(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車であって、
搭乗者が降車を行う場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記降車補助制御において前記ステップ部を前後に傾斜させた場合に、傾斜方向に当該同軸二輪車が移動するように制御する、同軸二輪車。
【請求項２】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車であって、
搭乗者が降車を行う場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記同軸二輪車の移動方向と、搭乗者の降車方向が一致する場合には、前記ステップ部を、前記移動方向と反対側の方向に傾斜させた後に、前記移動方向側に傾斜させる、同軸二輪車。
【請求項３】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車であって、
搭乗者が降車を行う場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行する制御装置と、
前記ステップ部に搭乗者の足が乗っているかどうかを検出するステップセンサを備え、
前記制御装置は、前記ステップセンサの検出結果に基づいて搭乗者の降車動作を検知して、前記降車補助制御を実行する、同軸二輪車。
【請求項４】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車であって、
搭乗者が降車を行う場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記同軸二輪車の速度がゼロであることを検出した場合には、姿勢制御を停止し、当該同軸二輪車が停止した状態を維持するように、車輪の駆動モータを制御する、同軸二輪車。
【請求項５】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車であって、
搭乗者が降車を行う場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行する制御装置と、
搭乗者の足が両足とも前記ステップ部を離れたことを検出する手段を備え、
前記制御装置は、搭乗者の足が両足とも前記ステップ部を離れたことを検出した場合には、車輪の駆動モータの制御を停止する、同軸二輪車。
【請求項６】
さらに、降車制御開始トリガ信号を生成する降車スイッチを有し、
前記制御装置は、前記降車スイッチから供給された前記降車制御開始トリガ信号に応じて、搭乗者の降車を検知し、前記降車補助制御を実行することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の同軸二輪車。
【請求項７】
さらに、前記ステップ部に搭乗者の足が乗っているかどうかを検出するステップセンサを備え、
前記制御装置は、前記ステップセンサの検出結果に基づいて搭乗者の降車動作を検知して、前記降車補助制御を実行することを特徴とする請求項１、２、４、又は５記載の同軸二輪車。
【請求項８】
前記制御装置は、目標姿勢角度を変更することによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の同軸二輪車。
【請求項９】
前記制御装置は、前記目標姿勢角度をデジタルローパスフィルタによって滑らかに変化させて前記ステップ部の傾斜角度を増加させることを特徴とする請求項８記載の同軸二輪車。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記目標姿勢角度を複数の２次以上の曲線を連結した曲線に沿って変化させることによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させることを特徴とする請求項８記載の同軸二輪車。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記同軸二輪車の速度がゼロであることを検出した場合には、姿勢制御を停止し、当該同軸二輪車が停止した状態を維持するように、車輪の駆動モータを制御することを特徴とする請求項１、２、３、又は５記載の同軸二輪車。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記同軸二輪車が完全に停止した状態になるように、２次以上の曲線に沿って駆動速度が変化するように前記駆動モータを制御することを特徴とする請求項４又は１１記載の同軸二輪車。
【請求項１３】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車の制御方法であって、
搭乗者の降車を検知するステップと、
前記搭乗者の降車を検知した場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行するステップを備え、
前記降車補助制御は、前記ステップ部を前後に傾斜させた場合に、傾斜方向に当該同軸二輪車が移動するように制御することを含む、同軸二輪車の制御方法。
【請求項１４】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車の制御方法であって、
搭乗者の降車を検知するステップと、
前記搭乗者の降車を検知した場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行するステップを備え、
