(57)【要約】【課題】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ようにする。【解決手段】取得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、取得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、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各駆動輪に付与する。【選択図】図１
2010260533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とする車両。
【請求項２】
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請求項１に記載の車両。
【請求項３】
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請求項２に記載の車両。
【請求項４】
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請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
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請求項４に記載の車両。
【請求項６】
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請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
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請求項６に記載の車両。
【請求項８】
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請求項２に記載の車両。
【請求項９】
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請求項８に記載の車両。
【請求項１０】
前記左右不感帯閾値は車両速度が上昇すると増加する請求項８に記載の車両。
【請求項１１】
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請求項８に記載の車両。
【請求項１２】
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請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１３】
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請求項１２に記載の車両。
【請求項１４】
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請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１５】
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請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１６】
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つ以上である請求項１５に記載の車両。
【請求項１７】
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請求項１５又は１６に記載の車両。
【請求項１８】
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請求項１７に記載の車両。
【請求項１９】
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請求項１７及び１８に記載の車両。
【請求項２０】
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請求項１７及び１８に記載の車両。
【請求項２１】
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請求項１７及び１８に記載の車両。
【請求項２２】
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請求項１５に記載の車両。
【請求項２３】
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請求項１５に記載の車両。
【請求項２４】
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請求項１５に記載の車両。
【請求項２５】
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請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項２６】
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請求項２５に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。）。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２９４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明は、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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の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。
【００１２】
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、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。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、前記設定した前後走行状態の絶対値が所定の前後不感帯閾（しきい）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。
【００１８】
本発明の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。
【００１９】
本発明の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。
【００２０】
本発明の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。
【００２１】
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。
【００２２】
本発明の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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
本発明の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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、最小２乗法によって前記比の平均を取得する。
【００２８】
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、前記比の平均を前記座標軸回転角正弦値とする。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明の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。
【００３４】
本発明の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。
【００３５】
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、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。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１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。
【００３７】
請求項２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。
【００３８】
請求項３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。
【００３９】
請求項４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。
【００４０】
請求項５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。
【００４１】
請求項６及び７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。
【００４２】
請求項８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。
【００４３】
請求項９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。
【００４４】
請求項１０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。
【００４５】
請求項１１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。
【００４６】
請求項１２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。
【００４７】
請求項１３及び１４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。
【００４８】
請求項１５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。
【００４９】
請求項１６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。
【００５０】
請求項１７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。
【００５１】
請求項１８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。
【００５２】
請求項１９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。
【００５３】
請求項２０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。
【００５４】
請求項２１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。
【００５５】
請求項２２及び２３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。
【００５６】
請求項２４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。
【００５７】
請求項２５及び２６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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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での第１補正を説明する図である。
【図５】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での第３補正の結果を示す図である。
【図６】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での第４補正の結果を示す図である。
【図７】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での第５補正の結果を示す図である。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】本発明の第２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。
【図１１】本発明の第２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。
【図１２】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。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。
【図１４】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。
