JP2011070328A - 移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】断線の発生に伴い移動体の状態の連続性が損なわれる事態を防止する
【解決手段】上位制御部２００から配線５００を介して中間制御部４００に出力される指示信号を、中間制御部４００の指示信号記憶部４１３に記憶させ、この指示信号記憶部４１３に記憶されている指示信号に応じた制御信号を、電動モータのドライブ回路ユニットなどを含む制御ユニット５０に対して出力する。
【選択図】図２１

Description

本発明は、床面上を移動可能な移動体に関する。

モータに接続された駆動コイルに供給される電力の電圧値に基づき、駆動コイルが断線したか否かを検出し、駆動コイルが断線していることを検出した場合、駆動コイルに電力を供給させる制御を終了させ、断線等の移動にともなう装置の誤作動の発生を防ぐものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−７５５９６号公報 国際公開第０２／０４０２２６号パンフレット

しかしながら、移動体が移動している間に断線が発生した場合、移動体を移動させるための駆動部に対する制御が突然終了してしまうと、移動体が突然停止してしまう等、移動体の状態の連続性が損なわれるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、断線の発生に伴い移動体の状態の連続性が損なわれるという事態を防止するための移動体を提供することにある。

上記問題を解決するために、請求項１に記載した発明は、移動体（例えば、実施形態による全方向移動車両１）が、基体（例えば、実施形態による基体９）と、前記基体に取り付けられるとともに、駆動されることで前記基体を移動させる移動動作部と、前記移動動作部を駆動させる駆動部（例えば、実施形態によるアクチュエータ装置７）と、入力される指示信号に基づき前記駆動部を駆動させる第１制御部（例えば、実施形態による中間制御部４００および制御ユニット５０）と、配線を介して前記第１制御部と接続されており、前記指示信号を生成するとともに、前記配線を介して前記指示信号を前記第１制御部に出力する第２制御部（例えば、実施形態による上位制御部２００）と、を備え、前記第１制御部は、前記指示信号を表わす指示信号情報を記憶する指示信号記憶部を備え、前記指示信号のうち前記指示信号記憶部に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号を表わす記憶指示信号情報を参照して、前記配線を介して前記第２制御部から入力する前記指示情報が、前記指示信号記憶部に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号であるか否かを判断し、前記指示信号記憶部に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号であると判断した場合、前記配線を介して前記第２制御部から入力する前記指示情報を表わす情報を前記指示信号情報として前記指示信号記憶部に記憶させるとともに、前記指示信号記憶部から読み出した前記指示信号情報に基づいて、前記駆動部を制御するための制御信号を生成することを特徴とする。これにより、第１制御部は、第２制御部から入力された指示信号を記憶して、記憶した指示情報に基づいた制御信号を出力することができる。

請求項２に記載した発明は、前記第２制御部が、予め決められた周期性を前記指示信号に与えるための周期信号を生成する周期信号生成部（例えば、実施形態による周期信号生成部２１３）を備え、前記周期信号に基づき前記指示信号に周期的な情報を与えることを特徴とする。これにより、第２制御部は、第１制御部に周期的な情報を有する指示信号を出力する。

請求項３に記載した発明は、前記第２制御部が、予め決められた変調周波数で前記指示信号を変調することを特徴とする。これにより、第１制御部が、予め決められた変調周波数に基づき、第２制御部によって生成された周期的な情報を検出することができる。

請求項４に記載した発明は、前記第２制御部が、予め決められた電圧レベルの前記周期信号を周期的なタイミングで生成し、前記指示信号に前記周期信号を重畳して、前記第２制御部に出力することを特徴とする。これにより、第１制御部が、予め決められた電圧レベルに基づき、第２制御部によって生成された周期的な情報を検出することができる。

請求項５に記載した発明は、前記記憶指示信号情報が、前記駆動部を駆動させることを表わす指示信号を含むことを特徴とする。これにより、第１制御部は、駆動部を駆動させることを表わす指示信号を記憶して、この指示情報に基づいた制御信号を出力することができる。

請求項６に記載した発明は、前記基体に取り付けられるとともに、ユーザからの操作入力を受け付けて当該操作入力に応じた操作情報を得る操作部（例えば、実施形態による操作部３００）とをさらに備え、前記第２制御部は、前記操作部によって得られた操作情報に基づき前記指示信号を生成することを特徴とする。これにより、第２制御部が、操作部から出力される操作情報に基づき指示信号を生成し、第１制御部が、この指示信号に基づき操作情報を検出することができる。

請求項１に記載した発明によれば、第１制御部と第２制御部のとを接続する配線に断線が発生し、第２制御部から第１制御部に指示信号が出力されない事態が発生した場合であっても、第１制御部が指示信号記憶部に記憶されている指示信号を表わす情報に基づき、駆動部を制御することができる。よって、第１制御部と第２制御部のとを接続する配線に断線が発生し、第２制御部から第１制御部に指示信号が出力されない事態が発生した場合であっても、第１制御部が指示信号記憶部に記憶されている指示信号を表わす情報に基づき、駆動部を制御することができるため、移動動作部の状態の連続性を確保することができる。
請求項２に記載した発明によれば、第１制御部が、第２制御部から第１制御部に入力される指示信号に周期性を与え、第２制御部が、第１制御部によって周期性が検出された場合、断線が発生していないことを表わす正常状態であると判断し、周期性が検出された場合、断線が発生していることを表わす異常状態であると判断することができる。よって、移動体の断線を検出するとともに、断線発生時に移動体の状態の連続性を損なわせることを防止することができる。

請求項３に記載した発明によれば、指示信号に対して時系列に連続的な周期性を与えることができるため、第１制御部によって、より迅速に断線を検出することができる。
請求項４に記載した発明によれば、指示信号に対して時系列に断続的な周期性を与えることができるため、第２制御部から入力される信号に基づき、より正確に指示信号を表わす情報を検出することができる。

請求項５に記載した発明によれば、第１制御部によって駆動部が駆動されている途中に、断線が発生し、第２制御部から駆動部を駆動するための制御信号が第１制御部に出力されない場合であっても、第１制御部は、駆動部を駆動するための制御信号を出力し続けることができる。このため、駆動中の駆動部が、断線が発生することによって駆動が停止され、駆動されている移動体の状態の連続性が損なわれるという事態を回避することができる。
請求項６に記載した発明によれば、操作部から出力される操作情報に基づき動作している駆動部の状態の連続性が損なわれるという事態を回避することができる。

第１実施形態の全方向移動車両の正面図。 本実施形態の全方向移動車両の側面図。 本実施形態の全方向移動車両の下部を拡大して示す図。 本実施形態の全方向移動車両の下部の斜視図。 本実施形態の全方向移動車両の移動動作部（車輪体）の斜視図。 本実施形態の全方向移動車両の移動動作部（車輪体）とフリーローラとの配置関係を示す図。 本実施形態の全方向移動車両の制御ユニットの処理を示すフローチャート。 本実施形態の全方向移動車両の動力学的挙動を表現する倒立振子モデルを示す図。 図７のＳＴＥＰ９の処理に係わる処理機能を示すブロック図。 図９に示すゲイン調整部の処理機能を示すブロック図。 図１０に示すリミット処理部（又は図１２に示すリミット処理部）の処理機能を示すブロック図。 図９に示す重心速度制限部７６の処理機能を示すブロック図。 図９に示す姿勢制御演算部８０の処理機能を示すブロック図。 図９に示す要求重心速度生成部７４の処理を示すフローチャート。 図１４のＳＴＥＰ２３のサブルーチン処理を示すフローチャート。 図１５のＳＴＥＰ２３−５のサブルーチン処理を示すフローチャート。 図１５のＳＴＥＰ２３−５のサブルーチン処理を示すフローチャート。 図１５のＳＴＥＰ２３−６のサブルーチン処理を示すフローチャート。 図１４のＳＴＥＰ２４のサブルーチン処理を示すフローチャート。 図１４のＳＴＥＰ２５のサブルーチン処理を示すフローチャート。 実施形態の全方向移動車両の制御系の構成の一例を示す概略図。 図２１に示す信号受取器の構成の一例を示すブロック図。 図２１に示す信号受取器が利用する指示信号対応情報の一例を示す概略図。 図２１に示す制御系の指示状態遷移と制御状態遷移の一例を説明する参考図。 図２４に示す制御系の指示状態遷移と制御状態遷移の他の例を説明する参考図。 第２実施形態の二足歩行を行う移動動作部を備えるロボットの側面図。 図２６に示す制御系に適用可能な構成の一例を示す概略図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を以下に説明する。まず、図１〜図６を参照して、本実施形態における全方向移動車両の構造を説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態における全方向移動車両１は、乗員（運転者）の搭乗部３と、床面に接地しながら該床面上を全方向（前後方向及び左右方向を含む２次元的な全方向）に移動可能な移動動作部５と、この移動動作部５を駆動する動力を該移動動作部５に付与するアクチュエータ装置７（駆動部）と、これらの搭乗部３、移動動作部５及びアクチュエータ装置７が組付けられた基体９とを備える。

ここで、本実施形態の説明では、「前後方向」、「左右方向」は、それぞれ、搭乗部３に標準的な姿勢で搭乗した乗員の上体の前後方向、左右方向に一致もしくはほぼ一致する方向を意味する。なお、「標準的な姿勢」は、搭乗部３に関して設計的に想定されている姿勢であり、乗員の上体の体幹軸を概ね上下方向に向け、且つ、上体を捻ったりしていない姿勢である。
この場合、図１においては、「前後方向」、「左右方向」はそれぞれ、紙面に垂直な方向、紙面の左右方向であり、図２においては、「前後方向」、「左右方向」はそれぞれ、紙面の左右方向、紙面に垂直な方向である。また、本実施形態の説明では、参照符号に付する添え字「Ｒ」，「Ｌ」は、それぞれ車両１の右側、左側に対応するものという意味で使用する。

基体９は、移動動作部５及びアクチュエータ装置７が組付けられた下部フレーム１１と、この下部フレーム１１の上端から上方に延設された支柱フレーム１３とを備える。
支柱フレーム１３の上部には、該支柱フレーム１３から前方側に張り出したシートフレーム１５が固定されている。そして、このシートフレーム１５上に、乗員が着座するシート３が装着されている。本実施形態では、このシート３が乗員の搭乗部となっている。従って、本実施形態における全方向移動車両１（以降、単に車両１という）は、乗員がシート３に着座した状態で、床面上を移動するものである。

また、シート３の左右には、シート３に着座した乗員が必要に応じて把持するためのグリップ１７Ｒ，１７Ｌが配置され、これらのグリップ１７Ｒ，１７Ｌがそれぞれ、支柱フレーム１３（又はシートフレーム１５）から延設されたブラケット１９Ｒ，１９Ｌの先端部に固定されている。
下部フレーム１１は、左右方向に間隔を存して二股状に対向するように配置された一対のカバー部材２１Ｒ，２１Ｌを備える。これらのカバー部材２１Ｒ，２１Ｌの上端部（二股の分岐部分）は、前後方向の軸心を有するヒンジ軸２３を介して連結され、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの一方が他方に対して相対的にヒンジ軸２３の周りに揺動可能となっている。この場合、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌは、図示を省略するバネによって、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの下端部側（二股の先端側）が狭まる方向に付勢されている。
また、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌのそれぞれの外面部には、前記シート３に着座した乗員の右足を載せるステップ２５Ｒと左足を載せるステップ２５Ｌとが各々、右向き、左向きに張り出すように突設されている。

移動動作部５及びアクチュエータ装置７は、下部フレーム１１のカバー部材２１Ｒ，２１Ｌの間に配置されている。これらの移動動作部５及びアクチュエータ装置７の構造を図３〜図６を参照して説明する。
なお、本実施形態で例示する移動動作部５及びアクチュエータ装置７は、例えば前記特許文献２の図１に開示されているものと同じ構造のものである。従って、本実施形態の説明においては、移動動作部５及びアクチュエータ装置７の構成に関して、前記特許文献２に記載された事項については、簡略的な説明に留める。
本実施形態では、移動動作部５は、ゴム状弾性材により円環状に形成された車輪体であり、ほぼ円形の横断面形状を有する。この移動動作部５（以降、車輪体５という）は、その弾性変形によって、図５及び図６の矢印Ｙ１で示す如く、円形の横断面の中心Ｃ１（より詳しくは、円形の横断面中心Ｃ１を通って、車輪体５の軸心と同心となる円周線）の周りに回転可能となっている。

この車輪体５は、その軸心Ｃ２（車輪体５全体の直径方向に直交する軸心Ｃ２）を左右方向に向けた状態で、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの間に配置され、該車輪体５の外周面の下端部にて床面に接地する。
そして、車輪体５は、アクチュエータ装置７による駆動（詳細は後述する）によって、図５の矢印Ｙ２で示す如く車輪体５の軸心Ｃ２の周りに回転する動作（床面上を輪転する動作）と、車輪体５の横断面中心Ｃ１の周りに回転する動作とを行なうことが可能である。その結果、車輪体５は、それらの回転動作の複合動作によって、床面上を全方向に移動することが可能となっている。

アクチュエータ装置７は、車輪体５と右側のカバー部材２１Ｒとの間に介装される回転部材２７Ｒ及びフリーローラ２９Ｒと、車輪体５と左側のカバー部材２１Ｌとの間に介装される回転部材２７Ｌ及びフリーローラ２９Ｌと、回転部材２７Ｒ及びフリーローラ２９Ｒの上方に配置されたアクチュエータとしての電動モータ３１Ｒと、回転部材２７Ｌ及びフリーローラ２９Ｌの上方に配置されたアクチュエータとしての電動モータ３１Ｌとを備える。
電動モータ３１Ｒ，３１Ｌは、それぞれのハウジングがカバー部材２１Ｒ，２１Ｌに各々取付けられている。なお、図示は省略するが、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの電源（蓄電器）は、支柱フレーム１３等、基体９の適所に搭載されている。

回転部材２７Ｒは、左右方向の軸心を有する支軸３３Ｒを介してカバー部材２１Ｒに回転可能に支持されている。同様に、回転部材２７Ｌは、左右方向の軸心を有する支軸３３Ｌを介してカバー部材２１Ｌに回転可能に支持されている。この場合、回転部材２７Ｒの回転軸心（支軸３３Ｒの軸心）と、回転部材２７Ｌの回転軸心（支軸３３Ｌの軸心）とは同軸心である。
回転部材２７Ｒ，２７Ｌは、それぞれ電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの出力軸に、減速機としての機能を含む動力伝達機構を介して接続されており、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌからそれぞれ伝達される動力（トルク）によって回転駆動される。各動力伝達機構は、例えばプーリ・ベルト式のものである。すなわち、図３に示す如く、回転部材２７Ｒは、プーリ３５Ｒとベルト３７Ｒとを介して電動モータ３１Ｒの出力軸に接続されている。同様に、回転部材２７Ｌは、プーリ３５Ｌとベルト３７Ｌとを介して電動モータ３１Ｌの出力軸に接続されている。

なお、上記動力伝達機構は、例えば、スプロケットとリンクチェーンとにより構成されるもの、あるいは、複数のギヤにより構成されるものであってもよい。また、例えば、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを、それぞれの出力軸が各回転部材２７Ｒ，２７Ｌと同軸心になるように各回転部材２７Ｒ，２７Ｌに対向させて配置し、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの出力軸を回転部材２７Ｒ，２７Ｌに各々、減速機（遊星歯車装置等）を介して連結するようにしてもよい。

各回転部材２７Ｒ，２７Ｌは、車輪体５側に向かって縮径する円錐台と同様の形状に形成されており、その外周面がテーパ外周面３９Ｒ，３９Ｌとなっている。
回転部材２７Ｒのテーパ外周面３９Ｒの周囲には、回転部材２７Ｒと同心の円周上に等間隔で並ぶようにして、複数のフリーローラ２９Ｒが配列されている。そして、これらのフリーローラ２９Ｒは、それぞれ、ブラケット４１Ｒを介してテーパ外周面３９Ｒに取付けられ、該ブラケット４１Ｒに回転自在に支承されている。
同様に、回転部材２７Ｌのテーパ外周面３９Ｌの周囲には、回転部材２７Ｌと同心の円周上に等間隔で並ぶようにして、複数（フリーローラ２９Ｒと同数）のフリーローラ２９Ｌが配列されている。そして、これらのフリーローラ２９Ｌは、それぞれ、ブラケット４１Ｌを介してにテーパ外周面３９Ｌに取付けられ、該ブラケット４１Ｌに回転自在に支承されている。

前記車輪体５は、回転部材２７Ｒ側のフリーローラ２９Ｒと、回転部材２７Ｌ側のフリーローラ２９Ｌとの間に挟まれるようにして、回転部材２７Ｒ，２７Ｌと同軸心に配置されている。
この場合、図１及び図６に示すように、各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌは、その軸心Ｃ３が車輪体５の軸心Ｃ２に対して傾斜すると共に、車輪体５の直径方向（車輪体５をその軸心Ｃ２の方向で見たときに、該軸心Ｃ２と各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌとを結ぶ径方向）に対して傾斜する姿勢で配置されている。そして、このような姿勢で、各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌのそれぞれの外周面が車輪体５の内周面に斜め方向に圧接されている。
より一般的に言えば、右側のフリーローラ２９Ｒは、回転部材２７Ｒが軸心Ｃ２の周りに回転駆動されたときに、車輪体５との接触面で、軸心Ｃ２周りの方向の摩擦力成分（車輪体５の内周の接線方向の摩擦力成分）と、車輪体５の前記横断面中心Ｃ１の周り方向の摩擦力成分（円形の横断面の接線方向の摩擦力成分）とを車輪体５に作用させ得るような姿勢で、車輪体５の内周面に圧接されている。左側のフリーローラ２９Ｌについても同様である。

この場合、前記したように、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌは、図示しないバネによって、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの下端部側（二股の先端側）が狭まる方向に付勢されている。このため、この付勢力によって、右側のフリーローラ２９Ｒと左側のフリーローラ２９Ｌとの間に車輪体５が挟持されると共に、車輪体５に対する各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌの圧接状態（より詳しくはフリーローラ２９Ｒ，２９Ｌと車輪体５との間で摩擦力が作用し得る圧接状態）が維持される。

以上説明した構造を有する車両１においては、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌによりそれぞれ、回転部材２７Ｒ，２７Ｌを同方向に等速度で回転駆動した場合には、車輪体５が回転部材２７Ｒ，２７Ｌと同方向に軸心Ｃ２の周りに回転することとなる。これにより、車輪体５が床面上を前後方向に輪転して、車両１の全体が前後方向に移動することとなる。なお、この場合は、車輪体５は、その横断面中心Ｃ１の周りには回転しない。
また、例えば、回転部材２７Ｒ，２７Ｌを互いに逆方向に同じ大きさの速度で回転駆動した場合には、車輪体５は、その横断面中心Ｃ１の周りに回転することとなる。これにより、車輪体５がその軸心Ｃ２の方向（すなわち左右方向）に移動し、ひいては、車両１の全体が左右方向に移動することとなる。なお、この場合は、車輪体５は、その軸心Ｃ２の周りには回転しない。

さらに、回転部材２７Ｒ，２７Ｌを、互いに異なる速度（方向を含めた速度）で、同方向又は逆方向に回転駆動した場合には、車輪体５は、その軸心Ｃ２の周りに回転すると同時に、その横断面中心Ｃ１の周りに回転することとなる。
この時、これらの回転動作の複合動作（合成動作）によって、前後方向及び左右方向に対して傾斜した方向に車輪体５が移動し、ひいては、車両１の全体が車輪体５と同方向に移動することとなる。この場合の車輪体５の移動方向は、回転部材２７Ｒ，２７Ｌの回転方向を含めた回転速度（回転方向に応じて極性が定義された回転速度ベクトル）の差に依存して変化するものとなる。
以上のように車輪体５の移動動作が行なわれるので、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転速度（回転方向を含む）を制御し、ひいては回転部材２７Ｒ，２７Ｌの回転速度を制御することによって、車両１の移動速度及び移動方向を制御できることとなる。

