JP2015174457A - Inverted pendulum vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverted pendulum vehicle capable of appropriately performing an operation for stopping a mobile portion at a time of occurrence of abnormality.SOLUTION: A controller 50 controlling actuators 31R and 31L driving a mobile portion 5 of an inverted pendulum vehicle 1 includes an abnormal-time deceleration control unit 74 that executes a first deceleration control process for controlling the actuators 31R and 31L so as to decelerate the mobile portion 5 at a relatively small first deceleration degree and then executes a second deceleration control process for controlling the actuators 31R and 31L so as to decelerate the mobile portion 5 at a relatively large second deceleration degree and stop the mobile portion 5 at a time of occurrence of abnormality.

Description

本発明は、倒立振子型車両に関する。   The present invention relates to an inverted pendulum type vehicle.

床面上を全方位に移動可能な移動部と、この移動部を駆動するアクチュエータとが組み付けられた基体に、鉛直方向に対して傾動自在な乗員搭乗部が組み付けられた倒立振子型車両が従来より知られている(例えば、特許文献1、2を参照)。   Conventionally, an inverted pendulum type vehicle in which an occupant riding section that is tiltable in the vertical direction is mounted on a base body in which a moving section that can move in all directions on the floor surface and an actuator that drives the moving section is mounted. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).

この種の倒立振子型車両は、移動部の移動をアクチュエータを介して制御することで、乗員搭乗部の姿勢(傾斜状態)が制御される。   In this type of inverted pendulum type vehicle, the posture (inclined state) of the occupant riding section is controlled by controlling the movement of the moving section via an actuator.

特許4766031号Japanese Patent No. 4766031 特開2013−099972号公報JP2013-099972A

倒立振子型車両の移動中に、該車両の運動状態を検出するセンサ(傾斜センサ等)の故障等の異常が発生した場合には、基本的には、移動部の移動を強制的に停止させることが望ましいと考えられる。   If an abnormality such as a failure of a sensor (such as a tilt sensor) that detects the motion state of the inverted pendulum type vehicle occurs, basically, the movement of the moving unit is forcibly stopped. Is considered desirable.

従って、車両の異常が発生した場合に、移動部を速やかに減速させて停止させることが考えられる。   Therefore, when the abnormality of the vehicle occurs, it can be considered that the moving unit is quickly decelerated and stopped.

しかるに、乗員の搭乗中においては、移動部の移動が完全に停止する前に、該乗員が移動部の停止状態での態勢を整えるための事前準備をしておくことできるようにすることが望ましいと考えられる。   However, while the occupant is on board, it is desirable that the occupant can make advance preparations for preparing the moving unit in a stopped state before the movement of the moving unit is completely stopped. it is conceivable that.

そこで、本発明は、異常が発生した場合の移動部の停止動作を適切に行うことができる倒立振子型車両を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the inverted pendulum type vehicle which can perform appropriately the stop operation | movement of a moving part when abnormality arises.

本発明の倒立振子型車両は、上記の目的を達成するために、床面上を全方位に移動可能な移動部と、前記移動部を駆動するアクチュエータと、前記移動部及びアクチュエータが組み付けられた基体と、鉛直方向に対して傾動自在に前記基体に組み付けられた乗員搭乗部と、前記アクチュエータの動作を制御する制御部とを備える倒立振子型車両であって、
前記制御部は、前記移動部の移動中に該移動部の移動を停止すべき異常が発生した場合に、前記移動部を互いに異なる第1の減速度合及び第2の減速度合のうちの相対的に小さい第1の減速度合で減速させるように前記アクチュエータの動作を制御する第1減速制御処理を実行し、次いで、前記移動部を相対的に大きい前記第2の減速度合で減速させて停止させるように前記アクチュエータの動作を制御する第2減速制御処理を実行するように構成された異常時減速制御部を含むことを特徴とする(第1発明)。
In order to achieve the above object, the inverted pendulum type vehicle of the present invention is assembled with a moving unit that can move in all directions on the floor, an actuator that drives the moving unit, and the moving unit and the actuator. An inverted pendulum type vehicle comprising a base, an occupant riding part assembled to the base so as to be tiltable with respect to a vertical direction, and a control part for controlling the operation of the actuator,
When an abnormality that should stop the movement of the moving unit occurs during the movement of the moving unit, the control unit determines that the moving unit is a relative one of the first deceleration rate and the second deceleration rate that are different from each other. A first deceleration control process for controlling the operation of the actuator so as to decelerate at a small first deceleration rate, and then decelerate and stop the moving unit at a relatively large second deceleration rate. As described above, the present invention includes an abnormal-time deceleration control unit configured to execute a second deceleration control process for controlling the operation of the actuator (first invention).

なお、本発明では、「床」は、通常的な意味での床(屋内の床など)だけを意味するものではなく、屋外の地面又は路面を含むものとして使用する。   In the present invention, “floor” does not mean a floor in a normal sense (such as an indoor floor) but includes an outdoor ground or road surface.

かかる第1発明によれば、前記移動部の移動中に該移動部の移動を停止すべき異常が発生した場合に、前記異常時減速制御部により、前記第1減速制御処理及び第2減速制御処理が順次実行される。これにより前記移動部が減速されて、停止される。   According to the first aspect of the present invention, when an abnormality that should stop the movement of the moving unit occurs during the movement of the moving unit, the first deceleration control process and the second deceleration control are performed by the abnormal deceleration control unit. Processing is executed sequentially. Thereby, the moving part is decelerated and stopped.

この場合、先行側の第1減速制御処理による移動部の減速度合い(第1の減速度合)は、後行側の第2減速制御処理による移動部の減速度合(第2の減速度合)とは互いに異なり、第1の減速度合が第2の減速度合よりも相対的に小さい。逆に言えば、第2の減速度合は第1の減速度合よりも相対的に大きい。   In this case, the degree of deceleration of the moving unit (first deceleration rate) by the first deceleration control process on the preceding side is the deceleration rate (second deceleration rate) of the moving unit by the second deceleration control process on the following side. Different from each other, the first deceleration rate is relatively smaller than the second deceleration rate. Conversely, the second deceleration rate is relatively larger than the first deceleration rate.

なお、第1の減速度合が第2の減速度合よりも相対的に小さい(第2の減速度合が第1の減速度合よりも相対的に大きい)ということは、より詳しくは、移動部の任意の同一速度から、第1の減速度合と第2の減速度合とで各々減速を行ったと仮定した場合に、第1の減速度合で減速を行った場合の方が、第2の減速度合で減速を行った場合よりも移動部の移動速度がゼロに減衰するまでに要する時間が長くなる(換言すれば、第2の減速度合で減速を行った場合の方が、第1の減速度合で減速を行った場合よりも移動部の移動速度がゼロに減衰するまでに要する時間が短くなる)ことを意味する。   Note that the first deceleration rate is relatively smaller than the second deceleration rate (the second deceleration rate is relatively larger than the first deceleration rate). Assuming that the first deceleration and the second deceleration are decelerated from the same speed, the first deceleration is decelerated and the second deceleration is decelerated. The time required for the moving speed of the moving part to decay to zero is longer than when the speed is reduced (in other words, the speed is reduced at the first deceleration rate when the deceleration is performed at the second deceleration rate). This means that the time required for the moving speed of the moving unit to decay to zero is shorter than when the above is performed).

上記の如く先行側の第1減速制御処理での減速度合が相対的に小さいので、第1減速制御処理での移動部の減速は比較的緩やかに行われる。このため、当該車両に乗員が搭乗している場合、その乗員は、該移動部の停止前における前記第1減速制御処理の実行中に、自身の一方の脚又は両脚を床面に着地させる等、移動部の停止状態での態勢の事前準備を容易に行っておくことができる。   As described above, since the deceleration in the first deceleration control process on the preceding side is relatively small, the moving unit is decelerated relatively slowly in the first deceleration control process. For this reason, when an occupant is on the vehicle, the occupant lands one or both of his / her legs on the floor during the execution of the first deceleration control process before the moving unit stops. In addition, it is possible to easily prepare in advance for a posture in a stopped state of the moving unit.

そして、第1減速制御処理の実行後に、前記第2減速制御処理が実行されるので、乗員が態勢の事前準備を行った上で、速やかに移動部の移動を停止させることができる。   And since the said 2nd deceleration control process is performed after execution of a 1st deceleration control process, a passenger | crew can stop the movement of a moving part promptly after preparing a pre-preparation.

従って、第1発明によれば、異常が発生した場合の移動部の停止動作を適切に行うことができる。   Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to appropriately stop the moving unit when an abnormality occurs.

かかる第1発明は、その1つの態様として、前記異常時減速制御部は、前記異常の発生後の経過時間と、前記第1減速制御処理で逐次決定する前記移動部の速度指令値とのうちの少なくともいずれか一方に関する所定の条件が成立することを必要条件として、前記第1減速制御処理から第2減速制御処理への切替えを行うように構成されており、前記所定の条件は、両脚を床面に接地させずに当該車両に搭乗している乗員が、前記異常の発生後、前記所定の条件が成立するまでの期間内に、該乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させ得るように設定されていることが好ましい(第2発明)。   As one aspect of the first invention, the abnormality deceleration control unit includes an elapsed time after the occurrence of the abnormality and a speed command value of the moving unit sequentially determined in the first deceleration control process. Switching from the first deceleration control process to the second deceleration control process is performed on the condition that a predetermined condition regarding at least one of the two conditions is satisfied. An occupant on the vehicle without touching the floor can land at least one leg on the floor within a period after the occurrence of the abnormality until the predetermined condition is satisfied. It is preferable that the setting is made as described above (second invention).

この第2発明によれば、前記所定の条件を上記の如く設定しておくことによって、前記第1減速制御処理を実行する期間(第2減速制御処理への切替えまでの期間)の時間幅、あるいは、該第1減速制御処理の実行中に実現される前記移動部の移動速度が、該第1減速制御処理の実行期間内で、乗員が少なくとも1つの脚(片脚又は両脚)を床面に着地させる上で適切なものとなるようにすることができる。   According to the second invention, by setting the predetermined condition as described above, a time width of a period for executing the first deceleration control process (a period until switching to the second deceleration control process), Alternatively, when the moving speed of the moving unit realized during the execution of the first deceleration control process is within the execution period of the first deceleration control process, the occupant places at least one leg (one leg or both legs) on the floor surface. It is possible to make it suitable for landing.

例えば、第1減速制御処理を実行する期間の時間幅が短すぎたり、あるいは、該第1減速制御処理の実行中に実現される前記移動部の移動速度が大き過ぎたりすることがないようにすることができる。   For example, the time width of the period during which the first deceleration control process is executed is not too short, or the moving speed of the moving unit realized during the execution of the first deceleration control process is not too high. can do.

従って、乗員は、第1減速制御処理の実行中に(移動部が停止される前に)、片脚又は両脚を床面に着地させて自身の態勢を整えておくことが可能となる。   Therefore, the occupant can make his / her posture ready by landing one leg or both legs on the floor while the first deceleration control process is being executed (before the moving unit is stopped).

上記第2発明では、前記所定の条件は、前記異常の発生後の経過時間と、前記移動部の速度指令値との両方に関する条件であることが好ましい(第3発明)。   In the second invention, the predetermined condition is preferably a condition relating to both an elapsed time after the occurrence of the abnormality and a speed command value of the moving unit (third invention).

この第3発明によれば、第1減速制御処理を実行する期間を、該期間内で乗員が少なくとも1つの脚を着地させる上で好適なものにすることができる。   According to the third aspect of the invention, the period during which the first deceleration control process is executed can be made suitable for the occupant to land at least one leg within the period.

また、前記第1〜第3発明では、他の態様として、前記異常の発生後、前記第1減速制御処理の実行中に、両脚を床面に接地させずに当該車両に搭乗している乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定する着地推定部をさらに備えており、前記異常時減速制御部は、前記着地推定部による推定結果が、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたことを示す推定結果になることを必要条件として前記第1減速制御処理から前記第2減速制御処理への切替えを行うように構成されていることが好ましい(第4発明)。   In the first to third aspects of the invention, as another aspect, an occupant riding in the vehicle without causing both legs to contact the floor during the execution of the first deceleration control process after the occurrence of the abnormality. Further includes a landing estimation unit that estimates whether or not at least one leg has landed on the floor surface, and the abnormal deceleration control unit indicates that the estimation result by the landing estimation unit indicates that the occupant has at least one leg. It is preferable that the first deceleration control process is switched to the second deceleration control process on the assumption that the estimation result indicates that the vehicle has landed on the floor surface (fourth invention). ).

この第4発明によれば、着地推定部によって、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたことが推定された後に、第1減速制御処理から第2減速制御処理への切替えが行われる。このため、乗員の片脚又は両脚が実際に着地されたことが推定された上で、上記切替えを行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, after the landing estimation unit estimates that the occupant has landed at least one leg on the floor surface, switching from the first deceleration control process to the second deceleration control process is performed. Is called. For this reason, the above switching can be performed after it is estimated that one or both legs of the occupant has actually landed.

また、第4発明を前記第2発明又は第3発明と組み合わせた場合には、乗員の片脚又は両脚の着地状態が落ち着いた状態で、上記切替えを行うことが可能となる。   Further, when the fourth invention is combined with the second invention or the third invention, the switching can be performed in a state where the landing state of one or both legs of the occupant is settled.

上記第4発明では、前記着地推定部による推定は、種々様々な手法を採用し得る。一例として、前記アクチュエータが電動モータである場合には、前記着地推定部は、例えば次のような構成を採用し得る。   In the fourth aspect of the present invention, various methods can be used for the estimation by the landing estimation unit. As an example, when the actuator is an electric motor, the landing estimation unit may employ the following configuration, for example.

すなわち、前記着地推定部は、少なくとも前記電動モータの通電電流の観測値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成される(第5発明)。   That is, the landing estimation unit is configured to estimate whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on at least an observation value of an energization current of the electric motor (fifth invention). ).

ここで、乗員が両脚を床面に接地させずに、当該車両に搭乗している状態(以降、着地無し乗車状態ということがある)と、当該車両に搭乗している乗員が少なくとも1つの脚を着地させた状態(以降、着地有り乗車状態ということがある)とを比較すると、着地無し乗車状態は、乗員の体重による重力の全体が当該車両に作用する状態となる一方、着地有り乗車状態は、乗員の体重による重力の一部が当該車両に作用する状態となる。   Here, a state in which the occupant is riding on the vehicle without touching both legs to the floor (hereinafter sometimes referred to as a landing state without landing), and a occupant on the vehicle has at least one leg. Compared with the landing state (hereinafter sometimes referred to as landing state), the landing state without landing is a state where the entire gravity due to the weight of the occupant acts on the vehicle, while the landing state is Is a state in which a part of gravity due to the weight of the occupant acts on the vehicle.

このため、着地無し乗車状態と、着地有り乗車状態とでは、床面上での移動部の移動挙動が同じであっても、該移動部の移動を行うための実際の駆動力が相違する。また、電動モータは、その通電電流に応じた駆動力を出力する。   For this reason, even when the landing state without landing and the riding state with landing have the same movement behavior of the moving unit on the floor, the actual driving force for moving the moving unit is different. The electric motor outputs a driving force corresponding to the energization current.

従って、前記着地推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否か(換言すれば、当該車両への乗員の搭乗状態が、前記着地有り乗車状態であるか、着地無し乗車状態であるか)を適切に推定することができる。また、この場合、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かの推定を、その推定のための専用的なセンサを必要とせずに行うことができる。   Therefore, the landing estimation unit determines whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on the observation value of the energization current of the electric motor (in other words, the occupant's boarding state of the vehicle). However, it is possible to appropriately estimate whether the vehicle is in the landing state or in the landing state. In this case, it is possible to estimate whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor without requiring a dedicated sensor for the estimation.

かかる第5発明では、前記着地推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値と、前記制御部により決定される前記電動モータの通電電流の指令値である電流指令値とに基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることがより好ましい(第6発明)。   In the fifth aspect of the invention, the landing estimation unit is based on the observation value of the conduction current of the electric motor and a current command value that is a command value of the conduction current of the electric motor determined by the control unit. More preferably, the occupant is configured to estimate whether or not at least one leg has landed on the floor surface (the sixth invention).

この第6発明によれば、前記着地推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値に加えて、電動モータの通電電流の指令値をも加味して、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定する。これにより、前記着地推定部の推定結果の信頼性をより高めることが可能となる。   According to the sixth aspect of the invention, the landing estimating unit takes into account the command value of the electric current of the electric motor in addition to the observed value of the electric current of the electric motor, so that the occupant places at least one leg on the floor. Estimate whether or not the surface has landed. Thereby, it becomes possible to further improve the reliability of the estimation result of the landing estimation unit.

この第6発明では、より具体的には、前記着地推定部は、前記電流指令値のうちの、前記電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出して、該加減速電流成分を前記通電電流の観測値から差し引いてなる参照電流値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を着地させたか否かを推定するように構成されていることが好ましい(第7発明)。   In the sixth aspect of the invention, more specifically, the landing estimation unit calculates an acceleration / deceleration current component for increasing / decreasing the driving force output from the electric motor, out of the current command value. Preferably, the occupant estimates whether or not the occupant has landed at least one leg based on a reference current value obtained by subtracting a deceleration current component from the observed value of the energization current (a seventh invention). ).

この第7発明によれば、前記加減速電流成分を前記通電電流の観測値から差し引いてなる参照電流値は、前記通電電流の観測値から過渡的な変動成分を除去したものに相当する。   According to the seventh aspect of the invention, the reference current value obtained by subtracting the acceleration / deceleration current component from the observed value of the energized current corresponds to a value obtained by removing a transient fluctuation component from the observed value of the energized current.

このため、上記参照電流値は、前記乗員が少なくとも1つの脚を着地させたか否か(換言すれば、当該車両への乗員の搭乗状態が、前記着地有り乗車状態であるか、着地無し乗車状態であるか)によって差異を生じやすいものとなる。   For this reason, the reference current value indicates whether or not the occupant has landed at least one leg (in other words, whether the occupant is in the landing state with the landing or the riding state without landing). It is easy to make a difference.

従って、該参照電流値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を着地させたか否かを推定することで、その推定結果の信頼性を適切に高めることができる。   Therefore, by estimating whether or not the occupant has landed at least one leg based on the reference current value, the reliability of the estimation result can be appropriately increased.

また、本発明においては、前記移動部の駆動系は、次のような構成を採用できる。すなわち、例えば、2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成される。   In the present invention, the drive system of the moving unit can employ the following configuration. That is, for example, the driving force that includes the two electric motors and moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in the all directions is The driving force generated according to the sum of the driving forces output by the two electric motors and the driving force for moving the moving part in the second direction depends on the difference between the driving forces output by the two electric motors. A power transmission system between the moving unit and the two electric motors is configured to generate.

このように前記移動部の駆動系が構成されている場合には、一般に、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力から、前記移動部を前記第1の方向に移動させる駆動力への変換効率と、前記移動部を前記第2の方向に移動させる駆動力への変換効率との相違等に起因して、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力のうち、前記移動部の前記第1の方向への移動に寄与する成分と、前記移動部の前記第2の方向への移動に寄与する成分とのうちの一方又は両方が、前記乗員が少なくとも1つの脚を着地させたか否かに応じて差異を生じやすい。   When the drive system of the moving unit is configured as described above, generally, the driving force output from each of the two electric motors is converted to the driving force that moves the moving unit in the first direction. Of the driving forces output by the two electric motors, for example, due to the difference between the efficiency and the conversion efficiency into the driving force that moves the moving portion in the second direction, the first of the moving portions. Whether one or both of a component that contributes to movement in the direction of 1 and a component that contributes to movement of the moving part in the second direction have landed at least one leg by the occupant It is easy to make a difference depending on

このため、前記第5発明において、前記移動部の駆動系を上記の如く構成した場合には、前記着地推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれの通電電流の観測値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向参照電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向参照電流値との組に変換する処理を実行し、該第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることが好ましい(第8発明)。   Therefore, in the fifth aspect of the present invention, when the drive system of the moving unit is configured as described above, the landing estimating unit determines the set of observed values of the energization currents of the two electric motors as the first set. A first direction reference current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the first direction and a second direction that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the second direction. A process of converting into a pair with a reference current value is performed, and the occupant places at least one leg on the floor surface based on at least one of the first direction reference current value and the second direction reference current value. It is preferable to be configured to estimate whether or not the vehicle has landed (eighth invention).

また、前記第6発明において、前記移動部の駆動系を上記の如く構成した場合には、前記着地推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれの通電電流の観測値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向電流値との組に変換する処理と、前記2つの電動モータのそれぞれの電流指令値のうちの、当該それぞれの電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出する処理と、前記2つの電動モータのそれぞれの前記加減速電流成分の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向加減速電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向加減速電流値との組に変換する処理とを実行し、前記第1方向電流値から前記第1方向加減速電流値を差し引いてなる第1方向参照電流値と、前記第2方向電流値から前記第2方向加減速電流値を差し引いてなる第2方向参照電流値とのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることが好ましい(第9発明)。   In the sixth aspect of the invention, when the drive system of the moving unit is configured as described above, the landing estimation unit sets a set of observed values of energization currents of the two electric motors as the first set. A first direction current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the direction of 2 and a second direction current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the second direction. A process of converting to a set of, a process of calculating an acceleration / deceleration current component for increasing or decreasing a driving force output from each of the electric motors of the current command values of the two electric motors, A set of the acceleration / deceleration current components of each of the two electric motors is a first direction acceleration / deceleration current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the first direction and the second direction. Move the moving part to The first direction acceleration / deceleration current value is subtracted from the first direction current value, and the first direction acceleration / deceleration current value is subtracted from the first direction current value. The occupant has at least one leg based on at least one of a direction reference current value and a second direction reference current value obtained by subtracting the second direction acceleration / deceleration current value from the second direction current value. It is preferable to be configured to estimate whether or not the vehicle has landed on the floor surface (the ninth invention).

また、前記第7発明において、前記移動部の駆動系を上記の如く構成した場合には、前記着地推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれについて算出した前記参照電流値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向参照電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向参照電流値との組に変換する処理を実行し、該第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定することが好ましい(第10発明)。   In the seventh aspect of the invention, when the drive system of the moving unit is configured as described above, the landing estimation unit uses the reference current value set calculated for each of the two electric motors as the first set. A first direction reference current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the first direction and a second direction that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the second direction. A process of converting into a pair with a reference current value is performed, and the occupant places at least one leg on the floor surface based on at least one of the first direction reference current value and the second direction reference current value. It is preferable to estimate whether or not the landing has been made (tenth invention).

上記第8〜第10発明によれば、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力に対応する第1方向参照電流値と、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力に対応する第2方向参照電流値とのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かが推定される。   According to the eighth to tenth aspects, the first direction reference current value corresponding to the driving force for moving the moving unit in the first direction and the driving force for moving the moving unit in the second direction. It is estimated whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on at least one of the second direction reference current values corresponding to.

このため、前記移動部の駆動系が上記の如く構成された当該移動体における上記推定を好適に行うことが可能となり、その推定結果の信頼性を高めることができる。   For this reason, it becomes possible to perform the said estimation suitably in the said mobile body by which the drive system of the said moving part was comprised as mentioned above, and the reliability of the estimation result can be improved.

特に第9発明及び第10発明では、前記通電電流の観測値に含まれる過渡的な変動成分の影響が、前記第1方向参照電流値と第2方向参照電流値とに生じない(もしくは生じ難い)ようにすることができるので、第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値の少なくともいずれか一方に基づく推定結果の信頼性を好適に高めることができる。   In particular, in the ninth and tenth aspects, the influence of the transient fluctuation component included in the observed value of the energization current does not occur (or hardly occurs) in the first direction reference current value and the second direction reference current value. Therefore, the reliability of the estimation result based on at least one of the first direction reference current value and the second direction reference current value can be suitably enhanced.

補足すると、上記第8〜第10発明では、前記着地推定部は、例えば、前記第1方向参照電流値を平滑化してなる第1a参照値と、前記第1方向参照電流値の大きさを表す値を平滑化してなる第1b参照値と、前記第2方向参照電流値を平滑化してなる第2a参照値と、前記第2方向参照電流値の大きさを平滑化してなる第2b参照値とのうちのいずれかの参照値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成され得る。   Supplementally, in the eighth to tenth inventions, the landing estimation unit represents, for example, a 1a reference value obtained by smoothing the first direction reference current value and a magnitude of the first direction reference current value. A first b reference value obtained by smoothing the value, a second a reference value obtained by smoothing the second direction reference current value, and a second b reference value obtained by smoothing the magnitude of the second direction reference current value. Can be configured to estimate whether the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on any reference value.

