以下、本発明の車両における好適な実施の� ��態について、図1から図15を参照して詳細に� ��明する。
(1)実施形態の概要
 旋回走行時において、車両の接地荷重中心� ��が両駆動輪間の外側に移動すると、その車� ��は横転する。
 ここで、接地荷重中心点は、車両に作用す� ��遠心力と重力との合力ベクトルFに平行で重 心を通る直線と、地面との交点を表す。この とき、合力ベクトルFの向きは、車両の横方� �加速度によって決定され、さらに、横方向� �速度は,車両の旋回速度と旋回曲率によって� ��定される。
 したがって、旋回性能の限界、すなわち、� ��地荷重中心点の限界位置は、車両の重心位� ��と横方向加速度(旋回速度と旋回曲率)によ� �て決定される。

 本実施形態では、横置き二輪車両の旋回� ��御として、(a)車両重心位置に対応した旋回� ��界値として限界横方向加速度を決定し、(b)� ��乗者の旋回要求から求まる目標横方向加速� ��が、設定した限界横方向加速度を超えてい� ��場合に、旋回走行目標を制限する。

(a)限界横方向加速度(横方向加速度の限界値)� ��決定
 搭乗物(乗員や荷物等)の重心位置を推定し� �これと設計段階で既知である車両の設計重� �位置とから、車両全体の重心位置を推定す� �。
 そして、推定した車両全体の重心位置と車� ��の設計値(両駆動輪11a、11bの間隔等)から、� �界横方向加速度a _lim の値を求める。この、限界横方向加速度a _lim は、車速等の走行状態とは関係なく、求める ことができる。
 なお、重心位置の推定については、荷重計� ��座高計の測定値から、搭乗物(乗員や荷物等 )の着座位置、重量、体型を測定し、その測� �値から車両の重心位置(車体対称面からのズ� ��、高さ)を推定する。

(b)旋回走行目標の制限
 例えば、搭乗者から入力された目標走行状� ��に基づく目標横方向加速度a ^* が0.5Gで、求めた限界横方向加速度a _lim =0.3Gを超えている場合、搭乗者の要求通りの� ��御を行うことはできないので、横方向加速� ��a=a _lim =0.3Gとなるように目標走行状態を制限する必� ��がある。
 本実施形態では、目標走行状態の制限とし� ��、車速と旋回曲率を次のいずれかの方法に� ��り制限した値で旋回走行を行う。
 なお、入力された目標走行状態が限界横方� ��加速度a _lim 以下であれば、入力値に従って旋回走行を行 う。

(a)目標に対する最適化(第1の最適化)
 第1の最適化では、搭乗者の入力目標(V ^* 、γ ^* )に対する最適化を行うもので、理想目標状� �(搭乗者が入力した又は外部から指示された� ��標走行状態)と、現実目標状態(横方向加速� �が限界値を超えないよう制限された目標走� �状態)の差を最小にする。
(b)目標変化を考慮した最適化(第2の最適化)
 第2の最適化では、理想目標R(V ^* 、γ ^* )の時間変化(時間変化率)を考慮して、現実目 標Gを決定する。
(c)乗員の操縦意志を考慮した目標に対する最 適化(第3の最適化)
 第3の最適化では、搭乗者の入力目標(V ^* 、γ ^* )と、その変化を考慮した最適化を行う。搭� �者によるジョイスティック(コントローラ31)� ��操作は、その動きの速さによって、乗員意� ��の強さ(例えば、その要求の緊急性)を判断� �きる。そこで、入力目標(V ^* 、γ ^* )の時間変化率を求め、その大きさが所定の� �値Th(Th _V 、Thγ)以下であれば、緊急性無しと判断して� ��1の最適化を、閾値Thより大きければ、緊急� ��有りと判断して第2の最適化を行う。
(d)走行位置の最適化(第4の最適化)
 第4の最適化では、一定時間t後の理想目標� �置P1と現実目標位置P2との距離が最短となる� ��うに最適化を行う。
(e)走行起動ズレの制約(第5の最適化)
 第5の最適化では、走行軌道ズレの観点から 最適化を行う。
 すなわち、理想目標軌道と現実目標軌道の� ��レが設定制限値以内に収まるように減速さ� ��る減速度bを求め、その値に基づいて最適化 を行う。

(2)実施形態の詳細
 図1は、本実施形態における車両の外観構成 を例示したものである。
 図1に示されるように、車両は、同軸上に配 置された2つの駆動輪11a、11bを備えている。
 両駆動輪11a、11bは、それぞれ駆動モータ12� �駆動されるようになっている。

 駆動輪11a、11b(以下、両駆動輪11aと11bを指す 場合には駆動輪11という)及び駆動モータ12の� ��部には、重量体である荷物や乗員等が搭乗� ��る搭乗する搭乗部13(シート)が配置されてい る。
 搭乗部13は、運転者が座る座面部131、背も� �れ部132、及びヘッドレスト133で構成されて� �る。

 搭乗部13は、駆動モータ12が収納されてい る駆動モータ筐体121に固定された支持部材14� ��より支持されている。

 搭乗部13の左脇には操縦装置30が配置され ている。この操縦装置30は、運転者の操作に� ��り、車両の加速、減速、旋回、その場回転� ��停止、制動等の指示を行う為のものである� ��

 本実施形態における操縦装置30は、座面� �131に固定されているが、有線又は無線で接� �されたリモコンにより構成するようにして� �よい。また、肘掛けを設けその上部に操縦� �置30を配置するようにしてもよい。

 また、本実施形態の車両には、操縦装置3 0が配置されているが、予め決められた走行� �令データに従って自動走行する車両の場合� �は、操縦装置30に代えて走行指令データ取得 部が配設される。走行指令データ取得部は、 例えば、半導体メモリ等の各種記憶媒体から 走行指令データを読み取る読み取り手段で構 成し、または/及び、無線通信により外部か� �走行指令データを取得する通信制御手段で� �成するようにしてもよい。

 なお、図1において、搭乗部13には人が搭� ��している場合について表示しているが、必� ��しも人が運転する車両には限定されず、荷� ��だけを乗せて外部からのリモコン操作等に� ��り走行や停止をさせる場合、荷物だけを乗� ��て走行指令データに従って走行や停止をさ� ��る場合、更には何も搭乗していない状態で� ��行や停止をする場合であってもよい。

 本実施形態において、操縦装置30の操作� �より出力される操作信号によって加減速等� �制御が行われるが、例えば、特許文献1に示� ��れるように、運転者が車両に対する前傾き� ��ーメントや前後の傾斜角を変更することで� ��その傾斜角に応じた車両の姿勢制御及び走� ��制御を行うようにしてもよい。また、両方� ��を切り替え可能にしてもよい。

 搭乗部13の下側(座面部131裏面側)には、図示 しないが後述する荷重計51が配置されている� ��
 また、搭乗部の背面(背もたれ部の表側)に� �、図示しないが後述する座高計52が配置され ている。

