JP5397791B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に係り、例えば、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する。

倒立振り子の姿勢制御を利用した車両（以下、単に倒立振り子車両という）が注目されている。倒立振り子車両では、センサ部で筐体の動作状態を検出しながら、制御部が回転体の動作を制御して搬送装置を静止若しくは移動させるようにしている。
このような倒立振り子車両において、出没可能な補助輪を配置した技術として特許文献１、２記載技術が提案されている。

特許文献１では、搭乗者の乗車および降車の際に、補助輪を出して接地させることで、車両の姿勢を安定化させ、搭乗者の乗車、降車を容易にすることについて記載されている。また、姿勢制御が困難な状況に陥ったときにも、補助輪を出すことで車両の姿勢を保つことについて記載されている。
一方、特許文献２では、動作異常時に補助輪を突出させ、車体を安定した状態に保持することについて記載されている。

特開２００４−７４８１４ 特開２００４−２１７１７０

しかし、上記特許文献記載技術は、いずれも車両を傾斜させた状態で安定的に車両を停止させるものではない。すなわち、引用文献記載技術は、車両の水平状態で補助輪を接地させる技術であり、乗車、降車の際には既に水平状態であるため、乗車及び降車の際の制御については特に記載されていない。
これに対して、車両を傾斜させた状態で安定的に車両を停止させる車両の場合には、乗車してから発進するために車両をどのように起立させるか、また、降車する際に車両をどのように傾斜させて停止させるかは、乗車、降車の際の乗り心地を左右する要素となる。

そこで本出願人は、傾斜状態で停止している倒立振り子車両を起立させる起立制御、及び、倒立振り子車両を傾斜状態で停車させるまでの降車制御について、特願２００７−２２４９２で提案している。
しかし、傾斜状態で停止している車体を起立させたり、倒立状態の車両を停止するために傾斜させたりすると、駆動トルクの反作用で車輪が回転し、車両が前進あるいは後退することになる。
すなわち、車両の移動を伴わずに起立、傾斜を制御することができなかった。

そこで、本発明は車両を移動させることなく乗降停止のための傾斜を行うことが可能な、倒立振り子車両を提供することを目的とする。

（１）請求項１記載の発明では、車体の傾斜状態と駆動輪の回転状態に応じて前記駆動輪のトルクを制御することで、搭乗部及び車体を含む車両本体を倒立状態に保持して走行する車両であって、一部が接地することで前記車両本体の傾斜角を制限する制限機構と、前記車体に対して、前記搭乗部を車両の前後方向に移動させる搭乗部移動機構と、前記車体に対して、車両の前後方向に移動可能に配置されたバランサと、前記搭乗部移動機構により前記搭乗部を後方に移動させながら、前記制限機構の一部が接地した乗降停止の状態まで前記車両本体を傾斜させる乗降停止制御手段と、前記乗降停止制御手段による車両本体の傾斜に際して発生する、車両本体の重心の移動を補償するように前記バランサの移動制御を行うバランサ制御手段と、を具備したことを特徴とする車両を提供する。
（２）請求項２記載の発明では、前記乗降停止制御手段は、前記乗降停止の後、前記搭乗部を前方に移動させることを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。
（３）請求項３記載の発明では、前記乗降停止制御手段は、前記乗降停止のための傾斜開始からの経過時間に応じた前記搭乗部の搭乗部目標位置と前記車体の車体傾斜角目標値を決定し、前記搭乗部目標位置に応じて前記搭乗部の移動状態をフィードバック制御し、前記車体傾斜角目標値に応じて前記車体の傾斜状態をフィードバック制御する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両を提供する。
（４）請求項４記載の発明では、前記乗降停止制御手段は、車体傾斜角速度が所定の閾値以下である場合に、乗降停止の状態と判断する、ことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の車両を提供する。
（５）請求項５記載の発明では、前記搭乗部に作用する荷重を取得する荷重取得手段を備え、前記取得した荷重に応じて前記搭乗部目標位置を決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の車両を提供する。
（６）請求項６記載の発明では、前記荷重取得手段は、前記搭乗部の搭載荷重を計測する荷重計による計測値、又は、前記搭乗部の移動状態、前記車体の傾斜状態、前記駆動輪の回転状態のうち少なくとも１つを用いた状態オブザーバによる推定値を、前記搭乗部に作用する荷重とする、ことを特徴とする請求項５に記載の車両。
（７）請求項７記載の発明では、前記バランサ制御手段は、車輪回転角、車体傾斜角、前記搭乗部位置のうち少なくとも１つのフィードバック制御を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の車両を提供する。

本発明では、車両本体の重心が前記駆動輪の接地点を通る鉛直線上に位置するように、搭乗部を後方に移動させながら車両本体を乗降停止のための傾斜を行うので、車両の移動を伴うことなく乗降停止のための傾斜を行うことができる。

本実施形態による起立制御と乗降停止制御における車両の状態を表した説明図である。 本実施形態における車両について、前方に向かって走行している状態の外観構成を例示した図である。 第１実施形態、第４実施形態における制御システムの構成図である。 起立・乗降停止制御のメインフローを表したフローチャートである。 第１実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。 起立制御におけるシート位置目標値λ_S ^*と、車体傾斜角目標値θ₁ ^*の時間変化を表した説明図である。 第１実施形態における乗降停止制御の処理内容を表したフローチャートである。 乗降停止制御におけるシート位置目標値λ_S ^*と、車体傾斜角目標値θ₁ ^*の時間変化を表した説明図である。 第２実施形態における制御システムの構成図である。 バランサ移動機構の各構成例を表した図である。 第２実施形態における車両姿勢制御系の力学モデル図である。 第２実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。 第２実施形態における乗降停止制御の処理内容を表したフローチャートである。 第３実施形態における制御システムの構成図である。 第３実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。 第３実施形態における乗降停止制御の処理内容を表したフローチャートである。 第４実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。 第４実施形態における乗降停止制御の処理内容を表したフローチャートである。

以下、本発明の車両における好適な実施の形態について、図１から図１８を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
倒立車両では、車両を直立させた状態よりも傾斜させた状態のほうが乗車、降車を行い易い場合がある。例えば、地面から比較的高い位置に搭乗部がある倒立車両の場合、車両の直立状態では搭乗者が乗車することが困難であるため、傾斜状態とすることが好ましい。また、両を傾斜させることで、その重心が低くなり、乗車、降車時における車両の安定性が高くなる。
本実施形態の車両では、傾斜状態をさらに安定させるために、車体に固定された構造体としてストッパ（制限機構）を配置し、駆動輪の接地点とストッパの接地点から等距離の位置に車両本体（駆動輪と駆動モータを除き、搭乗者、ストッパ、車体等）の重心を移動させることで、傾斜状態の車両を安定的に停止させる。
本明細書において、ストッパの前方端部が接地し、車体が傾斜して停止している状態を乗降停止という。

乗降停止状態では、車両本体の重心が駆動輪の接地点の鉛直線上よりも前方に存在する。このため、車両をゆっくり起立させたり、傾斜させたりする場合に、起立や傾斜を制御するためのトルクを車体に作用させると、その反作用で車輪が回転してしまい、車両が前後に移動してしまう。
そこで、本実施形態では、搭乗部を前後に移動させることにより、車両本体が傾いた状態でも、その重心が駆動輪接地点の鉛直線上にある状態をつくり、その重心が移動しないように、車体傾斜角と搭乗部位置とを制御することで、車両を移動させることなく（車輪を回転させることなく）起立、傾斜を実現する。

図１は、本実施形態による起立制御（（ａ）〜（ｃ））と乗降停止制御（（ｄ）〜（ｆ））における車両の状態を表したものである。
本実施形態では、図１（ａ）、（ｆ）に示されるように、乗降停止状態において搭乗部（シート）１３を前方に移動させておく。この状態において車両本体の重心Ｐは、駆動輪１２の接地点Ｓ１とストッパ１７の接地点Ｓ２との間に位置している。
このように、搭乗部１３の高さを低く前方に動かすことで、乗り降りが容易になる。
この乗降停止状態において、搭乗者が搭乗した後に起立指令が出されると、図１（ａ）の矢印Ａ１で示されるように、重心Ｐが接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上に位置するまで搭乗部１３を後方に移動する。
搭乗部１３の後方移動開始から重心Ｐが鉛直線Ｖ上に移動するまでの間は、接地点Ｓ１とＳ２の両者が接地しており、且つ、両接地点Ｓ１、Ｓ２間上に重心Ｐが位置しているため、車両本体の傾斜角は変化することはない。

重心Ｐが鉛直線Ｖ上に移動したら、図１（ｂ）に示されるように、重心Ｐが鉛直線Ｖ上から移動しないように、搭乗部１３を矢印Ａ２で示すように前方に移動させながら、矢印Ｂ１で示されるように車両本体を起立させる。図１（ｃ）は起立制御が完了した状態を表している。
ここで、搭乗部１３の前方移動による重心移動量と車両本体の起立による重心移動量とが互いに相殺するように両者を移動させることで、重心Ｐの移動をなくしている。

一方、乗降停止制御の場合、図１（ｄ）に示されるように、重心Ｐが鉛直線Ｖ上に存在する状態から、重心Ｐが鉛直線Ｖ上から移動しないように、搭乗部１３を矢印Ａ３で示すように後方に移動させながら、矢印Ｂ２で示されるように車両本体を前方に傾斜させる。
そして、ストッパ１７の先端部が接地点２で接地すると、車両は倒立状態から脱して安定的に停止する。その後、車両を乗降停止の初期状態とするため、搭乗部１３を前方に移動することで、座面部を下げて降車を容易にする。図１（ｆ）は乗降停止制御が完了した状態を表している。

