(57)【要約】【課題】車両の不要な挙動をなくし、特に搭乗者の乗降を容易に行わせる。【解決手段】状態１はサーボＯＦＦ状態を示す。この状態１から制御開始スイッチが押される（ＯＮ）と状態２へ遷移する。状態２は空車状態（ゲイン無し）を示す。この状態２から姿勢ピッチ軸角度が所定の角度に達すると状態３へ遷移する。状態３は自立・空車状態（ゲイン有効、制御開始）を示す。この状態３からセンサ等により片足がステップに接地したのを検知すると、次の状態４に遷移する。状態４は車両ピッチ軸目標角度変更状態（空車⇒乗車）を示す。この状態４から所定時間経過したら状態５に遷移する。状態５はゲイン変更（空車⇒乗車）を示す。この状態５から所定時間経過したら状態６に遷移する。状態６は乗車状態を示す。さらに状態７はゲイン変更（乗車⇒空車）を示す。また、状態８は車両ピッチ軸目標角度変更状態（乗車⇒空車）を示す。【選択図】図３
2007331443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された二車輪を独立に駆動する手段と、前記二車輪を連結する筐体と、前記筐体には自身の姿勢角度を検出する手段とが設けられ、前記検出された姿勢角度の情報に従い前記二車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う走行装置であって、
搭乗者のいない状態で車両を自立させる姿勢制御を行う空車制御手段を有し、
前記空車制御手段は、前記車両の姿勢制御開始の姿勢角度を制限、若しくは操作する
ことを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記空車制御手段は、前記検出された姿勢角度の情報に拘らず前記車両の位置を保持する制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の走行装置。
【請求項３】
平行に配置された二車輪を独立に駆動する手段と、前記二車輪を連結する筐体と、前記筐体には自身の姿勢角度を検出する手段とが設けられ、前記検出された姿勢角度の情報に従い前記二車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う走行装置であって、
搭乗者のいない状態で車両を自立させる姿勢制御を行う空車制御手段と、前記搭乗者を乗せた状態で前記車両を自立させる姿勢制御を行う乗車制御手段と、前記乗車制御手段には前記搭乗者が乗車を完了した状態を検出する乗車検出手段とを有し、
前記空車制御手段から前記乗車制御手段への遷移の際には、前記乗車検出手段が前記搭乗者の乗車の完了を検出するまで前記車両の旋回機能を停止する
ことを特徴とする走行装置。
【請求項４】
前記空車制御手段では前記検出された姿勢角度の情報に拘らず前記車両の位置を保持する制御を行い、
前記乗車制御手段へ遷移した際には、前記車両の位置を保持する制御を解除する
ことを特徴とする請求項３記載の走行装置。
【請求項５】
平行に配置された二車輪を独立に駆動する手段と、前記二車輪を連結する筐体と、前記筐体には自身の姿勢角度を検出する手段とが設けられ、前記検出された姿勢角度の情報に従い前記二車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う走行装置であって、
搭乗者のいない状態で車両を自立させる姿勢制御を行う空車制御手段と、前記搭乗者を乗せた状態で前記車両を自立させる姿勢制御を行う乗車制御手段と、前記乗車制御手段には前記搭乗者が乗車を完了した状態を検出する乗車検出手段とを有し、
前記乗車制御手段から前記空車制御手段への遷移の際には、前記車両の旋回機能を停止する
ことを特徴とする走行装置。
【請求項６】
前記空車制御手段へ遷移した際には、前記空車制御手段が前記検出された姿勢角度の情報に拘らず前記車両の位置を保持する制御を行う
ことを特徴とする請求項５記載の走行装置。
【請求項７】
搭乗者のいない状態で平行二輪車の車両を自立させる姿勢制御を行う空車状態と前記搭乗者を乗せた状態で前記平行二輪車の車両を自立させる姿勢制御を行う乗車状態との間で遷移を行う際に用いられる平行二輪車の車両制御方法であって、
前記車両の姿勢角度を検出して姿勢制御を行い、
前記空車状態では前記車両の姿勢制御開始の姿勢角度を制限、若しくは操作する