なお、上記平滑化は、移動平均等による平均化処理、あるいは、ローパス特性のフィルタリング処理によりなされる。   The smoothing is performed by an averaging process such as a moving average or a low-pass characteristic filtering process.

以上説明した第1〜第10発明では、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定する乗員搭乗推定部をさらに備えており、前記異常時減速制御部は、前記異常が発生した場合に、前記乗員搭乗推定部による推定結果が、当該車両に乗員が搭乗していることを示す推定結果となることを必要条件として、前記第1減速制御処理及び第2減速制御処理を順次実行し、前記異常が発生した場合に、前記乗員搭乗推定部による推定結果が、当該車両に乗員が搭乗していないことを示す推定結果となる場合には、前記移動部を前記第1の減速度合よりも大きい第3の減速度合で減速させて停止させるように前記アクチュエータの動作を制御する第3減速制御処理を実行するように構成されていることが好ましい(第11発明)。   In the first to tenth inventions described above, the vehicle further includes an occupant boarding estimation unit that estimates whether or not an occupant is boarding the vehicle, and the abnormal-time deceleration control unit is configured to perform the abnormality when the abnormality occurs. The first deceleration control process and the second deceleration control process are sequentially executed on the condition that the estimation result by the occupant boarding estimation unit becomes an estimation result indicating that the occupant is on the vehicle. When the abnormality occurs, if the estimation result by the occupant boarding estimation unit is an estimation result indicating that no occupant is boarding the vehicle, the moving unit is moved more than the first deceleration rate. It is preferable to execute a third deceleration control process for controlling the operation of the actuator so as to decelerate and stop at a large third deceleration rate (the eleventh invention).

この第11発明によれば、前記異常が発生した場合に、前記乗員搭乗推定部による推定結果が、当該車両に乗員が搭乗していないことを示す推定結果となる場合には、前記第1減速制御処理及び第2減速制御処理を順次実行することは行われず、前記第3減速制御処理が実行される。   According to the eleventh aspect of the present invention, when the abnormality occurs, when the estimation result by the occupant boarding estimation unit is an estimation result indicating that no occupant is on the vehicle, the first deceleration The control process and the second deceleration control process are not sequentially performed, and the third deceleration control process is performed.

この場合、第3減速制御処理では、移動部を前記第1の減速度合よりも大きい第3の減速度合で減速させるので、該移動部は、異常の発生後、素早く減速して停止する。   In this case, in the third deceleration control process, the moving unit is decelerated at a third deceleration rate greater than the first deceleration rate, so that the moving unit quickly decelerates and stops after the occurrence of an abnormality.

従って、第11発明によれば、当該車両に乗員が搭乗していない状況での移動部の移動中に、異常が発生した場合には、該移動部の移動を素早く停止させることができる。   Therefore, according to the eleventh aspect of the present invention, when an abnormality occurs during movement of the moving unit in a situation where no passenger is on the vehicle, the movement of the moving unit can be quickly stopped.

なお、前記第3の減速度合は、前記第2の減速度合と異なるものでよいことはもちろんであるが、第2の減速度合と同じ減速度合であってもよい。また、第3の減速度合は、前記移動部の速度指令値を、瞬時にゼロにするように前記アクチュエータを制御することによって達成させる減速度合であってもよい。   The third deceleration rate may be different from the second deceleration rate, but may be the same deceleration rate as the second deceleration rate. Further, the third deceleration rate may be a deceleration rate achieved by controlling the actuator so that the speed command value of the moving unit is instantaneously zero.

上記第11発明では、前記乗員搭乗推定部による推定は、種々様々な手法を採用し得る。一例として、前記アクチュエータが電動モータである場合には、前記着地推定部は、例えば次のような構成を採用し得る。   In the eleventh aspect, the estimation by the occupant boarding estimation unit may employ various methods. As an example, when the actuator is an electric motor, the landing estimation unit may employ the following configuration, for example.

すなわち、前記乗員搭乗推定部は、少なくとも前記電動モータの通電電流の観測値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されてる(第12発明)。   That is, the occupant boarding estimation unit is configured to estimate whether or not an occupant is boarding the vehicle based on at least the observed value of the energization current of the electric motor (the twelfth invention).

ここで、当該車両に乗員が搭乗している状態(以下、乗車状態ということがある)では、乗員の体重による重力が当該車両に作用するのに対して、当該車両に乗員が搭乗していない状態(以下、空車状態ということがある)では、乗員の体重による重力は当該車両に作用しない。   Here, in a state where an occupant is in the vehicle (hereinafter sometimes referred to as a “riding state”), gravity due to the weight of the occupant acts on the vehicle, whereas no occupant is in the vehicle. In a state (hereinafter sometimes referred to as an empty vehicle state), gravity due to the weight of the passenger does not act on the vehicle.

このため、乗車状態と空車状態とでは、床面上での移動部の移動挙動が同じであっても、該移動部の移動を行うための実際の駆動力が相違する。また、電動モータは、その通電電流に応じた駆動力を出力する。   For this reason, even if the boarding state and the empty state are the same, the actual driving force for moving the moving unit is different even if the moving behavior of the moving unit on the floor is the same. The electric motor outputs a driving force corresponding to the energization current.

従って、前記第5発明における着地推定部と同様の原理によって、当該車両に乗員が搭乗しているか否か(換言すれば、前記乗車状態であるか空車状態であるか)を適切に推定することができる。また、この場合、当該車両に乗員が搭乗しているか否かの推定を、その推定のための専用的なセンサを必要とせずに行うことができる。   Therefore, according to the same principle as the landing estimation unit in the fifth invention, it is appropriately estimated whether or not an occupant is in the vehicle (in other words, whether the vehicle is in the boarding state or the empty vehicle state). Can do. In this case, it is possible to estimate whether or not an occupant is on the vehicle without requiring a dedicated sensor for the estimation.

なお、第5発明で、乗員搭乗推定部により推定される乗車状態(当該車両に乗員が搭乗している状態)は、乗員が前記乗員搭乗部の所定の位置に所定の姿勢で搭乗している状態に限らず、乗員の体重による重力が当該車両に作用するようにして、当該車両に乗員が搭乗している状態である。   In the fifth invention, the riding state estimated by the occupant boarding estimation unit (the state in which the occupant is on the vehicle) is boarded in a predetermined position at a predetermined position of the occupant boarding unit. Not only the state but also the state where the passenger is on the vehicle such that the gravity due to the weight of the passenger acts on the vehicle.

上記第12発明では、前記乗員搭乗推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値と、前記制御部により決定される前記電動モータの通電電流の指令値である電流指令値とに基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることが好ましい(第13発明)。   In the twelfth aspect of the invention, the occupant boarding estimation unit is based on an observation value of the energization current of the electric motor and a current command value that is a command value of the energization current of the electric motor determined by the control unit. It is preferable that the vehicle is configured to estimate whether an occupant is on the vehicle (13th invention).

この第13発明によれば、前記乗員搭乗推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値に加えて、電動モータの通電電流の指令値をも加味して、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定する。これにより、前記乗員搭乗推定部の推定結果の信頼性をより高めることが可能となる。   According to this thirteenth aspect, the occupant occupancy estimation unit takes into account the command value of the electric motor energization current in addition to the observation value of the electric motor energization current, It is estimated whether or not. Thereby, it becomes possible to further improve the reliability of the estimation result of the passenger boarding estimation unit.

この第13発明では、より具体的には、前記乗員搭乗推定部は、前記電流指令値のうちの、前記電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出して、該加減速電流成分を前記通電電流の観測値から差し引いてなる参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることが好ましい(第14発明)。   In the thirteenth aspect of the invention, more specifically, the occupant boarding estimation unit calculates an acceleration / deceleration current component for increasing / decreasing the driving force output from the electric motor in the current command value, It is preferably configured to estimate whether an occupant is on the vehicle based on a reference current value obtained by subtracting the acceleration / deceleration current component from the observed value of the energization current (14th invention). .

この第14発明によれば、前記加減速電流成分を前記通電電流の観測値から差し引いてなる参照電流値は、前記通電電流の観測値から過渡的な変動成分を除去したものに相当する。   According to this fourteenth aspect, the reference current value obtained by subtracting the acceleration / deceleration current component from the observed value of the energized current corresponds to a value obtained by removing a transient fluctuation component from the observed value of the energized current.

このため、上記参照電流値は、当該車両に乗員が搭乗しているか否か(換言すれば、前記乗車状態であるか、前記空車状態であるか)によって差異を生じやすいものとなる。   For this reason, the reference current value is likely to be different depending on whether or not an occupant is on the vehicle (in other words, whether the vehicle is in the boarding state or the empty vehicle state).

従って、該参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定することで、その推定結果の信頼性を適切に高めることができる。   Therefore, by estimating whether or not an occupant is on the vehicle based on the reference current value, it is possible to appropriately increase the reliability of the estimation result.

補足すると、上記第12発明、第13発明、第14発明は、それぞれ前記第8発明、第9発明、第10発明と同様の構成を採用できる。   Supplementally, the twelfth invention, the thirteenth invention, and the fourteenth invention may employ the same configurations as the eighth invention, the ninth invention, and the tenth invention, respectively.

すなわち、前記第12発明において、前記移動部の駆動系を前記第8〜第10発明と同じ構成とした場合には、前記乗員搭乗推定部は、前記第8発明に関して説明した前記第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成され得る(第15発明)。   That is, in the twelfth aspect of the invention, when the drive system of the moving unit has the same configuration as that of the eighth to tenth aspects of the invention, the occupant boarding estimation unit refers to the first direction described with reference to the eighth aspect of the invention. Based on the current value and the second direction reference current value, it may be configured to estimate whether or not an occupant is on the vehicle (15th invention).

また、前記第13発明において、前記移動部の駆動系を前記第8〜第10発明と同じ構成とした場合には、前記乗員搭乗推定部は、前記第9発明に関して説明した前記第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成され得る(第16発明)。   In the thirteenth aspect of the present invention, when the drive system of the moving unit has the same configuration as that of the eighth to tenth aspects of the invention, the occupant boarding estimation unit refers to the first direction described with reference to the ninth aspect Based on the current value and the second direction reference current value, it may be configured to estimate whether or not an occupant is on the vehicle (16th invention).

また、前記第14発明において、前記移動部の駆動系を前記第8〜第10発明と同じ構成とした場合には、前記乗員搭乗推定部は、前記第10発明に関して説明した前記第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成され得る(第17発明)。   In the fourteenth aspect of the invention, when the drive system of the moving unit has the same configuration as that of the eighth to tenth aspects of the invention, the occupant boarding estimation unit refers to the first direction described with reference to the tenth aspect of the invention Based on the current value and the second direction reference current value, it may be configured to estimate whether or not an occupant is on the vehicle (17th invention).

上記第15〜第17発明によれば、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力に対応する第1方向参照電流値と、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力に対応する第2方向参照電流値とに基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かが推定される。   According to the fifteenth to seventeenth aspects, the first direction reference current value corresponding to the driving force that moves the moving unit in the first direction and the driving force that moves the moving unit in the second direction. It is estimated whether or not an occupant is on the vehicle based on the second direction reference current value corresponding to.

このため、前記移動部の駆動系が上記の如く構成された当該移動体における上記推定を好適に行うことが可能となり、その推定結果の信頼性を高めることができる。   For this reason, it becomes possible to perform the said estimation suitably in the said mobile body by which the drive system of the said moving part was comprised as mentioned above, and the reliability of the estimation result can be improved.

特に第16発明及び第17発明では、前記通電電流の観測値に含まれる過渡的な変動成分の影響が、前記第1方向参照電流値と第2方向参照電流値とに生じない(もしくは生じ難い)ようにすることができるので、第1方向参照電流値と第2方向参照電流値とに基づく推定結果の信頼性を好適に高めることができる。   In particular, in the sixteenth and seventeenth aspects, the influence of the transient fluctuation component included in the observed value of the energization current does not occur (or hardly occurs) in the first direction reference current value and the second direction reference current value. Therefore, the reliability of the estimation result based on the first direction reference current value and the second direction reference current value can be suitably increased.

また、前記第15発明を前記第8発明と組み合わせた場合、あるいは、前記第16発明を前記第9発明と組み合わせた場合、あるいは、前記第17発明を前記第10発明と組み合わせた場合には、着地推定部と乗員搭乗推定部とで、第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値を算出する処理を同じにすることができる。従って、着地推定部及び乗員搭乗推定部の処理を各別に構築する場合に比べて、それらの処理の全体を簡略化することができる。   When the fifteenth invention is combined with the eighth invention, the sixteenth invention is combined with the ninth invention, or the seventeenth invention is combined with the tenth invention, The processing for calculating the first direction reference current value and the second direction reference current value can be the same in the landing estimation unit and the passenger boarding estimation unit. Therefore, as compared with the case where the processes of the landing estimation unit and the occupant boarding estimation unit are constructed separately, the entire processing can be simplified.

なお、上記第15〜第17発明では、前記乗員搭乗推定部は、より具体的な一例として、前記第1方向参照電流値を平滑化してなる第1a参照値と、前記第1方向参照電流値の大きさを表す値を平滑化してなる第1b参照値と、前記第2方向参照電流値を平滑化してなる第2a参照値と、前記第2方向参照電流値の大きさを表す値を平滑化してなる第2b参照値とに基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成され得る。   In the fifteenth to seventeenth inventions, the occupant boarding estimation unit, as a more specific example, includes a 1a reference value obtained by smoothing the first direction reference current value, and the first direction reference current value. 1b reference value obtained by smoothing a value representing the magnitude of the second reference value, 2a reference value obtained by smoothing the second direction reference current value, and a value representing the magnitude of the second direction reference current value. It can be configured to estimate whether or not an occupant is on the vehicle based on the second reference value 2b.

本願発明者の各種実験、検討によれば、上記第1a参照値、第1b参照値、第2a参照値、及び第2b参照値に基づいて(例えば、これらの参照値を所定値と比較することなどによって)、当該車両に乗員が搭乗しているか否かの推定を高い信頼性で行うことができる。   According to various experiments and examinations of the inventors of the present application, based on the above-mentioned 1a reference value, 1b reference value, 2a reference value, and 2b reference value (for example, comparing these reference values with predetermined values). Etc.), it is possible to estimate whether or not an occupant is on the vehicle with high reliability.

なお、上記平滑化は、移動平均等による平均化処理、あるいは、ローパス特性のフィルタリング処理によりなされる。   The smoothing is performed by an averaging process such as a moving average or a low-pass characteristic filtering process.

実施形態の倒立振子型車両の正面図。The front view of the inverted pendulum type vehicle of embodiment. 実施形態の倒立振子型車両の側面図。The side view of the inverted pendulum type vehicle of embodiment. 実施形態の倒立振子型車両の要部を拡大して示す図。The figure which expands and shows the principal part of the inverted pendulum type vehicle of embodiment. 実施形態の倒立振子型車両の要部の斜視図。The perspective view of the principal part of the inverted pendulum type vehicle of embodiment. 実施形態の倒立振子型車両の制御に関する構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure regarding control of the inverted pendulum type vehicle of embodiment. 図5に示す制御演算処理部の処理を示すブロック線図。The block diagram which shows the process of the control arithmetic processing part shown in FIG. 図6に示す異常時減速制御部の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of the deceleration control part at the time of abnormality shown in FIG. 図5に示す乗車/空車推定部の処理を示すブロック線図。The block diagram which shows the process of the boarding / empty vehicle estimation part shown in FIG. 図8に示す推定結果決定部において乗車/空車推定結果を決定する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which determines a boarding / empty vehicle estimation result in the estimation result determination part shown in FIG. 図8に示す推定結果決定部において着地推定結果を決定する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which determines a landing estimation result in the estimation result determination part shown in FIG. 異常時減速制御部の処理による移動部の移動速度(目標値)の減速形態の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the deceleration form of the moving speed (target value) of the moving part by the process of the deceleration control part at the time of abnormality.

本発明の一実施形態を図1〜図11を参照して以下に説明する。まず、図1〜図4を参照して、本実施形態の倒立振子型車両の構造を説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the structure of the inverted pendulum type vehicle of this embodiment will be described with reference to FIGS.

図1及び図2に示すように、本実施形態の倒立振子型車両1は、乗員(運転者)が搭乗する乗員搭乗部3と、床面に接地しながら該床面上を全方位に移動可能な移動部5と、この移動部5を駆動するアクチュエータ装置7と、これらの搭乗部3、移動部5及びアクチュエータ装置7が組付けられた基体9とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the inverted pendulum type vehicle 1 according to the present embodiment moves to the occupant riding section 3 on which the occupant (driver) is occupying and all directions on the floor surface while touching the floor surface. The movable part 5 which can be moved, the actuator apparatus 7 which drives this movable part 5, and the base | substrate 9 with which these riding part 3, the movable part 5, and the actuator apparatus 7 were assembled | attached are provided.

なお、図1に示す「左右方向」及び図2に示す「前後方向」は、本実施形態の説明において便宜上、使用する方向を示している。「左右方向」は、移動部5としての後述する車輪体5の直立姿勢状態での軸心C2(車輪体5の輪転の回転軸心)の方向に相当し、「前後方向」は、車輪体5の直立姿勢状態での輪転によって該車輪体5が移動する方向に相当する。   Note that the “left-right direction” shown in FIG. 1 and the “front-back direction” shown in FIG. 2 indicate directions to be used in the description of the present embodiment for convenience. The “left-right direction” corresponds to the direction of the axis C2 (rotation axis of the rotation of the wheel body 5) in the upright posture state of the wheel body 5 described later as the moving unit 5, and the “front-back direction” is the wheel body. This corresponds to the direction in which the wheel body 5 moves due to the rotation in the upright posture state.

また、本実施形態の説明では、参照符号に付する添え字「R」,「L」は、それぞれ車両1の右側、左側に対応するものという意味で使用する。   In the description of the present embodiment, the suffixes “R” and “L” attached to the reference numerals are used to mean the right side and the left side of the vehicle 1, respectively.

基体9は、移動部5及びアクチュエータ装置7とが組付けられた下部フレーム11と、この下部フレーム11の上端から上方に延設された支柱フレーム13とを備える。   The base 9 includes a lower frame 11 to which the moving unit 5 and the actuator device 7 are assembled, and a support frame 13 extending upward from the upper end of the lower frame 11.

支柱フレーム13の上部に前記乗員搭乗部3(以下、単に搭乗部3という)が組付けられている。該搭乗部3は、本実施形態では乗員が着座するシートである。この搭乗部3は、支柱フレーム13にシートフレーム15を介して固定されている。   The passenger boarding part 3 (hereinafter simply referred to as the boarding part 3) is assembled to the upper part of the support frame 13. The riding section 3 is a seat on which an occupant is seated in the present embodiment. The riding section 3 is fixed to the support frame 13 via the seat frame 15.

また、搭乗部3の左右の両側には、搭乗部3に着座した乗員が必要に応じて把持するためのグリップ17R,17Lが配置されている。これらのグリップ17R,17Lがそれぞれ、ブラケット19R,19Lを介して支柱フレーム13(又はシートフレーム15)に固定されている。なお、グリップ17R,17Lは無くてもよい。   Further, grips 17 </ b> R and 17 </ b> L are disposed on both the left and right sides of the riding part 3 for the passengers seated on the riding part 3 to grip as necessary. These grips 17R and 17L are fixed to the support frame 13 (or the seat frame 15) via brackets 19R and 19L, respectively. The grips 17R and 17L may be omitted.

下部フレーム11は、左右方向に間隔を存して二股状に対向するように配置された一対のカバー部材21R,21Lを備える。これらのカバー部材21R,21Lの上端部(二股の分岐部分)は、前後方向の軸心を有するヒンジ軸23を介して連結されている。そして、カバー部材21R,21Lの一方が他方に対して相対的にヒンジ軸23の周りに揺動可能となっている。これらのカバー部材21R,21Lは、図示を省略するバネによって、カバー部材21R,21Lの下端部側(二股の先端側)が狭まる方向に付勢されている。   The lower frame 11 includes a pair of cover members 21R and 21L arranged so as to face each other in a bifurcated manner with a space in the left-right direction. The upper end portions (bifurcated branch portions) of these cover members 21R and 21L are connected via a hinge shaft 23 having an axial center in the front-rear direction. One of the cover members 21R and 21L can swing around the hinge shaft 23 relative to the other. These cover members 21R and 21L are urged by a spring (not shown) in a direction in which the lower end side (bifurcated tip side) of the cover members 21R and 21L is narrowed.

また、カバー部材21R,21Lのそれぞれの外面部には、前記搭乗部3に着座した乗員の右足を載せるステップ25Rと左足を載せるステップ25Lとが各々、右向き、左向きに張り出すように突設されている。   Further, on the outer surface of each of the cover members 21R and 21L, a step 25R for placing the right foot of the occupant seated on the riding portion 3 and a step 25L for placing the left foot are provided so as to protrude to the right and left, respectively. ing.

移動部5及びアクチュエータ装置7は、下部フレーム11のカバー部材21R,21Lの間に配置されている。これらの移動部5及びアクチュエータ装置7の構造を図3及び図4を参照して説明する。   The moving unit 5 and the actuator device 7 are disposed between the cover members 21R and 21L of the lower frame 11. The structures of the moving unit 5 and the actuator device 7 will be described with reference to FIGS.

移動部5は、ゴム状弾性材により円環状に形成された車輪体であり、ほぼ円形の横断面形状を有する。この移動部5(以下、車輪体5という)は、その弾性変形によって、円形の横断面の中心C1(より詳しくは、円形の横断面中心C1を通って、車輪体5の軸心C2と同心となる円周線)の周りに回転可能となっている。   The moving part 5 is a wheel body formed in an annular shape from a rubber-like elastic material, and has a substantially circular cross-sectional shape. The moving part 5 (hereinafter referred to as the wheel body 5) is concentric with the axis C2 of the wheel body 5 through the center C1 of the circular cross section (more specifically, the circular cross section center C1) due to its elastic deformation. It can be rotated around the circumference line).

この車輪体5は、その軸心C2(車輪体5の輪転の回転軸心)をカバー部材21R,21Lの間隔方向に向けた状態で、カバー部材21R,21Lの間に配置されている。そして、該車輪体5は、その外周面の下端部にて床面に接地する。   The wheel body 5 is disposed between the cover members 21R and 21L with its axis C2 (rotational axis of rotation of the wheel body 5) oriented in the interval direction of the cover members 21R and 21L. And this wheel body 5 is earth | grounded on a floor surface in the lower end part of the outer peripheral surface.

車輪体5は、アクチュエータ装置7による駆動(詳細は後述する)によって、車輪体5の軸心C2の周りに回転する動作(床面上を輪転する動作)と、車輪体5の横断面中心C1の周りに回転する動作とを行なうことが可能である。その結果、車輪体5は、それらの回転動作の複合動作によって、床面上を全方位に移動することが可能となっている。   The wheel body 5 is driven by the actuator device 7 (details will be described later) to rotate around the axis C2 of the wheel body 5 (operation to rotate on the floor surface), and the cross-sectional center C1 of the wheel body 5 It is possible to perform an operation of rotating around the. As a result, the wheel body 5 can move in all directions on the floor surface by a combined operation of these rotational operations.

アクチュエータ装置7は、車輪体5と右側のカバー部材21Rとの間に介装される回転部材27R及びフリーローラ29Rと、車輪体5と左側のカバー部材21Lとの間に介装される回転部材27L及びフリーローラ29Lと、回転部材27R及びフリーローラ29Rの上方に配置されたアクチュエータである電動モータ31Rと、回転部材27L及びフリーローラ29Lの上方に配置されたアクチュエータである電動モータ31Lとを備える。   The actuator device 7 includes a rotating member 27R and a free roller 29R interposed between the wheel body 5 and the right cover member 21R, and a rotating member interposed between the wheel body 5 and the left cover member 21L. 27L and a free roller 29L, an electric motor 31R that is an actuator disposed above the rotating member 27R and the free roller 29R, and an electric motor 31L that is an actuator disposed above the rotating member 27L and the free roller 29L. .

電動モータ31R,31Lは、それぞれのハウジングがカバー部材21R,21Lに各々取付けられている。なお、図示は省略するが、電動モータ31R,31Lの電源(蓄電器)は、支柱フレーム13等、基体9の適所に搭載されている。   The electric motors 31R and 31L have their respective housings attached to the cover members 21R and 21L. Although illustration is omitted, the power sources (capacitors) of the electric motors 31 </ b> R and 31 </ b> L are mounted at appropriate positions on the base 9 such as the support frame 13.