前記降車補助制御は、前記同軸二輪車の移動方向と搭乗者の降車方向とが一致する場合には、前記ステップ部を前記移動方向と反対側の方向に傾斜させた後に、前記移動方向側に傾斜させることを含む、同軸二輪車の制御方法。
【請求項１５】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車の制御方法であって、
搭乗者の降車を検知するステップと、
前記搭乗者の降車を検知した場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行するステップを備え、
前記降車補助制御は、前記同軸二輪車の速度がゼロであることを検出した場合には、姿勢制御を停止し、当該同軸二輪車が停止した状態を維持するように、車輪の駆動モータを制御することを含む、同軸二輪車の制御方法。
【請求項１６】
足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車の制御方法であって、
搭乗者の降車を検知するステップと、
前記搭乗者の降車を検知した場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行するステップを備え、
前記降車補助制御は、前記同軸二輪車が完全に停止した状態になるように、２次以上の曲線に沿って駆動速度が変化するように前記駆動モータを制御することを含む、同軸二輪車の制御方法。
【請求項１７】
目標姿勢角度を変更することによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させることを特徴とする請求項１３〜１６いずれかに記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項１８】
前記目標姿勢角度をデジタルローパスフィルタによって滑らかに変化させて前記ステップ部の傾斜角度を増加させることを特徴とする請求項１７記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項１９】
前記目標姿勢角度を複数の２次以上の曲線を連結した曲線に沿って変化させることによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させることを特徴とする請求項１７記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項２０】
前記同軸二輪車が完全に停止した状態になるように、２次以上の曲線に沿って駆動速度が変化するように前記駆動モータを制御することを特徴とする請求項１５記載の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、同一軸心線上に配置された２個の車輪を有する同軸二輪車及びその制御方法に関し、特に、人が乗車して走行操作を行う同軸二輪車及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の同軸二輪車の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１には、使用者が立位により、乗車する車両構造を有する同軸二輪車が提案されている。特許文献１に開示された同軸二輪車では、前進、後退、左右旋回などの操作をハンドルからの指示や、搭乗者の重心移動による指示、さらには、搭乗者が乗るステップの傾きによる指示などによって行い、車両の操縦を行う。また、この同軸二輪車では、他の一般的な同軸二輪車と同様に、構造上前後に不安定であるため、それを姿勢センサからのフィードバックにより車輪の制御を行い、安定させている。
【特許文献１】特開２００６−３１５６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
同軸二輪車は、上述のように姿勢センサ等を用いて姿勢（バランス）制御しているが、バランス制御の性質上、乗車時や降車時にバランスを崩しやすく、これを防止するためにどうしても不自然な姿勢をとって注意深く乗車、降車する、ということを搭乗者に強いることになる。
すなわち、従来技術によるバランス制御を実行している状態で、同軸二輪車から搭乗者が降車しようとして片足を後ろに出そうとすると、搭乗者の重心位置が後ろに移動してしまい車両は後退を始めてしまう。この後退動作を無視して、搭乗者が無理やり片足を地面に着けてしまうと、後退してきた車両と足が衝突してしまうことも発生しうる。
したがって、従来のバランス制御機構を有する同軸二輪車では、搭乗者が降車する際は片足を後ろに出した際に車両が後退してしまわないように、搭乗者自身が上半身を前方に傾けてバランスを取りながら不自然な姿勢で降車動作を行わなければならなかった。
【０００４】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、降車を容易に行うことができ、安全性の高い同軸二輪車及びその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】
【０００５】
本発明にかかる同軸二輪車は、足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車であって、搭乗者が降車を行う場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行する制御装置を備えたものである。
【０００６】
ここで、前記制御装置は、前記操作部によって前記ステップ部を前後に傾斜させた場合に、傾斜方向に当該同軸二輪車が移動するように制御するものである。
【０００７】
また、前記同軸二輪車の移動方向と、搭乗者の降車方向が一致する場合には、前記ステップ部を、前記移動方向と反対側の方向に傾斜させた後に、前記移動方向側に傾斜させるようにしてもよい。
