{array}\right]$

$\tilde{A}=\left[\begin{array}{cc}0& I\\ -{\tilde{M}}_s^{-1}{\tilde{K}}_s^{-1}& -{\tilde{M}}_s^{-1}{C}_s\end{array}\right]$

$B=\left[\begin{array}{c}0\\ {\tilde{M}}_s^{-1}{P}_u\end{array}\right]$

[公式32]

$\det (\mathrm{sI}-\tilde{A}+\tilde{B}\tilde{G})=0$

力学特性量推定控制系统22中，在尽量不改变闭环系统的极点配置(反馈控制系的基本特性)的前提下，修正反馈增益G。

然后，在控制参数(增益)的变更前后，利用公式193表示闭环系统的特性方程式(公式29与公式192)成为相同的条件。

[公式33]

P_uΔG_K＝ΔM_SM_S ^-1(P_uG_K—K_S)+ΔK_S

P_uΔG_C＝ΔM_SM_S ^-1(P_uG_C—C_S)

力学特性量推定控制系统22从公式193的2个公式中，求出增益修正量ΔG_K、ΔG_C。

这里，若行列式P_u为正则，则能够进行正确的计算，可以在完全不改变极点配置的情况下变更增益。另一方面，如果行列式P_u不是正则，由于没有完全满足上述公式的增益，因此利用最小二乘法等，近似求出增益。

一般来说，由于独轮车、二轮车的姿态控制中，P_u不是正则，在第2实施方式的力学特性量推定控制系统22中，近似求取增益修正量(ΔG_K，ΔG_C)。

另外，利用所计算的修正量(ΔG_K，ΔG_C)，对反馈增益G修正后，需要确认计算其闭环系统的稳定性，当不稳定时，则不进行修正，维持修正前的值，继续进行姿态控制。

接着，说明利用重物调整机构，对姿态控制系统的控制系统特性量的修正。

力学特性量推定控制系统22计算重物134(参照图18)的配置，以使基于所分配的力学特性量的值与额定值(控制假定值)的差异最小(步骤21)，将计算的位置设定为重物的目标位置(步骤22)。

然后，力学特性量推定控制系统22输出指令，驱动重物驱动促动器62，将重物移动到目标位置。这样通过重物驱动促动器62，将安装在车体上的重物134移动到目标位置，使力学特性量的值接近额定值(步骤23)。

具体来说，实际力学特性量的针对额定值(控制假定值)的偏离通过一次矩Δ(m₁l₁)、惯性(2次)矩Δ(I₁+m₁l₁ ²)(车轴基准)来表示时，由于与该偏离相抵销，按照下面公式194，使重物m_b ^(k)沿上下方向移动距离Δh_b ^(k)。

这里，公式194为假定分别独立地可以上下移动地配置的N个重物的情况时的公式，(k)为N个中的第k个重物，1_b ^(k)为自车轴至重物基准位置的距离。

[公式34]

$\underset{K=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({m_b}^{\left(k\right)}\mathrm{\&Delta;}{h_b}^{\left(k\right)}\right)=-\mathrm{\&Delta;}\left(m_1{l}_1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(a\right)$

$\underset{K=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({m_b}^{\left(k\right)}\mathrm{\&Delta;}{h_b}^{\left(k\right)}(2{l_b}^{\left(k\right)}+\mathrm{\&Delta;}{h_b}^{\left(k\right)})\right)=-\mathrm{\&Delta;}(I_1+m_1{l_1}^2)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(b\right)$

对各重物进行由上述公式194确定的、朝着目标位置的伺服控制(其中，动作速度小于已有的姿态控制系统统的特性速度)。

此时，如果2个重物134，则能够使两个参数(一次矩和转动惯量)相适合。

还有，通过进一步增加重物134，可以降低重物的移动距离和消费的能源。

例如，当重物134为1个时，利用公式194(a)或(b)，调整一次矩或转动惯量的一方。此时，直接调整虽然只有一方，但一般来说，通过调整一次矩或转动惯量的一方，另一方也会随之向良好方向变化。

