JP2016088307A - 倒立二輪型移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】片側の車輪が移動できなくなったことが原因で旋回を行っている場合に、その旋回を抑制することを可能とする倒立二輪型移動体を提供すること。【解決手段】倒立二輪型移動体１は、倒立制御により倒立状態を維持しつつ、右車輪１４Ｒ及び左車輪１４Ｌを駆動モータによって独立に駆動させ、右車輪１４Ｒと左車輪１４Ｌとの速度差に応じて旋回を行う。倒立二輪型移動体１は、倒立二輪型移動体１のピッチ方向の角度を計測する姿勢角センサと、右車輪１４Ｒ及び左車輪１４Ｌの速度を検出する速度センサと、姿勢角センサが計測した角度の絶対値が所定値θ０未満であり、かつ速度センサが検出した右車輪１４Ｒの速度ｖＲと左車輪１４Ｌの速度ｖＬの和の大きさがｖ０よりも大きい場合に、右車輪１４Ｒと左車輪１４Ｌのうち、検出した速度の大きさが大きい方の車輪の速度を減速させる制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は倒立二輪型移動体に関する。

ユーザが搭乗して操作することが可能な倒立二輪型移動体が提案されている。

例えば、特許文献１においては、旋回面と車体の成す角度と旋回速度からピッチ角速度センサーに混入するヨーレートを求め、ピッチ角速度センサーで計測されるピッチ角度を較正する手段を設ける同軸二輪車が開示されている。この同軸二輪車は、ピッチ角度を較正することにより、旋回走行時にも安定な車両の制御を行うことを図っている。

特開２００７−０４５３３０号公報

倒立二輪型移動体が走行の際に、搭乗者の操作が原因ではなく車輪の故障や周囲の環境が原因となって片側の車輪が進めなくなるような状態が生じると、搭乗者の意思に関わらず、倒立二輪型移動体はその片側の車輪側に旋回する。このように、倒立二輪型移動体が予期せぬ旋回をすることを抑制するためには、倒立二輪型移動体が旋回を行っている場合に、搭乗者の操作が原因ではなく、片側の車輪が進めなくなったことが原因で旋回をしているか否かを判定する必要がある。

特許文献１にかかる同軸二輪車は、ピッチ角速度センサーで計測されるピッチ角度を較正することが可能であるものの、旋回の理由を判定するものではないため、上述の課題を解決するものではない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、片側の車輪が移動できなくなったことが原因で旋回を行っている場合に、その旋回を抑制することを可能とする倒立二輪型移動体を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる倒立二輪型移動体は、倒立制御により倒立状態を維持しつつ、右車輪及び左車輪をモータによって独立に駆動させ、前記右車輪と前記左車輪との速度差に応じて旋回を行う倒立二輪型移動体である。倒立二輪型移動体は、前記倒立二輪型移動体のピッチ方向の角度を計測する角度計測センサと、前記右車輪及び前記左車輪の速度を検出する速度検出センサと、前記角度計測センサが計測した前記角度の絶対値が第１の所定値未満であり、かつ前記速度検出センサが検出した前記右車輪の速度と前記左車輪の速度の和の絶対値が第２の所定値よりも大きい場合に、前記右車輪と前記左車輪のうち、検出した前記速度の大きさが大きい方の車輪の速度を減速させる制御部と、を備える。

角度計測センサが計測したピッチ方向の角度が第１の所定値以上である場合には、倒立二輪型移動体は水平な状態からピッチ方向に所定の角度傾いている。つまり、倒立二輪型移動体の搭乗者は前傾又は後傾の状態をとることで、自身の重心を前方又は後方に移動させて、倒立二輪型移動体を前後方向に移動させていると考えられる。ここで、搭乗者が前進又は後退を伴う旋回を行う場合には、速度検出センサが検出した右車輪の速度と左車輪の速度の和の絶対値は、第２の所定値よりも大きくなる（速度和の絶対値が大きい）と考えられる。

逆に、角度計測センサが計測したピッチ方向の角度が第１の所定値未満である場合には、倒立二輪型移動体は地面に対して略水平な状態であると考えられる。つまり、搭乗者は前傾又は後傾の姿勢をとらず、地面に略垂直な姿勢で倒立二輪型移動体に搭乗していると考えられる。この場合には、搭乗者は倒立二輪型移動体の前進又は後退を行おうとはしていない。また、左右の車輪とも正常に動作しており、搭乗者が倒立二輪型移動体を旋回中心とした倒立二輪型移動体の旋回（前進又は後退を伴わない旋回）を行う場合には、速度検出センサが検出した右車輪の速度と左車輪の速度の和の絶対値は第２の所定値以下である（速度和の絶対値が小さい）と考えられる。

