(57)【要約】【課題】急激な加減速時など、安定な姿勢の維持が困難な走行状態にあっても、倒立振り子による姿勢制御を利用する従来の車両より高い走行安定性を付与できる車両を提供すること。【解決手段】本発明の車両によれば、走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態が予め定められた状態であると、走行状態判断手段によって判断された場合には、回転子制御手段によって、アームが回動されて回転子が路面に接地される。走行面に接地された回転子は、車両の移動（車輪の回転駆動）に伴って、路面との接触により生じる摩擦によって回転し、補助輪として機能する。その結果、安定な走行性を得るために必要とされる搭乗部の重心移動範囲を、車輪の中心と補助輪の中心との間にまで広げることができ、倒立振り子による姿勢姿勢制御のみでは得られない走行安定性を付与することができる。【選択図】図４
2007186184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員が乗車可能な搭乗部を含む車体と、
前記車体に設けられる一対の車輪と、
前記車体に設けられた回動軸を中心として回動するアームと、
そのアームにおける前記回動軸とは異なる位置の端部に回転可能に設けられた回転子と、
前記車体の傾斜量である車体傾斜量を検出する車体姿勢検出手段と、
その車体姿勢検出手段により検出された車体傾斜量に応じて、前記アームを回動させ、前記車体の姿勢制御を行う第１の姿勢制御手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
その走行状態検出手段により検出された走行状態が、予め定められた状態であるか否かを判断する走行状態判断手段と、
その走行状態判断手段により、予め定められた状態であると判断された場合に、前記アームを回動させて前記回転子を路面に接地させる回転子制御手段とを備えていることを特徴とする車両。
【請求項２】
前記走行状態検出手段は、加速度を検出するものであり、
前記走行状態判断手段は、前記走行状態検出手段によって検出された加速度の絶対値が閾値を超えた場合に、予め定められた状態であると判断することを特徴とする請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記回転子制御手段は、前記走行状態検出手段によって検出された加速度の値が正の値である場合には、進行方向とは逆方向側の路面に前記回転子を接地させ、一方、負の値である場合には、前記進行方向側の路面に前記回転子を接地させることを特徴とする請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記走行状態検出手段は、走行速度を検出するものであり、
前記走行状態判断手段は、前記走行速度検出手段により検出された走行速度が閾値を超えた場合に、予め定められた走行状態であると判断することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両。
【請求項５】
前記アームは、アクチュエータにより該アームの長さを伸縮する伸縮手段を備え、
前記伸縮手段は、前記走行状態検出手段によって検出された走行状態に基づいて前記アームの長さを伸縮することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両。
【請求項６】
前記回転子制御手段による路面への前記回転子の接地を行う場合に、前記走行状態検出手段により検出された走行状態に応じた前記車体傾斜量の目標値を取得する車体傾斜目標値取得手段と、
前記車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて、前記車体傾斜量を変化させる第２の姿勢制御手段を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両。
【請求項７】
前記回転子制御手段による路面への前記回転子の接地を行う場合に、前記車体姿勢検出手段により検出された車体傾斜量に応じて、前記車体に対する前記搭乗部の相対的な傾斜量である搭乗部傾斜量の目標値を取得する搭乗部傾斜目標値取得手段を備え、
前記第２の姿勢制御手段は、前記車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて、前記車体傾斜量を変化させると共に、前記搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて、前記搭乗部傾斜量を変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両。
【請求項８】
前記搭乗部傾斜量を検出する搭乗部姿勢検出手段と、
その搭乗部姿勢検出手段により検出された搭乗部傾斜量と前記搭乗部傾斜目標取得手段により取得された搭乗部傾斜量の目標値とに基づいて、前記車体傾斜目標値取得手段により取得された車体傾斜量の目標値に対する修正値を取得する目標修正値取得手段とを備え、
前記第２の姿勢制御手段による前記車体傾斜量の変化は、前記車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値と前記目標修正値取得手段により取得された修正値とに基づいて行われることを特徴とする請求項７記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立振り子による姿勢制御を利用する車両に関し、特に、急激な加減速時など、搭乗部の姿勢安定性の維持が困難な走行状態にあっても、倒立振り子による姿勢制御を利用する従来の車両より高い走行安定性を付与できる車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、倒立振り子による姿勢制御を利用した車両（以下、単に「倒立振り子車両」と称する）が実用化されつつあり、この倒立振り子車両における姿勢制御に関する種々の技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００４−２７６７２７号公報（特許文献１）には、同軸上に配置された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による駆動輪の姿勢を感知して駆動する技術が提案されている。
【０００４】
また、特開２００４−１２９４３５号公報（特許文献２）には、１個の車輪により移動する搬送装置において、筺体の角度に基づいてカウンタウェイトを移動させて重心移動を行うことによって、筺体の姿勢を保つ技術が開示されている。
【０００５】
これらの特許文献１に記載される人用移動機器や特許文献２に記載される搬送装置を始めとする倒立振り子車両は、運転者の重心移動量やリモコン操作量に応じた駆動力を発生させ、前後方向（進行方向とその逆方向）のバランス保持のための姿勢制御を行いながら走行するように構成されている。
【０００６】
特許文献１に記載される二輪車や特許文献１に記載される一輪車の場合には、乗員の傾き又は乗員が搭乗する搭乗部の傾斜によって車両の重心が移動するので、バランサの移動方向を、車両の重心移動方向と反対方向とすることによって姿勢の制御を行っている。
【特許文献１】特開２００４−２７６７２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２９４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載されるような倒立振り子による姿勢制御は、バランサと車両重心との釣り合いによって成立するので、バランサ及び車両重心の移動可能範囲を超えて姿勢制御を行うことはできない。そのため、走行状態（加減速量、走行速度など）によっては、不十分な姿勢制御によって安定な姿勢の維持が困難となり、その結果として、走行不安定に陥り、危険が生じるという問題点があった。
【０００８】
例えば、急加減速時のように車両の重心移動量が大きくなる（即ち、乗員や搭乗部の傾斜が大きくなる）場合に、必要とされる重心移動量がバランサの移動可能範囲を超えてしまうと、姿勢制御を十分に行うことができず危険である。
【０００９】
また、このような急加減速のように走行状態が急激に変化する場合には、動作の遅れによって、姿勢制御が間に合わず、やはり危険であるという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、急激な加減速時など、安定な姿勢の維持が困難な走行状態にあっても、倒立振り子による姿勢制御を利用する従来の車両より高い走行安定性を付与できる車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、請求項１記載の車両は、乗員が乗車可能な搭乗部を含む車体と、前記車体に設けられる一対の車輪と、前記車体に設けられた回動軸を中心として回動するアームと、そのアームにおける前記回動軸とは異なる位置の端部に回転可能に設けられた回転子と、前記車体の傾斜量である車体傾斜量を検出する車体姿勢検出手段と、その車体姿勢検出手段により検出された車体傾斜量に応じて、前記アームを回動させ、前記車体の姿勢制御を行う第１の姿勢制御手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、その走行状態検出手段により検出された走行状態が、予め定められた状態であるか否かを判断する走行状態判断手段と、その走行状態判断手段により、予め定められた状態であると判断された場合に、前記アームを回動させて前記回転子を路面に接地させる回転子制御手段とを備えている。
【００１２】
請求項２記載の車両は、請求項１記載の車両において、前記走行状態検出手段は、加速度を検出するものであり、前記走行状態判断手段は、前記走行状態検出手段によって検出された加速度の絶対値が閾値を超えた場合に、予め定められた状態であると判断する。
【００１３】
請求項３記載の車両は、請求項２記載の車両において、前記回転子制御手段は、前記走行状態検出手段によって検出された加速度の値が正の値である場合には、進行方向とは逆方向側の路面に前記回転子を接地させ、一方、負の値である場合には、前記進行方向側の路面に前記回転子を接地させる。
【００１４】
請求項４記載の車両は、請求項１から３のいずれかに記載の車両において、前記走行状態検出手段は、走行速度を検出するものであり、前記走行状態判断手段は、前記走行速度検出手段により検出された走行速度が閾値を超えた場合に、予め定められた走行状態であると判断する。
【００１５】
請求項５記載の車両は、請求項１から４のいずれかに記載の車両において、前記アームは、アクチュエータにより該アームの長さを伸縮する伸縮手段を備え、前記伸縮手段は、前記走行状態検出手段によって検出された走行状態に基づいて前記アームの長さを伸縮する。
【００１６】
請求項６記載の車両は、請求項１から５のいずれかに記載の車両において、前記回転子制御手段による路面への前記回転子の接地を行う場合に、前記走行状態検出手段により検出された走行状態に応じた前記車体傾斜量の目標値を取得する車体傾斜目標値取得手段と、前記車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて、前記車体傾斜量を変化させる第２の姿勢制御手段を備えている。
【００１７】
請求項７記載の車両は、請求項６記載の車両において、前記回転子制御手段による路面への前記回転子の接地を行う場合に、前記車体姿勢検出手段により検出された車体傾斜量に応じて、前記車体に対する前記搭乗部の相対的な傾斜量である搭乗部傾斜量の目標値を取得する搭乗部傾斜目標値取得手段を備え、前記第２の姿勢制御手段は、前記車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて、前記車体傾斜量を変化させると共に、前記搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて、前記搭乗部傾斜量を変化させる。
【００１８】
請求項８記載の車両は、請求項７記載の車両において、前記搭乗部傾斜量を検出する搭乗部姿勢検出手段と、その搭乗部姿勢検出手段により検出された搭乗部傾斜量と前記搭乗部傾斜目標取得手段により取得された搭乗部傾斜量の目標値とに基づいて、前記車体傾斜目標値取得手段により取得された車体傾斜量の目標値に対する修正値を取得する目標修正値取得手段とを備え、前記第２の姿勢制御手段による前記車体傾斜量の変化は、前記車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値と前記目標修正値取得手段により取得された修正値とに基づいて行われる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の車両によれば、車体姿勢検出手段によって検出された車体の傾斜量である車体傾斜量に応じて、第１の姿勢制御手段により、車体に設けられたアームが回動軸を中心として回動され、該アームにおける回動軸とは異なる位置の端部に設けられている回転子の重量との釣り合いを取ることによって車体の姿勢が制御される。
【００２０】
その一方で、走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態が予め定められた状態であると、走行状態判断手段によって判断された場合には、回転子制御手段によって、アームが回動されて回転子が路面に接地される。
【００２１】
ここで、回転子は、アームの先端に回転可能に設けられているので、回転子が路面に接地されると、該回転子は、車両の移動（車輪の回転駆動）に伴って、路面との接触により生じる摩擦によって回転される。その結果、回転子が補助輪として機能することになる。