次に、本実施形態の車両１の動作制御のための構成を説明する。なお、以降の説明では、図１及び図２に示すように、前後方向の水平軸をＸ軸、左右方向の水平軸をＹ軸、鉛直方向をＺ軸とするＸＹＺ座標系を想定し、前後方向、左右方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向と言うことがある。
まず、車両１の概略的な動作制御を説明すると、本実施形態では、基本的には、シート３に着座した乗員がその上体を傾けた場合（詳しくは、乗員と車両１とを合わせた全体の重心点の位置（水平面に投影した位置）を動かすように上体を傾けた場合）に、該上体を傾けた側に基体９がシート３と共に傾動する。そして、この時、基体９が傾いた側に車両１が移動するように、車輪体５の移動動作が制御される。例えば、乗員が上体を前傾させ、ひいては、基体９をシート３と共に前傾させると、車両１が前方に移動するように、車輪体５の移動動作が制御される。
すなわち、本実施形態では、乗員が上体を動かし、ひいては、シート３と共に基体９を傾動させるという動作が、車両１に対する１つの基本的な操縦操作（車両１の動作要求）とされ、その操縦操作に応じて車輪体５の移動動作がアクチュエータ装置７を介して制御される。

ここで、本実施形態の車両１は、その全体の接地面としての車輪体５の接地面が、車両１とこれに搭乗する乗員との全体を床面に投影した領域に比して面積が小さい単一の局所領域となり、その単一の局所領域だけに床反力が作用する。このため、基体９が傾倒しないようにするためには、乗員及び車両１の全体の重心点が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置するように、車輪体５を動かす必要がある。
そこで、本実施形態では、乗員及び車両１の全体の重心点が、車輪体５の中心点（軸心Ｃ２上の中心点）のほぼ真上に位置する状態（より正確には当該重心点が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態）での基体９の姿勢を目標姿勢とし、基本的には、基体９の実際の姿勢を目標姿勢に収束させるように、車輪体５の移動動作が制御される。

また、車両１を発進させる場合等において、アクチュエータ装置７による推進力とは別に、例えば乗員が必要に応じて自身の足により床を蹴り、それにより車両１の移動速度を増速させる推進力（乗員の足平と床との摩擦力による推進力）を、付加的な外力として車両１に作用させた場合には、それに応じて車両１の移動速度（より正確には、乗員及び車両の全体の重心点の移動速度）が増速するように、車輪体５の移動動作が制御される。なお、当該推進力の付加が停止された状態では、車両１の移動速度が一旦、一定速度に保持された後、減衰して、該車両１が停止するように、車輪体５の移動動作が制御される（車輪体５の制動制御が行なわれる）。
さらに、車両１に乗員が搭乗していない状態では、車両１の単体の重心点が、車輪体５の中心点（軸心Ｃ２上の中心点）のほぼ真上に位置する状態（より正確には当該重心点が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態）での基体９の姿勢を目標姿勢とし、該基体９の実際の姿勢を目標姿勢に収束させ、ひいては、基体９が傾倒することなく車両１が自立するように、車輪体５の移動動作が制御される。

本実施形態では、以上の如き車両１の動作制御を行なうために、図１及び図２に示すように、マイクロコンピュータや電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのドライブ回路ユニットなどを含む電子回路ユニットにより構成された制御ユニット５０と、基体９の所定の部位の鉛直方向（重力方向）に対する傾斜角θb及びその変化速度（＝dθb/dt）を計測するための傾斜センサ５２と、車両１に乗員が搭乗しているか否かを検知するための荷重センサ５４と、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの出力軸の回転角度及び回転角速度を検出するための角度センサとしてのロータリーエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌがそれぞれ、車両１の適所に搭載されている。
この場合、制御ユニット５０及び傾斜センサ５２は、例えば、基体９の支柱フレーム１３の内部に収容された状態で該支柱フレーム１３に取付けられている。また、荷重センサ５４は、シート３に内蔵されている。また、ロータリーエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌは、それぞれ、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌと一体に設けられている。なお、ロータリーエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌは、それぞれ、回転部材２７Ｒ，２７Ｌに装着してもよい。

この制御ユニット５０は、移動動作部５やアクチュエータ装置７が組付けられている付近に配置されており、図２に示す通り、支柱フレーム１３の下部フレーム１１に近い側に配置されている。
また、制御ユニット５０は、上位制御部２００（詳細について後述する）と配線５００を介して接続されている。

上位制御部２００は、基体９の支柱フレーム１３の内部に収容された状態で該支柱フレーム１３に取付けられており、制御ユニット５０よりも上方に配置されている。
この上位制御部２００は、基体９の上部に設けられた操作部３００と接続されている。

操作部３００は、ユーザからの操作入力を受け付け、この操作入力を表わす操作情報を得る。この操作部３００は、例えば、制御ユニット５０に対して電源（蓄電器）からの電力を、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌに供給して駆動させることを指示する電源オンボタン３０１と、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌへの供給を遮断して駆動を終了させることを指示する電源オフボタン３０２と、を含む。

なお、制御ユニット５０は、中間制御部（後述する）から入力される制御信号に基づき、移動動作部５を駆動させるようアクチュエータ装置７を制御する制御部であるとともに、上位制御部２００および中間制御部（後述する）によって制御される被制御部である。

上記傾斜センサ５２は、より詳しくは、加速度センサとジャイロセンサ等のレートセンサ（角速度センサ）とから構成され、これらのセンサの検出信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、傾斜センサ５２の加速度センサ及びレートセンサの出力を基に、所定の計測演算処理（これは公知の演算処理でよい）を実行することによって、傾斜センサ５２を搭載した部位（本実施形態では支柱フレーム１３）の、鉛直方向に対する傾斜角度θbの計測値とその変化速度（微分値）である傾斜角速度θbdotの計測値とを算出する。
この場合、計測する傾斜角度θb（以降、基体傾斜角度θbということがある）は、より詳しくは、それぞれ、Ｙ軸周り方向（ピッチ方向）の成分θb_xと、Ｘ軸周り方向（ロール方向）の成分θb_yとから成る。同様に、計測する傾斜角速度θbdot（以降、基体傾斜角速度θbdotということがある）も、Ｙ軸周り方向（ピッチ方向）の成分θbdot_x（＝dθb_x/dt）と、Ｘ軸周り方向（ロール方向）の成分θbdot_y（＝dθb_y/dt）とから成る。

なお、本実施形態の説明では、上記基体傾斜角度θbなど、Ｘ軸及びＹ軸の各方向（又は各軸周り方向）の成分を有する運動状態量等の変数、あるいは、該運動状態量に関連する係数等の変数に関しては、その各成分を区別して表記する場合に、該変数の参照符号に、添え字“_x”又は“_y”を付加する。
この場合において、並進速度等の並進運動に係わる変数については、そのＸ軸方向の成分に添え字“_x”を付加し、Ｙ軸方向の成分に添え字“_y”を付加する。

一方、角度、回転速度（角速度）、角加速度など、回転運動に係わる変数については、並進運動に係わる変数と添え字を揃えるために、便宜上、Ｙ軸周り方向の成分に添え字“_x”を付加し、Ｘ軸周り方向の成分に添え字“_y”を付加する。

さらに、Ｘ軸方向の成分（又はＹ軸周り方向の成分）と、Ｙ軸方向の成分（又はＸ軸周り方向の成分）との組として変数を表記する場合には、該変数の参照符号に添え字“_xy”を付加する。例えば、上記基体傾斜角度θbを、Ｙ軸周り方向の成分θb_xとＸ軸周り方向の成分θb_yの組として表現する場合には、「基体傾斜角度θb_xy」というように表記する。

前記荷重センサ５４は、乗員がシート３に着座した場合に該乗員の重量による荷重を受けるようにシート３に内蔵され、その荷重に応じた検出信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、この荷重センサ５４の出力により示される荷重の計測値に基づいて、車両１に乗員が搭乗しているか否かを判断する。
なお、荷重センサ５４の代わりに、例えば、乗員がシート３に着座したときにＯＮとなるようなスイッチ式のセンサを用いてもよい。

ロータリーエンコーダ５６Ｒは、電動モータ３１Ｒの出力軸が所定角度回転する毎にパルス信号を発生し、このパルス信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、そのパルス信号を基に、電動モータ５３Ｒの出力軸の回転角度を計測し、さらにその回転角度の計測値の時間的変化率（微分値）を電動モータ５３Ｒの回転角速度として計測する。電動モータ３１Ｌ側のロータリーエンコーダ５６Ｌについても同様である。

制御ユニット５０は、上記の各計測値を用いて所定の演算処理を実行することによって、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度の目標値である速度指令を決定し、その速度指令に従って、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度をフィードバック制御する。
なお、電動モータ３１Ｒの出力軸の回転角速度と、回転部材２７Ｒの回転角速度との間の関係は、該出力軸と回転部材２７Ｒとの間の一定値の減速比に応じた比例関係になるので、本実施形態の説明では、便宜上、電動モータ３１Ｒの回転角速度は、回転部材２７Ｒの回転角速度を意味するものとする。同様に、電動モータ３１Ｌの回転角速度は、回転部材２７Ｌの回転角速度を意味するものとする。

以下に、制御ユニット５０の制御処理をさらに詳細に説明する。
制御ユニット５０は、所定の制御処理周期で図７のフローチャートに示す処理（メインルーチン処理）を実行する。
まず、ＳＴＥＰ１において、制御ユニット５０は、傾斜センサ５２の出力を取得する。
次いで、ＳＴＥＰ２に進んで、制御ユニット５０は、取得した傾斜センサ５２の出力を基に、基体傾斜角度θbの計測値θb_xy_sと、基体傾斜角速度θbdotの計測値θbdot_xy_sとを算出する。
なお、以降の説明では、上記計測値θb_xy_sなど、変数（状態量）の実際の値の観測値（計測値又は推定値）を参照符号により表記する場合に、該変数の参照符号に、添え字“_s”を付加する。

次いで、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ３において、荷重センサ５４の出力を取得した後、ＳＴＥＰ４の判断処理を実行する。この判断処理においては、制御ユニット５０は、取得した荷重センサ５４の出力が示す荷重計測値があらかじめ設定された所定値よりも大きいか否かによって、車両１に乗員が搭乗しているか否か（シート３に乗員が着座しているか否か）を判断する。
そして、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的である場合には、基体傾斜角度θbの目標値θb_xy_objを設定する処理と、車両１の動作制御用の定数パラメータ（各種ゲインの基本値など）の値を設定する処理とを、それぞれＳＴＥＰ５、６で実行する。

ＳＴＥＰ５においては、制御ユニット５０は、基体傾斜角度θbの目標値θb_xy_objとして、あらかじめ定められた搭乗モード用の目標値を設定する。
ここで、「搭乗モード」は、車両１に乗員が搭乗している場合での車両１の動作モードを意味する。この搭乗モード用の目標値θb_xy_objは、車両１とシート３に着座した乗員との全体の重心点（以降、車両・乗員全体重心点という）が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態となる基体９の姿勢において、傾斜センサ５２の出力に基づき計測される基体傾斜角度θbの計測値θb_xy_sに一致又はほぼ一致するようにあらかじめ設定されている。
また、ＳＴＥＰ６においては、制御ユニット５０は、車両１の動作制御用の定数パラメータの値として、あらかじめ定められた搭乗モード用の値を設定する。なお、定数パラメータは、後述するｈx，ｈy，Ｋi_a_x，Ｋi_b_x，Ｋi_a_y，Ｋi_b_y（ｉ＝１，２，３）等である。

一方、ＳＴＥＰ４の判断結果が否定的である場合には、制御ユニット５０は、基体傾斜角度θb_xyの目標値θb_xy_objを設定する処理と、車両１の動作制御用の定数パラメータの値を設定する処理とを、ＳＴＥＰ７、８で実行する。
ＳＴＥＰ７においては、制御ユニット５０は、傾斜角度θbの目標値θb_xy_objとして、あらかじめ定められた自立モード用の目標値を設定する。

ここで、「自立モード」は、車両１に乗員が搭乗していない場合での車両１の動作モードを意味する。この自立モード用の目標値θb_xy_objは、車両１単体の重心点（以降、車両単体重心点という）が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態となる基体９の姿勢において、傾斜センサ５２の出力に基づき計測される基体傾斜角度θbの計測値θb_xy_sに一致又はほぼ一致するようにあらかじめ設定されている。この自立モード用の目標値θb_xy_objは、搭乗モード用の目標値θb_xy_objと一般的には異なる。

また、ＳＴＥＰ８においては、制御ユニット５０は、車両１の動作制御用の定数パラメータの値として、あらかじめ定められた自立モード用の値を設定する。この自立モード用の定数パラメータの値は、搭乗モード用の定数パラメータの値と異なる。
搭乗モードと自立モードとで、上記定数パラメータの値を異ならせるのは、それぞれのモードで上記重心点の高さや、全体質量等が異なることに起因して、制御入力に対する車両１の動作の応答特性が互いに異なるからである。

以上のＳＴＥＰ４〜８の処理によって、搭乗モード及び自立モードの動作モード毎に個別に、基体傾斜角度θb_xyの目標値θb_xy_objと定数パラメータの値とが設定される。
なお、ＳＴＥＰ５，６の処理、又はＳＴＥＰ７，８の処理は、制御処理周期毎に実行することは必須ではなく、ＳＴＥＰ４の判断結果が変化した場合にだけ実行するようにしてもよい。
補足すると、搭乗モード及び自立モードのいずれにおいても、基体傾斜角速度θbdotのＹ軸周り方向の成分θbdot_xの目標値とＸ軸周り方向の成分θbdot_yの目標値とは、いずれも“０”である。このため、基体傾斜角速度θbdot_xyの目標値を設定する処理は不要である。

以上の如くＳＴＥＰ５，６の処理、又はＳＴＥＰ７，８の処理を実行した後、制御ユニット５０は、次にＳＴＥＰ９において、車両制御演算処理を実行することによって、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの速度指令を決定する。この車両制御演算処理の詳細は後述する。
次いで、ＳＴＥＰ１０に進んで、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ９で決定した速度指令に応じて電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの動作制御処理を実行する。この動作制御処理では、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ９で決定した電動モータ３１Ｒの速度指令と、ロータリーエンコーダ５６Ｒの出力に基づき計測した電動モータ３１Ｒの回転速度の計測値との偏差に応じて、該偏差を“０”に収束させるように電動モータ３１Ｒの出力トルクの目標値（目標トルク）を決定する。そして、制御ユニット５０は、その目標トルクの出力トルクを電動モータ３１Ｒに出力させるように該電動モータ３１Ｒの通電電流を制御する。左側の電動モータ３１Ｌの動作制御についても同様である。
以上が、制御ユニット５０が実行する全体的な制御処理である。

次に、上記ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理の詳細を説明する。
なお、以降の説明においては、前記搭乗モードにおける車両・乗員全体重心点と、前記自立モードにおける車両単体重心点とを総称的に、車両系重心点という。該車両系重心点は、車両１の動作モードが搭乗モードである場合には、車両・乗員全体重心点を意味し、自立モードである場合には、車両単体重心点を意味する。

また、以降の説明では、制御ユニット５０が各制御処理周期で決定する値（更新する値）に関し、現在の（最新の）制御処理周期で決定する値を今回値、その１つ前の制御処理周期で決定した値を前回値ということがある。そして、今回値、前回値を特にことわらない値は、今回値を意味する。
また、Ｘ軸方向の速度及び加速度に関しては、前方向きを正の向きとし、Ｙ軸方向の速度及び加速度に関しては、左向きを正の向きとする。

本実施形態では、前記車両系重心点の動力学的な挙動（詳しくは、Ｙ軸方向からこれに直交する面（ＸＺ平面）に投影して見た挙動と、Ｘ軸方向からこれに直交する面（ＹＺ平面）に投影して見た挙動）が、近似的に、図８に示すような、倒立振子モデルの挙動（倒立振子の動力学的挙動）によって表現されるものとして、ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理が行なわれる。
なお、図８において、括弧を付していない参照符号は、Ｙ軸方向から見た倒立振子モデルに対応する参照符号であり、括弧付きの参照符号は、Ｘ軸方向から見た倒立振子モデルに対応する参照符号である。
この場合、Ｙ軸方向から見た挙動を表現する倒立振子モデルは、車両系重心点に位置する質点６０_xと、Ｙ軸方向に平行な回転軸６２a_xを有して床面上を輪転自在な仮想的な車輪６２_x（以降、仮想車輪６２_xという）とを備える。そして、質点６０_xが、仮想車輪６２_xの回転軸６２a_xに直線状のロッド６４_xを介して支持され、該回転軸６２a_xを支点として該回転軸６２a_xの周りに揺動自在とされている。

この倒立振子モデルでは、質点６０_xの運動が、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の運動に相当する。また、鉛直方向に対するロッド６４_xの傾斜角度θbe_xがＹ軸周り方向での基体傾斜角度計測値θb_x_sと基体傾斜角度目標値θb_x_objとの偏差θbe_x_s（＝θb_x_s−θb_x_obj）に一致するものとされる。また、ロッド６４_xの傾斜角度θbe_xの変化速度（＝dθbe_x/dt）がＹ軸周り方向の基体傾斜角速度計測値θbdot_x_sに一致するものとされる。また、仮想車輪６２_xの移動速度Ｖw_x（Ｘ軸方向の並進移動速度）は、車両１の車輪体５のＸ軸方向の移動速度に一致するものとされる。
同様に、Ｘ軸方向から見た挙動を表現する倒立振子モデル（図８の括弧付きの符号を参照）は、車両系重心点に位置する質点６０_yと、Ｘ軸方向に平行な回転軸６２a_yを有して床面上を輪転自在な仮想的な車輪６２_y（以降、仮想車輪６２_yという）とを備える。そして、質点６０_yが、仮想車輪６２_yの回転軸６２a_yに直線状のロッド６４_yを介して支持され、該回転軸６２a_yを支点として該回転軸６２a_yの周りに揺動自在とされている。

この倒立振子モデルでは、質点６０_yの運動が、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の運動に相当する。また、鉛直方向に対するロッド６４_yの傾斜角度θbe_yがＸ軸周り方向での基体傾斜角度計測値θb_y_sと基体傾斜角度目標値θb_y_objとの偏差θbe_y_s（＝θb_y_s−θb_y_obj）に一致するものとされる。また、ロッド６４_yの傾斜角度θbe_yの変化速度（＝dθbe_y/dt）がＸ軸周り方向の基体傾斜角速度計測値θbdot_y_sに一致するものとされる。また、仮想車輪６２_yの移動速度Ｖw_y（Ｙ軸方向の並進移動速度）は、車両１の車輪体５のＹ軸方向の移動速度に一致するものとされる。
なお、仮想車輪６２_x，６２_yは、それぞれ、あらかじめ定められた所定値Ｒw_x，Ｒw_yの半径を有するものとされる。
また、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度ωw_x，ωw_yと、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R，ω_L（より正確には、回転部材２７Ｒ，２７Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R，ω_L）との間には、次式０１ａ，０１ｂの関係が成立するものとされる。

ωw_x＝（ω_Ｒ＋ω_L）／２ ……式０１ａ
ωw_y＝Ｃ・（ω_Ｒ−ω_L）／２ ……式０１ｂ

なお、式０１ｂにおける“Ｃ”は、前記フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌと車輪体５との間の機構的な関係や滑りに依存する所定値の係数である。

ここで、図８に示す倒立振子モデルの動力学は、次式０３ｘ，０３ｙにより表現される。なお、式０３ｘは、Ｙ軸方向から見た倒立振子モデルの動力学を表現する式、式０３ｙは、Ｘ軸方向から見た倒立振子モデルの動力学を表現する式である。