回転部材27Rは、左右方向の軸心を有する支軸33Rを介してカバー部材21Rに回転可能に支持されている。同様に、回転部材27Lは、左右方向の軸心を有する支軸33Lを介してカバー部材21Lに回転可能に支持されている。この場合、回転部材27Rの回転軸心(支軸33Rの軸心)と、回転部材27Lの回転軸心(支軸33Lの軸心)とは同軸心である。   The rotating member 27R is rotatably supported by the cover member 21R via a support shaft 33R having a horizontal axis. Similarly, the rotation member 27L is rotatably supported by the cover member 21L via a support shaft 33L having a horizontal axis. In this case, the rotation axis of the rotation member 27R (axis of the support shaft 33R) and the rotation axis of the rotation member 27L (axis of the support shaft 33L) are coaxial.

回転部材27R,27Lは、それぞれ電動モータ31R,31Lの出力軸に、減速機としての機能を含む動力伝達機構を介して接続されている。各動力伝達機構は、例えばプーリ・ベルト式のものである。すなわち、図3に示す如く、回転部材27Rは、プーリ35Rとベルト37Rとを介して電動モータ31Rの出力軸に接続されている。同様に、回転部材27Lは、プーリ35Lとベルト37Lとを介して電動モータ31Lの出力軸に接続されている。これにより、回転部材27R,27Lは、電動モータ31R,31Lからそれぞれ伝達される動力(トルク)によって回転駆動される。   The rotating members 27R and 27L are connected to the output shafts of the electric motors 31R and 31L via a power transmission mechanism including a function as a speed reducer, respectively. Each power transmission mechanism is of a pulley-belt type, for example. That is, as shown in FIG. 3, the rotating member 27R is connected to the output shaft of the electric motor 31R via the pulley 35R and the belt 37R. Similarly, the rotating member 27L is connected to the output shaft of the electric motor 31L via a pulley 35L and a belt 37L. Thereby, the rotating members 27R and 27L are rotationally driven by the power (torque) transmitted from the electric motors 31R and 31L, respectively.

なお、上記動力伝達機構は、例えば、スプロケットとリンクチェーンとにより構成されるもの、あるいは、複数のギヤにより構成されるものであってもよい。また、例えば、電動モータ31R,31Lを、それぞれの出力軸が各回転部材27R,27Lと同軸心になるように各回転部材27R,27Lに対向させて配置してもよい。そして、電動モータ31R,31Lのそれぞれの出力軸を回転部材27R,27Lに各々、減速機(遊星歯車装置、波動歯車装置等)を介して連結するようにしてもよい。   The power transmission mechanism may be constituted by, for example, a sprocket and a link chain, or may be constituted by a plurality of gears. In addition, for example, the electric motors 31R and 31L may be arranged to face the rotating members 27R and 27L so that the respective output shafts are coaxial with the rotating members 27R and 27L. Then, the output shafts of the electric motors 31R and 31L may be connected to the rotating members 27R and 27L via reduction gears (planetary gear device, wave gear device, etc.), respectively.

各回転部材27R,27Lは、車輪体5側に向かって縮径する円錐台と同様の形状に形成されており、その外周面がテーパ外周面39R,39Lとなっている。   Each rotating member 27R, 27L is formed in the same shape as a truncated cone that decreases in diameter toward the wheel body 5, and its outer peripheral surface is a tapered outer peripheral surface 39R, 39L.

回転部材27Rのテーパ外周面39Rの周囲には、回転部材27Rと同心の円周上に等間隔で並ぶようにして、複数のフリーローラ29Rが配列されている。これらのフリーローラ29Rは、それぞれ、ブラケット41Rを介してテーパ外周面39Rに取付けられている。そして、各フリーローラ29Rは、ブラケット41Rに回転自在に支承されている。   A plurality of free rollers 29R are arranged around the tapered outer peripheral surface 39R of the rotating member 27R so as to be arranged at equal intervals on a circumference concentric with the rotating member 27R. Each of these free rollers 29R is attached to the tapered outer peripheral surface 39R via a bracket 41R. Each free roller 29R is rotatably supported by the bracket 41R.

同様に、回転部材27Lのテーパ外周面39Lの周囲には、回転部材27Lと同心の円周上に等間隔で並ぶようにして、複数(フリーローラ29Rと同数)のフリーローラ29Lが配列されている。これらのフリーローラ29Lは、それぞれ、ブラケット41Lを介してテーパ外周面39Lに取付けられている。そして、各フリーローラ29Lは、ブラケット41Lに回転自在に支承されている。   Similarly, a plurality (the same number as the free rollers 29R) of free rollers 29L are arranged around the tapered outer peripheral surface 39L of the rotating member 27L so as to be arranged at equal intervals on a circumference concentric with the rotating member 27L. Yes. Each of these free rollers 29L is attached to the tapered outer peripheral surface 39L via a bracket 41L. Each free roller 29L is rotatably supported by the bracket 41L.

前記車輪体5は、回転部材27R側のフリーローラ29Rと、回転部材27L側のフリーローラ29Lとの間に挟まれるようにして、回転部材27R,27Lと同軸心に配置されている。   The wheel body 5 is disposed coaxially with the rotating members 27R and 27L so as to be sandwiched between the free roller 29R on the rotating member 27R side and the free roller 29L on the rotating member 27L side.

この場合、図1に示すように、各フリーローラ29R,29Lは、その軸心C3が車輪体5の軸心C2に対して傾斜すると共に、車輪体5の直径方向(車輪体5をその軸心C2の方向で見たときに、該軸心C2と各フリーローラ29R,29Lとを結ぶ径方向)に対して傾斜する姿勢で配置されている。そして、このような姿勢で、各フリーローラ29R,29Lのそれぞれの外周面が車輪体5の内周面に斜め方向に圧接されている。   In this case, as shown in FIG. 1, each free roller 29R, 29L has its axis C3 inclined with respect to the axis C2 of the wheel body 5, and the diameter direction of the wheel body 5 (the wheel body 5 is adjusted to its axis When viewed in the direction of the center C2, it is arranged in a posture inclined with respect to the axial center C2 and the radial direction connecting the free rollers 29R and 29L. In such a posture, the outer peripheral surfaces of the free rollers 29R and 29L are in pressure contact with the inner peripheral surface of the wheel body 5 in an oblique direction.

より一般的に言えば、右側のフリーローラ29Rは、回転部材27Rが軸心C2の周りに回転駆動されたときに、車輪体5との接触面で、軸心C2周りの方向の摩擦力成分(車輪体5の内周の接線方向の摩擦力成分)と、車輪体5の前記横断面中心C1の周り方向の摩擦力成分(円形の横断面の接線方向の摩擦力成分)とを車輪体5に作用させ得るような姿勢で、車輪体5の内周面に圧接されている。左側のフリーローラ29Lについても同様である。   More generally speaking, the free roller 29R on the right side has a frictional force component in the direction around the axis C2 at the contact surface with the wheel body 5 when the rotating member 27R is driven to rotate around the axis C2. (The frictional force component in the tangential direction of the inner periphery of the wheel body 5) and the frictional force component in the direction around the cross-sectional center C1 of the wheel body 5 (the tangential frictional force component in the circular cross section) The wheel body 5 is pressed against the inner peripheral surface in such a posture that it can act on the wheel body 5. The same applies to the left free roller 29L.

この場合、前記したように、カバー部材21R,21Lは、図示しないバネによって、カバー部材21R,21Lの下端部側(二股の先端側)が狭まる方向に付勢されている。このため、この付勢力によって、右側のフリーローラ29Rと左側のフリーローラ29Lとの間に車輪体5が挟持されると共に、車輪体5に対する各フリーローラ29R,29Lの圧接状態(より詳しくはフリーローラ29R,29Lと車輪体5との間で摩擦力が作用し得る圧接状態)が維持される。   In this case, as described above, the cover members 21R and 21L are urged in a direction in which the lower end side (the bifurcated tip side) of the cover members 21R and 21L is narrowed by a spring (not shown). Therefore, the wheel body 5 is sandwiched between the right free roller 29R and the left free roller 29L by this urging force, and the free rollers 29R and 29L are in pressure contact with the wheel body 5 (more specifically, free The pressure contact state in which a frictional force can act between the rollers 29R and 29L and the wheel body 5 is maintained.

補足すると、車輪体5は、例えば、PCT国際公開公報WO2008/132778号公報の図9及び図10に記載されているものと同様に、円環状の部材に回転自在に支承した複数のローラ(該円環状の部材の円周方向に回転軸心を向けた複数のローラ)を、該円環状の部材の軸心周り方向に配列させた構造のものであってよい。   Supplementally, the wheel body 5 includes, for example, a plurality of rollers rotatably supported on an annular member, similar to those described in FIGS. 9 and 10 of PCT International Publication No. WO2008 / 132778. It may have a structure in which a plurality of rollers whose rotation axes are oriented in the circumferential direction of the annular member are arranged in a direction around the axis of the annular member.

以上説明した構造を有する車両1においては、電動モータ31R,31Lと、車輪体5との間の動力伝達系が、上記の如く構成されている。   In the vehicle 1 having the structure described above, the power transmission system between the electric motors 31R and 31L and the wheel body 5 is configured as described above.

このため、電動モータ31R,31Lによりそれぞれ、回転部材27R,27Lを同方向に同じ大きさの回転速度で回転駆動した場合には、車輪体5が回転部材27R,27Lと同方向に軸心C2の周りに回転することとなる。これにより、車輪体5が床面上を前後方向に輪転して、車両1が前後方向に移動することとなる。   For this reason, when the rotating members 27R and 27L are rotationally driven in the same direction at the same rotational speed by the electric motors 31R and 31L, the wheel body 5 has the axis C2 in the same direction as the rotating members 27R and 27L. Will rotate around. Thereby, the wheel body 5 rotates on the floor surface in the front-rear direction, and the vehicle 1 moves in the front-rear direction.

また、例えば、回転部材27R,27Lを互いに逆方向に同じ大きさの回転速度で回転駆動した場合には、車輪体5は、その横断面中心C1の周りに回転することとなる。これにより、車輪体5がその軸心C2の方向(すなわち左右方向)に移動することとなる。   Further, for example, when the rotating members 27R and 27L are rotationally driven in the opposite directions at the same rotational speed, the wheel body 5 rotates around the transverse section center C1. As a result, the wheel body 5 moves in the direction of the axis C2 (that is, the left-right direction).

さらに、回転部材27R,27Lを、互いに異なる回転速度(方向を含めた回転速度)で、同方向又は逆方向に回転駆動した場合には、車輪体5は、その軸心C2の周りに回転すると同時に、その横断面中心C1の周りに回転することとなる。   Further, when the rotating members 27R and 27L are rotationally driven in the same direction or in opposite directions at different rotational speeds (rotational speeds including directions), the wheel body 5 rotates around the axis C2. At the same time, it will rotate around its cross-sectional center C1.

これらの回転動作の複合動作(合成動作)によって、前後方向及び左右方向に対して傾斜した方向に車輪体5が移動することとなる。   By the combined operation (synthetic operation) of these rotational operations, the wheel body 5 moves in a direction inclined with respect to the front-rear direction and the left-right direction.

これにより、車輪体5は床面上を全方位に移動可能となっている。   Thereby, the wheel body 5 can move on the floor surface in all directions.

この場合、車輪体5の移動速度と、回転部材27R,27Lの回転速度(又は電動モータ31R,31Lの出力軸の回転速度)との関係は、一定の相関関係となる。具体的には、前後方向における車輪体5の移動速度は、回転部材27R,27Lの回転速度の和にほぼ比例した速度となり、左右方向における車輪体5の移動速度は、回転部材27R,27Lの回転速度の差にほぼ比例した速度となる。   In this case, the relationship between the moving speed of the wheel body 5 and the rotating speed of the rotating members 27R and 27L (or the rotating speed of the output shaft of the electric motors 31R and 31L) is a constant correlation. Specifically, the moving speed of the wheel body 5 in the front-rear direction is substantially proportional to the sum of the rotating speeds of the rotating members 27R and 27L, and the moving speed of the wheel body 5 in the left-right direction is the speed of the rotating members 27R and 27L. The speed is almost proportional to the difference in rotational speed.

従って、本実施形態の車両1では、前後方向に車輪体5を移動させる駆動力が、電動モータ31R,31Lの出力トルク(方向を含めた出力トルク)の総和に応じて発生し、左右方向に車輪体5を移動させる駆動力が、電動モータ31R,31Lの出力トルク(方向を含めた出力トルク)の差に応じて発生するように、電動モータ31R,31Lと、車輪体5との間の動力伝達系が構成されていることとなる。   Therefore, in the vehicle 1 of the present embodiment, the driving force that moves the wheel body 5 in the front-rear direction is generated according to the sum of the output torques (output torque including the direction) of the electric motors 31R, 31L, and in the left-right direction. Between the electric motors 31R, 31L and the wheel body 5 so that the driving force for moving the wheel body 5 is generated according to the difference in the output torque (output torque including direction) of the electric motors 31R, 31L. A power transmission system is configured.

なお、前後方向に車輪体5を移動させる駆動力が、電動モータ31R,31Lの出力トルクの差に応じて発生し、左右方向に車輪体5を移動させる駆動力が、電動モータ31R,31Lの出力トルクの総和に応じて発生するように、上記動力伝達系を構成することもお可能である。   A driving force for moving the wheel body 5 in the front-rear direction is generated according to a difference in output torque between the electric motors 31R, 31L, and a driving force for moving the wheel body 5 in the left-right direction is applied to the electric motors 31R, 31L. It is also possible to configure the power transmission system so that it is generated according to the total output torque.

上記の如く車輪体5の移動動作が行なわれるので、電動モータ31R,31Lのそれぞれの回転速度(回転方向を含む)を制御する(ひいては回転部材27R,27Lの回転速度を制御する)ことによって、車輪体5の移動速度及び移動方向を制御できることとなる。   Since the moving operation of the wheel body 5 is performed as described above, by controlling the respective rotational speeds (including the rotational direction) of the electric motors 31R and 31L (and thus controlling the rotational speeds of the rotating members 27R and 27L), The moving speed and moving direction of the wheel body 5 can be controlled.

また、搭乗部3及び基体9は、車輪体5の軸心C2を支点として、左右方向の軸心C2周りに(ピッチ方向に)一体に鉛直方向に対して傾動自在となっていると共に、車輪体5の接地部(下端部)を支点として、前後方向の軸周りに(ロール方向に)該車輪体5と共に鉛直方向に対して傾動自在となっている。   The riding section 3 and the base body 9 are tiltable with respect to the vertical direction integrally around the axis C2 in the left-right direction (in the pitch direction) with the axis C2 of the wheel body 5 as a fulcrum. With the ground contact portion (lower end portion) of the body 5 as a fulcrum, it is tiltable with respect to the vertical direction together with the wheel body 5 around the longitudinal axis (in the roll direction).

次に、車両1の動作制御に関する構成を説明する。   Next, a configuration related to operation control of the vehicle 1 will be described.

なお、本明細書において、任意の状態量(速度、角速度、通電電流等)の「観測値」は、適宜のセンサによる該状態量の検出値(計測値)、あるいは、該状態量と一定の相関関係を有する他の1つ以上の状態量の検出値(計測値)から該相関関係に基づいて推定してなる推定値、あるいは、該状態量の実際の値と一致もしくはほぼ一致すると見なせる擬似的な推定値を意味する。   In this specification, an “observed value” of an arbitrary state quantity (speed, angular velocity, energization current, etc.) is a detection value (measured value) of the state quantity by an appropriate sensor, or is constant with the state quantity. An estimated value estimated based on the correlation from the detected values (measured values) of one or more other state quantities that have a correlation, or a pseudo-value that can be considered to match or substantially match the actual value of the state quantity Means an estimated value.

この場合、「擬似的な推定値」に関しては、例えば当該状態量の実際の値が、当該状態量の目標値に対して精度よく追従することが判っている場合には、該目標値を「擬似的な推定値」として使用することができる。   In this case, regarding the “pseudo estimated value”, for example, when it is known that the actual value of the state quantity accurately follows the target value of the state quantity, the target value is set to “ It can be used as a “pseudo estimate”.

図5に示すように、車両1には、電動モータ31R,31Lの運転制御(ひいては、車輪体5の移動制御)を行う制御装置50と、搭乗部3のロール方向及びピッチ方向の傾斜状態(詳しくは、ロール方向及びピッチ方向の傾斜角度及びその時間的変化率(傾斜角速度))に応じた検出信号を出力する傾斜センサ52と、車両1の基体9のヨー方向の角速度に応じた検出信号を出力するヨーレートセンサ54とが搭載されている。そして、これらのセンサ52,54の検出信号が制御装置50に入力される。   As shown in FIG. 5, the vehicle 1 includes a control device 50 that performs operation control of the electric motors 31 </ b> R and 31 </ b> L (and thus movement control of the wheel body 5), and an inclined state of the riding unit 3 in the roll direction and the pitch direction ( Specifically, a tilt sensor 52 that outputs a detection signal according to the tilt angle in the roll direction and the pitch direction and its temporal change rate (tilt angular velocity), and a detection signal according to the angular velocity in the yaw direction of the base body 9 of the vehicle 1. Is mounted. Then, detection signals from these sensors 52 and 54 are input to the control device 50.

傾斜センサ52は、例えば加速度センサとジャイロセンサ等の角速度センサとにより構成される。この傾斜センサ52は、車両1の搭乗部3と一体に傾動し得る部位(例えば、基体9の支柱フレーム13、あるいは、シートフレーム15等)に搭載される。   The tilt sensor 52 is constituted by, for example, an acceleration sensor and an angular velocity sensor such as a gyro sensor. The tilt sensor 52 is mounted on a portion that can tilt integrally with the riding section 3 of the vehicle 1 (for example, the support frame 13 of the base 9 or the seat frame 15).

そして、傾斜センサ52の検出信号から、制御装置50において、搭乗部3のロール方向及びピッチ方向の傾斜角度及び傾斜角速度の観測値(推定値)が取得される。この場合、傾斜センサ52の検出信号から、搭乗部3の傾斜角度及び傾斜角速度を推定する処理は、ストラップダウン演算等の公知の手法によって行うことができる。   Then, observation values (estimated values) of the tilt angle and tilt angular velocity in the roll direction and pitch direction of the riding section 3 are acquired from the detection signal of the tilt sensor 52. In this case, the process of estimating the inclination angle and the inclination angular velocity of the riding section 3 from the detection signal of the inclination sensor 52 can be performed by a known method such as strapdown calculation.

ヨーレートセンサ54は、ジャイロセンサ等の角速度センサにより構成される。このヨーレートセンサ54は、車両1の基体9に発生するヨーレートを検出可能な部位(例えば、基体9の支柱フレーム13)に搭載される。そして、ヨーレートセンサ54の検出信号から、制御装置50において、基体9のヨーレートの観測値(検出値)が取得される。なお、ヨーレートセンサ54は、傾斜センサ52に含まれていてもよい。   The yaw rate sensor 54 includes an angular velocity sensor such as a gyro sensor. The yaw rate sensor 54 is mounted on a portion (for example, the support frame 13 of the base 9) that can detect the yaw rate generated on the base 9 of the vehicle 1. Then, an observation value (detection value) of the yaw rate of the base 9 is acquired from the detection signal of the yaw rate sensor 54 in the control device 50. Note that the yaw rate sensor 54 may be included in the tilt sensor 52.

また、電動モータ31R,31Lのそれぞれには、電動モータ31R,31Lの通電電流に応じた検出信号を出力する電流センサ56R,56Lと、電動モータ31R,31Lの出力軸の回転速度に応じた検出信号を出力する回転速度センサ58R,58Lとが付設されている。回転速度センサ58R,58Lは、例えば電動モータ31R,31Lにそれぞれ装着されるロータリーエンコーダ等により構成される。   Further, each of the electric motors 31R and 31L has a current sensor 56R and 56L that outputs a detection signal corresponding to the energization current of the electric motors 31R and 31L, and a detection that corresponds to the rotational speed of the output shaft of the electric motors 31R and 31L. Rotational speed sensors 58R and 58L for outputting signals are attached. The rotational speed sensors 58R and 58L are constituted by, for example, rotary encoders attached to the electric motors 31R and 31L, respectively.

これらのセンサ56R,56L,58R,58Lの検出信号も制御装置50に入力される。そして、電流センサ56R,56Lの検出信号から、制御装置50において、電動モータ31R,31Lのそれぞれの通電電流の観測値(計測値)が取得される。また、回転速度センサ58R,58Lの検出信号から、制御装置50において、電動モータ31R,31Lのそれぞれの出力軸の回転速度の観測値(計測値)、あるいは、前記回転部材27R,27Lの回転速度の観測値(計測値)が取得される。   Detection signals of these sensors 56R, 56L, 58R, 58L are also input to the control device 50. Then, from the detection signals of the current sensors 56R and 56L, the control device 50 acquires the observed values (measured values) of the energization currents of the electric motors 31R and 31L. Further, from the detection signals of the rotational speed sensors 58R and 58L, the control device 50 uses the observation values (measured values) of the rotational speeds of the output shafts of the electric motors 31R and 31L or the rotational speeds of the rotating members 27R and 27L. The observed value (measured value) is acquired.

なお、車輪体5の移動速度は、電動モータ31R,31Lのそれぞれの出力軸の回転速度に応じて規定されるので、電動モータ31R,31Lのそれぞれの出力軸の回転速度の観測値(計測値)から、さらに、車輪体5の移動速度の観測値(推定値)を取得することも可能である。   In addition, since the moving speed of the wheel body 5 is prescribed | regulated according to the rotational speed of each output shaft of electric motor 31R, 31L, the observed value (measured value) of the rotational speed of each output shaft of electric motor 31R, 31L. ), It is also possible to obtain an observed value (estimated value) of the moving speed of the wheel body 5.

また、本実施形態では、図示を省略する有線式もしくは無線式の操作器から、車両1の移動速度(方向を含む)の指令値である速度指令値を示す速度指令信号が制御装置50に入力される。   In the present embodiment, a speed command signal indicating a speed command value that is a command value of the moving speed (including direction) of the vehicle 1 is input to the control device 50 from a wired or wireless controller (not shown). Is done.

上記操作器としては、例えば、前記グリップ17R又は17L等、車両1の適宜の部位に組付けられたもの(ジョイスティック等)、あるいは、無線式リモコンもしくはスマートフォン等の携帯型の操作器を採用できる。   As the operation device, for example, a grip device such as the grip 17R or 17L (joystick or the like) assembled in an appropriate part of the vehicle 1, or a portable operation device such as a wireless remote controller or a smartphone can be employed.

制御装置50は、CPU、RAM、ROM、入出力回路等を含む電子回路ユニットにより構成される。なお、制御装置50は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。   The control device 50 is configured by an electronic circuit unit including a CPU, RAM, ROM, input / output circuit, and the like. In addition, the control apparatus 50 may be comprised by the some electronic circuit unit which can communicate mutually.

この制御装置50は、車両1の任意の適所(基体9の支柱フレーム13等)に搭載される。そして、制御装置50は、実装されるプログラムを実行することで実現される機能又はハードウェア構成により実現される機能として、車輪体5の目標移動速度を逐次決定しつつ、電動モータ31R,31Lの運転制御を行う制御演算処理部60を備える。   The control device 50 is mounted at any appropriate position of the vehicle 1 (such as the support frame 13 of the base 9). And the control apparatus 50 determines the target moving speed of the wheel body 5 as a function implement | achieved by the function implement | achieved by executing the program mounted, or a hardware structure sequentially, and electric motor 31R, 31L A control arithmetic processing unit 60 that performs operation control is provided.

この制御演算処理部60は、車輪体5の移動を停止させるべき異常が発生した場合に、車輪体5を減速させて停止させるための制御処理を実行する異常時減速制御部74を含んでいる。上記異常は、例えば傾斜センサ52あるいはヨーレートセンサ54の故障等である。なお、異常時減速制御部74の制御処理は、電動モータ31R,31Lの運転制御を行い得ることを前提とする処理であるので、上記異常には、電動モータ31R,31Lの運転制御を行うことができなくなるような異常(例えば電動モータ31R,31Lの巻線コイルの断線等)は含まれない。   The control calculation processing unit 60 includes an abnormal-time deceleration control unit 74 that executes a control process for decelerating and stopping the wheel body 5 when an abnormality that should stop the movement of the wheel body 5 occurs. . The abnormality is, for example, a failure of the tilt sensor 52 or the yaw rate sensor 54. In addition, since the control process of the deceleration control part 74 at the time of abnormality is a process on the assumption that the operation control of the electric motors 31R and 31L can be performed, the operation control of the electric motors 31R and 31L is performed for the abnormality. Abnormalities that cannot be performed (for example, breakage of winding coils of the electric motors 31R and 31L) are not included.