 搭乗部13と駆動輪11との間には制御ユニット 16が配置されている。
 本実施形態において制御ユニット16は、搭� �部13の座面部131の下面に取り付けられている が、支持部材14に取り付けるようにしてもよ� ��。

 図2は、制御ユニット16の構成を表したもの� ��ある。
 制御ユニット16は、車両の走行、姿勢制御� �及び本実施形態における旋回時の走行制御� �の各種制御を行う制御ECU(電子制御装置)20を� ��えており、この制御ECU20には、操縦装置30、 走行制御用センサ40、重心位置測定用センサ5 0、アクチュエータ60、及びバッテリ等のその 他の装置が電気的に接続されている。

 バッテリは、駆動モータ12、アクチュエ� �タ60、制御ECU20等に電力を供給するようにな� ��ている。

 制御ECU20は、走行制御プログラム、姿勢� �御プログラム、本実施形態における旋回制� �処理プログラム等の各種プログラムやデー� �が格納されたROM、作業領域として使用され� �RAM、外部記憶装置、インターフェイス部等� �備えたコンピュータシステムで構成されて� �る。

 制御ECU20は、車体走行制御システム21と旋回 限界決定システム23を備えている。
 車体走行制御システム21は、車両の前後方� �の加減速を制御する前後加減速機能と、車� �を旋回させる旋回機能を実現するように構� �され、旋回機能を実現するため旋回走行目� �制限システム22を備えている。
 車体走行制御システム21は、コントローラ31 から入力される走行目標、走行制御用センサ 44から供給される両駆動輪11a、11bの車輪回転� ��及び/又は並進加速度から姿勢制御を行うよ うになっている。

 また、操縦装置30から供給される前後方向� �減速、及び旋回の指示に応じて、それを実� �する出力指令値を車輪駆動アクチュエータ61 に供給する。
 本実施形態では、両駆動輪11a、11bの回転数� ��制御することで旋回するようになっている� ��

 旋回走行目標制限システム22は、旋回限� �決定システム23で決定した横方向加速度限界 に基づいて、コントローラ31から入力される� ��旋回走行目標(車速と旋回曲率の目標値)を� �限するようになっている。

 旋回限界決定システム23は、重心位置推定� �ステム25を備えている。
 重心位置推定システム25は、供給された横� �向加速度と荷重分布、座高の測定値から搭� �物の種別(人、荷物、無し)を判定し、その種 別に応じて搭乗物の重心ズレと高さを推定す る。
 また重心位置推定システム25は、推定した� �心位置ズレと高さから、車両の重心位置を� �定する。

 旋回限界決定システム23は、推定した車� �の重心位置から限界横方向加速度を求め、� �回走行目標制限システム22に供給するように なっている。

 操縦装置30はコントローラ31を備えており、 運転者の操作に基づいて車両走行の目標値を 制御ECU20に供給するようになっている。
 コントローラ31は、ジョイスティックを備� �ている。ジョイスティックは直立した状態� �ニュートラル位置とし、前後方向に傾斜さ� �ることで前後進を指示し、左右に傾斜させ� �ことで左右方向の旋回を指示するようにな� �ている。傾斜角度に応じて、要求速度、旋� �曲率が大きくなる。

 走行制御用センサ40は、車輪回転角を検出� �る車輪回転計41と、車両の並進加速度を検出 する加速度計42を備えている。
 走行制御用センサ40による検出値は、車体� �行制御システム21に供給される。

 重心位置測定用センサ50は、乗員(搭乗物)の 重心位置を推定(直接推定)するのに使用する� ��荷重計(又は荷重分布計)と座高計(又は形状� ��定器)を備えている。
 図3は、荷重計51と座高計52の配置について� �したものである。
 図3に示されるように、荷重計51は搭乗部13� �下側、具体的には座面部131の下面部に配置� �れている。
 荷重計51は、シート上の荷重分布(偏心)を測 定し、測定値を重心位置推定システム25に供� ��するようになっている。

 荷重計51は、搭乗部13の下側(シート構造よ� �も下側)に配置することで、搭乗部に配置さ� ��た搭乗物だけでなく、背もたれ部132やヘッ� ��レスト133に掛けられた荷物の荷重や、その� ��の箇所に配置された全ての搭乗物の荷重を� ��定可能に構成されている。
 なお、車体の重量(以下車体重量という)と� �その重心位置(以下車体重心位置という)は固 定されており、設計時に予め決定してあるの で、荷重計51の計測対象外である。

 本実施形態では、荷重計51として、3軸の成� ��を測定可能な荷重計を3つ以上配置している 。
 荷重計51は、荷重分布と同時に重量を測定� �、それを搭乗物の判別や重心位置調整シス� �ムの目標位置(角度)設定に使用する。

 搭乗物の重心位置を推定するためには、荷� ��計を横方向に2つ設置すればよいが、3つ以� �の荷重計を設置することで、フェイルセー� �を実現している(荷重計が1つ壊れても計測可 能)。
 また、3軸成分測定可能な荷重計を使用し、 さらに、横方向加速度と横方向車体傾斜角の データを利用することにより、旋回時や車体 傾斜時での重心ズレの推定も可能にしてもよ い。

 図3に示されるように、座高計52は、背もた� ��部132及びヘッドレスト133に配設されている� ��
 座高計52は、移動型(走査型)の光センサを鉛 直方向(高さ方向)に走査することで搭乗物の� ��さ(上位の座高)を測定するようになってい� �。これにより高精度な測定が可能になる。� �定値は、重心位置推定システム25に供給され る。
 なお、複数の固定型センサを鉛直方向に配� ��し、搭乗物の高さを離散的に測定するよう� ��してもよい。

 なお、本実施形態の座高計52では、複数� �光センサを水平方向に配設することで搭乗� �が大きく横にずれたときでも高さの測定を� �能にするのと共に、1つが故障しても他の光� ��ンサの測定値を使用することでフェイルセ� ��フを実現している。

 また、本実施形態の座高計52によって、� �乗物の形状を推定し、その種類の判別(人、� ��物、無し)に利用することも可能である。

 なお、重心位置に関する情報が得られるの� ��あれば、他の測定器で代用するようにして� ��よい。
 例えば、図3(d)に示されるように、ねじりト ルク測定器で重心ズレを測定することができ る。ただし、この場合には、搭乗物の質量を 測定するために、荷重計を1つだけ設置する� �要がある。

 図2において、アクチュエータ60は、車体走� ��制御システム21から供給される指令値に従� �て駆動輪11を駆動する車体駆動アクチュエー タ61を備えている。
 車体駆動アクチュエータ61は、指令値に従� �て、両駆動輪11a、11bを各々独立して駆動制� �するようになっている。