本実施形態により、次のような効果を得ることができる。
（ａ）乗降停止状態では、ストッパの前方端部が接地し、駆動輪とストッパ接地点の間に車両本体の重心が存在するので、車両を安定的に停止させることができ、搭乗者の乗車及び降車を容易にすることができる。
（ｂ）車両が移動することなく、ゆっくりと起立及び傾斜を行うことができるので、起立完了まで、及び乗降停止までの搭乗者への不快感をなくすことができる。
（ｃ）起立、乗降停止を車両の移動なしで行うことができるので、乗車、降車の際に、前方に広いスペースを確保する必要が無い。

（２）実施形態の詳細
図２は、本実施形態における車両について、乗員が乗車して前方に走行している状態の外観構成を例示したものである。
図２に示されるように、車両は、同軸上に配置された２つの駆動輪１１ａ、１１ｂを備えている。
両駆動輪１１ａ、１１ｂは、それぞれ駆動モータ１２ａ、１２ｂで駆動されるようになっている。

駆動輪１１ａ、１１ｂ（両駆動輪１１ａと１１ｂを指す場合には駆動輪１１という。以下他の構成も同様）及び駆動モータ１２の上部には、重量体である荷物や乗員等が搭乗する搭乗部１３（シート）が配置されている。
搭乗部１３は、運転者が座る座面部１３１、背もたれ部１３２、及びヘッドレスト１３３で構成されている。

搭乗部１３は、搭乗部移動機構として機能する移動機構（図示しない）を介して支持部材１４により支持されている。支持部材１４は駆動モータ１２が収納されている駆動モータ筐体に固定されている。
移動機構としては、例えばリニアガイド装置のような低抵抗の線形移動機構を用い、搭乗部駆動モータの駆動トルクにより搭乗部１３と、支持部材１４との相対的な位置を変更するようになっている。

リニアガイド装置は、支持部材１４に固定された案内レールと、搭乗部駆動モータに固定されたスライダと、転動体を備えている。
案内レールには、その左右側面部に２本の軌道溝が長手方向に沿って直線状に形成されている。
スライダの幅方向に沿う断面はコ字状に形成されており、その対向する二つの側面部内側には、２本の軌道溝が、案内レールの軌道溝と各々対向するように形成されている。
転動体は、前述した軌道溝の間に組み込まれて、案内レールとスライダとの相対的直線運動に伴って軌道溝内を転動するようになっている。
なお、スライダには、軌道溝の両端をつなぐ戻し通路が形成されており、転動体は軌道溝と戻し通路を循環するようになっている。
リニアガイド装置には、リニアガイド装置の動きを締結するブレーキ（クラッチ）が配設されている。搭乗部の動作が不要であるときには、このブレーキにより、案内レールにスライダを固定することで、案内レールが固定されている支持部材１４と、スライダが固定されている搭乗部１３との相対的位置を保持する。そして、動作が必要であるときには、このブレーキを解除し、支持部材１４側の基準位置と搭乗部１３側の基準位置との距離が所定値となるように制御する。

搭乗部１３の脇には入力装置３０が配置されている。この入力装置３０は、運転者の操作により、車両の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の指示を行うと共に、本実施形態における起立指示や乗降停止指示を行うためのものである。

本実施形態における入力装置３０は、座面部１３１に固定されているが、有線又は無線で接続されたリモコンにより構成するようにしてもよい。また、肘掛けを設けその上部に入力装置３０を配置するようにしてもよい。

また、本実施形態の車両には、入力装置３０が配置されているが、予め決められた走行指令データに従って自動走行する車両の場合には、入力装置３０に代えて走行指令データ取得部が配設される。走行指令データ取得部は、例えば、半導体メモリ等の各種記憶媒体から走行指令データを取得する読み取り手段、または／及び、無線通信により外部から走行指令データを取得する通信制御手段で構成してもよい。

なお、図１において、搭乗部１３には人が搭乗している場合について示しているが、必ずしも人が運転する車両には限定されず、荷物だけを乗せて外部からのリモコン操作等により走行や停止をさせる場合、荷物だけを乗せて走行指令データに従って走行や停止をさせる場合、更には何も搭乗していない状態で走行や停止をする場合であってもよい。
この場合の起立指示や降車指示は、走行指令データと同様に、リモコン操作等により行われる。
本実施形態において、入力装置３０の操作により入力される操作信号に応じて加減速等の制御が行われる。

搭乗部１３と駆動輪１１との間には制御ユニット１６が配置されている。
本実施形態において制御ユニット１６は、支持部材１４に取り付けられている。
なお、制御ユニット１６は、搭乗部１３の座面部１３１の下面に取り付けるようにしてもよい。この場合、制御ユニットは移動機構によって搭乗部１３と共に前後に移動する。

支持部材１４には、乗降停止状態で、一部が接地することで前記車体の傾斜角を制限する制限機構として機能する、１対のストッパ１７が固定されている。
１対のストッパ１７は、駆動輪１２を挟むように配置されているが、駆動輪１２ａ、１２ｂの間に配置するようにしてもよい。

ストッパ１７は、固定される支持部材１４の位置から車両の前後方向に延在した湾曲形状をしており、前方端部Ｐ１及び後方端部Ｐ２が地面に接地することで、車体の傾斜を制限するようになっている。
ストッパ１７は、駆動輪１１の回転軸から前方端部Ｐ１までの距離と後方端部Ｐ２までの距離が同じで、車体の直立状態（車体の傾斜角がゼロの状態）において地面から前方端部Ｐ１までの高さと、後方端部Ｐ２までの高さは同じである。
本実施形態では、前方端部Ｐ１が接地した状態において乗降停止するが、この際の車体傾斜角は、１５度に設定されている。この乗降停止時の傾斜角は、車両の最大加速時の車体傾斜角よりも大きければ任意の角度に設定可能である。

また後方端部Ｐ２の接地時における傾斜角も、車両の最大減速時の車体傾斜角よりも大きければ、任意の角度に設定可能である。本実施形態では、この傾斜角度も同じ１５度に設定してるが、要求する加速度、減速度に合わせて、両者を異なる値に設定してもよい。

駆動輪１１の回転軸からストッパ１７の前方端部Ｐ１までの距離は、前方端部Ｐ１が接地した状態において、乗員搭乗時の車両重心、及び、想定される体重、体型を有する乗員搭乗時の車両重心が、ともに駆動輪１１の接地点から前方端部Ｐ１までの領域（２点間の鉛直上方）に位置するように設計されている。

本実施形態において、車両を構成する各部のうち、駆動輪１１と駆動モータ１２を除く部分を車両本体という。車両本体には、搭乗部１３、ストッパ１７、操縦装置３０、制御ユニット１６、移動機構等で構成される。車両本体は、移動機構により車両前後方向に移動する搭乗部１３と、搭乗部１３以外の部分からなる車体から構成される。

本実施形態の車両は、その他の装置としてバッテリを備えている。バッテリは、駆動モータ１２、搭乗部駆動モータ、制御ＥＣＵ２０等に駆動用及び演算用の電力を供給する。

図３は、第１実施形態における制御システムの構成を表したものである。
制御システムは、起立制御手段及び乗降停止制御手段として機能する制御ＥＣＵ（電子制御装置）２０、操縦装置３１、起動・降車スイッチ３２、角度計（角速度計）４１、駆動輪回転角度計５１、駆動輪アクチュエータ５２（駆動モータ１２）、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１、シート駆動アクチュエータ７２（搭乗部駆動モータ）、その他の装置を備えている。

制御ＥＣＵ２０は、主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２を備えており、駆動輪制御、車体制御（倒立制御）等により、車両の走行、姿勢制御等の各種制御を行う。また、制御ＥＣＵ２０は、シート制御ＥＣＵ２３を備えており、本実施形態における搭乗部１３の移動による起立・乗降停止制御を行うようになっている。
制御ＥＣＵ２０は、本実施形態における起立・乗降停止制御プログラム等の各種プログラムやデータが格納されたＲＯＭ、作業領域として使用されるＲＡＭ、外部記憶装置、インターフェイス部等を備えたコンピュータシステムで構成されている。

主制御ＥＣＵ２１には、駆動輪回転角度計５１、角度計（角速度計）４１、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１、及び、入力装置３０として操縦装置３１、起動・降車スイッチ３２が接続されている。
操縦装置３１は、搭乗者の操作に基づく走行指令を主制御ＥＣＵ２１に供給する。操縦装置３１は、ジョイスティックを備えている。ジョイスティックは直立した状態を中立位置とし、前後方向に傾斜させることで加減速を指示し、左右に傾斜させることで左右方向の旋回曲率を指示する。傾斜角度に応じて、要求加減速度、旋回曲率が大きくなる。

起動・降車スイッチ３２は、搭乗後の起動指示、及び降車指示（乗降停止状態への移行指示）を、搭乗者が車両に対して行うためのスイッチである。
起動・降車スイッチ３２には、起動指示スイッチと、降車指示スイッチが配置されている。

主制御ＥＣＵ２１は、角度計４１と共に車体制御システム４０として機能し、倒立車両の姿勢制御として、車体傾斜状態に基づき、駆動輪１２の反トルクで車体の姿勢制御を行う。

主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、駆動輪回転角度計５０、駆動輪アクチュエータ５２と共に駆動輪制御システム５０として機能する。
駆動輪回転角度計５１は主制御ＥＣＵ２１に駆動輪１１の回転角を供給し、主制御ＥＣＵ２１は駆動輪制御ＥＣＵ２２に駆動トルク指令値を供給し、駆動輪制御ＥＣＵ２２は駆動輪アクチュエータ５２に駆動トルク指令値に相当する駆動電圧を供給する。
駆動輪アクチュエータ５２は、指令値に従って、両駆動輪１１ａ、１１ｂを各々独立して制御するようになっている。

