(57)【要約】【課題】同軸二輪車の降車時において倒立制御を安定的に行う制御方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる同軸二輪車の制御方法は、同軸上に配置された２つの車輪を個別に駆動し車両を倒立させながら移動させる。そして、搭乗者の降車時に、当該車両の姿勢角を検知し出力し、前記姿勢角の出力値に基づいて、前記車輪の前方側又は後方側に設けられ当該車両から引き出されて地面に接地させる倒立補助部材を制御して当該車両の倒立を補助し、前記姿勢角と予め定められた降車完了角度との角度差を所定の閾値と比較し、前記比較と当該車両の傾きの方向とに基づいて当該車両の倒立が維持されると判断される場合には当該車両の倒立制御を停止する。【選択図】図１
2015123943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に配置された２つの車輪を個別に駆動し車両を倒立させながら移動させる同軸二輪車の制御方法であって、
搭乗者の降車時に、当該車両の姿勢角を検知し出力し、
前記姿勢角の出力値に基づいて、前記車輪の前方側又は後方側に設けられ当該車両から引き出されて地面に接地させる倒立補助部材を制御して当該車両の倒立を補助し、
前記姿勢角と予め定められた降車完了角度との角度差を所定の閾値と比較し、
前記比較と当該車両の傾きの方向とに基づいて、当該車両の倒立が維持されると判断される場合には当該車両の倒立制御を停止する、
同軸二輪車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸二輪車の制御方法に関し、特に同軸二輪車の降車時の倒立制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車輪の駆動を制御することにより倒立制御しながら走行する同軸二輪車がある。同軸二輪車は、搭乗者が姿勢を傾けることによって任意の方向に走行可能とする移動車両である。該同軸二輪車は、搭乗者の降車時に姿勢が不安定となるため、走行時と異なる制御方法が必要である。特許文献１は、補助輪等の接地部材を用いた同軸二輪車の降車時の倒立制御方法について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２０１１−１６２１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にかかる同軸二輪車の降車時の倒立制御方法によると、図６のＳ３０１〜Ｓ３０３に示すように、補助輪を用いた同軸二輪車の傾斜角度θが、所定角度θaとなった場合に補助輪が接地したと判断して倒立制御を停止させている。しかし、この方法によると、図７に示すように、路面状態が悪い場合や姿勢角センサの取り付け誤差がある場合に、傾斜角度θが所定角度θaになる前に補助輪が接地する。そして、その反力により制御部が車両を反力方向に移動させるよう制御し、その結果、車両が補助輪の逆側に移動し続ける可能性がある。
【０００５】
従って、図８に示すように特許文献１にかかる方法によると、補助バーを用いた同軸二輪車の降車時の制御において、車両の接地を補助バーの接地姿勢角である所定角度θaを判定基準とすると、路面状況等によりθaに到達できず、車両が前進又は後退し続ける場合があるという課題がある。
本発明は、同軸二輪車の降車時において倒立制御を安定的に行う制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様にかかる同軸二輪車の制御方法は、同軸上に配置された２つの車輪を個別に駆動し車両を倒立させながら移動させる、そして、搭乗者の降車時に、当該車両の姿勢角を検知し出力し、前記姿勢角の出力値に基づいて、前記車輪の前方側又は後方側に設けられ当該車両から引き出されて地面に接地させる倒立補助部材を制御して当該車両の倒立を補助し、前記姿勢角と予め定められた降車完了角度との角度差を所定の閾値と比較し、前記比較と当該車両の傾きの方向とに基づいて当該車両の倒立が維持されると判断される場合には当該車両の倒立制御を停止する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、同軸二輪車の降車時において倒立制御を安定的に行う制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００を示した概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００の内部構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる目標姿勢角と実姿勢角との差ｄを示したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００の降車時の倒立制御方法を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる同軸二輪車２００の降車時の倒立制御方法を示したフローチャートである。