【００２２】
よって、自車両の走行状態が予め定められた状態であると判断された場合に、路面に接地された回転子を補助輪として機能させることにより、安定な走行性を得るために必要とされる搭乗部の重心移動範囲を、車輪の中心と補助輪の中心との間にまで広げることができる。よって、二輪車に対して行われる姿勢制御（倒立振り子）ほどの制御の厳密性が緩和され、例えば、倒立振り子による姿勢制御が困難な走行状態を、走行状態判断手段により判断される「予め定められた状態」とすることにより、このような倒立振り子による姿勢制御が困難となり得る状態であっても、安定な走行が可能となるという効果がある。
【００２３】
また、アームの長さを短くした場合、スペース的には有利になるが、その分、倒立振り子による姿勢制御効果が小さくなる。しかし、そのような倒立振り子による姿勢制御効果の減少を、回転子を路面に接地させて補助輪として機能させることによって補うことができる。よって、アームや回転子などから構成される倒立振り子兼補助輪を、設置スペースとして有利な搭乗部（座席）の下などに設置できる程度にコンパクトな大きさとした場合であっても、倒立振り子による姿勢制御のみでは得られない十分な走行安定性を得ることができるという効果がある。
【００２４】
また、請求項１記載の車両よれば、一対の車輪を有する二輪車を、都合（走行状態）に応じて、回転子を補助輪とする三輪車として使い分けることができる。即ち、静止時には停車スペース的に有利であるが、その一方で、走行不安定を生じ易い二輪車を、走行状態に応じて三輪車に変態させることによって、高い走行安定性を付与することができるという効果がある。
【００２５】
また、都合（走行状態）に応じて、二輪車と三輪車とが使い分けられることによって、通常の三輪車に比べて燃費が向上するという効果がある。
【００２６】
また、回転子が、倒立振り子の錘としての役割と、補助輪としての役割とを兼ね備えるので、バランサと補助輪とを別々に設ける必要がなく、部品点数の低減による構造の簡素化を図ることができると共に、設置スペース的に有利である。その結果、部品コストや組立コストなどのコスト削減を図ることができると共に、軽量化及び小型化を図ることができるという効果がある。また、姿勢制御系統を一括化することができるので、制御の複雑化を防止できるという効果がある。
【００２７】
請求項２記載の車両によれば、請求項１記載の車両の奏する効果に加えて、走行状態検出手段により検出された加速度の絶対値が閾値を超えた場合に、走行状態判断手段により、予め定められた状態であると判断される。その結果、加速度の絶対値が大きい、即ち、急加減速が検出された場合に、回転子制御手段により回転子が路面に接地されて、該回転子が補助輪として機能することになる。よって、急加減速のように倒立振り子による姿勢制御が困難となり得る状態であっても、安定な走行が可能となるという効果がある。
【００２８】
なお、走行状態検出手段により検出される加速度は、乗員による加速度の入力指示量であってもよいし、センサなどによって検出された加速度であってもよい。特に、走行状態検出手段により検出される加速度が、乗員による入力指示量である場合には、乗員の加減速指示に連動して回転子制御手段が実行されるので、特に安全である。
【００２９】
請求項３記載の車両によれば、請求項２記載の車両の奏する効果に加えて、走行状態検出手段によって検出された加速度の値が正の値である場合には、進行方向とは逆方向側の路面に回転子が接地され、一方、負の値である場合には、進行方向側の路面に回転子が接地される。
【００３０】
よって、閾値を超える急加速である場合には、回転子が車体の進行方向とは逆方向側（例えば、前進中の場合には、車両の後方側）の路面に接地されるので、急加速によって搭乗部の重心が進行方向とは反対側に移動することがあっても、安定な姿勢が確実に保たれ、安定な走行が可能である。
【００３１】
一方で、閾値を超える急減速である場合には、回転子が車体の進行方向（例えば、前進中の場合には、車両の前方側）に接地されるので、急減速によって搭乗部の重心が進行方向移動することがあっても、安定な姿勢が確実に保たれ、安定な走行が可能である。
【００３２】
このように、急加減速時には、その加減速方向に応じて回転子の接地場所が決められるので、安定な走行が可能であるという効果がある。
【００３３】
請求項４記載の車両は、請求項１から３のいずれかに記載の車両の奏する効果に加えて、走行状態検出手段により検出された走行速度の絶対値が閾値を超えた場合に、走行状態判断手段により、予め定められた状態であると判断される。その結果、走行速度の絶対値が大きい、即ち、高速走行が検出された場合に、回転子制御手段により回転子が路面に接地されて、該回転子が補助輪として機能することになる。よって、高速走行のように倒立振り子による姿勢制御が困難となり得る状態であっても、安定な走行が可能となるという効果がある。
【００３４】
なお、走行状態検出手段により検出される走行速度は、乗員による走行速度の入力指示量であってもよいし、センサなどによって検出された量であってもよい。特に、走行状態検出手段により検出される走行速度が、乗員による入力指示量である場合には、乗員の走行速度指示に連動して回転子制御手段が実行されるので、特に安全である。
【００３５】
請求項５記載の車両によれば、請求項１から４のいずれかに記載の車両の奏する効果に加えて、走行状態検出手段によって検出された走行状態に基づいて、伸縮手段によって、アームの長さがアクチュエータにより伸縮される。
【００３６】
ここで、例えば、走行状態検出手段によって検出された走行状態が、回転子制御手段を実行する条件とされる予め定められた走行状態である場合に、伸縮手段により、アームの長さを伸長させることにより、安定な走行を得るために必要とされる搭乗部の重心移動範囲を、アーム伸長以前に比べてより拡張することができる。その結果として、アーム伸長以前の状態で回転子を路面に接地させた場合より確実な走行安定性を実現できるという効果がある。
【００３７】
一方で、例えば、走行状態検出手段によって検出された走行状態が、回転子制御手段を実行する条件とされる予め定められた走行状態でなく、姿勢制御手段による姿勢制御が行われる、即ち、自車両が二輪車として走行される場合に、伸縮手段により、アームの長さを収縮（短縮）させることにより、二輪走行の際には、アーム及び回転子を配置するための設置スペースを小さくすることができ、全体の小型化に寄与し得るという効果がある。
【００３８】
請求項６記載の車両によれば、請求項１から５のいずれかに記載の車両の奏する効果に加えて、回転子制御手段による路面への回転子の接地が行われる場合に、走行状態検出手段により検出された走行状態に応じた車体傾斜量の目標値が車体傾斜目標値取得手段によって取得される。そして、第２の姿勢制御手段によって、車体傾斜量が、車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて変化（調整）される。よって、回転子が路面に接地され場合には、第２の姿勢制御手段によって車体傾斜量が走行状態に応じて調整されるので、路面への回転子の接地と車体傾斜量の調整とによって走行安定性が相乗的に向上するという効果がある。
【００３９】
例えば、車体傾斜目標値取得手段により取得される目標値を、走行状態としての加減速量及びその方向に応じて、車両全体の重心が回転子の中心と車輪の中心と間に位置する値とすることにより、第２の姿勢制御手段による車体傾斜量の調整の結果、車両全体の重心を、路面に接地された回転子の中心と車輪の中心との間、即ち、ホイールベース間に位置させることができる。そのため、走行安定性を有効に向上させることができる。なお、この場合、車体傾斜量の調整のみでは車両全体の重心がホイールベース間からは若干逸脱するが、車体傾斜量の調整に付随する他の量の調整（例えば、本体に対する搭乗部の傾斜量を変更すること）を行った結果として、最終的に、ホイールベース間に位置される値を、車体傾斜目標値取得手段により取得される目標値として含めてもよい。
【００４０】
あるいは、車体傾斜目標値取得手段により取得される目標値を、走行状態（例えば、加減速量や走行速度）に応じた平衡軸のなす角度（釣り合い角度）とすることにより、走行時の車両バランスが安定するので、走行安定性を有効に向上させることができる。
【００４１】
請求項７記載の車両によれば、請求項６記載の車両の奏する効果に加えて、回転子制御手段による路面への前記回転子の接地が行われる場合に、車体姿勢検出手段により検出された車体傾斜量に応じた搭乗部傾斜量（車体に対する搭乗部の相対的な傾斜量）の目標値が、搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得される。そして、第２の姿勢制御手段によって、車体傾斜量が、車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて変化（調整）されると共に、搭乗部傾斜量が、搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得された目標値に基づいて変化（調整）される。
【００４２】
よって、回転子が路面に接地され場合には、第２の姿勢制御手段によって車体傾斜量が調整されると共に、車体に対する搭乗部の相対的な傾斜量である搭乗部傾斜量が、車体傾斜量に応じた値に調整される。そのため、路面への回転子の接地による走行安定性を向上させる際に、搭乗部に乗車する乗員の姿勢を車体傾斜量に応じて調整することができるという効果がある。
【００４３】
ここで、例えば、搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得する目標値を、乗員の傾き（搭乗軸）を進行方向に対して略直行させる値とすることによって、第２の姿勢制御手段による搭乗部傾斜量の変更（調整）の結果、乗員の傾きが進行方向に対して常時略直交するように保たれることになる。そのため、乗員の視界を常時安定させることができ、乗員に安心感を与えることができる。
【００４４】
また、搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得する目標値を、乗員の傾き（搭乗軸）と車両の平衡軸とを略平行にする値とすることによって、乗員に作用する慣性力がおよそ消失され、乗員による加速や減速の体感を鈍感にすることができる。さらに、搭乗部傾斜目標値取得手段によって取得する目標値に応じて、車両の平衡軸に対する乗員の傾きを調整できるので、乗員の体感する加速度を調整することもできる。
【００４５】
請求項８記載の車両によれば、請求項７記載の車両の奏する効果に加えて、搭乗部姿勢検出手段により検出された搭乗部傾斜量と搭乗部傾斜目標取得手段により取得された搭乗部傾斜量の目標値とに基づいて、車体傾斜目標値取得手段により取得された車体傾斜量の目標値に対する修正値が、目標修正値取得手段によって取得される。そして、そのように取得された修正値と車体傾斜目標値取得手段によって取得された目標値とに基づいて、第２の姿勢制御手段による車体傾斜量の変化が行われる。
【００４６】
よって、現状の搭乗部傾斜量から目標値まで搭乗部傾斜量を変更（調整）することに伴う重心移動が、車体傾斜目標値に考慮されるので、車体傾斜量の制御を精密に行うことができ、その結果、走行安定性をより確実に向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、添付図面における矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、それぞれ、車両１の上下方向、左右方向、前後方向を示している。
【００４８】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態における車両１の構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態における車両１の正面図であり、図１（ｂ）は、車両１の側面図である。
【００４９】
図２は、バランサ１６の構成を説明するための図であり、図２（ａ）は、図１（ａ）を簡略化した正面図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）を簡略化した側面図である。
【００５０】
ここで、図２（ａ）では、図面の簡略化と後述するバランサ１６全体を図示する目的で、フットレスト１１ｃや、アクチュエータ１８０Ｌ、１８０Ｒなどの一部構成を省略している。さらに、図２（ｂ）では、図２（ａ）において省略されている部分に加え、左車輪１２Ｌや左側の支持部材１４Ｌなどの車両１の左側（図２における矢印Ｌ側）の一部構成が省略されている。
【００５１】
また、図３は、座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）の構成を説明するための図であり、図３（ａ）は、車両１における左側の座席傾斜角可変機構１００Ｌの拡大図であり、図３（ｂ）は、車両１における右側の座席傾斜角可変機構１００Ｒの拡大図である。ここで、図３では、図面を簡略化する目的で、ケース４１の図示が省略されている。また、理解を容易にする目的で、図３（ａ）には左車輪１２Ｌを、また、図３（ｂ）には右車輪１２Ｒを想像線で図示している。また、図１では、乗員Ｐが座席１１ａに着座した状態を示し、図２及び図３では乗員Ｐを省略している。
【００５２】
まず、車両１の概略構成について説明する。車両１は、図１に示すように、乗員Ｐが乗車する搭乗部１１と、その搭乗部１１の下方（図１下側）における同軸上に配置される左右（一対）の車輪１２Ｌ，１２Ｒと、それら左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒに回転駆動力を付与する回転駆動装置５２とを備え、回転駆動装置５２による両車輪１２Ｌ，１２Ｒの駆動によって走行するものである。