さらに、制御装置50は、その機能として、車両1に乗員が搭乗しているか否かを推定する処理と、車両1に乗員が搭乗している場合に、該乗員の少なくとも1つの脚(片脚又は両脚)を着地させることが行われたか否かを推定する処理とを実行する乗車/着地推定部62を備える。   Further, the control device 50 functions as a function of estimating whether or not an occupant is on the vehicle 1 and, when the occupant is on the vehicle 1, at least one leg (one leg) of the occupant. Or a landing / landing estimation unit 62 that performs a process of estimating whether or not landing of both legs has been performed.

なお、車両1に搭乗している乗員は、車両1を移動させる場合、両脚を前記ステップ25R,25Lに載せる等により床面から浮かせている。このため、乗員の少なくとも1つの脚を着地させることが行われたか否かを推定する処理は、より詳しくは、両脚を床面に接地させずに車両1に搭乗している乗員の少なくともいずれか1つの脚を着地させることが行われたか否かを推定する処理である。   When the occupant on the vehicle 1 moves the vehicle 1, the occupant is lifted from the floor surface by placing both legs on the steps 25R and 25L. For this reason, the process for estimating whether or not the landing of at least one leg of the occupant has been performed, more specifically, at least one of the occupants who are boarding the vehicle 1 without making both legs contact the floor. This is a process for estimating whether or not landing of one leg has been performed.

補足すると、制御装置50及び異常時減速制御部74は、それぞれ本発明における制御部、異常時減速制御部74に相当する。また、乗車/着地推定部62は、本発明における乗員搭乗推定部としての機能と、着地推定部としての機能とを併せ持つものである。   Supplementally, the control device 50 and the abnormal deceleration control unit 74 correspond to the control unit and the abnormal deceleration control unit 74 of the present invention, respectively. The boarding / landing estimation unit 62 has both a function as a passenger boarding estimation unit and a function as a landing estimation unit in the present invention.

以降、制御装置50の制御処理の詳細を中心に、本実施形態の車両1の作動を説明する。   Hereinafter, the operation of the vehicle 1 of the present embodiment will be described focusing on details of the control processing of the control device 50.

なお、以降の説明では、図1及び図2に示すように、XYZ直交座標系を想定し、車両1の前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向と定義する。   In the following description, as shown in FIGS. 1 and 2, assuming an XYZ orthogonal coordinate system, the longitudinal direction of the vehicle 1 is defined as the X-axis direction, the horizontal direction is defined as the Y-axis direction, and the vertical direction is defined as the Z-axis direction. To do.

また、Y軸方向から見た(XZ平面に投影して見た)車両1の挙動に関する状態量等の参照符号に添え字“_x”を付し、X軸方向から見た(YZ平面に投影して見た)車両1の挙動に関する状態量等の参照符号に添え字“_y”を付する。   In addition, a suffix “_x” is attached to a reference sign such as a state quantity related to the behavior of the vehicle 1 viewed from the Y-axis direction (projected onto the XZ plane), and viewed from the X-axis direction (projected onto the YZ plane). The subscript “_y” is attached to a reference sign such as a state quantity related to the behavior of the vehicle 1.

この場合、添え字“_x”を付する参照符号は、具体的には、X軸方向の変位量、移動速度、加速度、あるいは、Y軸周り方向(ピッチ方向)の角度、角速度、あるいは、これらの状態量に関連する係数もしくは定数等を表す参照符号を含む。   In this case, the reference numerals with the suffix “_x” are specifically the displacement amount in the X-axis direction, the moving speed, the acceleration, the angle around the Y-axis (pitch direction), the angular velocity, or these A reference sign representing a coefficient or a constant related to the state quantity is included.

また、添え字“_y”を付する参照符号は、具体的には、Y軸方向の変位量、移動速度、加速度、あるいは、X軸周り方向(ロール方向)の角度、角速度、あるいは、これらの状態量に関連する係数もしくは定数等を表す参照符号を含む。   In addition, the reference symbol with the suffix “_y” is specifically the amount of displacement in the Y-axis direction, the moving speed, the acceleration, the angle around the X-axis (the roll direction), the angular velocity, or these A reference sign representing a coefficient or a constant related to the state quantity is included.

また、Y軸方向から見た車両1の挙動に関する参照符号の添え字“_x”と、X軸方向から見た車両1の挙動に関する参照符号の添え字“_y”とのいずれか一方を表す符号として、添え字“_#”を用いる。従って、“#”は、“x”及び“y”のいずれか一方を意味する。   Reference numeral “_x” of a reference symbol related to the behavior of the vehicle 1 viewed from the Y-axis direction and a suffix “_y” of a reference code related to the behavior of the vehicle 1 viewed from the X-axis direction The subscript “_ #” is used. Therefore, “#” means either “x” or “y”.

まず、制御演算処理部60の処理を説明する。制御演算処理部60は、Y軸方向及びX軸方向のそれぞれの軸方向から見た車両1の挙動を制御するために、図6のブロック線図で示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。なお、図6において、参照符号中の“#”は、Y軸方向から見た車両1に挙動の制御に関する処理では“x”であり、X軸方向から見た車両1に挙動の制御に関する処理では“y”である。このことは、他の図においても同様である。   First, the process of the control arithmetic processing unit 60 will be described. The control calculation processing unit 60 sequentially executes the processing shown in the block diagram of FIG. 6 at a predetermined control processing cycle in order to control the behavior of the vehicle 1 viewed from the respective Y-axis direction and X-axis direction. To do. In FIG. 6, “#” in the reference sign is “x” in the process related to the behavior control of the vehicle 1 viewed from the Y-axis direction, and the process related to the behavior control of the vehicle 1 viewed from the X-axis direction. Then “y”. The same applies to other drawings.

図6のブロック線図で示す処理は、X軸方向及びY軸方向の各軸方向における車両1の全体重心の並進移動速度(以降、重心速度という)の推定値Vb_estm_#を逐次算出する重心速度推定部70の処理と、搭乗部3の姿勢を制御するように車輪体5の並進移動速度(以降、車輪体速度という)の目標値である目標車輪体速度Vw_cmd_#を逐次決定する姿勢制御演算部72の処理とに大別される。   The processing shown in the block diagram of FIG. 6 is performed by sequentially calculating the estimated value Vb_estm_ # of the translational movement speed (hereinafter referred to as the center of gravity speed) of the entire center of gravity of the vehicle 1 in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. Posture control calculation that sequentially determines a target wheel body speed Vw_cmd_ # that is a target value of the translational movement speed of the wheel body 5 (hereinafter referred to as a wheel body speed) so as to control the processing of the estimation unit 70 and the posture of the riding unit 3 It is roughly divided into the processing of the unit 72.

なお、上記全体重心は、車両1に乗員が搭乗している状態では、車両1と乗員とを合わせた全体重心を意味する。車両1に乗員が搭乗していない状態では、車両1の単独の全体重心を意味する。   In addition, the said whole gravity center means the whole gravity center which combined the vehicle 1 and the passenger | crew in the state in which the passenger | crew has boarded the vehicle 1. FIG. In a state where no occupant is in the vehicle 1, this means the single overall center of gravity of the vehicle 1.

また、重心速度の推定値Vb_estm_#は、重心速度の観測値に相当するものである。   The estimated value Vb_estm_ # of the center of gravity speed corresponds to the observed value of the center of gravity speed.

制御演算処理部60は、各制御処理周期において、まず、重心速度推定部70の処理を実行する。   The control arithmetic processing unit 60 first executes the process of the center-of-gravity speed estimation unit 70 in each control processing cycle.

この処理では、制御演算処理部60は、実際の車輪体速度Vw_act_#の観測値(現在値)と、搭乗部3の実際の傾斜角速度ωb_act_#の観測値(現在値)とを取得する。   In this process, the control calculation processing unit 60 acquires the observed value (current value) of the actual wheel body speed Vw_act_ # and the observed value (current value) of the actual inclination angular velocity ωb_act_ # of the riding section 3.

この場合、傾斜角速度ωb_act_#の観測値は、前記傾斜センサ52の検出信号に基づく計測値である。   In this case, the observed value of the tilt angular velocity ωb_act_ # is a measured value based on the detection signal of the tilt sensor 52.

また、車輪体速度Vw_act_#の観測値(現在値)としては、本実施形態では、前回の制御処理周期で姿勢制御演算部72により決定された目標車輪体速度Vw_cmd_#(前回値)が用いられる。ここで、電動モータ31R,31Lは、その制御の応答性が高いことから、実際の車輪体移動速度Vw_act_#は、一般に目標車輪体速度Vw_cmd_#に対する追従性が高い。このため、移動速度Vw_act_#の観測値として、目標車輪体速度Vw_cmd_#(これは擬似的な推定値に相当する)を使用することができる。   Further, as the observed value (current value) of the wheel body speed Vw_act_ #, in this embodiment, the target wheel body speed Vw_cmd_ # (previous value) determined by the attitude control calculation unit 72 in the previous control processing cycle is used. . Here, since the electric motors 31R and 31L have high control responsiveness, the actual wheel body moving speed Vw_act_ # generally has high followability to the target wheel body speed Vw_cmd_ #. Therefore, the target wheel body speed Vw_cmd_ # (this corresponds to a pseudo estimated value) can be used as the observed value of the moving speed Vw_act_ #.

ただし、重心速度推定部70の処理で使用するVw_act_#の観測値は、計測値又はVw_act_#に関連する他の計測値に基づく推定値であってもよい。例えば、前記回転速度センサ58R,58Lの検出信号に基づいて推定されるVw_act_x,Vw_act_yの値を、重心速度推定部70の処理で使用するVw_act_#の観測値として使用してもよい。   However, the observed value of Vw_act_ # used in the processing of the center-of-gravity velocity estimation unit 70 may be an estimated value based on a measured value or another measured value related to Vw_act_ #. For example, the values of Vw_act_x and Vw_act_y estimated based on the detection signals of the rotation speed sensors 58R and 58L may be used as the observed values of Vw_act_ # used in the processing of the centroid speed estimation unit 70.

重心速度推定部70の処理では、上記の如く取得される車輪体速度Vw_act_#の観測値(現在値)と、傾斜角速度ωb_act_#の観測値(現在値)とから、図6のブロック線図で示す演算処理によって、X軸方向及びY軸方向の各軸方向の重心速度の推定値Vb_estm_#が算出される。   In the processing of the center-of-gravity speed estimation unit 70, the observed value (current value) of the wheel body speed Vw_act_ # and the observed value (current value) of the inclination angular velocity ωb_act_ # acquired as described above are shown in the block diagram of FIG. By the calculation processing shown, an estimated value Vb_estm_ # of the center-of-gravity velocity in each of the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated.

すなわち、次式(1a),(1b)により、重心速度の推定値Vb_estm_x,Vb_estm_yが算出される。   That is, estimated values Vb_estm_x and Vb_estm_y of the center of gravity speed are calculated by the following expressions (1a) and (1b).


Vb_estm_x=Vw_act_x+h_x・ωb_act_x ……(1a)
Vb_estm_y=Vw_act_y+h_y・ωb_act_y ……(1b)

ここで、本実施形態の車両1では、前記した如く搭乗部3及び基体9が傾動することで、車両1の全体重心は倒立振子の質点と同様の挙動を呈する。そして、上記式(1a),(1b)は、全体重心の挙動(X軸方向及びY軸方向の各軸方向から見た挙動)を、倒立振子の質点の挙動として表現したものである。

Vb_estm_x = Vw_act_x + h_x · ωb_act_x (1a)
Vb_estm_y = Vw_act_y + h_y · ωb_act_y (1b)

Here, in the vehicle 1 of the present embodiment, the riding section 3 and the base body 9 tilt as described above, so that the overall center of gravity of the vehicle 1 exhibits the same behavior as the mass of the inverted pendulum. The above formulas (1a) and (1b) express the behavior of the entire center of gravity (behavior seen from each axial direction of the X axis direction and the Y axis direction) as the behavior of the mass point of the inverted pendulum.

この場合、式(1a),(1b)におけるh_#は、倒立振子の質点しての全体重心の、支点からの高さに相当する。なお、高さh_x,h_yの値は、車両1の乗員が搭乗している状態と、搭乗していない状態とで異なる値に設定するようにしてもよい。   In this case, h_ # in the equations (1a) and (1b) corresponds to the height from the fulcrum of the entire center of gravity as the mass point of the inverted pendulum. Note that the values of the heights h_x and h_y may be set to different values depending on whether the occupant of the vehicle 1 is on board or not.

制御演算処理部60は、次に、図6のブロック線図で示す姿勢制御演算部72の処理によって、目標車輪体速度Vw_cmd_#(#=x,y)を決定する。   Next, the control calculation processing unit 60 determines the target wheel speed Vw_cmd_ # (# = x, y) by the processing of the attitude control calculation unit 72 shown in the block diagram of FIG.

この処理では、制御演算処理部60は、重心速度推定部70の処理により算出された重心速度の推定値Vb_estm_#(現在値)と、該重心速度の目標値である目標重心速度Vb_cmd_#の値(現在値)と、搭乗部3の実際の傾斜角度θb_act_#の観測値(現在値)と、搭乗部3の傾斜角度の目標値である目標傾斜角度θb_cmd_#の値(現在値)と、搭乗部3の実際の傾斜角速度ωb_act_#の観測値(現在値)とを取得する。   In this process, the control arithmetic processing unit 60 calculates the estimated value Vb_estm_ # (current value) of the center of gravity speed calculated by the process of the center of gravity speed estimation unit 70 and the value of the target center of gravity speed Vb_cmd_ # that is the target value of the center of gravity speed. (Current value), the observed value (current value) of the actual inclination angle θb_act_ # of the riding section 3, the value (current value) of the target inclination angle θb_cmd_ #, which is the target value of the inclination angle of the riding section 3, and boarding The observed value (current value) of the actual inclination angular velocity ωb_act_ # of the unit 3 is acquired.

この場合、傾斜角度θv_act_#及び傾斜角速度ωb_act_#の観測値は、前記傾斜センサ52の検出信号に基づく計測値である。   In this case, the observed values of the tilt angle θv_act_ # and the tilt angular velocity ωb_act_ # are measured values based on the detection signal of the tilt sensor 52.

なお、本実施形態では、搭乗部3の傾斜角度θb_act_#は、全体重心が、車輪体5の接地部の直上(もしくはほぼ直上)に位置する状態(倒立振子の質点に相当する全体重心が平衡する状態)での搭乗部3の傾斜角度(これはあらかじめ設定される)を基準(ゼロの傾斜角度)とする相対傾斜角度である。そして、目標傾斜角度θb_cmd_#の値は、本実施形態ではゼロ(一定値)とされる。   In the present embodiment, the inclination angle θb_act_ # of the riding section 3 is such that the overall center of gravity is in a state where the overall center of gravity is located immediately above (or almost immediately above) the ground contact part of the wheel body 5 (the overall center of gravity corresponding to the mass point of the inverted pendulum is balanced). The relative inclination angle with reference to the inclination angle (zero inclination angle) of the riding section 3 (which is set in advance) in the state where Then, the value of the target inclination angle θb_cmd_ # is set to zero (a constant value) in the present embodiment.

また、目標重心速度Vb_cmd_#は、制御装置50に入力された前記速度指令信号等に応じて該制御装置50により決定される。例えば、速度指令信号により示されるX軸方向及びY軸方向の各軸方向の速度指令値が目標重心速度Vb_cmd_#として決定される。   Further, the target center-of-gravity speed Vb_cmd_ # is determined by the control device 50 in accordance with the speed command signal or the like input to the control device 50. For example, the speed command values in the X-axis direction and the Y-axis direction indicated by the speed command signal are determined as the target center-of-gravity speed Vb_cmd_ #.

あるいは、搭乗部3に乗員が搭乗した状態においては、例えば特開2013−237335号公報等に本願出願人が開示した手法等によって、乗員の上体の動きに起因する全体重心のずれ量(搭乗部3に対する基準の位置からの全体重心の変位量)を推定し、そのずれ量に応じて目標重心速度Vb_cmdを決定するようにしてもよい。   Alternatively, in a state in which an occupant is on boarding section 3, for example, the technique disclosed by the applicant of the present application in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-237335 etc. The displacement amount of the entire center of gravity from the reference position with respect to the portion 3) may be estimated, and the target gravity center velocity Vb_cmd may be determined according to the amount of deviation.

この場合、特開2013−237335号公報等に開示されている如く、全体重心のずれ量に応じて決定した重心速度の目標値と、前記速度指令信号に基づく重心速度の目標値とを合成することで、目標重心速度Vb_cmd_#を決定するようにしてもよい。   In this case, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-237335 and the like, the target value of the center of gravity speed determined according to the shift amount of the entire center of gravity and the target value of the center of gravity speed based on the speed command signal are synthesized. Thus, the target center-of-gravity speed Vb_cmd_ # may be determined.

さらに、特開2013−237335号公報等に開示されている如く、全体重心のずれ量に応じて、目標重心速度Vb_cmd_#(あるいは目標傾斜角度θb_cmd_#)を補正するようにしてもよい。   Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-237335 and the like, the target center-of-gravity speed Vb_cmd_ # (or target inclination angle θb_cmd_ #) may be corrected according to the amount of deviation of the entire center of gravity.

目標重心速度V_cmdの決定手法は、上記に限らず、種々様々の手法を採用できる。   The method for determining the target center-of-gravity velocity V_cmd is not limited to the above, and various methods can be employed.

姿勢制御演算部72の処理では、上記の如く取得される重心速度の推定値Vb_estm_#(現在値)と、目標重心速度Vb_cmd_#の値(現在値)と、傾斜角度θb_act_#の値(現在値)と、目標傾斜角度θb_cmd_#(現在値)と、傾斜角速度ωb_act_#の値(現在値)とから、図6のブロック線図に示す処理によって、X軸方向及びY軸方向の各軸方向における車輪体5の並進加速度の目標値である目標車輪体加速度DVw_cmd_#が算出される。   In the processing of the attitude control calculation unit 72, the estimated value Vb_estm_ # (current value) of the center of gravity speed, the value of the target center of gravity speed Vb_cmd_ # (current value), and the value of the inclination angle θb_act_ # (current value) are acquired as described above. ), The target tilt angle θb_cmd_ # (current value), and the value (current value) of the tilt angular velocity ωb_act_ #, by the process shown in the block diagram of FIG. A target wheel body acceleration DVw_cmd_ # that is a target value of the translational acceleration of the wheel body 5 is calculated.

すなわち、次式(2a),(2b)により目標車輪体加速度DVw_cmd_x,DVw_cmd_yが算出される。   That is, the target wheel body accelerations DVw_cmd_x and DVw_cmd_y are calculated by the following equations (2a) and (2b).


DVw_cmd_x=Kvb_x・(Vb_cmd_x−Vb_estm_x)
+Kth_x・(θb_cmd_x−θb_act_x)
−Kw_x・ωb_act_x ……(2a)
DVw_cmd_y=Kvb_y・(Vb_cmd_y−Vb_estm_y)
+Kth_y・(θb_cmd_y−θb_act_y)
−Kw_y・ωb_act_y ……(2b)

なお、上記式(2a),(2b)の演算に必要なKvb_#、Kth_#、Kw_#(#=x,y)は、ゲイン設定部66により後述する如く決定されるゲイン値である。

DVw_cmd_x = Kvb_x ・ (Vb_cmd_x−Vb_estm_x)
+ Kth_x ・ (θb_cmd_x−θb_act_x)
-Kw_x ・ ωb_act_x (2a)
DVw_cmd_y = Kvb_y ・ (Vb_cmd_y−Vb_estm_y)
+ Kth_y ・ (θb_cmd_y−θb_act_y)
-Kw_y ・ ωb_act_y (2b)

Note that Kvb_ #, Kth_ #, and Kw_ # (# = x, y) necessary for the calculations of the above equations (2a) and (2b) are gain values determined by the gain setting unit 66 as described later.

上記式(2a)の右辺の第1項は、X軸方向の重心速度の推定値Vb_estm_xを目標重心速度Vb_cmd_xに収束させるように機能するフィードバック操作量成分、第2項は、搭乗部3のY軸周り方向の実際の傾斜角度θb_act_xを目標傾斜角度θb_cmd_xに収束させるように機能するフィードバック操作量成分、第3項は、搭乗部3のY軸周り方向の実際の傾斜角速度ωb_act_xをその目標値としてのゼロに収束させるように機能するフィードバック操作量成分である。従って、X軸方向の目標車輪体加速度DVw_cmd_xは、これらのフィードバック操作量成分の合成操作量として算出される。   The first term on the right side of the above equation (2a) is a feedback manipulated variable component that functions to converge the estimated value Vb_estm_x of the center of gravity velocity in the X-axis direction to the target center of gravity velocity Vb_cmd_x, and the second term is Y of the riding section 3. A feedback manipulated variable component that functions to converge the actual inclination angle θb_act_x in the direction around the axis to the target inclination angle θb_cmd_x. The third term uses the actual inclination angular velocity ωb_act_x in the direction around the Y axis of the riding section 3 as its target value. This is a feedback manipulated variable component that functions to converge to zero. Accordingly, the target wheel body acceleration DVw_cmd_x in the X-axis direction is calculated as a combined operation amount of these feedback operation amount components.

同様に、式(2b)の右辺の第1項は、Y軸方向の重心速度の推定値Vb_estm_yを目標重心速度Vb_cmd_yに収束させるように機能するフィードバック操作量成分、第2項は、搭乗部3のX軸周り方向の実際の傾斜角度θb_act_yを目標傾斜角度θb_cmd_yに収束させるように機能するフィードバック操作量成分、第3項は、搭乗部3のX軸周り方向の実際の傾斜角速度ωb_act_yをその目標値としてのゼロに収束させるように機能するフィードバック操作量成分である。従って、Y軸方向の目標車輪体加速度DVw_cmd_yは、これらのフィードバック操作量成分の合成操作量として算出される。   Similarly, the first term on the right side of the equation (2b) is a feedback manipulated variable component that functions to converge the estimated value Vb_estm_y of the center of gravity velocity in the Y-axis direction to the target center of gravity velocity Vb_cmd_y, and the second term is the riding section 3. The feedback manipulated variable component that functions to converge the actual inclination angle θb_act_y in the direction around the X axis to the target inclination angle θb_cmd_y, the third term is the actual inclination angular velocity ωb_act_y in the direction around the X axis of the riding section 3 It is a feedback manipulated variable component that functions to converge to zero as a value. Therefore, the target wheel body acceleration DVw_cmd_y in the Y-axis direction is calculated as a combined operation amount of these feedback operation amount components.

なお、式(2a),(2b)の第2項のフィードバック操作量(あるいは、第2項のフィードバック操作量と第3項のフィードバック操作量との合成操作量)は、換言すれば、搭乗部3の傾斜角度θb_act_x,θb_act_yを、全体重心を車輪体5の接地部の直上(もしくはほぼ直上)に収束させるように機能するフィードバック操作量である。   In addition, the feedback operation amount of the second term (or the combined operation amount of the feedback operation amount of the second term and the feedback operation amount of the third term) of the expressions (2a) and (2b) is, in other words, the riding section. 3 is a feedback operation amount that functions to converge the entire inclination angle θb_act_x, θb_act_y directly above (or substantially above) the ground contact portion of the wheel body 5.

姿勢制御演算部72の処理では、上記の如く目標車輪体加速度DVw_cmd_#を算出した後、次に、図6のブロック線図に示す積分演算部72aによって、X軸方向及びY軸方向の各軸方向の目標車輪体加速度DVw_cmd_#を積分することによって、X軸方向及びY軸方向のそれぞれの目標車輪体速度Vw_cmd_#を決定する。   In the processing of the attitude control calculation unit 72, after calculating the target wheel body acceleration DVw_cmd_ # as described above, the integration calculation unit 72a shown in the block diagram of FIG. By integrating the target wheel body acceleration DVw_cmd_ # in the direction, the respective target wheel body speeds Vw_cmd_ # in the X-axis direction and the Y-axis direction are determined.

姿勢制御演算部72の処理は、以上の如く実行される。   The processing of the attitude control calculation unit 72 is executed as described above.

