(57)【要約】【課題】車両の用途や使用方法に応じて、適切に車両を制御する。【解決手段】倒立振子型車両１は、折り畳み可能に組付けられたシート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ２５Ｒ，２５Ｌを備える。シート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ２５Ｒ，２５Ｌの折り畳み状態に基づき決定された動作モードを応じて値が変化する特性パラメータＫi_x，Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）及びθb_x_obj，θb_y_objを用いて車輪体５の制御用操作量が決定される。【選択図】図２
2011063230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面上を移動可能な移動動作部と、該移動動作部を駆動するアクチュエータ装置と、該移動動作部及びアクチュエータ装置が組付けられた基体と、該基体に設けられ、鉛直方向に傾動自在な傾動体と、該基体又は傾動体に、運搬対象物体の荷重を受け得る状態と受け得ない状態とを切替自在に組付けられた荷重受け部とを備えた倒立振子型車両であって、
前記荷重受け部が前記運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかを示す出力を生成する受け部状態検知手段と、
該受け部状態検知手段の出力に応じて前記車両の動作モードを決定する動作モード決定手段と、
少なくとも前記動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて前記移動動作部の制御特性パラメータを決定し、その決定した制御特性パラメータを用いて前記アクチュエータ装置から前記移動動作部に付与する駆動力を規定する制御用操作量を決定する制御用操作量決定手段と、
該制御用操作量決定手段が決定した制御用操作量に応じて、前記移動動作部の移動動作を前記アクチュエータ装置を介して制御する移動動作制御手段とを備えることを特徴とする倒立振子型車両。
【請求項２】
請求項１記載の倒立振子型車両において、
前記制御用操作量決定手段は、少なくとも、前記傾動体の目標傾斜角度と該傾動体の実際の傾斜角度との偏差である傾斜角度偏差に第１ゲイン係数を乗じてなる第１操作成分を“０”に近づけるように、前記制御用操作量を決定する手段であって、前記目標傾斜角度又は前記第１ゲイン係数の少なくとも一方を、制御特性パラメータとして、前記動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて決定することを特徴とする倒立振子型車両。
【請求項３】
請求項１記載の倒立振子型車両において、
前記制御用操作量決定手段は、少なくとも、前記傾動体の目標傾斜角度と該傾動体の実際の傾斜角度との偏差である傾斜角度偏差に第１ゲイン係数を乗じてなる第１操作成分を“０”に近づけるように、且つ、前記車両の所定の代表点の速度目標値である目標速度と該代表点の実際の移動速度との偏差である速度偏差に第２ゲイン係数を乗じてなる第２操作成分を“０”に近づけるように、前記制御用操作量を決定する手段であって、前記目標傾斜角度、前記速度偏差、前記第１ゲイン係数、前記第２ゲイン係数のうち少なくとも１つを、制御特性パラメータとして、前記動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて決定することを特徴とする倒立振子型車両。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の倒立振子型車両において、
前記動作モード決定手段が前記動作モードを変更したとき、前記制御用操作量決定手段は、前記制御特性パラメータを徐々に変化させることを特徴とする倒立振子型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床面上を移動可能な倒立振子型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
床面上を移動可能な倒立振子型車両としては、例えば、特許文献１、２に見られるものが本願出願人により提案されている。これらの特許文献１、２に見られる倒立振子型車両にあっては、床面に接地しながら該床面上を移動可能な、球体状又は車輪状又はクローラ状の移動動作部と、該移動動作部を駆動する電動モータ等を有するアクチュエータ装置と、鉛直方向に傾動自在な乗員の搭乗部とが車両の基体に組付けられている。そして、これらの車両は、搭乗部の傾斜角度をある目標傾斜角度となるように、倒立振子の支点を動かすような形態で、アクチュエータ装置により移動動作部を駆動することによって、床面上を移動する。
【０００３】
また、この種の倒立振子型車両として、例えば特許文献３に見られるものが本願出願人により提案されている。この特許文献３に見られる倒立振子型車両にあっては、床面に接地しながら該床面上を移動可能な球体状の移動動作部と、該移動動作部を駆動する電動モータ等を有するアクチュエータ装置と、鉛直方向に傾動自在なフレームとが車両の基体に組付けられている。そして、この車両は、フレームの傾斜角度をある目標傾斜角度となるように、倒立振子の支点を動かすような形態で、アクチュエータ装置により移動動作部を駆動することによって、床面上を移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ／２００８／１３２７７８
【特許文献２】ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ／２００８／１３２７７９
【特許文献３】特許第３０７００１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１、２に見られる倒立振子型車両では、乗員は、左右一対のステップに足平を載せ、ハンドルを手で握り、立った姿勢で車両に搭乗する。一方、特許文献３に見られる倒立振子型車両では、乗員は、フレームに備えられた座席に着座した姿勢で車両に搭乗する。
【０００６】
このように、特許文献１〜３に見られる如く倒立振子型車両では、車両に応じた姿勢で乗員が搭乗することのみを想定しているため、乗員が車両に搭乗した状態での車両全体の重量や重心位置は乗員の体格の相違による多少の変化しかなく、車両の用途や使用方法にめられたものとなる。
【０００７】
しかし、乗員の体重（荷重）を受けるステップや座席等の荷重受け部を折り畳みや取り外し可能に組付け、該荷重受け部の状態に応じた乗員の搭乗姿勢を複数可能とすれば、１台の車両が複数の用途に適した便利なものとなる。また、荷物の荷重を受ける荷重受け部を折り畳みや取り外し可能に組付けることにより、乗員が搭乗する用途だけでなく、荷物を運搬する用途に適した車両とすることも可能となる。これらの場合、乗員の搭乗姿勢や荷物の有無等に応じて、車両全体の重量や重心点の位置等が大きく異なるため、車両の挙動特性が大きく相違することになる。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、車両の用途や使用方法に応じて、適切に車両を制御することができる倒立振子型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】
【０００９】
本発明の倒立振子型車両は、かかる目的を達成するために、床面上を移動可能な移動動作部と、該移動動作部を駆動するアクチュエータ装置と、該移動動作部及びアクチュエータ装置が組付けられた基体と、該基体に設けられ、鉛直方向に傾動自在な傾動体と、該基体又は傾動体に、運搬対象物体の荷重を受け得る状態と受け得ない状態とを切替自在に組付けられた荷重受け部とを備えた倒立振子型車両であって、前記荷重受け部が前記運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかを示す出力を生成する受け部状態検知手段と、該受け部状態検知手段の出力に応じて前記車両の動作モードを決定する動作モード決定手段と、少なくとも前記動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて前記移動動作部の制御特性パラメータを決定し、その決定した制御特性パラメータを用いて前記アクチュエータ装置から前記移動動作部に付与する駆動力を規定する制御用操作量を決定する制御用操作量決定手段と、該制御用操作量決定手段が決定した制御用操作量に応じて、前記移動動作部の移動動作を前記アクチュエータ装置を介して制御する移動動作制御手段とを備えることを特徴とする（第１発明）。
【００１０】
なお、本発明において、「床」は、通常的な意味での床（屋内の床など）だけを意味するものではなく、屋外の地面もしくは路面をも含むものとして使用する。
【００１１】
上記第１発明によれば、前記動作モード決定手段は、荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて車両の動作モードを決定する。そして、制御用操作量決定手段は、少なくとも、動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて移動動作部の制御特性パラメータを決定し、その決定した制御特性パラメータを用いて制御用操作量を決定する。そして、移動動作部制御手段は、この制御用操作量に応じて移動動作部の移動動作をアクチュエータ装置を介して制御する。これにより、車両の動作モードに応じて、移動動作部の移動動作が制御される。
【００１２】
荷重受け部は乗員や荷物等を含む運搬対象物体の荷重を受けるので、荷重受け部が荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて、車両の用途や使用方法が相違する。そこで、荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて車両の動作モードを決定し、その決定した動作モードに応じて移動動作部の制御特性パラメータを決定する。そのため、車両の用途や使用方法に応じて状態が変更される荷重受け部の状態に応じて、移動動作部の移動動作を適切に制御することができる。
【００１３】
また、荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて車両の動作モードを決定するので、車両の動作モードを簡易に決定することができる。
【００１４】
なお、荷重受け部は、折り畳み、開閉、取り外し等が可能なように基体又は傾動体に組付けられることにより、運搬対象物体の荷重を受け得る状態と受け得ない状態とが切替自在となるものである。例えば、荷重受け部が折り畳み又は開閉可能に組付けられる場合、荷重受け部を開けて、その上面に運搬対象物体を載置させること等が可能となる状態が、運搬対象物体の荷重を受け得る状態であり、荷重受け部を折り畳み又は閉じて、その上面に運搬対象物体を載置させること等が不可能となる状態が、運搬対象物体の荷重を受け得ない状態である。また、例えば、荷重受け部が取り外し可能に組付けられる場合、荷重受け部を取り付けて運搬対象物体を搭載させること等が可能となる状態が、運搬対象物体の荷重を受け得る状態であり、荷重受け部を取り外して、運搬対象物体を搭載させること等が不可能となる状態が、運搬対象物体の荷重を受け得ない状態である。また、荷重受け部は、複数であっても、単数であってもよい。
【００１５】
前記第１発明において、前記制御用操作量決定手段は、少なくとも、前記傾動体の目標傾斜角度と該傾動体の実際の傾斜角度との偏差である傾斜角度偏差に第１ゲイン係数を乗じてなる第１操作成分を“０”に近づけるように、前記制御用操作量を決定する手段であって、前記目標傾斜角度又は前記第１ゲイン係数の少なくとも一方を、制御特性パラメータとして、前記動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて決定することを特徴とすることが好適である（第２発明）。
【００１６】
この第２発明によれば、荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて決定した動作モードに応じて、目標傾斜角度又は第１ゲイン係数の少なくとも一方を制御特性パラメータとして決定する。そして、傾斜角度偏差と第１ゲイン係数を乗じてなる第１操作成分を“０”に近づけるように、制御用操作量を決定する。
【００１７】
荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて、乗員の搭乗姿勢が相違すること等により、動作モード毎に適した傾動体の傾斜角度が相違することがある。この場合、各動作モードに適した傾動体の目標傾斜角度を制御特性パラメータとして決定することにより、傾動体の傾斜角度が各動作モードに適した傾斜角度となるように制御することが可能となる。また、傾斜角度偏差に対する第１ゲイン係数を制御特性パラメータとして動作モードに応じ決定すれば、傾動体を目標傾斜角度に傾斜させる応答特性が各動作モードに適したものとなる。
【００１８】
なお、目標傾斜角度としては、各動作モードにおける運搬対象物体の搭載姿勢（搭載方法）に応じて、例えば、車両に搭載された運搬対象物体と車両とを合わせた全体のうち、傾動体と一体的に傾動可能な部分（運搬対象物体を含む）の全体の重心点が傾動体の傾動中心（傾動の支点）の直上もしくはほぼ直上に位置する状態（すなわち当該重心点に作用する重力によって、該傾動中心の周りに発生するモーメントが“０”もしくはほぼ“０”となる状態）での傾動体の傾斜角度を採用することが好適である。
【００１９】
前記第１発明において、前記制御用操作量決定手段は、少なくとも、前記傾動体の目標傾斜角度と該傾動体の実際の傾斜角度との偏差である傾斜角度偏差に第１ゲイン係数を乗じてなる第１操作成分を“０”に近づけるように、且つ、前記車両の所定の代表点の速度目標値である目標速度と該代表点の実際の移動速度との偏差である速度偏差に第２ゲイン係数を乗じてなる第２操作成分を“０”に近づけるように、前記制御用操作量を決定する手段であって、前記目標傾斜角度、前記目標速度、前記第１ゲイン係数、前記第２ゲイン係数のうち少なくとも１つを、制御特性パラメータとして、前記動作モード決定手段が決定した動作モードに応じて決定することが好適である（第３発明）。
【００２０】
この第３発明によれば、荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて決定した動作モードに応じて、目標傾斜角度、目標速度、第１ゲイン係数、第２ゲイン係数の少なくとも１つを制御特性パラメータとして決定する。そして、傾斜角度偏差と第１ゲイン係数を乗じてなる第１操作成分を“０”に近づけるように、且つ、速度偏差に第２ゲイン係数を乗じてなる第２操作成分を“０”に近づけるように、制御用操作量を決定する。
【００２１】
荷重受け部が運搬対象物体の荷重を受け得る状態であるか受け得ない状態であるかに応じて、車両の用途や使用方法等が相違することにより、動作モードに適した速度上限、外力による加速要求受入の有無等が相違することがある。この場合、各動作モードに適した目標速度を制御特性パラメータとして決定することにより、各動作モードに適した移動速度となるように制御することが可能となる。また、速度偏差に対する第２ゲイン係数を制御特性パラメータとして動作モードに応じて決定すれば、車両を目標速度に加減速させる際の移動動作部の応答特性が各動作モードに適したものとなる。
【００２２】
前記第１〜第３発明において、前記動作モード決定手段が前記動作モードを変更したとき、前記制御用操作量決定手段は、前記制御特性パラメータを徐々に変化させることが好適である（第４発明）。
【００２３】
この第４発明によれば、動作モードが変更したとき、制御特性パラメータが徐々に変化する。そのため、動作モードが変更したとき、制御用操作量が急激に変化しないので、移動動作部の移動動作が急激に変化することがない。
【００２４】
なお、以上説明した本発明では、前記車両の所定の代表点としては、例えば、車両に搭載した乗員や荷物などの運搬対象物体と車両との全体の重心点や、前記移動動作部や基体の所定部位の点等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態の倒立振子型車両の斜視図。
【図２】実施形態の倒立振子型車両の正面図。
【図３】実施形態の倒立振子型車両の側面図。
【図４】実施形態の倒立振子型車両の下部を拡大して示す図。
【図５】実施形態の倒立振子型車両の下部の斜視図。
【図６】実施形態の倒立振子型車両の移動動作部（車輪体）の斜視図。
【図７】実施形態の倒立振子型車両の移動動作部（車輪体）とフリーローラとの配置関係を示す図。
【図８】実施形態の倒立振子型車両の制御ユニットの処理を示すフローチャート。
【図９】図８のＳＴＥＰ４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図１０】実施形態の倒立振子型車両の動力学的挙動を表現する倒立振子モデルを示す図。
【図１１】図８のＳＴＥＰ９の処理に係わる処理機能を示すブロック図。
【図１２】図１１に示す傾斜目標値決定部７０の処理を説明するためのグラフ。
【図１３】図１１に示す第２ゲイン調整部７９の処理を説明するためのグラフ。
【図１４】図１１に示す第１ゲイン調整部７８の処理機能を示すブロック図。
【図１５】図１４に示すリミット処理部（又は図１６に示すリミット処理部）の処理機能を示すブロック図。
【図１６】図１１に示す重心速度制限部７６の処理機能を示すブロック図。
【図１７】図１１に示す姿勢制御演算部８０の処理機能を示すブロック図。
【図１８】図１１に示す要求重心速度生成部７４の処理を示すフローチャート。
【図１９】図１８のＳＴＥＰ２３のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図２０】図１８のＳＴＥＰ２４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図２１】図１８のＳＴＥＰ２５のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態を以下に説明する。まず、図１〜図７を参照して、本実施形態における倒立振子型車両の構造を説明する。
【００２７】
図１〜図４に示すように、本実施形態における倒立振子型車両１（以降、単に車両１ともいう）は、鉛直方向に傾動自在な傾動体３と、床面に接地しながら該床面上を全方向（前後方向及び左右方向を含む２次元的な全方向）に移動可能な移動動作部５と、この移動動作部５を駆動する動力を該移動動作部５に付与するアクチュエータ装置７と、これらの傾動体３、移動動作部５及びアクチュエータ装置７が組付けられた基体９とを備える。
【００２８】
ここで、本実施形態の説明では、「前後方向」、「左右方向」は、それぞれ、倒立振子型車両１に標準的な姿勢で搭乗した乗員（運転者）の上体の前後方向、左右方向に一致もしくはほぼ一致する方向を意味する。なお、「標準的な姿勢」は、設計的に想定されている姿勢であり、乗員の上体の体幹軸を概ね上下方向に向け、且つ、上体を捻ったりしていない姿勢である。
【００２９】
この場合、図２においては、「前後方向」、「左右方向」はそれぞれ、紙面に垂直な方向、紙面の左右方向であり、図３においては、「前後方向」、「左右方向」はそれぞれ、紙面の左右方向、紙面に垂直な方向である。また、本実施形態の説明では、参照符号に付する添え字「Ｒ」，「Ｌ」は、それぞれ車両１の右側、左側に対応するものという意味で使用する。なお、図２においては、明確化のため、移動動作部５及びアクチュエータ装置７を実線で記載している。
【００３０】
基体９は、移動動作部５及びアクチュエータ装置７が組付けられた下部フレーム１１を備える。傾動体３は上部フレーム１３を備え、この上部フレーム１３は下部フレーム１１の上部に設けられている。下部クレーム１１と上部フレーム１３は、倒立振子型車両１の主要な外観を構成する。本実施形態では、下部クレーム１１と上部フレーム１３とは、ボルト１４で固定され一体化されており、基体９の傾動に伴い傾動体３が一体的に傾動する。
【００３１】
上部フレーム１３には、左右一対のシート１５Ｒ，１５Ｌがヒンジ機構等により折り畳み可能に設けられている。開かれた状態でのシート１５Ｒ，１５Ｌの上面が、乗員の着座面となっている。一方、折り畳まれた（閉じられた）状態のシート１５Ｒ，１５Ｌは、上部フレーム１３に形成された開口内に収容され、該上部フレーム１３の外表面から突出しないように構成されている。このように、シート１５Ｒ，１５Ｌは、その折り畳み（開閉）状態に応じて、乗員の荷重を受け得る状態であるか否かが定まる。なお、シート１５Ｒ，１５Ｌは、図１の実線及び図２では開かれた状態が、図１の１点鎖線及び図３では折り畳まれた状態が示されている。
【００３２】
また、上部フレーム１３の後面部には、Ｌ字形状、鉤形状等、荷物を掛けるに適した形状のフック１７が固定されている。
【００３３】
下部フレーム１１には、左右方向に間隔を存して二股状に対向するように配置された一対のカバー部材２１Ｒ，２１Ｌが設けられている。これらのカバー部材２１Ｒ，２１Ｌの上端部（二股の分岐部分）は、前後方向の軸心を有するヒンジ軸２３を介して連結され、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの一方が他方に対して相対的にヒンジ軸２３の周りに揺動可能となっている。この場合、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌは、図示を省略するバネによって、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの下端部側（二股の先端側）が狭まる方向に付勢されている。
【００３４】
また、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌのそれぞれの外面部には、乗員の右足を載せるステップ２５Ｒと左足を載せるステップ２５Ｌとが各々開かれた状態では右向き、左向きに張り出すよう、ヒンジ機構等により折り畳み可能に設けられている。開かれた状態でのステップ２５Ｒ，２５Ｌの上面が、乗員の足平載置面となっている。一方、折り畳まれた状態のステップ２５Ｒ，２５Ｌは、下部フレーム１１に形成された開口内に収容されて、該下部フレーム１１の外表面から突出しないように構成されている。このように、ステップ２５Ｒ，２５Ｌは、その折り畳み（開閉）状態に応じて、乗員の荷重を受け得る状態であるか否かが定まる。なお、ステップ２５Ｒ，２５Ｌは、図１の実線、図２及び図３では開かれた状態が、図１の１点鎖線では折り畳まれた状態が示されている。
【００３５】
移動動作部５及びアクチュエータ装置７は、下部フレーム１１に設けられたカバー部材２１Ｒ，２１Ｌの間に配置されている。これらの移動動作部５及びアクチュエータ装置７の構造を図４〜図７を参照して説明する。
【００３６】
なお、本実施形態で例示する移動動作部５及びアクチュエータ装置７は、例えば前記特許文献２の図１に開示されているものと同じ構造のものである。従って、本実施形態の説明においては、移動動作部５及びアクチュエータ装置７の構成に関して、前記特許文献２に記載された事項については、簡略的な説明に留める。
【００３７】
本実施形態では、移動動作部５は、ゴム状弾性材により円環状に形成された車輪体であり、ほぼ円形の横断面形状を有する。この移動動作部５（以降、車輪体５という）は、その弾性変形によって、図６及び図７の矢印Ｙ１で示す如く、円形の横断面の中心Ｃ１（より詳しくは、円形の横断面中心Ｃ１を通って、車輪体５の軸心と同心となる円周線）の周りに回転可能となっている。