还有，当重物134为2个时，利用公式194(a)或(b)，调整一次矩和转动惯量二者。

再者，当重物134为3个时，除了调整两参数之外，可以进行重物134的移动距离最小控制和消费能源最小控制。

另外，如图18(b)所示，除了重物134的移动之外，或者取代重物134，可以通过改变座椅的高度来进行控制。

在所说明的第2实施方式中，举例说明的1轴的二轮车的前后方向的姿态控制。但在本发明中，即使对于独轮车、二轮车的左右的姿态控制，也可以采用第2实施方式的力学特性量推定和控制系统特性量修正的方法。

Claims (29)

1.一种车辆，具有1个配置有驱动轮的车轴，进行车体的姿态控制，具备：

偏离量计算机构，计算实际的车辆重心即实际车辆重心偏离连结设计上的设计车辆重心和上述车轴的基准轴的偏离量的相对应物理量；和

重心位置控制机构，基于上述计算出的物理量，使上述实际车辆重心的位置移动到上述基准轴上。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

具有：搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部；和

配置在上述搭乘部的载荷传感器，

上述偏离量计算机构从上述载荷传感器的检测值中计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

上述偏离量计算机构利用扰动观测器计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆，其特征在于：

上述重心位置控制机构通过根据上述计算出的物理量，对车体的倾斜角进行控制，使实际车辆重心移动到上述基准轴上。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆，其特征在于：

具备能够相对车体进行移动的平衡器，

上述重心位置控制机构通过根据上述计算的物理量，使上述平衡器移动，使实际车辆重心移动到上述基准轴上。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆，其特征在于：

上述车体具有本体、和配置为能够相对于该本体移动且能搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部，

上述重心位置控制机构通过根据上述计算出的物理量，移动上述搭乘部，使实际车辆重心移动到上述基准轴上。

7.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

具有：搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部；

配置在上述搭乘部的载荷传感器；

第1力矩计算机构，从上述载荷传感器的检测值中计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值；和

第2力矩计算机构，利用扰动观测器计算作为与实际车辆重心的偏离量相对应的物理量的力矩值，

上述偏离量计算机构基于上述计算出的第1和第2力矩值，计算与实际车辆重心偏离上述基准轴的偏离量相对应的物理量。

8.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

上述偏离量计算机构基于上述计算出的第1和第2力矩值的频率成分，计算与实际车辆重心偏离上述基准轴的偏离量相对应的物理量。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆，其特征在于：

上述重心位置控制机构具有：

第1移动机构，通过根据物理量对车体的倾斜角进行控制，使实际车辆重心移动到上述基准轴上；

第2移动机构，通过根据物理量移动配置为能够相对车体进行移动地的平衡器，使实际车辆重心移动到上述基准轴上；

第3移动机构，通过根据物理量相对车体本体移动搭乘部，使实际车辆重心移动到上述基准轴上；和

物理量分配机构，将由上述偏离量计算机构所计算出的物理量分配给上述第1、第2和第3移动机构。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于：

上述物理量分配机构基于由上述偏离量计算机构计算出的物理量的频率成分进行分配。

11.一种车辆，进行车体的姿态控制，

具备：推定机构，推定上述车体的姿态控制系统的被控制对象的实际的力学特性量；和

控制系统特性量修正机构，基于上述推定的实际的力学特性量，修正上述姿态控制系统的控制系统特性量。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于：

