WO2010113439A1

WO2010113439A1 - 車両

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Publication number: WO2010113439A1
Application number: PCT/JP2010/002140
Authority: WO
Inventors: 土井克則; 林弘毅; 加藤憲二; 高倉裕司
Original assignee: 株式会社エクォス・リサーチ
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2010-10-07

Abstract

　操縦装置の操作量に応じて決定され、該操作量の時間履歴に応じて補正された車両加速度で、車両を加速及び制動させることによって、操縦者の操作量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦可能なようにする。そのため、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪１２と、操縦者が操作する操縦装置と、前記駆動輪１２に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記操縦装置の操作量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とする。

Description

車両

　本発明は、車両に関するものである。

　従来、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配設された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両、球体状の単一の駆動輪に取り付けられた車体の姿勢を制御しながら移動する車両等の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

　この場合、運転者による操縦装置の操作入力量に応じて、車体や駆動輪の動作を制御して車体の倒立状態を保ちながら走行するようになっている。

特開２００４－１２９４３５号公報

　しかしながら、前記従来の車両においては、運転者が操縦装置によって前後方向の走行目標を指令するようになっているが、操縦装置が複雑で直感的な操作ができず、走行目標を容易に設定することが困難な場合がある。

　そもそも、運転者が操縦装置によって前後方向の走行目標を指令する車両においては、技術や経験を必要とせず、直感的で簡易な操縦を可能とするような操縦装置の操作量と前後走行指令値の関係が適切に設定されることが望ましい。そして、運転者の簡易で直感的な操縦を可能とするため、及び、車両のシステムを簡素化するためには、操縦装置はその数が少なく、かつ簡素であることが望ましい。例えば、車両の走行方向及び速度、並びに、加速時及び制動時の加速度及び減速度のような走行目標について、運転者が１つの操縦装置によって定量的に指令できる手段を車両が具備していれば、運転者は簡易で直感的な操作によって車両を操縦することができる。

　しかし、１つの操縦装置の操作量を１つの走行状態量の目標値と対応させるような従来の方法では、以下のような問題が発生する可能性がある。

　例えば、操縦装置の操作量を車両の「速度」に対応させた場合、操作量の変化率に相当する加速度の調整が困難であり、運転者が望む加速状態や加速感を実現できない可能性がある。また、車両を停止させる操作が、入力値を零とすること、すなわち、入力しないことに対応するので、運転者は制動操作として、「何もしないこと」を行うことに違和感を抱く可能性がある。特に倒立型の車両の場合、加速度に応じて車体姿勢を調整する必要があるため、加速度の目標値が不安定であると、車体姿勢が乱れる場合があり、乗り心地が悪くなる。

　また、例えば、操縦装置の操作量を車両の「加速度」に対応させた場合、車両を停止させる操作が加速度の積分値を零にする操作に相当するため、運転者は車両を停止させることに苦労を強いられる可能性がある。また、車両を一定速度で走行させる操作が、入力値を零とすること、すなわち、入力しないことに対応するので、運転者は走行中に「何もしないこと」を行うことに違和感を抱く可能性がある。さらに、車両速度を所定値で制限する場合、制限時に加速度を零に切り替える必要があり、その際に運転者が違和感を抱く可能性がある。

　さらに、例えば、操縦装置の操作量を車両の「駆動トルク」に対応させた場合、路面の勾（こう）配及び凹凸、並びに、乗員及び搭載物の重量によって、走行性能が大きく変化するため、操縦性や使い勝手が悪くなる。特に、１人乗りの超小型車の場合には、この影響が顕著である。

　いずれの場合も複数の課題があり、運転者の要求を十分に満足することはできない。

　本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、操縦装置の操作量に応じて決定され、該操作量の時間履歴に応じて補正された車両加速度で、車両を加速及び制動させることによって、操縦者の操作量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦可能な車両を提供することを目的とする。

　そのために、本発明の車両においては、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、操縦者が操作する操縦装置と、前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記操縦装置の操作量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とする。

　本発明の他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向及び操作量並びに車両走行状態に応じて車両加速度を決定する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向が所定の方向である場合に、車両の停止時又は前進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の後進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とし、前記操縦装置の操作方向が前記所定の方向と逆である場合に、車両の停止時又は後進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の前進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とする。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操作量の時間履歴に応じて走行モードを前進、後進又は停止モードのいずれかに決定し、決定した走行モードによって前記車両加速度を制限する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記走行モードが前進モードである場合には後方への加速を制限し、前記走行モードが後進モードである場合には前方への加速を制限し、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されず、かつ、車両速度が所定値以下であるときに限り、前記走行モードの前進から後進への切替及び後進から前進への切替を許可する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度に応じて前記車両加速度を補正する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度の２乗に比例した量だけ前記車両加速度を小さく補正する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾（しきい）値以下であるとき、車両速度に比例した車両減速度の上限値により車両減速度を制限する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されない場合、所定の車両減速度を決定する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記操縦装置は、前記駆動輪の回転軸に垂直な方向に並進可能、又は、前記駆動輪の回転軸に平行な直線周りに回転可能な入力手段を備え、前記車両制御装置は、前記入力手段の位置又は回転角に応じて車両加速度を決定する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値を時間積分した値に所定の定数を乗じた値と前記駆動輪の回転角速度との差に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する。

　本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部を更に有し、前記車両制御装置は、前記能動重量部の位置を制御して、前記車両加速度の目標値に応じた量だけ、前記駆動輪の接地点に対する前記車体の重心の相対位置を移動させる。

　請求項１の構成によれば、操縦装置の操作量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦することができる。

　請求項２及び３の構成によれば、直感的な操縦方法で車両加速度を指令することができ、操縦者の容易な操作が可能となる。

　請求項４及び５の構成によれば、走行を容易にし、安全に扱える車両を提供することができる。

　請求項６及び７の構成によれば、実用に適した走行状態を容易に実現可能であるとともに、操縦者に自然な操縦感覚を提供することができる。

　請求項８の構成によれば、制動時における車両減速度の調整を容易に実行できる。

　請求項９の構成によれば、操縦者に自然な操縦感覚を与えるとともに、操縦者が入力不可能な状態に至った場合でも、車両を確実に停止することができ、安全性を向上させることができる。

　請求項１０の構成によれば、操縦装置の構成を簡素化することができ、かつ、車両の操縦を直感的に行うことができる。

　請求項１１及び１２の構成によれば、適切な駆動トルクを駆動輪に付与することができる。

　請求項１３の構成によれば、車体を大きく傾斜させることなく、車体の重心位置を適切に制御することができる。

本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。本発明の第１の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態における車両の他の例の構成を示す概略図である。本発明の第１の実施の形態における車両システムの他の例の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態における走行モードの状態遷移を示す図である。本発明の第１の実施の形態における前進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図である。本発明の第１の実施の形態における後進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図である。本発明の第１の実施の形態における車両減速度の制限を示す図である。本発明の第１の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態における車両の動作例を示す図である。本発明の第２の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。本発明の第２の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第１補正を説明する図である。本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第３補正の結果を示す図である。本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第４補正の結果を示す図である。本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第５補正の結果を示す図である。本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施の形態におけるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態における座標軸回転角正弦値の推定を説明する図である。本発明の第３の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第４の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。本発明の第４の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第１補正を説明する図である。本発明の第４の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第４補正の結果を示す図である。本発明の第４の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第５補正の結果を示す図である。本発明の第４の実施の形態におけるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第５の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第６の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第７の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。本発明の第７の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。本発明の第８の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。本発明の第８の実施の形態における車両の他の例の構成を示す概略図である。本発明の第８の実施の形態における車両システムの他の例の構成を示すブロック図である。本発明の第８の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第８の実施の形態における第１旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図である。本発明の第８の実施の形態における第２旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図である。本発明の第８の実施の形態における前後加速度目標値補正量と車両速度の目標値との関係を示す図である。本発明の第８の実施の形態における走行状態目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。本発明の第９の実施の形態における第１旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図である。本発明の第９の実施の形態における第２旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

　図１は本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図２は本発明の第１の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図１において、（ａ）は車両の側面図、（ｂ）はジョイスティックの側面図、（ｃ）はジョイスティックの上面図である。

　図１において、１０は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部１１、駆動輪１２、支持部１３及び乗員１５が搭乗する搭乗部１４を有し、前記車両１０は、車体を前後に傾斜させることができるようになっている。そして、倒立振り子の姿勢制御と同様に車体の姿勢を制御する。図１（ａ）に示される例において、車両１０は右方向に前進し、左方向に後退することができる。

　前記駆動輪１２は、車体の一部である支持部１３に対して回転可能に支持され、駆動アクチュエータとしての駆動モータ５２によって駆動される。なお、駆動輪１２の回転軸は図１（ａ）に示す平面に垂直な方向に存在し、駆動輪１２はその回転軸を中心に回転する。また、前記駆動輪１２は、単数であっても複数であってもよいが、複数である場合、同軸上に並列に配設される。本実施の形態においては、駆動輪１２が２つであるものとして説明する。この場合、各駆動輪１２は個別の駆動モータ５２によって独立して駆動される。なお、駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、内燃機関等を使用することもできるが、ここでは、電気モータである駆動モータ５２を使用するものとして説明する。

　また、車体の一部である本体部１１は、支持部１３によって下方から支持され、駆動輪１２の上方に位置する。そして、本体部１１には、能動重量部として機能する搭乗部１４が、車両１０の前後方向に本体部１１に対して相対的に並進可能となるように、換言すると、車体回転円の接線方向に相対的に移動可能となるように、取り付けられている。

　ここで、能動重量部は、ある程度の質量を備え、本体部１１に対して並進する、すなわち、前後に移動させることによって、車両１０の重心位置を能動的に補正するものである。そして、能動重量部は、必ずしも搭乗部１４である必要はなく、例えば、バッテリ等の重量のある周辺機器を並進可能に本体部１１に対して取り付けた装置であってもよいし、ウェイト、錘（おもり）、バランサ等の専用の重量部材を並進可能に本体部１１に対して取り付けた装置であってもよい。また、搭乗部１４、重量のある周辺機器、専用の重量部材等を併用するものであってもよい。

　本実施の形態においては、説明の都合上、乗員１５が搭乗する搭乗部１４が能動重量部として機能する例について説明するが、搭乗部１４には必ずしも乗員１５が搭乗している必要はなく、例えば、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、搭乗部１４に乗員１５が搭乗していなくてもよいし、乗員１５に代えて、貨物が積載されていてもよい。前記搭乗部１４は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、足置き部、座面部、背もたれ部及びヘッドレストを備え、図示されない移動機構を介して本体部１１に取り付けられている。

　また、前記移動機構は、リニアガイド装置等の低抵抗の直線移動機構、及び、能動重量部アクチュエータとしての能動重量部モータ８２を備え、該能動重量部モータ８２によって搭乗部１４を駆動し、本体部１１に対して進行方向に前後させるようになっている。なお、能動重量部アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、リニアモータ等を使用することもできるが、ここでは、回転式の電気モータである能動重量部モータ８２を使用するものとして説明する。

　リニアガイド装置は、例えば、本体部１１に取り付けられている案内レールと、搭乗部１４に取り付けられ、案内レールに沿ってスライドするキャリッジと、案内レールとキャリッジとの間に介在するボール、コロ等の転動体とを備える。そして、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。また、キャリッジの断面はコ字状に形成され、その対向する２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、軌道溝の間に組み込まれており、案内レールとキャリッジ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、キャリッジには、軌道溝の両端をつなぐ戻し通路が形成されており、転動体は軌道溝及び戻し通路を循環するようになっている。

　また、リニアガイド装置は、該リニアガイド装置の動きを締結するブレーキ又はクラッチを備える。車両１０が停車しているときのように搭乗部１４の動作が不要であるときには、ブレーキによって案内レールにキャリッジを固定することで、本体部１１と搭乗部１４との相対的位置関係を保持する。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、本体部１１側の基準位置と搭乗部１４側の基準位置との距離が所定値となるように制御される。

　前記搭乗部１４の脇（わき）には、目標走行状態取得装置としてのジョイスティック３１を備える入力装置３０が配設されている。乗員１５は、操縦装置であるジョイスティック３１を操作することによって、車両１０を操縦する、すなわち、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。なお、本実施の形態においては、説明の都合上、走行指令が車両１０の加速、減速、停止及び制動である場合について説明する。

　図１に示されるように、ジョイスティック３１は、基部３１ａ、及び、該基部３１ａに傾動可能に取り付けられた入力手段としてのレバー３１ｂを備える。そして、操縦者としの乗員１５は、レバー３１ｂを、図１（ｂ）及び（ｃ）において矢印で示されるように、前後に傾斜させることで走行指令を入力する。すると、ジョイスティック３１は、レバー３１ｂの前後の傾斜量に相当する状態量を計測し、その計測値を操作量として評価する。また、レバー３１ｂは、図示されない中立状態復帰用のばね部材によって付勢され、操縦者が手を放して解放すると、自動的に零入力に相当する中立状態（図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるような基部３１ａに対して直立した状態）に復帰する。

　なお、前記レバー３１ｂは、基部３１ａに対して傾動可能なものでなく、並進可能なものであってもよい。すなわち、前後に傾斜させず、前後に移動させることで走行指令を入力するものであってもよい。また、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック３１が図示されないリモートコントローラに配設され、レバー３１ｂの操作量は、リモートコントローラから、有線又は無線によって車両１０に配設される受信装置に送信される。この場合、ジョイスティック３１の操縦者は乗員１５以外の者であってもよい。

　また、車両システムは、図２に示されるように、車両制御装置としての制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２０を有し、該制御ＥＣＵ２０は、主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３を備える。前記制御ＥＣＵ２０並びに主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、車両１０の各部の動作を制御するコンピュータシステムであり、例えば、本体部１１に配設されるが、支持部１３や搭乗部１４に配設されていてもよい。また、前記主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３は、それぞれ、別個に構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。

　そして、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、駆動輪センサ５１及び駆動モータ５２とともに、駆動輪１２の動作を制御する駆動輪制御システム５０の一部として機能する。前記駆動輪センサ５１は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、駆動輪回転状態計測装置として機能し、駆動輪１２の回転状態を示す駆動輪回転角及び／又は回転角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。また、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、該駆動輪制御ＥＣＵ２２は、受信した駆動トルク指令値に相当する入力電圧を駆動モータ５２に供給する。そして、該駆動モータ５２は、入力電圧に従って駆動輪１２に駆動トルクを付与し、これにより、駆動アクチュエータとして機能する。

　また、主制御ＥＣＵ２１は、能動重量部制御ＥＣＵ２３、能動重量部センサ８１及び能動重量部モータ８２とともに、能動重量部である搭乗部１４の動作を制御する能動重量部制御システム８０の一部として機能する。前記能動重量部センサ８１は、エンコーダ等から成り、能動重量部移動状態計測装置として機能し、搭乗部１４の移動状態を示す能動重量部位置及び／又は移動速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。すると、該主制御ＥＣＵ２１は、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信し、該能動重量部制御ＥＣＵ２３は、受信した能動重量部推力指令値に相当する入力電圧を能動重量部モータ８２に供給する。そして、該能動重量部モータ８２は、入力電圧に従って搭乗部１４を並進移動させる推力を搭乗部１４に付与し、これにより、能動重量部アクチュエータとして機能する。

　さらに、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、能動重量部制御ＥＣＵ２３、車体傾斜センサ４１、駆動モータ５２及び能動重量部モータ８２とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム４０の一部として機能する。前記車体傾斜センサ４１は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。そして、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。

　なお、各センサは、複数の状態量を取得するものであってもよい。例えば、車体傾斜センサ４１として加速度センサとジャイロセンサとを併用し、両者の計測値から車体傾斜角と車体傾斜角速度とを決定してもよい。

　また、主制御ＥＣＵ２１には、入力装置３０のジョイスティック３１から走行指令として、レバー３１ｂの操作量が入力される。そして、前記主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。主制御ＥＣＵ２１は、入力量を最大入力量で正規化した入力率を入力量として扱う。そして、レバー３１ｂの前方への傾斜又は移動、すなわち、前方への入力を正の値で表し、レバー３１ｂの後方への傾斜又は移動、すなわち、後方への入力を負の値で表す。また、前方への最大入力量を１、後方への最大入力量を－１として表す。

　なお、本実施の形態においては、操縦者の直感的な操縦を簡易な装置で実現するために、１軸のジョイスティック３１を用いているが、他の操縦装置を用いてもよい。例えば、レバーを握ることで入力するスロットルレバーを備え、回転方向と回転量に応じて、車両加速度の目標値を決定してもよい。

　そして、車両システムは、前記ジョイスティック３１の操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とする。

　次に、本実施の形態における車両１０の他の例について説明する。

　図３は本発明の第１の実施の形態における車両の他の例の構成を示す概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における車両システムの他の例の構成を示すブロック図である。なお、図３において、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。

　本実施の形態における車両１０は、３輪以上の車輪を有するものであってもよい。つまり、前記車両１０は、例えば、前輪が１輪であり後輪が２輪である３輪車、前輪が２輪であり後輪が１輪である３輪車、前輪及び後輪が２輪である４輪車等であるが、３輪以上の車輪を有するものであれば、いかなる種類のものであってもよい。

　ここでは、説明の都合上、図３に示されるように、前記車両１０が、車体の前方に配設され、操舵（だ）輪として機能する１つの前輪である車輪１２Ｆと、車体の後方に配設され、駆動輪１２として機能する左右２つの後輪である車輪１２Ｌ及び１２Ｒとを有する３輪車である例についてのみ説明する。

　図３に示される例において、車両１０は、リンク機構６０によって左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、つまり、車体を横方向（左右方向）に傾斜させることによって、旋回性能の向上と乗員１５の快適性の確保とを図ることができるようになっているが、必ずしも、車体を横方向に傾斜させることができるものである必要はない。なお、倒立振り子の姿勢制御のような姿勢制御は行わないものとする。すなわち、前後方向の姿勢制御は行わないものとする。

　また、図３に示される例の車両１０において、車輪１２Ｆは、サスペンション装置（懸架装置）の一部である前輪フォーク１７を介して本体部１１に接続されている。前記サスペンション装置は、例えば、一般的なオートバイ、自転車等において使用されている前輪用のサスペンション装置と同様の装置であり、前記前輪フォーク１７は、例えば、スプリングを内蔵したテレスコピックタイプのフォークである。そして、一般的なオートバイ、自転車等の場合と同様に、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させ、これにより、車両１０の進行方向が変化する。

　具体的には、図３に示されるように、本体部１１の前端上方に操舵部７７が配設され、該操舵部７７によって前輪フォーク１７の回転軸が回転可能に支持されている。また、前記操舵部７７は、操舵用アクチュエータとしてのステアリングアクチュエータ７１と、操舵量検出器としての操舵角センサ７２とを備える。前記ステアリングアクチュエータ７１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて前記前輪フォーク１７の回転軸を回転させ、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させる。つまり、車両１０の操舵は、いわゆるバイワイヤによって行われる。また、操舵角センサ７２は、前記前輪フォーク１７の回転軸の角度変化を検出することによって車輪１２Ｆの舵角、すなわち、操舵装置の操舵量を検出することができる。

　なお、図３に示される例の車両１０は、図４に示されるような車両システムを有する。ここで、制御ＥＣＵ２０は、前後方向の姿勢制御を行わないので、能動重量部制御ＥＣＵ２３を備えておらず、代わりに、操舵制御ＥＣＵ２４を有する。そして、主制御ＥＣＵ２１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて操舵指令値を操舵制御ＥＣＵ２４に送信し、該操舵制御ＥＣＵ２４は、受信した操舵指令値に相当する入力電圧をステアリングアクチュエータ７１に供給する。なお、能動重量部センサ８１も省略されている。そして、操舵角センサ７２の検出した舵角は、主制御ＥＣＵ２１に送信される。