また、主制御ＥＣＵ２１は、シート制御ＥＣＵ２４、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１、シート駆動アクチュエータ７２と共にシート制御システム７０として機能する。
シート駆動モータ回転角度計７１は主制御ＥＣＵ２１にシート駆動モータの回転角、あるいは、シート位置を供給し、主制御ＥＣＵ２１はシート制御ＥＣＵ２４に駆動推力指令値を供給し、シート制御ＥＣＵ２４はシート駆動アクチュエータ７２に駆動推力指令値に相当する駆動電圧を供給する。
シート駆動アクチュエータ７２は、指令値に従って、移動機構（リニアガイド装置）に沿う方向に搭乗部１３を位置制御するようになっている。

主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪トルク決定手段として機能する。
また、主制御ＥＣＵ２１は、起立制御手段、乗降停止制御手段として機能する。

以上の通り構成された車両における、起立・乗降停止制御について次に説明する。
図４は、起立・乗降停止制御のメインフローを表したフローチャートである。
この図４に示した起立・乗降停止制御のメインフローは、後述する起立制御、乗降停止制御についての第１実施形態から第４実施形態に共通である。

初めに、主制御ＥＣＵ２１は、起動、降車指示スイッチの信号を取得する（ステップ１）。
次に、主制御ＥＣＵ２１は、車体が倒立状態にあるか否かを判断する（ステップ２）。この判別は、たとえば車体傾斜角の計測値を使って行う。
車体が倒立状態になく（ステップ２；Ｎ）、かつ、起動指示スイッチがＯＮ（ステップ３；Ｙ）の場合、主制御ＥＣＵ２１は、後述する起立制御処理を実行し（ステップ４）、その後メインルーチンにリターンする。
起立制御処理後のメインルーチンでは、通常の姿勢（倒立）制御および走行制御が実行される。

一方、車体が倒立状態であり（ステップ２；Ｙ）、かつ、降車指示スイッチがＯＮ（ステップ５；Ｙ）の場合、主制御ＥＣＵ２１は、車両が倒立状態で停止しているか否かについて判断する（ステップ６）。
ここで主制御ＥＣＵ２１は、倒立状態で停止しているか否かの判別条件として、左右各々の駆動輪１１の回転速度（絶対値）が共に所定の閾値以下である場合に「停止」とみなす。
例えば、停止するために減速中である場合のように、まだ倒立状態で停止していない場合（ステップ６；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、メインルーチンにリターンし、停止と判断（ステップ６；Ｙ）するまで倒立姿勢制御を継続する。

主制御ＥＣＵ２１は、倒立状態で停止していると判断した場合（ステップ６；Ｙ）、後述する乗降停止制御を実行し（ステップ７）、その後メインルーチンにリターンする。
乗降停止制御後のメインルーチンでは、車両の停止状態になるので、その後の起立制御指令やイグニッションキーのオフ（電源オフ指令）の監視など、対応する処理への移行を行う。

なお、本実施形態では、車体が倒立状態になく、起動指示スイッチがＯＮの場合に起立制御を行うが、荷重センサなどを搭乗部１３の座面部１３１に配設し、起立制御の指令供給と搭乗者の着座検知を条件に起立制御を開始するようにしてもよい。例えば、起立指令が与えられたとしても着座を検知できない場合には、起立制御を開始しない。また、搭乗者の起動指示スイッチの操作がなくても、着座の検知のみを条件に起立制御を開始するようにしてもよい。

また、車体が倒立停止状態にあり、降車指示スイッチがＯＮである場合に乗降停止制御を行うが、主制御ＥＣＵ２１が何らかの異常を検出し、車両の姿勢制御を続行することが困難と判断した場合に、強制的に乗降停止制御に移行させるようにしてもよい。

次に、第１実施形態における起立制御（ステップ４；図４）の内容について説明する。
図５は、第１実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。
なお、以下の説明において、搭乗部１３をシートと表現する。
主制御ＥＣＵ２１は、センサから車体傾斜と車輪回転の状態量を取得する（ステップ１１）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１から回転角（シート位置λ_S）を取得し、角度計（角速度計）４１から車体傾斜角θ₁（角速度）を取得する。

ついで主制御ＥＣＵ２１は、ステップ１１で取得した各状態量に基づいて、シート位置目標値λ_S ^*を決定する（ステップ１２）。
すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、次の数式１、数式２により、シート位置の目標値λ_S ^*を決定する。

（数式１）
ｒ＜１のとき，λ_S ^*＝λ_S,init（１−ｒ）＋λ_S,nｒ，
ｒ≧１のとき，λ_S ^*＝λ_S,n

数式１において、制御開始からの時間ｔを所定の時間Ｔ₁で無次元化した値（ｒ＝ｔ／Ｔ₁）を表している。
また、λ_S,initは本制御開始時のシート位置（シートの初期位置）を表す。
λ_S,nは後述の数式２で表されるシートの重心補正位置である。重心補正位置は、搭乗者やシートを含む車両本体の重心Ｐが、駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上に位置している状態（図１（ｂ）参照）におけるシート（搭乗部１３）の位置である。

Ｔ₁は、シート後方移動時間を表し、予め設定された値が使用される。
本実施形態では、図６（ａ）に示されるように、シート後方移動時間Ｔ₁の間に、シートの初期位置λ_S,initから、重心補正位置λ_S,nまで直線的に変化するように、シート目標位置λ_S ^*が決定される。
但し、図６（ａ）の点線で示すように、初期位置λ_S,initから移動開始の際と、重心補正位置λ_S,nまでの移動完了前の変化量が、両者間の変化量よりも小さくなるように、シート目標位置λ_S ^*を設定するようにしてもよい。これにより、シート移動の加減速に伴う搭乗者へのショックを軽減することができる。

シートの重心補正位置λ_S,nは、次の数式２により設定する。この数式２において、θ_1,initは、車体の初期傾斜角（本制御開始時の値）である。
また、ｌ₁は車両本体の車軸からの重心距離で、ｍ_sは搭乗部質量、ｍ₁は車両本体の質量（搭乗部を含む）である。

（数式２）
λ_S,n＝−ｌ₁（ｍ₁／ｍ_s）tanθ_1,init

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート駆動アクチュエータ７２によるシートの駆動推力指令値Ｓ_Sを決定する（ステップ１３）。すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、決定したシート目標位置λ_S ^*を使用して、次の数式３により、シートの駆動推力指令値Ｓ_Sを決定する。
ここで、｛ｘ｝は、ｘの時間微分を表し、例えば、｛λ_S｝はλ_Sの時間微分を表す。また、以下の説明においても同様の表記を用いることとする。

（数式３）
Ｓ_S＝Ｓ_S,f−Ｋ_S7（λ_S−λ_S ^*）−Ｋ_S8（｛λ_S｝−｛λ_S ^*｝）

数式３において、λ_Sは、シート駆動モータ回転角度計７１で検出される現在のシート位置である。この値λ_Sがステップ１１で決定したシート位置目標値λ_S ^*と一致するように、フィードバック制御される。
Ｋ_S7、Ｋ_S8は、フィードバックゲインであり、例えば、極配置法によって、あらかじめ設定された値が使用される。
Ｓ_S,fは、対乾性摩擦用のフィードフォワードトルクを表し、設定値を与えるが、その正負は移動方向に合わせて変化させる（後方移動の場合は、負の値）。なお、Ｓ_S,fの代わりに、シート位置偏差（λ_S−λ_S ^*）の積分ゲインを与えるようにしてもよい。
なお、本実施形態では、数式３を使用するが、第１項と第３項はより精度を高めるための項であり省いてもよい。例えばＳ_S＝−Ｋ_S7（λ_S−λ_S ^*）で与えるようにしてもよい。

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート制御システム７０に決定した駆動推力指令値Ｓ_Sを与える（ステップ１４）。すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、決定したシートの駆動推力指令値Ｓ_Sをシート制御ＥＣＵ２４に供給し、シート制御ＥＣＵ２４は、駆動推力指令値Ｓ_Sに対応した駆動電圧をシート駆動アクチュエータ７２に供給する。
これにより、シート（搭乗部１３）は、シート目標位置λ_S ^*に向けて後方に移動する。

次に主制御ＥＣＵ２１は、移動させたシートが重心補正位置に到達したか否かを判断する（ステップ１５）。ここで、重心補正位置は、図１（ｂ）に示されるように、車両本体の重心Ｐが駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線上にあるときのシート位置をいう。
シートが重心補正位置に到達したと判断すると（ステップ１５；Ｙ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ２１以降の処理に移行し、車体の起立を開始する。

一方、シートが重心補正位置に到達していない場合（ステップ１５；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、車両本体が起き上がり始めているか否かを判断する（ステップ１６）。車両本体が起き上がり始めているか否かの判断は、例えば、車体傾斜角の初期値からの変化量が所定の閾値以上である場合に「起き上がり」と判断する。
このように、数式２に従って設定したシートの重心補正位置λ_S,nにシートが到達する前（ステップ１５；Ｎ）に車両本体が起き上がり始めたか否かを判断するのは、数式２から求めた計算値としての重心補正位置λ_S,nに対して、パラメータ誤差や外乱により、車体が起き上がり始めてしまう場合があるためである。例えば、実際の搭乗者重量が想定値と大きく異なっているために車両本体の重心が想定した位置からずれている場合や、風力等の外乱を受けたために起き上がる場合などが該当する。
このように、車両本体の起き上がりを検出した場合（ステップ１６；Ｙ）、主制御ＥＣＵ２１は、実際の車両本体の重心Ｐが駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上に到達している（図１（ｂ）参照）とみなし、即時にシートの後方移動を中止して、ステップ２１移行の車体起立へ移行する。