【０００８】
さらに、降車制御開始トリガ信号を生成する降車スイッチを有し、前記制御装置は、前記降車スイッチから供給された前記降車制御開始トリガ信号に応じて、搭乗者の降車を検知し、前記降車補助制御を実行することが好ましい。
【０００９】
さらに、前記ステップ部に搭乗者の足が乗っているかどうかを検出するステップセンサを備え、前記制御装置は、前記ステップセンサの検出結果に基づいて搭乗者の降車動作を検知して、前記降車補助制御を実行するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記制御装置は、目標姿勢角度を変更することによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させることが好ましい。
【００１１】
前記制御装置は、前記目標姿勢角度をデジタルローパスフィルタによって滑らかに変化させて前記ステップ部の傾斜角度を増加させるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記制御装置は、前記目標姿勢角度を複数の２次以上の曲線を連結した曲線に沿って変化させることによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、前記制御装置は、前記同軸二輪車の速度がゼロであることを検出した場合には、姿勢制御を停止し、当該同軸二輪車が停止した状態を維持するように、車輪の駆動モータを制御することが好ましい。
【００１４】
また、前記制御装置は、前記同軸二輪車が完全に停止した状態になるように、２次以上の曲線に沿って駆動速度が変化するように前記駆動モータを制御することが好ましい。
【００１５】
また、搭乗者の足が両足とも前記ステップ部を離れたことを検出する手段を備え、前記制御装置は、搭乗者の足が両足とも前記ステップ部を離れたことを検出した場合には、車輪の駆動モータの制御を停止することが望ましい。
【００１６】
本発明にかかる同軸二輪車の制御方法は、足を乗せるステップ部と、少なくとも前後への移動を操作可能な操作部を有し、搭乗者を乗せて移動する同軸二輪車の制御方法であって、搭乗者の降車を検知するステップと、前記搭乗者の降車を検知した場合に、搭乗者の降車方向に対する、前記ステップ部の傾斜角度を増加させる降車補助制御を実行するステップを備えたものである。
【００１７】
ここで、前記操作部によって前記ステップ部を前後に傾斜させた場合に、傾斜方向に当該同軸二輪車が移動するように制御することが好ましい。
【００１８】
また、前記同軸二輪車の移動方向と、搭乗者の降車方向が一致する場合には、前記ステップ部を、前記移動方向と反対側の方向に傾斜させた後に、前記移動方向側に傾斜させるようにしてもよい。
【００１９】
また、目標姿勢角度を変更することによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させることが望ましい。
【００２０】
さらに、前記目標姿勢角度をデジタルローパスフィルタによって滑らかに変化させて前記ステップ部の傾斜角度を増加させるようにしてもよい。
【００２１】
また、前記目標姿勢角度を複数の２次以上の曲線を連結した曲線に沿って変化させることによって、前記ステップ部の傾斜角度を増加させるようにしてもよい。
【００２２】
ここで、前記同軸二輪車の速度がゼロであることを検出した場合には、姿勢制御を停止し、当該同軸二輪車が停止した状態を維持するように、車輪の駆動モータを制御するようにしてもよい。
【００２３】
また、前記同軸二輪車が完全に停止した状態になるように、２次以上の曲線に沿って駆動速度が変化するように前記駆動モータを制御するが好ましい。
【００２４】
さらに、搭乗者の足が両足とも前記ステップ部を離れたことを検出した場合には、車輪の駆動モータの制御を停止することが望ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、降車を容易に行うことができ、安全性の高い同軸二輪車及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
発明の実施の形態１．
最初に、本発明にかかる同軸二輪車の制御方法について、その概要を説明図を用いて説明する。本発明にかかる同軸二輪車は、特に、搭乗者が車両から降車する際の降車動作を補助する降車補助制御に特徴を有する。図１は、本発明にかかる制御方法を説明するための図である。この図は、同軸二輪車から搭乗者が車両後方に降車する様子を示している。
【００２７】
また、本例にかかる同軸二輪車は、いわゆるハンドル操作型の同軸二輪車であり、車両本体から上方に延在したハンドルを傾動させることによって、前進、後退、左右旋回等の動作を操作することができる。具体的にはハンドルを前方に倒すと前進動作、後方に倒すと後退動作、左右のいずれかに倒すと、旋回動作を実行する。ハンドルを用いた移動制御動作は、例えば特許文献１に開示されている。
【００２８】
図１（ａ）は、搭乗者がハンドルを把持して当該同軸二輪車に乗車した状態を示す。この状態では、車両と搭乗者の重心が一体となってバランスが取れている。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す状態から、搭乗者が車両の後方に降車して右足を地面につけた状態を示している。
【００２９】
