车辆的制作方法

专利名称：车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用倒立摆的姿态控制的车辆。

背景技术：
以往，提出了有关利用倒立摆的姿态控制的车辆的技术。例如，提出了具有在同轴上配置的2个驱动轮、通过驾驶人员的重心移动来感知车身的姿态映象从而进行驱动的车辆，一边控制安装在球体状的单一的驱动轮上的车身的姿态一边移动的车辆等的技术(例如，参照专利文献1)。
此时，一边利用传感器检测车身的平衡、动作状态，一边对旋转体的动作进行控制，使车辆停止或移动。
专利文献1日本专利特开2007-219986号公报 但是，在上述以往的车辆中，在上下断坡(段差)时，车身朝向与断坡相反的方向倾斜，从而不能维持稳定的姿态。例如，在登上断坡时，如果对驱动轮赋予所需的转矩，其反作用力作用在车身上，因而车身会朝向与断坡相反的方向大幅倾斜。另一方面，如果将车身维持在直立姿态，就不能对驱动轮赋予所需的转矩，从而不能够登上断坡。并且，在下断坡时也会出现同样的现象，车身会向前方倾斜。


发明内容
本发明为了解决上述以往的车辆中的问题，提供一种车辆，该车辆在升降断坡时对驱动轮赋予适合升降断坡的驱动转矩，并且向断坡的上坡方向移动车身的重心，从而不论是在上断坡时还是在下断坡时，都能够维持稳定的行驶状态和稳定的车身姿态，在存在断坡的场所也能够安全且舒适地行驶。
因此，在本发明的车辆中，包括车身；能旋转地安装在该车身上的驱动轮；和车辆控制装置，该车辆控制装置对赋予该驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制，当在路面的断坡进行升降时，该车辆控制装置根据该断坡对上述车身的重心位置进行控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置改变上述车身的倾斜角，从而对上述车身的重心位置进行控制。
在本发明的另一车辆中，还具有能动重量部，该能动重量部能相对于前进方向前后移动地安装在上述车身上，上述车辆控制装置移动上述能动重量部，从而对上述车身的重心位置进行控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置朝向上述断坡的上坡方向移动上述车身的重心位置。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置对上述驱动轮赋予与上述断坡相对应的驱动转矩，对上述车身的重心位置进行控制，以使该驱动转矩等于上述车身的重心移动所产生的重力转矩的增加量。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置利用观察器推测作为上述断坡的阻力的断坡阻力矩，根据该断坡阻力矩，对上述车身的重心位置进行控制。
在本发明的另一车辆中，还具有检测上述断坡的传感器，上述车辆控制装置根据由上述传感器所测定的断坡的测定值，对上述车身的重心位置进行控制。
在本发明的另一车辆中，包括能旋转地安装在车身上的驱动轮；和车辆控制装置，该车辆控制装置对赋予该驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制，该车辆控制装置考虑上述车身的姿态，推测作为升降断坡所需的驱动转矩的断坡阻力矩，根据该断坡阻力矩补正上述驱动转矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置作为车身的姿态，考虑上述车身的倾斜角，推测上述断坡阻力矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置根据上述驱动转矩、上述驱动轮的旋转角加速度和上述车身的倾斜角加速度，推测上述断坡阻力矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置将与上述断坡阻力矩成比例地作用在车身上的外力作为等于上述驱动轮的驱动力与惯性力之差的值，推测上述断坡阻力矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述惯性力由车辆平移惯性力和车辆倾斜惯性力构成。
在本发明的另一车辆中，还具有能够沿前后方向移动地安装在上述车身上的能动重量部，上述车辆控制装置对上述驱动转矩和/或上述能动重量部的位置进行控制而对上述车身的姿态进行控制，并且作为车身的姿态，考虑上述车身的倾斜角和上述能动重量部的位置，推测上述断坡阻力矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置根据上述驱动转矩、上述驱动轮的旋转角加速度、上述车身的倾斜角加速度和上述能动重量部的移动加速度，推测上述断坡阻力矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置将与上述断坡阻力矩成比例地作用在车身上的外力作为等于上述驱动轮的驱动力与惯性力之差的值，推测上述断坡阻力矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述惯性力由上述车辆平移惯性力、车身倾斜惯性力和能动重量部移动惯性力构成。
在本发明的另一车辆中，包括能旋转地安装在车身上的驱动轮；和车辆控制装置，该车辆控制装置对赋予该驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制，当在路面的断坡进行升降时，该车辆控制装置利用观察器推测上述断坡的断坡阻力矩，并且在该断坡阻力矩的推测值的绝对值大于预定的阈值时，赋予升降上述断坡所需的驱动转矩。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置在上述断坡阻力矩的推测值的绝对值小于上述阈值时，将上述推测值设定为0。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置对于从仅预定的时间之前的时刻起至当前的断坡阻力矩的推测值的时间履历，根据其中所包含的极值的统计学特性量，确定上述阈值。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置将极值的平均值加上上述极值的标准偏差乘以预定值后的值的和，作为上述阈值的上限值，将极值的平均值减去上述极值的标准偏差乘以预定值后的值的差，作为上述阈值的下限值。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置根据行驶路面的最大凹凸高度，确定上述阈值。
在本发明的另一车辆中，包括车身；能旋转地安装在该车身上的驱动轮；输入行驶指令的输入装置；和车辆控制装置，该车辆控制装置根据从该输入装置输入的行驶指令，对赋予上述驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制，该车辆控制装置具有根据车辆的动作状态和上述行驶指令推测操纵意图的操纵意图推测机构，根据该操纵意图推测机构所推测的操纵意图，进行或者禁止有关追加用于升降断坡的驱动转矩的断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述操纵意图推测机构根据车辆速度和车辆加速度的目标值，推测操纵意图。
并且，在本发明的另一车辆中，上述操纵意图推测机构具有操纵意图推测映象(map)，该操纵意图推测映象利用有关上述车辆速度和车辆加速度的目标值的多个预定函数来表示区域，当由上述车辆速度和车辆加速度的目标值所定义的点位于该操纵意图推测映象所定义的区域内时，推测操纵意图为禁止断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述操纵意图推测机构在进入上坡断坡时，如果车辆速度和车辆加速度的目标值满足预定的条件，则推测操纵意图为禁止断坡升降控制，如果车辆速度和车辆加速度的目标值不满足预定的条件，则推测操纵意图为执行断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述操纵意图推测机构在车辆处于停止状态且车辆加速度的目标值为指示维持车辆停止状态的值时，推测操纵意图为禁止断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述操纵意图推测机构在车辆速度的绝对值小于速度阈值且车辆加速度的目标值为指示维持行驶速度或制动的值时，推测操纵意图为禁止断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，根据断坡阻力矩的值，确定上述速度阈值。
并且，在本发明的另一车辆中，上述操纵意图推测机构在行驶方向的车辆加速度的目标值为小于预定的负的阈值，即指示紧急制动的值时，推测操纵意图为禁止断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置在下坡断坡时，无论上述操纵意图推测机构所推测的操纵意图如何，都进行断坡升降控制。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置具有断坡阻力矩推测机构，该断坡阻力矩推测机构在升降上述断坡时，利用上述车身的姿态推测作为上述断坡所产生的阻力的断坡阻力矩，上述操纵意图推测机构根据上述断坡阻力矩，判断断坡是上坡断坡还是下坡断坡，根据该判断结果，推测上述操纵意图。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置具有确定断坡升降转矩率的断坡升降转矩率确定机构，该断坡升降转矩率以预定的时间发生变化，以在上述操纵意图推测机构判断操纵意图为执行断坡升降控制时从0变为1，当上述操纵意图推测机构判断操纵意图为禁止断坡升降控制时从1变为0，将该断坡升降转矩率与作为上述断坡产生的阻力的断坡阻力矩的乘积的值作为用于升降断坡的驱动转矩，进行追加。
在本发明的另一车辆中，包括车身；能旋转地安装在该车身上的驱动轮；输入行驶指令的输入装置；和车辆控制装置，该车辆控制装置根据从该输入装置输入的行驶指令，对赋予上述驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制，该车辆控制装置在升降上述断坡的过程中，对驱动轮追加与上述断坡相对应的驱动转矩，并且补正根据上述行驶指令确定的车辆加速度的目标值。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置当登上上述路面的断坡时，减少前进方向的上述车辆加速度的目标值，当滚下上述路面的断坡时，增加前进方向的上述车辆加速度的目标值。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置补正上述车辆的加速度的目标值，以利用车辆的加减速产生的惯性力，抵消由于对应于上述断坡所追加的驱动转矩而作用在车身上的反转矩。
并且，在本发明的另一车辆中，与对应于上述断坡所追加的驱动转矩成比例地设定上述车辆加速度的目标值的补正量。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置根据上述断坡的升降结束时所预测的车辆速度即车辆最终速度预测值，改变上述车辆加速度的目标值的补正量。
并且，在本发明的另一车辆中，根据上述驱动轮的旋转角速度、作为上述断坡产生的阻力的断坡阻力矩和由上述行驶指令确定的车辆加速度的目标值，确定车辆最终速度预测值。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置当上述车辆最终速度预测值小于预定的第1阈值时，将上述车辆加速度的目标值的补正量设定为0。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置当上述车辆最终速度预测值大于预定的第2阈值时，将使由于对应于上述断坡所追加的驱动转矩而作用在车身上的反转矩与伴随车辆的加减速的惯性力而作用在车身上的转矩相等的上述车辆加速度的目标值的补正量即基准值作为上述车辆加速度的目标值的补正量。
并且，在本发明的另一车辆中，上述车辆控制装置当上述车辆最终速度预测值处于上述第1阈值与第2阈值之间的范围时，使上述车辆加速度的目标值的补正量在从0至上述基准值之间变化。
根据技术方案1的结构，不论是登上断坡，还是滚下断坡，都能够保持稳定的行驶状态和稳定的车身姿态，从而即使在有断坡的场所也能够安全且舒适地进行行驶。
根据技术方案2的结构，可以适用于不具有移动搭乘部的移动机构的车辆，从而可以简化结构和控制系统，实现廉价且轻量的车辆。
根据技术方案3及4的结构，可以适用于具有移动搭乘部的移动机构的车辆，从而在不倾斜车身的情况下，稳定地保持车身的姿态。
根据技术方案5的结构，可以进一步稳定地保持车身的姿态。
根据技术方案6及7的结构，可以进一步稳定地控制车辆的行驶状态。