【００５３】
また、車両１は、左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒ間に配置されたバランサ駆動装置５３と、そのバランサ駆動装置５３により駆動されるバランサ１６とを備えており、詳細は後述するが、車両１の走行状態（例えば、進行方向、走行速度、加速度量、減速度量（負の加速度量）、制動、停止など）に応じてバランサ１６を適宜駆動することによって搭乗部１１の姿勢制御を図り、その結果として、走行安定性を向上させることができるように構成されている。
【００５４】
また、車両１は、座席１１ａの裏面側（矢印Ｕ方向）における左右両側（矢印Ｌ側及び矢印Ｒ側）に座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）を備えている。この座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）は、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）と搭乗部１１とを連結する連結部を兼ねている。なお、この座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）の詳細な構成については、図３を参照しつつ後述する。
【００５５】
次いで、各部の詳細構成について説明する。搭乗部１１は、図１に示すように、左右の回転駆動装置５２（５２Ｌ，５２Ｒ）に固定された座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）により支持されており、座席１１ａ、アームレスト１１ｂ、フットレスト１１ｃを主に備えている。
【００５６】
座席１１ａは、車両１の走行中に乗員Ｐが着座するための部位であり、乗員Ｐの尻部を支持する座面部１１ａ１と、乗員Ｐの背部を支持する背面部１１ａ２とを主に備えて構成されている。
【００５７】
座席１１ａの左右両側（矢印Ｌ側及び矢印Ｒ側）には、図１に示すように、乗員Ｐの上腕部を支持するための一対のアームレスト１１ｂが設けられている。アームレスト１１ｂの一方（矢印Ｒ側）には、ジョイスティック装置５１が取着されている。乗員Ｐは、ジョイスティック装置５１を操作して、車両１の走行状態（例えば、走行速度、加速度量又は減速度量、制動又は停止、旋回方向、旋回半径、など）を指示する。なお、本実施形態では、車両１の進行方向は、ジョイスティック装置５１の操作方向とは無関係に、図示されないスイッチにより指定されるものとする。
【００５８】
座席１１ａの前方側（矢印Ｆ側）下方には、図１に示すように、乗員Ｐの足部を支持するためのフットレスト１１ｃが配設されている。また、座席１１ａの底面側（矢印Ｄ側）には、上記したように、座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）が左右両側（矢印Ｌ側及び矢印Ｒ側）に１つずつ配設されていると共に、これらの座席傾斜角可変機構１００Ｌ，１００Ｒの間にケース４１が配設されている。このケース４１は、制御装置７０（図５参照）、ジャイロセンサ６１（図５参照）などの各種センサ装置、インバータ装置（図示せず）、バッテリー装置（図示せず）などを収納するものである。ここで、図示しないバッテリー装置は、回転駆動装置５２やバランサ駆動装置５３の駆動源であると共に、制御装置７０に制御用の低電圧電源を供給する装置である。なお、本実施形態では、制御装置７０などを収納するケース４１を、座席１１ａの底面側に配設するように構成したが、これらを収納するケースが座席１１ａの後方側（矢印Ｂ側）に設けられる構成であってもよい。
【００５９】
バランサ駆動装置５３は、バランサモータ５３ａによる駆動力を用いてバランサ１６を駆動する装置であり、右車輪１２Ｒを駆動する回転駆動装置５２（Ｒモータ５２Ｒ）に固定された支持部材１８により、間接的に搭乗部１１に固定されている。また、このバランサ駆動装置５３は、バランサ１６のアーム１６ａの回動軸となる軸部材５３ｂが、右車輪１２Ｒの回転軸と同軸上に位置するように取り付けられている。
【００６０】
図２に示すように、バランサ１６は、軸部材５３ｂの先端に接続されたアーム１６ａと、そのアーム１６における軸部材５３ｂとは反対側の端部に、軸部材１６ｃ回りに自由回転可能に取り付けられたタイヤ状（円環状）又は円筒状のウェイト１６ｂと、アーム１６ａを伸縮させるアクチュエータ１６ｄとから構成されている。
【００６１】
詳細は後述するが、本実施形態のバランサ１６におけるウェイト１６ｂは、倒立振り子のウェイトとしての役割を果たすと共に、補助輪の車輪としての役割を果たすので、車輪として一般的に利用される材質（例えば、ゴム（ブタジエンゴム、ウレタンゴムなど）や、金属など）から構成されるものであることが好ましい。
【００６２】
また、このバランサ１６におけるアクチュエータ１６ｄは、伸縮式の電動アクチュエータ、即ち、ボールねじ機構（外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、そのねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有しねじ軸に嵌合されるナットと、それらナットとねじ軸の両ねじ溝の間に転動可能に装填された多数の転動体と、ねじ軸又はナットを回転駆動する電動モータとを備え、ねじ軸又はナットが電動モータにより回転駆動されることで、ねじ軸がナットに対して相対移動する機構）を利用した伸縮可能な電動アクチュエータとして構成されている。
【００６３】
座席傾斜角可変機構１００は、（１００Ｌ，１００Ｒ）は、車体軸（車体軸Ａｂ（図６参照））に対する座面部１１ａ１の傾斜角度、即ち、搭乗軸（搭乗軸Ａｓ（図６参照））を変更（調整）して、乗員Ｐの傾きを調整するものであり、車両１の左側と右側とに、それぞれ、座席傾斜角可変機構１００Ｌと座席傾斜角可変機構１００Ｒとが配設されている。
【００６４】
左側の座席傾斜角可変機構１００Ｌは、図３（ａ）に示すように、座席１１ａの裏面側（矢印Ｕ方向）に固定されている取り付けフレーム２１Ｌと、取り付けフレーム２１Ｌの略中央にジョイント３０Ｌを介して連結されている支持部材１４Ｌとを有しており、支持部材１４Ｌの他端は、回転駆動装置５２Ｌに固定されている。
【００６５】
取り付けフレーム２１Ｌにおける前方側（矢印Ｆ側）の端部には、ジョイント３１Ｌａを介してＬアクチュエータ１８０Ｌが連結されており、このＬアクチュエータ１８０Ｌの他端はジョイント３２Ｌａを介して支持部材１４Ｌの回転駆動装置５２Ｌ側の端部に連結されている。
【００６６】
一方で、取り付けフレーム２１Ｌにおける後方側（矢印Ｂ側）の端部には、ジョイント３１Ｌｂを介して左バネ１８１Ｌが連結されており、この左バネ１８１Ｌａの他端はジョイント３２Ｌｂを介して支持部材１４Ｌの回転駆動装置５２Ｌ側の端部に連結されている。
【００６７】
右側の座席傾斜角可変機構１００Ｒは、上記した左側の座席傾斜角可変機構１００Ｌと同様の構成を有している（図３（ｂ）参照）。即ち、座席傾斜角可変機構１００Ｒは、座席１１ａの裏面側（矢印Ｕ方向）に固定されている取り付けフレーム２１Ｒと、一端が取り付けフレーム２１Ｌの略中央にジョイント３０Ｒを介して連結されると共に、他端が回転駆動装置５２Ｌに固定されている支持部材１４Ｒと、一端が取り付けフレーム２１Ｌにおける前方側（矢印Ｆ側）の端部にジョイント３１Ｒａを介して連結されると共に、他端がジョイント３２Ｒａを介して支持部材１４Ｒの回転駆動装置５２Ｒ側の端部に連結されているＲアクチュエータ１８０Ｒと、一端が取り付けフレーム２１Ｒにおける後方側（矢印Ｂ側）の端部にジョイント３１Ｒｂを介して連結されると共に、他端がジョイント３２Ｒｂを介して支持部材１４Ｒの回転駆動装置５２Ｒ側の端部に連結されている右バネ１８１Ｒとから構成されている。
【００６８】
なお、Ｌアクチュエータ１８０Ｌ及びＲアクチュエータ１８０Ｒは、いずれも、上記したアクチュエータ１６ｄと同様の伸縮式の電動アクチュエータとして構成されている。また、ジョイント３０Ｌ，３１Ｌａ，３１Ｌｂ，３２Ｌａ，３２Ｌｂ，３０Ｒ，３１Ｒａ，３１Ｒｂ，３２Ｒａ，３２Ｒｂとしては、ユニバーサルジョイントなどのジョイントを使用することができる。
【００６９】
上記の構成を有する座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）は、Ｌアクチュエータ１８０Ｌ及びＲアクチュエータ１８０Ｒを伸長又は収縮（短縮）することによって、座面部１１ａ１（搭乗部１１）の傾斜角度を適宜変更させることができる。例えば、Ｌアクチュエータ１８０Ｌ及びＲアクチュエータ１８０Ｒを伸長させた場合には、アクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒの伸長に伴って、ジョイント３０Ｌ，３０Ｒを中心として、支持部材１４Ｌ，４Ｒに対する取り付けフレーム２１Ｌ，２１Ｒの角度が変化し、その結果として、座面部１１ａ１（搭乗部１１）を後傾させることができる。同様に、Ｌアクチュエータ１８０Ｌ及びＲアクチュエータ１８０Ｒを収縮させた場合には、座面部１１ａ１（搭乗部１１）を前傾させることができる。
【００７０】
また、左バネ１８１Ｌ及び右バネ１８１Ｒが設けられているので、停止時や一定速度走行時における座面部１１ａ１の姿勢保持を行う際のエネルギーが不要であると共に、アクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒが故障した場合に座面部１１ａ１が後方に転倒することを防止することができる。
【００７１】
次に、図４〜図６を参照しつつ、上記構成を有する車両１で行われる姿勢制御の概略について説明する。  図４（ａ）は、バランサ１６が倒立振り子として機能する場合を示す側面図であり、一方で、図４（ｂ）、図４（ｃ）及び図５は、バランサ１６のウェイト１６ｂが補助輪として機能する場合を示す側面図である。また、図６は、座席傾斜角可変機構１００の機能を説明するための側面図である。
【００７２】
ここで、図４〜図６では、上記説明した図２（ｂ）と同様に、左車輪１２Ｌや左側の支持部材１４Ｌやアクチュエータ１８０Ｌや左バネ１８１Ｌなどの車両１の左側（矢印Ｌ側）の構成や、フットレスト１１ｃやケース４１など、構成を一部省略している。なお、図４及び図５では、さらに、Ｒアクチュエータ１８０Ｒや右バネ１８１Ｒもまた省略されている。また、４及び図５では乗員Ｐを省略し、図６では、乗員Ｐが座席１１ａに着座した状態を示している。
【００７３】
本実施形態の車両１に搭載されるバランサ１６は、バランサモータ５３ａ（図７参照）の駆動に起因する軸部材５３の回転に伴いアーム１６ａが軸部材５３ｂを中心として回動され、その回動によってウェイト１６ｂを前後方向（矢印Ｆ−Ｂ方向）に振り、それによって搭乗部１１の姿勢を制御するバランサ（倒立振り子）としての機能を果たす（図４（ａ）参照）。
【００７４】
また、バランサ１６は、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって急加速又は急減速が指示された場合には、アーム１６ａの回動によってウェイト１６ｂを路面（走行面）に接地させ、ウェイト１６ｂを軸部材１６ｃ回りに自由回転させることによって補助輪として機能させることができる（図４（ｂ）、図４（ｃ）及び図５参照）。なお、本実施形態では、急加速が指示された場合には、ウェイト１６ａは進行方向とは逆方向の路面に接地され、急減速が指示された場合には、ウェイト１６ａは進行方向の路面に接地される。
【００７５】
このように、バランサ１６におけるウェイト１６ｂを路面に接地させて補助輪として機能させることによって、重心移動の許容される範囲が車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）の中心と、補助輪（路面に接地されたウェイト１６ｂ）の中心との間にまで広がる。従って、車両１が急加速又は急減速される場合に、ウェイト１６ｂを路面に接地させることによって、倒立振り子による姿勢制御より安定な姿勢制御を行い得、その結果、安定な走行性を提供することができる。
【００７６】
特に、乗員Ｐにより指示された急加速又は急減速の程度が予め規定されている閾値（例えば、０．３Ｇ）より高い場合には、図４に示すように、アクチュエータ１６によりアーム１６ａの長さが伸長された上で、ウェイト１６ｂが路面に接地される。
【００７７】
このように、アーム１６ａの長さを伸長させてウェイト１６ｂを路面に接地させた場合、搭乗部１１の重心移動範囲を、アーム１６ａの長さを伸長させない場合（初期状態）に比べてより拡張することができる。その結果、アーム１６ａの長さを伸長させない初期状態でウェイト１６ｂを路面に接地させた場合より高度な走行安定性を実現することができる。
【００７８】
バランサ１６を上記のようにバランサ（倒立振り子）として機能させる場合、及び補助輪として機能させる場合の具体的制御については、図８及び図１１のフローチャートを参照しつつ後述する。
【００７９】
また、本実施形態の車両１は、急加速又は急減速があった場合に、上記のように、バランサ１６を路面に接地させて補助輪として機能させて姿勢制御を行うと共に、車体の傾斜角度（車体軸Ａｂ（図６参照）の傾き）と座面部１１ａ１（搭乗部１１）の傾斜角度とを変更（調整）することによって姿勢制御を行うように構成されている。
【００８０】