図１（ａ）に示す乗車時に、車両が停止してバランスがとれていると仮定するならば、図１（ｂ）に示す降車時には、車両がもとの位置から数十センチ前方に移動し、搭乗者の重心がもとの位置から数センチ後方に移動している場合が最も自然な降車姿勢をとれている、と言える。本発明にかかる降車補助制御では、図１（ｂ）に示すように、車両の後方側に車両のステップを傾斜させる。ここで、車両と搭乗者の重心の移動距離は、車両の重量と搭乗者の体重の比率によって決定される。
【００３０】
図２は、本発明にかかる降車補助制御を実行せず、降車動作の補助を行わない場合を示している。図２（ａ）は、搭乗者がハンドルを把持して当該同軸二輪車に乗車した状態を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す状態から、搭乗者が車両の後方に降車して右足を地面につけた状態を示している。この場合において、車両のタイヤ設置位置は、降車の前後で変化していない。このため、搭乗者の重心位置が車両の真上に位置したまま片足（以後着地脚）を接地させる、という不自然かつ苦しい姿勢を経由した後に、他方の足（以後支持脚）をステップから下ろして降車が完了することになる。
【００３１】
他方で、図２（ａ）に示される状態において、降車時にバランス制御を中止して車輪を駆動するモータを停止させる制御を実行することも考えられる。しかしながら、このような制御を行うと、車両は、前後のどちらに倒れるか不定となり、その結果、搭乗者も前後どちらに降りればいいかわからなくなるという恐れもある。
【００３２】
このように降車動作時に様々な問題が発生するのは、降車動作時にも通常の乗車時（即ち、走行時）と同じバランス（姿勢）制御を続けることが理由であることを、発明者は鋭意検討の結果、見出した。そもそも降車動作は車両と搭乗者の重心に関してバランスが取れた状態からバランスが取れていない状態に移行することであり、走行時の「バランスを崩さないこと」を目的とする制御とは相容れないものである。
【００３３】
図１に示されるように、乗車中は、車両と搭乗者を合わせた重心の位置がタイヤのちょうど真上に存在しており、後方に降車した後には車両は前、搭乗者は後ろ、という位置関係に変化していなければならない。従来の同軸二輪車において採用されたバランス制御では車両と搭乗者の重心を一体のものとして扱っており、降車時のように重心が前後二つに分かれていくような過渡状態には対応できない。
【００３４】
そこで、本発明にかかる制御方法では、降車動作時に、まず、ステップの傾斜角度を増加させるようにした。例えば、搭乗者が車両に対して前方に降りる場合には、ステップの前傾角度を増やし、搭乗者が車両に対して後方に降りる場合には、ステップの後傾角度を増やすようにした。
【００３５】
続いて、本実施の形態にかかる同軸二輪車の構成について、図３を用いて説明する。この同軸二輪車の構成は、制御手段を除き、上述の特許文献１に記載された構成と同様である。なお、本明細書において、ピッチ軸は一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒの車軸に相当する軸であり、ロール軸は車両本体１２の中心を通り、車両の走行方向と平行をなす軸であり、また、ヨー軸は車両本体１２の中心を通り、車両が走行する路面と垂直をなす軸である。
【００３６】
当該同軸二輪車１０は、車両本体１２と、車輪１３Ｌ，１３Ｒと、車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒと、ハンドル１５を備えている。
【００３７】
ハンドル１５は、これを前後方向に傾けることによって前進、後退操作を行い、またロール方向へ傾けることによって旋回操作を行う操作部である。かかるハンドル１５は、その下端部が操作レバーブラケット２４に固定されている。具体的には、ハンドル１５は、ハンドルポスト３５と、ハンドルポスト３５の上端部に設けられたハンドルレバー３６から構成されている。
【００３８】
ハンドルレバー３６の一方の突起部の上端部には、一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒの駆動を制御することができる旋回操作リング３７が取り付けられている。旋回操作リング３７は、手動操作によって車両の旋回動作を制御するもので、旋回動作のためのアクセルリングをなすものである。この旋回操作リング３７を、運転者が旋回したいと思う所望の方向へ回動することにより、その操作量に応じた信号が後述する制御装置に出力される。これにより、旋回操作リング３７の操作量に応じて制御装置４６が一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒの駆動を制御し、左右の車輪１３Ｌ，１３Ｒに回転差を生じさせて所望の速度で旋回走行することができる。
【００３９】
ハンドルレバー３６の他方の突起部の上端部には、降車スイッチ３８が設けられている。降車スイッチ３８は、本発明の特徴的な処理である、降車補助制御を実行させるトリガとなる降車補助開始トリガ信号を発生させるスイッチである。搭乗者が降車スイッチ３８を押下すると、降車補助開始トリガ信号が制御装置４６に供給される。制御装置４６は、降車補助開始トリガ信号に応じて、降車補助制御の実行を開始する。
【００４０】
車両本体１２は、ハンドル１５をロール方向へ回転自在に支持する。
一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒは、車両本体１２の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置されるとともに当該車両本体１２に回転自在に支持されている。
車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒは、一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒを独立して回転駆動する車輪駆動手段である。