图1是表示本发明第1实施方式的车辆的结构的概略图，表示在乘员搭乘状态下进行加速前进的状态。
图2是表示本发明第1实施方式的车辆的控制系统的结构的方框图。
图3是表示本发明第1实施方式的车辆的断坡升降动作的概略图。
图4是表示本发明第1实施方式的车辆的行驶及姿态控制处理的动作的流程图。
图5是表示本发明第1实施方式的车辆的力学模型及其参数的图。
图6是表示本发明第1实施方式的状态量的取得处理的动作的流程图。
图7是表示本发明第1实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
图8是表示本发明第1实施方式的目标行驶状态的确定处理的动作的流程图。
图9是表示本发明第1实施方式的能动重量部位置的目标值和车身倾斜角的目标值的变化的图。
图10是表示本发明第1实施方式的目标车身姿态的确定处理的动作的流程图。
图11是表示本发明第1实施方式的促动器输出的确定处理的动作的流程图。
图12是表示本发明第2实施方式的车辆的控制系统的结构的方框图。
图13是表示本发明第2实施方式的车辆的断坡升降动作的概略图。
图14是表示本发明第2实施方式的状态量的取得处理的动作的流程图。
图15是表示本发明第2实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
图16是表示本发明第2实施方式的目标车身姿态的确定处理的动作的流程图。
图17是表示本发明第2实施方式的促动器输出的确定处理的动作的流程图。
图18是表示本发明第3实施方式的车辆的结构的概略图，表示在断坡前检测断坡的状态。
图19是表示本发明第3实施方式的车辆的断坡升降动作的概略图。
图20是表示本发明第3实施方式的车辆的控制系统的结构的方框图。
图21是表示本发明第3实施方式的测定上坡断坡时的几何学条件的图。
图22是表示本发明第3实施方式的上坡断坡的断坡升降阻力率的变化的图。
图23是表示本发明第3实施方式的测定下坡断坡时的几何学条件的图。
图24是表示本发明第3实施方式的下坡断坡的断坡升降阻力率的变化的图。
图25是表示本发明第3实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
图26是表示本发明第4实施方式的车辆的断坡升降动作的概略图。
图27是表示本发明第4实施方式的最终速度补正系数的变化的图。
图28是表示本发明第4实施方式的目标行驶状态的确定处理的动作的流程图。
图29是表示本发明第5实施方式的搭乘意图推测映象，即车辆加速度的目标值和驱动轮旋转角速度的阈值的图。
图30是表示本发明第5实施方式的车辆的行驶及姿态控制处理的动作的流程图。
图31是表示本发明第5实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
图32是表示本发明第6实施方式的曲率补正系数的变化的图。
图33是表示本发明第6实施方式的速度补正系数的变化的图。
图34是说明本发明第6实施方式的断坡阻力矩的补正的图。
图35是表示本发明第6实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
图36是说明本发明第7实施方式的断坡阻力矩的修正的图。
图37是表示本发明第7实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
图38是说明本发明第8实施方式的断坡升降转矩不灵敏区阈值的修正的图。
图39是表示本发明第8实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
符号说明 10车辆 12驱动轮 14搭乘部 20控制ECU
具体实施例方式 以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明第1实施方式的车辆的结构的概略图，表示在乘员搭乘状态下进行加速行驶时的状态。图2是表示本发明第1实施方式的车辆的控制系统的结构的方框图。
在图1中，10为本实施方式的车辆，具有车身的本体部11、驱动轮12、支承部13以及乘员15所搭乘的搭乘部14，上述车辆10可以使车身前后倾斜。与倒立摆的姿态控制一样，对车身的姿态进行控制。在图1所示的例中，车辆10沿箭头A所示方向进行加速，车身处于向前进方向倾斜的状态。
上述驱动轮12可旋转地被作为车身一部分的支承部13支承，通过作为驱动促动器的驱动马达52受到驱动。另外，驱动轮12的轴沿着与图1的图面垂直的方向延伸，驱动轮12以该轴为中心进行旋转。并且，上述驱动轮12可以是单个，也可以是多个。当为多个时，在同轴上并列配置。在本实施方式中，说明驱动轮12具有2个的情况。此时，各驱动轮12通过各自的驱动马达52独立地受到驱动。其中，作为驱动促动器，可以采用液压马达、内燃机等，这里说明采用作为电动马达的驱动马达52的情况。
并且，作为车身的一部分的本体部11受到支承部13的来自下方的支承，位于驱动轮12的上方。发挥能动重量部的作用的搭乘部14安装在本体部11上，能够沿车辆10的前后方向与本体部11相对地移动，换句话说，能够沿着车身旋转圆的切线方向相对地移动。
在这里，能动重量部具有某种程度的重量，通过相对于本体部11前后移动，对车辆10的重心位置能动性地进行补正。能动重量部并不一定是搭乘部14，也可以是例如可相对于本体部11移动地安装电池等具有重量的周边设备的装置，或者是可相对于本体部11移动地安装重物、锤子(重量体)、平衡器等专用的重量部件的装置。并且，也可以同时使用搭乘部14、具有重量的周边设备、专用的重量部件等。
在本实施方式中，为了说明方便，说明了乘员15所搭乘的状态的搭乘部14作为能动重量部的例子，但搭乘部14并不一定要搭乘乘员15，例如，当车辆10利用遥控操作进行操纵时，可以在搭乘部14上不搭乘乘员15，也可以取代乘员15，而装载货物。
上述搭乘部14与轿车、公共汽车等汽车中使用的座椅一样，由接触面部14a、靠背部14b、和头枕14c构成，经由未图示的移动机构，安装在本体部11上。
上述移动机构具有线性引导装置等的低阻力的直线移动机构和作为能动重量部促动器的能动重量部马达62，利用该能动重量部马达62驱动搭乘部14，使其相对于本体部11沿车辆前进方向进行前后移动。另外，作为能动重量部促动器，可以使用例如液压马达、线性马达等，这里说明采用作为旋转式的电动马达的能动重量部马达62的情况。
线性引导装置具有例如安装在本体部11上的导轨、安装在搭乘部14上且沿导轨滑动的滑轨和介于导轨与滑轨之间的球、滚柱等滚动体。在导轨的左右侧面部上沿长度方向以直线状形成有2条轨道槽。并且，滑轨的截面呈コ字形状，在其相向的2个侧面部内侧形成有分别与导轨的轨道槽相向的2条轨道槽。滚动体嵌入轨道槽之间，伴随导轨与滑轨的相对直线运动，在轨道槽内滚动。另外，在滑轨中形成有连接轨道槽的两端的返回通路，滚动体在轨道槽和返回通路中循环。
在线性引导装置中，配置有固定该线性引导装置的动作的制动器或离合器。在车辆10停车时候等不需要搭乘部14的动作时，利用制动器，将滑轨固定在导轨上，从而保持本体部11与搭乘部14的相对位置。当需要进行动作时，解除该制动器，将本体部11侧的基准位置与搭乘部14侧的基准位置之间的距离控制为预定值。
在搭乘部14的旁边配置有输入装置30，输入装置30具有作为目标行驶状态取得装置的操纵杆31。乘员15通过对作为操纵装置的操纵杆31进行操作，对车辆10进行操纵，即输入车辆10的加速、减速、转弯、原地旋转、停止、制动等的行驶指令。另外，只要是能够让乘员15进行操作输入行驶指令，可以取代操纵杆31，而采用其它的装置、例如，踏板、方向盘、转轮(jog dial)、触摸屏、按键等装置来作为目标行驶状态取得装置。
另外，当车辆10通过遥控进行操纵时，也可以将通过有线或无线方式接收来自遥控器的行驶指令的接收装置来作为目标行驶状态取得装置。并且，在车辆10按照预先确定的行驶指令数据进行自动行驶时，取代上述操纵杆31，将读取存储在半导体存储器、硬盘等存储介质中的行驶指令数据的数据读取装置作为目标行驶状态取得装置。
并且，车辆10具有作为车辆控制装置的控制ECU(ElectronicControl Unit，电子控制设备)20，该控制ECU20具有主控制ECU21、驱动轮控制ECU22和能动重量部控制ECU23。上述控制ECU20以及主控制ECU21、驱动轮控制ECU22和能动重量部控制ECU23是具有CPU、MPU等运算机构、磁盘、半导体存储器等存储机构、输出输入接口等、对车辆10的各部的动作进行控制的计算机系统，例如设置在例如本体部11上，但也可以设置在支承部13或搭乘部14上。并且，上述主控制ECU21、驱动轮控制ECU22和能动重量部控制ECU23可以分别独立地构成，也可以一体地构成。
主控制ECU21与驱动轮控制ECU22、驱动轮传感器51和驱动马达52一起，作为对驱动轮12的动作进行控制的驱动轮控制系统50的一部分发挥作用。上述驱动轮传感器51由分解器、编码器等构成，发挥驱动轮旋转状态测定装置的作用，检测表示驱动轮12的旋转状态的驱动轮旋转角和/或旋转角速度，并发送到主控制ECU21。并且，该主控制ECU21向驱动轮控制ECU22发送驱动转矩指令值，该驱动轮控制ECU22则向驱动马达52供给相当于所接收的驱动转矩指令值的输入电压。然后，该驱动马达52根据输入电压向驱动轮12赋予驱动转矩，这样，发挥驱动促动器的作用。
并且，主控制ECU21与能动重量部控制ECU23、能动重量部传感器61和能动重量部马达62一起，作为对能动重量部即搭乘部14的动作进行控制的能动重量部控制系统60的一部分发挥作用。上述能动重量部传感器61由编码器等构成，发挥能动重量部移动状态测定装置的作用，检测表示搭乘部14的移动状态的能动重量部位置和/或移动速度，并发送到主控制ECU21。并且，该主控制ECU21向能动重量部控制ECU23发送能动重量部推力指令值，该能动重量部控制ECU23则向能动重量部马达62供给相当于所接收的能动重量部推力指令值的输入电压。然后，该能动重量部马达62根据输入电压向搭乘部14赋予平移移动搭乘部14的推力，这样，发挥能动重量部促动器的作用。
另外，主控制ECU21与驱动轮控制ECU22、能动重量部控制ECU23、车身倾斜传感器41、驱动马达52和能动重量部马达62一起，作为对车身的姿态进行控制的车身控制系统40的一部分发挥作用。上述车身倾斜传感器41由加速度传感器、陀螺传感器等构成，发挥车身倾斜状态测定装置的作用，检测表示车身的倾斜状态的车身倾斜角和/或倾斜角速度，并发送到主控制ECU21。并且，该主控制ECU21向驱动轮控制ECU22发送驱动转矩指令值，向能动重量部控制ECU23发送能动重量部推力指令值。
另外，从输入装置30的操纵杆31向主控制ECU21输入行驶指令。上述主控制ECU21向驱动轮控制ECU22发送驱动转矩指令值，向能动重量部控制ECU23发送能动重量部推力指令值。
并且，上述控制ECU20发挥断坡阻力矩推测机构的作用，根据车辆10的行驶状态和车身姿态的时间变化，推测断坡阻力矩。并且，该控制ECU20发挥目标车身姿态确定机构的作用，根据目标行驶状态和断坡阻力矩，确定作为目标的车身姿态，即车身倾斜状态和/或能动重量部移动状态。并且，该控制ECU20发挥促动器输出确定机构的作用，根据利用各传感器取得的车辆10的行驶状态和车身姿态以及目标行驶状态、目标车身姿态和断坡阻力矩，确定各促动器的输出。具体来说，该控制ECU20发挥确定根据断坡阻力矩追加的驱动转矩的断坡升降转矩确定机构以及根据断坡升降转矩确定车身的重心补正量的重心补正量确定机构的作用。
另外，各传感器也可以用于取得多个状态量。例如，作为车身倾斜传感器41，可以并用加速度传感器和陀螺传感器，从二者的测定值确定车身倾斜角和车身倾斜角速度。
接着，说明上述结构的车辆10的动作。首先说明行驶及姿态控制处理的概要。
图3是表示本发明第1实施方式的车辆的断坡升降动作的概略图，图4是表示本发明第1实施方式的车辆的行驶及姿态控制处理的动作的流程图。其中，图3(a)表示用于比较的以往技术的动作例，图3(b)表示本实施方式的动作。
对于在“背景技术”中说明的以往的车辆，如图3(a)所示，由于为了登上断坡而赋予驱动轮12的驱动转矩的反作用，即反转矩作用在车身上，因此车身向后方倾斜。这样，在登上断坡时，不能进行稳定的车身姿态和行驶的控制。
与此对应，在本实施方式中，搭乘部14发挥能动重量部的作用，如图3(b)所示，通过使搭乘部14前后移动，能动性地对车辆10的重心位置进行补正。这样，在登上断坡时向前方移动车身的重心，即使由于将用于登上断坡的驱动转矩赋予驱动轮12时的反作用，即反转矩作用在车身上，车身也不会向后方倾斜。所以，在登上断坡时也能够进行稳定的车身姿态和行驶的控制。本实施方式尤其是对于从停止状态和低速行驶状态进入断坡时特别有效。
并且，在登上断坡的动作过程中，实时推测用于登上断坡的驱动转矩，并将其赋予驱动轮12。这样，能够稳定地登上任意形状的断坡。
即，在本实施方式中，通过进行包括补正车辆10的重心位置补正和赋予驱动转矩的行驶及姿态控制处理，能够让车辆10稳定地在断坡上进行升降。
在行驶及姿态控制处理中，控制ECU20首先进行状态量的取得处理(步骤S1)，利用各传感器，即驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41和能动重量部传感器61，取得驱动轮12的旋转状态、车身的倾斜状态和搭乘部14的移动状态。
接着，控制ECU20进行断坡升降转矩的确定处理(步骤S2)，根据在状态量的取得处理中取得的状态量，即驱动轮12的旋转状态、车身的倾斜状态和搭乘部14的移动状态和各促动器的输出值，即驱动马达52和能动重量部马达62的输出值，利用观察器推测断坡阻力矩，确定断坡升降转矩。在这里，上述观察器是根据力学模型观测控制系的内部状态的方法，由布线逻辑或软逻辑构成。
接着，控制ECU20进行目标行驶状态的确定处理(步骤S3)，根据操纵杆31的操作量，确定车辆10的加速度的目标值和驱动轮12的旋转角速度的目标值。
接着，控制ECU20进行目标车身姿态的确定处理(步骤S4)，根据利用断坡升降转矩的确定处理所取得的断坡升降转矩和利用目标行驶状态的确定处理所确定的车辆10的加速度的目标值，确定车身姿态的目标值，即车身倾斜角和能动重量部位置的目标值。
最后，控制ECU20进行促动器输出的确定处理(步骤S5)，根据利用状态量的取得处理所取得的各状态量、利用断坡升降转矩的确定处理所取得的断坡升降转矩、利用目标行驶状态的确定处理所确定的目标行驶状态和利用目标车身姿态的确定处理所确定的目标车身姿态，确定各促动器的输出，即驱动马达52和能动重量部马达62的输出。
接着，详细说明行驶及姿态控制处理。首先，说明状态量的取得处理。
图5是表示本发明第1实施方式的车辆的力学模型及其参数的图。图6是表示本发明第1实施方式的状态量的取得处理的动作的流程图。
在本实施方式中，利用下面的符号表示状态量、参数。其中，图5表示一部分状态量、参数。
θw驱动轮旋转角[rad] θ1车身倾斜角(铅直轴基准)[rad] 入S能动重量部位置(车身中心点位置)[m] τw驱动转矩(2个驱动轮的合计)[Nm] SS能动重量部推力[N] g重力加速度[m/s2] mw驱动轮质量(2个驱动轮的合计)[kg] Rw驱动轮接地半径[m] Iw驱动轮惯性力矩(2个驱动轮的合计)[kgm2] Dw相对驱动轮旋转的粘性衰减系数[Ns/rad] m1车身质量(包括能动重量部)[kg] l1车身重心距离(距车轴)[m] I1车身惯性力矩(重心周围)[kgm2] D1相对车身倾斜的粘性衰减系数[Ns/rad] mS能动重量部质量[kg] lS能动重量部重心距离(距车轴)[m] IS能动重量部惯性力矩(重心周围)[kgm2] DS相对能动重量部平移的粘性衰减系数[Ns/rad] 在状态量的取得处理中，主控制ECU21首先从各传感器取得各状态量(步骤S1-1)。此时，从驱动轮传感器51取得驱动轮旋转角θW和/或旋转角速度