例えば、本実施形態の車両１は、乗員Ｐの操作によって負の加速度ａ（減速度ａ）が指示された場合には、上記したようにウェイト１６ｂが進行方向の路面に接地されると共に、図６（ａ）に示すように、鉛直軸Ａｖに対する車体軸Ａｂの傾斜角度θ（車体傾斜量θ）を調整（変更）して、車両１の重心Ｇ（車両全体の銃身）を、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）の中心とウェイト１６ｂの中心との間であるΔＷの範囲内に位置させる。
【００８１】
このように、車両１の重心Ｇ１を、ウェイト１６ｂの接地によって三輪車となった車両１のホイールベース間に相当するΔＷの範囲内に位置させることによって安定性が向上する。従って、本実施形態の車両１は、ウェイト１６ｂの接地効果との相乗的作用によって、優れた走行安定性を提供することができるのである。
【００８２】
なお、車体軸Ａｂは、車両１から車輪１２を除く車体部分（搭乗部１１及び座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ））の軸である。また、この車体傾斜量θの変更は、車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を駆動するモータ５２Ｌ，５２Ｒの軸上にそれぞれ設けられた回転アクチュエータであるアクチュエータ１７０Ｌ，１７０Ｒ（図７参照）の駆動によって座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）を、車輪１２の駆動に対して相対的に変動させることによって行われる。
【００８３】
図６（ａ）に示すように、車両１の重心Ｇをホイールベース内（ΔＷの範囲内）に位置させるために車体部分の傾き（車体傾斜量θ）を前傾させると、搭乗部１１に着座（乗車）する乗員Ｐもまた前傾姿勢となるので、乗員Ｐの視界が変化する。このような視界の変化は乗員Ｐに不安感を与えるので、乗車快適性の低下を招く。特に、図６（ａ）に示すように、乗員Ｐが前傾姿勢であれば、乗員Ｐの視界は路面を眺めることになり、そのような視界に対して多くの乗員Ｐは恐怖感を生じる。一方で、車体軸Ａｂの傾きの変化によって、乗員Ｐが後傾姿勢になった場合には、視界が上方を向き、それによって、後方への転倒の恐怖を感じる乗員Ｐは少なくない。
【００８４】
よって、本実施形態の車両１では、車体部分の傾き（車体傾斜量θ）を前傾させると共に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）におけるアクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒを伸長させることによって、座面部１１ａ１の傾斜を後傾させる。即ち、アクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒの伸長によって、車体軸Ａｂに対する乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ）、即ち、傾斜角度θｓ（搭乗部傾斜量θｓ）の変更を行う。
【００８５】
特に、図６（ｃ）に示すように、車体傾斜量θの値にかかわらず、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ）が鉛直軸Ａｖと略平行となるように、搭乗部傾斜量θｓを調整することによって、乗員Ｐの視界を常時安定して正面に向けることができ、乗員Ｐに安心感を与えることができる。
【００８６】
なお、上記したような、急加速時又は急減即時における車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓの変更を行う具体的制御については、図９及び図１０のフローチャートを参照しつつ後述する。
【００８７】
次いで、図７を参照して、上記構成を有する車両１の電気的構成について説明する。図７は、車両１の電気的構成を示すブロック図である。
【００８８】
制御装置７０は、車両１の各部を制御するための制御装置であり、図７に示すように、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、これらはバスライン７４を介して入出力ポート７５に接続されている。また、入出力ポート７５には、ジョイスティック装置５１等の複数の装置が接続されている。
【００８９】
ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図８〜図１１に示すフローチャート）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリである。
【００９０】
また、ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであり、バランサ接地フラグ７３ａとアクチュエータ伸長フラグ７３ｂとを備えている。
【００９１】
バランサ接地フラグ７３ａは、バランサ１６におけるウェイト１６ｂが接地されているか否かを示すフラグであり、図８を参照しつつ後述するバランサ制御処理において、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって急加速又は急減速が指示されたことが検出されたことに伴って、ウェイト１６ｂが接地される際にオンされる。その後、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって指示される加速量が規定の範囲内とされたことを契機としてオフされる。なお、制御装置７０への電源投入時に、このバランサ接地フラグ７３ａはオフに初期設定される。
【００９２】
アクチュエータ伸長フラグ７３ｂは、アクチュエータ１６ｄによりアーム１６ａが伸長された状態にあるか否かを示すフラグであり、図８を参照しつつ後述するバランサ制御処理において、乗員Ｐにより規定の閾値を超える急加速又は急減速が指示されたことが検出されたことに伴って、アクチュエータ１６ｄによりアーム１６ａが伸長される際にオンされる。その後、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって指示される加速量が規定の範囲内とされたことを契機としてオフされる。なお、制御装置７０への電源投入時に、このアクチュエータ伸長フラグ７３ｂはオフに初期設定される。
【００９３】
この制御装置７０に対し、ジョイスティック装置１５、ジャイロセンサ６１、及び、ジャイロセンサ６２から、乗員Ｐにより指定される走行状態（正又は負の加速度量）に関する情報や、車体部分の傾斜状態に関する情報（即ち、車体傾斜量θ）や、車体部分に対する座面部１１ａ１の傾斜状態に関する情報（即ち、鉛直軸Ａｖに対する搭乗軸Ａｓの角度）が供給される構成となっており、これらの情報に応じた制御信号が、回転駆動装置５２、バランサ駆動装置５３及びアクチュエータ１６ｄへ出力され、その結果として、走行及び姿勢の制御が行われることとなる。
【００９４】
ジョイスティック装置５１は、上述したように、車両１を運転する際に乗員Ｐが操作する装置であり、乗員Ｐにより操作される操作レバー（図１参照）と、その操作レバーの操作状態を検出するための前後センサ５１ａ及び左右センサ（図示せず）と、前後センサ５１ａ及び左右センサ（図示せず）の検出結果を処理してＣＰＵ７１に出力する処理回路（図示せず）とを主に備えている。
【００９５】
前後センサ５１ａは、操作レバーの前後方向（図１における矢印Ｆ−Ｂ方向）への操作状態（位置及び前後操作量）を検出するためのセンサであり、ＣＰＵ７１は、前後センサ５１ａの検出結果（操作レバーの位置及び前後操作量）に基づいて、回転駆動装置５２の駆動状態を制御する。これにより、車両１は、乗員Ｐによる操作レバーの前後操作量に応じた加速度量（加速度量ａ）で加速又は減速しつつ走行する。
【００９６】
具体的には、乗員Ｐがジョイスティック装置５１を前方側（図１における矢印Ｆ側）へ操作し、加速を指示した場合には、その前方操作量によりＣＰＵ７１において取得される加速度量ａは正の値（ａ＞０）で表され、その結果、車両１は加速される。一方で、乗員Ｐがジョイスティック装置５１を後方側（図１における矢印Ｂ側）へ操作し、減速を指示した場合には、その後方操作量によりＣＰＵ７１において取得される加速度量ａは負の値（ａ＜０）で表され、その結果、車両１は減速される。また、乗員Ｐによる操作レバーの前後操作量がゼロ、即ち、操作レバーの位置が基準位置にある場合には、ＣＰＵ７１において取得される加速度量ａはゼロであり、その結果、車両１は等速で走行する。
【００９７】
一方で、図示されない左右センサは、操作レバーの左右方向（図１における矢印Ｌ−Ｒ方向）への操作状態（操作量）を検出するためのセンサであり、ＣＰＵ７１は、この左右センサの検出結果（操作レバーの左右操作量）に基づいて、回転駆動装置５２の駆動状態を制御する。これにより、車両１は、乗員Ｐが指示した旋回半径で旋回される。
【００９８】
即ち、操作レバーが左右方向に操作されると、ＣＰＵ７１は、左右センサ５１ｂの検出結果に基づいて、旋回方向と旋回半径とを判断し、旋回半径に応じて左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒが差動されるように、回転駆動装置５２を駆動制御する。なお、本実施形態では、左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒの中心線は互いに平行に保持されており、左右に操舵されることはないが、操舵機構を設ける構成であってもよい。
【００９９】
回転駆動装置５２は、上述したように、左右の車輪１２Ｌ，１２Ｒを回転駆動させるための駆動装置であり、左車輪１２Ｌに回転駆動力を付与するホイールモータであるＬモータ５２Ｌと、右車輪１２Ｒに回転駆動力を付与するホイールモータであるＲモータ５２Ｒと、それら各モータ５２Ｌ，５２ＲをＣＰＵ７１から出力される駆動トルク、速度、回転向きなどの各種信号に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【０１００】
バランサ制御装置５３は、上述したように、バランサ１６を駆動する装置であり、バランサ１６の駆動源であるバランサモータ５３ａと、そのバランサモータ５３ａの回転力を軸部材５３ｂに伝える減速機構（図示せず）と、バランサモータ５３ａをＣＰＵ７１から出力される駆動トルク、速度、回転向きなどの各種信号に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【０１０１】
アクチュエータ装置１６０は、上述したように、バランサ１６におけるアーム１６ａを伸縮するアクチュエータ１６ｄを駆動するための装置であり、アクチュエータ１６ｄと、ＣＰＵ７１からの駆動信号に基づいてアクチュエータ１６ｄを駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【０１０２】
車体傾斜アクチュエータ装置１７０は、上述したように、車体傾斜量θを調整するＬアクチュエータ１７０Ｌ及びＲアクチュエータ１７０Ｒを駆動するための装置であり、Ｌモータ５２Ｌの軸上に設けられた回転アクチュエータ（モータ）であるＬアクチュエータ１７０Ｌと、Ｒモータ５２Ｒの軸上に設けられた回転アクチュエータ（モータ）であるＲアクチュエータ１７０Ｒと、これらのアクチュエータ１７０Ｌ，１７０Ｒを駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【０１０３】
座席傾斜アクチュエータ装置１８０は、上述したように、搭乗部傾斜量θｓを調整する座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）におけるＬアクチュエータ１８０Ｌ及びＲアクチュエータ１８０Ｒを駆動するための装置であり、Ｌアクチュエータ１８０Ｌと、Ｒアクチュエータ１８０Ｒと、これらのアクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒを駆動制御する駆動回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【０１０４】
車体用ジャイロセンサ６１は、車体傾斜量θを検出する姿勢検出センサであり、車体部分の傾斜に基づく物理量として、車体部分の傾斜角度θ（車体傾斜量θ）及び角加速度θ’の値を検出し、その検出結果をＣＰＵ７１へ出力する。
【０１０５】
なお、車体用ジャイロセンサ６１により検出される車体傾斜量θは、搭乗部１１が車両１の前方側（図１における矢印Ｆ側）に傾斜する場合に正の値（θ＞０）で表され、車両１の後方側（図１における矢印Ｂ側）に傾斜する場合に負の値（θ＜０）で表される。
【０１０６】
搭乗部用ジャイロセンサ６２は、座面部１１ａ１（搭乗部１１）の傾斜に基づく物理量として、鉛直軸Ａｖに対する搭乗軸Ａｓの角度を検出する姿勢検出センサであり、その検出結果をＣＰＵ７１へ出力するものである。ＣＰＵ７１は、この搭乗部用ジャイロセンサ６２による検出結果である鉛直軸Ａｖに対する搭乗軸Ａｓの角度と、車体用ジャイロセンサ６１による検出結果である車体傾斜量θとに基づいて、搭乗部傾斜量θｓを算出する。
【０１０７】
また、図７に示す他の入出力装置５４としては、例えば、車両１の走行状態（走行速度や走行距離など）を検出する検出装置、その検出装置により検出された走行状態を表示して乗員Ｐに報知する表示装置（図示せず）、或いは、車両１に作用する加速度を検出する加速度センサなどが例示される。
【０１０８】
次に、図８のフローチャートを参照して、上記のように構成される本実施形態の車両１における制御装置７０による、走行状態に応じてバランサ１６の駆動制御を行うための処理について説明する。図８は、車両１の制御装置７０（ＣＰＵ７１）で実行されるバランサ制御処理を示すフローチャートである。なお、この図８に示すバランサ処理は、車両１が前進する場合に実行される処理である。