【００４１】
車両本体１２の上面には、ハンドル１５の左右両側に２つのステップ部１１Ｌ，１１Ｒが設けられている。ステップ部１１Ｌ，１１Ｒは、搭乗者が片足ずつ乗せて搭乗するステップであり、人の足裏の大きさと同程度か少し大きく形成された一対の板体により構成される。ステップ部１１Ｌ，１１Ｒのそれぞれには、ステップセンサ３９Ｌ，３９Ｒが設けられている。ステップセンサ３９Ｌ，３９Ｒは、例えば重量センサにより構成され、ステップ部１１Ｌ，１１Ｒのそれぞれに搭乗者の足が乗っているかどうかを検出し、足が乗っている場合に足検知信号を制御装置４６に供給する。制御装置４６は、ステップ部１１Ｌ，１１Ｒのいずれか一方若しくは両方に搭乗者の足が乗っているかどうかを検知することができる。
【００４２】
車両本体１２は、特許文献１に記載されている平行リンク構造を有する。車両本体１２は、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材１６及び車体下部材１７と、互いに平行をなして左右に配置されると共に車体上部材１６及び車体下部材１７と回動可能に連結された一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒと、を有する平行リンク機構として構成されている。この平行リンク機構の車体上部材１６と車体下部材１７との間には、車体上部材１６及び車体下部材１７と一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒとがなす角度をそれぞれ直角に維持するようにばね力を発生する一対のコイルばね１９Ｌ，１９Ｒが介在されている。
【００４３】
一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒの各外面には、車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ取り付けられている。車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒは、例えば、駆動モータと、その駆動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒは、各側面部材１８Ｌ，１８Ｒに固定される固定部と、その固定部に回転自在に支持された回転部とからなり、その回転部に一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒがそれぞれ取り付けられている。このように一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒを介して一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒに支持された一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒは、平坦な路面上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に一致することになる。
【００４４】
また、一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒの上端部は、車体上部材１６の上面から適宜上方へ突出されており、その上端面にステップ部１１Ｌ，１１Ｒがそれぞれ個別に取り付けられている。一対のステップ部１１Ｌ，１１Ｒは、車軸方向である左右方向に所定の隙間をあけて同じ高さ位置において水平に展開するように設けられている。一対のステップ部１１Ｌ，１１Ｒの間隔は、人が自然な状態で立っているときの両足間の距離とされている。
【００４５】
また、車体上部材１６及び車体下部材１７の左右方向中央部には、操作レバーブラケット２４が取り付けられている。操作レバーブラケット２４は、車体上部材１６を前後方向へ跨ぐように構成された鞍状の部材からなり、前部には車体下部材１７の下部まで延びる前面部が設けられ、後部には車体上部材１６の下部近くまで延びる後面部が設けられている。そして、操作レバーブラケット２４の上面には、ハンドルポスト３５を固定支持するための嵌合部が設けられている。操作レバーブラケット２４の前面部には、車体上部材１６の前中央軸受孔及び車体下部材１７の中央軸受孔と対応する位置にそれぞれ軸受孔が設けられている。そして、後面部には、車体上部材１６の後中央軸受孔と対応する位置に軸受孔が設けられている。
【００４６】
操作レバーブラケット２４の前面部の上中央軸受孔には上前回動支持軸２５が回動可能に嵌合されている。また、後面部の中央軸受孔には上後回動支持軸（図示せず）が回動可能に嵌合されている。上前回動支持軸２５の軸心線と上後回動支持軸の軸心線とは、互いの軸心線を一致させるように同一軸上に設定されている。上前回動支持軸２５の軸先端部は車体上部材１６の前面に設けた孔に嵌合されており、車体上部材１６の前面を貫通する固定ねじによって締め付けられて固定されている。同様に、上後回動支持軸の軸先端部は車体上部材１６の後面に設けた孔に嵌合されており、車体上部材１６の後面を貫通する固定ねじによって締め付けられて固定されている。
【００４７】
操作レバーブラケット２４の前面部の下中央軸受孔には下前回動支持軸２６が回動可能に嵌合されている。この下前回動支持軸２６を回動の中心として操作レバーブラケット２４がロール方向に回動される。この操作レバーブラケット２４の所定範囲内の回動を許容するため、車体上部材１６及び車体下部材１７の前面には、操作レバーブラケット２４との接触を回避するための凹欠部が設けられている。更に、操作レバーブラケット２４のロール方向への回動量（回動角度）を介してハンドル１５の操作量（回動量）を検出するため、上前回動支持軸２５には角度検出センサ３１が取り付けられている。