　また、車体制御システム４０は、横加速度センサ４２を備える。該横加速度センサ４２は、一般的な加速度センサ、ジャイロセンサ等から成るセンサであって、車両１０の横加速度を検出する。

　なお、図３に示される例の車両１０におけるその他の点の構成については、図１に示される例の車両１０と同様であるので、その説明を省略する。

　次に、前記構成の車両１０の動作について詳細に説明する。まず、走行及び姿勢制御処理について説明する。

　図５は本発明の第１の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。

　本実施の形態においては、状態量やパラメータを次のような記号によって表す。
θ_W：駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θ₁：車体傾斜角（鉛直軸基準）〔ｒａｄ〕
λ_S：搭乗部位置（能動重量部位置）〔ｍ〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ²〕
Ｒ_W：駆動輪接地半径〔ｍ〕
ｍ₁：車体質量〔ｋｇ〕
ｍ_S：搭乗部質量（能動重量部質量：搭載物を含む）〔ｋｇ〕
ｌ₁：車体重心距離（車軸から）〔ｍ〕
α：車両加速度〔ｍ／ｓ²〕
Ｖ：車両速度〔ｍ／ｓ〕

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、乗員１５の操縦操作量を取得する（ステップＳ３）。この場合、乗員１５が、車両１０の加速、減速、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック３１の操作量を取得する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度目標値決定処理を実行し（ステップＳ４）、取得したジョイスティック３１の操作量等に基づいて、車両加速度の目標値α^*を決定する。具体的には、レバー３１ｂの前後方向への操作量に比例した値を前後車両加速度の目標値とする。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する（ステップＳ５）。例えば、車両加速度の目標値を時間積分し、所定の駆動輪接地半径で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜角と搭乗部位置の目標値を決定する（ステップＳ６）。具体的には、車両加速度の目標値から、下記の式によって搭乗部位置の目標値を決定する。

　さらに、λ_S,Max,f及びλ_S,Max,rは、搭乗部可動限界位置であり、各々、搭乗部１４の基準位置から可動域前縁までの距離、及び、可動域後縁までの距離を示している。

　また、車両加速度の目標値から、下記の式によって車体傾斜角の目標値を決定する。

　θ_S,Max,f及びθ_S,Max,rは、各々、搭乗部可動限界位置λ_S,Max,f及びλ_S,Max,rの車体傾斜角換算値であり、下記の式によって表される。

　このように、車両加速度に伴って車体に作用する慣性力と駆動モータ反トルクを考慮して、車体傾斜角と搭乗部位置の目標値を決定する。そして、これらの車体傾斜トルクを、重力の作用によって打ち消すように、車体の重心を動かす。具体的には、車両１０が加速するときには、搭乗部１４を前方へ動かす及び／又は車体を前方に傾ける。一方、車両１０が減速するときには、搭乗部１４を後方へ動かす及び／又は車体を後方に傾ける。また、搭乗部移動が限界に達したら、車体を傾け始める。

　これにより、細かい加減速に対する前後の車体傾斜がなくなり、乗員１５にとって乗り心地が向上する。また、ある程度の高速走行時でも直立状態を保つため、乗員１５にとって視界の変化が小さくなる。

　なお、本実施の形態においては、低加速度時及び／又は低速走行時に、搭乗部移動のみで対応させているが、その車体傾斜トルクの一部又は全部を車体傾斜で対応させてもよい。車体を傾けることによって、乗員１５に作用する前後方向の力を軽減させることができる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの目標値を算出する（ステップＳ７）。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することによって、駆動輪回転角、車体傾斜角速度及び搭乗部移動速度の目標値をそれぞれ算出する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する（ステップＳ８）。具体的には、下記の式によって駆動モータ５２のフィードフォワード出力を決定する。

　このように、力学モデルによって推定された慣性力を打ち消すように駆動トルクを付加することで、制御の精度を高めることができる。

　また、下記の式によって能動重量部モータ８２のフィードフォワード出力を決定する。

　このように、力学モデルによって推定された重力や慣性力を打ち消すように推力を付加することで、制御の精度を高めることができる。

　なお、本実施の形態においては、理論的にフィードフォワード出力を与えることによって、より高精度な制御を実現しているが、上記のフィードフォワード出力は与えなくてもよい。その場合には、フィードバック制御によって、定常偏差を伴いつつ、フィードフォワード出力に近い値が間接的に与えられる。また、その定常偏差は、積分ゲインを適用することで、低減させることもできる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードバック出力を決定する（ステップＳ９）。具体的には、下記の式によって駆動モータ５２のフィードバック出力を決定する。

　また、下記の式によって能動重量部モータ８２のフィードバック出力を決定する。

　なお、各フィードバックゲインＫ_**の値は、例えば、最適レギュレータの値を予め設定しておく。また、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入してもよい。さらに、より簡単な制御として、Ｋ_W2、Ｋ_W3及びＫ_S5を除くゲインのいくつかを零にしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。

　また、図３に示される例の車両１０においては、車体の前後方向の姿勢制御を行わないので、「数６」及び「数７」に示される式は使用しない。

　最後に、主制御ＥＣＵ２１は、各要素制御システムに指令値を与えて（ステップＳ１０）、走行及び姿勢制御処理を終了する。具体的には、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３にフィードフォワード出力とフィードバック出力の和を指令値として、それぞれ、与える。なお、走行及び姿勢制御処理は、所定の時間間隔（例えば、１００〔μｓ〕毎）で繰り返し実行される。

　また、図３に示される例の車両１０においては、前後方向の姿勢制御を行わないので、前記ステップＳ５～Ｓ１０の動作は省略される。

　次に、車両加速度目標値決定処理について説明する。

　図６は本発明の第１の実施の形態における走行モードの状態遷移を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における前進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における後進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における車両減速度の制限を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。

　車両加速度目標値決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、車両速度目標値を決定する（ステップＳ４－１）。具体的には、車両加速度の目標値を時間積分して車両速度の目標値Ｖ^*を決定する。この場合、車両加速度の目標値には、１つ前の制御ステップにおいて決定された値を用いる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、走行モードを決定する（ステップＳ４－２）。ここで、車両１０の走行モードは、図６に示されるように、前進モード、停止モード及び後進モードの３つであり、レバー３１ｂの操作量としての操縦装置（ジョイスティック３１）の入力率Ｕと車両速度の目標値Ｖ^*とによって決定される。

　操縦装置の入力率Ｕは、レバー３１ｂを前方に傾斜又は移動させると正、レバー３１ｂを後方に傾斜又は移動させると負であるから、図６に示されるように、停止モードでレバー３１ｂを前方に傾斜又は移動させると前進モードに遷移して車両１０が前進し、停止モードでレバー３１ｂを後方に傾斜又は移動させると後進モードに遷移して車両１０が後進（後退）する。また、前進モード及び後進モードでレバー３１ｂを中立状態として入力率Ｕを零とし、かつ、車両速度の目標値Ｖ^*が零となると、停止モードに遷移する。なお、前進モードと後進モードとの間では直接に遷移しない。

　この場合、主制御ＥＣＵ２１は、レバー３１ｂの操作量の履歴に応じて、乗員１５が停止、前進及び後進モードのうちのどの走行モードを希望しているかを判断する。このように、乗員１５は別の装置によって走行モードを指令する必要がないので、乗員１５にとって操作性が向上するとともに、余分な入力装置が不要となり、コストの低減や搭乗部１４のデザイン自由度確保が容易になる。

　また、前進モードと後進モードの直接的な遷移を禁止する。つまり、乗員１５の操作及び車両速度が停止の条件を満足しなければ、前進モード及び後進モード間の遷移を認めない。このように、前進から後進又は後進から前進への移行時に乗員１５に特定の操作を強いることで、操作の誤りによる逆方向への走行の可能性を低減し、車両１０の安全性を向上させる。

　さらに、前進モード又は後進モードにおいて、操作量が零（Ｕ＝０）以外の場合には他モードへの遷移を禁止する。つまり、乗員１５が一度レバー３１ｂを中立状態に戻すと、逆方向への走行が許可される。このように、逆方向への走行を許可する特定操作を同じ操縦装置を用いた簡単な手法とすることで、操縦が容易な車両１０を提供できる。

　なお、本実施の形態においては、走行モードが自動的に決定されるが、表示手段を備えて走行モードを表示することで、乗員１５が現在の走行モードを確認できるようにしてもよい。これにより、乗員１５の誤認識やそれによる誤操作を防止できる。また、モード設定方法選択手段を備え、前進モード及び後進モード間の走行モード切替を自動的にするか、別の入力装置によって乗員１５自身の操作で切り替えるかを選択できるようにしてもよい。

　最後に、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度の目標値を決定して（ステップＳ４－３）、車両加速度目標値決定処理を終了する。具体的には、レバー３１ｂの操作量としての操縦装置の入力率Ｕと走行モードとから、以下の式（１）及び（２）によって車両加速度の目標値α^*を決定する。

　まず、前進モードの場合、式（１）は下記のように表される。

　また、α_Max,Afは最大加速度、α_Max,Dfは最大減速度、Ｖ_Max,fは最高速度であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き添字ｆは前進モードであることを表す。最大加速度、最大減速度及び最高速度は、前進モードの場合の方が後進モードの場合よりも大きい値となるように設定される。

　また、α_EBは零入力時減速度であり、α_EB＝γ_EBα_EB,0である。なお、γ_EBは走行抵抗増幅率（所定値）である。

　さらに、α_EB,0は走行抵抗減速度推定値であり、α_EB,0＝μ₀＋μ₁｜Ｖ^*｜である。なお、μ₀は転がり抵抗係数、μ₁は粘性抵抗係数である。

　そして、前進モードの場合、車両加速度目標値とジョイスティック３１の入力率との関係は、図７に示されるようになる。なお、図７は、μ₁＝０の場合を示している。

　一方、後進モードの場合、式（１）は下記のように表される。

　また、α_Max,Abは最大加速度、α_Max,Dbは最大減速度、Ｖ_Max,bは最高速度であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き添字ｂは後進モードであることを表す。最大加速度、最大減速度及び最高速度は、後進モードの場合の方が前進モードの場合よりも小さな値となるように設定される。

　そして、後進モードの場合、車両加速度目標値とジョイスティック３１の入力率との関係は、図８に示されるようになる。なお、図８は、μ₁＝０の場合を示している。

　このように、本実施の形態においては、操縦装置の入力率によって、車両加速度を決定する。具体的には、入力装置３０の入力方向と同方向で、入力量に比例した大きさの加速度を車両加速度の目標値とする。つまり、前進モード時には、入力装置３０の前方入力により加速し、後方入力により減速する。また、後進モード時には、入力装置３０の後方入力により加速し、前方入力により減速する。このように、加速度指令の直感的な操縦方法とすることで、乗員１５の容易な操作を可能とする。

　また、走行モードに応じて、車両加速度を決定する。具体的には、同じ入力量に対して、後進モード時の速度及び加速度の目標値を前進モード時の値に比べて小さくする。これにより、前進走行時よりも低速での利用が想定される後進走行時において、出力される加速度や速度が自動的に抑えられるので、後進走行を容易にし、安全に扱える車両１０を提供できる。

　さらに、車両速度によって、車両加速度を補正する。具体的には、車両速度の目標値に基づいて、車両加速度の目標値を低減する。車両速度の２乗に比例する値だけ車両加速度を低減する。これにより、例えば、一定の入力量を与え続けると、入力量に応じて速度が増加し、速度の増加により加速度が低減されるので、最終的に入力量に応じた速度での定速走行に至る。したがって、実用に適した走行状態を容易に実現可能であるとともに、乗員１５に自然な操縦感覚を提供できる。また、最高速度での車両加速度の目標値の低減量を最大車両加速度と等しい値とする。これにより、加速度指令における速度の制限を容易に、かつ、滑らかに実行できる。さらに、減速時には、車両加速度の目標値の低減を禁止する。これにより、車両１０の制動性能、及び、乗員１５の制動指令に対する応答性を低下させることなく、操縦性を向上できる。

　さらに、零入力に対して、車両加速度の目標値として所定の減速度を与える。具体的には、走行抵抗による減速度を力学モデルより推定し、その推定値に応じて減速度を与える。これにより、乗員１５に自然な操縦感覚を与えるとともに、乗員１５が入力不可能な状態に至った場合でも、車両１０を確実に停止することができ、安全性を向上させることができる。

　次に、前進モードの場合、式（２）は下記のように表される。

　また、к_fは零入力時減速度、Ｖ_sh,fは速度閾値であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き添字ｆは前進モードであることを表す。

　一方、後進モードの場合、式（２）は下記のように表される。

　また、к_bは零入力時減速度、Ｖ_sh,bは速度閾値であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き添字ｂは後進モードであることを表す。

　そして、車両減速度は図９に示されるように制限される。

　このように、本実施の形態においては、車両速度に応じて、車両減速度を制限する。具体的には、走行モードに応じて、制動後に逆方向へ加速するような車両加速度目標値を制限する。つまり、前進モード時において、車両速度が零以下の場合には、車両加速度を零以上に制限する。また、後進モード時において、車両速度が零以上の場合には、車両加速度を零以下に制限する。このように、制動停止後も継続して乗員１５が制動側に入力装置３０を操作するときに車両１０が逆方向に加速することを自動的に防ぐことにより、乗員１５は容易に車両１０を静止させることができる。

　また、車両速度が所定の閾値よりも低い範囲内で、車両減速度を車両速度に応じて制限する。具体的には、車両速度目標値の低下に従って、車両１０の減速度閾値を徐々に小さくする。このように、車両停止時に減速度が不連続に変化する現象を解消することで、乗員１５の快適性を保障できる。

　以上説明したような車両加速度目標値決定処理においては、参照する車両速度としてその目標値を用いているが、代わりに実際の車両速度に基づいて車両加速度目標値を決定してもよい。例えば、走行モードの判定において、実際の車両速度に基づいて車両停止の判定を行ってもよい。また、目標値と実値のうちの一方が零になった場合に、車両停止と判定してもよい。これにより、例えば、状態フィードバック制御の誤差として、目標値と実値に差が生じた場合でも、安定して走行モードを設定できる。同様に、車両加速度目標値の決定においても、実際の車両速度に基づいて各値を決定してもよい。

　次に、前述の制御を採用した場合に予想される車両１０の動作例について説明する。

　図１１は本発明の第１の実施の形態における車両の動作例を示す図である。

　ここでは、時間ｔの経過とともに変化するレバー３１ｂの操作量としての操縦装置の入力率Ｕ、車両速度Ｖ及び走行モードの関係について説明する。
ｔ＝ｔ₁の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＜１）に応じて、加速度α（α＜α_Max,Af）で加速前進を開始する。同時に走行モードが「前進」に切り替わる。
ｔ₁＜ｔ＜ｔ₂の時：車両速度Ｖの増加に伴い加速度αは減少し、車両速度Ｖ＜Ｖ_Max,fで飽和して定速走行状態に至る。
ｔ₂≦ｔ＜ｔ₃の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝０）に応じて、所定の減速度α（α＝－α_EB）で緩やかに減速する。
ｔ＝ｔ₃の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝－１）に応じて、減速度α＝最大減速度（－α_Max,Df）で制動を開始する。
ｔ₃＜ｔ＜ｔ₄の時：車両速度Ｖ＝Ｖ_sh,fに到達するまで最大減速度で減速した後、減速度の制限下で緩やかに停止する。なお、停止後の入力率Ｕ（Ｕ＝－１）には反応せず、走行モードは「前進」の状態が維持される。
ｔ＝ｔ₄の時：特定の入力率Ｕ（Ｕ＝０）によって、走行モードが「停止」に切り替わる。
ｔ＝ｔ₅の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝－１）に応じて、後進時の最大加速度α（α＝α_Max,Ab）で後進加速を開始する。同時に、走行モードが「後進」に切り替わる。
ｔ₅＜ｔ＜ｔ₆の時：車両速度Ｖの増加に伴い加速度αは減少し、車両速度Ｖ＝後進最高速度Ｖ_Max,bで飽和して定速走行状態に至る。
ｔ＝ｔ₆の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝１）に応じて、減速度α＝最大減速度（α_Max,Db）で制動を開始する。
ｔ₆＜ｔ＜ｔ₇の時：車両速度Ｖ＝－Ｖ_sh,bに到達するまで最大減速度で減速した後、減速度の制限下で緩やかに停止する。なお、停止後の入力率Ｕ（Ｕ＝１）には反応せず、走行モードは「後進」の状態が維持される。
ｔ＝ｔ₇の時：特定の入力率Ｕ（Ｕ＝０）によって、走行モードが「停止」に切り替わる。

　このように、本実施の形態においては、操縦装置の操作量（入力量）に応じて決定され、該操作量の時間履歴に応じて補正された車両加速度で、車両１０を加速及び制動させる。具体的には、操縦装置（レバー３１ｂ）の入力方向（傾斜方向）と操作量（入力量）、及び、車両１０の走行状態（前進、後進及び停止の状態）に応じて、車両加速度を決定する。操縦装置の入力方向が所定の方向であり、かつ、車両１０が停止及び前進している場合には入力量に応じた加速度を与え、車両１０が後進している場合には入力量に応じた減速度を与える。一方、操縦装置の入力方向が前記所定の方向と逆方向であり、かつ、車両１０が停止及び後進している場合には、入力量に応じた加速度を与え、車両１０が前進している場合には入力量に応じた減速度を与える。

　また、操作量の時間履歴に応じて決定される走行モードによって、車両加速度を制限する。具体的には、車両１０の制動後に逆方向に加速するような加速度を制限する。また、車両１０の後進を制限する前進モードと車両１０の前進を制限する後進モードについて、特定の操作が行われた場合、すなわち、特定の操作入力が与えられた場合に限って、両モード間の遷移を許可する。なお、特定の操作入力は、特定の操作入力量を入力することである。また、特定の操作入力量は、操縦装置に外力及び外トルクを与えないときの操作入力量である。

　さらに、車両速度に応じて、車両加速度を補正する。具体的には、車両加速時において、車両速度の増加と共に車両加速度を減少させる。最高速度での走行時には、最大車両加速度に等しい量だけ車両加速度を減少させる。なお、車両速度の２乗に比例した量だけ車両加速度を減少させる。また、車両制動時において、車両速度が所定の閾値未満であるときに車両減速度を制限する。車両速度の低下と共に車両減速度上限値を小さくする。

　さらに、操縦装置に外力及び外トルクが付与されない場合、所定の車両減速度で減速させる。この場合、車両１０の走行抵抗を推定し、その推定値に応じて減速度を決定する。

　さらに、操縦装置としてのジョイスティック３１は、駆動輪１２の回転軸に垂直な方向に並進可能、又は、駆動輪１２の回転軸に平行な直線周りに回転可能な入力手段としてのレバー３１ｂを備え、該レバー３１ｂの位置又は回転角に応じて車両加速度を決定する。なお、前記所定の方向は、車両１０の前方又は前進時の駆動輪回転方向である。

　さらに、操作入力量に応じて車両加速度の目標値を決定し、それに応じたトルクを駆動輪１２に与える。具体的には、車両加速度の目標値を時間積分した値に所定の定数を乗じた値を駆動輪回転角速度の目標値とし、該目標値と計測値との差に比例した大きさのトルクを駆動輪１２に与える。

　さらに、車両加速度に応じた量だけ、駆動輪１２の接地点に対する車体重心の相対位置を移動させる。具体的には、能動重量部として機能する搭乗部１４を備え、車両加速度に応じた量だけ搭乗部１４を相対移動させる。

　これにより、本実施の形態においては、乗員１５の操作入力量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができる。そして、簡素な操縦装置で、容易に、かつ、直感的に操縦可能な車両１０を提供できる。