【００３８】
この車輪体５は、その軸心Ｃ２（車輪体５全体の直径方向に直交する軸心Ｃ２）を左右方向に向けた状態で、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの間に配置され、該車輪体５の外周面の下端部にて床面に接地する。
【００３９】
そして、車輪体５は、アクチュエータ装置７による駆動（詳細は後述する）によって、図６の矢印Ｙ２で示す如く車輪体５の軸心Ｃ２の周りに回転する動作（床面上を輪転する動作）と、車輪体５の横断面中心Ｃ１の周りに回転する動作とを行うことが可能である。その結果、車輪体５は、それらの回転動作の複合動作によって、床面上を全方向に移動することが可能となっている。
【００４０】
アクチュエータ装置７は、車輪体５と右側のカバー部材２１Ｒとの間に介装される回転部材２７Ｒ及びフリーローラ２９Ｒと、車輪体５と左側のカバー部材１７Ｌとの間に介装される回転部材２７Ｌ及びフリーローラ２９Ｌと、回転部材２７Ｒ及びフリーローラ２９Ｒの上方に配置されたアクチュエータとしての電動モータ３１Ｒと、回転部材２７Ｌ及びフリーローラ２９Ｌの上方に配置されたアクチュエータとしての電動モータ３１Ｌとを備える。
【００４１】
電動モータ３１Ｒ，３１Ｌは、それぞれのハウジングがカバー部材２１Ｒ，２１Ｌに各々取付けられている。なお、図示は省略するが、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの電源（蓄電器）は、下部フレーム１１内等、基体９の適所に搭載されている。
【００４２】
回転部材２７Ｒは、左右方向の軸心を有する支軸３３Ｒを介してカバー部材２１Ｒに回転可能に支持されている。同様に、回転部材２７Ｌは、左右方向の軸心を有する支軸３３Ｌを介してカバー部材２１Ｌに回転可能に支持されている。この場合、回転部材２７Ｒの回転軸心（支軸３３Ｒの軸心）と、回転部材２７Ｌの回転軸心（支軸３３Ｌの軸心）とは同軸心である。
【００４３】
回転部材２７Ｒ，２７Ｌは、それぞれ電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの出力軸に、減速機としての機能を含む動力伝達機構を介して接続されており、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌからそれぞれ伝達される動力（トルク）によって回転駆動される。各動力伝達機構は、例えばプーリ・ベルト式のものである。すなわち、図４に示す如く、回転部材２７Ｒは、プーリ３５Ｒとベルト３７Ｒとを介して電動モータ３１Ｒの出力軸に接続されている。同様に、回転部材２７Ｌは、プーリ３５Ｌとベルト３７Ｌとを介して電動モータ３１Ｌの出力軸に接続されている。
【００４４】
なお、上記動力伝達機構は、例えば、スプロケットとリンクチェーンとにより構成されるもの、あるいは、複数のギヤにより構成されるものであってもよい。また、例えば、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを、それぞれの出力軸が各回転部材２７Ｒ，２７Ｌと同軸心になるように各回転部材２７Ｒ，２７Ｌに対向させて配置し、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの出力軸を回転部材２７Ｒ，２７Ｌに各々、減速機（遊星歯車装置等）を介して連結するようにしてもよい。
【００４５】
各回転部材２７Ｒ，２７Ｌは、車輪体５側に向かって縮径する円錐台と同様の形状に形成されており、その外周面がテーパ外周面３９Ｒ，３９Ｌとなっている。
【００４６】
回転部材２７Ｒのテーパ外周面３９Ｒの周囲には、回転部材２７Ｒと同心の円周上に等間隔で並ぶようにして、複数のフリーローラ２９Ｒが配列されている。そして、これらのフリーローラ２９Ｒは、それぞれ、ブラケット４１Ｒを介してテーパ外周面３９Ｒに取付けられ、該ブラケット４１Ｒに回転自在に支承されている。
【００４７】
同様に、回転部材２７Ｌのテーパ外周面３９Ｌの周囲には、回転部材２７Ｌと同心の円周上に等間隔で並ぶようにして、複数（フリーローラ２９Ｒと同数）のフリーローラ２９Ｌが配列されている。そして、これらのフリーローラ２９Ｌは、それぞれ、ブラケット４１Ｌを介してテーパ外周面３９Ｌに取付けられ、該ブラケット４１Ｌに回転自在に支承されている。
【００４８】
前記車輪体５は、回転部材２７Ｒ側のフリーローラ２９Ｒと、回転部材２７Ｌ側のフリーローラ２９Ｌとの間に挟まれるようにして、回転部材２７Ｒ，２７Ｌと同軸心に配置されている。
【００４９】
この場合、図２及び図７に示すように、各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌは、その軸心Ｃ３が車輪体５の軸心Ｃ２に対して傾斜すると共に、車輪体５の直径方向（車輪体５をその軸心Ｃ２の方向で見たときに、該軸心Ｃ２と各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌとを結ぶ径方向）に対して傾斜する姿勢で配置されている。そして、このような姿勢で、各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌのそれぞれの外周面が車輪体５の内周面に斜め方向に圧接されている。
【００５０】
より一般的に言えば、右側のフリーローラ２９Ｒは、回転部材２７Ｒが軸心Ｃ２の周りに回転駆動されたときに、車輪体５との接触面で、軸心Ｃ２周りの方向の摩擦力成分（車輪体５の内周の接線方向の摩擦力成分）と、車輪体５の前記横断面中心Ｃ１の周り方向の摩擦力成分（円形の横断面の接線方向の摩擦力成分）とを車輪体５に作用させ得るような姿勢で、車輪体５の内周面に圧接されている。左側のフリーローラ２９Ｌについても同様である。
【００５１】
この場合、前記したように、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌは、図示しないバネによって、カバー部材２１Ｒ，２１Ｌの下端部側（二股の先端側）が狭まる方向に付勢されている。このため、この付勢力によって、右側のフリーローラ２９Ｒと左側のフリーローラ２９Ｌとの間に車輪体５が挟持されると共に、車輪体５に対する各フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌの圧接状態（より詳しくはフリーローラ２９Ｒ，２９Ｌと車輪体５との間で摩擦力が作用し得る圧接状態）が維持される。
【００５２】
以上説明した構造を有する車両１においては、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌによりそれぞれ、回転部材２７Ｒ，２７Ｌを同方向に等速度で回転駆動した場合には、車輪体５が回転部材２７Ｒ，２７Ｌと同方向に軸心Ｃ２の周りに回転することとなる。これにより、車輪体５が床面上を前後方向に輪転して、車両１の全体が前後方向に移動することとなる。なお、この場合は、車輪体５は、その横断面中心Ｃ１の周りには回転しない。
【００５３】
また、例えば、回転部材２７Ｒ，２７Ｌを互いに逆方向に同じ大きさの速度で回転駆動した場合には、車輪体５は、その横断面中心Ｃ１の周りに回転することとなる。これにより、車輪体５がその軸心Ｃ２の方向（すなわち左右方向）に移動し、ひいては、車両１の全体が左右方向に移動することとなる。なお、この場合は、車輪体５は、その軸心Ｃ２の周りには回転しない。
【００５４】
さらに、回転部材２７Ｒ，２７Ｌを、互いに異なる速度（方向を含めた速度）で、同方向又は逆方向に回転駆動した場合には、車輪体５は、その軸心Ｃ２の周りに回転すると同時に、その横断面中心Ｃ１の周りに回転することとなる。
【００５５】
この時、これらの回転動作の複合動作（合成動作）によって、前後方向及び左右方向に対して傾斜した方向に車輪体５が移動し、ひいては、車両１の全体が車輪体５と同方向に移動することとなる。この場合の車輪体５の移動方向は、回転部材２７Ｒ，２７Ｌの回転方向を含めた回転速度（回転方向に応じて極性が定義された回転速度ベクトル）の差に依存して変化するものとなる。
【００５６】
以上のように車輪体５の移動動作が行なわれるので、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転速度（回転方向を含む）を制御し、ひいては回転部材２７Ｒ，２７Ｌの回転速度を制御することによって、車両１の移動速度及び移動方向を制御できることとなる。なお、傾動体３及び基体９は、車輪体５の軸心Ｃ２を支点として、左右方向の軸心Ｃ２周りに傾動自在となっていると共に、車輪体５の接地面（下端面）を支点として、前後方向の軸周りに該車輪体５と共に傾動自在となっている。
【００５７】
次に、本実施形態の車両１の動作制御のための構成を説明する。なお、以降の説明では、図１及び図３に示すように、前後方向の水平軸をＸ軸、左右方向の水平軸をＹ軸、鉛直方向をＺ軸とするＸＹＺ座標系を想定し、前後方向、左右方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向と言うことがある。
【００５８】
まず、車両１の概略的な動作制御を説明すると、本実施形態では、基本的には、車両１に搭乗した乗員がその上体を傾けた場合（詳しくは、乗員と車両１とを合わせた全体の重心点の位置（水平面に投影した位置）を動かすように上体を傾けた場合）に、該上体を傾けた側に基体９が傾動体３と共に傾動する。そして、この時、基体９が傾いた側に車両１が移動するように、車輪体５の移動動作が制御される。例えば、シート１５Ｒ，１５Ｌに着座した乗員が上体を前傾させ、ひいては、基体９を傾動体３と共に前傾させると、車両１が前方に移動するように、車輪体５の移動動作が制御される。また、外力により傾動体３を傾けた場合、基体９が傾動体３と共に傾動する。そして、この時、基体９が傾いた側に車両１が移動するように、車輪体５の移動動作が制御される。例えば、運搬補助者が傾動体３を前傾させ、ひいては、基体９を傾動体３と共に前傾させると、車両１が前方に移動するように、車輪体５の移動動作が制御される。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、傾動体３と共に基体９を傾動させるという動作が、車両１に対する１つの基本的な操縦操作（車両１の動作要求）とされ、その操縦操作に応じて車輪体５の移動動作がアクチュエータ装置７を介して制御される。
【００６０】
ここで、本実施形態の車両１は、その全体の接地面としての車輪体５の接地面が、車両１とこれに搭乗する乗員との全体を床面に投影した領域に比して面積が小さい単一の局所領域となり、その単一の局所領域だけに床反力が作用する。このため、基体９が傾倒しないようにするためには、乗員及び車両１の全体の重心点が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置するように、車輪体５を動かす必要がある。
【００６１】
そこで、車両１に乗員が搭乗せず、且つ車両１に荷物を搭載していない状態では、車両１の単体の重心点が、車輪体５の中心点（軸心Ｃ２上の中心点）のほぼ真上に位置する状態（当該重心点が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態）での基体９の姿勢を目標姿勢とし、該基体９の実際の姿勢を目標姿勢に収束させ、ひいては、基体９が傾倒することなく車両１が自立するように、車輪体５の移動動作が制御される。
【００６２】
また、車両１に乗員や荷物が搭載されている状態と搭載されていない状態とのいずれの状態においても、基体９の実際の姿勢の目標姿勢からずれが大きいほど、車両１の移動速度が速くなると共に、基体９の実際の姿勢の目標姿勢に一致する状態では、車両１の移動が停止するように車輪体５の移動動作が制御される。
【００６３】
補足すると、「姿勢」は空間的な向きを意味する。本実施形態では、基体９が傾動体３と共に傾動することで、基体９や傾動体３の姿勢が変化する。また、本実施形態では、基体９と傾動体３とは一体的に傾動するので、基体９の姿勢をその目標姿勢に収束させるということは、傾動体３の姿勢を該傾動体３に対応する目標姿勢（基体９の姿勢が基体９の目標姿勢に一致する状態での傾動体３の姿勢）に収束させるということと等価である。
【００６４】
本実施形態では、以上の如き車両１の動作制御を行うために、図２及び図３に示すように、マイクロコンピュータや電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのドライブ回路ユニットなどを含む電子回路ユニットにより構成された制御ユニット５０と、基体９の姿勢（又は傾動体３の姿勢）に関する状態量として、基体９の所定の部位の鉛直方向（重力方向）に対する傾斜角度θb及びその変化速度（＝dθb/dt）を計測するための傾斜センサ５２と、シート１５Ｒ，１５Ｌに乗員が着座している、あるいはフック１７に荷物が掛けられているか否かを検知するための第１荷重センサ５４と、ステップ２５Ｒ，２５Ｌに乗員の足平が載置されているか否かを検知するための第２荷重センサ５５と、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの出力軸の回転角度及び回転角速度を検出するための角度センサとしてのロータリエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌと、シート１５Ｒ，１５Ｌが折り畳まれているか否かを検知するための第１折り畳みセンサ５７と、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが折り畳まれているか否かを検知するための第２折り畳みセンサ５８とがそれぞれ、車両１の適所に搭載されている。
【００６５】
この場合、制御ユニット５０及び傾斜センサ５２は、例えば、基体９の下部フレーム１１の内部に収容されている。また、第１荷重センサ５４は、６軸力センサであり、ボルト１４の下部に取付けられており、傾動体３から基体９に伝達される応力、捻りを計測可能となっている。第２荷重センサ５５は、ステップ２５Ｒ，２５Ｌに内蔵されている。また、ロータリエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌは、それぞれ、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌと一体に設けられている。なお、ロータリエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌは、それぞれ、回転部材２７Ｒ，２７Ｌに装着してもよい。また、第１折り畳みセンサ５７は、シート１５Ｒ，１５Ｌを折り畳むためのヒンジ機構等に設けられ、第２折り畳みセンサ５８は、ステップ２５Ｒ，２５Ｌを折り畳むためのヒンジ機構等に設けられている。
【００６６】
上記傾斜センサ５２は、より詳しくは、加速度センサとジャイロセンサ等のレートセンサ（角速度センサ）とから構成され、これらのセンサの検出信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、傾斜センサ５２の加速度センサ及びレートセンサの出力を基に、所定の計測演算処理（これは公知の演算処理でよい）を実行することによって、傾斜センサ５２を搭載した部位（本実施形態では下部フレーム１１、ひいては基体９）の、鉛直方向に対する傾斜角度θbの計測値とその変化速度（微分値）である傾斜角速度θbdotの計測値とを算出する。
【００６７】
この場合、計測する傾斜角度θb（以降、基体傾斜角度θbということがある）は、より詳しくは、それぞれ、Ｙ軸周り方向（ピッチ方向）の成分θb_xと、Ｘ軸周り方向（ロール方向）の成分θb_yとから成る。同様に、計測する傾斜角速度θbdot（以降、基体傾斜角速度θbdotということがある）も、Ｙ軸周り方向（ピッチ方向）の成分θbdot_x（＝dθb_x/dt）と、Ｘ軸周り方向（ロール方向）の成分θbdot_y（＝dθb_y/dt）とから成る。
【００６８】
補足すると、本実施形態では、基体９の下部フレーム１１と一体に傾動体３の上部フレーム１３が傾動するので、基体傾斜角度θbは、傾動体３の傾斜角度としての意味も持つ。
【００６９】
なお、本実施形態の説明では、上記基体傾斜角度θbなど、Ｘ軸及びＹ軸の各方向（又は各軸周り方向）の成分を有する運動状態量等の変数、あるいは、該運動状態量に関連する係数等の変数に関しては、その各成分を区別して表記する場合に、該変数の参照符号に、添え字“_x”又は“_y”を付加する。
【００７０】
この場合において、並進速度等の並進運動に係わる変数については、そのＸ軸方向の成分に添え字“_x”を付加し、Ｙ軸方向の成分に添え字“_y”を付加する。
【００７１】
一方、角度、回転速度（角速度）、角加速度など、回転運動に係わる変数については、並進運動に係わる変数と添え字を揃えるために、便宜上、Ｙ軸周り方向の成分に添え字“_x”を付加し、Ｘ軸周り方向の成分に添え字“_y”を付加する。
【００７２】
さらに、Ｘ軸方向の成分（又はＹ軸周り方向の成分）と、Ｙ軸方向の成分（又はＸ軸周り方向の成分）との組として変数を表記する場合には、該変数の参照符号に添え字“_xy”を付加する。例えば、上記基体傾斜角度θbを、Ｙ軸周り方向の成分θb_xとＸ軸周り方向の成分θb_yの組として表現する場合には、「基体傾斜角度θb_xy」というように表記する。
【００７３】
前記第１荷重センサ５４は、シート１５Ｒ，１５Ｌに着座した乗員やフック１７に掛けられた荷物の重量による荷重など、傾動体３に印加される荷重に応じた検出信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、この第１荷重センサ５４の出力により示される荷重の計測値に基づいて、シート１５Ｒ，１５Ｌに乗員が着座している、あるいはフック１７に荷物が掛けられているか否かを判断する。
【００７４】
なお、第１荷重センサ５４の代わりに、例えば、乗員がシート１５Ｒ，１５Ｌに着座したとき、及び荷物をフック１７に掛けたときにＯＮとなるようなスイッチ式のセンサを用いてもよい。
【００７５】
前記第２荷重センサ５５は、乗員の足平がステップ２５Ｒ，２５Ｌに載置された場合に該乗員の重量の一部による荷重を受けるようにステップ２５Ｒ，２５Ｌに内蔵され、その荷重に応じた検出信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、この第２荷重センサ５５の出力により示される荷重の計測値に基づいて、ステップ２５Ｒ，２５Ｌに乗員の足平が載置されているか否かを判断する。
【００７６】
なお、第２荷重センサ５５の代わりに、例えば、乗員の足平がステップ２５Ｒ，２５Ｌに載置されたときにＯＮとなるようなスイッチ式のセンサを用いてもよい。
【００７７】
ロータリエンコーダ５６Ｒは、電動モータ３１Ｒの出力軸が所定角度回転する毎にパルス信号を発生し、このパルス信号を制御ユニット５０に出力する。そして、制御ユニット５０が、そのパルス信号を基に、電動モータ５３Ｒの出力軸の回転角度を計測し、さらにその回転角度の計測値の時間的変化率（微分値）を電動モータ５３Ｒの回転角速度として計測する。電動モータ３１Ｌ側のロータリエンコーダ５６Ｌについても同様である。
【００７８】
制御ユニット５０は、上記の各計測値を用いて所定の演算処理を実行することによって、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度の目標値である速度指令を決定し、その速度指令に従って、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度をフィードバック制御する。
【００７９】
なお、電動モータ３１Ｒの出力軸の回転角速度と、回転部材２７Ｒの回転角速度との間の関係は、該出力軸と回転部材２７Ｒとの間の一定値の減速比に応じた比例関係になるので、本実施形態の説明では、便宜上、電動モータ３１Ｒの回転角速度は、回転部材２７Ｒの回転角速度を意味するものとする。同様に、電動モータ３１Ｌの回転角速度は、回転部材２７Ｌの回転角速度を意味するものとする。
【００８０】
前記第１折り畳みセンサ５７は、シート１５Ｒ，１５Ｌの折り畳み動作を行うヒンジ機構等に設けられ、シート１５Ｒ，１５Ｌの折り畳み状態に応じた検出信号を制御ユニット５０に出力する。例えば、第１折り畳みセンサ５７は、シート１５Ｒ，１５Ｌが開かれている状態のとき、ＯＮ信号を出力し、シート１５Ｒ，１５Ｌが折り畳まれている状態のとき、ＯＦＦ信号を出力する。そして、制御ユニット５０が、第１折り畳みセンサ５７から出力される検出信号に基づいて、シート１５Ｒ，１５Ｌの折り畳み状態を判断する。
【００８１】
前記第２折り畳みセンサ５８は、ステップ２５Ｒ，２５Ｌの折り畳み動作を行うヒンジ機構等に設けられ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌの折り畳み状態に応じた検出信号を制御ユニット５０に出力する。例えば、第２折り畳みセンサ５８は、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが開かれている状態のとき、ＯＮ信号を出力し、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが折り畳まれている状態のとき、ＯＦＦ信号を出力する。そして、制御ユニット５０が、第２折り畳みセンサ５８から出力される検出信号に基づいて、ステップ２５Ｒ，２５Ｌの折り畳み状態を判断する。
【００８２】
以下に、制御ユニット５０の制御処理をさらに詳細に説明する。
【００８３】
制御ユニット５０は、所定の制御処理周期で図８のフローチャートに示す処理（メインルーチン処理）を実行する。
【００８４】
まず、ＳＴＥＰ１において、制御ユニット５０は、傾斜センサ５２の出力を取得する。
【００８５】
次いで、ＳＴＥＰ２に進んで、制御ユニット５０は、取得した傾斜センサ５２の出力を基に、基体傾斜角度θbの計測値θb_xy_sと、基体傾斜角速度θbdotの計測値θbdot_xy_sとを算出する。
【００８６】
なお、以降の説明では、上記計測値θb_xy_sなど、変数（状態量）の実際の値の観測値（計測値又は推定値）を参照符号により表記する場合に、該変数の参照符号に、添え字“_s”を付加する。
【００８７】
次いで、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ３において、荷重センサ５４，５５の出力と、折り畳みセンサ５７，５８の出力とを取得した後、ＳＴＥＰ４において車両１の動作モードを決定する処理を実行する。
【００８８】
ここで、本実施形態では、車両１の動作モードとして、大別して、搭載モードと自立モードとの２種類の動作モードがある。「搭載モード」は、車両１に乗員や荷物が搭載されている場合の動作モードであり、「自立モード」は、車両１に乗員や荷物が搭載されていない場合の動作モードである。
【００８９】
