JP2007223399A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】倒立振り子によって姿勢制御を行う車両でありながら、通常走行では通行できない段差が出現した場合であっても、その段差を昇降することのできる車両を提供すること。
【解決手段】本発明の車両によれば、段差検出手段によって段差が検出された場合には、バランサ接地手段によってバランサが路面に接地され、昇降制御手段によって、姿勢制御手段による姿勢制御を行いつつ、路面に接地されたバランサを支点として、車体の昇降が行われる。ここで、バランサは回転可能に設けられているので、段差が検出された場合には、路面に接地させたバランサを補助輪として機能させ、その補助輪を支点とすることによって、二輪車両では通常昇降し得ない段差の昇降の昇降が可能となる。その結果、昇降が不可能な段差を回避するための動作が不要となり、時間的及びエネルギー的な無駄を抑制することができる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、倒立振り子による姿勢制御を利用する車両に関し、倒立振り子の構成を利用することによって段差の昇降を可能とした車両に関する。

近年、倒立振り子による姿勢制御を利用した車両（以下、単に「倒立振り子車両」と称する）が実用化されつつあり、この倒立振り子車両における姿勢制御に関する種々の技術が提案されている。

例えば、特開２００４−２７６７２７号公報（特許文献１）には、同軸上に配置された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による駆動輪の姿勢を感知して駆動する技術が提案されている。

また、特開２００４−１２９４３５号公報（特許文献２）には、１個の車輪により移動する搬送装置において、筺体の角度に基づいてカウンタウェイトを移動させて重心移動を行うことによって、筺体の姿勢を保つ技術が開示されている。

これらの特許文献１に記載される人用移動機器や特許文献２に記載される搬送装置を始めとする倒立振り子車両は、運転者の重心移動量やリモコン操作量に応じた駆動力を発生させ、前後方向（進行方向とその逆方向）のバランス保持のための姿勢制御を行いながら走行するように構成されている。

特許文献１に記載される二輪車や特許文献１に記載される一輪車の場合には、乗員の傾き又は乗員が搭乗する搭乗部の傾斜によって車両の重心が移動するので、バランサの移動方向を、車両の重心移動方向と反対方向とすることによって姿勢の制御を行っている。
特開２００４−２７６７２７号公報 特開２００４−１２９４３５号公報

しかしながら、倒立振り子によって姿勢制御を行う車両は、特許文献１や特許文献２に記載されるような１輪又は２輪車であるので、進路上にある程度以上の高さ又は低さの段差があった場合には、その段差を超えることができずに、段差のない場所を通るように遠回りしなければならなず、時間的及びエネルギー的な無駄が生じるという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、倒立振り子によって姿勢制御を行う車両でありながら、通常走行では通行できない段差が出現した場合であっても、その段差を昇降することのできる車両を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の車両は、乗員が乗車可能な搭乗部を含む車体と、前記車体に設けられる一対の車輪と、前記車輪を駆動する車輪駆動手段と、回転可能に設けられたバランサと、そのバランサの位置を制御するバランサ制御手段と、前記車体の傾きを検出する傾斜検出手段と、その傾斜検出手段によって検出した傾きに応じて、前記車輪駆動制御手段及び／又は前記バランサ制御手段を用いて前記車体の姿勢制御を行う姿勢制御手段と、路面の段差を検出する段差検出手段と、その段差検出手段により段差が検出された場合に、前記バランサを路面に接地させるバランサ接地手段と、前記姿勢制御手段による姿勢制御を行いつつ、前記バランサ接地手段により接地させた前記バランサを支点として、前記車体を昇降させる昇降制御手段とを備えている。

請求項２記載の車両は、請求項１記載の車両において、車体に設けられた回動軸を中心として回動するアームを備え、前記バランサ位置制御手段は、前記アームの回動によって前記バランサの位置を制御し、前記昇降制御手段は、前記バランサ接地手段によりバランサを接地させた状態で、前記アームを回動させることによって前記車体を昇降させる。

請求項３記載の車両は、請求項１又は２に記載の車両において、車体に設けられた回動軸を中心として回動するアームと、前記アームを伸縮させるアーム伸縮手段とを備え、前記バランサ制御手段は、前記アームの回動によって前記バランサの位置を制御し、前記昇降制御手段は、前記バランサ接地手段によりバランサを接地させた状態で、前記アームを伸縮させることによって前記車体を昇降させる。

請求項４記載の車両は、請求項１から３のいずれかに記載の車両において、前記バランサに回転駆動力を付与するバランサ駆動手段を備え、前記昇降制御手段は、前記バランサ制御手段によって前記バランサを駆動させる、又は、前記バランサの回転を抑制することにより、前記車体を昇降させる。

請求項１記載の車両によれば、車輪駆動手段によって車輪が駆動された場合に、傾斜検出手段により検出された車体の傾きに応じて、（１）車輪駆動手段による車輪の駆動と及び／又は（２）バランサ制御手段によるバランサの位置の制御によって（即ち、上記（１）及び（２）の両方によって、あるいは、（１）又は（２）によって）、車体の姿勢制御がなされる。

その一方で、段差検出手段によって段差が検出された場合には、バランサ接地手段によってバランサが路面に接地され、昇降制御手段によって、姿勢制御手段による姿勢制御を行いつつ、路面に接地されたバランサを支点として、車体の昇降が行われる。なお、、バランサ制御手段によってバランサが接地される「路面」とは、段差を超える前の路面か、段差上（段差下）の路面のいずれかである。

ここで、バランサは回転可能に設けられているので、段差が検出された場合には、路面に接地させたバランサを補助輪として機能させ、その補助輪を支点とすることによって、二輪車両では通常昇降し得ない段差の昇降の昇降が可能となる。その結果、昇降が不可能な段差を回避するための動作が不要となり、時間的及びエネルギー的な無駄を抑制することができるという効果がある。

また、請求項１記載の車両よれば、一対の車輪を有する二輪車を、都合に応じて、バランサを補助輪とする三輪車として使い分けることができる。即ち、静止時や通常走行時には、低燃費で機敏に走行し得る省スペース車として二輪車を使用することができ、その一方で、通常では昇降し得ない段差が進路上にあった場合に、三輪車に変態させることによって、段差の昇降を可能にすることができるという効果がある。

また、バランサが、バランサ制御手段によって位置が制御されて倒立振り子の錘として機能すると共に、上記した補助輪としても機能するので、倒立振り子と補助輪とを別々に設ける必要がなく、部品点数の低減による構造の簡素化を図ることができると共に、設置スペース的に有利である。その結果、部品コストや組立コストなどのコスト削減を図ることができると共に、軽量化及び小型化を図ることができるという効果がある。

なお、請求項１において、「バランサを支点として、車体を昇降させる」ことのできる昇降形態としては、例えば、（１）バランサを路面に接地させた上で、路面より高い段差の側壁面に車輪を接触させ、車輪駆動手段によって車輪を進行方向に駆動させること、（２）バランサを路面に接地させた上で、バランサを支持するアームの長さをアクチュエータによって伸長又は短縮させること、（３）バランサを路面に接地させた上で、バランサを支持するアームを、バランサが路面（段差を超える前の路面、又は段差上（段差下）の路面）を押す方向に回動させること、（４）バランサを路面に接地させた上で、バランサ駆動手段によってバランサを回転駆動させること、（５）バランサを路面に接地させた上で、バランサ駆動手段によってバランサの回転を抑制させること、などを適宜組み合わせて実施される種々の昇降形態が挙げられる。また、各昇降形態は、バランサを路面に接地させる場合に、段差を超える前の路面、又は段差上（段差下）のいずれかに接地させるかによっても異なる昇降形態として形成される。

また、請求項１において、「段差を検出する段差検出手段」としては、例えば、ミリ波レーダ、及びレーザレーダなどの対物検出可能な各種レーダや、超音波センサ、赤外線センサ、及び車輪や回転子に設けた接地荷重センサなどの対物検出可能な各種センサ、車載カメラなどが挙げられる。

請求項２記載の車両によれば、請求項１記載の車両の奏する効果に加えて、昇降制御手段による車体の昇降が、バランサ接地手段によりバランサを路面に接地させた状態で、バランサ位置制御手段によって回動軸を中心としてアームを回動させることにより行われる。

ここで、例えば、バランサが車輪に対して進行方向とは反対側の路面に接地された場合には、その状態でアームが回動された結果として、バランサが路面を押すことになる。すると、上向きの反力が車体に付与され、その反力がバランサを支点として車体を持ち上げるための力として作用し、その結果として、有効に車体を昇段させ得るという効果がある。

一方で、バランサが路面より高い段差上の路面に接地された場合に、その状態でアームが回動された結果として、車体が段差上に接地されたバランサを軸として持ち上げられて、最終的に車両を段差上の路面に昇段させることができるという効果がある。

また、バランサが路面より低い段差下の路面に接地された場合に、その状態でアームが回動された結果として、車体が段差上に接地されたバランサを軸として持ち上げられて、最終的に車両を段差下の路面に降段させることができるという効果がある。

請求項３記載の車両によれば、請求項１又は２に記載の車両の奏する効果に加えて、昇降制御手段による車体の昇降が、バランサ接地手段によりバランサを路面に接地させた状態で、アーム伸縮手段によってアームを伸縮させることにより行われる。

よって、アームの長さが伸縮可能であるので、車体本体から支点までの長さを長くすることができ、昇降可能な段差の高さの上限を上げることができるという効果がある。

また、アームの長さが伸縮可能であるので、通常走行時にはアームの長さを短くし、段差昇降時にはアームの長さを長くすることができるので、アームや回転子などから構成される倒立振り子兼補助輪を、設置スペースとして有利な搭乗部（座席）の下などに設定することができるという効果がある。

また、バランサを路面に接地させた状態で、アームの長さをアーム伸縮手段によって伸長させた場合、アクチュエータの伸長によって、上方向の力が車両に付与されることになる。よって、そのように車両に付与される上方向の力が、バランサを支点として車体を持ち上げるための力として作用し、その結果として、有効に車体を昇段させ得るという効果がある。

同様に、例えば、バランサを段差下の路面に接地させた状態で、アームの長さをアーム伸縮手段によって短縮させた場合、アームによる支持力によって、車体が段差下へ急激に降下することを防止できるので、車体を段差下の路面へ安定に降段させることができるという効果がある。

請求項４記載の車両によれば、請求項１から３のいずれかの車両の奏する効果に加えて、昇降制御手段による車体の昇降が、バランサ接地手段によりバランサを路面に接地させた状態で、バランサ制御手段によってバランサを駆動させるか、バランサの回転を抑制するかにより行われる。

ここで、例えば、バランサが車輪に対して進行方向とは反対側の路面に接地された場合に、バランサ駆動手段によるバランサの回転駆動方向が進行方向であれば、進行方向の力が車両に付与されることになる。よって、そのように車両に付与される進行方向の力が、バランサを支点として車体を持ち上げるための力として作用し、その結果として、有効に車体を昇段させ得るという効果がある。

一方で、例えば、バランサが段差下の路面に接地された場合に、バランサ駆動手段によるバランサの回転駆動方向が進行方向と逆方向であれば、降段の際に、車体が段差から落下することを防止すると共に、段差の側表面への車輪の接触を維持させることができる。その結果、車体がアームによって確実に支持され、安定に車体を段差表面に下ろすことができるという効果がある。

あるいは、例えば、バランサがが車輪に対して進行方向とは反対側の路面に接地された場合に、支点となるバランサの回転が抑制されることにより、支点の安定性が向上する。よって、安定した状態で車体を昇段させることができるという効果がある。

一方で、例えば、バランサが段差下の路面に接地された場合に、支点となるバランサの回転が抑制されることによって、降段の際に、車体が段差から落下することを防止すると共に、段差の側表面への車輪の接触を維持させることができる。その結果、車体がアームによって確実に支持され、安定に車体を段差表面に下ろすことができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態における車両１の正面図であり、図１（ｂ）は、車両１の側面図である。また、図２（ａ）は、図１（ａ）を簡略化した正面図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）を簡略化した側面図である。

図１及び図２における矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、それぞれ、車両１の上下方向、左右方向、前後方向を示している。