 以上のように構成された実施形態としての� ��両における旋回走行制御処理について、次� ��説明する。
 図4は、旋回走行制御処理の内容を表したフ ローチャートである。
 制御ECU20の旋回限界決定システム23は、搭乗 物(乗員等)の搭乗(着座)位置、荷重(体重)、形 状(体型)を、重心位置測定用センサ50等の計� �器を使って測定する(ステップ11)。

 ついで旋回限界決定システム23の重心位置� �定システム25は、得られたデータから搭乗物 の重心ズレ、高さを推定する(ステップ12)。
 まず重心位置推定システム25は、荷重計51か ら得られた搭乗部13上の荷重に基づき、搭乗� ��の質量を求める。
 図5は、旋回走行時の乗員(搭乗物)およびシ� ��ト(搭乗部13)の力学的状態を表したものであ る。
 図5において、搭乗物質量をm _H 、シート質量をm _S 、搭乗部全質量をm _c =m _H +m _S 、重力加速度をgとするとき、搭乗部に作用� �る力の垂直方向成分(車体中心軸に平行な方� ��成分)の釣り合いは、次の数式1で表される� �

(数式1)
 F _n =σF _n ^(k) =-m _c g

 数式1において、F _n ^(k) はN個の中のk番目の荷重計で計測された引張� ��重を表し、全荷重計N個の計測値の総和をと ることで、搭乗部に作用する垂直力F _n を求める。

 本実施形態では、重心位置推定システム25� �、数式1を変形して得られる次の数式2から、 搭乗物質量m _H を求める。

(数式2)
 m _H =(F _n /g)-m _S

 この搭乗物質量m _H の値は、全体の重心位置評価、搭乗物の種類 判別に利用する。

 次に、重心位置推定システム25は、座高計� �ら得られた搭乗物の高さ(座高、荷物の高さ) と、数式2で算出した搭乗物質量m _H に基づき、搭乗物の種類(人、荷物、無し)を� ��別し、その種類に適した方法で搭乗物重心� ��さh _H を推定する。

 図6は、搭乗物の種類の判別、及び、その種 類に基づく重心高さh _H の決定について説明したものである。
 図6に示されるように、座高ζ _H 、質量m _H 、比質量m _H /ζ _H に対して、ある閾値を設定し、それに基づい て搭乗物の種類を判別する。なお、図6及び� �下の判別式で用いる各閾値は一例であり、� �定される使用環境に応じて修正する。
(a)m _H <0.2kg、かつ、ζ _H <0.01mの場合、搭乗物は「無し」と判別する 。
(b)m _H >8kg、かつ、ζ _H >0.3m、かつ、m _H /ζ _H >30kg/mの場合、搭乗物は「人」と判別する� �
(c)その他の場合(上記(a)、(b)以外の場合)、搭� ��物は「荷物」であると判別する。

 以上の判別条件において、人の判別条件(b)� ��体重に対する閾値が8kgと小さいのは、子供� ��乗車も想定しているためである。また、比� ��量(単位座高当たりの重さ;m _H /ζ _H )を人の判別条件に加えることで、その判別� �正確性を高めることができる。
 なお、小さくて重い荷物(例えば、鉄塊)を� �せた場合も人と判定しないために、上限と� �てm _H /ζ _H <p(例えば、80kg/m)を人の判別条件に加えて� �よい。
 また、各判別条件及び判別値は、一例であ� ��、想定される使用条件に応じて適宜変更さ� ��、判別される。

 以下、重心位置推定システム25は、判別し� �搭乗物の種類に応じて、搭乗物の重心高さ(� ��面部131からの高さ)h _H を推定する。このように、搭乗物を判別し、 その種類に応じて重心高さh _H の推定方法(評価式)を変えることで、より正� ��な値を推定することができる。

(a)搭乗物を「無し」と判別した場合
 h _H =0

(b)搭乗物を「荷物」と判別した場合、重心が 幾何中心よりも下にずれていると仮定し、そ の下方向へのズレの程度を表す偏心度γを用� ��て、次の数式3から重心高さh _H を求める。この偏心度γはあらかじめ設定し� ��仮定値であり、本実施形態ではγ=0.4として� ��る。
(数式3)
 h _H =((1-γ)/2)ζ _H

(c)搭乗物を「人」と判別した場合、標準的な 人の体型を基準として、数式4から重心高さh _H を求める。
 数式4において、ζ _H,0 、h _H,0 は座高と重心高さの標準値であり、本実施形 態では、ζ _H,0 =0.902m、h _H,0 =0.264mとする。
(数式4)
 h _H =(ζ _H /ζ _H,0 )h _H,0

 なお、ここでは、図6に従って搭乗物の種 類や重心高さを求める場合について説明した が、より複雑な条件や評価式(マップ)を用い� ��、搭乗物の種類や重心高さを求めるように� ��てもよい。

 次に、重心位置推定システム25は、荷重計51 から得られた搭乗部13上の荷重分布、及び、� ��れまでに取得した搭乗物情報である搭乗物� ��量m _H と搭乗物重心高さh _H に基づいて、搭乗物の横方向の重心ズレλ _H を求める。
 図5において、搭乗部に作用する力の水平方 向成分(車体対称面に垂直な方向成分)、およ� ��、基準軸(車体対称面と荷重計51の設置面と� ��交線)まわりのモーメントの釣り合いは、次 の数式5で表される。但し、車体傾斜運動(あ� ��いは、搭乗部13の傾斜運動)の角速度による� ��心力や角加速度による慣性力は無視してい� ��。
 この数式5において、m _c 、λ _c 、h _c 、η _c =h _c +δ _S は、それぞれ、搭乗部全体の質量、重心ズレ (車体軸から重心までの距離)、重心高さ(座面 部131の座面から重心までの距離)、荷重計基� �重心高さ(荷重計51の設置面から重心までの� �離)であり、数式6で表される。
 また、数式5および数式6において、m _H 、λ _H 、h _H 、η _H =h _H +δ _S は、搭乗物の質量、重心ズレ、重心高さ、荷 重計基準重心高さ、m _S 、λ _S 、h _S 、η _S =h _S +δ _S は、シートの質量、重心ズレ、重心高さ、荷 重計基準重心高さ、δ _S は座面部131の厚さ(荷重計51の設置面から座面 部131の座面までの距離)、gは重力加速度をそ� ��ぞれ表す。
 数式5において、λ _H ⁽ ・・ ⁾ の記号「(・・)」は、は2回微分を表す。

(数式5)
 F _t =σF _t ^(k) =-m _c a-m _H λ _H (・・)+F _et
 T _tn =σ(F _n ^(k) Y ^(k) )
   =F _n λ _c -F _t η _c +m _H λ _H (・・)(η _H -η _c )-F _et (η _et -η _c )

(数式6)
 m _c =m _H +m _S
 λ _c =(m _H λ _H +m _S λ _S )/m _c
 η _c =(m _H η _H +m _S η _S )/m _c