そして、搭載モードには、４種類の動作モードがある。「第１動作モード」は、開かれたシート１５Ｒ，１５Ｌに乗員が着座し、且つ、開かれたステップ２５Ｒ，２５Ｌに乗員の足平を載置した状態、即ち、乗員が足をステップ２５Ｒ，２５Ｌに載せ着座した状態で、車両１が床面上を移動する場合の動作モードである。「第２の動作モード」は、開かれたシート１５Ｒ，１５Ｌに乗員が着座し、且つ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌを折り畳んだ状態、即ち、乗員が着座して足底で床面をキック可能な状態で、車両１が床面上を移動する場合の動作モードである。「第３の動作モード」は、シート１５Ｒ，１５Ｌが折り畳まれ、且つ、開かれたステップ２５Ｒ，２５Ｌに乗員の足平を載置した状態、即ち、乗員がステップ２５Ｒ，２５Ｌに立って、両膝内側で折り畳たまれたシート１５Ｒ，１５Ｌを挟み込んだ状態（ニーグリップした状態）で、車両１が床面上を移動する場合の動作モードである。「第４の動作モード」は、シート１５Ｒ，１５Ｌが折り畳まれ、且つ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが折り畳まれた状態、即ち、乗員は搭乗せず、フック１７に荷物を掛けた状態で、車両１が床面上を移動する場合の動作モードである。
【００９０】
なお、以下、自立モードを第５動作モードということがある。このように、本実施形態では、車両１の動作モードとして、第１〜第５動作モードからなる５種類の動作モードを基本的な動作モードとして有する。
そして、制御ユニット５０は、各動作モードにおいて、それぞれの動作モードに想定される車両１の用途や使用方法に適した制御特性で車輪体５の移動動作を制御する。
【００９１】
上記ＳＴＥＰ５の処理は、ＳＴＥＰ４で決定した車両１の動作モードでの制御特性を規定する制御特性パラメータを決定する処理である。その処理の詳細は後述するが、本実施形態では、このＳＴＥＰ５の処理で決定する制御特性パラメータには、基体９の傾斜角度の目標値である基体傾斜角度目標値θb_xy_objが含まれると共に、後述する第２ゲイン調整パラメータＫr2や定数パラメータであるｈx，ｈy，Ｋi_a_x，Ｋi_b_x，Ｋi_a_y，Ｋi_b_y（ｉ＝１，２，３）等が含まれる。
【００９２】
この場合、基体傾斜角度目標値θb_xy_objは各動作モードにおいて、基本的には次のように決定される。すなわち、搭載モード（第１〜第４動作モード）では、車両１と運搬対象物体（シート１５Ｒ，１５Ｌに着座した乗員、あるいはフック１７に掛けた荷物）との全体の重心点（以降、全体重心点という）が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態となる基体９の姿勢において、傾斜センサ５２の出力に基づき計測される基体傾斜角度θbの計測値θb_xy_sに一致又はほぼ一致するようにあらかじめ設定された値が、θb_xy_objとして決定される。なお、以降、第ｍ動作モード用の設定値をθb_xy_obj_m（ただし、ｍ＝１，２，３，４，５）ということがある。
【００９３】
また、自立モード（第５動作モード）では、車両１単体の重心点（以降、車両単体重心点という）が車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態となる基体９の姿勢において、傾斜センサ５２の出力に基づき計測される基体傾斜角度θbの計測値θb_xy_sに一致又はほぼ一致するようにあらかじめ設定された値が、θb_xy_obj（＝θb_xy_obj_5）として決定される。
【００９４】
なお、本実施形態の車両１は左右対称構造の車両であるので、θb_xy_obj_mのＸ軸周り成分は同じ値である。
【００９５】
補足すると、いずれの動作モードにおいても、基体傾斜角速度θbdotのＹ軸周り方向の成分θbdot_xの目標値とＸ軸周り方向の成分θbdot_yの目標値とは、いずれも“０”である。このため、基体傾斜角速度θbdot_xyの目標値を設定する処理は不要である。
【００９６】
また、詳細は後述するが、第２ゲイン調整パラメータＫr2は、“０”から“１”までの範囲内の値に設定される。
【００９７】
制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４で動作モードを決定し、ＳＴＥＰ５で制御特性パラメータを決定した後、次にＳＴＥＰ６において、車両制御演算処理を実行することによって、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの速度指令を決定する。この車両制御演算処理の詳細は後述する。
【００９８】
次いで、ＳＴＥＰ７に進んで、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ６で決定した速度指令に応じて電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの動作制御処理を実行する。この動作制御処理では、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ６で決定した電動モータ３１Ｒの速度指令と、ロータリエンコーダ５６Ｒの出力に基づき計測した電動モータ３１Ｒの回転速度の計測値との偏差に応じて、該偏差を“０”に収束させるように電動モータ３１Ｒの出力トルクの目標値（目標トルク）を決定する。そして、制御ユニット５０は、その目標トルクの出力トルクを電動モータ３１Ｒに出力させるように該電動モータ３１Ｒの通電電流を制御する。左側の電動モータ３１Ｌの動作制御についても同様である。
【００９９】
以上が、制御ユニット５０が実行する全体的な制御処理である。
【０１００】
次に、説明を後回しにした前記ＳＴＥＰ４の動作モードの決定処理、前記ＳＴＥＰ５の処理（制御特性パラメータの決定処理）とＳＴＥＰ６の車両制御演算処理とを以下に詳説する。
【０１０１】
まず、ＳＴＥＰ４の動作モード決定処理の詳細を説明する。
【０１０２】
制御ユニット５０は、所定の制御処理周期で図９のフローチャートに示す処理（動作モード決定処理）を実行する。
【０１０３】
まず、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ３で取得した荷重センサ５４，５５の出力に基づいて、ＳＴＥＰ４−１の判断処理を実行する。この判断処理においては、制御ユニット５０は、取得した荷重センサ５４，５５の出力が示す荷重計測値が夫々あらかじめ設定された所定値よりも大きいか否かによって、車両１に運搬対象物体が搭載されているか否か（乗員が搭乗しているか、あるいは荷物がフック１７に掛けられているか否か）を判断する。
【０１０４】
そして、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４−１の判断結果が肯定的である場合には、ＳＴＥＰ４−２において、車両１の動作モードとして前記搭載モードを設定する。ここで、本実施形態では、車両１の搭載モードとして、前記第１〜第４の動作モードがある。そこで、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ３で取得した折り畳みセンサ５７，５８の出力に基づいて、ＳＴＥＰ４−３の判断処理を実行する。この判断処理においては、制御ユニット５０は、取得した折り畳みセンサ５７，５８の検出信号が示すシート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ２５Ｒ，２５Ｌの折り畳み状態に応じて、車両１の動作モードを、第１〜第４動作モードのいずれかに決定する。
具体的には、シート１５Ｒ，１５Ｌが開かれている状態を示す検出信号を第１折り畳みセンサ５７から取得し、且つ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが開かれている状態を示す検出信号を第２折り畳みセンサ５８から取得したとき、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４−４において、車両の現在（今回）の動作モードを第１動作モードと決定する。一方、シート１５Ｒ，１５Ｌが開かれている状態を示す検出信号を第１折り畳みセンサ５７から取得し、且つ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが折り畳まれている状態を示す検出信号を第２折り畳みセンサ５８から取得したとき、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４−５において、車両の現在の動作モードを第２動作モードと決定する。一方、シート１５Ｒ，１５Ｌが折り畳まれている状態を示す検出信号を第１折り畳みセンサ５７から取得し、且つ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが開かれている状態を示す検出信号を第２折り畳みセンサ５８から取得したとき、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４−６において、車両の現在の動作モードを第３動作モードと決定する。他方、シート１５Ｒ，１５Ｌが折り畳まれている状態を示す検出信号を第１折り畳みセンサ５７から取得し、且つ、ステップ２５Ｒ，２５Ｌが折り畳まれている状態を示す検出信号を第２折り畳みセンサ５８から取得したとき、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４−７において、車両の現在の動作モードを第４動作モードと決定する。
【０１０５】
そして、制御ユニット５０は、ＳＴＥＰ４−１の判断結果が否定的である場合には、ＳＴＥＰ４−８において、車両１の動作モードを前記自立モード（第５動作モード）と決定する。
【０１０６】
次に、説明の便宜上、ＳＴＥＰ６の車両制御演算処理の詳細を説明する。
【０１０７】
なお、以降の説明においては、車輪体５の接地面に重力による鉛直方向下向きの並進力を作用させる系の全体の重心点を車両系重心点という。この場合、該車両系重心点は、車両１の動作モードが搭載モードである場合には、前記全体重心点に一致し、自立モードである場合には、前記車両単体重心点に一致する。
【０１０８】
また、以降の説明では、制御ユニット５０が各制御処理周期で決定する値（更新する値）に関し、現在の（最新の）制御処理周期で決定する値を今回値、その１つ前の制御処理周期で決定した値を前回値ということがある。そして、今回値、前回値を特にことわらない値は、今回値を意味する。
【０１０９】
また、Ｘ軸方向の速度及び加速度に関しては、前方向きを正の向きとし、Ｙ軸方向の速度及び加速度に関しては、左向きを正の向きとする。
【０１１０】
本実施形態では、各動作モードでの前記車両系重心点の動力学的な挙動（詳しくは、Ｙ軸方向からこれに直交する面（ＸＺ平面）に投影して見た挙動と、Ｘ軸方向からこれに直交する面（ＹＺ平面）に投影して見た挙動）が、近似的に、図１０に示すような、倒立振子モデルの挙動（倒立振子の動力学的挙動）によって表現されるものとして、ＳＴＥＰ６の車両制御演算処理が行なわれる。
【０１１１】
なお、図１０において、括弧を付していない参照符号は、Ｙ軸方向から見た倒立振子モデルに対応する参照符号であり、括弧付きの参照符号は、Ｘ軸方向から見た倒立振子モデルに対応する参照符号である。
【０１１２】
この場合、Ｙ軸方向から見た挙動を表現する倒立振子モデルは、車両系重心点に位置する質点６０_xと、Ｙ軸方向に平行な回転軸６２a_xを有して床面上を輪転自在な仮想的な車輪６２_x（以降、仮想車輪６２_xという）とを備える。そして、質点６０_xが、仮想車輪６２_xの回転軸６２a_xに直線状のロッド６４_xを介して支持され、該回転軸６２a_xを支点として該回転軸６２a_xの周りに揺動自在とされている。
【０１１３】
この倒立振子モデルでは、質点６０_xの運動が、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の運動に相当する。また、鉛直方向に対するロッド６４_xの傾斜角度θbe_xがＹ軸周り方向での基体傾斜角度計測値θb_x_sとＳＴＥＰ５の処理で後述する如く決定される基体傾斜角度目標値θb_x_objという）との偏差θbe_x_s（＝θb_x_s−θb_x_obj）に一致するものとされる。また、ロッド６４_xの傾斜角度θbe_xの変化速度（＝dθbe_x/dt）がＹ軸周り方向の基体傾斜角速度計測値θbdot_x_sに一致するものとされる。また、仮想車輪６２_xの移動速度Ｖw_x（Ｘ軸方向の並進移動速度）は、車両１の車輪体５のＸ軸方向の移動速度に一致するものとされる。
【０１１４】
同様に、Ｘ軸方向から見た挙動を表現する倒立振子モデル（図１０の括弧付きの符号を参照）は、車両系重心点に位置する質点６０_yと、Ｘ軸方向に平行な回転軸６２a_yを有して床面上を輪転自在な仮想的な車輪６２_y（以降、仮想車輪６２_yという）とを備える。そして、質点６０_yが、仮想車輪６２_yの回転軸６２a_yに直線状のロッド６４_yを介して支持され、該回転軸６２a_yを支点として該回転軸６２a_yの周りに揺動自在とされている。
【０１１５】
この倒立振子モデルでは、質点６０_yの運動が、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の運動に相当する。また、鉛直方向に対するロッド６４_yの傾斜角度θbe_yがＸ軸周り方向での基体傾斜角度計測値θb_y_sと、後述する如く決定される基体傾斜角度目標値θb_y_objとの偏差θbe_y_s（＝θb_y_s−θb_y_obj）に一致するものとされる。また、ロッド６４_yの傾斜角度θbe_yの変化速度（＝dθbe_y/dt）がＸ軸周り方向の基体傾斜角速度計測値θbdot_y_sに一致するものとされる。また、仮想車輪６２_yの移動速度Ｖw_y（Ｙ軸方向の並進移動速度）は、車両１の車輪体５のＹ軸方向の移動速度に一致するものとされる。
【０１１６】
なお、仮想車輪６２_x，６２_yは、それぞれ、あらかじめ定められた所定値Ｒw_x，Ｒw_yの半径を有するものとされる。
【０１１７】
また、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度ωw_x，ωw_yと、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R，ω_L（より正確には、回転部材２７Ｒ，２７Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R，ω_L）との間には、次式０１ａ，０１ｂの関係が成立するものとされる。
【０１１８】
ωw_x＝（ω_Ｒ＋ω_L）／２    ……式０１ａ
ωw_y＝Ｃ・（ω_Ｒ−ω_L）／２    ……式０１ｂ
なお、式０１ｂにおける“Ｃ”は、前記フリーローラ２９Ｒ，２９Ｌと車輪体５との間の機構的な関係や滑りに依存する所定値の係数である。また、ωw_x，ω_R，ω_Lの正の向きは、仮想車輪６２_xが前方に向かって輪転する場合の該仮想車輪６２_xの回転方向、ωw_yの正の向きは、仮想車輪６２_yが左向きに輪転する場合の該仮想車輪６２_yの回転方向である。
【０１１９】
ここで、図１０に示す倒立振子モデルの動力学は、次式０３ｘ，０３ｙにより表現される。なお、式０３ｘは、Ｙ軸方向から見た倒立振子モデルの動力学を表現する式、式０３ｙは、Ｘ軸方向から見た倒立振子モデルの動力学を表現する式である。
【０１２０】
ｄ2θbe_x／dt2＝α_x・θbe_x＋β_x・ωwdot_x    ……式０３ｘ
ｄ2θbe_y／dt2＝α_y・θbe_y＋β_y・ωwdot_y    ……式０３ｙ
式０３ｘにおけるωwdot_xは仮想車輪６２_xの回転角加速度（回転角速度ωw_xの１階微分値）、α_xは、質点６０_xの質量や高さｈ_xに依存する係数、β_xは、仮想車輪６２_xのイナーシャ（慣性モーメント）や半径Ｒw_xに依存する係数である。式０３ｙにおけるωwdot_y、α_y、β_yについても上記と同様である。
【０１２１】
これらの式０３ｘ，０３ｙから判るように、倒立振子の質点６０_x，６０_yの運動（ひいては車両系重心点の運動）は、それぞれ、仮想車輪６２_xの回転角加速度ωwdot_x、仮想車輪６２_yの回転角加速度ωwdot_yに依存して規定される。
【０１２２】
そこで、本実施形態では、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の運動を制御するための操作量（制御入力）として、仮想車輪６２_xの回転角加速度ωwdot_xを用いると共に、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の運動を制御するための操作量（制御入力）として、仮想車輪６２_yの回転角加速度ωwdot_yを用いる。
【０１２３】
そして、ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理を概略的に説明すると、制御ユニット５０は、Ｘ軸方向で見た質点６０_xの運動と、Ｙ軸方向で見た質点６０_yの運動とが、車両系重心点の所望の運動に対応する運動となるように、操作量としての上記回転角加速度ωwdot_x，ωwdot_yの指令値（目標値）である仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdを決定する。さらに、制御ユニット５０は、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdをそれぞれ積分してなる値を、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度ωw_x，ωw_yの指令値（目標値）である仮想車輪回転角速度指令ωw_x_cmd，ωw_y_cmdとして決定する。
【０１２４】
そして、制御ユニット５０は、仮想車輪回転角速度指令ωw_x_cmdに対応する仮想車輪６２_xの移動速度（＝Ｒw_x・ωw_x_cmd）と、仮想車輪回転角速度指令ωw_y_cmdに対応する仮想車輪６２_yの移動速度（＝Ｒw_y・ωw_y_cmd）とを、それぞれ、車両１の車輪体５のＸ軸方向の目標移動速度、Ｙ軸方向の目標移動速度とし、それらの目標移動速度を実現するように、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの速度指令ω_R_cmd，ωL_cmdを決定する。
【０１２５】
なお、本実施形態では、操作量（制御入力）としての上記仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdは、それぞれ、後述する式０７ｘ，０７ｙに示す如く、３個の操作量成分を加え合わせることによって決定される。
【０１２６】
補足すると、本実施形態における操作量（制御入力）としての上記仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdのうち、ωwdot_x_cmdは、Ｘ軸方向に移動する仮想車輪６２_xの回転角速度であるから、車輪体５をＸ軸方向に移動させるために該車輪体５に付与すべき駆動力を規定する操作量として機能するものとなる。また、ωwdot_y_cmdは、Ｙ軸方向に移動する仮想車輪６２_yの回転角速度であるから、車輪体５をＹ軸方向に移動させるために該車輪体５に付与すべき駆動力を規定する操作量として機能するものとなる。
【０１２７】
制御ユニット５０は、上記の如き、ＳＴＥＰ６の車両制御演算処理を実行するための機能として、図１１のブロック図で示す機能を備えている。
【０１２８】
すなわち、制御ユニット５０は、基体傾斜角度目標値θb_xy_objを設定する傾斜目標値設定部７０と、前記基体傾斜角度計測値θb_xy_sと基体傾斜角度目標値θb_xy_objとの偏差である基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sを算出する偏差演算部７１と、前記車両系重心点の移動速度である重心速度Ｖb_xyの観測値としての重心速度推定値Ｖb_xy_sを算出する重心速度算出部７２と、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転角速度の許容範囲に応じた制限を加味して、重心速度Ｖb_xyの目標値としての制御用目標重心速度Ｖb_xy_mdfdを決定する重心速度制限部７６と、後述する式０７ｘ，０７ｙのゲイン係数の値を調整するための第１ゲイン調整パラメータＫr1_xy及び第２ゲイン調整パラメータＫr2をそれぞれ決定する第１ゲイン調整部７８及び第２ゲイン調整部７９とを備える。
【０１２９】
制御ユニット５０は、さらに、前記仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを算出する姿勢制御演算部８０と、この仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを、右側の電動モータ３１Ｒの速度指令ω_R_cmd（回転角速度の指令値）と左側の電動モータ３１Ｌの速度指令ω_L_cmd（回転角速度の指令値）との組に変換するモータ指令演算部８２とを備える。
【０１３０】
なお、図１１中の参照符号８４を付したものは、姿勢制御演算部７０が制御処理周期毎に算出する仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを入力する遅延要素を示している。該遅延要素８４は、各制御処理周期において、仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdの前回値ωw_xy_cmd_pを出力する。
【０１３１】
前記ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理では、これらの上記の各処理部の処理が以下に説明するように実行される。
【０１３２】
すなわち、制御ユニット５０は、まず、傾斜目標値設定部７０の処理と偏差演算部７１の処理と第２ゲイン調整部７９の処理と重心速度算出部７２の処理とを実行する。
【０１３３】
傾斜目標値設定部７０には、前記ＳＴＥＰ４−４〜８で決定された動作モードが入力される。そして、傾斜目標値設定部７０は、入力された動作モードに応じて基体傾斜角度目標値θb_xy_objを、図１２のグラフで示す如く決定する。
【０１３４】
例えば、Ｙ軸周りの方向の基体傾斜角度目標値θb_x_objに関して説明すると、本実施形態では、動作モードが第ｍ動作モードに継続的に保持されている状態での基体傾斜角度目標値θb_x_obj_m（ただし、ｍ＝１，２，３，４，５）の値としての第ｍ動作モード用基本目標値があらかじめ定められている。なお、各動作モード用の目標値θb_xy_obj_mの値は、互いに異なる値でなっても、同じ値となるものがあってもよい。
各動作モード毎に、基体傾斜角度目標値θb_xy_obj_mを設定するのは、それぞれの動作モードで乗員の搭乗姿勢や荷物運搬の有無に起因して、基体９及び傾動体３の適した傾斜角度が異なるからである。
【０１３５】
本実施形態では、各動作モードに適した基体９の姿勢を目標姿勢とし、この基本姿勢における基体９の傾斜角度θbの目標値θb_xy_obj_mに設定し、基本的には、基体９の実際の傾斜角度を目標値θb_xy_obj_mに収束させるように、車輪体５の移動動作を制御する。
【０１３６】
例えば、第ｍ動作モード用の傾斜角度θbの目標値θb_xy_obj_mとしては、車両１に搭載された運搬対象物体と車両とを合わせた全体のうち、基体９と一体的に傾動可能な部分（運搬対象物体を含む）の全体の重心点が基体９の傾動中心（傾動の支点）の直上もしくはほぼ直上に位置する状態（すなわち当該重心点に作用する重力によって、傾動中心の周りに発生するモーメントが“０”もしくはほぼ“０”となる状態）での基体９の傾斜角度を採用することが好適である。
【０１３７】