なお、図１では、乗員Ｐが座席１１ａに着座した状態を示し、図２では乗員Ｐを省略している。また、図２（ａ）では、図面の簡略化と後述するバランサ部１６全体を図示する目的で、フットレスト１１ｃなどの一部構成を省略している。さらに、図２（ｂ）では、図２（ａ）において省略されている部分に加え、左車輪１２Ｌや左側の支持部材１４が省略されている。

まず、車両１の概略構成について説明する。車両１は、図１に示すように、乗員Ｐが乗車する搭乗部１１と、その搭乗部１１の下方（図１下側）における同軸上に配置される左右（一対）の車輪１２Ｌ，１２Ｒと、それら左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒに回転駆動力を付与することで、本願発明の車輪駆動手段として機能する回転駆動装置５２とを備え、回転駆動装置５２による両車輪１２Ｌ，１２Ｒの駆動によって走行するものである。

また、車両１は、左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒ間に配置され、本願発明のバランサ制御手段として機能するバランサ駆動装置５３と、そのバランサ駆動装置５３により位置が制御されるバランサ部１６とを備えており、車両１が通常の走行を行う際には、バランサ部１６を倒立振り子として機能させることによって、搭乗部１１の姿勢制御を行うように構成されている。

また、詳細は後述するが、車両１の進路上に段差（路面より高い段差又は低い段差）が検出された場合には、バランサ部１６を路面又は段差表面（段差上又は段差下の表面）に接地させて補助輪として機能させることによって、車両１が該段差を昇降できるように構成されている。

次いで、各部の詳細構成について説明する。搭乗部１１は、図１に示すように、左右の回転駆動装置５２（５２Ｌ，５２Ｒ）に固定された支持部材１４により支持されており、座席１１ａ、アームレスト１１ｂ、フットレスト１１ｃを主に備えている。

座席１１ａは、車両１の走行中に乗員Ｐが着座するための部位であり、乗員Ｐの尻部を支持する座面部１１ａ１と、乗員Ｐの背部を支持する背面部１１ａ２とを主に備えて構成されている。

座席１１ａの左右両側（矢印Ｌ側及び矢印Ｒ側）には、図１に示すように、乗員Ｐの上腕部を支持するための一対のアームレスト１１ｂが設けられている。アームレスト１１ｂの一方（矢印Ｒ側）には、ジョイスティック装置５１が取着されている。乗員Ｐは、ジョイスティック装置５１を操作して、車両１の走行状態（例えば、進行方向、走行速度制動又は停止、旋回方向、旋回半径、など）を指示する。

座席１１ａの前方側（矢印Ｆ側）下方には、図１に示すように、乗員Ｐの足部を支持するためのフットレスト１１ｃが配設されている。また、座席１１ａの底面側（矢印Ｄ側）には、ケース４１が配設されており、このケース４１には、制御装置７０（図９参照）、ジャイロセンサ６１（図９参照）などの各種センサ装置、インバータ装置（図示せず）、バッテリー装置（図示せず）などが収納されている。ここで、図示しないバッテリー装置は、回転駆動装置５２やバランサ駆動装置５３の駆動源であると共に、制御装置７０に制御用の低電圧電源を供給する装置である。なお、本実施の形態では、制御装置７０などを収納するケース４１を、座席１１ａの底面側に配設するように構成したが、これらを収納するケースが座席１１ａの後方側（矢印Ｂ側）に設けられる構成であってもよい。

バランサ駆動装置５３は、アーム回転モータ５３ａによる駆動力を用いてバランサ部１６の位置を制御する装置であり、右車輪１２Ｒを駆動する回転駆動装置５２（Ｒモータ５２Ｒ）に固定された支持部材１８により、間接的に搭乗部１１に固定されている。また、このバランサ駆動装置５３は、バランサ部１６のアーム１６ａの回動軸となる軸部材５３ｂが、右車輪１２Ｒの回転軸と同軸上に位置するように取り付けられている。

図２に示すように、バランサ部１６は、軸部材５３ｂの先端に接続されたアーム１６ａと、そのアーム１６における軸部材５３ｂとは反対側の端部に、軸部材１６ｃ回りに自由回転可能に取り付けられたタイヤ状（円環状）又は円筒状のウェイト１６ｂ（本願発明におけるバランサに該当する）と、アーム１６ａを伸縮させるアクチュエータ１６ｄとから構成されている。

このバランサ部１６は、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）の駆動に起因する軸部材５３の回転に伴いアーム１６ａが軸部材５３ｂを中心として回動され、その回動によってウェイト１６ｂを前後方向（矢印Ｆ−Ｂ方向）に振り、それによって搭乗部１１の姿勢制御を図るバランサ（倒立振り子）としての機能を果たす。

また、本実施の形態のバランサ部１６は、本願発明の段差検出手段として機能するミリ波レーダ装置６５（図９参照）によって車両１の進路上に段差が検出された場合には、アーム１６ａの回動によってウェイト１６ｂを路面又は段差表面（段差上又は段差下の表面）に接地させて、ウェイト１６ｂを、該段差を昇段するために車両１を持ち上げるため、又は、該段差を降段するための支点となる補助輪として機能させることができる。なお、このバランサ部１６を用いた段差の昇降については、図３〜図８を参照しつつ後述する。

バランサ部１６のアーム１６ａの長さは、本願発明のアーム伸縮手段として機能するアクチュエータ１６ｄによって伸縮できるように構成されているので、車両１の持ち上げ又は降下の際に、支点となるウェイト１６ｂから車両１の本体部分（搭乗部１１や車輪１２など）までの長さを長くすることができる。その結果として、昇降可能な段差の高さの上限が高くなり、昇段可能な段差の範囲が広がる。

このように、アクチュエータ１６ｄの存在によって、段差昇降時には昇段可能な段差の範囲を広げることができる一方で、通常走行時にはアーム１６ａの長さを短くし、搭乗部１１の下方の設置スペースに納めることができる。よって、通常の状態では車両１を小型に保ちつつも、段差の昇降時には広い範囲の段差を昇降することを可能とすることができる。

なお、本実施の形態で使用されるアクチュエータ１６ｄ（本願発明のアーム伸縮手段として機能するもの）は、伸縮式の電動アクチュエータ、即ち、ボールねじ機構（外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、そのねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有しねじ軸に嵌合されるナットと、それらナットとねじ軸の両ねじ溝の間に転動可能に装填された多数の転動体と、ねじ軸又はナットを回転駆動する電動モータとを備え、ねじ軸又はナットが電動モータにより回転駆動されることで、ねじ軸がナットに対して相対移動する機構）を利用した伸縮可能な電動アクチュエータとして構成されている。

また、上記のように、本実施の形態のバランサ部１６におけるウェイト１６ｂは、倒立振り子のウェイトとしての役割を果たすだけでなく、補助輪の車輪としての役割を果たすので、車輪として一般的に利用される材質（例えば、ゴム（ブタジエンゴム、ウレタンゴムなど）や、金属など）から構成されるものであることが好ましい。

次に、図３〜図８を参照して、バランサ部１６を用いた段差の昇降について、具体的に例示する。なお、図３〜図８は、いずれも、上記した図１及び図２の場合と同様に、矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、それぞれ、車両１の上下方向、左右方向、前後方向を示している。また、図３〜図８は、いずれも、図面を簡略化する目的及び後述するバランサ部１６全体を図示する目的で、座席１１ａに着座している乗員Ｐを省略している共に、フットレスト１１ｃや左車輪１２Ｌや左側の支持部材１４などの一部構成を省略している。

図３は、バランサ部１６を用いて段差１００を昇段する場合の第１の昇段形態を説明するための側面図である。なお、この第１の昇段形態による昇段は、後述する第１昇段制御処理（図１２参照）によって制御される。

この第１の昇段形態による昇段では、まず、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を段差１００の側壁面１００ｂに接地させた状態で停止した後（図４（ａ）に示した状態）、図３（ａ）に示すように、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を逆転駆動させる。それによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動させて、ウェイト１６ｂを段差表面１００ａ（段差上の表面）に接地させる。

図３（ｂ）に示すように、ウェイト１６ｂを段差表面１００ａに接地させたら、ブレーキロック機構５４ｂ（図９参照）によって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけた上で、アーム回転モータ５３ａを逆転駆動させることによって、ウェイト１６ｂを段差表面１００ａに押し付ける。

このように、ウェイト１６ｂを段差表面１００ａに押し付けた結果、ウェイト１６ｂを支点として車両１が持ち上げられる。その後、アーム回転モータ５３ａの逆転駆動に伴って、次第に、段差表面１００ａ上へと移動されていく（図３（ｃ）における軌跡を示す矢印参照）。

このように、車両１が、アーム回転モータ５３ａの逆転駆動に伴って、段差表面１００ａ上へと移動されると、最終的に、図３（ｃ）に示すように、車輪１２が段差１００の段差表面１００ａに接地し、これによって、車両１による段差１００の昇段が完了する。

昇段の完了後は、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動して鉛直上向きに戻すことによって、引き続き、倒立振り子として機能させることができる。

図４は、バランサ部１６を用いて段差１００を昇段する場合の第２の昇段形態を説明するための側面図である。なお、この第２の昇段形態による昇段は、後述する第２昇段制御処理（図１３参照）によって制御される。

この第２の昇段形態による昇段では、まず、図４（ａ）に示すように、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を段差１００の側壁面１００ｂに接地させた状態で停止し、次いで、図４（ｂ）に示すように、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を正転駆動させることによって、バランサ部１６を後方側（矢印Ｂ側）へ回動させて、ウェイト１６ｂを路面２００に接地させる。ウェイト１６ｂを路面２００に接地させたら、ブレーキロック機構５４ｂ（図９参照）によって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける。

ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけた後、図４（ｃ）に示すように、回転駆動装置５２（図９参照）によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動させる。すると、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力を推進力として、車両１が側壁面１００ｂから段差表面１００ａへと押し進められる。その結果として、ウェイト１６ｂを支点として、車輪１２が側壁面１００ｂに沿って乗り上がっていく。即ち、正転する車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じた摩擦力を推進力として利用することによって、図４（ｃ）に示すように、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、路面２００から持ち上げられていくことになるのである。

なお、このとき、ウェイト１６ｂを支点として車両１が路面２００から持ち上げられつつ、前進（矢印Ｆ方向）するにつれて、ウェイト１６ｂ（バランサ部１６）もまた前方へ移動することになる。ここで、ウェイト１６ｂにはブレーキロックがかかっているので、ウェイト１６ｂは、車両１の持ち上げを支えるための支点として安定に機能することになる。

その後、車輪１２の正転駆動をさらに継続すると、最終的に、図４（ｄ）に示すように、車輪１２が段差１００の段差表面１００ａに接地し、これによって、車両１による段差１００の昇段が完了する。

昇段の完了後は、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動して鉛直上向きに戻すことによって（図４（ｄ））、引き続き、倒立振り子として機能させることができる。

図５は、バランサ部１６を用いて段差１００を昇段する場合の第３の昇段形態を説明するための側面図である。なお、この第３の昇段形態による昇段は、後述する第３昇段制御処理（図１４参照）によって制御される。

この第３の昇段形態による昇段では、まず、上記した第２の昇段形態と同様に、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を段差１００の側壁面１００ｂに接地させた状態で停止した後（図４（ａ）に示した状態）、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を正転駆動させることによって、バランサ部１６を後方側（矢印Ｂ側）へ回動させて、ウェイト１６ｂを路面２００に接地させる（図４（ｂ）に示した状態）。ウェイト１６ｂを路面２００に接地させたら、ブレーキロック機構５４ｂ（図９参照）によって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける。

ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけた後、図５（ａ）に示すように、アーム回転モータ５３ａを正転駆動することによって、ウェイト１６ｂで路面２００を押し付けつつ、回転駆動装置５２（図９参照）によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動させる。

その結果、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に摩擦力摩擦力が、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力として作用すると共に、ウェイト１６ｂが路面２００を押し付けたことによって上向きの反力が生じる。よって、これらの力（摩擦力によって生じた推進力、及び反力）を利用することにより、図５（ｂ）に示すように、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられていくことになる。

この場合もまた、上記した第２の昇段形態と同様に、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられつつ、前進（矢印Ｆ方向）するにつれて、ウェイト１６ｂもまた前方へ移動することになる。ここで、ウェイト１６ｂにはブレーキロックがかかっているので、ウェイト１６ｂは、車両１の持ち上げを支えるための支点として安定に機能することになる。