従って、角度計測センサが計測したピッチ方向の角度の大きさが第１の所定値未満であり、かつ速度検出センサが検出した右車輪の速度と左車輪の速度の和の絶対値が第２の所定値よりも大きい場合は、以下の状態が想定される。つまり、搭乗者が倒立二輪型移動体の前進又は後退を伴う旋回を行おうとしていないにも関わらず、一方の車輪が移動できなくなったか、又は他方の車輪の速度が本来の速度よりも大きくなったことが原因で、倒立型二輪移動体は前進又は後退を伴う旋回を行おうとしている状態が想定される。この場合、制御部は、右車輪と左車輪のうち、検出した速度の大きさが大きい方の車輪の速度を減速させる。従って、片側の車輪が移動できなくなったことが原因で旋回を行っている場合に、その旋回を抑制することができる。

本発明により、片側の車輪が移動できなくなったことが原因で旋回を行っている場合に、その旋回を抑制することを可能とする倒立二輪型移動体を提供することができる。

実施の形態１にかかる倒立二輪型移動体の概略図である。 実施の形態１にかかる倒立二輪型移動体の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる制御部の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 実施の形態１において、搭乗者が、前進しながら旋回をさせるように移動体を制御している場合の一例である。 図４の状態におけるピッチ角度の一例である。 実施の形態１において、搭乗者が、前進又は後退を伴わない旋回をさせるように移動体を制御している場合の一例である。 図６の状態におけるピッチ角度の一例である。 実施の形態１にかかる制御部の制御を示すフローチャートである。 実施の形態２において、旋回の指示装置である押しボタンをベースフレームに設けた状態を示している。

［実施の形態１］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１に示すように、倒立二輪型移動体１（以下、移動体１と記載）は、ベースフレーム１１とグリップ部１２とステップ部１３と車輪１４Ｒ及び１４Ｌを備える。移動体１は、倒立制御により倒立状態を維持しつつ、車輪１４Ｒ及び１４Ｌをモータによって駆動することができる二輪車である。

なお、図１におけるｘ軸は前後方向、ｙ軸は左右方向、ｚ軸は上下方向を示す。また、ピッチ方向（ｙ軸を中心として回転する方向）において、水平面を基準としたときに、仰角方向（即ち、前部が後部よりも高くなる方向）を−（マイナス）で示し、俯角方向（即ち、後部が前部よりも高くなる方向）を＋（プラス）で示している。以上の設定を、以下の説明及び図示においても用いる。

ベースフレーム１１は、移動体１の前部を構成しているハンドルであり、ベースフレーム１１の下部に設けられた移動体１の本体部（図示せず）と連結されている。ベースフレーム１１は、前後又は左右に傾けることが可能である。グリップ部１２は、ベースフレーム１１の上部を構成する部品であり、搭乗者Ｐが搭乗の際に手で握ることができる。搭乗者Ｐは、グリップ部１２を握ってベースフレーム１１を左右いずれかに傾けることにより、左右いずれかの方向に移動体１を旋回させる。このように、ベースフレーム１１は、旋回の指示装置として機能する。

ステップ部１３は、ベースフレーム１１の後下部に連結されており、搭乗者Ｐが搭乗の際に両足を乗せて搭乗するものである。ステップ部１３の下部には、移動体１の本体部が連結されている。ステップ部１３（さらにいえば移動体１全体）は、図１におけるピッチ方向に傾斜可能である。つまり、ステップ部１３は、その前部１３ａが後部１３ｂに対して高くなるか、又はその後部１３ｂが前部１３ａに対して高くなる姿勢をとることができる。なお、図１においてステップ部１３は水平な状態（即ち、前部１３ａと後部１３ｂとの高さがほぼ同じ状態）にある。

車輪１４Ｒは、ベースフレーム１１の右下部に回転自在に支持された右駆動輪であり、車輪１４Ｌは、ベースフレーム１１の左下部に回転自在に支持された左駆動輪である。一対の車輪１４Ｒ及び１４Ｌは、ベースフレーム１１の走行方向（ｘ軸方向）と直交する方向（ｙ軸方向）の両側において、同軸上に配置されている。

図２は、移動体１の概略的なシステム構成を示すブロック図である。移動体１は、姿勢角センサ２１と制御部２２と駆動回路２３Ｒ及び２３Ｌと車輪駆動ユニット２４Ｒ及び２４Ｌとバッテリ２５と速度センサ２６Ｒ及び２６Ｌを備える。以上のシステムは、移動体１の本体部に設けられている。