【図１５】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での第１補正を説明する図である。
【図１６】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での第４補正の結果を示す図である。
【図１７】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での第５補正の結果を示す図である。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】本発明の第６の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。
【図２３】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。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、車体を前後左右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（ｂ）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。
【００６２】
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（ｂ）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。
【００６３】
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、車両１０の運転者である乗員１５が搭乗する搭乗部１４が取り付けられている。
【００６４】
本実施の形態においては、説明の都合上、搭乗部１４には乗員１５が搭乗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、貨物等の搭載物が積載されていてもよい。なお、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る。
【００６５】
また、前記車両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１（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
図１（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、ジョイスティック３１は、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入力手段としてのレバー３１ｂを備える。
【００７０】
そして、操縦者としての乗員１５は、レバー３１ｂを、図１（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２に示される主制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２１に送信する。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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ＥＣＵ２０を有し、該制御ＥＣＵ２０は、主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２３を備える。前記制御ＥＣＵ２０並びに主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御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及びリンク制御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。
【００７５】
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。
【００７６】
また、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ＥＣＵ２３に送信し、該リンク制御ＥＣＵ２３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。
【００７７】
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。
【００７８】
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ＥＣＵ２３に送信する。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
図３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。
【００８３】
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。
θWR：右駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θWL：左駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θW ：平均駆動輪回転角〔ｒａｄ〕；θW ＝（θWR＋θWL）／２
ΔθW ：駆動輪回転角左右差〔ｒａｄ〕；ΔθW ＝θWR−θWL
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〕
τL ：リンクトルク〔Ｎｍ〕
τWR：右駆動トルク〔Ｎｍ〕
τWL：左駆動トルク〔Ｎｍ〕
τW ：総駆動トルク〔Ｎｍ〕；τW ＝τWR＋τWL
ΔτW ：駆動トルク左右差〔Ｎｍ〕；ΔτW ＝τWR−τWL
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ2 〕
ＲW ：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〕
ｍW ：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 〕
ＩW ：駆動輪慣性モーメント（２輪合計）〔ｋｇｍ2 〕
αX ：車両前後加速度〔ｍ／ｓ2 〕
αY ：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Ｓ１）。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。
【００８４】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの状態量を算出する（ステップＳ２）。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。
【００８５】
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Ｓ３）。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。
【００８６】
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１０の車両加速度目標値を決定する。
【００８７】
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Ｓ５）。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。
【００８８】
【数１】
2010260533.tif 000003
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
【数２】
2010260533.tif 000004
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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Ｓ６）。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。
【００９５】
【数３】
2010260533.tif 000005
【００９６】
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。
【００９７】
【数４】
2010260533.tif 000006
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、駆動輪回転角及び車体傾斜角速度の目標値をそれぞれ算出する。
【０１０１】
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、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τW,FF、駆動トルク左右差のフィードフォワード量ΔτW,FF及びリンクトルクのフィードフォワード量τL,FFを決定する。
【０１０２】
【数５】
2010260533.tif 000007
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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Ｓ９）。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τW,FB、駆動トルク左右差のフィードバック量ΔτW,FB及びリンクトルクのフィードバック量τL,FBを決定する。
【０１０８】
【数６】
2010260533.tif 000008
【０１０９】
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、ＫW2、ＫW3、Ｋd2及びＫL3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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２及びリンク制御ＥＣＵ２３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τWR、左駆動トルク指令値τWL、総駆動トルク指令値τW 、駆動トルク左右差指令値ΔτW 及びリンクトルク指令値τL を与える。
【０１１５】
【数７】
2010260533.tif 000009
【０１１６】
なお、ξは接地荷重移動率である。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
次に、車両加速度目標値決定処理について説明する。
【０１２０】
図４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での第１補正を説明する図、図５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での第３補正の結果を示す図、図６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での第４補正の結果を示す図、図７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での第５補正の結果を示す図、図８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。なお、図４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５及び６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。
【０１２１】
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Ｓ４−１）。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。
【０１２２】
【数８】
2010260533.tif 000010
【０１２３】
なお、ＵX はジョイスティック前後入力量、αX,Max は車両前後最大加速度である。
【０１２４】
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。
【０１２５】
【数９】
2010260533.tif 000011
【０１２６】
なお、ＵY はジョイスティック左右入力量、αY,Max は車両左右最大加速度である。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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Ｓ４−２）。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。
【０１３２】
【数１０】
2010260533.tif 000012
【０１３３】
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。
【０１３４】
【数１１】
2010260533.tif 000013
【０１３５】
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。
【０１３６】
