JP2011057026A

JP2011057026A - 走行装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2011057026A
Application number: JP2009207105A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kosaka; 雄介小坂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-08
Also published as: US8583353B2; US20110060518A1; JP4957769B2

Abstract

【課題】搭乗者が車両へ安全かつ容易に搭乗できる走行装置及びその制御方法を提供すること。
【解決手段】走行装置１０は、車両本体１の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する。また、走行装置１０は、車両本体１を駆動する駆動手段と、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出する搭乗検出手段と、搭乗検出手段により搭乗の開始が検出されると、倒立制御を行いつつ、搭乗が容易となる位置に車両本体１を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する指令値生成手段と、指令値生成手段により生成されたトルク指令値に基づいて、駆動手段を制御する制御手段と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置及びその制御方法に関するものである。

近年、搭乗者による前後方向等への重心移動により、車両本体の走行操作を行うことができる走行装置が知られている。また、搭乗者が搭乗していない状態で車両本体を自立させる倒立制御を行う空車制御手段を有する走行装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３３１４４３号公報

しかしながら、搭乗者が、車両本体に搭乗する際に、例えば、意図せず、ハンドルを前後へ動作させ、或いは車両本体を前後へ傾斜させると、その動作に応じて車両本体が前後方向へ移動するため、車両本体への搭乗が困難となる可能性がある。

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、搭乗者が車両へ安全かつ容易に搭乗できる走行装置及びその制御方法を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両本体の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置であって、車両本体を駆動する駆動手段と、搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する搭乗検出手段と、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する指令値生成手段と、前記指令値生成手段により生成された前記トルク指令値に基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする走行装置である。

この一態様において、前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置に車両本体を戻す位置制御を行うための前記トルク指令値を生成してもよい。また、この一態様において、前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、車両本体と搭乗者との間隔が所定距離となる位置制御を行うための前記トルク指令値を生成してもよい。さらに、この一態様において、車両本体の傾斜角を検出する姿勢センサを更に備え、前記制御手段は、前記姿勢センサにより検出された車両本体の傾斜角度に応じて、車両本体を前後進させる制御を行うと共に、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させるよう、該車両本体の傾斜角度を制御してもよい。

なお、この一態様において、前記制御手段は、搭乗者による車両本体への搭乗の完了を判断すると、前記位置制御を停止し、前記倒立制御を継続してもよい。また、この一態様において、搭乗者の両足を乗せることができる一対の分割ステップと、該各分割ステップに掛る荷重を検出できる一対のステップセンサと備え、前記制御手段は、前記ステップセンサにより検出された荷重に基づいて、前記搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置を設定してもよい。

他方、上記目的を達成するための本発明の他の態様は、車両本体の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置の制御方法であって、搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する工程と、前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する工程と、前記生成されたトルク指令値に基づいて車両本体の駆動を制御する工程と、を含む、ことを特徴とする走行装置の制御方法であってもよい。

本発明によれば、搭乗者が車両へ安全かつ容易に搭乗できる走行装置及びその制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る走行装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る走行装置の概略的な構成を示す正面図である。本発明の一実施形態に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る走行装置の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。（ａ）本発明の一実施形態に係る車両本体の状態の一例を示す図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る車両本体の状態の一例を示す図である。（ｃ）本発明の一実施形態に係る車両本体の状態の一例を示す図である。（ｄ）本発明の一実施形態に係る車両本体の状態の一例を示す図である。（ｅ）本発明の一実施形態に係る車両本体の状態の一例を示す図である。（ｆ）本発明の一実施形態に係る車両本体の状態の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について、説明する。図１は、本実施形態に係る走行装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る走行装置の概略的な構成を示す正面図である。本実施形態に係る走行装置１０は、図２に示すような車両本体１に設けられた、姿勢センサ２と、回転センサ３と、一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒと、制御装置５と、一対のステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒと、を備えている。

車両本体１は、例えば、搭乗者が車台６に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として構成されている。また、この同軸二輪車は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させることで左右旋回を行うことができるように構成されている。

姿勢センサ２は、車両本体１の車台６のピッチ角度、ピッチ角速度、ピッチ角加速度、ロール角度、ロール角速度、ロール角加速度等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ２は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車台６のピッチ角度（傾斜角度）を検出し、また、搭乗者が重心を左右へ移動させることで生じた車台６の分割ステップ９Ｌ、９Ｒのロール角度（傾斜角度）を検出することができる。