ことを特徴とする平行二輪車の車両制御方法。
【請求項８】
前記空車状態では前記姿勢角度の情報に拘らず前記車両の位置を保持する制御を行う
ことを特徴とする請求項７記載の平行二輪車の車両制御方法。
【請求項９】
搭乗者のいない状態で平行二輪車の車両を自立させる姿勢制御を行う空車状態と前記搭乗者を乗せた状態で前記平行二輪車の車両を自立させる姿勢制御を行う乗車状態との間で遷移を行う際に用いられる平行二輪車の車両制御方法であって、
前記車両の姿勢角度を検出して姿勢制御を行い、
前記空車状態から前記乗車状態への遷移の際には、前記搭乗者の乗車の完了を検出するまで前記車両の旋回機能を停止する
ことを特徴とする平行二輪車の車両制御方法。
【請求項１０】
前記空車状態では前記車両の姿勢制御開始の姿勢角度を制限、若しくは操作すると共に前記姿勢角度の情報に拘らず前記車両の位置を保持する制御を行い、
前記乗車状態へ遷移した際には、前記車両の位置を保持する制御を解除する
ことを特徴とする請求項９記載の平行二輪車の車両制御方法。
【請求項１１】
搭乗者のいない状態で平行二輪車の車両を自立させる姿勢制御を行う空車状態と前記搭乗者を乗せた状態で前記平行二輪車の車両を自立させる姿勢制御を行う乗車状態との間で遷移を行う際に用いられる平行二輪車の車両制御方法であって、
前記車両の姿勢角度を検出して姿勢制御を行い、
前記乗車状態から前記空車状態への遷移の際には、前記車両の旋回機能を停止する
ことを特徴とする平行二輪車の車両制御方法。
【請求項１２】
前記空車状態へ遷移した際には、前記姿勢角度の情報に拘らず前記車両の位置を保持する制御を行う
ことを特徴とする請求項１１記載の平行二輪車の車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行二輪車で車両を自立させる姿勢制御を行っている場合に使用して好適な走行装置及び平行二輪車の車両制御方法に関する。詳しくは、空車状態にある時や、空車状態と乗車状態との間で遷移を行う場合に、車両の不要な挙動をなくし、特に搭乗者の乗降を容易に行わせることができるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の平行二輪車では、複数のジャイロにより車両の傾きを検出して、車両の姿勢制御を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、負荷重量変化に対して、姿勢制御と走行制御とを安定して両立するようにしているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献では、いずれも本願発明の目的とする、車両が空車状態にある時や空車状態と乗車状態との間で遷移を行う場合に、車両を安定に動作させる技術については記載されていないものである。
【特許文献１】米国特許第５９７１０９１号公報
【特許文献２】特開２００５−００６４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、人を搭乗させて二輪で走行する乗り物として、従来から上記の特許文献１，２等に開示されているような平行二輪車が知られている。ところが、このような平行二輪車では、車体の動きに応じて車輪を駆動して姿勢を制御するために、姿勢制御が開始されると車体のわずかな動きでも車輪が駆動され、例えば搭乗者のいない空車状態ではその場所に静止していることができない。そのため、従来の平行二輪車では、搭乗者が降車しても常に誰かが手を添えて動かないように注意している必要があった。
【０００６】
これに対して、搭乗者のいない空車状態で姿勢制御を行う空車モードと、搭乗者を乗せた乗車状態で姿勢制御を行う乗車モードとを定義して、それぞれのモードで平行二輪車の車両を自立させる制御を適切に行うことが考えられる。しかし、このような空車モードと乗車モードを定義したとしても、モードとモードの遷移において連続的にパラメータを操作していないと、車両は不連続な制御指令を受け取ることになり、不安定な動作となって不要な挙動を行う恐れがある。
【０００７】