この第３の昇段形態では、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力（車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力）だけでなく、ウェイト１６ｂを路面２００に押し付けたことによって生じた反力を、昇段する際の力として利用している。よって、上記した第２の昇段形態による昇段にに比べて、ウェイト１６ｂを支点として車両１を持ち上げる力が強くなり、その結果として、より効率的な昇段が可能となる。

その後、車輪１２の正転駆動と、路面２００へのウェイト１６ｂの押し付けとをさらに継続すると、最終的に、図５（ｃ）に示すように、車輪１２が段差１００の段差表面１００ａに接地し、これによって、車両１による段差１００の昇段が完了する。

昇段の完了後は、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動して鉛直上向きに戻し（図５（ｃ））、倒立振り子として機能させる。

図６は、バランサ部１６を用いて段差１００を昇段する場合の第４の昇段形態を説明するための側面図である。なお、この第４の昇段形態による昇段は、後述する第４昇段制御処理（図１５参照）によって制御される。

この第４の昇段形態による昇段では、まず、上記した第２の昇段形態と同様に、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を段差１００の側壁面１００ｂに接地させた状態で停止した後（図４（ａ）に示した状態）、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を正転駆動して、バランサ部１６を後方側（矢印Ｂ側）へ回動させ、ウェイト１６ｂを路面２００に接地させる（図４（ｂ）に示した状態）。

ウェイト１６ｂを路面２００に接地させた後、図６（ａ）に示すように、回転駆動装置５２（図９参照）によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動させると共に、ウェイト駆動モータ５４ａ（図９参照）の正転駆動によってウェイト１６ｂを正転駆動させる。

その結果、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に生じた摩擦力が、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力として作用すると共に、ウェイト１６ｂと路面２００との間に生じた摩擦力によって車両１を前方へ押し進める推進力（前進力）が生じる。よって、これらの力を利用することにより、図６（ｂ）に示すように、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられていくことになる。

この第４の昇段形態では、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力（車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力）だけでなく、ウェイト１６ｂを正転駆動させた結果として生じた前進力を、昇段する際の力として利用している。よって、上記した第２の昇段形態による昇段にに比べて、ウェイト１６ｂを支点として車両１を持ち上げる力が強くなり、その結果として、より効率的な昇段が可能となる。

その後、車輪１２及びウェイト１６ｂの正転駆動をさらに継続すると、最終的に、図６（ｃ）に示すように、車輪１２が段差１００の段差表面１００ａに接地し、これによって、車両１による段差１００の昇段が完了する。

昇段の完了後は、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動して鉛直上向きに戻し（図６（ｃ））、倒立振り子として機能させる。

図７は、バランサ部１６を用いて段差１００を昇段する場合の第５の昇段形態を説明するための側面図である。なお、この第５の昇段形態による昇段は、後述する第５昇段制御処理（図１６参照）によって制御される。

この第５の昇段形態による昇段では、まず、上記した第２の昇段形態と同様に、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を段差１００の側壁面１００ｂに接地させた状態で停止した後（図４（ａ）に示した状態）、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を正転駆動して、バランサ部１６を後方側（矢印Ｂ側）へ回動させ、ウェイト１６ｂを路面２００に接地させる（図４（ｂ）に示した状態）。ウェイト１６ｂを路面２００に接地させたら、ブレーキロック機構５４ｂ（図９参照）によって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける。

ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけた後、図７（ａ）に示すように、アクチュエータ１６ｄ（図９参照）を伸長させることによって、アーム１６ａの長さを伸長させつつ、回転駆動装置５２（図９参照）によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動させる。

ここで、車両１における進行方向とは反対側（矢印Ｂ側）に接地されたウェイト１６ｂを支点として、アクチュエータ１６ｄが伸長させた場合、車両１には、前方向（矢印Ｆ側）及び上方向（矢印Ｕ側）へ向かう力が付与される。よって、このようにアクチュエータ１６ｄの伸長によって付与される力を、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力（車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力）共に利用することにより、図７（ａ）に示すように、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられていくことになる。

この場合もまた、上記した第２の昇段形態と同様に、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられつつ、前進（矢印Ｆ方向）するにつれて、ウェイト１６ｂもまた前方へ移動することになる。ここで、ウェイト１６ｂにはブレーキロックがかかっているので、ウェイト１６ｂは、車両１の持ち上げを支えるための支点として安定に機能することになる。

この第５の昇段形態では、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力（車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力）だけでなく、アクチュエータの伸長によって付与される力を、昇段する際の力として利用している。よって、第２の昇段形態による昇段にに比べて、ウェイト１６ｂを支点として車両１を持ち上げる力が強くなり、その結果として、より効率的な昇段が可能となる。

また、アクチュエータ１６ｄの伸長によって、アーム１６ａの長さが伸長されるので、昇段可能な段差の高さの上限が高くなり、昇段可能な段差の範囲が広がる。従って、上記した第２〜第４の昇段形態のように、アクチュエータ１６ｄを作動させない場合に比べて、より高い段差であっても昇段することが可能となるという利点がある。

その後、車輪１２の正転駆動及びアクチュエータ１６ｄの伸長をさらに継続すると、最終的に、図７（ｂ）に示すように、車輪１２が段差１００の段差表面１００ａに接地し、これによって、車両１による段差１００の昇段が完了する。

昇段の完了後は、アクチュエータ１６ｄ（図９参照）を短縮させることによって、アーム１６ａの長さを短縮させつつ、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動して鉛直上向きに戻し（図７（ｃ））、倒立振り子として機能させる。

図８は、バランサ部１６を用いて段差１００を降段する場合の一例を説明するための側面図である。なお、図８によって示す段差の降段は、後述する降段制御処理（図１７参照）によって制御される。

段差を降段する場合、まず、図８（ａ）に示すように、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を段差１００の先端限界位置に到達させた状態で停止する。なお、車輪１２が段差１００の先端限界位置に到達したかは、ミリ波レーダ装置６５（図９参照）によって検出される。

次いで、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータ１６ｄ（図９参照）を伸長させることによって、アーム１６ａの長さを伸長させつつ、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を逆転駆動させることによって、バランサ部１６を前方側（矢印Ｆ側）へ回動させて、ウェイト１６ｂを、ウェイト１６ｂを段差表面１００ｃ（段差下の表面）に接地させる。ウェイト１６ｂを段差表面１００ｃに接地させたら、ブレーキロック機構５４ｂ（図９参照）によって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける。

ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけた後、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、アクチュエータ１６ｄ（図９参照）を短縮させることによって、アーム１６ａの長さを短縮させつつ、回転駆動装置５２（図９参照）によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動させる。その結果として、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、路面２００から段差表面１００ｃへと降段されることになる。

なお、この場合、車輪１２の正転駆動及びアクチュエータ１６ｄの短縮は、側壁面１００ｂへの車輪１２の接触した状態を維持しつつ行われる。よって、車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力と、アーム１６ａがウェイト１６ｂを支点として車両１を支える力とによって、車両１が段差下へ急激に降下することを防止でき、車両１を路面２００から段差表面１００ｃへと安定に降段させることができるのである。

ここで、ウェイト１６ｂを支点として車両１が路面２００から降段されつつ、前進（矢印Ｆ方向）するにつれて、ウェイト１６ｂ（バランサ部１６）もまた前方へ移動することになるが、ウェイト１６ｂにはブレーキロックがかかっているので、車輪１２と側壁面１００ｂとの接触を確実に維持することができる。

そして、車輪１２の正転駆動及びアクチュエータ１６ｄの短縮をさらに継続すると、最終的に、図８（ｃ）に示すように、車輪１２が段差表面１００ｃに接地し、これによって、車両１による段差１００の降段が完了する。

降段の完了後は、アーム回転モータ５３ａ（図９参照）を所定量だけ正転駆動することによって、バランサ部１６を後方側（矢印Ｂ側）へ回動して鉛直上向きに戻すことによって、引き続き、倒立振り子として機能させることができる。

次いで、図９を参照して、上記のように段差を昇降可能な車両１の電気的構成について説明する。図９は、車両１の電気的構成を示すブロック図である。

制御装置７０は、車両１の各部を制御するための制御装置であり、図９に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、これらはバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、ジョイスティック装置５１等の複数の装置が接続されている。

ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図１０〜図１８に示すフローチャート）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリである。

また、ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであり、昇降フラグ７３ａを備えている。この昇降フラグ７３ａは、車両１が段差１００の昇降を開始するか否かを示すフラグであり、図１０を参照しつつ後述するメイン処理において、段差１００の存在が検出された場合に、その段差１００が昇降可能であると判断されるとオンされる。その後、各種昇段処理又は降段処理（図１２〜図１７参照）の実行によって、車両１による段差１００の昇降が完了するとオフされる。なお、制御装置７０への電源投入時に、この昇降フラグ７３ａはオフに初期設定される。

この制御装置７０に対し、ジョイスティック装置１５及びジャイロセンサ６１から、乗員Ｐにより指定される走行状態（例えば、進行方向、走行速度、制動又は停止、旋回方向、旋回半径、など）、並びに、搭乗部１１の姿勢（傾斜状態）に関する情報が供給される構成となっており、これらの情報に応じた制御信号が、回転駆動装置５２及びバランサ駆動装置５３へ出力され、その結果として、走行及び姿勢の制御が行われることとなる。

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

前後センサ５１ａは、操作レバーの前後方向（図１における矢印Ｆ−Ｂ方向）への操作状態（操作量）を検出するためのセンサであり、ＣＰＵ７１は、前後センサ５１ａの検出結果（操作レバーの前後操作量）に基づいて、回転駆動装置５２の駆動状態を制御する。これにより、車両１は、乗員Ｐによる操作レバーの前後操作量に応じた走行速度で走行される。

一方で、図示されない左右センサは、操作レバーの左右方向（図１における矢印Ｌ−Ｒ方向）への操作状態（操作量）を検出するためのセンサであり、ＣＰＵ７１は、この左右センサの検出結果（操作レバーの左右操作量）に基づいて、回転駆動装置５２の駆動状態を制御する。これにより、車両１は、乗員Ｐが指示した旋回半径で旋回される。

即ち、操作レバーが左右方向に操作されると、ＣＰＵ７１は、左右センサ５１ｂの検出結果に基づいて、旋回方向と旋回半径とを判断し、旋回半径に応じて左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒが差動されるように、回転駆動装置５２を駆動制御する。なお、本実施の形態では、左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒの中心線は互いに平行に保持されており、左右に操舵されることはないが、操舵機構を設ける構成であってもよい。

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

バランサ駆動装置５３は、バランサ部１６を駆動する装置であり、バランサ部１６の駆動源であるアーム回転モータ５３ａと、そのアーム回転モータ５３ａの回転力を軸部材５３ｂに伝える減速機構（図示せず）と、アーム回転モータ５３ａをＣＰＵ７１から出力される駆動トルク、速度、回転向きなどの各種信号に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。

ウェイト駆動装置５４は、ウェイト１６ｂを回転駆動させるための駆動装置であり、左車輪１２Ｌに回転駆動力を付与するホイールモータであるウェイト駆動モータ５４ａと、ウェイト駆動モータ５４ａをＣＰＵ７１から出力される駆動トルク、速度、回転向きなどの各種信号に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）と、ウェイト１６ｂの回転をロックするブレーキロック機構５４ｂとを主に備えて構成されている。

アクチュエータ装置１６０は、上述したように、バランサ部１６におけるアーム１６ａを伸縮するアクチュエータ１６ｄを駆動するための装置であり、アクチュエータ１６ｄと、ＣＰＵ７１からの駆動信号に基づいてアクチュエータ１６ｄを駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。

ジャイロセンサ６１は、搭乗部１１の姿勢（傾斜状態）を検出する姿勢検出センサであり、搭乗部１１の傾斜に基づく物理量として、搭乗部１１の傾斜角度θ及び角加速度θ’の値を検出し、その検出結果をＣＰＵ７１へ出力する。

なお、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θは、搭乗部１１が車両１の前方側（図１における矢印Ｆ側）に傾斜する場合に正の値（θ＞０）で表され、車両１の後方側（図１における矢印Ｂ側）に傾斜する場合に負の値（θ＜０）で表される。