 数式5において、F _n ^(k) 、F _t ^(k) はN個の中のk番目の荷重計で計測された引張� ��重、横方向荷重(車体対称面に垂直な方向成 分)であり、全荷重計N個で総和をとることで� ��搭乗部に作用する垂直力F _n 、横力F _t を求める。また、Y ^(k) はk番目の荷重計の取り付け位置(車体対称面� ��らの距離)であり、これとF _n ^(k) との積の総和をとることで、搭乗部に作用す るモーメントT _tn を求める。

 同数式5において、aは搭乗物が実際に受け� �いる横方向加速度であり、これらの値を使� �することにより、旋回走行時にも搭乗物の� �心ズレや重心高さを求めることができる。
 この数式5で使用する横方向加速度aは、走� �制御用センサ40の計測値から求める。

 同数式5において、F _et は外力を表し、人が外から押す力や風による 力に相当する。また、η _et は外力の作用点高さ(荷重計51の設置面からの 高さ)である。これらの値は未知であり、搭� �物の重心ズレλ _H を合わせて、数式5の2つの式は3つの未知数を 含む。
 従って、外力F _et とその作用点高さη _et の両者を正確に求めることはできないが、そ の一方の値を仮定すれば、もう一方の値を求 めることができる。例えば、空力中心(空気� �抗の作用点)の想定位置を作用点高さη _et として仮定すれば、その空気抵抗の大きさF _et を評価でき、その値を走行、姿勢制御に利用 することもできる。

 本実施形態では、外力の影響は小さいと仮� ��し、F _et =0とする。これにより、数式5の2つの式を、� �下の数式7の形に変えることができる。この� ��式7は代数式であり、簡易で安定した搭乗物 重心ズレλ _H の評価が可能である。
 すなわち、重心位置推定システム25は、こ� �までに求めた搭乗物の重量m _H と重心高さh _H を用いて、数式7(および数式6)に基づき、搭� �物の重心ズレλ _H を求める。

(数式7)
 λ _H =(m _c λ _c -m _S λ _S )/m _H
 λ _c ={F _t η _c +F _Ha (η _H -η _c )+T _tn }/F _n
 F _Ha =F _t +m _c a

 搭乗物の力学的パラメータである質量mH、� �心ズレλH、重心高さhHを推定した後、旋回限 界決定システム23は、車体と搭乗物(乗員等)� �合わせた車両の全体の重心位置を求める(ス� ��ップ14)。
 図7は、車両、搭乗者、及び全体の重心位置 を表したものである。
 旋回限界決定システム23は、車両全体の質� �m、重心ズレλ、重心距離lを、次の数式8から 求める。
 数式8において、m _H 、λ _H 、h _H 、l _H =h _H +l ₀ は、搭乗物の質量、重心ズレ、重心高さ、重 心距離をそれぞれ表す。l ₀ は、車体の前後方向の回転中心(車軸)から座� ��部131の座面までの距離である。また、m _CB 、l _CB は車体の質量、重心距離をそれぞれ表す。な お、車体の重心ズレはλ _CB =0とする。

(数式8)
 m=m _H +m _CB
 λ=m _H λ _H /m
 l=(m _H l _H +m _CB l _CB )/m

 次に、旋回限界決定システム23は、求めた� �両全体の重心位置(質量m、重心ズレλ、本重� ��距離l)から、限界横方向加速度a _lim =a _Min 、a _Max を算出する(ステップ14)。
 ここで、横方向加速度は、右折時の方向(車 両から見て左方向)を正、左折時の方向(車両� ��ら見て右方向)を負としており、一般にa _Min は左折時の限界横方向加速度を表し、a _Max は右折時の限界横方向加速度に相当する。

 図8は、横方向加速度aと車両全体重心位置� �ら決まる接地荷重中心点S、接地荷重中心位� ��λ _GF 、及び接地荷重偏心度βについて表したもの� ��ある。
 図8に示されるように、接地荷重中心点Sは� �遠心力と重力の合力ベクトルFと平行で重心� ��通る直線と地面との交点であり、車体中心� ��に対する点Sの相対位置(ズレ)を接地荷重中� ��位置λ _GF とする。
 また、λ _GF を半トレッドD/2で無次元化した値が、接地荷 重偏心度βであり、-1<β<1ならば、接地荷 重中心点は両駆動輪11の間に存在する。

 接地荷重偏心度β、および、接地荷重中心� �置λ _GF は、次の数式9で表される。
 数式9において、R _W はタイヤ接地半径、Dはトレッド(両駆動輪11a� ��11b間の距離)、λは車両全体重心ズレ、lは車 両全体重心距離、aは現在の横方向加速度、g� ��重力加速度である。

(数式9)
 β=λ _GF /(D/2)
 λ _GF =λ-(a/g)(l+R _W )

 この数式9から得られる接地荷重偏心度βの� ��により、車両の安定度を次のように判定す� ��ことができる。
 (a)β=0…中立状態;最も安定な状態
 (b)|β|>1…車体横転;接地荷重点のずれてい る方向に車体が横転する
 (c)|β|>β _slip …片輪スリップ;接地荷重点から遠い側の駆� �輪がスリップする(結果的に車両がスピンし� ��横転する可能性が高い)

 片輪スリップの条件(c)における閾値である� ��スリップ開始荷重偏心度β _slip は、次の数式10で表される。
 数式10において、a _BC は重心位置での横方向加速度、gは重力加速� �、R _w はタイヤ接地半径、mは車両の質量である。� �た、τ _w* は接地荷重中心点から遠い側の駆動輪の駆動 トルクを表す。

(数式10)
 β _slip =1-{1/√(1-(a/μg) ² )}|τ _w* |/{(1/2)μmgR _w }

 数式10において、μはタイヤ路面間の摩擦 係数である。本実施形態では、予め設定した 想定値を与えるが、計測器による測定値やオ ブザーバなどによる推定値を用いてもよい。

 数式10から明らかなように、β _slip は1よりも小さい。すなわち、駆動トルクを� �えている場合には、車両が横転する前に片� �がスリップする。そこで、本実施形態では� �このスリップ限界β _slip を安定限界とする。

 そして、旋回限界決定システム23は、数式9� ��び数式10の3式を解くことによって、限界横� ��向加速度a _lim =a _Min 、a _Max を求める。
 ただし、数式9、数式10による連立方程式は� ��的に解くことができないため、ニュートン� ��などの陰的な繰り返し計算法、もしくは,あ らかじめ数値計算で求めておいた数値解のテ ーブルによって、限界横方向加速度を決定す る。

 旋回限界決定システム23は、以上により求� �た限界横方向加速度a _lim =a _Min 、a _Max を旋回走行目標制限システム22に供給する。

 車両全体の重心位置の推定値から限界横方� ��加速度a _lim が求まると、旋回走行目標制御システム22で� ��、旋回目標値の制限を含めた目標走行状態� ��決定する(ステップ15~ステップ18)。