【００４８】
角度検出センサ３１は、上前回動支持軸２５に固定された軸部と、その軸部との間の相対的な回転変位量を検出する検出部とによって構成される。検出部は、固定板３２の一端に固定されていて、その固定板３２の他端は、固定ねじよって操作レバーブラケット２４の前面部に固定されている。角度検出センサ３１としては、例えば、ポテンショメータやバリコン構造のセンサ等を適用することができる。操作レバーブラケット２４の嵌合部には、ハンドル１５の下端部が固定されている。
【００４９】
ハンドル１５の基部である操作レバーブラケット２４の上面には、一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒや制御装置その他の電子機器、電気装置等に電力を供給する電源の一具体例を示すバッテリーが収納された電源収納部４０が設けられている。電源収納部４０は、電源カバー４１によって覆われている。
【００５０】
車体上部材１６の筐体部には、一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒ等を駆動する駆動回路が内蔵されている。また、車体下部材１７には、車両本体１２やハンドル１５等の姿勢を検出してそれらの検出信号を出力する姿勢検出手段である姿勢センサユニットと、一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒ等を駆動制御するための制御信号を出力する制御装置４６が設けられている。制御装置４６は、姿勢センサユニット４５からの検出信号や角度検出センサ３１からの検出信号、降車スイッチ３８からの降車補助開始トリガ信号、ステップセンサ３９から足検出信号等に基づき所定の演算処理を実行し、必要な制御信号を一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒ等に出力する。
【００５１】
図４に示すように、制御装置４６は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路４７と、プログラムメモリやデータメモリその他のＲＡＭやＲＯＭ等を有する記憶装置４８等を備えている。制御装置４６には、バッテリー４０と一対の駆動回路４４Ｌ，４４Ｒが接続されていて、それらは非常停止スイッチ４９を介しても接続されている。一対の駆動回路４４Ｌ，４４Ｒは、一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒの回転速度や回転方向等を個別に制御するもので、これらに一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒが個別に接続されている。
【００５２】
この制御装置４６には、ハンドル１５の傾斜角度を検出する角度検出センサ３１からの検出信号と、姿勢センサユニット４５からの検出信号と、降車スイッチ３８からの降車補助開始トリガ信号、ステップセンサ３９から足検出信号が供給される。制御装置４６は、通常の姿勢制御に加えて、降車補助開始トリガ信号や足検出信号に基づいて降車補助制御を実行する。
【００５３】
姿勢センサユニット４５は、同軸二輪車１０の走行時における角速度や加速度を検出してその角速度や走行加速度を制御するために用いられるもので、例えば、ジャイロセンサと、加速度センサとから構成される。ハンドル１５を前方または後方に傾けると、ステップ部１１Ｌ，１１Ｒが同方向に傾くことになるが、この姿勢センサユニット４５は、かかる傾斜に対応した角速度や加速度を検出する。そして、制御装置４６は、姿勢センサユニット４５によって検出された角速度や加速度に基づいて、ハンドル１５の傾斜方向に車両が移動するように、車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒを駆動制御する。
【００５４】
続いて、本実施の形態にかかる制御方法、すなわち降車補助制御について、図５にかかるフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
本実施の形態にかかる降車補助制御は、搭乗者が乗車して姿勢制御を実行している状態において、搭乗者の降車を開始する、という意図を示す降車補助開始トリガによって開始する（Ｓ１０１）。具体的には、搭乗者が降車スイッチ３８を押下すると、これに応じて、降車補助開始トリガ信号が制御装置４６に対して供給されることによって、降車補助開始トリガが制御装置４６に対して通知される。制御装置４６は、降車補助開始トリガ信号に応じて、降車補助制御を開始する。
【００５６】
ここで、降車補助開始トリガの発生は、降車スイッチ３８の押下を起因とする制御に限られず、様々な態様が可能である。例えば、ステップセンサ３９によって、車両本体のステップ部１１Ｌ，１１Ｒのいずれかから足が降りたことを検知し、検知した場合に降車補助開始トリガを発生させるようにしてもよい。また、車両本体１２の後部に配置した光学センサによって片足が後ろに引かれたことを検知し、検知した場合に降車補助開始トリガを発生させるようにしてもよい。
【００５７】
次に、降車補助開始トリガが通知された制御装置４６は、プロファイルに応じて目的姿勢角度を変更する（Ｓ１０２）。ここで、プロファイルは、制御装置４６が降車補助開始トリガを受信した時、すなわち降車補助制御を開始した時の車両速度に応じて決定される。具体的には、目的姿勢角度は、滑らかに変化するように変更される。また、目的姿勢角度は、搭乗者が後方に降りる場合には、車両が後方に傾斜するような角度であり、また、搭乗者が前方に降りる場合には、車両が前方に傾斜するような角度である。