具体的には、第１及び第２動作モードの場合、シート１５Ｒ，１５Ｌに着座した乗員と車両１とを合わせた全体のうち、基体９と一体的に傾動する傾動体３及び乗員の全体の重心点が基体９の傾動中心の直上もしくはほぼ直上に位置する状態での基体９の傾斜角度を傾斜角度θbの目標値θb_xy_obj_1，θb_xy_obj_2として採用することが好適であり、例えば、目標値θb_x_obj_1，θb_x_obj_2は共に５度であり、目標値θb_y_obj_1m，θb_y_obj_2は共に０度である。
【０１３８】
第３動作モードの場合、ステップ２５Ｒ，２５Ｌに足平を載せて立った姿勢で車両に搭乗した乗員と車両１とを合わせた全体のうち、基体９と一体的に傾動する傾動体３及び乗員の全体の重心点が基体９の傾動中心の直上もしくはほぼ直上に位置する状態での基体９の傾斜角度を傾斜角度θbの目標値θb_xy_obj_3として採用することが好適であり、例えば、目標値θb_x_obj_3は１０度であり、目標値θb_y_obj_3は０度である。
【０１３９】
第４動作モードの場合、フック１７に掛けた荷物と車両１とを合わせた全体のうち、基体９と一体的に傾動する傾動体３及び荷物の全体の重心点が基体９の傾動中心の直上もしくはほぼ直上に位置する状態での基体９の傾斜角度を傾斜角度θbの目標値θb_xy_obj_mとして採用することが好適であり、例えば、目標値θb_x_obj_4，θb_y_obj_4は共に０度である。
【０１４０】
自立モード（第５動作モード）の場合、車両１単体のうち、基体９と一体的に傾動する傾動体３の全体の重心点が基体９の傾動中心の直上もしくはほぼ直上に位置する状態での基体９の傾斜角度を傾斜角度θbの目標値θb_xy_obj_5として採用することが好適であり、例えば、目標値θb_x_obj_5，目標値θb_y_obj_5は共に０度である。
【０１４１】
なお、図１２では、第ｍ動作モード用基本目標値を第ｎ動作モード用基本目標値よりも上側に記載しているが、第ｍ動作モード用基本目標値と第ｎ動作モード用基本目標値との大小関係は、一般的には、車両１の構造等に依存する（ｎ＝１，２，３，４，５、ただしｎ≠ｍ）。
【０１４２】
そして、傾斜目標値決定部７０は、車両１の動作モードが第ｍ動作モードから第ｎ動作モードに切替わった直後（図１２の時刻ｔの直後）の期間では、一定の時間的変化率で、基体傾斜角度目標値θb_x_objを第ｍ動作モード用基本目標値θb_x_obj_mから第ｎ動作モード用基本目標値θb_x_obj_nに向かって変化させる。さらに、基体傾斜角度目標値θb_x_objが第ｎ動作モード用基本目標値θb_x_obj_nに達した後は、傾斜目標値決定部７０は、θb_x_objを第ｎ動作モード用基本目標値θb_x_obj_nに保持する。
【０１４３】
なお、基体傾斜角度目標値θb_x_objの変化途中で、動作モードが変化した場合には、傾斜目標値決定部７０は、その動作モードの変化の直前におけるθb_x_objの値（前回値）から、該変化後の動作モードに対応する基本目標値に向かって、θb_x_objを変化させる。
【０１４４】
以上説明した基体傾斜角度目標値θb_x_objの決定の仕方は、Ｘ軸周り方向の基体傾斜角度目標値θb_y_objについても同様である。
【０１４５】
ただし、θb_y_objに対応する各動作モード用基本目標値は、それぞれ、一般には、θb_x_objに対応する基本目標値と異なる値となる。
【０１４６】
補足すると、例えば車両１が左右対称の構造のものである場合等、前記車両系重心点が、車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態でのＸ軸周り方向の基体９の傾斜角度が、各動作モードで互いに同一もしくはほぼ同一となる場合がある。このような場合には、各動作モード用の基本目標値を同一の値に設定して、Ｘ軸周り方向での基体傾斜角度目標値θb_y_objを動作モードによらずに、一定に保持するようにしてもよい。このことは、Ｙ軸周り方向での基体傾斜角度目標値θb_x_objについても同様である。
【０１４７】
また、切替わる前後の動作モードの種類に応じて、基体傾斜角度目標値θb_x_objの時間変化率の大きさを変化させてもよい。
【０１４８】
また、θb_x_obj，θb_y_objのいずれに関しても、切替わる動作モード用の基本目標値間の差が微小なものである場合には、動作モードが切替わった場合に、その切替わり時から直ちに、θb_x_obj又はθb_y_objを、切替わり後の動作モードに対応する基本目標値に変化させるようにしてもよい。
【０１４９】
偏差演算部７１には、前記ＳＴＥＰ２で算出された基体傾斜角度計測値θb_xy_s（θb_x_s及びθb_y_s）と、上記の如く傾斜目標値決定部７０が決定した基体傾斜角度目標値θb_xy_obj（θb_x_obj及びθb_y_obj）とが入力される。そして、偏差演算部７１は、θb_x_sからθb_x_objを減算することによって、Ｙ軸周り方向の基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s（＝θb_x_s−θb_x_obj）を算出すると共に、θb_y_sからθb_y_objを減算することによって、Ｘ軸周り方向の基体傾斜角度偏差計測値θbe_y_s（＝θb_y_s−θb_y_obj）を算出する。
【０１５０】
なお、傾斜目標値決定部７０及び偏差演算部７１の処理は、ＳＴＥＰ６の車両制御演算処理の前に行うようにしてもよい。例えば、前記ＳＴＥＰ５で、傾斜目標値決定部７０及び偏差演算部７１の処理を実行してもよい。
【０１５１】
前記第２ゲイン調整部７９には、前記ＳＴＥＰ４−４〜８で決定された動作モードが入力される。そして、傾斜目標値設定部７０は、入力された動作モードに応じて第２ゲイン調整パラメータＫr2を、図１１のグラフで示す如く決定する。なお、第２ゲイン調整パラメータＫr2“０”から“１”までの範囲内の値である。
【０１５２】
例えば、本実施形態では、動作モードが第ｍ動作モードに継続的に保持されている状態での第２ゲイン調整パラメータＫr2の値は基本値である“０”に定められている。
【０１５３】
そして、第２ゲイン調整部７９は、車両１の動作モードが第ｍ動作モードから第ｎ動作モードに切替わった直後（図１１の時刻ｔの直後）の期間では、一定の時間的変化率で、第２ゲイン調整パラメータＫr2を“０”から“１”に向かって変化させる。さらに、第２ゲイン調整パラメータＫr2が“１”に達した後は、第２ゲイン調整部７９は、Ｋr2を基本値（＝０）に戻す。
【０１５４】
このように、第２ゲイン調整パラメータＫr2は、動作モード間の変遷をスムーズに行うために、動作モードが変化した場合に基本値（＝０）以外の値に定められるパラメータである。
【０１５５】
なお、切替わる前後の動作モードの種類に応じて、第２ゲイン調整パラメータＫr2の時間変化率の大きさを変化させてもよい。
【０１５６】
前記重心速度算出部７２には、前記ＳＴＥＰ２で算出された基体傾斜角速度計測値θbdot_xy_s（θbdot_x_s及びθbdot_y_s）の今回値が入力されると共に、仮想車輪速度指令ωw_xy_cmdの前回値ωw_xy_cmd_p（ωw_x_cmd_p及びωw_y_cmd_p）が遅延要素８４から入力される。そして、重心速度算出部７２は、これらの入力値から、前記倒立振子モデルに基づく所定の演算式によって、重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）を算出する。
【０１５７】
具体的には、重心速度算出部７２は、次式０５ｘ，０５ｙにより、Ｖb_x_s及びＶb_y_sをそれぞれ算出する。
【０１５８】
Ｖb_x_s＝Ｒw_x・ωw_x_cmd_p＋ｈ_x・θbdot_x_s    ……０５ｘ
Ｖb_y_s＝Ｒw_y・ωw_y_cmd_p＋ｈ_y・θbdot_y_s    ……０５ｙ
これらの式０５ｘ，０５ｙにおいて、Ｒw_x，Ｒw_yは、前記したように、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの半径であり、これらの値は、あらかじめ設定された所定値である。また、ｈ_x，ｈ_yは、それぞれ倒立振子モデルの質点６０_x，６０_yの高さである。この場合、本実施形態では、車両１の各動作モードにおいて、それぞれ、車両系重心点の高さはほぼ一定に維持されるものとされる。そこで、ｈ_x，ｈ_yの値としては、それぞれ、各動作モード毎にあらかじめ設定された所定値が用いられる。補足すると、高さｈ_x，ｈ_yは、前記ＳＴＥＰ５において値を設定する定数パラメータに含まれるものである。
【０１５９】
車両１の本体質量は、乗員や荷物等の運搬対象物体の質量に比べて比較的小さい。そこで、本実施形態においては、第１及び第３動作モードの場合、シート１５Ｒ，１５Ｌの上面中央の高さをｈ_x，ｈ_yとし、第２動作モードの場合、ステップ２５Ｒ，２５Ｌの上面中央の高さをｈ_x，ｈ_yとし、第４ドの場合、フック１７の上面中央の高さをｈ_x，ｈ_yとし、第５動作モードの場合、車両１の本体重心の高さをｈ_x，ｈ_yとしている。なお、第３動作モードの場合、シート１５Ｒ，１５Ｌの上面中央の高さより少し低い高さをｈ_x，ｈ_yとしてもよい。
【０１６０】
上記式０５ｘの右辺の第１項は、仮想車輪６２_xの速度指令の前回値ωw_x_cmd_pに対応する該仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度であり、この移動速度は、車輪体５のＸ軸方向の実際の移動速度の現在値に相当するものである。また、式０５ｘの右辺の第２項は、基体９がＹ軸周り方向にθbdot_x_sの傾斜角速度で傾動することに起因して生じる車両系重心点のＸ軸方向の移動速度（車輪体５に対する相対的な移動速度）の現在値に相当するものである。これらのことは、式０５ｙについても同様である。
【０１６１】
なお、前記ロータリエンコーダ５６Ｒ，５６Ｌの出力を基に計測される電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度の計測値（今回値）の組を、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度の組に変換し、それらの回転角速度を、式０５ｘ、０５ｙのωw_x_cmd_p、ωw_y_cmd_pの代わりに用いてもよい。ただし、回転角速度の計測値に含まれるノイズの影響を排除する上では、目標値であるωw_x_cmd_p、ωw_y_cmd_pを使用することが有利である。
【０１６２】
次に、制御ユニット５０は、要求重心速度生成部７４の処理と重心速度制限部７６の処理と第１ゲイン調整部７８の処理とを実行する。この場合、重心速度制限部７６及び第１ゲイン調整部７８には、それぞれ、重心速度算出部７２で上記の如く算出された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）が入力される。また、要求重心速度生成部７４及びゲイン調整部７８には、それぞれ、重心速度算出部７２で上記の如く算出された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）が入力される。
【０１６３】
そして、要求重心速度生成部７４は、詳細は後述するが、車両１の動作モードが搭乗モードである場合に、入力された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）を基に、要求重心速度Ｖ_xy_aim（Ｖ_x_aim，Ｖ_y_aim）を決定する。なお、本実施形態では、車両１の動作モードが自立モードである場合には、要求重心速度生成部７４は、要求重心速度Ｖ_x_aim及びＶ_y_aimをいずれも“０”とする。
【０１６４】
そして、第１ゲイン調整部７８は、入力された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）を基に、前記第１ゲイン調整パラメータＫr1_xy（Ｋr1_x及びＫr1_y）を決定する。
【０１６５】
この第１ゲイン調整部７８の処理を図１４及び図１５を参照して以下に説明する。
【０１６６】
図１４に示すように、第１ゲイン調整部７８は、入力された重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sをリミット処理部８６に入力する。このリミット処理部８６では、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度の許容範囲に応じた制限を適宜、加えることによって、出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1を生成する。出力値Ｖw_x_lim1は、前記仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度Ｖw_xの制限後の値、出力値Ｖw_y_lim1は、前記仮想車輪６２_yのＹ軸方向の移動速度Ｖw_yの制限後の値としての意味を持つ。
【０１６７】
このリミット処理部８６の処理を、図１５を参照してさらに詳細に説明する。なお、図１５中の括弧付きの参照符号は、後述する重心速度制限部７６のリミット処理部１０４の処理を示すものであり、リミット処理部８６の処理に関する説明では無視してよい。
【０１６８】
リミット処理部８６は、まず、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sをそれぞれ処理部８６a_x，８６a_yに入力する。処理部８６a_xは、Ｖb_x_sを仮想車輪６２_xの半径Ｒw_xで除算することによって、仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度をＶb_x_sに一致させたと仮定した場合の該仮想車輪６２_xの回転角速度ωw_x_sを算出する。同様に、処理部８６a_yは、仮想車輪６２_yのＹ軸方向の移動速度をＶb_y_sに一致させたと仮定した場合の該仮想車輪６２_yの回転角速度ωw_y_s（＝Ｖb_y_s／Ｒw_y）を算出する。
【０１６９】
次いで、リミット処理部８６は、ωw_x_s，ωw_y_sの組を、ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂにより、電動モータ３１Ｒの回転角速度ω_R_sと電動モータ３１Ｌの回転角速度ω_L_sとの組に変換する。
【０１７０】
この変換は、本実施形態では、前記式０１ａ，０１ｂのωw_x，ωw_y，ω_R，ω_Lをそれぞれ、ωw_x_s，ωw_y_s，ω_R_s，ω_L_sに置き換えて得られる連立方程式を、ω_R_s，ω_L_sを未知数として解くことにより行なわれる。
【０１７１】
次いで、リミット処理部８６は、ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂの出力値ω_R_s，ω_L_sをそれぞれ、リミッタ８６c_R，８６c_Lに入力する。このとき、リミッタ８６c_Rは、ω_R_sが、あらかじめ設定された所定値の上限値（＞０）と下限値（＜０）とを有する右モータ用許容範囲内に収まっている場合には、ω_R_sをそのまま出力値ω_R_lim1として出力する。また、リミッタ８６c_Rは、ω_R_sが、右モータ用許容範囲から逸脱している場合には、該右モータ用許容範囲の上限値と下限値とのうちのω_R_sに近い方の境界値を出力値ω_R_lim1として出力する。これにより、リミッタ８６c_Rの出力値ω_R_lim1は、右モータ用許容範囲内の値に制限される。
【０１７２】
同様に、リミッタ８６c_Lは、ω_L_sが、あらかじめ設定された所定値の上限値（＞０）と下限値（＜０）とを有する左モータ用許容範囲内に収まっている場合には、ω_L_sをそのまま出力値ω_L_lim1として出力する。また、リミッタ８６c_Lは、ω_L_sが、左モータ用許容範囲から逸脱している場合には、該左モータ用許容範囲の上限値と下限値とのうちのω_L_sに近い方の境界値を出力値ω_L_lim1として出力する。これにより、リミッタ８６c_Lの出力値ω_L_lim1は、左モータ用許容範囲内の値に制限される。
【０１７３】
上記右モータ用許容範囲は右側の電動モータ３１Ｒの回転角速度（絶対値）が高くなり過ぎないようにし、ひいては、電動モータ３１Ｒが出力可能なトルクの最大値が低下するのを防止するために設定された許容範囲である。このことは、左モータ用許容範囲についても同様である。
【０１７４】
次いで、リミット処理部８６は、リミッタ８６c_R，８６c_Lのそれぞれの出力値ω_R_lim1，ω_L_lim1の組を、ＲＬ−ＸＹ変換部８６ｄにより、仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの回転角速度ωw_x_lim1，ωw_y_lim1の組に変換する。
【０１７５】
この変換は、前記ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂの変換処理の逆変換の処理である。この処理は、前記式０１ａ，０１ｂのωw_x，ωw_y，ω_R，ω_Lをそれぞれ、ωw_x_lim1，ωw_y_lim1，ω_R_lim1，ω_L_lim1に置き換えて得られる連立方程式を、ωw_x_lim1，ωw_y_lim1を未知数として解くことにより行なわれる。
【０１７６】
次いで、リミット処理部８６は、ＲＬ−ＸＹ変換部８６ｄの出力値ωw_x_lim1，ωw_y_lim1をそれぞれ処理部８６e_x，８６e_yに入力する。処理部８６e_xは、ωw_x_lim1に仮想車輪６２_xの半径Ｒw_xを乗じることによって、ωw_x_lim1を仮想車輪６２_xの移動速度Ｖw_x_lim1に変換する。同様に、処理部８６e_yは、ωw_y_lim1を仮想車輪６２_yの移動速度Ｖw_y_lim1（＝ωw_y_lim1・Ｒw_y）に変換する。
【０１７７】
以上のリミット処理部８６の処理によって、仮想車輪６２_xのＸ軸方向の移動速度Ｖw_xと、仮想車輪６２_yのＹ軸方向の移動速度Ｖw_yとをそれぞれ重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させたと仮定した場合（換言すれば、車輪体５のＸ軸方向の移動速度とＹ軸方向の移動速度とをそれぞれ、Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させたと仮定した場合）に、それらの移動速度を実現するために必要な電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R_s，ω_L_sが、両方とも、許容範囲内に収まっている場合には、Ｖb_x_s，Ｖb_y_sにそれぞれ一致する出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組がリミット処理部８６から出力される。
【０１７８】
一方、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R_s，ω_L_sの両方又は一方が許容範囲から逸脱している場合には、その両方又は一方の回転角速度が強制的に許容範囲内に制限された上で、その制限後の電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度ω_R_lim1，ω_L_lim1の組に対応する、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動速度Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組がリミット処理部８６から出力される。
【０１７９】
従って、リミット処理部８６は、その出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組に対応する電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲を逸脱しないことを必須の必要条件として、その必要条件下で可能な限り、出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1をそれぞれＶb_x_s，Ｖb_y_sに一致させるように、出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の組を生成する。
【０１８０】
図１４の説明に戻って、第１ゲイン調整部７８は、次に、演算部８８_x，８８_yの処理を実行する。演算部８８_xには、Ｘ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sと、リミット処理部８６の出力値Ｖw_x_lim1とが入力される。そして、演算部８８_xは、Ｖw_x_lim1からＶb_x_sを減算してなる値Ｖover_xを算出して出力する。また、演算部８８_yには、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖb_y_sと、リミット処理部８６の出力値Ｖw_y_lim1とが入力される。そして、演算部８８_yは、Ｖw_y_lim1からＶb_y_sを減算してなる値Ｖover_yを算出して出力する。
【０１８１】
この場合、リミット処理部８６での出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の強制的な制限が行なわれなかった場合には、Ｖw_x_lim1＝Ｖb_x_s、Ｖw_y_lim1＝Ｖb_y_sとなるので、演算部８８_x，８８_yのそれぞれの出力値Ｖover_x，Ｖover_yはいずれも“０”となる。
【０１８２】
一方、リミット処理部８６の出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1が、入力値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに対して強制的な制限を施して生成された場合には、Ｖw_x_lim1のＶb_x_sからの修正量（＝Ｖw_x_lim1−Ｖb_x_s）と、Ｖw_y_lim1のＶb_y_sからの修正量（＝Ｖw_y_lim1−Ｖb_y_s）とがそれぞれ、演算部８８_x，８８_yから出力される。
【０１８３】
次いで、第１ゲイン調整部７８は、演算部８８_xの出力値Ｖover_xを処理部９０_x，９２_xに順番に通すことによって、第１ゲイン調整パラメータＫr1_xを決定する。また、第１ゲイン調整部７８は、演算部８８_yの出力値Ｖover_yを処理部９０_y，９２_yに順番に通すことによって、第１ゲイン調整パラメータＫr1_yを決定する。なお、第1ゲイン調整パラメータＫr1_x，Ｋr1_yは、いずれも“０”から“１”までの範囲内の値である。
【０１８４】
上記処理部９０_xは、入力されるＶover_xの絶対値を算出して出力する。また、処理部９２_xは、その出力値Ｋr1_xが入力値｜Ｖover_x｜に対して単調に増加し、且つ、飽和特性を有するようにＫr1_xを生成する。該飽和特性は、入力値がある程度大きくなると、入力値の増加に対する出力値の変化量が“０”になるか、もしくは、“０”に近づく特性である。
【０１８５】
この場合、本実施形態では、処理部９２_xは、入力値｜Ｖover_x｜があらかじめ設定された所定値以下である場合には、該入力値｜Ｖover_x｜に所定値の比例係数を乗じてなる値をＫr1_xとして出力する。また、処理部９２_xは、入力値｜Ｖover_x｜が所定値よりも大きい場合には、“１”をＫr1_xとして出力する。なお、上記比例係数は、｜Ｖover_x｜が所定値に一致するときに、｜Ｖover_x｜と比例係数との積が“１”になるように設定されている。