姿勢センサ２は、制御装置５に接続されており、検出した姿勢情報を制御装置５に対して出力する。なお、姿勢センサ２は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ、角度センサなどにより構成されている。また、ピッチ軸とは、一対の車輪７Ｌ、７Ｒの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車台６の中心を通り、車両本体１の走行方向と平行をなす軸である。

回転センサ３は、車両本体１に設けられた車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度、回転速度、回転加速度等の回転情報を検出する。回転センサ３は、制御装置５に接続されており、検出した回転情報を制御装置５に対して出力する。

一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、駆動手段の一具体例であり、車両本体１に回転可能に設けられた左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒを駆動することで、車両本体１を走行させる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、例えば、電動モータと、その電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４Ｌ、４Ｒは、駆動回路８Ｌ、８Ｒを介して制御装置５に接続されており、制御装置５からの制御信号に応じて、各車輪７Ｌ、７Ｒを駆動する。

制御装置５は、車両本体１が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行（前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等）を行うように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御する。また、制御装置５は、姿勢センサ２により検出された車両本体１の姿勢情報と、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。

例えば、制御装置５は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車台６のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを介して各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御することで、車両本体１を前進又は後進させる。また、制御装置５は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車台６の分割ステップ９Ｌ、９Ｒのロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して左右車輪７Ｌ、７Ｒ間で回転差を生じさせ、車両本体１を左旋回又は右旋回させる。

さらに、制御装置５は、例えば、姿勢センサ２により検出された車台６のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転トルクを算出する。そして、制御装置５は、算出した回転トルクが各車輪７Ｌ、７Ｒに生じるように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。これにより、制御装置５は、車台６が傾斜している方向へ各車輪７Ｌ、７Ｒを回動させ、車両本体１の重心位置を各車輪７Ｌ、７Ｒの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置５は、各車輪７Ｌ、７Ｒに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車台６のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ２からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の車両本体１の移動制御を行うことができる。

上述のような車両制御の構成により、車両本体１は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車台６を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車台６を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。

なお、制御装置５は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）５ａ、ＣＰＵ５ａによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）５ｂ、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５ｃ等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。

一対のステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒは、一対の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに夫々設けられている。各ステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒは、各分割ステップ９Ｌ、９Ｒに掛る搭乗者の荷重を検出できる荷重センサ等により構成されており、検出した荷重を制御装置５に対して出力する。制御装置５は、各ステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒにより検出された荷重に基づいて、搭乗者の片足のみが一方の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに乗っている状態、両足が一対の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに夫々乗っている状態、若しくは、いずれの足も分割ステップ９Ｌ、９Ｒに乗っていない状態、を検出することができる。

車両本体１は、図２に示すように、同軸二輪車として構成されており、車台６、車輪７Ｌ、７Ｒ、分割ステップ９Ｌ、９Ｒ、ハンドル１１等を備えている。左右一対の分割ステップ９Ｌ、９Ｒは、運転者が搭乗するステッププレートの一例である。車台６は、各分割ステップ９Ｌ、９Ｒをロール方向へ姿勢変更可能に夫々支持している。左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒは、車台６に回転可能に支持されている。ハンドル１１は、各分割ステップ９Ｌ、９Ｒの姿勢を、車台６を介してロール方向へ変化させる操作レバーである。

各分割ステップ９Ｌ、９Ｒは、運転者が片足ずつ乗せて搭乗するもので、人の足の大きさと同程度か又は少々大きく形成された偏平な一対の板体からなる。車台６は、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材１２及び車体下部材１３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１２及び車体下部材１３と回動可能に連結された一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒ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１２と車体下部材１３との間には、車体上部材１２及び車体下部材１３と一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒ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１５Ｌ、１５Ｒが介在されている。また、一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒの各外面には、車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒ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４Ｌ、４Ｒを介して一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒに支持された一対の車輪７Ｌ、７Ｒ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。なお、車両本体１は、同軸二輪車として構成されているが、これに限らず、例えば、搭乗者の重心移動により走行操作が行われ、かつ倒立制御を行う任意の車両に適用可能である。

