JP2012136207A - 倒立二輪車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】倒立二輪車は、駆動手段にかかる負荷を取得する負荷情報取得手段と、倒立二輪車の姿勢角の情報を取得する姿勢情報取得手段と、駆動手段にかかる負荷と、姿勢情報取得手段により取得された姿勢角と、に基づいて、倒立二輪車が倒立状態を維持できる限界姿勢角と、姿勢角が限界姿勢角に達する前に警告を行うための警告姿勢角と、を求める演算部と、駆動手段を駆動制御する制御部と、を備える。制御部は、現在の姿勢角が警告姿勢角以上に傾動した場合には、ユーザに警告を発する制御を行い、現在の姿勢角が前記限界姿勢角以上に傾動した場合には、ユーザに警告するとともに前記駆動手段の出力を下げる制御を行う。
【選択図】図2
Description
移動体(倒立二輪車)20は、車体210と、ステップ部220と、駆動輪230と、を備える。車体210は、車体210の姿勢角を検知する姿勢角センサ211と、駆動輪230を駆動する駆動手段214と、駆動手段214の回転角を取得する回転角センサ215と、駆動手段214の動作を制御する制御部217と、姿勢角から車速を演算する演算部218と、を備える。駆動手段214は、以下ではモータとする。
このようにして、移動体20では、車体210の姿勢に応じ、走行状態の制御が行われる。
倒立二輪車は、モータの負荷を調整することで倒立状態を維持するが、想定よりも厳しい斜度の路面の走行時や、体重の重い人が搭乗することによってモータの負荷の高まると、倒立制御を維持するモータ負荷の限界に近づき、倒立二輪車の挙動が不安定になる場合があった。
これにより、倒立状態が維持できない状態が近付いた場合には搭乗者に警告を発し、倒立状態が維持できない状態となった場合には緩やかに停止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、移動体10のブロック図である。移動体10は、倒立二輪車である。移動体10は、車体110と、ステップ部120と、駆動輪130と、ハンドル部140と、を備える。
回転角センサ115は、取得したエンコーダ値を演算部118に出力することで、駆動手段114にかかる負荷を算出する、負荷情報取得手段である。
制御部117は、姿勢角センサ111と、回転角センサ115と、旋回センサ116により取得された、センサ値が供給される。また、制御部117は、搭乗者によるステップ部120と、ハンドル部140の操作に基づく情報が供給される。制御部117は、移動体10が該車速で走行するよう、駆動手段114に制御信号を出力する。制御部117は、移動体10の姿勢角が、駆動手段114に倒立状態が維持困難となる負荷状態を要求する姿勢角(倒立限界姿勢角)となった場合には、表示部141や音声出力部142が警告を発するように制御するとともに、駆動手段114の負荷を低減するよう制御する。また、制御部117は、移動体10の姿勢角が、倒立限界姿勢角に達する前に警告を行う姿勢角(警告姿勢角)となった場合には、表示部141や音声出力部142が警告を発するように制御する。制御部117の動作については、後に詳述する。
例えば、演算部118は、姿勢角センサ111から供給されたセンサ値と、駆動手段114の駆動状態に基づいて、倒立限界姿勢角と、警告姿勢角を算出する。また、姿勢角センサ111で取得された姿勢角と、倒立限界姿勢角および警告姿勢角との比較を行う。演算部118の動作については、後に詳述する。
このとき、表示部141は、移動体10が倒立制御状態である旨の表示を行う。
図3は、移動体10が、登坂するよう走行している状態を示す概略図である。図3では、鉛直方向を短破線で示し、倒立限界姿勢角を長破線で示す。
なお、演算部118は、警告姿勢角を、倒立限界姿勢角を算出した方法と同様の方法で求めても良い。例えば、モータの負荷が90%となる姿勢角を警告姿勢角とする場合に、現在のモータの負荷が70%であれば、演算部118は、さらに20%分だけモータに負荷がかかる姿勢角を、警告姿勢角として算出する。図3において、警告姿勢角を一点鎖線で示す。
なお、警告姿勢角の算出方法は、上記の方法に限られない。
このとき、旋回センサ116は、搭乗者による旋回の操作を検出し、検出信号を制御部117に出力するのが望ましい。
その後、例えばステップスイッチ121により人の降車が確認された場合には、制御部117は、移動体10の動作を停止させる(ST161)。
その後ST110に戻り、移動体10の走行が終了するまで、処理を繰り返し行う。
したがって、移動体10は、路面の斜度や搭乗者の体重を測定するためのセンサを設けることなく、駆動手段114の負荷に応じて、安定した動作を行うことができる。
20 移動体
110 車体
111 姿勢角センサ
112 角速度センサ
113 加速度センサ
114 駆動手段
115 回転角センサ
116 旋回センサ
117 制御部
118 演算部
120 ステップ部
121 ステップスイッチ
130 駆動輪
140 ハンドル部
141 表示部
142 音声出力部
143 降車ボタン
144 旋回ボタン
210 車体
211 姿勢角センサ
214 駆動手段
215 回転角センサ
217 制御部
218 演算部
220 ステップ部
230 駆動輪
Claims (1)
- 同軸上に配置され、独立して回転駆動する左右一対の駆動手段と、駆動手段に取りつけられた駆動輪を備え、前記駆動輪の駆動によって姿勢を制御する倒立二輪車であって、
前記駆動手段にかかる負荷を取得する負荷情報取得手段と、
前記倒立二輪車の姿勢角の情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記負荷取得手段により取得された駆動手段にかかる負荷に基づいて、前記倒立二輪車が倒立状態を維持できる限界姿勢角と、姿勢角が限界姿勢角に達する前に警告を行うための警告姿勢角と、を求める演算部と、
前記駆動手段を駆動制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記姿勢情報取得手段により取得された現在の姿勢角が前記警告姿勢角以上に傾動した場合には、ユーザに警告を発する制御を行い、現在の姿勢角が前記限界姿勢角以上に傾動した場合には、ユーザに警告するとともに前記駆動手段の出力を下げる制御を行う、倒立二輪車。
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