JP2010184702A - 車両装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を防止する。
【解決手段】本発明による平行２輪車は、車両本体（乗員が立つ部分）１と、車両本体１に同軸上に取り付けられた１対の駆動ユニット２Ａ及び２Ｂと、乗員がつかまるＴ字型のハンドル３と、車両本体１の前後（Ｙ軸周り）の傾き検出装置４とからなる。さらに本発明では、ハンドル３の端部に空転制御設定装置５が設けられる。また車両本体１には、図示しないが、車両の制御を行う制御装置と空転制御装置が設けられている。そして運搬モードでは、空転制御設定装置５からの信号によって制御装置に内蔵された空転制御装置が発動される。これによって、空転制御装置からは、例えば、速度を０にする、または位置を固定にするような制御トルクが、駆動ユニット２Ａ及び２Ｂに供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両本体の姿勢に応じて車輪の駆動を制御して走行を行う車両に使用して好適な車両装置及びその制御方法に関する。詳しくは、運搬などのために車両本体が持ち上げられたときに、その姿勢の変動によって車輪が不意に回転し、車輪が路面の異物を跳ね飛ばすなどの危険を未然に防止できるようにするものである。

例えば、人間を搭乗させて二輪で走行する乗り物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第６２８８５０５号明細書

例えば、人間を搭乗させて二輪で走行する乗り物としては、上記の特許文献１に記載のような装置が提案されている。このような装置において、従来技術では、例えば車両の位置や速度の制御を、乗員の重心移動を検知手段により検知して行っていた。そのため、例えば運搬のために車両本体を持ち上げようとした場合には、上述の検知手段が上記の重心移動が生じたのと等しい検知を行い、車輪を不意に回転させてしまうなどの問題が生じていた。そしてこのような不意な回転には、路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れがあった。

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、運搬などのために車両本体が持ち上げられたときに、その姿勢の変動によって車輪が不意に回転し、路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを回避することができなかったというものである。

このため本発明においては、車両本体の持ち上げを検知し、車両本体の持ち上げが検知されたときには車輪の駆動を静止する制御を行うようにしたものであって、これによれば、運搬などのために車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を回避し、車輪が路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを未然に防止することができる。

請求項１の発明によれば、車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置であって、車両本体の持ち上げを検知する検知手段を設け、検知手段で車両本体の持ち上げが検知されたときは、車輪の駆動を静止する制御を駆動ユニットで行い、駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角速度情報と速度指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を前記駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止することによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができ、良好に車輪を静止させることができるものである。

請求項２の発明によれば、車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置であって、車両本体の持ち上げを検知する検知手段を設け、検知手段で車両本体の持ち上げが検知されたときは、車輪の駆動を静止する制御を駆動ユニットで行い、駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角度情報と位置指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を前記駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止することによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができ、良好に車輪を静止させることができるものである。

請求項３の発明によれば、駆動ユニットは、車両本体の前後の傾きを検出して車輪の駆動の制御を行う機能を有することによって、車両本体の走行を良好に行うことができると共に、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができるものである。

請求項４の発明によれば、車両本体の持ち上げを検知する検知手段は、車両本体を持ち上げる際に物理的な変化を生じる任意の部分に設けられるスイッチとすることによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を確実に防止することができるものである。

請求項５の発明によれば、車両本体の持ち上げを検知する検知手段は、車両本体を持ち上げる際に位置が変位する任意の部分に設けられるスイッチとすることによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を確実に防止することができるものである。

さらに請求項６の発明によれば、車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置の制御方法であって、車両本体の持ち上げを検知し、車両本体の持ち上げが検知されたときには車輪の駆動を静止する制御を行い、駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角速度情報と速度指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止することによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができ、良好に車輪を静止させることができるものである。

さらに請求項７の発明によれば、車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置の制御方法であって、車両本体の持ち上げを検知し、車両本体の持ち上げが検知されたときには車輪の駆動を静止する制御を行い、駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角度情報と位置指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を駆動ユニットに供給し、車輪を静止することによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができ、良好に車輪を静止させることができるものである。

これによって、従来の装置では、運搬などのために車両本体が持ち上げられたときに、その姿勢によっては車輪が不意に回転し、路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを回避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。

