KR101509884B1 - 도립진자형 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 조종 조작되지 않은 상태에 있어서도 차량을 용이하게 선회시킬 수 있는 도립진자형 차량을 제공하는 것이다.
본 발명의 차량(1)의 제어 장치(21)는, 소정의 조종 조작이 이루어진 경우 외에, 적어도 차량(1)을 요축 둘레로 선회시키기 위한 외력이 차량(1)에 부여되고 있는 상태인 외력 부여 상태에 있어서도, 목표 선회 각속도 ωz_cmd를 0이 아니게 설정하고, 좌우 방향에 있어서 제2 이동 동작부(4)가 제1 이동 동작부(3)에 대하여 다른 속도가 되도록, 제1 액추에이터 장치(8) 및 제2 액추에이터 장치를 제어한다.

Description

도립진자형 차량{INVERTED PENDULUM TYPE VEHICLE}

본 발명은 바닥면 위를 이동할 수 있는 도립진자형 차량에 관한 것이다.

바닥면 위를 이동하는 이동 동작부와, 이 이동 동작부를 구동하는 액추에이터 장치가 조립 설치된 기체(基體)에, 수직 방향에 대하여 경동(傾動)이 가능한 탑승자 탑승부가 조립 설치된 도립진자형 차량이 종래부터 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 도립진자형 차량은, 탑승자가 탑승한 탑승자 탑승부가 경도(傾倒)되지 않도록 하기 위해서, 도립진자의 지지점을 움직이는 형태로, 이동 동작부의 이동 동작을 제어하도록 한 차량이다.

예컨대 특허문헌 1 등에는, 탑승자 탑승부의 경동 등에 따라서 이동 동작부를 구동함으로써, 바닥면 위를 탑승자의 전후 방향 및 좌우 방향을 포함하는 전체 방향으로 이동할 수 있게 한 도립진자형 차량이 본원 출원인에 의해 제안되어 있다.

특허문헌 1: 국제공개 제2011/33575호

그런데, 특허문헌 1에 나타내어지는 것과 같은 종래의 도립진자형 차량에서는, 차량의 이동 방향을 서서히 변화시키도록 탑승자가 상체를 움직임으로써 차량의 선회를 행하는 것은 가능하지만, 그 선회를 스무스하게 행하기 위해서는 일반적으로는 탑승자의 숙련된 조종 기술을 필요로 하고 있었다.

이 때문에, 선회를 스무스하게 하기 위해서, 상기한 이동 동작부에 대하여 전후 방향으로 간격을 두고서 기체에 연결되고, 전후 방향 및 좌우 방향을 포함하는 전체 방향으로 이동 가능한 이동 동작부(이하, 「보조 이동 동작부」라고 함)를 상기 차량에 부가하여, 보조 이동 동작부가 적어도 좌우 방향으로 이동할 수 있게 상기 보조 이동 동작부에 구동력을 부여하도록 제어하는 것을 고려할 수 있다. 이 경우, 좌우 방향에 있어서, 보조 이동 동작부가 이동 동작부에 대하여 다른 속도가 되도록 이동 동작부 및 보조 이동 동작부가 제어됨으로써 상기 차량이 스무스하게 선회할 수 있다.

그러나, 예컨대 정차중 등과 같이, 상기 차량을 이동 혹은 선회시키는 조종 조작이 이루어지고 있지 않은 상태에 있어서는, 이동 동작부 및 보조 이동 동작부가 이동하지 않도록 제어된다. 이러한 상태에서는 탑승자가 바닥면에 한쪽 발을 붙여 차량에 외력을 부가하여 선회(방향 전환도 포함함)하고자 하여도, 이동 동작부 및 보조 이동 동작부의 이동이 억제되고 있기 때문에, 차량을 선회시키기가 어렵다.

본 발명은 이러한 배경에 감안하여 이루어진 것으로, 조종 조작되고 있지 않은 상태에 있어서도 차량을 용이하게 선회시킬 수 있는 도립진자형 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 바닥면 위를 이동할 수 있는 제1 이동 동작부와, 이 제1 이동 동작부를 구동하는 제1 액추에이터 장치와, 상기 제1 이동 동작부 및 상기 제1 액추에이터 장치가 조립 설치된 기체와, 수직 방향에 대하여 경동이 가능하게 상기 기체에 조립 설치된 탑승자 탑승부를 적어도 구비하고, 상기 제1 이동 동작부는, 상기 제1 액추에이터 장치의 구동력에 의해서 상기 탑승자 탑승부에 탑승한 탑승자의 전후 방향 및 좌우 방향을 포함하는 전체 방향으로 이동할 수 있게 구성된 도립진자형 차량으로서, 상기 제1 이동 동작부와 상기 전후 방향으로 간격을 두고서 상기 제1 이동 동작부 또는 상기 기체에 연결되며, 바닥면 위를 상기 전체 방향으로 이동할 수 있게 구성된 제2 이동 동작부와, 적어도 상기 제2 이동 동작부의 상기 좌우 방향으로의 이동을 행할 수 있는 구동력을 발생시키는 제2 액추에이터 장치와, 상기 탑승자 탑승부에 탑승한 탑승자에 의해서 상기 도립진자형 차량을 선회시키도록 상기 도립진자형 차량의 소정의 조종 조작이 이루어진 경우에, 상기 좌우 방향에 있어서 상기 제2 이동 동작부가 상기 제1 이동 동작부에 대하여 다른 속도가 되도록 상기 제1 액추에이터 장치 및 상기 제2 액추에이터 장치를 제어하는 선회 처리를 행하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 소정의 조종 조작이 이루어진 경우 외에, 적어도 상기 도립진자형 차량을 요축 둘레로 선회시키기 위한 외력이 상기 도립진자형 차량에 부여되고 있는 상태인 외력 부여 상태에 있어서도 상기 선회 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제어 장치는, 탑승자 탑승부에 탑승한 탑승자에 의해서 상기 도립진자형 차량을 선회시키도록 소정의 조종 조작이 이루어진 경우에, 좌우 방향에 있어서 제2 이동 동작부가 제1 이동 동작부에 대하여 다른 속도가 되도록 제1 액추에이터 장치 및 제2 액추에이터 장치를 제어하는 선회 처리를 한다. 이 때문에, 제1 이동 동작부와 제2 이동 동작부에서는 좌우 방향의 이동 속도의 속도차가 발생한다. 이에 따라, 도립진자형 차량의 선회(방향 전환을 포함함)가 행해진다.

또한, 소정의 조종 조작이 이루어진 경우 외에, 적어도 도립진자형 차량을 요축 둘레로 선회시키기 위한 외력이 상기 도립진자형 차량에 부여되고 있는 외력 부여 상태에 있어서도 상기 선회 처리가 행해진다. 따라서, 본 발명의 도립진자형 차량에 의하면, 조종 조작되고 있지 않은 상태에 있어서도 차량을 용이하게 선회시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 도립진자형 차량의 선회 각속도를 검지하는 선회 각속도 검지 수단을 구비하며, 상기 외력 부여 상태는, 상기 소정의 조종 조작이 이루어지고 있지 않고, 또한 상기 선회 각속도 검지 수단에 의해서 검지된 선회 각속도의 크기가 소정의 제1 값 이상이 되는 상태를 적어도 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 탑승자의 신체의 근소한 이동 등에 의해서 극히 약간의 각속도(이 각속도가 소정의 제1 값 미만)의 선회가 행해진 상태에 있어서, 통상 탑승자는 도립진자형 차량을 선회시킬 의도는 없다. 이러한 상태가 만일 외력 부여 상태로서 포함되어 있는 경우, 제어 장치가 선회 처리를 행한다. 이에 따라, 탑승자에게 있어서는 의도치 않은 선회가 될 가능성이 있다.

이상을 감안하여, 외력 부여 상태가 「소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 상기 검지된 선회 각속도가 소정의 제1 값 이상으로 되는 상태」를 적어도 포함함으로써, 「소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 검지된 선회 각속도가 소정의 제1 값 미만으로 되는 상태」는 외력 부여 상태에 포함되지 않아, 이 외력 부여 상태에 포함되어 있지 않은 상태에 있어서 선회 처리는 행해지지 않는다. 이에 따라, 탑승자에게 있어서 의도치 않은 선회가 행해지는 것을 억제하여, 도립진자형 차량의 조종성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 선회 각속도 검지 수단에 의해서 검지된 선회 각속도인 검지 선회 각속도의 크기가 클수록, 상기 선회 처리에서의 상기 도립진자형 차량의 목표가 되는 선회 각속도인 목표 선회 각속도의 크기를 크게 하여, 상기 도립진자형 차량의 실제의 선회 각속도가 상기 목표 선회 각속도가 되도록 상기 제1 액추에이터 장치 및 상기 제2 액추에이터 장치를 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 외력 부여 상태에 있어서, 검지 선회 각속도가 클수록 목표 선회 각속도를 크게 함으로써, 도립진자형 차량의 조종성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 검지 선회 각속도의 크기가 소정의 제2 값을 초과하는 경우에는, 상기 목표 선회 각속도의 크기를 소정의 제1 상한치로 제한하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제어 장치는, 외력 부여 상태에 있어서, 상기 도립진자형 차량의 선회 각속도가 큰 경우(빠르게 선회하고 있는 경우), 목표 선회 각속도를 소정의 제1 상한치로 제한한다. 따라서, 소정의 제2 값보다도 큰 속도(예컨대, 고속으로 선회하는 등)로 도립진자형 차량이 선회하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 액추에이터 장치 또는 상기 제2 액추에이터 장치의 구동력을 나타내는 상태량을 검지하는 상태량 검지 수단을 구비하며, 상기 외력 부여 상태는, 상기 소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 상기 상태량 검지 수단에 의해서 검지된 상태량의 크기가 소정의 제3 값 이상으로 되는 상태를 적어도 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 탑승자가 바닥면에 발을 붙이고서 상기 도립진자형 차량을 선회시키는 경우에는, 탑승자로부터 도립진자형 차량에 대하여 상기 도립진자형 차량을 선회시키기 위한 외력이 작용한다. 이때, 제1 액추에이터 장치 및 제2 액추에이터 장치 중 적어도 어느 하나는, 외력이 상기 도립진자형 차량에 작용하고 있지 않는 것처럼, 상기 도립진자형 차량을 선회시키는 외력에 대하여 저항하도록 구동력을 발생시키고 있다.

단, 탑승자가 바닥면에 발을 붙인 상태에서 근소하게 신체를 움직인 경우와 같이, 탑승자가 상기 도립진자형 차량을 선회시킬 의사가 없는 경우에는, 상기 구동력은 통상 충분히 작다. 이 때문에, 상기 구동력을 나타내는 상태량도 작다(상태량이 소정의 제3 값 미만임). 이러한 경우에, 만일 제어 장치가 선회 처리를 행하면, 탑승자에게 있어서는 의도치 않은 선회가 될 가능성이 있다.

이상을 감안하여, 외력 부여 상태가 「소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 상기 검지된 상태량이 소정의 제3 값 이상으로 되는 상태」를 적어도 포함함으로써, 「소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 검지된 상태량이 소정의 제3 값 미만으로 되는 상태」는 외력 부여 상태에 포함되지 않아, 상기 외력 부여 상태에 포함되어 있지 않은 상태에 있어서 선회 처리는 행해지지 않는다. 이에 따라, 탑승자에게 있어서 의도치 않은 선회가 행해지는 것을 억제하여, 도립진자형 차량의 조종성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 상태량 검지 수단에 의해서 검지된 상태량인 검지 상태량의 크기가 클수록, 상기 선회 처리에 있어서의 상기 도립진자형 차량의 목표가 되는 선회 각속도인 목표 선회 각속도의 크기를 크게 하여, 상기 도립진자형 차량의 실제의 선회 각속도가 상기 목표 선회 각속도가 되도록, 상기 제1 액추에이터 장치 및 상기 제2 액추에이터 장치를 제어하는 것이 바람직하다.

도립진자형 차량을 선회시키고자 하는 외력이 클수록 상기 도립진자형 차량은 큰 각속도로 선회한다. 즉, 상기 외력을 나타내는 검지 상태량이 클수록 목표 선회 각속도를 크게 함으로써, 제어 장치는 도립진자형 차량을 선회시키고자 하는 외력에 따른 선회 각속도가 되도록 제1 액추에이터 장치 또는 제2 액추에이터 장치를 제어한다. 이와 같이, 외력 부여 상태에 있어서, 도립진자형 차량이 선회할 때에 그 부여된 외력에 따른 선회 각속도로 되기 때문에, 도립진자형 차량의 조종성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 외력 부여 상태에 있어서의 상기 제어 장치는, 상기 검지 상태량의 크기가 소정의 제4 값을 초과하는 경우에는, 상기 목표 선회 각속도의 크기를 소정의 제2 상한치로 제한하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제어 장치는, 외력 부여 상태에 있어서, 상기 상태량이 큰 경우(빠르게 선회하고 있는 경우), 목표 선회 각속도를 소정의 제2 상한치로 제한한다. 따라서, 상기 상태량이 소정의 제4 값보다도 큰 상태(예컨대, 고속으로 선회하는 등)에서 도립진자형 차량이 선회하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 적어도 상기 소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 상기 외력 부여 상태에 있어서 상기 도립진자형 차량의 적어도 상기 전후 방향의 이동 속도의 목표치 또는 관측치가 소정의 제5 값 이상일 때에 상기 선회 처리를 행하지 않는 것이 바람직하다.