【図６】従来の同軸二輪車の制御方法を示したフローチャートである。
【図７】従来の同軸二輪車の降車時の課題を示した概要図である。
【図８】従来の同軸二輪車の降車時の課題を示した概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００を示した概略図である。図１は、同軸二輪車１００の左側側面を示している。同軸二輪車１００は、車体１と、車輪２と、倒立補助部１３と、制御部１０とを備える。同軸二輪車１００は、図示していないがさらに、駆動部１１と、姿勢検知部１２と、を備える。車体１は、搭乗者を登場させる同軸二輪車１００の筐体である。搭乗者は、重心移動により車体１を傾けることによって任意の方向に同軸二輪車１００を移動させる。搭乗者が重心を同軸二輪車１００の前側に移動させ、車両を前傾させると同軸二輪車１００は前進する。搭乗者が重心を同軸二輪車１００の後側に移動させ、車両を後傾させると同軸二輪車１００は後進する。
【００１０】
車輪２は、車体１の左右に２つ設けられ、同軸になるよう対向配置される。左右に設けられた車輪２は、駆動部１１によって左右個別に駆動される。車輪２の駆動によって車体１は目標姿勢角に倒立する。そして、車輪２の駆動によって車体１は任意の方向に移動する。駆動部１１は、車輪２の回転角度、回転角速度を計測するセンサを備える。該センサは、エンコーダ、レゾルバ等を用いてもよい。
【００１１】
倒立補助部１３は、搭乗者が降車時に所定の操作を行うことにより車体１から引き出され地面に接地して車体１の倒立を補助する補助部材である。倒立補助部１３は、図１に示すように、上下方向に伸縮する伸縮構造を有する補助部材を備え車体１から引き出される。該伸縮構造の他、折りたたみ構造を用いても良い。伸縮構造はアクチュエータ等による自動的な構造でもよいし、手動による構造を用いても良い。倒立補助部１３は、伸縮時にどの位置にあるのか検出するセンサを備える。倒立補助部１３が引き出され、地面に接地すると、車体１が倒立維持可能な姿勢角で倒立する。倒立補助部１３は車体１の前方、後方のいずれに取り付けてもよい。倒立補助部１３が平地面に接地した時の車体１の姿勢角を降車完了角として予め定めておく。
【００１２】
姿勢検知部１２は、車体１の姿勢角を検出し出力値を出力する。姿勢検知部１２は、車体１の姿勢角（ピッチ）を検出する他、ロール、ヨー方向の角度を検出してもよい。姿勢角の検出は、姿勢角が検出できればどのようなものを用いてもよい。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００の内部構成を示したブロック図である。制御部１０は、駆動部１１と、姿勢検知部１２と、倒立補助部１３とに接続している。制御部１０は、姿勢検知部１２の出力値に基づいて駆動部１１を制御して２つの車輪２を個別に駆動させ、車体１を倒立制御するとともに車体１を任意の方向に移動させるよう制御する。制御部１０は、搭乗者の降車時に倒立補助部１３を車体１から引き出すよう制御して車体１の倒立補助をする。この時、制御部１０は、車体１の実姿勢角と降車完了角とを比較して車体１の倒立制御を継続するか、停止するかを判断する。
【００１４】
制御部１０は、倒立補助された車体１の実姿勢角と降車完了角とを比較して、現在姿勢角が降車完了角より小さい場合、車体１が転倒するかどうか判断する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる目標姿勢角と実姿勢角との差ｄを示したグラフである。ここで搭乗者を安全に降車させるために、実姿勢角と目標姿勢角とに一定以上乖離が発生し、かつ、倒立補助部１３の方向に実姿勢角が傾いていた場合、倒立制御を停止しても倒立補助部１３の方向に車体１が倒れると判断して降車時の倒立制御を完了させる。即ち、制御部１０は、実姿勢角と目標姿勢角との差の絶対値ｄが閾値より大きい場合、さらに車体１の姿勢角が倒立補助部１３の方向に向いているかどうかを判断する。車体１の姿勢角が倒立補助部１３の方向に向いている場合、制御部１０は、車体１は転倒しない（倒立補助部１３の方向に車体１が傾く）と判断し、倒立制御を停止する。
その他、図示していないが、同軸二輪車１００の駆動及び各種制御に用いられる電源を供給する電源部がある。
【００１５】