从车身倾斜传感器41取得车身倾斜角θ1和/或倾斜角速度

从能动重量部传感器61取得能动重量部位置λS和/或移动速度
接着，主控制ECU21计算剩余的状态量(步骤S1-2)。此时，通过对所取得的状态量进行时间微分或时间积分，计算剩余的状态量。例如，当所取得的状态量为驱动轮旋转角θW、车身倾斜角θ1、和能动重量部位置λS时，通过对其进行时间微分，可以取得旋转角速度

倾斜角速度

和移动速度

并且，当所取得的状态量为旋转角速度

倾斜角速度

和移动速度

时，通过对其进行时间积分，可以取得驱动轮旋转角θW、车身倾斜角θ1、和能动重量部位置λS。
接着，说明断坡升降转矩的确定处理。
图7是表示本发明第1实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
在断坡升降转矩的确定处理中，主控制ECU21首先推测断坡阻力矩τD(步骤S2-1)。此时，根据在状态量的取得处理中所取得的各状态量和在上次(前一个时间步骤)的行驶及姿态控制处理的促动器输出的确定处理中所确定的各促动器的输出，利用下面公式(1)，推测断坡阻力矩τD。
(数学式1) ...公式(1) 在这里， 并且，加速度

和

是通过旋转角速度

倾斜角速度

和移动速度

的时间微分求出的。
其中，在上述公式(1)中，

表示惯性力。
另外，

表示车辆平移惯性力，

表示车身倾斜惯性力，

表示能动重量部移动惯性力。这样，通过增加

和

考虑车身姿态的变化。
接着，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S2-2)。此时，将推测的断坡阻力矩τD的值作为断坡升降转矩τC。即，τD＝τC。
这样，在本实施方式中，根据驱动马达52输出的驱动转矩、作为状态量的表示车辆平移加速度的驱动轮旋转角加速度、车身倾斜角加速度和能动重量部移动加速度，推测断坡阻力矩。此时，不仅考虑表示驱动轮12的旋转状态的驱动轮旋转角加速度，而且考虑表示车身姿态的变化的车身倾斜角加速度和能动重量部移动加速度。即，考虑了利用倒立摆的姿态控制的车辆，即所谓倒立型车辆所特有的要素即车身姿态的变化。
在以往，为了根据驱动转矩和驱动轮旋转角加速度推测断坡阻力矩，尤其是车身的姿态发生变化时，断坡阻力矩的推测值会发生很大的误差。但是，在本实施方式中，由于在推测断坡阻力矩时也考虑了表示车身的姿态变化的车身倾斜角加速度和能动重量部移动加速度，因此不会出现大的误差，能以高精度推测断坡阻力矩。
一般来说，在倒立型车辆中，由于车身的重心相对于驱动轮前后移动，因此即使在驱动轮停止时，车辆的重心也会前后移动。所以，为了从重心的加速度和驱动力或驱动转矩以高精度推测断坡阻力矩，必须考虑这一影响。在一般的倒立型车辆中，由于车身相对于车辆整体的重量比例高，且在断坡升降动作中的姿态变化大，因此这种影响增大。
并且，在本实施方式中，总是推测在断坡升降动作中变化的断坡阻力矩。例如，如果在断坡升降动作中对驱动轮12赋予一定的驱动转矩，在升降快结束之前，会使车辆10不必要地加减速。这是因为在登上断坡时，在车辆10登上断坡的同时，断坡阻力矩变小。此时，在本实施方式中，实时推测随着断坡升降状态变化的断坡阻力矩，不停地更新该值，进而总是赋予与断坡的升降动作相适应的断坡升降转矩。
另外，可以通过对断坡阻力矩的推测值施加低通滤波，以除去推测值的高频成分。此时，虽然在推测中会出现时间延迟，但可以抑制由于高频成分而引起的振动。
在本实施方式中，虽然只考虑了惯性力，但作为次等影响，也可以考虑驱动轮12的滚动阻力、旋转轴的摩擦产生的粘性阻力或者作用在车辆10上的空气阻力等。
并且，在本实施方式中，采用了有关驱动轮12的旋转运动的线性模型，但也可以采用更加准确的非线性模型，或采用针对车身倾斜运动、能动重量部平移运动的模型。其中，对于非线性模型也可以使用映象形式的函数。
另外，为了简化计算，也可以不考虑车身姿态的变化。
接着，说明目标行驶状态的确定处理。
图8是表示本发明第1实施方式的目标行驶状态的确定处理的动作的流程图。
在目标行驶状态的确定处理中，主控制ECU21首先取得操纵操作量(步骤S3-1)。此时，取得乘员15为输入车辆10的加速、减速、转弯、原地旋转、停止、制动等的行驶指令而所操作的操纵杆31的操作量。
接着，主控制ECU21根据所取得的操纵杆31的操作量，确定车辆加速度的目标值(步骤S3-2)。例如，将与操纵杆31的前后方向的操作量成比例的值作为车辆加速度的目标值。
接着，主控制ECU21从所确定的车辆加速度的目标值，计算驱动轮旋转角速度的目标值(步骤S3-3)。例如，对加速度的目标值进行时间积分，再除以驱动轮接地半径RW，所得值作为驱动轮旋转角速度的目标值。
接着，说明目标车身姿态的确定处理。
图9是表示本发明第1实施方式的能动重量部位置的目标值和车身倾斜角的目标值的变化的图，图10是表示本发明第1实施方式的目标车身姿态的确定处理的动作的流程图。
在目标车身姿态的确定处理中，主控制ECU21首先确定能动重量部位置的目标值和车身倾斜角的目标值(步骤S4-1)。此时，根据由目标行驶状态的确定处理所确定的车辆加速度的目标值和由断坡升降转矩的确定处理所取得的断坡升降转矩τC，利用下面的公式(2)和公式(3)，确定能动重量部位置的目标值和车身倾斜角的目标值。
(数学式2) 设车辆加速度的目标值为α*[G]时，能动重量部位置的目标值λS*可用下面公式(2)表示。
...公式(2) 在这里， 并且，λS，Max为能动重量部移动极限，根据移动作为能动重量部的搭乘部14的移动机构的结构等，预先进行设定。
另外，λS，α*为对应于伴随车辆加速度的惯性力和驱动马达反转矩，为取得车身平衡所必须的能动重量部移动量，即抵消车辆10的加减速引起的影响的移动量。
另一方面，λS，C为对应于根据断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC的反转矩，为取得车身平衡所必须的能动重量部移动量，即抵消断坡阻力矩τD引起的影响的移动量。
(数学式3) 车身倾斜角的目标值θ1＊利用下面公式(3)来表示。
...公式(3) 在这里， θS，Max是将作为能动重量部的搭乘部14移动到能动重量部移动极限λS，Max的效果换算成车身倾斜角时的值，是减去搭乘部14移动部分后的部分。
并且，θ1，α*是对应于伴随车辆加速度的惯性力和驱动马达反转矩，为取得车身平衡所必须的车身倾斜角，即抵消车辆10的加减速引起的影响的倾斜角。
另一方面，θ1，C是对应于根据断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC的反转矩，为取得车身平衡所必须的车身倾斜角，即抵消断坡阻力矩τD引起的影响的倾斜角。
接着，主控制ECU21计算剩余的状态量(步骤S4-2)，即通过对各目标值进行时间微分或时间积分，取得驱动轮旋转角、车身倾斜角速度和能动重量部移动速度的目标值。
这样，在本实施方式中，不仅考虑伴随车辆加速度而作用在车身上的惯性力和驱动马达反转矩，而且考虑伴随根据断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC而作用在车身上的反转矩，确定车身姿态的目标值，即能动重量部位置的目标值和车身倾斜角的目标值。
此时，移动车身的重心，以利用重力的作用抵消作用在车身上使车身倾斜的转矩，即车身倾斜转矩。例如，当车辆10登上断坡时，向前方移动搭乘部14，或者进一步向前方倾斜车身。并且，当车辆10滚下断坡时，向后方移动搭乘部14，或者进一步向后方倾斜车身。
在本实施方式中，如图9所示，首先移动搭乘部14，而不倾斜车身，当该搭乘部14到达能动重量部移动极限时，则开始倾斜车身。因此，由于对细微的加减速，车身不会前后倾斜，从而提高了乘员的乘坐舒适度。并且，如果不是特别高的断坡，在断坡上车身也能维持直立状态，从而容易确保乘员15的视野。另外，如果不是特别高的断坡，由于即使在断坡上车身也不会大幅倾斜，因此可以防止车身的一部分与路面接触。
另外，在本实施方式中，假定能动重量部移动极限在前方和后方为相等的情况，但当前方与后方不相等时，也可以根据各自的极限，切换是否倾斜车身。例如，如果设定制动性能高于加速性能时，必须设定后方的能动重量部移动极限大于前方的极限。
并且，在本实施方式中，当加速度小或断坡低时，可以只通过搭乘部14的移动来应对，但也可以利用车身的倾斜来应对该车身倾斜转矩的一部分或全部。利用倾斜车身，可以减轻作用在乘员15上的前后方向的惯性力。
另外，在本实施方式中，采用了基于线性化的力学模型的公式，但也可以采用基于更加准确的非线性模型或粘性阻力的模型的公式。另外，对于非线性的公式，也可以使用映象形式的函数。
接着，说明促动器输出的确定处理。
图11是表示本发明第1实施方式的促动器输出的确定处理的动作的流程图。
在促动器输出的确定处理中，主控制ECU21首先确定各促动器的前馈输出(步骤S5-1)。此时，从各目标值和断坡升降转矩τC，利用下面的公式(4)，确定驱动马达52的前馈输出，并且，利用下面的公式(5)，确定能动重量部马达62的前馈输出。
(数学式4) 驱动马达52的前馈输出τW，FF由下面公式(4)表示。
...公式4

表示用于实现车辆加速度的目标值α*所需的驱动转矩，τC表示为断坡升降所需的驱动转矩，即断坡升降转矩。
这样，通过自动附加对应于断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC，即通过根据断坡阻力矩τD补正驱动转矩，即使在断坡升降时也能够提供与平地一样的操纵感觉。即，可以利用与平地相同的操纵操作，进行断坡升降。并且，在断坡升降时，对操纵杆31进行的一定的操纵操作不会导致车辆10出现不必要的加减速。
(数学式5) 能动重量部马达62的前馈输出SS，FF由下面公式(5)表示。
...公式(5) -msgθ1*表示对于车身倾斜角的目标值θ*1，将搭乘部14留在目标位置上时所必须的搭乘部推力。msgα*表示对于伴随车辆加速度的目标值α*的惯性力，将搭乘部14留在目标位置上时所必须的搭乘部推力。
这样，在本实施方式中，通过理论上赋予前馈输出，可以实现更高精度的控制。
并且，根据需要，也可以省略前馈输出。此时，通过反馈控制，伴随着稳态误差，可以间接地赋予接近前馈输出的值。并且，上述稳态误差可以通过采用积分增益来降低。
接着，主控制ECU21确定各促动器的反馈输出(步骤S5-2)。此时，根据各目标值与实际的状态量的偏差，利用下面的公式(6)，确定驱动马达52的反馈输出，并且，利用下面的公式(7)，确定能动重量部马达62的反馈输出。
(数学式6) 驱动马达52的反馈输出τW，FB由下面公式(6)表示。
...公式(6) 在这里，KW1～KW6为反馈增益，作为其值，例如预先设定为最佳调节器的值。其中，＊表示目标值。
并且，能动重量部马达62的反馈输出SS，FB由下面的公式(7)表示。
...公式(7) 在这里，KS1～KS6为反馈增益，作为其值，例如预先设定为最佳调节器的值。其中，＊表示目标值。
另外，也可以导入滑动模式控制等的非线性的反馈控制。并且，作为更加简单的控制，也可以将除了KW2、KW3和KS5之外的反馈增益中的几个设定为0。为了消除稳态误差，也可以采用积分增益。
最后，主控制ECU21对各要素控制系统赋予指令值(步骤S5-3)。此时，主控制ECU21将如上所述地确定的前馈输出与反馈输出之和作为驱动转矩指令值和能动重量部推力指令值，发送到驱动轮控制ECU22和能动重量部控制ECU23。
这样，在本实施方式中，利用观察器推测断坡阻力矩τD，赋予断坡升降转矩τC，并且向断坡的上坡方向移动搭乘部14。因此，可以在断坡上直立地保持车身，能够应对断坡升降。并且，不需要测定断坡的装置，从而可以简化结构，降低成本。
另外，由于在推测断坡升降转矩τC时考虑了表示车身的姿态的车身倾斜角θ1和能动重量部位置λS，因此不会出现大的误差，能以非常高的精度推测断坡升降转矩τC。
另外，要说明的是，本实施方式不仅在登上断坡时有效，而且在滚下断坡时也有效。通过赋予断坡升降转矩，抑制滚下断坡时的车辆10的加速，并且通过向后方移动搭乘部14，直立地保持车身。这些情况在下面说明的第2至第8实施方式中也一样。
接着，说明本发明第2实施方式。另外，与第1实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图12是表示本发明第2实施方式的车辆的控制系统的结构的方框图。图13是表示本发明第2实施方式的车辆的断坡升降的动作的概略图。
在上述第1实施方式中，搭乘部14发挥能动重量部的作用，能够相对于本体部11沿车辆10的前后方向平移。此时，设置有具有能动重量部马达62的移动机构，利用该移动机构使搭乘部14平移，因此机构复杂，成本增高、增加，并且控制系统也复杂。另一方面，上述第1实施方式不能够适用于没有移动搭乘部14的移动机构的倒立型车辆。
因此，在本实施方式中，省略了移动搭乘部14的移动机构。并且，如图12所示，从控制系统中省略了能动重量部控制系统60，省略了能动重量部控制ECU23、能动重量部传感器61和能动重量部马达62。另外，其它部分的结构与第1实施方式相同，故省略其说明。
在本实施方式中，如图13所示，针对在断坡升降时，为了升降断坡而赋予给驱动轮12的驱动转矩，即断坡升降转矩的反作用而作用在车身上的反转矩的车身倾斜转矩，通过使车身朝向断坡的上坡方向倾斜与断坡升降转矩对应的角度，利用重力的作用抵消车身倾斜转矩，保持平衡。
另外，如在“背景技术”中说明的那样，例如，当登上断坡时，如果对驱动轮赋予必需的驱动转矩，由于其反作用在车身上产生作用，车身朝向与断坡相反的方向，即断坡的下坡方向大幅倾斜。另一方面，如果想要直立地维持车身，则不能对驱动轮赋予所需的驱动转矩，不能登上断坡。并且，在滚下断坡时也会出现同样的现象，车身会向前方倾斜。
与此对应，在本实施方式中，由于有意让车身朝向断坡的上坡方向倾斜与断坡的高度相适应的角度，因此在断坡升降时也能够保持稳定的车身姿态，即使在存在断坡的场所也能够安全且舒适地行驶。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理。其中，对于行驶及姿态控制处理的概要和目标行驶状态的确定处理，由于与上述第1实施方式一样，故省略说明，只对状态量的取得处理、断坡升降转矩的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理进行说明。首先说明状态量的取得处理。
图14是表示本发明第2实施方式的状态量的取得处理的动作的流程图。
在状态量的取得处理中，主控制ECU21首先从传感器取得各状态量(步骤S1-11)。此时，从驱动轮传感器51取得驱动轮旋转角θW和/或旋转角速度