이에 따라, 적어도 소정의 조종 조작이 이루어져 있지 않고, 또한 외력 부여 상태에 있어서 저속보다 빠른 속도로 이동하고 있는 상태(이동 속도의 목표치 또는 관측치가 소정의 제5 값 이상으로 되는 상태)에서는 선회 처리가 이루어지지 않는다. 따라서, 이동 속도가 큰 상태에 있어서, 외력에 의해서 도립진자형 차량이 선회하는 것을 억제할 수 있어, 도립진자형 차량의 조종성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 이동 속도 등의 임의의 상태량에 관한 「관측치」는, 적절하게 센서에 의한 상기 상태량의 검출치, 혹은 상기 상태량과 일정한 상관성을 갖는 다른 하나 이상의 검출치로부터 상기 상관성에 기초하여 추정한 추정치를 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 도립진자형 차량의 외관 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태의 도립진자형 차량의 측면도이다.
도 3은 제1 실시형태의 도립진자형 차량의 제어를 위한 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 제1 제어 처리부의 처리를 도시하는 블록선도이다.
도 5는 도 3에 도시하는 제1 제어 처리부의 처리에 이용되는 도립진자 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 도립진자 모델에 관한 거동을 도시하는 블록선도이다.
도 7은 도 4에 도시하는 조작 지령 생성부의 처리를 도시하는 블록선도이다.
도 8은 도 4에 도시하는 무게중심 오프셋 추정부의 처리를 도시하는 블록선도이다.
도 9는 도 3에 도시하는 제2 제어 처리부의 처리를 도시하는 블록선도이다.
도 10은 본 실시형태의 목표 선회 각속도 결정 처리부의 처리를 도시하는 블록선도이다.
도 11은 본 발명의 다른 형태의 도립진자형 차량의 제어를 위한 구성을 도시하는 블록도이다.

본 발명의 실시형태의 도립진자형 차량에 대해서 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 도립진자형 차량(1)[이후, 간단히 차량(1)이라고 하는 경우가 있음]은, 기체(2)와, 바닥면 위를 이동할 수 있는 이동 동작부(3) 및 제2 이동 동작부(4)와, 탑승자가 탑승하는 탑승자 탑승부(5)를 구비한다.

제1 이동 동작부(3)는, 도 2에 도시하는 원환형의 코어체(6)[이하, 환형 코어체(6)라고 함]와, 이 환형 코어체(6)의 원주 방향(축심 둘레 방향)으로 등각도 간격으로 나란히 배치하도록 하여 상기 환형 코어체(6)에 장착된 복수의 원환형의 롤러(7)를 구비한다. 각 롤러(7)는 그 회전 축심을 환형 코어체(6)의 원주 방향으로 향하게 하여 환형 코어체(6)에 외부 삽입되어 있다. 그리고, 각 롤러(7)는 환형 코어체(6)의 축심 둘레로 상기 환형 코어체(6)와 일체로 회전 가능하게 되어 있고, 상기 환형 코어체(6)의 횡단면의 중심축[환형 코어체(6)의 축심을 중심으로 하는 원주축] 둘레로 회전 가능하게 되어 있다.

이들 환형 코어체(6) 및 복수의 롤러(7)를 갖는 제1 이동 동작부(3)는, 환형 코어체(6)의 축심을 바닥면과 평행하게 향하게 한 상태에서, 롤러(7)[환형 코어체(6)의 하부에 위치하는 롤러(7)]를 통해 바닥면 위에 접지된다. 이 접지 상태에서, 환형 코어체(6)를 그 축심 둘레로 회전 구동시킴으로써, 환형 코어체(6) 및 각 롤러(7) 전체가 윤전(輪轉)하고, 이에 따라 제1 이동 동작부(3)가 환형 코어체(6)의 축심과 직교하는 방향으로 바닥면 위를 이동하도록 되어 있다. 또한, 상기 접지 상태에서, 각 롤러(7)를 그 회전 축심 둘레로 회전 구동시킴으로써, 제1 이동 동작부(3)가 환형 코어체(6)의 축심 방향으로 이동하도록 되어 있다.

또한, 환형 코어체(6)의 회전 구동과 각 롤러(7)의 회전 구동을 행함으로써, 환형 코어체(6)의 축심과 직교하는 방향과 환형 코어체(6)의 축심 방향에 대하여 경사진 방향으로 제1 이동 동작부(3)가 이동하도록 되어 있다.

이에 따라, 제1 이동 동작부(3)는 바닥면 위를 전체 방향으로 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 이후의 설명에서는 제1 이동 동작부(3)의 이동 방향 중, 환형 코어체(6)의 축심과 직교하는 방향을 X축 방향, 상기 환형 코어체(6)의 축심 방향을 Y축 방향으로 하고, 수직 방향을 Z축 방향으로 한다. 한편, 앞쪽 방향을 X축의 플러스 방향, 왼쪽 방향을 Y축의 플러스 방향, 위쪽 방향을 Z축의 플러스 방향으로 한다.

기체(2)에는, 상기 제1 이동 동작부(3)가 조립 설치되어 있다. 보다 자세하게는, 기체(2)는 바닥면에 접지시킨 제1 이동 동작부(3)의 하부를 제외한 부분의 주위를 덮도록 마련되어 있다. 그리고, 이 기체(2)에 제1 이동 동작부(3)의 환형 코어체(6)가 그 축심 둘레로 회전할 수 있게 지지되어 있다.

이 경우, 기체(2)는, 제1 이동 동작부(3)의 환형 코어체(6)의 축심을 지지점으로 하여, 그 축심 둘레로(Y축 둘레로) 경동이 가능하게 되어 있고, 제1 이동 동작부(3)와 함께 바닥면에 대하여 기울임으로써, 제1 이동 동작부(3)의 접지부를 지지점으로 하여, 환형 코어체(6)의 축심과 직교하는 X축 둘레로 경동이 가능하게 되어 있다. 따라서, 기체(2)는 수직 방향에 대하여 2축 둘레로 경동이 가능하게 되어 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기체(2)의 내부에는, 제1 이동 동작부(3)를 이동시키는 구동력을 발생하는 제1 액추에이터 장치(8)가 탑재되어 있다. 이 제1 액추에이터 장치(8)는 환형 코어체(6)를 회전 구동하는 액추에이터로서의 전동 모터(8a)와, 각 롤러(7)를 회전 구동하는 액추에이터로서의 전동 모터(8b)로 구성된다. 그리고, 전동 모터(8a, 8b)는 각각 도시하지 않는 동력 전달 기구를 통해 환형 코어체(6) 및 각 롤러(7)에 회전 구동력을 부여하도록 하고 있다. 한편, 상기 동력 전달 기구는 공지된 구조의 것이라도 좋다.

한편, 제1 이동 동작부(3)는 상기한 구조와 다른 구조의 것이라도 좋다. 예컨대, 제1 이동 동작부(3) 및 그 구동계의 구조로서 PCT 국제공개공보 WO/2008/132778 혹은 PCT 국제공개공보 WO/2008/132779에서 본원 출원인이 제안한 구조로 된 것을 채용하여도 좋다.

또한, 기체(2)에는 탑승자 탑승부(5)가 조립 설치되어 있다. 이 탑승자 탑승부(5)는 탑승자가 착석하는 시트에 의해 구성되어 있으며, 상기 기체(2)의 상단부에 고정되어 있다. 그리고, 탑승자는 그 전후 방향을 X축 방향, 좌우 방향을 Y축 방향으로 향하게 하여, 탑승자 탑승부(5)에 착석하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 탑승자 탑승부(5)(시트)는 기체(2)에 고정되어 있기 때문에, 이 기체(2)와 일체로 수직 방향에 대하여 경동이 가능하게 되어 있다.

기체(2)에는, 또한 탑승자 탑승부(5)에 착석한 탑승자가 그 발을 얹어놓는 1쌍의 발판부(9, 9)와 상기 탑승자가 파지하는 1쌍의 파지부(10, 10)가 조립 설치되어 있다.

발판부(9, 9)는 기체(2)의 양측부의 하부에 돌출하여 마련되어 있다. 한편, 도 1 및 도 2에서는 한쪽(우측)의 발판부(9)의 도시가 생략되어 있다.

또한, 파지부(10, 10)는 탑승자 탑승부(5)의 양측에 X축 방향(전후 방향)으로 연장되어 배치된 바아 형상의 것이며, 각각 기체(2)로부터 연장되어 마련된 로드(11)를 통해 기체(2)에 고정되어 있다. 그리고, 파지부(10, 10) 중의 한쪽의 파지부(10)[도면에서는 우측의 파지부(10)]에는 조작기로서의 조이스틱(12)이 부착되어 있다.

이 조이스틱(12)은 전후 방향(X축 방향) 및 좌우 방향(Y축 방향)으로 요동 조작이 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 조이스틱(12)은, 이 전후 방향(X축 방향)의 요동량을 나타내는 조작 신호를 차량(1)을 전방 또는 후방으로 이동시키는 지령으로서 출력하고, 좌우 방향(Y축 방향)의 요동량을 나타내는 조작 신호를 차량(1)을 우회전(시계 방향) 또는 좌회전(반시계 방향)으로 선회시키기 위한 지령(선회 지령)으로서 출력한다. 한편, 본 실시형태에서는, 조이스틱(12)의 전후 방향의 요동량(즉, Y축 둘레의 회전량)은 앞쪽으로의 요동량이 플러스, 뒤쪽으로의 요동량이 마이너스이다. 또한, 조이스틱(12)의 좌우 방향의 요동량(즉, X축 둘레의 회전량)은 왼쪽으로의 요동량이 플러스, 오른쪽으로의 요동량이 마이너스이다.

본 실시형태에서의 제2 이동 동작부(4)는, 소위 옴니휠에 의해 구성되어 있다. 제2 이동 동작부(4)로서의 옴니휠은 동축심의 1쌍의 환형 코어체(도시 생략)와, 각 환형 코어체에 회전 축심을 상기 환형 코어체의 원주 방향으로 향하게 하여 회전할 수 있게 외부 삽입된 복수의 통 형상의 롤러(13)를 구비하는 공지된 구조의 것이다.

이 경우, 제2 이동 동작부(4)는 상기 1쌍의 환형 코어체의 축심을 X축 방향(전후 방향)으로 향하게 하여 제1 이동 동작부(3)의 후방에 배치되고, 롤러(13)를 통해 바닥면에 접지되어 있다.

한편, 상기 1쌍의 환형 코어체의 한쪽의 롤러(13)와 다른 쪽의 롤러(13)는, 상기 환형 코어체의 둘레 방향으로 위상을 어긋나게 하여 배치되어 있고, 상기 1쌍의 환형 코어체의 회전시에, 상기 1쌍의 환형 코어체의 한쪽의 롤러(13)와 다른 쪽의 롤러(13) 중 어느 한쪽이 바닥면에 접지하도록 되어 있다.

상기 옴니휠에 의해 구성된 제2 이동 동작부(4)는 기체(2)에 연결되어 있다. 보다 자세하게는, 제2 이동 동작부(4)는 옴니휠[1쌍의 환형 코어체 및 복수 롤러(13) 전체]의 상부측 부분을 덮는 케이스체(14)를 구비하고 있고, 이 케이스체(14)에 옴니휠의 1쌍의 환형 코어체가 그 축심 둘레로 회전이 가능하게 피봇 지지되어 있다. 또한, 케이스체(14)로부터 기체(2) 측으로 연장되어 마련된 아암(15)이 상기 제1 이동 동작부(3)의 환형 코어체(6)의 축심 둘레로 요동할 수 있도록 기체(2)에 피봇 지지되어 있다. 이에 따라, 제2 이동 동작부(4)가 아암(15)을 통해 기체(2)에 연결되어 있다.

그리고, 제2 이동 동작부(4)는 아암(15)의 요동에 의해서 상기 제1 이동 동작부(3)의 환형 코어체(6)의 축심 둘레로 기체(2)에 대하여 요동이 가능하게 되고, 이에 따라, 제1 이동 동작부(3)와 제2 이동 동작부(4) 양자 모두를 접지시킨 채로, 탑승자 탑승부(5)를 기체(2)와 함께 Y축 둘레로 경동시킬 수 있게 되어 있다.

한편, 아암(15)을 제1 이동 동작부(3)의 환형 코어체(6)의 축심부에 피봇 지지하여, 제1 이동 동작부(3)에 제2 이동 동작부(4)를 아암(15)을 통해 연결하도록 하여도 좋다.

또한, 기체(2)에는 아암(15)의 요동 범위를 제한하는 1쌍의 스토퍼(16, 16)가 마련되어 있고, 상기 아암(15)은 스토퍼(16, 16) 사이의 범위 내에서 요동할 수 있게 되어 있다. 이에 따라, 제1 이동 동작부(3)의 환형 코어체(6)의 축심 둘레에서의 제2 이동 동작부(4)의 요동 범위, 나아가서는 기체(2) 및 탑승자 탑승부(5)의 X축 둘레의 경동 범위가 제한되어, 상기 기체(2) 및 탑승자 탑승부(5)가 탑승자의 뒤쪽으로 과대하게 기우는 것을 방지하도록 되어 있다.

한편, 제2 이동 동작부(4)는 바닥면에 밀어 붙여지도록 스프링에 의해 압박되어 있어도 좋다.

상기한 바와 같이 제2 이동 동작부(4)는, 그 1쌍의 환형 코어체의 회전과, 롤러(13)의 회전 중의 어느 한쪽 또는 양쪽을 행함으로써, 제1 이동 동작부(3)와 마찬가지로, 바닥면 위를 X축 방향 및 Y축 방향을 포함하는 전체 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다. 자세하게는, 환형 코어체의 회전에 의해서, 제2 이동 동작부(4)가 Y축 방향(좌우 방향)으로 이동 가능하게 되고, 롤러(13)의 회전에 의해서 X축 방향(전후 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

또한, 제2 이동 동작부(4)의 케이스체(14)에는, 제2 이동 동작부(4)를 구동시키는 제2 액추에이터 장치로서의 전동 모터(17)가 부착되어 있다. 이 전동 모터(17)는, 제2 이동 동작부(4)의 1쌍의 환형 코어체를 회전 구동시키도록 상기 1쌍의 환형 코어체에 연결되어 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 제2 이동 동작부(4)의 X축 방향에서의 이동은 제1 이동 동작부(3)의 X축 방향에서의 이동에 추종하여 종동(從動)적으로 행해지고, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향에서의 이동은 전동 모터(17)에 의해 제2 이동 동작부(4)의 1쌍의 환형 코어체를 회전 구동함으로써 행해지도록 되어 있다.

보충하면, 제2 이동 동작부(4)는 제1 이동 동작부(3)와 같은 구조로 된 것이어도 좋다.

이상이 본 실시형태에 있어서의 차량(1)의 기구적인 구성이다.