本発明による車両装置及びその制御方法の適用される車両として平行２輪車の場合の一実施形態の構成図である。 その通常走行モードの説明のためのブロック図である。 その運搬モードの説明のためのブロック図である。 その具体的な処理の説明のためのブロック図である。 本発明による車両装置の他の実施形態の構成図である。 本発明による車両装置のさらに他の実施形態の要部の構成図である。 本発明による車両装置及びその制御方法の適用される車両として直列２輪車の場合の一実施形態の構成図である。 その通常走行モードの説明のためのブロック図である。 その運搬モードの説明のためのブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１には本発明による車両装置及びその制御方法の適用される車両として平行２輪車の場合の一実施形態の構成を示す。なお、図１のＡは平行２輪車の側面図、図１のＢは平行２輪車の正面図を示す。

図１において、本発明による平行２輪車は、車両本体（乗員が立つ部分）１と、車両本体１に同軸上に取り付けられた１対の駆動ユニット２Ａ及び２Ｂと、乗員がつかまるＴ字型のハンドル３と、車両本体１の前後（Ｙ軸周り）の傾き検出装置４とからなる。そして本発明では、ハンドル３の端部に空転制御設定装置５が設けられる。また車両本体１には、図示しないが、後述する車両の制御を行う制御装置と空転制御装置が設けられている。

そこでまず通常走行モードでは、図２に示すように駆動ユニット２Ａ及び２Ｂで検出された車両本体１と車輪との相対角度及び角速度と、前後傾き検出装置４で検出された角度及び角速度とから、制御装置１１が全体系を倒れないように安定化させるのに必要な駆動トルクを計算し、駆動ユニット２Ａ及び２Ｂの各モータを駆動する。これにより、乗員が重心を前後にずらすことで前進後退を行うことができる。

これに対して運搬モードでは、空転制御設定装置５からの信号が制御装置１１に供給され、制御装置１１に内蔵された空転制御装置１２が発動される。これによって図３に示すように、この場合には空転制御装置１２が必要な駆動トルクを計算し、駆動ユニット２Ａ及び２Ｂの各モータを駆動する。そしてこの場合に、空転制御装置１２からは、例えばトルクを０にする、または速度を０にする、または位置を固定にするような制御トルクが、駆動ユニット２Ａ及び２Ｂに供給される。

すなわち上記の処理によって、空転制御装置１２は、駆動ユニット２Ａ及び２Ｂに連結される車輪（図示せず）が静止するような制御を行う。これによって、運搬などのために車両本体１が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を回避し、車輪が路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを未然に防止することができる。

なお、空転制御装置１２による駆動ユニット２Ａ及び２Ｂの制御は、具体的には図４のＡ〜Ｃに示すように行われる。まず、図４のＡは車輪のトルクを０にする場合であって、この場合には、単純に駆動ユニット２Ａ及び２Ｂに供給される駆動トルク指令を０にすることによって行われる。これによって、車輪のトルクを０にすることができる。

また、図４のＢは速度を停止にする場合であって、この場合には、空転制御装置１２内に設けられる差分手段２１により駆動ユニット２Ａ及び２Ｂからの車輪の角速度の情報が、値０の速度指令と比較され、その差分値がコントローラ２２に供給されて、車輪の回転速度を停止にする駆動トルク指令が形成される。そしてこの駆動トルク指令が駆動ユニット２Ａ及び２Ｂ供給される。これによって、車輪の回転速度を停止にすることができる。

さらに図４のＣは位置を固定にする場合であって、この場合には、空転制御装置１２内に設けられる差分手段２３により駆動ユニット２Ａ及び２Ｂからの車輪の角度の情報が、空転制御設定装置５の操作されたときの基準位置（角度）となる位置指令と比較され、その差分値がコントローラ２４に供給されて、車輪の位置を固定にする駆動トルク指令が形成される。そしてこの駆動トルク指令が駆動ユニット２Ａ及び２Ｂ供給される。これによって、車輪の位置を固定にすることができる。

従ってこの実施形態において、車両本体の持ち上げを検知し、車両本体の持ち上げが検知されたときには車輪の駆動を静止する制御を行うようにしたことによって、運搬などのために車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を回避し、車輪が路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを未然に防止することができる。

これによって、従来の装置では、運搬などのために車両本体が持ち上げられたときに、その姿勢の変動によって車輪が不意に回転し、路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを回避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。