さらに、車両が不適切な姿勢角度の状態で姿勢制御が開始された場合にも、同様に車両が不連続な制御指令を受け取るために、やはり車両が不安定な動作となって不要な挙動を行う恐れがあった。従って、このように従来の平行二輪車では不安定な動作が行われる場面が多いことから、特に乗車や降車は容易に行うことができず、搭乗者が一人で乗車や降車を行うためには習熟が必要とされる。このため、通常一般の人間には、従来の平行二輪車は容易に利用することができないものであった。
【０００８】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、特に空車モードと乗車モード間の遷移などにおいて、車両がセンサなどから不連続な制御指令を受け取ることで、不安定な動作となって不要な挙動を行う恐れがあり、このため、通常一般の人間には、従来の平行二輪車は容易に利用することができなかったというものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため本発明は、平行に配置された二車輪を独立に駆動する手段と、二車輪を連結する筐体と、筐体には自身の姿勢角度を検出する手段とが設けられ、検出された姿勢角度の情報に従い二車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う平行二輪車において、空車状態にある時や、空車状態と乗車状態との間で遷移を行う場合に、任意の機能の発動を制限するようにしたものであって、これによれば、車両の不要な挙動をなくし、特に搭乗者の乗降を容易に行わせることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、搭乗者のいない状態で車両を自立させる姿勢制御を行う空車制御手段を有し、空車制御手段は、車両の姿勢制御開始の姿勢角度を制限、若しくは操作することによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、空車制御手段は、検出された姿勢角度の情報に拘らず車両の位置を保持する制御を行うことによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００１２】
請求項３の発明によれば、搭乗者のいない状態で車両を自立させる姿勢制御を行う空車制御手段と、搭乗者を乗せた状態で車両を自立させる姿勢制御を行う乗車制御手段と、乗車制御手段には搭乗者が乗車を完了した状態を検出する乗車検出手段とを有し、空車制御手段から乗車制御手段への遷移の際には、乗車検出手段が搭乗者の乗車の完了を検出するまで車両の旋回機能を停止することによって、搭乗者の乗車が容易に行われるようにすることができるものである。
【００１３】
請求項４の発明によれば、空車制御手段では検出された姿勢角度の情報に拘らず車両の位置を保持する制御を行い、乗車制御手段へ遷移した際には、車両の位置を保持する制御を解除することによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００１４】
請求項５の発明によれば、搭乗者のいない状態で車両を自立させる姿勢制御を行う空車制御手段と、搭乗者を乗せた状態で車両を自立させる姿勢制御を行う乗車制御手段と、乗車制御手段には搭乗者が乗車を完了した状態を検出する乗車検出手段とを有し、乗車制御手段から空車制御手段への遷移の際には、車両の旋回機能を停止することによって、搭乗者の降車が容易に行われるようにすることができるものである。
【００１５】
請求項６の発明によれば、空車制御手段へ遷移した際には、空車制御手段が検出された姿勢角度の情報に拘らず車両の位置を保持する制御を行うことによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００１６】
請求項７の発明によれば、車両の姿勢角度を検出して姿勢制御を行い、空車状態では車両の姿勢制御開始の姿勢角度を制限、若しくは操作することによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００１７】
請求項８の発明によれば、空車状態では姿勢角度の情報に拘らず車両の位置を保持する制御を行うことによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００１８】
請求項９の発明によれば、車両の姿勢角度を検出して姿勢制御を行い、空車状態から乗車状態への遷移の際には、搭乗者の乗車の完了を検出するまで車両の旋回機能を停止することによって、搭乗者の乗車が容易に行われるようにすることができるものである。