 まず旋回走行目標制御システム22は、乗員� �入力操作に基づいて、目標走行状態を設定� �る(ステップ15)。すなわち、コントローラ31� �ら入力される走行目標の入力値に対応する� �標車速V ^* と目標曲率γ ^* を目標走行状態として設定する。

 ついで旋回走行目標制御システム22は、設� �した目標車速V ^* と目標曲率γ ^* から目標横方向加速度a ^* =γ ^* V ^*2 を求める(ステップ16)。
 そして、目標横方向加速度a ^* が、ステップ14で決定した限界横方向加速度a _Min 、a _Max を超えてないか(a _Min <a ^* <a _Max ?)を判断する(ステップ17)。

 目標横方向加速度a ^* が限界横方向加速度a _lim (=a _Min 、a _Max )の範囲内にある場合(ステップ17;Y)、搭乗者� �操作による目標車速V ^* と目標曲率γ ^* を制限することなく、ステップ19に移行する� ��
 なお、この場合の走行目標(現実目標)は、V ^* ~=V ^* 、γ ^* ~=γ ^* となる。

 一方、目標横方向加速度a ^* が限界横方向加速度a _lim (=a _Min 、a _Max )を超えてる場合(ステップ17;N)、旋回走行目� �制御システム22は、目標走行状態(V ^* 、γ ^* )を制限して修正する(ステップ18)。すなわち� ��横方向加速度a ^* ≒限界横方向加速度a _lim (=a _Min 、a _Max )となるように目標走行状態(V ^* 、γ ^* )を、(a)~(e)のいずれかの方法により最適化す� ��。
 (a)~(c)による最適化は、要求された目標走行 状態(V ^* 、γ ^* )に対する最適化を行うもので、搭乗者の操� �(意志)に沿った最適化となる。
 (c)、(e)による最適化は、要求された目標走� ��状態で走行した場合の走行状態及びその履� ��に対する最適化を行うものである。

 (a)~(c)による最適化では、横方向加速度a ^* ≒限界横方向加速度a _lim (=a _Min 、a _Max )となるように、理想目標走行状態(V ^* 、γ ^* )を現実目標走行状態(V ^* ~、γ ^* ~)に制限している。
 これにより、旋回速度と旋回曲率を必要以� ��に制限しないので、車両の旋回性能を限界� ��で最大限利用することができる。

 以下の説明において、理想目標は搭乗者の� ��力目標(V ^* 、γ ^* )を意味し、理想目標状態は、理想目標に従� �て走行した後の位置、速度等を意味するも� �とする。
 また、現実目標は、目標横方向加速度a ^* が限界横方向加速度a _lim となるように理想目標を制限した値(V ^* ~、γ ^* ~)を意味し、現実目標状態は、現実目標に従� ��て走行した後の位置、速度等を意味するも� ��とする。

(a)第1の最適化
 この第1の最適化では、搭乗者の入力目標(V ^* 、γ ^* )に対する最適化を行うもので、理想目標状� �と、現実目標状態の差を最小にする。
 図9は、第1の最適化の状態を表したもので� �る。
 この図9において、旋回限界曲線Aは、ステ� �プ14で決定した限界横方向加速度a _lim によって決まる曲線である。この旋回限界曲 線の原点側(左下側)の領域が安定状態であり� ��原点から離れる側(右上側)の領域が不安定� �領域(制限が必要な領域)である。

 図9に示すように、入力された理想目標R0� ��安定領域に存在する場合(ステップ17;Y)、最� ��化を行わず、入力された理想目標での旋回� ��御を行う。

 一方、理想目標R1、R2が不安定領域に存在す る場合、これを旋回走行の安定限界である旋 回限界曲線A上の現実目標G1、G2に最適化する� ��
 この最適化では、例えば、理想目標R1にで� �るだけ近い状態のG1を旋回限界曲線A上で選� �する。

 すなわち、旋回走行目標制御システム22は� �理想目標R(V ^* 、γ ^* )と旋回限界a _lim を取得し、次の連立方程式(数式11)に基づい� �、現実目標G(V ^* ~、γ ^* ~)を求める。

(数式11)
 xy ² =c
 2x(x-x ₁ )=y(y-y ₁ )
 x=γ ^* ~/γ ₀ 、x ₁ =γ ^* /γ ₀ 、c=a _lim /(γ ₀ V ₀ ² )
 y=V ^* ~/V ₀ 、y ₁ =V ^* /V ₀

 数式11中のV ₀ 、γ ₀ は、それぞれ旋回速度、曲率の基準値であり 、例えば、操縦系における各々の設定最大値 を与える。なお、これらの値を変更して、速 度と曲率の重みを変えることもできる。
 数式11の数値解法としては、例えばニュー� �ン法(繰り返し計算法)を用いる。なお、一つ 前の時間ステップでの解を初期値として与え ることにより、その収束安定性および収束速 度を高めることができる。

 本実施例において旋回走行目標制御システ� ��22は、数値計算による決定法を用いるが、� �記の連立方程式の解を、パラメータx ₁ 、y ₁ 、cの関数としてテーブルで予め与えておき� �それを用いて現実目標状態を決定してもよ� �。

 このように、搭乗者が入力した理想目標(V ^* 、γ ^* )に対する第1の最適化は、搭乗者の操縦によ� ��通常走行時に適しており、搭乗者の意思に� ��じた走行状態を実現することができる。
 また、操縦者の責任において、走行目標の� ��当性、安全性が保障される。
 さらに、アルゴリズムがシンプルであり、� ��答性やロバスト性が高い。

(b)第2の最適化
 この第2の最適化では、理想目標R(V ^* 、γ ^* )の時間変化(時間変化率)を考慮して、現実目 標Gを決定する。
 図10は第2の最適化の状態を表したものであ� ��。
 図10に示されるように、第2の最適化では、� ��えば、ある時間内に安定領域にあった理想� ��標R11から不安定領域の理想目標R12に移動し� ��ものとする。この場合、理想目標車速の変� ��量δV ^* よりも、理想旋回曲率の変化量δγ ^* の方が大きく、この変化は、車速よりも曲率 を大きくしたいという搭乗者の走行意志の現 れと判断することができる。
 そこで、旋回走行目標制御システム22は、� �化後の理想目標の両要素V ^* 、γ ^* のうち、変化量の大きい要素は制限せず、変 化量の小さい要素を優先的に制限することで 、旋回限界曲線A上の現実目標Gを決定する。

 例えば、上記例のように理想目標が所定時� ��内にR11からR12に変化した場合には、搭乗者� ��旋回曲率の増加を強く希望していると判断� ��て、旋回曲率は入力された値γ ^* を維持(γ ^* ~=γ ^* )しながら、車速V ^* を制限(V ^* ~=V ^* ´<V ^* )する。
 また、理想目標がR21からR22に変化した場合� ��搭乗者は車速の増加を強く希望しえいると� ��断して、車速は入力された値V ^* を維持(V ^* ~=V ^* )しながら、旋回曲率γ ^* を制限(γ ^* ~=γ ^* ´<γ ^* )する。