シートが重心補正位置λ_S,nに到達していず（ステップ１５；Ｎ）、車体も起き上がり始めていない場合（ステップ１６；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ１１に戻り、シートを重心補正位置に移動させる動作を繰り返す。
以上のステップ１１からステップ１６までの処理が、乗降停止状態（図１（ａ））で起立制御指令が出されてから、シート（搭乗部１３）を後方に移動させて、車両本体の重心Ｐが駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上に到達（図１（ｂ））するまでの処理である。

車両本体の重心Ｐが駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上に到達した後（ステップ１５；Ｙ、１６；Ｙ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ２１からステップ２５により、車両本体を起立させる。ステップ２１からステップ２５迄の処理が、車両本体の重心Ｐが重心補正位置（鉛直線Ｖ上の位置）に移動してから（図１（ｂ））、車体の起立が完了するまで（図１（ｃ））の処理である。この間の処理では、車両本体の重心位置Ｐ及び車両の位置を動かさないように制御される。

まず主制御ＥＣＵ２１は、センサから各状態量を取得する（ステップ２１）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１から回転角（シート位置λ_S）を、角度計（角速度計）４１から車体傾斜角θ₁（角速度）を、駆動輪回転角度計５１から駆動輪回転角θ_Wを、それぞれ取得する。

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート位置と車体傾斜角の目標値λ_S ^*、θ₁ ^*を決定する（ステップ２２）。すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、数式４によりシート位置の目標値λ_S ^*を決定すると共に、その目標値λ_S ^*を使用して、数式５により車体傾斜角の目標値θ₁ ^*を決定する。

（数式４）
ｒ＜１のとき，λ_S ^*＝λ_S,init2（１−ｒ），
ｒ≧１のとき，λ_S ^*＝０ （ｒ≧１）

（数式５）
θ₁ ^*＝−tan^-1（ｍ_Sλ_S ^*／ｍ₁ｌ₁）

数式４において、ｒは本制御ループ（ステップ２１〜ステップ２５）開始からの時間ｔを所定の時間Ｔ₂で無次元化した値（ｒ＝ｔ／Ｔ₂）を表している。またλ_S,init2は、同開始時のシート位置（シートの初期位置）を表す。
λ_S,nは上述したシートの重心補正位置を表す。
Ｔ₂はシート前方移動時間を表し、予め設定された値が使用される。本実施形態では、図６（ｂ）に示されるように、シート前方移動時間Ｔ₂の間に、シートの初期位置λ_S,init2から、λ_S ^*＝０のシート基準位置（車両倒立時に車両本体の重心Ｐが駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線上にあるようなシートの位置）まで直線的に変化するように、シート目標位置λ_S ^*が決定される。また、図６（ｃ）に示されるように、シート前方移動時間Ｔ₂の間に、車体傾斜角の目標値θ₁ ^*から、θ₁ ^*＝０の直立姿勢まで、数式５で示される曲線に沿って変化するように、車体傾斜目標値θ₁ ^*が決定される。
但し、図６（ｂ）、（ｃ）の点線で示すように、初期位置から移動開始の際と、移動完了前の変化量が、両者間の変化量よりも小さくなるように、シート目標位置λ_S ^*、車体傾斜目標位置θ₁ ^*を設定するようにしてもよい。これにより、シート移動および車体起立の加減速に伴う搭乗者へのショックを軽減することができる。

次に主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータの指令値Ｓ_S、τ_Wを決定する（ステップ２３）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、決定したシート位置と車体傾斜角の目標値λ_S ^*、θ₁ ^*から、数式６によりシートの駆動推力指令値Ｓ_Sを、数式７により駆動輪のトルク指令値τ_Wをそれぞれ決定する。

（数式６）
Ｓ_S＝Ｓ_S,f−Ｋ_S7（λ_S−λ_S ^*）−Ｋ_S8（｛λ_S｝−｛λ_S ^*｝）

（数式７）
τ_W＝−Ｋ_W2｛θ_W｝＋Ｋ_W3（θ₁−θ₁ ^*）＋Ｋ_W4（｛θ₁｝−｛θ₁ ^*｝）

数式７において、Ｋ_W2、Ｋ_W3、Ｋ_W4、Ｋ_S7、Ｋ_S8はフィードバックゲインであり、例えば、極配置法によって、予め設定した値を使用する。
なお、数式７に従うフィードバック制御において、シートの位置および速度を考慮するようにしてもよい。
また、数式６において、対乾性摩擦用のフィードフォワードトルクＳ_S,fの代わりに、積分ゲインを与えるようにしてもよい。

次に主制御ＥＣＵ２１は、各制御システムに指令値Ｓ_S、τ_Wを与える（ステップ２４）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、シート制御ＥＣＵ２４、駆動輪制御ＥＣＵ２２に、決定した指令値Ｓ_S、τ_Wをそれぞれ供給する。
これにより、駆動輪制御ＥＣＵ２２は、指令値τ_Wに対応する駆動電圧を駆動輪アクチュエータ５２に供給することで、駆動輪１１に駆動トルクτ_Wを与える。また、シート制御ＥＣＵ２４は、指令値Ｓ_Sに対応した駆動電圧をシート駆動アクチュエータ７２に供給することで、シート（搭乗部１３）を前方に移動させる。
そして、駆動輪１１からの駆動トルクτ_Wによって、車両本体は徐々に傾斜角θを小さくしながら起立し、起立による重心移動量は、シートの前方移動により打ち消される。このため、車両が前後に移動することなく、起立動作が行われる。

次に主制御ＥＣＵ２１は、起立が完了し倒立状態となっているか否かの判断をする（ステップ２５）。主制御ＥＣＵ２１は、例えば、車体傾斜角（絶対値）が所定の閾値以下である場合に「倒立（＝起立完了）」と判断する。
車両本体が倒立状態に至っていない場合（ステップ２５；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ２１に戻り、起立制御を続行する。
一方、起立状態に至っている場合（ステップ２５；Ｙ）、主制御ＥＣＵ２１は、本実施形態による起立制御処理を終了する。主制御ＥＣＵ２１は、以後、倒立状態における車両の姿勢（倒立）制御と走行制御を実行する。

次に、第１実施形態における乗降停止制御（ステップ７；図４）の内容について説明する。
図７は、第１実施形態における乗降停止制御の処理内容を表したフローチャートである。
図７に示した乗降停止制御において、ステップ３１からステップ３６までの処理が、倒立状態（図１（ｄ））から、車両本体の重心Ｐを移動させることなく、また車両を前後に移動させることなく、ストッパ前方端部Ｓ２を接地させる処理、すなわち、乗降停止状態（図１（ｆ））までの処理である。
また、ステップ４１からステップ４５までの処理が、乗降停止状態で搭乗者の降車を補助するために、シートを最前方位置（乗降補助位置）に移動させる処理である。

主制御ＥＣＵ２１は、センサから各状態量を取得する（ステップ３１）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１から回転角（シート位置λ_S）を、角度計（角速度計）４１から車体傾斜角θ₁（角速度）を、駆動輪回転角度計５１から駆動輪回転角θ_Wを、それぞれ取得する。

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート位置の目標値λ_S ^*と車体傾斜角の目標値θ₁ ^*を決定する（ステップ３２）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、次の数式８、数式９によりシート位置の目標値λ_S ^*を決定する。また、決定したシート位置の目標値λ_S ^*を使用して、数式１０により車体傾斜角の目標値θ₁ ^*を決定する。

（数式８）
λ_S ^*＝λ_S,nｒ

（数式９）
λ_S,n＝−ｌ₁（ｍ₁／ｍ_s）tanθ_1,F

（数式１０）
θ₁ ^*＝−tan^-1（ｍ_S｛λ_S ^*｝／ｍ₁ｌ₁）

数式８において、ｒは本制御ループ（ステップ３１〜ステップ３６）開始からの時間ｔを所定の時間Ｔ₂で無次元化した値（ｒ＝ｔ／Ｔ₂）を表す。Ｔ₂はシート後方移動時間を表し、予め設定された値が使用される。
λ_S,nはシートの重心補正位置であり、数式９により算出する。重心補正位置は、車体接地時（乗降停止状態）において、車両本体の重心Ｐが駆動輪の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上にあるときのシート（搭乗部１３）の位置である。
数式９において、θ_1,Fは、ストッパ前方端部Ｓ２が接地した状態、すなわち、乗降停止状態における車両本体の傾斜角（車体接地傾斜角）で、あらかじめ設定した値を使用する。但し、図５に示される起立制御の際に、車体が起立する直前の値（乗降停止状態における値）を記憶しておき、該値を使用するようにしてもよい。

数式８、数式９により、シート後方移動時間Ｔ₂に対して、図８（ａ）、（ｂ）の実線で表されるようなシート位置の目標値λ_S ^*と車体傾斜角の目標値θ₁ ^*が設定されるが、点線で示すような動作を設定することにより、シート移動および車体傾斜の加減速に伴う搭乗者へのショックを軽減するようにしてもよい。

次に主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータの指令値Ｓ_S、τ_Wを決定する（ステップ３３）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、数式８〜数式１０で決定したシート位置と車体傾斜角の目標値λ_S ^*、θ₁ ^*から、数式１１によりシートの駆動推力指令値Ｓ_Sを、数式１２により駆動輪のトルク指令値τ_Wを、それぞれ決定する。

（数式１１）
Ｓ_S＝Ｓ_S,f−Ｋ_S7（λ_S−λ_S ^*）−Ｋ_S8（｛λ_S｝−｛λ_S ^*｝）

（数式１２）
τ_W＝−Ｋ_W2｛θ_W｝＋Ｋ_W3（θ₁−θ₁ ^*）＋Ｋ_W4（｛θ₁｝−｛θ₁ ^*｝）

数式１２において、Ｋ_W2、Ｋ_W3、Ｋ_W4、Ｋ_S7、Ｋ_S8はフィードバックゲインであり、例えば、極配置法によって、予め設定した値を使用する。
なお、数式１２のフィードバック制御において、シートの位置および速度を考慮するようにしてもよい。
また、数式１１において、対乾性摩擦用のフィードフォワードトルクＳ_S,fの代わりに、積分ゲインを与えるようにしてもよい。