ｄ²θbe_x／dt²＝α_x・θbe_x＋β_x・ωwdot_x ……式０３ｘ
ｄ²θbe_y／dt²＝α_y・θbe_y＋β_y・ωwdot_y ……式０３ｙ

式０３ｘにおけるωwdot_xは仮想車輪６２_xの回転角加速度（回転角速度ωw_xの１階微分値）、α_xは、質点６０_xの質量や高さｈ_xに依存する係数、β_xは、仮想車輪６２_xのイナーシャ（慣性モーメント）や半径Ｒw_xに依存する係数である。式０３ｙにおけるωwdot_y、α_y、β_yについても上記と同様である。
これらの式０３ｘ，０３ｙから判るように、倒立振子の質点６０_x，６０_yの運動（ひいては車両系重心点の運動）は、それぞれ、仮想車輪６２_xの回転角加速度ωwdot_x、仮想車輪６２_yの回転角加速度ωwdot_yに依存して規定される。
そこで、本実施形態では、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の運動を制御するための操作量（制御入力）として、仮想車輪６２_xの回転角加速度ωwdot_xを用いると共に、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の運動を制御するための操作量（制御入力）として、仮想車輪６２_yの回転角加速度ωwdot_yを用いる。

そして、ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理を概略的に説明すると、制御ユニット５０は、Ｘ軸方向で見た質点６０_xの運動と、Ｙ軸方向で見た質点６０_yの運動とが、車両系重心点の所望の運動に対応する運動となるように、操作量としての上記回転角加速度ωwdot_x，ωwdot_yの指令値（目標値）である仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdを決定する。さらに、制御ユニット５０は、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdをそれぞれ積分してなる値を、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度ωw_x，ωw_yの指令値（目標値）である仮想車輪回転角速度指令ωw_x_cmd，ωw_y_cmdとして決定する。
そして、制御ユニット５０は、仮想車輪回転角速度指令ωw_x_cmdに対応する仮想車輪６２_xの移動速度（＝Ｒw_x・ωw_x_cmd）と、仮想車輪回転角速度指令ωw_y_cmdに対応する仮想車輪６２_yの移動速度（＝Ｒw_y・ωw_y_cmd）とを、それぞれ、車両１の車輪体５のＸ軸方向の目標移動速度、Ｙ軸方向の目標移動速度とし、それらの目標移動速度を実現するように、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの速度指令ω_R_cmd，ω_L_cmdを決定する。

なお、本実施形態では、操作量（制御入力）としての上記仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdは、それぞれ、後述する式０７ｘ，０７ｙに示す如く、３個の操作量成分を加え合わせることによって決定される。

制御ユニット５０は、上記の如き、ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理を実行するための機能として、図９のブロック図で示す機能を備えている。
すなわち、制御ユニット５０は、基体傾斜角度計測値θb_xy_sと基体傾斜角度目標値θb_xy_objとの偏差である基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sを算出する偏差演算部７０と、前記車両系重心点の移動速度である重心速度Ｖb_xyの観測値としての重心速度推定値Ｖb_xy_sを算出する重心速度算出部７２と、乗員等による車両１の操縦操作（車両１に推進力を付加する操作）によって要求されていると推定される上記重心速度Ｖb_xyの要求値としての要求重心速度Ｖ_xy_aimを生成する要求重心速度生成部７４と、これらの重心速度推定値Ｖb_xy_s及び要求重心速度Ｖ_xy_aimから、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転角速度の許容範囲に応じた制限を加味して、重心速度Ｖb_xyの目標値としての制御用目標重心速度Ｖb_xy_mdfdを決定する重心速度制限部７６と、後述する式０７ｘ，０７ｙのゲイン係数の値を調整するためのゲイン調整パラメータＫr_xyを決定するゲイン調整部７８とを備える。

制御ユニット５０は、さらに、前記仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを算出する姿勢制御演算部８０と、この仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを、右側の電動モータ３１Ｒの速度指令ω_R_cmd（回転角速度の指令値）と左側の電動モータ３１Ｌの速度指令ω_L_cmd（回転角速度の指令値）との組に変換するモータ指令演算部８２とを備える。
なお、図９中の参照符号８４を付したものは、姿勢制御演算部７０が制御処理周期毎に算出する仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを入力する遅延要素を示している。該遅延要素８４は、各制御処理周期において、仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdの前回値ωw_xy_cmd_pを出力する。

前記ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理では、これらの上記の各処理部の処理が以下に説明するように実行される。
すなわち、制御ユニット５０は、まず、偏差演算部７０の処理と重心速度算出部７２の処理とを実行する。
偏差演算部７０には、前記ＳＴＥＰ２で算出された基体傾斜角度計測値θb_xy_s（θb_x_s及びθb_y_s）と、前記ＳＴＥＰ５又はＳＴＥＰ７で設定された目標値θb_xy_obj（θb_x_obj及びθb_y_obj）とが入力される。そして、偏差演算部７０は、θb_x_sからθb_x_objを減算することによって、Ｙ軸周り方向の基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s（＝θb_x_s−θb_x_obj）を算出すると共に、θb_y_sからθb_y_objを減算することによって、Ｘ軸周り方向の基体傾斜角度偏差計測値θbe_y_s（＝θb_y_s−θb_y_obj）を算出する。
なお、偏差演算部７０の処理は、ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理の前に行なうようにしてもよい。例えば、前記ＳＴＥＰ５又は７の処理の中で、偏差演算部７０の処理を実行してもよい。

前記重心速度算出部７２には、前記ＳＴＥＰ２で算出された基体傾斜角速度計測値θbdot_xy_s（θbdot_x_s及びθbdot_y_s）の今回値が入力されると共に、仮想車輪速度指令ωw_xy_cmdの前回値ωw_xy_cmd_p（ωw_x_cmd_p及びωw_y_cmd_p）が遅延要素８４から入力される。そして、重心速度算出部７２は、これらの入力値から、前記倒立振子モデルに基づく所定の演算式によって、重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）を算出する。
具体的には、重心速度算出部７２は、次式０５ｘ，０５ｙにより、Ｖb_x_s及びＶb_y_sをそれぞれ算出する。

Ｖb_x_s＝Ｒw_x・ωw_x_cmd_p＋ｈ_x・θbdot_x_s ……０５ｘ
Ｖb_y_s＝Ｒw_y・ωw_y_cmd_p＋ｈ_y・θbdot_y_s ……０５ｙ

これらの式０５ｘ，０５ｙにおいて、Ｒw_x，Ｒw_yは、前記したように、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの半径であり、これらの値は、あらかじめ設定された所定値である。また、ｈ_x，ｈ_yは、それぞれ倒立振子モデルの質点６０_x，６０_yの高さである。この場合、本実施形態では、車両系重心点の高さは、ほぼ一定に維持されるものとされる。そこで、ｈ_x，ｈ_yの値としては、それぞれ、あらかじめ設定された所定値が用いられる。補足すると、高さｈ_x，ｈ_yは、前記ＳＴＥＰ６又は８において値を設定する定数パラメータに含まれるものである。

上記式０５ｘの右辺の第１項は、仮想車輪６２_xの速度指令の前回値ωw_x_cmd_pに対応する該仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度であり、この移動速度は、車輪体５のＸ軸方向の実際の移動速度の現在値に相当するものである。また、式０５ｘの右辺の第２項は、基体９がＹ軸周り方向にθbdot_x_sの傾斜角速度で傾動することに起因して生じる車両系重心点のＸ軸方向の移動速度（車輪体５に対する相対的な移動速度）の現在値に相当するものである。これらのことは、式０５ｙについても同様である。
なお、前記ロータリーエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌの出力を基に計測される電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度の計測値（今回値）の組を、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度の組に変換し、それらの回転角速度を、式０５ｘ、０５ｙのωw_x_cmd_p、ωw_y_cmd_pの代わりに用いてもよい。ただし、回転角速度の計測値に含まれるノイズの影響を排除する上では、目標値であるωw_x_cmd_p、ωw_y_cmd_pを使用することが有利である。

次に、制御ユニット５０は、要求重心速度生成部７４の処理とゲイン調整部７８の処理とを実行する。この場合、要求重心速度生成部７４及びゲイン調整部７８には、それぞれ、重心速度算出部７２で上記の如く算出された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）が入力される。
そして、要求重心速度生成部７４は、詳細は後述するが、車両１の動作モードが搭乗モードである場合に、入力された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）を基に、要求重心速度Ｖ_xy_aim（Ｖ_x_aim，Ｖ_y_aim）を決定する。なお、本実施形態では、車両１の動作モードが自立モードである場合には、要求重心速度生成部７４は、要求重心速度Ｖ_x_aim及びＶ_y_aimをいずれも“０”とする。

また、ゲイン調整部７８は、入力された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）を基に、前記ゲイン調整パラメータＫr_xy（Ｋr_x及びＫr_y）を決定する。
このゲイン調整部７８の処理を図１０及び図１１を参照して以下に説明する。

図１０に示すように、ゲイン調整部７８は、入力された重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sをリミット処理部８６に入力する。このリミット処理部８６では、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度の許容範囲に応じた制限を適宜、加えることによって、出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1を生成する。出力値Ｖw_x_lim1は、前記仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度Ｖw_xの制限後の値、出力値Ｖw_y_lim1は、前記仮想車輪６２_yのＹ軸方向の移動速度Ｖw_yの制限後の値としての意味を持つ。
このリミット処理部８６の処理を、図１１を参照してさらに詳細に説明する。なお、図１１中の括弧付きの参照符号は、後述する重心速度制限部７６のリミット処理部１０４の処理を示すものであり、リミット処理部８６の処理に関する説明では無視してよい。

リミット処理部８６は、まず、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sをそれぞれ処理部８６a_x，８６a_yに入力する。処理部８６a_xは、Ｖb_x_sを仮想車輪６２_xの半径Ｒw_xで除算することによって、仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度をＶb_x_sに一致させたと仮定した場合の該仮想車輪６２_xの回転角速度ωw_x_sを算出する。同様に、処理部８６a_yは、仮想車輪６２_yのＹ軸方向の移動速度をＶb_y_sに一致させたと仮定した場合の該仮想車輪６２_yの回転角速度ωw_y_s（＝Ｖb_y_s／Ｒw_y）を算出する。
次いで、リミット処理部８６は、ωw_x_s，ωw_y_sの組を、ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂにより、電動モータ３１Ｒの回転角速度ω_R_sと電動モータ３１Ｌの回転角速度ω_L_sとの組に変換する。
この変換は、本実施形態では、前記式０１ａ，０１ｂのωw_x，ωw_y，ω_R，ω_Lをそれぞれ、ωw_x_s，ωw_y_s，ω_R_s，ω_L_sに置き換えて得られる連立方程式を、ω_R_s，ω_L_sを未知数として解くことにより行なわれる。

次いで、リミット処理部８６は、ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂの出力値ω_R_s，ω_L_sをそれぞれ、リミッタ８６c_R，８６c_Lに入力する。このとき、リミッタ８６c_Rは、ω_R_sが、あらかじめ設定された所定値の上限値（＞０）と下限値（＜０）とを有する右モータ用許容範囲内に収まっている場合には、ω_R_sをそのまま出力値ω_R_lim1として出力する。また、リミッタ８６c_Rは、ω_R_sが、右モータ用許容範囲から逸脱している場合には、該右モータ用許容範囲の上限値と下限値とのうちのω_R_sに近い方の境界値を出力値ω_R_lim1として出力する。これにより、リミッタ８６c_Rの出力値ω_R_lim1は、右モータ用許容範囲内の値に制限される。
同様に、リミッタ８６c_Lは、ω_L_sが、あらかじめ設定された所定値の上限値（＞０）と下限値（＜０）とを有する左モータ用許容範囲内に収まっている場合には、ω_L_sをそのまま出力値ω_L_lim1として出力する。また、リミッタ８６c_Lは、ω_L_sが、左モータ用許容範囲から逸脱している場合には、該左モータ用許容範囲の上限値と下限値とのうちのω_L_sに近い方の境界値を出力値ω_L_lim1として出力する。これにより、リミッタ８６c_Lの出力値ω_L_lim1は、左モータ用許容範囲内の値に制限される。
上記右モータ用許容範囲は右側の電動モータ３１Ｒの回転角速度（絶対値）が高くなり過ぎないようにし、ひいては、電動モータ３１Ｒが出力可能なトルクの最大値が低下するのを防止するために設定された許容範囲である。このことは、左モータ用許容範囲についても同様である。

次いで、リミット処理部８６は、リミッタ８６c_R，８６c_Lのそれぞれの出力値ω_R_lim1，ω_L_lim1の組を、ＲＬ−ＸＹ変換部８６ｄにより、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度ωw_x_lim1，ωw_y_lim1の組に変換する。
この変換は、前記ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂの変換処理の逆変換の処理である。この処理は、前記式０１ａ，０１ｂのωw_x，ωw_y，ω_R，ω_Lをそれぞれ、ωw_x_lim1，ωw_y_lim1，ω_R_lim1，ω_L_lim1に置き換えて得られる連立方程式を、ωw_x_lim1，ωw_y_lim1を未知数として解くことにより行なわれる。
次いで、リミット処理部８６は、ＲＬ−ＸＹ変換部８６ｄの出力値ωw_x_lim1，ωw_y_lim1をそれぞれ処理部８６e_x，８６e_yに入力する。処理部８６e_xは、ωw_x_lim1に仮想車輪６２_xの半径Ｒw_xを乗じることによって、ωw_x_lim1を仮想車輪６２_xの移動速度Ｖw_x_lim1に変換する。同様に、処理部８６e_yは、ωw_y_lim1を仮想車輪６２_yの移動速度Ｖw_y_lim1（＝ωw_y_lim1・Ｒw_y）に変換する。

以上のリミット処理部８６の処理によって、仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度Ｖw_xと、仮想車輪６２_yのＹ軸方向の移動速度Ｖw_yとをそれぞれ重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させたと仮定した場合（換言すれば、車輪体５のＸ軸方向の移動速度とＹ軸方向の移動速度とをそれぞれ、Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させたと仮定した場合）に、それらの移動速度を実現するために必要な電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R_s，ω_L_sが、両方とも、許容範囲内に収まっている場合には、Ｖb_x_s，Ｖb_y_sにそれぞれ一致する出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組がリミット処理部８６から出力される。

一方、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R_s，ω_L_sの両方又は一方が許容範囲から逸脱している場合には、その両方又は一方の回転角速度が強制的に許容範囲内に制限された上で、その制限後の電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R_lim1，ω_L_lim1の組に対応する、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動速度Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組がリミット処理部８６から出力される。
従って、リミット処理部８６は、その出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組に対応する電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲を逸脱しないことを必須の必要条件として、その必要条件下で可能な限り、出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1をそれぞれＶb_x_s，Ｖb_y_sに一致させるように、出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組を生成する。

図１０の説明に戻って、ゲイン調整部７８は、次に、演算部８８_x，８８_yの処理を実行する。演算部８８_xには、Ｘ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sと、リミット処理部８６の出力値Ｖw_x_lim1とが入力される。そして、演算部８８_xは、Ｖw_x_lim1からＶb_x_sを減算してなる値Ｖover_xを算出して出力する。また、演算部８８_yには、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖb_y_sと、リミット処理部８６の出力値Ｖw_y_lim1とが入力される。そして、演算部８８_yは、Ｖw_y_lim1からＶb_y_sを減算してなる値Ｖover_yを算出して出力する。
この場合、リミット処理部８６での出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の強制的な制限が行なわれなかった場合には、Ｖw_x_lim1＝Ｖb_x_s、Ｖw_y_lim1＝Ｖb_y_sとなるので、演算部８８_x，８８_yのそれぞれの出力値Ｖover_x，Ｖover_yはいずれも“０”となる。

一方、リミット処理部８６の出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1が、入力値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに対して強制的な制限を施して生成された場合には、Ｖw_x_lim1のＶb_x_sからの修正量（＝Ｖw_x_lim1−Ｖb_x_s）と、Ｖw_y_lim1のＶb_y_sからの修正量（＝Ｖw_y_lim1−Ｖb_y_s）とがそれぞれ、演算部８８_x，８８_yから出力される。
次いで、ゲイン調整部７８は、演算部８８_xの出力値Ｖover_xを処理部９０_x，９２_xに順番に通すことによって、ゲイン調整パラメータＫr_xを決定する。また、ゲイン調整部７８は、演算部８８_yの出力値Ｖover_yを処理部９０_y，９２_yに順番に通すことによって、ゲイン調整パラメータＫr_yを決定する。なお、ゲイン調整パラメータＫr_x，Ｋr_yは、いずれも“０”から“１”までの範囲内の値である。

上記処理部９０_xは、入力されるＶover_xの絶対値を算出して出力する。また、処理部９２_xは、その出力値Ｋr_xが入力値｜Ｖover_x｜に対して単調に増加し、且つ、飽和特性を有するようにＫr_xを生成する。該飽和特性は、入力値がある程度大きくなると、入力値の増加に対する出力値の変化量が“０”になるか、もしくは、“０”に近づく特性である。
この場合、本実施形態では、処理部９２_xは、入力値｜Ｖover_x｜があらかじめ設定された所定値以下である場合には、該入力値｜Ｖover_x｜に所定値の比例係数を乗じてなる値をＫr_xとして出力する。また、処理部９２_xは、入力値｜Ｖover_x｜が所定値よりも大きい場合には、“１”をＫr_xとして出力する。なお、上記比例係数は、｜Ｖover_x｜が所定値に一致するときに、｜Ｖover_x｜と比例係数との積が“１”になるように設定されている。
また、処理部９０_y，９２_yの処理は、それぞれ上記した処理部９０_x，９２_xの処理と同様である。

以上説明したゲイン調整部７８の処理によって、リミット処理部８６での出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の強制的な制限が行なわれなかった場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度Ｖw_x，Ｖw_yを、それぞれ、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させても、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲内に収まるような場合には、ゲイン調整パラメータＫr_x，Ｋr_yはいずれも“０”に決定される。

一方、リミット処理部８６の出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1が、入力値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに対して強制的な制限を施して生成された場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度Ｖw_x，Ｖw_yを、それぞれ、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させると、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのいずれかの回転角速度が許容範囲を逸脱してしまう場合（いずれかの回転角速度の絶対値が高くなり過ぎる場合）には、前記修正量Ｖover_x，Ｖover_yのそれぞれの絶対値に応じて、ゲイン調整パラメータＫr_x，Ｋr_yの値がそれぞれ決定される。この場合、Ｋr_xは、“１”を上限値して、修正量Ｖx_overの絶対値が大きいほど、大きな値になるように決定される。このことは、Ｋr_yについても同様である。

図９の説明に戻って、制御ユニット５０は、重心速度算出部７２及び要求重心速度生成部７４の処理を前記した如く実行した後、次に、重心速度制限部７６の処理を実行する。
この重心速度制限部７６には、重心速度算出部７２で算出された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）と、要求重心速度生成部７４で決定された要求重心速度Ｖ_xy_aim（Ｖ_x_aim及びＶ_y_aim）とが入力される。そして、重心速度制限部７６は、これらの入力値を使用して、図１２のブロック図で示す処理を実行することによって、制御用目標重心速度Ｖ_xy_mdfd（Ｖ_x_mdfd及びＶ_y_mdfd）を決定する。

具体的には、重心速度制限部７６は、まず、定常偏差算出部９４_x，９４_yの処理を実行する。
この場合、定常偏差算出部９４_xには、Ｘ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sが入力されると共に、Ｘ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdの前回値Ｖb_x_mdfd_pが遅延要素９６_xを介して入力される。そして、定常偏差算出部９４_xは、まず、入力されるＶb_x_sが比例・微分補償要素（ＰＤ補償要素）９４a_xに入力する。この比例・微分補償要素９４_xは、その伝達関数が１＋Ｋd・Ｓにより表される補償要素であり、入力されるＶb_x_sと、その微分値（時間的変化率）に所定値の係数Ｋdを乗じてなる値とを加算し、その加算結果の値を出力する。