制御演算処理部60は、次に、異常時減速制御部74の処理を実行することで、車輪体5の実際の移動制御に使用する目標車輪体速度Vw_cmd2_#を逐次決定する。該異常時減速制御部74の処理の詳細は後述するが、車両1の異常が発生した場合を除いて、姿勢制御演算部72の処理により算出された目標車輪体速度Vw_cmd_#がそのまま、最終的な目標車輪体速度Vw_cmd2_#として決定される。   Next, the control calculation processing unit 60 executes the process of the abnormal deceleration control unit 74 to sequentially determine the target wheel body speed Vw_cmd2_ # used for the actual movement control of the wheel body 5. The details of the processing of the abnormal speed deceleration control unit 74 will be described later, but the target wheel body speed Vw_cmd_ # calculated by the processing of the attitude control calculation unit 72 is used as it is, except when the abnormality of the vehicle 1 occurs. Target wheel speed Vw_cmd2_ #.

そして、制御演算処理部60は、最終的に異常時減速制御部74の処理により決定した目標車輪体速度Vw_cmd2_#に応じて電動モータ31R,31Lを制御する。   Then, the control arithmetic processing unit 60 controls the electric motors 31R and 31L according to the target wheel speed Vw_cmd2_ # that is finally determined by the processing of the abnormality deceleration control unit 74.

より詳しくは、制御演算処理部60は、目標車輪体速度Vw_cmd2_x,Vw_cmd2_yの組により規定される各電動モータ31R,31Lの出力軸の回転速度の目標値に、回転速度センサ58R,58Lの検出信号により示される実際の回転速度の観測値(計測値)を追従させるように、フィードバック制御処理により各電動モータ31R,31Lの目標トルクを決定する。そして、制御演算処理部60は、各電動モータ31R,31Lの目標トルクを各電動モータ31R,31Lの電流指令値I_cmd_R、I_cmd_Lに変換し、この電流指令値I_cmd_R,I_cmd_Lに従って、各電動モータ31R,31Lの通電を行なう。   More specifically, the control calculation processing unit 60 detects the rotation speed sensors 58R and 58L with the target value of the rotation speed of the output shaft of each electric motor 31R and 31L defined by the set of the target wheel body speeds Vw_cmd2_x and Vw_cmd2_y. The target torque of each of the electric motors 31R and 31L is determined by feedback control processing so as to follow the observed value (measured value) of the actual rotational speed indicated by. Then, the control arithmetic processing unit 60 converts the target torques of the electric motors 31R and 31L into the current command values I_cmd_R and I_cmd_L of the electric motors 31R and 31L, and the electric motors 31R and 31_L according to the current command values I_cmd_R and I_cmd_L. Energize 31L.

以上説明した制御演算処理部60の処理により、X軸方向及びY軸方向のそれぞれの実際の車輪体速度Vw_act_#が、目標車輪体速度Vw_cmd2_#に追従するように、電動モータ31R,31Lから車輪体5に付与される駆動力が制御される。   By the process of the control arithmetic processing unit 60 described above, the electric motors 31R and 31L change the wheels so that the actual wheel speed Vw_act_ # in the X-axis direction and the Y-axis direction follows the target wheel speed Vw_cmd2_ #. The driving force applied to the body 5 is controlled.

以上説明した制御演算処理部60の処理は、車両1に乗員が搭乗している状態と、搭乗していない状態とのいずれの場合でも同様に実行される。   The process of the control arithmetic processing unit 60 described above is executed in the same manner in any of the state where the occupant is on board the vehicle 1 and the state where the passenger is not on board.

次に、前記異常時減速制御部74の処理を図7を参照して詳細に説明する。   Next, the processing of the abnormality deceleration control unit 74 will be described in detail with reference to FIG.

異常時減速制御部74の処理では、制御演算処理部60は、各制御処理周期において、図7のフローチャートに示す処理を実行する。   In the processing of the deceleration control unit 74 at the time of abnormality, the control calculation processing unit 60 executes the processing shown in the flowchart of FIG. 7 in each control processing cycle.

具体的には、まず、STEP1において、異常時減速制御部74は、車輪体5の移動を停止させるべき異常が発生したか否かを判断する。   Specifically, first, in STEP 1, the abnormality deceleration control unit 74 determines whether or not an abnormality that should stop the movement of the wheel body 5 has occurred.

なお、車両1で発生する異常は、制御装置50の図示しない異常検知処理部で適宜、検知される。そして、その検知結果に基づいて、STEP1の判断処理が行われる。ただし、異常が発生してSTEP1の判断結果が肯定的になると、以後は、STEP1の判断結果は肯定的な判断結果に保持される。   An abnormality occurring in the vehicle 1 is appropriately detected by an abnormality detection processing unit (not shown) of the control device 50. Then, based on the detection result, the determination process of STEP1 is performed. However, if an abnormality occurs and the determination result of STEP1 becomes affirmative, the determination result of STEP1 is retained as a positive determination result thereafter.

STEP1の判断結果が否定的である場合(異常が発生していない場合)には、異常時減速制御部74は、STEP13において、姿勢制御演算部72で前記した如く算出された目標車輪体速度Vw_cmd_#をそのまま、車輪体5の移動制御に実際に使用する目標車輪体速度Vw_cmd2_#として設定する。さらに、STEP13では、異常時減速制御部74は、異常が発生した場合の経過時間を経時するタイマの計時値tmをゼロに初期化しておく。   When the determination result of STEP 1 is negative (when no abnormality has occurred), the deceleration deceleration control unit 74 at the time of abnormality determines the target wheel speed Vw_cmd_ calculated by the attitude control calculation unit 72 as described above in STEP 13. # Is set as it is as the target wheel speed Vw_cmd2_ # that is actually used for the movement control of the wheel body 5. Further, in STEP13, the abnormality deceleration control unit 74 initializes the time value tm of the timer that passes the elapsed time when the abnormality occurs to zero.

STEP13の処理の実行によって、今回の制御処理周期での異常時減速制御部74の処理が終了する。   By executing the processing of STEP13, the processing of the deceleration control unit 74 at the time of abnormality in the current control processing cycle ends.

異常の発生により、STEP1の判断結果が肯定的になった場合には、異常時減速制御部74は、STEP2において、車輪体5を減速させるための制御モードである減速制御モードを決定済であるか否かを判断する。   When the determination result in STEP 1 becomes affirmative due to the occurrence of an abnormality, the deceleration control unit 74 during abnormality has already determined a deceleration control mode that is a control mode for decelerating the wheel body 5 in STEP 2. Determine whether or not.

なお、STEP1の判断結果が肯定的になると、以後の制御処理周期では、前記した如く、STEP1の判断結果が肯定的な判断結果に保持される。また、異常が発生した場合には、制御装置50は、その旨を示す報知出力を、図示しない表示器あるいはブザー等を介して発生する。これにより、車両1に搭乗している乗員は、車両1の異常が発生したことを認識できる。   If the determination result of STEP1 becomes affirmative, the determination result of STEP1 is held as a positive determination result as described above in the subsequent control processing cycle. Further, when an abnormality occurs, the control device 50 generates a notification output indicating that via a display or a buzzer (not shown). Thereby, the passenger boarding the vehicle 1 can recognize that the abnormality of the vehicle 1 has occurred.

ここで、本実施形態では、車輪体5の移動を停止させるべき異常が発生した場合に、該異常の発生時(又は発生直後)の制御処理周期において、異常時減速制御部74は、車両1に乗員が搭乗している場合の制御モードである乗車用モードと、車両1に乗員が搭乗していない場合の制御モードである空車用モードとの2種類の制御モードのうちのいずれか1つを、減速制御モードとして設定する処理を実行する。   Here, in the present embodiment, when an abnormality that should stop the movement of the wheel body 5 has occurred, the abnormal-time deceleration control unit 74 controls the vehicle 1 in the control processing cycle when the abnormality occurs (or immediately after the occurrence). One of two control modes: a riding mode that is a control mode when an occupant is on board, and an empty vehicle mode that is a control mode when no occupant is on board the vehicle 1 Is set as a deceleration control mode.

このため、STEP1の判断結果が否定的から肯定的に変化した場合の最初のSTEP2の判断結果は否定的になる。   For this reason, when the determination result of STEP1 changes positively from negative, the determination result of the first STEP2 becomes negative.

そして、この場合には、異常時減速制御部74は、STEP3からの処理を実行する。   In this case, the abnormality deceleration control unit 74 executes the processing from STEP3.

STEP3では、異常時減速制御部74は、発生した異常の種類等に基づいて、電動モータ31R,31Lを運転可能であるか否かを判断する。この判断結果が否定的である場合には、電動モータ31R,31Lの運転制御を行うことができない。   In STEP 3, the abnormality deceleration control unit 74 determines whether or not the electric motors 31R and 31L can be operated based on the type of abnormality that has occurred. When this determination result is negative, the operation control of the electric motors 31R and 31L cannot be performed.

この場合には、異常時減速制御部74は、後述するSTEP10,12の処理を実行した後、今回の制御処理周期における異常時減速制御部74の処理を終了する。そして、この場合は、以後、異常時減速制御部74の処理は実行されない。   In this case, the abnormality deceleration control unit 74 executes the processing of STEPs 10 and 12 described later, and then ends the processing of the abnormality deceleration control unit 74 in the current control processing cycle. In this case, the process of the deceleration control unit 74 at the time of abnormality is not executed thereafter.

なお、STEP3の判断結果が否定的である場合には、STEP10,12の処理を実行する必要はなく、直ちに異常時減速制御部74の処理を終了してもよい。   If the determination result in STEP 3 is negative, it is not necessary to execute the processes in STEPs 10 and 12, and the process of the deceleration control unit 74 at the time of abnormality may be terminated immediately.

STEP3の判断結果が肯定的である場合には、異常時減速制御部74は、STEP4において、乗車/着地推定部62から車両1に乗員が搭乗しているか否かについての推定結果である乗車/空車推定結果を取得し、該乗車/空車推定結果が、乗員が乗車していることを示す乗車状態であるか否か(乗車状態であるか空車状態であるか)を判断する。なお、乗車/着地推定部62の処理の詳細は後述する。   If the determination result in STEP 3 is affirmative, the deceleration deceleration control unit 74 at the time of abnormality determines whether or not the ride / landing estimation unit 62 determines whether or not a passenger is boarding the vehicle 1 in STEP 4. An empty vehicle estimation result is acquired, and it is determined whether or not the boarding / empty vehicle estimation result is in a boarding state indicating that the occupant is in the boarding state (whether the boarding state or the boarding state is empty). Details of the processing of the boarding / landing estimation unit 62 will be described later.

そして、STEP4の判断結果が肯定的である場合(乗車/空車推定結果が乗車状態である場合)には、異常時減速制御部74は、STEP5において、減速制御モードとして乗車用モードを設定する。   If the determination result in STEP 4 is affirmative (when the boarding / empty vehicle estimation result is in the boarding state), the abnormality deceleration control unit 74 sets the boarding mode as the deceleration control mode in STEP 5.

また、STEP4の判断結果が否定的である場合(乗車/空車推定結果が、乗員が搭乗していないことを示す空車状態である場合)には、異常時減速制御部74は、STEP6において、減速制御モードとして空車用モードを設定する。   Further, when the determination result of STEP 4 is negative (when the boarding / empty vehicle estimation result is an empty state indicating that the occupant is not on board), the abnormal-time deceleration control unit 74 decelerates at STEP 6 An empty vehicle mode is set as the control mode.

なお、乗車用モードは、換言すれば、車輪体5の移動速度を段階的に減速させるように減速制御処理を実行するモードであり、空車用モードは、換言すれば、車輪体5の移動速度を速やかに減速させるように減速制御処理を実行するモードある。   In addition, the boarding mode is a mode in which the deceleration control process is executed so as to decelerate the moving speed of the wheel body 5 in steps. In other words, the empty vehicle mode is the movement of the wheel body 5. There is a mode in which deceleration control processing is executed so as to quickly reduce the speed.

以上の如く、STEP1の判断結果が否定的から肯定的に変化した場合の最初の制御処理周期において、電動モータ31R,31Lを運転させることができない場合を除いて、減速制御モードが、乗車用モード及び空車用モードのいずれかに設定される。   As described above, the deceleration control mode is the riding mode except when the electric motors 31R and 31L cannot be operated in the first control processing cycle when the determination result of STEP1 changes from negative to positive. And an empty vehicle mode.

そして、以後の制御処理周期では、STEP2の判断結果が肯定的になり、STEP3〜6の処理は省略される。   In the subsequent control processing cycle, the determination result in STEP 2 becomes affirmative, and the processing in STEP 3 to 6 is omitted.

減速制御モードが、乗車用モード及び空車用モードのいずれかに設定されている状態では(STEP5又は6の処理を実行した後、あるいは、STEP2の判断結果が肯定的である場合)、異常時減速制御部74は、次に、STEP7からの処理を実行する。   When the deceleration control mode is set to either the riding mode or the empty vehicle mode (after executing the processing of STEP 5 or 6 or when the determination result of STEP 2 is affirmative) Next, the deceleration control unit 74 executes processing from STEP7.

STEP7では、異常時減速制御部74は、設定した減速制御モードが、乗車用モードであるか否かを判断する。   In STEP 7, the abnormality deceleration control unit 74 determines whether or not the set deceleration control mode is a boarding mode.

この判断結果が肯定的である場合(減速制御モード=乗車用モードである場合)には、異常時減速制御部74は、STEP8において、異常発生後の経過時間を経時するタイマの現在の計時値tmが、あらかじめ定められた所定の閾値thre_tmよりも大きく、且つ、目標車輪体速度の前回値Vw_cmd2_pre(前回の制御処理周期での値)の絶対値|Vw_cmd2_pre|が所定の閾値thre_wcmdよりも小さいという条件が成立するか否かを判断する。   If the determination result is affirmative (deceleration control mode = riding mode), the abnormality deceleration control unit 74 determines the current time value of the timer that elapses the elapsed time after the occurrence of the abnormality in STEP8. It is said that tm is larger than a predetermined threshold value thre_tm, and the absolute value | Vw_cmd2_pre | of the previous value Vw_cmd2_pre (value in the previous control processing cycle) of the target wheel speed is smaller than the predetermined threshold value thre_wcmd. It is determined whether the condition is satisfied.

なお、絶対値|Vw_cmd2_pre|は、より詳しくは、X軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_xの前回値Vw_cmd2_pre_xとY軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_yの前回値Vw_cmd2_pre_yとから構成される速度ベクトルの絶対値である。   In more detail, the absolute value | Vw_cmd2_pre | is an absolute value of a velocity vector composed of the previous value Vw_cmd2_pre_x of the target wheel speed Vw_cmd2_x in the X-axis direction and the previous value Vw_cmd2_pre_y of the target wheel speed Vw_cmd2_y in the Y-axis direction. It is.

ここで、上記閾値thre_tm及びthre_wcmdは、異常の発生後、STEP8の条件が成立することとなる時点までの期間内に、車両1に搭乗している乗員(両脚を床面に接地させていない状態の乗員)が、少なくともいずれか1つの脚(片脚又は両脚)を着地させ得るように、あらかじめ実験等に基づいて設定されている。   Here, the threshold values thre_tm and thre_wcmd are the values of passengers who are in the vehicle 1 (both legs are not grounded to the floor surface) within a period up to the time when the condition of STEP 8 is satisfied after the occurrence of abnormality. Is set in advance based on experiments or the like so that at least one leg (one leg or both legs) can land.

すなわち、thre_tmが短か過ぎたり、あるいは、thre_wcmdが大き過ぎると、異常の発生後、STEP8の条件が成立することなる時点までの期間内で、乗員がその脚を着地させることが困難となりやすい。このように当該期間内で、乗員がその脚を着地させることが困難となることが無いように、閾値thre_tm及びthre_wcmdが設定されている。   That is, if thre_tm is too short or thre_wcmd is too large, it is likely that it is difficult for the occupant to land their legs within a period after the occurrence of an abnormality until the condition of STEP 8 is satisfied. Thus, the thresholds thre_tm and thre_wcmd are set so that it is not difficult for the occupant to land their legs within the period.

補足すると、目標車輪体速度は、本発明における速度指令値に相当する。従って、STEP8の条件は、異常の発生後の経過時間と、車輪体5(移動部)の速度指令値とに関する条件である。   Supplementally, the target wheel speed corresponds to the speed command value in the present invention. Therefore, the condition of STEP8 is a condition regarding the elapsed time after the occurrence of the abnormality and the speed command value of the wheel body 5 (moving unit).

また、STEP8では、車輪体5の目標車輪体速度(速度指令値)に関する条件として、X軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_xの前回値Vw_cmd2_pre_xとY軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_yの前回値Vw_cmd2_pre_yとから構成される速度ベクトルの絶対値が所定の閾値thre_wcmdが小さいという条件を用いた。ただし、これに代えて、X軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_xの前回値Vw_cmd2_pre_xの絶対値とY軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_yの前回値Vw_cmd2_pre_yの絶対値との両方が、所定の閾値よりも小さい条件を使用してもよい。   In STEP 8, as conditions regarding the target wheel speed (speed command value) of the wheel body 5, the previous value Vw_cmd2_pre_x of the target wheel speed Vw_cmd2_x in the X-axis direction and the previous value Vw_cmd2_pre_y of the target wheel speed Vw_cmd2_y in the Y-axis direction are set. The condition that the predetermined threshold thre_wcmd is small is used as the absolute value of the velocity vector composed of However, instead of this, both the absolute value of the previous value Vw_cmd2_pre_x of the target wheel speed Vw_cmd2_x in the X-axis direction and the absolute value of the previous value Vw_cmd2_pre_y of the target wheel speed Vw_cmd2_y in the Y-axis direction are larger than the predetermined threshold. Smaller conditions may be used.

また、STEP8では、異常の発生後の経過時間に関する条件(tm<thre_tmという条件)と、車輪体5の目標車輪体速度(速度指令値)に関する条件とのうちのいずれか一方だけの条件を使用してもよい。   In STEP 8, only one of the condition relating to the elapsed time after the occurrence of the abnormality (tm <thre_tm) and the condition relating to the target wheel speed (speed command value) of the wheel body 5 is used. May be.

ただし、STEP8の条件が成立することとなる時点までの期間内で乗員の脚が着地されることの可能性をより高める上では、異常の発生後の経過時間に関する条件と、車輪体5の目標車輪体速度(速度指令値)に関する条件との両方を使用することが望ましい。   However, in order to further increase the possibility that the occupant's legs will land within the period up to the point in time when the condition of STEP 8 is satisfied, the condition regarding the elapsed time after the occurrence of the abnormality and the target of the wheel body 5 It is desirable to use both of the conditions relating to the wheel speed (speed command value).

STEP8の判断結果が肯定的である場合には、異常時減速制御部74は、次にSTEP9において、乗車/着地推定部62から車両1に搭乗している乗員(床面に両脚を接地させていない乗員)の少なくともいずれか1つの脚が着地されたか否かについての推定結果である着地推定結果を取得し、該着地推定結果が、乗員の少なくともいずれか1つの脚が着地されたことを示す「着地有り」であるか否かを判断する。なお、乗車/着地推定部62の推定処理の詳細は後述する。   If the determination result in STEP 8 is affirmative, the deceleration deceleration control unit 74 at the next time, in STEP 9, the occupant boarding the vehicle 1 from the boarding / landing estimation unit 62 (both legs are grounded on the floor surface). A landing estimation result that is an estimation result as to whether or not at least any one leg of a non-occupant has landed, and the landing estimation result indicates that at least one leg of the occupant has landed It is determined whether or not “landing is present”. Details of the estimation process of the boarding / landing estimation unit 62 will be described later.

そして、STEP8,9のいずれか一方の判断結果が否定的である場合(乗員が実際に両脚とも床面に接地させていないか、もしくはその可能性が高いと予測される場合)には、異常時減速制御部74は、STEP11において、車輪体5の移動速度の減速度合を規定する減速調整パラメータtmcの値として、あらかじめ定められた所定値tmc_longを設定する。所定値tmc_longは、車輪体5の移動速度の減速を緩やかに行うための値である。   If the judgment result of either one of STEPs 8 and 9 is negative (if the occupant has not actually grounded both legs on the floor surface, or if it is predicted that the possibility is high), there is an abnormality. In STEP 11, the hour deceleration control unit 74 sets a predetermined value tmc_long that is determined in advance as the value of the deceleration adjustment parameter tmc that defines the degree of deceleration of the moving speed of the wheel body 5. The predetermined value tmc_long is a value for gently reducing the moving speed of the wheel body 5.

また、STEP8,9の判断結果が両方とも肯定的である場合(乗員が少なくともいずれか1つの脚を実際に着地させ、また、その着地状態が落ち着いていると推定される場合)には、異常時減速制御部74は、STEP10において、上記減速調整パラメータtmcの値として、あらかじめ定められた所定値tmc_shortを設定する。所定値tmc_shortは、車輪体5の移動速度の減速を速やかに行うための値である。また、tmc_shortとtmc_longとの大小関係は、tmc_short<tmc_longである。   In addition, when both of the judgment results of STEPs 8 and 9 are positive (when the occupant actually landed at least one of the legs and the landing state is estimated to be calm), an abnormality In STEP 10, the hour deceleration control unit 74 sets a predetermined value tmc_short as a value of the deceleration adjustment parameter tmc. The predetermined value tmc_short is a value for quickly decelerating the moving speed of the wheel body 5. The magnitude relationship between tmc_short and tmc_long is tmc_short <tmc_long.

上記の如く、減速調整パラメータtmcの値を設定した後、異常時減速制御部74は、次にSTEP12において、車輪体5の移動制御のために実際に使用するX軸方向及びY軸方向の各軸方向の目標車輪体速度Vw_cmd2_#を、次式(3a),(3b)により算出する。   As described above, after setting the value of the deceleration adjustment parameter tmc, the abnormality deceleration control unit 74 next in STEP 12, each of the X axis direction and the Y axis direction actually used for movement control of the wheel body 5 is used. The target wheel speed Vw_cmd2_ # in the axial direction is calculated by the following equations (3a) and (3b).


Vw_cmd2_x=Vw_cmd2_pre_x * (tmc/(dt+tmc)) …(3a)
Vw_cmd2_y=Vw_cmd2_pre_y * (tmc/(dt+tmc)) …(3b)

すなわち、目標車輪体速度Vw_cmd2_#は、その前回値Vw_cmd2_pre_#に、(tmc/(dt+tmc))(<1)を乗じてなる値に更新される。なおdtは、1制御処理周期の時間である。

Vw_cmd2_x = Vw_cmd2_pre_x * (tmc / (dt + tmc)) (3a)
Vw_cmd2_y = Vw_cmd2_pre_y * (tmc / (dt + tmc)) (3b)

That is, the target wheel speed Vw_cmd2_ # is updated to a value obtained by multiplying the previous value Vw_cmd2_pre_ # by (tmc / (dt + tmc)) (<1). Note that dt is the time of one control processing cycle.

さらに、STEP12では、異常時減速制御部74は、タイマの計時値tmを更新する(1制御処理周期の時間幅dtだけ増加させる)。   Further, in STEP 12, the abnormality deceleration control unit 74 updates the time value tm of the timer (increases by the time width dt of one control processing cycle).

以上の如く、STEP7の判断結果が肯定的である場合(減速制御モード=乗車用モードである場合)には、減速調整パラメータtmcの値が可変的に設定されつつ、目標車輪体速度Vw_cmd2_#が決定される。   As described above, when the determination result in STEP 7 is affirmative (deceleration control mode = riding mode), the value of the deceleration adjustment parameter tmc is variably set and the target wheel speed Vw_cmd2_ # is set. It is determined.

一方、STEP7の判断結果が否定的である場合(減速制御モード=空車用モードである場合)には、異常時減速制御部74は、前記STEP10の処理を実行した後、STEP12で目標車輪体速度Vw_cmd2_#を決定する。従って、この場合には、減速調整パラメータtmcの値が、車輪体5の移動速度の減速を速やかに行うための所定値tmc_shortに維持された状態で、式(3a),(3b)により、目標車輪体速度Vw_cmd2_#が逐次更新される。   On the other hand, if the determination result in STEP 7 is negative (deceleration control mode = empty mode), the abnormal deceleration control unit 74 executes the processing in STEP 10 and then performs the target wheel body in STEP 12. The speed Vw_cmd2_ # is determined. Therefore, in this case, the value of the deceleration adjustment parameter tmc is maintained at the predetermined value tmc_short for promptly decelerating the moving speed of the wheel body 5, and the target is obtained by the equations (3a) and (3b). The wheel body speed Vw_cmd2_ # is updated sequentially.