次に主制御ＥＣＵ２１は、各制御システムに指令値Ｓ_S、τ_Wを与える（ステップ３４）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、シート制御ＥＣＵ２４、駆動輪制御ＥＣＵ２２に、決定した指令値Ｓ_S、τ_Wをそれぞれ供給する。
これにより、駆動輪制御ＥＣＵ２２は、指令値τ_Wに対応する駆動電圧を駆動輪アクチュエータ５２に供給することで、駆動輪１１に駆動トルクτ_Wを与える。また、シート制御ＥＣＵ２４は、指令値Ｓ_Sに対応した駆動電圧をシート駆動アクチュエータ７２に供給することで、シート（搭乗部１３）を後方に移動させる。
そして、駆動輪１１からの駆動トルクτ_Wによって、車両本体は徐々に傾斜角θを大きくしながら傾斜し、車両本体傾斜による重心移動量は、シートの後方移動により打ち消される。このため、車両が前後に移動することなく、前方傾斜の動作が行われる。

次に主制御ＥＣＵ２１は、シートが重心補正位置、すなわち、車体接地状態（乗降停止状態）における車両本体の重心Ｐが駆動輪の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上にあるときのシート位置に到達したか否かを判断する（ステップ３５）。
シートが重心補正位置に到達していなければ（ステップ１５；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ３１に戻ってシートの後方移動と車両本体の前傾を続ける。
シートが重心補正位置に到達すると（ステップ３５；Ｙ）、更に主制御ＥＣＵ２１は、実際に車両本体が接地しているか否か、すなわち、ストッパ１７の前方端部Ｓ２が接地しているか否かを判断する（ステップ３６）。主制御ＥＣＵ２１は、例えば、車体傾斜角が所定の閾値以上である場合に「接地（＝傾斜完了）」と判断する。
車両本体が接地していない場合（ステップ３６；Ｎ）には、シートは計算上の重心補正位置に移動しているが、起立制御時と同様にパラメータ誤差や外乱等が原因で、車両本体の重心Ｐは実際には重心補正位置に到達していないことが想定されるため、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ３１に戻って、引き続きシートの後方移動と車両本体の前傾を行う。

以上のステップ３１からステップ３６のループによる倒立状態から乗降停止状態に到るまでの処理が完了すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ４１からステップ４５のループによる、降車補助の処理を行う。
まず主制御ＥＣＵ２１は、シート駆動モータ回転角度計（位置センサ）７１から、現在のシート位置（回転角）λ_Sを取得する（ステップ４１）。
次に主制御ＥＣＵ２１は、シート位置の目標値λ_S ^*を、次の数式１３から決定する（ステップ４２）。

（数式１３）
ｒ＜１のとき，λ_S ^*＝λ_S,init1（１−ｒ）＋λ_S,endｒ，
ｒ≧１のとき，λ_S ^*＝λ_S,end

数式１３において、ｒはシート移動開始からの時間ｔを所定の時間Ｔ₁で無次元化した値（ｒ＝ｔ／Ｔ₁）を表している。
また、λ_S,init1は同開始時のシート位置（シートの初期位置）を表す。
λ_S,endは後述する数式１４で算出されるシートの乗降補助位置である。乗降補助位置は、搭乗者が乗り降りを行う時のシートの設定位置であり、本実施形態では、駆動輪接地点Ｓ１とストッパ接地点Ｓ２（図１参照）から等距離の点に車両本体の重心Ｐが位置するようなシート位置に設定されている。
なお、本実施形態の乗降補助位置は、搭乗者乗降時の車体安定性を最優先させたシート位置として上述の位置を設定しているが、搭乗者の乗り降りの行い易さを重視して、乗降補助位置（シート位置）をより前方（ストッパ接地点Ｓ２側）に移動させるようにしてもよい。また、搭乗から起立まで、あるいは、傾斜から降車までの時間を短くするために、乗降補助位置をより後方（駆動輪接地点Ｓ１側）とすることで、シート移動量を少なくしてもよい。

Ｔ₁は、シート前方移動時間を表し、予め設定された値が使用される。
本実施形態では、図８（ｃ）に示されるように、シート前方移動時間Ｔ₁の間に、シートの初期位置λ_S,init1から、乗降補助位置λ_S,endまで直線的に変化するように、シート目標位置λ_S ^*が決定される。
但し、図８（ｃ）の点線で示すように、初期位置λ_S,init1から移動開始直後と、乗降補助位置λ_S,endまでの移動完了直前での変化量が、両者間での変化量よりも小さくなるように、シート目標位置λ_S ^*を設定するようにしてもよい。これにより、シート移動の加減速に伴う搭乗者へのショックを軽減することができる。

シートの乗降補助位置λ_S,endは、次の数式１４から算出する。
この数式１４において、ｄは車両本体の中心面（車両本体の重心と駆動輪の車軸を通る平面）からストッパ１７の前方端部Ｓ２までの距離であり、Ｍは車両全重量、θ_1,init1は車体傾斜角である。
また、ｌ₁は車両本体の車軸からの重心距離で、ｍ_sは搭乗部質量、ｍ₁は車両本体の質量（搭乗部を含む）である。

（数式１４）
λ_S,end＝（ｄ／２）（Ｍ／ｍ_S）−ｌ₁（ｍ₁／ｍ_S）tanθ_1,init1

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート駆動アクチュエータ７２によるシートの駆動推力指令値Ｓ_Sを決定する（ステップ４３）。すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、決定したシート目標位置λ_S ^*を使用して、次の数式１５により、シートの駆動推力指令値Ｓ_Sを決定する。
数式１５において、Ｋ_S7、Ｋ_S8は、フィードバックゲインであり、例えば、極配置法によって、あらかじめ設定された値が使用される。
Ｓ_S,fは、対乾性摩擦用のフィードフォワードトルクを表し、設定値を与えるが、その正負は移動方向に合わせて変化させる（後方移動の場合は、負の値）。なお、Ｓ_S,fの代わりに、積分ゲインを与えるようにしてもよい。

（数式１５）
Ｓ_S＝Ｓ_S,f−Ｋ_S7（λ_S−λ_S ^*）−Ｋ_S8（｛λ_S｝−｛λ_S ^*｝）

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート制御システム７０に決定した推力指令値Ｓ_Sを与える（ステップ４４）。すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、決定したシートの駆動推力指令値Ｓ_Sをシート制御ＥＣＵ２４に供給し、シート制御ＥＣＵ２４は、駆動推力指令値Ｓ_Sに対応した駆動電圧をシート駆動アクチュエータ７２に供給する。
これにより、シート（搭乗部１３）は、シート目標位置λ_S ^*に向けて前方に移動する。

次に主制御ＥＣＵ２１は、移動させたシートが乗降補助位置に到達したか否かを判断し（ステップ４５）、到達していなければ（ステップ４５；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ４１にもどり、シートの前方移動を継続する。
一方、シートが乗降補助位置に到達したと判断すると（ステップ４５；Ｙ）、主制御ＥＣＵ２１は、シートの移動を終了し、乗降停止制御を終了する。
なお、本実施形態では、シートが乗降補助位置に到達した場合にシート移動を終了するが、更に、搭乗者が降車スイッチをＯＦＦに切り換えた場合にもシート移動を終了するようにしていもよい。

次に第２実施形態について説明する。
この第２実施形態では、車両の前後方向に移動可能なバランサ（重量体）を配置し、第１実施形態で説明した起立制御における車両本体を起立させる処理（ステップ２１〜２５）、及び、乗降停止制御における車両本体を傾斜させる処理（ステップ３１〜３６）において、パラメータの誤差や外乱などの影響で、車両本体の傾斜とシートの移動でうまくバランスが保てず、車両が動いてしまうときに、その影響の一部をバランサで補償する。すなわち、バランサを車両本体の微妙なバランス調整に用いる。
本実施形態では、車両本体の総重量と比較して、重量の小さいバランサを想定している。バランサとしては、例えば、（ａ）直線移動型、（ｂ）回転振子型、（ｃ）回転倒立振子型の各種が使用可能である。
ここで、バランサとは、搭乗部を含まない車両本体質量の一部であり、車体に取り付けられたアクチュエータによって、車体中心軸（車体の重心と車体回転中心を通る直線）と車輪回転中心軸に垂直な方向へ自由に動かすことができる部分、と定義する。

図９は、第２実施形態における車両の制御ユニットの構成を表したものである。図３に示した第１実施形態における制御ユニットと同様である部分には同一の符号を付して、適宜その説明を省略する。
図９に示されるように、第２実施形態における制御システムは、バランサ制御ＥＣＵ２３、バランサ駆動モータ回転角度計６１、バランサ駆動アクチュエータ（モータ）６２を更に備えており、主制御ＥＣＵ２１はこれら各部と共にバランサ制御システム６０として機能するようになっている。

バランサ駆動モータ回転角度計（位置センサ）６１は、バランサ位置に相当するモータ回転角を主制御ＥＣＵ２１に供給し、主制御ＥＣＵ２１は、駆動推力指令値をバランサ制御ＥＣＵ２３に供給し、バランサ制御ＥＣＵ２３は、駆動推力指令値に相当する駆動電圧をバランサ駆動アクチュエータ６２に供給する。
他の構成については、図３で説明した第１実施形態と同様である。

図１０は、バランサ１３４を任意の位置に移動させるバランサ移動機構について、その構成例を表したものである。
このバランサ移動機構は、重量体移動手段として機能し、車両本体の一部を構成する。バランサ移動機構は、重量体であるバランサ１３４を前後方向に動かすことによって車両本体の重心を移動させる。
バランサ１３４は、搭乗部１３と駆動輪１１との間に配置されている。このバランサ１３４は、バランサ駆動アクチュエータ６２によって前後方向（車体中心軸と車輪回転中心軸に垂直な方向）に移動可能であるように構成されている。