次いで、定常偏差算出部９４_xは、入力されるＶb_x_mdfd_pを、比例・微分補償要素９４_xの出力値から減算してなる値を演算部９４b_xにより算出した後、この演算部９４b_xの出力値を、位相補償機能を有するローパスフィルタ９４c_xに入力する。このローパスフィルタ９４c_xは、伝達関数が（１＋Ｔ2・Ｓ）／（１＋Ｔ1・Ｓ）により表されるフィルタである。そして、定常偏差算出部９４_xは、このローパスフィルタ９４c_xの出力値Ｖb_x_prdを出力する。
また、定常偏差算出部９４_yには、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖb_y_sが入力されると共に、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdの前回値Ｖb_y_mdfd_pが遅延要素９６_yを介して入力される。
そして、定常偏差算出部９４_yは、上記した定常偏差算出部９４_xと同様に、比例・微分補償要素９４a_y、演算部９４b_y及びローパスフィルタ９４c_yの処理を順次実行し、ローパスフィルタ９４c_yの出力値Ｖb_y_prdを出力する。

ここで、定常偏差算出部９４_xの出力値Ｖb_x_prdは、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の現在の運動状態（換言すればＹ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_xの運動状態）から推測される、将来のＸ軸方向の重心速度推定値の収束予測値の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdに対する定常偏差としての意味を持つものである。同様に、定常偏差算出部９４_y出力値Ｖb_y_prdは、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の現在の運動状態（換言すればＸ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_yの運動状態）から推測される、将来のＹ軸方向の重心速度推定値の収束予測値の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdに対する定常偏差としての意味を持つものである。以降、定常偏差算出部９４_x，９４_yのそれぞれの出力値Ｖb_x_prd，Ｖb_y_prdを重心速度定常偏差予測値という。
重心速度制限部７６は、上記の如く定常偏差算出部９４_x，９４_yの処理を実行した後、定常偏差算出部９４_xの出力値Ｖb_x_prdに要求重心速度Ｖb_x_aimを加算する処理と、定常偏差算出部９４_yの出力値Ｖb_y_prdに要求重心速度Ｖb_y_aimを加算する処理とをそれぞれ、演算部９８_x，９８_yにより実行する。

従って、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tは、Ｘ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdに、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimを付加した速度となる。同様に、演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tは、Ｙ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_y_prdに、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimを付加した速度となる。
なお、車両１の動作モードが自立モードである場合等、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”である場合には、Ｘ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdがそのまま、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tとなる。同様に、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimが“０”である場合には、Ｙ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_y_prdがそのまま、演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tとなる。

次いで、重心速度制限部７６は、演算部９８_x，９８_yのそれぞれの出力値Ｖb_x_t，Ｖb_y_tを、リミット処理部１００に入力する。このリミット処理部１００の処理は、前記したゲイン調整部７８のリミット処理部８６の処理と同じである。この場合、図１１に括弧付きに参照符号で示す如く、リミット処理部１００の各処理部の入力値及び出力値だけがリミット処理部８６と相違する。
具体的には、リミット処理部１００では、前記仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの移動速度Ｖw_x，Ｖw_yを、Ｖb_x_t，Ｖb_y_tにそれぞれ一致させたと仮定した場合の各仮想車輪６２_x，６２_yの回転角速度ωw_x_t，ωw_y_tがそれぞれ処理部８６a_x，８６a_yにより算出される。そして、この回転角速度ωw_x_t，ωw_y_tの組が、ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂにより、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転角速度ω_R_t，ω_L_tの組に変換される。

さらに、これらの回転角速度ω_R_t，ω_L_tが、リミッタ８６c_R，８６c_Lによって、それぞれ、右モータ用許容範囲内の値と左モータ用許容範囲内の値とに制限される。そして、この制限処理後の値ω_R_lim2，ω_L_lim2が、ＲＬ−ＸＹ変換部８６ｄによって、仮想車輪６２_x，６２_yの回転角速度ωw_x_lim2，ωw_y_lim2に変換される。
次いで、この各回転角速度ωw_x_lim2，ωw_y_lim2に対応する各仮想車輪６２_x，６２_yの移動速度Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2がそれぞれ処理部８６e_x，８６e_yによって算出され、これらの移動速度Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2がリミット処理部１００から出力される。

以上のリミット処理部１００の処理によって、リミット処理部１００は、リミット処理部８６と同様に、その出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2の組に対応する電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲を逸脱しないことを必須の必要条件として、その必要条件下で可能な限り、出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2をそれぞれＶb_x_t，Ｖb_y_tに一致させるように、出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2の組を生成する。
なお、リミット処理部１００における右モータ用及び左モータ用の各許容範囲は、リミット処理部８６における各許容範囲と同一である必要はなく、互いに異なる許容範囲に設定されていてもよい。

図１２の説明に戻って、重心速度制限部７６は、次に、演算部１０２_x，１０２_yの処理を実行することによって、それぞれ制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdを算出する。この場合、演算部１０２_xは、リミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2から、Ｘ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdを減算してなる値をＸ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして算出する。同様に、演算部１０２_yは、リミット処理部１００の出力値Ｖw_y_lim2から、Ｙ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_y_prdを減算してなる値をＹ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdとして算出する。
以上のようにして決定される制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdは、リミット処理部１００での出力値Ｖ_x_lim2，Ｖ_y_lim2の強制的な制限が行なわれなかった場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度を、それぞれ、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tと演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tとに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させても、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲内に収まるような場合には、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimがそれぞれ、そのまま、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。

なお、この場合、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”であれば、Ｘ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdも“０”となり、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimが“０”であれば、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdも“０”となる。

一方、リミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2が、入力値Ｖb_x_t，Ｖb_y_tに対して強制的な制限を施して生成された場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度を、それぞれ、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tと演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tとに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させると、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのいずれかの回転角速度が許容範囲を逸脱してしまう場合（いずれかの回転角速度の絶対値が高くなり過ぎる場合）には、Ｘ軸方向については、リミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2の入力値Ｖb_x_tからの修正量（＝Ｖw_x_lim2−Ｖb_x_t）だけ、要求重心速度Ｖb_x_aimを補正してなる値（当該修正量をＶb_x_aimに加算した値）が、Ｘ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして決定される。

また、Ｙ軸方向については、リミット処理部１００の出力値Ｖw_y_lim2の入力値Ｖb_y_tからの修正量（＝Ｖw_y_lim2−Ｖb_y_t）だけ、要求重心速度Ｖb_y_aimを補正してなる値（当該修正量をＶb_y_aimに加算した値）が、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdとして決定される。
この場合において、例えばＸ軸方向の速度に関し、要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”でない場合には、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは、要求重心速度Ｖb_x_aimよりも“０”に近づくか、もしくは、要求重心速度Ｖb_x_aimと逆向きの速度となる。また、要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”である場合には、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは、定常偏差算出部９４_xが出力するＸ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdと逆向きの速度となる。これらのことは、Ｙ軸方向の速度に関しても同様である。
以上が、重心速度制限部７６の処理である。

図９の説明に戻って、制御ユニット５０は、以上の如く重心速度算出部７２、重心速度制限部７６、ゲイン調整部７８、及び偏差演算部７０の処理を実行した後、次に、姿勢制御演算部８０の処理を実行する。
この姿勢制御演算部８０の処理を、以下に図１３を参照して説明する。なお、図１３において、括弧を付していない参照符号は、Ｘ軸方向に輪転する仮想車輪６２_xの回転角速度の目標値である前記仮想車輪回転角速度指令ωw_x_comを決定する処理に係わる参照符号であり、括弧付きの参照符合は、Ｙ軸方向に輪転する仮想車輪６２_yの回転角速度の目標値である前記仮想車輪回転角速度指令ωw_y_comを決定する処理に係わる参照符号である。

姿勢制御演算部８０には、偏差演算部７０で算出された基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sと、前記ＳＴＥＰ２で算出された基体傾斜角速度計測値θbdot_xy_sと、重心速度算出部７２で算出された重心速度推定値Ｖb_xy_sと、重心速度制限部７６で算出された目標重心速度Ｖb_xy_cmdと、ゲイン調整部７８で算出されたゲイン調整パラメータＫr_xyとが入力される。
そして、姿勢制御演算部８０は、まず、これらの入力値を用いて、次式０７ｘ，０７ｙにより、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_xy_comを算出する。

ωwdot_x_cmd＝K1_x・θbe_x_s＋K2_x・θbdot_x_s
＋K3_x・(Ｖb_x_s−Ｖb_x_mdfd) ……式０７ｘ
ωwdot_y_cmd＝K1_y・θbe_y_s＋K2_y・θbdot_y_s
＋K3_y・(Ｖb_y_s−Ｖb_y_mdfd) ……式０７ｙ

従って、本実施形態では、Ｙ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_xの運動（ひいては、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の運動）を制御するための操作量（制御入力）としての仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_comと、Ｘ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_yの運動（ひいては、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の運動）を制御するための操作量（制御入力）としての仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_y_comとは、それぞれ、３つの操作量成分（式０７ｘ，０７ｙの右辺の３つの項）を加え合わせることによって決定される。
この場合、式０７ｘにおける各操作量成分に係わるゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ2_x，Ｋ3_xは、ゲイン調整パラメータＫr_xに応じて可変的に設定され、式０７ｙにおける各操作量成分に係わるゲイン係数Ｋ1_y，Ｋ2_y，Ｋ3_yは、ゲイン調整パラメータＫr_yに応じて可変的に設定される。以降、式０７ｘにおけるゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ2_x，Ｋ3_xのそれぞれを第１ゲイン係数Ｋ1_x、第２ゲイン係数Ｋ2_x、第３ゲイン係数Ｋ3_xということがある。このことは、式０７ｙにおけるゲイン係数Ｋ1_y，Ｋ2_y，Ｋ3_yについても同様とする。

式０７ｘにおける第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）と、式０７ｙにおける第ｉゲイン係数Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）とは、図１３中にただし書きで示した如く、次式０９ｘ、０９ｙにより、ゲイン調整パラメータＫr_x，Ｋr_yに応じて決定される。

Ｋi_x＝（１−Ｋr_x）・Ｋi_a_x＋Ｋr_x・Ｋi_b_x ……式０９ｘ
Ｋi_y＝（１−Ｋr_y）・Ｋi_a_y＋Ｋr_y・Ｋi_b_y ……式０９ｙ
（ｉ＝１，２，３）

ここで、式０９ｘにおけるＫi_a_x、Ｋi_b_xは、それぞれ、第ｉゲイン係数Ｋi_xの最小側（“０”に近い側）のゲイン係数値、最大側（“０”から離れる側）のゲイン係数値としてあらかじめ設定された定数値である。このことは、式０９ｙにおけるＫi_a_y、Ｋi_b_yについても同様である。
従って、式０７ｘの演算に用いる各第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）は、それぞれに対応する定数値Ｋi_a_x、Ｋi_b_xの重み付き平均値として決定される。そして、この場合、Ｋi_a_x、Ｋi_b_xにそれぞれ掛かる重みが、ゲイン調整パラメータＫr_xに応じて変化させられる。このため、Ｋr_x＝０である場合には、Ｋi_x＝Ｋi_a_xとなり、Ｋr_x＝１である場合には、Ｋi_x＝Ｋi_b_xとなる。そして、Ｋr_xが“０”から“１”に近づくに伴い、第ｉゲイン係数Ｋi_xはＫi_a_xからＫi_b_x近づいていく。

同様に、式０７ｙの演算に用いる各第ｉゲイン係数Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）は、それぞれに対応する定数値Ｋi_a_y、Ｋi_b_yの重み付き平均値として決定される。そして、この場合、Ｋi_a_y、Ｋi_b_yにそれぞれ掛かる重みが、ゲイン調整パラメータＫr_yに応じて変化させられる。このため、Ｋi_xの場合と同様に、Ｋr_yの値が“０”から“１”の間で変化するに伴い、第ｉゲイン係数Ｋi_yの値が、Ｋi_a_yとＫi_b_yとの間で変化する。
補足すると、上記定数値Ｋi_a_x、Ｋi_b_x及びＫi_a_y，Ｋi_b_y（ｉ＝１，２，３）は、前記ＳＴＥＰ６又は８において値が設定される定数パラメータに含まれるものである。
姿勢制御演算部８０は、上記の如く決定した第１〜第３ゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ2_x，Ｋ3_xを用いて前記式０７ｘの演算を行なうことで、Ｘ軸方向に輪転する仮想車輪６２_xに係わる仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmdを算出する。

さらに詳細には、図１３を参照して、姿勢制御演算部８０は、基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_sに第１ゲイン係数Ｋ1_xを乗じてなる操作量成分ｕ1_xと、基体傾斜角速度計測値θbdot_x_sに第２ゲイン係数Ｋ2_xを乗じてなる操作量成分ｕ2_xとをそれぞれ、処理部８０ａ，８０ｂで算出する。さらに、姿勢制御演算部８０は、重心速度推定値Ｖb_x_sと制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとの偏差（＝Ｖb_x_s−Ｖb_x_mdfd）を演算部８０ｄで算出し、この偏差に第３ゲイン係数Ｋ3_xを乗じてなる操作量成分ｕ3_xを処理部８０ｃで算出する。そして、姿勢制御演算部８０は、これらの操作量成分u1_x，ｕ2_x，ｕ3_xを演算部８０ｅにて加え合わせることにより、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_comを算出する。

同様に、姿勢制御演算部８０は、上記の如く決定した第１〜第３ゲイン係数Ｋ1_y，Ｋ2_y，Ｋ3_yを用いて前記式０７ｙの演算を行なうことで、Ｙ軸方向に輪転する仮想車輪６２_yに係わる仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_y_cmdを算出する。
この場合には、姿勢制御演算部８０は、基体傾斜角度偏差計測値θbe_y_sに第１ゲイン係数Ｋ1_yを乗じてなる操作量成分ｕ1_yと、基体傾斜角速度計測値θbdot_y_sに第２ゲイン係数Ｋ2_yを乗じてなる操作量成分ｕ2_yとをそれぞれ、処理部８０ａ，８０ｂで算出する。さらに、姿勢制御演算部８０は、重心速度推定値Ｖb_y_sと制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdとの偏差（＝Ｖb_y_s−Ｖb_y_mdfd）を演算部８０ｄで算出し、この偏差に第３ゲイン係数Ｋ3_yを乗じてなる操作量成分ｕ3_yを処理部８０ｃで算出する。そして、姿勢制御演算部８０は、これらの操作量成分u1_y，ｕ2_y，ｕ3_yを演算部８０ｅにて加え合わせることにより、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_y_comを算出する。

ここで、式０７ｘの右辺の第１項（＝第１操作量成分ｕ1_x）及び第２項（＝第２操作量成分ｕ2_x）は、Ｙ軸周り方向での基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_sを、フィードバック制御則としてのＰＤ則（比例・微分則）により“０”に収束させる（基体傾斜角度計測値θb_x_sを目標値θb_x_objに収束させる）ためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。
また、式０７ｘの右辺の第３項（＝第３操作量成分ｕ3_x）は、重心速度推定値Ｖb_x_sと目標重心速度Ｖb_x_mdfdとの偏差をフィードバック制御則としての比例則により“０”に収束させる（Ｖb_x_sをＶb_x_mdfdに収束させる）ためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。

これらのことは、式０７ｙの右辺の第１〜第３項（第１〜第３操作量成分ｕ1_y，ｕ2_y，ｕ3_y）についても同様である。
姿勢制御演算部８０は、上記の如く、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_com，ωwdot_y_comを算出した後、次に、これらのωwdot_x_com，ωwdot_y_comをそれぞれ積分器８０ｆにより積分することによって、前記仮想車輪回転速度指令ωw_x_com，ωw_y_comを決定する。
以上が姿勢安定化制御演算部８０の処理の詳細である。

補足すると、式０７ｘの右辺の第３項を、Ｖb_x_sに応じた操作量成分（＝K3_x・Ｖb_x_s）と、Ｖb_x_mdfdに応じた操作量成分（＝−K3_x・Ｖb_x_mdfd)とに分離した式によって、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_comを算出するようにしてよい。同様に、式０７ｙの右辺の第３項を、Ｖb_y_sに応じた操作量成分（＝K3_y・Ｖb_y_s）と、Ｖb_y_mdfdに応じた操作量成分（＝−K3_y・Ｖb_y_mdfd)とに分離した式によって、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_y_comを算出するようにしてよい。
また、本実施形態では、車両系重心点の挙動を制御するための操作量（制御入力）として、仮想車輪６２_x，６２_yの回転角加速度指令ωw_x_cmd，ωw_y_cmdを用いるようにしたが、例えば、仮想車輪６２_x，６２_yの駆動トルク、あるいは、この駆動トルクに各仮想車輪６２_x，６２_yの半径Ｒw_x，Ｒw_yを乗じてなる並進力（すなわち仮想車輪６２_x，６２_yと床面との間の摩擦力）を操作量として用いるようにしてもよい。

図９の説明に戻って、制御ユニット５０は、次に、姿勢安定化制御演算部８０で上記の如く決定した仮想車輪回転速度指令ωw_x_com，ωw_y_comをモータ指令演算部８２に入力し、該モータ指令演算部８２の処理を実行することによって、電動モータ３１Ｒの速度指令ω_R_comと電動モータ３１Ｌの速度指令ω_L_comとを決定する。このモータ指令演算部８２の処理は、前記リミット処理部８６（図１１参照）のＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂの処理と同じである。
具体的には、モータ指令演算部８２は、前記式０１ａ，０１ｂのωw_x，ωw_y，ω_R，ω_Lをそれぞれ、ωw_x_com，ωw_y_com，ω_R_cmd，ω_L_cmdに置き換えて得られる連立方程式を、ω_R_cmd，ω_L_cmdを未知数として解くことによって、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの速度指令ω_R_com，ω_L_comを決定する。
以上により前記ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理が完了する。

以上説明した如く制御ユニット５０が制御演算処理を実行することによって、前記搭乗モード及び自立モードのいずれの動作モードにおいても、基本的には、基体９の姿勢が、前記基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s，θbe_y_sの両方が“０”となる姿勢（以下、この姿勢を基本姿勢という）に保たれるように、換言すれば、車両系重心点（車両・乗員全体重心点又は車両単体重心点）の位置が、車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態に保たれるように、操作量（制御入力）としての仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_xy_comが決定される。より詳しく言えば、基体９の姿勢を前記基本姿勢に保ちつつ、車両系重心点の移動速度の推定値としての重心速度推定値Ｖb_xy_sを制御用目標重心速度Ｖb_xy_mdfdに収束させるように、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_xy_comが決定される。なお、制御用目標重心速度Ｖb_xy_mdfdは、通常は（詳しくは搭乗モードで乗員等が車両１の付加的な推進力を付与しない限り）、“０”である。この場合には、基体９の姿勢を前記基本姿勢に保ちつつ、車両系重心点がほぼ静止するように、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_xy_comが決定されることとなる。

そして、ωdotw_xy_comの各成分を積分してなる仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_comを変換してなる電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの速度指令ω_R_cmd，ω_L_cmdとして決定される。さらに、その速度指令ω_R_cmd，ω_L_cmdに従って、各電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転速度が制御される。ひいては車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度が、ωw_x_comに対応する仮想車輪６２_xの移動速度と、ωw_y_comに対応する仮想車輪６２_yの移動速度とに各々一致するように制御される。
このため、例えば、Ｙ軸周り方向で、実際の基体傾斜角度θb_xが目標値θb_x_objから前傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_x_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が前方に向かって移動する。同様に、実際のθb_xが目標値θb_x_objから後傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_x_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が後方に向かって移動する。