　次に、本発明の第２～第７の実施の形態について説明する。

　「背景技術」の項で説明したような従来の車両の場合、運転者が操縦装置によって走行目標を指令するようになっているが、操縦装置が複雑で直感的な操作ができず、走行目標を容易に設定することが困難な場合がある。

　そもそも、運転者が操縦装置によって走行目標を指令する車両においては、技術や経験を必要とせず、直感的で簡易な操縦を可能とするような操縦装置の操作量と走行指令値の関係が適切に設定されることが望ましい。そして、運転者の簡易で直感的な操縦を可能とするため、及び、車両のシステムを簡素化するためには、操縦装置はその数が少なく、かつ、簡素であることが望ましい。

　このような要求を満足する可能性のある操縦装置の１つとして、ジョイスティックを採用することができる。この場合、駆動輪の回転軸に垂直な方向へのジョイスティックの傾斜量を前後操作量とし、駆動輪の回転軸に平行な方向へのジョイスティックの傾斜量を左右操作量として取得する。そして、取得した前後操作量に比例した値を前後走行目標値とし、取得した左右操作量に比例した値を旋回走行目標値として決定し、決定した走行目標値を達成するように各駆動輪に適切な駆動トルクを付加する。

　しかし、このような制御では、運転者の意図した車両走行動作と実際の車両走行動作に定量的な差異が生じる場合がある。そもそも、複雑な人の体の構造、動作特性、感受特性等は複雑に適合させる必要があるが、簡単な構造のジョイスティックでそれを実現することは、従来は困難であった。そのため、運転者にとって操縦性が悪く、運転者が車両の安全性や快適性に不安や不満を抱く可能性がある。

　本発明の第２～第７の実施の形態は、前記従来の車両の問題点を解決して、入力装置としてジョイスティックを具備し、操縦者が入力する車両において、駆動輪の回転軸に垂直及び平行な方向へのジョイスティックの傾斜量を前後及び左右入力量として取得して前後及び旋回走行状態を設定し、設定した走行状態をその時間履歴に応じて補正することにより、人の体の構造、動作特性、感受特性等に適応した操縦特性を実現することができ、誰でも容易かつ快適に操縦することができる操縦性の高い車両を提供することを目的とする。

　まず、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図１２は本発明の第２の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図１３は本発明の第２の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図１２において、（ａ）は車両の正面図、（ｂ）は車両の側面図、（ｃ）はジョイスティックの側面図、（ｄ）はジョイスティックの上面図である。

　本実施の形態における車両１０は、車体を左右に傾斜させる車体左右傾斜機構としてのリンク機構６０を有し、旋回時には、図１２（ａ）に示されるように、左右の駆動輪１２の路面に対する角度、すなわち、キャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、旋回性能の向上と乗員１５の快適性の確保とを図ることができるようになっている。すなわち、前記車両１０は車体を横方向（左右方向）にも傾斜させることができる。

　なお、本実施の形態において、搭乗部１４は、能動重量部として機能するものではなく、本体部１１に対して並進不能となっている。

　前記リンク機構６０は、左右の駆動輪１２に駆動力を付与する駆動モータ５２を支持するモータ支持部材としても機能する左右の縦リンクユニット６５と、該左右の縦リンクユニット６５の上端同士を連結する上側横リンクユニット６３と、左右の縦リンクユニット６５の下端同士を連結する下側横リンクユニット６４とを有する。また、左右の縦リンクユニット６５と上側横リンクユニット６３及び下側横リンクユニット６４とは回転可能に連結されている。さらに、上側横リンクユニット６３の中央及び下側横リンクユニット６４の中央には、上下方向に延在する支持部１３が回転可能に連結されている。

　そして、６１は、傾斜用のアクチュエータとしてのリンクモータであって、固定子としての円筒状のボディと、該ボディに回転可能に取り付けられた回転子としての回転軸とを備えるものであり、ボディが上側横リンクユニット６３に固定され、回転軸が支持部１３に固定されている。なお、前記ボディが支持部１３に固定され、回転軸が上側横リンクユニット６３に固定されていてもよい。そして、リンクモータ６１を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、上側横リンクユニット６３に対して支持部１３が回転し、リンク機構６０が屈伸する。なお、前記リンクモータ６１の回転軸は、支持部１３と上側横リンクユニット６３との連結部分の回転軸と同軸になっている。これにより、リンク機構６０を屈伸させて本体部１１を傾斜させることが可能となる。

　また、乗員１５は、操縦装置であるジョイスティック３１を操作することによって、車両１０を操縦する、すなわち、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。

　操縦者としての乗員１５は、レバー３１ｂを、図１２（ｃ）及び（ｄ）において矢印で示されるように、前後及び左右に傾斜させることで走行指令を入力する。すると、ジョイスティック３１は、レバー３１ｂの前後、すなわち、駆動輪１２の回転軸に垂直な方向（ｘ軸方向）、及び、左右、すなわち、駆動輪１２の回転軸に平行な方向（ｙ軸方向）の傾斜量に相当する状態量を計測し、その計測値を操縦者の入力した前後入力量（前後操作量）及び左右入力量（左右操作量）として、図１３に示される主制御ＥＣＵ２１に送信する。

　このように、ジョイスティック３１が備える１つの入力手段で可能な２つの情報を活用することにより、操縦装置を追加することなく、操縦者の多様な操縦意図の入力を可能とし、より直感的に自由に操ることができる車両１０を実現できる。

　また、レバー３１ｂは、図示されない中立状態復帰用のばね部材によって付勢され、操縦者が手を放して解放すると、自動的に零入力に相当する中立状態に復帰する。これにより、操縦者の不測の事態等により、操縦操作の継続が不可能になった場合でも、車両１０の適切な制御が可能となる。

　なお、本実施の形態における以降の説明は、搭乗部１４の座面が水平であるときに、駆動輪１２の回転軸に垂直な方向にｘ軸、平行な方向にｙ軸、鉛直上向きにｚ軸を採る座標系に基づくものとする。

　主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、車体傾斜センサ４１、駆動モータ５２及びリンクモータ６１とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム４０の一部として機能する。前記車体傾斜センサ４１は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。そして、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信する。また、前記主制御ＥＣＵ２１は、リンクトルク指令値をリンク制御ＥＣＵ２５に送信し、該リンク制御ＥＣＵ２５は、受信したリンクトルク指令値に相当する入力電圧をリンクモータ６１に供給する。そして、該リンクモータ６１は、入力電圧に従ってリンク機構６０に駆動トルクを付与し、これにより、傾斜用のアクチュエータとして機能する。

　また、主制御ＥＣＵ２１には、入力装置３０のジョイスティック３１から走行指令として、レバー３１ｂの操作量が入力される。そして、前記主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、リンクトルク指令値をリンク制御ＥＣＵ２５に送信する。

　主制御ＥＣＵ２１は、操作量を最大操作量で正規化した入力率を入力量として扱う。レバー３１ｂの前後入力量については、レバー３１ｂの前方への傾斜又は移動、すなわち、前方への入力を正の値で表し、レバー３１ｂの後方への傾斜又は移動、すなわち、後方への入力を負の値で表す。そして、前方への最大入力量を１、後方への最大入力量を－１として表す。

　また、レバー３１ｂの左右入力量については、車両１０の後方から見て、レバー３１ｂの左方への傾斜又は移動、すなわち、左方への入力を正の値で表し、レバー３１ｂの右方への傾斜又は移動、すなわち、右方への入力を負の値で表す。そして、左方への最大入力量を１、右方への最大入力量を－１として表す。

　次に、本実施の形態における車両１０の動作について詳細に説明する。まず、走行及び姿勢制御処理について説明する。

　図１４は本発明の第２の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。

　本実施の形態においては、状態量、パラメータ等を次のような記号によって表す。
θ_WR：右駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θ_WL：左駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θ_W：平均駆動輪回転角〔ｒａｄ〕；θ_W＝（θ_WR＋θ_WL）／２
Δθ_W：駆動輪回転角左右差〔ｒａｄ〕；Δθ_W＝θ_WR－θ_WL
θ₁：車体傾斜ピッチ角（鉛直軸基準）〔ｒａｄ〕
φ₁：車体傾斜ロール角（鉛直軸基準）〔ｒａｄ〕
τ_L：リンクトルク〔Ｎｍ〕
τ_WR：右駆動トルク〔Ｎｍ〕
τ_WL：左駆動トルク〔Ｎｍ〕
τ_W：総駆動トルク〔Ｎｍ〕；τ_W＝τ_WR＋τ_WL
Δτ_W：駆動トルク左右差〔Ｎｍ〕；Δτ_W＝τ_WR－τ_WL
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ²〕
Ｒ_W：駆動輪接地半径〔ｍ〕
Ｄ：２輪間距離〔ｍ〕
ｍ₁：車体質量（搭乗部を含む）〔ｋｇ〕
ｍ_W：駆動輪質量（２輪合計）〔ｋｇ〕
ｌ₁：車体重心距離（車軸から）〔ｍ〕
Ｉ₁：車体慣性モーメント（重心周り）〔ｋｇｍ²〕
Ｉ_W：駆動輪慣性モーメント（２輪合計）〔ｋｇｍ²〕
α_X：車両前後加速度〔ｍ／ｓ²〕
α_Y：車両左右加速度〔ｍ／ｓ²〕
Ｖ：車両速度〔ｍ／ｓ〕
　走行及び姿勢制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、センサから各状態量を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、駆動輪センサ５１から左右の駆動輪回転角又は回転角速度を取得し、車体傾斜センサ４１から車体傾斜ピッチ角又はピッチ角速度及び車体傾斜ロール角又はロール角速度を取得する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの状態量を算出する（ステップＳ１２）。この場合、取得した状態量を時間微分又は時間積分することによって、残りの状態量を算出する。例えば、取得した状態量が駆動輪回転角、車体傾斜ピッチ角及び車体傾斜ロール角である場合には、これらを時間微分することによって、回転角速度、ピッチ角速度及びロール角速度を得ることができる。また、例えば、取得した状態量が回転角速度、ピッチ角速度及びロール角速度である場合には、これらを時間積分することによって、駆動輪回転角、車体傾斜ピッチ角及び車体傾斜ロール角を得ることができる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、操縦者の操縦操作量を取得する（ステップＳ１３）。この場合、操縦者が、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック３１の操作量を取得する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度目標値決定処理を実行し（ステップＳ１４）、取得したジョイスティック３１の操作量等に基づいて、車両１０の車両加速度目標値を決定する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、下記の式によって平均駆動輪回転角速度の目標値を決定する。

　なお、Δｔは制御処理周期（データ取得間隔）であり、所定値である。また、本実施の形態における説明において、上付き添字＊は目標値であることを表し、上付き添字（ｎ）は時系列のｎ番目のデータであることを表し、記号上の１ドットは１階時間微分した値、すなわち、速度であることを表し、記号上の２ドットは２階時間微分した値、すなわち、加速度であることを表すものとする。下付き添字Ｘは前後（ｘ軸方向）であることを表し、下付き添字Ｙは左右（ｙ軸方向）であることを表し、下付き添字ｄは操縦指令値であることを表すものとする。

　また、下記の式によって駆動輪回転角速度左右差の目標値を決定する。

　このように、車両加速度目標値に相当する駆動輪回転角速度の目標値を決定する。つまり、車両前後加速度目標値を時間積分することにより、左右駆動輪の回転角速度の平均値の目標である平均駆動輪回転角速度目標値を決定する。また、車両左右加速度目標値と平均駆動輪回転角速度目標値から左右駆動輪の回転角速度の差の目標である駆動輪回転角速度左右差目標値を決定する。

　なお、本実施の形態においては、操縦装置であるジョイスティック３１の操作量を前後及び左右の加速度と対応させているが、車両速度やヨーレートなどに対応させてもよい。また、車両速度やヨーレート自体を状態量として、フィードバック制御を実行してもよい。さらに、本実施の形態においては、駆動輪接地点と路面との間に滑りが存在しないという仮定の下で、車両速度やヨーレートを駆動輪１２の回転角速度に換算しているが、滑りを考慮して駆動輪回転角速度の目標値を決定してもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜角の目標値を決定する（ステップＳ１６）。具体的には、車両加速度目標値から、下記の式によって車体傾斜ピッチ角の目標値を決定する。

　また、下記の式によって車体傾斜ロール角の目標値を決定する。

　このように、車両加速度目標値に応じて車体傾斜角の目標値を決定する。つまり、車体傾斜ピッチ角については、前後の車体姿勢と走行状態に関する倒立振り子の力学的構造を考慮して、前後加速度で与えられる走行目標を達成できる車体姿勢を目標値として与える。また、車体傾斜ロール角については、接地荷重中心が２つの駆動輪１２の接地点間である安定領域に存在する範囲で、自由に目標姿勢を設定できるが、本実施の形態では乗員１５の負荷が最も少ない姿勢を目標値として与える。

　なお、車体傾斜ロール角の目標値として他の値を与えてもよい。例えば、目標左右加速度の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合には目標車体傾斜ロール角を零として、小さな左右加速度に対しては直立姿勢を維持させてもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの目標値を算出する（ステップＳ１７）。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することによって、駆動輪回転角及び車体傾斜角速度の目標値をそれぞれ算出する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する（ステップＳ１８）。具体的には、下記の式によって、フィードフォワード出力として、総駆動トルクのフィードフォワード量τ_W,FF、駆動トルク左右差のフィードフォワード量Δτ_W,FF及びリンクトルクのフィードフォワード量τ_L,FFを決定する。

　このように、目標とする走行状態や車体姿勢を実現するのに必要なアクチュエータ出力を力学モデルより予測し、その分をフィードフォワード的に付加することで、車両１０の走行及び姿勢制御を高精度に実行する。つまり、前後方向の走行目標を達成できるように、総駆動トルクのフィードフォワード量を決定する。具体的には、車両前後加速度に応じて発生する慣性力と、車両速度に相当する平均駆動輪回転角速度に応じて発生する走行抵抗を予測し、それを打ち消すような総駆動トルクを与えることで、目標とする前後走行状態を実現する。

　また、左右車体傾斜の目標を実現できるように、リンクトルクのフィードフォワード量を決定する。具体的には、車体傾斜ロール角に応じて発生する重力のトルクと、車両左右加速度に応じて発生する遠心力のトルクを予測し、それを打ち消すようなリンクトルクを与えることで、目標とする左右車体傾斜状態を実現する。

　なお、本実施の形態においては、力学モデルにおける主な要素をすべて考慮して、必要な出力をフィードフォワード量として与えているが、これらの要素の中で影響が小さいものを無視し、より簡素なモデルによってフィードフォワード量を決定してもよい。また、本実施の形態では考慮していない要素をあらたに考慮してもよい。例えば、駆動輪１２の転がり抵抗やリンク機構６０での乾性摩擦等を考慮してもよい。

　さらに、本実施の形態においては、走行状態や車体姿勢の目標値に応じて必要な出力をフィードフォワード量として与えているが、計測値に基づく準フィードバック量として与えてもよい。これにより、目標値と実値に大きな隔たりがある場合でも、適切に制御を行うことができる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各目標値と状態量との偏差から各アクチュエータのフィードバック出力を決定する（ステップＳ１９）。具体的には、下記の式によってフィードバック出力として、総駆動トルクのフィードバック量τ_W,FB、駆動トルク左右差のフィードバック量Δτ_W,FB及びリンクトルクのフィードバック量τ_L,FBを決定する。

　なお、各フィードバックゲインＫ_**の値は、例えば、極配置法等により決定される値をあらかじめ設定しておく。また、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入してもよい。さらに、より簡単な制御として、Ｋ_W2、Ｋ_W3、Ｋ_d2及びＫ_L3を除くゲインのいくつかを零にしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。

　このように、状態フィードバック制御により、実際の状態を目標とする状態に近付けるようにフィードバック出力を与える。具体的には、前後走行状態に相当する平均駆動輪回転状態と、車体の倒立状態に相当する車体傾斜ピッチ角について、計測値と目標値の差に比例する総駆動トルクを与えることで、車両１０の前後走行状態と車体の倒立姿勢を目標とする状態で安定に維持する。

　また、旋回走行状態に相当する駆動輪回転状態左右差について、計測値と目標値の差に比例する駆動トルク左右差を与えることで、車両１０の旋回走行状態を目標とする状態で安定に維持する。

　さらに、左右傾斜状態に相当する車体傾斜ロール角について、計測値と目標値の差に比例するリンクトルクを与えることで、車体の左右傾斜状態を目標とする状態で安定に維持する。

　さらに、旋回走行状態に相当する状態量として、駆動輪回転角速度左右差を用いる。このように、駆動輪１２の回転状態を制御することで、駆動輪１２がロックや空転の状態に至る可能性を低減できる。

　最後に、主制御ＥＣＵ２１は、各要素制御システムに指令値を与えて（ステップＳ２０）、走行及び姿勢制御処理を終了する。主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２５に、下記の式によって決定される指令値として、右駆動トルク指令値τ_WR、左駆動トルク指令値τ_WL、総駆動トルク指令値τ_W、駆動トルク左右差指令値Δτ_W及びリンクトルク指令値τ_Lを与える。

　なお、ξは接地荷重移動率である。

　このように、各フィードフォワード出力と各フィードバック出力の和を指令値として与える。また、総駆動トルクと駆動トルク左右差が要求する値になるように、右駆動トルクと左駆動トルクの指令値を与える。

　なお、走行及び姿勢制御処理は、所定の時間間隔（例えば、１００〔μｓ〕毎）で繰り返し実行される。

　次に、車両加速度目標値決定処理について説明する。

　図１５は本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第１補正を説明する図、図１６は本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第３補正の結果を示す図、図１７は本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第４補正の結果を示す図、図１８は本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第５補正の結果を示す図、図１９は本発明の第２の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。なお、図１５において、（ａ）は車両の側面図、（ｂ）はジョイスティックの側面図、（ｃ）はジョイスティックの上面図、（ｄ）はジョイスティックの入力量に対応する目標値との関係を示す座標軸を示す図であり、図１６及び１７において、（ａ）は車両前後加速度目標値を示し、（ｂ）は車両左右加速度目標値を示す。

　車両加速度目標値決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、基準車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－１）。具体的には、下記の式によって車両前後加速度目標値を決定する。

　なお、Ｕ_Xはジョイスティック前後入力量、α_X,Maxは車両前後最大加速度である。

　また、下記の式によって車両左右加速度目標値を決定する。

　なお、Ｕ_Yはジョイスティック左右入力量、α_Y,Maxは車両左右最大加速度である。

　このように、ジョイスティック入力量に応じて、車両加速度目標値を決定する。具体的には、ジョイスティック３１の前後入力量に比例した値を車両前後加速度とする。この場合、前方への入力を加速指令とし、後方への入力を減速指令とする。また、ジョイスティック３１の左右入力量に比例した値を車両左右加速度とする。この場合、入力した方向への旋回を指令する。

　なお、本実施の形態においては、車両前後加速度について、最大加速度と最大減速度が同じ値に設定されているが、異なる値を設定してもよい。その場合、ジョイスティック３１の前方入力時には最大加速度に入力率を乗じた値を加速度目標値とし、ジョイスティック３１の後方入力時には最大減速度に入力率を乗じた値を加速度目標値としてもよい。

　また、本実施の形態においては、車両前後加速度について、ジョイスティック３１の前方入力を加速、後方入力を減速に対応させているが、これを逆の対応にしてもよい。すなわち、後方入力を加速、前方入力を減速としてもよい。これにより、操縦系の直感的操作感はやや低減するが、操縦者に作用する慣性力に対する安定性が向上する。