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４（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４（ｃ）における下方向）の車両左右加速度目標値を加える。
【０１３７】
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４（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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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Ｓ４−３）。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。
【０１４１】
【数１２】
2010260533.tif 000014
【０１４２】
なお、ζX はフィルタ係数であり、ζX ＝Δｔ／ＴX である。また、ＴX はローパスフィルタ時定数である。
【０１４３】
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。
【０１４４】
【数１３】
2010260533.tif 000015
【０１４５】
なお、ζY はフィルタ係数であり、ζY ＝Δｔ／ＴY である。また、ＴY 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。
【０１４６】
【数１４】
2010260533.tif 000016
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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Ｓ４−４）。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。
【０１５１】
【数１５】
2010260533.tif 000017
【０１５２】
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。
【０１５３】
【数１６】
2010260533.tif 000018
【０１５４】
さらに、αY,IS,0は左右不感帯閾値、ＣIS,Vは不感帯拡張速度係数（所定値）、ＣIS,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、αY,IS,0＞αX,IS,0となるように設定される。
【０１５５】
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５（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αX,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。
【０１５６】
また、図５（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αY,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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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Ｓ４−５）。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。
【０１６０】
【数１７】
2010260533.tif 000019
【０１６１】
さらに、ＰX は前後入力指数であり、ＰX ＝ｐX ＋ｑX である。なお、ｐX は前後入力指数の整数部分、ｑX は前後入力指数の小数部分（０≦ｑX ＜１）である。
【０１６２】
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。
【０１６３】
【数１８】
2010260533.tif 000020
【０１６４】
なお、ｐY は左右入力指数の整数部分、ｑY は左右入力指数の小数部分（０≦ｑY ＜１）である。また、ＰY,Inは左右内側入力指数、ＰY,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、ＰY,In＞ＰY,Out となるように設定される。
【０１６５】
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６（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。
【０１６６】
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６（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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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Ｓ４−６）。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。
【０１６９】
【数１９】
2010260533.tif 000021
【０１７０】
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。
【０１７１】
【数２０】
2010260533.tif 000022
【０１７２】
第５補正においては、図７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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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Ｓ４−７）、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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
次に、本発明の第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。
【０１８４】
図９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。
【０１８５】
前記第１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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
図９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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１９１】
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。
【０１９２】
図１０は本発明の第２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。
【０１９３】
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Ｓ１１）。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。
【０１９４】
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Ｓ１２）。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の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。
【０１９５】
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Ｓ１３）。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。
【０１９６】
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Ｓ１４）。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。
【０１９７】
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Ｓ１５）。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１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。
【０１９８】
続いて、制御終了であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。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。
【０１９９】
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Ｓ１７）、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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
図１１は本発明の第２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１２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。
【０２０５】
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Ｓ４−１１）。なお、基準車両加速度目標値を決定する動作は、前記第１の実施の形態における図８に示されるステップＳ４−１の動作と同様であるので、説明を省略する。
【０２０６】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、補正パラメータを決定する（ステップＳ４−１２）。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αY,IS,0、左右外側入力指数ＰY,Out 及び非対称係数γY,Asを決定する。
【０２０７】
【数２１】
2010260533.tif 000023
【０２０８】
ここで、βInitは座標軸回転角正弦値初期値、αY,IS,0,Init は左右不感帯閾値初期値、ＰY,Out,Initは左右外側入力指数初期値、γY,As,Init は非対称係数初期値である。また、ＮTRは初期値固定データ数であり、ＮTR＝ＴTR／Δｔ、ＴTRは初期値固定時間（所定値）、ξはフィルタ係数であり、ξ＝Δｔ／ＴLP、ＴLPはフィルタ時定数（初期値）である。
【０２０９】
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αY,IS,0の推定値、左右外側入力指数ＰY,Out の推定値及び非対称係数γY,Asの推定値を決定する。
【０２１０】
【数２２】
2010260533.tif 000024
【０２１１】
さらに、下記の式によって前後加速度２乗和ＳXX、左右加速度２乗和ＳYY及び加速度相乗和ＳXYが決定される。
【０２１２】
【数２３】
2010260533.tif 000025
【０２１３】
なお、Ｎは参照データ数であり、Ｎ＝Ｔref ／Δｔ、Ｔref は参照時間（所定値）である。
【０２１４】
さらに、下記の式によって選抜加速度が決定される。
【０２１５】
【数２４】
2010260533.tif 000026
【０２１６】
さらに、下記の式によって選抜判定値が決定される。
【０２１７】
【数２５】
2010260533.tif 000027
【０２１８】
また、Ｔshは最大入力移行時間選抜閾値（所定値）である。
【０２１９】
さらに、下記の式によって分散値が決定される。
【０２２０】
【数２６】
2010260533.tif 000028
【０２２１】
なお、Δσは分散差であり、Δσ＝σIn−σOut である。また、下記の式によって内側分散値が決定される。
【０２２２】
【数２７】
2010260533.tif 000029
【０２２３】
また、下記の式によって内側左右加速度２乗和ＳYY,In 及び内側加速度相乗和ＳXY,In が決定される。
【０２２４】
【数２８】
2010260533.tif 000030
【０２２５】
ここで、ＮIn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。
【０２２６】
また、下記の式によって外側分散値が決定される。
【０２２７】
【数２９】
2010260533.tif 000031
【０２２８】
また、下記の式によって外側左右加速度２乗和ＳYY,Out及び外側加速度相乗和ＳXY,Outが決定される。
【０２２９】
【数３０】
2010260533.tif 000032
【０２３０】
ここで、ＮOut 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。
【０２３１】