また、例えば、Ｘ軸周り方向で、実際の基体傾斜角度θb_yが目標値θb_y_objから右傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_y_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が右向きに移動する。同様に、実際のθb_yが目標値θb_y_objから左傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_y_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が左向きに移動する。
さらに、実際の基体傾斜角度θb_x，θb_yの両方が、それぞれ目標値θb_x_obj，θb_y_objからずれると、θb_xのずれを解消するための車輪体５の前後方向の移動動作と、θb_yのずれを解消するための車輪体５の左右方向の移動動作とが合成され、車輪体５がＸ軸方向及びＹ軸方向の合成方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に対して傾斜した方向）に移動することとなる。

このようにして、基体９が前記基本姿勢から傾くと、その傾いた側に向かって、車輪体５が移動することとなる。従って、例えば前記搭乗モードにおいて、乗員が意図的にその上体を傾けると、その傾けた側に、車輪体５が移動することとなる。
なお、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdが“０”である場合には、基体９の姿勢が基本姿勢に収束すると、車輪体５の移動もほぼ停止する。また、例えば、基体９のＹ軸周り方向の傾斜角度θb_xを基本姿勢から傾いた一定の角度に維持すると、車輪体５のＸ軸方向の移動速度は、その角度に対応する一定の移動速度（制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdと一定の定常偏差を有する移動速度）に収束する。このことは、基体９のＸ軸周り方向の傾斜角度θb_yを基本姿勢から傾いた一定の角度に維持した場合も同様である。

また、例えば、前記要求重心速度生成部７４で生成される要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimの両方が“０”となっている状況において、基体９の前記基本姿勢からの傾き量（基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s，θbe_y_s）が比較的大きくなり、それを解消し、もしくはその傾き量を維持するために必要な車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方の移動速度（これらの移動速度は、それぞれ、図１２に示した前記重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prd、Ｖb_y_prdに相当する）が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度を許容範囲から逸脱させてしまうような、過大な移動速度になるような状況では、該車輪体５の移動速度に対して逆向きとなる速度（詳しくは、Ｖw_x_lim2−Ｖb_x_prd及びＶw_y_lim2−Ｖb_y_prd）が制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。そして、制御入力を構成する操作量成分のうちの操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yが、この制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sをそれぞれ収束させるように決定される。このため、基体９の前記基本姿勢からの傾き量が過大になるのを予防し、ひいては、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度が高速になり過ぎるのが防止される。

さらに、前記ゲイン調整部７８では、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sの一方又は両方が大きくなり、ひいては、基体９の前記基本姿勢からの傾きを解消し、もしくはその傾き量を維持するために必要な車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方の移動速度が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度を許容範囲から逸脱させてしまうような、過大な移動速度になる恐れがある状況では、その逸脱が顕著になるほど（詳しくは、図１０に示すＶover_x，Ｖover_yの絶対値が大きくなるほど）、前記ゲイン調整パラメータＫr_x，Ｋr_yの一方又は両方が“０”から“１”に近づけられる。
この場合、前記式０９ｘにより算出される各第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）は、Ｋr_xが“１”に近づくほど、最小側の定数値Ｋi_a_xから最大側の定数値Ｋi_b_xに近づく。このことは、前記式０９ｙにより算出される各第ｉゲイン係数Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）についても同様である。

そして、上記ゲイン係数の絶対値が大きくなることによって、基体９の傾きの変化に対する操作量（仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmd）の感度が高まる。従って、基体９の基本姿勢からの傾き量が大きくなろうとすると、それを素早く解消するように、車輪体５の移動速度が制御されることとなる。従って、基体９が基本姿勢から大きく傾くことが強めに抑制され、ひいては、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方の移動速度が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度を許容範囲から逸脱させてしまうような、過大な移動速度になるのを防止することができる。

また、搭乗モードにおいて、要求重心速度生成部７４が、乗員等の操縦操作による要求に応じて要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aim（Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimの一方又は両方が“０”でない要求重心速度）を生成した場合には、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度が許容範囲を逸脱するような高速の回転角速度にならない限り（詳しくは図１２に示すＶw_x_lim2，Ｖw_y_lim2がＶb_x_t，Ｖb_y_tにそれぞれ一致する限り）、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimがそれぞれ前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。このため、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimを実現するように（実際の重心速度が要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimに近づくように）、車輪体５の移動速度が制御される。

次に、説明を後回しにした、前記要求重心速度生成部７４の処理の詳細を説明する。
要求重心速度生成部７４は、本実施形態では、車両１の動作モードが自立モードである場合には、前記したように、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimを“０”とする。
一方、要求重心速度生成部７４は、車両１の動作モードが搭乗モードである場合には、乗員等による車両１の操縦操作（車両１に推進力を付加する操作）に応じて、該操作により要求されると推定される要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimを決定する。
ここで、例えば、車両１の乗員が、車両１の発進時等において、車両１の移動速度（車両系重心点の移動速度）を積極的に増速させようとする場合には、自身の足により床を蹴り、それにより車両１に移動速度を増速させる推進力（乗員の足平と床との摩擦力による推進力）を車両１に付加する。あるいは、例えば、車両１の乗員の要求に応じて、外部の補助者等が、車両１にその移動速度を増速させる推進力を付加する場合もある。

このような場合に、要求重心速度生成部７４は、車両系重心点の実際の速度ベクトル（以降、重心速度ベクトル↑Ｖbという）の大きさ（絶対値）の時間的変化率に基づいて、車両１の移動速度を増加させる要求としての加速要求が発生したか否かを判断しつつ、それに応じて、↑Ｖbの目標値としての要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim（要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimを２つの成分とする速度ベクトル）を逐次決定する。
その処理を概略的に説明すると、上記加速要求が発生した場合には、該加速要求が解消するまでの間、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの大きさを増加させるように、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimが決定される。そして、上記加速要求が解消すると、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの大きさを段階的に減衰させていくように、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimが決定される。この場合、本実施形態では、基本的には、加速要求が解消してから、所定時間の期間、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの大きさが一定に保たれる。そして、その後に、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの大きさが“０”まで連続的に減衰させられる。なお、この減衰時には、適宜、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの向きがＸ軸方向に近づけられる。

このような処理を実行する要求重心速度生成部７４を、図１４〜図２０のフローチャートを参照して以下に詳細に説明する。
図１４を参照して、要求重心速度生成部７４は、まず、ＳＴＥＰ２１の処理を実行する。この処理では、要求重心速度生成部７４は、入力される重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを２つの成分とする速度ベクトル（実際の重心速度ベクトル↑Ｖbの観測値）である推定重心速度ベクトル↑Ｖb_sの大きさ｜↑Vb_s｜（＝sqrt(Ｖb_x_s²＋Ｖb_y_s²)）の時間的変化率（微分値）DVb_sを算出する。このDVb_sは、実際の重心速度ベクトル↑Ｖbの大きさの時間的変化率の観測値（推定値）としての意味を持つ。以降、DVb_sを推定重心速度絶対値変化率DVb_sという。なお、上記sqrt( )は、平方根関数である。
さらに、ＳＴＥＰ２１では、要求重心速度生成部７４は、入力される重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sのそれぞれの時間的変化率（微分値）である重心加速度推定値Ｖbdot_x_s，Ｖvdot_y_sを算出する。なお、Ｖbdot_x_s，Ｖvdot_y_sを２つの成分とするベクトルは、車両系重心点の実際の加速度ベクトルの観測値を意味する。

次いで、ＳＴＥＰ２２に進んで、要求重心速度生成部７４は、要求重心速度Ｖb_x_aimを算出するための現在の演算処理モードが、どのモードであるかを判断する。
ここで、本実施形態では、要求重心速度生成部７４は、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの基本値（以降、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1という）を決定した上で、この基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1に要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimを追従させるように（定常的には一致させるように）、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimを決定する。
上記演算処理モードは、上記基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1の決定の仕方の種別を表すものである。そして、本実施形態では、該演算処理モードとしては、制動モード、速度追従モード、速度ホールドモードの３種類のモードがある。

制動モードは、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1の大きさを“０”に減衰させていくか、又は“０”に保持するように↑Ｖb_aim1を決定するモードである。また、速度追従モードは、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1を、推定重心速度ベクトル↑Ｖb_sに追従させるように（一致又はほぼ一致させるように）決定するモードである。また、速度ホールドモードは、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1の大きさを一定に保つように↑Ｖb_aim1を決定するモードである。

なお、制御ユニット５０の起動時等に該制御ユニット５０が初期化された状態での演算処理モード（初期演算処理モード）は、制動モードである。
要求重心速度生成部７４は、上記ＳＴＥＰ２２において、現在の演算処理モードが制動モードである場合と、速度追従モードである場合と、速度ホールドモードである場合とで、それぞれ、次に、ＳＴＥＰ２３の演算処理、ＳＴＥＰ２４の演算処理、ＳＴＥＰ２５の演算処理を実行し、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1を決定する。

これらの各モードに対応する演算処理は、次のように実行される。
ＳＴＥＰ２３における制動モードの演算処理は、図１５のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、要求重心速度生成部７４は、まず、前記ＳＴＥＰ２１で算出した推定重心速度絶対値変化率DVb_sと、重心加速度推定値Ｖbdot_x_s，Ｖbdot_y_sとに関して、DVb_s＞DV1、且つ、｜Ｖbdot_x_s｜＞a1＊｜Ｖbdot_y_s｜という条件が成立するか否かをＳＴＥＰ２３−１で判断する。この判断処理は、車両１の移動速度を車両１の概略前後方向で増速させようとする加速要求が有るか否かを判断する処理である。
ここで、上記DV1は、あらかじめ設定された正の値の第１閾値DV1（＞０）である。そして、DVb_s＞DV1であるということは、実際の重心速度ベクトル↑Ｖbの大きさ｜↑Ｖb｜が第１閾値DV1よりも大きな時間的変化率で増加している状況を意味する。

また、上記a1は、あらかじめ設定された正の値の係数値である。そして、｜Ｖbdot_x_s｜＞a1＊｜Ｖbdot_y_s｜であるということは、車両系重心点の実際の加速度ベクトルが“０”でないＸ軸方向の成分を有し、且つ、該加速度ベクトルのＸ軸方向に対する鋭角側の角度（＝tan^-1(｜Ｖbdot_y_s｜／｜Ｖbdot_x_s｜)が、所定角度（＝tan^-1(１／a1)）よりも“０”に近い状況であることを意味する。本実施形態では、a1は、例えば“１”又はこれに近い値に設定されている。
従って、ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的になる状況は、乗員あるいは外部の補助者等により概略前後方向での重心速度ベクトル↑Ｖbの大きさを増加させようとする操縦操作（車両１に概略前後方向の推進力を付加する操縦操作）が行なわれている状況である。

ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が否定的となる場合、すなわち、車両１の加速要求（概略前後方向での車両１の加速要求）が無い場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−４の判断処理を実行する。
ＳＴＥＰ２３−４の判断処理では、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２１で算出した推定重心速度絶対値変化率DVb_sが、あらかじめ設定された負の値の第３閾値DV3（＜０）よりも小さいか否かを判断する。この判断処理は、車両１の乗員が重心速度ベクトル↑Ｖbの大きさを積極的に減少させようとする減速要求が発生したか否かを判断するものである。この場合、車両１の乗員が意図的に自身の足を接地させ、自身の足と床との間に車両１の制動方向の摩擦力を発生させたような場合にＳＴＥＰ２３−４の判断結果が肯定的になる。

そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−４の判断結果が否定的である場合（減速要求が発生していない場合）には、ＳＴＥＰ２３−５で第１制動演算処理を実行することによって、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1の大きさ｜↑Ｖb_aim1｜（以降、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜という）と方位角θvb_aim1（以降、基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1という）とを決定し、図１５の処理を終了する。また、ＳＴＥＰ２３−４の判断結果が肯定的である場合（減速要求が発生した場合には）、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−６で第２制動演算処理を実行することによって、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1とを決定し、図１５の処理を終了する。
なお、本実施形態では、基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1は、sin（θvb_aim1）＝Ｖb_x_aim1／｜↑Ｖb_aim1｜，cos（θvb_aim1）＝Ｖb_y_aim1／｜↑Ｖb_aim1｜となる角度（１８０°≦θVb_aim≦１８０°）として定義される。また、｜↑Ｖb_aim｜＝０である場合には、θVb_aim＝０°であるとする。
上記ＳＴＥＰ２３−５の第１制動演算処理は、図１６及び図１７のフローチャートに示す如く実行される。

この第１制動演算処理では、要求重心速度生成部７４は、まず、ＳＴＥＰ２３−５−１において基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜の前回値｜↑Ｖb_aim_p｜からあらかじめ設定された正の所定値ΔVb1だけ減少させてなる値を、｜↑Ｖb_aim1｜の候補値ABS_Vbとして算出する。ΔVb1は、制御処理周期毎の｜↑Ｖb_aim1｜の減少量（ひいては｜↑Ｖb_aim1｜の時間的変化率）を規定する設定値である。

次いで、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−２において、この候補値ABS_Vbと、“０”とのうちの大きい方の値max(０，ABS_Vb)を、｜↑Ｖb_aim1｜の今回値として決定する。従って、ABS_Vb≧０である場合には、ABS_Vbがそのまま｜↑Ｖb_aim1｜の今回値として決定され、ABS_Vb＜０である場合には、｜↑Ｖb_aim1｜の今回値は“０”とされる。

次いで、要求重心速度生成部７４は、上記の如く決定した｜↑Ｖb_aim1｜が“０”であるか否かをＳＴＥＰ２３−５−３で判断する。この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−５−４において、θvb_aim1の今回値を０°とし、図１６の処理を終了する。
ＳＴＥＰ２３−５−３の判断結果が否定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−５−５からの処理によって、θvb_aim1の前回値θvb_aim1_pの値が、０°≦θvb_aim1_p≦θth1+、θth1-≦θvb_aim1_p＜０°、θth2+≦θvb_aim1_p≦１８０°、−１８０°≦θvb_aim1_p≦θth2-、θth1+＜θvb_aim1_p＜θth2+、θth2-＜θvb_aim1_p＜θth1-のいずれの範囲内の値であるかに応じて、θvb_aim1の今回値を決定する。

ここで、θth1+は、０°と９０°との間の値であらかじめ設定された正の方位角閾値、θth1-は、０°と−９０°との間の値であらかじめ設定された負の方位角閾値、θth2+は、９０°と１８０°との間の値であらかじめ設定された正の方位角閾値、θth2-は、−９０°と−１８０°との間の値であらかじめ設定された負の方位角閾値である。本実施形態では、θth1+とθth1-とは、それらの絶対値が互いに同一の値（例えば４５°もしくはその近辺の角度値）に設定されている。また、θth2+とθth2-とは、それらの絶対値が互いに同一の値（例えば１３５°もしくはその近辺の角度値）に設定されている。なお、θth1+とθth1-との差（＝（θth1+）−（θth1-））と、θth2とθth2-との差（＝（θth2+）−（θth2-））とは、互いに同一である必要なない。

ＳＴＥＰ２３−５−５からの処理は以下に説明する如く実行される。すなわち、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−５において、０°≦θvb_aim1_p≦θth1+であるか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−６において、θvb_aim1の前回値θvb_aim1_pからあらかじめ設定された正の所定値Δθvb1だけ減少させてなる値を、θvb_aim1の候補値ANG_Vbとして算出する。Δθvb1は、制御処理周期毎のθvb_aim1の変化量（ひいてはθvb_aim1の時間的変化率）を規定する設定値である。
そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−７において、この候補値ANG_Vbと、０°とのうちの大きい方の角度値max(０，ANG_Vb)をθvb_aim1の今回値として決定し、図１６の処理を終了する。従って、ANG_Vb≧０°である場合には、ANG_Vbがそのままθvb_aim1の今回値として決定され、ANG_Vb＜０°である場合には、θvb_aim1の今回値は０°とされる。

ＳＴＥＰ２３−５−５の判断結果が否定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−５−８において、θth1-≦θvb_aim1_p＜０°であるか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−９において、θvb_aim1の前回値θvb_aim1_pから前記所定値Δθvb1だけ増加させてなる値を、θvb_aim1の候補値ANG_Vbとして算出する。
そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−１０において、この候補値ANG_Vbと、０°とのうちの小さい方の角度値min(０，ANG_Vb)をθvb_aim1の今回値として決定し、図１６の処理を終了する。従って、ANG_Vb≦０°である場合には、ANG_Vbがそのままθvb_aim1の今回値として決定され、ANG_Vb＞０°である場合には、θvb_aim1の今回値は０°とされる。

ＳＴＥＰ２３−５−８の判断結果が否定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、図１７のＳＴＥＰ２３−５−１１において、θth2+≦θvb_aim1_p≦１８０°であるか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−１２において、θvb_aim1の前回値θvb_aim1_pから前記所定値Δθvb1だけ増加させてなる値を、θvb_aim1の候補値ANG_Vbとして算出する。
そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−１３において、この候補値ANG_Vbと、０°とのうちの小さい方の角度値min(１８０，ANG_Vb)をθvb_aim1の今回値として決定し、図１７の処理を終了する。従って、ANG_Vb≦１８０°である場合には、ANG_Vbがそのままθvb_aim1の今回値として決定され、ANG_Vb＞１８０°である場合には、θvb_aim1の今回値は１８０°とされる。

ＳＴＥＰ２３−５−１１の判断結果が否定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−５−１４において、−１８０°≦θvb_aim1_p≦θth2-であるか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−１５において、θvb_aim1の前回値θvb_aim1_pから前記所定値Δθvb1だけ減少させてなる値を、θvb_aim1の候補値ANG_Vbとして算出する。
そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−１６において、この候補値ANG_Vbと、−１８０°とのうちの大きい方の角度値max(１８０，ANG_Vb)をθvb_aim1の今回値として決定し、図１７の処理を終了する。従って、ANG_Vb≧−１８０°である場合には、ANG_Vbがそのままθvb_aim1の今回値として決定され、ANG_Vb＜−１８０°である場合には、θvb_aim1の今回値は−１８０°とされる。

ＳＴＥＰ２３−５−１４の判断結果が否定的である場合、すなわち、θth1+＜θvb_aim1_p＜θth2+又はθth2-＜θvb_aim1_p＜θth1-である場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５−１７において、θvb_aim1の今回値を、前回値θvb_aim1_pと同じ値に決定し、図１７の処理を終了する。
以上が、ＳＴＥＰ２３−５の第１制動演算処理の詳細である。

一方、前記ＳＴＥＰ２３−６の第２制動演算処理は、図１８のフローチャートに示す如く実行される。
この第２制動演算処理では、要求重心速度生成部７４は、まず、ＳＴＥＰ２３−６−１において基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜の前回値｜↑Ｖb_aim_p｜からあらかじめ設定された正の所定値ΔVb2だけ減少させてなる値を、｜↑Ｖb_aim1｜の候補値ABS_Vbとして算出する。ΔVb2は、第２制動演算処理での、制御処理周期毎の｜↑Ｖb_aim1｜の減少量（ひいては｜↑Ｖb_aim1｜の時間的変化率）を規定する設定値である。この場合、ΔVb2は、前記第１制動演算処理で使用する所定値ΔVb1よりも大きな値に設定されている。

次いで、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−６−２において、前記ＳＴＥＰ２３−５−２と同様の処理を実行し、ＳＴＥＰ２３−６−１で算出した候補値ABS_Vbと、“０”とのうちの大きい方の値max(０，ABS_Vb)を、｜↑Ｖb_aim1｜の今回値として決定する。
次いで、要求重心速度生成部７４は、上記の如く決定した｜↑Ｖb_aim1｜が“０”であるか否かをＳＴＥＰ２３−６−３で判断する。この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−６−４において、θvb_aim1の今回値を“０”とし、図１８の処理を終了する。