【００１９】
請求項１０の発明によれば、空車状態では車両の姿勢制御開始の姿勢角度を制限、若しくは操作すると共に姿勢角度の情報に拘らず車両の位置を保持する制御を行い、乗車状態へ遷移した際には、車両の位置を保持する制御を解除することによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００２０】
請求項１１の発明によれば、車両の姿勢角度を検出して姿勢制御を行い、乗車状態から空車状態への遷移の際には、車両の旋回機能を停止することによって、搭乗者の降車が容易に行われるようにすることができるものである。
【００２１】
請求項１２の発明によれば、空車状態へ遷移した際には、姿勢角度の情報に拘らず車両の位置を保持する制御を行うことによって、空車状態での不要な挙動が生じないようにすることができるものである。
【００２２】
これによって、従来の装置では、特に空車モードと乗車モード間の遷移などにおいて、車両がセンサなどから不連続な制御指令を受け取ることで、不安定な動作となって不要な挙動を行う恐れがあり、このため、通常一般の人間には、従来の平行二輪車は容易に利用することができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本願の発明を説明する。
【００２４】
まず、本願の発明の適用される平行二輪車の一実施形態の構成を図１のＡ，Ｂに示す。すなわち、平行二輪車は、図１のＡ，Ｂに示すように搭乗者の乗るステップ１に対し同軸線上に平行に車輪２Ｌ，２Ｒを有する装置で、それぞれの車輪２Ｌ，２Ｒに対して独立して駆動力を発生させることのできる駆動装置３Ｌ，３Ｒを有する。また、ステップ１には搭乗者の乗車を識別するセンサ、若しくはスイッチ（図示せず）が内蔵され、ステップ１からは搭乗者が持って操作を行うハンドル４が植立されている。
【００２５】
さらに、以下の説明で用いる平行二輪車の車両の全体に対する各座標系を、図１中に記載のように、車軸に対して垂直方向をＸ軸、車軸方向をＹ軸、鉛直方向をＺ軸、車軸周りをピッチ軸（θ）、車両上面視よりＸ−Ｙ平面上の回転方向をヨー軸（γ）若しくは旋回軸としておく。
【００２６】
このような平行二輪車において、駆動系の構成としては、図２に示すように、ジャイロセンサ、加速度センサなどにより車両の傾きを検出するための姿勢検出装置１１と、ハンドル４に関連した操作レバーによって旋回指令を入力するための旋回操作装置１２と、搭乗者の挙動（足の昇降など）を検出するための荷重センサ、近接センサ、接触スイッチなどによる搭乗者検出装置１３とを備え、これら装置１１〜１３からの情報を元に、車両を駆動するためのトルク指令を算出するための制御演算装置（ＣＰＵ）１４を有する。
【００２７】
さらに、この制御演算装置１４にて算出された制御トルク指令を駆動装置１５へ伝達し、駆動装置１５で形成された駆動トルクを、上述の車輪２Ｌ，２Ｒに対しそれぞれ独立して設けられたモータ１６Ｌ，１６Ｒに供給する。また、モータ１６Ｌ，１６Ｒの回転に伴う情報が制御演算装置１４にフィードバックされる構成となっている。このような駆動系の構成によって、平行二輪車となる車両の制御が行われている。
【００２８】
そして車両の動作を制御するには、車両の姿勢を制御するためのピッチ軸制御〔数１〕、車両の位置を制御するためのＸ軸制御〔数２〕、車両の旋回を制御するためのヨー軸制御〔数３〕について、それぞれ以下の演算により必要なトルクを求め、その合計として駆動装置へ供給される出力トルク〔数４〕が求められる。なお、以下の式において、Ｋpp、Ｋdp、Ｋip、Ｋpx、Ｋdx、Ｋix、Ｋpy、Ｋdy、Ｋiyは制御ゲインパラメータである。
【００２９】
ピッチ軸制御
【数１】
2007331443.tif 000003
【００３０】
Ｘ軸位置制御
【数２】
2007331443.tif 000004
【００３１】
ヨー軸旋回制御
【数３】
2007331443.tif 000005
【００３２】
出力トルク（片軸）
〔数４〕
τ＝τp＋τx＋τy
【００３３】