なお、上述の実施形態において、車輪のトルクを０にする空転制御を行った場合には、例えば本発明の車両装置を牽引して歩くような場合に車輪が抵抗無く回転するので、牽引による運搬を容易に行うことができる。一方、車輪の回転速度を停止にする、若しくは車輪の位置を固定にする空転制御を行った場合には、例えば本発明の車両装置を立てて置くような場合にも、車輪が回転しないので車両装置を安定に保持することができる。

また、空転制御の方法としては、例えば駆動ユニット２Ａ及び２Ｂの電源を遮断する方法も考えられるが、通常この種の車両装置では減速装置やダイナミックブレーキが装備されているので、単に電源を遮断したのでは例えば牽引においてこれらの減速装置やダイナミックブレーキの反応が多大な負荷となり、牽引による運搬を困難なものにしてしまう恐れが生じるものである。

さらに、上述の実施形態においては、空転制御設定装置５をハンドル３の端部に設けるとしたが、これは例えば図５に示すように、ハンドル３の中間部に設けられる持ち運び用の取手３０に空転制御設定装置５を組み込んだ構成をとり得る。すなわち図５のＡは平行２輪車の側面図、図５のＢはその要部の拡大正面図を示す。

この図５のＢの拡大図において、取手３０の下面側にはレバー３１が設けられ、このレバー３１の所定部にドグ３２が設けられる。また、このドグ３２が取手３０内に設けられるフォトセンサ３３に挿入される構造とされている。そしてレバー３１が握られると、レバー３１が閉じる方向に回動され、ドグ３２が空転制御設定装置５となるフォトセンサ３３に挿入されて検知が行われる。なお、レバー３１の基部には回転軸及び戻りバネ３４が設けられ、このバネ３４によってレバー３１が常時は開く方向に偏倚される。

この構成によれば、車両本体１を持ち上げようとして取手３０が握られると、レバー３１が回動してドグ３２がフォトセンサ３３に挿入され、空転制御設定装置５となるフォトセンサ３３で検知が行われる。従って、車両本体１を持ち上げようとしたときにそれが検知され、車輪が不意に回転するなどの恐れを回避することができる。

また、上述の空転制御設定装置５の構成としては、例えば図６のＡに示すように車両本体１の下面の持ち上げるとき手の掛かる位置に、図５と同様のレバー３１、ドグ３２、フォトセンサ３３の構成を設けることもできる。あるいは図６のＢに示すように車両本体１の下面に駆動ユニット２Ａ及び２Ｂを回動可能に設け、この駆動ユニット２Ａ及び２Ｂにドグ３２を設け、車両本体１内にフォトセンサ３３を設けた構成として、持ち上げを検知することもできる。

さらに図６のＣに示すように、ハンドル３の上部に手を掛ける部分を設け、その内部に力センサ３５を設けて、持ち上げの検知を行うこともできる。あるいは図６のＤに示すようにハンドル３の下部に歪みゲージ３６を設けて、持ち上げの検知を行うこともできる。また、これらの実施形態においては、スイッチ自体としても、押しボタンスイッチ、トグルスイッチ、タッチセンサ、感圧センサ、フォトセンサなどを用いることができる。

従って、上記の構成によって、請求項６に開示されるような車両本体を持ち上げる際に生じる変化を、その部分に設けられるスイッチにより検知することができる。すなわち、このような検知は、持ち上げたことがわかれば、力でもモーメントでも圧力でも変位でもよいものであり、図５、図６Ａの場合は持ち上げることによりレバーが変位し、それをフォトセンサで見ているものである。

また、図６Ｂは持ち上げることにより駆動ユニットが変位し、それをフォトセンサで見ているものである。さらに図６Ｃの場合は持ち上げることを力センサで直接見ているものであり、図６Ｄの場合はハンドルを持ち上げることによって歪ゲージを貼った部分に変形（歪）が生じ、それを歪ゲージで見ているものである。このように、持ち上げたときに何らかの力・モーメント・圧力・変位・歪などの変化が生じる部分があり、それを検出することによって持ち上げられたことを知ることができるものである。

続いて、図７には本発明による車両装置及びその制御方法の適用される車両として直列２輪車の場合の一実施形態の構成を示す。なお、図７のＡは直列２輪車の側面図、図７のＢは直列２輪車の正面図を示す。