なお、STEP12において決定される目標車輪体速度Vw_cmd2_#は、式(3a),(3b)による算出値が十分に微小な大きさの値になると、強制的にゼロとされる。   Note that the target wheel speed Vw_cmd2_ # determined in STEP 12 is forcibly set to zero when the values calculated by the equations (3a) and (3b) are sufficiently small.

異常時減速制御部74の処理は、以上の如く実行される。   The processing of the abnormal deceleration control unit 74 is executed as described above.

補足すると、本実施形態では、減速制御モードとして乗車用モードが設定されている場合において、STEP8,9のいずれかの判断結果が否定的となる状況で実行されるSTEP11,12の処理が本発明における第1減速制御処理に相当し、STEP8,9の両方の判断結果が肯定的となる状況で実行されるSTEP10,12の処理が本発明における第2減速制御処理に相当する。   Supplementally, in the present embodiment, when the boarding mode is set as the deceleration control mode, the processing of STEPs 11 and 12 executed in a situation where the determination result of either STEP 8 or 9 is negative is the present invention. The processing of STEPs 10 and 12 executed in a situation where the determination results of both STEPs 8 and 9 are positive corresponds to the second deceleration control processing in the present invention.

そして、第1減速制御処理で、減速調整パラメータtmc(=tmc_long)により規定される目標車輪体速度Vw_cmd2_#の減速度合が本発明における第1の減速度合に相当し、第2減速制御処理で、減速調整パラメータtmc(=tmc_short)により規定される目標車輪体速度Vw_cmd2_#の減速度合が本発明における第2の減速度合に相当する。   In the first deceleration control process, the deceleration rate of the target wheel body speed Vw_cmd2_ # defined by the deceleration adjustment parameter tmc (= tmc_long) corresponds to the first deceleration rate in the present invention. In the second deceleration control process, The deceleration rate of the target wheel body speed Vw_cmd2_ # defined by the deceleration adjustment parameter tmc (= tmc_short) corresponds to the second deceleration rate in the present invention.

また、減速制御モードとして空車用モードが設定されている場合に実行されるSTEP10,12の処理が発明における第3減速制御処理に相当する。この場合、本実施形態では、第3減速制御処理における目標車輪体速度Vw_cmd2_#の減速度合(第3の減速度合)を規定する減速調整パラメータtmc(=tmc_short)と、上記乗車用モードでの第2減速制御処理における目標車輪体速度Vw_cmd2_#の減速度合(第2の減速度合)を規定する減速調整パラメータtmc(=tmc_short)とは同じである。従って、本実施形態では、本発明における第2の減速度合と第3の減速度合とは同じである。   Further, the processing of STEPs 10 and 12 executed when the empty vehicle mode is set as the deceleration control mode corresponds to the third deceleration control processing in the invention. In this case, in the present embodiment, the deceleration adjustment parameter tmc (= tmc_short) that defines the deceleration rate (third deceleration rate) of the target wheel speed Vw_cmd2_ # in the third deceleration control process, and the first mode in the above-described riding mode. This is the same as the deceleration adjustment parameter tmc (= tmc_short) that defines the deceleration rate (second deceleration rate) of the target wheel speed Vw_cmd2_ # in the 2-deceleration control process. Therefore, in the present embodiment, the second deceleration rate and the third deceleration rate in the present invention are the same.

ただし、空車用モードでの減速調整パラメータtmcの値を、tmc_shortと異なる値(例えば、tmc_shortよりもより小さい値)に設定してもよい。このようにした場合には、本発明における第2の減速度合と第3の減速度合とは互いに異なるものとなる。   However, the value of the deceleration adjustment parameter tmc in the empty vehicle mode may be set to a value different from tmc_short (for example, a value smaller than tmc_short). In this case, the second deceleration rate and the third deceleration rate in the present invention are different from each other.

また、本実施形態では、乗車用モードにおいて、STEP8,9の両方の条件が成立することを必要条件として、減速調整パラメータtmcの値をtmc_longからtmc_shortに切替える(換言すれば、第1減速制御処理から第2減速制御処理に切替える)ようにした。ただし、例えば、STEP8,9のいずれか一方の条件が成立した場合に、上記の切替えを行うようにしてもよい。   In the present embodiment, the value of the deceleration adjustment parameter tmc is switched from tmc_long to tmc_short on the condition that both conditions of STEPs 8 and 9 are satisfied in the riding mode (in other words, the first deceleration control process). To 2nd deceleration control processing). However, for example, the above switching may be performed when one of the conditions of STEPs 8 and 9 is satisfied.

次に、前記乗車/着地推定部62の処理を図8〜図10を参照して詳細に説明する。   Next, the process of the boarding / landing estimation unit 62 will be described in detail with reference to FIGS.

車両1に乗員が搭乗している乗車状態と、搭乗していない空車状態とでは、車両1の車輪体5に床面から作用する摩擦力が相違する。このため、車両1を所要の状態に動作させるために必要な車輪体5の駆動力が乗車状態と、空車状態とで相違する。   The frictional force acting on the wheel body 5 of the vehicle 1 from the floor surface is different between the riding state in which the occupant is on the vehicle 1 and the empty state in which the occupant is not boarding. For this reason, the driving force of the wheel body 5 required for operating the vehicle 1 in a required state is different between the riding state and the empty state.

なお、上記乗車状態は、乗員の体重による重力が車両1に作用している状態を意味し、搭乗部3に正規の位置及び姿勢で搭乗(着座)している状態に限らない。例えば、乗員が、前記ステップ25R,25Lに両脚の足平部を載せて、搭乗部3から腰を浮かせているような状態も、乗車状態である。   In addition, the said boarding state means the state in which the gravity by a passenger | crew's weight is acting on the vehicle 1, and is not restricted to the state which is boarding (sitting) on the riding part 3 in a regular position and attitude | position. For example, a state in which the occupant places the foot portions of both legs on the steps 25R and 25L and floats from the riding portion 3 is also a riding state.

さらに、車両1に搭乗している乗員の両脚が床面に接地していない状態(両脚を前記ステップ25R,25Lに載せている状態等)と、乗員の少なくともいずれか1つの脚(片脚又は両脚)を床面に着地させた状態とでは、後者の状態の方が乗員の体重により車両1に作用する重力が減少する。このため、これらの2つの状態についても、車両1の車輪体5に床面から作用する摩擦力が相違する。   Furthermore, the state where both the legs of the occupant riding the vehicle 1 are not in contact with the floor (the state where both the legs are placed on the steps 25R, 25L, etc.) and at least one leg (one leg or In the state where both legs) are landed on the floor, the gravity acting on the vehicle 1 is reduced by the weight of the occupant in the latter state. For this reason, also in these two states, the frictional force acting on the wheel body 5 of the vehicle 1 from the floor surface is different.

ここで、電動モータ31R,31Lから出力される駆動力(出力トルク)、ひいては、電動モータ31R,31Lから車輪体5に付与される駆動力(推進力)は、電動モータ31R,31Lの通電電流に応じたものとなる。   Here, the driving force (output torque) output from the electric motors 31R and 31L, and hence the driving force (propulsive force) applied from the electric motors 31R and 31L to the wheel body 5 is the current applied to the electric motors 31R and 31L. Depending on.

そこで、本実施形態では、乗車/着地推定部62は、電動モータ31R,31Lの通電電流(指令値及び観測値)に基づいて、乗車状態であるか空車状態であるかの推定と、車両1に搭乗している乗員が少なくともいずれか1つの脚を着地させたか否かの推定とを行う。   Therefore, in the present embodiment, the boarding / landing estimation unit 62 estimates whether the vehicle 1 is in the boarding state or the empty vehicle state based on the energization currents (command values and observation values) of the electric motors 31R and 31L. It is estimated whether or not an occupant on board has landed at least one of the legs.

具体的には、乗車/着地推定部62は、図8のブロック線図に示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。ただし、図8に示す推定結果決定部62gの処理は、車両1の前記異常が発生した場合に、乗車/空車推定結果又は着地推定結果が要求される場合にだけ行うようにしてもよい。   Specifically, the boarding / landing estimation unit 62 sequentially executes the processing shown in the block diagram of FIG. 8 at a predetermined control processing cycle. However, the processing of the estimation result determination unit 62g shown in FIG. 8 may be performed only when the board / empty vehicle estimation result or the landing estimation result is requested when the abnormality of the vehicle 1 occurs.

この処理では、乗車/着地推定部62は、まず、電流センサ56R,56Lの検出信号により示される電動モータ31R,31Lのそれぞれの通電電流の観測値(計測値)である電流観測値I_act_R,I_act_Lと、制御演算処理部60が電動モータ31R,31Lのそれぞれの目標出力トルクを増加又は減少さようとする状況で算出する電流指令値I_cmd_R,I_cmd_Lの変化量に相当する加減速電流成分ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lを取得する。   In this process, the boarding / landing estimation unit 62 firstly observes current observation values I_act_R, I_act_L, which are observation values (measurement values) of the electric currents of the electric motors 31R, 31L indicated by the detection signals of the current sensors 56R, 56L. And the acceleration / deceleration current components ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L corresponding to the amount of change in the current command values I_cmd_R and I_cmd_L calculated in a situation where the control arithmetic processing unit 60 attempts to increase or decrease the target output torque of each of the electric motors 31R and 31L. To get.

加減速電流成分ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lは、例えば次式(4a),(4b)により算出される。   The acceleration / deceleration current components ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L are calculated by, for example, the following equations (4a) and (4b).


ΔI_cmd_R=Jm_R・α_cmd_R/Kt_R ……(4a)
ΔI_cmd_L=Jm_L・α_cmd_L/Kt_L ……(4b)

電動モータ31Rに関する式(4a)におけるJm_Rは、電動モータ31Rの出力軸の回転に関する慣性モーメントの設定値、α_cmd_Rは、電動モータ31Rの出力軸の回転角加速度の指令値(電動モータ31Rの出力軸の実際の回転速度の観測値を目標回転速度に追従させるように決定される指令値)、Kt_Rは電動モータ31Rの単位電流当たりのトルク値を示すトルク定数である。

ΔI_cmd_R = Jm_R · α_cmd_R / Kt_R (4a)
ΔI_cmd_L = Jm_L · α_cmd_L / Kt_L (4b)

In Expression (4a) relating to the electric motor 31R, Jm_R is a set value of the moment of inertia related to the rotation of the output shaft of the electric motor 31R, and α_cmd_R is a command value of the rotational angular acceleration of the output shaft of the electric motor 31R (the output shaft of the electric motor 31R). Kt_R is a torque constant indicating a torque value per unit current of the electric motor 31R. The command value is determined so that the observed value of the actual rotation speed follows the target rotation speed).

電動モータ31Lに関する式(4b)におけるJm_L,α_cmd_L,Kt_Lも上記と同様である。   Jm_L, α_cmd_L, and Kt_L in the equation (4b) for the electric motor 31L are the same as described above.

従って、加減速電流成分ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lは、換言すれば、電動モータ31R,31Lのそれぞれの出力軸の目標とする加減速を発生させるために必要な通電電流値である。   Accordingly, the acceleration / deceleration current components ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L are, in other words, energization current values necessary for generating the target acceleration / deceleration of the output shafts of the electric motors 31R and 31L.

そして、乗車/着地推定部62は、演算部62a,62bの処理を実行する。この処理では、乗車/着地推定部62は、電動モータ31Rの電流観測値I_act_Rから加減速電流成分ΔI_cmd_Rを減算してなる電流値I_base_R(=I_act_R−ΔI_cmd_R)と、電動モータ31Lの電流観測値I_act_Lから加減速電流成分ΔI_cmd_Lを減算してなる電流値I_base_L(=I_act_L−ΔI_cmd_L)とを各々算出する。   Then, the boarding / landing estimation unit 62 executes the processing of the calculation units 62a and 62b. In this process, the boarding / landing estimation unit 62 uses the current value I_base_R (= I_act_R−ΔI_cmd_R) obtained by subtracting the acceleration / deceleration current component ΔI_cmd_R from the current observation value I_act_R of the electric motor 31R, and the current observation value I_act_L of the electric motor 31L. A current value I_base_L (= I_act_L−ΔI_cmd_L) obtained by subtracting the acceleration / deceleration current component ΔI_cmd_L from each is calculated.

これにより、電流観測値I_act_R,I_act_Lから過渡的な変動成分を除去した電流値I_base_R,I_base_Lが求められる。この電流値I_base_R,I_base_Lが本発明における参照電流値に相当するものである。以降、I_base_R,I_base_Lを参照電流値という。   Thereby, current values I_base_R and I_base_L are obtained by removing transient fluctuation components from the current observation values I_act_R and I_act_L. These current values I_base_R and I_base_L correspond to the reference current values in the present invention. Hereinafter, I_base_R and I_base_L are referred to as reference current values.

乗車/着地推定部62は、次に、変換処理部62cの処理を実行する。この処理では、乗車/着地推定部62は、参照電流値I_base_R,I_base_Lから、車輪体5をX軸方向(前後方向)に移動させる駆動力を発生させるように機能するX軸方向参照電流値I_base_xと、車輪体5をY軸方向(左右方向)に移動させる駆動力を発生させるように機能するY軸方向参照電流値I_base_yとを算出する。   Next, the boarding / landing estimation unit 62 executes the processing of the conversion processing unit 62c. In this process, the boarding / landing estimation unit 62 functions from the reference current values I_base_R and I_base_L to generate a driving force for moving the wheel body 5 in the X-axis direction (front-rear direction) I_base_x. And a Y-axis direction reference current value I_base_y that functions to generate a driving force that moves the wheel body 5 in the Y-axis direction (left-right direction).

ここで、本実施形態の車両1では、前記したように、車輪体5をX軸方向(前後方向)に移動させる駆動力は、電動モータ31R,31Lの出力トルクの総和に応じたものとなる。また、車輪体5をY軸方向(左右方向)に移動させる駆動力は、電動モータ31R,31Lの出力トルクの差に応じたものとなる。   Here, in the vehicle 1 of the present embodiment, as described above, the driving force that moves the wheel body 5 in the X-axis direction (front-rear direction) corresponds to the total output torque of the electric motors 31R and 31L. . Further, the driving force for moving the wheel body 5 in the Y-axis direction (left-right direction) corresponds to the difference in output torque between the electric motors 31R and 31L.

また、電動モータ31R,31Lが出力する駆動力(出力トルク)のうち、車輪体5の駆動力への変換効率は、車輪体5をX軸方向(前後方向)に移動させるための駆動力への変換効率と、車輪体5をY軸方向(左右方向)に移動させるための駆動力への変換効率とで相違する(本実施形態では、後者の変換効率が前者の変換効率よりも小さい)。   Of the driving force (output torque) output by the electric motors 31R and 31L, the conversion efficiency into the driving force of the wheel body 5 is the driving force for moving the wheel body 5 in the X-axis direction (front-rear direction). And the conversion efficiency into the driving force for moving the wheel body 5 in the Y-axis direction (left-right direction) are different (in this embodiment, the latter conversion efficiency is smaller than the former conversion efficiency). .

そこで、本実施形態では、変換処理部62cは、次式(5a),(5b)により、参照電流値I_base_R,I_base_Lを、X軸方向参照電流値I_base_xと、Y軸方向参照電流値I_base_yとの組に変換する。   Therefore, in the present embodiment, the conversion processing unit 62c calculates the reference current values I_base_R and I_base_L, the X-axis direction reference current value I_base_x, and the Y-axis direction reference current value I_base_y by the following equations (5a) and (5b). Convert to tuple.

なお、X軸方向及びY軸方向は、それぞれ本発明における第1の方向、第2の方向に相当する。そして、X軸方向参照電流値I_base_x及びY軸方向参照電流値I_base_yは、それぞれ、本発明における第1方向参照電流値、第2方向参照電流値に相当する。   The X-axis direction and the Y-axis direction correspond to the first direction and the second direction in the present invention, respectively. The X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y correspond to the first direction reference current value and the second direction reference current value in the present invention, respectively.


I_base_x=K1*(I_base_R+I_base_L) …(5a)
I_base_y=K2*(I_base_R−I_base_L) …(5b)

なお、式(5a),(5b)におけるI_base_R,I_base_Lの極性は、電動モータ31R,31Lから車輪体5をX軸方向で前進させる向きの出力トルクを発生させている状況での電動モータ31R,31Lのそれぞれの通電電流と同じ方向の電流値を正極性とする。

I_base_x = K1 * (I_base_R + I_base_L) (5a)
I_base_y = K2 * (I_base_R-I_base_L) (5b)

The polarities of I_base_R and I_base_L in the equations (5a) and (5b) are the electric motors 31R, 31R, 31L in the situation where output torque is generated from the electric motors 31R, 31L in a direction to advance the wheel body 5 in the X-axis direction. The current value in the same direction as each energizing current of 31L is positive.

式(5a)におけるK1は、あらかじめ設定された正の係数値、式(5b)におけるK2は、あらかじめ設定された正の係数値である。本実施形態の車両1では、K1>K2である。   K1 in equation (5a) is a positive coefficient value set in advance, and K2 in equation (5b) is a positive coefficient value set in advance. In the vehicle 1 of the present embodiment, K1> K2.

補足すると、I_base_R=I_act_R−ΔI_cmd_R、I_base_L=I_act_L−ΔI_cmd_Lであるから、上記式(5a),(5b)は、次式(5a‘),(5b’)に書き換えることができる。   Supplementally, since I_base_R = I_act_R−ΔI_cmd_R and I_base_L = I_act_L−ΔI_cmd_L, the above equations (5a) and (5b) can be rewritten into the following equations (5a ′) and (5b ′).


I_base_x=K1*(I_act_R+I_act_L)
−K1*(ΔI_cmd_R+ΔI_cmd_L) …(5a’)
I_base_y=K2*(I_act_R−I_act_L)
−K2*(ΔI_cmd_R−ΔI_cmd_L) …(5b’)

ここで、I_act_R,I_act_Lの組を、X軸方向の電流成分とY軸方向の電流成分との組に変換した場合における当該X軸方向の電流成分が、式(5a’)の右辺第1項(=K1*(I_act_R+I_act_L))、当該Y軸方向の電流成分が、式(5b’)の右辺第1項(=K2*(I_act_R−I_act_L))となる。

I_base_x = K1 * (I_act_R + I_act_L)
−K1 * (ΔI_cmd_R + ΔI_cmd_L) (5a ′)
I_base_y = K2 * (I_act_R-I_act_L)
−K2 * (ΔI_cmd_R−ΔI_cmd_L) (5b ′)

Here, when the set of I_act_R and I_act_L is converted into a set of a current component in the X-axis direction and a current component in the Y-axis direction, the current component in the X-axis direction is the first term on the right side of the equation (5a ′). (= K1 * (I_act_R + I_act_L)), the current component in the Y-axis direction is the first term (= K2 * (I_act_R−I_act_L)) on the right side of equation (5b ′).

また、ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lの組を、X軸方向の電流成分とY軸方向の電流成分との組に変換した場合における当該X軸方向の電流成分が、式(5a’)の右辺第2項(=K1*(ΔI_cmd_R+ΔI_cmd_L))、当該Y軸方向の電流成分が、式(5b’)の右辺第2項(=K2*(ΔI_cmd_R−ΔI_cmd_L))となる。   Further, when the set of ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L is converted into a set of a current component in the X-axis direction and a current component in the Y-axis direction, the current component in the X-axis direction is the second term on the right side of the equation (5a ′) ( = K1 * (ΔI_cmd_R + ΔI_cmd_L)), the current component in the Y-axis direction is the second term (= K2 * (ΔI_cmd_R−ΔI_cmd_L)) on the right side of the equation (5b ′).

従って、I_act_R,I_act_Lの組と、ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lの組とをそれぞれ各別にX軸方向の電流成分、Y軸方向の電流成分に変換した上で、I_act_R,I_act_Lの組に対応する各軸方向の電流成分を、ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lの組に対応する各軸方向の電流成分を差し引くことで、X軸方向参照電流値I_base_x及びY軸方向参照電流値I_base_yを算出するようにしてもよい。   Therefore, the I_act_R and I_act_L pairs and the ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L pairs are converted into current components in the X-axis direction and current components in the Y-axis direction, respectively. The X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y may be calculated by subtracting the current component in each axial direction corresponding to the set of ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L.

なお、この場合には、I_act_R,I_act_Lの組に対応するX軸方向の電流成分及びY軸方向の電流成分がそれぞれ、本発明における第1方向電流値、第2方向電流値に相当する。また、ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lの組に対応するX軸方向の電流成分及びY軸方向の電流成分がそれぞれ、本発明における第1方向加減速電流値、第2方向加減速電流値に相当する。   In this case, the current component in the X-axis direction and the current component in the Y-axis direction corresponding to the set of I_act_R and I_act_L correspond to the first direction current value and the second direction current value in the present invention, respectively. Further, the current component in the X-axis direction and the current component in the Y-axis direction corresponding to the set of ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L correspond to the first direction acceleration / deceleration current value and the second direction acceleration / deceleration current value in the present invention, respectively.

乗車/着地推定部62は、次に、X軸方向参照電流値I_base_xと、Y軸方向参照電流値I_base_yとのそれぞれを、ローパス特性のフィルタ62dに通すことによって、X軸方向及びY軸方向のそれぞれの第1参照値C1_x,C1_yを求める。   Next, the boarding / landing estimation unit 62 passes the X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y through the low-pass filter 62d, thereby causing the X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y to pass in the X-axis direction and Y-axis direction. First reference values C1_x and C1_y are obtained.

さらに、乗車/着地推定部62は、X軸方向参照電流値I_base_xと、Y軸方向参照電流値I_base_yとのそれぞれの大きさを表す値として、I_base_x,I_base_yのそれぞれの絶対値を演算部62eで算出する。   Furthermore, the boarding / landing estimation unit 62 uses the calculation unit 62e to calculate the absolute values of I_base_x and I_base_y as values representing the magnitudes of the X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y, respectively. calculate.

なお、I_base_x,I_base_yのそれぞれの大きさを表す値は、絶対値以外の指標値であってもよい。例えば、I_base_x,I_base_yのそれぞれの大きさを表す値として、I_base_x,I_base_yのそれぞれの二乗値を使用してもよい。   The values representing the magnitudes of I_base_x and I_base_y may be index values other than absolute values. For example, the square values of I_base_x and I_base_y may be used as values representing the magnitudes of I_base_x and I_base_y.

そして、乗車/着地推定部62は、I_base_x,I_base_yのそれぞれの大きさを表す値(本実施形態では絶対値)をローパス特性のフィルタ62fに通すことによって、X軸方向及びY軸方向のそれぞれの第2参照値C2_x,C2_yを求める。これにより、I_base_x,I_base_yのそれぞれの大きさを表す値を平滑化してなる第2参照値C2_x,C2_yが求められる。   Then, the boarding / landing estimation unit 62 passes the values (absolute values in the present embodiment) representing the magnitudes of I_base_x and I_base_y through the low-pass characteristic filter 62f, so that the respective values in the X-axis direction and the Y-axis direction are obtained. Second reference values C2_x and C2_y are obtained. As a result, second reference values C2_x and C2_y obtained by smoothing values representing the magnitudes of I_base_x and I_base_y are obtained.

補足すると、第1参照値C1_x,C1_yを求めるために、ローパス特性フィルタ62dを使用する代わりに、I_base_x,I_base_yをそれぞれ平均化する処理(移動平均処理等)によって、第1参照値C1_x,C1_yを求めるようにしてもよい。   Supplementally, in order to obtain the first reference values C1_x and C1_y, instead of using the low-pass characteristic filter 62d, the first reference values C1_x and C1_y are obtained by a process (moving average process or the like) that averages I_base_x and I_base_y, respectively. You may make it ask.

同様に、第2参照値C2_x,C2_yを求めるために、ローパス特性のフィルタ62fを使用する代わりに、I_base_x,I_base_yのそれぞれの大きさを表す値(絶対値又は二乗値等)を平均化する処理によって、第2参照値C2_x,C2_yを求めるようにしてもよい。例えば、I_base_x,I_base_yのそれぞれの二乗平均(現在時刻から所定時間前までの値の二乗値の平均値)を第2参照値C2_x,C2_yとして求めるようにしてもよい。   Similarly, in order to obtain the second reference values C2_x and C2_y, instead of using the low-pass characteristic filter 62f, a value (absolute value or square value or the like) representing the magnitudes of I_base_x and I_base_y is averaged. Thus, the second reference values C2_x and C2_y may be obtained. For example, the mean square of each of I_base_x and I_base_y (the mean value of the squares of the values from the current time to a predetermined time before) may be obtained as the second reference values C2_x and C2_y.