도 1 및 도 2에서의 도시는 생략했지만, 본 실시형태의 차량(1)의 기체(2)에는 상기 차량(1)의 동작 제어[제1 이동 동작부(3) 및 제2 이동 동작부(4)의 동작 제어]를 위한 구성으로서, 도 3에 도시하는 바와 같이, CPU, RAM, ROM 등을 포함하는 전자 회로 유닛에 의해 구성된 제어 장치(21)와, 수직 방향에 대한 탑승자 탑승부(5)의 경사 각도[기체(2)의 경사 각도]를 계측하기 위한 경사 센서(22)와, 차량(1)의 요축 둘레의 각속도를 계측하기 위한 요 레이트(yaw rate) 센서(23)가 탑재되어 있다.

그리고 제어 장치(21)에는, 상기 조이스틱(12)의 출력과, 경사 센서(22) 및 요 레이트 센서(23)의 검출 신호가 입력되도록 되어 있다.

한편, 제어 장치(21)는 서로 통신 가능한 복수의 전자 회로 유닛에 구성되어 있어도 좋다.

상기 경사 센서(22)는, 예컨대 가속도 센서와 자이로 센서 등의 각속도 센서로 구성된다. 그리고 제어 장치(21)는, 이들 가속도 센서 및 각속도 센서의 검출 신호로부터 탑승자 탑승부(5)의 경사 각도[환언하면, 기체(2)의 경사 각도]의 계측치를 공지된 수법을 이용하여 취득한다. 이 수법으로서는, 예컨대 일본 특허 4181113호에서 본원 출원인이 제안한 수법을 채용할 수 있다.

한편, 본 실시형태에 있어서의 탑승자 탑승부(5)의 경사 각도[또는 기체(2)의 경사 각도]라는 것은, 보다 자세하게는, 차량(1)과 그 탑승자 탑승부(5)에 미리 정해 놓은 자세(표준 자세)로 탑승한 탑승자를 합한 전체의 무게중심이, 제1 이동 동작부(3)의 접지부의 바로 위(수직 방향 위쪽)에 위치하는 상태에서의 탑승자 탑승부(5)[또는 기체(2)]의 자세를 기준(제로: 0)으로 하는 경사 각도(X축 둘레 방향의 경사 각도와 Y축 둘레 방향의 경사 각도의 세트)이다.

또한, 요 레이트 센서(23)는 자이로 센서 등의 각속도 센서에 의해 구성된다. 그리고, 제어 장치(21)는 그 검출 신호에 기초하여 차량(1)의 요축 둘레의 각속도의 계측치를 취득한다.

또한, 제어 장치(21)는 실장되는 프로그램 등에 의해 실현되는 기능(소프트웨어에 의해 실현되는 기능), 또는 하드웨어에 의해 구성되는 기능으로서, 상기한 바와 같은 계측치를 취득하는 기능 외에, 제1 액추에이터 장치(8)를 구성하는 전동 모터(8a, 8b)를 제어함으로써 제1 이동 동작부(3)의 이동 동작을 제어하는 제1 제어 처리부(24)와, 제2 액추에이터 장치로서의 전동 모터(17)를 제어함으로써 제2 이동 동작부(4)의 이동 동작을 제어하는 제2 제어 처리부(25)를 구비한다. 또한, 제1 제어 처리부(24)는 차량(1)의 목표 선회 각속도를 결정하는 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)를 구비한다.

제1 제어 처리부(24)는, 후술하는 연산 처리를 실행함으로써, 제1 이동 동작부(3)의 이동 속도[자세하게는, X축 방향의 병진(竝進) 속도와 Y축 방향의 병진 속도의 세트]의 목표치인 제1 목표 속도를 차례차례 산출하고, 제1 이동 동작부(3)의 실제의 이동 속도를 제1 목표 속도에 일치시키도록 전동 모터(8a, 8b)의 회전 속도를 제어한다.

이 경우, 전동 모터(8a, 8b)의 각각의 회전 속도와, 제1 이동 동작부(3)의 실제의 이동 속도 사이의 관계는 미리 정해져 있고, 제1 이동 동작부(3)의 제1 목표 속도에 따라서 각 전동 모터(8a, 8b)의 회전 속도의 목표치가 규정되도록 되어 있다. 그리고, 전동 모터(8a, 8b)의 회전 속도를 제1 목표 속도에 따라서 규정되는 목표치로 피드백 제어함으로써, 제1 이동 동작부(3)의 실제의 이동 속도는 제1 목표 속도로 제어된다.

또한, 제2 제어 처리부(25)는, 후술하는 연산 처리를 실행함으로써, 제2 이동 동작부(4)의 이동 속도(자세하게는, Y축 방향의 병진 속도)의 목표치인 제2 목표 속도를 차례차례 산출하여, Y축 방향에서의 제2 이동 동작부(4)의 실제의 이동 속도를 제2 목표 속도에 일치시키도록 전동 모터(17)의 회전 속도를 제어한다.

이 경우, 제1 이동 동작부(3)의 경우와 마찬가지로, 전동 모터(17)의 회전 속도와, Y축 방향에서의 제2 이동 동작부(4)의 실제의 이동 속도 사이의 관계는 미리 정해져 있고, 제2 이동 동작부(4)의 제2 목표 속도에 따라서 전동 모터(17)의 회전 속도의 목표치가 규정되도록 되어 있다. 그리고, 전동 모터(17)의 회전 속도를 제2 목표 속도에 따라서 규정되는 목표치로 피드백 제어함으로써, Y축 방향에서의 제2 이동 동작부(4)의 실제의 이동 속도는 제2 목표 속도로 제어된다.

보충하면, 본 실시형태에서 제2 이동 동작부(4)의 X축 방향에서의 이동은, 제1 이동 동작부(3)의 X축 방향의 이동에 추종하여 종동적으로 행해진다. 이 때문에, X축 방향에서의 제2 이동 동작부(4)의 이동 속도의 목표치를 설정할 필요는 없다.

이어서, 상기 제1 제어 처리부(24) 및 제2 제어 처리부(25)의 처리를 더욱 상세히 설명한다. 우선, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 제1 제어 처리부(24)의 처리를 설명한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 제어 처리부(24)는, 그 주요한 기능부로서 후술하는 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)로부터 출력된 목표 선회 각속도 ωz_cmd 및 조이스틱(12)으로부터 입력되는 조작 신호에 의해 나타내어지는 상기 조이스틱(12)의 전후 방향의 요동량(Y축 둘레의 회전량) Js_x로부터 차량(1)의 이동을 위한 속도 지령으로 변환하는 조작 지령 생성부(31)와, 차량(1)과 그 탑승자 탑승부(5)에 탑승한 탑승자를 합한 전체의 무게중심(이후, 차량계 전체 무게중심이라고 함)의 목표 속도를 결정하는 무게중심 목표 속도 결정부(32)와, 차량계 전체 무게중심의 속도를 추정하는 무게중심 속도 추정부(33)와, 추정한 차량계 전체 무게중심의 속도를 목표 속도에 추종시키면서 탑승자 탑승부(5)의 자세[기체(2)의 자세]를 안정화하도록 제1 이동 동작부(3)의 이동 속도의 목표치를 결정하는 자세 제어 연산부(34)를 구비한다. 그리고, 제1 제어 처리부(24)는 이들 각 기능부의 처리를 제어 장치(21)의 소정의 연산 처리 주기로 실행한다.

한편, 본 실시형태에서 차량계 전체 무게중심이라고 하는 것은, 차량(1)의 대표점의 일례로서의 의미를 갖는 것이다. 따라서, 차량계 전체 무게중심의 속도라고 하는 것은, 그 대표점의 병진 이동 속도를 의미하는 것이다.

여기서, 제1 제어 처리부(24)의 각 기능부의 처리를 구체적으로 설명하기 전에, 이 처리의 기초가 되는 사항을 설명해 둔다. 차량계 전체 무게중심의 동력학적인 거동(자세하게는, Y축 방향에서 본 거동과 X축 방향에서 본 거동)은, 근사적으로 도 5에 도시하는 바와 같은 도립진자 모델의 거동에 의해 표현된다. 제1 제어 처리부(24) 처리의 알고리즘은, 이 거동을 기초로 하여 구축되어 있다.

한편, 도 5의 참조 부호를 포함하여, 이후의 설명에서는, 첨자 "_x"는 Y축 방향에서 본 경우의 변수 등의 참조 부호를 의미하고, 첨자 "_y"는 X축 방향에서 본 경우의 변수 등의 참조 부호를 의미한다. 또한, 도 5에서는, Y축 방향에서 본 경우의 도립진자 모델과, X축 방향에서 본 경우의 도립진자 모델을 아울러 도시하기 위해서, Y축 방향에서 본 경우의 변수의 참조 부호에 괄호를 붙이지 않는 것으로 하고, X축 방향에서 본 경우의 변수의 참조 부호에 괄호를 붙이고 있다.

Y축 방향에서 본 차량계 전체 무게중심의 거동을 나타내는 도립진자 모델은, Y축 방향과 평행한 회전 축심을 가지고서 바닥면 위를 윤전 가능한 가상적인 차륜 61_x(이후, 가상 차륜 61_x라고 함)과, 이 가상 차륜 61_x의 회전 중심에서 연장되어 마련되고, 상기 가상 차륜 61_x의 회전축 둘레로(Y축 둘레 방향으로) 요동이 가능한 로드 62_x와, 이 로드 62_x의 선단부(상단부)인 기준부 Ps_x에 연결된 질점(質點) Ga_x를 구비한다.

이 도립진자 모델에서는, 질점 Ga_x의 운동은 Y축 방향에서 본 차량계 전체 무게중심의 운동에 상당하고, 수직 방향에 대한 로드 62_x의 경사 각도 θb_x(Y축 둘레 방향의 경사 각도)는 탑승자 탑승부(5)[또는 기체(2)]의 Y축 둘레 방향의 경사 각도에 일치하는 것으로 된다. 또한, 제1 이동 동작부(3)의 X축 방향의 병진 운동이 가상 차륜 61_x의 윤전에 의한 X축 방향의 병진 운동에 상당하는 것으로 된다.

그리고, 가상 차륜 61_x의 반경 r_x와, 기준부 Ps_x 및 질점 Ga_x의 바닥면으로부터의 높이 h_x는, 미리 설정된 기정치(일정치)로 된다.

마찬가지로, X축 방향에서 본 차량계 전체 무게중심의 거동을 나타내는 도립진자 모델은, X축 방향과 평행한 회전 축심을 가지고서 바닥면 위를 윤전 가능한 가상적인 차륜 61_y(이후, 가상 차륜 61_y라고 함)와, 이 가상 차륜 61_y의 회전중심으로부터 연장되어 마련되며, 상기 가상 차륜 61_y의 회전축 둘레로(X축 둘레 방향으로) 요동이 가능한 로드 62_y와, 이 로드 62_y의 선단부(상단부)인 기준부 Ps_y에 연결된 질점 Ga_y를 구비한다.

이 도립진자 모델에서는, 질점 Ga_y의 운동은 X축 방향에서 본 차량계 전체 무게중심의 운동에 상당하고, 수직 방향에 대한 로드 62_y의 경사 각도 θb_y(X축 둘레 방향의 경사 각도)는 탑승자 탑승부(5)[또는 기체(2)]의 X축 둘레 방향의 경사 각도에 일치하는 것으로 된다. 또한, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 병진 운동이 가상 차륜 61_y의 윤전에 의한 Y축 방향의 병진 운동에 상당하는 것으로 된다.

그리고, 가상 차륜 61_y의 반경 r_y와, 기준부 Ps_y 및 질점 Ga_y의 바닥면으로부터의 높이 h_y는, 미리 설정된 기정치(일정치)가 된다. 한편, X축 방향에서 본 기준부 Ps_y 및 질점 Ga_y의 바닥면으로부터의 높이 h_y는 Y축 방향에서 본 기준부 Ps_x 및 질점 Ga_x의 바닥면으로부터의 높이 h_x와 같다. 그래서, 이후 h_x=h_y=h로 해 둔다.

여기서, Y축 방향에서 본 경우의 상기 기준부 Ps_x와 질점 Ga_x의 위치 관계에 관하여 보충하면, 기준부 Ps_x의 위치는 탑승자 탑승부(5)에 탑승(착석)한 탑승자가 이 탑승자 탑승부(5)에 대하여 미리 정해 놓은 중립 자세 그대로 부동이라고 가정한 경우에 있어서의 차량계 전체 무게중심의 위치에 상당하고 있다. 따라서, 이 경우에는 질점 Ga_x의 위치는 기준부 Ps_x의 위치에 일치한다. 이것은 X축 방향에서 본 경우의 상기 기준부 Ps_y와 질점 Ga_y의 위치 관계에 관해서도 마찬가지이다.

단, 실제로는, 탑승자 탑승부(5)에 탑승한 탑승자가 그 상체 등을 탑승자 탑승부(5)[또는 기체(2)]에 대하여 움직임으로써, 실제의 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 위치 및 Y축 방향의 위치는, 일반적으로는 각각 기준부 Ps_x 및 Ps_y의 위치에서 수평 방향으로 오프셋되게 된다. 이 때문에, 도 5에서는 질점 Ga_x, Ga_y의 위치를 각각 기준부 Ps_x, Ps_y의 위치로부터 어긋난 상태로 나타내고 있다.

상기한 바와 같이, 도립진자 모델로 표현되는 차량계 전체 무게중심의 거동은, 다음 식(1a), 식(1b), 식(2a), 식(2b)에 의해 나타내어진다. 이 경우, 식(1a), 식(1b)은 Y축 방향에서 본 거동, 식(2a), 식(2b)은 X축 방향에서 본 거동을 나타내고 있다.