从车身倾斜传感器41取得车身倾斜角θ1和/或倾斜角速度
接着，主控制ECU21计算剩余的状态量(步骤S1-12)。此时，通过对所取得的状态量进行时间微分或时间积分，计算剩余的状态量。例如，当所取得的状态量为驱动轮旋转角θW、车身倾斜角θ1时，通过对其进行时间微分，可以取得旋转角速度

倾斜角速度

并且，例如当所取得的状态量为旋转角速度

倾斜角速度

时，通过对其进行时间积分，可以取得驱动轮旋转角θW、车身倾斜角θ1。
接着，说明断坡升降转矩的确定处理。
图15是表示本发明第2实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
在断坡升降转矩的确定处理中，主控制ECU21推测断坡阻力矩τD(步骤S2-11)。此时，根据由状态量的取得处理所取得的各状态量、由上次(前一个时间步骤)的行驶及姿态控制处理的促动器输出的确定处理所确定的各促动器的输出，利用下面公式(8)，推测断坡阻力矩τD。
(数学式7) ...公式(8) 在这里， 并且，加速度

是通过对驱动轮旋转角速度

倾斜角速度

进行时间微分后得到的。
在上述公式8中，

表示惯性力，其中，

表示车辆平移惯性力，

表示车身倾斜惯性力。
这样，通过增加

考虑车身姿态的变化。
接着，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S2-12)。此时，将推测的断坡阻力矩τD的值作为断坡升降转矩τC。即，τC＝τD。
这样，在本实施方式中，根据驱动马达52输出的驱动转矩、作为状态量的驱动轮旋转角加速度和车身倾斜角加速度，推测断坡阻力矩。此时，不仅考虑表示驱动轮12的旋转状态的驱动轮旋转角加速度，而且考虑表示车身姿态的变化的车身倾斜角加速度。即，考虑了利用倒立摆的姿态控制的车辆、所谓倒立型车辆特有的要素即车身姿态的变化。
在以往，为了根据驱动转矩和驱动轮旋转角加速度推测断坡阻力矩，尤其是车身的姿态发生较大变化时，断坡阻力矩的推测值会发生很大的误差。但是，在本实施方式中，由于在推测断坡阻力矩时考虑了表示车身的姿态变化的车身倾斜角加速度，因此不会出现大的误差，能以高精度推测断坡阻力矩。
并且，在本实施方式中，总是推测在断坡升降动作中变化的断坡阻力矩。例如，如果在断坡升降动作中对驱动轮12赋予一定的驱动转矩，在升降快结束之前，会使车辆10产生不必要的加减速。这是因为在登上断坡时，在车辆10登上断坡的同时断坡阻力矩变小。此时，在本实施方式中，实时推测随着断坡升降状态变化的断坡阻力矩，不停地更新该值，进而总是赋予与断坡的升降动作相适应的断坡升降转矩。
另外，与上述第1实施方式一样，可以通过对断坡阻力矩的推测值施加低通滤波，除去推测值的高频成分。此时，虽然在推测中会出现时间延迟，但可以抑制由于高频成分而引起的振动。
在本实施方式中，虽然只考虑了惯性力，但作为次等影响，也可以考虑驱动轮12的滚动阻力、旋转轴的摩擦产生的粘性阻力或者作用在车辆10上的空气阻力等。
并且，也可以采用更加准确的非线性模型，或采用针对车身倾斜运动的模型。另外，对于非线性模型，也可以使用映象形式的函数。
另外，为了简化计算，也可以不考虑车身姿态的变化。
接着，说明目标车身姿态的确定处理。
图16是表示本发明第2实施方式的目标车身姿态的确定处理的动作的流程图。
在车身姿态的确定处理中，主控制ECU21首先确定车身倾斜角的目标值(步骤S4-11)。此时，根据由目标行驶状态的确定处理所确定的车辆加速度的目标值和由断坡升降转矩的确定处理所取得的断坡升降转矩τC，利用下面的公式(9)，确定车身倾斜角的目标值。
(数学式8) 车身倾斜角的目标值θ1＊利用下面公式(9)来表示。
...公式(9) 在这里， 并且，θ1，α*是对应于伴随车辆加速度的惯性力和驱动马达反转矩，为取得车身平衡所必须的车身倾斜角，即抵消车辆10的加减速引起的影响的倾斜角。
另一方面，θ1，C是对应于根据断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC的反转矩，为取得车身平衡所必须的车身倾斜角，即抵消断坡阻力矩τD的影响的倾斜角。
接着，主控制ECU21计算剩余的状态量(步骤S4-12)，即通过对各目标值进行时间微分或时间积分，取得驱动轮旋转角和车身倾斜角速度的目标值。
这样，在本实施方式中，不仅考虑伴随车辆加速度而作用在车身上的惯性力和驱动马达反转矩，而且考虑伴随根据断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC而作用在车身上的反转矩，确定车身姿态的目标值，即车身倾斜角的目标值。
此时，移动车身的重心，以利用重力的作用抵消车身倾斜转矩。例如，当车辆10加速时和登上断坡时，向前方倾斜车身。并且，当车辆10减速时和滚下断坡时，向后方倾斜车身。
另外，在本实施方式中，采用了基于线性化的力学模型的公式，但也可以采用更加的非线性模型或考虑粘性阻力的模型的公式。另外，对于非线性的公式，也可以使用映象形式的函数。
接着，说明促动器输出的确定处理。
图17是表示本发明第2实施方式的促动器输出的确定处理的动作的流程图。
在促动器输出的确定处理中，主控制ECU21首先确定促动器的前馈输出(步骤S5-11)。此时，从目标值和断坡升降转矩τC，利用前面第1实施方式中说明的公式(4)，确定驱动马达52的前馈输出。
如前面公式(4)所示，通过自动附加对应于断坡阻力矩τD的断坡升降转矩τC，即使在断坡升降时也能够提供与平地一样的操纵感觉。即，可以利用与平地相同的操纵操作，进行断坡升降。并且，在断坡升降时，对操纵杆31进行的一定的操纵操作不会导致车辆10出现不必要的加减速。
这样，在本实施方式中，通过理论上赋予前馈输出，可以实现更高精度的控制，但根据需要，也可以省略前馈输出。此时，通过反馈控制，伴随着稳态误差，可以间接地赋予接近前馈输出的值。并且，上述稳态误差可以通过采用积分增益来降低。
接着，主控制ECU21确定促动器的反馈输出(步骤S5-12)。此时，根据各目标值与实际的状态量之间的偏差，利用下面的公式(10)，确定驱动马达52的反馈输出。
(数学式9) 驱动马达52的反馈输出τW，FB由下面公式(10)表示。
...公式(10) 在这里，KW1～KW4为反馈增益，作为其值，例如预先设定为最佳调节器的值。其中，＊表示目标值。
另外，也可以导入滑动模式控制等的非线性的反馈控制。并且，作为更加简单的控制，也可以将除了KW2和KW3之外的反馈增益中的几个设定为0。为了消除稳态误差，也可以导入积分增益。
最后，主控制ECU21对各要素控制系统赋予指令值(步骤S5-13)。此时，主控制ECU21将如上所述地确定的前馈输出与反馈输出之和作为驱动转矩指令值，发送到驱动轮控制ECU22。
这样，在本实施方式中，向断坡的上坡方向倾斜车身，从而在断坡升降时保持平衡。因此，可以适用于没有使搭乘部14移动的移动机构的倒立型车辆，可以简化结构和控制系统，在廉价且轻量的倒立型车辆中也能够实现断坡的升降。
接着，说明本发明第3实施方式。其中，与第1和第2实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1和第2实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图18是表示本发明第3实施方式的车辆的结构的概略图，是表示在断坡前检测断坡的状态的图，图19是表示本发明第3实施方式的车辆的断坡升降的动作的概略图，图20是表示本发明第3实施方式的车辆的控制系统的结构的方框图。其中，图18中的(b)是(a)的关键部位放大图。图19中，(a)～(c)表示一系列的动作。
如果在断坡升降动作中对驱动轮12赋予一定的驱动转矩，在升降快结束之前，有时会使车辆10产生不必要的加减速。这是因为在登上断坡时，在车辆10登上断坡的同时断坡阻力矩变小。
因此，在本实施方式中，利用传感器检测车辆10的前进方向的断坡，根据该传感器所检测的断坡的位置和高度以及相当于断坡的升降状态的驱动轮旋转角，改变断坡升降转矩。
所以，在本实施方式中，如图18所示，车辆10具有作为断坡测定传感器的距离传感器71。该距离传感器71例如为利用激光的装置，但也可以是任意种类的传感器。在图18所示的例中，2个距离传感器71相互前后隔开地设置在搭乘部14的下面，各自测定从下面至路面的距离。从各距离传感器71的测定值的变化中，可以检测路面断坡，从而取得所检测的断坡的位置和高度。期望的是，其中1个距离传感器71设置在比驱动轮12接触路面的部位更靠前的位置，另1个距离传感器71设置在比驱动轮12接触路面的部位更靠后的位置。这样，2个距离传感器71在驱动轮12接触路面的部位的相互前后隔开的位置处测定至路面的距离，因此可以测定车辆10的前后的断坡。
并且，如图20所示，车辆10具有包括距离传感器71的断坡测定系统70。距离传感器71在上述2点位置上检测作为至路面的距离的对地距离，并将其发送到主控制ECU21。
这样，在例如登上断坡时，如19所示，随着车辆10上升，改变搭乘部14的移动量、登上断坡所需的驱动转矩等，从而能够进行稳定的车身姿态和行驶的控制。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理。其中，对于行驶及姿态控制处理的概要、状态量的取得处理、目标行驶状态的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理，与上述第1实施方式一样，故省略说明。只对断坡升降转矩的确定处理进行说明。
图21是表示本发明第3实施方式的测定上坡断坡时的几何学条件的图，图22是表示本发明第3实施方式的上坡断坡的断坡升降阻力率的变化的图，图23是表示本发明第3实施方式的测定下坡断坡时的几何学条件的图，图24是表示本发明第3实施方式的下坡断坡的断坡升降阻力率的变化的图，图25是表示本发明第3实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
在断坡升降转矩的确定处理中，主控制ECU21首先取得距离传感器71的测定值(步骤S2-21)。此时，从前后2个距离传感器71取得对地距离的测定值。
接着，主控制ECU21确定断坡的位置和高度(步骤S2-22)。此时，根据从各传感器71取得的对地距离的时间履历、车身倾斜角θ1、搭乘部14的位置，即能动重量部位置λS，确定断坡的位置和高度。
接着，主控制ECU21确定断坡阻力矩τD(步骤S2-23)。此时，利用下面公式(11)，计算断坡阻力矩τD。
...公式(11) 在这里，τD，Max为最大断坡阻力矩，ξ为断坡升降阻力率。
如图21所示，当断坡上升，即为上坡断坡时，最大断坡阻力矩τD，Max和断坡升降阻力率ξ如下面公式(12)和公式(13)所示。其中，在图21中，X为检测断坡时至断坡的距离，H为断坡高度。对于上坡断坡，H大于0。
(数学式10) ...公式(12) ...公式(13) 在这里， 其中，η0为假想上坡角，相当于登上断坡时所需的驱动轮旋转角。并且，θW，S为驱动轮12与断坡接触时的驱动轮旋转角，θW，0为检测到断坡时的驱动轮旋转角。另外，ΔθW为接触断坡以后的驱动轮旋转角，其值在驱动轮12与断坡接触时成为0。
并且，断坡阻力矩τD的值如图22所示进行变化。即，驱动轮12与断坡接触时成为最大值τD，Max，随着登断坡而渐渐减少，登断坡之后成为最小值0。
并且，如图23所示，当断坡下降，即为下坡断坡时，最大断坡阻力矩τD，Max和断坡升降阻力率ξ如下面公式(14)和公式(15)所示。其中，在图23中，X为检测断坡时至断坡的距离，H为断坡高度。对于下坡断坡，H小于0，即为负值。
(数学式11) ...公式(14) ...公式(15) 在这里， 并且，断坡阻力矩τD的值如图24所示进行变化。即，驱动轮12与断坡接触时为最小值0，随着下断坡而渐渐减少，下断坡之后成为最大值τD，Max。
最后，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S2-24)。此时，将推测的断坡阻力矩τD的值作为断坡升降转矩τC的值。即，τC＝τD。
这样，在断坡升降转矩的确定处理中，根据断坡的高度H改变断坡阻力矩τD的大小。即，断坡的高度H的值越大，断坡阻力矩τD的值也越大。
并且，根据车辆10的断坡升降状态改变断坡阻力矩τD的大小。即，从驱动轮旋转角θW推测车辆10的升降状态，改变断坡升降阻力率ξ的值。这样，也可以应对车辆10的速度变化。
具体来说，当为上断坡，即断坡的高度H大于0时，增加驱动轮旋转角θW，并且减少断坡阻力矩τD(断坡升降阻力率ξ)。这是因为随着上断坡，支承车辆10所需的驱动转矩减少的缘故。
另一方面，当为下断坡，即断坡的高度H小于0时，增加驱动轮旋转角θW，并且增加断坡阻力矩τD(断坡升降阻力率ξ)。这是因为随着下断坡，支承车辆10所需的驱动转矩增加的缘故。
这样，可以在断坡升降时稳定地控制车辆10的行驶状态。
并且，本实施方式中，只说明了向位于车辆10前方的断坡前进行驶并突入的情况，但对于向位于车辆10后方的断坡倒退行驶并突入的情况，也可以进行同样的控制。
并且，本实施方式中，说明了在断坡升降动作中不使用距离传感器71的情况，但为了准确地掌握车辆10的断坡升降状态，也可以利用距离传感器71的测定值。这样，即使驱动轮12滑动，也可以进行稳定的控制。
另外，本实施方式中，说明了在确定断坡升降阻力率ξ的确定公式中采用不连续的函数的情况，但也可以采用对不连续部分进行连续修正后的函数。并且，为了防止不连续部分的控制的自激振动或车辆动作的摆动，也可以引入滞后控制(例如，设定2个阈值，根据驱动轮12的旋转方向改变阈值的控制)。
并且，本实施方式中，说明了采用基于非线性的力学模型的确定公式，但为了简化起见，也可以采用近似线性的公式。并且，也可以采用考虑了驱动轮12的变形、滚动摩擦、滑动条件等的更加高度的确定公式。
这样，本实施方式中，利用距离传感器71检测车辆10的前进方向的断坡，根据由该距离传感器71测定的断坡的位置和高度H以及驱动轮旋转角θW，改变断坡升降转矩τC的值。因此，即使在断坡升降时也能够保持车身的倒立姿态。这样，车辆10即使在存在断坡的场所也能够安全且舒适地行驶。
另外，本实施方式中，说明了利用2个距离传感器71检测断坡，测定断坡的位置和高度H的情况，但也可以采用其它装置和方法。例如，也可以利用摄像机取得车辆10的前进方向的图像，通过对所取得的图像进行分析，检测断坡，测定断坡的位置和高度H。并且，也可以例如根据利用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)取得车辆10的位置的车辆位置取得系统和包括有关路面和断坡的信息的地图数据，取得车辆10周围存在的断坡的信息。
接着，说明本发明第4实施方式。另外，与第1至第3实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1至第3实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图26是表示本发明第4实施方式的车辆的断坡升降动作的概略图，图27是表示本发明第4实施方式的最终速度补正系数的变化的图，图28是表示本发明第4实施方式的目标行驶状态的确定处理的动作的流程图。其中，图26(a)表示第1实施方式的动作例，图26(b)表示本实施方式的动作。