【０１８６】
また、処理部９０_y，９２_yの処理は、それぞれ上記した処理部９０_x，９２_xの処理と同様である。
【０１８７】
以上説明した第１ゲイン調整部７８の処理によって、リミット処理部８６での出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の強制的な制限が行なわれなかった場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度Ｖw_x，Ｖw_yを、それぞれ、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させても、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲内に収まるような場合には、第１ゲイン調整パラメータＫr1_x，Ｋr1_yはいずれも“０”に決定される。従って、通常は、Ｋr１_x＝Ｋr1_y＝０である。
【０１８８】
一方、リミット処理部８６の出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1が、入力値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに対して強制的な制限を施して生成された場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度Ｖw_x，Ｖw_yを、それぞれ、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させると、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのいずれかの回転角速度が許容範囲を逸脱してしまう場合（いずれかの回転角速度の絶対値が高くなり過ぎる場合）には、前記修正量Ｖover_x，Ｖover_yのそれぞれの絶対値に応じて、第１ゲイン調整パラメータＫr1_x，Ｋr1_yの値がそれぞれ決定される。この場合、Ｋr1_xは、“１”を上限値して、修正量Ｖx_overの絶対値が大きいほど、大きな値になるように決定される。このことは、Ｋr1_yについても同様である。
【０１８９】
図１１の説明に戻って、制御ユニット５０は、重心速度算出部７２及び要求重心速度生成部７４の処理を実行した後、次に、重心速度制限部７６の処理を実行する。
【０１９０】
この重心速度制限部７６には、重心速度算出部７２で算出された重心速度推定値Ｖb_xy_s（Ｖb_x_s及びＶb_y_s）と、要求重心速度生成部７４で決定された要求重心速度Ｖ_xy_aim（Ｖ_x_aim及びＶ_y_aim）とが入力される。そして、重心速度制限部７６は、これらの入力値を使用して、図１６のブロック図で示す処理を実行することによって、制御用目標重心速度Ｖ_xy_mdfd（Ｖ_x_mdfd及びＶ_y_mdfd）を決定する。
【０１９１】
具体的には、重心速度制限部７６は、まず、定常偏差算出部９４_x，９４_yの処理を実行する。
【０１９２】
この場合、定常偏差算出部９４_xには、Ｘ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sが入力されると共に、Ｘ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdの前回値Ｖb_x_mdfd_pが遅延要素９６_xを介して入力される。そして、定常偏差算出部９４_xは、まず、入力されるＶb_x_sが比例・微分補償要素（ＰＤ補償要素）９４a_xに入力する。この比例・微分補償要素９４_xは、その伝達関数が１＋Ｋd・Ｓにより表される補償要素であり、入力されるＶb_x_sと、その微分値（時間的変化率）に所定値の係数Ｋdを乗じてなる値とを加算し、その加算結果の値を出力する。
【０１９３】
次いで、定常偏差算出部９４_xは、入力されるＶb_x_mdfd_pを、比例・微分補償要素９４_xの出力値から減算してなる値を演算部９４b_xにより算出した後、この演算部９４b_xの出力値を、位相補償機能を有するローパスフィルタ９４c_xに入力する。このローパスフィルタ９４c_xは、伝達関数が（１＋Ｔ2・Ｓ）／（１＋Ｔ1・Ｓ）により表されるフィルタである。そして、定常偏差算出部９４_xは、このローパスフィルタ９４c_xの出力値Ｖb_x_prdを出力する。
【０１９４】
また、定常偏差算出部９４_yには、Ｙ軸方向の重心速度推定値Ｖb_y_sが入力されると共に、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdの前回値Ｖb_y_mdfd_pが遅延要素９６_yを介して入力される。
【０１９５】
そして、定常偏差算出部９４_yは、上記した定常偏差算出部９４_xと同様に、比例・微分補償要素９４a_y、演算部９４b_y及びローパスフィルタ９４c_yの処理を順次実行し、ローパスフィルタ９４c_yの出力値Ｖb_y_prdを出力する。
【０１９６】
ここで、定常偏差算出部９４_xの出力値Ｖb_x_prdは、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の現在の運動状態（換言すればＹ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_xの運動状態）から推測される、将来のＸ軸方向の重心速度推定値の収束予測値の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdに対する定常偏差としての意味を持つものである。同様に、定常偏差算出部９４_y出力値Ｖb_y_prdは、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の現在の運動状態（換言すればＸ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_yの運動状態）から推測される、将来のＹ軸方向の重心速度推定値の収束予測値の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdに対する定常偏差としての意味を持つものである。以降、定常偏差算出部９４_x，９４_yのそれぞれの出力値Ｖb_x_prd，Ｖb_y_prdを重心速度定常偏差予測値という。
【０１９７】
重心速度制限部７６は、上記の如く定常偏差算出部９４_x，９４_yの処理を実行した後、定常偏差算出部９４_xの出力値Ｖb_x_prdに要求重心速度Ｖb_x_aimを加算する処理と、定常偏差算出部９４_yの出力値Ｖb_y_prdに要求重心速度Ｖb_y_aimを加算する処理とをそれぞれ、演算部９８_x，９８_yにより実行する。
【０１９８】
従って、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tは、Ｘ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdに、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimを付加した速度となる。同様に、演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tは、Ｙ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_y_prdに、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimを付加した速度となる。
【０１９９】
なお、車両１の動作モードが第２動作モード以外である場合等、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”である場合には、Ｘ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdがそのまま、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tとなる。同様に、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimが“０”である場合には、Ｙ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_y_prdがそのまま、演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tとなる。
【０２００】
次いで、重心速度制限部７６は、演算部９８_x，９８_yのそれぞれの出力値Ｖb_x_t，Ｖb_y_tを、リミット処理部１００に入力する。このリミット処理部１００の処理は、前記したゲイン調整部７８のリミット処理部８６の処理と同じである。この場合、図１１に括弧付きに参照符号で示す如く、リミット処理部１００の各処理部の入力値及び出力値だけがリミット処理部８６と相違する。
【０２０１】
具体的には、リミット処理部１００では、前記仮想車輪６２_x，６２_yのそれぞれの移動速度Ｖw_x，Ｖw_yを、Ｖb_x_t，Ｖb_y_tにそれぞれ一致させたと仮定した場合の各仮想車輪６２_x，６２_yの回転角速度ωw_x_t，ωw_y_tがそれぞれ処理部８６a_x，８６a_yにより算出される。そして、この回転角速度ωw_x_t，ωw_y_tの組が、ＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂにより、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転角速度ω_R_t，ω_L_tの組に変換される。
【０２０２】
さらに、これらの回転角速度ω_R_t，ω_L_tが、リミッタ８６c_R，８６c_Lによって、それぞれ、右モータ用許容範囲内の値と左モータ用許容範囲内の値とに制限される。そして、この制限処理後の値ω_R_lim2，ω_L_lim2が、ＲＬ−ＸＹ変換部８６ｄによって、仮想車輪６２_x，６２_yの回転角速度ωw_x_lim2，ωw_y_lim2に変換される。
【０２０３】
次いで、この各回転角速度ωw_x_lim2，ωw_y_lim2に対応する各仮想車輪６２_x，６２_yの移動速度Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2がそれぞれ処理部８６e_x，８６e_yによって算出され、これらの移動速度Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2がリミット処理部１００から出力される。
【０２０４】
以上のリミット処理部１００の処理によって、リミット処理部１００は、リミット処理部８６と同様に、その出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2の組に対応する電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲を逸脱しないことを必須の必要条件として、その必要条件下で可能な限り、出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2をそれぞれＶb_x_t，Ｖb_y_tに一致させるように、出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2の組を生成する。
【０２０５】
なお、リミット処理部１００における右モータ用及び左モータ用の各許容範囲は、リミット処理部８６における各許容範囲と同一である必要はなく、互いに異なる許容範囲に設定されていてもよい。
【０２０６】
図１６の説明に戻って、重心速度制限部７６は、次に、演算部１０２_x，１０２_yの処理を実行することによって、それぞれ制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdを算出する。この場合、演算部１０２_xは、リミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2から、Ｘ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdを減算してなる値をＸ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして算出する。同様に、演算部１０２_yは、リミット処理部１００の出力値Ｖw_y_lim2から、Ｙ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_y_prdを減算してなる値をＹ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdとして算出する。
【０２０７】
以上のようにして決定される制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdは、リミット処理部１００での出力値Ｖ_x_lim2，Ｖ_y_lim2の強制的な制限が行なわれなかった場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度を、それぞれ、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tと演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tとに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させても、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が許容範囲内に収まるような場合には、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimがそれぞれ、そのまま、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。
【０２０８】
なお、この場合、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”であれば、Ｘ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdも“０”となり、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimが“０”であれば、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdも“０”となる。
【０２０９】
一方、リミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2が、入力値Ｖb_x_t，Ｖb_y_tに対して強制的な制限を施して生成された場合、すなわち、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度を、それぞれ、演算部９８_xの出力値Ｖb_x_tと演算部９８_yの出力値Ｖb_y_tとに一致させるように電動モータ３１Ｒ，３１Ｌを動作させると、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのいずれかの回転角速度が許容範囲を逸脱してしまう場合（いずれかの回転角速度の絶対値が高くなり過ぎる場合）には、Ｘ軸方向については、リミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2の入力値Ｖb_x_tからの修正量（＝Ｖw_x_lim2−Ｖb_x_t）だけ、要求重心速度Ｖb_x_aimを補正してなる値（当該修正量をＶb_x_aimに加算した値）が、Ｘ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして決定される。
【０２１０】
また、Ｙ軸方向については、リミット処理部１００の出力値Ｖw_y_lim2の入力値Ｖb_y_tからの修正量（＝Ｖw_y_lim2−Ｖb_y_t）だけ、要求重心速度Ｖb_y_aimを補正してなる値（当該修正量をＶb_y_aimに加算した値）が、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdとして決定される。
【０２１１】
この場合において、例えばＸ軸方向の速度に関し、要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”でない場合には、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは、要求重心速度Ｖb_x_aimよりも“０”に近づくか、もしくは、要求重心速度Ｖb_x_aimと逆向きの速度となる。また、要求重心速度Ｖb_x_aimが“０”である場合には、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは、定常偏差算出部９４_xが出力するＸ軸方向の重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prdと逆向きの速度となる。これらのことは、Ｙ軸方向の速度に関しても同様である。
【０２１２】
以上が、重心速度制限部７６の処理である。
【０２１３】
図１１の説明に戻って、制御ユニット５０は、以上の如く重心速度制限部７６、第１ゲイン調整部７８、第２ゲイン調整部７９、及び偏差演算部７０の処理を実行した後、次に、姿勢制御演算部８０の処理を実行する。
【０２１４】
この姿勢制御演算部８０の処理を、以下に図１７を参照して説明する。なお、図１７において、括弧を付していない参照符号は、Ｘ軸方向に輪転する仮想車輪６２_xの回転角速度の目標値である前記仮想車輪回転角速度指令ωw_x_cmdを決定する処理に係わる参照符号であり、括弧付きの参照符合は、Ｙ軸方向に輪転する仮想車輪６２_yの回転角速度の目標値である前記仮想車輪回転角速度指令ωw_y_cmdを決定する処理に係わる参照符号である。
【０２１５】
姿勢制御演算部８０には、偏差演算部７０で算出された基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sと、前記ＳＴＥＰ２で算出された基体傾斜角速度計測値θbdot_xy_sと、重心速度算出部７２で算出された重心速度推定値Ｖb_xy_sと、重心速度制限部７６で算出された目標重心速度Ｖb_xy_mdfdと、第１ゲイン調整部７８で算出された第１ゲイン調整パラメータＫr1_xyと、第２ゲイン調整部７９で算出された第２ゲイン調整パラメータＫr2とが入力される。
【０２１６】
そして、姿勢制御演算部８０は、まず、これらの入力値を用いて、次式０７ｘ，０７ｙにより、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_xy_cmdを算出する。
【０２１７】
ωwdot_x_cmd＝K1_x・θbe_x_s＋K2_x・θbdot_x_s
＋K3_x・(Ｖb_x_s−Ｖb_x_mdfd)    ……式０７ｘ
ωwdot_y_cmd＝K1_y・θbe_y_s＋K2_y・θbdot_y_s
＋K3_y・(Ｖb_y_s−Ｖb_y_mdfd)    ……式０７ｙ
従って、本実施形態では、Ｙ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_xの運動（ひいては、Ｙ軸方向から見た車両系重心点の運動）を制御するための操作量（制御入力）としての仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmdと、Ｘ軸方向から見た倒立振子モデルの質点６０_yの運動（ひいては、Ｘ軸方向から見た車両系重心点の運動）を制御するための操作量（制御入力）としての仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_y_cmdとは、それぞれ、３つの操作量成分（式０７ｘ，０７ｙの右辺の３つの項）を加え合わせることによって決定される。
【０２１８】
これらの式０７ｘ，０７ｙにおけるゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ1_yは、基体９（又は傾動体３）の傾斜角度に関するフィードバッグゲイン、ゲイン係数Ｋ2_x，Ｋ2_ｙは、基体９（又は傾動体３）の傾斜角速度（傾斜角度の時間的変化率）に関するフィードバッグゲイン、ゲイン係数Ｋ3_x，Ｋ3_ｙは、車両系重心点（車両１の所定の代表点）の移動速度に関するフィードバッグゲインとしての意味を持つものである。
【０２１９】
この場合、式０７ｘにおける各操作量成分に係わるゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ2_x，Ｋ3_xは、第１ゲイン調整パラメータＫr1_x、第２ゲイン調整パラメータＫr2、及び動作モードに応じて可変的に設定される。同様に、式０７ｙにおける各操作量成分に係わるゲイン係数Ｋ1_y，Ｋ2_y，Ｋ3_yは、第１ゲイン調整パラメータＫr1_x、第２ゲイン調整パラメータＫr2、及び動作モードに応じて可変的に設定される。以降、式０７ｘにおけるゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ2_x，Ｋ3_xのそれぞれを第１ゲイン係数Ｋ1_x、第２ゲイン係数Ｋ2_x、第３ゲイン係数Ｋ3_xということがある。このことは、式０７ｙにおけるゲイン係数Ｋ1_y，Ｋ2_y，Ｋ3_yについても同様とする。
【０２２０】
式０７ｘにおける第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）と、式０７ｘにおける第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）とは、それぞれ、図１７中に示した如く、次式０９ｘ、０９ｙにより決定される。
【０２２１】
Ｋi_x＝（１−Ｗgain_x）・Ｋi_a_x ＋ Ｗgain_x・Ｋi_b_x    ……式０９ｙ
（ｉ＝１，２，３）
Ｋi_y＝（１−Ｗgain_y）・Ｋi_a_y ＋ Ｗgain_y・Ｋi_b_y    ……式０９ｙ
（ｉ＝１，２，３）
【０２２２】
この場合、式０９ｘにおけるＷgain_x、Ｋi_a_x、Ｋi_b_xと、式０９ｙにおけるＷgain_x、Ｋi_a_x、Ｋi_b_xとは、車両１の現在の動作モード（ＳＴＥＰ５で決定される今回の動作モード）に応じて、次の（１）、（２）に示す如く決定される。
（１）現在の動作モードが第ｍ動作モードである場合（ｍ＝１，２，３，４，５）
Ｗgain_x＝Ｋr1_x，  Ｋi_a_x＝Ｇi_x_ｍＡ（ｉ＝１，２，３）
Ｋi_b_x＝Ｇi_x_ｍＢ（ｉ＝１，２，３）
Ｗgain_y＝Ｋr1_y，  Ｋi_a_y＝Ｇi_y_ｍＡ（ｉ＝１，２，３）
Ｋi_b_y＝Ｇi_y_ｍB（ｉ＝１，２，３）
（２）現在の動作モードである第ｍ動作モードから第ｎ動作モードに設定が変化した場合（ｍ＝１，２，３，４，５、ｎ＝１，２，３，４，５、ただしｍ≠ｎ）
Ｗgain_x＝Ｋr2，  Ｋi_a_x＝Ｇi_x_ｍＡ（ｉ＝１，２，３）
Ｋi_b_x＝Ｇi_x_ｎＡ（ｉ＝１，２，３）
Ｗgain_y＝Ｋr2，  Ｋi_a_y＝Ｇi_y_ｍＡ（ｉ＝１，２，３）
Ｋi_b_y＝Ｇi_y_ｎＡ（ｉ＝１，２，３）