Vb_x=Vw1_x+h·ωb_x (1a)

dVb_x/dt=(g/h)·(θb_x·(h-r_x)+Ofst_x)+ωz·Vb_y (1b)

Vb_y=Vw1_y+h·ωb_y (2a)

dVb_y/dt=(g/h)·(θb_y·(h-r_y)+Ofst_y)-ωz·Vb_y (2b)

여기서, Vb_x는 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 속도(병진 속도), Vw1_x는 가상 차량 61_x의 X축 방향의 이동 속도(병진 속도), θb_x는 탑승자 탑승부(5)[또는 기체(2)]의 Y축 둘레 방향의 경사 각도, ωb_x는 θb_x의 시간적 변화율(=dθb_x/dt), Ofst_x는 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 위치(질점 Ga_x의 X축 방향의 위치)의, 상기 기준부 Ps_x의 위치로부터의 X축 방향의 오프셋량, Vb_y는 차량계 전체 무게중심의 Y축 방향의 속도(병진 속도), Vw1_y는 가상 차량 61_y의 Y축 방향의 이동 속도(병진 속도), θb_y는 탑승자 탑승부(5)[또는 기체(2)]의 X축 둘레 방향의 경사 각도, ωb_y는 θb_y의 시간적 변화율(=dθb_y/dt), OfSt_y는 차량계 전체 무게중심의 Y축 방향의 위치(질점 Ga_y의 Y축 방향의 위치)의, 상기 기준부 Ps_y의 위치로부터의 Y축 방향의 오프셋량이다. 또한, ωz는 차량(1) 선회시의 요 레이트[요축(yaw axis) 둘레 방향의 각속도], g는 중력 가속도 상수이다. 한편, θb_x, ωb_x의 플러스 방향은 차량계 전체 무게중심이 X축의 플러스 방향으로(앞쪽으로) 기우는 방향, θb_y, ωb_y의 플러스 방향은 차량계 전체 무게중심이 Y축의 플러스 방향으로(왼쪽으로) 기우는 방향이다. 또한, ωz의 플러스 방향은 차량(1)을 위쪽에서 본 경우에 반시계 방향이다.

식(1a)의 우변 제2항(=h·ωb_x)은 탑승자 탑승부(5)의 Y축 둘레 방향의 경동에 의해서 생기는 기준부 Ps_x의 X축 방향의 병진 속도 성분, 식(2a) 우변 제2항(=h·ωb_y)은 탑승자 탑승부(5)의 X축 둘레 방향의 경동에 의해서 생기는 기준부 Ps_y의 Y축 방향의 병진 속도 성분이다.

보충하면, 식(1a)에 있어서의 Vw1_x는 자세하게는 로드 62_x에 대한[환언하면, 탑승자 탑승부(5) 또는 기체(2)에 대한] 상대적인 가상 차륜 61_x의 둘레 속도이다. 이 때문에, Vw1_x에는 바닥면에 대한 가상 차륜 61_x의 접지점의 X축 방향의 이동 속도[바닥면에 대한 제1 이동 동작부(3)의 접지점의 X축 방향의 이동 속도]에 더하여, 로드 62_x의 경동에 따른 속도 성분(=r_x·ωb_x)이 포함되어 있다. 이것은 식(1b)에 있어서의 Vw1_y에 관해서도 마찬가지이다.

또한, 식(1b)의 우변의 제1항은, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 위치(질점 Ga_x의 X축 방향의 위치)의, 가상 차륜 61_x의 접지부[Y축 방향에서 본 제1 이동 동작부(3)의 접지부]의 수직 상측 위치로부터의 오프셋량(=θb_x·(h-r_x)+Ofst_x)에 따라서 가상 차륜 61_x의 접지부에 작용하는 바닥 반력(도 5의 F 참조)의 X축 방향 성분(도 5의 F_x 참조)에 의해서 차량계 전체 무게중심에 발생하는 X축 방향의 가속도 성분이고, 식(1b)의 우변의 제2항은, ωz의 요 레이트에서의 선회시에 차량(1)에 작용하는 원심력에 의해 발생하는 X축 방향의 가속도 성분이다.

마찬가지로, 식(2b)의 우변의 제1항은, 차량계 전체 무게중심의 Y축 방향의 위치(질점 Ga_y의 Y축 방향의 위치)의, 가상 차륜 61_y의 접지부[X축 방향에서 본 제1 이동 동작부(3)의 접지부]의 수직 상측 위치로부터의 오프셋량(=θb_y·(h-r_y)+Ofst_y)에 따라서 가상 차륜 61_y의 접지부에 작용하는 바닥 반력(도 5의 F 참조)의 Y축 방향 성분(도 5의 F_y 참조)에 의해서 차량계 전체 무게중심에 발생하는 Y축 방향의 가속도 성분이고, 식(2b)의 우변의 제2항은, ωz의 요 레이트에서의 선회시에 차량(1)에 작용하는 원심력에 의해 발생하는 Y축 방향의 가속도 성분이다.

상기한 바와 같이, 식(1a), 식(1b)에 의해 표현되는 거동(X축 방향에서 본 거동)은, 블록선도로 표현하면 도 6에 도시하는 바와 같이 나타내어진다. 도면에서의 1/s는 적분 연산을 나타내고 있다.

그리고, 도 6에 있어서 참조 부호 A를 붙인 연산부의 처리는 식(1a)의 관계식에 해당하고 있고, 참조 부호 B를 붙인 연산부의 처리는 식(1b)의 관계식에 해당하고 있다.

한편, 도 6에서의 h·θb_x는, 근사적으로는 도 5에 도시한 Diff_x에 일치한다.

한편, 식(2a), 식(2b)에 의해 표현되는 거동(Y축 방향에서 본 거동)을 표현하는 블록선도는, 도 6에서의 첨자 "_x"를 "_y"로 치환하고, 참조 부호 C를 붙인 가산기에의 입력의 하나인 도면 하측의 가속도 성분(원심력에 의해 발생하는 가속도 성분)의 부호 "+"를 "-"로 치환함으로써 얻어진다.

본 실시형태에서는, 제1 제어 처리부(24)의 처리 알고리즘은, 상기한 바와 같이 차량계 전체 무게중심의 기준부 Ps_x 및 Ps_y로부터의 오프셋량과, 원심력을 고려한 차량계 전체 무게중심의 거동 모델(도립진자 모델)에 기초하여 구축되어 있다.

이상을 전제로 하여, 제1 제어 처리부(24)의 처리를 보다 구체적으로 설명한다. 한편, 이후의 설명에서는, Y축 방향에서 본 거동에 관한 변수의 값과, X축 방향에서 본 거동에 관한 변수의 값의 세트를, 첨자 "_xy"를 부가하여 표기하는 경우가 있다.

도 4를 참조하면, 제1 제어 처리부(24)는, 제어 장치(21)의 각 연산 처리 주기에 있어서, 우선 조작 지령 생성부(31)의 처리와 상기 무게중심 속도 추정부(33)의 처리를 실행한다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 조작 지령 생성부(31)는, 조이스틱(12)의 Y축 방향으로의 요동량(즉, X축 둘레의 회전량) Js_y와, 조이스틱(12)의 X축 방향으로의 요동량(즉, Y축 둘레의 회전량) Js_x에 따라서, 제1 이동 동작부(3)의 이동 속도(병진 속도)의 기본 지령치인 기본 속도 지령 Vf_xy와, 차량(1) 선회시의 요축 둘레 방향의 각속도의 기본 지령치인 목표 선회 각속도 ωz_cmd를 결정한다.

상기 기본 속도 지령 Vf_xy 중 X축 방향의 기본 속도 지령 Vf_x는, 처리부(31a)에서, 조이스틱(12)의 X축 방향으로의 요동량 Js_x에 따라서 결정된다. 구체적으로는, 요동량 Js_x가 플러스 방향의 요동량(앞쪽으로의 요동량)인 경우에는, X축 방향의 기본 속도 지령 Vf_x는 차량(1)의 전진 방향으로의 속도 지령(플러스의 속도 지령)으로 되고, 요동량 Js_x가 마이너스 방향의 요동량(뒤쪽으로의 요동량)인 경우에는, X축 방향의 기본 속도 지령 Vf_x는 차량(1)의 후진 방향으로의 속도 지령(마이너스의 속도 지령)으로 된다. 또한, 이 경우, X축 방향의 기본 속도 지령 Vf_x의 크기는, 조이스틱(12)의 X축 방향으로(앞쪽으로 또는 뒤쪽으로)의 요동량 Js_x의 크기가 클수록 이미 정해 놓은 상한치 이하의 범위에서 커지도록 결정된다.

한편, 조이스틱(12)의 플러스 방향 또는 마이너스 방향으로의 요동량 Js_x의 크기가 충분히 미소(微小)한 것으로 되는 소정의 범위를 불감대역으로 하여, 이 불감대역 내의 요동량에서는, X축 방향의 기본 속도 지령 Vf_x를 제로로 설정하도록 하여도 좋다. 도 7의 처리부(31a) 내에 나타내는 그래프는, 상기 불감대역을 갖는 경우의 입력(Js_x)과 출력(Vf_x) 사이의 관계를 나타내고 있다.

또한, 기본 속도 지령 Vf_xy 중 Y축 방향의 기본 속도 지령 Vf_y는, 차량(1) 선회용의 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 속도 지령으로서, 조이스틱(12)의 Y축 방향으로의 요동량 Js_y에 따라서 결정된다. 구체적으로는, 요동량 Js_y가 마이너스 방향의 요동량(오른쪽으로의 요동량)인 경우에는, Y축 방향의 기본 속도 지령 Vf_y는 차량(1)의 왼쪽으로의 속도 지령(플러스의 속도 지령)으로 되고, 요동량 Js_y가 플러스 방향의 요동량(왼쪽으로의 요동량)인 경우에는, Y축 방향의 기본 속도 지령 Vf_y는 차량(1)의 오른쪽으로의 속도 지령(마이너스의 속도 지령)으로 된다. 이 경우, Y축 방향의 기본 속도 지령 Vf_y의 크기는, 조이스틱(12)의 Y축 방향으로(오른쪽으로 또는 왼쪽으로)의 요동량의 크기가 클수록 이미 정해 놓은 상한치 이하에서 커지도록 결정된다.

보다 구체적으로는, 예컨대 도 7에 도시하는 바와 같이, 처리부(31b)의 처리에 의해, 조이스틱(12)의 Y축 방향으로의 요동량 Js_y에 따라서, 차량(1) 선회시의 요축 둘레 방향의 각속도의 기본 지령치인 기본 선회 각속도 지령 ωjs가 결정된다. 이 경우, 조이스틱(12)의 요동량 Js_y가 마이너스 방향의 요동량(오른쪽으로의 요동량)인 경우에는, 기본 선회 각속도 지령 ωjs는 우회전(시계 방향) 선회의 각속도 지령(마이너스의 각속도 지령)으로 되고, 조이스틱(12)의 요동량 Js_y가 플러스 방향의 요동량(왼쪽으로의 요동량)인 경우에는, 기본 선회 각속도 지령 ωjs는 좌회전(반시계 방향) 선회의 각속도 지령(플러스의 각속도 지령)으로 된다. 이 경우, 기본 선회 각속도 지령 ωjs의 크기는, 조이스틱(12)의 Y축 방향으로의 요동량의 크기가 클수록 이미 정해 놓은 상한치 이하에서 커지도록 결정된다.

단, 기본 선회 각속도 지령 ωjs의 크기는, 조이스틱(12)의 Y축 방향으로의 요동량의 크기가 충분히 미소한 것으로 되는 소정의 범위를 불감대역으로 하여, 이 불감대역 내의 요동량에서는, 기본 선회 각속도 지령 ωjs를 제로로 설정하도록 하여도 좋다. 도 7의 처리부(31b) 내에 나타내는 그래프는, 상기 불감대역을 갖는 경우의 입력(Js_y)과 출력(ωjs) 사이의 관계를 나타내고 있다.

이어서, 후술하는 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 의해서, 이 기본 선회 각속도 지령 ωjs로부터 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 결정된다. 한편, 통상은 「ωz_cmd=ωjs」이다.

그리고, 처리부(31c)에 있어서, 이 목표 선회 각속도 ωz_cmd에, 차량(1)의 순간 선회 중심과 제1 이동 동작부(3)의 접지점의 X축 방향의 거리로서 미리 정해 놓은 소정치(＞0)의 (-1)배의 마이너스의 값 Ky를 곱함으로써, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 기본 속도 지령 Vf_y가 결정된다.

따라서, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 기본 속도 지령 Vf_y는, 목표 선회 각속도 ωz_cmd에 비례하도록 결정된다.

상기 무게중심 속도 추정부(33)는, 상기 도립진자 모델에 있어서 상기 식(1a), 식(2a)으로 나타내어지는 기하학적인(운동학적인) 관계식에 기초하여, 차량계 전체 무게중심의 속도의 추정치 Vb_estm1_xy를 산출한다.

구체적으로는, 도 4의 블록선도로 도시하는 바와 같이, 제1 이동 동작부(3)의 실제의 병진 속도 Vw1_act_xy의 값과, 탑승자 탑승부(5)의 경사 각도 θb_xy의 실제의 시간적 변화율(경사 각속도) ωb_act_xy에, 차량계 전체 무게중심의 높이 h를 곱해 이루어지는 값을 합함으로써, 차량계 전체 무게중심의 속도의 추정치 Vb_estm1_xy를 산출한다.

즉, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향 속도의 추정치 Vb_estm1_x와 Y축 방향 속도의 추정치 Vb_estm1_y가 각각 다음 식(3a), 식(3b)에 의해 산출된다.

Vb_estm1_x=Vw1_act_x+h·ωb_act_x (3a)

Vb_estm1_y=Vw1_act_y+h·ωb_act_y (3b)

단, 차량계 전체 무게중심 위치의 기준부 Ps_xy의 위치로부터의 상기 오프셋량 Ofst_xy(이후, 무게중심 오프셋량 Ofst_xy라고 함)의 시간적 변화율은 Vb_estm1_xy에 비해서 충분히 작아 무시할 수 있는 것으로 했다.

이 경우, 상기 연산에 있어서의 Vw1_act_x, Vw1_act_y의 값으로서는, 본 실시형태에서는, 전회(前回)의 연산 처리 주기에서 자세 제어 연산부(34)에 의해 결정된 제1 이동 동작부(3)의 이동 속도의 목표치 Vw1_cmd_x, Vw1_cmd_y[전회치(前回値)]가 이용된다.

단, 예컨대 전동 모터(8a, 8b)의 각각의 회전 속도를 로터리 인코더 등의 회전 속도 센서에 의해 검출하여, 이들 검출치로부터 추정한 Vw1_act_x, Vw1_act_y의 최신치(환언하면, Vw1_act_x, Vw1_act_y의 계측치의 최신치)를 식(3a), 식(3b)의 연산에 이용하도록 하여도 좋다.