ミリ波レーダ装置６５は、対象物までの距離の計測を行い、その結果をＣＰＵ７１へ出力する装置であり、ミリ波（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ程度の電磁波）を発信する発信部（図示せず）と、対象物から反射してきた電磁波を受信する受信部（図示せず）と、その受信部で受信した電磁波に基づいて、元信号との周波数差を計測する計測部（図示せず）とから構成されるものである。

なお、本実施形態では、搭乗部１１の下側面（図１における矢印Ｕ側）の前方（図１における矢印Ｆ側）及び後方（図１における矢印Ｂ側）にそれぞれ１台ずつのミリ波レーダ装置４３が設けられており、車両１の進行方向（前方又は後方）における段差１００の存在を検出することができると共に、路面２００に対する段差表面１００ａ又は段差表面１００ｃの高さを計測することができる。

また、図９に示す他の入出力装置５５としては、各種情報を乗員Ｐに報知する表示装置や、車輪１２が路面２００又は段差表面１００ａ，１００ｃに接地したことを検出する接地荷重センサ装置や、車輪１２が側壁面１００ｂに接触したことを検出する接触センサ装置や、ウェイト１６ｂが、路面２００又は段差表面１００ａ，１００ｃに接地したことを検出する接地荷重センサ装置などが例示される。

次に、図１０〜図１８のフローチャートを参照して、上記のように構成される本実施の形態の車両１における制御装置７０によって行われる処理について説明する。図１０は、車両１の制御装置７０（ＣＰＵ７１）で実行されるメイン処理を示すフローチャートである。なお、この図１０に示すメイン処理は、制御装置７０に電源が投入されると起動する処理である。

図１０に示すように、このメイン処理では、まず、車両１が停止中であるかを確認し（Ｓ１）、停止中であれば（Ｓ１；Ｎｏ）、処理をＳ１へ戻し、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって何らかの指示が行われるまで待機する。

一方で、Ｓ１の処理により確認した結果、停止中でなければ、即ち、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって何らかの指示があった場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって指示されている車両１の進行方向が前進であるかを確認する（Ｓ２）。

Ｓ２により確認した結果、乗員Ｐの操作によって指示されている進行方向が前進であれば（Ｓ２：Ｙｅｓ（前進））、昇降フラグ７３ａがオンであるかを確認し（Ｓ３）、昇降フラグ７３ａがオフであれば（Ｓ３：Ｎｏ）、ミリ波レーダ装置６５により前方に段差１００が検出されたかを確認する（Ｓ６）。

Ｓ６の処理により確認した結果、前方に段差１００が検出された場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、路面２００に対する段差１００の高さを、ミリ波レーダ６５の検出結果に基づいて取得し（Ｓ７）、取得された段差１００の高さが、車両１が昇降可能な高さであるかを確認する（Ｓ８）。なお、Ｓ８において、段差１００の高さが車両１が昇降可能な高さであるか否かの判断は、例えば、アーム１６ａの最大長さなどの車両１のスペックに応じて予め規定された値に基づいて行うことができる。

Ｓ８の処理により確認した結果、段差１００の高さが車両１が昇降可能な高さであれば（Ｓ８：Ｙｅｓ）、昇降フラグ７３ａをオンして、処理をＳ１へ移行する。一方で、段差１００の高さが車両１が昇降可能な高さでなければ（Ｓ８：Ｎｏ）、図示されない表示装置（入出力装置５５の一部）に昇降不可能であることを表示することによって、乗員Ｐに昇段不可能であることを報知し（Ｓ１１）、前進を停止して（Ｓ１２）、処理をＳ１へ移行する。

一方で、Ｓ３の処理により確認した結果、昇降フラグ３７ａがオンであれば（Ｓ３：Ｙｅｓ）、車両１に段差１００を昇段又は降段させる昇降制御処理を行い（Ｓ４）、処理をＳ１へ移行する。なお、この昇降制御処理（Ｓ４）における詳細な処理については、図１１を参照しつつ後述する。

また、Ｓ６の処理により確認した結果、段差１００の検出が確認されなかった場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、バランサ部１６を倒立振り子として機能させることによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ、車両１を通常走行させる倒立振り子制御処理を実行し（Ｓ１０）、処理をＳ１へ移行する。なお、この倒立振り子制御処理（Ｓ１０）における詳細な処理については、図１８を参照しつつ後述する。

また、Ｓ２の処理により確認した結果、乗員Ｐの操作によって指示されている進行方向が前進以外（バックや旋回等）であれば（Ｓ２：Ｎｏ（バック、旋回等））、乗員Ｐの指示に応じたバックや旋回などを実行する各処理を実行し（Ｓ５）、処理をＳ１へ移行する。

次に、図１１を参照して、上記した昇降制御処理（Ｓ４）について説明する。図１１は、メイン処理（図１０参照）の中で実行される昇降制御処理（Ｓ４）を示すフローチャートである。

図１１に示すように、この昇降制御処理（Ｓ４）では、まず、Ｓ７において取得された段差１００の高さが正の値であるかを確認し（Ｓ２１）、（段差１００の高さ）＜０であれば（Ｓ２１：Ｎｏ）、後述する降段制御処理（Ｓ２６）を実行し、車両１を路面２００から段上表面１００ｃへ降段させて（図８参照）、この昇降制御処理（Ｓ４）を終了する。なお、この降段制御処理（Ｓ２６）における詳細な処理については、図１７を参照しつつ後述する。

一方で、Ｓ２１の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）＞０であれば（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、図示しない接触センサ装置（入出力装置５５の一部）によって車輪１２が段差１００の側壁面１００ｂに接したかを確認する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理により確認した結果、車輪１２と側壁面１００ｂとが接していなければ（Ｓ２２：Ｎｏ）、車両１の前進の結果として車輪１２が段差１００の側壁面１００ｂに接したことが確認されるまで、Ｓ２２の処理による確認を繰り返す。

そして、Ｓ２２の処理により確認した結果、車輪１２と側壁面１００ｂとが接していれば（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止して前進を停止し（Ｓ２３）、Ｓ７において取得された段差１００の高さが、第１閾値（例えば、車輪１２の直径の１／５）未満であるかを確認し（Ｓ２４）、（段差１００の高さ）＜第１閾値であれば（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、上記した第１の昇段形態（図３参照）で段差１００を昇段させる第１昇段制御処理を実行し（Ｓ２５）、この昇降制御処理（Ｓ４）を終了する。なお、この第１昇段制御処理（Ｓ２５）における詳細な処理については、図１２を参照しつつ後述する。

一方で、Ｓ２４の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）≧第１閾値であれば（Ｓ２４：Ｎｏ）、段差１００の高さが、第２閾値（例えば、車輪１２の直径の１／４）未満であるかを確認する（Ｓ２７）。Ｓ２７の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）＜第２閾値であれば（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、上記した第２の昇段形態（図４参照）で段差１００を昇段させる第２昇段制御処理を実行し（Ｓ２８）、この昇降制御処理（Ｓ４）を終了する。なお、この第２昇段制御処理（Ｓ２８）における詳細な処理については、図１３を参照しつつ後述する。

また、Ｓ２７の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）≧第２閾値であれば（Ｓ２７：Ｎｏ）、段差１００の高さが、第３閾値（例えば、車輪１２の直径の１／３）未満であるかを確認する（Ｓ２９）。Ｓ２９の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）＜第３閾値であれば（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、上記した第３の昇段形態（図５参照）で段差１００を昇段させる第３昇段制御処理を実行し（Ｓ３０）、この昇降制御処理（Ｓ４）を終了する。なお、この第３昇段制御処理（Ｓ３０）における詳細な処理については、図１４を参照しつつ後述する。

また、Ｓ２９の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）≧第３閾値であれば（Ｓ２９：Ｎｏ）、段差１００の高さが、第４閾値（例えば、車輪１２の直径の２／３）未満であるかを確認する（Ｓ３１）。Ｓ３０の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）＜第４閾値であれば（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、上記した第４の昇段形態（図６参照）で段差１００を昇段させる第４昇段制御処理を実行し（Ｓ３２）、この昇降制御処理（Ｓ４）を終了する。なお、この第４昇段制御処理（Ｓ３２）における詳細な処理については、図１５を参照しつつ後述する。

一方で、Ｓ３１の処理により確認した結果、（段差１００の高さ）≧第４閾値であれば（Ｓ３１：Ｎｏ）、上記した第５の昇段形態（図７参照）で段差１００を昇段させる第５昇段制御処理を実行し（Ｓ３３）、この昇降制御処理（Ｓ４）を終了する。なお、この第５昇段制御処理（Ｓ３３）における詳細な処理については、図１６を参照しつつ後述する。

次に、図１２のフローチャートを参照して、上記した第１昇段制御処理（Ｓ２５）について説明する。図１２は、昇降制御処理（図１１参照）の中で実行される第１昇段制御処理（Ｓ２５）を示すフローチャートである。

図１２に示すように、この第１昇段制御処理（Ｓ２５）では、まず、アーム回転モータ５３ａを逆転駆動する（Ｓ４１）。Ｓ４１の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によってウェイト１６ｂが段差表面１００ａに接地されたかを確認する（Ｓ４２）。

Ｓ４２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが段差表面１００ａに接地していなければ（Ｓ４２：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる逆転駆動の結果としてウェイト１６ｂが段差表面１００ａにしたことが確認されるまで、Ｓ４２の処理による確認を繰り返す。

そして、Ｓ４２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが段差表面１００ａに接地していれば（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止し（Ｓ４３）、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ４４）。

Ｓ４４の処理後、再度、アーム回転モータ５３ａを逆転駆動する（Ｓ４５）。このＳ４５の処理の結果として、ウェイト１６ｂが段差表面１００ａに押し付けられ、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が持ち上げられる。

Ｓ４５の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によって車輪１２（１２Ｌ．１２Ｒ）が段差表面１００ａに接地されたかを確認し（Ｓ４６）、車輪１２が段差表面１００ａに接地していなければ（Ｓ４６：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる逆転駆動の結果として車輪１２が段差表面１００ａにしたことが確認されるまで、Ｓ４６の処理による確認を繰り返す。その結果、アーム回転モータ５３ａの逆転駆動に伴って、次第に、車両１は段差表面１００ａ上へと移動されていく。

そして、Ｓ４６の処理により確認した結果、車輪１２が段差表面１００ａに接地していれば（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止する（Ｓ４７）。

Ｓ４７の処理後、再度、アーム回転モータ５３ａを所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を鉛直上向きに戻し（Ｓ４８）、昇降フラグ７３ａをオフして（Ｓ４９）、この第１昇段制御処理（Ｓ２５）を終了する。この第１昇段制御処理（Ｓ２５）の実行によって、車両１は、上記した図３（ａ）→図３（ｂ）→図３（ｃ）の順で、段差１００を昇段し、段差表面１００ａ上に到達する。

なお、この第１昇段制御処理（Ｓ２５）が開始されると、バランサ部１６は倒立振り子としてではなく、補助輪として機能することになるので、この第１昇段制御処理（Ｓ２５）の実行中は、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいてアーム回転モータ５３ａの駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ車両１を昇段させる。

次に、図１３のフローチャートを参照して、上記した第２昇段制御処理（Ｓ２８）について説明する。図１３は、昇降制御処理（図１１参照）の中で実行される第２昇段制御処理（Ｓ２８）を示すフローチャートである。

図１３に示すように、この第２昇段制御処理（Ｓ２８）では、まず、アーム回転モータ５３ａを正転駆動する（Ｓ６１）。Ｓ６１の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によってウェイト１６ｂが路面２００に接地されたかを確認する（Ｓ６２）。

Ｓ６２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが段差表面１００ａに接地していなければ（Ｓ６２：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる正転駆動の結果としてウェイト１６ｂが路面２００にしたことが確認されるまで、Ｓ６２の処理による確認を繰り返す。

そして、Ｓ６２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが路面２００に接地していれば（Ｓ６２：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止し（Ｓ６３）、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ６４）。

Ｓ６４の処理後、回転駆動装置５２によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動する（Ｓ６５）。このＳ６５の処理が実行されると、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力を推進力として、車両１が側壁面１００ｂから段差表面１００ａへと押し進められる。その結果、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられる。