ところで、搭乗者が、車両本体に搭乗する際に、例えば、意図せず、ハンドルを前後へ動作させ、或いは車両本体を前後へ傾斜させると、その動作に応じて車両本体が前後方向へ移動するため、車両本体への搭乗が困難となる可能性がある。

そこで、本実施形態に係る制御装置５は、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出すると、倒立制御を行いつつ、その搭乗が安全かつ容易となる位置、例えば、搭乗者が車両本体１へ搭乗を開始したときの位置Ｘ１（以下、乗車開始位置Ｘ１と称す）へ車両本体１を常時戻すような位置制御を行う。

これにより、搭乗者が、例えば、車両本体１に搭乗する際に、ハンドル１１を前後へ動作させ、或いは車両本体１を前後へ傾斜させ、その動作に応じて車両本体１が前後方向へ移動した場合でも、上記位置制御により車両本体１を搭乗開始位置Ｘ１へ戻すことができる。したがって、搭乗者が車両本体１に搭乗する際に搭乗者と車両本体１との間隔が適切に維持されるため、搭乗者は車両本体１へ安全かつ容易に搭乗することができる。

図３は、制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。制御装置５は、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出する搭乗検出部５１と、トルク指令値を生成する指令値生成部５２と、指令値生成部５２により生成されたトルク指令値に基づいて各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する制御部５３と、を有している。

搭乗検出部５１は、各ステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒにより検出された荷重に基づいて、例えば、搭乗者の片足のみが一方の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに乗っている状態を検出することで、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出する。搭乗検出部５１は、この搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出すると、開始信号を指令値生成部５２に対して出力する。

また、搭乗検出部５１は、各ステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒにより検出された荷重に基づいて、例えば、両足が一対の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに夫々乗っている状態を検出することで、搭乗者による車両本体１へ搭乗が完了したことを検出する。搭乗検出部５１は、この搭乗者による車両本体１への搭乗が完了したことを検出すると、完了信号を指令値生成部５２に対して出力する。

指令値生成部５２は、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御するためのトルク指令値を生成し、生成したトルク指令値を制御部５３に対して出力する。また、指令値生成部５２は、搭乗検出部５１から開始信号を受信すると、倒立制御を行いつつ、その開始信号を受信した時の乗車開始位置Ｘ１に車両本体１を常時戻すようなトルク指令値を生成する。

ここで、指令値生成部５２は、例えば、下記（１）式を用いて、トルク指令値を算出する。なお、下記（１）式において、βは姿勢センサ２により検出された車台６のピッチ角度、β′はピッチ角速度、ｘは車両本体１の車両位置、ｘ′は車両本体１の速度、Ｋ_ｐｐはピッチ角度ゲイン、Ｋ_ｄｐはピッチ角速度ゲイン、Ｋ_ｐｘは車両位置ゲイン、Ｋ_ｄｘは速度ゲインである。また、各パラメータのうち下添えｒが付いているものは指令値であり、下添えｒ無いものは検出値である。さらに、β_ｒ′は０であり、ｘ_ｒは搭乗者が乗車動作を開始したときの乗車開始位置Ｘ１であり、ｘ_ｒ′は０となっている。

トルク指令値=K_pp(β_r-β)+K_dp(β_r′-β′)+K_px(x_r-x)+K_dx(x_r′-x′) （１）式

なお、指令値生成部５２は、回転センサ３により検出された車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報に基づいて、車両本体１の車両位置ｘ及び速度ｘ′を算出することができる。

さらに、指令値生成部５２は、搭乗検出部５１から完了信号を受信すると、位置制御を停止して、倒立制御を継続するためのトルク指令値を生成する。ここで、指令値生成部５２は、例えば、下記（２）式を用いて、トルク指令値を算出する。また、指令値生成部５２は、安全性及び乗車性を考慮して、例えば、搭乗検出部５１から完了信号を受信し搭乗者の搭乗が完了するまで、旋回制御を停止し前後進の制御のみを行うためのトルク指令値を生成する。

トルク指令値=K_pp(β_r-β)+ K_dp(β_r′-β′) （２）式

制御部５３は、指令値生成部５２により生成されたトルク指令値に応じた制御信号を、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒに対して送信することで、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、各車輪７Ｌ、７Ｒの駆動を制御する。

次に、本実施形態に係る走行装置１０の制御方法について、詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る走行装置の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。