【０１０９】
図８に示すバランサ制御処理は、制御装置１０に電源が投入されている間、ＣＰＵ７１によって所定時間毎（例えば、０．１ｓｅｃ毎）に繰り返し実行される処理であり、まず、前後センサ５１ａから供給された検出結果に基づいて、加速度量ａの値を取得し（Ｓ６０１）、取得された加速度量ａの絶対値が第１閾値（例えば、０．２Ｇ）を超えるかを確認する（Ｓ６０２）。
【０１１０】
Ｓ６０２において加速度量ａと比較される第１閾値は、バランサ１６の倒立振り子制御によってなされる搭乗部１１の姿勢制御より安定度の高い姿勢制御を要するか否かを判断するための値である。換言すれば、加速又は減速の度合いが大きく、倒立振り子制御による姿勢制御より安定度の高い姿勢制御を行うために、バランサ１６のウェイト１６ｂを路面に接地させて補助輪として機能させるか否かを判断するための閾値である。
【０１１１】
本実施形態では、Ｓ６０２において比較するための第１閾値を、一例として０．２Ｇとしたが、この閾値は、バランサ１６全体の高さや重量、乗員部１１における傾斜可能な角度など、車両１のスペックに依存する値であるので、車両１のスペックと、予想し得る乗員Ｐの高さ及び重量の最大値（例えば、座高１００ｃｍ、体重９０ｋｇ）とに基づいて決められた固定の第１閾値が、車両１毎に設定されている構成とすることができる。あるいは、Ｓ６０２において比較するための第１閾値は、乗員Ｐ自体の高さや重量にも依存するので、乗員Ｐ自体の高さや重さを手動にて設定又は乗車時に検出することにより、可変に設定されるような構成であってもよい。
【０１１２】
Ｓ６０２の処理により確認した結果、取得された加速度量ａの絶対値が第１閾値を超える場合には（Ｓ６０２：Ｙｅｓ）、バランサ接地フラグ１３ａがオンであるか、即ち、ウェイト１６ｂの接地による姿勢制御が行われているか否かを確認する（Ｓ６０３）。    
Ｓ６０３の処理により確認した結果、バランサ接地フラグ１３ａがオフであれば（Ｓ６０３：Ｎｏ）、取得された加速度量ａの絶対値が、第２閾値を超えるかを確認する（Ｓ６０４）。なお、Ｓ６０４において加速度量ａと比較される第２閾値としては、Ｓ６０２において加速度量ａと比較した第１閾値より、さらに加速又は減速の度合いを示す値（例えば、０．３Ｇ）が規定される。
【０１１３】
Ｓ６０４の処理により確認した結果、取得された加速度量ａの絶対値が第２閾値を超える場合には（Ｓ６０４：Ｙｅｓ）、アクチュエータ１６ｄを駆動し、アーム１６ａを伸長し（Ｓ６０５）、アクチュエータ伸長フラグ１３ｂをオンし（Ｓ６０６）、Ｓ６０７へ移行する。
【０１１４】
一方で、取得された加速度量ａの絶対値が第２閾値以下である場合には（Ｓ６０４：Ｎｏ）、Ｓ６０５及びＳ６０６の処理をスキップして、Ｓ６０７の処理へ移行する。
【０１１５】
Ｓ６０７では、加速度量ａが正の値であるかの確認を行う。ここで、Ｓ６０７の処理により確認した結果、加速度量ａが正の値である場合には（Ｓ６０７：Ｙｅｓ）、乗員Ｐによる閾値を超える加速の指示があったことを示すので、ウェイト１６ｂが車両後方側に接地されるまで、バランサモータ５３ａを逆転駆動する（Ｓ６０８）。
【０１１６】
Ｓ６０８の結果として、バランサモータ５３ａが逆転駆動し、アーム１６ａが軸部材５３ｂ回りに車両後方側（図４や図５における矢印Ｂ側）へ回動されて、ウェイト１６ｂが車両後方側に接地される（図４（ｂ）及び図５（バランサ１６Ｂ）参照）。
【０１１７】
よって、乗員Ｐが閾値を超える急加速を指示した場合には、ウェイト１６ｂが車両後方側に接地され、接地されたウェイト１６ｂが路面との接触により生じる摩擦によって軸部材１６ｃ回りに回転し、補助輪として機能することになる。ウェイト１６ｂを補助輪として機能させることにより、搭乗部１１の重心を、車輪１２の中心から補助輪としてのウェイト１６ｂの回転中心（軸部材５３ｂ）の中心までの範囲内に納めれば安定性を保つことができる。従って、急加速によって搭乗部１１の重心が進行方向とは反対側である後方に移動することがあっても、安定な姿勢が確実に保たれ、安定な走行が可能となるのである。
【０１１８】
一方で、Ｓ６０７の処理により確認した結果、加速度量ａが負の値である場合には（Ｓ６０７：Ｎｏ）、乗員Ｐによる閾値を超える減速の指示があったことを示すので、ウェイト１６ｂが車両前方側に接地されるまで、バランサモータ５３ａを正転駆動する（Ｓ６１０）。Ｓ６１０の結果として、バランサモータ５３ａが正転駆動し、アーム１６ａが軸部材５３ｂ回りに車両前方側（図４や図５における矢印Ｆ側）へ回動されて、ウェイト１６ｂが車両前方側に接地される（図４（ｃ）及び図５（バランサ１６Ｃ）参照）。
【０１１９】
よって、乗員Ｐが閾値を超える急減速を指示した場合には、ウェイト１６ｂが車両前方側に接地され、接地されたウェイト１６ｂが路面との接触により生じる摩擦によって軸部材１６ｃ回りに回転し、補助輪として機能することになる。ウェイト１６ｂを補助輪として機能させることにより、搭乗部１１の重心を車輪１２と補助輪（ウェイト１６ｂ）との間に位置させれば姿勢の安定性を保つことができる。従って、急減速によって搭乗部の重心が進行方向である前方に移動することがあっても、安定な姿勢が確実に保たれ、安定な走行が可能となるのである。
【０１２０】
Ｓ６０８又はＳ６１０の結果として、ウェイト１６ｂが車両１の前方側又は後方側に接地されるが、このとき、加速度量ａの絶対値が、第１閾値（例えば、０．２Ｇ）より大きい値である第２閾値（例えば、０．３Ｇ）を超える場合には、アーム１６ａが伸長された状態でウェイト１６ｂが路面に接地される（図５におけるバランサ１６Ｂ又はバランサ１６Ｃの状態）。
【０１２１】
即ち、乗員Ｐにより指示された加速度量ａが、第１閾値より加速度合いの高い第２閾値を超える急加速又は急減速である場合には、アクチュエータ１６ｄによりアーム１６ａの長さが伸長され、姿勢の安定性を維持可能とする搭乗部１１の重心の位置の範囲（車輪１２の中心から補助輪としてのウェイト１６ｂの回転中心（軸部材５３ｂ）の中心までの範囲）を拡大する。その結果として、アーム１６ａが収縮されている場合より高度な走行安定性を実現できることになり、加速又は減速量が第２閾値を超えるほど大きい場合であっても、確実な走行安定性を付与することができるのである。
【０１２２】
なお、Ｓ６０５におけるアーム１６ａの伸長量は、伸長可能な最大量に固定してもよいし、路面の傾斜状況（上り坂や下り坂）に応じて適宜調整する構成であってもよい。また、路面の状態（路面摩擦の高低など）を検出し、乗員Ｐの慣性力に応じて適宜調整する構成であってもよい。
【０１２３】
また、Ｓ６０８又はＳ６１０において、バランサモータ５３ａの駆動量は、路面の傾斜状況に関する情報を取得可能な装置（例えば、傾斜センサ装置などのセンサ装置や車載カメラなどの撮像可能な装置など）を車両１に設け、これらの装置によって得られた情報によって取得される路面の傾斜状況に応じて、ウェイト１６ｂを路面に接地させるために必要とされる量を計算することによって決定することができる。あるいは、ウェイト１６ｂが走行面に接地したことを検出し得るレーダ装置や、センサ装置（赤外線センサ装置や、超音波センサ装置や、接地荷重センサ装置など）により、ウェイト１６ｂの路面への接地が検出されるまで、バランサモータ５３ａを駆動する構成であってもよい。
【０１２４】
Ｓ６０８又はＳ６１０の処理後、バランサ接地フラグ１３ａをオンし（Ｓ６０９）、このバランサ制御処理を終了する。
【０１２５】
また、Ｓ６０２の処理により確認した結果、取得された加速度量ａの絶対値が第１閾値（例えば、０．２Ｇ）以下である場合には（Ｓ６０２：Ｎｏ）、バランサ接地フラグ１３ａがオンであるかを確認する（Ｓ６１１）。このとき、バランサ接地フラグ１３ａがオンであれば（Ｓ６１１：Ｙｅｓ）、アクチュエータ伸長フラグ１３ｂがオンであるかを確認する（Ｓ６１２）。
【０１２６】
Ｓ６１２の処理により確認した結果、アクチュエータ伸長フラグ１３ｂがオンであれば（Ｓ６１２：Ｙｅｓ）、アクチュエータ１６ｄを駆動し、アーム１６ａを収縮し（Ｓ６１３）、バランサ接地フラグ１３ｂをオフとし（Ｓ６１４）、バランサ接地フラグ１３ａをオフし（Ｓ６１５）、Ｓ６１６の処理へ移行する。
【０１２７】
一方で、  Ｓ６１２の処理により確認した結果、アクチュエータ伸長フラグ１３ｂがオフであれば（Ｓ６１２：Ｎｏ）、アーム１６ａは収縮された状態にあるので、Ｓ６１３及びＳ６１４の処理をスキップして、Ｓ６１５の処理へ移行する。
【０１２８】
Ｓ６１６では、後述する倒立振り子制御処理を実行する（Ｓ６１６）。そして、この倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）の実行によって、バランサ１６を倒立振り子として機能させることにより搭乗部１１の姿勢制御を行った上で、このバランサ制御処理を終了する。なお、この倒立振り子処理（Ｓ６１６）で実行される具体的処理については、図１１を参照しつつ後述する。
【０１２９】
一方で、Ｓ６１１の処理により確認した結果、バランサ接地フラグ１３ａがオフであれば（Ｓ６１１：Ｎｏ）、Ｓ６１２〜Ｓ６１５の処理をスキップして、倒立振り子制御処理を実行する（６１６）。
【０１３０】
また、Ｓ６０３の処理により確認した結果、バランサ接地フラグ１３ａがオンであれば（Ｓ６０３：Ｙｅｓ）、ウェイト１６ｂの接地による姿勢制御が行われているので、車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓの調整による姿勢制御を行うためのバランサ接地時姿勢制御処理を実行し（Ｓ６１７）、このバランサ制御処理を終了する。
【０１３１】
次に、図９を参照して、このバランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）について説明する。図９は、図８のバランサ制御処理の中で実行されるバランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）を示すフローチャートである。
【０１３２】
図９に示すように、このバランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）では、まず、車体傾斜量θの目標値θａを算出する（Ｓ８０１）。本実施形態では、Ｓ６０１において取得した加速度量ａ（加速度の大きさ及び加速度方向）に応じて、車両１の重心Ｇ１がホイールベース間に相当するΔＷ（図６参照）の範囲内に位置させるような車体傾斜量θの目標値θａを算出する。
【０１３３】
Ｓ８０１の処理後、車体用ジャイロセンサ６１による検出結果である車体傾斜量θを取得し（Ｓ８０２）、取得された車体傾斜量θに基づいて搭乗部傾斜量θ１の調整を行う搭乗部傾斜量調整処理（Ｓ８０３）を実行する。
【０１３４】
ここで、図１０を参照して、この搭乗部傾斜量調整処理（Ｓ８０３）について説明する。図１０は、図９のバランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）の中で実行される座搭乗部傾斜量整処理（Ｓ８０３）を示すフローチャートである。
【０１３５】
図１０に示すように、この搭乗部傾斜量調整処理（Ｓ８０３）では、Ｓ８０２において取得された車体傾斜量θに基づいて、搭乗部傾斜量θｓの目標値θｂを算出する（Ｓ９０１）。本実施形態では、Ｓ８０２において取得された車体傾斜量θとＳ６０１において取得した加速度量ａ（加速度の大きさ及び加速度方向）とに応じて、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ（図６参照））と鉛直軸Ａｖ（図６参照）とが略平行となるような搭乗部傾斜量θｓの目標値θｂを算出する。
【０１３６】
Ｓ９０１の処理後、車体用ジャイロセンサ６１及び搭乗部用ジャイロセンサ６２の検出結果に基づき、搭乗部傾斜量θｓを取得する（Ｓ９０２）。次いで、搭乗部傾斜量θｓを目標値θｂに調整することに伴って生じる重心移動を考慮するために、Ｓ９０２において取得した搭乗部傾斜量θｓとＳ９０１において得られた目標値θｂとに基づいて、目標値θａの修正値である修正目標値θｃを算出する（Ｓ９０３）。
【０１３７】
Ｓ９０４の処理後、搭乗部傾斜量θｓと目標値θｂとが等しいかを確認する（Ｓ９０４）と共に、搭乗部傾斜量θｓの時間変化率が等しいかを確認する（Ｓ９０５）。ここで、Ｓ９０４，Ｓ９０５の処理により確認した結果、搭乗部傾斜量θｓ＝目標値θｂであるか（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）、あるいは、搭乗部傾斜量θｓの時間変化率が等しければ（Ｓ９０５：Ｙｅｓ）、既に搭乗部傾斜量θｓが目標値θｂに到達した状態にあるか、搭乗部傾斜量θｓが目標値θｂへと順調に変更されつつあるかのいずれかであるので、何も行うことなく、この搭乗部傾斜量調整処理（Ｓ８０３）を終了する。
【０１３８】
一方で、Ｓ９０４，Ｓ９０５の処理により確認した結果、搭乗部傾斜量θｓと目標値θｂとが等しくなく（Ｓ９０４：Ｎｏ）、搭乗部傾斜量θｓの時間変化率が等しくもなければ（Ｓ９０５：Ｎｏ）、搭乗部傾斜量θｓを、Ｓ９０１において得られた目標値θｂとするために必要な座席傾斜アクチュエータ装置１８０の出力値を算出し（Ｓ９０６）、算出された出力値を座席傾斜アクチュエータ装置１８０へ出力し（Ｓ９０７）、この搭乗部傾斜量調整処理（Ｓ８０３）を終了する。
【０１３９】
再度、図９に戻って説明する。上記した搭乗部傾斜量調整処理（Ｓ８０３）の終了後、Ｓ８０２において取得した車体傾斜量θとＳ９０３において得られた修正目標値θｃとが等しいかを確認する（Ｓ８０４）と共に、車体傾斜量θの時間変化率が等しいかを確認する（Ｓ８０５）。ここで、Ｓ８０４，Ｓ８０５の処理により確認した結果、車体傾斜量θ＝修正目標値θｃであるか（Ｓ８０４：Ｙｅｓ）、あるいは、車体傾斜量θの時間変化率が等しければ（Ｓ８０５：Ｙｅｓ）、既に車体傾斜量θが修正目標値θｃに到達した状態にあるか、車体傾斜量θが修正目標値θｃへと順調に変更されつつあるかのいずれかであるので、何も行うことなく、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）を終了する。