第1参照値C1_x,C1_yを求めるための平滑化処理と、第2参照値C2_x,C2_yを求めるための平滑化処理とは互いに同じ処理を使用することが望ましい。   It is desirable to use the same process for the smoothing process for obtaining the first reference values C1_x and C1_y and the smoothing process for obtaining the second reference values C2_x and C2_y.

乗車/着地推定部62は、上記の如く求めた第1参照値C1_x,C1_y、及び第2参照値C2_x,C2_yを用いて、乗車/空車推定結果を決定する処理と、着地推定結果を決定する処理とを推定結果決定部62gで実行する。   The boarding / landing estimation unit 62 uses the first reference values C1_x and C1_y and the second reference values C2_x and C2_y obtained as described above to determine the boarding / empty vehicle estimation result and the landing estimation result. Processing is executed by the estimation result determination unit 62g.

乗車/空車推定結果を決定する処理は、図9のフローチャートに示す如く実行される。   The process of determining the boarding / empty vehicle estimation result is executed as shown in the flowchart of FIG.

すなわち、乗車/着地推定部62は、STEP21において、X軸方向の第2参照値C2_xがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cxよりも大きく、且つ、X軸方向における第1参照値C1_xの大きさを表す値としての絶対値|C1_x_|が上記閾値thre_Cxよりも大きいという条件が成立するか否かを判断する。   In other words, the boarding / landing estimation unit 62 represents the magnitude of the first reference value C1_x in the X-axis direction and the second reference value C2_x in the X-axis direction is larger than the predetermined positive threshold thre_Cx in STEP21. It is determined whether or not a condition that an absolute value | C1_x_ | as a value is larger than the threshold value thre_Cx is satisfied.

ここで、車両1の乗車状態であり、且つ、車輪体5がX軸方向の比較的大きな移動速度成分を有して連続的に移動している状況(以降、乗車且つX軸方向移動状況という)では、一般に、乗車且つX軸方向移動状況以外の状況に比して、C2_x及び|C1_x|がいずれも比較的大きなものとなる。   Here, the vehicle 1 is in a boarding state, and the wheel body 5 has a relatively large moving speed component in the X-axis direction and is continuously moving (hereinafter referred to as riding and X-axis direction moving state). ), In general, both C2_x and | C1_x | are relatively large as compared with the situation other than the situation of getting on and moving in the X-axis direction.

従って、閾値thre_Cxを実験等に基づいて適切に設定しておくことで、乗車且つX軸方向移動状況において、STEP21の判断結果が肯定的になり、また、乗車且つX軸方向移動状況以外の状況(空車状態を含む)では、STEP21の判断結果が否定的になる。   Therefore, by appropriately setting the threshold thre_Cx based on experiments or the like, the determination result of STEP 21 becomes positive in the riding and X-axis direction moving situation, and the situation other than the riding and X-axis direction moving situation In (including an empty vehicle state), the determination result of STEP 21 is negative.

そこで、STEP21の判断結果が肯定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP25において、乗車/空車推定結果を乗車状態とする。   Therefore, when the determination result in STEP 21 is positive, the boarding / landing estimation unit 62 sets the boarding / empty vehicle estimation result in the boarding state in STEP 25.

STEP21の判断結果が否定的である場合には、乗車/着地推定部62は、STEP22において、Y軸方向の第2参照値C2_yがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cy1よりも大きいという条件が成立するか否かを判断する。   If the determination result in STEP 21 is negative, the boarding / landing estimation unit 62 determines in STEP 22 that the condition that the second reference value C2_y in the Y-axis direction is greater than a predetermined positive threshold thre_Cy1 is satisfied. Judge whether or not.

ここで、STEP21の判断結果が否定的となる場合(乗車且つX軸方向移動状況以外の状況)において、車両1の乗車状態であり、且つ、該車輪体5がY軸方向の比較的大きな移動速度成分を有して連続的に移動している状況(以降、乗車且つY軸方向移動状況という)では、乗車且つY軸方向移動状況以外の状況に比して、C2_yが比較的大きなものとなる。   Here, when the determination result of STEP 21 is negative (a situation other than the riding and X-axis direction movement situation), the vehicle 1 is in the boarding state, and the wheel body 5 is relatively moved in the Y-axis direction. In a situation where the vehicle is moving continuously with a speed component (hereinafter referred to as riding and moving in the Y-axis direction), C2_y is relatively large as compared to situations other than riding and moving in the Y-axis direction. Become.

従って、閾値thre_Cy1を実験等に基づいて適切に設定しておくことで、乗車且つY軸方向移動状況において、STEP22の判断結果が肯定的になり、また、乗車且つY軸方向移動状況以外の状況では、STEP22の判断結果が否定的になる。   Therefore, by appropriately setting the threshold value thre_Cy1 based on an experiment or the like, the determination result of STEP 22 becomes positive in the riding and Y-axis direction moving situation, and the situation other than the riding and Y-axis direction moving situation Then, the judgment result of STEP22 becomes negative.

そこで、STEP22の判断結果が肯定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP5において、乗車/空車推定結果を乗車状態とする。   Therefore, when the determination result in STEP 22 is positive, the boarding / landing estimation unit 62 sets the boarding / empty vehicle estimation result in the boarding state in STEP 5.

以上のSTEP21,22の判断処理により、車両1が乗車状態で移動(走行)している場合には、該乗車状態であることを適切に推定できる。   According to the determination processes in STEPs 21 and 22 described above, when the vehicle 1 is moving (running) in the riding state, it can be appropriately estimated that the vehicle 1 is in the riding state.

STEP22の判断結果が否定的である場合には、乗車/着地推定部62は、STEP23において、Y軸方向の第2参照値C2_yがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cy2よりも大きく、且つ、Y軸方向の第1参照値C1_yの大きさを表す値としての絶対値|C1_y|が、所定の正の閾値thre_Cy3よりも小さいという条件が成立するか否かを判断する。   If the determination result in STEP 22 is negative, the boarding / landing estimation unit 62 determines in STEP 23 that the second reference value C2_y in the Y-axis direction is greater than a predetermined positive threshold thre_Cy2 and the Y-axis direction. It is determined whether the condition that the absolute value | C1_y | as a value representing the magnitude of the first reference value C1_y is smaller than a predetermined positive threshold thre_Cy3 is satisfied.

なお、STEP23における閾値thre_Cy2は、STEP22における閾値thre_Cy1よりも小さい値に設定されている。また、閾値thre_Cy3は、本実施形態では、Y軸方向の第2参照値C2_yに応じて設定される。例えば、C2_yに“1”よりも小さい正の比例定数を乗じてなる値(<C2_y)が、閾値thre_Cy3として設定される。   Note that the threshold value thre_Cy2 in STEP23 is set to a value smaller than the threshold value thre_Cy1 in STEP22. In the present embodiment, the threshold value thre_Cy3 is set according to the second reference value C2_y in the Y-axis direction. For example, a value (<C2_y) obtained by multiplying C2_y by a positive proportionality constant smaller than “1” is set as the threshold thre_Cy3.

ここで、STEP21及び22の判断結果が否定的となる状況(乗車且つX軸方向移動状況、及び乗車且つY軸方向移動状況のいずれでもない状況)は、車両1の乗車状態であり、且つ、車輪体5が移動停止状態もしくはそれに近い状態(ほぼ同一場所で僅かに振動的に動いている状態)となっている状況と、車両1の空車状態となっている状況とのいずれかの状況である。   Here, the situation in which the judgment results of STEPs 21 and 22 are negative (the situation where the vehicle 1 is in the riding and X-axis direction movement situation and the boarding and the Y-axis direction movement situation) is the boarding state of the vehicle 1, and Either the situation in which the wheel body 5 is in a stopped state or a state close to it (a state in which the vehicle body 5 is slightly vibrating in almost the same place) and a situation in which the vehicle 1 is in an empty state is there.

そして、車両1の乗車状態であり、且つ、車両1が移動停止状態もしくはそれに近い状態となっている状況(以降、乗車且つ移動停止状況という)では、一般に、Y軸方向の第2参照値C2_yが車両1の空車状態となっている状況に比して比較的大きなものとなり、且つ、Y軸方向の第1参照値C1_yの大きさが、Y軸方向の第2参照値C2_yに比して小さい状態に保たれやすい。   In a situation where the vehicle 1 is in a boarding state and the vehicle 1 is in a movement stopped state or a state close thereto (hereinafter referred to as “boarding and movement stopped state”), the second reference value C2_y in the Y-axis direction is generally used. Is relatively large compared to the situation in which the vehicle 1 is in an empty state, and the first reference value C1_y in the Y-axis direction is larger than the second reference value C2_y in the Y-axis direction. Easy to keep small.

これに対して車両1の空車状態では、Y軸方向の第2参照値C2_yが乗車状態の比して、小さい値に維持されるか、又はY軸方向の第1参照値C1_yの大きさが、Y軸方向の第2参照値C2_yに比して小さくなる状態が生じ難い。   On the other hand, when the vehicle 1 is in an empty state, the second reference value C2_y in the Y-axis direction is maintained at a smaller value than the riding state, or the magnitude of the first reference value C1_y in the Y-axis direction is small. It is difficult for a state to be smaller than the second reference value C2_y in the Y-axis direction.

従って、閾値thre_Cy2,thre_Cy3を実験等に基づいて適切に設定しておくことで、乗車且つ移動停止状況において、STEP23の判断結果が肯定的になり、また、乗車且つ移動停止状況以外の状況(すなわち空車状況)では、STEP23の判断結果が否定的になる。   Therefore, by appropriately setting the thresholds thre_Cy2 and thre_Cy3 based on experiments or the like, the determination result of STEP23 becomes positive in the riding and movement stop situations, and the situation other than the riding and movement stop situations (that is, In the empty vehicle situation), the determination result in STEP 23 is negative.

そこで、STEP23の判断結果が肯定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP25において、乗車/空車推定結果を乗車状態とする。また、STEP23の判断結果が否定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP24において、乗車/空車推定結果を空車状態とする。   Therefore, when the determination result in STEP 23 is positive, the boarding / landing estimation unit 62 sets the boarding / empty vehicle estimation result in the boarding state in STEP 25. When the determination result in STEP 23 is negative, the boarding / landing estimation unit 62 sets the boarding / empty vehicle estimation result to an empty vehicle state in STEP 24.

以上が、乗車状態であるか空車状態であるかの推定処理の詳細である。従って、STEP21〜23のいずれかの判断結果が肯定的になれば、乗車/空車推定結果が、乗車状態とされる。そして、STEP21〜23の全ての判断結果が否定的になれば、乗車/空車推定結果が空車状態とされる。   The above is the details of the estimation process of whether the vehicle is in the boarding state or the empty vehicle state. Therefore, if any of the determination results in STEPs 21 to 23 becomes affirmative, the boarding / empty vehicle estimation result is set to the boarding state. If all the determination results in STEPs 21 to 23 are negative, the boarding / empty vehicle estimation result is set to the empty vehicle state.

かかる乗車/着地推定部62の処理により、搭乗部3に荷重センサ等を備えずとも、車両1の乗車状態と空車状態とを適切に推定できる。そして、この場合、乗車状態では、乗員が搭乗部3に正規の位置及び姿勢で着座していない状態(腰を浮かしている状態等)であっても、乗員の体重による重力が車両1に作用している状況では、乗車状態であることを正しく推定することができる。   By the processing of the boarding / landing estimation unit 62, the boarding state and the empty state of the vehicle 1 can be appropriately estimated without the riding unit 3 having a load sensor or the like. In this case, in the riding state, even if the occupant is not seated at the normal position and posture on the riding section 3 (such as a state where the waist is floating), gravity due to the weight of the occupant acts on the vehicle 1. In such a situation, it can be correctly estimated that the vehicle is in the boarding state.

なお、STEP21では、X軸方向の第2参照電流値C2_xがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cxよりも大きいか否かだけを判断してもよい。あるいは、X軸方向における第1参照電流値C1_xの絶対値|C1_x|が上記閾値thre_Cxよりも大きいか否かだけを判断してもよい。あるいは、X軸方向の第2参照電流値C2_xがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cxよりも大きいという条件と、X軸方向における第1参照電流値C1_xの絶対値|C1_x|が上記閾値thre_Cxよりも大きいという条件とのいずれか一方が成立するか否かを判断するようにしてもよい。   In STEP 21, it may be determined only whether or not the second reference current value C2_x in the X-axis direction is larger than a predetermined positive threshold value thre_Cx. Alternatively, it may be determined only whether the absolute value | C1_x | of the first reference current value C1_x in the X-axis direction is larger than the threshold value thre_Cx. Alternatively, the condition that the second reference current value C2_x in the X-axis direction is larger than a predetermined positive threshold value thre_Cx, and the absolute value | C1_x | of the first reference current value C1_x in the X-axis direction is larger than the threshold value thre_Cx. It may be determined whether any one of the conditions is satisfied.

次に、推定結果決定部62gにおいて着地推定結果を決定する処理は、図10のフローチャートに示す如く実行される。   Next, the process of determining the landing estimation result in the estimation result determining unit 62g is executed as shown in the flowchart of FIG.

乗車/着地推定部62は、STEP31において、X軸方向の第2参照値C2_xがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cx2よりも大きく、且つ、X軸方向における第1参照値C1_xの大きさを表す値としての絶対値|C1_x|が上記閾値thre_Cx2よりも大きいという条件が成立するか否かを判断する。   In STEP 31, the boarding / landing estimation unit 62 determines that the second reference value C2_x in the X-axis direction is larger than a predetermined positive threshold thre_Cx2 and represents the magnitude of the first reference value C1_x in the X-axis direction. It is determined whether or not a condition that the absolute value | C1_x | is greater than the threshold value thre_Cx2 is satisfied.

なお、STEP31における閾値thre_Cx2は、前記STEP21における閾値thre_Cxよりも小さい値に設定されている。   Note that the threshold value thre_Cx2 in STEP 31 is set to a value smaller than the threshold value thre_Cx in STEP 21.

上記のように閾値thre_Cx2を適切に設定しておくことで、乗員の両脚が床面に接地していない場合に、STEP31の判断結果が肯定的になる。   By appropriately setting the threshold value thre_Cx2 as described above, the determination result in STEP 31 becomes positive when both the legs of the occupant are not in contact with the floor surface.

そこで、STEP31の判断結果が肯定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP34において、着地推定結果を「着地無し」とする。   Therefore, when the determination result in STEP 31 is positive, the boarding / landing estimation unit 62 sets the landing estimation result as “no landing” in STEP 34.

STEP31の判断結果が否定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、さらに、STEP32において、Y軸方向の第2参照値C2_yがあらかじめ定めた正の閾値thre_Cy4よりも大きく、且つ、Y軸方向における第1参照値C1_yの大きさを表す値としての絶対値|C1_y_|が所定の正の閾値thre_Cy5よりも小さいという条件が成立するか否かを判断する。   If the determination result in STEP 31 is negative, the boarding / landing estimation unit 62 further determines in STEP 32 that the second reference value C2_y in the Y-axis direction is greater than a predetermined positive threshold thre_Cy4 and Y It is determined whether or not a condition that the absolute value | C1_y_ | as a value representing the magnitude of the first reference value C1_y in the axial direction is smaller than a predetermined positive threshold thre_Cy5 is satisfied.

なお、STEP32における閾値thre_Cy4は、前記STEP22における閾値thre_Cy1よりも小さく、且つ、前記STEP23における閾値thre_Cy2よりも大きい値に設定されている。また、閾値thre_Cy5は、本実施形態では、STEP23における閾値thre_Cy3よりも大きい値となるように、Y軸方向の第2参照値C2_yに応じて設定される。例えば、thre_Cy3=α3*C2_yとしたとき(0<α3<1)としたとき、thre_Cy5=α5*C2_y(ただし、1>α5>α3)というように、閾値thre_Cy5が設定される。   The threshold value thre_Cy4 in STEP32 is set to a value smaller than the threshold value thre_Cy1 in STEP22 and larger than the threshold value thre_Cy2 in STEP23. Further, in this embodiment, the threshold value thre_Cy5 is set according to the second reference value C2_y in the Y-axis direction so as to be a value larger than the threshold value thre_Cy3 in STEP23. For example, when thre_Cy3 = α3 * C2_y (0 <α3 <1), the threshold thre_Cy5 is set such that thre_Cy5 = α5 * C2_y (where 1> α5> α3).

上記のように閾値thre_Cy4,thre_Cy5を適切に設定しておくことで、乗員が少なくともいずれか1つの脚を着地させた場合に、STEP32の判断結果が否定的になり、また、乗員の両脚が床面に接地していない場合に、STEP32の判断結果が肯定的になる。   By appropriately setting the thresholds thre_Cy4 and thre_Cy5 as described above, when the occupant lands at least one of the legs, the determination result in STEP32 becomes negative, and both occupants' legs are When the surface is not grounded, the determination result of STEP 32 is positive.

そこで、STEP32の判断結果が否定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP33において、着地推定結果を「着地有り」とする。また、STEP32の判断結果が肯定的になる場合には、乗車/着地推定部62は、STEP34において、着地推定結果を、両脚が接地していないことを示す「着地無し」とする。   Therefore, when the determination result in STEP 32 is negative, the boarding / landing estimation unit 62 sets the landing estimation result as “with landing” in STEP 33. If the determination result in STEP 32 is positive, the boarding / landing estimation unit 62 determines that the landing estimation result in STEP 34 is “no landing” indicating that both legs are not in contact with the ground.

かかる乗車/着地推定部62の処理により、車両1に搭乗している乗員の少なくともいずれか1つの脚が着地されたか否かを適切に推定することができる。   By the processing of the boarding / landing estimation unit 62, it is possible to appropriately estimate whether or not at least one leg of a passenger boarding the vehicle 1 has landed.

なお、STEP31における閾値thre_Cx2、あるいは、STEP32における閾値thre_Cy4,thre_Cy5を適切に設定しておくことで、STEP31及びSTEP32のいずれか一方の判断処理だけによって、乗員の少なくともいずれか1つの脚が着地されたか否かを推定することも可能である。   Whether or not at least one leg of the occupant was landed by only one of the determination processes of STEP 31 and STEP 32 by appropriately setting the threshold thre_Cx2 in STEP 31 or the thresholds thre_Cy4 and thre_Cy5 in STEP 32 It is also possible to estimate whether or not.

補足すると、本実施形態では、乗車状態であるか空車状態であるかの推定と、乗員の少なくともいずれか1つの脚が着地されたか否かの推定とを行うために、X軸方向及びY軸方向の第1参照値C1_x,C1_yの大きさを表す値として絶対値を用いたが、第1参照値C1_x,C1_yのそれぞれの二乗値、あるいは、二乗平均(現在時刻から所定時間前までの値の二乗値の平均値)を使用してもよい。第1参照値C1_x,C1_yの二乗平均を使用する場合には、I_base_x,I_base_yのそれぞれを平均化する処理によって第1参照値C1_x,C1_yを求めることが望ましい。   Supplementally, in this embodiment, the X-axis direction and the Y-axis are used to estimate whether the vehicle is in a boarding state or an empty vehicle state and whether or not at least one leg of the occupant is landed. Although absolute values were used as values representing the magnitudes of the first reference values C1_x and C1_y in the direction, the square values of the first reference values C1_x and C1_y or the mean square (values from the current time to a predetermined time before) (The mean value of the square values) may be used. When using the mean square of the first reference values C1_x and C1_y, it is desirable to obtain the first reference values C1_x and C1_y by a process of averaging each of I_base_x and I_base_y.

また、本実施形態では、電動モータ31Rの電流観測値I_act_Rから加減速電流成分ΔI_cmd_Rを減算してなる電流値I_base_Rと、電動モータ31Lの電流観測値I_act_Lから加減速電流成分ΔI_cmd_Lを減算してなる電流値I_base_Lとの組を、X軸方向参照電流値I_base_xと、Y軸方向参照電流値I_base_yとの組に変換するようにした。   In the present embodiment, the current value I_base_R obtained by subtracting the acceleration / deceleration current component ΔI_cmd_R from the current observation value I_act_R of the electric motor 31R and the acceleration / deceleration current component ΔI_cmd_L are subtracted from the current observation value I_act_L of the electric motor 31L. The set of the current value I_base_L is converted to the set of the X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y.

ただし、加減速電流成分ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lの算出を省略して、電動モータ31Rの電流観測値I_act_Rと、電動モータ31Lの電流観測値I_act_Lとの組から、X軸方向参照電流値I_base_xと、Y軸方向参照電流値I_base_yとの組を生成するようにしてもよい。すなわち、前記式(5a),(5b)の右辺I_base_R,I_base_LをI_act_R,I_act_Lに置き換えた式によって、X軸方向参照電流値I_base_xと、Y軸方向参照電流値I_base_yを算出するようにしてもよい。   However, the calculation of the acceleration / deceleration current components ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L is omitted, and the X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis are determined from the set of the current observation value I_act_R of the electric motor 31R and the current observation value I_act_L of the electric motor 31L. A pair with the direction reference current value I_base_y may be generated. That is, the X-axis direction reference current value I_base_x and the Y-axis direction reference current value I_base_y may be calculated by using the expressions in which the right sides I_base_R and I_base_L of the expressions (5a) and (5b) are replaced with I_act_R and I_act_L. .

ただし、前記した如く加減速電流成分ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lを用いて、I_base_x,I_base_yを算出することで、I_base_x,I_base_yに過渡的な変動成分が含まれるのを防止できる。このため、乗車状態であるか空車状態であるかの推定結果、あるいは、乗員の少なくともいずれか1つの脚が着地されたか否かの推定結果の信頼性をより高める上では、加減速電流成分ΔI_cmd_R,ΔI_cmd_Lを用いることが好ましい。   However, by calculating I_base_x and I_base_y using the acceleration / deceleration current components ΔI_cmd_R and ΔI_cmd_L as described above, it is possible to prevent transient fluctuation components from being included in I_base_x and I_base_y. For this reason, in order to further improve the reliability of the estimation result of whether the vehicle is in the boarding state or the empty vehicle state or the estimation result of whether or not at least one leg of the occupant has landed, the acceleration / deceleration current component ΔI_cmd_R , ΔI_cmd_L is preferably used.

以上説明した実施形態によれば、車両1に乗員が搭乗している状態で、車輪体5の移動を停止させるべき異常(傾斜センサ52の故障等、電動モータ31R,31Lの運転を行い得る異常)が発生した場合には、前記異常時減速制御部74の処理によって、該異常の発生後、前記STEP8,9の両方の条件が成立するまでの期間では、減速調整パラメータtmcの値として、長めの所定値tmc_longが設定される(STEP11)。   According to the above-described embodiment, an abnormality that should stop the movement of the wheel body 5 in a state where an occupant is on the vehicle 1 (an abnormality that can cause the electric motors 31R and 31L to operate, such as a failure of the tilt sensor 52). ) Occurs, the value of the deceleration adjustment parameter tmc is increased during the period from the occurrence of the abnormality until the conditions of both STEPs 8 and 9 are satisfied by the processing of the deceleration control unit 74 at the time of abnormality. The predetermined value tmc_long is set (STEP 11).

この場合、STEP12において、式(3a),(3b)により算出される目標車輪体速度Vw_cmd2_#は、比較的緩やかな減速度合で減衰していくこととなる。例えば、図11において、時刻t1以前の実線のグラフで例示する如く、目標車輪体速度Vw_cmd2_#が比較的緩やかな減速度合で減衰する。   In this case, in STEP 12, the target wheel speed Vw_cmd2_ # calculated by the equations (3a) and (3b) is attenuated with a relatively slow deceleration. For example, in FIG. 11, the target wheel body speed Vw_cmd2_ # attenuates with a relatively slow deceleration as exemplified by the solid line graph before time t1.

なお、図11では、時刻t1は、STEP8,9の両方の条件が成立するタイミングに相当する。   In FIG. 11, time t1 corresponds to the timing at which both conditions of STEPs 8 and 9 are satisfied.

そして、異常の発生後、STEP8,9の両方の条件が成立すると、以後は、減速調整パラメータtmcの値として、短めの所定値tmc_shortが設定される(STEP10)。この場合、STEP12において、式(3a),(3b)により算出される目標車輪体速度Vw_cmd2_#は、STEP8,9の両方の条件が成立する前の期間よりも、大きな減速度合で素早く減衰していくこととなる。例えば、図11において、時刻t1以後の以前の実線のグラフで例示する如く、目標車輪体速度Vw_cmd2_#が時刻t1以前よりも大きな減速度合で素早く減衰する。   If both conditions of STEP 8 and STEP 9 are satisfied after the occurrence of abnormality, a shorter predetermined value tmc_short is set as the value of the deceleration adjustment parameter tmc thereafter (STEP 10). In this case, in STEP 12, the target wheel body speed Vw_cmd2_ # calculated by the equations (3a) and (3b) is quickly attenuated at a large deceleration rate compared to the period before both conditions of STEP 8 and 9 are satisfied. Will go. For example, in FIG. 11, the target wheel speed Vw_cmd2_ # is quickly attenuated with a larger deceleration than before time t1, as exemplified by the previous solid line graph after time t1.