ここで、Ｇi_x_ｍＡ、Ｇi_x_ｍＢ、Ｇi_y_ｍＡ、Ｇi_y_ｍＢは第ｍ動作モード用としてあらかじめ設定された所定値（定数値）、Ｇi_x_ｎＡ、Ｇi_y_ｎＡは第ｎ動作モード用としてあらかじめ設定された所定値（定数値）である。各動作モード毎に、上記定数パラメータの値を異ならせるのは、それぞれの動作モードで車両１に要求される動作の応答特性が異なるからである。
【０２２３】
この場合、本実施形態では、｜Ｇi_x_ｍＡ｜＜｜Ｇi_x_ｍＢ｜、｜Ｇi_y_ｍＡ｜＜｜Ｇi_y_ｍＢ｜、｜Ｇi_x_ｎＡ｜＜｜Ｇi_x_ｎＡ｜となっている。
【０２２４】
なお、本実施形態では、Ｇi_x_ｍＡ≠Ｇi_x_ｎＡ、Ｇi_ｙ_ｍＡ≠Ｇi_ｙ_ｎＡとされている。ただし、Ｇi_x_ｍＡ＝Ｇi_x_ｎＡ、Ｇi_ｙ_ｍＡ＝Ｇi_ｙ_ｎＡであってもよい。
【０２２５】
動作モードが第ｍ動作モードである場合には、式０７ｘの演算に用いる各第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）は、それぞれに対応する２つの定数値Ｇi_x_ｍＡ，Ｇi_x_ｍＢの重み付き平均値して決定される。そして、この場合、Ｋi_a_x（＝Ｇi_x_ｍＡ）、Ｋi_b_x（＝Ｇi_x_ｍＢ）にそれぞれ掛かる重み（１−Ｗgain），Ｗgainが、第１ゲイン調整パラメータＫr1_xに応じて変化させられる。具体的には、Ｋr1_x＝０である場合には、Ｋi_x＝Ｇi_x_ｍＡとなり、Ｋr1_x＝１である場合には、Ｋi_x＝Ｇi_x_ｍＢとなる。そして、Ｋr1_xが“０”から“１”に近づくに伴い、第ｉゲイン係数Ｋi_xはＫi_x＝Ｇi_x_ｍＡからＧi_x_ｍＢに近づいていく（Ｋi_xの絶対値が増加していく）。搭乗中モードでは、式０７ｙの演算に用いる各第ｉゲイン係数Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）についても上記と同様である。
【０２２６】
補足すると、第１ゲイン調整パラメータＫr1_x，Ｋr1_yは、前記したように、通常は（詳しくはゲイン調整部７８のリミット処理部８６での出力値Ｖw_x_lim1，Ｖw_y_lim1の強制的な制限が行なわれなかった場合）、“０”である。従って、第ｍ動作モードにおける第ｉゲイン係数Ｋi_x，Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）は、通常は、それぞれ、Ｋi_x＝Ｋi_a_x（＝Ｇi_x_ｍＡ）、Ｋi_y＝Ｋi_a_y（＝Ｇi_y_ｍＡ）となる。従って、Ｇi_x_ｍＡ，Ｇi_y_ｍＡは、第ｍ動作モードでの通常的な車両１の動作状態での第ｉゲイン係数Ｋi_x，Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）の適切な値としてあらかじめ設定された定数値である。
【０２２７】
一方、動作モードが第ｍ動作モードから第ｎ動作モードに設定が変化した場合には、式０７ｘの演算に用いる各第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）は、それぞれに対応する２つ定数値Ｇi_x_ｍＡ，Ｇi_x_ｎＡの重み付き平均値して決定される。そして、この場合、Ｋi_a_x（＝Ｇi_x_ｍＡ）、Ｋi_b_x（＝Ｇi_x_ｎＡ）にそれぞれ掛かる重み（１−Ｗgain），Ｗgainが、第２ゲイン調整パラメータＫr2に応じて変化させられる。具体的には、Ｋr2＝０である場合には、Ｋi_x＝Ｇi_x_ｍＡとなり、Ｋr2＝１である場合には、Ｋi_x＝Ｇi_x_ｎＡとなる。そして、Ｋr2が“０”から“１”に近づくに伴い、第ｉゲイン係数Ｋi_xはＫi_x＝Ｇi_x_ｍからＧi_x_ｎＡに近づいていく。
【０２２８】
姿勢制御演算部８０は、上記の如く決定した第１〜第３ゲイン係数Ｋ1_x，Ｋ2_x，Ｋ3_xを用いて前記式０７ｘの演算を行うことで、Ｘ軸方向に輪転する仮想車輪６２_xに係わる仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmdを算出する。
【０２２９】
さらに詳細には、図１５を参照して、姿勢制御演算部８０は、基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_sに第１ゲイン係数Ｋ1_xを乗じてなる操作量成分ｕ1_xと、基体傾斜角速度計測値θbdot_x_sに第２ゲイン係数Ｋ2_xを乗じてなる操作量成分ｕ2_xとをそれぞれ、処理部８０ａ，８０ｂで算出する。さらに、姿勢制御演算部８０は、重心速度推定値Ｖb_x_sと制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとの偏差（＝Ｖb_x_s−Ｖb_x_mdfd）を演算部８０ｄで算出し、この偏差に第３ゲイン係数Ｋ3_xを乗じてなる操作量成ｕ3_xを処理部８０ｃで算出する。そして、姿勢制御演算部８０は、これらの操作量成分u1_x，ｕ2_x，ｕ3_xを演算部８０ｅにて加え合わせることにより、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmdを算出する。
【０２３０】
同様に、姿勢制御演算部８０は、上記の如く決定した第１〜第３ゲイン係数Ｋ1_y，Ｋ2_y，Ｋ3_yを用いて前記式０７ｙの演算を行うことで、Ｙ軸方向に輪転する仮想車輪６２_yに係わる仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_y_cmdを算出する。
【０２３１】
この場合には、姿勢制御演算部８０は、基体傾斜角度偏差計測値θbe_y_sに第１ゲイン係数Ｋ1_yを乗じてなる操作量成分ｕ1_yと、基体傾斜角速度計測値θbdot_y_sに第２ゲイン係数Ｋ2_yを乗じてなる操作量成分ｕ2_yとをそれぞれ、処理部８０ａ，８０ｂで算出する。さらに、姿勢制御演算部８０は、重心速度推定値Ｖb_y_sと制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdとの偏差（＝Ｖb_y_s−Ｖb_y_mdfd）を演算部８０ｄで算出し、この偏差に第３ゲイン係数Ｋ3_yを乗じてなる操作量成ｕ3_yを処理部８０ｃで算出する。そして、姿勢制御演算部８０は、これらの操作量成分ｕ1_y，ｕ2_y，ｕ3_yを演算部８０ｅにて加え合わせることにより、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmdを算出する。
【０２３２】
ここで、式０７ｘの右辺の第１項（＝第１操作量成分ｕ1_x）及び第２項（＝第２操作量成分ｕ2_x）は、Ｘ軸周り方向での基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_sを、フィードバック制御則としてのＰＤ則（比例・微分則）により“０”に収束させる（基体傾斜角度計測値θb_x_sを目標値θb_x_objに収束させる）ためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。
【０２３３】
また、式０７ｘの右辺の第３項（＝第３操作量成分ｕ3_x）は、重心速度推定値Ｖb_x_sと制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとの偏差をフィードバック制御則としての比例則により“０”に収束させる（Ｖb_x_sをＶb_x_mdfdに収束させる）ためのフィードバック操作量成分としての意味を持つ。
【０２３４】
これらのことは、式０７ｙの右辺の第１〜第３項（第１〜第３操作量成分ｕ1_y，ｕ2_y，ｕ3_y）についても同様である。
【０２３５】
なお、前記したように通常は（より詳しくは、前記重心速度制限部７６のリミット処理部１００での出力値Ｖ_x_lim2，Ｖ_y_lim2の強制的な制限が行なわれなかった場合）、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdは“０”である。そして、Ｖb_x_mdfd＝Ｖb_y_mdfd＝０となる通常の場合は、第３操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、それぞれ、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sに第３ゲイン係数Ｋ3_x，Ｋ3_yを乗じた値に一致する。
【０２３６】
姿勢制御演算部８０は、上記の如く、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdを算出した後、次に、これらのωwdot_x_cmd，ωwdot_y_cmdをそれぞれ積分器８０ｆにより積分することによって、前記仮想車輪回転速度指令ωw_x_cmd，ωw_y_cmdを決定する。
【０２３７】
以上が姿勢制御演算部８０の処理の詳細である。
【０２３８】
補足すると、式０７ｘの右辺の第３項を、Ｖb_x_sに応じた操作量成分（＝K3_x・Ｖb_x_s）と、Ｖb_x_mdfdに応じた操作量成分（＝−K3_x・Ｖb_x_mdfd)とに分離した式によって、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmdを算出するようにしてよい。同様に、式０７ｙの右辺の第３項を、Ｖb_y_sに応じた操作量成分（＝K3_y・Ｖb_y_s）と、Ｖb_y_mdfdに応じた操作量成分（＝−K3_y・Ｖb_y_mdfd）とに分離した式によって、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_y_cmdを算出するようにしてよい。
【０２３９】
また、本実施形態では、車両系重心点の挙動を制御するための操作量（制御入力）として、仮想車輪６２_x，６２_yの回転角加速度指令ωw_x_cmd，ωw_y_cmdを用いるようにしたが、例えば、仮想車輪６２_x，６２_yの駆動トルク、あるいは、この駆動トルクを各仮想車輪６２_x，６２_yの半径Ｒw_x，Ｒw_yで除算してなる並進力（すなわち仮想車輪６２_x，６２_yと床面との間の摩擦力）を操作量として用いるようにしてもよい。
【０２４０】
図１１の説明に戻って、制御ユニット５０は、次に、姿勢制御演算部８０で上記の如く決定した仮想車輪回転速度指令ωw_x_cmd，ωw_y_cmdをモータ指令演算部８２に入力し、該モータ指令演算部８２の処理を実行することによって、電動モータ３１Ｒの速度指令ω_R_cmdと電動モータ３１Ｌの速度指令ω_L_cmdとを決定する。このモータ指令演算部８２の処理は、前記リミット処理部８６（図１１参照）のＸＹ−ＲＬ変換部８６ｂの処理と同じである。
【０２４１】
具体的には、モータ指令演算部８２は、前記式０１ａ，０１ｂのωw_x，ωw_y，ω_R，ω_Lをそれぞれ、ωw_x_cmd，ωw_y_cmd，ω_R_cmd，ω_L_cmdに置き換えて得られる連立方程式を、ω_R_cmd，ω_L_cmdを未知数として解くことによって、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの速度指令ω_R_cmd，ω_L_cmdを決定する。
【０２４２】
以上により前記ＳＴＥＰ９の車両制御演算処理が完了する。
【０２４３】
以上説明した如く制御ユニット５０が制御演算処理を実行することによって、前記第１〜第５のいずれの動作モードにおいても、基本的には、傾動体３及び基体９の姿勢が、前記基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s，θbe_y_sの両方が“０”となる姿勢（以下、この姿勢を基本姿勢という）に保たれている状態では、車両系重心点が静止するように操作量（制御入力）としての仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_xy_cmdが決定される。そして、傾動体３及び基体９の姿勢を前記基本姿勢に対して傾けると、換言すれば、車両系重心点（全体重心点又は車両単体重心点）の水平方向位置を、車輪体５の接地面のほぼ真上に位置する状態から変位させると、傾動体３及び基体９の姿勢を基本姿勢に復元させるように（θbe_x_s，θbe_y_sを“０”に近づけるか、もしくは“０”に保持するように）、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_xy_cmdが決定される。
【０２４４】
そして、ωdotw_xy_cmdの各成分を積分してなる仮想車輪回転角速度指令ωw_xy_cmdを変換してなる電動モータ３１Ｒ，３１Ｌのそれぞれの回転角速度が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの速度指令ω_R_cmd，ω_L_cmdとして決定される。さらに、その速度指令ω_R_cmd，ω_L_cmdに従って、各電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転速度が制御される。ひいては車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの移動速度が、ωw_x_cmdに対応する仮想車輪６２_xの移動速度と、ωw_y_cmdに対応する仮想車輪６２_yの移動速度とに各々一致するように制御される。
【０２４５】
このため、例えば、Ｙ軸周り方向で、実際の基体傾斜角度θb_xが目標値θb_x_objから前傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_x_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が前方に向かって移動する。同様に、実際のθb_xが目標値θb_x_objから後傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_x_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が後方に向かって移動する。
【０２４６】
また、例えば、Ｘ軸周り方向で、実際の基体傾斜角度θb_yが目標値θb_y_objから右傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_y_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が右向きに移動する。同様に、実際のθb_yが目標値θb_y_objから左傾側にずれると、そのずれを解消すべく（θbe_y_sを“０”に収束させるべく）、車輪体５が左向きに移動する。
【０２４７】
さらに、実際の基体傾斜角度θb_x，θb_yの両方が、それぞれ目標値θb_x_obj，θb_y_objからずれると、θb_xのずれを解消するための車輪体５の前後方向の移動動作と、θb_yのずれを解消するための車輪体５の左右方向の移動動作とが合成され、車輪体５がＸ軸方向及びＹ軸方向の合成方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に対して傾斜した方向）に移動することとなる。
【０２４８】
このようにして、傾動体３及び基体９の姿勢が前記基本姿勢から傾くと、その傾いた側に向かって、車輪体５が移動することとなる。従って、例えば前記搭乗モードにおいて、乗員が意図的にその上体を傾動体３及び基体９と共に傾けると、その傾けた側に、車輪体５が移動することとなる。なお、本実施形態では、後述する理由によって、傾動体３及び基体９を基本姿勢から傾けた場合における車両系重心点の水平面内の移動方向（Ｚ軸に直交する方向での移動方向）と、車輪体５の移動方向とは必ずしも一致しない。
【０２４９】
そして、車輪体５の移動時（車両１全体の移動時）において、傾動体３及び基体９の姿勢を、基本姿勢から傾けた一定の姿勢（基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sが一定となる姿勢）に保持すると、車両系重心点の移動速度（ひいては車輪体５の移動速度）は、制御用目標重心速度Ｖb_xy_mdfdと一定の偏差を有し、且つ、その偏差が基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sに依存するものとなる移動速度に収束する。
【０２５０】
この場合、本実施系形態では、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの回転角速度が高速になり過ぎないような移動速度で車輪体５の移動動作が行なわれる通常の場合（より正確には、重心速度制限部７６のリミット処理部１００の出力値Ｖw_x_lim2，Ｖw_y_lim2の強制的な制限がなされない場合）では、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_x_mdfdは、いずれも“０”に保たれる。そして、このようにＶb_x_mdfd，Ｖb_x_mdfdが一定に保たれる状況において、傾動体３及び基体９の姿勢を、基本姿勢から傾けた一定の姿勢に保持すると、車両系重心点の移動速度（ひいては車輪体５の移動速度）は、基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sに依存する大きさ及び向きを有する移動速度に収束する。
【０２５１】
このような作動に関してさらに詳説すると、基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s，θbe_y_sの両方がそれぞれ一定に保持される定常状態では、前記第２操作量成分ｕ2_x，ｕ2_yは“０”となる。このため、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmdは、前記第１操作量成分ｕ1_xと第３操作量成分ｕ3_xとを加え合わせたものとなり、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_y_cmdは、前記第１操作量成分ｕ1_yと第３操作量成分ｕ3_yとを加え合わせたものとなる。
【０２５２】
そして、上記定常状態では、仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_x_cmdは、車輪体５の移動速度を一定に保ち得る値に収束する。ひいては、重心速度Ｖb_x，Ｖb_yが一定値に収束することとなる。
【０２５３】
この場合、前記式０７ｘにおける右辺の第２項（＝ｕ2_x）が“０”、右辺の第１項（＝ｕ1_x＝Ｋ1_x・θbe_x_s）が一定値、左辺のωdotw_x_cmdが一定値となるので、Ｘ軸方向の重心速度Ｖb_xの収束値（重心速度推定値Ｖb_x_sの収束値。以降、定常時収束速度Ｖb_x_stbという）は、Ｙ軸周り方向の基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_sに依存するものとなる。より詳しくは、Ｖb_x_stbは、Ｖb_x_stb＝（−Ｋ1_x・Δθbe_x_s＋ωdotw_x_cmd）／Ｋ3_x＋Ｖb_x_mdfdとなるので、θbe_x_sに対して単調に変化する関数値となる。
【０２５４】
同様に、前記式０７ｙにおける右辺の第２項（＝ｕ2_y）が“０”、右辺の第１項（＝ｕ1_y＝Ｋ1_y・θbe_y_s）が一定値、左辺のωdotw_y_cmdが一定値となるので、Ｙ軸方向の重心速度Ｖb_yの収束値（重心速度推定値Ｖb_y_sの収束値。以降、定常時収束速度Ｖb_y_stbという）は、Ｘ軸周り方向の基体傾斜角度偏差計測値θbe_y_sに依存するものとなる。より詳しくは、Ｖb_x_stbは、Ｖb_y_stb＝（−Ｋ1_y・Δθbe_y_s＋ωdotw_y_cmd）／Ｋ3_y＋Ｖb_y_mdfdとなるので、θbe_y_sに対して単調に変化する関数値となる。
【０２５５】
このようにＶb_x_mdfd，Ｖb_x_mdfdが一定に保たれる状況において、傾動体３及び基体９の姿勢を、基本姿勢から傾けた一定の姿勢に保持すると、車両系重心点の移動速度（ひいては車輪体５の移動速度）は、基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sに依存する大きさ及び向きを有する移動速度に収束することとなる。
【０２５６】
また、例えば、基体９及び傾動体３の前記基本姿勢からの傾き量（基体傾斜角度偏差計測値θbe_x_s，θbe_y_s）が比較的大きくなり、その傾き量が一定に保持された場合の車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方の移動速度（これらの移動速度は、それぞれ、図１４に示した前記重心速度定常偏差予測値Ｖb_x_prd，Ｖb_y_prdに相当する）が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度を前記リミット処理部１００での許容範囲から逸脱させてしまうような、過大な移動速度になるような状況では、該車輪体５の移動速度に対して逆向きとなる速度（詳しくは、Ｖw_x_lim2−Ｖb_x_prd及びＶw_y_lim2−Ｖb_y_prd）が制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。そして、制御入力を構成する操作量成分のうちの第３操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yが、この制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sをそれぞれ収束させるように決定される。このため、車輪体５の増速が抑制され、ひいては電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度が高速になり過ぎるのが防止される。
【０２５７】
さらに、前記第１ゲイン調整部７８では、重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sの一方又は両方が大きくなり、ひいては、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方の移動速度が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度を前記リミット処理部８６での許容範囲から逸脱させてしまうような、過大な移動速度になる状況では、その逸脱が顕著になるほど（詳しくは、図１４に示すＶover_x，Ｖover_yの絶対値が大きくなるほど）、前記第１ゲイン調整パラメータＫr1_x，Ｋr1_yの一方又は両方が“０”から“１”に近づけられる。
【０２５８】
この場合、前記式０９x1により算出される各第ｉゲイン係数Ｋi_x（ｉ＝１，２，３）は、Ｋr1_xが“１”に近づくほど、Ｋi_a_x・Ｋi_x_2からＫi_b_x・Ｋi_x_2に近づく。ひいては、Ｋi_xの絶対値が大きくなる。このことは、前記式０９y1により算出される各第ｉゲイン係数Ｋi_y（ｉ＝１，２，３）についても同様である。
【０２５９】
そして、上記ゲイン係数の絶対値が大きくなることによって、基体９及び傾動体３の傾きの変化（基体傾斜角度偏差計測値θbe_xy_sの変化）や、重心速度推定値Ｖb_xy_sの変化に対する操作量（仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmd）の感度が高まる。従って、基体９及び傾動体３の基本姿勢からの傾き量が増加しようとしたり、重心速度推定値Ｖb_xy_sの大きさが増加しようとすると、それらを素早く解消するように、車輪体５の移動速度が制御されることとなる。従って、基体９が基本姿勢から大きく傾いたり、重心速度推定値Ｖb_xy_sが大きくなることが強めに抑制され、ひいては、車輪体５のＸ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方の移動速度が、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度を前記リミット処理部８６での許容範囲から逸脱させてしまうような、過大な移動速度になるのを防止することができる。