또한, ωb_act_x, ωb_act_y의 값으로서는, 본 실시형태에서는, 상기 경사 센서(22)의 검출 신호에 기초한 탑승자 탑승부(5)의 경사 각도 θb의 계측치의 시간적 변화율의 최신치(환언하면, ωb_act_x, ωb_act_y의 계측치의 최신치)가 이용된다.

제1 제어 처리부(24)는 상기한 바와 같이 조작 지령 생성부(31) 및 무게중심 속도 추정부(33)의 처리를 실행한 후, 이어서, 도 4에 도시하는 무게중심 오프셋 추정부(35a)의 처리를 실행함으로써, 상기 무게중심 오프셋량 Ofst_xy의 추정치인 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_xy를 결정한다.

이 무게중심 오프셋 추정부(35a)의 처리는, 도 8의 블록선도에 의해 나타내어지는 처리이다. 한편, 도 8은 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_xy 중의 X축 방향의 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_x의 결정 처리를 대표적으로 나타내고 있다.

도 8의 처리를 구체적으로 설명하면, 무게중심 오프셋 추정부(35a)는, 경사 센서(22)의 검출 신호로부터 얻어진 탑승자 탑승부(5)의 Y축 둘레 방향의 실제의 경사 각도 θb_act_x의 계측치(최신치)와, 요 레이트 센서(23)의 검출 신호로부터 얻어진 차량(1)의 실제의 요 레이트 ωz_act의 계측치(최신치)와, 무게중심 속도 추정부(33)에 의해 산출된 차량계 전체 무게중심의 Y축 방향 속도의 제1 추정치 Vb_estm1_y(최신치)와, 전회의 연산 처리 주기에서 결정한 X축 방향의 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_x(전회치)를 이용하여, 상기 식(1b)의 우변의 연산 처리를 연산부(35a1)에서 실행함으로써, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 병진 가속도의 추정치 DVb_estm_x를 산출한다.

또한 무게중심 오프셋 추정부(35a)는, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 병진 가속도의 추정치 DVb_estm_x를 적분하는 처리를 연산부(35a2)에서 실행함으로써, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향 속도의 제2 추정치 Vb_estm2_x를 산출한다.

이어서, 무게중심 오프셋 추정부(35a)는, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향 속도의 제2 추정치 Vb_estm2_x(최신치)와 제1 추정치 Vb_estm1_x(최신치)의 편차를 산출하는 처리를 연산부(35a3)에서 실행한다.

또한, 무게중심 오프셋 추정부(35a)는, 이 편차에 소정치인 게인(-Kp)을 곱하는 처리를 연산부(35a4)에서 실행함으로써, X축 방향의 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_x의 최신치를 결정한다.

Y축 방향의 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_y의 결정 처리도 상기와 같은 식으로 실행된다. 구체적으로는, 이 결정 처리를 도시하는 블록선도는, 도 8에서의 첨자 "_x"와 "_y"를 바꾸고, 가산기(35a5)에의 입력의 하나인 도면에서 우측의 가속도 성분(원심력에 의해 발생하는 가속도 성분)의 부호 "+"를 "-"로 치환함으로써 얻어진다.

이러한 무게중심 오프셋 추정부(35a)의 처리에 의해서, 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_xy를 차례차례 갱신하면서 결정함으로써, Ofst_estm_xy를 실제의 값으로 수속(收束)시키도록 결정할 수 있다.

제1 제어 처리부(24)는 이어서 도 4에 도시하는 무게중심 오프셋 영향량 산출부(35b)의 처리를 실행함으로써, 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy를 산출한다.

무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy는, 후술하는 자세 제어 연산부(34)에 있어서, 차량계 전체 무게중심의 위치가 도립진자 모델에 있어서의 상기 기준부 Ps_xy의 위치로부터 오프셋되는 것을 고려하지 않고서 피드백 제어를 행한 경우의 차량계 전체 무게중심의 목표 속도에 대한 실제의 무게중심 속도의 오프셋을 나타낸다.

구체적으로는, 이 무게중심 오프셋 영향량 산출부(35b)는, 새롭게 결정된 무게중심 오프셋량 추정치 Ofst_estm_xy의 각 성분에 (Kth_xy/(h-r_xy))/Kvb_xy라는 값을 곱함으로써, 상기 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy를 산출한다.

한편, Kth_xy는 후술하는 자세 제어 연산부(3)4의 처리에 있어서, 탑승자 탑승부(5)의 경사 각도를 제로(목표 경사 각도)에 가깝게 하도록 기능하는 조작량 성분을 결정하기 위한 게인치이다. 또한, Kvb_xy는 후술하는 자세 제어 연산부(34)의 처리에 있어서, 차량계 전체 무게중심의 목표 속도 Vb_cmd_xy와, 상기 차량계 전체 무게중심 속도의 제1 추정치 Vb_estm1_xy의 편차를 제로에 가깝게 하도록 기능하는 조작량 성분을 결정하기 위한 게인치이다.

제1 제어 처리부(24)는, 이어서 도 4에 도시하는 무게중심 목표 속도 결정부(32)의 처리를 실행함으로써, 상기 조작 지령 생성부(31)에 의해 결정된 기본 속도 지령 Vf_xy와, 상기 무게중심 오프셋 영향량 산출부(35b)에 의해 결정된 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy에 기초하여, 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_ xy를 산출한다.

무게중심 목표 속도 결정부(32)는 우선 도 4에 도시하는 처리부(32c)의 처리를 실행한다. 이 처리부(32c)는 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy의 값에 관한 불감대 처리와 리미트 처리를 실행함으로써, 차량계 전체 무게중심의 목표치 중의 무게중심 오프셋에 따른 성분으로서의 목표 무게중심 속도 가산량 Vb_cmd_by_ofs_xy를 결정한다.

구체적으로는, 본 실시형태에서는, 무게중심 목표 속도 결정부(32)는, X축 방향의 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_x의 크기가 제로 부근의 소정의 범위인 불감대역 내의 값(비교적 제로에 가까운 값)인 경우에는, X축 방향의 목표 무게중심 속도 가산량 Vb_cmd_by_ofs_x를 제로로 한다.

또한, 무게중심 목표 속도 결정부(32)는, X축 방향의 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_x의 크기가 불감대역 내에서 일탈한 값인 경우에는, X축 방향의 목표 무게중심 속도 가산량 Vb_cmd_by_ofs_x를, Vofs_x와 동극성으로 그 크기가 Vofs_x의 크기의 증가에 따라서 커지도록 결정한다. 단, 목표 무게중심 속도 가산량 Vb_cmd_by_ofs_x의 값은 소정의 상한치(＞0)와 하한치(≤0) 사이의 범위 내로 제한된다.

Y축 방향의 목표 무게중심 속도 가산량 Vb_cmd_by_ofs_y의 결정 처리도 상기와 마찬가지다.

이어서, 무게중심 목표 속도 결정부(32)는, 상기 조작 지령 생성부(31)에 의해 결정된 기본 속도 지령 Vf_xy의 각 성분에, 목표 무게중심 속도 가산량 Vb_cmd_by_ofs_xy의 각 성분을 합하여 이루어지는 목표 속도 V1_xy를 결정하는 처리를 도 4에 도시하는 처리부(32d)에서 실행한다. 즉, V1_x=Vf_x+Vb_cmd_by_ofs_x와 V1_y=Vf_y+Vb_cmd_by_ofs_y라는 처리에 의해서 V1_xy(V1_x, V1_y의 세트)를 결정한다.

또한, 무게중심 목표 속도 결정부(32)는 처리부(32e)의 처리를 실행한다. 이 처리부(32e)에서는, 제1 이동 동작부(3)의 액추에이터 장치(8)로서의 전동 모터(8a, 8b)의 각각의 회전 속도를, 소정의 허용 범위로부터 일탈시키는 일이 없도록 하기 위해서, 목표 속도 V1_x와 V1_y의 조합을 제한하여 이루어지는 차량계 전체 무게중심의 목표 속도로서의 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy(Vb_cmd_x, Vb_cmd_y의 세트)를 결정하는 리미트 처리가 실행된다.

이 경우, 처리부(32d)에서 구해진 목표 속도 V1_x, V1_y의 세트가, 목표 속도 V1_x의 값을 종축, 목표 속도 V1_y의 값을 횡축으로 하는 좌표계 상에서 소정 영역(예컨대, 팔각형 형상의 영역) 안에 있는 경우에는, 이 목표 속도 V1_xy가 그대로 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy로서 결정된다.

또한, 처리부(32d)에서 구해진 목표 속도 V1_x, V1_y의 세트가 상기 좌표계 상의 소정 영역에서 일탈하고 있는 경우에는, 이 소정 영역의 경계 상의 세트로 제한한 것이, 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy로서 결정된다.

이상과 같이, 상기 기본 속도 지령 Vf_xy와, 상기 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy(또는 무게중심 오프셋)에 기초하여, 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy가 결정되기 때문에, 탑승자는 조작기의 조작[조이스틱(12)의 조작]과 탑승자 신체의 자세 변화(체중 이동)에 의해서 차량(1)을 조종할 수 있다.

이상과 같이 무게중심 목표 속도 결정부(32)의 처리를 실행한 후, 제1 제어 처리부(24)는 이어서 자세 제어 연산부(34)의 처리를 실행한다. 이 자세 제어 연산부(34)는 도 4의 블록선도로 나타내는 처리에 의해서, 제1 이동 동작부(3)의 이동 속도(병진 속도)의 목표치인 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy를 결정한다.

보다 상세하게는, 자세 제어 연산부(34)는 우선 상기 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy의 각 성분으로부터, 무게중심 오프셋 영향량 Vofs_xy의 각 성분을 감하는 처리를 연산부(34b)에서 실행함으로써 무게중심 오프셋 보상 후 목표 속도 Vb_cmpn_cmd_xy(최신치)를 결정한다.

이어서, 자세 제어 연산부(34)는, 상기 연산부(34b)와, 적분 연산을 하는 적분 연산부(34a)를 제외한 연산부의 처리에 의해서, 제1 이동 동작부(3)의 접지점의 병진 가속도의 목표치인 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_xy 중의 X축 방향의 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_x와 Y축 방향의 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_y를 각각 다음 식(4a), 식(4b)의 연산에 의해 산출한다.

DVw1_cmd_x=Kvb_x·(Vb_cmpn_cmd_x-Vb_estm1_x)

-Kth_x·θb_act_x-Kw_x·ωb_act_x (4a)

DVw1_cmd_y=Kvb_y·(Vb_cmpn_cmd_y-Vb_estm1_y)

-Kth_y·θb_act_y-Kw_y·ωb_act_y (4b)

식(4a), 식(4b)에 있어서의 Kvb_xy, Kth_xy, Kw_xy는 미리 설정해 놓은 소정의 게인치이다.

또한, 식(4a)의 우변의 제1항은, 차량계 전체 무게중심의 X축 방향의 무게중심 오프셋 보상 후 목표 속도 Vb_cmpn_cmd_x(최신치)와 제1 추정치 Vb_estm1_x(최신치)의 편차에 따른 피드백 조작량 성분이고, 제2항은, 탑승자 탑승부(5)의 Y축 둘레 방향의 실제의 경사 각도 θb_act_x의 계측치(최신치)에 따른 피드백 조작량 성분이며, 제3항은, 탑승자 탑승부(5)의 Y축 둘레 방향의 실제의 경사 각속도 ωb_act_x의 계측치(최신치)에 따른 피드백 조작량 성분이다. 그리고, X축 방향의 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_x는 이들 피드백 조작량 성분의 합성 조작량으로서 산출된다.

마찬가지로, 식(4b)의 우변의 제1항은, 차량계 전체 무게중심의 Y축 방향의 무게중심 오프셋 보상 후 목표 속도 Vb_cmpn_cmd_y(최신치)와 제1 추정치 Vb_estm1_y(최신치)의 편차에 따른 피드백 조작량 성분이고, 제2항은, 탑승자 탑승부(5)의 X축 둘레 방향의 실제의 경사 각도 θb_act_y의 계측치(최신치)에 따른 피드백 조작량 성분이며, 제3항은, 탑승자 탑승부(5)의 X축 둘레 방향의 실제의 경사 각속도 ωb_act_y의 계측치(최신치)에 따른 피드백 조작량 성분이다. 그리고, Y축 방향의 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_y는 이들 피드백 조작량 성분의 합성 조작량으로서 산출된다.

이어서, 자세 제어 연산부(34)는, 적분 연산부(34a)에 의해서, 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_xy의 각 성분을 적분함으로써, 제1 이동 동작부(3)의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy(최신치)를 결정한다.

그리고, 제1 제어 처리부(24)는, 상기한 바와 같이 결정한 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy에 따라서 제1 이동 동작부(3)의 액추에이터 장치(8)로서의 전동 모터(8a, 8b)를 제어한다. 보다 자세하게는, 제1 제어 처리부(24)는, 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy에 의해 규정되는 각 전동 모터(8a, 8b)의 회전 속도의 목표치에, 실제의 회전 속도(계측치)를 추종시키도록, 피드백 제어 처리에 의해 각 전동 모터(8a, 8b)의 전류 지령치를 결정하여, 이 전류 지령치에 따라서 각 전동 모터(8a, 8b)의 통전(通電)을 행한다.

이상의 처리에 의해, 상기 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy가 일정치이며, 차량(1)의 운동이 세팅되고, 차량(1)이 일정 속도로 직진하고 있는 상태에 있어서는, 차량계 전체 무게중심은 제1 이동 동작부(3)의 접지점 바로 위에 존재한다. 이 상태에서는, 탑승자 탑승부(5)의 실제의 경사 각도 θb_act_xy는 식(1b), 식(2b)에 기초하여, -OfSt_xy/(h-r_xy)로 된다. 또한, 탑승자 탑승부(5)의 실제의 경사 각속도 ωb_act_xy는 제로, 목표 병진 가속도 DVw1_cmd_xy는 제로가 된다. 이것과 도 4의 블록선도로부터, Vb_estm1_xy와 Vb_cmd_xy가 일치함이 도출된다.