図７において、本発明による直列２輪車は、車両本体（乗員が立つ部分）５１と、車両本体５１に取り付けられた駆動ユニット５２と、車両本体５１に取り付けられた従動輪５３と、乗員がつかまり車両の方向を制御するハンドル５４と、ハンドル５４に設けられたグリップなどの走行指示装置（アクセル）５５とからなる。そして本発明では、ハンドル５４の端部に空転制御設定装置５６が設けられる。また車両本体５１には、図示しないが、後述する車両の制御を行う走行制御装置と空転制御装置が設けられている。

そこでまず通常走行モードでは、図８に示すように、走行指示装置（アクセル）５５で指示されたトルクあるいは速度になるように、走行制御装置６１が駆動ユニット５２の原動機を駆動する。これにより、前進後退を行うことができる。

これに対して運搬モードでは、空転制御設定装置５６からの信号が制御装置６１に供給され、制御装置６１に内蔵された空転制御装置６２が発動される。これによって図９に示すように、この場合には空転制御装置６２が必要な駆動トルクを計算し、駆動ユニット５２の原動機を駆動する。そしてこの場合に、空転制御装置５２からは、例えばトルクを０にする、または速度を０にする、または位置を固定にするような制御トルクが、駆動ユニット５２に供給される。

すなわち上記の処理によって、空転制御装置６２は、駆動ユニット５２に連結される車輪（図示せず）が静止するような制御を行う。これによって、運搬などのために車両本体５１が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を回避し、車輪が路面の異物を跳ね飛ばすなどの恐れを未然に防止することができる。なお、空転制御装置６２による駆動ユニット５２の制御は、具体的には上述した図４のＡ〜Ｃと同様に行うことができる。

こうして本発明の車両装置によれば、車輪の駆動の制御を行う制御機構を備え、車両本体の持ち上げを検知する検知手段を設け、検知手段で車両本体の持ち上げが検知されたときは、車輪の駆動を静止する制御を制御機構で行うことによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができる。

また、本発明の車両装置の制御方法によれば、車輪の駆動の制御を行う制御機構を備える車両装置に対して、車両本体の持ち上げを検知し、車両本体の持ち上げが検知されたときには車輪の駆動を静止する制御を行うことによって、車両本体が持ち上げられたときに車輪が不意に回転される事態を良好に防止することができる。

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。

１ 本体
２Ａ，２Ｂ 駆動ユニット
３ ハンドル
４ 傾き検出装置
５ 空転制御設定装置
１１ 制御装置
１２ 空転制御装置

Claims (7)

1. 車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置であって、
   前記車両本体の持ち上げを検知する検知手段を設け、
   前記検知手段で車両本体の持ち上げが検知されたときは、前記車輪の駆動を静止する制御を前記駆動ユニットで行い、
   前記駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角速度情報と速度指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を前記駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止する
   ことを特徴とする車両装置。
2. 車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置であって、
   前記車両本体の持ち上げを検知する検知手段を設け、
   前記検知手段で車両本体の持ち上げが検知されたときは、前記車輪の駆動を静止する制御を前記駆動ユニットで行い、
   前記駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角度情報と位置指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を前記駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止する
   ことを特徴とする車両装置。
3. 請求項１又は２記載の車両装置において、
   前記駆動ユニットは、前記車両本体の前後の傾きを検出して前記車輪の駆動の制御を行う機能を有する
   ことを特徴とする車両装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の車両装置において、
   前記車両本体の持ち上げを検知する検知手段は、前記車両本体を持ち上げる際に物理的な変化を生じる任意の部分に設けられるスイッチとする
   ことを特徴とする車両装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の車両装置において、
   前記車両本体の持ち上げを検知する検知手段は、前記車両本体を持ち上げる際に位置が変位する任意の部分に設けられるスイッチとする
   ことを特徴とする車両装置。
6. 車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置の制御方法であって、
   前記車両本体の持ち上げを検知し、
   前記車両本体の持ち上げが検知されたときには前記車輪の駆動を静止する制御を行い、
   前記駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角速度情報と速度指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を前記駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止する
   ことを特徴とする車両装置の制御方法。
7. 車輪の駆動の制御を行う駆動ユニットを備える車両装置の制御方法であって、
   前記車両本体の持ち上げを検知し、
   前記車両本体の持ち上げが検知されたときには前記車輪の駆動を静止する制御を行い、
   前記駆動ユニットが行う車輪の駆動を静止する制御は、車輪の角度情報と位置指令値との差分値に基づく駆動トルク指令を前記駆動ユニットに供給し、前記車輪を静止する
   ことを特徴とする車両装置の制御方法。

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