当车辆10进行断坡升降时，在进行追加用于升降断坡的驱动转矩的控制动作(以下，称为“断坡升降控制”)中，即使尝试进行车身姿态控制，以利用车身的重力移动产生的重力转矩来抵消所追加的驱动转矩，由于实际动作落后于车身姿态的目标值的急剧变化，因此车身的姿态控制变得不充分，车辆10会出现不需要的加减速，或者车身会出现大幅倾斜。这是因为在作为车身姿态控制的车身倾斜角的控制、搭乘部14的位置控制中，存在相对于目标值设定的时间延迟的缘故。即，由于车身姿态的控制的响应速度小于追加驱动转矩的控制的响应速度，车身姿态的控制会出现不平衡。
本来，虽然能够提高车身姿态的控制的响应速度，但是，如果因此而例如提高搭乘部14的移动速度，就需要作为促动器的高输出的能动重量部马达62，从而会增加车辆10的重量、成本。并且，车身姿态的控制的响应速度过高，会恶化乘员15的乘坐舒适感。
因此，在本实施方式中，在断坡升降中，为了维持一定的车身姿态，根据操纵杆31的操作量，对所确定的车辆加速度的目标值进行补正。具体来说，如图26(b)所示，当上断坡时，从断坡升降开始至结束为止，为了维持一定的车身姿态，减小车辆加速度的目标值，以利用车辆10的减速产生的惯性力来抵消由断坡升降转矩τC作用在车身上的反转矩。即，为了使作为断坡升降所需的断坡升降转矩τC的反作用而作用在车身上的反转矩与伴随车辆10的加减速的惯性力所产生的转矩保持平衡，对车辆加速度的目标值进行补正。
另外，当车辆速度小或断坡高时，由于不能完成断坡升降，因此不对车辆加速度的目标值进行补正。即，如在上述第1实施方式进行说明，并且如图26(a)所示，驱动搭乘部14，使其相对于本体部11沿着车辆前进方向前后移动，以利用搭乘部14的移动产生的重力抵消由断坡升降转矩τC作用在车身上的反转矩。
这样，可以抑制断坡升降时的车身姿态的急剧变化，即使在存在断坡的场所也能够安全且舒适地进行行驶。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理。其中，对于行驶及姿态控制处理的概要、状态量的取得处理、断坡升降转矩的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理，由于与上述第1实施方式一样，故省略说明。在这里，只说明目标行驶姿态的确定处理。
在目标行驶状态的确定处理中，主控制ECU21首先取得操纵操作量(步骤S3-11)。此时，取得乘员15为输入车辆10的加速、减速、转弯、原地旋转、停止、制动等的行驶指令所操作的操纵杆31的操作量。
接着，主控制ECU21根据所取得的操纵杆31的操作量，确定车辆加速度的目标值(步骤S3-12)。此时，根据操纵杆31的操作量、驱动轮旋转角速度、断坡阻力矩，利用下面公式(16)，确定车辆加速度的目标值α＊。
(数学式12) ...公式(16) αd*为对应于所取得的操纵杆31的操作量的车辆加速度的目标值，Δα*为目标车辆加速度补正量，由下面的公式(17)表示。
...公式(17) 在这里，ξVC为最终速度补正系数，根据预测车辆10登上断坡时的车辆速度的值即车辆最终速度预测值Vf，如图27所示进行变化。即，随着车辆最终速度预测值Vf的降低，减小最终速度补正系数ξVC。另外，ξVC＝0意味着不补正车辆加速度的目标值，相当于执行在上述第1实施方式所说明的控制。
具体来说，利用如下公式(18)，设定最终速度补正系数ξVC。
(数学式13) ...公式(18) 其中， 并且，Vf0和Vf1为作为车辆最终速度预测值Vf的第1阈值的低速侧阈值和作为第2阈值的高速侧阈值，为预先设定的预定值。利用如下公式(19)，赋予车辆最终速度预测值Vf。
(数学式14) ...公式(19) 在这里，C1为与惯性有关的参数，V为修正车辆速度，η为假想上坡角，分别利用下列公式(20)、(21)、(22)进行表示。
(数学式15) ...公式(20) ...公式(21) ...公式(22) 在这里，ε为微小常数，是防止上述公式(19)的分母成为0而设定的预定值。
另外，假想上坡角η为结束断坡升降所必须的驱动轮12的旋转角，例如，如图26(b)所示，在驱动轮12与断坡接触的状态下，驱动轮12的圆周面与断坡的接触点处的圆周面切线与路面(水平面)之间的角度等于假想上坡角η。
(数学式16) 另一方面，上述公式(17)中Δα1＊为目标车辆加速度补正量修正值，通过下列公式(23)表示。
...公式(23) 在这里，Δα1＊，Max为目标车辆加速度补正量最大值，是防止出现过强的加速而设定的预定值。并且，Δα0＊为目标车辆加速度补正量基准值，通过下列公式(24)表示。
...公式(24) 最后，主控制ECU21从所确定的车辆加速度的目标值，计算驱动轮旋转角速度的目标值(步骤S3-13)。例如，对车辆加速度的目标值进行时间积分，再除以驱动轮接地半径RW，所得值作为驱动轮旋转角速度的目标值。
并且，在这里，只说明了向位于车辆10的前方的断坡前进行驶进入的情况，但对于向位于车辆10的后方的断坡倒退行驶进入的情况，以及对于下断坡的情况，也可以进行同样的控制。
这样，主控制ECU21在断坡升降时，对车辆加速度的目标值进行补正，以维持一定的车身姿态。
具体来说，为了使作为断坡升降所需的断坡升降转矩的反作用而作用在车身上的反转矩与伴随车辆10的加减速的惯性力所产生的转矩保持平衡，对车辆加速度的目标值进行补正。在前进行驶登上断坡时，为了抵消作为断坡升降转矩的反作用而使车身向后方倾倒的反转矩，使车辆10减速，从而产生使车身向前倾倒的惯性力。此时，作为与断坡升降转矩成比例的函数，设定用于实现适当减速的目标车辆加速度补正量基准值。这样，可以抑制断坡升降时车身姿态(车身的倾斜角，搭乘部14的位置等)的急剧变化，实现稳定且舒适的断坡升降动作。
并且，限制车辆加速度的目标值的补正值，防止过度补正。即，利用预定的最大值即目标车辆加速度补正量最大值，对目标车辆加速度补正量基准值进行限制，从而防止随着自动修正而出现的与乘员15感觉的不一致以及伴随急剧加减速而出现的乘坐舒适感的恶化。
另外，在低速行驶时，限制车辆加速度的目标值的补正量，防止断坡升降的不能完成及折返动作。这样，即使在低速进入断坡时，也能够适当地进行所需的断坡升降控制，实现稳定的断坡升降。
具体来说，最初，利用预测断坡升降结束时的车辆速度的值即车辆最终速度预测值，判断在进行目标车辆加速度补正量修正值进行补正时是否能够完成断坡升降。在这里，根据力学模型，作为对应于驱动轮旋转角速度、断坡阻力矩以及确定固定的车身姿态的目标值的操纵杆31的操作量的车辆加速度的目标值的函数，设定车辆最终速度预测值。这样，可以更准确地预测作为重要的判断要素的车辆最终速度。
当车辆最终速度预测值大于预定的高速侧阈值时，将最终速度补正系数设定为1，进行补偿。即，判断车辆速度大幅降低而导致断坡升降的不能完成或折返动作的可能性低，因此通过使车辆减速，可以在不改变车身姿态的前提下，在稳定的状态下登上断坡。
另一方面，当车辆最终速度预测值小于预定的低速侧阈值时，将最终速度补正系数设定为0，进行补正。即，判断车辆速度大幅降低而导致断坡升降的不能完成或折返动作的可能性高，因此通过改变车身姿态来移动重心，可以在不改变行驶状态的前提下，在稳定的状态下登上断坡。
并且，当车辆最终速度预测值处于高速侧阈值与低速侧阈值之间时，利用线性插补的函数，赋予最终速度补正系数，从而防止伴随控制切换而出现的行驶状态、车身姿态的急剧变化，防止在阈值附近出现周期性地切换的振动。
利用上述方法，可以简单地实现考虑了车辆速度和断坡高度(断坡阻力矩的大小)的适度补正。
另外，本实施方式中，说明了当车辆最终速度预测值大于预定的高速侧阈值时，将最终速度补正系数设定为1，以维持一定的车身姿态的控制，即进行使车身姿态优先的控制的例子，但也可以将最终速度补正系数设定为小于1的值，以在某种程度同时考虑车身姿态和车辆行驶状态。并且，也可以在作为操纵装置的操纵杆31上设置参数调整装置，以让乘员15自身能够调整最终速度补正系数的值。
另外，本实施方式中，说明了通过将车辆最终速度预测值与预定的高速侧阈值和低速侧阈值进行比较，从而判断是否可以进行补正的例子，但也可以根据当前时间点的车辆速度与车辆最终速度预测值的差分、比率或者其它指标，来判断是否可以进行补正。
另外，本实施方式中，说明了根据驱动轮旋转角速度的测定值来预测车辆最终速度的例子，但也可以根据驱动轮旋转角速度的目标值来预测车辆最终速度。这样，可以防止伴随外部扰动等的驱动轮旋转角速度的微小振动对控制的影响，实现更加稳定的断坡升降控制。
另外，本实施方式中，说明了利用非线性的函数确定车辆最终速度预测值和假想上坡角的例子，但也可以通过采用近似该非线性的函数的线性函数，简化计算。并且，也可以适用映象形式的非线性的函数。
另外，本实施方式中，说明了利用断坡阻力矩的推测值推测断坡高度，根据其值预测车辆最终速度的例子，但也可以如上述第3实施方式说明的那样，采用距离传感器71等断坡测定传感器，根据该断坡测定传感器的测定结果，进行控制。
接着，说明本发明第5实施方式。另外，与第1至第4实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1至第4实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图29是表示本发明第5实施方式的搭乘意图推测映象，即车辆加速度的目标值和驱动轮旋转角速度的阈值的图，图30是表示本发明第5实施方式的车辆的行驶及姿态控制处理的动作的流程图，图31是表示本发明第5实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
在如下的(a)～(c)的情况中，禁止进行追加用于升降断坡的驱动转矩的控制动作(以下，称为“断坡升降控制”)，即不进行该动作更为合适。
(a)在驱动轮12与上坡断坡接触的状态下，车辆10停止，乘员15也没有操作操纵杆31的情况此时，乘员15的操纵意图很可能是维持车辆10的停止状态。
(b)在较低的车辆速度下，驱动轮12与上坡断坡接触，乘员15通过操纵杆31的操作，输入表示制动的行驶指令的情况此时，乘员15的操纵意图很可能是让车辆10与断坡接触并停止。
(c)乘员15通过操纵杆31的操作，输入表示紧急制动的行驶指令的情况此时，乘员15的操纵意图很可能是让车辆10与断坡接触并停止或者至少在短的制动距离中使车辆10停止。
并且，在如下的(d)和(e)的情况中，进行断坡升降控制更为合适。
(d)在较高的车辆速度下，驱动轮12与上坡断坡接触，乘员15通过操纵杆31的操作，输入表示制动的行驶指令的情况此时，很可能乘员15认为不能让车辆10与断坡接触并停止，或者希望在通过断坡后再让车辆10停止。
(e)车辆10进入下坡断坡的情况此时，如果不追加用于断坡升降的驱动转矩，从断坡落地时，受到冲击，乘员15很可能感到不舒服。
因此，在本实施方式中，根据车辆10的行驶状态和行驶指令推测乘员15的操纵意图，根据该所推测的操纵意图，选择进行或者禁止断坡升降控制。即，作为车辆控制装置的控制ECU20具有推测乘员15的操纵意图的操纵意图推测机构，根据该所推测的操纵意图，选择进行或者禁止断坡升降控制。具体来说，上述操纵意图推测机构考虑作为车辆10的行驶状态的车辆速度(驱动轮旋转角速度)、根据作为行驶指令的操纵杆31的操作量所确定的车辆加速度的目标值以及相当于断坡高度的断坡阻力矩，推测乘员15的操纵意图，选择进行或禁止断坡升降控制。
操纵意图推测机构在进入上坡断坡时，如果车辆速度和车辆加速度的目标值满足预定条件，则推测操纵意图是禁止断坡升降控制，如果车辆速度和车辆加速度的目标值不满足预定条件，则推测操纵意图是进行断坡升降控制。
详细地说，当车辆10处于停止状态，车辆加速度的目标值是0或者是表示停止指令的值时，不进行断坡升降控制。并且，当以较低的车辆速度进入上坡断坡，车辆加速度的目标值是表示制动指令的值时，不进行断坡升降控制。另一方面，当以较高的车辆速度进入上坡断坡时，即使车辆加速度的目标值是表示制动指令的值，也进行断坡升降控制。并且，当车辆加速度的目标值是表示紧急制动指令的值时，即使车辆速度高，也不进行断坡升降控制。另外，在进入下坡断坡时，不管车辆速度和车辆加速度的目标值如何，都进行断坡升降控制。
这样，可以准确地推测乘员15的操纵意图，适当地进行断坡升降控制。所以，可以提供在即使存在断坡时也能够按照乘员15的意愿进行操纵的倒立型车辆。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理的概要。
在行驶及姿态控制处理中，主控制ECU21首先取得表示车辆10的动作状态的状态量(步骤S11)。利用各传感器，即驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41和能动重量部传感器61，取得驱动轮12的旋转状态、车身的倾斜状态和搭乘部14的移动状态。
接着，控制ECU20进行目标行驶状态的确定处理(步骤S12)，根据操纵杆31的操作量，确定车辆10的加速度的目标值和驱动轮12的旋转角速度的目标值。
接着，控制ECU20进行断坡升降转矩的确定处理(步骤S13)，根据在状态量的取得处理所取得的状态量，即驱动轮12的旋转状态、车身的倾斜状态、搭乘部14的移动状态和各促动器的输出值，即驱动马达52和/或能动重量部马达62的输出值，利用观察器推测断坡升降转矩，另外，根据在目标行驶状态的确定处理所确定的车辆10的加速度的目标值、驱动轮12的旋转角速度等，确定断坡升降转矩。
接着，控制ECU20进行目标车身姿态的确定处理(步骤S14)，根据由断坡升降转矩的确定处理所确定的断坡升降转矩和由目标行驶状态的确定处理所确定的车辆10的加速度的目标值，确定车身姿态的目标值，即车身倾斜角和能动重量部位置的目标值。
最后，控制ECU20进行促动器输出的确定处理(步骤S15)，根据由状态量的取得处理所取得的各状态量、由目标行驶状态的确定处理所确定的目标行驶状态、由断坡升降转矩的确定处理所确定的断坡升降转矩以及由目标车身姿态的确定处理所确定的目标车身姿态，确定各促动器的输出，即驱动马达52和能动重量部马达62的输出。
接着，详细说明本实施方式的断坡升降转矩的确定处理。其中，对于状态量的取得处理、目标行驶状态的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理，由于与上述第1实施方式一样，故省略说明。
在断坡升降转矩的确定处理，主控制ECU21首先推测断坡阻力矩τD(步骤S13-1)。此时，与上述第1实施方式一样，根据由状态量的取得处理所取得的各状态量和由上次(前一个时间步骤)的行驶及姿态控制处理的促动器输出的确定处理所确定的各促动器的输出，利用上述公式(1)，推测断坡阻力矩τD。
接着，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S13-2)。此时，根据断坡阻力矩τD、车辆加速度的目标值和驱动轮旋转角速度，利用下面的公式(25)，确定断坡升降转矩τC。
τC＝ρτD...公式(25) 在这里，ρ为断坡升降转矩率，利用下面公式(26)表示。
(数学式17) ...公式(26) 其中，LPF(＊；TLPF)是时间常数为TLPF的低通滤波器。上述时间常数为预先设定的预定值。
并且，