すなわち、これらの〔数１〕〜〔数４〕により、制御演算装置１４では、所望の制御を行うに当たり各々の車輪２Ｌ，２Ｒに対して必要な出力トルクτが算出される。この算出された制御トルク指令が駆動装置１５へ伝達され、駆動装置１５で形成された駆動トルクがモータ１６Ｌ，１６Ｒに供給される。これにより、車輪２Ｌ，２Ｒにおいては各々所望の動作が得られるように駆動が行われ、例えば所望の方向への走行や旋回、また走行速度の増速や減速などの所望の動作が実現される。
【００３４】
このような平行二輪車において、本発明は、各モード切り替えの際に、これらのパラメータ及び目標値を任意に操作することにより、乗車の際に車両を安定させたり、車両の動作を変化させたりすることを目的とする。そこで図３には、車両の制御停止状態から制御開始して乗車するまでの状態遷移図を示す。
【００３５】
すなわち図３において、状態１はサーボＯＦＦ状態を示す。この状態１は、駆動装置１５に制御が掛かっていない、若しくは電源が供給されていない状態であって、この状態１から制御開始スイッチ（サーボスイッチ）が押される（ＯＮ）と状態２へ遷移する。
【００３６】
状態２は空車状態（ゲイン無し）を示す。この状態１は、駆動装置１５に電源は供給されるが、〔数１〕〜〔数３〕における各ゲインの値については、すべてゼロに設定されている。これによって、姿勢ピッチ軸角度が所定の角度に達するまで、制御トルクが発生しないようにすることで、車両起動時に突然動き始めないようにしている。また、姿勢ピッチ軸角度が所定の角度に達すると状態３へ遷移する。さらに、サーボスイッチがＯＦＦされると状態１に遷移する。
【００３７】
なお、状態２での処理については、図４のフローチャートを参照してさらに詳述する。すなわち図４において、ステップＳ１１での電源投入（駆動装置１５には電源未供給）から、ステップＳ１２ではサーボスイッチＯＮ操作により駆動装置１５へ電源供給が開始される。そしてステップＳ１３で車両の姿勢ピッチ軸角度を監視する。さらにステップＳ１４で制御開始角度に達したか否か判断され、達していないとき（ＮＯ）はステップＳ１３に戻される。これに対してステップＳ１４で制御開始角度に達したとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ１５で姿勢制御が開始され、次の状態３へ移行される。
【００３８】
さらに状態３は自立・空車状態（ゲイン有効、制御開始）を示す。この状態３は、〔数１〕〜〔数３〕における各ゲインの値を設定することで、車両の姿勢制御を開始する。この時、車両の目的に合わせて、各ゲインや目標値を決める。すなわち、例えば自立姿勢で車両を静止させておく場合には、図５に示すように、〔数１〕における目標ピッチ軸角度θrefの値を、図５に示す自立姿勢角度θjに設定することで、車両は自立姿勢を保ったまま静止することができる。ここで自立姿勢角度θjとは、車両の重心位置が、車軸の真上に位置する状態のピッチ軸角度である。
【００３９】
また、〔数２〕における目標車両位置Ｘrefを車両の現在のＸ座標位置とし、目標車両速度▲Ｘref（Ｘの上に・）▼をゼロに設定することで、車両は自立状態を保ちながら、現在のＸ座標位置で静止することができる。なお、各ゲインについては、車両が安定して制御可能な状態に調整する。この状態３を空車モード若しくは自立モードとする。
【００４０】
状態３への切り替え処理について、図６のフローチャートを参照してさらに詳述する。すなわち図６は乗車から自立への切り替え処理である。従って、ステップＳ２１では例えば降車モードより移行され、ここでは位置制御は無効である。そしてステップＳ２２で荷重センサを監視する。さらにステップＳ２３で両足が降りたか否か判断され、降りていないとき（ＮＯ）はステップＳ２２に戻される。これに対してステップＳ２３で降りたとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ２４で目標ピッチ軸角度θを自立姿勢角度θjまで変化させる。
【００４１】
また、ステップＳ２５で車両の姿勢角度を監視する。そしてステップＳ２６で車両の姿勢角度が目標角度まで達したか否かを判断し、達していないとき（ＮＯ）はステップＳ２５に戻される。これに対してステップＳ２６で達していたとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ２７で位置制御の制御ゲインを有効にする。さらにステップＳ２８で位置制御が開始され、自立モードへ移行される。
【００４２】