【０２６０】
また、搭乗モードにおいて、要求重心速度生成部７４が、乗員等の操縦操作による要求に応じて要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aim（Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimの一方又は両方が“０”でない要求重心速度）を生成した場合には、電動モータ３１Ｒ，３１Ｌの一方又は両方の回転角速度が許容範囲を逸脱するような高速の回転角速度にならない限り（詳しくは図１４に示すＶw_x_lim2，Ｖw_y_lim2がＶb_x_t，Ｖb_y_tにそれぞれ一致する限り）、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimがそれぞれ前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdとして決定される。このため、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimを実現するように（実際の重心速度が要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimに近づくように）、車輪体５の移動速度が制御される。
【０２６１】
次に、説明を後回しにした、前記要求重心速度生成部７４の処理の詳細を説明する。
【０２６２】
要求重心速度生成部７４は、本実施形態では、車両１の動作モードが第２動作モード以外の場合には、前記したように、要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimを“０”とする。
【０２６３】
一方、要求重心速度生成部７４は、車両１の動作モードが第２動作モードである場合には、本実施形態では、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimを“０”に保ちつつ、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimを乗員等による車両１の操縦操作（車両１に推進力を付加する操作）に応じて可変的に決定する。
【０２６４】
ここで、例えば、車両１の乗員が、車両１の発進時等において、車両１の移動速度（車両系重心点の移動速度）を積極的に増速させようとする場合には、自身の足により床を蹴り、それにより車両１に移動速度を増速させる推進力（乗員の足平と床との摩擦力による推進力）を車両１に付加する。なお、この場合、乗員等が増速させようとする車両１の移動速度は、通常、乗員の前後方向の移動速度であるので、その増速のために車両１に付加される推進力は、通常、Ｘ軸方向又はこれに近い方向の推進力である。
【０２６５】
そこで、本実施形態では、要求重心速度生成部７４は、前記重心速度算出部７２で算出されるＸ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sの大きさ（絶対値）の時間的変化率に基づいて、車両１の移動速度（詳しくは、車両系重心点の移動速度）をＸ軸方向で増速させる要求としての加速要求の発生の有無を判断しつつ、それに応じて、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimを逐次決定する。そして、Ｘ軸方向の加速要求が解消すると、要求重心速度Ｖb_x_aimが、ある時間だけ一定に保たれた後、減衰していくように決定される。なお、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimについては、要求重心速度生成部７４は、本実施形態では、加速要求の発生の有無によらずに、定常的に“０”に保持する。
【０２６６】
具体的には、要求重心速度生成部７４は、図１８のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行することによって、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimを決定する。
【０２６７】
以下説明すると、要求重心速度生成部７４は、まず、ＳＴＥＰ２１の処理を実行する。この処理では、要求重心速度生成部７４は、入力される重心速度推定値Ｖb_x_sの絶対値｜Vb_x_s｜の時間的変化率（微分値）DVb_x_sを算出する。以降、DVb_x_sを重心速度絶対値変化率DVb_x_sという。
【０２６８】
次いで、ＳＴＥＰ２２に進んで、要求重心速度Ｖb_x_aimを算出するための現在の演算処理モードが、どのモードであるかを判断する。
【０２６９】
ここで、本実施形態では、要求重心速度生成部７４は、要求重心速度Ｖb_x_aimの基本値（以下、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1）を決定した上で、この要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1に一次遅れの応答時定数で追従させる（定常的には一致させる）ように要求重心速度Ｖb_x_aimを決定する。この場合、この要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1の決定の仕方が、上記演算処理モードによって規定されるようになっている。
【０２７０】
そして、本実施形態では、該演算処理モードとしては、制動モード、速度追従モード、速度ホールドモードの３種類のモードがある。
【０２７１】
制動モードは、車両１の移動速度を減衰させていくか、又は“０”に保持するために、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1を“０”とするモードである。また、速度追従モードは、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1を、車両系重心点の実際のＸ軸方向の移動速度としての重心速度推定値Ｖb_x_sに追従させるように（ほぼ一致させるように）決定するモードである。また、速度ホールドモードは、要求重心速度基本値Ｖb_y_aim1を一定に保つように決定するモードである。
【０２７２】
なお、各演算処理モードの処理では、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1を決定することに加えて、該要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1に対する要求重心速度Ｖb_x_aimの追従の応答速度を規定するフィルタ時定数Ｔa_xを決定する処理も実行される。また、制御ユニット５０の起動時等に該制御ユニット５０が初期化された状態での演算処理モード（初期演算処理モード）は、制動モードである。
【０２７３】
要求重心速度生成部７４は、上記ＳＴＥＰ２２において、現在の演算処理モードが制動モードである場合と、速度追従モードである場合と、速度ホールドモードである場合とで、それぞれ、次に、ＳＴＥＰ２３の演算処理、ＳＴＥＰ２４の演算処理、ＳＴＥＰ２５の演算処理を実行し、要求重心速度基本値Ｖb_y_aim1とフィルタ時定数Ｔa_xとを決定する。
【０２７４】
これらの各モードに対応する演算処理は、次のように実行される。
【０２７５】
ＳＴＥＰ２３における制動モードの演算処理は、図１９のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、要求重心速度生成部７４は、まず、前記ＳＴＥＰ２１で算出した重心速度絶対値変化率DVb_x_sが、あらかじめ設定された正の値の第１閾値DV1（＞０）よりも大きいか否かをＳＴＥＰ２３−１で判断する。この判断処理は、車両１の移動速度を車両１の前後方向で増速させようとする加速要求が有るか否かを判断する処理である。
【０２７６】
この場合、DVb_s＞DV1であるということは、Ｘ軸方向での実際の重心速度Ｖb_xの絶対値｜Ｖb_x｜が第１閾値DV1よりも大きな時間的変化率で増加している状況を意味する。従って、ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的になる状況は、乗員あるいは外部の補助者等により前後方向での重心速度Ｖb_xの大きさを増加させようとする操縦操作（車両１に概略前後方向の推進力を付加する操縦操作）が行なわれている状況である。
【０２７７】
ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が否定的となる場合、すなわち、車両１の加速要求（前後方向での車両１の加速要求）が無い場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、重心速度絶対値変化率DVb_x_sが、あらかじめ設定された負の値の第３閾値DV3_x（＜０）よりも小さいか否かをＳＴＥＰ２３−４で判断する。この判断処理は、車両１の乗員が重心速度Ｖb_xの大きさを積極的に減少させようとする減速要求が発生したか否かを判断するものである。この場合、車両１の乗員が意図的に自身の足を接地させ、自身の足と床との間に車両１の制動方向の摩擦力を発生させたような場合にＳＴＥＰ２３−４の判断結果が肯定的になる。
【０２７８】
そして、ＳＴＥＰ２３−４の判断結果が否定的である場合（減速要求が発生していない場合）には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−５において、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1と、フィルタ時定数Ｔa_xとを決定し、図１９の処理を終了する。
【０２７９】
上記ＳＴＥＰ２３−５では、要求重心速度基本値Ｖb_x_aimとして、“０”が設定される。また、フィルタ時定数Ｔa_xとして、あらかじめ設定された所定値の第２応答時定数τ2_xが設定される。
【０２８０】
また、ＳＴＥＰ２３−４の判断結果が肯定的である場合（減速要求が発生した場合）には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−６において、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1と、フィルタ時定数Ｔa_xとを決定し、図１９の処理を終了する。
【０２８１】
上記ＳＴＥＰ２３−６では、ＳＴＥＰ２３−５と同様に、要求重心速度基本値Ｖb_x_aimとして、“０”が設定される。一方、フィルタ時定数Ｔa_xとして、あらかじめ設定された所定値の第３応答時定数τ3_xが設定される。この第３応答時点数τ3_xは、第２応答時定数τ2_xよりも短い時間の時定数である。
【０２８２】
前記ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−２において、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1と、フィルタ時定数Ｔa_xとを決定する。さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２３−３において、演算処理モード（次回の制御処理周期での演算処理モード）を制動モードから速度追従モードに変更し、図１９の処理を終了する。
【０２８３】
上記ＳＴＥＰ２３−２では、重心速度算出部７２から入力されたＸ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sに、あらかじめ設定された所定値の比率γ_xを乗じてなる値が、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として決定される。上記比率γ_xは、本実施形態では、“１”よりも若干小さい正の値（例えば０．８）に設定されている。このようなＳＴＥＰ２３−２の処理は、Ｖb_x_aim1と、Ｔa_xとの決定の仕方を、次回の制御処理サイクルから開始する速度追従モードに合わせるものである。
【０２８４】
なお、上記比率γ_xの値が“１”よりも若干小さいことは必須ではなく、例えば、該比率γ_xの値を“１”あるいはそれよりも若干大きい値に設定してもよい。本実施形態では、乗員が体感的（感覚的）に認識する車両１の移動速度が、実際の移動速度に比べて高速であるかのように認識されるのを防止するために、比率γ_xの値を“１”よりも若干小さい値に設定している。
【０２８５】
また、フィルタ時定数Ｔa_xとして、あらかじめ設定された所定値の第１応答時定数τ1_xが設定される。この第１応答時定数τ1_xは、前記第２応答時定数τ2_xよりも相対的に短い時間の値に設定されている。該第１応答時定数τ1_xは、前記第３応答時定数τ3_xと同じ値であってもよい。
【０２８６】
なお、ＳＴＥＰ２１−１の判断結果が否定的となる場合には、演算処理モードは変更されないので、次回の制御処理周期においても、演算処理モードは、制動モードに維持されることとなる。
【０２８７】
以上が、ＳＴＥＰ２３における制動モードの演算処理である。
【０２８８】
次に、ＳＴＥＰ２４における速度追従モードの演算処理は、図２０のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、要求重心速度生成部７４は、まず、前記ＳＴＥＰ２３−４と同じ判断処理、すなわち、車両１の減速要求が発生したか否かの判断処理をＳＴＥＰ２４−１で実行する。
【０２８９】
この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２４−６において、前記ＳＴＥＰ２３−６と同じ処理を実行することによって、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として“０”を設定すると共に、フィルタ時定数Ｔa_xとして第３応答時定数τ3_xを設定する。さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−７において、次回の制御処理周期における演算処理モードを制動モードに変更し、図２０の処理を終了する。
【０２９０】
一方、前記ＳＴＥＰ２４−１の判断結果が否定的である場合、すなわち、車両１の減速要求が発生していない場合には、要求重心速度生成部７４は、次にＳＴＥＰ２４−２において、前記ＳＴＥＰ２３−２と同じ処理により、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1とフィルタ時定数Ｔa_xとを決定する。すなわち、要求重心速度生成部７４は、入力された重心速度推定値Ｖb_x_sに前記比率γ_xを乗じてなる値を要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として決定する。また、要求重心速度生成部７４は、フィルタ時定数Ｔa_xとして前記第１応答時定数τ1_xを設定する。
【０２９１】
次いで、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−３において、前記推定重心速度絶対値変化率DVb_x_s（ＳＴＥＰ２１で算出した値）が、あらかじめ設定された第２閾値DV2_xよりも小さいか否かを判断する。この第２閾値DV2_xは、本実施形態では、前記第３閾値DV3_xよりも大きい（DV3_xよりも“０”に近い）負の所定値に設定されている。なお、第２閾値DV2_xは、“０”もしくは“０”よりも若干大きい正の値（但し、前記第１閾値DV1_xよりも小さい値）に設定されていてもよい。
【０２９２】
このＳＴＥＰ２４−３の判断処理は、速度追従モードから、前記速度ホールドモードへの移行タイミングを判断するものである。そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−３の判断結果が否定的である場合には、そのまま図２０の処理を終了する。この場合には、演算処理モードは変更されないので、次回の制御処理周期においても、演算処理モードは、速度追従モードに維持されることとなる。
【０２９３】
また、ＳＴＥＰ２４−３の判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、車両１の加速要求（前後方向の加速要求）が完了したものとみなして、ＳＴＥＰ２４−４において、カウントダウンタイマを初期化する。そして、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２４−５にて演算処理モードを速度追従モードから速度ホールドモードに変更し、図２０の処理を終了する。
【０２９４】
上記カウントダウンタイマは、次回の制御処理周期から開始する速度ホールドモードの開始後の経過時間を計時するタイマである。そして、ＳＴＥＰ２４−４では、該タイマの計時値CNT_xに、あらかじめ設定された初期値Ｔm_xがセットされる。初期値Ｔm_xは、速度ホールドモードを継続させようとする時間の設定値を意味する。
【０２９５】
以上が、ＳＴＥＰ２４における速度追従モードの演算処理である。
【０２９６】
次に、ＳＴＥＰ２５における速度ホールドモードの演算処理は、図２１のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、要求重心速度生成部７４は、まず、前記ＳＴＥＰ２３−４と同じ判断処理、すなわち、車両１の減速要求が発生したか否かの判断処理をＳＴＥＰ２５−１で実行する。
【０２９７】
この判断結果が肯定的である場合には、要求重心速度生成部７４は、次に、ＳＴＥＰ２５−２において、前記ＳＴＥＰ２３−６と同じ処理を実行することによって、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として“０”を設定すると共に、フィルタ時定数Ｔa_xとして第３応答時定数τ3_xを設定する。さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−３において、次回の制御処理周期における演算処理モードを速度ホールドモードから制動モードに変更し、図２１の処理を終了する。
【０２９８】
一方、前記ＳＴＥＰ２５−１の判断結果が否定的である場合（車両１の減速要求が発生していない場合）には、要求重心速度生成部７４は、前記ＳＴＥＰ２３−１と同じ判断処理、すなわち概略前後方向での車両１の加速要求が有るか否かの判断処理をＳＴＥＰ２５−４で実行する。
【０２９９】
そして、ＳＴＥＰ２５−４の判断結果が肯定的である場合（概略前後方向での車両１の加速要求が再び発生した場合）には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−５において、前記ＳＴＥＰ２３−２と同じ処理により、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1とフィルタ時定数Ｔa_xとを決定する。すなわち、要求重心速度生成部７４は、入力された重心速度推定値Ｖb_x_sに前記比率γ_xを乗じてなる値を要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として決定する。また、要求重心速度生成部７４は、フィルタ時定数Ｔa_xとして前記第１応答時定数τ1_xを設定する。
【０３００】
さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−６にて、次回の制御処理周期における演算処理モードを速度ホールドモードから速度追従モードに変更し、図２１の処理を終了する。
【０３０１】
前記ＳＴＥＰ２５−４の判断結果が否定的である場合（概略前後方向での加速要求が無い状態が継続している場合）には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−７において、前記カウントダウンタイマの計時値CNT_xをデクリメントする。すなわち、計時値CNT_xの現在値から所定値ΔＴ（制御処理周期の時間）を差し引くことによって、計時値CNT_xを更新する。
【０３０２】
次いで、要求重心速度生成部７４は、カウントダウンタイマの計時値CNT_xが“０”よりも大きいか否か、すなわち、カウントダウンタイマの計時が終了したか否かをＳＴＥＰ２５−８にて判断する。
【０３０３】
このＳＴＥＰ２５−８の判断結果が肯定的である場合は、速度ホールドモードが開始してから、カウントダウンタイマの前記初期値Ｔm_xにより表される時間が未だ経過していない場合である。この場合には、要求重心速度生成部７４は、演算処理モードを速度ホールドモードに維持するものとして、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1とフィルタ時定数Ｔa_xとをＳＴＥＰ２５−９にて決定し、図２１の処理を終了する。
【０３０４】
この場合、ＳＴＥＰ２５−９では、Ｖb_x_aim1の今回値は、前回値と同じ値に決定される。また、Ｔa_xとして、第２応答時定数τ2_xよりも短い時間の所定値、例えば前記第１応答時定数τ1_xが設定される。
【０３０５】
なお、ＳＴＥＰ２５−８の判断結果が肯定的である場合には、演算処理モードは変更されないので、次回の制御処理周期においても、演算処理モードは、速度ホールドモードに維持されることとなる。
【０３０６】
前記ＳＴＥＰ２５−８の判断結果が否定的となった場合、すなわち、速度ホールドモードが開始してから、カウントダウンタイマの前記初期値Ｔm_xにより表される所定時間が経過した場合には、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−１０において、前記ＳＴＥＰ２３−５と同じ処理を実行することによって、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として“０”を設定すると共に、フィルタ時定数Ｔa_xとして第２応答時定数τ2_xを設定する。さらに、要求重心速度生成部７４は、ＳＴＥＰ２５−１１において、次回の制御処理周期における演算処理モードを速度ホールドモードから制動モードに変更し、図２１の処理を終了する。
【０３０７】
以上が、ＳＴＥＰ２５における速度ホールドモードの演算処理である。
【０３０８】
図１８の説明に戻って、要求重心速度生成部７４は、以上の如くＳＴＥＰ２３〜２５のいずれかの演算処理を実行した後、次に、その演算処理により決定した要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1をフィルタに通す処理（フィルタリング処理）をＳＴＥＰ２６にて実行する。
【０３０９】