　さらに、本実施の形態においては、ジョイスティック３１の入力量を車両加速度目標値に変換した後に種々の補正を実行するが、入力量を補正した後に入力量を車両加速度目標値に変換してもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第１補正車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－２）。具体的には、下記の式によって第１補正後の車両前後加速度目標値を決定する。

　また、下記の式によって第１補正後の車両左右加速度目標値を決定する。

　なお、βは座標軸回転角正弦値であり、β＝ｓβ₀である。また、β₀は座標軸回転角正弦値の絶対値である。さらに、ｓはジョイスティック取付位置係数であり、ジョイスティック３１が搭乗部１４の右側に配設される場合には１とし、左側に配設される場合には－１とする。

　このように、前後加速度に所定の座標軸回転角正弦値を乗じた値を、左右加速度に加える。具体的には、車両前後加速度目標値が正の場合、すなわち、ジョイスティック３１を前方に入力して車両１０を加速させるときには、ジョイスティック３１の取付位置から車両１０の内側へ向かう方向（図１５（ｃ）における上方向）の車両左右加速度目標値を加える。一方、車両前後加速度目標値が負の場合、すなわち、ジョイスティック３１を後方に入力して車両１０を減速させるときには、ジョイスティック３１の取付位置から車両１０の外側へ向かう方向（図１５（ｃ）における下方向）の車両左右加速度目標値を加える。

　これは、車両左右加速度目標値設定の基準となる駆動輪１２の回転軸に垂直なジョイスティック３１の座標軸を、図１５（ｄ）に示されるように、車両１０の前方から車両１０の外側へ所定の角度βだけ回転させることに相当する。なお、駆動輪１２の回転軸に平行なジョイステック３１の座標軸は回転させない。

　このように、人が斜め前方のジョイスティック３１を操作する際の癖である入力特性に対して、非直交座標系によって車両１０の受信特性を適合させることで、操縦者である乗員１５は違和感なく快適に操縦することができる。

　なお、本実施の形態においては、ジョイスティック３１の前後方向の座標軸を回転させた直線状の座標軸に基づいて、入力量を評価しているが、前方と後方で回転角が異なるような折れ線状の座標軸を用いてもよい。また、その折点部を滑らかにした曲線状の座標軸を用いてもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第２補正車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－３）。具体的には、下記の式によって第２補正後の車両前後加速度目標値を決定する。

　なお、ζ_Xはフィルタ係数であり、ζ_X＝Δｔ／Ｔ_Xである。また、Ｔ_Xはローパスフィルタ時定数である。

　また、下記の式によって第２補正後の車両左右加速度目標値を決定する。

　なお、ζ_Yはフィルタ係数であり、ζ_Y＝Δｔ／Ｔ_Yである。また、Ｔ_Yはローパスフィルタ時定数である。そして、本実施の形態において、ローパスフィルタ時定数は次のように設定される。

　このように、ローパスフィルタによって、車両加速度目標値を補正する。つまり、ローパスフィルタによって、車両前後加速度目標値の高周波成分を除去する。倒立型の車両１０においては、前後加速度に応じて車体姿勢を変化させる必要があるため、不要な高周波成分をノイズと共に除去することで、車体姿勢に振動や乱れが発生しないようにする。これにより、より快適な倒立型の車両１０を提供できる。

　また、ローパスフィルタによって、ジョイスティック入力に対する左右加速度の応答に、適度な時間遅れを与える。同軸２輪倒立型の車両１０においては、前後走行の応答性と比べて、旋回走行の応答性が高すぎるため、車両１０の車体姿勢変化に関する特性時間を、意図的な時間遅れとして与える。これにより、旋回走行の過敏な応答に対する操縦者である乗員１５の違和感を低減すると共に、操縦を容易にする。

　なお、本実施の形態においては、倒立型の車両１０の力学的な特性時間に基づいて時定数を設定しているが、他の特性時間に基づいて時定数を決定してもよい。例えば、車両１０の前後加減速運動に関する特性時間を時定数としてもよい。また、車両１０の前後加減速運動に関する特性時間よりも、車両１０の旋回に関する特性時間の方が長い場合には、その特性時間に基づいて、車両前後加速度目標値に対するローパスフィルタの時定数をより大きく設定してもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第３補正車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－４）。具体的には、下記の式によって第３補正後の車両前後加速度目標値を決定する。

　また、下記の式によって第３補正後の車両左右加速度目標値を決定する。

　さらに、α_Y,IS,0は左右不感帯閾値、Ｃ_IS,Vは不感帯拡張速度係数（所定値）、Ｃ_IS,Dは不感帯拡張減速度係数（所定値）である。また、本実施の形態において、前後不感帯閾値及び左右不感帯閾値は、α_Y,IS,0＞α_X,IS,0となるように設定される。

　このように、不感帯によって、車両加速度目標値を補正する。具体的には、図１６（ａ）に示されるように、車両前後加速度目標値の絶対値が所定の前後不感帯閾値α_X,IS,0以下であるとき、車両前後加速度目標値を零とする。これは、ジョイスティック３１の操作量に対応する電気信号のノイズ若しくはオフセット、又は、外乱によるジョイスティック３１の微小入力等によって、車両停止時に微小な駆動トルクが付加されることを防ぐためである。これにより、快適性や操縦性のより高い車両１０を提供できる。

　また、図１６（ｂ）に示されるように、車両左右加速度目標値の絶対値が所定の左右不感帯閾値α_Y,IS,0以下であるとき、車両左右加速度目標値を零とする。これは、操縦者の直進を意図するジョイスティック３１の操作時における左右方向へのずれを考慮し、左右不感帯閾値によって直進操作時の不本意な左右方向入力と旋回を希望する意図的な左右方向入力とを識別して、直進操作時の不本意な左右方向入力を無視することで、車両１０の直進走行性を補償するためである。これにより、操縦性や快適性のより高い車両１０を提供できる。

　さらに、車両速度としての駆動輪回転角速度の増加と共に、左右不感帯閾値を大きくする。このように、車両速度に応じて左右不感帯幅を拡張することで、高速走行時により重要となる直進性を、操縦者の技量に依らず、確実に保障することができる。また、減速時においては、車両減速度の増加と共に、左右不感帯閾値を大きくする。このように、急制動時に車両１０の進行方向が左右にぶれることを確実に防ぐことで、より高い操縦性や安全性を実現できる。

　さらに、車両加速度目標値の最大値が変化しないように、所定の補正係数を乗ずる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第４補正車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－５）。具体的には、下記の式によって第４補正後の車両前後加速度目標値を決定する。

　さらに、Ｐ_Xは前後入力指数であり、Ｐ_X＝ｐ_X＋ｑ_Xである。なお、ｐ_Xは前後入力指数の整数部分、ｑ_Xは前後入力指数の小数部分（０≦ｑ_X＜１）である。

　また、下記の式によって第４補正後の車両左右加速度目標値を決定する。

　なお、ｐ_Yは左右入力指数の整数部分、ｑ_Yは左右入力指数の小数部分（０≦ｑ_Y＜１）である。また、Ｐ_Y,Inは左右内側入力指数、Ｐ_Y,Outは左右外側入力指数である。そして、本実施の形態においては、Ｐ_Y,In＞Ｐ_Y,Outとなるように設定される。

　このように、非線形関数によって、車両加速度目標値を補正する。具体的には、前後入力指数及び左右入力指数を指数とする指数関数によって、図１７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、値が大きいときの変化率が値が小さいときの変化率よりも大きくなるように、車両前後加速度目標値及び車両左右加速度目標値を補正する。このように、人が有する操作量の非線形な感受特性に対して車両１０の感受特性を適合させることで、操縦者である乗員１５は違和感なく快適に操縦することができる。その結果、快適性や操縦性のより高い車両１０を提供できる。

　また、操縦者の左右入力方向に応じて、異なる左右入力指数を用いる。図１７（ｂ）に示されるように、ジョイスティック３１の取付位置から車両１０の内側へ向かう方向の車両左右加速度目標値に対する左右入力指数を、車両１０の外側へ向かう方向の車両左右加速度目標値に対する左右入力指数よりも大きくする。このように、人の体の非対称な構造及び操作量の非対称な感受特性による左右の違いに対して車両１０の感受特性を適合させることで、操縦者である乗員１５は違和感なく快適に操縦することができる。その結果、更に快適性や操縦性の高い車両１０を提供できる。

　なお、本実施の形態においては、入力指数による指数関数について、入力指数が整数でない場合には、指数が整数の関数で簡単に近似して関数値を取得しているが、より厳密に計算してもよい。例えば、テイラー級数で近似して計算してもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第５補正車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－６）。具体的には、下記の式によって第５補正後の車両前後加速度目標値を決定する。

　また、下記の式によって第５補正後の車両左右加速度目標値を決定する。

　第５補正においては、図１８に示されるように、出力特性が左右方向について非対称になるように車両左右加速度目標値を補正する。具体的には、ジョイスティック３１の取付位置から車両１０の外側へ向かう方向の車両左右加速度目標値について、所定の１以上の値である非対称係数を乗ずる。このように、人の体の非対称な構造及び操作量の非対称な感受特性による左右の違いに対して車両１０の感受特性を適合させることで、操縦者である乗員１５は違和感なく快適に操縦することができる。その結果、更に操縦性や快適性の高い車両１０を提供できる。

　なお、非対称係数を乗ずることで、車両左右加速度目標値が所定の最大値を超えないように、値を制限する。

　最後に、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度目標値を決定して（ステップＳ１４－７）、車両加速度目標値決定処理を終了する。以上のように、第１～第５補正によって補正された車両加速度目標値を最終的な車両加速度目標値として決定する。

　このように、本実施の形態において、入力装置３０は操縦者が操作するジョイスティック３１を備え、駆動輪１２の回転軸に垂直な方向へのジョイスティック３１の傾斜量を前後入力量とし、駆動輪１２の回転軸に平行な方向へのジョイスティック３１の傾斜量を左右入力量として取得し、補正した前後入力量に比例した値を前後走行状態として設定し、補正した左右入力量に比例した値を旋回走行状態として設定し、設定した前後走行状態及び旋回走行状態を前後走行状態及び／又は旋回走行状態の時間履歴に応じて補正し、設定した前後走行状態と旋回走行状態を達成するような駆動トルクを各駆動輪１２に付与する。

　また、前後走行状態を車両前後加速度とし、旋回走行状態を車両左右加速度とする。そして、車両前後加速度に応じて車体を前後に傾斜させ、車両左右加速度に応じて車体を左右に傾斜させる。

　さらに、車両前後加速度と車両左右加速度にローパスフィルタをかける。具体的には、車両前後加速度のローパスフィルタの時定数よりも大きい時定数のローパスフィルタを、車両左右加速度のローパスフィルタとする。また、車体の前後姿勢制御における時間遅れを、車両左右加速度のローパスフィルタの時定数とする。

　さらに、前後加速度に所定の座標軸回転角正弦値を乗じた値を、左右加速度に加える。具体的には、前後加速度が正の場合には、操縦装置であるジョイスティック３１の位置から車両の内側へ向かう方向の左右加速度を加え、前後加速度が負の場合には、外側へ向かう方向の左右加速度を加える。

　さらに、車両前後加速度の絶対値が所定の前後不感帯閾値よりも小さい場合には、車両前後加速度を零とし、車両左右加速度の絶対値が所定の左右不感帯閾値よりも小さい場合には、車両左右加速度を零とする。この場合、前後不感帯閾値よりも左右不感帯閾値を大きく設定する。そして、車両速度の増加と共に、左右不感帯閾値を大きくする。また、前後加速度が負であるときには、その絶対値の増加と共に左右不感帯閾値を大きくする。

　さらに、車両前後加速度の値に所定の前後入力指数を乗じた値に比例した値を車両前後加速度とし、車両左右加速度の値に所定の左右入力指数を乗じた値に比例した値を車両左右加速度とする。この場合、車両左右加速度の正負に応じて異なる左右入力指数を用い、ジョイスティック３１の位置から車両１０の内側へ向かう方向の車両左右加速度に用いる左右入力指数を、車両１０の外側へ向かう方向の車両左右加速度に用いる左右入力指数よりも大きくする。

　さらに、ジョイスティック３１の位置から車両１０の外側へ向かう方向の車両左右加速度に所定の非対称係数を乗ずる。

　これにより、人の体の構造や動作特性、感受特性等に適応した操縦特性を実現することができ、誰でも容易かつ気軽に操縦することができる操縦性の高い車両１０を提供することができる。

　次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図２０は本発明の第３の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。

　前記第２の実施の形態において、車両加速度目標値の補正は、「平均的な」操縦者を想定した所定のパラメータによって実行される。しかし、人の体の構造や動作特性、感受特性等は各個人で異なるため、操縦者によっては、操縦性が悪く、自身の操縦意図と実際の車両走行動作が一致しないと感じる可能性がある。

　そこで、本実施の形態においては、車両加速度の時間履歴に応じて、補正パラメータを修正する。また、外部記憶装置に記憶された補正パラメータの取得及び書換を行う読み書き手段を備え、車両起動時に記憶された補正パラメータを取得し、取得した値を補正パラメータの初期値とし、車両停止時に補正パラメータの最終値を外部記憶装置に記憶させる。これにより、操縦者の技量、経験、癖等に適応した操縦特性を即時に実現することができ、誰でも容易に操縦できる車両１０を提供できる。

　図２０に示されるように、本実施の形態において、入力装置３０は、ジョイスティック３１に加えて、車両システムの動作指令を出力する制御スイッチ３２と、外部記憶装置としてのＩＤカード３４との送受信を行うことによって該ＩＤカード３４が記憶するデータの読込及び書込を行う読み書き手段としてのＩＤカードインターフェイス３３とを備える。

　そして、操縦者である乗員１５が前記制御スイッチ３２を操作すると、該制御スイッチ３２が動作指令を出力し、該動作指令を受信した主制御ＥＣＵ２１は、車両システムの制御を開始する。

　また、乗員１５は、自身を識別するＩＤカード３４を所持する。該ＩＤカード３４は、磁気ストライプ、半導体メモリ等のデータ記憶手段を備え、前記乗員１５専用の補正パラメータをデータとして記憶する。そして、乗員１５が自分の所持するＩＤカード３４をＩＤカードインターフェイス３３と通信可能に接続することによって前記ＩＤカード３４の記憶する補正パラメータをＩＤカードインターフェイス３３に読み込ませると、主制御ＥＣＵ２１は、前記補正パラメータをＩＤカードインターフェイス３３から受信し、車両加速度目標値の補正に用いる補正パラメータの初期値として設定する。また、車両システムの制御を終了すると、主制御ＥＣＵ２１は、修正した補正パラメータをＩＤカードインターフェイス３３に送信し、前記ＩＤカード３４に記憶させる。

　なお、その他の点の構成については、前記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　次に、本実施の形態における車両１０の動作について説明する。まず、車両システムの動作を制御するシステム制御処理について説明する。

　図２１は本発明の第３の実施の形態におけるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。

　システム制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、制御開始であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。具体的には、制御スイッチ３２からの動作指令を受信するまで待機し、該動作指令を受信すると、制御開始であると判断する。

　そして、制御開始であると判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、ＩＤカード３４のデータが読込可能であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。この場合、ＩＤカードインターフェイス３３によるＩＤカード３４が記憶するデータの読込が可能であり、かつ、該データが補正パラメータであるときに読込可能であると判断する。

　読込可能であると判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、補正パラメータを取得する（ステップＳ２３）。具体的には、ＩＤカードインターフェイス３３が読み込んだＩＤカード３４が記憶する補正パラメータを、ＩＤカードインターフェイス３３から受信し、車両加速度目標値の補正に用いる補正パラメータの初期値として設定する。

　また、読込可能でないと判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、補正パラメータを設定する（ステップＳ２４）。この場合、所定の値を車両加速度目標値の補正に用いる補正パラメータの初期値として設定する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、走行及び姿勢制御処理を実行する（ステップＳ２５）。この場合、初期値として設定した補正パラメータを修正しながら、前記第２の実施の形態と同様の走行及び姿勢制御処理を実行する。

　続いて、制御終了であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。具体的には、制御スイッチ３２からの動作指令を受信できないと、制御終了であると判断する。なお、制御スイッチ３２からの動作指令を受信できるときは、制御終了でないと判断し、走行及び姿勢制御処理を繰り返し実行する。

　そして、制御終了であると判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、補正パラメータを記憶して（ステップＳ２７）、システム制御処理を終了する。具体的には、主制御ＥＣＵ２１が修正された補正パラメータの最終値をＩＤカードインターフェイス３３に送信し、該ＩＤカードインターフェイス３３が前記補正パラメータの最終値をＩＤカード３４に書き込んで記憶させる。

　このように、各操縦者に適応された補正パラメータを、各操縦者が所持する外部記憶装置に記憶させる。つまり、制御終了時に、修正された補正パラメータの最終値をＩＤカード３４に記憶させる。また、制御開始時に、ＩＤカード３４に記憶された補正パラメータを取得し、修正前の初期値とする。なお、取得が不可能である場合には、平均的な操縦特性に相当する所定値を初期値として設定する。このように、各操縦者に対応したＩＤカード３４に情報の１つとして補正パラメータを記憶させることで、補正パラメータの修正に要する時間を省くと共に、１台の車両１０を複数人が利用する使用環境において、簡単かつ瞬間的に各操縦者の特性に適合させることで、快適性や利便性のより高い車両１０を提供できる。

　なお、本実施の形態においては、ＩＤカード３４を各個人に適応された補正パラメータの外部記憶装置として用いているが、他の機能と併用してもよい。例えば、ＩＤカード３４はＩＤ番号を記憶し、また、車両１０は使用許可ＩＤ番号列を記憶し、使用許可ＩＤ番号列のデータの１つがＩＤ番号と合致した場合に制御開始を許可する認証手段を兼ねてもよい。

　また、本実施の形態においては、外部記憶装置として車両１０からの取り外しが可能なＩＤカード３４を用いているが、車両１０に備え付けた記憶装置を用いてもよい。この場合、制御開始前に、パスワード等の個人を特定できる情報を入力するか、又は、複数の使用者リストから自身を選択することで操縦者個人を特定し、前回の車両利用時に車両１０に備え付けられた記憶装置に記憶された補正パラメータの値を取得する。

　次に、本実施の形態における車両加速度目標値決定処理について説明する。

　図２２は本発明の第３の実施の形態における座標軸回転角正弦値の推定を説明する図、図２３は本発明の第３の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。

　車両加速度目標値決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、基準車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－１１）。なお、基準車両加速度目標値を決定する動作は、前記第２の実施の形態における図１９に示されるステップＳ１４－１の動作と同様であるので、説明を省略する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、補正パラメータを決定する（ステップＳ１４－１２）。この場合、下記の式によって座標軸回転角正弦値β、左右不感帯閾値α_Y,IS,0、左右外側入力指数Ｐ_Y,Out及び非対称係数γ_Y,Asを決定する。

　ここで、β_Initは座標軸回転角正弦値初期値、α_Y,IS,0,Initは左右不感帯閾値初期値、Ｐ_Y,Out,Initは左右外側入力指数初期値、γ_Y,As,Initは非対称係数初期値である。また、Ｎ_TRは初期値固定データ数であり、Ｎ_TR＝Ｔ_TR／Δｔ、Ｔ_TRは初期値固定時間（所定値）、ξはフィルタ係数であり、ξ＝Δｔ／Ｔ_LP、Ｔ_LPはフィルタ時定数（初期値）である。

　また、下記の式によって座標軸回転角正弦値βの推定値、左右不感帯閾値α_Y,IS,0の推定値、左右外側入力指数Ｐ_Y,Outの推定値及び非対称係数γ_Y,Asの推定値を決定する。