즉, 제1 이동 동작부(3)의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy는 기본적으로는 차량계 전체 무게중심의 제한 후 무게중심 목표 속도 Vb_cmd_xy와 제1 추정치 Vb_estm1_xy와 편차를 제로로 수속시키도록 결정된다.

또한, 차량계 전체 무게중심의 위치가, 도립진자 모델에 있어서의 상기 기준부 Ps_xy의 위치로부터 오프셋되는 것의 영향을 보상하면서, 상기 처리부(32e)의 처리에 의해서, 제1 이동 동작부(3)의 액추에이터 장치(8)로서의 전동 모터(8a, 8b)의 각각의 회전 속도가 소정의 허용 범위로부터 일탈하는 일이 없도록 제어된다.

이상이 본 실시형태에 있어서의 제1 제어 처리부(24)의 처리의 상세한 내용이다.

이어서, 상기 제2 제어 처리부(25)의 처리를 도 9를 참조하여 설명한다. 제2 제어 처리부(25)는, 그 처리를 개략적으로 말하자면, 상기 조작 지령 생성부(31)에 의해 결정되는 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 제로인 상황에서는, 차량(1)의 병진 이동을 행하게 하기 위해서, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 이동 속도(병진 속도)의 목표치인 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y를, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y에 일치시키도록 결정한다.

또한, 제2 제어 처리부(25)는, 상기 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 제로가 아닌 상황에서는, 차량(1)의 선회를 행하게 하기 위해서, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y를, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y와 다르게 하도록 결정한다.

이러한 제2 제어 처리부(25)의 처리는 구체적으로는 다음과 같이 행해진다. 즉, 도 9를 참조하면, 제2 제어 처리부(25)는 우선 연산부(42)의 처리를 실행한다. 이 연산부(42)는, 상기 목표 선회 각속도 ωz_cmd에, 제1 이동 동작부(3)와 제2 이동 동작부(4) 사이의 X축 방향의 거리 L(미리 정해 놓은 값)의 「-1」배의 값을 곱함으로써, 목표 선회 각속도 ωz_cmd의 각속도로 차량(1)의 선회를 행하기 위한, 제1 이동 동작부(3)에 대한 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 상대 속도의 지령치인 기본 상대 속도 지령 Vf2_y를 결정한다.

이어서, 제2 제어 처리부(25)는, 상기 기본 상대 속도 지령 Vf2_y(최신치)를, 제1 제어 처리부(24)에서 결정된 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y(최신치)에 더하는 처리를 연산부(43)에서 실행함으로써, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y를 결정한다.

이어서, 제2 제어 처리부(25)는 도 9 내의 연산부(44)에서 도시하는 바와 같이, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향에 있어서의 현재의 실제 이동 속도 Vw2_act_y가 상기 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y(최신치)에 추종하도록 제2 액추에이터 장치로서의 전동 모터(17)의 전류[나아가서는 제2 이동 동작부(4)의 구동력]를 제어한다.

구체적으로는, 다음 식(5)의 연산에 의해서 전동 모터(17)의 전류 지령치 Iw2_cmd를 결정하고, 또한 모터 드라이버에 의해서 전동 모터(17)의 실제의 전류를 Iw2_cmd로 제어한다.

Iw2_cmd=K2·(Vw2_cmd_y-Vw2_act_y) (5)

식(5)에 있어서의 K2는 미리 설정해 놓은 소정의 게인치이다.

또한, Vw2_act_y의 값으로서는, 본 실시형태에서는, 전동 모터(17)의 회전 속도의 검출치(도시하지 않는 로터리 인코더 등의 회전 속도 센서에 의한 검출치)로부터 추정한 값이 이용된다.

한편, 식(5)의 Vw2_cmd_y-Vw2_act_y 대신에, Vw2_cmd_y에 의해 규정되는 전동 모터(17)의 회전 속도의 목표치와 상기 회전 속도의 계측치의 편차를 이용하여도 좋다.

이상의 제2 제어 처리부(25)의 제어 처리에 의해서, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)로부터 출력된 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 제로인 상황에서는, 상기 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y(최신치)에 일치하도록 결정되게 된다.

또한, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)로부터 출력된 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 제로가 아닌 상황에서는, 상기 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는, 상기 목표 선회 각속도 ωz_cmd에 따라서 결정한 기본 상대 속도 지령 Vf2_y(최신치)를, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y(최신치)에 더한 값으로 결정된다. 즉, 상기 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 Vw1_cmd_y+Vf2_y에 일치하도록 결정된다.

따라서, 상기 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 차량(1)의 선회가 행해지도록 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y와 다른 속도치로 결정되게 된다.

보다 자세하게는, 조이스틱(12)으로부터의 선회 지령이 차량(1)을 우측(우회전 방향)으로 선회시키고자 하는 지령인 경우(ωjs가 시계 방향의 각속도인 경우)에는 기본 상대 속도 지령 Vf2_y는 왼쪽으로의 속도로 된다.

이때, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y가 왼쪽으로의 속도인 경우에는, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 왼쪽으로의 속도이며, 또한 그 크기가 Vw1_cmd_y보다도 큰 속도로 된다[즉, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제1 이동 동작부(3)의 접지점보다도 전방의 점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다].

또한, 조이스틱(12)으로부터의 선회 지령이 차량(1)을 우측(우회전 방향)으로 선회시키고자 하는 지령인 경우에 있어서, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y가 오른쪽으로의 속도인 경우에는, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 오른쪽으로의 속도이며, 또한 그 크기가 Vw1_cmd_y보다도 작은 속도로 되거나[즉, Vw2_cmd_y가 O이 아닌 경우에는, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제2 이동 동작부(4)보다도 후방의 점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다. 또한, Vw2_cmd_y가 0인 경우에는, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제2 이동 동작부(4)의 접지점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다], 또는 Vw1_cmd_y와 역방향(왼쪽으로의 방향)의 속도로 된다[즉, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제1 이동 동작부(3)의 접지점과 제2 이동 동작부(4)의 접지점 사이에 있는 점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다].

또한, 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 차량(1)을 우측(우회전 방향)으로 선회시키고자 하는 각속도인 경우에 있어서, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y가 0인 경우에는, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 왼쪽으로의 속도가 된다[즉, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제1 이동 동작부(3)의 접지점을 중심으로 하여 선회하도록 제어된다].

한편, 조이스틱(12)으로부터의 선회 지령이 차량(1)을 좌측(좌회전 방향)으로 선회시키고자 하는 지령인 경우(ωjs가 반시계 방향의 각속도인 경우)에는 기본 상대 속도 지령 Vf2_y는 오른쪽 방향의 속도로 된다.

이때, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y가 오른쪽으로의 속도인 경우에는, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 오른쪽으로의 속도이며, 또한 그 크기가 Vw1_cmd_y보다도 큰 속도로 된다[즉, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제1 이동 동작부(3)보다도 전방의 점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다].

또한, 조이스틱(12)으로부터의 선회 지령이 차량(1)을 좌측(좌회전 방향)으로 선회시키고자 하는 지령인 경우에 있어서, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y가 왼쪽으로의 속도인 경우에는, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 왼쪽으로의 속도이며, 또한 그 크기가 Vw1_cmd_y보다도 작은 속도로 되거나[즉, Vw2_cmd_y가 O이 아닌 경우에는, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제2 이동 동작부(4)보다도 후방의 점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다. 또한, Vw2_cmd_y가 0인 경우에는, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제2 이동 동작부(4)의 접지점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다], 또는 Vw1_cmd_y와 역방향(오른쪽으로의 방향)의 속도로 된다[즉, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제1 이동 동작부(3)의 접지점과 제2 이동 동작부(4)의 접지점 사이에 있는 점을 중심점으로 하여 선회하도록 제어된다].

또한, 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 차량(1)을 좌측(좌회전 방향)으로 선회시키고자 하는 각속도인 경우에 있어서, 제1 이동 동작부(3)의 Y축 방향의 제1 목표 속도 Vw1_cmd_y가 0인 경우에는, 제2 이동 동작부(4)의 Y축 방향의 제2 목표 속도 Vw2_cmd_y는 오른쪽으로의 속도로 된다[즉, 현재 제어 주기에 있어서, 차량(1)은 제1 이동 동작부(3)의 접지점을 중심으로 하여 선회하도록 제어된다].

이상이 제2 제어 처리부(25) 처리의 상세한 내용이다.

한편, 차량(1)을 선회시키도록 제어하는 경우에, 그 선회의 중심점을 어느 쪽의 점으로 할지에 관해서는 차량(1)의 사용 용도, 또는 차량(1)의 상황(예컨대, 실제 경사 각도 θb_act_xy 등) 등의 여러 가지 요인에 의해서 적절하게 설정된다.

여기서, 상기한 바와 같이, 제어 장치(21)가 차량(1)을 선회시키도록 제어하는 경우에, 「제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy의 Y축 성분」 및 「제2 목표 속도 Vw2_cmd_xy의 Y축 성분」이 서로 다른 속도가 되도록 설정하는 것이, 본 발명에 있어서의 「상기 좌우 방향에 있어서 상기 제2 이동 동작부가 상기 제1 이동 동작부에 대하여 다른 속도가 되도록」설정되는 것에 상당한다. 한편, 좌우 방향에 있어서의 제1 이동 동작부의 속도(제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy의 Y축 성분) 및 좌우 방향에 있어서의 제2 이동 동작부의 속도(제2 목표 속도 Vw2_cmd_xy의 Y축 성분)의 한쪽이 0이라도 「다른 속도」이다.

이어서, 도 10을 참조하여 제어 장치(21)의 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 관해서 설명한다. 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에는, 요 레이트 ωz_act과, 제1 이동 동작부(3)의 X축 방향의 제1 목표 속도(이하, 「X축 제1 목표 속도」라고 함)의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)와, 기본 선회 각속도 지령 ωjs가 입력된다. 또한, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)는 상기 입력에 기초하여 목표 선회 각속도 ωz_cmd를 출력한다.

여기서, 요 레이트 ωz_act는 요 레이트 센서(23)의 검출 신호로부터 얻어진 차량(1)의 실제의 요축 둘레의 요 레이트 계측치의 최신치이다. 한편, 본 실시형태에서는, 요 레이트 ωz_act가 플러스의 값인 경우 차량(1)의 선회 방향은 우회전이며, 마이너스의 값인 경우 차량(1)의 선회 방향은 좌회전이다.

또, 기본 선회 각속도 지령 ωjs는 조이스틱(12)의 좌우 방향으로의 요동량 및 그 요동의 방향(오른쪽으로 또는 왼쪽으로)을 나타내는 조작 신호에 따라서 제어 장치(21)에 의해 결정되는 각속도이다. 제어 장치(21)는 조이스틱(12)의 요동량이 차량(1)의 오른쪽으로의 요동량(우회전의 선회를 행하기 위한 요동량)인 경우에는, 이 요동량에 따른 크기 및 차량(1)을 우회전으로 선회시키는 각속도가 되도록, 기본 선회 각속도 지령 ωjs를 설정한다. 조이스틱(12)의 요동량이 차량(1)의 왼쪽으로의 요동량(좌회전의 선회를 행하기 위한 요동량)인 경우에는, 이 요동량에 따른 크기 및 차량(1)을 좌회전으로 선회시키는 각속도가 되도록, 기본 선회 각속도 지령 ωjs를 설정한다. 이 경우, 기본 선회 각속도 지령 ωjs의 크기는 조이스틱(12)의 오른쪽으로 또는 왼쪽으로의 요동량이 클수록, 이미 정해 놓은 상한치 이하에서 커지도록 결정된다

한편, 조이스틱(12)의 오른쪽으로 또는 왼쪽으로의 요동량이 충분히 미소한 것으로 되는 소정의 범위를 불감대역으로 하여, 이 불감대역 내의 요동량에서는, 기본 선회 각속도 지령 ωjs를 0으로 설정하도록 하여도 좋다.

목표 선회 각속도 결정 처리부(80)는 우선, 입력된 요 레이트 ωz-act에, 전달 함수가 「1/(1+Ts)」에 의해 나타내어지는 로우패스 필터 처리(81)를 한다. 그리고, 로우패스 필터 처리(81)를 실시함으로써 노이즈 성분이 제거된 요 레이트 ωz_act(이하, 「요 레이트 ωz_act_filt」라고 함)에, 미리 정해 놓은 게인 상수 K를 곱하는 게인 승산 처리(82)를 하여, 그 결과에 대하여 제1 필터 처리(83)를 실시한다.

제1 필터 처리(83)에서는, 상기 처리(83)에의 입력치[게인 승산 처리(82)의 출력치]의 절대치가 「미리 정해 놓은 소정의 하한치 I1 미만일 때」에는 0이 출력되고, 「미리 정해 놓은 소정의 상한치 I2를 넘고 있을 때」에는 소정의 출력 상한치 O1이 출력되며, 「하한치 I1 이상이고, 상한치 I2 이하일 때」에는 입력치가 증가할수록 큰 값을 출력한다.

그리고, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)는 제1 필터 처리(83)의 출력에 제2 필터 처리(84)를 실시한다. 제2 필터 처리(84)에서는, 제1 필터 처리(83)의 출력치와 함께, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)가 입력된다. 한편, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)은 상기 값 Vw1_cmd_x(k-1)의 크기가 플러스의 값일 때, 차량(1)의 전진 방향으로 진행하고, 상기 값 Vw1_cmd_x(k-1)의 크기가 마이너스의 값일 때, 차량(1)의 후진 방향으로 진행하는 것을 의미한다.

제2 필터 처리(84)는, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)에 따라서 설정되는 입출력 비율을, 상기 제2 필터 처리(84)에 입력된 「제1 필터 처리(83)로부터의 출력치」에 대하여 승산한 결과를 기본 목표 각속도 ωz_cmda로서 출력한다.