また、ＳＴＥＰ２３−６−３の判断結果が否定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２３−６−５において、θvb_aim1の今回値を、前回値θvb_aim1_pと同じ値に決定し、図１８の処理を終了する。
以上が、ＳＴＥＰ２３−６の第２制動演算処理の詳細である。

図１５の説明に戻って、前記ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的である場合、すなわち、概略前後方向での車両１の加速要求が有る場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−２で基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1とを決定する。要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−３で演算処理モードを制動モードから速度追従モードに変更し、図１５の処理を終了する。
上記ＳＴＥＰ２３−２では、具体的には、前記推定重心速度ベクトル↑Ｖb_s（今回値）の大きさ｜↑Vb_s｜（＝sqrt(Ｖb_x_s²＋Ｖb_y_s²)）に、あらかじめ設定された所定値の比率γを乗じてなる値が、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜として決定される。上記比率γは、本実施形態では、“１”よりも若干小さい正の値（例えば０．８）に設定されている。

さらに、ＳＴＥＰ２３−２では、推定重心速度ベクトル↑Ｖb_sの方位角θvb_s（＝sin^-1(Ｖb_x_s／｜↑Vb_s｜)）がそのまま、基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1として決定される。従って、ＳＴＥＰ２３−２では、結果的には、推定重心速度ベクトル↑Ｖb_sに上記比率γを乗じてなるベクトルが、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1として決定されることとなる。
このようなＳＴＥＰ２３−２の処理は、｜↑Ｖb_x_aim1｜とθvb_aim1との決定の仕方を、次回の制御処理サイクルから開始する速度追従モードに合わせるものである。
なお、上記比率γの値が“１”よりも若干小さいことは必須ではなく、例えば、該比率γの値を“１”あるいはそれよりも若干大きい値に設定してもよい。本実施形態では、乗員が体感的（感覚的）に認識する車両１の移動速度が、実際の移動速度に比べて高速であるかのように認識されるのを防止するために、比率γの値を“１”よりも若干小さい値に設定している。
以上が、ＳＴＥＰ２３における制動モードの演算処理である。

なお、ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が否定的となる場合には、演算処理モードは変更されないので、次回の制御処理周期においても、演算処理モードは、制動モードに維持されることとなる。

次に、ＳＴＥＰ２４における速度追従モードの演算処理は、図１９のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、要求重心速度生成部７４は、まず、ＳＴＥＰ２４−１において、前記ＳＴＥＰ２３−４と同じ判断処理、すなわち、車両１の減速要求が発生したか否かの判断処理を実行する。
この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２４−６において、前記ＳＴＥＰ２３−６と同じ処理（図１８のフローチャートに示す処理）を実行することによって、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1とを決定する。さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−７において、演算処理モードを速度追従モードから制動モードに変更し、図１９の処理を終了する。

一方、前記ＳＴＥＰ２４−１の判断結果が否定的である場合、すなわち、車両１の減速要求が発生していない場合には、要求重心速度生成部７４は、次にＳＴＥＰ２４−２の処理を実行する。このＳＴＥＰ２４−２では、要求重心速度生成部７４は、前記ＳＴＥＰ２３−２と同じ処理を実行し、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1とを決定する。すなわち、｜↑Ｖb_x_s｜＊γが｜↑Ｖb_aim1｜として決定される共に、θvb_sがθvb_aim1として決定される。
次いで、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−３において、前記推定重心速度絶対値変化率DVb_s（ＳＴＥＰ２１で算出した値）が、あらかじめ設定された第２閾値DV2よりも小さいか否かを判断する。この第２閾値DV2は、本実施形態では、前記第３閾値DV3よりも大きい（DV3よりも“０”に近い）負の所定値に設定されている。なお、第２閾値DV2は、“０”もしくは“０”よりも若干大きい正の値（ただし、前記第１閾値DV1よりも小さい値）に設定されていてもよい。

このＳＴＥＰ２４−３の判断処理は、速度追従モードから、前記速度ホールドモードへの移行タイミングを判断するものである。そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−３の判断結果が否定的である場合には、そのまま図１９の処理を終了する。この場合には、演算処理モードは変更されないので、次回の制御処理周期においても、演算処理モードは、速度追従モードに維持されることとなる。
また、ＳＴＥＰ２４−３の判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、車両１の加速要求が完了したものとみなして、ＳＴＥＰ２４−４において、カウントダウンタイマを初期化する。そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−５にて演算処理モードを速度追従モードから速度ホールドモードに変更し、図１９の処理を終了する。

上記カウントダウンタイマは、次回の制御処理周期から開始する速度ホールドモードの開始後の経過時間を計時するタイマである。そして、ＳＴＥＰ２４−４では、該タイマの計時値CNTに、あらかじめ設定された初期値Ｔmがセットされる。初期値Ｔm_xは、速度ホールドモードを継続させようとする時間の設定値を意味する。
以上が、ＳＴＥＰ２４における速度追従モードの演算処理である。

次に、ＳＴＥＰ２５における速度ホールドモードの演算処理は、図２０のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、要求重心速度生成部７４は、まず、ＳＴＥＰ２５−１において、前記ＳＴＥＰ２３−４と同じ判断処理、すなわち、車両１の減速要求が発生したか否かの判断処理を実行する。
そして、このＳＴＥＰ２５−１の判断結果が肯定的である場合（車両１の減速要求が発生した場合）には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２５−２において、前記ＳＴＥＰ２３−６と同じ処理（図１８のフローチャートに示す処理）を実行することによって、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1とを決定する。さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−３において、演算処理モードを速度ホールドモードから制動モードに変更し、図２０の処理を終了する。

一方、前記ＳＴＥＰ２５−１の判断結果が否定的である場合（車両１の減速要求が発生していない場合）には、要求重心速度生成部７４は、前記ＳＴＥＰ２３−１と同じ判断処理、すなわち概略前後方向での車両１の加速要求が有るか否かの判断処理をＳＴＥＰ２５−４で実行する。
そして、ＳＴＥＰ２５−４の判断結果が肯定的である場合（概略前後方向での車両１の加速要求が再び発生した場合）には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−５において、前記ＳＴＥＰ２３−２と同じ処理を実行することによって、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度ベクトル方位角θvb_aim1とを決定する。すなわち、｜↑Ｖb_x_s｜＊γが｜↑Ｖb_aim1｜として決定される共に、θvb_sがθvb_aim1として決定される。

さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−６において、演算処理モードを速度ホールドモードから速度追従モードに変更し、図２０の処理を終了する。
前記ＳＴＥＰ２５−４の判断結果が否定的である場合（概略前後方向での加速要求が無い状態が継続している場合）には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−７において、前記カウントダウンタイマの計時値CNTをデクリメントする。すなわち、計時値CNTの現在値から所定値ΔＴ（制御処理周期の時間）を差し引くことによって、計時値CNTを更新する。

次いで、要求重心速度生成部７４は、カウントダウンタイマの計時値CNTが“０”よりも大きいか否か、すなわち、カウントダウンタイマの計時が終了したか否かをＳＴＥＰ２５−８にて判断する。
このＳＴＥＰ２５−８の判断結果が肯定的である場合は、速度ホールドモードが開始してから、カウントダウンタイマの前記初期値Ｔmにより表される時間が未だ経過していない場合である。この場合には、要求重心速度生成部７４は、演算処理モードを速度ホールドモードに維持するものとして、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度方位角θvb_aim1とをＳＴＥＰ２５−９にて決定し、図２０の処理を終了する。
この場合、ＳＴＥＰ２５−９では、｜↑Ｖb_aim1｜の今回値は、前回値｜↑Ｖb_aim1_p｜と同じ値に決定される。また、θvb_aim1の今回値は、前回値θvb_aim1_pと同じ値に決定される。従って、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1_pの前回値がそのまま、↑Ｖb_aim1の今回値の速度ベクトルとして決定される。

なお、ＳＴＥＰ２５−８の判断結果が肯定的である場合には、演算処理モードは変更されないので、次回の制御処理周期においても、演算処理モードは、速度ホールドモードに維持されることとなる。
前記ＳＴＥＰ２５−８の判断結果が否定的となった場合、すなわち、速度ホールドモードが開始してから、カウントダウンタイマの前記初期値Ｔmにより表される所定時間が経過した場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−１０において、前記ＳＴＥＰ２３−５と同じ処理（図１６及び図１７のフローチャートの処理）を実行することによって、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜と基本要求重心速度方位角θvb_aim1とを決定する。
さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−１１にて、演算処理モードを速度ホールドモードから制動モードに変更し、図２０の処理を終了する。
以上が、ＳＴＥＰ２５における速度ホールドモードの演算処理である。

図１４の説明に戻って、要求重心速度生成部７４は、以上の如くＳＴＥＰ２３〜２５のいずれかの演算処理を実行した後、次に、その演算処理により決定した｜↑Ｖb_aim1｜とθvb_aim1とをそれぞれフィルタに入力する処理（フィルタリング処理）をＳＴＥＰ２６にて実行する。
ここで、｜↑Ｖb_aim1｜とθvb_aim1とをそれぞれ入力するフィルタは、特に、演算処理モードが制動モードから速度追従モードに変更された直後に、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの大きさ｜↑Ｖb_aim｜と方位角θvb_aimとがステップ状に急変するのを防止するための一次遅れ特性のローパスフィルタである。この場合、｜↑Ｖb_aim｜を入力するフィルタの時定数は比較的短い時定数に設定されており、｜↑Ｖb_aim1｜が急変した直後以外の状況では該フィルタの出力値が｜↑Ｖb_aim1｜に一致又はほぼ一致するようになっている。θvb_aim1を入力するフィルタについても同様である。

そして、ＳＴＥＰ２６では、θvb_aim1を入力したフィルタの出力値が、そのまま、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの方位角θvb_aim（以降、要求重心速度ベクトル方位角θvb_aimという）として決定される。
次いで、ＳＴＥＰ２７に進んで、要求重心速度生成部７４は、｜↑Ｖb_aim1｜を入力したフィルタの出力値を、リミッタに通してなる値を、最終的に要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの大きさ｜↑Ｖb_aim｜（以降、要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim｜という）として決定する。この場合、該リミッタは、｜↑Ｖb_aim｜が過大になるのを防止するためのものであり、｜↑Ｖb_aim1｜を入力したフィルタの出力値があらかじめ設定された所定の上限値以下である場合には、該フィルタの出力値をそのまま｜↑Ｖb_aim｜として出力する。また、該リミッタは、フィルタの出力値が上記上限値を超えている場合には、該上限値を｜↑Ｖb_aim｜として出力する。換言すれば、該リミッタは、フィルタの出力値と上記上限値とのうちの小さい方の値を｜↑Ｖb_aim｜として出力する。

次いで、ＳＴＥＰ２８に進んで、要求重心速度生成部７４は、上記の如く決定した｜↑Ｖb_aim｜とθvb_aimとから、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimのＸ軸方向成分（Ｘ軸方向の要求重心速度）Ｖb_x_aimと、Ｙ軸方向の成分（Ｙ軸方向の要求重心速度）Ｖb_y_aimとを算出する。より詳しくは、｜↑Ｖb_aim｜＊sin(θvb_aim)がＶb_x_aimとして算出され、｜↑Ｖb_aim｜＊cos(θvb_aim)がＶb_y_aimとして算出される。
以上が要求重心速度生成部７４の処理の詳細である。

以上説明した要求重心速度生成部７４の処理によって、要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimは（ひいては要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aim）は、以下のような態様で決定されることとなる。
すなわち、例えば、車両１の移動速度を増速するために、乗員が自身の足平で床を蹴ることによって、あるいは、補助者等が車両１を押すことによって、車両１に対して、概略Ｘ軸方向の推進力（詳しくは、前記ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的となるような推進力）を付加した場合を想定する。
なお、推進力を付加する前の演算処理モードは、前記制動モードであるとする。また、ここでは、理解の便宜上、図１４のＳＴＥＰ２６で｜↑Ｖb_aim1｜を入力するフィルタの出力値は、ＳＴＥＰ２７でのリミッタによる強制的な制限がかからない程度の範囲内に収まる値（該リミッタの上限値以下の値）であるとする。同様に、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sが、前記リミット処理部１０４での出力値Ｖ_x_lim2，Ｖ_y_lim2の強制的な制限が行なわれない程度の範囲内に収まるものとする。

この場合、車両１に推進力を付加することによって、前記ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的となると、図１５のＳＴＥＰ２３−３の処理によって、演算処理モードが制動モードから速度追従モードに変更されることとなる。
この速度追従モードでは、減速要求が発生しない状況（ＳＴＥＰ２４−１の判断結果が否定的となる状況）で、推定重心速度ベクトル↑Ｖb_sの今回値（現在値）に、所定値の比率γを乗じてなるベクトル、すなわち、↑Ｖb_sよりも大きさが若干小さく、且つ、↑Ｖb_sと同じ向きの速度ベクトルが、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1として逐次決定される。

このため、要求重心速度生成部７４が逐次決定する要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimは、車両１に付加された推進力によって増速する（大きさが増加する）実際の重心速度ベクトル↑Ｖbにほぼ一致する速度ベクトル↑Ｖb_aim1（＝γ＊↑Ｖb_s）に追従するように、決定されることとなる。
そして、このように決定される要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とが前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。さらに、各仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmdにそれぞれ含まれる操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを各々収束させるように決定される。

この結果、乗員が車両１に付加した推進力による車両系重心点の実際の移動速度の増速（概略前後方向での増速）が該推進力による要求に即して速やかに行なわれるように、車輪体５の移動速度が制御されることとなる。従って、車両１が付加された推進力によって円滑に加速することとなる。
なお、速度追従モードにおいて、車両１に制動力を付加することによって、図１９のＳＴＥＰ２４−１の判断結果が肯定的になると（減速要求が発生すると）、演算処理モードが前記制動モードに変化する。このため、車両１の移動速度が減衰していくこととなる。この場合、減速要求の発生中は、ＳＴＥＰ２３−６の第２制動演算処理（図１８の処理）によって、｜↑Ｖb_aim1｜とθvb_aim1とが決定されるので、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1、あるいはこれに追従する要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimは、その向きを一定に保ったまま、大きさが一定の時間的変化率（前記所定値ΔVb2により規定される時間的変化率）で減衰していくように決定されることとなる。

次に、速度追従モードにおいて、車両１への推進力の付加が終了し、推定重心速度絶対値変化率DVb_sが前記第２閾値DV2よりも小さくなると（図１９のＳＴＥＰ２４−３の判断結果が肯定的になると）、図１９のＳＴＥＰ２４−５の処理によって、演算処理モードが速度追従モードから速度ホールドモードに変更されることとなる。
この速度ホールドモードでは、加速要求及び減速要求が発生しない状況（図１９のＳＴＥＰ２５−１、２５−４の判断結果がいずれも否定的となる状況）で、カウントダウンタイマの計時が終了するまで、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1は、前回値の速度ベクトル↑Ｖb_aim1_pと同じ速度ベクトルに設定される。

従って、速度ホールドモードの開始後、カウントダウンタイマの計時が終了するまでの所定時間（カウントダウンタイマの初期値Ｔmの時間）の期間において、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1は、速度ホールドモードが開始する直前に決定された速度ベクトルと同じ速度ベクトルで一定に保持されることとなる。
このため、↑Ｖb_aim1に追従するように決定される要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimも、一定の速度ベクトル（速度ホールドモードが開始する直前に決定された↑Ｖb_aimと一致又はほぼ一致する速度ベクトル）に保たれるように決定されることとなる。

そして、上記の如く決定される要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とが前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。さらに、各仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmdにそれぞれ含まれる操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを各々収束させるように決定される。
この結果、車両１の増速後に、カウントダウンタイマの計時が終了するまでの期間（前記初期値Ｔmにより表される時間の期間）において、乗員の上体の姿勢の頻繁な調整を必要とすることなく、車両系重心点の実際の速度ベクトル↑Ｖbの大きさ及び向きが一定に保たれるように該車輪体５の移動速度が制御されることとなる。従って、この状況での車両１の実際の走行状態は、乗員がその上体を積極的に動かすような操縦操作をせずとも、ほぼ一定の速度ベクトルで滑走するような状態となる。

なお、速度ホールドモードにおいて、再び車両１に概略前後方向の推進力を付加することによって、図２０のＳＴＥＰ２５−４の判断結果が肯定的になると（加速要求が発生すると）、演算処理モードが前記速度追従モードに戻る。このため、車両１が再び概略前後方向で加速することとなる。
また、速度ホールドモードにおいて、車両１に制動力を付加することによって、図２０のＳＴＥＰ２５−１の判断結果が肯定的になると（減速要求が発生すると）、演算処理モードが前記制動モードに変化する。このため、車両１の移動速度が減衰していくこととなる。この場合、速度追従モードで減速要求が発生した場合と同様に、減速要求の発生中は、ＳＴＥＰ２３−６の第２制動演算処理（図１８の処理）によって、｜↑Ｖb_aim1｜とθvb_aim1とが決定される

次に、速度ホールドモードにおいて、加速要求及び減速要求が発生しない状況（図２０のＳＴＥＰ２５−１、２５−４の判断結果がいずれも否定的となる状況）が保たれたまま、前記カウントダウンタイマの計時が終了すると、図２０のＳＴＥＰ２５−１１の処理によって、演算処理モードが速度ホールドモードから制動モードに変更されることとなる。
この制動モードでは、加速要求及び減速要求が発生しない状況（図１５のＳＴＥＰ２３−１，２３−４の判断結果がいずれも否定的となる状況）で、図１６のＳＴＥＰ２３−５−１，２３−５−２の処理が制御処理周期毎に実行されることによって、基本要求重心速度ベクトル絶対値｜↑Ｖb_aim1｜が、“０”まで一定の時間的変化率（前記ΔVb1により規定される時間的変化率）で連続的に減衰していくこととなる。そして、｜↑Ｖb_aim1｜が“０”まで減衰した後には、｜↑Ｖb_aim1｜が“０”に保持される。

さらに、制動モードでは、加速要求及び減速要求が発生しない状況で、図１６のＳＴＥＰ２３−５−３以降の処理が制御処理周期毎に実行される。この場合、速度ホールドモードから制動モードへの移行直前に決定された基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1の向き（図２０のＳＴＥＰ２５−８の判断結果が否定的となる制御処理周期の１つ前の制御処理周期で決定された↑Ｖb_aim1の向き）が、Ｘ軸方向と異なり、且つ、比較的Ｘ軸方向に近い向きである場合（より正確には、移行直前に決定された↑Ｖb_aim1の方位角θvb_aim1が、０°＜θvb_aim1_p≦θth1+、θth1-≦θvb_aim1_p＜０°、θth2+≦θvb_aim1_p＜１８０°、−１８０°＜θvb_aim1_p≦θth2-のいずれかの範囲内の角度値である場合）には、｜↑Ｖb_aim1｜が“０”に減衰するまでの期間内において、θvb_aim1が一定の時間的変化率で収束目標角度値としての０°又は１８０°又は−１８０°に近づいていき、最終的に、該収束目標角度値に保持される。従って、制動モードの開始後、｜↑Ｖb_aim1｜が“０”に減衰するまでの期間内において、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimの向きが、連続的にＸ軸方向に近づいていくこととなる。換言すれば、当該期間内において、基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimのＸ軸方向成分Ｖb_x_aim1の絶対値に対するＹ軸方向成分Ｖb_y_aim1の絶対値の比率が、“０”に近づいていくこととなる。そして、｜↑Ｖb_aim1｜が“０”に減衰するまでに、↑Ｖb_aim1の向きがＸ軸方向と同じ向きに到達すると（Ｖb_y_aim1＝０になると）、↑Ｖb_aim1の向きがＸ軸方向と同じ向きに保持される。