Ｓ６５の処理後、昇段が完了したかを確認する（Ｓ６６）。Ｓ６６において、昇段の完了下か否かの判断は、例えば、ミリ波レーダ装置６５による前後方向の状況の検出に基づいて、車両１が段上表面１００ａに到達したか否かを判断することによって行うことができる。Ｓ６６の処理により確認した結果、昇段が未だ完了していなければ（Ｓ６６：Ｎｏ）、回転駆動装置５２による車輪１２の正転駆動の結果として、昇段が完了したことが確認されるまで、Ｓ６６による確認を繰り返す。その結果、車輪１２の正転に伴って、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、段差表面１００ａへと次第に乗り上がっていく。

そして、Ｓ６６の処理により確認した結果、昇段完了であれば（Ｓ６６：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止し（Ｓ６７）、アーム回転モータ５３ａを所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を鉛直上向きに戻し（Ｓ６８）、昇降フラグ７３ａをオフして（Ｓ６９）、この第２昇段制御処理（Ｓ２８）を終了する。この第２昇段制御処理（Ｓ２８）の実行によって、車両１は、上記した図４（ａ）→図４（ｂ）→図４（ｃ）→図４（ｄ）の順で、段差１００を昇段し、段差表面１００ａ上に到達する。

なお、この第２昇段制御処理（Ｓ２８）が開始されると、バランサ部１６は倒立振り子としてではなく、補助輪として機能することになるので、この第２昇段制御処理（Ｓ２８）の実行中は、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいて回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ車両１を昇段させる。

次に、図１４のフローチャートを参照して、上記した第３昇段制御処理（Ｓ３０）について説明する。図１４は、昇降制御処理（図１１参照）の中で実行される第３昇段制御処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。

図１４に示すように、この第３昇段制御処理（Ｓ２８）では、まず、アーム回転モータ５３ａを正転駆動する（Ｓ８１）。Ｓ８１の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によってウェイト１６ｂが路面２００に接地されたかを確認する（Ｓ８２）。

Ｓ８２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが段差表面１００ａに接地していなければ（Ｓ８２：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる正転駆動の結果としてウェイト１６ｂが路面２００にしたことが確認されるまで、Ｓ８２の処理による確認を繰り返す。そして、Ｓ８２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが路面２００に接地していれば（Ｓ８２：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止し（Ｓ８３）、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ８４）。

Ｓ８４の処理後、アーム回転モータ５３ａを所定量だけ正転駆動する（Ｓ８５）。Ｓ８５の処理によって、ウェイト１６ｂが路面２００に押し付けられ、その結果として、上向きの反力が生じることになる。なお、Ｓ８５でアーム回転モータ５３ａを駆動する「所定量」は、所定の反力が得られるように予め規定されている量である。

Ｓ８５の処理後、回転駆動装置５２によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動する（Ｓ８６）。このＳ８６の処理が実行されると、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力によって生じる車両１の推進力と、Ｓ８５の処理の結果として生じた上向きの反力とによって、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられることになる。

Ｓ８６の処理後、上記した第２昇段制御処理におけるＳ６６と同様に、昇段が完了したかを確認し（Ｓ８７）、昇段が未だ完了していなければ（Ｓ８７：Ｎｏ）、回転駆動装置５２による車輪１２の正転駆動の結果として、昇段が完了したことが確認されるまで、Ｓ８７による確認を繰り返す。その結果、車輪１２の正転及び路面２００へのウェイト１６ｂの押し付けに伴って、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、段差表面１００ａへと次第に乗り上がっていく。

そして、Ｓ８７の処理により確認した結果、昇段完了であれば（Ｓ８７：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止し（Ｓ８８）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止する（Ｓ８９）。次いで、アーム回転モータ５３ａを所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を鉛直上向きに戻し（Ｓ９０）、昇降フラグ７３ａをオフして（Ｓ９１）、この第３昇段制御処理（Ｓ３０）を終了する。この第３昇段制御処理（Ｓ３０）の実行によって、車両１は、上記した図５（ａ）→図５（ｂ）→図５（ｃ）の順で、段差１００を昇段し、段差表面１００ａ上に到達する。

なお、この第３昇段制御処理（Ｓ３０）が開始されると、バランサ部１６は倒立振り子としてではなく、補助輪として機能することになるので、この第３昇段制御処理（Ｓ３０）の実行中は、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいて回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ車両１を昇段させる。

次に、図１５のフローチャートを参照して、上記した第４昇段制御処理（Ｓ３２）について説明する。図１５は、昇降制御処理（図１１参照）の中で実行される第４昇段制御処理（Ｓ３２）を示すフローチャートである。

図１５に示すように、この第４昇段制御処理（Ｓ３２）では、まず、アーム回転モータ５３ａを正転駆動する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によってウェイト１６ｂが路面２００に接地されたかを確認する（Ｓ１０２）。

Ｓ１０２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが段差表面１００ａに接地していなければ（Ｓ１０２：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる正転駆動の結果としてウェイト１６ｂが路面２００にしたことが確認されるまで、Ｓ１０２の処理による確認を繰り返す。そして、Ｓ１０２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが路面２００に接地していれば（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止する（Ｓ１０３）。

Ｓ１０３の処理後、回転駆動装置５２によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動し（Ｓ１０４）、ウェイト駆動モータ５４ａの正転駆動によってウェイト１６ｂを正転駆動する（Ｓ１０５）。

Ｓ１０４及びＳ１０５の処理によって、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に生じた摩擦力が、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力として作用すると共に、ウェイト１６ｂと路面２００との間に生じる摩擦力によって車両１を前へ押し進める推進力（前進力）が生じる。これらの力が作用した結果として、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられることになる。

Ｓ１０５の処理後、上記した第２昇段制御処理におけるＳ６６と同様に、昇段が完了したかを確認し（Ｓ１０６）、昇段が未だ完了していなければ（Ｓ１０６：Ｎｏ）、回転駆動装置５２による車輪１２の正転駆動と、ウェイト駆動モータ５４ａによるウェイト１６ｂの正転駆動との結果として、昇段が完了したことが確認されるまで、Ｓ１０６による確認を繰り返す。その結果、車輪１２の正転及びウェイト１６ｂの正転に伴って、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、段差表面１００ａへと次第に乗り上がっていく。

そして、Ｓ１０６の処理により確認した結果、昇段完了であれば（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止し（Ｓ１０７）、ウェイト１６ｂの回転駆動を停止する（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の処理後、アーム回転モータ５３ａを所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を鉛直上向きに戻し（Ｓ１０９）、昇降フラグ７３ａをオフして（Ｓ１１０）、この第４昇段制御処理（Ｓ３２）を終了する。この第４昇段制御処理（Ｓ３２）の実行によって、車両１は、上記した図６（ａ）→図６（ｂ）→図６（ｃ）の順で、段差１００を昇段し、段差表面１００ａ上に到達する。

なお、この第４昇段制御処理（Ｓ３２）が開始されると、バランサ部１６は倒立振り子としてではなく、補助輪として機能することになるので、この第４昇段制御処理（Ｓ３２）の実行中は、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいて回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ車両１を昇段させる。

次に、図１６のフローチャートを参照して、上記した第５昇段制御処理（Ｓ３３）について説明する。図１６は、昇降制御処理（図１１参照）の中で実行される第５昇段制御処理（Ｓ３３）を示すフローチャートである。

図１６に示すように、この第５昇段制御処理（Ｓ３３）では、まず、アーム回転モータ５３ａを正転駆動する（Ｓ１２１）。Ｓ１２１の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によってウェイト１６ｂが路面２００に接地されたかを確認する（Ｓ１２２）。

Ｓ１２２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが路面２００に接地していなければ（Ｓ１２２：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる正転駆動の結果としてウェイト１６ｂが路面２００にしたことが確認されるまで、Ｓ１２２の処理による確認を繰り返す。そして、Ｓ１２２の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが路面２００に接地していれば（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａの駆動を停止し（Ｓ１２３）、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ１２４）。

Ｓ１２４の処理後、回転駆動装置５２によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動する（Ｓ１２５）。すると、正転する車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に生じた摩擦力が、車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力となって、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が路面２００から持ち上げられる。

次いで、Ｓ１２５の処理の結果として車両１が路面２００から上昇した度合い（車両１の上昇度）に応じて、アクチュエータ１６ｄを伸長することによって、アーム１６ａの長さを伸長する（Ｓ１２６）。なお、このＳ１２６において、「車両１の上昇度」は、例えば、ミリ波レーダ装置６５による路面２００までの距離の差分を所定時間毎（例えば、０．１ｓ毎）に行うことによって取得することができる。

Ｓ１２６の処理によって、車両１には、前方向及び上方向へ向かう力が付与されるので、この力を、Ｓ１２５の結果として生じた車両１を側壁面１００ｂから段差表面１００ａに押し進める推進力（車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力）と共に利用することにより、車両１が路面２００から次第に持ち上げられていく。

Ｓ１２６の処理後、上記した第２昇段制御処理におけるＳ６６と同様に、昇段が完了したかを確認し（Ｓ１２７）、昇段が未だ完了していなければ（Ｓ１２７：Ｎｏ）、回転駆動装置５２による車輪１２の正転駆動と、アクチュエータ１６ｄの伸長によるアーム１６ａの伸長との結果として、昇段が完了したことが確認されるまで、Ｓ１２７による確認を繰り返す。その結果、車輪１２の正転及びアーム１６ａの伸長に伴って、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、段差表面１００ａへと次第に乗り上がっていく。

そして、Ｓ１２７の処理により確認した結果、昇段完了であれば（Ｓ１２７：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止し（Ｓ１２８）、アクチュエータ１６ｄの短縮によってアーム１６ａの長さを短縮する（Ｓ１２９）。Ｓ１２９の処理後、アーム回転モータ５３ａを所定量だけ逆転駆動することによって、バランサ部１６を鉛直上向きに戻し（Ｓ１３０）、昇降フラグ７３ａをオフして（Ｓ１３１）、この第５昇段制御処理（Ｓ３３）を終了する。この第５昇段制御処理（Ｓ３３）の実行によって、車両１は、上記した図７（ａ）→図７（ｂ）→図７（ｃ）の順で、段差１００を昇段し、段差表面１００ａ上に到達する。

なお、この第５昇段制御処理（Ｓ３３）が開始されると、バランサ部１６は倒立振り子としてではなく、補助輪として機能することになるので、この第５昇段制御処理（Ｓ３５）の実行中は、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいて回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ車両１を昇段させる。

次に、図１７のフローチャートを参照して、上記した降段制御処理（Ｓ２６）について説明する。図１７は、昇降制御処理（図１１参照）の中で実行される降段制御処理（Ｓ２６）を示すフローチャートである。

図１７に示すように、この降段制御処理（Ｓ２６）では、まず、車輪１２が段差１００の先端限界位置に到達したかを確認する（Ｓ１６１）。なお、Ｓ１６１において、車輪１２が段差１００の先端限界位置に到達したか否かの判断は、例えば、ミリ波レーダ装置６５による前後方向の状況の検出に基づいて行うことができる。

Ｓ１６１の処理により確認した結果、車輪１２が段差１００の先端限界位置に未だ到達していなければ（Ｓ１６１：Ｎｏ）、回転駆動装置５２による車輪１２の正転駆動の結果として、車輪１２が段差１００の先端限界位置に到達したことが確認されるまで、Ｓ１６１による確認を繰り返す。

一方で、Ｓ１６１の処理により確認した結果、車輪１２が段差１００の先端限界位置に到達していれば（Ｓ１６１：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止して前進を停止し（Ｓ１６２）、アーム回転モータ５３ａを逆転駆動させることによってアーム１６ａを回動させると共に、アクチュエータ１６ｄを伸長させることによってアーム１６ａを伸長させる（Ｓ１６３）。

Ｓ１６３の処理後、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）によってウェイト１６ｂが段差表面１００ｃに接地されたかを確認する（Ｓ１６４）。Ｓ１６４の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが、段差表面１００ｃに接地していなければ（Ｓ１６４：Ｎｏ）、アーム回転モータ５３ａによる逆転駆動と、アクチュエータ１６ｄの伸長の結果としてウェイト１６ｂが段差表面１００ｃにしたことが確認されるまで、Ｓ１６４の処理による確認を繰り返す。