該フィルタは、ＳＴＥＰ２３〜２５のいずれかの演算処理で決定されたフィルタ時定数Ｔa_xを応答時定数とする一次遅れのフィルタ（ローパスフィルタ）であり、例えば、その伝達関数が１／（１＋Ｔa_x・Ｓ）により表されるフィルタである。従って、ＳＴＥＰ２６で得られるフィルタの出力値は、Ｔa_xの時定数で要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1に追従していくものとなる。この場合、その追従の応答速度はＳＴＥＰ２３〜２５で可変的に決定されるフィルタ時定数Ｔa_xの値に応じて変化することとなる。より詳しくは、フィルタ時定数Ｔa_xとして前記第１応答時定数τ1_x又は第３応答時定数τ3_xが設定された場合には、上記追従の応答速度は、速めの速度となる。また、フィルタ時定数Ｔa_xとして前記第２応答時定数τ2_xが設定された場合には、上記追従の応答速度は、遅めの速度となる。
【０３１０】
次いで、ＳＴＥＰ２７に進んで、要求重心速度生成部７４は、上記フィルタの出力値をリミッタに通すことによって、最終的にＸ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimを決定する。この場合、該リミッタは、要求重心速度Ｖb_x_aimの絶対値が過大になるのを防止するためのものであり、フィルタの出力値があらかじめ設定された所定の上限値（＞０）と下限値（＜０）との間の範囲に収まる場合には、フィルタの出力値をそのまま要求重心速度Ｖb_x_aimとして出力する。また、該リミッタは、フィルタの出力値の絶対値が上記上限値と下限値との間の範囲から逸脱している場合には、該上限値と下限値とのうちのフィルタの出力値に近い方の限界値を要求重心速度Ｖb_x_aimとして出力する。
【０３１１】
なお、上記上限値と下限値とは、それらの絶対値が同一でなくてもよく、それらの絶対値が互いに異なっていてもよい。
【０３１２】
以上がＸ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimの生成処理の詳細である。
【０３１３】
補足すると、例えば、第２応答時定数τ2_xを第１応答時定数τ1_x又は第３応答時定数τ3_xと同じ値もしくはそれと同程度の比較的短い時間の値に設定しておくと共に、演算処理モードが速度ホールドモードから制動モードに切替わった直後において、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1自体を、所定の変化速度（所定の時間的変化率）で“０”まで徐々に変化させていくようにしてもよい。
【０３１４】
以上説明した要求重心速度生成部７４の処理によって、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimは、以下のような態様で決定されることとなる。
【０３１５】
例えば、車両１の移動速度を乗員の前後方向（Ｘ軸方向）で増速するために、乗員が自身の足平で床を蹴ることによって、車両１に対して、概略前後方向の推進力（詳しくは、前記ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的となるような推進力）を付加した場合を想定する。
【０３１６】
なお、推進力を付加する前の演算処理モードは、前記制動モードであるとする。また、ここでは、理解の便宜上、図１８のＳＴＥＰ２６で得られるフィルタの出力値は、ＳＴＥＰ２７でのリミッタによる強制的な制限がかからない程度の範囲内に収まるものとする。すなわち、ＳＴＥＰ２７で逐次決定される要求重心速度Ｖb_x_aimは、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1をフィルタに通した値に一致するものとする。同様に、実際の重心速度Ｖb_x，Ｖb_yが、前記リミット処理部１０４での出力値Ｖ_x_lim2，Ｖ_y_lim2の強制的な制限が行なわれない程度の範囲内に収まるものとする。すなわち、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdは、それぞれ要求重心速度Ｖb_x_aim，Ｖb_y_aimに一致するものとする。このような状況は、車両１の標準的（通常的）な動作状況である。なお、本実施形態では、Ｖb_y_aim＝０であるので、この通常的な状況では、Ｖb_y_mdfd＝０となる。
【０３１７】
この場合、車両１に推進力を付加することによって、前記ＳＴＥＰ２３−１の判断結果が肯定的となると、図１９のＳＴＥＰ２３−３の処理によって、演算処理モードが制動モードから速度追従モードに変更されることとなる。
【０３１８】
この速度追従モードでは、減速要求が発生しない状況（ＳＴＥＰ２４−１の判断結果が否定的となる状況）で、加速要求が解消するまでの期間（ＳＴＥＰ２４−３の判断結果が肯定的になるまでの期間）において、Ｘ軸方向の重心速度推定値Ｖb_x_sの今回値（現在値）に、所定値の比率γ_xを乗じてなる値、すなわち、Ｖb_x_sよりも若干小さい大きさの速度値が、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1として逐次決定される。
【０３１９】
このため、要求重心速度生成部７４が逐次決定する要求重心速度Ｖb_x_aimは、車両１に付加された推進力によって増速する実際の重心速度Ｖb_xにほぼ一致する速度値（＝γ_x・Ｖb_x_s）に追従するように、決定されることとなる。
【０３２０】
また、この場合、前記フィルタ時定数Ｔa_xとして、相対的に短い時間の第１応答時定数τ1_xが設定される。このため、Ｖb_x_aim1に対する要求重心速度Ｖb_x_aimの追従は、素早い応答性で行なわれる。
【０３２１】
そして、このように決定される要求重心速度Ｖb_x_aimがＸ軸方向の前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして決定される。従って、Ｖb_x_mdfdは、γ_x・Ｖb_x_sに一致又はほぼ一致する値となる。また、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimは“０”に保持されるので、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは“０”となる。さらに、各仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmdにそれぞれ含まれる第３操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを各々収束させるように決定される。
【０３２２】
この結果、乗員が車両１に付加した推進力による車両系重心点の実際の移動速度の増速（概略前後方向での増速）が該推進力による要求に即して速やかに行なわれるように、車輪体５の移動速度が制御されることとなる。従って、車両１が付加された推進力によって乗員の前後方向で円滑に加速することとなる。
【０３２３】
なお、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_y_mdfdは“０”となるので、車両１に付加される推進力がＹ軸方向の成分を有していても、Ｙ軸方向の車両系重心点の実際の移動速度は、その増速が抑制されることとなる。従って、車両１に付与する推進力の向きがＸ軸方向に対して多少のずれを生じていても、車両系重心点の移動速度を、乗員の前後方向で適切に加速度することができることとなる。
【０３２４】
なお、速度追従モードにおいて、車両１に制動力を付加することによって、図２０のＳＴＥＰ２４−１の判断結果が肯定的になると（減速要求が発生すると）、演算処理モードが前記制動モードに変化する。このため、車両１の移動速度が減衰していくこととなる。この場合、減速要求の発生中は、前記フィルタ時定数Ｔa_xとして、比較的短い時間の第３応答時定数τ3_xが設定されるので、Ｘ軸方向の要求重心速度Ｖb_x_aimが素早く“０”に減衰する。従って、車両１の移動速度も比較的素早く減衰していくこととなる。
【０３２５】
次に、速度追従モードにおいて、車両１への推進力の付加が終了し、加速要求が解消すると（図２０のＳＴＥＰ２４−３の判断結果が肯定的になると）、図２０のＳＴＥＰ２４−５の処理によって、演算処理モードが速度追従モードから速度ホールドモードに変更されることとなる。
【０３２６】
この速度ホールドモードでは、加速要求及び減速要求が発生しない状況（図２１のＳＴＥＰ２５−１、２５−４の判断結果がいずれも否定的となる状況）で、カウントダウンタイマの計時が終了するまで、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1は、前回値と同じ値に設定される。
【０３２７】
従って、速度ホールドモードの開始後、カウントダウンタイマの計時が終了するまでの所定時間（カウントダウンタイマの初期値Ｔm_xの時間）の期間において、要求重心速度基本値Ｖb_x_aim1は、速度ホールドモードが開始する直前に決定された値と同じ値で一定に保持されることとなる。
【０３２８】
このため、要求重心速度生成部７４が逐次決定する要求重心速度Ｖb_x_aimも、一定値に保たれるように（より正確には、一定値のＶb_x_aim1に追従するように）決定されることとなる。
【０３２９】
なお、この場合、前記フィルタ時定数Ｔa_xとして、相対的に短い時間の第１応答時定数τ1_xが設定される。このため、Ｖb_x_aim1に対する要求重心速度Ｖb_x_aimの追従は、素早い応答性で行なわれる。従って、基本的には、速度ホールドモードでのＶb_x_aimは、Ｖb_x_aim1に一致するものとなる。
【０３３０】
そして、上記の如く決定される要求重心速度Ｖb_x_aimがＸ軸方向の前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして決定される。また、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimは“０”に保持されるので、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは“０”となる。さらに、各仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmdにそれぞれ含まれる第３操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを各々収束させるように決定される。
【０３３１】
この結果、車両１の増速後に、カウントダウンタイマの計時が終了するまでの期間（前記初期値Ｔm_xにより表される時間の期間）において、乗員の上体の姿勢の頻繁な調整を必要とすることなく、Ｘ軸方向での車両系重心点の実際の移動速度Ｖb_xが加速後の速度で一定に保たれるように該車輪体５の移動速度が制御されることとなる。従って、この状況での車両１の実際の走行状態は、乗員がその上体を積極的に動かすような操縦操作をせずとも、ほぼ一定の速度でＸ軸方向（乗員の前後方向）に滑走するような状態となる。
【０３３２】
なお、速度ホールドモードにおいて、再び車両１に概略前後方向の推進力を付加することによって、図２１のＳＴＥＰ２５−４の判断結果が肯定的になると（加速要求が発生すると）、演算処理モードが前記速度追従モードに戻る。このため、車両１が再び概略前後方向で加速することとなる。
【０３３３】
また、速度ホールドモードにおいて、車両１に制動力を付加することによって、図２１のＳＴＥＰ２５−１の判断結果が肯定的になると（減速要求が発生すると）、演算処理モードが前記制動モードに変化する。このため、車両１の移動速度が減衰していくこととなる。この場合、速度追従モードで減速要求が発生した場合と同様に、減速要求の発生中は、Ｘ軸方向での車両系重心点の移動速度が素早く減衰する。
【０３３４】
次に、速度ホールドモードにおいて、加速要求及び減速要求が発生しない状況（図２１のＳＴＥＰ２５−１、２５−４の判断結果がいずれも否定的となる状況）が保たれたまま、前記カウントダウンタイマの計時が終了すると、図２１のＳＴＥＰ２５−１１の処理によって、演算処理モードが速度ホールドモードから制動モードに変更されることとなる。
【０３３５】
この制動モードでは、加速要求及び減速要求が発生しない状況（図１９のＳＴＥＰ２３−１，２３−４の判断結果がいずれも否定的となる状況）で、要求重心速度基本値Ｖb_x_aimとして、常に“０”が設定される。このため、要求重心速度生成部７４が逐次決定する要求重心速度Ｖb_x_aimは、“０”に減衰していき、最終的に“０”に保たれるように決定される。そして、この場合、前記フィルタ時定数Ｔa_xとして、相対的に長い時間の第２応答時定数τ2_xが設定される。このため、要求重心速度Ｖb_x_aimは、比較的緩やかな減衰速度で、連続的に“０”に減衰していくこととなる。
【０３３６】
そして、このように決定される要求重心速度Ｖb_x_aimがＸ軸方向の前記制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdとして決定される。また、Ｙ軸方向の要求重心速度Ｖb_y_aimは“０”に保持されるので、Ｙ軸方向の制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfdは“０”となる。さらに、各仮想車輪回転角加速度指令ωdotw_x_cmd，ωdotw_y_cmdにそれぞれ含まれる第３操作量成分ｕ3_x，ｕ3_yは、制御用目標重心速度Ｖb_x_mdfd，Ｖb_y_mdfdに重心速度推定値Ｖb_x_s，Ｖb_y_sを各々収束させるように決定される。
【０３３７】
この結果、前記制動モードの前の演算処理モードが速度ホールドモードである場合に、乗員がその上体の動きによる積極的な操縦操作を行なわずとも、Ｘ軸方向での車両系重心点の実際の移動速度の大きさが速度ホールドモードでの大きさから連続的に減衰していくように車輪体５の移動速度が制御されることとなる。
【０３３８】
以上のように、乗員等が車両１に概略Ｘ軸方向の推進力を付加した場合には、まず、車両１のＸ軸方向の移動速度が増速する。続いて、カウントダウンタイマの前記初期値Ｔm_xにより表される所定時間だけ、車両１のＸ軸方向の移動速度がほぼ一定に保たれる。続いて、車両１のＸ軸方向の移動速度が緩やかに減衰していく。
【０３３９】
以上のように本実施形態の車両１では、乗員等が車両１に概略Ｘ軸方向の推進力を付加した後は、Ｘ軸方向（乗員の前後方向）への一定速度での車両１の滑走、それに続く減速という、車両１の一連の移動動作が乗員等による煩雑な操縦操作を必要とすることなく、自動的に行なわれる。このため、車両１の操縦を簡単に行なうことができ、車両１を操縦性に優れたものとすることができる。
【０３４０】
また、本実施形態では、シート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ１５Ｒ，１５Ｌの折り畳み状態に応じて車両１の動作モードが決定される。そして、決定された動作モードに応じて車輪体５の制御特性パラメータを決定し、その決定した制御特性パラメータを用いて制御用操作量を決定する。そして、移動動作部制御手段は、この制御用操作量に応じて車輪体５の移動動作をアクチュエータ装置７を介して制御する。これにより、車両１の動作モードに応じて、車輪体５の動作が制御される。
【０３４１】
そして、決定された動作モードに応じて、基体傾斜角度目標値θb_xy_obj_mを制御特性パラメータの１つとして設定している。決定した基体傾斜角度目標値θb_xy_obj_mと基体傾斜角度計測値θb_xy_sとの偏差である基体傾斜角度計測値θb_xy_sを制御特性パラメータとして、該基体傾斜角度計測値θb_xy_sを“０”に近づけるように、前記制御用操作量を決定している。これにより、車両１の各動作モードに適した傾斜角度に基体９を傾斜させることができる。
【０３４２】
また、決定された動作モードに応じて、倒立振子モデルの質点６０_x，６０_yの高さｈ_x，ｈ_yを設定している。これにより、車両１の各動作モードで想定される仮想重心に応じた制御を行うことができる。
【０３４３】
また、決定された動作モードに応じて、加速要求を受け入れ可能か否かを決定している。これにより、車両１の各動作モードで想定される運搬対象物体の運搬方法（車両１の使用方法）に応じた制御を行うことができる。実施形態では、シート１５Ｒ，１５Ｌに着座した乗員が足平で床を蹴り車両１を加速することを想定した第２動作モードの場合のみ、加速要求を受け入れ可能としている。他方、この第２動作モード以外の動作モードの場合、加速要求を受け入れないので、外力が車両１に作用しても、乗員等によって不本意な加速を車両１を行うことがない。
【０３４４】
また、シート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ１５Ｒ，１５Ｌの折り畳み状態に応じて車両１の動作モードを決定するので、車両１の動作モードを簡易に決定することができる。
【０３４５】
また、動作モードが変化した場合、変化後の動作モードに応じた基体傾斜角度目標値θb_x_objに急激に切替えず、さらに、動作モード間の変遷をスムーズに行うために第２ゲイン調整パラメータＫr2を設定しているので、車両１の動作が急激に変化しない。
【０３４６】
ここで、本実施形態の車両１と本発明との対応関係を補足しておく。
【０３４７】
本実施形態は、前記第１発明の実施形態である。そして、本実施形態では、乗員及び荷物が本発明における運搬対象物体に相当し、シート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ１５Ｒ，１５Ｌが本発明における荷重受け部に相当する。
【０３４８】
また、折り畳みセンサ５７，５８が本発明における受け部状態検知手段に相当する。
【０３４９】
また、図８のＳＴＥＰ４の処理によって、本発明における動作モード決定手段が実現される。
【０３５０】
また、制御ユニット５０が実行する図８のＳＴＥＰ６の処理によって、本発明における移動動作部制御手段が実現される。そして、前記姿勢制御演算部８０が実行する前記式０７ｘ、０７ｙの演算処理によって、本発明における制御用操作量決定手段が実現される。なお、仮想車輪回転角加速度指令ωwdot_xy_cmdが本発明における制御用操作量に相当する。
【０３５１】
また、基体９の傾斜角度θb_xyが本発明における傾動体の傾斜角度に相当し、基体傾斜角度目標値θb_xy_objが本発明における目標傾斜角度に相当し、基体傾斜角度計測値θb_xyは、傾斜センサ５２により計測され、傾動体の実際の傾斜角度に相当する。そして、偏差θbe_xy_sが本発明における傾斜角度偏差に相当し、第１ゲイン係数Ｋ1_xyが本発明における第１ゲイン係数に相当し、第１操作量成分ｕ1_xyが本発明における第１操作成分に相当する。
【０３５２】
また、車両系重心点が、本発明における車両の所定の代表点に相当し、この車両系重心点の移動速度の目標値である制御用目標重心速度Ｖb_xy_mdfdが、本発明における目標速度に相当し、重心速度Ｖb_xyは、重心速度算出部７２により算出され、本発明の車両の代表点の実際の移動速度と相当する。そして、速度偏差Ve_xy_sが本発明における速度偏差に相当し、第３ゲイン係数Ｋ3_xyが本発明における第２ゲイン係数に相当し、第３操作量成分ｕ2_xyが本発明における第２操作成分に相当する。
する。
【０３５３】
次に、以上説明した実施形態に係わる変形態様に関していくつか説明しておく。
【０３５４】
また、前記実施形態では、乗員を運搬対象物体とする倒立振子型車両１を例にとって説明したが、乗員以外の荷物等を運搬対象物体とし、その運搬対象物体の搭載部を前記シート１５Ｒ，１５Ｌの代わりに備えるようにしてもよい。
【０３５５】
また、前記実施形態では、図１〜図４に示した構造の車両１を例示したが、本発明における倒立振子型車両１は、本実施形態で例示した車両に限られるものではない。
【０３５６】
具体的には、本実施形態の車両１の荷重受け部は共に折り畳み可能なシート１５Ｒ，１５Ｌ及びステップ２５Ｒ，２５Ｌであるが、例えば、シート１５Ｒ，１５Ｌ又はステップ２５Ｒ，２５Ｌの一方しか存在しないもの、あるいは一方のみが折り畳み可能となっているものであってもよい。さらに、荷重受け部は、シート１５Ｒ，１５Ｌやステップ２５Ｒ，２５Ｌに限定されず、他の構成部品であってもよい。例えば、折り畳み可能としたフック１７、ハンドル、背もたれを荷重受け部としてもよい。さらに、荷重受け部は、折り畳み可能に構成されているものに限定されず、取り外し可能や収納可能等に構成されているものであってもよい。
【０３５７】
また、本実施形態の車両１の移動動作部としての車輪体５は一体構造のものであるが、例えば、前記特許文献３の図１２に記載されているような構造のものであってもよい。すなわち、剛性を有する円環状の軸体に、複数のローラをその軸心が該軸体の接線方向に向くようにして回転自在に外挿し、これらの複数のローラを軸体に沿って円周方向に配列させることによって、車輪体を構成してもよい。
【０３５８】
さらに移動動作部は、例えば、特許文献２の図４に記載されているようなクローラ状の構造のものであってもよい。
【０３５９】
あるいは、例えば、前記特許文献２の図６、特許文献３の図８、もしくは特許文献１の図１に記載されているように、移動動作部を球体により構成し、この球体を、アクチュエータ装置（例えば前記車輪体５を有するアクチュエータ装置）によりＸ軸周り方向及びＹ軸周り方向に回転駆動するように車両を構成してもよい。
【０３６０】
また、前記実施形態では、乗員の搭乗部としてシート１５Ｒ，１５Ｌを備えた車両１を例示したが、本発明における倒立振子型車両は、例えば特許文献３の図１０に見られるように、乗員が両足を載せるステップと、そのステップ上で起立した乗員が把持する部分とを基体に組付けた構造の車両であってもよい。
【０３６１】
このように本発明は、前記特許文献１〜３等に見られる如き、各種の構造の倒立振子型車両に適用することが可能である。
【０３６２】
さらには、本発明における倒立振子型車両は、移動動作部を複数（例えば、左右方向に２つ、あるいは、前後方向に２つ、あるいは、３つ以上）備えていてもよい。
【０３６３】
また、移動動作部は、全方向に移動可能である必要はなく、１方向にのみ移動可能なものであってもよい。この場合、運搬対象物体の搭載部は、１軸周りでのみ傾動自在に基体に組付けられておればよい。例えば、前記実施形態での車輪体５の代わりに、Ｘ軸方向（乗員の前後方向）にのみ移動可能で、且つ、Ｘ軸周り方向での傾動が不能である（又は傾動し難い）移動動作部（例えば、Ｙ軸方向の軸周りにのみ回転自在な複数の車輪をＹ軸方向に同軸心に並列させてなる移動動作部を車両１に備えてもよい。そして、この場合、運搬対象物体の搭載部をＹ軸方向の軸周りにのみ傾動自在とし、その傾動に応じて移動動作部がＸ軸方向に移動するようにしてもよい。
【０３６４】
また、本発明における倒立振子型車両は、基体が傾動体と共に傾動することは必須ではない。例えば、複数の移動動作部を有する場合に、これらの移動動作部を組付ける基体が床面に対して傾動しないようにすると共に、この基体に対して傾動体を傾動自在に組付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０３６５】
１…倒立振子型車両、３…傾動体、５…車輪体（移動動作部）、７…アクチュエータ装置、９…基体、１５Ｒ，１５Ｌ…シート（荷重受け部）、２５Ｒ，２５Ｌ…ステップ（荷重受け部）、５７…第１折り畳みセンサ（受け部状態検知手段）、５８…第２折り畳みセンサ（受け部状態検知手段）、８０…姿勢制御演算部（制御用操作量決定手段）、ＳＴＥＰ３…動作モード決定手段、ＳＴＥＰ７…移動動作部制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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