従って、↑Ｖb_aim1は、その大きさが減衰しつつ、その向きがＸ軸方向に近づく（収束する）ように決定される。このように↑Ｖb_aim1が決定される状況では、↑Ｖb_aim1に追従するように決定される要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimも、その大きさが減衰しつつ、その向きがＸ軸方向に近づくように決定されることとなる。
また、速度ホールドモードから制動モードへの移行直前に決定された基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1の向きが、Ｘ軸方向と異なり、且つ、Ｘ軸方向から比較的乖離した向きである場合（より正確には、上記移行直前に決定された↑Ｖb_aim1の方位角θvb_aim1が、θth1+＜θvb_aim1_p＜θth2+、θth2-＜θvb_aim1_p＜θth1-のいずれかの範囲内の角度値である場合）には、｜↑Ｖb_aim1｜が“０”に減衰するまでの期間内において、θvb_aim1が、上記移行直前に決定された↑Ｖb_aim1の方位角θvb_aim1と同じ角度値で一定に保持される。

従って、↑Ｖb_aim1は、その大きさが減衰しつつ、その向きが一定に保たれるように決定される。このように↑Ｖb_aim1が決定される状況では、↑Ｖb_aim1に追従するように決定される要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimも、その大きさが減衰しつつ、その向きが一定に保たれるように決定されることとなる。
なお、本実施形態では、速度ホールドモードでは、↑Ｖb_aim1は、その大きさ及び向きが一定に保持されるので、速度ホールドモードから制動モードへの移行直前に決定された基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1は、結果的には、速度追従モードから速度ホールドモードへの移行直前に決定された↑Ｖb_aim1（本実施形態では、図１９のＳＴＥＰ２４−３の判断結果が肯定的となる制御処理周期で決定された↑Ｖb_aim1）に一致する。
そして、制動モードで上記の如く決定される要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aimのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とが前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。さらに、各仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmdにそれぞれ含まれる操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを各々収束させるように決定される。

この結果、前記制動モードの前の演算処理モードが速度ホールドモードである場合に、乗員がその上体の動きによる積極的な操縦操作を行なわずとも、車両系重心点の実際の速度ベクルの大きさが速度ホールドモードでの大きさから連続的に減衰していくように車輪体５の移動速度が制御されることとなる。
この場合、速度ホールドモードから制動モードへの移行直前に決定された↑Ｖb_aim1（＝速度追従モードから速度ホールドモードへの移行直前に決定された↑Ｖb_aim1）の向きが、Ｘ軸方向と異なり、且つ、比較的Ｘ軸方向に近い向きである場合には、乗員がその上体の動きによる積極的な操縦操作を行なわずとも、車両系重心点の速度ベクトルの大きさが減衰しながら、該速度ベクトルの向きが自動的にＸ軸方向（乗員の前後方向）に近づいていくこととなる。従って、乗員の前後方向に対する車両１の直進性が高まる。

ここで、車両１を加速しようとする場合、多くの場合、特に乗員の前後方向で車両１を加速することが要求される。この場合、本実施形態の車両１は、上記の如く前後方向に対する直進性が高いので、車両１に付加する推進力の向きが、前後方向から多少ずれていても、その後の速度ホールドモードに続く制動モードにおいて、自動的に車両系重心点の速度ベクトルが、前後方向に向くように車輪体５の移動速度が制御される。
このため、車両１の移動方向のばらつきが生じにくく、乗員の前後方向に対して高い直進性を有する車両１（乗員の前後方向に進み易い車両１）が実現されている。ひいては、車両１を前後方向に移動させる場合に、車両１に付加する推進力を正確に前後方向に向けずとも、該車両１を前後方向に移動させることができる。その結果、車両１を前後方向に移動させる操縦操作が容易になる。

また、速度ホールドモードから制動モードへの移行直前に決定された基本要求重心速度ベクトル↑Ｖb_aim1（＝速度追従モードから速度ホールドモードへの移行直前に決定された↑Ｖb_aim1）の向きが、Ｘ軸方向と異なり、且つ、Ｘ軸方向から比較的乖離した向きである場合には、乗員がその上体の動きによる積極的な操縦操作を行なわずとも、車両系重心点の速度ベクトルの大きさが減衰しながら、該速度ベクトルの向きがほぼ一定に保たれる。すなわち、速度ホールドモードから制動モードへの移行直前に決定された↑Ｖb_aim1の向きが、Ｘ軸方向から比較的乖離した向きである場合には、速度追従モードで最終的に乗員が意図した車両系重心の速度ベクトルの向きが、Ｘ軸方向と異なる向きである可能性が高い。従って、速度追従モード以後に、車両系重心点が、乗員が意図する方向と乖離する向きに移動しようとするのを防止できる。

次に、図２１を参照して、本実施形態に係る全方向移動車両１に含まれる制御系の構成について詳細に説明する。
図２１は、全方向移動車両１の制御系の構成の一例を示す概略図である。
図２１に示す通り、全方向移動車両１の制御系は、上述の制御ユニット５０と、上位制御部２００と、中間制御部４００とを備える。

上位制御部２００は、操作部３００および出力部３２０と接続されており、配線５００を介して中間制御部４００と接続されている。この上位制御部２００は、操作部３００によって得られた操作情報が入力されるとともに、中間制御部４００から判定結果を表わす情報（詳細については後述する）を入力すると、この判定結果を表わす情報を出力部３２０に出力する。
また、上位制御部２００は、指示信号生成部２１１と、信号送出部２１２と、周期信号生成器２１３とを含む信号送出部２１０を備え、操作部３００から入力された操作情報に基づき指示信号を生成するとともに、この指示信号に周期性を与えて周期指示信号を生成し、配線５００を介して中間制御部４００にこの周期指示信号を出力する。なお、この指示信号は、操作情報に応じて予め決められた電圧レベルで表わされる。

指示信号生成部２１１は、操作部３００と接続されており、操作部３００から入力される操作情報に応じた指示信号を生成する。本実施形態において、この指示信号生成部２１１は、操作情報が入力された際に、この操作情報に応じた単パルスの指示信号を生成する。
例えば、電源オンボタン３０１が押下され、操作部３００から電源オンを表わす操作情報が入力されると、指示信号生成部２１１は、この操作情報に応じて予め決められている電圧レベルＤｖ２の指示信号ＤＳ２（図２４参照）を生成して、信号送出部２１２に出力する。一方、電源オフボタン３０２が押下され、操作部３００から電源オフを表わす操作情報が入力されると、指示信号生成部２１１は、この操作情報に応じて予め決められている電圧レベルＤｖ１の指示信号ＤＳ１（図２４参照）を生成して、信号送出部２１２に出力する。
また、指示信号生成部２１１は、操作部３００から入力される操作情報を検出しない場合、操作情報を検出しない場合として予め決められている電圧レベルＤｖ０の指示信号ＤＳ０（図２４参照）を生成して、信号送出部２１２に出力する。

周期信号生成部２１３は、予め決められた周期性を指示信号に与えるための周期信号を生成する。この周期信号生成部２１３は、例えば、信号送出器２１２から出力される指示信号を変調周波数で変調する周期信号を生成し、信号送出器２１２に出力する。

また、周期信号生成部２１３は、周期信号として変調信号を生成するものに限られず、例えば、予め決められた電圧レベルのパルス信号を周期的なタイミングで繰り返す周期信号を生成し、信号送出器２１２に出力するものであってもよい。この場合、信号送出器２１２は、指示信号生成部２１１から入力される指示信号に、周期信号生成部２１３から入力される周期信号を重畳し、この周期信号が重畳された指示信号を周期指示信号として中間制御部４００に出力する。これにより、操作情報が入力されていないタイミングであっても、周期信号に基づいた周期性を有する指示信号が得られる。
なお、予め決められた電圧レベルの周期信号とは、指示信号生成部２１１によって生成される指示信号のいずれの電圧レベルとも異なる電圧レベルＤｖ３の周期信号であることが好ましい。一方、周期信号の電圧レベルが指示信号ＤＳ０〜ＤＳ２のいずれかの電圧レベルと同一である場合、指示信号生成部２１１によって指示信号ＤＳ０〜ＤＳ２が生成されるタイミングと、パルス信号が周期的に与えられるタイミングとが、相対的にずれていることが好ましい。

信号送出部２１２は、指示信号生成部２１１から指示信号が入力されるとともに、周期信号生成部２１３によって生成される周期信号が入力される。この信号送出器２１２は、周期信号に基づき、指示信号生成部２１１から入力される指示信号に、繰り返される周期信号を重畳させることにより、繰り返し変化する周期性を与えて周期指示信号を生成し、配線部５００を介して中間制御部４００に出力する。例えば、信号送出器２１２は、周期信号に基づき、入力される指示信号を変調して、変調周波数で変調された周期指示信号を出力する。

中間制御部４００は、信号受取部４１０と、自己診断部４２０と、実動作部４３０と、を備え、上位制御部２００と配線５００を介して接続されている。この中間制御部４００は、配線５００を介して上位制御部２００から入力される周期指示信号に基づき指示信号を検出して、この指示信号に基づき制御信号を生成するとともに、この制御信号に基づき制御ユニット５０を制御する。なお、中間制御部４００は、制御ユニット５０と一体的に構成してもよい。

信号受取部４１０は、信号受取器４１１と、指示保持器４１２と、を含む。
信号受取器４１１は、配線５００を介して上位制御部２００から出力された周期指示信号が入力される。この信号受取器４１１は、入力された周期指示信号に基づき周期性を検出して、この検出された周期性を表わす検出周期情報を自己診断部４２０に出力するとともに、周期指示信号に基づき指示信号を検出する。

この信号受取器４１１としては、例えば、図２２に示すように、ＢＰＦ（ Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ ）４１１１と、比較器４１１２とを備え、入力する周期指示信号を分割して、ＢＰＦ４１１１および比較器４１１２のそれぞれに入力させる。
ＢＰＦ４１１１は、周期信号生成部２１３によって生成される信号の周波数成分を透過する周波数特性を有する。このＢＰＦ４１１１は、変調された周期指示信号が入力されると、この変調された周波指示信号に基づき変調周波数のみを検出し、検出された変調周波数を検出周期情報として出力する。
比較器４１１２は、指示信号に応じて予め決められている電圧レベルの閾値と、この電圧レベルの閾値によって表わされる電圧レベルの指示信号とが対応付けられている指示信号対応情報を内部の記憶部に備える。この比較器４１１２は、変調された周期指示信号が入力されると、この指示信号対応情報を参照して、この変調された周期指示信号の電圧レベルに対応する指示信号を検出する。

この指示信号対応情報は、例えば、図２３に示すものが利用可能である。図２３は、指示信号対応情報の一例を示す概略図である。
図２３に示す通り、指示信号対応情報は、周期指示信号の電圧レベルＶが、電圧レベルＤｖ０以上かつ電圧レベルＤｖ０．５未満である場合、指示信号ＤＳ０に対応していることを表わしている。また、指示信号対応情報は、周期指示信号の電圧レベルＶが、電圧レベルＤｖ０．５以上かつ電圧レベルＤｖ１．５未満である場合、指示信号ＤＳ１に対応し、電圧レベルＤｖ１．５以上かつ電圧レベルＤｖ２．５未満である場合、指示信号ＤＳ２に対応していることを表わしている。

指示保持器４１２は、指示信号を記憶する指示信号記憶部４１３を備え、この指示信号記憶部４１３に記憶されている指示信号を表わす指示信号情報を読み出し、実動作部４３０に出力する。この指示保持器４１２は、信号受取器４１１から指示信号が入力されると、この指示信号が表わす情報が、指示信号情報として指示信号記憶部４１３に記憶すべき情報であるか否かを判断し、記憶すべき情報として予め決められている情報のみを、指示信号情報として、指示信号記憶部４１３に記憶させる。
この指示信号記憶部４１３には、指示保持器４１２によって記憶される指示信号情報と、記憶する指示信号を表わす記憶指示信号情報を記憶している。ここでは、記憶指示信号情報は、指示保持器４１２によって記憶すべき情報であるか否かを判断する際に利用され、指示信号記憶部４１３に記憶するべき情報を含み、例えば、電源オフの操作情報を表わす指示信号ＤＳ１と、電源オンの操作情報を表わす指示信号ＤＳ２とを含む。つまり、操作情報の入力がないことを表わす指示信号ＤＳ０を除く指示信号である。

より具体的に説明すると、この指示保持器４１２は、信号受取器４１１から指示信号が入力されると、指示信号記憶部４１３の記憶指示信号情報を参照して、入力された指示信号が表わす指示信号情報が、記憶指示信号情報に含まれているか否かを判断する。つまり、指示保持器４１２は、入力された指示信号が表わす情報が指示信号記憶部４１３に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号であるか否かを判断する。記憶指示信号情報に入力した指示信号が表わす情報が含まれている場合、指示保持器４１２は、この指示信号は指示信号記憶部４１３に記憶させる指示信号であると判断し、この指示信号を指示信号記憶部４１３に記憶させる。
なお、指示保持器４１２は、記憶指示信号情報を参照して、入力された指示信号が表わす情報が指示信号記憶部４１３に記憶させる情報であると判断した場合、例えば、この指示信号を指示信号記憶部４１３の同一の記憶領域に上書き保存して、記憶させると判断された指示信号のうち、最も新しい指示信号を指示信号記憶部４１３に記憶させる。

自己診断部４２０は、状態判定器４２１と、異常フラグ保持器４２２と、結果送出器４２３とを含み、配線５００を介して上位制御部２００と接続されている。この自己診断部４２０は、信号受取部４１０から出力される検出周期情報が入力され、この検出周期情報に基づき、上位制御部２００と中間制御部４００とを接続する配線５００が断線しているか否かを判断する。

状態判定器４２１は、入力された検出周期情報に基づき、断線が発生していないことを表わす正常状態であるか否かを判断する。この状態判定器４２１は、例えば、計時部４２１１を備え、予め決められた判定期間内において、検出周期情報が検出された時間を計時する。
また、状態判定器４２１は、正常状態を表わす正常状態判定時間を記憶する記憶部４２１２を備え、この記憶部４２１２を参照して、判定期間内において検出周期情報が検出された時間が、正常状態判定時間に達しているか否かを判断し、正常状態判定時間に達している場合、正常状態であると判断し、判断結果を結果送出器４２３に出力する。
さらに、状態判定器４２１は、判定期間内において検出周期情報が検出された時間が、正常状態判定時間に達していない場合、正常状態でない（つまり異常状態である）と判断し、判断結果を異常フラグ保持器４２２に出力する。
なお、状態判定器４２１は、判断結果を得た場合、判断した際に計時部４２１１によって計時された時刻情報を判断結果に関連付けて異常フラグ保持器４２２および結果送出器４２３に出力する。

異常フラグ保持器４２２は、状態判定器４２１から正常状態でないことを表わす判断結果が入力され、入力された判断結果を、この判断結果に関連付けられている時刻情報と対応付けて、内部に備える記憶部４２２１で記憶する。

結果送出器４２３は、状態判定器４２１から正常状態であることを表わす判断結果が入力されるとともに、異常フラグ保持器４２２から正常状態でないことを表わす判断結果が入力される。この結果送出器４２３は、入力される判断結果を表わす情報を、配線５００を介して上位制御部２００に出力する。
なお、上位制御部２００は、接続されている出力部３２０に結果送出器４２３から入力された情報を出力する。結果送出器４２３は、入力された判断結果に基づき、出力部３２０によって判断結果を表わす情報が出力されるための情報を作成して、出力するものであってもよい。例えば、出力部３２０が、表示画面である場合、この表示画面に表示される画面データを作成して出力するものであってもよい。

実動作部４３０は、実行器４３１を含み、信号受取部４１０の指示保持器４１２から出力される指示信号に基づき、制御ユニット５０の制御を実行させる制御信号を制御ユニット５０に出力する。

次に、図２２に示す全方向移動車両１の制御系の構成の動作処理の一例について説明する。ここでは、図２４を参照して、上位制御部２００から出力される指示信号の状態遷移と、中間制御部４００から出力される制御信号の状態遷移について説明する。

図２４（ａ）は、操作情報に応じて上位制御部２００から出力される指示信号の電圧レベルを表わす図である。図２４（ｂ）は、図２４（ａ）に示した指示信号の状態遷移（以下、指示状態遷移という）を表わす図である。
また、図２４（ｃ）は、指示信号に応じて中間制御部４００から出力される制御信号の電圧レベルを表わす図である。図２４（ｄ）は、図２４（ｃ）に示した制御信号の状態遷移（以下、制御状態遷移という）を表わす図である。

図２４（ａ）に示す通り、時間ｔ１の時点で、操作部３００の電源オンボタン３０１が押下されると、操作部３００から出力された電源オンを表わす操作情報が、上位制御部２００の指示信号生成部２１１に入力される。この指示信号生成部２１１は、電源オンを表わす操作情報に応じた電圧レベルＤｖ２の指示信号ＤＳ２を生成し、信号送出器２１２に出力する。また、周期信号生成部２１３は、予め決められている変調周波数で指示信号を変調する周期信号を生成し、信号送出器２１２に出力する。
これにより、信号送出器２１２は、周期信号生成部２１３から入力された周期信号に基づき、指示信号生成部２１１から入力される指示信号ＤＳ２を変調し、この変調された周期指示信号を、配線部５００を介して中間制御部４００に出力する。

そして、中間制御部４００の信号受取部４１０には、配線５００を介して周期指示信号が入力される。信号受取器４１１は、この周期指示信号に基づき、この周期指示信号に含まれる周期性を検出して、検出周期情報を自己判断部４２０に出力するとともに、指示信号ＤＳ２を検出して指示保持器４１２に出力する。
例えば、この信号受取器４１１が図２３にようにＢＰＦ４１１１と比較器４１１２を備える場合、ＢＰＦ４１１１は通過する周期指示信号から変調周波数を検出して、この変調周波数が検出された期間やタイミング（時刻）を表わす検出周期情報を自己診断部４２０に出力する。ここでは、ＢＰＦ４１１１は、時間ｔ１において周期性を検出したことを表わす検出周期情報を出力する。
また、比較器４１１２が指示信号対応情報を参照して、周期指示情報に含まれる指示情報ＤＳ２を検出し、検出した指示情報ＤＳ２を指示保持器４１２に出力する。

指示保持器４１２は、指示信号記憶部４１３を参照して、信号受取器４１１から入力される指示信号ＤＳ２が、指示信号記憶部４１３に記憶させる指示信号であるか否かを判断する。ここで、指示信号ＤＳ２は、指示信号記憶部４１３に記憶させる指示信号である指示信号として指示信号記憶部４１３に記憶されている。よって、指示保持器４１２は、受信した指示信号ＤＳ２を指示信号記憶部４１３に記憶させるとともに、指示信号記憶部４１３に記憶されている指示情報ＤＳ２を読み出し、実動作部４３０の実行器４３１に出力する。

そして、実行器４３１は、信号受取部４１０の指示保持器４１２から出力される指示信号ＤＳ２に基づき、制御ユニット５０に対して電源がオンされている場合の制御を実行させる制御信号ＣＳ２を制御ユニット５０に出力する。
つまり、図２４（ｃ）に示す通り、実行器４３１は、時間ｔ１において、電圧レベルＤｖ２の制御信号ＣＳ２を生成し、制御ユニット５０に出力する。

次いで、図２４（ａ）に示す通り、時間ｔ２〜ｔ３の期間では、操作部３００に対して操作入力がないため、上位制御部２００の指示信号生成部２１１には、いずれの指示信号も入力されない。このため、指示信号生成部２１１は、指示がないことを表わす電源レベルＤｖ０の指示信号ＤＳ０を生成し、信号送出器２１２に出力する。
これにより、信号送出器２１２は、周期信号生成部２１３から入力された周期信号に基づき、指示信号生成部２１１から入力される指示信号ＤＳ０を変調し、この変調された周期指示信号を、配線部５００を介して中間制御部４００に出力する。