そして、Ｓ１６４の処理により確認した結果、ウェイト１６ｂが段差表面１００ｃに接地していれば（Ｓ１６４：Ｙｅｓ）、アーム回転モータ５３ａを停止し（Ｓ１６５）、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ１６６）。

Ｓ１６６の処理後、回転駆動装置５２によって車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を正転駆動する（Ｓ１６７）。このＳ１６７の処理の結果として、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、路面２００から段差表面１００ｃへと降段されることになる。

次いで、Ｓ１６７の処理の結果として車両１が路面２００から下降した度合い（車両１の下降度）に応じて、アクチュエータ１６ｄを短縮することによって、アーム１６ａの長さを短縮する（Ｓ１６８）。このＳ１６８において、「車両１の下降度」は、例えば、ミリ波レーダ装置６５による路面２００又は段差表面１００ｃまでの距離の差分を所定時間毎（例えば、０．１ｓ毎）に行うことによって取得することができる。

なお、Ｓ１６８における、車輪１２の正転駆動及びアクチュエータ１６ｄの短縮は、側壁面１００ｂへの車輪１２の接触した状態を維持しつつ行う。例えば、図示しない接触センサ装置（入出力装置５５の一部）を用いて取得される側壁面１００ｂに対する車輪１２の接地荷重に基づいてアクチュエータ１６ｄの短縮量を得、その短縮量でアクチュエータ１６ｄの短縮を行うことができる。

このように、Ｓ１６８では、側壁面１００ｂへの車輪１２の接触を維持した状態で、アクチュエータ１６ｄの短縮及び車輪１２の正転駆動が行われるので、車輪１２と側壁面１００ｂとの間に生じる摩擦力と、アーム１６ａが車両１を支える力とによって、車両１が段差下へ急激に降下することが防止でき、車両１を路面２００から段差表面１００ｃへと安定に降段される。

Ｓ１６８の処理後、車両１の降段が完了したかを確認する（Ｓ１６９）。このＳ１６９において、車両１の降段が完了したか否かは、例えば、図示しない接地荷重センサ装置（入出力装置５５の一部）による車輪１２（１２Ｌ．１２Ｒ）の段差表面１００ａへの接地の検出によって判断することができる。

Ｓ１６９の処理により確認した結果、降段が未だ完了していなければ（Ｓ１６９：Ｎｏ）、回転駆動装置５２による車輪１２の正転駆動と、アクチュエータ１６ｄの短縮によるアーム１６ａの短縮との結果として、降段が完了したことが確認されるまで、Ｓ１６９による確認を繰り返す。その結果、車輪１２の正転及びアーム１６ａの短縮に伴って、車両１は、ウェイト１６ｂを支点として、段差表面１００ｃへと次第に降下していく。

そして、Ｓ１６９の処理により確認した結果、降段完了であれば（Ｓ１６９：Ｙｅｓ）、回転駆動装置５２による車輪１２の駆動を停止し（Ｓ１７０）、アーム１６ａが完全に短縮され、初期長さとなっているかを確認する（Ｓ１７１）。ここで、アーム１６ａの長さが初期長さでなければ（Ｓ１７１：Ｎｏ）、アクチュエータ１６ｄを短縮させてアーム１６ａの長さを短縮して（Ｓ１７４）、再度、Ｓ１７１の確認を行う。

Ｓ１７１の処理により確認した結果、アーム１６ａの長さが初期長さであれば（Ｓ１７１：Ｙｅｓ）アーム回転モータ５３ａを所定量だけ正転駆動することによって、バランサ部１６を鉛直上向きに戻し（Ｓ１７２）、昇降フラグ７３ａをオフして（Ｓ１７３）、この降段制御処理（Ｓ２６）を終了する。この降段制御処理（Ｓ２６）の実行によって、車両１は、上記した図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）→図８（ｄ）→図８（ｅ）の順で、段差１００を降段し、段差表面１００ｃ上に到達する。

なお、この降段制御処理（Ｓ２６）が開始されると、バランサ部１６は倒立振り子としてではなく、補助輪として機能することになるので、この降段制御処理（Ｓ２６）の実行中は、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいて回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行いつつ車両１を降段させる。

次に、図１８を参照して、上記した倒立振り子制御処理（Ｓ１０）について説明する。図１８は、メイン処理（図１０参照）の中で実行される倒立振り子制御処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。

図１８に示すように、この倒立振り子制御処理（Ｓ１０）では、まず、ジャイロセンササ６１から供給された検出結果に基づいて、搭乗部１１の傾斜角度θと角加速度θ’とを取得し（Ｓ２０１）、傾斜角度θの値が正負反転したかを確認する（Ｓ２０２）。なお、Ｓ２０２では、傾斜角度θの値がゼロ（安定状態）から、θ＞０又はθ＜０へ変化したことが検出された場合も、傾斜角度θが反転したとみなすものとする。

Ｓ２０２の処理により確認した結果、傾斜角度θの反転がなければ（Ｓ２０２：Ｎｏ）、この倒立振り子制御処理（Ｓ１０）を終了する。

一方で、Ｓ２０２の処理により確認した結果、傾斜角度θの反転があった場合には（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、Ｓ２０１において取得された角加速度θ’の値に基づいて、乗員Ｐ（搭乗部１１）をこの角加速度θ’で移動させるためのトルクＴ１を計算する（Ｓ２０３）。

Ｓ２０３の処理後、得られたトルクＴ１より大きいトルクＴ２をアーム回転モータ５３ａへ出力し（Ｓ２０４）、この倒立振り子制御処理（Ｓ１０）を終了する。

Ｓ２０４の結果として、バランサ部１６が、軸部材５３ｂを中心としてトルクＴ２のトルクで駆動されるので、乗員Ｐ（搭乗部１１）にはトルクＴ２の反力（−Ｔ２）が作用する。このときトルクＴ２は、トルクＴ１より大きい値とされているので、その反力（−Ｔ２）によって乗員Ｐ（搭乗部１１）が反対方向へ戻される。その結果、乗員Ｐ（搭乗部１１）の姿勢制御が図られる。

ここで、図１９を参照しつつ、上記した倒立振り子制御処理（Ｓ１０）による姿勢制御の原理について説明する。図１９は、倒立振り子制御処理（Ｓ１０）による姿勢制御の原理を説明するための模式図である。

図１９（図１９（ａ）〜図１９（ｄ））において、乗員Ｐの重量をｍ１、バランサ部１６の重量をｍ２とし、乗員Ｐの移動（傾斜）におけるトルク中心である車輪１２の中心（回転軸）から乗員Ｐの重心までの距離をｒ１、揺動（振り子運動）又は回動されるバランサ部１６のトルク中心である軸部材５３ｂ（回動軸）からバランサ部１６の重心までの距離をｒ２とする。

なお、乗員Ｐの質量ｍ１は、搭乗者が登場し、車輪１２を固定した状態での回転部分の全重量Ｍからバランサ部１６の重量ｍ２を減じた値である。また、バランサ部１６の重量ｍ２は、バランサ部１６全体の重量、即ち、ウェイト１６ｂだけでなく、そのウェイト１６ｂと一体になって揺動又は回動されるアーム１６ａ及び軸部材１６ｃを含む重量である。

また、図１９（図１９（ａ）〜図１９（ｄ））において、鉛直線に対する乗員Ｐの傾斜角度及び乗員Ｐの移動（傾斜）の角加速度は、それぞれ、ジャイロセンサ６１により検出される搭乗部１１の傾斜角度θ及び角加速度θ’に相当する。図１９（ａ）は、乗員Ｐの傾斜角度（搭乗部１１の傾斜角度θ）が、鉛直線に対して傾斜していない状態（θ＝０）、即ち、安定状態にある場合を示す図である。

図１９（ａ）に示すように、乗員Ｐの傾斜角度が安定状態にある場合には、上記した倒立振り子制御処理（図１８参照）におけるＳ２０２において傾斜角度θの正負反転が確認されないため、バランサ部１６は駆動されず、バランサ部１６の重心（以下、「バランサ重心」と称する）ｍ２と乗員Ｐの重心（以下、「乗員重心」と称する）ｍ１との釣り合いが取られる。

図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示した安定状態から、何らかの外力が加わったことにより、乗員重心ｍ１が、前方に角加速度θ’１（θ’＝θ’１）で傾斜角度θ１（θ＝θ１）に傾斜した状態を示す図である。

図１９（ｂ）に示すように、乗員重心が前方に移動すると、その移動（搭乗部１１の傾斜）はジャイロセンサ６１により検出され、その結果として、上記した倒立振り子制御処理（図１８参照）におけるＳ２０２においてθの値の正負反転が確認されることとなる。

その結果として、Ｓ２０３において乗員Ｐの移動（傾斜）に対するトルクＴ１が計算され、得られたトルクＴ１より大きなトルクＴ２がアーム回転モータ５３ａへ出力された結果として、図１９（ｃ）に示す状態が生じる。

この図１９（ｃ）は、図１９（ｂ）に示した状態に対して倒立振り子制御処理（図１８参照）におけるＳ２０２においてθの値の正負反転が確認された結果として、バランサ重心ｍ２が、前方に角加速度θ’２（θ’＝θ’２）で移動された状態を示す図である。

ここで、図１９（ｂ）に示した状態に対して計算されるトルクＴ１は、下記式（１）に従って計算される。

Ｔ１＝ｍ１×ｒ１^２×θ’１ …（１）

一方で、バランサ重心ｍ２の移動に対するトルクＴ２は、下記式（２）に従って計算される。

Ｔ２＝ｍ２×ｒ２^２×θ’２ …（２）

トルクＴ２＞トルクＴ１であれば、バランサ部１６を動かすための反力によって、乗員Ｐを後方（当初の傾斜方向とは反対側の方向）に移動（傾斜）させることができる。よって、上記式（１）及び（２）から、バランサ部１６を動かす角加速度θ’２が、θ’２＞Ｋ×θ’１（ただし、Ｋ＝（ｍ１×ｒ１^２）／（ｍ２×ｒ２^２））を満たす値であれば、乗員Ｐは、後方（当初の傾斜方向とは反対側の方向）に移動されて、図１９（ｃ）に示すように、鉛直線を越えて傾斜角度θ３（θ＝θ３）に傾斜される。

乗員Ｐの傾斜角度θが、θ１から、鉛直線を越えてθ３へ移動したことにより、倒立振り子制御処理（図１８参照）におけるＳ２０２において、再度、θの値の正負反転が確認される、Ｓ２０３において乗員Ｐの移動（傾斜）に対するトルクＴ１が計算され、得られたトルクＴ１より大きなトルクＴ２がアーム回転モータ５３ａへ出力され、図１９（ｄ）に示す状態が生じる。即ち、θ’４＞Ｋ×θ’３を満たす角加速度θ’４（θ’＝θ’４）でバランサ部１６が後方へ移動される。なお、図１９（ｄ）は、図１９（ｃ）に示した状態に対し、バランサ重心ｍ２が、後方に角加速度θ’４で移動された状態を示す図である。

θ’４＞Ｋ×θ’３を満たす角加速度θ’４（θ’＝θ’４）でバランサ部１６が後方へ移動された結果として、その反力によって、乗員Ｐは、前方に角加速度θ’５（θ’＝θ’５）で傾斜角度θ５（θ＝θ５）に移動される。

以後、倒立振り子制御処理（図１８参照）が繰り返し実行される間、乗員Ｐの鉛直線に対する傾斜角度θの反転がおいて検出される毎に、その際の乗員Ｐの移動の角加速度θ’に対応するトルクＴ２がアーム回転モータ５３ａに出力される。その結果、乗員Ｐの傾斜方向へのバランサ部１６の移動によって生じる反力で、乗員Ｐが鉛直線方向に戻す動作が繰り返される。そして、最終的には、乗員Ｐの傾斜角度θが次第に０に収束されて、図１９（ａ）に示す安定状態の姿勢に戻るのである。

なお、図１９では、理解を容易にするために、乗員Ｐの傾斜角度θを大きく図示しているが、実際には、倒立振り子制御処理（図７参照）は、メイン処理（図１０参照）の中で比較的短い時間間隔（数ミリ秒〜数百ミリ秒オーダー）で実行されるので、乗員Ｐ傾斜角度θは乗員Ｐにとってはわずかな動きでしかない。