为断坡升降转矩率指定值。
另外，上述低通滤波器具有当断坡升降转矩率指定值

在0与1之间切换时能够避免上述断坡升降转矩τC的随时间的不连续变化的效果。这样，可以防止行驶状态、车身姿态的急剧变化、和断坡升降转矩率指定值

在切换边界处的控制切换出现连续而周期性地循环的现象。
断坡升降转矩率指定值

利用下面公式(27)表示。
(数学式18) ...公式(27) 在这里，

表示上坡断坡的情况，

表示下坡断坡的情况。然后，所谓

断坡升降转矩率指定值

为1，意味着在下坡断坡时，与操纵意图，即车辆加速度的目标值α＊无关，总是进行断坡升降控制。
并且，

为操纵意图判断值，利用下面的公式(28)表示。
(数学式19) ...公式(28) 这样，操纵意图判断值

根据反映操纵杆31的操纵量的车辆加速度的目标值α＊的大小，如图29所示进行变化。
另外，α＊sh，l的α＊sh，h的为设定

范围的目标车辆加速度下限阈值和目标车辆加速度上限阈值，利用下面的公式(29)及(30)表示，如图29所示进行变化。
(数学式20) ...公式(29) ...公式(30) 其中，。
(数学式21) 在这里，α＊sh1是目标车辆加速度第1阈值，为预先设定的预定值，表示车辆停止时禁止断坡升降控制的车辆加速度上限值。α＊sh2是目标车辆加速度第2阈值，为预先设定的预定值，表示车辆制动时进行断坡升降控制的减速度上限基准值。并且，