搭乗者は、車両本体１へ乗車を開始すると、図５（ａ）に示すように、ハンドル１１を握って車両本体１を保持している状態から、図５（ｂ）に示すように、一方の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに片足を載せる。このとき、搭乗検出部５１は、各ステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒにより検出された荷重に基づいて、搭乗者の片足のみが一方の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに乗っている状態を検出し、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出する（ステップＳ１０１）。

搭乗検出部５１は、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出し（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、図５（ｃ）に示すように車台６が水平状態になる乗車姿勢になったと判断すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、開始信号を指令値生成部５２に対して出力する。なお、搭乗検出部５１は、上記車台６の乗車姿勢を判断することなく、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出すると直ちに、開始信号を指令値生成部５２に対して出力してもよい。

指令値生成部５２は、上記（１）式を用いてトルク指令値を生成し（ステップＳ１０３）、生成したトルク指令値を制御部５３に対して出力する。制御部５３は、指令値生成部５２により生成されたトルク指令値に基づいて、倒立制御を行いつつ、乗車開始位置Ｘ１に車両本体１を常時戻す位置制御を、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを介して行う（ステップＳ１０４）。

例えば、図５（ｄ）に示すように、車両本体１の車両位置が乗車開始位置Ｘ１よりも前方に移動し、車両本体１が搭乗者から離れた場合、制御部５３は、車両本体１を乗車開始位置Ｘ１に戻すよう後進させることで、車両本体１を搭乗者に近付けるように各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒの制御を行う。これにより、搭乗者は車台６に楽な姿勢で安全かつ容易に搭乗することができる。

一方、図５（ｅ）に示すように、車両本体１の車両位置が乗車開始位置Ｘ１よりも後方に移動し、車両本体１が搭乗者に接近した場合、制御部５３は車両本体１を乗車開始位置Ｘ１に戻すよう前進させることで、車両本体１を搭乗者から少し離すように各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒの制御を行う。これにより、搭乗者は車台６と適度な間隔をとることができ、車台６に安全かつ容易に搭乗することができる。

搭乗検出部５１は、各ステップセンサ１６Ｌ、１６Ｒにより検出された荷重に基づいて、両足が一対の分割ステップ９Ｌ、９Ｒに夫々乗っている状態を検出することで、図５（ｆ）に示すように、搭乗者による車両本体１へ搭乗が完了したことを検出する（ステップＳ１０５）。搭乗検出部５１は、この搭乗者による車両本体１への搭乗が完了したことを検出すると（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、完了信号を指令値生成部５２に対して出力する。

指令値生成部５２は、搭乗検出部５１から完了信号を受信すると、上記（２）式を用いてトルク指令値を生成し、制御部５３に対して出力する。制御部５３は、指令値生成部５２により生成されたトルク指令値に基づいて、位置制御を停止し倒立制御を継続するように各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する（ステップＳ１０６）。

以上、本実施形態に係る走行装置１０において、制御装置５は、搭乗者による車両本体１への搭乗の開始を検出すると、倒立制御を行いつつ、乗車開始位置Ｘ１へ車両本体１を常時戻すような位置制御を行う。これにより、搭乗者の意図しない走行操作等によって、車両本体１の位置がずれた場合でも、上記位置制御により車両本体１を、搭乗が安全かつ容易となる乗車開始位置Ｘ１へ戻すことができる。したがって、搭乗者は車両本体１へ安全かつ容易に搭乗することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記一実施形態において、指令値生成部５２は、乗車開始位置Ｘ１に車両本体１を常時戻すようなトルク指令値を生成しているが、これに限らず、搭乗者の搭乗が安全かつ容易となる位置へ車両本体１を戻すような車台６のピッチ角度（目標姿勢）となるトルク指令値を生成してもよい。

例えば、図５（ｄ）に示すように、車両本体１の車両位置が乗車開始位置Ｘ１よりも前方になり、搭乗者と車両本体１との距離が大きくなった場合、指令値生成部５２はその距離に応じて、車台６を後傾させるようなトルク指令値を生成する。そして、制御部５３は、姿勢センサ２により検出されたこの車台６の後傾であるピッチ角度に基づいて、車両本体１を乗車開始位置Ｘ１に戻すよう後進させ、搭乗者に近付ける。