本実施形態である図１０（ａ）のバランサ移動機構は、スライダ型アクチュエータ１３５によって、スライダ上でバランサ１３４を直線移動させる。

図１０（ｂ）、（ｃ）に示すバランサ移動機構は、回転移動型バランサを用いた機構である。支持軸１３６の一端にはバランサ１３４が配設され、支持軸１３６の他端部には、バランサ支持軸回転モータ１３７、１３８のロータが固定されている。
そして、バランサ支持軸モータ１３７、１３８によって、支持軸１３６を半径とする円周軌道上でバランサ１３４を移動させる。
図１０（ｂ）のバランサ移動機構では、バランサ支持軸回転モータ１３７が座面部１３１の下部に配設され、円周軌道上の下側でバランサ１３４が移動する。
図１０（ｃ）のバランサ移動機構では、バランサ支持軸回転モータ１３８が駆動輪１１と同軸上に配設され、円周軌道上の上側でバランサ１３４が移動する。

なお、他のバランサ移動機構の例として、伸縮型のアクチュエータによりバランサ１３４を移動させるようにしてもよい。
例えば、２本の伸縮型アクチュエータのそれぞれ一端を車両の前方と後方に固定し、他端をそれぞれバランサ１３４に固定し、両伸縮型アクチュエータの一方を伸ばし、他方を縮めることで、バランサ１３４を直線移動させてもよい。

図１１は、本実施形態のバランサを含む車両姿勢制御系の力学モデルを図示したものである。この力学モデルにおけるバランサを除いた他の部分については、他の実施形態にも適用可能である。
図１１におけるバランサ１３４は、車軸及び車両中心軸に垂直な方向に移動する図１０（ａ）の場合を例示している。

この図１１における各記号は次の通りである。
（ａ）状態量
θ_W：タイヤの回転角［ｒａｄ］
θ₁：本体の傾斜角（鉛直軸基準）［ｒａｄ］
λ₂：バランサの位置（車体中心軸基準）［ｍ］
λ_S：シートの位置（車体中心軸基準）［ｍ］
（ｂ）入力
τ_W：駆動モータトルク（２輪合計）［Ｎｍ］
Ｓ_B：バランサ駆動推力［Ｎ］
Ｓ_S：シート駆動力［Ｎ］
（ｃ）パラメータ
ｍ_W：タイヤの質量［ｋｇ］
Ｒ_W：タイヤの半径［ｍ］
Ｉ_W：タイヤの慣性モーメント（車軸周り）［ｋｇｍ²］
ｍ₁：本体の質量（乗員を含む）［ｋｇ］
ｌ₁：本体の重心距離（車軸から）［ｍ］
Ｉ₁：本体の慣性モーメント（重心周り）［ｋｇｍ²］
ｍ₂：バランサの質量［ｋｇ］
ｌ₂：バランサの基準重心距離（車軸から）［ｍ］
Ｉ₂：バランサの慣性モーメント（重心周り）［ｋｇｍ²］
ｍ_S：搭乗部質量［ｋｇ］
なお、バランサの位置λ₂は、車両前方を正とする（車体傾斜角θ₁の正方向と同じ）。

このように構成された第２実施形態における車両の起立制御及び乗降停止制御について、次に説明する。
図１２は、第２実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。
なお、以下説明する各実施形態における構成図、フローチャートの説明では、第１実施形態と同様の部分について同一の符号、ステップ番号を付し、同一部分については適宜その説明を省略することとする。
第２実施形態における起立制御において、主制御ＥＣＵ２１は、第１実施形態と同様に、乗降停止状態（図１（ａ））で起立制御指令が出されてから、シート（搭乗部１３）を後方に移動させて、車両本体の重心Ｐを駆動輪１１の接地点Ｓ１を通る鉛直線Ｖ上（図１（ｂ））まで移動させる（ステップ１１〜ステップ１６）。

車両本体の重心Ｐが駆動輪設定点Ｓ１上に移動すると、主制御ＥＣＵ２１は、各センサからシート位置λ_S、車体傾斜角θ₁、駆動輪回転角θ_Wを取得し（ステップ２１）、更に、バランサ駆動モータ回転角度計（位置センサ）６１から回転角（バランサ位置λ₂）を取得する（ステップ２２）。
次に主制御ＥＣＵ２１は、数式４によりシート位置の目標値λ_S ^*、を決定すると共に、決定した目標値λ_S ^*を使用して、数式５により車体傾斜角の目標値θ₁ ^*をそれぞれ決定する（ステップ２２）。なお、バランサの目標値は基準位置、すなわち、λ_B ^*＝０である。
そして主制御ＥＣＵ２１は、決定したシート位置と車体傾斜角の目標値λ_S ^*、θ₁ ^*から、数式６によりシートの駆動推力指令値Ｓ_Sを、数式７により駆動輪の駆動トルク指令値τ_Wをそれぞれ決定する（ステップ２３）。

次に主制御ＥＣＵ２１は、次の数式１６により、バランサの駆動推力指令値Ｓ_Bを決定する（ステップ２３２）。

（数式１６）
Ｓ_B＝−Ｋ_B1θ_W−Ｋ_B2｛θ_W｝−Ｋ_B5λ₂−Ｋ_B6｛λ₂｝
数式１６において、Ｋ_B1、Ｋ_B2は車両の移動（駆動輪の回転）を抑制するフィードバックゲインで、Ｋ_B5、Ｋ_B6はバランサ自身の位置を制御するフィードバックゲインである。各フィードバックゲインは、例えば、極配置法によって、あらかじめ設定しておく。
数式１６では、駆動輪１１の回転角θ_Wに対してフィードバックゲインＫ_B1を与えることで、駆動輪回転速度の定常偏差（一定速度での車両の移動）を減少させ、車両の移動量を抑えるようにしている。

次に主制御ＥＣＵ２１は、シート制御ＥＣＵ２４、駆動輪制御ＥＣＵ２２に決定した指令値Ｓ_S、τ_Wを供給し（ステップ２４）、更に、バランサ制御ＥＣＵ２３に数式１６で決定した指令値Ｓ_Bを供給する（ステップ２４２）。
これにより、駆動輪制御ＥＣＵ２２は、指令値τ_Wに対応する駆動電圧を駆動輪アクチュエータ５２に供給することで車両本体を起き上がらせ、シート制御ＥＣＵ２４は、指令値Ｓ_Sに対応した駆動電圧をシート駆動アクチュエータ７２に供給することで、シート（搭乗部１３）を前方に移動する。
そしてバランサ制御ＥＣＵ２３は、指令値Ｓ_Bに対応する駆動電圧でバランサ駆動アクチュエータ６２を駆動することでバランサを移動させ、車両本体の起立とシートの前方移動に伴う重心移動量の偏差を打ち消し、車両が前後に移動することを抑える。

次に主制御ＥＣＵ２１は、起立が完了しているか否を判断（ステップ２５）し、完了していなければ（ステップ２５；Ｎ）、ステップ２１に戻って起立制御を続行し、起立状態に至っていれば（ステップ２５；Ｙ）、本実施形態による起立制御処理を終了する。

次に第２実施形態における乗降停止制御の処理について図１３のフローチャートを参照して説明する。
主制御ＥＣＵ２１は、各センサから、シート位置λ_S、車体傾斜角θ₁、駆動輪回転角θ_Wを取得し（ステップ３１）、さらに、バランサ駆動モータ回転角度計６１からバランサ位置λ₂を取得する（ステップ３１２）。
そして主制御ＥＣＵ２１は、数式８、数式９によりシート位置の目標値λ_S ^*を決定し、数式１０により車体傾斜角の目標値θ₁ ^*を決定する（ステップ３２）。
バランサの目標位置は、起立制御と同様に基準位置（λ_B ^*＝０）である。

次に主制御ＥＣＵ２１は、数式８〜数式１０で決定したシート位置と車体傾斜角の目標値λ_S ^*、θ₁ ^*から、数式１１によりシートの駆動推力指令値Ｓ_Sを決定し、数式１２により駆動輪のトルク指令値τ_Wを、それぞれ決定する（ステップ３３）。
また主制御ＥＣＵ２１は、第２実施形態の起立制御で説明した数式１６を使用して、バランサの駆動推力指令値Ｓ_Bを決定する（ステップ３３２）。

次に主制御ＥＣＵ２１は、決定した指令値Ｓ_S、τ_Wをシート制御ＥＣＵ２４、駆動輪制御ＥＣＵ２２に、それぞれ供給し（ステップ３４）、更に、バランサ制御ＥＣＵに数式１６で決定した指令値Ｓ_Bを供給する（ステップ３４２）。
これにより、駆動輪制御ＥＣＵ２２は、指令値τ_Wに対応する駆動電圧を駆動輪アクチュエータ５２に供給することで車両本体を傾斜させ、シート制御ＥＣＵ２４は、指令値Ｓ_Sに対応した駆動電圧をシート駆動アクチュエータ７２に供給することで、シート（搭乗部１３）を後方に移動する。
そしてバランサ制御ＥＣＵ２３は、指令値Ｓ_Bに対応する駆動電圧でバランサ駆動アクチュエータ６２を駆動することでバランサを移動させ、起立時と同様に、車両本体の傾斜とシートの後方移動に伴う重心移動量の偏差を打ち消し、車両が前後に移動することを抑える。