为驱动轮旋转角速度第1阈值，为预先设定的预定值，表示车辆停止判断的驱动轮旋转角速度上限值。另外，

为驱动轮旋转角速度第2阈值，为根据断坡阻力矩τD变化的变数，表示再进行断坡升降控制的驱动轮旋转角速度下限值。另外，

是目标车辆加速度第2阈值增加特性常数，为预先设定的预定值。
(数学式22) 驱动轮旋转角速度第2阈值

由下面公式(31)表示。
...公式(31) 在这里，

为惯性登上断坡的最低驱动轮旋转角速度，由下面公式(32)表示。
...公式(32) 并且，η为假想上坡角，由下面公式(33)表示。
...公式(33) 这样，主控制ECU21当推测乘员15不希望登上断坡，即操纵意图为不进行断坡升降控制时，禁止，即不进行断坡升降控制。
具体来说，根据由乘员15对操纵杆31的操作量所确定的车辆加速度的目标值、表示车辆10的动作状态的驱动轮旋转角速度、相当于断坡高度的断坡阻力矩的推测值，判断乘员15是否希望车辆10登上断坡。
此时，通过断坡阻力矩的推测值与断坡升降转矩率的乘积，切换进行或不进行断坡升降控制。并且，通过对断坡升降转矩率指定值施加低通滤波，在进行或不进行断坡升降控制之间平滑地切换。这样，可以适当地判断乘员15的操纵意图，只在乘员15希望车辆10登上断坡时才进行断坡升降控制。
在车辆10处于停止状态，乘员15没有进行对应于车辆加速度的目标值的输入的操纵操作时，不进行断坡升降控制。此时，相当于上述(a)的情况，在图29的操纵意图判断映象中，相当于驱动轮旋转角速度与目标车辆加速度的条件的点，处在包括原点的长方形的剖面线区域中。即，满足驱动轮旋转角速度的绝对值小于预定的驱动轮旋转角速度第1阈值、且车辆加速度的目标值的绝对值小于预定的目标车辆加速度第1阈值的条件。此时，判断乘员15不希望车辆10登上断坡，操纵意图判断值为0。这样，在驱动轮12与上坡断坡接触的状态下，车辆10处于停止时，能够稳定地保持车辆10的停止状态，乘员15可以防止不希望的登断坡动作。
并且，当车辆10的断坡进入速度低，乘员15作为行驶指令输入制动时，即请求制动时，不进行断坡升降控制。此时，相当于上述(b)的情况，在图29的操纵意图判断映象中，相当于驱动轮旋转角速度与目标车辆加速度的条件的点，处在包括上述原点的长方形的右邻和左邻的剖面线区域中。即，在进入断坡的方向上，满足驱动轮旋转角速度的绝对值小于驱动轮旋转角速度第2阈值、且车辆加速度的目标值的绝对值小于0的条件。
此时，判断乘员15希望利用断坡使车辆10制动或停止，操纵意图判断值为0。上述右邻和左邻的剖面线区域包括了在驱动轮旋转角速度大于驱动轮旋转角速度第1阈值且小于驱动轮旋转角速度第2阈值的范围内、通过从目标车辆加速度第1阈值到0线性地减少目标车辆加速度上限阈值所设定的、对于乘员15的微小加速度请求将操纵意图判断值设定为0的区域。这样，可以适当地判断乘员15的通过使驱动轮12与断坡接触从而使车辆10停止的动作、通过登上断坡而进行减速的动作的操纵意图，从而能够容易地实现上述动作。
另外，当车辆10的断坡进入速度高，乘员15作为行驶指令输入缓慢制动时，即请求缓慢制动时，进行断坡升降控制。此时，相当于上述(d)的情况，在图29的操纵意图判断映象中，相当于驱动轮旋转角速度与目标车辆加速度的条件的点，处在上述右邻的剖面线区域更右侧的车辆加速度的目标值为负的没有剖面线的区域中，或者处在上述左邻的剖面线区域更左侧的车辆加速度的目标值为负的没有剖面线的区域中。即，在进入断坡的方向上，满足驱动轮旋转角速度大于驱动轮旋转角速度第2阈值，且车辆加速度的目标值大于负的目标车辆加速度上限阈值的条件。
此时，判断乘员15希望登上断坡或容许登上断坡，将操纵意图判断值设为1。上述车辆加速度的目标值为负的没有剖面线区域包括了在驱动轮旋转角速度大于驱动轮旋转角速度第2阈值的范围内、通过从0到目标车辆加速度第2阈值利用渐进的指数函数减少目标车辆加速度上限阈值所设定的区域。即，随着乘员15请求的目标减速度的增大，增大进行断坡升降控制的阈值，即判断操纵意图判断值为1的驱动轮旋转角速度的阈值。这样，车辆速度越高，越是判断在登上断坡后使车辆10停止，从而可以适当地判断乘员15的操纵操作，能够容易且稳定地实现上述动作。
另外，随着登上断坡的高度增加，增大进行断坡升降控制的车辆速度的阈值。即，随着断坡阻力矩的推测值增大，提高用于切换高速行驶时操纵意图判断值的阈值即驱动轮旋转角速度第2阈值，从而可以防止车辆10在登上高断坡时出现不自然的动作。除此之外，根据车辆10能够利用惯性(不利用驱动转矩)登上断坡的最低车辆速度即惯性登上断坡的最低驱动轮旋转角速度，确定驱动轮旋转角速度第2阈值，从而使得车辆10的动作更加自然。这样，可以适当地判断乘员15的考虑了断坡高度的操纵意图，从而能够容易地实现上述动作。
另外，当乘员15请求紧急制动时，无论车辆10的进入断坡速度如何，都不进行断坡升降控制。此时，相当于上述(c)的情况，在图29的操纵意图判断映象中，相当于驱动轮旋转角速度与目标车辆加速度的条件的点，处在2条单点划线的外侧的剖面线区域中。即，在进入断坡的方向上，满足驱动轮旋转角速度大于驱动轮旋转角速度第1阈值，且车辆加速度的目标值低于负的目标车辆加速度第2阈值的条件。
此时，设定操纵意图判断值为0，不进行追加驱动转矩的断坡升降控制。这样，可以适当地判断乘员15的关于车辆10的紧急制动或者拒绝登上断坡的操纵意图，从而可以进行帮助实现该动作的控制。
另外，在滚下断坡时，一定进行断坡升降控制。此时，相当于上述(e)的情况。即，当驱动轮旋转角速度的正负与断坡阻力矩的正负不同时，判断车辆10处于滚下断坡的状态，从而将断坡升降转矩率指定值设定为1。此时，与利用滚下断坡时的车辆加速度增加相比，优先缓和滚下断坡时产生的冲击，从而可以提高乘坐舒适感。
另外，在本实施方式中，说明了通过对断坡升降转矩率指定值施加低通滤波，平滑地切换进行或不进行断坡升降控制的例子，如果与平滑切换相比更重视响应性，也可以不对断坡升降转矩率指定值施加低通滤波。并且，也可以在图29的操纵意图判断映象中如曲线所示的表示车辆加速度的目标值与驱动轮旋转角速度的函数即目标车辆加速度上限阈值和目标车辆加速度下限阈值之间，设置过渡区域。即，在图29中，利用具有预定宽度的带状区域替换断坡升降转矩率指定值从0到1切换的曲线，在该带状区域，使断坡升降转矩率指定值从0到1线性变化。这样，可以在某种程度上同时实现切换时的平滑性和对于乘员15的操作量的变化的响应性。
另外，在本实施方式中，对于前方的上坡断坡接触时的制动请求所禁止的断坡升降控制，在车辆10停止之前，有时会再次进行这一断坡升降控制。例如，在满足驱动轮旋转角速度大于驱动轮旋转角速度第1阈值、小于驱动轮旋转角速度第2阈值的条件的状态下，如果将车辆加速度的目标值维持在低于负的目标车辆加速度第1阈值的一定值，当驱动轮旋转角速度小于驱动轮旋转角速度第1阈值时，断坡升降转矩率指定值从0到1进行变化。因此，为了解决这种问题，也可以考虑车辆加速度的目标值和驱动轮旋转角速度的变化方向，确定断坡升降转矩率指定值。例如，在驱动轮旋转角速度大于0小于驱动轮旋转角速度第1阈值、且车辆加速度的目标值小于负的目标车辆加速度第1阈值的区域内，如果是由于车辆加速度的目标值的变化引起的，则从0到1切换断坡升降转矩率指定值，如果是由于驱动轮旋转角速度的变化引起的，则将断坡升降转矩率指定值维持为0，从而可以防止不必要地再次进行断坡升降控制。
另外，在本实施方式中，说明了根据驱动轮旋转角速度的测定值切换进行或禁止断坡升降控制的例子，但也可以根据驱动轮旋转角速度的目标值切换进行或禁止断坡升降控制。这样，可以防止伴随外部扰动等的驱动轮旋转角速度的微小振动对切换进行和禁止断坡升降控制的影响，实现更加稳定的断坡升降控制。
另外，在本实施方式中，说明了利用非线性的函数确定车辆加速度的目标值的阈值的一部分或惯性登上断坡的最低驱动轮旋转角速度的例子，但也可以通过采用近似该非线性的函数的线性函数，简化计算。并且，也可以采用映象形式的非线性的函数。
另外，在本实施方式中，说明了设想各种乘员15的操纵意图，在进行或禁止断坡升降控制之间进行切换的例子，但也可以根据使用车辆10的用途、条件等，来排除一些切换。例如，当只在低速进行行驶时，也可以不进行高速下进入断坡时的断坡升降控制，在请求制动时，总是禁止断坡升降控制。
另外，在本实施方式中，说明了根据断坡阻力矩的推测值推测断坡的上下坡以及高度，根据该值切换断坡升降控制的进行和禁止的例子，但也可以如上述第3实施方式说明的那样，利用距离传感器71等断坡测定传感器，根据该断坡测定传感器的测定结果，在进行和禁止断坡升降控制之间进行切换。
另外，在本实施方式中，说明了根据对应乘员15对操纵杆31的操作量的车辆加速度的目标值推测乘员15的操纵意图的例子，但在操纵杆31的操作量与车辆速度的目标值相对应的情况下，可以将车辆加速度的目标值置换为车辆速度的目标值，也可以置换为车辆速度的目标值的时间差分。并且，也可以根据操纵杆31的操作量本身来推测乘员15的操纵意图。例如，在车辆10上设置作为操纵装置的加速踏板和制动踏板，根据各踏板的踏下量和驱动轮旋转加速度，在进行或禁止断坡升降控制之间进行切换。另外，也可以设置乘员15切换行驶状态和停止状态的开关，利用该开关的操作状态，选择车辆停止时的禁止断坡升降控制。
接着，说明本发明第6实施方式。其中，与第1至第5实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1至第5实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图32是表示本发明第6实施方式的曲率补正系数的变化的图，图33是表示本发明第6实施方式的速度补正系数的变化的图，图34是说明本发明第6实施方式的断坡阻力矩的补正的图，图35是表示本发明第6实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
在推测断坡阻力矩τD时，以及基于所推测的断坡阻力矩τD控制车辆10的行驶和姿态时，有时会出现延迟。这是由于为了除去驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41、能动重量部传感器61等传感器的测定值的噪声引起的断坡阻力矩τD的推测值的噪声而使用低通滤波器，或者为了取得断坡阻力矩τD的推测计算所需的加速度而进行后退差分计算的缘故。尤其是突入断坡的车辆10的速度高时，延迟的影响会显著出现。如果出现这种延迟，车辆10会出现不必要的加减速，或者车身会出现较大的倾斜，从而恶化乘坐舒适感。
在这里，在本实施方式中，根据断坡阻力矩τD的推测值和该推测值的时间变化率，将上述推测值补正为稍稍未来时刻的值。具体来说，利用线性外插，补正为作为稍稍未来时刻的推测值的值。并且，推测值的时间变化率和曲率(时间变化加速度)的正负不同时，则不进行补正。另外，随着驱动轮12的旋转速度的绝对值的增大，增大上述推测值的补正值。
这样，在升降断坡时，能够使车辆10的行驶状态、车身的姿态更加稳定。并且，即使突入断坡的车辆10的速度高，也能够进行稳定的断坡升降动作。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理。其中，对于行驶及姿态控制处理的概要、状态量的取得处理、目标行驶状态的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理，由于与上述第1实施方式一样，故省略说明。只对断坡升降转矩的确定处理进行说明。
在断坡升降转矩的确定处理中，主控制ECU21首先推测断坡阻力矩τD(步骤S2-31)。此时，与上述第1实施方式一样，根据由状态量的取得处理所取得的各状态量和由上次(前一个时间步骤)的行驶及姿态控制处理的促动器输出的确定处理所确定的各促动器的输出，推测断坡阻力矩τD。
接着，主控制ECU21对断坡阻力矩τD进行补正(步骤S2-32)。此时，根据断坡阻力矩τD的时间履历和驱动轮12的旋转角速度

利用下面的公式(34)，补正断坡阻力矩τD的推测值。
(数学式23) ...公式(34) 在这里，τD为补正前的断坡阻力矩推测值，

为补正后的断坡阻力矩推测值。
并且，Δtf为表示稍稍未来的时间刻度，赋予预定的值。
ξCC为曲率补正系数，利用下面公式(35)表示，如图32所示进行变化。
(数学式24) ...公式(35) 在这里， 另外，γ为无因次曲率，γ0为无因次曲率阈值。并且，

为时间变化率，

为曲率(时间变化加速度)， ε为防止零除的微小值，赋予预定的值。
另外，Δtb为差分计算的时间刻度。时间刻度Δtf和Δtb以例如低通滤波器的时间常数TLPF为基准，设定满足下面的公式(36)的值。
Δtf≤TLPF≤Δtb...公式(36) 另外，ξVC为速度补正系数，利用下面的公式(37)表示，如图33所示进行变化。
(数学式25) ...公式(37) 在这里，

另外，V为车辆速度，V0为车辆速度阈值。
这样，断坡阻力矩τD根据该断坡阻力矩τD的推测值和该推测值的时间变化率τD’，将上述推测值补正为稍稍未来时刻取得的值。具体来说，如图34所示，利用线性外插，预测稍稍未来时刻的推测值。此时，如上述公式(36)所示，与计算推测值时的低通滤波器的时间常数相比，通过增大求得时间变化率的差分计算的时间刻度，减小线性外插的时间刻度，从而确保控制的稳定性以及一贯性。这样，通过适当地预测未来时刻的值，可以降低推测延迟造成的影响。
当推测值的时间变化率τD’的正负与曲率τD”的正负不同时，即二者的乘积为负时，不进行补正。即，如上述公式(35)和图32所示，当γ小于0时，将曲率补正系数ξCC设定为0，不进行补正。为了消除上述乘积的正负反转时的不连续性，赋予连续的补正函数。这样，可以防止线性外插的过大补正，可进行适当的推测和控制。
并且，随着驱动轮12的旋转角速度