 以上を纏めると、図10(b)に示されるように� �入力操作による理想目標状態(V ^* 、γ ^* )の時間変化の方向に従って、以下の通り最� �化が行われる。
 旋回走行目標制御システム22は、まず、理� �目標V ^* 、γ ^* と、旋回限界a _lim を取得し、理想目標の時間変化δV ^* 、δγ ^* を次の数式12から求める。

(数式12)
 δV ^*(k) =V ^*(k) -V ^*(k-n)
 δγ ^*(k) =γ ^*(k) -γ ^*(k-n)

 数式12において、時間変化は、現在の理想� �標V ^*(k) 、γ ^*(k) と、参照時間T=nδtだけ前の理想目標V ^*(k-n) 、γ ^*(k-n) の差によって評価する。
 参照時間Tの中で、理想目標の変化量が小さ い場合、それ以前の値を考慮して、変化の向 きを決定する。

 次いで旋回走行目標制御システム22は、時� �変化の方向から次の通り理想目標V ^* 、γ ^* を制限する。
(イ)右下への変化(δV ^* ≦0、且つ、δγ ^* ≧0)の場合
 例えば、カーブ入口での操縦等が想定され� ��この場合、「曲がりたい」という搭乗者の� ��求であると判断し、目標曲率を優先し、目� ��速度のみを制限する。
 すなわち、旋回走行目標制御システム22は� �現実目標曲率をγ ^* ~=γ ^* とする。
 また、現実目標速度を、V ^* ~=√(a _lim /γ ^* )、により求める。

(ロ)左上への変化の場合(δV ^* ≧0、且つ、δγ ^* ≦0)
 例えば、カーブ出口での操縦等が想定され� ��「加速したい」という搭乗者の要求である� ��判断し、目標速度を優先し、目標曲率のみ� ��制限する。
 すなわち、旋回走行目標制御システム22は� �現実目標速度をV ^* ~=V ^* とする。
 また、現実目標曲率を、γ ^* ~=a _lim /V ^*2 、により求める。

(ハ)その他の場合、(理想目標速度、曲率とも に増加または減少)
 この場合、変化の向き(角度)に応じて目標� �度と目標曲率を制限し、次の数式13から現実 目標速度V ^* ~(=x)と現実目標曲率γ ^* ~(=y)を求める。
 但し、数式13において、δx=δγ ^* /γ ₀ 、δy=δV ^* /V ₀ 、である。

(数式13)
 xy ² =c
 δx(x-x ₁ )=δy(y-y ₁ )

 このように、搭乗者が入力した理想目標(V ^* 、γ ^* )に対する第2の最適化は、入力操作の変化を� ��乗者の強い走行意思として判断している。
 このため特に搭乗者の緊急操作時(例えば、 衝突回避時の急な旋回指令)に適切な走行状� �を実現できる。

 なお、説明した実施形態では、理想目標(V ^* 、γ ^* )の時間変化から、上記(イ)~(ハ)の3つの時間� �化状態に応じて現実目標Gを決定する場合に� ��いて説明したが、変化率が小さい方の理想� ��標(V ^* 、γ ^* )を制限することで2つの時間変化状態に応じ� ��現実目標Gを決定するようにしてもよい。
 すなわち、理想目標R(V ^* 、γ ^* )のうち、時間変化率δV ^* 、δγ ^* が小さい方を制限して旋回限界曲線A上の値� �する。

(c)第3の最適化
 この第3の最適化では、搭乗者の入力目標(V ^* 、γ ^* )と、その変化を考慮した最適化を行うもの� �ある。
 搭乗者による入力目標(V ^* 、γ ^* )はジョイスティック(コントローラ31)の操作� ��よるが、その動きが速い場合には緊急意志� ��表れであると判断することができる。
 そこで、入力目標(V ^* 、γ ^* )の変化率を求め、所定の閾値Th(Th _V 、Thγ)以下であれば、緊急性無しと判断して� ��1の最適化(目標値に対する最適化)を行う。
 一方、変化率が閾値Thより大きければ、緊� �性有りと判断して第2の最適化(入力目標の変 化を考慮した最適化)を行う。
 閾値Thとの比較は、車速の閾値Th _V 、曲率の閾値Thγともに行い、いずれか一方� �大きい場合には緊急性有りと判断する。

 なお、一旦第2の最適化の制御に入ったら、 入力目標値が制限値以内に収まるまで、継続 して第2の最適化によるの制限方法を適用す� �。
 これは、ジョイスティックを素早く動かし� ��場合には、緊急性があるため暫くはそのま� ��の位置を維持すると推定され、この場合、� ��化率が0となり第1の最適化に戻ってしまう� �とを防止するためである。

(d)第4の最適化
 この第4の最適化では、所定時間後の走行位 置の観点から最適化を行う。
 図11は、理想目標状態で走行した場合の車� �位置と第4の最適化による車両位置について� ��したものである。
 この図4に示されるように、ある時点におけ る車両位置P0から、搭乗者の入力目標((V ^* 、γ ^* )に従って所定の一定時間tだけ旋回走行した� ��仮定した場合の車両位置を理想目標位置P1� �する。また、入力目標(V ^* 、γ ^* )を制限した現実目標(V ^* ~、γ ^* ~)で同じ一定時間tだけ旋回走行したと仮定し た場合の車両位置を現実目標位置P2とする。

 第4の最適化において、旋回走行目標制御シ ステム22は、理想目標(V ^* 、γ ^* )と、旋回限界a _lim を取得し、一定時間t後の理想目標位置P1と現 実目標位置P2との距離が最短となるように現� ��目標(V ^* ~、γ ^* ~)を決定する。
 両位置P1とP2の距離が最短となる条件(近似� �)は、次の数式14で表される。

(数式14)
 V ^* ~=(α/(1-β))V ^* 、γ ^* ~=a _lim /(V ^* ~) ²
 α=a _lim /a ^* 、
 β={2(8-π)/(π ² -2(1+3α)π+32)}(1-α)

 本実施形態において一定時間tは、理想目標 (V ^* 、γ ^* )状態で車両が所定角度θ=90度だけ旋回するの に要する時間としている。
 なお、所定角度θを小さく(例えば、30度、45 度)設定することも可能で、その場合、より� �かな制御を行うことが可能になる。
 また、本実施例において、数式14では、両� �P1、P2のズレに対して1次近似で最短条件を求 めているが、方程式を陰的に解くことによっ て、その厳密解を求めるようにしてもよい。

 この第4の最適化によれば、理想目標に基 づいて計算される時々刻々の目標位置に対し て実際の車両の位置ができるだけ近づくよう に制限するので、例えば、周りに同様の走行 をする車がある場合、集団走行する場合に適 している(軌道だけではなく、時刻も考慮し� �いるため、追突されない)。