すなわち、状態３の自立・空車状態では、車両に取り付けられた、搭乗者の乗車を識別するためのセンサ若しくはスイッチにより、搭乗者の片足がステップに接地したかどうかを監視する。例えばセンサやスイッチとは、荷重センサや近接センサもしくは接触スイッチのようなものである。そして、上記のセンサ等により片足がステップに接地したのを検知すると、次の状態４に遷移する。また、サーボスイッチがＯＦＦされると、状態１に遷移する。
【００４３】
そこで、状態４は車両ピッチ軸目標角度変更状態（空車⇒乗車）を示す。この状態４では、片足がステップに接地した状態で、車両の姿勢ピッチ軸角度を徐々に変化させる。すなわち、例えば〔数１〕におけるθrefの値を、次の〔数５〕に従って変化させることにより、車両を空車モードから乗車モードへの移行の準備をする。
〔数５〕
θref(t)＝（θref drive−θj）／ｔres×ｔ＋θj
【００４４】
ここで、値ｔは状態４に遷移してからのピッチ軸目標角度移行経過時間であり、θrefdriveとは乗車モードでの姿勢ピッチ軸角度（乗車姿勢を水平に保つ場合はゼロ度）であり、ｔresとは乗車姿勢に移行するまでの時間を表している。そして、ｔres時間経過したら（θref driveに達したら）状態５に遷移する。また、サーボスイッチがＯＦＦされると状態１に遷移する。
【００４５】
状態４の車両ピッチ軸目標角度変更状態の処理について、図７のフローチャートを参照してさらに詳述する。図７において、ステップＳ３１では例えば自立モードより移行され、ここでは位置制御は有効である。そしてステップＳ３２で荷重センサを監視する。さらにステップＳ３３で片足が乗ったか否か判断され、乗っていないとき（ＮＯ）はステップＳ３２に戻される。
【００４６】
これに対してステップＳ３３で乗ったとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ３４で目標ピッチ軸角度θを水平（ゼロ度）の乗車姿勢まで変化させる。また、ステップＳ３５で位置制御の制御ゲインを無効にする。そしてステップＳ３６で乗車モードへ移行される。なお乗車モードでは、位置制御は停止される。このようにして、状態４での車両ピッチ軸目標角度変更の処理が行われる。
【００４７】
状態５はゲイン変更（空車⇒乗車）を示す。この状態５は、姿勢ピッチ軸角度の移行が完了した状態で、〔数１〕〜〔数３〕に示す制御の各ゲインを徐々に変化させる。各ゲインの変化のさせ方としては、例えば次の〔数６〕に従って変化させることができる。
〔数６〕
Ｋ**(t)＝（Ｋ**_drive−Ｋ**_empty）／ｔres×ｔ＋Ｋ**_empty
【００４８】
ここで、ｔは状態５に遷移してからのゲイン移行経過時間であり、Ｋ**は、〔数１〕〜〔数３〕に示す各ゲインを表している。Ｋ**_driveは、乗車状態での最終設定ゲイン、Ｋ**_emptyは空車状態での設定ゲイン、ｔresは、ゲインを移行するまでの時間を表している。そして、ｔres時間経過したら（Ｋ**_driveに達したら）状態６に遷移する。また、サーボスイッチがＯＦＦされると状態１に遷移する。
【００４９】
すなわち、前述の状態３において、〔数２〕を利用した自立モードであった場合、乗車状態でも自立モードの位置制御を維持してしまうと、正常に走行できないため、このゲイン移行の際に、自立モードを解除（〔数２〕の位置制御を解除）する必要がある。なお、状態５のゲイン変更（空車⇒乗車）の処理については、上述の図７のフローチャートと同様である。
【００５０】
状態６は乗車状態を示す。すなわち、状態４でゲインの変化が完了した状態になると、搭乗者が両足を乗せるための準備が整う。ここでまだ両足を乗せていない状態では、〔数３〕に示すヨー軸制御（旋回制御）は無効にしておく。これは、片足だけがステップの上に乗った状態で、誤操作により車両が旋回してしまうなどの不要な挙動が生じないようにするものであり、両足がステップ上に乗るまで旋回をさせないようにする。
【００５１】
そして、前述の搭乗者の乗車を検知するセンサもしくはスイッチにより、搭乗者の両足がステップ上に乗せられたことを検知し、安定して車両への搭乗が完了した時点で、〔数３〕に示すヨー軸制御（旋回制御）を有効にする。これで車両としての一連の通常走行（姿勢制御、直進、旋回走行など）が可能となる。これを乗車モードとする。