上述推定机构推定搭乘在搭乘部的货物和乘员等的重量体的质量、上述重量体的重心高度、以及上述重量体的转动惯量，作为力学特性量。

13.根据权利要求11或12所述的车辆，其特征在于：

具有：搭乘货物和乘员等重量体的搭乘部；

配置在上述搭乘部的载荷传感器；和

测定上述重量体的高度的高度传感器，

上述推定机构从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值，推定力学特性量。

14.根据权利要求11或12所述的车辆，其特征在于：

上述推定机构使用扰动观测器推定力学特性量。

15.根据权利要求11或12所述的车辆，其特征在于：

具有：搭乘货物和乘员等重量体的搭乘部；

配置在上述搭乘部的载荷传感器；

测定上述重量体的高度的高度传感器；

从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值推定力学特性量的直接推定机构；和

利用扰动观测器推定力学特性量的间接推定机构，

上述推定机构基于利用上述直接推定机构和间接推定机构的推定值，推定力学特性量。

16.根据权利要求15所述的车辆，其特征在于：

上述推定机构基于利用上述直接推定机构和间接推定机构的推定值的频率成分，推定力学特性量。

17.根据权利要求11-16中任一项所述的车辆，其特征在于：

上述控制系统特性量修正机构通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的姿态控制系统的控制参数，来修正上述控制系统特性量。

18.根据权利要求11-16中任一项所述的车辆，其特征在于：

上述控制系统特性量修正机构具有车体变形机构，通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的形状，来修正上述控制系统特性量。

19.根据权利要求11-16中任一项所述的车辆，其特征在于：

上述控制系统特性量修正机构具有：

控制参数修正机构，通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的姿态控制系统的控制参数，来修正上述控制系统特性量；

车体变形机构，通过根据上述推定的力学特性量，改变上述车体的形状，来修正上述控制系统特性量；和

力学特性量分配机构，将利用上述推定机构推定的力学特性量分配给上述控制参数修正机构和上述车体变形机构。

20.根据权利要求19所述的车辆，其特征在于：

上述力学特性量分配机构基于利用上述推定机构推定的力学特性量的频率成分进行分配。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的车辆，其特征在于：

具有配置为能够相对上述车体移动的重物，

上述车体变形机构根据上述推定的力学特性量，移动上述重物，从而改变车体形状。

22.一种特性量推定装置，对搭载在进行车体的姿态控制的车辆上的重量体的力学特性量进行推定，

具有：搭乘货物或乘员等重量体的搭乘部；

配置在上述搭乘部的载荷传感器；

测定上述重量体的高度的高度传感器；和

从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值来推定上述重量体的力学特性量的推定机构。

23.一种特性量推定装置，对搭载在进行车体的姿态控制的车辆上的重量体的力学特性量进行推定

具有使用扰动观测器来推定上述重量体的力学特性量的推定机构。

24.一种特性量推定装置，对搭载在进行车体的姿态控制的车辆上的重量体的力学特性量进行推定，

具有：搭乘货物和乘员等重量体的搭乘部；

配置在上述搭乘部的载荷传感器；

测定上述重量体的高度的高度传感器；

从上述载荷传感器和上述高度传感器的检测值推定上述重量体的力学特性量的直接推定机构；

利用扰动观测器来推定力学特性量的间接推定机构；和

基于上述直接推定机构以及上述间接推定机构的推定值来推定力学特性量的推定机构。

25.根据权利要求24所述的特性量推定装置，其特征在于：

具有错误判定机构，利用上述直接推定机构以及上述间接推定机构所推定的两个推定值，进行推定值的错误判定，

上述推定机构当一方的推定值被判定为错误时，将另一方的推定值推定为力学特性量。

26.根据权利要求24或25所述的特性量推定装置，其特征在于：

上述推定机构基于利用上述直接推定机构以及上述间接推定机构所推定的推定值的频率成分，推定力学特性量。

27.根据权利要求22-26中任一项所述的特性量推定装置，其特征在于：

上述推定机构推定上述重量体的质量、上述重量体的重心高度、以及上述重量体的转动惯量，作为力学特性量。

28.根据权利要求22或24所述的特性量推定装置，其特征在于：

具有：加速度传感器；和

倾斜角传感器，

上述推定机构或上述直接推定机构根据上述载荷传感器和上述高度传感器的测定值、以及上述加速度传感器和上述倾斜角传感器的检测值，推定上述重量体的力学特性量。

29.一种搭载物判定装置，装备有：

权利要求22-28中任一项所述的特性量推定装置；和

利用上述特性量推定装置所推定的力学特性量，判定搭载在上述车辆中的重量体的种类的种类判定机构。

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