　さらに、下記の式によって前後加速度２乗和Ｓ_XX、左右加速度２乗和Ｓ_YY及び加速度相乗和Ｓ_XYが決定される。

　なお、Ｎは参照データ数であり、Ｎ＝Ｔ_ref／Δｔ、Ｔ_refは参照時間（所定値）である。

　さらに、下記の式によって選抜加速度が決定される。

　さらに、下記の式によって選抜判定値が決定される。

　また、Ｔ_shは最大入力移行時間選抜閾値（所定値）である。

　さらに、下記の式によって分散値が決定される。

　なお、Δσは分散差であり、Δσ＝σ_In－σ_Outである。また、下記の式によって内側分散値が決定される。

　また、下記の式によって内側左右加速度２乗和Ｓ_YY,In及び内側加速度相乗和Ｓ_XY,Inが決定される。

　ここで、Ｎ_Inは内側加速度データ数であり、上記内側加速度の式における第１行に該当する回数である。

　また、下記の式によって外側分散値が決定される。

　また、下記の式によって外側左右加速度２乗和Ｓ_YY,Out及び外側加速度相乗和Ｓ_XY,Outが決定される。

　ここで、Ｎ_Outは外側加速度データ数であり、上記外側加速度の式における第１行に該当する回数である。

　このように、車両加速度の時間履歴によって、補正パラメータを修正する。まず、車両左右加速度目標値と車両前後加速度目標値との比の平均値に応じて、基準軸の傾きを修正する。この場合、図２２に示されるように、車両左右加速度目標値と車両前後加速度目標値との間の時間平均的な関係として、直線に相当する比例関係を仮定し、その比例定数を最小２乗法によって推定する。そして、時間平均的な比例関係を示す直線を基準軸として、その比例定数を座標軸回転角正弦値βとする。このように、右折操作と左折操作を同程度の頻度及び程度で実行するという仮定に基づき、操縦操作の時間平均を操縦者の感覚的な基準軸として、該基準軸の傾きを座標軸回転角正弦値βとすることで、人が斜め前方のジョイスティック３１を操作する際の癖である入力特性についての個人差が車両１０側の修正によって補償され、操縦者である乗員１５は違和感なく快適に操縦することができる。

　また、基準軸に対する車両左右加速度目標値のばらつきに応じて、左右不感帯の幅を修正する。まず、車両前後加速度目標値に比の平均値を乗じた値を基準車両左右加速度とし、それに対する車両左右加速度目標値の偏差の２乗平均を分散値として取得する。そして、分散値の正の平方根である標準偏差値に比例した値を左右不感帯閾値とする。このように、直進操作に比べて旋回操作の頻度がはるかに少なく、基準軸に対する左右への操縦操作の大多数が操縦者の直進操作における意図しない操作量のずれであるという仮定に基づき、直進操作時の不本意な左右方向入力と旋回を希望する意図的な左右方向入力を識別する閾値を適切に修正することで、操縦技術の個人差を補償し、操縦者の技量や癖に依らず、車両１０の直進走行性を保障できる。

　さらに、基準軸に対する車両左右加速度目標値のばらつきの非対称度に応じて、左右非対称化の程度を修正する。まず、車両左右加速度目標値が基準車両加速度より大きい場合の車両左右加速度の分散値と、車両左右加速度目標値が基準車両加速度より小さい場合の車両左右加速度の分散値との差を、車両左右加速度目標値の非対称度として取得する。そして、非対称度に比例した量だけ、左右外側入力指数及び非対称係数を修正する。このように、右折操作と左折操作が同程度の頻度及び程度で実行され、操縦操作の非対称性は操縦者の意図しない結果であるという仮定に基づき、基準軸に対する車両１０の内側へのばらつきと車両１０の外側へのばらつきとの差を軽減させるように左右非対称化の程度を適切に修正することで、操縦者の癖である操縦特性の個人差が補償され、操縦者である乗員１５は違和感なく快適に操縦することができる。

　さらに、車両加速度目標値の瞬時値とその時間変化率が小さい場合、そのデータを時間履歴から除いて、考慮しない。具体的には、車両前後加速度と車両左右加速度のベクトル和である車両並進加速度の目標値とその時間変化率との積の絶対値が所定の閾値以下であるときの車両加速度目標値を無視して、各補正パラメータを決定する。このように、操縦者による個人差がより顕著である大きい操作時や素早い操作時の操作履歴を選択的に抽出し、その後の修正操作に相当する小さい操作を無視することで、より適切に補正パラメータを修正できる。

　さらに、制御開始から所定時間、補正パラメータの修正を禁止する。そして、制御開始から所定時間を経過するまで、ＩＤカード３４に記憶された補正パラメータの値を使用する。このように、過去のデータを活用することで、２度目の使用時から補正パラメータの適合に要する時間を省略し、走行開始直後から操縦者に適合した特性によって操縦性や快適性を即時に保障できる。

　さらに、所定時間経過後の補正パラメータ値にローパスフィルタ処理を施す。このように、必要なデータ量が少ないＩＩＲ型のローパスフィルタを併用することで、最小２乗法の参照時間を短くしても、すなわち、膨大な車両加速度目標値のデータ量を低減させても、安定的に補正パラメータの修正を実行できる。

　なお、本実施の形態においては、操縦特性に関する操縦者の希望を直接的に取得することなく、操縦特性の適合を実行しているが、操縦特性に関する操縦者の希望を取得し、それを考慮して操縦特性を適合してもよい。例えば、離散的な操縦特性の選択や操縦特性の定性的な修正方向希望を、搭乗部１４に具備された入力装置３０を用いて操縦者である乗員１５が入力することを可能とし、該乗員１５の希望に反するような補正パラメータの修正を禁止させてもよい。また、操縦特性を操縦者自身が手動で調整するための調整器と、手動による適合と自動的な適合を切り替えるスイッチとを搭乗部１４に配設し、スイッチが手動適合を指示する状態にあるときは、調整器の入力量に応じて補正パラメータを修正し、スイッチが自動適合を指示する状態にあるときは、本実施の形態における自動適合制御を実行するようにしてもよい。

　また、本実施の形態においては、操縦者の操縦意図を検出又は推定せず、大きな仮定と平均化に基づいて補正パラメータを修正しているが、操縦者の操縦意図を検出又は推定し、それを考慮して補正パラメータを修正してもよい。例えば、カーナビゲーションシステムとして地図データ及び自車位置検出センサを備え、それらによって、走行路が若干曲がっているのか又は操縦者の不本意な操作によって曲がっているのかを判断し、操縦者の意図的な操作であると判断される場合には、その時間での車両加速度目標値を時間履歴から除いてもよい。また、方向指示器等、操縦者の操作する他の要素の操作量に応じて操縦者の操縦意図を推定して考慮してもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第１補正車両加速度目標値を決定する（ステップＳ１４－１３）。なお、以降の動作、すなわち、ステップＳ１４－１３～Ｓ１４－１８の動作は、前記第２の実施の形態における図１９に示されるステップＳ１４－２～Ｓ１４－７の動作と同様であるので、説明を省略する。

　このように、本実施の形態においては、車両加速度の時間履歴に応じて、補正パラメータを修正する。具体的には、補正パラメータとして、座標軸回転角正弦値、左右不感帯閾値、左右入力指数又は非対称係数の少なくとも１つ以上を修正する。

　そして、車両左右加速度と車両前後加速度との比の平均値に応じて、補正パラメータを修正する。この場合、最小２乗法によって、比の平均値を決定する。そして、比の平均値を座標軸回転角正弦値とする。また、車両前後加速度に比の平均値を乗じた値である基準車両左右加速度に対する車両左右加速度の偏差の２乗の平均である分散値に応じて、左右不感帯閾値を修正する。さらに、基準車両左右加速度以上の車両左右加速度の分散値と、基準車両左右加速度以下の車両左右加速度の分散値との差に応じて、左右入力指数及び／又は非対称係数を修正する。

　また、車両加速度及び／又は車両加速度の時間変化率が所定の閾値よりも小さいときの車両加速度を時間履歴から除外する。具体的には、車両加速度と同時間変化率との積の絶対値が所定の閾値以下である場合に除外する。

　さらに、外部記憶装置としてのＩＤカード３４に記憶された補正パラメータの取得及び書換を行う読み書き手段として、ＩＤカードインターフェイス３３を備え、車両起動時に記憶された補正パラメータを取得し、取得した値を補正パラメータの初期値とし、車両停止時に補正パラメータの最終値をＩＤカード３４に記憶させる。

　これにより、操縦者の技量、経験、癖等に適応した操縦特性を即時に実現することができ、誰でも容易に操縦できる車両１０を提供できる。

　次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１～第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１～第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図２４は本発明の第４の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図２５は本発明の第４の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図２４において、（ａ）は操縦装置を右側に取り付けた場合の取付部スイッチの動作を示す図、（ｂ）は操縦装置を右側に取り付けた場合の車両の正面図、（ｃ）は操縦装置を左側に取り付けた場合の車両の正面図、（ｄ）は操縦装置を左側に取り付けた場合の取付部スイッチの動作を示す図、（ｅ）は取付部スイッチの内部構造を示す図である。

　前記第１～第３の実施の形態においては、搭乗部１４の側方にジョイスティック３１が配設され、それを操縦者である乗員１５が片手で操作する場合、利き腕の側とジョイスティック３１の配設側とが異なると、操縦が非常に困難である。もっとも、その解決手段として、搭乗部１４の左右両側にジョイスティック３１を配設することも考えられるが、その場合、安価で軽量で簡素な車両１０を実現する妨げとなることがある。

　そこで、本実施の形態においては、操縦装置取付部を搭乗部１４の左右両側に配設し、操縦装置としてのジョイスティック３１をその一方に接続可能な構造とする。これにより、利き腕が左右のどちらであるかに依らず、誰でも快適に操縦でき、操縦性や快適性が高く、かつ、安価な車両１０を提供できる。

　図２４に示されるように、本実施の形態におけるジョイスティック３１は、基部３１ａ内に配設された取付部スイッチ３５を有する。該取付部スイッチ３５は、基部３１ａ内の左右に各々揺動可能に取り付けられた右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌと、スイッチ用ＥＣＵ３５ａと、前記右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌと接離する一対のスイッチ接点３５ｂとを含み、取付側認識装置として機能する。そして、前記ジョイスティック３１は、搭乗部１４の右脇及び左脇に配設された操縦装置取付部としての操縦装置右側取付部１８Ｒ又は操縦装置左側取付部１８Ｌに着脱可能に取り付けられる。

　また、図２４（ｅ）に示されるように、右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌの基部に接続された揺動軸の周囲にはコイルばね等から成る付勢部材３８が配設され、該付勢部材３８によって、右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌは、その先端がスイッチ接点３５ｂから離間するように付勢されている。つまり、付勢部材３８によって、右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌは、その先端が鉛直下方に移動するように付勢されている。そのため、ジョイスティック３１が操縦装置右側取付部１８Ｒ又は操縦装置左側取付部１８Ｌに取り付けられていない状態では、右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌとスイッチ接点３５ｂとは開状態に維持されている。

　さらに、前記基部３１ａの底板には左右一対の貫通孔（こう）３６が形成されている。そして、ジョイスティック３１が操縦装置右側取付部１８Ｒに取り付けられると、図２４（ａ）に示されるように、操縦装置右側取付部１８Ｒの上面から上方に向けて突出する右凸部１９Ｒが、右側の貫通孔３６から基部３１ａ内に進入し、右取付スイッチ３５Ｒを押し上げる。これにより、右取付スイッチ３５Ｒの先端が鉛直上方に変位してスイッチ接点３５ｂに接触する。すると、スイッチ用ＥＣＵ３５ａは、電位差の変化を感知し、右取付スイッチ３５Ｒの接続状態、すなわち、操縦装置右側取付部１８Ｒにジョイスティック３１が取り付けられていることを、右側接続信号として、主制御ＥＣＵ２１に送信する。

　また、ジョイスティック３１が操縦装置左側取付部１８Ｌに取り付けられると、図２４（ｄ）に示されるように、操縦装置左側取付部１８Ｌの上面から上方に向けて突出する左凸部１９Ｌが、左側の貫通孔３６から基部３１ａ内に進入し、左取付スイッチ３５Ｌを押し上げる。これにより、左取付スイッチ３５Ｌの先端が鉛直上方に変位してスイッチ接点３５ｂに接触する。すると、スイッチ用ＥＣＵ３５ａは、電位差の変化を感知し、左取付スイッチ３５Ｌの接続状態、すなわち、操縦装置左側取付部１８Ｌにジョイスティック３１が取り付けられていることを、左側接続信号として、主制御ＥＣＵ２１に送信する。

　このように、本実施の形態においては、ジョイスティック３１が取り付けられているか否か、左右どちら側に取り付けられているかを簡易なシステムで確実に判断できる。なお、入力装置３０から主制御ＥＣＵ２１に送信される信号は、すべて無線信号である。そのため、電気配線に関係なくジョイスティック３１の左右付け替えが可能であり、利便性と快適性のより高い車両１０を提供できる。

　なお、本実施の形態においては、機械的な構造によってジョイスティック３１の接続状態を判断しているが、他の電磁気的又は電子的な情報によって、接続状態を認識してもよい。例えば、ジョイスティック操作量に相当する電気信号を有線で取得する車両１０の場合、左右各々に電気コネクタを備え、その一方からの信号を受信した場合に、その側にジョイスティック３１が接続されていると判断してもよい。また、操縦者自身がどちらに接続されているかを入力装置３０を介して入力してもよい。

　また、車両システムのその他の点の構成については、前記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　次に、本実施の形態における車両１０の動作について説明する。ここでは、車両システムの動作を制御するシステム制御処理のみについて説明する。

　図２６は本発明の第４の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第１補正を説明する図、図２７は本発明の第４の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第４補正の結果を示す図、図２８は本発明の第４の実施の形態における車両加速度目標値決定処理での第５補正の結果を示す図、図２９は本発明の第４の実施の形態におけるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。なお、図２６～２８において、（ａ）は操縦装置を右側に取り付けた場合を示し、（ｂ）は操縦装置を左側に取り付けた場合を示す。

　システム制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、制御開始であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。具体的には、制御スイッチ３２からの動作指令を受信するまで待機し、該動作指令を受信すると、制御開始であると判断する。

　そして、制御開始であると判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、右側取付であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。この場合、取付部スイッチ３５から右側接続信号のみを受信したときには、右側取付である、すなわち、ジョイスティック３１が操縦装置右側取付部１８Ｒに取り付けられている、と判断する。

　右側取付であると判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、ｓ＝１とする（ステップＳ３３）。すなわち、ジョイスティック取付位置係数ｓの値を、ジョイスティック３１が操縦装置右側取付部１８Ｒに取り付けられている状態に相当する１に設定する。

　また、右側取付でないと判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、左側取付であるか否かを判断する（ステップＳ３４）。この場合、取付部スイッチ３５から左側接続信号のみを受信したときには、左側取付である、すなわち、ジョイスティック３１が操縦装置左側取付部１８Ｌに取り付けられている、と判断する。

　左側取付であると判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、ｓ＝－１とする（ステップＳ３５）。すなわち、ジョイスティック取付位置係数ｓの値を、ジョイスティック３１が操縦装置左側取付部１８Ｌに取り付けられている状態に相当する－１に設定する。

　なお、左側取付でないと判断すると、主制御ＥＣＵ２１は、そのまま、システム制御処理を終了する。

　このように、接続信号に基づいて、ジョイスティック３１の取付状態を判断する。つまり、右側接続信号を受信し、かつ、左側接続信号を受信しない場合は、ジョイスティック３１が搭乗部１４の右側に取り付けられていると判断し、右側取付状態に相当するジョイスティック取付位置係数ｓ＝１を設定した後、走行及び姿勢制御処理を開始する。また、左側接続信号を受信し、かつ、右側接続信号を受信しない場合は、ジョイスティック３１が搭乗部１４の左側に取り付けられていると判断し、左側取付状態に相当するジョイスティック取付位置係数ｓ＝－１を設定した後、走行及び姿勢制御処理を開始する。

　このように、ジョイスティック３１の取付状態を確実に認識し、その取付状態に応じてジョイスティック取付位置係数を切り替えることで、取付状態に適した車両加速度目標値の補正を実行し、取付状態に依らず、高い操縦性や快適性を実現できる。

　なお、右側接続信号と左側接続信号を共に受信する場合、又は、共に受信しない場合は、ジョイスティック３１の取付状態が異常であると判断し、システム制御処理を終了する。このように、異常状態での動作を禁止して十分な安全性を確保するとともに、ジョイスティック３１を固定せずに操縦することを禁止して、ジョイスティック３１を固定した安全な状態での操縦を促す。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、走行及び姿勢制御処理を実行する（ステップＳ３６）。この場合、設定されたジョイスティック取付位置係数ｓに応じて、前記第２の実施の形態と同様の走行及び姿勢制御処理を実行する。

　なお、本実施の形態においては、ジョイスティック３１の取付状態に応じて、ジョイスティック取付位置係数ｓが１又は－１に設定されるので、走行及び姿勢制御処理の車両加速度目標値決定処理における第１補正は、図２６のように行われる。なお、図２６（ａ）は、右側取付状態、すなわち、ジョイスティック取付位置係数ｓ＝１の場合を示し、図２６（ｂ）は、左側取付状態、すなわち、ジョイスティック取付位置係数ｓ＝－１の場合を示している。

　また、第４補正及び第５補正は、図２７及び２８のように行われる。なお、図２７及び２８において、（ａ）は、右側取付状態、すなわち、ジョイスティック取付位置係数ｓ＝１の場合を示し、（ｂ）は、左側取付状態、すなわち、ジョイスティック取付位置係数ｓ＝－１の場合を示している。

　最後に、制御終了であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。具体的には、制御スイッチ３２からの動作指令を受信できないと、制御終了であると判断し、システム制御処理を終了する。なお、制御スイッチ３２からの動作指令を受信できるときは、制御終了でないと判断し、走行及び姿勢制御処理を繰り返し実行する。

　このように、本実施の形態においては、搭乗部１４の左右両側に操縦装置右側取付部１８Ｒ及び操縦装置左側取付部１８Ｌを配設し、ジョイスティック３１をその一方に取り付けることができる。そして、ジョイスティック３１の基部３１ａに配設された２つの取付側認識スイッチ、すなわち、右取付スイッチ３５Ｒ及び左取付スイッチ３５Ｌを備え、ジョイスティック３１が固定された状態で右取付スイッチ３５Ｒ又は左取付スイッチ３５Ｌの一方が自動的に押圧される。また、取付部スイッチ３５が送信する右側接続信号及び左側接続信号に応じて、ジョイスティック３１の左右入力に対する感受特性を反転させる。具体的には、座標軸回転角正弦値、左右入力指数及び非対称係数を切り替える。また、ジョイスティック取付位置係数の値を変更する。さらに、右側接続信号と左側接続信号を共に取得できない場合には、車両１０の起動を禁止する。さらに、入力装置３０から主制御ＥＣＵ２１への無線信号により、ジョイスティック３１の操作量を送信する。

　これにより、利き腕が左右のどちらであるかに依らず、誰でも快適に操縦でき、操縦性や快適性が高く、かつ、安価な車両１０を提供できる。

　次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１～第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１～第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図３０は本発明の第５の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。

　本実施の形態においては、車両１０が３輪以上の車輪を有するものである場合について説明する。つまり、前記車両１０は、例えば、前輪が１輪であり後輪が２輪である３輪車、前輪が２輪であり後輪が１輪である３輪車、前輪及び後輪が２輪である４輪車等であるが、３輪以上の車輪を有するものであれば、いかなる種類のものであってもよい。