(e)第5の最適化
 この第5の最適化では、走行軌道ズレの観点 から最適化を行う。第5の最適化は、例えば� �決められた軌道上を単独で走行する場合に� �している。
 図12は、第5の最適化について表したもので� ��る。
 図12に示されるように、第5の最適化では、� ��想目標軌道と現実目標軌道のズレが設定制� ��値以内に収まるように減速させる。
 理想目標曲率γ ^* での旋回が可能になるまで、最低減速度b _Min (設定値)で減速しながら旋回するとき、両軌� ��のズレが軌道ズレ上限δ _Max 以内であれば、あらかじめ設定した最低減速 度b _Min で減速させる。
 一方、両軌道のズレが軌道ズレ上限δ _Max より大きければ、軌道ズレ上限δ _Max と一致するように減速度を設定する。

 すなわち、旋回走行目標制御システム22は� �まず、あらかじめ設定されている軌道ズレ� �限δ _Max と、最低減速度b _MIn を取得すると共に、理想目標V ^* 、γ ^* と、旋回限界 _lim を取得する。
 ここで、軌道ズレ上限δ _Max の値として、本実施形態では車体幅分の距離 が設定されている。また、最低減速度b _MIn は、例えば、0.05Gが設定されているが、変更� ��能に構成してもよい。
 そして旋回走行目標制御システム22は、最� �減速度b _Min で旋回した時の軌道ズレδを数式15に従って� �める。

(数式15)
 δ=(1/γ){(1-α)/α ² }(1-cosθ)
 α=a _lim 、θ=a _lim /b _Min (1-√α)

 次いで、旋回走行目標制御システム22は、� �式15で求めた軌道ズレδが軌道ズレ上限δ _Max 以下か判断し、以下であれば(δ≦δ _Max )減速度bを最低減速度b _Min とする。
 一方、軌道ズレδがδ _Max より大きければ(δ>δ _Max )、軌道ズレδがδ _Max となる減速度bを次の数式16から算出する。

(数式16)
 b={(1-√α)/cos ^-1 {1-(α ² /(1-α))γ ^* δ}}a _lim

 次に旋回走行目標制御システム22は、求め� �減速度bに応じた現実目標速度V ^* ~を数式17から算出し、また、現実目標曲率γ ^* ~を数式18から算出する。
 なお、数式17、18において、δtは時間刻みを 表し、一つ前の時間ステップにおける現実目 標速度V ^* ~ ^(k-1) から現在の現実目標速度V ^* ~ ^(k) を決定する。

(数式17)
 V ^* ~ ^(k) =V ^* ~ ^(k-1) -δt・b

(数式18)
 γ ^* ~ ^(k) =a _lim /V ^* ~ ^(k)2

 以上説明した第5の最適化では、走行軌道の ある程度のズレを許容することにより、不必 要な急減速を無くすことができる。
 また、乗員が不快に感じない程度の減速度� ��して最低減速度b _Min を設定することで、必要以上の軌道ズレを防 ぐことができる。

 なお、説明した第5の最適化では、一定の 減速度を設定しているが、ジャーク(加速度� �時間変化率)を考慮し、乗員が不快に感じる� ��速度変化の周波数成分を除去するようにし� ��もよい。

 また、説明した第5の最適化では、軌道ズレ 上限値δ _Max として予め設定した値を用いるが、以下のよ うに、走行環境や走行状況に応じて逐次変え るようにしてもよい。
 イ)走行平均速度による変更
 平均速度が大きい程、走行している道路幅� ��広いと推定できるので、軌道ズレ上限δ _Max を大きくする(ズレ許容量を大きくする)。
 ロ)センサによる周囲の物体検知に基づく変 更
 車両周囲の物体を検知し、所定距離L1内に� �体を検知できない場合には、軌道ズレ上限δ _Max =L2(<L1、例えば、L2=L1/2)とする。

 ハ)ナビ情報(道路幅、交通量など)の利用
 車両がナビゲーション装置を備えている場� ��、道路幅や交通量といったナビ情報を使用� ��、走行中の道路幅が広い程、又は/及び、交 通量が少ない程、軌道ズレ上限δ _Max を大きくする。
 ニ)搭乗者の入力操作による設定値の変更
 操縦措置30等の入力装置からの入力操作に� �って、搭乗者の希望する軌道ズレ上限δ _Max に変更できるようにする。

 以上説明したように旋回走行目標制御シス� ��ム22で目標走行状態が決定すると、車体走� �制御システム21は、旋回走行の制御を行う(� �テップ19、20)。
 まず、車体走行制御システム21は、車輪回� �計41や加速度計42を使って、実際の走行状態� ��測定する(ステップ19)。

 図13は、車両が旋回するときの車両の力学� �状態を表したものである。
 横方向加速度aの測定は、(1)各輪(駆動輪11a� �11b)の車輪回転計41(角度計)の測定値を使用す る方法と、(2)加速度計42の測定値を使用する� ��法がある。

(1)車輪回転計41の測定値を使用する方法
 この方法は、左右駆動輪11a、11bの回転速度� ��ら、横方向加速度a ⁽¹⁾ を算出する。
 図13(a)に示されるように、乗員からみて右� �の駆動輪11aの回転周速度をV _R 、左側の駆動輪11bの回転周速度をV _L とすると、乗員(搭乗物)の重心位置Pにおける 横方向加速度a ⁽¹⁾ は次の数式19及び数式20から算出される。

(数式19)
 a ⁽¹⁾ =V・δV/D

(数式20)
 V=V _M -(Y _G /D)δV
 V _M =(1/2)(V _R +V _L )
 δV=V _R -V _L
 V _R =R _W ω _WR
 V _L =R _W ω _WL

 なお、数式20における各記号は次の通りで� �る。
 ω _WR :右輪回転角速度
 ω _WL :左輪回転角速度
 R _W :タイヤ接地半径
 D:トレッド
 Y _G :実質重心位置のズレ(1つ前の時間ステップで の値を利用)

(2)加速度計42の測定値を使用する方法
 この方法は、加速度計42で測定される並進� �速度の値から、横方向加速度a~ ⁽²⁾ を算出する。
 図13(b)に示されるように、車体中心軸をn軸� ��車体対称面に垂直な軸をt軸とし、a _n ,a _t をセンサ加速度(各軸方向成分)とするとき、� ��ンサ取り付け位置における横方向加速度a~ ⁽²⁾ は、a~ ⁽²⁾ =a _t となる。

 本実施形態では、車輪回転計41の測定値に� �づく横方向加速度a ⁽¹⁾ と、加速度計42の測定値に基づく横方向加速� ��a~ ⁽²⁾ から、横方向加速度aを決定する。
 車体走行制御システム21は、駆動輪がスリ� �プしているか否かを判断し、スリップして� �ないと判断した場合には、車輪回転計41の測 定値に基づく値a ⁽¹⁾ を横方向加速度aとし、スリップしていると� �断した場合には、加速度計42の測定値に基づ く値a~ ⁽²⁾ を横方向加速度aとする。