一方、図５（ｅ）に示すように、車両本体１の車両位置が乗車開始位置Ｘ１よりも後方になり、搭乗者と車両本体１との距離が小さくなった場合、指令値生成部５２はその距離に応じて、車台６を前傾させるようなトルク指令値を生成する。そして、制御部５３は、姿勢センサ２により検出されたこの車台６の前傾であるピッチ角度に基づいて、車両本体１を乗車開始位置Ｘ１に戻すよう前進させ、搭乗者から遠ざける。

なお、指令値生成部５２は、上記（２）式を用いてトルク指令値を算出する。このとき、ｘ_ｒ≦ｘの場合、β_ｒ=K_ｘｆ(x_ｒ-x)とし、x_ｒ＞xの場合、β_ｒ=K_ｘｂ(x_ｒ-x）とする。また、Ｋ_ｘｆは前側位置誤差変換係数であり、Ｋ_ｘｂは後側位置誤差変換係数である。

指令値生成部５２は、搭乗検出部５１から完了信号を受信すると、乗車開始時のピッチ角度となるようにトルク指令値を生成し、制御部５３に対して出力する。

また、上記一実施形態において、指令値生成部５２は、搭乗検出部５１から開始信号を受信すると、倒立制御を行いつつ、乗車開始位置Ｘ１に車両本体１を常時戻すようなトルク指令値を生成しているが、これに限らず、倒立制御を行いつつ、車台６と搭乗者との間隔が所定距離となるようなトルク指令値を生成してもよい。なお、車台６と搭乗者（例えば、着地している足や胴体）との距離は、車台６等に設けられた距離センサ（例えば、カメラ、超音波センサ、レーダセンサ）等により検出することができる。これにより、搭乗者が車両本体１の車台６に搭乗する際に、車台６と搭乗者との距離は、その搭乗に最適な所定距離に維持される。このため、搭乗者は車両本体１へ安全かつ容易に搭乗することができる。

さらに、上記一実施形態において、制御装置５は車両本体１を前後進させることで、車両本体１を乗車開始位置Ｘ１へ戻す位置制御を行っているが、これに限らず、車両本体１を左右旋回させることで車両本体１を乗車開始位置Ｘ１へ戻す位置制御を行ってもよく、車両本体１を前後進及び左右旋回させることで車両本体１を乗車開始位置Ｘ１へ戻す位置制御を行ってもよい。

なお、上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

１車両本体
２姿勢センサ
３回転センサ
４Ｌ、４Ｒ車輪駆動ユニット
５制御装置
６車台
７Ｌ、７Ｒ車輪
１０走行装置
１６Ｌ、１６Ｒステップセンサ
５１搭乗検出部
５２指令値生成部
５３制御部

Claims

車両本体の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置であって、
車両本体を駆動する駆動手段と、
搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する搭乗検出手段と、
前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する指令値生成手段と、
前記指令値生成手段により生成された前記トルク指令値に基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする走行装置。
請求項１記載の走行装置であって、
前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置に車両本体を戻す位置制御を行うための前記トルク指令値を生成する、ことを特徴とする走行装置。
請求項１記載の走行装置であって、
前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、車両本体と搭乗者との間隔が所定距離となる位置制御を行うための前記トルク指令値を生成する、ことを特徴とする走行装置。
請求項１記載の走行装置であって、
車両本体の傾斜角を検出する姿勢センサを更に備え、
前記制御手段は、前記姿勢センサにより検出された車両本体の傾斜角度に応じて、車両本体を前後進させる制御を行うと共に、
前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させるよう、該車両本体の傾斜角度を制御する、ことを特徴とする走行装置。
請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の走行装置であって、
前記制御手段は、搭乗者による車両本体への搭乗の完了を判断すると、前記位置制御を停止し、前記倒立制御を継続する、ことを特徴とする走行装置。
請求項２記載の走行装置であって、
搭乗者の両足を乗せることができる一対の分割ステップと、該各分割ステップに掛る荷重を検出できる一対のステップセンサと備え、
前記制御手段は、前記ステップセンサにより検出された荷重に基づいて、前記搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置を設定する、ことを特徴とする走行装置。
車両本体の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置の制御方法であって、
搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する工程と、
前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する工程と、
前記生成されたトルク指令値に基づいて車両本体の駆動を制御する工程と、を含む、ことを特徴とする走行装置の制御方法。