　ここでは、説明の都合上、前記第１の実施の形態において他の例として説明した図３に示される車両１０のように、車体の前方に配設され、操舵輪として機能する１つの前輪である車輪１２Ｆと、車体の後方に配設され、駆動輪１２として機能する左右２つの後輪である車輪１２Ｌ及び１２Ｒとを有する３輪車である例についてのみ説明する。

　この場合、車両１０は、前記第１～第４の実施の形態と同様のリンク機構６０によって左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させる、つまり、車体を横方向（左右方向）に傾斜させることができる。なお、倒立振り子の姿勢制御のような姿勢制御は行わないものとする。すなわち、車体の前後方向の姿勢制御は行わないものとする。

　また、車輪１２Ｆは、サスペンション装置の一部である前輪フォーク１７を介して本体部１１に接続されている。具体的には、本体部１１の前端上方に操舵部７７が配設され、該操舵部７７によって前輪フォーク１７の回転軸が回転可能に支持されている。また、前記操舵部７７は、操舵用アクチュエータとしてのステアリングアクチュエータ７１と、操舵量検出器としての操舵角センサ７２とを備える。

　前記ステアリングアクチュエータ７１は、入力装置３０から走行指令に応じて前記前輪フォーク１７の回転軸を回転させ、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させる。つまり、車両１０の操舵は、いわゆるバイワイヤによって行われる。また、操舵角センサ７２は、前記前輪フォーク１７の回転軸の角度変化を検出することによって車輪１２Ｆの舵角、すなわち、操舵装置の操舵量を検出することができる。

　そして、本実施の形態における車両１０は、図３０に示されるような車両システムを有する。入力装置３０は、操舵角センサ７２、スロットルグリップ７３及びブレーキレバー７４を操縦装置として備える。前記スロットルグリップ７３は、加速操作におけるジョイスティック３１の前後方向への操作量を検出し、該操作量に応じて、車両１０を加速するような走行指令を入力する装置である。また、前記ブレーキレバー７４は、減速操作におけるジョイスティック３１の前後方向への操作量を検出し、該操作量に応じて、車両１０を減速するような走行指令を入力する装置である。

　また、制御ＥＣＵ２０は、操舵制御ＥＣＵ２４を有する。そして、主制御ＥＣＵ２１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて操舵指令値を操舵制御ＥＣＵ２４に送信し、該操舵制御ＥＣＵ２４は、受信した操舵指令値に相当する入力電圧をステアリングアクチュエータ７１に供給する。そして、操舵角センサ７２の検出した舵角は、主制御ＥＣＵ２１に送信される。

　さらに、車両システムは、横加速度センサ４２及びリンクセンサ４３を備える。前記横加速度センサ４２は、一般的な加速度センサ、ジャイロセンサ等から成るセンサであって、車両１０の横加速度を検出する。また、前記リンクセンサ４３は、ロータリーエンコーダ等から成るセンサであって、リンク機構６０のリンク部材同士の回転角の変化を検出することによってリンク回転角及び／又は回転角速度を検出する。

　なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

　走行及び姿勢制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、センサから各状態量を取得する。本実施の形態においては、前後方向の姿勢制御は行わないので、車体傾斜ピッチ角又はピッチ角速度は、不要なので取得しない。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの状態量を算出するが、ピッチ角速度又は車体傾斜ピッチ角は、不要なので算出しない。

　なお、次に行われる操縦者の操縦操作量を取得する動作、及び、車両加速度の目標値を決定する動作については、前記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する。ここで、平均駆動輪回転角速度の目標値を決定する動作については、前記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　また、本実施の形態において、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪回転角速度左右差の目標値を下記の式によって決定する。

　このように、本実施の形態においては、操舵角と平均駆動輪回転角速度目標値から左右の駆動輪１２の回転角速度の差の目標である駆動輪回転角速度左右差目標値を決定する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜角の目標値を決定する。なお、本実施の形態においては前後方向の姿勢制御は行わないので、主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜角の目標値を決定する際に、車体傾斜ピッチ角の目標値は算出せずに、車体傾斜ロール角の目標値のみを決定する。車体傾斜ロール角の目標値の決定は、前記第２の実施の形態と同様に行われるので、説明を省略する。

　車体傾斜ロール角については、接地荷重中心が２つの駆動輪１２の接地点間である安定領域に存在する範囲で、自由に目標姿勢を設定できるが、本実施の形態では乗員１５の負荷が最も少ない姿勢を目標値として与える。

　なお、走行及び姿勢制御処理におけるこれ以降の動作については、前記第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

　また、車両加速度目標値決定処理についても、前記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　本実施の形態においても、入力装置３０は操縦者が操作するジョイスティック３１を備え、駆動輪１２の回転軸に垂直な方向へのジョイスティック３１の傾斜量を前後入力量とし、駆動輪１２の回転軸に平行な方向へのジョイスティック３１の傾斜量を左右入力量として取得し、補正した前後入力量に比例した値を前後走行状態として設定し、補正した左右入力量に比例した値を旋回走行状態として設定し、設定した前後走行状態及び旋回走行状態を前後走行状態及び／又は旋回走行状態の時間履歴に応じて補正し、設定した前後走行状態と旋回走行状態を達成するような駆動トルクを各駆動輪１２に付与する。

　また、前後走行状態を車両前後加速度とし、旋回走行状態を車両左右加速度とする。そして、車両左右加速度に応じて車体を左右に傾斜させる。

　その他の点については、前記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１～第５の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１～第５の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図３１は本発明の第６の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。

　前記第５の実施の形態において、車両加速度目標値の補正は、「平均的な」操縦者を想定した所定のパラメータによって実行される。しかし、人の体の構造や動作特性、感受特性等は各個人で異なるため、操縦者によっては、操縦性が悪く、自身の操縦意図と実際の車両走行動作が一致しないと感じる可能性がある。

　図３１に示されるように、本実施の形態において、入力装置３０は、操舵角センサ７２、スロットルグリップ７３及びブレーキレバー７４に加えて、外部記憶装置としてのＩＤカード３４との送受信を行うことによって該ＩＤカード３４が記憶するデータの読込及び書込を行う読み書き手段としてのＩＤカードインターフェイス３３を備える。

　そして、操縦者である乗員１５は、自身を識別するＩＤカード３４を所持する。該ＩＤカード３４は、磁気ストライプ、半導体メモリ等のデータ記憶手段を備え、前記乗員１５専用の補正パラメータをデータとして記憶する。そして、乗員１５が自分の所持するＩＤカード３４をＩＤカードインターフェイス３３と通信可能に接続することによって前記ＩＤカード３４の記憶する補正パラメータをＩＤカードインターフェイス３３に読み込ませると、主制御ＥＣＵ２１は、前記補正パラメータをＩＤカードインターフェイス３３から受信し、車両加速度目標値の補正に用いる補正パラメータの初期値として設定する。また、車両システムの制御を終了すると、主制御ＥＣＵ２１は、修正した補正パラメータをＩＤカードインターフェイス３３に送信し、前記ＩＤカード３４に記憶させる。

　なお、その他の点の構成については、前記第３及び第５の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　また、本実施の形態における車両１０の動作についても、前記第３及び第５の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、第１～第６の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１～第６の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図３２は本発明の第７の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図３３は本発明の第７の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図３２において、（ａ）は操縦装置を左側に取り付けた場合の車両の背面図、（ｂ）は操縦装置を右側に取り付けた場合の車両の背面図である。

　前記第５及び第６の実施の形態においては、搭乗部１４の側方にジョイスティック３１が配設され、それを操縦者である乗員１５が片手で操作する場合、利き腕の側とジョイスティック３１の配設側とが異なると、操縦が非常に困難である。もっとも、その解決手段として、搭乗部１４の左右両側にジョイスティック３１を配設することも考えられるが、その場合、安価で軽量で簡素な車両１０を実現する妨げとなることがある。

　図３３に示されるように、本実施の形態における入力装置３０は、取付部スイッチ３５を有する。該取付部スイッチ３５は、取付側認識装置として機能する。そして、前記ジョイスティック３１は、搭乗部１４の右脇及び左脇に配設された操縦装置取付部に着脱可能に取り付けられる。

　なお、その他の点の構成については、前記第４及び第５の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　また、本実施の形態における車両１０の動作についても、前記第４及び第５の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　さらに、本発明の第２～第７の実施の形態においては、従来の技術の問題点を解決する手段として、以下のようなものを示すことができる。

　回転可能に車体に取り付けられた左右の駆動輪と、操縦者が操作するジョイスティックを備える操縦装置と、前記駆動輪の各々に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記ジョイスティックの入力量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記駆動輪の回転軸に垂直な方向への前記ジョイスティックの入力量を前後入力量として取得し、前記駆動輪の回転軸に平行な方向への前記ジョイスティックの入力量を左右入力量として取得し、取得した前後入力量に比例した値を前後方向の走行状態を表す量である前後走行状態として設定し、取得した左右入力量に比例した値を旋回走行の状態を表す量である旋回走行状態として設定し、設定した前後走行状態及び旋回走行状態を該設定した前後走行状態及び／又は旋回走行状態の時間履歴に応じて補正し、補正した前後走行状態及び旋回走行状態を達成するような駆動トルクを前記駆動輪の各々に付与する車両。

　この構成によれば、人の体の構造、動作特性、感受特性等に適応した操縦特性を実現することができ、誰でも容易かつ気軽に操縦することができる操縦性の高い車両を提供することができる。

　他の車両においては、さらに、前記前後走行状態は車両前後加速度であり、前記旋回走行状態は車両左右加速度である。

　この構成によれば、ジョイスティックで入力可能な２つの情報を前後及び左右の加速度に対応させることで、他の入力手段を必要とすることなく、操縦者の多様な操縦意図の入力が可能となり、直感的で自由な操縦性を実現することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、補正した車両前後加速度に応じて前記車体を前後に傾斜させ、補正した車両左右加速度に応じて前記車体を左右に傾斜させる。

　この構成によれば、操縦操作に応じて車体を傾斜させることで、超小型車両で特に重要な車両との一体感を与え、操縦感を向上させることができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態に所定の第一時定数を有するローパスフィルタをかけ、前記設定した旋回走行状態に前記第一時定数よりも大きい第二時定数を有するローパスフィルタをかける。

　この構成によれば、超小型車両の特徴である前後走行と旋回走行の制御の応答速度の違いに対する操縦者の違和感を軽減し、快適で容易に操縦できる車両を提供できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車体の前後方向の姿勢制御における遅れ時間を前記第二時定数とする。

　この構成によれば、倒立型車両の特徴である前後走行と姿勢制御の両立に伴う前後走行と旋回走行の応答速度の違いに対する操縦者の違和感を軽減し、快適で容易に操縦できる車両を提供できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態に所定の座標軸回転角正弦値を乗じた値を前記設定した旋回走行状態に加える。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態が車両の前方に向かう値である場合には前記操縦装置の位置から前記車体の内側に向かう方向の値を前記設定した旋回走行状態に加え、前記設定した前後走行状態が車両の後方に向かう値である場合には前記操縦装置の位置から前記車体の外側に向かう方向の値を前記設定した旋回走行状態に加える。

　これらの構成によれば、操縦者が斜め前方に配置されたジョイスティックを操作する際の癖としての入力特性に対して、車両側の受信特性を適合させることで、操縦者は違和感なく快適に操縦することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態の絶対値が所定の前後不感帯閾値よりも小さい場合には前記設定した前後走行状態を零とし、前記設定した旋回走行状態の絶対値が所定の左右不感帯閾値よりも小さい場合には前記設定した旋回走行状態を零とする。

　この構成によれば、ジョイスティックの操作量に対応する電気信号のノイズ若しくはオフセット、又は、外乱によるジョイスティックの微小入力等によって、車両停止時に微小な駆動トルクが付加され、車両が微小に動作することを確実に防止できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記左右不感帯閾値は前記前後不感帯閾値よりも大きい。

　この構成によれば、直進操作時の不本意な左右方向入力を無視することができ、車両の直進走行性を保障することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記左右不感帯閾値は車両速度が上昇すると増加する。

　この構成によれば、高速走行時により重要となる直進性を、操縦者の技量に依らず、確実に保障することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記設定した前後走行状態が車両の進行方向に対して逆方向であるときに、前記設定した前後走行状態の絶対値が増加すると前記左右不感帯閾値が増加する。

　この構成によれば、緊急ブレーキ時など、操縦操作の微妙な調整が困難な急制動の指令時において、不本意に車両が左右に旋回することを防ぐことで、より高い操縦性や安全性を実現できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態の値に所定の前後入力指数を乗じた値に比例した値を前記補正した前後走行状態とし、前記設定した旋回走行状態の値に所定の左右入力指数を乗じた値に比例した値を前記補正した旋回走行状態とする。

　この構成によれば、人が有する操作量の非線形な感受特性に対して、車両側の感受特性を適合させることで、操縦者は違和感なく快適に操縦することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記操縦装置の位置から前記車体の内側に向かう方向の前記設定した旋回走行状態に用いる前記左右入力指数は、前記操縦装置の位置から前記車体の外側に向かう方向の前記設定した旋回走行状態に用いる前記左右入力指数よりも大きい。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置の位置から前記車体の外側に向かう方向の前記設定した旋回走行状態に１以上の所定の値である非対称係数を乗ずる。

　これらの構成によれば、人の体の非対称な構造及び操作量の非対称な感受特性による左右の違いに対して、車両の感受特性を適合させることで、操縦者はより容易かつ快適に操縦することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態及び／又は旋回走行状態の時間履歴に応じて、前記設定した前後走行状態及び旋回走行状態を補正する際のパラメータである補正パラメータを修正する。

　この構成によれば、操縦者の技量、経験、癖などに対して、車両側の感受特性をある程度適合させることで、誰でも容易かつ快適に操縦可能な車両を提供できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記補正パラメータは、前記座標軸回転角正弦値、前記左右不感帯閾値、前記左右入力指数、前記非対称係数のうちの少なくとも１つ以上である。

　この構成によれば、特徴的なパラメータを対象とすることで、操縦特性の個人差が現れやすい特性を適切に補償することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態と前記設定した旋回走行状態との比の平均に応じて前記補正パラメータを修正する。

　この構成によれば、操作量の時間履歴における特徴的な要素を適切に抽出することで、各個人の操縦特性を簡易に推定し、補償することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、最小２乗法によって前記比の平均を取得する。

　この構成によれば、より簡易な演算方法で各個人の操縦特性を推定できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記比の平均を前記座標軸回転角正弦値とする。

　この構成によれば、操縦者が斜め前方に配置されたジョイスティックを操作する際の癖としての入力特性の個人差を補償することができ、誰でも違和感なく快適に操縦することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記設定した前後走行状態に前記比の平均を乗じた値である基準旋回走行状態に対する前記設定した旋回走行状態の偏差の２乗の平均である分散値に応じて、前記左右不感帯閾値を修正する。

　この構成によれば、操縦者の技量に応じて、旋回走行の応答性を犠牲にすることなく、車両の直進走行性を適度に保障することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記基準旋回走行状態以上の前記設定した旋回走行状態に関する前記分散値と、前記基準旋回走行状態以下の前記設定した旋回走行状態に関する前記分散値との差に応じて、前記左右入力指数及び／又は前記非対称係数を修正する。

　この構成によれば、人の体の非対称な構造及び操作量の非対称な感受特性に関する個人差に車両の感受特性を適合させることで、誰でも容易かつ快適に操縦することができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記取得した前後走行状態及び旋回走行状態の絶対値及び／又は該絶対値の時間変化率が、所定の閾値より小さい前記取得した前後走行状態及び旋回走行状態を前記時間履歴から除外する。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記取得した前後走行状態及び旋回走行状態の絶対値と該絶対値の時間変化率との積が所定の閾値より小さい前記取得した前後走行状態及び旋回走行状態を前記時間履歴から除外する。

　これらの構成によれば、操作量の時間履歴データから特徴的な部分を抽出することで、より適切に素早く個人差に適応させることができる。

　更に他の車両においては、さらに、外部記憶装置に記憶された補正パラメータの読込及び書込を行う読み書き手段を更に備え、前記車両制御装置は、車両起動時に前記読み書き手段から前記外部記憶装置に記憶された補正パラメータを取得して初期値とし、車両停止時に修正された補正パラメータの最終値を前記読み書き手段から前記外部記憶装置に記憶させる。

　この構成によれば、過去のデータを活用することで、２度目の使用時から補正パラメータの適合に要する時間を省略し、走行開始直後から操縦者に適合した特性によって操縦性や快適性を即時に保障することができる。また、１台の車両を複数の人が利用する使用環境においても、各利用者が自身所有の外部記憶手段を用いることで、簡単かつ瞬間的に各操縦者の特性に適合させることができ、快適性や利便性のより高い車両を実現できる。

　更に他の車両においては、さらに、前記操縦者が搭乗する搭乗部の左右両側に配設された操縦装置取付部を更に備え、前記操縦装置は、左右いずれの操縦装置取付部にも取付可能である。

　更に他の車両においては、さらに、前記操縦装置は、左右いずれの操縦装置取付部に取り付けられたかを認識する取付側認識装置を備え、前記車両制御装置は、前記取付側認識装置から受信した信号に応じて、前記設定した前後走行状態及び／又は旋回走行状態を補正する。

　これらの構成によれば、右利きの人でも左利きの人でも、容易かつ快適に操縦することができる。

　次に、本発明の第８及び第９の実施の形態について説明する。

　「背景技術」の項で説明したような従来の車両の場合、運転者が操縦装置によって旋回の走行目標を指令するようになっているが、操縦装置が複雑で直感的な操作ができず、走行目標を容易に設定することが困難である。

　そもそも、運転者が操縦装置によって旋回の走行目標を指令する車両においては、技術や経験を必要とせず、直感的で簡易な操縦を可能とするような操縦装置の操作量と旋回走行指令値の関係が適切に設定されることが望ましい。そして、運転者の簡易で直感的な操縦を可能とするため、及び、車両のシステムを簡素化するためには、操縦装置はその数が少なく、かつ簡素であることが望ましい。

　例えば、操縦装置の操作量を車両の「ヨーレート」に対応させた場合、運転者が所定の操作量に対する応答としての旋回走行状態について、低速走行時における旋回走行状態の程度を適切に感じる一方で、高速走行時における旋回走行状態の程度を過剰に大きいと感じることがある。また、レバーのように、特定方向に並進移動させることで入力する操縦装置を用いる場合、同方向に入力しても、前進時と後進時で逆方向に旋回すると運転者が感じることがある。

　また、例えば、操縦装置の操作量を車両の「左右加速度」に対応させた場合、運転者が、所定の操作量に対する応答としての旋回走行状態について、高速走行時における旋回走行状態の程度を適切に感じる一方で、低速走行時における旋回走行状態の程度を過剰に大きいと感じることがある。また、ハンドルのように、特定方向に回転させることで入力する操縦装置を用いる場合、同方向に入力しても、前進時と後進時で逆方向に旋回すると運転者が感じることがある。

　すなわち、いずれの場合も操縦性や操縦感に課題があり、運転者の要求を十分に満足することはできない。

　なお、走行速度による旋回走行状態の感じ方の違いに関する第１の課題は、人間が旋回状態を視覚（周囲の景色の変化）と力覚（遠心力の変化）で感受し、より強く感じる方を旋回状態と認識することに起因する。また、進行方向による旋回方向の違和感に関する第２の課題は、前進時と後進時で、並進方向（左右加速度）を等しくする旋回動作と回転方向（ヨーレート）を等しくする旋回動作が異なることに起因する。

　本発明の第８及び第９の実施の形態は、前記従来の車両の問題点を解決して、入力手段の入力量に応じてヨーレート及び左右加速度を決定し、車両速度に応じてヨーレート又は左右加速度の少なくとも一方を補正し、補正したヨーレート及び／又は左右加速度で旋回することによって、操縦者の入力量に応じて、適切な旋回走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦可能な車両を提供することを目的とする。