【００５２】
なお、乗車状態の処理について、図８のフローチャートを参照してさらに詳述する。図８において、ステップＳ４１では乗車状態であり、旋回制御は無効とされている。そしてステップＳ４２で旋回指令を監視する。さらにステップＳ４３で旋回指令がゼロか否か、すなわち誤操作をしてないかどうか判断され、ゼロでないとき（ＮＯ）はステップＳ４２に戻される。
【００５３】
これに対してステップＳ４３でゼロのとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ４４でさらに荷重センサの状態を監視する。すなわち、ここでは搭乗者の足の状態を監視している。そしてステップＳ４５で両足状態か否か判断され、両足状態でないとき（ＮＯ）はステップＳ４２に戻される。またステップＳ４５で両足状態のとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ４６で乗車完了とされ、旋回制御が有効にされる。
【００５４】
さらに、降車についても、搭乗者が降車しようとしている最中に車両が旋回してしまうなどの不要な挙動が生じないようにする。すなわち、安定して降車できるように、搭乗者が降車しようとする時に、車両の制御を降車モードに切り替え、旋回動作を停止させる。そして、搭乗者の降車を検知すると状態７へ遷移し、空車モードへの切り替えの準備を開始する。また、サーボスイッチがＯＦＦされると状態１に遷移する。
【００５５】
このように降車モードに切り替えるための方法としては、例えば降車スイッチを設けて、搭乗者がスイッチ操作をすることで降車モードに切り替えることができる。他にも、車両の速度が十分小さい状態で、搭乗者の片足がステップから一定時間離れたことを検知して、降車モードに切り替える方法も可能である。
【００５６】
降車モードに切り替えるための方法について、図９のフローチャートを参照してさらに詳述する。図９において、ステップＳ５１は乗車状態である。この状態からステップＳ５２で車両の速度を監視する。さらにステップＳ５３で車両速度は十分小さいか否か判断され、十分小さくないとき（ＮＯ）はステップＳ５２に戻される。
【００５７】
これに対してステップＳ５３で十分小さいとき（ＹＥＳ）は、さらにステップＳ５４で荷重センサの状態を監視する。すなわち、ここでは搭乗者の足の状態を監視している。そしてステップＳ５５で片足状態か否か判断され、片足状態でないとき（ＮＯ）はステップＳ５２に戻される。またステップＳ５５で片足状態のとき（ＹＥＳ）は、さらにステップＳ５６で一定時間片足状態が継続しているか否か判断され、継続していないとき（ＮＯ）はステップＳ５２に戻される。
【００５８】
そして、ステップＳ５６で片足状態が一定時間継続したとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ５７で降車モードへ移行して旋回が停止される。このようにして、搭乗者が降車しようとする時には、車両の制御を降車モードに切り替え、旋回動作を停止させることで、搭乗者が降車しようとしている最中に車両が旋回してしまうなどの不要な挙動が生じないようにし、安定して降車できるようにすることができる。
【００５９】
また、状態７はゲイン変更（乗車⇒空車）を示す。すなわち、状態６において、降車モードから搭乗者が降車したことを検知してから、空車モードへの移行準備を行う。状態５で行ったゲイン操作と逆の操作を行う。例えば次式によりゲイン操作することができる。
〔数７〕
Ｋ**(t)＝（Ｋ**_empty−Ｋ**_drive）／ｔres×ｔ＋Ｋ**_drive
【００６０】
ここで、ｔは状態７に遷移してからのゲイン移行経過時間であり、Ｋ**は、〔数１〕〜〔数３〕に示す各ゲインを表している。Ｋ**_driveは、乗車状態での最終設定ゲイン、Ｋ**_emptyは空車状態での設定ゲイン、ｔresは、ゲインを移行するまでの時間を表している。そして、ｔres時間経過したら（Ｋ**_emptyに達したら）状態８に遷移する。また、サーボスイッチがＯＦＦされると状態１に遷移する。
【００６１】
さらに状態８は車両ピッチ軸目標角度変更状態（乗車⇒空車）を示す。この状態８は、ゲインの変化が完了してから、状態４で行った車両ピッチ軸目標角度の変更と逆の操作を行う。例えば次式により目標角度を変化させる。