このように、車両1に乗員が搭乗している乗車状態で異常が発生した場合には、STEP8,9の両方の判断結果が肯定的になるまでの期間では、比較的緩やかな減速度合で車輪体5の移動速度が減速される。このため、当該期間において、乗員は、車輪体5の最終的な停止状態での態勢を整えるための事前準備をしておくことができる。具体的には、当該期間において、乗員は、その片脚又は両脚を事前に床面に着地させることを容易に行うことができる。   As described above, when an abnormality occurs while the vehicle 1 is in the occupant's boarding state, the wheels are moved at a relatively moderate deceleration rate until the determination result of both STEPs 8 and 9 becomes affirmative. The moving speed of the body 5 is reduced. For this reason, in the said period, the passenger | crew can prepare in advance for preparing the posture in the final stop state of the wheel body 5. FIG. Specifically, during this period, the occupant can easily land one or both legs on the floor in advance.

そして、STEP8,9の両方の判断結果が肯定的になると、車輪体5の移動速度の減速度合がより大きな減速度合に切替えられる(第1減速制御処理から第2減速制御処理に切替えられる)。   When the determination results of both STEPs 8 and 9 are affirmative, the deceleration rate of the moving speed of the wheel body 5 is switched to a larger deceleration rate (switched from the first deceleration control process to the second deceleration control process).

これにより、車輪体5の移動速度は、素早くゼロまで減衰し、該車輪体5の移動が最終的に停止する。この場合、車輪体5の移動速度の素早い減衰は、乗員の片脚又は両脚が既に着地された状態(すなわち、事前準備の態勢が整えられた状態)で行われる。   Thereby, the moving speed of the wheel body 5 is quickly attenuated to zero, and the movement of the wheel body 5 finally stops. In this case, the quick decay of the moving speed of the wheel body 5 is performed in a state where one or both legs of the occupant have already been landed (that is, a state in which preparations for preparation are made).

また、車両1に乗員が搭乗していない空車状態で、車輪体5の移動を停止させるべき異常(傾斜センサ52の故障等、電動モータ31R,31Lの運転を行い得る異常)が発生した場合には、該異常の発生後、減速調整パラメータtmcの値は短めの所定値tmc_shortに維持される(STEP10)。   Further, when an abnormality that should stop the movement of the wheel body 5 (an abnormality in which the electric motors 31R and 31L can be operated, such as a failure of the tilt sensor 52) occurs in an empty state in which no occupant is in the vehicle 1. After the occurrence of the abnormality, the value of the deceleration adjustment parameter tmc is maintained at a shorter predetermined value tmc_short (STEP 10).

このため、STEP12において、式(3a),(3b)により算出される目標車輪体速度Vw_cmd2_#は、異常の発生直後から大きな減速度合で素早く減衰していくこととなる。例えば、図11において、破線のグラフで例示する如く、目標車輪体速度Vw_cmd2_#が異常の発生直後から大きな減速度合で素早く減衰する。このため、車輪体5を素早く停止させることができる。なお、図11の矢印付きの破線Yは後述する変形態様に関するものである。   For this reason, in STEP 12, the target wheel speed Vw_cmd2_ # calculated by the equations (3a) and (3b) is quickly attenuated with a large deceleration immediately after the occurrence of the abnormality. For example, in FIG. 11, the target wheel body speed Vw_cmd2_ # is quickly attenuated with a large deceleration immediately after the occurrence of an abnormality, as exemplified by the broken line graph. For this reason, the wheel body 5 can be stopped quickly. In addition, the broken line Y with the arrow of FIG. 11 is related with the deformation | transformation aspect mentioned later.

また、本実施形態では、乗車/着地推定部62における推定処理において、電動モータ31R,31Lの通電電流の観測値及び指令値を利用することで、当該推定処理に専用的なセンサを必要とせずに、乗車状態であるか否かの推定と、乗員の少なくとも1つの脚が着地されたか否かの推定とを高い信頼性で行うことができる。   Further, in the present embodiment, in the estimation process in the boarding / landing estimation unit 62, the observation value and the command value of the electric currents of the electric motors 31R and 31L are used, so that no dedicated sensor is required for the estimation process. In addition, it is possible to perform the estimation of whether or not the vehicle is in a riding state and the estimation of whether or not at least one leg of the occupant has landed with high reliability.

なお、以上説明した実施形態では、車両1の空車状態において、該車両1の異常が発生した場合に、減速調整パラメータtmcの値(=tmc_short)により規定される一定の減衰度合で目標車輪体速度Vw_cmd_#(#=x,y)を減少させていくようにした。   In the embodiment described above, when an abnormality of the vehicle 1 occurs in an empty state of the vehicle 1, the target wheel body speed is maintained at a constant degree of attenuation defined by the value of the deceleration adjustment parameter tmc (= tmc_short). Vw_cmd_ # (# = x, y) was decreased.

ただし、車両1の空車状態において、該車両1の異常が発生した場合には、目標車輪体速度Vw_cmd_#(#=x,y)を、図11の矢印付きの破線Yで示す如く、直ちに(瞬時に)ゼロにするようにしてもよい。換言すれば、目標車輪体速度Vw_cmd_#(#=x,y)を実質的に無限大の減衰度合でゼロまで減少させるようにしてもよい。これにより、空車状態の車両1の車輪体5の移動を最大限に素早く停止させることができる。   However, when an abnormality occurs in the vehicle 1 in an empty state of the vehicle 1, the target wheel body speed Vw_cmd_ # (# = x, y) is immediately (as indicated by the broken line Y with an arrow in FIG. It may be set to zero (instantly). In other words, the target wheel speed Vw_cmd_ # (# = x, y) may be decreased to zero with a virtually infinite degree of attenuation. Thereby, the movement of the wheel body 5 of the vehicle 1 in an empty state can be stopped as quickly as possible.

また、前記実施形態では、車両1の異常が発生した場合に、目標車輪体速度Vw_cmd_#(#=x,y)を指数関数状に減衰させる形態を例示した。ただし、目標車輪体速度Vw_cmd_#の減衰形態は、直線状の減衰形態であってもよく、あるいは、指数関数状以外の曲線状(凸型の二次関数状等)の減衰形態であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, when abnormality of the vehicle 1 generate | occur | produced, the form which attenuate | damps target wheel body speed Vw_cmd_ # (# = x, y) in the form of an exponential function was illustrated. However, the attenuation form of the target wheel speed Vw_cmd_ # may be a linear attenuation form, or may be a curved form other than an exponential function (such as a convex quadratic function). Good.

また、前記実施形態では、搭乗部3がシートである車両1について説明したが、搭乗部3は、乗員が起立した状態でその両足部を載せるように構成されたものであってもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the vehicle 1 whose boarding part 3 is a sheet | seat, the boarding part 3 may be comprised so that the both legs may be mounted in the state which the passenger | crew stood up.

また、前記実施形態では、搭乗部3が基体9と一体に傾動する車両1について説明したが、例えば、基体とこれに組み付けられた移動部とが床面に対して傾動せず、基体に対して搭乗部が傾動するように車両を構成することも可能である。   In the above-described embodiment, the vehicle 1 in which the riding section 3 tilts integrally with the base body 9 has been described. For example, the base body and the moving part assembled to the base body do not tilt with respect to the floor surface. It is also possible to configure the vehicle so that the riding section tilts.

また、前記実施形態では、電動モータ31R,31Lの通電電流の観測値及び指令値を用いて乗車状態であるか否かの推定と、乗員の少なくともいずれか1つの脚が着地されたか否かの推定を行うようにしたが、適宜の荷重センサ、あるいは、車載カメラの撮像画像等を使用して、上記の推定を行うようにすることも可能である。さらに、乗員によるスイッチ操作等に基づき、上記の推定を行うようにすることも可能である。   Moreover, in the said embodiment, it is estimated whether it is in a boarding state using the observed value and command value of the electric current of electric motor 31R, 31L, and whether at least any one leg of the passenger | crew was landed. Although the estimation is performed, it is also possible to perform the above estimation using an appropriate load sensor or a captured image of a vehicle-mounted camera. Furthermore, it is possible to perform the above estimation based on a switch operation by an occupant.

このようにした場合、アクチュエータとして、電動モータ31R,31Lの代わりに油圧アクチュエータ等を使用することも可能である。   In such a case, a hydraulic actuator or the like can be used as the actuator instead of the electric motors 31R and 31L.

1…倒立振子型車両。3…乗員搭乗部、5…車輪体(移動部)、9…基体、31R,31L…電動モータ、50…制御装置(制御部)、62…乗車/着地推定部(着地推定部、乗員搭乗推定部)、74…異常時減速制御部。   1 ... Inverted pendulum type vehicle. DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Passenger boarding part, 5 ... Wheel body (moving part), 9 ... Base | substrate, 31R, 31L ... Electric motor, 50 ... Control apparatus (control part), 62 ... Boarding / landing estimation part (landing estimation part, passenger boarding estimation) Part), 74 ... deceleration control part at the time of abnormality.

Claims (17)

床面上を全方位に移動可能な移動部と、前記移動部を駆動するアクチュエータと、前記移動部及びアクチュエータが組み付けられた基体と、鉛直方向に対して傾動自在に前記基体に組み付けられた乗員搭乗部と、前記アクチュエータの動作を制御する制御部とを備える倒立振子型車両であって、
前記制御部は、前記移動部の移動中に該移動部の移動を停止すべき異常が発生した場合に、前記移動部を互いに異なる第1の減速度合及び第2の減速度合のうちの相対的に小さい第1の減速度合で減速させるように前記アクチュエータの動作を制御する第1減速制御処理を実行し、次いで、前記移動部を相対的に大きい前記第2の減速度合で減速させて停止させるように前記アクチュエータの動作を制御する第2減速制御処理を実行するように構成された異常時減速制御部を含むことを特徴とする倒立振子型車両。
A moving part that can move in all directions on the floor, an actuator that drives the moving part, a base body on which the moving part and the actuator are attached, and an occupant that is attached to the base body so as to be tiltable with respect to the vertical direction An inverted pendulum type vehicle comprising a boarding unit and a control unit that controls the operation of the actuator,
When an abnormality that should stop the movement of the moving unit occurs during the movement of the moving unit, the control unit determines that the moving unit is a relative one of the first deceleration rate and the second deceleration rate that are different from each other. A first deceleration control process for controlling the operation of the actuator so as to decelerate at a small first deceleration rate, and then decelerate and stop the moving unit at a relatively large second deceleration rate. As described above, the inverted pendulum type vehicle includes an abnormal deceleration control unit configured to execute a second deceleration control process for controlling the operation of the actuator.
請求項1記載の倒立振子型車両において、
前記異常時減速制御部は、前記異常の発生後の経過時間と、前記第1減速制御処理で逐次決定する前記移動部の速度指令値とのうちの少なくともいずれか一方に関する所定の条件が成立することを必要条件として、前記第1減速制御処理から第2減速制御処理への切替えを行うように構成されており、前記所定の条件は、両脚を床面に接地させずに当該車両に搭乗している乗員が、前記異常の発生後、前記所定の条件が成立するまでの期間内に、該乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させ得るように設定されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 1,
The abnormality deceleration control unit satisfies a predetermined condition regarding at least one of an elapsed time after the occurrence of the abnormality and a speed command value of the moving unit that is sequentially determined in the first deceleration control process. As a necessary condition, switching from the first deceleration control process to the second deceleration control process is performed, and the predetermined condition is that the vehicle rides on the vehicle without grounding both legs to the floor. The inverted passenger is set so that the passenger can land at least one leg on the floor surface within a period until the predetermined condition is satisfied after the occurrence of the abnormality. Pendulum type vehicle.
請求項2記載の倒立振子型車両において、
前記所定の条件は、前記異常の発生後の経過時間と、前記移動部の速度指令値との両方に関する条件であることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 2,
The inverted pendulum type vehicle characterized in that the predetermined condition is a condition relating to both an elapsed time after the occurrence of the abnormality and a speed command value of the moving unit.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の倒立振子型車両において、
前記異常の発生後、前記第1減速制御処理の実行中に、両脚を床面に接地させずに当該車両に搭乗している乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定する着地推定部をさらに備えており、
前記異常時減速制御部は、前記着地推定部による推定結果が、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたことを示す推定結果になることを必要条件として前記第1減速制御処理から前記第2減速制御処理への切替えを行うように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
In the inverted pendulum type vehicle according to any one of claims 1 to 3,
After the occurrence of the abnormality, during execution of the first deceleration control process, it is estimated whether or not an occupant on the vehicle has landed at least one leg on the floor without touching both legs to the floor. And a landing estimation unit
From the first deceleration control process, the abnormal-time deceleration control unit assumes that the estimation result by the landing estimation unit is an estimation result indicating that the occupant has landed at least one leg on the floor surface. An inverted pendulum type vehicle configured to perform switching to the second deceleration control process.
請求項4記載の倒立振子型車両において、
前記アクチュエータは電動モータであり、
前記着地推定部は、少なくとも前記電動モータの通電電流の観測値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 4,
The actuator is an electric motor;
The landing estimation unit is configured to estimate whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on at least an observation value of an energization current of the electric motor. Inverted pendulum type vehicle.
請求項5記載の倒立振子型車両において、
前記着地推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値と、前記制御部により決定される前記電動モータの通電電流の指令値である電流指令値とに基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 5,
The landing estimator is configured so that the occupant has at least one leg based on an observed value of the energization current of the electric motor and a current command value that is a command value of the energization current of the electric motor determined by the control unit. An inverted pendulum type vehicle characterized by being configured to estimate whether or not the vehicle has landed on the floor surface.
請求項6記載の倒立振子型車両において、
前記着地推定部は、前記電流指令値のうちの、前記電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出して、該加減速電流成分を前記通電電流の観測値から差し引いてなる参照電流値に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を着地させたか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 6,
The landing estimation unit calculates an acceleration / deceleration current component for increasing / decreasing the driving force output by the electric motor in the current command value, and subtracts the acceleration / deceleration current component from the observed value of the energization current. An inverted pendulum type vehicle configured to estimate whether or not the occupant has landed at least one leg based on a reference current value.
請求項5記載の倒立振子型車両において、
2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成されており、
前記着地推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれの通電電流の観測値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向参照電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向参照電流値との組に変換する処理を実行し、該第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 5,
The two electric motors include the two electric motors, and a driving force that moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in all directions. Is generated according to the sum of the driving forces output, and the driving force for moving the moving portion in the second direction is generated according to the difference between the driving forces output by the two electric motors. , A power transmission system between the moving unit and the two electric motors is configured,
The landing estimation unit is a first direction reference current value, which is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the first direction, based on the set of observation values of the energization currents of the two electric motors. And a second direction reference current value that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the second direction, and the first direction reference current value and the second direction An inverted pendulum type vehicle configured to estimate whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on at least one of reference current values.
請求項6記載の倒立振子型車両において、
2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成されており、
前記着地推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれの通電電流の観測値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向電流値との組に変換する処理と、前記2つの電動モータのそれぞれの電流指令値のうちの、当該それぞれの電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出する処理と、前記2つの電動モータのそれぞれの前記加減速電流成分の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向加減速電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向加減速電流値との組に変換する処理とを実行し、前記第1方向電流値から前記第1方向加減速電流値を差し引いてなる第1方向参照電流値と、前記第2方向電流値から前記第2方向加減速電流値を差し引いてなる第2方向参照電流値とのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 6,
The two electric motors include the two electric motors, and a driving force that moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in all directions. Is generated according to the sum of the driving forces output, and the driving force for moving the moving portion in the second direction is generated according to the difference between the driving forces output by the two electric motors. , A power transmission system between the moving unit and the two electric motors is configured,
The landing estimation unit includes a first direction current value that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the first direction, based on a set of observation values of the energization currents of the two electric motors. Among the current command values of the two electric motors, a process of converting into a pair with a second direction current value that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the second direction, A process of calculating acceleration / deceleration current components for increasing / decreasing the driving force output by each of the electric motors and a set of the acceleration / deceleration current components of the two electric motors in the first direction are moved in the first direction. A first direction acceleration / deceleration current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving part, and a second direction acceleration / deceleration current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving part in the second direction; To convert to pairs And the first direction reference current value obtained by subtracting the first direction acceleration / deceleration current value from the first direction current value, and the second direction acceleration / deceleration current value obtained by subtracting the second direction acceleration / deceleration current value from the second direction current value. An inverted pendulum configured to estimate whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on at least one of the second direction reference current values Type vehicle.
請求項7記載の倒立振子型車両において、
2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータの出力トルクの総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータの出力トルクの差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成されており、
前記着地推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれについて算出した前記参照電流値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向参照電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向参照電流値との組に変換する処理を実行し、該第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記乗員が少なくとも1つの脚を床面に着地させたか否かを推定することを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 7,
The two electric motors include the two electric motors, and a driving force that moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in all directions. And the moving unit and the moving unit so that a driving force for moving the moving unit in the second direction is generated according to a difference between output torques of two electric motors. A power transmission system between two electric motors is configured,
The landing estimation unit is a first direction reference current that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the first direction, based on the set of reference current values calculated for each of the two electric motors. And a second direction reference current value, which is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the second direction, is converted into a set of the first direction reference current value and the second direction reference current value. An inverted pendulum type vehicle characterized by estimating whether or not the occupant has landed at least one leg on the floor surface based on at least one of the direction reference current values.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の倒立振子型車両において、
当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定する乗員搭乗推定部をさらに備えており、
前記異常時減速制御部は、前記異常が発生した場合に、前記乗員搭乗推定部による推定結果が、当該車両に乗員が搭乗していることを示す推定結果となることを必要条件として、前記第1減速制御処理及び第2減速制御処理を順次実行し、前記異常が発生した場合に、前記乗員搭乗推定部による推定結果が、当該車両に乗員が搭乗していないことを示す推定結果となる場合には、前記移動部を前記第1の減速度合よりも大きい第3の減速度合で減速させて停止させるように前記アクチュエータの動作を制御する第3減速制御処理を実行するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
In the inverted pendulum type vehicle according to any one of claims 1 to 10,
An occupant boarding estimation unit for estimating whether the occupant is on board the vehicle,
When the abnormality occurs, the deceleration control unit at the time of abnormality is based on the precondition that the estimation result by the occupant boarding estimation unit becomes an estimation result indicating that the occupant is on the vehicle. When the first deceleration control process and the second deceleration control process are sequentially executed and the abnormality occurs, the estimation result by the occupant boarding estimation unit is an estimation result indicating that the occupant is not on the vehicle. Is configured to execute a third deceleration control process for controlling the operation of the actuator so as to decelerate and stop the moving unit at a third deceleration rate greater than the first deceleration rate. An inverted pendulum type vehicle characterized by that.
請求項11記載の倒立振子型車両において、
前記アクチュエータは電動モータであり、
前記乗員搭乗推定部は、少なくとも前記電動モータの通電電流の観測値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 11,
The actuator is an electric motor;
The occupant boarding estimation unit is configured to estimate whether or not an occupant is boarding the vehicle based on at least an observation value of an energization current of the electric motor. .
請求項12記載の倒立振子型車両において、
前記乗員搭乗推定部は、前記電動モータの通電電流の観測値と、前記制御部により決定される前記電動モータの通電電流の指令値である電流指令値とに基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 12,
The occupant boarding estimation unit is configured to allow the occupant to board the vehicle based on the observed value of the energization current of the electric motor and a current command value that is a command value of the energization current of the electric motor determined by the control unit. An inverted pendulum type vehicle characterized by being configured to estimate whether or not
請求項13記載の倒立振子型車両において、
前記乗員搭乗推定部は、前記電流指令値のうちの、前記電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出して、該加減速電流成分を前記通電電流の観測値から差し引いてなる参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 13,
The occupant boarding estimation unit calculates an acceleration / deceleration current component for increasing / decreasing driving force output from the electric motor in the current command value, and calculates the acceleration / deceleration current component from the observed value of the energization current. An inverted pendulum type vehicle configured to estimate whether or not an occupant is on board the vehicle based on a subtracted reference current value.
請求項12記載の倒立振子型車両において、
2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成されており、
前記乗員搭乗推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれの通電電流の観測値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向参照電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向参照電流値との組に変換する処理を実行し、該第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 12,
The two electric motors include the two electric motors, and a driving force that moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in all directions. Is generated according to the sum of the driving forces output, and the driving force for moving the moving portion in the second direction is generated according to the difference between the driving forces output by the two electric motors. , A power transmission system between the moving unit and the two electric motors is configured,
The occupant boarding estimation unit is a first direction reference current, which is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the first direction, based on a set of observation values of the energization currents of the two electric motors. And a second direction reference current value, which is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the second direction, is converted into a set of the first direction reference current value and the second direction reference current value. An inverted pendulum type vehicle configured to estimate whether an occupant is on the vehicle based on a direction reference current value.
請求項13記載の倒立振子型車両において、
2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータがそれぞれ出力する駆動力の差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成されており、
前記乗員搭乗推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれの通電電流の観測値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向電流値との組に変換する処理と、前記2つの電動モータのそれぞれの電流指令値のうちの、当該それぞれの電動モータが出力する駆動力の増減のための加減速電流成分を算出する処理と、前記2つの電動モータのそれぞれの前記加減速電流成分の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向加減速電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向加減速電流値との組に変換する処理とを実行し、前記第1方向電流値から前記第1方向加減速電流値を差し引いてなる第1方向参照電流値と、前記第2方向電流値から前記第2方向加減速電流値を差し引いてなる第2方向参照電流値とに基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 13,
The two electric motors include the two electric motors, and a driving force that moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in all directions. Is generated according to the sum of the driving forces output, and the driving force for moving the moving portion in the second direction is generated according to the difference between the driving forces output by the two electric motors. , A power transmission system between the moving unit and the two electric motors is configured,
The occupant boarding estimation unit is a first directional current value that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the first direction, based on a set of observation values of the energization currents of the two electric motors. And a process of converting into a pair of a second direction current value that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the second direction, and a current command value of each of the two electric motors , A process of calculating acceleration / deceleration current components for increasing / decreasing the driving force output by the respective electric motors, and a set of the acceleration / deceleration current components of the two electric motors in the first direction. A first direction acceleration / deceleration current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit and a second direction acceleration / deceleration current value that is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the second direction Convert to pair The first direction reference current value obtained by subtracting the first direction acceleration / deceleration current value from the first direction current value, and the second direction acceleration / deceleration current value from the second direction current value. An inverted pendulum type vehicle configured to estimate whether or not an occupant is on the vehicle based on the second direction reference current value.
請求項14記載の倒立振子型車両において、
2つの前記電動モータを備えると共に、前記全方位に含まれる互いに直交する第1の方向及び第2の方向のうちの第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、前記2つの電動モータの出力トルクの総和に応じて発生すると共に、前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力が、2つの電動モータの出力トルクの差に応じて発生するように、前記移動部と前記2つの電動モータとの間の動力伝達系が構成されており、
前記乗員搭乗推定部は、前記2つの電動モータのそれぞれについて算出した前記参照電流値の組を、前記第1の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第1方向参照電流値と前記第2の方向に前記移動部を移動させる駆動力を発生させる電流成分である第2方向参照電流値との組に変換する処理を実行し、該第1方向参照電流値及び第2方向参照電流値に基づいて、当該車両に乗員が搭乗しているか否かを推定するように構成されていることを特徴とする倒立振子型車両。
The inverted pendulum type vehicle according to claim 14,
The two electric motors include the two electric motors, and a driving force that moves the moving unit in a first direction out of a first direction and a second direction that are orthogonal to each other included in all directions. And the moving unit and the moving unit so that a driving force for moving the moving unit in the second direction is generated according to a difference between output torques of two electric motors. A power transmission system between two electric motors is configured,
The occupant boarding estimation unit is a first direction reference that is a current component that generates a driving force for moving the moving unit in the first direction, based on the set of reference current values calculated for each of the two electric motors. A process of converting into a set of a current value and a second direction reference current value, which is a current component that generates a driving force that moves the moving unit in the second direction, is performed, and the first direction reference current value and the first direction reference current value An inverted pendulum type vehicle configured to estimate whether an occupant is on the vehicle based on a two-direction reference current value.
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