　まず、第８の実施の形態について説明する。なお、第１～第７の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１～第７の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図３４は本発明の第８の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。なお、図において、（ａ）は車両の正面図、（ｂ）は車両の側面図、（ｃ）はジョイスティックの側面図、（ｄ）はジョイスティックの上面図である。

　本実施の形態におけるジョイスティック３１は、図３４（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、基部３１ａ、該基部３１ａに傾動可能に取り付けられ、前後及び左右に傾斜させることで入力する手段である第１入力手段としてのレバー３１ｂ、及び、該レバー３１ｂの基準軸周りに所定の角度範囲内で自由に回転させることができ、回転させることで入力する手段である第２入力手段としての回転部３１ｃを備える。

　そして、操縦者としての乗員１５は、レバー３１ｂを、図３４（ｃ）及び（ｄ）において矢印で示されるように、前後及び左右に傾斜させることで走行指令を入力する。すると、ジョイスティック３１は、レバー３１ｂの前後（ｘ軸方向）及び左右（ｙ軸方向）の傾斜量に相当する状態量を計測し、その計測値を操縦者の入力した前後操作量及び左右操作量として、主制御ＥＣＵ２１に送信する。

　また、乗員１５は、回転部３１ｃを、図３４（ｃ）及び（ｄ）において矢印で示されるように、レバー３１ｂの基準軸周りに回転させることで走行指令を入力する。すると、ジョイスティック３１は、回転部３１ｃの回転角（レバー３１ｂの基準軸周り）に相当する状態量を計測し、その計測値を操縦者の入力した回転操作量として、主制御ＥＣＵ２１に送信する。

　このように、ジョイスティック３１が備える２つの入力手段を活用することにより、操縦装置を追加することなく、操縦者の多様な操縦意図の入力を可能とし、より直感的に自由に操ることができる車両１０を実現できる。

　なお、前記レバー３１ｂは、基部３１ａに対して傾動可能なものでなく、並進可能なものであってもよい。すなわち、前後に傾斜させず、前後に移動させることで走行指令を入力するものであってもよい。また、図３４（ｃ）及び（ｄ）に示される例において、回転部３１ｃは、レバー３１ｂの上端にレバー３１ｂに対して回転可能に取り付けられているが、レバー３１ｂ全体の周囲を覆うようにレバー３１ｂに対して回転可能に取り付けられていてもよいし、レバー３１ｂと別個に基部３１ａに回転可能に取り付けられていてもよいし、レバー３１ｂ自体が基準軸周りに回転することによって回転部３１ｃとして機能してもよい。さらに、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック３１が図示されないリモートコントローラに配設され、レバー３１ｂ及び回転部３１ｃの操作量は、リモートコントローラから、有線又は無線によって車両１０に配設される受信装置に送信される。この場合、ジョイスティック３１の操縦者は乗員１５以外の者である。

　また、レバー３１ｂ及び回転部３１ｃは、それぞれ、図示されない中立状態復帰用のばね部材によって付勢され、操縦者が手を放して解放すると、自動的に零入力に相当する中立状態に復帰する。これにより、操縦者の不測の事態等により、操縦操作の継続が不可能になった場合でも、車両１０の適切な制御が可能となる。

　なお、主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２５を含む車両システムの構成については、前記第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

　さらに、回転部３１ｃの回転入力量については、車両１０の上方から見て、回転部３１ｃの反時計回り方向への回転、すなわち、反時計回り方向への入力を正の値で表し、回転部３１ｃの時計回り方向への回転、すなわち、時計回り方向への入力を負の値で表す。そして、反時計回り方向への最大入力量を１、時計回り方向への最大入力量を－１として表す。

　なお、本実施の形態においては、操縦者の直感的な操縦を簡易な装置で実現するために、回転部３１ｃを備えるジョイスティック３１を用いているが、他の操縦装置を用いてもよい。例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドル等を備え、各々の操作量を操縦者の操縦意図として、前後加減速や旋回の程度を決定してもよい。

　そして、車両システムは、レバー３１ｂの入力量に応じてヨーレート及び左右加速度を決定し、車両速度に応じてヨーレート及び左右加速度の少なくとも一方を補正し、補正したヨーレート及び左右加速度で旋回する。

　図３５は本発明の第８の実施の形態における車両の他の例の構成を示す概略図、図３６は本発明の第８の実施の形態における車両システムの他の例の構成を示すブロック図である。なお、図３５において、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は車体を傾斜させた状態の背面図である。

　ここでは、説明の都合上、図３５に示されるように、前記車両１０が、車体の前方に配設され、操舵輪として機能する１つの前輪である車輪１２Ｆと、車体の後方に配設され、駆動輪１２として機能する左右２つの後輪である車輪１２Ｌ及び１２Ｒとを有する３輪車である例についてのみ説明する。

　図３５に示される例の車両１０は、図３５（ｃ）に示されるように、リンク機構６０によって左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、つまり、車体を横方向（左右方向）に傾斜させることによって、旋回性能の向上と乗員１５の快適性の確保とを図ることができるようになっている。前記リンク機構６０については、図３４に示される例の車両１０と同様の構成を備えるものなので、その説明を省略する。なお、倒立振り子の姿勢制御のような姿勢制御は行わないものとする。すなわち、前後方向の姿勢制御は行わないものとする。

　また、図３５に示される例の車両１０において、車輪１２Ｆは、サスペンション装置の一部である前輪フォーク１７を介して本体部１１に接続されている。そして、一般的なオートバイ、自転車等の場合と同様に、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させ、これにより、車両１０の進行方向が変化する。

　具体的には、図３５に示されるように、本体部１１の前端上方に操舵部７７が配設され、該操舵部７７によって前輪フォーク１７の回転軸が回転可能に支持されている。また、前記操舵部７７は、操舵用アクチュエータとしてのステアリングアクチュエータ７１と、操舵量検出器としての操舵角センサ７２とを備える。前記ステアリングアクチュエータ７１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて前記前輪フォーク１７の回転軸を回転させ、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させる。つまり、車両１０の操舵は、いわゆるバイワイヤによって行われる。また、操舵角センサ７２は、前記前輪フォーク１７の回転軸の角度変化を検出することによって車輪１２Ｆの舵角、すなわち、操舵装置の操舵量を検出することができる。

　なお、図３５に示される例の車両１０は、図３６に示されるような車両システムを有する。ここで、制御ＥＣＵ２０は、操舵制御ＥＣＵ２４を更に有する。そして、主制御ＥＣＵ２１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて操舵指令値を操舵制御ＥＣＵ２４に送信し、該操舵制御ＥＣＵ２４は、受信した操舵指令値に相当する入力電圧をステアリングアクチュエータ７１に供給する。そして、操舵角センサ７２の検出した舵角は、主制御ＥＣＵ２１に送信される。

　なお、図３５に示される例の車両１０におけるその他の点の構成については、図３４に示される例の車両１０と同様であるので、その説明を省略する。

　図３７は本発明の第８の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。

　なお、本実施の形態において、Ψは車体ヨー角〔ｒａｄ〕であり、αは車両加速度〔ｍ／ｓ²〕である。

　走行及び姿勢制御処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、センサから各状態量を取得する（ステップＳ４１）。具体的には、駆動輪センサ５１から左右の駆動輪回転角又は回転角速度を取得し、車体傾斜センサ４１から車体傾斜ピッチ角又はピッチ角速度及び車体傾斜ロール角又はロール角速度を取得する。

　なお、図３５に示される例の車両１０においては、車体の前後方向の姿勢制御を行わないので、車体傾斜ピッチ角又はピッチ角速度の取得は不要である。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの状態量を算出する（ステップＳ４２）。この場合、取得した状態量を時間微分又は時間積分することによって、残りの状態量を算出する。例えば、取得した状態量が駆動輪回転角、車体傾斜ピッチ角及び車体傾斜ロール角である場合には、これらを時間微分することによって、回転角速度、ピッチ角速度及びロール角速度を得ることができる。また、例えば、取得した状態量が回転角速度、ピッチ角速度及びロール角速度である場合には、これらを時間積分することによって、駆動輪回転角、車体傾斜ピッチ角及び車体傾斜ロール角を得ることができる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、操縦者の操縦操作量を取得する（ステップＳ４３）。この場合、操縦者が、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック３１の操作量を取得する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、走行状態目標値決定処理を実行し（ステップＳ４４）、取得したジョイスティック３１の操作量等に基づいて、車両１０の走行状態目標値、例えば、車両速度、前後加速度、左右加速度、ヨーレート（ヨー角速度）等の目標値を決定する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、走行状態目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する（ステップＳ４５）。具体的には、下記の式によって平均駆動輪回転角速度の目標値を決定する。

　なお、本実施の形態における説明において、上付き添字＊は目標値であることを表し、記号上の１ドットは１階時間微分した値、すなわち、速度であることを表し、記号上の２ドットは２階時間微分した値、すなわち、加速度であることを表すものとする。

　このように、走行状態目標値に相当する駆動輪回転角速度の目標値を決定する。つまり、車両速度の目標値から、平均駆動輪回転角速度の目標値を決定し、ヨーレートの目標値から、駆動輪回転角速度左右差の目標値を決定する。

　なお、本実施の形態においては、駆動輪接地点と路面との間に滑りが存在しないという仮定の下で、車両速度やヨーレートを駆動輪１２の回転角速度に換算しているが、滑りを考慮して駆動輪回転角速度の目標値を決定してもよい。また、車両速度やヨーレート自体をフィードバックして制御してもよい。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜角の目標値を決定する（ステップＳ４６）。具体的には、車両加速度の目標値と車体パラメータとから、下記の式によって車体傾斜ピッチ角の目標値を決定する。

　なお、図３５に示される例の車両１０においては、前後方向の姿勢制御を行わないので、車体傾斜ピッチ角の目標値を決定する必要はない。そして、下記の式によって車体傾斜ロール角の目標値を決定する。

　なお、本実施の形態における説明において、下付き添字Ｘは前後（ｘ軸方向）であることを表し、下付き添字Ｙは左右（ｙ軸方向）であることを表すものとする。

　このように、車両加速度の目標値に応じて車体傾斜角の目標値を決定する。つまり、車体傾斜ピッチ角については、前後の車体姿勢と走行状態に関する倒立振り子の力学的構造を考慮して、前後加速度で与えられる走行目標を達成できる車体姿勢を目標値として与える。また、車体傾斜ロール角については、接地荷重中心が２つの駆動輪１２の接地点間である安定領域に存在する範囲で、自由に目標姿勢を設定できるが、本実施の形態では乗員１５の負荷が最も少ない姿勢を目標値として与える。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの目標値を算出する（ステップＳ４７）。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することによって、駆動輪回転角及び車体傾斜角速度の目標値をそれぞれ算出する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する（ステップＳ４８）。具体的には、下記の式によって、フィードフォワード出力として、総駆動トルクのフィードフォワード量τ_W,FF、駆動トルク左右差のフィードフォワード量Δτ_W,FF及びリンクトルクのフィードフォワード量τ_L,FFを決定する。

　このように、目標とする走行状態や車体姿勢を実現するのに必要なアクチュエータ出力を力学モデルより予測し、その分をフィードフォワード的に付加することで、車両１０の走行及び姿勢制御を高精度に実行する。つまり、前後方向の走行目標を達成できるように、車両前後加減速目標値に応じた駆動トルクを付加する。また、左右方向の車体姿勢目標を達成できるように、車体傾斜ロール角目標値に応じた駆動トルクを付加する。なお、車体に作用する遠心力（左右加速度）の影響を考慮する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードバック出力を決定する（ステップＳ４９）。具体的には、下記の式によって、フィードバック出力として、総駆動トルクのフィードバック量τ_W,FB、駆動トルク左右差のフィードバック量Δτ_W,FB及びリンクトルクのフィードバック量τ_L,FBを決定する。

　このように、状態フィードバック制御により、実際の状態を目標とする状態に近付けるようにフィードバック出力を与える。なお、各フィードバックゲインＫ_**の値は、例えば、最適レギュレータの値を予め設定しておく。また、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入してもよい。さらに、より簡単な制御として、Ｋ_W2、Ｋ_W3、Ｋ_d2及びＫ_L1を除くゲインのいくつかを零にしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。なお、図３５に示される例の車両１０においては、前後方向の姿勢制御を行わないので、総駆動トルクのフィードバック量τ_W,FBの項、及び、駆動トルク左右差のフィードバック量Δτ_W,FBの項は不要である。すなわち、リンクトルクのフィードバック量τ_L,FBのみを決定する。

　最後に、主制御ＥＣＵ２１は、各要素制御システムに指令値を与えて（ステップＳ５０）、走行及び姿勢制御処理を終了する。具体的には、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２５に、下記の式によって決定される指令値として、右駆動トルク指令値τ_WR、左駆動トルク指令値τ_WL、総駆動トルク指令値τ_W、駆動トルク左右差指令値Δτ_W及びリンクトルク指令値τ_Lを与える。

　このように、フィードフォワード出力とフィードバック出力の和を指令値として与える。また、平均駆動トルクと駆動トルク左右差が要求する値になるように、右駆動トルクと左駆動トルクの指令値を与える。なお、図３５に示される例の車両１０においては、前後方向の姿勢制御を行わないので、総駆動トルクのフィードバック量τ_W,FBの項、及び、駆動トルク左右差のフィードバック量Δτ_W,FBの項は不要であり、削除される。

　また、走行及び姿勢制御処理は、所定の時間間隔（例えば、１００〔μｓ〕毎）で繰り返し実行される。

　次に、走行状態目標値決定処理について説明する。

　図３８は本発明の第８の実施の形態における第１旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図、図３９は本発明の第８の実施の形態における第２旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図、図４０は本発明の第８の実施の形態における前後加速度目標値補正量と車両速度の目標値との関係を示す図、図４１は本発明の第８の実施の形態における走行状態目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。なお、図３８において、（ａ）は第１左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係を示し、（ｂ）は第１ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係を示し、図３９において、（ａ）は第２左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係を示し、（ｂ）は第２ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係を示す。

　走行状態目標値決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、車両速度目標値を決定する（ステップＳ４４－１）。具体的には、車両加速度の目標値を時間積分して車両速度の目標値Ｖ^*を決定する。この場合、車両加速度の目標値には、１つ前の制御ステップにおいて決定された値を用いる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第１旋回走行目標値を決定する（ステップＳ４４－２）。具体的には、操縦装置であるジョイスティック３１の左右操作量、すなわち、第１入力手段であるレバー３１ｂの左右入力量と車両速度の目標値とから、下記の式によって第１左右加速度目標値を決定する。

　そして、第１左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係は、図３８（ａ）に示されるようになる。なお、図３８（ａ）のグラフは、レバー３１ｂの左右入力量が正の値である場合を表しており、レバー３１ｂの左右入力量が負の値である場合には、図３８（ａ）のグラフを横軸（Ｖ^*軸）に対して対称移動させたグラフになる。

　また、レバー３１ｂの左右入力量と車両速度の目標値とから、下記の式によって第１ヨーレート目標値を決定する。

　そして、第１ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係は、図３８（ｂ）に示されるようになる。なお、図３８（ｂ）のグラフは、図３８（ａ）のグラフと同様に、レバー３１ｂの左右入力量が正の値である場合を表しており、レバー３１ｂの左右入力量が負の値である場合には、図３８（ｂ）のグラフを横軸に対して対称移動させたグラフになる。また、図３８（ａ）及び（ｂ）のグラフは、所定の入力量を与えた場合を示している。

　このように、本実施の形態においては、操縦装置の左右入力量と車両速度の目標値によって、旋回走行の目標値を決定する。この場合、車両速度の目標値に応じて、操縦装置の左右入力率を左右加速度又はヨーレートのいずれか一方に対応させる。

　具体的には、車両速度の目標値が所定の閾値（図３８に示される例において、第２速度閾値）以上である場合、操縦装置の左右入力率に比例した値を左右加速度の目標値とし、車両速度と左右加速度の目標値に相当するヨーレートの値をその目標値とする。また、車両速度の目標値が前記閾値未満である場合、操縦装置の左右入力率に比例した値をヨーレートの目標値とし、車両速度とヨーレートの目標値に相当する左右加速度の値をその目標値とする。このように、高速走行時には左右加速度を、低速走行時にはヨーレートを、それぞれ、旋回走行状態の程度として認識する傾向が強い人間の特性に適した方を用いることで、操縦性や操縦感を向上させる。

　また、操縦装置の左右入力率に応じて決定された左右加速度とヨーレートの目標値を各々の基準値として、左右加速度の基準値と、ヨーレートの基準値を車両速度の目標値によって左右加速度に換算した値とを比較して、より小さい方を左右加速度の目標値とし、ヨーレートの基準値と、左右加速度の基準値を車両速度の目標値によってヨーレートに換算した値とを比較して、より小さい方をヨーレートの目標値とする。このように、左右加速度を基準とする操縦特性とヨーレートを基準とする操縦特性との間の切替を適切かつ滑らかに行うことで、操縦性や快適性をより向上させることができる。

　さらに、本実施の形態において、操縦装置であるジョイスティック３１は、第１入力手段としてのレバー３１ｂを備え、該レバー３１ｂの左右入力方向と左右加速度の方向が一致するように目標値を決定する。そして、同じレバー３１ｂの入力方向に対して、車両１０の前進時と後進時とで、目標とするヨーレートの正負を反転させる。このように、レバー３１ｂの並進方向を車両１０の並進方向と対応させることで、より直感的な操縦を可能とする。

　さらに、車両速度の目標値が所定の閾値（図３８に示される例において、第１速度閾値）未満である場合、車両速度に応じて旋回走行目標値を制限する。なお、車両速度の目標値が零であるときに旋回走行目標値が共に零になるように、車両速度に応じて制限する。これにより、前後進行方向を連続的に切り替えることが可能な車両１０において、進行方向の切替時における車両１０の回転方向及びヨーレートの急激な変化を防ぎ、操縦を容易にするのとともに、車両速度に不相応な車両回転速度が発生することによる操縦者の違和感や車両１０周辺の他者に与える違和感や誤認識を防ぎ、より安全で快適に使用できる車両１０を実現する。

　なお、本実施の形態においては、操縦装置の入力量を左右加速度又はヨーレートのいずれかに対応させるかを決定する第２速度閾値を左右加速度目標値とヨーレート目標値の最大値に基づいて設定しているが、第２速度閾値の設定値に応じて、他の最大値を設定してもよい。例えば、人間の感受特性に適切な閾値を第２速度閾値とし、また、車体姿勢の安定限界に応じて左右加速度目標値の最大値を決定し、決定した両値からヨーレート目標値の最大値を設定してもよい。これにより、更に操縦性や操縦感のよい車両１０を実現できる。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、第２旋回走行目標値を決定する（ステップＳ４４－３）。具体的には、操縦装置であるジョイスティック３１の回転操作量、すなわち、第２入力手段である回転部３１ｃの回転入力量と車両速度の目標値とから、下記の式によって第２左右加速度目標値を決定する。

　そして、第２左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係は、図３９（ａ）に示されるようになる。なお、図３９（ａ）のグラフは、回転部３１ｃの回転入力量が正の値である場合を表しており、回転部３１ｃの回転入力量が負の値である場合には、図３９（ａ）のグラフを横軸（Ｖ^*軸）に対して対称移動させたグラフになる。

　また、回転部３１ｃの回転入力量と車両速度の目標値とから、下記の式によって第２ヨーレート目標値を決定する。

　そして、第２ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係は、図３９（ｂ）に示されるようになる。なお、図３９（ｂ）のグラフは、図３９（ａ）のグラフと同様に、回転部３１ｃの回転入力量が正の値である場合を表しており、回転部３１ｃの回転入力量が負の値である場合には、図３９（ｂ）のグラフを横軸に対して対称移動させたグラフになる。また、図３９（ａ）及び（ｂ）のグラフは、所定の入力量を与えた場合を示している。