そして、中間制御部４００の信号受取部４１０には、配線５００を介して周期指示信号が入力される。信号受取器４１１は、この周期指示信号に基づき、この周期指示信号に含まれる周期性を検出して、検出周期情報を自己判断部４２０に出力するとともに、指示信号ＤＳ０を検出して指示保持器４１２に出力する。

指示保持器４１２は、指示信号記憶部４１３を参照して、信号受取器４１１から入力される指示信号ＤＳ０が、指示信号記憶部４１３に記憶させる指示信号であるか否かを判断する。ここで、指示信号ＤＳ０は、記憶指示信号情報に含まれていない。よって、指示保持器４１２は、受信した指示信号ＤＳ０を指示信号記憶部４１３に記憶させることなく、指示信号記憶部４１３に記憶されている指示情報ＤＳ２を読み出し、実動作部に出力する。

そして、実行器４３１は、信号受取部４１０の指示保持器４１２から出力される指示信号ＤＳ２に基づき、制御ユニット５０に対して電源がオンされている場合の制御を実行させる制御信号ＣＳ２を制御ユニット５０に出力する。
つまり、図２４（ｃ）に示す通り、実行器４３１は、時間ｔ２〜ｔ３において、電圧レベルＤｖ２の制御信号ＣＳ２を生成し、制御ユニット５０に出力する。
なお、実行器４３１は、単パルスの指示信号を出力する上位制御部２００と異なり、連続して概ね同一の電圧レベルの制御信号を出力する。

そして、図２４（ａ）に示す通り、時間ｔ４の時点で、操作部３００の電源オフボタン３０２が押下されると、操作部３００から出力された電源オフを表わす操作情報が、上位制御部２００の指示信号生成部２１１に入力される。この指示信号生成部２１１は、電源オンを表わす操作情報に応じた電源レベルＤｖ１の指示信号ＤＳ１を生成し、信号送出器２１２に出力する。
これにより、信号送出器２１２は、周期信号生成部２１３から入力された周期信号に基づき、指示信号生成部２１１から入力される指示信号ＤＳ１を変調し、この変調された周期指示信号を、配線部５００を介して中間制御部４００に出力する。

そして、中間制御部４００の信号受取部４１０には、配線５００を介して周期指示信号が入力される。信号受取器４１１は、この周期指示信号に基づき、この周期指示信号に含まれる周期性を検出して、検出周期情報を自己判断部４２０に出力するとともに、指示信号ＤＳ１を検出して指示保持器４１２に出力する。

指示保持器４１２は、指示信号記憶部４１３を参照して、信号受取器４１１から入力される指示信号ＤＳ１が、指示信号記憶部４１３に記憶させる指示信号であるか否かを判断する。ここで、指示信号ＤＳ１は、記憶指示信号情報に含まれる。よって、指示保持器４１２は、受信した指示信号ＤＳ１を指示信号記憶部４１３に記憶させるとともに、指示信号記憶部４１３に記憶されている指示情報ＤＳ１を読み出し、実動作部に出力する。

そして、実行器４３１は、信号受取部４１０の指示保持器４１２から出力される指示信号ＤＳ１に基づき、制御ユニット５０に対して電源がオフされている場合の制御を実行させる制御信号ＣＳ１を制御ユニット５０に出力する。
つまり、図２４（ｃ）に示す通り、実行器４３１は、時間ｔ４において、電圧レベルＤｖ１の制御信号ＣＳ１を生成し、制御ユニット５０に出力する。

上述の通り、時間ｔ１において電源オンを表わす操作情報が上位制御部２００に入力され、その後時間ｔ２〜ｔ３においていずれの操作情報も上位制御部２００に入力されず、時間ｔ４において電源オフを表わす操作情報が上位制御部２００に入力された場合、指示状態遷移は、以下のようになる。
つまり、時間ｔ１において、“指示無”の状態から“ＯＮ”の状態に変化し、その後、“指示無”の状態に遷移する。そして、時間ｔ２、ｔ３では、“指示無”の状態を維持する。次いで、時間ｔ４において、“指示無”の状態から“ＯＦＦ”の状態に変化し、再び、“指示無”の状態に遷移する。
このように、上位制御部２００から出力される指示信号の状態遷移は、操作情報が入力されることで、“指示無”の状態から、“ＯＮ”の状態あるいは“ＯＦＦ”の状態に変化し、再び“指示無”の状態に遷移する。言い換えると、図２４（ｂ）に示す通り、この指示信号の状態遷移は、状態が変化する場合、一の状態から“指示無”の状態に遷移した後、他の状態に変化する。

一方、中間制御部４００から出力される制御信号の電圧レベルは、図２４（ｃ）に示すように、操作情報が入力されたときのみ変化し、操作情報の変化に伴いこの操作情報が表わす状態に遷移する。これは、操作情報が変化しない場合、中間制御部４００は、制御信号を変化させることなく、指示信号記憶部４１３に記憶されている指示信号に対応する制御信号を、制御ユニット５０に出力することによる。
よって、制御信号の状態遷移は、図２４（ｄ）に示す通り、“指示無”に対応する状態に変化することなく、“ＯＮ”の状態と“ＯＦＦ”の状態との間を遷移する。

このように、本実施形態に係る全方向移動車両１は、上位制御部２００から配線５００を介して中間制御部４００に出力される指示信号を、中間制御部４００の指示信号記憶部４１３に記憶させ、この指示信号記憶部４１３に記憶されている指示信号に応じた制御信号を、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのドライブ回路ユニットなどを含む制御ユニット５０に対して出力するようにした。これにより、配線５００が断線した場合であっても、中間制御部４００は、指示信号記憶部４１３を参照することで、断線する以前に上位制御部２００から入力されている指示信号に基づき、制御信号を生成することができる。
よって、制御ユニット５０によって電動モータ３１Ｒ，３１Ｌが駆動されている途中に、断線が発生し、上位制御部２００から電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを駆動するための制御信号が中間制御部４００に出力されない場合であっても、中間制御部４００は、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを駆動するための制御信号を出力し続けることができる。これにより、駆動中の電動モータ３１Ｒ，３１Ｌが、断線が発生することによって駆動が停止され、全方向移動車両１の動作状態の連続性が損なわれるという事態を回避することができる。

一方、本実施形態によらない全方向移動車両１の場合、駆動している電動モータ３１Ｒ，３１Ｌが突然停止することで、全方向移動車両１の状態の連続性が損なわれる問題がある。
しかし、上記構成により、断線が発生した場合であっても、操作部３００が受け付けた操作入力に応じた制御信号を、中間制御部４００が制御ユニット５０に対して出力することによって、駆動している電動モータ３１Ｒ，３１Ｌが、操作入力に反した動きをする事態を防止することができる。このように、制御ユニット５０が倒立振子モデルにおける車両制御演算処理を行う全方向移動車両１において、アクチュエータ装置７を制御するための制御信号に基づく指示信号が断線により得られない場合であっても、中間制御部４００において指示信号を記憶しておくことにより、断線の影響を受けずに、アクチュエータ装置７に対して制御されている動作を継続することができる。よって、全方向移動車両１の動作が突然変化して、状態が変化する事態を防止することができる。

図２４に戻って、図示の通り、時間ｔ６の時点で、操作部３００の電源オンボタン３０１が押下され、電源オンを表わす操作情報が上位制御部２００に入力された状態において、その後、時間ｔ９において、断線が発生した場合について説明する。
時間ｔ６において指示信号ＤＳ２が上位制御部２００から中間制御部４００に出力されることによって、上述同様、指示保持器４１２は、指示信号ＤＳ２を検出するとともに、指示信号記憶部４１３にこの指示信号ＤＳ２を記憶させる。また、自己診断部４２０には、検出周期情報が入力され、状態判定器４２１によって正常状態であることが判断されている。

ここで、時間ｔ９において断線が発生すると、周期指示信号が配線５００を介して上位制御部２００から信号受取器４１１に入力されない状態が続く。ここで、指示保持器４１２は、指示信号記憶部４１３に記憶されている指示信号ＤＳ２を読み出し、実動作部４３０の実行器４３１に出力する。
これにより、実行器４３１は、信号受取部４１０の指示保持器４１２から出力される指示信号ＤＳ２に基づき、制御ユニット５０に対して電源がオンされている場合の制御を実行させる制御信号ＣＳ２を制御ユニット５０に出力する。
よって、図２４（ｃ）に示す通り、実行器４３１は、時間ｔ９において、電圧レベルＤｖ２の制御信号ＣＳ２を生成し、制御ユニット５０に出力する。

一方、信号受取器４１１は、上位制御部２００から指示信号が入力されていないため、検出周期情報を自己診断部４２０に出力することができない。よって、状態判定器４２１は、周期性を検出できないため、正常状態でないと判断し、異常フラグ保持器４２２にこの判断結果を出力する。

このように、本実施形態に係る全方向移動車両１は、上述の通り、上位制御部２００を出力される指示信号に周期性を与えることによって、中間制御部４００がこの周期性を検出し、周期性が検出された場合、断線が発生していないことを表わす正常状態であると判断し、周期性が検出された場合、断線が発生していることを表わす異常状態であると判断するようにした。
これにより、全方向移動車両１の断線を検出するとともに、断線発生時に全方向移動車両１の動作を突然停止させたり、状態の連続性を損なわせることを防止することができる。
なお、中間制御部４００は、断線が検出された場合、出力部３２０にその旨を出力して、ユーザに断線を通知することができる。この場合、基体９がユーザによって外されることで指示保持器４１２が指示信号ＤＳ１を検出し、指示信号記憶部４１３にこの指示信号ＤＳ１を記憶させる構成であってもよい。これにより、中間制御部４００は、制御ユニット５０に対して電源がオフされている場合の制御を実行させる制御信号ＣＳ１を出力し、全方向移動車両１は電源がオフされた状態となる。
また、中間制御部４００の状態判定器４２１は、計時部４２１１を用いて、正常状態でないと連続して判断した時間を計時し、予め決められている時間を計時した場合、指示保持器４１２に対して、指示信号ＳＤ１を出力する構成であってもよい。

なお、本実施形態において、操作部３００は、電源オンを表わす操作情報と、電源オフを表わす操作情報の２つを出力する構成を例に説明したが、本発明は、上記構成に限られず、操作部３００は、２以上の操作情報を出力するものであってもよい。
例えば、操作部３００が４つの操作情報Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力する場合について、図２５を参照して説明する。
図２５（ａ）に示す通り、操作情報Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに基づく指示信号の状態遷移は、Ａ〜Ｄの状態で変化する場合、必ず、“指示無”の状態を経由する。

つまり、図２５（ｂ）に示す通り、時間ｔ１１において、“指示無”の状態から“Ｃ”の状態に変化し、その後、“指示無”の状態に遷移する。次いで、時間ｔ１２において、“指示無”の状態から“Ｂ”の状態に変化し、その後、“指示無”の状態に遷移する。そして、時間ｔ１３では、“指示無”の状態を維持する。
次いで、時間ｔ１４において、“指示無”の状態から“Ｄ”の状態に変化し、再び、“指示無”の状態に遷移する。そして、時間ｔ１５〜１６では、“指示無”の状態を維持する。時間ｔ１７では、“指示無”の状態から“Ａ”の状態に変化し、その後、“指示無”の状態に遷移する。
このように、上位制御部２００から出力される指示信号の状態遷移は、操作情報が入力されることで、“指示無”の状態から、“Ａ”の状態、“Ｂ”の状態、“Ｃ”の状態あるいは“Ｄ”の状態に変化し、再び“指示無”の状態に遷移する。

一方、中間制御部４００から出力される制御信号の電圧レベルは、図２５（ｂ）に示すように、操作情報が入力されたときのみ変化し、操作情報の変化に伴いこの操作情報が表わす状態に遷移する。つまり、時間ｔ１１で“Ｄ”の状態から“Ｃ”の状態に変化し、時間ｔ１２で“Ｃ”の状態から“Ｂ”の状態に変化し、時間ｔ１４で“Ｂ”の状態から“Ｄ”の状態に変化し、時間ｔ１９で“Ｄ”の状態から“Ａ”の状態に変化する。

なお、本実施形態において、中間制御部４００は、制御ユニット５０と一体的に形成され、中間制御部４００と制御部ユニット５０は配線を介さずに接続されている構成であることが好ましい。

［第２実施形態］
本願発明に係る移動体としては、本実施形態による全方向移動車両１に限られず、例えば、二足歩行を行う移動動作部を備えるロボット等であってもよい。
図２６は、二足歩行を行う移動動作部を備えるロボット（以下、移動体１ａという。）の一実施形態の側面図を示す。
図に示すように移動体１ａは、２本の脚部リンク５Ｒ（５Ｌ）を備えると共に、その上方に基体３ａが設けられる。基体３ａの上部には頭部４が設けられ、基体３ａの両側に２本の腕部リンク２Ｒ（２Ｌ）が設けられる。基体３ａ内部には、制御盤２５０などが設けられる。基体３ａの背部には、格納部６が設けられ、その内部には、脚部リンク５Ｒ（５Ｌ）及び腕部リンク２Ｒ（２Ｌ）などを駆動する電動モータ（以下、駆動部という。）などに電力を供給するバッテリ部（図示せず）、上位制御部２００などが設けられる。また、格納部６上部には、上位制御部２００に接続される操作部３００及び出力部３２０（図示せず）が設けられる。なお、移動体１ａの詳細の構成については、特許文献２などを参照することとし、ここでの説明は概略に留める。

上位制御部２００は、配線５００を介して制御盤２５０に接続される。なお、制御盤２５０は、第１実施形態に示した中間制御部４００と制御部ユニット５０に相当し、例えば、移動体１ａのメインＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ ／Ｏｕｔｐｕｔ ）等のインターフェース装置であって、本実施形態に係る上位制御部２００に対応する機能と構成を備え、操作部３００と接続される。
この上位制御部２００は、操作部３００によって得られた操作情報が入力されるとともに、制御盤２５０から判定結果を表わす情報が入力されると、この判定結果を表わす情報を出力部３２０に出力する。
また、上位制御部２００は、配線５００を介して制御盤２５０に第１実施形態に示した周期指示信号（対中間制御部４００に対する信号）を出力する。上位制御部２００と制御盤２５０間の動作に関する詳細は、第１実施形態を参照する。

また、図２７に示す通り、移動体１ａが備える制御系の構成は、配線５６０で接続されている制御盤２５０と機能機器５５０であってもよい。
機能機器５５０は、制御盤２５０から制御を受ける被制御部であり、例えば、移動体１ａの駆動部に電力を供給する電源制御部等である。機能機器５５０は、第１実施形態に係る中間制御部４００のように供給される制御信号に応じた制御状態を保持することができ、制御盤２５０から供給される制御信号に応じて保持する制御状態が更新される。また、機能機器５５０は、保持した制御状態に応じて、各駆動部に対する電力の供給を制御して、保持した制御状態に応じて各駆動部を駆動することができる。さらに、機能機器５５０は、制御信号に重畳された周期性信号を検出することにより、制御盤２５０との通信状態を判定して、必要に応じて保持した制御状態による制御に切り換えることができる。
本実施形態に示したように、複数のユニットに分割され、各ユニット間が複数の配線を介して接続される制御系、すなわち、主たる制御部に従属する被制御部（駆動部）を制御する場合においても、それぞれのユニットが接続される配線上に制御信号に周期性信号を重畳させることにより、通信状態に応じて被制御部がそれぞれの制御状態を保持することができる。なお、通信状態の判定は、第１実施形態に示した判定方法を用いることができる。

なお、信号受取器４１１は、上位制御部２００から、指示信号対応情報で予め決められている電圧レベルの閾値の範囲でない指示信号（例えば、電圧レベルＤｖ２．５以上の指示信号）を検出した場合、操作情報がない場合として予め決められている電圧レベルＤｖ０の指示信号ＤＳ０と判断して、指示信号ＤＳ０を指示保持器４１２に出力するものであってもよい。これにより、上位制御部２００から予め決められている規定外の指示信号が入力された場合であっても、中間制御部４００は、この規定外の指示信号に対応する制御信号を制御ユニット５０に出力せず、指示信号記憶部４１３に記憶されている指示信号に対応する制御信号を出力することができる。
なお、指示信号記憶部４１３に記憶されている記憶指示信号情報は、アクチュエータ装置７を制御するための操作情報に基づき生成される指示信号を含むものであることが好ましく、例えば、指示信号ＤＳ２だけであってもよい。

なお、上記の実施形態では、入力される信号の判定を、信号の電圧レベルを用いて行う形態を例示したが、本実施形態で示した閾値を用いて分割する数、閾値レベルなどは、任意に設定することができる。
また、信号の特徴を電圧レベルによって特徴づけるほかに、パルス幅、断続するパルスの組合せパターンなどの特徴を用いて特長づけることとしてもよい。電圧レベルによる特徴づけを他の方法に代えることにより、信号に重畳する周期性信号の電圧レベルを高めることが可能となる。
このように、倒立振子型の全方向移動車両や２足歩行ロボットなどでは、信号遮断により姿勢制御の機能を中断させるより、姿勢制御の動作を継続するほうが、姿勢を維持する点で有利である。本実施形態に示した信号伝送手法を用いた制御系を形成することにより、容易に実現が可能となる。

１…全方向移動車両（移動体）、３…シート、５…移動動作部、７…アクチュエータ装置（駆動部）、９…基体、５０…制御ユニット（第１制御部）、２００…上位制御部（第２制御部）、
２１０…信号送出部、２１１…指示信号生成部、２１２…信号送出器、２１３…周期信号生成部、３００…操作部、３０１…電源オンボタン、３０２…電源オフボタン、３２０…出力部、４００…中間制御部（第１制御部）、４１１…信号受取器、４１２…指示保持器、４１３…指示信号記憶部、４２０…自己診断部、４２１…状態判定器、４２２…異常フラグ保持器、４２３…結果送出器、４３０…実動作部、４３１…実行器、５００…配線

Claims (6)

1. 基体と、
   前記基体に取り付けられるとともに、駆動されることで前記基体を移動させる移動動作部と、
   前記移動動作部を駆動させる駆動部と、
   入力される指示信号に基づき前記駆動部を駆動させる第１制御部と、
   配線を介して前記第１制御部と接続されており、前記指示信号を生成するとともに、前記配線を介して前記指示信号を前記第１制御部に出力する第２制御部と、
   を備え、
   前記第１の制御部は、
   前記指示信号を表わす指示信号情報を記憶する指示信号記憶部を備え、前記指示信号のうち前記指示信号記憶部に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号を表わす記憶指示信号情報を参照して、前記配線を介して前記第２制御部から入力する前記指示情報が、前記指示信号記憶部に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号であるか否かを判断し、前記指示信号記憶部に記憶させる指示信号として予め決められている指示信号であると判断した場合、前記配線を介して前記第２制御部から入力する前記指示情報を表わす情報を前記指示信号情報として前記指示信号記憶部に記憶させるとともに、前記指示信号記憶部から読み出した前記指示信号情報に基づいて、前記駆動部を制御するための制御信号を生成する
   ことを特徴とする移動体。
2. 前記第２制御部は、
   予め決められた周期性を前記指示信号に与えるための周期信号を生成する周期信号生成部を備え、前記周期信号に基づき前記指示信号に周期的な情報を与える
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
3. 前記第２制御部は、
   予め決められた変調周波数で前記指示信号を変調する
   ことを特徴とする請求項２に記載の移動体。
4. 前記第２制御部は、
   予め決められた電圧レベルの前記周期信号を周期的なタイミングで生成し、前記指示信号に前記周期信号を重畳して、前記第１制御部に出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の移動体。
5. 前記記憶指示信号情報は、
   前記駆動部を駆動させることを表わす指示信号を含む
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の移動体。
6. 前記基体に取り付けられるとともに、ユーザからの操作入力を受け付けて当該操作入力に応じた操作情報を得る操作部とをさらに備え、
   前記第２制御部は、前記操作部によって得られた操作情報に基づき前記指示信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の移動体。

Images