【００５８】
目的姿勢角度の変更については、時間変化に対する角度変化が単純に１次比例するようにしてもよいが、姿勢角速度が不連続に変化することになるため、搭乗者に不快な衝撃が感じられてしまう。このような姿勢角速度の不連続を解消し、不快な衝撃を防止するために、図６に示すように、目的姿勢角度の変化が１次直線にならないように、デジタルローパスフィルタを掛けて滑らかに繋ぐように処理するとよい。また、図７に示さすように、２次以上の曲線を複数分連結するように処理してもよい。
【００５９】
このとき、変更後の目的姿勢角度は、車輪よりも後ろ側に位置する車体本体の一部が地面に接触する角度（後傾限界角度）よりも小さい角度に設定する。目的姿勢角度を後傾限界角度より以上とすると、車両の転倒を招くためである。なお、搭乗者が前方に降りる場合には、車輪よりも前側に位置する車体本体の一部が地面に接触する角度（前傾限界角度）よりも小さい角度に設定する。
【００６０】
目的姿勢角度を大きくして、これに車両が追随して車両の後傾角度（若しくは前傾角度）が大きくなると、搭乗者を含めた車両の重心は、車輪より後方（若しくは前方）に位置することになり、これによりブレーキがかかる。特に、搭乗者の前方にハンドルが設けられた同軸二輪車の場合には、ハンドルが搭乗者の体を後方に押すため、必然的に搭乗者の重心が後方に移動し、搭乗者を含めた車両の重心は、車輪より後方に位置する。
【００６１】
このとき、同軸二輪車１０が停止した状態において、降車補助開始トリガが制御装置４６に対して通知された場合には、車両はわずかに前進したのちにブレーキがかかることになる。なお、図６や図７のグラフにおいては、横軸は時間であっても速度であってもよい。横軸を速度とした場合には、加速度が大きいときほど素早く車両は後傾して大きなブレーキがかかることになる。
【００６２】
このように、制御装置４６が目的姿勢角度を大きくすると、搭乗者が後方に降りる場合には重心位置が後方に、搭乗者が前方に降りる場合には重心位置が後方に移動し、そしてブレーキがかかるため、車輪を駆動する駆動モータの角速度は減少する。そして、駆動モータの角速度は、さらに、ゼロを超えてマイナス、即ち逆回転に一時的になる。
【００６３】
制御装置４６は、駆動モータの角速度がゼロ以下になったかどうかを判定する（Ｓ１０３）。制御装置４６は、駆動モータの角速度がゼロ以下であると判定した場合には、次の制御ステップＳ１０４に移行する。
【００６４】
制御ステップＳ１０４において、制御装置４６は、車両のバランス制御（即ち、姿勢制御）を停止し、左右の駆動モータの速度制御のみを実行する。具体的に、制御装置４６は、制御ステップＳ１０４に入ったときの車両速度はゼロ付近にあるため、そのまま車両速度がゼロ付近を維持するような制御を実行する。したがって、搭乗者が片足（着地脚）を後ろに踏み出そうとする際に反作用で車両に乗せた足（支持脚）で車両を相対的に前に蹴り出そうとする力が働いたとしても、車両速度がゼロ付近を維持するような制御によって、車両は前に進まず、搭乗者の体を支えるのに必要な力を補助することになる。もしも駆動モータの制御を停止すると、支持脚で車両を相対的に前に蹴りだそうとする力を受け止めて抑止する反力は働かないため、空回りする状態になる。このとき、搭乗者は、支持脚の足元がすっぽ抜けたものと不快に感じる。
【００６５】
但し、制御ステップＳ１０４において、単純に角速度をゼロに維持するだけでは加速度が不連続になり搭乗者の支持脚に不快な衝撃を与える。そのため、駆動モータの角速度が二次以上の曲線に従って変化し、ゼロに導かれるように制御するとよい。図８は、三次曲線に従って、駆動モータの角速度を変化させた場合のグラフである。この場合、駆動モータの加速度の変化を示すグラフは、図９の通りとなり、滑らかに加速度が変化するため、搭乗者は自然な感覚で降車動作を続けることになる。
【００６６】
制御装置４６は、制御ステップＳ１０４を実行した状態において、さらに、ステップセンサ３９の出力を監視し、搭乗者の足が両足とも車両のステップ部１１Ｌ，１１Ｒを離れたかどうか判定する（Ｓ１０５）。このとき、車両本体１２の後部に配置した光学センサによって片足が後ろに引かれたことを検知し、搭乗者の足が両方とも車両のステップを離れたことを検知するようにしてもよい。制御装置４６が、搭乗者の足が両足とも車両のステップ部１１Ｌ，１１Ｒを離れたと判定した場合には、駆動モータのトルクを完全にオフにして、駆動モータの制御を停止する（Ｓ１０６）。
【００６７】
以上、説明したように、本発明にかかる制御方法では、降車動作時に、まず、ステップの傾斜角度を増加させるようにした。さらに、車輪を駆動するモータの回転速度が反転したところでバランス制御、即ち姿勢のフィードバック制御を停止し、モータの回転数のみを制御するモードに移行するようにした。また、左右両方のステップから足が離れたことを検知してモータのパワーをオフにし、モータの回転制御を停止した。
【００６８】
このような制御を行うことによって、搭乗者の降車動作を補助し、不自然な姿勢をとらなくても降車できるようになる。また、降車の際にバランスを崩して、同軸二輪車と搭乗者の足が衝突することを防止することができる。さらに、速度が所定以上のときでも、その前後方向の速度に応じて適切な車両制御を行うことにより、車両と搭乗者にブレーキをかけて安全な速度、安全な姿勢で降車することができる。
【００６９】