次に主制御ＥＣＵ２１は、シートが重心補正位置に到達したか否か、及び車体が接地しているか否かについて判断する（ステップ３５、ステップ３６）。シートが重心補正位置に到達してい場合（ステップ３５；Ｎ）、あるいは、車体が接地していない場合（ステップ３６；Ｎ）、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ３１に戻ってシートの後方移動と車両本体の前傾を続行する。
一方、シートが重心補正位置に到達し（ステップ３５；Ｙ）、車体が接地している場合（ステップ３６；Ｙ）、第１実施形態と同様に、ステップ４１からステップ４５のループによる、降車補助の処理を行う。

なお、第２実施形態では、外乱等に対する車両本体の微妙なバランス調整にバランサを使用するが、シート移動による車両重心移動の補助として利用してもよい。例えば、起立制御の初めにシートを乗降補助位置から後方へ移動させるとき（ステップ１１〜１６）に、バランサも後方へ移動させることにより、重心移動に必要なシート移動量を減らすことができ、起立までの所要時間を短くすることができる。
また、後述する乗降停止制御において、シートを重心補正位置から前方へ移動させるとき（ステップ４１〜４５）に、バランサを後方に移動させることにより、車両本体の重心Ｐを駆動輪接地点Ｓ１とストッパ接地点Ｓ２の中間位置に保持した状態で、降車補助位置をより前方に移すことができ、搭乗者にとって乗車や降車が楽になる。

次に第３実施形態について説明する。
この第３実施形態では、搭乗部１３（搭乗者およびシート）の質量を計測し、その計測値に応じて、制御パラメータを補正することで、起立制御、乗降停止制御をより安定的に行うものである。
図１４は、第３実施形態における車両の制御システムの構成を表したものである。図３に示した第１実施形態における制御システムと同様である部分には同一の符号を付して、適宜その説明を省略する。
図１４に示されるように、第３実施形態における制御システムは、シート制御システム７０の一部としてシート荷重計７３を備えており、搭乗部荷重（垂直荷重）Ｗ_Sを検出して、主制御ＥＣＵ２１に供給する。
なお第３実施形態では、搭乗部質量を荷重計を使って評価しているが、簡易なシステムにより段階的に質量を評価するような離散的な測定方法を用いて評価してもよい。また、搭乗者自身が質量（体重）を入力するようにし、その入力値を使用するようにしてもよい。

このように構成された第３実施形態における起立制御及び乗降停止制御について、次に説明する。なお、第１実施形態における起立制御、乗降停止制御と同様の処理には同一のステップ番号を付し、適宜その説明を省略する。
図１５は、第３実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。
主制御ＥＣＵ２１は、シート荷重計７３から、シートに作用する垂直荷重（搭乗部荷重Ｗ_S）を取得し（ステップ１０１）、搭乗部質量ｍ_Sを次の数式１７により決定する（ステップ１０２）。

（数式１７）
ｍ_S＝ｍ_S,0＋Ｗ_S／ｇcosθ₁

数式１７において、ｍ_S,0は搭乗部質量の非変動分（搭乗者の有無に依らない質量；シートなど）、Ｗ_Sはステップ１０１で取得した搭乗部荷重（垂直力）、ｇは重力加速度、θ₁は車体傾斜角である。
ここで、搭乗部質量ｍ_Sは、シート制御システムによって動かすことが可能な部分の質量であり、搭乗者だけでなく、荷物などを積載した場合にはその積載物の質量を含む。
なお、本実施形態では、垂直荷重（座面に垂直な成分）を計測する荷重計を使用しているが、水平成分も計測できる荷重計を用いてもよい。この場合、車体傾斜角θ₁の値を用いることなく、搭乗部質量ｍ_Sを決定することができる。

なお、数式１７で求まる搭乗部質量ｍ_Sに対して、ローパスフィルタをかけて、高周波成分を取り除くようにしてもよい。これにより、ノイズに起因する車体やシートの振動を無くすことができる。
車両本体の質量ｍ₁についても、搭乗部質量の標準値（想定に基づき、あらかじめ設定した値）との差を加えておく。
また、初期（本制御ループ開始時）において、車体傾斜角θ₁には、設計値、あるいは、前回の乗降停止制御終了時に記憶した値を使用する。
本実施形態では、搭乗部質量変動の影響を、車体重量ｍ₁においてのみ考慮しているが、車体の重心距離ｌ₁についても、搭乗部質量変動の影響を考慮して補正するようにしてもよい。

また、本実施形態では、搭乗部質量変動が直接影響するパラメータのみを修正しているが、たとえば、フィードバックゲインについても、その影響を考慮して、修正してもよい。
例えば、数式３、数式６、数式１１、数式１５におけるフィードバックゲインＫ_S7について、次の数式１８に従って修正するようにしてもよい。
数式１８において、記号[ｘ]はｘの標準値を表す。

（数式１８）
Ｋ_S7＝（ｍ_S／[ｍ_S]）[Ｋ_S7]

数式１７により搭乗部質量ｍ_Sを決定すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ１１からステップ１６までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、数式１で用いる重心補正位置λ_S,nを決定する数式２において、ステップ１０２で決定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

車両本体の重心Ｐが駆動輪の接地点Ｓ１を通る鉛直線上に移動すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ１０１、１０２と同様に、シート荷重計７３から、シートに作用する垂直荷重（搭乗部荷重Ｗ_S）を取得し（ステップ２０１）、搭乗部質量ｍ_Sを上記数式１７により決定する（ステップ２０２）。
数式１７により搭乗部質量ｍ_Sを決定すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ２１からステップ２５までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、車体傾斜角目標値θ₁ ^*を決定する数式５において、ステップ２０２で決定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

次に第３実施形態における乗降停止制御について、図１６を参照しながら説明する。
主制御ＥＣＵ２１は、起立制御におけるステップ１０１、１０２と同様に、シート荷重計７３から、シートに作用する垂直荷重（搭乗部荷重Ｗ_S）を取得し（ステップ３０１）、搭乗部質量ｍ_Sを上記数式１７により決定する（ステップ３０２）。
搭乗部質量ｍ_Sを決定すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ３１からステップ３６までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、数式８で用いる重心補正位置λ_S,nの決定式（数式９）、および数式１０の車体傾斜角目標値θ₁ ^*の決定式において、ステップ３０２で決定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

ステップ３０１からステップ３６のループによる倒立状態から乗降停止状態に到るまでの処理が完了すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ３０１、３０２と同様に、シート荷重計７３から、シートに作用する垂直荷重（搭乗部荷重Ｗ_S）を取得し（ステップ４０１）、搭乗部質量ｍ_Sを上記数式１７により決定する（ステップ４０２）。
数式１７により搭乗部質量ｍ_Sを決定すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ４１からステップ４５までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、数式１３で用いる乗降補助位置λ_S,endの決定式（数式１４）において、ステップ４０２で決定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

なお、本実施形態では、図１５、図１６で説明した起立制御、乗降停止制御の途中で搭乗部質量が変化した場合に対応するために、制御ループ内で毎回搭乗部荷重を取得する場合について説明したが、制御ループ開始前に、１度だけ荷重を計測するようにしてもよい。この場合、制御中の質量変化には対応できないが、制御の安定性を向上させることができる。

次に第４実施形態について説明する。
第３実施形態では、搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値をシート荷重計７３による実測値から数式１７で算出する場合について説明したが、第４実施形態では、搭乗部の質量を推定し、その推定値に応じて制御パラメータを補正するものである。搭乗部質量は、例えば状態オブザーバにより推定する。
第４実施形態における制御システムは、図３に示した第１実施形態と同一である。

図１７は、第４実施形態における起立制御の処理内容を表したフローチャートである。
主制御ＥＣＵ２１は、最初に搭乗部質量を推定する（ステップ１０３）。すなわち、主制御ＥＣＵ２１は、シート移動の状態から、次の数式１９のシート移動モデルにより、搭乗部質量ｍ_Sを推定する。
数式１９において、Ｓ_S,f0は乾性摩擦で、あらかじめ設定した値を使用する。
また、ｇは重力加速度、Ｃ_Sはシート移動に対する粘性摩擦係数を表す。
なお、本制御ループ（ステップ１０１〜ステップ１６）開始時には、オブザーバの初期値として搭乗部質量に予め定めた標準値を与える。

（数式１９）
ｍ_S＝（−Ｓ_S±Ｓ_S,f0＋Ｃ_S｛λ_S｝）／ｇsinθ₁

数式１９では、例えば、一定のシート移動速度｛λ_S｝において、シート移動に要する推力Ｓ_Sが大きいほど、大きな搭乗部質量ｍ_Sが推定される。
なお、数式１９によるシート移動モデルでは、慣性を考慮しておらず、また、乾性摩擦も重量に依存しない一定値としているが、それらを厳密に考慮した、より詳細なモデルを用いて搭乗部質量ｍ_Sを推定してもよい。
数式１９によって求まる搭乗部質量ｍ_Sに対して、ローパスフィルタをかけて、高周波成分を取り除くようにしてもよい。これにより、オブザーバを安定化させると共に、ノイズに起因する車体やシートの振動を無くすことができる。

数式１９により搭乗部質量ｍ_Sを推定すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ１１からステップ１６までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、数式１で用いる重心補正位置λ_S,nを決定する数式２において、ステップ１０３で推定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

車両本体の重心Ｐが駆動輪の接地点Ｓ１を通る鉛直線上に移動すると、主制御ＥＣＵ２１は、再び搭乗部質量ｍ_Sを決定する（ステップ２０３）。すなわち主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜の状態（θ₁）から、数式２０の車体傾斜モデルにより、搭乗部質量ｍ_Sを推定する。
数式２０において、ｍ_Cは車体重量の非変動分で、[ｍ₁]−[ｍ_S]で表される。記号[ｘ]はｘの標準値を表す。
なお、本制御ループ（ステップ２０３〜ステップ２５）開放時には、オブザーバの初期値として搭乗部質量に、予め定めた標準値を与える。