【０１４０】
一方で、Ｓ８０４，Ｓ８０５の処理により確認した結果、車体傾斜量θと修正目標値θｃとが等しくなく（Ｓ８０４：Ｎｏ）、車体傾斜量θの時間変化率が等しくもなければ（Ｓ８０５：Ｎｏ）、車体傾斜量θｓを、Ｓ９０３において得られた修正目標値θｃとするために必要な車体傾斜アクチュエータ装置１７０の出力値を算出し（Ｓ８０６）、算出された出力値を車体傾斜アクチュエータ装置１７０へ出力し（Ｓ８０７）、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）を終了する。
【０１４１】
Ｓ８０７の結果として、車体傾斜アクチュエータ装置１７０におけるＬアクチュエータ１７０Ｌ及びＲアクチュエータ１７０ＲがＳ８０６において算出された出力値で駆動され、車体傾斜量θが修正目標値θｃへと調整される。それと共に、Ｓ９０７の結果として、座席傾斜アクチュエータ装置１８０におけるＬアクチュエータ１８０Ｌ及びＲアクチュエータ１８０ＲがＳ９０６において算出された出力値で駆動され、搭乗部傾斜量θｓが目標値θｂへと調整される。そして、車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓが、それぞれ、最終的に修正目標値θｃ及び目標値θｂへ収束する。
【０１４２】
上記したように、本実施形態では、修正目標値θｃ及び修正前の目標値θａは、車両１の重心Ｇ１がホイールベース間に相当するΔＷ（図６参照）の範囲内に位置させる値である。よって、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）の実行結果として、車両１の重心Ｇ１が、ウェイト１６ｂの接地によって三輪車となった車両１のホイールベース間に相当するΔＷの範囲内に位置することとなり、ウェイト１６ｂの接地効果との相乗的作用によって、優れた走行安定性を提供することができる。
【０１４３】
また、本実施形態では、目標値θｂは、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ（図６参照））と鉛直軸Ａｖ（図６参照）とが略平行となる値であるので、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）の実行結果として、乗員Ｐの視界を常時安定して正面に向けることができ、乗員Ｐに安心感を与えることができる。
【０１４４】
次に、図１１を参照して、上記した倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）について説明する。図１１は、図８のバランサ制御処理の中で実行される倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）を示すフローチャートである。
【０１４５】
図１１に示すように、この倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）では、まず、車体用ジャイロセンサ６１による検出結果に基づいて、車体傾斜量θと車体部分の角加速度θ’とを取得し（Ｓ７０１）、車体傾斜量θの値が正負反転したかを確認する（Ｓ７０２）。なお、Ｓ７０２では、車体傾斜量θの値がゼロ（安定状態）から、θ＞０又はθ＜０へ変化したことが検出された場合も、車体傾斜量θが反転したとみなすものとする。
【０１４６】
Ｓ７０２の処理により確認した結果、車体傾斜量θの反転がなければ（Ｓ７０２：Ｎｏ）、この倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）を終了する。
【０１４７】
一方で、Ｓ７０２の処理により確認した結果、車体傾斜量θの反転があった場合には（Ｓ７０２：Ｙｅｓ）、Ｓ７０１において取得された角加速度θ’の値に基づいて、乗員Ｐ（搭乗部１１）をこの角加速度θ’で移動させるためのトルクＴ１を計算する（Ｓ７０３）。Ｓ７０３の処理後、得られたトルクＴ１より大きいトルクＴ２をバランサモータ５３ａへ出力し（Ｓ７０４）、この倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）を終了する。
【０１４８】
Ｓ７０４の結果として、バランサ１６が、軸部材５３ｂを中心としてトルクＴ２のトルクで駆動されるので、乗員Ｐ（搭乗部１１）にはトルクＴ２の反力（−Ｔ２）が作用する。このときトルクＴ２は、トルクＴ１より大きい値とされているので、その反力（−Ｔ２）によって乗員Ｐ（搭乗部１１）が反対方向へ戻される。その結果、乗員Ｐ（搭乗部１１）の姿勢制御が図られる。
【０１４９】
ここで、図１２を参照しつつ、上記した倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）による姿勢制御の原理について説明する。図１２は、倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）による姿勢制御の原理を説明するための模式図である。
【０１５０】
図１２（図１２（ａ）〜図１２（ｄ））において、乗員Ｐの重量をｍ１、バランサ１６の重量をｍ２とし、乗員Ｐの移動（傾斜）におけるトルク中心である車輪１２の中心（回転軸）から乗員Ｐの重心までの距離をｒ１、揺動（振り子運動）又は回動されるバランサ１６のトルク中心である軸部材５４（回動軸）からバランサ１６の重心までの距離をｒ２とする。
【０１５１】
なお、乗員Ｐの質量ｍ１は、搭乗者が登場し、車輪１２を固定した状態での回転部分の全重量Ｍからバランサ１６の重量ｍ２を減じた値である。また、バランサ１６の重量ｍ２は、バランサ１６全体の重量、即ち、ウェイト１６ｂだけでなく、そのウェイト１６ｂと一体になって揺動又は回動されるアーム１６ａ及び軸部材１６ｃを含む重量である。
【０１５２】
また、図１２（図１２（ａ）〜図１２（ｄ））において、鉛直線に対する乗員Ｐの傾斜角度及び乗員Ｐの移動（傾斜）の角加速度は、それぞれ、車体用ジャイロセンサ６１により検出される車体傾斜量θ及び車体部分の角加速度θ’に相当する。図１２（ａ）は、乗員Ｐの傾斜角度（車体傾斜量θ）が、鉛直線に対して傾斜していない状態（θ＝０）、即ち、安定状態にある場合を示す図である。
【０１５３】
図１２（ａ）に示すように、乗員Ｐの傾斜角度が安定状態にある場合には、上記した姿勢安定制御処理（図１１参照）におけるＳ７０２において車体傾斜量θの正負反転が確認されないため、バランサ１６は駆動されず、バランサ１６の重心（以下、「バランサ重心」と称する）ｍ２と乗員Ｐの重心（以下、「乗員重心」と称する）ｍ１との釣り合いが取られる。
【０１５４】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した安定状態から、何らかの外力が加わったことにより、乗員重心ｍ１が、前方に角加速度θ’１（θ’＝θ’１）で傾斜角度θ１（θ＝θ１）に傾斜した状態を示す図である。
【０１５５】
図１２（ｂ）に示すように、乗員重心が前方に移動すると、その移動（車体部分の傾斜）は車体用ジャイロセンサ６１により検出され、その結果として、上記した姿勢安定制御処理（図１１参照）におけるＳ７０２においてθの値の正負反転が確認されることとなる。
【０１５６】
その結果として、Ｓ７０３において乗員Ｐの移動（傾斜）に対するトルクＴ１が計算され、得られたトルクＴ１より大きなトルクＴ２がバランサモータ５３ａへ出力された結果として、図１２（ｃ）に示す状態が生じる。
【０１５７】
この図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）に示した状態に対して姿勢安定制御処理（図１１参照）におけるＳ７０２においてθの値の正負反転が確認された結果として、バランサ重心ｍ２が、前方に角加速度θ’２（θ’＝θ’２）で移動された状態を示す図である。
【０１５８】
ここで、図１２（ｂ）に示した状態に対して計算されるトルクＴ１は、下記式（１）に従って計算される。
【０１５９】
Ｔ１＝ｍ１×ｒ１２×θ’１      …（１）
【０１６０】
一方で、バランサ重心ｍ２の移動に対するトルクＴ２は、下記式（２）に従って計算される。
【０１６１】
Ｔ２＝ｍ２×ｒ２２×θ’２      …（２）
【０１６２】
トルクＴ２＞トルクＴ１であれば、バランサ１６を動かすための反力によって、乗員Ｐを後方（当初の傾斜方向とは反対側の方向）に移動（傾斜）させることができる。よって、上記式（１）及び（２）から、バランサ１６を動かす角加速度θ’２が、θ’２＞Ｋ×θ’１（ただし、Ｋ＝（ｍ１×ｒ１２）／（ｍ２×ｒ２２））を満たす値であれば、乗員Ｐは、後方（当初の傾斜方向とは反対側の方向）に移動されて、図１２（ｃ）に示すように、鉛直線を越えて傾斜角度θ３（θ＝θ３）に傾斜される。
【０１６３】
乗員Ｐの傾斜角度θが、θ１から、鉛直線を越えてθ３へ移動したことにより、姿勢安定制御処理（図１１参照）におけるＳ７０２において、再度、θの値の正負反転が確認される、Ｓ７０３において乗員Ｐの移動（傾斜）に対するトルクＴ１が計算され、得られたトルクＴ１より大きなトルクＴ２がバランサモータ５３ａへ出力され、図１２（ｄ）に示す状態が生じる。即ち、θ’４＞Ｋ×θ’３を満たす角加速度θ’４（θ’＝θ’４）でバランサ１６が後方へ移動される。なお、図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）に示した状態に対し、バランサ重心ｍ２が、後方に角加速度θ’４で移動された状態を示す図である。
【０１６４】
θ’４＞Ｋ×θ’３を満たす角加速度θ’４（θ’＝θ’４）でバランサ１６が後方へ移動された結果として、その反力によって、乗員Ｐは、前方に角加速度θ’５（θ’＝θ’５）で傾斜角度θ５（θ＝θ５）に移動される。
【０１６５】
以後、姿勢安定制御処理（図１１参照）が繰り返し実行される間、乗員Ｐの鉛直線に対する傾斜角度θの反転がおいて検出される毎に、その際の乗員Ｐの移動の角加速度θ’に対応するトルクＴ２がバランサモータ５３ａに出力される。その結果、乗員Ｐの傾斜方向へのバランサ１６の移動によって生じる反力で、乗員Ｐが鉛直線方向に戻す動作が繰り返される。そして、最終的には、乗員Ｐの傾斜角度θが次第に０に収束されて、図１２（ａ）に示す安定状態の姿勢に戻るのである。
【０１６６】
なお、図１２では、理解を容易にするために、乗員Ｐの傾斜角度θを大きく図示しているが、実際には、姿勢安定制御処理（図１１参照）は、バランサ制御処理（図８参照）の起動間隔毎（例えば、０．１ｓｅｃ毎）に行われるので、乗員Ｐ傾斜角度θは乗員Ｐにとってはわずかな動きでしかない。
【０１６７】
また、本実施形態では、アーム１６ａの回動軸（軸部材５３ｂ）と右車輪１２Ｒの回転軸とが同軸上に配置されているので、図１２に示したように、乗員重心の移動トルクの中心と、バランサ重心の移動トルクの中心とが一致する。このように、乗員重心の移動トルクの中心と、バランサ重心の移動トルクの中心とが一致することが、倒立振り子による姿勢制御が容易であるという点から好ましい。
【０１６８】
以上、説明したように、本実施形態の車両１は、バランサ１６を、車体傾斜量θに応じて倒立振り子として機能させることができると共に、乗員Ｐが急加速又は急減速を指示した場合に、ウェイト１６ｂを路面に接地させて補助輪として機能させることができる。
【０１６９】
バランサ１６を補助輪として機能させた場合、重心移動を許容する範囲が広くなるので、倒立振り子による姿勢制御より高い安定性を得ることができる。よって、急加速や急減速などのように、倒立振り子による姿勢制御が困難となり得る状態であっても、安定な走行を行い得るのである。
【０１７０】
また、アーム１６ａの長さを短くし、倒立振り子による姿勢制御効果を小さくしても、そのような姿勢制御効果の減少による走行不安定化を、ウェイト１６ｂを路面に接地させて補助輪として機能させることによって補うことができる。よって、倒立振り子兼補助輪として機能するバランサ１６を、設置スペースとして有利な搭乗部（座席）１１の下などに設定することができる。その結果として、車両１の小型化を図ることが可能となる。
【０１７１】
また、一対（左右）の車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を有する車両１を、都合（加速度量などの走行状態）に応じて、ウェイト１６ｂを補助輪とする三輪車として使い分けることができる。即ち、静止時には停車スペース的に有利であるが、姿勢制御が厳密であり走行不安定を生じ易い二輪車を、走行状態に応じて三輪車に変態させることによって、高い走行安定性を付与することができることになる。
【０１７２】
また、このように、都合（加速度量などの走行状態）に応じて、二輪車と三輪車とが使い分けられることによって、通常の三輪車に比べて燃費が向上する。
【０１７３】
本実施形態の車両１では、ウェイト１６ｂが、倒立振り子の錘としての役割と、補助輪としての役割とを兼ね備えるので、倒立振り子用のバランサと補助輪とを別々に設ける必要がなく、部品点数の低減による構造の簡素化を図ることができると共に、設置スペース的に有利である。その結果、部品コストや組立コストなどのコスト削減を図ることができると共に、軽量化及び小型化を図ることが可能となる。また、姿勢制御系統を一括化することができるので、制御の複雑化を防止できる。
【０１７４】