〔数８〕
θref(t)＝（θj−θref_drive）／ｔres×ｔ＋θref_drive
【００６２】
ここで、ｔは状態８に遷移してからのピッチ軸目標角度移行経過時間であり、θref_driveとは、乗車モードでの姿勢ピッチ軸角度（乗車姿勢を水平に保つ場合はゼロ度）であり、ｔresとは、乗車姿勢に移行するまでの時間を表している。ｔres時間経過したら（θjに達したら）状態３に遷移する。また、サーボスイッチがＯＦＦされると状態１に遷移する。なお、処理の詳細については、図６のフローチャートと同様である。
【００６３】
以上、状態遷移に従うことにより、「空車モード」と「乗車モード」、また付加状態として「自立モード」や「降車モード」などの車両の状態を各モードで管理及び制御することができる。これにより、平行二輪車両において、より安定した乗り降りを実現することが出来る。
【００６４】
なお、本件で提案した車両の状態に応じた各モードの管理を考慮せずに、平行二輪車の車両の姿勢制御を開始してしまうと、搭乗者のいない空車状態において、その場に静止していることが困難であるとともに、非常に不安定な制御となり不用な挙動を起こす恐れがある。
【００６５】
そこで、本件のように、空車モードと乗車モードのように、状態を分けて管理し、それぞれのモードの移行をする際に、車両の制御パラメータや車両姿勢を連続的に移行させることより、乗車時の安定性を保つことでき、容易に乗り降りすることができるようになる。また乗車途中や降車モードにおいては、旋回制御を停止させることにより、誤操作による旋回動作を防ぐことができる。
【００６６】
また、空車モードにおいて、車両に対して位置制御を適用することにより、自立モードとして、車両をその場に停止させて車両位置を維持することができる。
【００６７】
こうして本発明の走行装置及び平行二輪車の車両制御方法によれば、平行に配置された二車輪を独立に駆動する手段と、二車輪を連結する筐体と、筐体には自身の姿勢角度を検出する手段とが設けられ、検出された姿勢角度の情報に従い二車輪の回転数をそれぞれ設定して走行を行う平行二輪車において、空車状態にある時や、空車状態と乗車状態との間で遷移を行う場合に、任意の機能の発動を制限するようにしたものであって、これによれば、車両の不要な挙動をなくし、特に搭乗者の乗降を容易に行わせることができる。
【００６８】
これによって、従来の装置では、特に空車モードと乗車モード間の遷移などにおいて、車両がセンサなどから不連続な制御指令を受け取ることで、不安定な動作となって不要な挙動を行う恐れがあり、このため、通常一般の人間には、従来の平行二輪車は容易に利用することができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００６９】
なお本発明は、上述の説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本願の発明の適用される平行二輪車の一実施形態の構成図である。
【図２】本願の発明の適用される平行二輪車の駆動系の一実施形態の構成図である。
【図３】その動作の説明のための状態遷移図である。
【図４】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図５】その説明のための図である。
【図６】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図７】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図８】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図９】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…ステップ、２Ｌ，２Ｒ…車輪、３Ｌ，３Ｒ…駆動装置、４…ハンドル、１１…姿勢検出装置、１２…旋回操作装置、１３…搭乗者検出装置、１４…制御演算装置（ＣＰＵ）、１５…駆動装置、１６Ｌ，１６Ｒ…モータ
【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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