제2 필터 처리(84)는, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 「미리 정해 놓은 소정의 속도 상한치 I5 이상일 때」에는, 입력치에 대한 출력인 입출력 비율을 0으로 설정하고, 「속도 상한치 I5 미만일 때」에는 상기 값 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치에 따라서 입출력 비율을 적절하게 설정하고 있다. 상세하게는, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 속도 상한치 I5에서부터 소정의 값(이 값은 0보다 크고, 속도 상한치 I5보다 작음)의 범위에 들어갈 때는, 상기 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 커짐에 따라서 입출력 비율이 서서히 작게 설정되고, 상기 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 상기 소정의 값 이하일 때에는 입출력 비율이 1이 되도록 설정되고 있다.

한편, 제2 필터 처리(84)는 상기한 구성에 국한되지 않고 다음과 같이 구성되어 있어도 좋다. 즉, 제2 필터 처리(84)는, 입력된 「제1 필터 처리(83)로부터의 출력치」가 출력 최대치[후술하는 것과 같이, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)에 따라서 결정되는 값] 이하인 경우에는 이 값 그대로 기본 목표 각속도 ωz_cmda로서 출력하고, 출력 최대치를 넘고 있는 경우에는 출력 최대치를 기본 목표 각속도 ωz_cmda로서 출력한다.

그리고, 제2 필터 처리(84)에서는, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 「미리 정해 놓은 소정의 속도 상한치 I5 이상일 때」에는 출력 최대치가 0으로 설정되고, 「속도 상한치 I5 미만일 때」에는 상기 값 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치에 따라서 출력 최대치가 적절히 설정되고 있다. 예컨대 X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 속도 상한치 I5에서부터 소정 값(이 값은 0보다 크고, 속도 상한치 I5보다 작음)의 범위에 들어갈 때에는, 상기 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 커짐에 따라서 서서히 작게 설정되고, 상기 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 상기 소정의 값 이하일 때에는 일정하게 되도록 설정된다.

이어서, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)는 목표 각속도 연산 처리(85)를 실행한다. 목표각 속도 연산 처리(85)에서는, 제2 필터 처리(84)로부터 출력된 기본 목표 각속도 ωz_cmda와 기본 선회 각속도 지령 ωjs를 합쳐, 목표 선회 각속도 ωz_cmd를 산출(결정)하여, 상기 산출 결과를 출력한다.

이상과 같이, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)가 구성되어 있기 때문에, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있는 경우에는, 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 0이 아닌 값으로 된다. 따라서, 전술한 제어 장치(21)의 처리에 의해, 상기 목표 선회 각속도 ωz_cmd에 따라서 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy 및 제2 목표 속도 Vw2_cmd_xy가 결정된다. 이에 따라, 차량(1)이 선회하도록 제어된다.

또한, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우에는, 기본 선회 각속도 지령 ωjs가 O이기 때문에, 목표 선회 각속도 ωz_cmd는 기본 목표 각속도 ωz_cmda에 일치한다. 이 경우에 있어서, 요 레이트 ωz_act_filt가 O인 경우, 목표 선회 각속도 ωz_cmd는 0이 된다. 이러한 상태에서는, 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy 및 제2 목표 속도 Vw2_cmd_xy의 각각의 Y축 성분의 크기가 동일하게 된다. 이에 따라, 차량(1)은 적어도 선회 거동이 발생하지 않도록 제어된다.

또한, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우라도, 요 레이트 ωz_act_filt가 O이 아닌 경우에 있어서는, 「상기 요 레이트 ωz_act_filt에 따라서 결정되는 게인 승산 처리(82)의 출력 ωz_act_filt·K」가 하한치 I1 이상이고, 또한 「X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)」이 속도 상한치 I5 미만인 경우에는, 목표 선회 각속도 ωz_cmd는 0 이외의 값으로 된다. 따라서, 전술한 바와 같이, 제어 장치(21)에 의해서, 제1 목표 속도 Vw1_cmd_xy 및 제2 목표 속도 Vw2_cmd_xy의 각각의 Y축의 성분 크기가 다르도록 결정되어, 차량(1)이 요축 둘레로 선회하도록 제어된다.

조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우에 있어서, 요 레이트 ωz_act_filt가 0이 아닌 값으로 되어 있다고 하는 상태는, 제어 장치(21)의 제어에 의한 선회가 아니라, 차량(1)을 요축 둘레로 선회시키기 위한 외력이 차량(1)에 부여되고 있는 상태(이하, 「외력 부여 상태」라고 함)라고 고려할 수 있다.

이러한 경우에는, 예컨대 탑승자 탑승부(5)에 탑승하고 있는 탑승자가, 정차시에 바닥면에 발을 붙여 차량(1)을 선회(예컨대, 회전 반경이 작은 선회 등)시키려고 하고 있는 것을 고려할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않다고 하는 이유에 의해, 제어 장치(21)가 차량(1)을 선회하지 않도록 제1 이동 동작부(3) 및 제2 이동 동작부(4)의 이동 동작을 제어해 버리면, 탑승자에게 있어서의 상기 차량(1)의 조종성이 저하되어 버릴 우려가 있다.

그러나, 본 실시형태에서는, 상기와 같이, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 상태라도, 예컨대 바닥면에 발을 붙여 차량(1)을 요축 둘레로 선회시키고자 하는 외력이 상기 차량(1)에 부여되고 있는 경우(요 레이트 ωz_act_filt가 O이 아닌 경우)에 있어서는, 상기와 같은 조건 범위 내에서 차량(1)을 요축 둘레로 용이하게 선회시킬 수 있다. 이에 따라, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 외력 부여 상태는, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않는 경우에 있어서, 게인 승산 처리(82)의 출력 ωz_act_filt·K가 하한치 I1 이상이 되는 상태이다. 여기서, 본 실시형태에 있어서의 「I1/K」가 본 발명에 있어서의 소정의 제1 값에 상당한다.

또한, 제1 필터 처리(83)에 의해서, 「요 레이트 ωz_act_filt에 따라서 결정되는 게인 승산 처리(82)의 출력 ωz_act_filt·K」가 하한치 I1 미만인 경우에는, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있는지 여부에 상관없이, 기본 목표 속도 Vw2_cmda_y가 0으로 설정된다. 이 때문에, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있는 경우, 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 기본 선회 각속도 지령 ωjs에 일치한다. 한편, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우, 목표 선회 각속도 ωz_cmd는 0으로 설정된다.

목표 선회 각속도 결정 처리부(80)가 이와 같이 구성되어 있기 때문에[제1 필터 처리(83) 및 목표 각속도 연산 처리(85)], 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우에 있어서, 「요 레이트 ωz_act_filt에 따라서 결정되는 게인 승산 처리(82)의 출력 ωz_act_filt·K」가 하한치 I1 미만인 경우에는, 외력 부여 상태가 아니라고 하여, 목표 선회 각속도 ωz_cmd가 O으로 설정된다.

이에 따라, 예컨대 탑승자 탑승부(5)에 탑승한 탑승자의 신체가 근소하게 이동하는 등에 의해서 극히 약간의 각속도(이 각속도는 하한치 I1 미만)의 선회가 행해진 상태에 있어서, 탑승자는 차량(1)을 선회시킬 의도는 없다. 그러나, 이러한 상태가 외력 부여 상태로서 포함되어 있는 경우, 제어 장치(21)가 선회 처리를 해 버린다. 이에 따라, 탑승자에게 있어서는 의도치 않은 선회로 될 가능성이 있다.

이상을 감안하여, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 외력 부여 상태가 기본 선회 각속도 지령 ωjs가 O이고, 또한 「요 레이트 ωz_act_filt에 따라서 결정되는 게인 승산 처리(82)의 출력 ωz_act_filt·K」가 하한치 I1 이상인 상태라고 규정됨으로써, 예컨대 탑승자 신체의 약간의 이동 등에 의해서 차량(1)이 선회하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

또한, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 있어서, 요 레이트 ωz_act에 로우패스 필터 처리(81)를 적용한 요 레이트 ωz_act_filt를 이용함으로써, 요 레이트 ωz_act의 노이즈 성분을 제거하는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 요 레이트 센서(23)의 검지 노이즈 및 차량(1)에 생긴 외란(外亂)에 의한 근소한 요 레이트 ωz_act의 변화 등을 제거할 수 있어, 제어 장치(21)는 보다 적절하게 차량(1)을 제어할 수 있다.

또한, 제1 필터 처리(83)에 있어서, 「요 레이트 ωz_act_filt에 따라서 결정되는 게인 승산 처리(82)의 출력 ωz_act_filt·K」가 상한치 I2를 넘고 있는 경우에는, 제1 필터 처리(83)의 출력을 출력 상한치 O1로 제한하고 있다. 즉, 제어 장치(21)는, 상기 차량(1)의 요 레이트 ωz_act_filt가 큰 경우(빨리 선회하고 있는 경우), 제1 필터 처리(83)의 출력을 출력 상한치 O1로 제한하고 있다. 이에 따라, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우, 목표 선회 각속도 ωz_cmd의 크기는 최대라도 O1로 설정된다.

목표 선회 각속도 결정 처리부(80)가 이와 같이 구성되어 있기 때문에[제1 필터 처리(83) 및 목표 각속도 연산 처리(85)], 「조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않음」, 또한 「ωz_act_filt·K＞I2」인 경우(I2>I1이기 때문에 이 경우는 외력 부여 상태임), 목표 선회 각속도 ωz_cmd의 크기는 최대라도 O1로 제한된다. 따라서, 예컨대 고속으로 선회하는 등의 사태가 되는 것을 억제할 수 있어, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 실시형태에 있어서의 「I1/K」가 본 발명에 있어서의 소정의 제1 값에 상당한다. 본 실시형태에 있어서의 「I2/K」가 본 발명에 있어서의 소정의 제2 값에 상당한다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 「O1」이 본 발명에 있어서의 소정의 제1 상한치에 상당한다.

이 경우, "「소정의 제1 값(I1/K)」＜「소정의 제2 값(I2/K)」"이다. 또한, 이 경우, "「소정의 제2 값(I2/K)」＞「소정의 제1 상한치 O1」"이다. 소정의 제2 값(I2/K)은, 탑승자가 차량(1)의 선회치고는 너무 빠르다고 느끼지 않는 값으로 설정된다. 이에 따라, 외력 부여 상태에 있어서는, 목표 선회 각속도가 너무 빠르다고 느끼지 않는 값(I2/K)보다 작게 설정된다. 따라서, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 필터 처리(84)에 의해서, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 속도 상한치 I5 이상일 때, 기본 목표 각속도 ωz_cmda를 0으로 설정한다. 이 경우에 있어서, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않은 경우에는, 목표 선회 각속도 ωz_cmd의 크기는 O으로 설정된다(즉, 선회 거동이 발생하지 않는다).

따라서, 외력 부여 상태에 있어서, 예컨대 빠른 속도로 전진 또는 후진하고 있는 상태(Vw1_cmd_x(k-1)≥I5)에서는, 차량(1)이 선회하는 것을 억제할 수 있어, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 실시형태에 있어서의 「I5」는, 본 발명에 있어서의 소정의 제5 값에 상당한다. 또한, 제2 필터 처리(84)에 의해서, 「조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않는 경우에 있어서, X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)의 절대치가 속도 상한치 I5 이상일 때에, 목표 선회 각속도 ωz_cmd의 크기가 0으로 설정된다」는 것은, 본 발명에 있어서의 「상기 도립진자형 차량의 적어도 상기 전후 방향의 이동 속도의 목표치 또는 관측치가 소정의 제5 값 이상일 때에 상기 선회 처리를 하지 않는다」는 것에 상당한다.

한편, 본 실시형태에서는, 전방 방향의 이동 속도이어도 후방 방향의 속도이어도, 그 속도의 크기가 속도 상한치 I5 이상일 때에 선회 처리를 행하지 않도록 하고 있지만, 이것에 국한되지 않고, 전방 방향의 이동 속도에 대하여 비교하는 값과 후방 방향의 이동 속도에 대하여 비교하는 값을 다른 값으로 설정하여도 좋다. 즉, 도 10에 도시하는 바와 같이, 전방 방향의 이동 속도[제2 필터 처리(84)의 횡축의 우측]가 속도 상한치 I5 이상일 때에 상기 선회 처리를 행하지 않도록 하고, 후방 방향의 이동 속도[제2 필터 처리(84)의 횡축의 좌측]가 「상기 속도 상한치 I5와는 다른 "속도 상한치 I6"」 이상일 때에 상기 선회 처리를 행하지 않도록 하여도 좋다(즉, 「I5≠I6」).

이와 같이 구성함으로써(즉, 「소정의 제5 값을, 전방 방향으로 이동하고 있을 때와, 후방 방향으로 이동하고 있을 때에 다르게 하도록 구성함으로써」 혹은 「전방 방향 이동 속도의 목표치 또는 관측치가 소정의 제6 값 이상일 때, 또는 후방 방향 이동 속도의 목표치 또는 관측치가 소정의 제7 값 이상일 때에 선회 처리를 행하지 않도록 구성함으로써」), 예컨대 후방 방향으로 이동하고 있는 상태에 있어서는, 탑승자가 이동 방향에 있어서의 주위의 환경을 충분히 시계(視界)에 넣기가 어렵기 때문에, 전방 방향으로 이동하고 있는 상태보다도 선회 처리를 행하는 이동 속도를 느리게 설정함으로써(즉, 「I5＞I6」으로 설정), 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

이 경우에는, 전방 방향에 대해서 「I5」는 본 발명에 있어서의 소정의 제5 값에 상당하고, 후방 방향에 대해서 「I6」는 본 발명에 있어서의 소정의 제5 값에 상당한다. 이와 같이, 본 발명에 있어서의 소정의 제5 값이란, 이동하는 방향에 따라서 다른 값으로 설정되고 있는 것도 포함한다.

또한, 본 실시형태에서는, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 의해서, 요 레이트 ωz_act_filt가 "「I1/K」≤「ωz_act_filt」≤「I2/K」"인 경우에 있어서는, 요 레이트 ωz_act_filt의 크기가 클수록 기본 목표 각속도 ωz_cmda가 커진다. 따라서, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있지 않는 경우, 목표 선회 각속도 ωz_cmd는 요 레이트 ωz_act_filt의 크기가 클수록 커진다.