さらに、また、 バランス制御を停止してモータ回転数のみの制御を行う際に、直前の回転数の変化率（即ち、加速度）に応じて回転数が滑らかにゼロになるような制御を実行することによって、急激なブレーキを抑制して搭乗者の足にかかる衝撃を緩和しつつ、搭乗者が自身の重心の移動を不安なく行えるように足元を支える役割を果たす。
【００７０】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態１にかかる制御方法では、車両が搭乗者とともに後退しているときに降車補助開始トリガが発動した場合、搭乗者が後方に降りようとすると、後方に放りだされるように感じる。
【００７１】
本実施の形態２では、このような不快感を抑制するために、図１０に示す後進用プロファイルを使用することに特徴を有する。具体的には、制御装置４６は、降車補助開始トリガが発動したときに、車両の速度がマイナスだった場合（即ち、車両が後退している場合）には、一旦、目標姿勢角度を前傾にして搭乗者の体と車体にブレーキをかけて、前方に傾くようにし、その後に後傾側に目標姿勢角度を大きくして、後方に降車する。
【００７２】
具体的には、制御装置４６は、ｔ＝ｔ０のときに、降車補助開始トリガが発動したとすると、車両の速度を判定する。制御装置４６は、車両の速度がマイナスであると判定すると、目的姿勢角度をマイナスの方向、すなわち、前傾となるように角度を調整する。そして、あらかじめ定められた時間もしくは所定の判断基準によって決定された時間ｔ１になると、後傾となるような角度にし、段々とその角度が大きくなるように制御する。そして、あらかじめ定められた時間もしくは所定の判断基準によって決定された時間ｔ２には、目標姿勢角度が所定の最大値に到達する。
【００７３】
なお、車両が前進している場合に、前方に搭乗者が降りるときも、同様に、一旦、目標姿勢角度を後傾にした後に、前傾側に目標姿勢角度を大きくする。
【００７４】
このように、車両の進行方向と、搭乗者の降りる方向とが一致している場合に、車両の進行方向とは逆方向に傾斜するように目標姿勢角度を設定した後に、車両の進行方向と同じ方向に対して傾斜するように目標姿勢角度を設定することによって、車両の進行方向に対して放り出されるような不快感を抑制できる。
【００７５】
ここで、車両の姿勢やモータを制御するだけでなく、降車補助を開始したときにシステムから警告音を発生する警告音発生手段を備えることによって、搭乗者の降車意図が高まりスムーズに降車ができるようになる。
【００７６】
さらに、搭乗者の降車意図による降車補助開始トリガだけでなく、制御装置４６が何らかの異常を検知して制御を終了する必要がある場合にも、降車補助を開始することで搭乗者の安全降車を誘導し、同軸二輪車１０へのダメージを小さくする、という効果が得られる。
【００７７】
さらに、また、降車補助制御を、搭乗者がパニックに至ったときに、そのパニックに対応するためのブレーキとして使用することも可能である。これによりまだ同軸二輪車の操縦に慣れていない初心者が操作を誤り暴走しそうになった場合でも安全に停止して降車することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御動作を説明するための説明図である。
【図２】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御動作を説明するための説明図である。
【図３】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の正面図及び側面図である。
【図４】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御におけるプロファイルの一例を示すグラフである。
【図７】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御におけるプロファイルの一例を示すグラフである。
【図８】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御におけるプロファイルの一例を示すグラフである。
【図９】発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車の制御におけるプロファイルの一例を示すグラフである。
【図１０】発明の実施の形態２にかかる同軸二輪車の制御におけるプロファイルの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
１０  同軸二輪車
１１Ｌ，１１Ｒ  ステップ部
１２  車両本体
１３Ｌ，１３Ｒ  車輪
１４Ｌ，１４Ｒ  車輪駆動ユニット
１５  ハンドル
１６  車体上部材
１８Ｌ，１８Ｒ  側面部材
２４  操作レバーブラケット
２５  上前回動支持軸
２６  下前回動支持軸
３１  角度検出センサ
３２  固定板
３８  降車スイッチ
３９  ステップセンサ
４０  バッテリー（電源収納部）
４１  電源カバー
４４Ｌ，４４Ｒ  駆動回路
４５  姿勢センサユニット
４６  制御装置
４７  演算回路
４８  記憶装置
４９  非常停止スイッチ
【図１】
0004862801.tif 000002
【図２】
0004862801.tif 000003
【図３】
0004862801.tif 000004
【図４】
0004862801.tif 000005
【図５】
0004862801.tif 000006
【図６】
0004862801.tif 000007
【図７】
0004862801.tif 000008
【図８】
0004862801.tif 000009
【図９】
0004862801.tif 000010
【図１０】
0004862801.tif 000011