的绝对值增大，即随着车辆速度V的绝对值的增大，增加推测值的补正量。此时，在驱动轮12的旋转角速度

的绝对值处于预定的阈值范围内时，赋予与该值成比例的补正函数。即，如上述公式(37)和图33所示，在车辆速度V的绝对值小于车辆速度阈值V0的范围时，随着车辆速度V的绝对值的增大，增加速度补正系数ξVC。这样，伴随车辆速度V的增加，推测延迟的实质影响增加，与此对应，可以确定适当的补正量。
接着，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S2-33)。此时，将推测的断坡阻力矩τD的值作为断坡升降转矩τC。即，τC＝τD。
这样，在断坡升降时，可以更加稳定地控制车辆10的行驶状态和车身姿态。
另外，在本实施方式中，只说明了利用线性外插，即1次外插来预测未来时刻的值的情况，但也可以利用更高次的外插来确定补正量。
并且，在本实施方式中，只说明了与断坡阻力矩τD的推测值的大小无关地进行补正的情况，但也可以当上述推测值的绝对值大于预定的阈值时才进行补正，从而只对断坡进行适当的补正。
这样，在本实施方式中，将该断坡阻力矩τD的推测值补正为根据该推测值的时间变化率预测的未来时刻的值。所以，在断坡升降时，车辆10的行驶状态、车身姿态更加稳定。尤其是即使突入断坡的车辆10的速度高，也能够进行稳定的断坡升降动作。这样，车辆10在断坡升降时，可以更加安全且舒适地行驶。
接着，说明本发明第7实施方式。其中，与第1至第6实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1至第6实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图36是说明本发明第7实施方式的断坡阻力矩的修正的图，图37是表示本发明第7实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
即使推测断坡阻力矩τD后再进行控制，有时会由于推测值的微小变动而使车辆速度、车身姿态出现振动。例如，不仅有路面的微小凹凸，还由于车辆10受到风等外部扰动，以及由于驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41、能动重量部传感器61等传感器的测定值的噪声等断坡以外的因素，有时在断坡阻力矩τD的推测值中会出现微小变动。并且，当利用基于断坡阻力矩τD的推测值的断坡升降状态的判断来切换控制时，与推测值的微小变动相对应，频繁切换判断结果和控制，其结果，车辆速度、车身姿态有可能出现较大的振动。另一方面，如果利用低通滤波器除去推测值的变动的高频成分，在断坡升降时，在推测断坡阻力矩τD时，以及根据所推测的断坡阻力矩τD控制车辆10的行驶和姿态时，有时会出现延迟。其结果，会恶化乘员15的乘坐舒适感。
并且，有时即使在断坡升降以外时，也会总是进行用于断坡升降的控制，从而可能影响其它的控制。因此进行控制系统的设计或调整，会需要更多的劳力。
因此，在本实施方式中，当断坡阻力矩τD的推测值的绝对值小于预定的阈值时，不赋予断坡升降转矩τC。
这样，在通常行驶时的车辆速度、车身姿态中不会出现振动。并且，不论在断坡升降时，还是在平地行驶时，都能够舒适地进行行驶。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理。其中，对于行驶及姿态控制处理的概要、状态量的取得处理、目标行驶状态的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理，由于与上述第1实施方式一样，故省略说明。只对断坡升降转矩的确定处理进行说明。
在断坡升降转矩的确定处理中，主控制ECU21首先推测断坡阻力矩τD(步骤S2-41)。此时，与上述第1实施方式一样，根据由状态量的取得处理所取得的各状态量和由上次(前一时间个步骤)的行驶及姿态控制处理的促动器输出的确定处理所确定的各促动器的输出，推测断坡阻力矩τD。
接着，主控制ECU21修正断坡阻力矩τD(步骤S2-42)。此时，根据预定的不灵敏区阈值，利用下面的公式(38)，修正断坡阻力矩τD的推测值。
(数学式26) ...公式(38) 在这里，τD为补正前的断坡阻力矩推测值，

为补正后的断坡阻力矩的推测值。
并且，ξSE为灵敏度，利用下面的公式(39)表示。
(数学式27) ...公式(39) 在这里，τD0，Max和τD0，Min为不灵敏区阈值的上限值和下限值，τD0，Max＝τD0，τD0，Min＝-τD0。另外，τD0＝MgRWsinηRough，且
并且，ΔτD，Trans是表示超过阈值时让灵敏度ξSE接近1的程度的常数，赋予预定的值。
另外，HRough为路面的最大凹凸高度，是考虑到凹凸不平的道路时的设想值。
这样，当断坡阻力矩τD的推测值的绝对值小时，将其值修正为0。具体来说，如图36所示，修正断坡阻力矩τD的推测值。
即，当断坡阻力矩τD的推测值处于不灵敏区阈值的上限值与下限值之间的内侧时，设定推测值为0。这样，可以忽视小的断坡阻力矩τD的推测值的变动，防止车辆速度、车身姿态的振动。
并且，当断坡阻力矩τD的推测值处于不灵敏区阈值的上限值与下限值之间的外侧时，使用原来的推测值。这样，将较大的断坡阻力矩τD的推测值的变动看作断坡，从而可以进行适当的控制。
另外，消除不灵敏区阈值前后的断坡阻力矩τD的推测值的不连续，使之连续变化。这样，可以缓和在不灵敏区阈值上的不连续过渡时对车辆速度、车身姿态的冲击，并且可以防止在不灵敏区阈值附近的反复过渡导致的车辆速度、车身姿态的振动。
并且，在本实施方式中，不需要提高低通滤波器的时间常数，因此减小了控制延迟。
最后，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S2-43)。此时，将修正后的断坡阻力矩

的值作为断坡升降转矩τC。即，
另外，在本实施方式中，说明了根据设想的路面凹凸高度将不灵敏区阈值设定为预定值的情况，但也可以考虑驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41、能动重量部传感器61等传感器的测定值的噪声成分等其它因素来进行这一设定。
另外，在本实施方式中，说明了通过使灵敏度ξSE按照指数函数方式接近ξSE＝1、从而同时实现平滑性和收敛性的情况，但也可以采用比上述更简单的函数。例如，通过组合多个线性函数，也可以实现同样的函数。并且，也可以采用更加复杂的函数。例如，也可以导入消除导函数(灵敏度的增加率)的不连续的函数。
这样，在本实施方式中，当断坡阻力矩τD的推测值的绝对值小于预定的阈值时，不赋予断坡升降转矩τC。这样，在通常行驶时的车辆速度、车身姿态中不会出现振动。由此，不论在断坡升降时，还是在平地行驶时，都能够舒适地进行行驶。
接着，说明本发明第8实施方式。另外，与第1至第7实施方式相同的结构采用相同标号，故省略其说明。并且，对于与上述第1至第7实施方式相同的动作和相同的效果，省略其说明。
图38是说明本发明第8实施方式的断坡升降转矩不灵敏区阈值的补正的图，图39是表示本发明第8实施方式的断坡升降转矩的确定处理的动作的流程图。
如果象上述第7实施方式说明的那样增大不灵敏区阈值，则不能够检测较低的断坡。这样，在升降较低的断坡时，车辆速度、车身姿态会发生较大变化，从而使得乘坐舒适感恶化。
并且，断坡阻力矩τD的推测值的变动幅度随着路面状态而不同。例如，在室内的光滑地面上，上述推测值的变动幅度就小。并且，例如，在沙石道等具有连续的小凹凸的路面上，上述推测值的变动幅度就大。所以，如果减小不灵敏区阈值，当在具有连续的小凹凸的路面上行驶时，会频换进行控制切换，由此引起车辆速度、车身姿态的振动。
另外，驱动轮传感器51、车身倾斜传感器41、能动重量部传感器61等传感器的测定值的噪声成分也会因马达、反相器等的动作状态而发生变化。
因此，在本实施方式中，关注从预定时间之前的时刻到当前为止的断坡阻力矩τD的推测值的时间履历，根据其中所包含的极值的统计学特性量，确定不灵敏区阈值。具体来说，将平均值加上标准偏差乘以N倍后的值，作为不灵敏区阈值的上限值，将平均值减去标准偏差乘以N倍后的值，作为不灵敏区阈值的下限值。
这样，与路面状态的变化等相对应，将断坡阻力矩τD的推测值的不灵敏区阈值自动调整到适当的值，从而不论在何时何地，都可以舒适地进行行驶。
接着，详细说明本实施方式的行驶及姿态控制处理。其中，对于行驶及姿态控制处理的概要、状态量的取得处理、目标行驶状态的确定处理、目标车身姿态的确定处理和促动器输出的确定处理，由于与上述第1实施方式一样，故省略说明。只对断坡升降转矩的确定处理进行说明。
在断坡升降转矩的确定处理中，主控制ECU21首先推测断坡阻力矩τD(步骤S2-51)。此时，与上述第1实施方式一样，根据由状态量的取得处理中所取得的各状态量和在上次(前一个时间步骤)的行驶及姿态控制处理的促动器输出的确定处理所确定的各促动器的输出，推测断坡阻力矩τD。
接着，主控制ECU21确定断坡阻力矩τD的不灵敏区阈值(步骤S2-52)。此时，利用下面的公式(40)及(41)，确定不灵敏区阈值的上限值τD0，Max和下限值τD0，Min。另外，在图38中，表示从预定时间之前的时刻到当前为止的断坡阻力矩τD的推测值的时间履历的例子，而且，表示其中所包含的极值(图示例中6个)。
(数学式28) ...公式(40) ...公式(41) 在这里，mτ为预定时间内存在的极值的平均值，利用下面公式(42)表示。并且，στ为同极值的标准偏差，利用公式(43)表示。
并且，N为作为不灵敏区幅度系数的预定值。例如，N＝2。
...公式(42) ...公式(43) 另外，

为断坡阻力矩τD的推测值的极值，在总数n个极值中当前起第k个的极值。
在图38中，Tref为用于设定距离当前预定时间之前的时刻的参照时间，是考虑极值的时间，且为预定值。即，不考虑从当前时刻起Tref以前的时间履历。
极值的检测方法可以是任意方法，例如，当满足下面公式(44)时，通过判断τD(t1)为极值，可以进行自动检测。
(数学式29) ...公式(44) 该公式(44)在表示在图38所示的时间履历的变化的线上，当在某点的前后出现相反的倾斜时，则判断该点为极值。
这样，对于从预定时间之前的时刻到当前为止的断坡阻力矩τD的推测值的时间履历，根据其中所包含的极值的统计学特性量，确定不灵敏区阈值。此时，作为统计学的特性量，采用平均值和标准偏差。然后，确定阈值时，将由标准偏差所表示的值的偏差假设为常态，将大幅超过该标准偏差的值的偏差作为异常状态，即判断为断坡。
即，当断坡阻力矩τD的推测值与平均值之差显著大于标准偏差(平均偏差)时，将该推测值考虑为断坡。然后，根据该推测值，进行有关断坡的适当的控制。
并且，当断坡阻力矩τD的推测值与平均值之差等于或小于标准偏差时，不将该推测值考虑为断坡。然后，忽视该推测值，以防止车辆速度、车身姿态的振动。
接着，主控制ECU21修正断坡阻力矩τD(步骤S2-53)。此时，根据所确定的不灵敏区阈值，与上述第7实施方式一样，推测断坡阻力矩τD的推测值。
最后，主控制ECU21确定断坡升降转矩τC(步骤S2-54)。此时，将修正的断坡阻力矩

的值作为断坡升降转矩τC的值。即，
另外，在本实施方式中，说明了利用作为统计学的特征量的平均值和标准偏差对推测值的偏差进行评价的情况，但也可以采用更加简单的方法进行评价。例如，在预定的时间履历中，将其中第2大的值和第2小的值判断为通常的偏差的程度，将其作为阈值。并且，也可以作为基于力学根据的更加严密的方法，利用滤波器、模型分析，提取断坡升降时的断坡阻力矩τD的推测值，根据除去该值后的推测值的集合，设定阈值。
并且，在本实施方式中，说明了设想作为阈值的初始值，赋予预先设定的预定值的情况，但也可以存储上一次控制结束时的2个阈值，将该值作为初始值。
这样，在本实施方式中，对于从预定时间之前的时刻到当前为止的断坡阻力矩τD的推测值的时间履历，根据其中所包含的极值的统计学特性量，确定不灵敏区阈值。这样，与路面状态的变化等相对应，将断坡阻力矩τD的推测值的不灵敏区阈值自动调整到适当的值，从而不论在何时何地，都可以舒适地进行行驶。
另外，本发明并不局限于上述实施方式，可以根据本发明的精神进行各种变形，这些变形不能被排除出本发明的范围。
工业实用性 该发明可以适用于利用倒立摆的姿态控制的车辆。
权利要求
1.一种车辆，其特征在于，包括
车身；
能旋转地安装在该车身上的驱动轮；和
车辆控制装置，对赋予该驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制，
当在路面的断坡进行升降时，该车辆控制装置根据该断坡对上述车身的重心位置进行控制。
2.根据权利请求1所述的车辆，其特征在于，上述车辆控制装置改变上述车身的倾斜角，从而对上述车身的重心位置进行控制。
3.根据权利请求1或2所述的车辆，其特征在于，还具有能动重量部，该能动重量部能相对于前进方向前后移动地安装在上述车身上，
上述车辆控制装置移动上述能动重量部，从而对上述车身的重心位置进行控制。
4.根据权利请求1至3中任一项所述的车辆，其特征在于，上述车辆控制装置朝向上述断坡的上坡方向移动上述车身的重心位置。
5.根据权利请求1至4中任一项所述的车辆，其特征在于，上述车辆控制装置对上述驱动轮赋予与上述断坡相对应的驱动转矩，对上述车身的重心位置进行控制，以使该驱动转矩等于上述车身的重心移动所产生的重力转矩的增加量。
6.根据权利请求1至5中任一项所述的车辆，其特征在于，上述车辆控制装置利用观察器推测作为上述断坡的阻力的断坡阻力矩，根据该断坡阻力矩，对上述车身的重心位置进行控制。
7.根据权利请求1至5中任一项所述的车辆，其特征在于，还具有检测上述断坡的传感器，
上述车辆控制装置根据由上述传感器所测定的断坡的测定值，对上述车身的重心位置进行控制。
全文摘要
本发明提供一种车辆，该车辆在升降断坡时对驱动轮赋予适合升降断坡的驱动转矩，并且向断坡的上坡方向移动车身的重心，从而不论是在登断坡时还是在下断坡时，都能够维持稳定的行驶状态和稳定的车身姿态，在存在断坡的场所也能够安全且舒适地行驶。该车辆具有车身、能旋转地安装在该车身上的驱动轮和对于赋予该驱动轮的驱动转矩进行控制而对上述车身的姿态进行控制的车辆控制装置，当在路面的断坡进行升降时，该车辆控制装置根据该断坡对上述车身的重心位置进行控制。
文档编号B62K17/00GK101821122SQ200880111389
公开日2010年9月1日 申请日期2008年12月9日 优先权日2007年12月27日
发明者土井克则 申请人:爱考斯研究株式会社