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１１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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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Ｓ４−１３）。なお、以降の動作、すなわち、ステップＳ４−１３〜Ｓ４−１８の動作は、前記第１の実施の形態における図８に示されるステップＳ４−２〜Ｓ４−７の動作と同様であるので、説明を省略する。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
図１３は本発明の第３の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図１４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。なお、図１３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。
【０２４７】
前記第１及び第２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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
図１３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。
【０２５０】
また、図１３（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。
【０２５１】
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１３（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。
【０２５２】
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１３（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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０２５６】
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。
【０２５７】
図１５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での第１補正を説明する図、図１６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での第４補正の結果を示す図、図１７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での第５補正の結果を示す図、図１８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。なお、図１５〜１７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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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Ｓ２２）。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。
【０２６０】
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Ｓ２３）。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。
【０２６１】
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Ｓ２４）。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。
【０２６２】
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Ｓ２５）。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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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Ｓ２６）。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１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。
【０２６８】
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１５のように行われる。なお、図１５（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１５（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。
【０２６９】
また、第４補正及び第５補正は、図１６及び１７のように行われる。なお、図１６及び１７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。
【０２７０】
最後に、制御終了であるか否かを判断する（ステップＳ２７）。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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
図１９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２０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１９において、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。
【０２７５】
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。
【０２７６】
ここでは、説明の都合上、図１９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。
【０２７７】
この場合、車両１０は、前記第１〜第３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。
【０２７８】
また、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。
【０２７９】
具体的には、図１９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。
【０２８０】
そして、本実施の形態における車両１０は、図２０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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２８４】
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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０２８８】
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１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０２８９】
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。
【０２９０】
【数３１】
2010260533.tif 000033
【０２９１】
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。
【０２９２】
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１の実施の形態と同様に行われるので、説明を省略する。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２９５】
また、車両加速度目標値決定処理についても、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
その他の点については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０２９９】
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。
【０３００】
図２１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。
【０３０１】
前記第４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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
図２１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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
なお、その他の点の構成については、前記第２及び４の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０３０６】
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２及び第４の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０３０７】
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。
【０３０８】
図２２は本発明の第６の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図２３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。なお、図２２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。
【０３０９】
前記第４及び第５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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
図２３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。
【０３１２】
なお、その他の点の構成については、前記第３及び第４の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０３１３】
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４の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０３１４】
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。
【産業上の利用可能性】
【０３１５】
本発明は、車両に適用することができる。
【符号の説明】
【０３１６】
１０    車両
１２    駆動輪
１２Ｌ、１２Ｒ    車輪
１４    搭乗部
１５    乗員
１８Ｌ    操縦装置左側取付部
１８Ｒ    操縦装置右側取付部
２０    制御ＥＣＵ
３１    ジョイスティック
３３    ＩＤカードインターフェイス
３４    ＩＤカード
３５    取付部スイッチ
７２    操舵角センサ
７３    スロットルグリップ
７４    ブレーキレバー
【図１】
2010260533.tif 000034
【図２】
2010260533.tif 000035
【図３】
2010260533.tif 000036
【図４】
2010260533.tif 000037
【図５】
2010260533.tif 000038
【図６】
2010260533.tif 000039
【図７】
2010260533.tif 000040
【図８】
2010260533.tif 000041
【図９】
2010260533.tif 000042
【図１０】
2010260533.tif 000043
【図１１】
2010260533.tif 000044
【図１２】
2010260533.tif 000045
【図１３】
2010260533.tif 000046
【図１４】
2010260533.tif 000047
【図１５】
2010260533.tif 000048
【図１６】
2010260533.tif 000049
【図１７】
2010260533.tif 000050
【図１８】
2010260533.tif 000051
【図１９】
2010260533.tif 000052
【図２０】
2010260533.tif 000053
【図２１】
2010260533.tif 000054
【図２２】
2010260533.tif 000055
【図２３】
2010260533.tif 000056