また、乗員Ｐにより入力された加減速量に基づいて、その加減速量が閾値を超えた場合に、ウェイト１６ｂが路面に接地されて、バランサ１６を補助輪として機能させるので、加速度量などの走行状態の変化に対する動作の遅れがなく安全に走行し得る。
【０１７５】
このとき、特に、乗員Ｐにより入力された加速度量の絶対値が、第２閾値（＞第１閾値）を超える急加速又は急減速である場合には、アクチュエータ１６ｄによりアーム１６ａの長さが伸長され、その結果として、アーム１６ａが収縮されている場合より高度な走行安定性を実現できることになり、加速又は減速量が第２閾値を超えるほど大きい場合であっても、確実な走行安定性を付与することができる。
【０１７６】
また、このように、バランサ１６補助輪として機能させる場合に、アーム１６ａを伸長させることによってより高度な走行安定性を付与することができる一方で、バランサ１６を倒立振り子として機能させる場合には、アーム１６ａが収縮された状態とされる。このように、アーム１６ａの長さがアクチュエータ１６ｄによって伸縮されることにより、倒立振り子（バランサ１６）を、搭乗部１１の下方の設置スペースに納めることができるにも関わらず、補助輪として、都合（加速度量などの走行状態）に応じた高度な走行安定性を付与することができる。即ち、アーム１６ａの長さがアクチュエータ１６ｄによって伸縮されることにより、都合に応じた走行安定性を維持しつつも、車両１の小型化に寄与することができる。
【０１７７】
また、本実施形態の車両１は、バランサ１６補助輪として機能させる場合に、車両１の加速度量ａ（加速度の大きさ及び加速度方向）に応じた車体傾斜量θの目標値θａが算出され、その目標値θａに基づいて車体傾斜量θの調整が行われる。よって、路面へのウェイト１６ｂの接地と車体傾斜量θの調整とによって走行安定性が相乗的に向上させることができる。
【０１７８】
特に、本実施形態では、車両１の重心Ｇ１がホイールベース間に相当するΔＷの範囲内に位置させるように目標値θａが算出されるので、結果として、車両１全体の重心Ｇ１が、路面に接地されたウェイト１６ｂの中心と車輪１２（１２Ｌ，１２Ｒ）の中心との間、即ち、ホイールベース間に位置させることができる。そのため、走行安定性を有効に向上させることができる。
【０１７９】
ここで、本実施形態の車両１では、搭乗部傾斜角θ１の調整に応じて生じる重心移動を考慮して、車体傾斜量θの移動目標とする値を修正目標値θｃに修正する。よって、車体傾斜量θの制御を精密に行うことができ、その結果、走行安定性をより確実に向上させることができる。
【０１８０】
また、本実施形態の車両１は、バランサ１６補助輪として機能させる場合に、上記した車体傾斜量θの調整に加え、実測された車体傾斜量θに応じた目標値θｂに基づいて搭乗部傾斜量θｓの調整が行われる。よって、路面にウェイト１６ｂが接地された場合には、車体傾斜量θが調整されると共に、搭乗部傾斜量θ１が、車体傾斜量θに応じた値に調整される。そのため、路面へのウェイト１６ｂの接地による走行安定性を向上させる際に、搭乗部１１に乗車する乗員Ｐの姿勢を車体傾斜量θに応じて調整することができる。
【０１８１】
特に、本実施形態では、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ）と鉛直軸Ａｖとが略平行となるように目標値θｂが算出されるので、結果として、乗員Ｐの視界を常時安定して正面に向けることができ、乗員Ｐに安心感を与えることができる。
【０１８２】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１８３】
例えば、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【０１８４】
また、上記実施形態では、乗員Ｐにより操作されるジョイスティック装置５１を、アームレスト１１ｂに執着される構成としたが、ジョイスティック装置５１に換えて、有線又は無線で制御装置７０に接続されるリモコン装置として構成してもよい。
【０１８５】
また、上記実施形態では、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって指示された加減速の量（加速度量ａにより表される）が閾値を超えた場合に、バランサ１６を補助輪として機能させるように構成したが、加速度センサ装置により閾値を超える加速度が検出された場合に、バランサ１６を、倒立振り子としての機能から補助輪としての機能に切り換える構成としてもよい。同様に、速度センサ装置によって車両速度が閾値を超えた場合や、車体用ジャイロセンサ６１により検出された車体部分の傾斜角度が閾値を超えた場合に、バランサ１６を、倒立振り子としての機能から補助輪としての機能に切り換える構成としてもよい。
【０１８６】
しかし、上記実施形態のように、乗員Ｐによる操作（指示）に基づく量に応じて、バランサ１６を、倒立振り子としての機能から補助輪としての機能に切り換える構成の方が、急加速又は急減速に対する姿勢制御の遅れが防止され、安全であるという点から好ましい。
【０１８７】
また、上記実施形態では、乗員Ｐによるジョイスティック装置５１の操作によって指示された加減速の量（加速度量ａにより表される）が閾値を超えた場合に、バランサ１６を補助輪として機能させるように構成したが、バランサ１６を、倒立振り子としての機能から補助輪としての機能に切り換えるためのトリガは、加減速の量に限定されるものではない。
【０１８８】
例えば、ジョイスティック装置５１などの乗員Ｐからの指示を入力可能な装置により、車両１の走行速度を指定できる構成とした場合に、乗員Ｐが閾値以上の高速度を指定したことが検出された場合に、バランサ１６を補助輪として機能させるように構成してもよい。高速走行時に、バランサ１６を補助輪として機能させ、車両１を三輪車として走行させることにより、厳密な姿勢制御に依らずに安定度の高い走行を実現できる。
【０１８９】
なお、上記実施形態では、バランサ１６を、倒立振り子として機能させるか、補助輪として機能させるかを決定するための閾値は、絶対値が等しい、即ち、上限及び下限が正負の同じ値として構成したが、上限及び下限の絶対値が異なる構成であってもよい。
【０１９０】
また、上記実施形態では、車体部分の姿勢を検出するセンサとして、車体用ジャイロセンサ６１を使用し、車体用ジャイロセンサ６１により検出される車体傾斜量θと角加速度θ’とをＣＰＵ７１へ出力するように構成したが、角加速度θ’のみを検出し、その値をＣＰＵ７１へ出力する構成であってもよい。なお、この場合、ＣＰＵ７１は、車体用ジャイロセンサ６１から供給された角加速度θ’の値の蓄積によって角速度及び角度を算出し、その結果として車体傾斜量θを得るようにすればよい。
【０１９１】
また、上記実施形態では、車体部分の姿勢を検出するセンサとして、車体用ジャイロセンサ６１を用いる構成としたが、車体用ジャイロセンサ６１に換えて、液体ロータ型角加速度計や、渦電流式の角加速度計など、種々の角加速度計を利用できる。
【０１９２】
ここで、液体ロータ型角加速度計は、サーボ型加速度計の振り子の代わりに液体の動きを検出し、この液体の動きをサーボ機構によりバランスさせるときのフィードバック電流から角加速度を測定するものである。また、渦電流式の角加速度計は、永久磁石を用いて磁気回路を構成し、この回路内に円筒型のアルミニウム製ロータを配置し、このロータの回転速度の変化に応じて発声する磁気起電力に基づいて角加速度を測定するものである。
【０１９３】
なお、搭乗部用ジャイロセンサ６２についても、上記実施形態に示したものに限定されず、上記した車体用ジャイロセンサ６１と同様に構成してもよい。
【０１９４】
また、上記実施形態では、アクチュエータ１６ｄや、アクチュエータ１７０Ｌ，１７０Ｒや、アクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒとして、ボールねじ機構による伸縮式のアクチュエータとして構成される場合を説明したが、必ずしもこの形態に限られるものではなく、他の機構を利用することは当然可能である。
【０１９５】
他の機構としては、例えば、クランク・スライダ機構（電動モータの回転運動をクランク機構により揺動運動に変換し、この揺動運動をスライダ機構により直線運動に変換することで、伸縮式のアクチュエータを得る機構）、ラック・ピニオン機構（電動モータによるピニオンの回転運動をラックに伝達し、ラックを直線運動させることにより、伸縮式のアクチュエータを得る構成）、或いは、カム機構（非円形のカムを電動モータで回転運動させ、その回転運動するカムが弾性ばね装置の力を受けながらすべり接触でリフタを直線運動させることにより、伸縮式のアクチュエータを得る機構）などが例示される。
【０１９６】
また、上記実施形態では、アクチュエータ１６ｄ、アクチュエータ１７０Ｌ，１７０Ｒ、及び、アクチュエータ１８０Ｌ，１８０Ｒが電動アクチュエータにより構成される場合を説明したが、必ずしもこの形態に限られるものではなく、例えば、油圧を利用して油圧シリンダを伸縮させる油圧アクチュエータによりこれらのアクチュエータ１６ｄ，１７０Ｌ，１７０Ｒ，１８０Ｌ，１８０Ｒを構成することは当然可能である。
【０１９７】
また、上記実施形態では、加速度量ａが第２閾値を超えた場合に、アクチュエータ１６ｄを駆動してアーム１６ａを伸長する構成としたが、乗員Ｐにより操作可能なスイッチを設け、そのスイッチがオンされた場合に、アクチュエータ１６ｄによるアーム１６ａの伸長を行う構成としてもよい。
【０１９８】
また、上記実施形態では、バランサ１６がアクチュエータ１６ｄを有する構成としたが、アクチュエータ１６ｄを有さない構成、即ち、アーム１６ａの長さが固定である構成であってもよい。このように、アクチュエータ１６ｄを有さないバランサ１６に対してバランサ制御処理（図８参照）を行う場合には、Ｓ６０４〜Ｓ６０６，Ｓ６１２〜Ｓ６１４のを省略すればよい。
【０１９９】
なお、上記実施形態におけるバランサ制御処理（図８参照）では、車両１が前進する場合のバランサ制御処理を示したが、車両１が後進する場合にもバランサ１６を補助輪として機能させることは可能である。車両１が後進する場合にバランサ１６を補助輪として機能させる場合には、Ｓ６０８におけるバランサモータ５３ａの駆動方向を正転方向とし、Ｓ６１０におけるバランサモータ５３ａの駆動方向を逆転方向とすればよい。
【０２００】
また、上記実施形態では、ウェイト１６ｂは、軸部材１６ｃ回りには回転可能であるが、アーム１６ａの軸周りの回転については考慮されていない。このウェイト１６ｂが、軸部材１６ｃ回りにはだけでなく、アーム１６ａの軸回りに回転可能なキャスター（脚車）として構成されていてもよい。
【０２０１】
また、ウェイト１６ｂを軸部材１６ｃ回りに回転駆動させるためのモータを有する構成であってもよい。
【０２０２】
また、上記実施形態では、アーム１６ａの回動軸（軸部材５３ｂ）と右車輪１２Ｒの回転軸とを同軸上に配置し、乗員重心の移動トルクの中心と、バランサ重心の移動トルクの中心とを一致させたが、アーム１６ａの回動軸の位置を車輪１２（１２Ｌ又は１２Ｒ）の回転軸と一致させることに限定されるものではない。
【０２０３】
また、上記実施形態では、ウェイト１６ｂが路面に接地されると、車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓの調整が行われる構成としたが、ウェイト１６ｂが路面に接地された場合に、車両１の加速度量ａの絶対値が、予め規定されている第３閾値（例えば、第１閾値＜第２閾値＜第３閾値）を超えた場合に、車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓの調整を行う構成としてもよい。なお、この第３閾値は、第１閾値より大きい閾値であればよく、第２閾値との大小関係は問わない。
【０２０４】
また、上記実施形態では、車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓを鉛直軸Ａｖを基準とする傾きとしたが、基準軸は鉛直軸Ａｖに限定されるものではない。例えば、水平軸（鉛直軸Ａｖに直交する軸）や路面を基準とする傾きとしてもよい。
【０２０５】
また、上記実施形態では、車体傾斜量θの目標値θａを、搭乗部傾斜量θ１の調整に伴う重心移動を考慮した修正目標値θｃに修正し、車体傾斜量θを修正目標値θｃとなるように変更（調整）したが、Ｓ８０１の処理において得られた目標値θａに対して修正を行うことなく、車体傾斜量θを目標値θａに変更する構成であってもよい。
【０２０６】
また、上記実施形態におけるＳ８０１の処理において、車体傾斜量θの目標値θａを算出する場合に、車両１の重心Ｇ１がホイールベース間に相当するの範囲内に位置させるような値が得られるものとして構成したが、目標値θａを、このΔＷの範囲からは若干逸脱するが、搭乗部傾斜量θｓなどの他の量の調整の結果として、最終的に、ΔＷの範囲内に収まる値とするように構成してもよい。この場合は、搭乗部傾斜量θｓの目標値θｂを算出する際に、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ）と鉛直軸Ａｖとが略平行となることに加えて、車両１の重心Ｇ１がΔＷの範囲内に収まることを考慮して目標値θｂを算出するように構成すればよい。または、最終的に、修正目標値θｃがΔＷの範囲内に収まる値とするように構成してもよい。
【０２０７】
あるいは、上記実施形態におけるＳ８０１の処理において、車体傾斜量θの目標値θａを算出する場合に、目標値θａを、加速度量ａ（加速度の大きさ及び加速度方向）に応じた車両１全体の釣り合い角度（平衡軸の傾き）と略平行になるような値とするように構成してもよい。このように構成することによって、走行時の車両バランスが安定するので、走行安定性を有効に向上させることができる。
【０２０８】