이에 따라, 탑승자가 예컨대 바닥면에 발을 붙여 차량(1)을 선회시킬 때에 차량(1)에 대하여, 이 차량(1)의 요축 둘레로 선회하는 외력이 부여하는 크기가 클수록 이 차량(1)은 빠르게 선회하도록 제어된다. 따라서, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 제어 장치(21)는, 외력 부여 상태가 아닌 경우에 있어서, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령이 출력되고 있을 때에, 차량(1)을 선회시키도록 제어하고 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 조이스틱(12)으로부터 선회 지령을 출력시키기 위해서, 「탑승자가 조이스틱(12)을 좌우 방향으로 요동하는 조작」은, 본 발명에 있어서의 「탑승자 탑승부에 탑승한 탑승자에 의해서 그 도립진자형 차량을 선회시키도록 이 도립진자형 차량의 소정의 조종 조작」에 상당하고 있다.

그러나, 「소정의 조종 조작」이란 「선회하기 위한 조이스틱(12)의 조작」에 국한되지 않는다. 제어 장치(21)를, 예컨대 탑승자 탑승부(5)에 탑승한 탑승자가 이 탑승자 탑승부(5)를 가로 방향으로 경동했을 때에 선회 지령을 생성하여, 이 경동에 따른 목표 선회 각속도를 결정하고, 「"이 경동에 따른 목표 선회 각속도"와 "기본 선회 각속도 지령 ωjs"를 합한 선회 각속도」를, 기본 선회 각속도 지령 ωjs 대신에 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 입력하면 된다. 이러한 경우에는, 「소정의 조종 조작」이란 「선회하기 위한 조이스틱(12)의 조작」과 「선회하기 위한 탑승자 탑승부(5)의 경동」의 조작이다.

또한, 차량(1)이 조이스틱(12)과 같은 조작기를 탑재하고 있지 않고, 체중 이동에 의한 탑승자 탑승부(5)의 경동에 의해서만 이동 및 선회하는 차량(1)인 경우, 소정의 조종 조작은 「선회하기 위한 탑승자 탑승부(5)의 경동」이 된다. 이러한 경우에 기본이 되는 목표 선회 각속도는, 탑승자 탑승부(5)의 실제 경사 각도 θb_act_xy에 따라서 결정된다. 그리고, 이 결정된 「기본이 되는 목표 선회 각속도」를 「기본 선회 각속도 지령 ωjs」 대신에 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 입력하도록 구성하면 된다.

또, 본 실시형태에서는, 외력 부여 상태인지 여부의 지표에 요 레이트 ωz_act를 이용하고 있지만, 이것에 국한되지 않고, 소정의 조종 조작이 이루어지지 않은 경우에 있어서, 차량(1)에 이 차량(1)을 요축 둘레로 선회시키는 외력이 부여되고 있는 상태를 알 수 있는 것이면 된다.

예컨대, 차량(1)이 정차하고 있는 상태에서는, 제1 이동 동작부 및 제2 이동 동작부 중 어느 것이나 정차한 상태를 유지하도록 제어되고 있다. 따라서, 탑승자로부터 도립진자형 차량에 대하여 작용하고 있는 상기 도립진자형 차량을 선회시키는 힘에 대하여 저항하도록, 제1 액추에이터 장치인 전동 모터(8a, 8b) 및 제2 액추에이터 장치인 전동 모터(17) 중 적어도 어느 하나로부터 구동력을 발생시키고 있다.

환언하면, 소정의 조종 조작이 이루어지고 있지 않은 경우에 있어서, 전동 모터(8a, 8b) 및 전동 모터(17) 중 적어도 어느 하나로부터 발생하고 있는 구동력은, 차량(1)에 대하여 작용하고 있는 「상기 차량(1)을 요축 둘레로 선회시키는 힘」을 나타내게 된다. 따라서, 차량(1)이, 전동 모터(8a, 8b) 또는 전동 모터(17)로부터 출력되고 있는 구동력을 나타내는 상태량을 검지하는 상태량 검지 수단을 구비하고, 상기 검지된 상태량에 따라서 기본 목표 각속도 ωz_cmda를 결정하여도 좋다.

전동 모터의 구동력(토크)은 전류치에 따라서 결정되기 때문에, 예컨대 상기 상태량을 전동 모터(8a, 8b) 또는 전동 모터(17)에 흐르는 전류치로 하여도 좋다. 이 경우, 차량(1)은 상태량 검지 수단으로서, 예컨대 전류 센서(50)를 구비한다(도 11 참조).

그리고, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에, 요 레이트 ωz_act 대신에 전류 센서에 의해서 검지된 전류치인 검지 전류치 Iact를 입력한다(도 10의 괄호 안 참조). 이때, 로우패스 필터 처리(81), 제2 필터 처리(84) 및 목표 각속도 연산 처리(85)는 본 실시형태와 기본적으로는 같은 것이다. 또한, 게인 승산 처리(82)에 있어서의 게인 상수 K는, 전류치를 각속도로 변환하는 상수로서 설정된다.

또한, 제1 필터 처리(83)는 각속도가 아닌 입력된 값(Iact_filt·K)이 다른 것 이외에는, 본 실시형태의 제1 필터 처리(83)와 같으며, 하한치 I1 미만일 때에는 0을 출력하고, 상한치 I2를 초과할 때에는 출력 상한치 O1을 출력하며, 하한치 I1 이상 또한 상한치 I2 이하일 때에는 그 입력치에 따른 값을 출력한다. 여기서, Iact_filt는 로우패스 필터 처리(81)를 실시한 전류치 Iact를 의미한다.

목표 선회 각속도 결정 처리부(80)가 이상과 같이 전류치에 의해서 구성되어 있는 경우라도, 본 실시형태와 같이 요 레이트 ωz_act를 이용하는 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 형태에 있어서의 「I1/K」는, 본 발명에 있어서의 소정의 제3 값에 상당한다. 또한, 이 형태에 있어서의 「I2/K」는, 본 발명에 있어서의 소정의 제4 값에 상당한다. 또한, 이 형태에 있어서의 「O1」은, 본 발명에 있어서의 소정의 제2 상한치에 상당한다.

이 경우, "「소정의 제3 값(I1/K)」＜「소정의 제4 값(I2/K)」"이다. 또한, 이 경우, "「소정의 제4 값(I2/K)」＞「소정의 제2 상한치 O1」"이다. 소정의 제4 값(I2/K)은, 탑승자가 차량(1)의 선회치고는 너무 빠르다고 느끼지 않는 값으로 설정된다. 이에 따라, 외력 부여 상태에 있어서는, 목표 선회 각속도가 너무 빠르다고 느끼지 않는 값(I2/K)보다 작게 설정된다. 따라서, 차량(1)의 조종성을 향상시킬 수 있다.

한편, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 입력하는 전류치는, 제1 액추에이터 장치인 전동 모터(8a, 8b) 및 제2 액추에이터 장치인 전동 모터(17)의 각 전류치의 평균치 또는 최대치 등 그 밖에도 여러 가지 것을 고려할 수 있다. 이들 중 어느 것을 이용할지는 차량(1)의 용도 등에 따라서 적절하게 설정된다.

또한, 이때의 상태량 검지 수단으로서는, 전류 센서에 국한되지 않고, 전동 모터에 대하여 공급하는 전류치를 결정하고 있는 모듈(예컨대, 제어 회로 등)로부터 그 전류치를 취득하도록 구성한 경우에는, 이 취득을 위한 구성도 포함된다.

또한, 기체(2)에 변형 게이지를 마련하여, 이 변형 게이지로부터 출력된 검지 결과(힘)를, 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 입력하는 것이라도 좋다. 그 밖에도, 「제1 이동 동작부(3)의 좌우 방향의 속도」와 「제2 이동 동작부(4)의 좌우 방향의 속도」의 차분(差分)을 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)에 입력하는 것이라도 좋다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 차량(1)의 목표 선회 각속도 결정 처리부(80)를, 로우패스 필터 처리(81), 제1 필터 처리(83) 및 제2 필터 처리(84) 중 적어도 어느 하나를 제외하고 구성하여도 좋다. 이러한 경우라도, 「조종 조작되고 있지 않은 상태에 있어서도 차량을 용이하게 선회할 수 있다」고 하는 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 「X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)」를, 차량(1)의 전후 방향의 속도로서, 그 값이 속도 상한치 I5 이상일 때에, 선회 처리를 행하지 않도록 하고 있다(기본 목표 속도 Vw2_cmda_y를 0으로 하고 있음). 그러나, 이때 속도 상한치 I5 이상인지 여부를 판정할 때의 값(이하, 「대상 속도」라고 함)은 「X축 제1 목표 속도의 전회치 Vw1_cmd_x(k-1)」에 국한되지 않고, 예컨대 제2 목표 속도의 전회치 Vw2_cmd_xy(k-1) 중 X축 성분의 값이라도 좋다.

또한, 차량(1)이, 이 차량(1)의 속도를 검지하는 속도 센서를 구비하여, 이 속도 센서가 검지한 결과를 대상 속도로 하여도 좋다. 또한, 제어 장치(21)를, 무게중심 속도 추정부(33)에 의해서 추정된 차량계 전체 무게중심의 속도 Vb_estm1_xy를 대상 속도로 하여도 좋다. 게다가, 대상 속도는 X축 방향[즉, 차량(1)의 전후 방향]의 속도에 국한되지 않고, Y축 방향[즉, 차량(1)의 좌우 방향]을 포함하는 전체 방향의 속도라도 좋다.

1 : 도립진자형 차량 2 : 기체
3 : 제1 이동 동작부 4 : 제2 이동 동작부
5 : 탑승자 탑승부 8 : 제1 액추에이터 장치
17 : 전동 모터(제2 액추에이터 장치) 21 : 제어 장치
23 : 요 레이트 센서(선회 각속도 검지 수단)
50 : 전류 센서(상태량 검지 수단) ωz_cmd : 목표 선회 각속도

Claims (8)

1. 바닥면 위를 이동할 수 있는 제1 이동 동작부와, 상기 제1 이동 동작부를 구동하는 제1 액추에이터 장치와, 상기 제1 이동 동작부 및 상기 제1 액추에이터 장치가 조립 설치된 기체, 그리고 수직 방향에 대하여 경동이 가능하게 상기 기체에 조립 설치된 탑승자 탑승부를 적어도 구비하고, 상기 제1 이동 동작부는 상기 제1 액추에이터 장치의 구동력에 의해서 상기 탑승자 탑승부에 탑승한 탑승자의 전후 방향 및 좌우 방향을 포함하는 바닥면 위에서의 전체 방향으로 이동할 수 있게 구성된 도립진자형 차량으로,
   상기 제1 이동 동작부와 상기 전후 방향으로 간격을 두고서 상기 제1 이동 동작부 또는 상기 기체에 연결되고, 바닥면 위를 상기 전체 방향으로 이동할 수 있게 구성된 제2 이동 동작부와,
   적어도 상기 제2 이동 동작부의 상기 좌우 방향으로의 이동을 행하게 하는 구동력을 발생하는 제2 액추에이터 장치, 그리고
   상기 탑승자 탑승부에 탑승한 탑승자에 의해서, 상기 도립진자형 차량을 선회시키도록 상기 탑승자 탑승부의 경동 또는 조종 장치의 조작을 포함하는 상기 도립진자형 차량의 정해진 조종 조작이 이루어진 경우에, 상기 좌우 방향에 있어서 상기 제2 이동 동작부가 상기 제1 이동 동작부에 대하여 다른 속도가 되도록, 상기 제1 액추에이터 장치 및 상기 제2 액추에이터 장치를 제어하는 선회 처리를 행하는 제어 장치
   를 구비하고,
   상기 제어 장치는, 상기 정해진 조종 조작이 이루어진 경우 외에, 요축(yaw axis) 둘레로 선회시키기 위한 선회력이 상기 도립진자형 차량에 부여되고 있는 상태인 외력 부여 상태에 있어서도, 상기 선회 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
2. 제1항에 있어서, 상기 도립진자형 차량의 선회 각속도를 검지하는 선회 각속도 검지 수단을 구비하고,
   상기 외력 부여 상태는, 상기 정해진 조종 조작이 이루어져 있지 않으면서, 상기 선회 각속도 검지 수단에 의해서 검지된 선회 각속도의 크기가 정해진 제1 값 이상이 되는 상태를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 선회 각속도 검지 수단에 의해서 검지된 선회 각속도인 검지 선회 각속도의 크기가 클수록, 상기 선회 처리에 있어서의 상기 도립진자형 차량의 목표가 되는 선회 각속도인 목표 선회 각속도의 크기를 크게 하고,
   상기 도립진자형 차량의 실제의 선회 각속도가 상기 목표 선회 각속도가 되도록, 상기 제1 액추에이터 장치 및 상기 제2 액추에이터 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 검지 선회 각속도의 크기가 정해진 제2 값을 초과하는 경우에는, 상기 목표 선회 각속도의 크기를 정해진 제1 상한치로 제한하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 액추에이터 장치 또는 상기 제2 액추에이터 장치의 구동력을 나타내는 상태량을 검지하는 상태량 검지 수단을 구비하고,
   상기 외력 부여 상태는, 상기 정해진 조종 조작이 이루어져 있지 않으면서, 상기 상태량 검지 수단에 의해서 검지된 상태량의 크기가 정해진 제3 값 이상으로 되는 상태를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
6. 제5항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 상태량 검지 수단에 의해서 검지된 상태량인 검지 상태량의 크기가 클수록, 상기 선회 처리에 있어서의 상기 도립진자형 차량의 목표가 되는 선회 각속도인 목표 선회 각속도의 크기를 크게 하고,
   상기 도립진자형 차량의 실제의 선회 각속도가 상기 목표 선회 각속도가 되도록, 상기 제1 액추에이터 장치 및 상기 제2 액추에이터 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 검지 상태량의 크기가 정해진 제4 값을 초과하는 경우에는, 상기 목표 선회 각속도의 크기를 정해진 제2 상한치로 제한하는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.
8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 정해진 조종 조작이 이루어져 있지 않으면서, 상기 외력 부여 상태에 있어서, 상기 도립진자형 차량의 상기 전후 방향의 이동 속도의 목표치 또는 관측치가 정해진 제5 값 이상일 때에 상기 선회 처리를 행하지 않는 것을 특징으로 하는 것인 도립진자형 차량.

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