次に、図を用いて本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００の降車時の倒立制御方法について説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車１００の降車時の倒立制御方法を示したフローチャートである。
【００１６】
制御部１０は、姿勢検知部１２の出力値に基づいて実姿勢角を演算し車体１を倒立制御する（Ｓ１００）。搭乗者が降車時に所定の操作を行うことで制御部１０は降車時を判断する。制御部１０は、倒立補助部１３を制御して倒立補助部１３を車体１から引き出すよう制御する。制御部１０は、駆動部１１を制御して倒立補助部１３の方向に車体１を傾ける。倒立補助部１３が地面に接地し車体１の傾きが停止した時、制御部１０は姿勢検知部１２の出力値に基づいて現在姿勢角と予め定めた降車完了角とを比較する（Ｓ１０１）。実姿勢角が降車完了角を超えてない場合（Ｓ１０１：Ｎ）、制御部１０は、車体１が転倒するかどうか判断するステップに移行する。
【００１７】
制御部１０は、目標姿勢角と実姿勢角との差の絶対値ｄを閾値と比較する（Ｓ１０２）。制御部１０は、ｄが閾値より大きい場合（Ｓ１０２：Ｙ）、姿勢検知部１２の出力値に基づいて車体１の実姿勢角が倒立補助部１３の方向に傾いているかどうか判断する（Ｓ１０３）。制御部１０は、車体１の実姿勢角が倒立補助部１３の方向に傾いていると判断した場合（Ｓ１０３：Ｙ）、車体１が転倒しないと判断し、車体１の倒立制御を停止する（Ｓ１０４）。制御部１０は、目標姿勢角を演算し車体１を倒立制御する（Ｓ１０５）。ステップ１０１で、現在姿勢角が降車完了角を超えている場合（Ｓ１０１：Ｙ）、制御部１０は、車体１が転倒しないと判断し倒立制御を停止する（Ｓ１０４）。
【００１８】
ステップ１０２でｄが閾値より小さい場合（Ｓ１０２：Ｎ）、制御部１０は、目標姿勢角を演算し車体１を倒立制御する（Ｓ１０５）。ステップ１０３で、車体１の実姿勢角が倒立補助部１３の方向に傾いていないと判断した場合（Ｓ１０３：Ｎ）、制御部１０は、目標姿勢角を演算し車体１を倒立制御する（Ｓ１０５）。
【００１９】
上記の様に、本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御方法によると、倒立補助部１３が接地した地面が平坦でない場合等でも、現在の姿勢角が同軸二輪車１００の倒立維持に必要な条件を満たしているかどうか判断することにより、搭乗者の降車時に同軸二輪車１００の姿勢角を安定的に維持することが可能となる。
【００２０】
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２にかかる同軸二輪車の制御方法について説明する。本実施の形態において、実施の形態１における同軸二輪車１００同様の構成を有する同軸二輪車２００を用いる。従って、本実施の形態において実施の形態１にかかる同軸二輪車１００と基本的な構成が同じである。本実施の形態の説明において、実施の形態１と同じ部分は同じ番号を付し、重複する部分の説明は適宜省略する。図５は、本発明の実施の形態２にかかる同軸二輪車２００の降車時の倒立制御方法を示したフローチャートである。
【００２１】
図５において、制御部１０が、目標姿勢角と実姿勢角との差の絶対値ｄを閾値と比較した後の処理、ステップ２０３の処理が実施の形態１のステップ１０３と異なっている。本実施の形態では、制御部１０は、ｄが閾値より大きい場合（Ｓ２０２：Ｙ）、姿勢検知部１２が出力する角速度の出力値に基づいて、車体１の角速度が倒立補助部１３の方向に加速しているかどうか判断する（Ｓ２０３）。制御部１０は、車体１の角速度が倒立補助部１３の方向に加速していると判断した場合（Ｓ２０３：Ｙ）、車体１が転倒しないと判断し、車体１の倒立制御を停止する（Ｓ１０４）。その他の処理は実施の形態１と同様である。即ち、本実施の形態ではセンサ出力値の用い方が実施の形態１と異なっているが、車体１の傾きを判断しているということは同様である。
【００２２】
以上、本発明を上記実施形態および実施例に即して説明したが、上記実施形態および実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００２３】
１  車体
２  車輪
１０  制御部
１１  駆動部
１２  姿勢検知部
１３  倒立補助部
１００  同軸二輪車
【図１】
2015123943.tif 000003
【図２】
2015123943.tif 000004
【図３】
2015123943.tif 000005
【図４】
2015123943.tif 000006
【図５】
2015123943.tif 000007
【図６】
2015123943.tif 000008
【図７】
2015123943.tif 000009
【図８】
2015123943.tif 000010