（数式２０）
ｍ_S＝（（τ_W／ｇ）−ｍ_Cｌ₁sinθ₁）／（ｌ₁sinθ₁＋λ_Scosθ₁）

数式２０では、例えば、一定の車体傾斜角θ₁およびシート位置λ_Sにおいて、車体起立に要するトルクτ_Wが大きいほど、大きな搭乗部質量ｍ_Sが推定される。
なお、数式２０による車体傾斜モデルでは、慣性や摩擦を考慮していないが、これらを厳密に考慮した、より詳細なモデルを用いて搭乗部質量ｍ_Sを推定してもよい。また、駆動輪の回転など、別の力学系から推定してもよい。
数式２０によって求まる搭乗部質量ｍ_Sに対して、ローパスフィルタをかけて、高周波成分を取り除くようにしてもよい。これにより、オブザーバを安定化させると共に、ノイズに起因する車体やシートの振動を抑制することができる。

数式２０により搭乗部質量ｍ_Sを推定すると、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ２１からステップ２６までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、車体傾斜角目標値θ₁ ^*を決定する数式５において、ステップ２０３で推定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

図１８は、第４実施形態における乗降停止制御の処理内容を表したフローチャートである。
主制御ＥＣＵ２１は、最初に搭乗部質量を推定する（ステップ３０３）。この推定には、第４実施形態の起立制御で説明した数式２０の車体傾斜モデルを使用する。
次いで、主制御ＥＣＵ２１は、ステップ３１からステップ３６までの処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、数式８で用いる重心補正位置λ_S,nの決定式（数式９）、および、数式１０の車体傾斜角目標値θ₁ ^*の決定式において、ステップ３０３で推定した搭乗部質量ｍ_S（および、車体質量ｍ₁）の値を用いる。

ステップ３０３からステップ３６のループによる倒立状態から乗降停止状態に到るまでの処理が完了すると、主制御ＥＣＵ２１は、搭乗部質量ｍ_Sを決定する（ステップ４０３）。この推定には、第４実施形態の起立制御で説明した数式１９のシート移動モデルを使用する。
次いで主制御ＥＣＵ２１は、ステップ４１からステップ４５迄の処理を第１実施形態と同様に行う。
但し、数式１３で用いる乗降補助位置λ_S,endの決定式（数式１４）において、ステップ４０３で推定した搭乗部質量ｍ_Sを使用する。

以上説明した第４実施形態の起立制御、乗降停止制御では、制御ループと同じループ内（同じ周期）で搭乗部質量ｍ_Sの推定を行っているが、別のループ（周期）で推定を行ってもよい。たとえば、計算量が多い場合には、推定計算の周期を大きくしてもよい。

なお、第４実施形態では、力学的モデルに基づくオブザーバによって、搭乗部質量ｍ_Sを推定しているが、より簡単な方法を用いてもよい。たとえば、数式１９の代わりに、シートを動かすのに最低減必要な推力とそのときの搭乗部質量ｍ_Sの関係を計測した結果を、あらかじめマップとして記憶しておき、それを用いて推定を行ってもよい。

以上説明した第３実施形態、第４実施形態では、第１実施形態における搭乗部質量ｍ_Sを計測、推定によりそれぞれ決定するが、第２実施形態において、第３実施形態、第４実施形態で決定、推定した搭乗部質量ｍ_Sを使用するようにしてもよい。

また上述の各実施形態において、車両の乗降停止の状態での車両本体の傾斜方向は前方としているが、例えば、搭乗部に背もたれが無く座面部だけの場合や、座面部も無く後方から乗車するように構成されている車両の場合には、後方に傾斜させてもよい。

また車両として次の構成を採用するようにしてもよい。
（１）構成１
車体の傾斜状態と駆動輪の回転状態に応じて前記駆動輪のトルクを制御することで、搭乗部及び車体を含む車両本体を倒立状態に保持して走行する車両であって、停止時において一部が接地することで前記車両本体の傾斜角を制限する制限機構と、前記車体に対して、前記搭乗部を車両の前後方向に移動させる搭乗部移動機構と、前記車体に対して、車両の前後方向に移動可能に配置されたバランサと、前記搭乗部移動機構により前記搭乗部を前方に移動させながら前記車両本体を起立させる起立制御手段と、前記起立制御手段による車両本体の起立に際して発生する、車両本体の重心の移動に基づき前記バランサの移動制御を行うバランサ制御手段と、を具備したことを特徴とする車両を提供する。
（２）構成２
前記起立制御手段は、前記制限機構により車体の傾斜角が制限された状態で、前記車両本体の重心が前記駆動輪の接地点を通る鉛直線上に位置するまで前記搭乗部を移動させた後に、前記車両本体の起立を開始し、前記バランサ制御手段は、前記車両本体の起立を開始した後にバランサの移動制御を開始する、ことを特徴とする構成１に記載の車両を提供する。
（３）構成３
前記起立制御手段は、前記車両本体の重心が前記駆動輪の接地点を通る鉛直線上に位置するまで前記搭乗部が移動したか否かを、前記車両本体の傾斜角の変化により判定することを特徴とする構成２に記載の車両を提供する。
（４）構成４
前記起立制御手段は、起立開始からの経過時間に応じた前記搭乗部の搭乗部目標位置と前記車体の車体傾斜角目標値を決定し、前記搭乗部目標位置に応じて前記搭乗部の移動状態をフィードバック制御し、前記車体傾斜角目標値に応じて前記車体の傾斜状態をフィードバック制御する、ことを特徴とする構成１、構成２、又は構成３に記載の車両を提供する。
（５）構成５
前記起立制御手段は、起立開始時と起立完了時の起立速度が、起立途中の起立速度よりも小さくなるように前記搭乗部目標位置と前記車体傾斜角目標値を決定する、ことを特徴とする構成４に記載の車両を提供する。
（６）構成６
前記搭乗部に作用する荷重を取得する荷重取得手段を備え、前記取得した荷重に応じて前記搭乗部目標位置を決定する、ことを特徴とする構成４に記載の車両を提供する。
（７）構成７
前記荷重取得手段は、前記搭乗部の搭載荷重を計測する荷重計による計測値、又は、前記搭乗部の移動状態、前記車体の傾斜状態、前記駆動輪の回転状態のうち少なくとも１つを用いた状態オブザーバによる推定値を、前記搭乗部に作用する荷重とする、ことを特徴とする構成６に記載の車両。
（８）構成８
前記バランサ制御手段は、車輪回転角、車体傾斜角、前記搭乗部位置のうち少なくとも１つのフィードバック制御を含む、ことを特徴とする構成１に記載の車両を提供する。

１１ 駆動輪
１２ 駆動モータ
１３ 搭乗部
１４ 支持部材
１３１ 座面部
１３２ 背もたれ部
１３３ ヘッドレスト
１６ 制御ユニット
１７ ストッパ
２０ 制御ＥＣＵ
２１ 主制御ＥＣＵ
２２ 駆動輪制御ＥＣＵ
２３ バランサ制御ＥＣＵ
２４ シート制御ＥＣＵ
３０ 入力装置
３１ 操縦装置
３２ 起動・降車スイッチ
４０ 車体制御システム
４１ 角度計
５０ 駆動輪制御システム
５１ 駆動輪回転角度計
５２ 駆動輪アクチュエータ
６０ バランサ制御システム
６１ バランサ駆動モータ回転角度計
６２ バランサ駆動アクチュエータ（モータ）
７０ シート制御システム
７１ シート駆動モータ回転角度計
７２ シート駆動アクチュエータ
７３ シート荷重計
１３４ バランサ
１３５ スライダ型アクチュエータ
１３６ 支持軸
１３７、１３８ バランサ支持軸モータ

Claims (7)

1. 車体の傾斜状態と駆動輪の回転状態に応じて前記駆動輪のトルクを制御することで、搭乗部及び車体を含む車両本体を倒立状態に保持して走行する車両であって、
   一部が接地することで前記車両本体の傾斜角を制限する制限機構と、
   前記車体に対して、前記搭乗部を車両の前後方向に移動させる搭乗部移動機構と、
   前記車体に対して、車両の前後方向に移動可能に配置されたバランサと、
   前記搭乗部移動機構により前記搭乗部を後方に移動させながら、前記制限機構の一部が接地した乗降停止の状態まで前記車両本体を傾斜させる乗降停止制御手段と、
   前記乗降停止制御手段による車両本体の傾斜に際して発生する、車両本体の重心の移動を補償するように前記バランサの移動制御を行うバランサ制御手段と、
   を具備したことを特徴とする車両。
2. 前記乗降停止制御手段は、前記乗降停止の後、前記搭乗部を前方に移動させることを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記乗降停止制御手段は、前記乗降停止のための傾斜開始からの経過時間に応じた前記搭乗部の搭乗部目標位置と前記車体の車体傾斜角目標値を決定し、
   前記搭乗部目標位置に応じて前記搭乗部の移動状態をフィードバック制御し、前記車体傾斜角目標値に応じて前記車体の傾斜状態をフィードバック制御する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両。
4. 前記乗降停止制御手段は、車体傾斜角速度が所定の閾値以下である場合に、乗降停止の状態と判断する、ことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の車両。
5. 前記搭乗部に作用する荷重を取得する荷重取得手段を備え、
   前記取得した荷重に応じて前記搭乗部目標位置を決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の車両。
6. 前記荷重取得手段は、前記搭乗部の搭載荷重を計測する荷重計による計測値、又は、前記搭乗部の移動状態、前記車体の傾斜状態、前記駆動輪の回転状態のうち少なくとも１つを用いた状態オブザーバによる推定値を、前記搭乗部に作用する荷重とする、ことを特徴とする請求項５に記載の車両。
7. 前記バランサ制御手段は、車輪回転角、車体傾斜角、前記搭乗部位置のうち少なくとも１つのフィードバック制御を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の車両。

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