以上、説明したように、本実施の形態における車両１は、バランサ部１６を、搭乗部１１の傾斜に応じて倒立振り子として機能させることができると共に、段差１００が検出された場合には、ウェイト１６ｂをウェイト１６ｂを路面２００、段差表面１００ａ、又は段差表面１００ｃに接地させて補助輪として機能させることによって、ウェイト１６ｂを支点として、車両１が段差１００を昇降することを可能とする。

よって、倒立振り子によって姿勢制御が行われる二輪車両では通常昇降し得ない段差の昇降の昇降が可能となる。その結果、昇降が不可能な段差を回避するための動作が不要となり、時間的及びエネルギー的な無駄を抑制することができるのである。

このように、本実施の形態における車両１は、一対の車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を有する二輪車を、都合に応じて、ウェイト１６ｂを補助輪とする三輪車として使い分けることができる。即ち、静止時や通常走行時には、低燃費で機敏に走行し得る省スペース車として二輪車を使用することができる一方で、通常では昇降し得ない段差が進路上にあった場合に、三輪車に変態させることによって、段差の昇降を可能にすることができる。

また、本実施の形態における車両１では、ウェイト１６ｂが、倒立振り子用の錘として機能すると共に、段差の昇降時には補助輪として機能するので、倒立振り子用のバランサと補助輪とを別々に設ける必要がなく、部品点数の低減による構造の簡素化を図ることができると共に、設置スペース的に有利である。その結果、部品コストや組立コストなどのコスト削減を図ることができると共に、軽量化及び小型化を図ることが可能となる。また、姿勢制御系統を一括化することができるので、制御の複雑化を防止できる。

なお、補助輪であるウェイト１６ｂを支点として車両１に段差１００を昇段させるための形態の１つとしては、上記実施の形態の中で説明した第２から第５の昇段形態のように、段差１００の側壁面１００ｂに車輪を接触させた状態で、車輪１２を進行方向に回転駆動させることにより、車輪１２とその車輪１２に接している側壁面１００ｂとの間に摩擦力が生じ、その摩擦力を、車両１が側壁面１００ｂから段差表面１００ａへ向かう推進力を利用する形態である。この形態によれば、車両１が側壁面１００ｂから段差表面１００ａへ向かう推進力が、ウェイト１２ｂを支点として車両１を持ち上げるための力として作用するので、結果として有効に車両１を昇段させることができる。

また、補助輪であるウェイト１６ｂを支点として車両１に段差１００を昇段させるための別の形態としては、上記実施の形態の中で説明した第４の昇段形態のように、ウェイト１６ｂを、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）に対して進行方向とは反対側の路面１００に接地させた状態で、ウェイト１６ｂを進行方向に回転駆動させることによって進行方向に向かう力を、ウェイト１６ｂを支点とする車体持ち上げの際に利用する形態である。この形態によれば、ウェイト１６ｂの回転駆動に応じて車両１が進行方向に向かう力が、ウェイト１２ｂを支点とする車両１の持ち上げるための力として作用するので、結果として有効に段差を昇段させることができる。

補助輪であるウェイト１６ｂを支点として車両１に段差１００を昇段させるためのさらに別の形態としては、上記実施の形態の中で説明した第１及び第３の昇段形態のように、段上表面１００ａ又は路面２００に接地したウェイト１６ｂをさらに回動させて、ウェイト１６ｂを段上表面１００ａ又は路面２００に押し付ける力を利用する形態である。

第３の昇段形態では、車輪１２に対して進行方向とは反対側の路面２００に接地させた状態でアーム１６ａが回動させ、ウェイト１６ｂが路面２００を押したことによって生じた上向きの反力を利用した。このような上向きの反力がウェイト１６ｂを支点して車両１を持ち上げるための力として作用し、その結果として、有効に車両１を段差表面１００ａ上に昇段させることができる。

一方で、第１の昇段形態では、段差表面１００ａにウェイト１６ｂを接地させた状態でウェイト１６ｂが段差表面１００ａを押すようにアーム１６ａを回動させた結果として、ウェイト１６ｂを支点として車両１が持ち上げられて、アーム１６ａの回動に応じて次第に段差表面１００ａへ移動し、最終的に、車両１を段差表面１００ａ上に昇段させることができる。

補助輪であるウェイト１６ｂを支点として車両１に段差１００を昇降させるためのさらに別の形態としては、上記実施の形態の中で説明した第１〜第３、及び第５の昇段形態や、降段形態（図８参照）のように、支点とするウェイト１６ｂにブレーキロック（回転の抑制）をかける形態である。支点とするウェイト１６ｂにブレーキロックをかけることによって、支点の安定性が向上するので、その結果として、車両１による段差１００の昇降を有効に実現することができる。

また、本実施の形態における車両１は、バランサ部１６のアーム１６ａを伸縮可能なアクチュエータ１６ｄを備えているので、車両１を昇段又は降段させる際に、支点となるウェイト１６ｂから車両１の本体部分（搭乗部１１や車輪１２など）までの長さを長くすることができる。その結果として、昇降可能な段差の高さの上限が高くなり、昇段可能な段差の範囲が広がる。

また、アクチュエータ１６ｄによって、通常走行時にはアーム１６ａの長さを短くし、段差昇降時にはアーム１６ａの長さを長くすることができるので、アーム１６ａやウェイト１６ｂなどから構成される倒立振り子兼補助輪を、設置スペースとして有利な搭乗部（座席）１１の下などに設定することが可能となり、車両の小型化を図ることが可能となる。

なお、このアクチュエータ１６ｄの存在によって、補助輪であるウェイト１６ｂを支点として車両１に段差１００を昇降させるための形態として、上記した形態とはさらに別の形態をとることが可能である。

例えば、上記実施の形態の中で説明した第５の昇段形態のように、ウェイト１６ｂを支点とする車両１の昇段を、アクチュエータ１６ｄの伸長によってアーム１６ａの長さを伸長させつつ行う形態である。この形態によれば、アーム１６ａの長さを伸長させることによって車両１に付与される上方向の力及び進行方向の力が、ウェイト１２ｂを支点して車両１を持ち上げる力として作用し、その結果として、有効に車両１を段差表面１００ａ上に昇段させることができる。

また、上記実施の形態の中で説明した降段形態（図８参照）のように、ウェイト１６ｂを支点とする車両１の降下を、アクチュエータ１６ｄの短縮によってアーム１６ａの長さを短縮させつつ行う形態である。この形態によれば、アーム１６ａによる支持力によって、車両１２が段差表面１００ｃ（段差下の表面）へ急激に降下（落下）することを防止できるので、車両１２を安定に路面２００からその路面２００より低い段差表面１００ｃへと降段させることができる。

なお、この降段形態（図８参照）では、アクチュエータ１６ｄを利用したアーム１６ａの短縮が、段差１００の側表面１００ｂへの車輪１２の接触を維持した状態で行われるので、上記したアーム１６ａによる支持力に加えて、車輪１２と側壁面１００ａとの間に生じる摩擦力が確実に発生するので、車両１２が段差表面１００ｃへ落下することを確実に防止することができる。

上記したように、補助輪であるウェイト１６ｂを支点として車両１に段差１００を昇段させるため形態としては、（１）ウェイト１６ｂを路面２００に接地させた上で、その路面２００より高い段差１００の側壁面１００ｂに車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を接触させ、回転駆動装置５２によって車輪１２を進行方向に駆動させること、（２）ウェイト１６ｂを路面２００に接地させた上で、ウェイト１６ｂを支持するアーム１６ａの長さをアクチュエータ１６ｄによって伸長又は短縮させること、（３）ウェイト１６ｂを路面２００に接地させた上で、ウェイト１６ｂを支持するアーム１６ａを、アーム回動モータ５３ａによって、ウェイト１６ｂが路面２００（段差を超える前の路面２００、又は段差上（段差下）の路面（段差表面１００ａ又は段差表面１００ｃ））を押す方向に回動させること、（４）ウェイト１６ｂを路面２００に接地させた上で、ウェイト駆動モータ５４ａによってウェイト１６ｂを回転駆動（正回転又は逆回転）させること、（５）ウェイト１６ｂを路面２００に接地させた上で、ブレーキロック機構５４ｂによってウェイト１６ｂの回転を抑制させること、などを適宜組み合わせることによって、種々の形態（本実施の形態では、第１から第５の昇降形態、及び降段形態）を取り得る。また、各昇降形態は、ウェイト１６ｂを路面に接地させる場合に、段差を超える前の路面、又は段差上（段差下）のいずれかに接地させるかによっても異なる昇降形態として形成される。

本実施の形態では、このような種々の昇降形態の中から、段差１００の状況（本実施の形態では、高さ）に応じて、１の昇降形態が適宜選択されるように構成されているので、不適当な昇降が行われることを回避することができ、時間的及びエネルギー的な無駄を省くことができる。

なお、請求項１記載の姿勢制御手段としては、倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）が該当すると共に、第１〜第５昇段処理（Ｓ２５，Ｓ２８，Ｓ３０，Ｓ３２，Ｓ３３）や降段処理（Ｓ２６）において、ジャイロセンサ６１により検出される傾斜角度θに基づいて回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量を演算によって求めることにより適宜調整し、それによって搭乗部１１の姿勢制御を行うことが該当する。また、請求項１記載のバランサ接地手段としては、Ｓ４１〜Ｓ４３，Ｓ６１〜Ｓ６３，Ｓ８１〜Ｓ８３，Ｓ１０１〜Ｓ１０３，Ｓ１２１〜Ｓ１２３，Ｓ１６１〜Ｓ１６４の処理が該当する。また、請求項１記載の昇降制御手段は、Ｓ４４〜Ｓ４７，Ｓ６４〜Ｓ６７，Ｓ８４〜Ｓ８９，Ｓ１０４〜Ｓ１０８，Ｓ１２４〜Ｓ１２８，Ｓ１６６〜Ｓ１７０の処理が該当する。

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

例えば、上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

また、上記実施の形態では、車両１が前進する場合の昇段制御処理（図１１参照）を示したが、車両１が後進する場合にも、バランサ部１６を補助輪として機能させて段差１００の昇段を行うことは可能である。この場合は、昇段制御処理（図１１参照）に対応するバック用の昇段制御処理を各処理（Ｓ５）の中で実行するように構成すればよい。ただし、バック用の昇段制御処理では、アーム回転モータ６５ａの回転駆動方向、車輪１２の回転駆動方向、ウェイト１６ｂの回転駆動方向が、上記した昇段制御処理（図１１参照）とは逆方向となる。

また、上記実施の形態では、段差１００の存在及びその高さを検出するための装置として、ミリ波レーダ装置６５を使用するように構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、レーザレーダ装置などのミリ波レーダ装置６５以外の対物検出可能な各種レーダ装置や、超音波センサ装置や赤外線センサ装置などの対物検出可能な各種センサ装置を使用することができる。また、車載カメラを搭載し、その撮像画像を用いる画像認識によって段差１００の存在及びその高さを検出するように構成してもよい。また、段差１００の存在の検出を、車輪１２又はウェイト１６ｂに設けた接地荷重センサによって行うように構成してもよい。

また、これらの段差１００の存在及びその高さを検出可能な装置は、１種類の装置の限定されず、複数種類の装置を設置することによって、段差１００の存在状況に関して複合的な判断を行うように構成してもよい。

また、ミリ波レーダ装置６５などの段差１００の存在及びその高さを検出可能な装置の設置箇所は、上記実施の形態において例示したような、搭乗部１１の下側面の前方及び後方に限定されるものではなく、必要に応じて設置箇所を適宜変えることは容易に相当可能である。また、段差１００の存在及びその高さを検出可能な装置の数もまた、特に限定されるものではなく、必要に応じて設置数を適宜設定すればよい。

上記した段差１００の存在及びその高さを検出可能な装置は、いずれも、上記実施の形態におけるＳ６６（昇段完了の確認）にも利用できる。また、軸部材５３ｂ回りに回動するアーム１６ａの絶対位置（絶対角度）を取得し、取得されたアーム１６ａの絶対位置が、アーム１６ａの長さに応じて決まるウェイト１６ｂ接地時のアーム１６ａの角度であった場合に、昇段完了と判断するように構成してもよい。アーム１６ａの絶対位置（絶対角度）を取得する方法としては、例えば、位置検出センサを、バランサ駆動装置５３の表面（アーム１６ａが突出している側の表面）に設置する方法が挙げられる。