 以下に、本実施形態における駆動輪のスリ� ��プ判断について説明する。
 初めに、車体走行制御システム21は、次の� �式22によって、車輪回転計41の測定値に基づ� ��乗員重心位置での横方向加速度a ⁽¹⁾ から、センサ取り付け位置での横方向加速度 a~ ⁽¹⁾ を算出する。

(数式22)
 a~ ⁽¹⁾ =a ⁽¹⁾ +(δV/D) ² Y _G

 そして、車体走行制御システム21は、δa=a~ ⁽¹⁾ -a~ ⁽²⁾ を求め、δaの絶対値が所定の閾値ε以上であ� ��場合には、スリップが生じていると判断す� ��。
 なお、右駆動輪11aと左駆動輪11bのどちらが� ��リップしているかについては、次の数式23� �より判断できる。

(数式23)
 a~ ⁽¹⁾ -a~ ⁽²⁾ ≧ε  …右側の駆動輪11aがスリップ
 a~ ⁽¹⁾ -a~ ⁽²⁾ ≦-ε …左側の駆動輪11bがスリップ

 ついで、車体走行制御システム21は、状態� �ィードバック制御により、目標走行状態に� �づけることで、安定した旋回走行を実現さ� �る(ステップ20)。
 図14は、旋回走行安定化処理(ステップ20)の� ��ローチャートである。
 車体走行制御システム21は、ステップ19で測 定したタイヤの回転速度vと横方向加速度aを� ��得し(ステップ21)、車両の実際の旋回曲率γ( =a/V ² )と、旋回速度Vを計算する(ステップ22)。

 一方、車体走行制御システム21は、限界横� �向加速度a _lim に応じて搭乗者の入力目標(V ^* 、γ ^* )に基づいて決定した現実目標速度V ^* ~と現実目標曲率γ ^* ~を、目標旋回速度、目標旋回曲率に設定す� �(ステップ23)。
 なお、a _Min <a ^* <a _Max である場合(ステップ17;Y)の現実目標はV ^* ~=V ^* 、γ ^* ~=γ ^* である。

 このように、本実施形態では、走行目標で� ��る現実目標速度V ^* ~と現実目標曲率γ ^* ~を直接の制御対象としてフィードバック制� �しているので、差動トルク指令によるフィ� �ドフォワード制御(トルクを直接の制御対象� ��し、速度と曲率を間接的に制御)に比べ、走 行が安定、制限が容易で確実になる。

 ついで、車体走行制御システム21は、目� �と実際の旋回曲率、旋回速度の差を評価し(� ��テップ24)、その差が小さくなるように、各� ��動輪11a、11bの駆動トルクをフィードバック� ��御により補正し(ステップ25)、リターンする 。

 車体走行制御システム21では、操縦者の入� �操作量から決定した(限界に対する修正済の� ��)速度目標V ^* ~、曲率目標γ ^* ~と、走行制御用センサ40の計測値から決定し た速度V、曲率γとから、各駆動輪11a、11bのト ルク指令値を次の数式24により算出する。
 数式24において、τ _R が右輪トルク指令値を、τ _L が左輪トルク指令値を表す。
 また、τ~は並進、姿勢制御トルクを表し、� � _dif は回転制御トルクを表し、数式25で表される� ��数式25において、(・ ⁾ は一回微分を意味する。
 図15は、旋回走行時における並進制御、姿� �制御の状態を表したものであり、数式24、25� ��おける各記号は図15で示す通りである。

(数式24)
 τ _R =(1/2)(τ ^- +τ _dif )
 τ _L =(1/2)(τ ^- -τ _dif )

(数式25)
 τ ^- =-K _V (V-V ^* )-Kθθ-Kθ(・ ₎ θ(・ ⁾
 τ _dif =-Kγ(γ-γ ^* )

 数式25において、右辺第1項の-K _V (V-V ^* )が速度(並進)のフィードバック制御を、第2� �の-Kθθ-Kθ(・ ₎ θ(・ ⁾ が姿勢のフィードバック制御を表す。

 数式24、25において、各フィードバックゲイ ンK _V 、Kθ、Kθ(・ ₎ 、Kγは、例えば極配置法によって設定してお く。場合によっては、微分ゲイン(姿勢角以� �にも)や積分ゲインを導入してもよい。

 以上説明した実施形態では、1軸の二輪車 における旋回走行制御を例に説明したが、本 発明では、三輪以上の車両に対しても、横方 向限界加速度を超える入力(要求)に対する最� ��化を含め、本実施形態における旋回走行制� ��の方法を適用することが可能である。

 以上説明した実施形態の車両では、車両全� ��の重心位置を推定し、その重心位置に応じ� ��限界横方向加速度a _lim (=a _Min 、a _Max )を求め、搭乗者が要求する目標走行状態(V ^* 、γ ^* )から求めた横方向加速度a ^* が、限界横方向加速度a _lim を超えない範囲で旋回走行を行う。
 すなわち、限界横方向加速度a _lim を超えない目標走行状態(V ^* 、γ ^* )が搭乗者によって入力(要求)された場合には 、その目標走行状態で旋回走行する。
 一方、限界横方向加速度a _lim を超える目標走行状態(V ^* 、γ ^* )が入力された場合には、(a)~(e)の最適化によ� ��て、横方向加速度a=限界横方向加速度a _lim (=a _Min 、a _Max )となるように、目標走行状態(V ^* 、γ ^* )を現実走行状態(V ^* ~、γ ^* ~)に制限している。
 これにより、旋回速度と旋回曲率を必要以� ��に制限しないので、車両の旋回性能を限界� ��で最大限利用することができる。

 なお、説明した実施形態では、横方向加速� ��a=限界横方向加速度a _lim となるように、目標走行状態(V ^* 、γ ^* )を現実走行状態(V ^* ~、γ ^* ~)に制限する場合について説明したが、限界� ��方向加速度a _lim の範囲内であればよい。
 ただし、車両の旋回性能の利用範囲を従来� ��りも大きくするために、制限後の横方向加� ��度を所定の閾値a _k (例えば、a _k =a _lim -0.05G)以上とする。

 また、以上説明した実施形態では、コン� ��ローラ31としてジョイスティックを備え、� �の前後傾斜量を目標速度に、左右傾斜量を� �標曲率に対応させているが、他の状態量を� �応させてもよい。例えば、前後傾斜量を目� �前後加速度に、左右傾斜量を目標旋回角速� �に対応させてもよい。この場合には、目標� �行状態設定時(図4のステップ15)で、目標とす る前後加速度と角速度を速度と曲率に変換す ればよい。あるいは、加速度と角速度を目標 走行状態とすることにより、以上で説明した 実施形態と同様の処理を行ってもよい。