また、上記実施形態におけるＳ９０１の処理において、搭乗部傾斜量θｓの目標値θｂを算出する場合に、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ（図６参照））と鉛直軸Ａｖ（図６参照）とが略平行となるような値が得られるものとして構成したが、加速度量ａ（加速度の大きさ及び加速度方向）に応じて、乗員Ｐの傾き（搭乗軸Ａｓ）が車両１全体の釣り合い角度（平衡軸の傾き）と略平行になるような値を得るように構成してもよい。このように構成することによって、乗員Ｐに作用する慣性力をおよそ消失させることができ、その結果、乗員Ｐには等速又は静止状態であるかのように感じさせることができる。同様に、搭乗部傾斜量θｓの調整によって、乗員Ｐに作用する慣性力の大きさを適宜変更することができるので、実際の加速又は減速の大きさにかかわらず、乗員Ｐに体感させる加速度又は減速度を適宜調整することができる。
【０２０９】
また、上記実施形態では、Ｓ８０２において実測された車体傾斜量θに応じて、Ｓ９０１において搭乗部傾斜量θｓの目標値θｂを算出するように構成したが、Ｓ８０１において算出した車体傾斜量θの目標値θａに基づいて、搭乗部傾斜量θｓの目標値θｂを算出するように構成してもよい。
【０２１０】
また、上記実施形態では、路面へのウェイト１６ｂの接地後に、車体傾斜量θ及び搭乗部傾斜量θｓの調整による姿勢制御（バランサ接地時姿勢制御処理）を行う構成としたが、ウェイト１６ｂを路面に接地することが決定された後であれば、路面へのウェイト１６ｂの接地前や接地の実行中など、どのタイミングで実行してもよい。
【０２１１】
また、上記実施形態におけるバランサ接地時姿勢制御処理では、搭乗部傾斜量θｓの変更（Ｓ９０４〜Ｓ９０７）が先で、車体傾斜量θの変更（Ｓ８０４〜Ｓ８０７）が後となるように構成されているが、搭乗部傾斜量θｓが目標値θｂに変更され、かつ、車体傾斜量が修正目標値θｃ（又は目標値θａ）に変更されるのであれば、搭乗部傾斜量θｓの変更及び車体傾斜量θの変更の順序を問うものではない。
【０２１２】
また、上記実施形態では、図３に示した左右の座席傾斜角可変機構１００Ｌ，１００Ｒを用いて、搭乗部傾斜量θｓを可変とする構成としたが、搭乗部傾斜量θｓを可変とするための機構は座席傾斜角可変機構１００（１００Ｌ，１００Ｒ）に限定されるものではない。
【０２１３】
ここで、図１３及び図１４を参照して、座席傾斜角可変機構の別例について説明する。図１３は、別例の座席傾斜角可変機構１０１を備えた車両１を簡略化した側面図である。なお、図１３では、乗員Ｐが座席１１ａに着座した状態を示しており、上記実施形態における図２（ｂ）と同様に、左車輪１２Ｌや左側の支持部材１４Ｌやアクチュエータ１８０Ｌや左バネ１８１Ｌなどの車両１の左側（矢印Ｌ側）の構成や、フットレスト１１ｃなど、構成を一部省略している。また、理解を容易にする目的で、座席傾斜角可変機構１０１については、左右方向（矢印Ｌ−Ｒ方向）の略中央を通る側断面を示している。
【０２１４】
また、図１４（ａ）は、この座席傾斜角可変装置１０１を拡大した側断面図であり、図１４（ｂ）は、座席傾斜角可変装置１０１の座席底面１１ｄ及び永久磁石２７０を取り払った状態における上面図である。なお、図１３及び図１４に示す車両１において、上記実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０２１５】
この座席傾斜角可変機構１０１は、電磁力を利用して座席傾斜量θｓを変更するものである。図１３及び図１４に示すように、座席傾斜角可変機構１０１は、搭乗部１１の一部である球面状の座席底面１１ｄと、その座席底面１１ｄに取り付けられた永久磁石２７０と、球面状の座席底面１１ｄの下方側（矢印Ｄ側）に空間を介して配置される球面状の上端面２２０ａと、その上端面２２０ａと座席底面１１ｄとの間に介在される球体としての非磁性体のボール２８０と、上端面２２０ａの下方側（矢印Ｄ側）に配置された球面状のコイル取り付け部２２０ｃと、そのコイル取り付け部２２０ｃと上端面２２０ａとの間に配置される複数のコイル２６０と、コイル取り付け部２２０ｃを回転駆動装置５２Ｒに固定されている支持部材１４０Ｒ（及び、図示されていないが、回転駆動装置５２Ｌに固定されている支持部材１４０Ｌ）とを備えている。
【０２１６】
また、この座席傾斜角可変機構１０１は、上端部２２０ａの周縁を折り返して形成されている止め部２２０ｂと、座席底面１１ｄの周縁から突出するバネ取り付け部１１ｅとを備えると共に、そのバネ取り付け部１１ｅと止め部２２０ｂとの間には、前後方向（矢印Ｆ−Ｂ方向）及び左右方向（矢印Ｌ−Ｒ方向）の径方向に設置された４つのバネ２９０とを備えている。
【０２１７】
上記構成を有する座席傾斜角可変機構１０１は、複数のコイル２６０への電流配分を制御することによって生じる永久磁石２７０に作用する磁力の勾配を利用して、座席底面１１ｄを上端面２２０ａに対して前後方向に移動させ、その結果として、座面部１１ａ１の傾斜角度、即ち、搭乗部傾斜量θｓを変更（調整）することができる。
【０２１８】
なお、座席傾斜角可変機構１０１の上端面２２０ａには、周縁を折り返すことによって止め部２２０ｂが形成されているので、この上端面２２０ａと座席底面１１ｄとの間の空間からボール２８０が飛び出すことを防止できる。また、上端面２２０ａと座席底面１１ｄとの間の空間に非磁性体のボール２８０が介在されているので、座席底面１１ｄを上端面２２０ａに対して前後方向に移動させる際の摩擦を低くすることができる。さらに、バネ取り付け部１１ｅと止め部２２０ｂとの間にバネ２９０が取り付けられているので、停止時や一定速度走行時における座面部１１ａ１の姿勢保持を行う際のエネルギーが不要である。
【０２１９】
次に、図１５及び図１６を参照して、座席傾斜角可変機構のさらに別の例について説明する。図１５は、別例の座席傾斜角可変機構１０２を備えた車両１を簡略化した側面図である。なお、図１５では、乗員Ｐが座席１１ａに着座した状態を示しており、フットレスト１１ｃなど、構成を一部省略している。また、理解を容易にする目的で、座席傾斜角可変機構１０２については、左右方向（矢印Ｌ−Ｒ方向）の略中央を通る側断面を示している。
【０２２０】
また、図１６（ａ）は、この座席傾斜角可変装置１０２を拡大した側断面図であり、図１６（ｂ）は、座席傾斜角可変装置１０２の上面図である。なお、図１５及び図１６に示す車両１において、上記実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０２２１】
この座席傾斜角可変機構１０２は、搭乗部１１を上方から吊り下げ、ロッド型のアクチュエータを利用して搭乗部を前後に揺動させることによって座席傾斜量θｓを変更するものである。図１５及び図１６に示すように、座席傾斜角可変機構１０２は、搭乗部１１の上方（矢印Ｕ側）から、背面部１１ａ２を迂回するように後方側（矢印Ｂ側）に湾曲する吊り下げ支持部３２０ａと、その吊り下げ支持部３２０ａの上端からジョイント３７０ａを介して連結される２本の第１吊り下げ部３２０ｄＬ，３２０ｄＲと、同様に、吊り下げ支持部３２０ａの上端からジョイント３７０ａを介して連結される２本の第２吊り下げ部３２０ｅＬ，３２０ｅＲと、吊り下げ支持部３２０ａの下端にジョイント３７０ｂを介して連結され、座面部１１ａ１の右方側（矢印Ｒ側）から後方側（矢印Ｂ側）を経て左方側（矢印Ｌ側）へ伸び、該座面部１１ａ１の外周より大きく湾曲する下枠部３２０ｂと、その下枠部３２０ｂを回転駆動装置５２Ｌに固定されている支持部材１４０Ｌと、下枠部３２０ｂを回転駆動装置５２Ｒに固定する支持部材１４０Ｒとを備えている。
【０２２２】
なお、下枠部３２０ｂの両端は、それぞれ、ジョイント３７０ｃＬ及びジョイント３７０ｃＲを介して第２吊り下げ部３２０ｅＬ，３２０ｅＲに連結されている。また、吊り下げ支持部３２０ａの下端と下枠部３２０ｂとの連結部（ジョイント３７０ｂ）は、下枠部３２０の略中央である。また、吊り下げ支持部３２０ａと第１吊り下げ部３２０ｄと第２吊り下げ部３２０ｅとの連結部（ジョイント３７０ａ）は、搭乗部１１の回転中心である。
【０２２３】
また、この座席傾斜角可変機構１０２は、ジョイント３７０ｂに連結されたアクチュエータ３６０ａと、ジョイント３７０ｃＬ及びジョイント３７ｃＲにそれぞれ連結されたアクチュエータ３６０ｂＬ及びアクチュエータ３６０ｂＲとを備えている。
【０２２４】
上記構成を有する座席傾斜角可変機構１０２は、第１吊り下げ部３２０ｄＬがジョイント３７０ｃＬを介して背面部１１ａ２の左上角部のジョイント３７０ｄＬに連結され、第１吊り下げ部３２０ｄＲがジョイント３７０ｃＲを介して背面部１１ａ２の右上角部のジョイント３７０ｄＲに連結され、アクチュエータ３６０ａの一端が座面部１１ａ１の後方略中央にジョイント３７０ｅを介して連結され、アクチュエータ３６０ｂＬの一端が、座面部１１ａ１の左前角部のジョイント３７０ｆＬに連結され、アクチュエータ３６０ｂＲの一端が、座面部１１ａ１の右前角部のジョイント３７０ｆＲに連結されている。
【０２２５】
上記のように搭乗部１１に連結された座席傾斜角可変機構１０２において、アクチュエータ３６０ａ、アクチュエータ３６０ｂＬ、及びアクチュエータ３６０ｂＲを適宜制御することによって、搭乗部１１がジョイント３７０ａを支点として前後に揺動され、その結果、座面部１１ａ１の傾斜角度、即ち、搭乗部傾斜量θｓを適宜変更（調整）することができる。
【０２２６】
なお、請求項１記載の第１の姿勢制御手段としては、倒立振り子制御処理（Ｓ６１６）が該当し、請求項１記載の走行状態検出手段としては、Ｓ６０１の処理が該当し、請求項１記載の走行状態判断手段としては、Ｓ６０２の処理が該当し、請求項１記載の回転子制御手段としては、Ｓ６０８，Ｓ６１０の処理が該当する。また、請求項５記載の伸縮手段としては、Ｓ６０５，Ｓ６１３の処理が該当する。
【０２２７】
また、請求項６記載の車体傾斜目標値取得手段としては、Ｓ８０１の処理が該当し、第２の姿勢制御手段としては、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）が該当する。また、請求項７記載の搭乗部傾斜目標値取得手段としては、Ｓ９０１の処理が該当し、第２の姿勢制御手段としては、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）が該当する。また、請求項８記載の目標修正値取得手段としては、Ｓ９０３の処理が該当し、第２の姿勢制御手段としては、バランサ接地時姿勢制御処理（Ｓ６１７）が該当する。
【図面の簡単な説明】
【０２２８】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態における車両の正面図であり、（ｂ）は、車両の側面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）を簡略化した正面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）を簡略化した側面図である。
【図３】（ａ）は、車両における左側の座席傾斜角可変機構の拡大図であり、（ｂ）は、車両における右側の座席傾斜角可変機構の拡大図である。
【図４】バランサの機能を説明するための側面図である。
【図５】バランサの機能を説明するための側面図である。
【図６】座席傾斜角可変機構の機能を説明するための側面図である。
【図７】車両の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】車両の制御装置で実行されるバランサ制御処理を示すフローチャートである。
【図９】図８のバランサ制御処理の中で実行されるバランサ接地時姿勢制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９のバランサ接地時姿勢制御処理の中で実行される座搭乗部傾斜量整処理を示すフローチャートである。
【図１１】図８のバランサ制御処理の中で実行される倒立振り子制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】倒立振り子制御処理による姿勢制御の原理を説明するための模式図である。
【図１３】別例の座席傾斜角可変機構を備えた車両を簡略化した側面図である。
【図１４】（ａ）は、図１３に示す座席傾斜角可変装置を拡大した側断面図であり、（ｂ）は、図１３に示す座席傾斜角可変装置において一部を取り払った状態での上面図である。
【図１５】さらに別例の座席傾斜角可変機構を備えた車両を簡略化した側面図である。
【図１６】（ａ）は、図１５に示す座席傾斜角可変装置を拡大した側断面図であり、（ｂ）は、図１５に示す座席傾斜角可変装置の上面図である。
【符号の説明】
【０２２９】
１１                  搭乗部
１２                  車輪
１２Ｌ                左車輪（車輪）
１２Ｒ                右車輪（車輪）
１６ａ                アーム
１６ｂ                ウェイト（回転子）
１６ｄ                アクチュエータ
５３ｂ                軸部材（回動軸）
５１                  ジョイスティック装置
６１                  車体用ジャイロセンサ（車体姿勢検出手段、搭乗部姿勢検出手段の一部）
６２                  搭乗部用ジャイロセンサ（搭乗部姿勢検出手段の一部）
【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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