　このように、本実施の形態においては、操縦装置の回転入力量と車両速度の目標値によって、旋回走行の目標値を決定する。そして、車両速度の目標値が所定の閾値（図３９に示される例において、第３速度閾値）未満である場合、操縦装置の回転入力率をヨーレートに対応させる。

　つまり、第１入力手段であるレバー３１ｂによる旋回走行指令に対して、低速走行時のヨーレート目標値を制限する一方で、第２入力手段である回転部３１ｃによる旋回走行指令に対して、低速走行時のヨーレート目標値を許可する。このように、旋回走行の意図を指令する第１入力手段とは別に、車体方向転換の意図を指令する第２入力手段を具備することで、車体方向転換を指令する操縦者の操縦方法及び制御に必要な意図の識別を容易にし、操縦自由度や操縦性の高い車両１０を実現する。

　また、回転入力率に比例した値をヨーレートの目標値とし、車両速度とヨーレートの目標値に相当する左右加速度の値をその目標値とする。これにより、車体方向の転換速度を定量的に指令することを可能とし、より操縦性の高い車両１０を実現する。

　さらに、本実施の形態においては、第２入力手段としての回転部３１ｃを備え、該回転部３１ｃの回転入力方向とヨーレートの方向が一致するように目標値を決定する。そして、同じ回転部３１ｃの入力方向に対して、車両１０の前進時と後進時とで、目標とする左右加速度の正負を反転させる。このように、第１入力手段による旋回指令時の課題である、車両１０の前後進行方向の切替時に車両１０の回転方向及びヨーレートが急激に変化する現象を回避すると共に、回転部３１ｃの回転方向を車両１０の回転方向と対応させることで、より直感的な操縦を可能とする。

　さらに、車両速度の目標値が前記閾値以上である場合、車両速度に応じて旋回走行目標値を制限する。この場合、車両速度の目標値が所定の閾値（図３９に示される例において、第４速度閾値）以上のときに旋回走行目標値が共に零になるように、車両速度に応じて制限する。これにより、操縦者が旋回走行の指令時と車体方向転換の指令時で適切な入力手段を選択することを促し、操縦意図の識別を容易にするのと共に、第２入力手段からの旋回走行指令入力と車両１０の制動指令入力を同時に操作できない操縦装置を用いる場合において、高速走行時からの緊急の車両制動指令が遅れるような操縦方法である第２入力手段による旋回走行指令入力を禁止し、より安全で快適に使用できる車両１０を実現する。

　続いて、主制御ＥＣＵ２１は、旋回走行目標値を決定する（ステップＳ４４－４）。具体的には、第１旋回走行目標値と第２旋回走行目標値とから決定する。まず、操縦装置の左右入力量に応じて決定される第１左右加速度目標値と操縦装置の回転入力量に応じて決定される第２左右加速度目標値とから、下記の式によって左右加速度目標値を決定する。

　また、操縦装置の左右入力量に応じて決定される第１ヨーレート目標値と操縦装置の回転入力量に応じて決定される第２ヨーレート目標値とから、下記の式によってヨーレート目標値を決定する。

　このように、本実施の形態においては、操縦装置の入力量に応じて決定された旋回走行目標値に基づいて、実際の制御での目標値を決定する。具体的には、第１入力手段であるレバー３１ｂの左右入力量及び車両速度目標値によって決定された第１左右加速度目標値と、第２入力手段である回転部３１ｃの回転入力量及び車両速度目標値によって決定された第２左右加速度目標値との和を左右加速度目標値とする。また、第１入力手段であるレバー３１ｂの左右入力量及び車両速度目標値によって決定された第１ヨーレート目標値と、第２入力手段である回転部３１ｃの回転入力量及び車両速度目標値によって決定された第２ヨーレート目標値との和をヨーレート目標値とする。このように、レバー３１ｂと回転部３１ｃの操作入力による操縦者の操縦意図を総合的に把握し、それに適合した旋回走行目標値を設定することで、操縦性及び操縦自由度の高い車両１０を実現できる。

　なお、本実施の形態においては、左右加速度及びヨーレートの目標値を設定しているが、いずれか一方のみの目標値を旋回走行目標値として設定してもよい。例えば、ヨーレートの目標値のみを旋回目標として決定してもよい。また、左右加速度が必要な場合にはヨーレートの目標値と車両速度の目標値から左右加速度を求めてもよい。さらに、旋回半径、曲率等の他の状態量によって旋回走行目標値を設定してもよい。これらの状態量は、上記の左右加速度やヨーレートから所定の関係式によって容易に決定される。

　最後に、主制御ＥＣＵ２１は、前後走行の目標値を決定して（ステップＳ４４－５）、走行状態目標値決定処理を終了する。具体的には、操縦装置の前後入力量と回転入力量とから、下記の式によって前後加速度目標値を決定する。

　そして、前後加速度目標値補正量と車両速度の目標値との関係は、図４０に示されるようになる。

　このように、本実施の形態においては、操縦装置の回転入力量と車両速度の目標値とによって、前後加速度の目標値を補正する。この場合、操縦装置の回転入力率に応じて、車両１０の走行速度を低下させるように前後加速度の目標値を補正する。具体的には、第２入力手段による旋回走行指令が許可される車両速度目標値の範囲内において、回転入力率に比例した減速度を前後加速度目標値の補正量とし、操縦装置の前後入力量に応じて決定された前後加速度操縦指令値を補正する。このように、車体方向転換を指令する第２入力手段からの入力に応じて車両速度を低下させることで、理想的な車体方向転換動作である超信地旋回（その場回転）の状態に速やかに誘導すると共に、第２入力手段からの旋回走行指令入力と車両１０の制動指令入力を同時に操作できない操縦装置を用いる場合において、車両１０を自動的に制動させることで、より安全で快適な使用を可能とする。

　また、車両速度目標値が所定の閾値（図４０に示される例において、Ｖ_sh,0）以下である場合、前後加速度目標値補正量を制限する。このように、車両１０の前進と後進の切替に伴う前後加速度補正量の正負の切替を滑らかにすることで、走行状態や車体姿勢の振動を防止し、快適性を向上させる。

　なお、本実施の形態においては、ステップＳ４４－３の第２旋回走行目標値を決定するための式で用いた第３速度閾値及び第４速度閾値と、ステップＳ４４－５の前後走行の目標値を決定するための式で用いた第３速度閾値及び第４速度閾値とに同じ値を設定しているが、異なる値を設定してもよい。例えば、ステップＳ４４－５の前後走行の目標値を決定するための式で用いた第３速度閾値及び第４速度閾値の方をより大きな値とすることで、回転入力量による旋回走行指令が禁止される車両速度で回転入力量を与えた場合でも、自動的に車両速度が低下した後に、車体方向転換動作に移行させることができる。

　また、本実施の形態においては、前後加速度目標値補正量を回転入力量に比例した値としているが、他の決定方法を用いてもよい。例えば、回転入力量が所定の閾値よりも大きい場合に限り、所定の減速度を与えるようにしてもよい。

　さらに、本実施の形態においては、前後方向の車両加速度を補正しているが、車両速度を補正してもよい。例えば、車体速度の目標値を零とすることで、超信地旋回状態へのより速やかな移行を促してもよい。

　このように、本実施の形態においては、第１入力手段の入力量に応じてヨーレート及び左右加速度を決定し、車両速度に応じてヨーレート又は左右加速度の少なくとも一方を補正し、補正したヨーレート及び／又は左右加速度で旋回する。

　この場合、車両速度に応じて状態量であるヨーレート又は左右加速度の一方を選択し、一方の状態量の値を車両速度によって換算した値を、補正した他方の状態量とする。具体的には、車両速度が所定の閾値以上である場合には左右加速度を選択し、車両速度が所定の閾値未満である場合にはヨーレートを選択する。また、一方の状態量の値の絶対値が、他方の状態量の値を車両速度によって一方の状態量に換算した値である換算値の絶対値よりも小さい場合には一方の状態量を選択し、換算値の絶対値以上である場合には他方の状態量を選択する。

　また、前進走行状態と後進走行状態の遷移状態において、第１入力手段の所定の入力量に対するヨーレートの正負を反転する。なお、第１入力手段はレバー３１ｂであり、該レバー３１ｂを駆動輪１２の回転軸と平行な方向に傾斜又は移動させて入力する。

　さらに、車両速度が所定の閾値以下であるときに、補正したヨーレートの絶対値を低減する。

　また、本実施の形態においては、第２入力手段を更に備え、第１入力手段の入力量に応じて決定されたヨーレート及び左右加速度と、第２入力手段の入力量に応じて決定されたヨーレート及び左右加速度との和であるヨーレート及び左右加速度で旋回する。

　この場合、第２入力手段の入力量に応じて決定されたヨーレートを車両速度によって左右加速度に換算した値を、第２入力手段に応じて決定された左右加速度に置き換える。

　また、前進走行状態と後進走行状態の遷移状態において、第２入力手段の所定の入力量に対する左右加速度の正負を反転する。なお、第２入力手段は回転部３１ｃであり、該回転部３１ｃを駆動輪１２の回転軸に垂直な直線を回転軸として回転させて入力する。

　さらに、車両速度が所定の閾値以上であるときに、第２入力手段に応じて決定されるヨーレートと左右加速度の値を零とする。

　さらに、第２入力手段の入力量に応じて、車両１０の前後加速度を補正する。具体的には、車両速度が所定の閾値以下であるとき、車両１０の前後加速度を補正する。また、車両１０が減速するように、前後加速度を補正する。

　さらに、ヨーレートと左右加速度の目標値を決定し、それに応じた駆動トルクを左右の駆動輪１２に与える。具体的には、ヨーレートの目標値を駆動輪回転角速度差に換算した値を駆動輪回転角速度差の目標値とし、該目標値と計測値との差に比例した大きさの差動トルクを駆動輪１２に与える。

　さらに、左右加速度に応じた量だけ、駆動輪１２の接地点に対する車体重心の相対位置を移動させる。具体的には、車体左右傾斜機構としてのリンク機構６０を備え、車両加速度に応じた量だけ車体を傾斜させる。

　これにより、本実施の形態においては、操縦者の操作入力量に応じて、適切な旋回走行状態を実現することができる。そして、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦可能な車両１０を提供できる。

　次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、第１～第８の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１～第８の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

　図４２は本発明の第９の実施の形態における第１旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図、図４３は本発明の第９の実施の形態における第２旋回走行目標値と車両速度の目標値との関係を示す図である。なお、図４２において、（ａ）は第１左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係を示し、（ｂ）は第１ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係を示し、図４３において、（ａ）は第２左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係を示し、（ｂ）は第２ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係を示す。

　前記第８の実施の形態において、ステップＳ４４－２で用いた第１旋回走行目標値を決定するための式や、ステップＳ４４－３で用いた第２旋回走行目標値を決定するための式は、変化率が不連続な点を含むので、旋回走行時に速度を変化させるとき、操縦者に違和感を与える可能性がある。また、式が複雑であるので、制御に必要な演算処理内容が多く、高価な演算手段を必要とする可能性がある。さらに、任意の定数を含むので、適切なパラメータ値を設定するのに時間を要する。すなわち、前記式は、簡素で、任意定数を含まず、変化率が連続である方が望ましい。

　そこで、本実施の形態においては、第１旋回走行目標値を決定するための式及び第２旋回走行目標値を決定するための式として、簡素で、任意定数を含まず、かつ、変化率が連続である式を使用する。これにより、より操縦性が高く、操作感のよい安価な倒立型の車両１０を提供することができる。

　まず、第１旋回走行目標値を決定するための式について説明する。本実施の形態においては、下記の式によって第１左右加速度目標値を決定する。

　これにより、本実施の形態における第１左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係は、図４２（ａ）に示されるようになる。なお、図４２（ａ）のグラフは、レバー３１ｂの左右入力量が正の値である場合を表しており、レバー３１ｂの左右入力量が負の値である場合には、図４２（ａ）のグラフを横軸（Ｖ^*軸）に対して対称移動させたグラフになる。

　また、下記の式によって第１ヨーレート目標値を決定する。

　これにより、本実施の形態における第１ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係は、図４２（ｂ）に示されるようになる。なお、図４２（ｂ）のグラフは、図４２（ａ）のグラフと同様に、レバー３１ｂの左右入力量が正の値である場合を表しており、レバー３１ｂの左右入力量が負の値である場合には、図４２（ｂ）のグラフを横軸に対して対称移動させたグラフになる。

　次に、第２旋回走行目標値を決定するための式について説明する。本実施の形態においては、下記の式によって第２左右加速度目標値を決定する。

　これにより、本実施の形態における第２左右加速度目標値と車両速度の目標値との関係は、図４３（ａ）に示されるようになる。なお、図４３（ａ）のグラフは、回転部３１ｃの回転入力量が正の値である場合を表しており、回転部３１ｃの回転入力量が負の値である場合には、図４３（ａ）のグラフを横軸（Ｖ^*軸）に対して対称移動させたグラフになる。

　また、下記の式によって第２ヨーレート目標値を決定する。

　これにより、本実施の形態における第２ヨーレート目標値と車両速度の目標値との関係は、図４３（ｂ）に示されるようになる。なお、図４３（ｂ）のグラフは、図４３（ａ）のグラフと同様に、回転部３１ｃの回転入力量が正の値である場合を表しており、回転部３１ｃの回転入力量が負の値である場合には、図４３（ｂ）のグラフを横軸に対して対称移動させたグラフになる。

　なお、その他の点については、前記第８の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

　このように、本実施の形態においては、簡素で、任意定数を含まず、かつ、変化率が連続である式を使用して、第１旋回走行目標値及び第２旋回走行目標値を決定するので、より操縦性が高く、操作感のよい安価な車両１０を提供することができる。

　さらに、本発明の第８及び第９の実施の形態においては、従来の技術の問題点を解決する手段として、以下のようなものを示すことができる。

　回転可能に車体に取り付けられた左右の駆動輪と、操縦者が操作する第１入力手段と、前記駆動輪の各々に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記第１入力手段の入力量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記第１入力手段の入力量に応じてヨーレート及び左右加速度を決定し、決定したヨーレート又は左右加速度の少なくとも一方を車両速度に応じて補正し、補正したヨーレート及び／又は左右加速度に基づいて旋回走行を制御する車両。

　この構成によれば、操縦装置の入力量に応じて、適切な旋回走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦することができる。

　他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度に応じてヨーレート又は左右加速度の一方を選択し、該一方の値を車両速度によって換算した値を他方の補正値とする。

　この構成によれば、人間の感覚に即した旋回走行状態を実現することができ、操縦感が向上する。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾値以上である場合には左右加速度を選択し、車両速度が前記閾値未満である場合にはヨーレートを選択する。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記ヨーレート又は左右加速度の一方の値の絶対値が他方の値を車両速度によって換算した値の絶対値よりも小さい場合には前記一方を選択し、その他の場合には前記他方を選択する。

　これらの構成によれば、ヨーレートと左右加速度を適切かつ滑らかに切り替えることで、操縦者に違和感を与えることがなくなり、操縦感がより向上する。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前進走行状態と後進走行状態の遷移状態において、前記第１入力手段の入力量に対するヨーレートの正負を反転する。

　この構成によれば、第１入力手段による操縦者の旋回操縦操作に対する前進時の旋回方向と後進時の旋回方向との違いについて、操縦者に違和感を与えることがない。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾値以下である場合には補正したヨーレートの絶対値を低減する。

　この構成によれば、前進状態と後進状態との間の遷移時に車体の回転方向が急に替わることを防ぎ、操縦感や操縦性をさらに向上させることができる。

　更に他の車両においては、さらに、操縦者が操作する第２入力手段を更に備え、前記車両制御装置は、前記第１入力手段の入力量に応じて決定したヨーレート及び左右加速度と、前記第２入力手段の入力量に応じて決定したヨーレート及び左右加速度との和であるヨーレート及び左右加速度に基づいて旋回走行を制御する。

　この構成によれば、操縦者の操縦意図をより適切に把握することができ、操縦性及び操縦自由度が向上する。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記第２入力手段の入力量に応じて決定したヨーレートを車両速度によって左右加速度に換算した値を、前記第２入力手段の入力量に応じて決定した左右加速度の値と置き換える。

　この構成によれば、より直感的な操作が可能となり、操縦感や操縦性をさらに向上させることができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前進走行状態と後進走行状態の遷移状態において、前記第２入力手段の入力量に対する左右加速度の正負を反転する。

　この構成によれば、第２入力手段による操縦者の旋回操縦操作に対する前進時の旋回方向と後進時の旋回方向との違いについて、操縦者に違和感を与えることがない。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾値以上である場合には前記第２入力手段の入力量に応じて決定したヨーレート及び左右加速度の値を零にする。

　この構成によれば、操縦意図に応じた入力装置の適切な使い分けを促し、安全性と快適性を向上させることができる。

　更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記第２入力手段の入力量に応じて前後加速度を補正する。

　この構成によれば、超信地旋回（その場旋回）の操縦性や快適性を向上させることができる。

　なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

　本発明は、車両に適用することができる。

１０　　車両
１２　　駆動輪
１２Ｌ、１２Ｒ　　車輪
１４　　搭乗部
１５　　乗員
２０　　制御ＥＣＵ
３１　　ジョイスティック
３１ｂ　　レバー

Claims

　回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、
　操縦者が操作する操縦装置と、
　前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記操縦装置の操作量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、
　該車両制御装置は、前記操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とすることを特徴とする車両。
　前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向及び操作量並びに車両走行状態に応じて車両加速度を決定する請求項１に記載の車両。
　前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向が所定の方向である場合に、車両の停止時又は前進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の後進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とし、前記操縦装置の操作方向が前記所定の方向と逆である場合に、車両の停止時又は後進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の前進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とする請求項２に記載の車両。
　前記車両制御装置は、前記操作量の時間履歴に応じて走行モードを前進、後進又は停止モードのいずれかに決定し、決定した走行モードによって前記車両加速度を制限する請求項２又は３に記載の車両。
　前記車両制御装置は、前記走行モードが前進モードである場合には後方への加速を制限し、前記走行モードが後進モードである場合には前方への加速を制限し、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されず、かつ、車両速度が所定値以下であるときに限り、前記走行モードの前進から後進への切替及び後進から前進への切替を許可する請求項４に記載の車両。
　前記車両制御装置は、車両速度に応じて前記車両加速度を補正する請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。
　前記車両制御装置は、車両速度の２乗に比例した量だけ前記車両加速度を小さく補正する請求項６に記載の車両。
　前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾値以下であるとき、車両速度に比例した車両減速度の上限値により車両減速度を制限する請求項７に記載の車両。
　前記車両制御装置は、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されない場合、所定の車両減速度を決定する請求項１～８のいずれか１項に記載の車両。
　前記操縦装置は、前記駆動輪の回転軸に垂直な方向に並進可能、又は、前記駆動輪の回転軸に平行な直線周りに回転可能な入力手段を備え、
　前記車両制御装置は、前記入力手段の位置又は回転角に応じて車両加速度を決定する請求項１～９のいずれか１項に記載の車両。
　前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する請求項１～１０のいずれか１項に記載の車両。
　前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値を時間積分した値に所定の定数を乗じた値と前記駆動輪の回転角速度との差に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する請求項１１に記載の車両。
　前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部を更に有し、
　前記車両制御装置は、前記能動重量部の位置を制御して、前記車両加速度の目標値に応じた量だけ、前記駆動輪の接地点に対する前記車体の重心の相対位置を移動させる請求項１～１２のいずれか１項に記載の車両。