また、上記実施の形態では、昇段の形態として、第１昇段制御処理（図１２参照）によって制御される第１の形態（図３参照）、第２昇段制御処理（図１３参照）によって制御される第２の形態（図４参照）、第３昇段制御処理（図１４参照）によって制御される第３の形態（図５参照）、第４昇段制御処理（図１５参照）によって制御される第４の形態（図６参照）、及び、第５昇段制御処理（図１６参照）によって制御される第５の形態（図７参照）を例示したが、昇段の形態はこれらに限定されない。

即ち、上記実施の形態では例示していない昇段形態、例えば、（ａ）第３の昇段形態において、さらに、アクチュエータ１６ｄの伸長によってアーム１６ａの長さを伸長させつつ昇段させる形態や、（ｂ）第３の昇段形態において、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけることに換えて、ウェイト駆動手段５４ａによって、路面２００に接地されたウェイト１６ｂを駆動する昇段形態や、（ｃ）第４の昇段形態において、さらに、アクチュエータ１６ｄの伸長によってアーム１６ａの長さを伸長させつつ昇段させる形態や、（ｄ）第５の昇段形態において、ウェイト駆動手段５４ａによって、路面２００に接地されたウェイト１６ｂを駆動すると共に、アーム回動モータ５３ａによって、アーム１６ａを、ウェイト１６ｂが路面２００を押す方向に回動させる昇段形態や、（ｆ）昇段を開始する前に、アーム１６ａが、段差１００の高さに応じた長さとなるようにアクチュエータ１６ｄを伸長する昇段形態や、（ｇ）第２の昇段形態において、車輪１２を回転駆動させることに換えて（即ち、車輪１２を駆動させずに）、路面に接地されたウェイト１６ｂを駆動する昇段形態などであってもよい。

あるいは、上記実施の形態では例示していない降段形態、例えば、（ａ）第１の昇段形態と同様に、ウェイト１６ｂを段差表面１００ｃに接地した後、ウェイト１６ｂが段差表面１００ｃを押す方向にアーム回転モータ５３ａを駆動することによって、車両１を持ち上げ、アーム回転モータ５３ａの駆動によるアーム１６ａの回動に伴って、車両１を段差表面１００ｃ側へ移動させ、その結果として、車両１を段差表面１００ｃ側に接地させる降段形態や、（ｂ）降段を開始する前に、アーム１６ａが、段差１００の高さに応じた長さとなるようにアクチュエータ１６ｄを伸長する降段形態などであってもよい。

あるいは、上記実施の形態において、昇段又は降段時に、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ４４，Ｓ６４，Ｓ８４，Ｓ１２４，Ｓ１６６）ことに換えて、ウェイト１６ｂの回転によって進行方向と逆向きに進む力が生じるようにウェイト駆動モータ５４ａを駆動するように構成してもよい。

例えば、上記実施の形態において例示した降段手段（図８参照）において、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかける（Ｓ１６６）ことに換えて、ウェイト駆動モータ５４ａを逆転駆動した場合には、車両１が段上表面１００ｃへ向けて降下する際に、段差１００の側表面１００ｂへの車輪の接触を確実に維持させることができるので、車両１がアーム１６ａによって確実に支えられ、その結果として、車両１を段上表面１００ｃへ安定に降段させることができる。

また、上記実施の形態において、昇段又は降段時に、ブレーキロック機構５４ｂによって、ウェイト１６ｂにブレーキロックをかけたり（Ｓ４４，Ｓ６４，Ｓ８４，Ｓ１２４，Ｓ１６６）、ウェイト駆動モータ５４ａによってウェイト１６ｂを回転させたり（ＳＳ１０５）することに換えて、ウェイト１６ｂを自由回転可能な状態にするように構成してもよい。

なお、上記実施の形態では、ウェイト１６ｂを回転駆動させるためのウェイト駆動モータ５４ａを有する構成としたが、ウェイト駆動モータ５４ａを有さず、ウェイト１６ｂを軸部材１６ｃ回りに自由回転する構成であってもよい。

また、上記実施の形態におけるＳ８５では、所定の反力が得られるように予め規定されている量でアーム回転モータ５３ａを駆動するように構成したが、段差１００の高さに応じた量でアーム回転モータ５３ａを駆動するように構成してもよい。

また、上記実施の形態では、アクチュエータ１６ｄとして、ボールねじ機構による伸縮式のアクチュエータとして構成される場合を説明したが、必ずしもこの形態に限られるものではなく、他の機構を利用することは当然可能である。

他の機構としては、例えば、クランク・スライダ機構（電動モータの回転運動をクランク機構により揺動運動に変換し、この揺動運動をスライダ機構により直線運動に変換することで、伸縮式のアクチュエータを得る機構）、ラック・ピニオン機構（電動モータによるピニオンの回転運動をラックに伝達し、ラックを直線運動させることにより、伸縮式のアクチュエータを得る構成）、或いは、カム機構（非円形のカムを電動モータで回転運動させ、その回転運動するカムが弾性ばね装置の力を受けながらすべり接触でリフタを直線運動させることにより、伸縮式のアクチュエータを得る機構）などが例示される。

また、上記実施の形態では、アクチュエータ１６ｄが電動アクチュエータにより構成される場合を説明したが、必ずしもこの形態に限られるものではなく、例えば、油圧を利用して油圧シリンダを伸縮させる油圧アクチュエータとして、アクチュエータ１６ｄを構成することは当然可能である。

また、上記実施形態では、バランサ部１６がアクチュエータ１６ｄを有する構成としたが、アクチュエータ１６ｄを有さない構成、即ち、アーム１６ａの長さが固定である構成であってもよい。

また、上記実施の形態では、乗員Ｐにより操作されるジョイスティック装置５１を、アームレスト１１ｂに執着される構成としたが、ジョイスティック装置５１に換えて、有線又は無線で制御装置７０に接続されるリモコン装置として構成してもよい。

また、上記実施の形態では、搭乗部１１の姿勢を検出するセンサとして、ジャイロセンサ６１を使用し、ジャイロセンサ６１により検出される搭乗部１１の傾斜角度θと角加速度θ’とをＣＰＵ７１へ出力するように構成したが、角加速度θ’のみを検出し、その値をＣＰＵ７１へ出力する構成であってもよい。なお、この場合、ＣＰＵ７１は、ジャイロセンサ６１から供給された角加速度θ’の値の蓄積によって角速度及び角度を算出し、その結果として傾斜角度θを得るようにすればよい。

また、上記実施の形態では、搭乗部１１の姿勢を検出するセンサとして、ジャイロセンサ６１を用いる構成としたが、ジャイロセンサ６１に換えて、液体ロータ型角加速度計や、渦電流式の角加速度計など、種々の角加速度計を利用できる。

ここで、液体ロータ型角加速度計は、サーボ型加速度計の振り子の代わりに液体の動きを検出し、この液体の動きをサーボ機構によりバランスさせるときのフィードバック電流から角加速度を測定するものである。また、渦電流式の角加速度計は、永久磁石を用いて磁気回路を構成し、この回路内に円筒型のアルミニウム製ロータを配置し、このロータの回転速度の変化に応じて発声する磁気起電力に基づいて角加速度を測定するものである。

また、上記実施の形態では、ミリ波レーダ装置６５により前方に段差１００が検出されなかった場合に実行される倒立振り子制御処理（Ｓ１０）では、バランサ部１６を倒立振り子として機能させることによって姿勢制御を行う構成であったが、回転駆動装置５２（Ｌモータ５２Ｌ，Ｒモータ５２Ｒ）の駆動量の制御を併用させて姿勢制御を行う構成であってもよい。

また、上記実施の形態では、ウェイト１６ｂは、軸部材１６ｃ回りには回転可能であるが、アーム１６ａの軸周りの回転については考慮されていない。このウェイト１６ｂが、軸部材１６ｃ回りにはだけでなく、アーム１６ａの軸回りに回転可能なキャスター（脚車）として構成されていてもよい。

（ａ）は、本発明の一実施の形態における車両の正面図であり、（ｂ）は、車両の側面図である。 （ａ）は、図１（ａ）を簡略化した正面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）を簡略化した側面図である。 バランサ部を用いて段差を昇段する場合の第１の形態を説明するための側面図である。 バランサ部を用いて段差を昇段する場合の第２の形態を説明するための側面図である。 バランサ部を用いて段差を昇段する場合の第３の形態を説明するための側面図である。 バランサ部を用いて段差を昇段する場合の第４の形態を説明するための側面図である。 バランサ部を用いて段差を昇段する場合の第５の形態を説明するための側面図である。 バランサ部を用いて段差を降段する場合説明するための側面図である。 車両の電気的構成を示すブロック図である。 車両の制御装置で実行されるメイン処理を示すフローチャートである。 図１０のメイン処理の中で実行される昇降制御処理を示すフローチャートである。 図１１の昇降制御処理の中で実行される第１昇段制御処理を示すフローチャートである。 図１１の昇降制御処理の中で実行される第２昇段制御処理を示すフローチャートである。 図１１の昇降制御処理の中で実行される第３昇段制御処理を示すフローチャートである。 図１１の昇降制御処理の中で実行される第４昇段制御処理を示すフローチャートである。 図１１の昇降制御処理の中で実行される第５昇段制御処理を示すフローチャートである。 図１１の昇降制御処理の中で実行される降段制御処理を示すフローチャートである。 図１０のメイン処理の中で実行される倒立振り子制御処理を示すフローチャートである。 倒立振り子制御処理による姿勢制御の原理を説明するための模式図である。

符号の説明

１１ 搭乗部（車体の一部）
１２ 車輪
１２Ｌ 左車輪（車輪）
１２Ｒ 右車輪（車輪）
１６ａ アーム
１６ｂ ウェイト（バランサ）
１６ｄ アクチュエータ（アーム伸縮手段）
５２ 回転駆動装置（車輪駆動手段）
５２Ｌ Ｌモータ（車輪駆動手段の一部）
５２Ｒ Ｒモータ（車輪駆動手段の一部）
５３ バランサ駆動装置（バランサ制御手段）
５３ａ アーム回転モータ（バランサ制御手段の一部）
５３ｂ 軸部材（回動軸）
５４ａ ウェイト駆動モータ（バランサ駆動手段）
５４ｂ ブレーキロック機構（バランサ駆動手段）
６１ ジャイロセンサ（傾斜検出手段）
６５ ミリ波レーダ装置（段差検出手段）

Claims (4)

1. 乗員が乗車可能な搭乗部を含む車体と、
   前記車体に設けられる一対の車輪と、
   前記車輪を駆動する車輪駆動手段と、
   回転可能に設けられたバランサと、
   そのバランサの位置を制御するバランサ制御手段と、
   前記車体の傾きを検出する傾斜検出手段と、
   その傾斜検出手段によって検出した傾きに応じて、前記車輪駆動制御手段及び／又は前記バランサ制御手段を用いて前記車体の姿勢制御を行う姿勢制御手段と、
   路面の段差を検出する段差検出手段と、
   その段差検出手段により段差が検出された場合に、前記バランサを路面に接地させるバランサ接地手段と、
   前記姿勢制御手段による姿勢制御を行いつつ、前記バランサ接地手段により接地させた前記バランサを支点として、前記車体を昇降させる昇降制御手段とを備えていることを特徴とする車両。
2. 車体に設けられた回動軸を中心として回動するアームを備え、
   前記バランサ位置制御手段は、前記アームの回動によって前記バランサの位置を制御し、
   前記昇降制御手段は、前記バランサ接地手段によりバランサを接地させた状態で、前記アームを回動させることによって前記車体を昇降させることを特徴とする請求項１記載の車両。
3. 車体に設けられた回動軸を中心として回動するアームと、
   前記アームを伸縮させるアーム伸縮手段とを備え、
   前記バランサ制御手段は、前記アームの回動によって前記バランサの位置を制御し、
   前記昇降制御手段は、前記バランサ接地手段によりバランサを接地させた状態で、前記アームを伸縮させることによって前記車体を昇降させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記バランサに回転駆動力を付与するバランサ駆動手段を備え、
   前記昇降制御手段は、前記バランサ制御手段によって前記バランサを駆動させる、又は、前記バランサの回転を抑制することにより、前記車体を昇降させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両。
   
   
   

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