姿勢角センサ２１は、ベースフレーム１１の角度を検出し、検出結果を制御部２２に出力する。例えば、姿勢角センサ２１は、ジャイロセンサ、加速度センサ等から構成され、ベースフレーム１１の傾斜角度、傾斜角速度、傾斜角加速度、傾斜加速度等の姿勢情報を検出することができる。姿勢角センサ２１が測定可能な傾斜方向は、ピッチ方向やロール方向（ｘ軸を中心として回転する方向）である。

姿勢角センサ２１は、ベースフレーム１１の左右（ロール方向）への傾きを検出することにより、左右いずれかの方向に移動体１を旋回させる指示がなされたことを検出し、指示された旋回方向を制御部２２に出力する。また、姿勢角センサ２１は、ベースフレーム１１の左右いずれかへの傾斜角を、旋回の度合いを示す旋回指示量として出力する。旋回指示量は、傾斜角が大きいほど大きい。ベースフレーム１１が左右いずれかに最大限傾斜した場合に、旋回指示量は最大となる。

制御部２２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算回路２２ａと、各種制御プログラムやデータなどが格納されたＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部２２ｂを備えている。制御部２２は、姿勢角センサ２１の検出結果や速度センサ２６Ｒ及び２６Ｌからの速度情報等に基づいて所定の演算処理を実行し、駆動回路２３Ｒ及び２３Ｌに必要なトルク情報を生成する。制御部２２は、生成したトルク情報をトルク指令信号として駆動回路２３Ｒ及び２３Ｌに出力する。このトルク指令信号により制御部２２が駆動モータ２４ａ及び２４ｃの駆動を制御することで、移動体１は倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う。

搭乗者Ｐが搭乗姿勢を変化することにより搭乗者Ｐや荷物等の合成重心を変化させた場合、姿勢角センサ２１は、ベースフレーム１１の傾斜角度が変化したことを検出し、検出結果を制御部２２に出力する。制御部２２は、検出結果に基づき、合成重心位置が移動したことを検出して、合成重心位置が移動した方向に移動体１を動かすように、駆動回路２３Ｒ及び２３Ｌに必要なトルク情報を生成する。具体的には、合成重心位置がステップ部１３の中央から前側に移動した場合に、制御部２２は、移動体１を前方に動かすようなトルク情報を生成する。逆に、合成重心位置がステップ部１３の中央から後側に移動した場合に、制御部２２は、移動体１を後方に動かすようなトルク情報を生成する。なお、合成重心位置がステップ部１３の中央にある場合には、制御部２２は移動体１を移動させない。換言すれば、制御部２２は、合成重心位置を車輪１４Ｒ及び１４Ｌが追い越そうとするように、移動体１の動作を制御する。

また、搭乗者Ｐがベースフレーム１１を左右いずれかに傾斜した場合に、姿勢角センサ２１は、指示された旋回方向及び旋回指示量を制御部２２に出力する。制御部２２は、検出結果に基づき、指示があった方向に旋回指示量分だけ移動体１を旋回させるように、駆動回路２３Ｒ及び２３Ｌに必要なトルク情報を生成する。

駆動回路２３Ｒは、制御部２２からのトルク指令信号に基づいて、車輪駆動ユニット２４Ｒを駆動する駆動電流を出力し、駆動回路２３Ｌは、制御部２２からのトルク指令信号に基づいて、車輪駆動ユニット２４Ｌを駆動する駆動電流を出力する。各駆動回路２３Ｒ、２３Ｌは、各車輪１４Ｒ、１４Ｌの回転速度や回転方向等を独立して制御するものであり、これらに各車輪駆動ユニット２４Ｒ、２４Ｌが個別に接続されている。

車輪駆動ユニット２４Ｒは、車輪１４Ｒを独立して回転駆動し、車輪駆動ユニット２４Ｌは、車輪１４Ｌを独立して回転駆動することができる。制御部２２は、車輪１４Ｒの回転速度及び車輪１４Ｌの回転速度を、移動体１が前後方向に進む量と左右方向に旋回する量に基づいて決定する。具体的には、移動体１が前進している際、車輪１４Ｒが車輪１４Ｌよりも速度が大きい場合に、移動体１は左に旋回し、車輪１４Ｌが車輪１４Ｒよりも速度が大きい場合に、移動体１は右に旋回する。このように、移動体１は、車輪１４Ｒと車輪１４Ｌとの速度差に応じて旋回を行うことができる。

各車輪駆動ユニット２４Ｒ、２４Ｌは、例えば、各駆動モータ２４ａ、２４ｃと、その各駆動モータ２４ａ、２４ｃの回転軸に動力伝達可能に連結された各減速ギア２４ｂ、２４ｄによって構成することができる。なお、各駆動モータ２４ａ、２４ｃは、ベースフレーム１１に連結されたフレームにより、その位置が固定されている。

バッテリ２５は、制御部２２、車輪駆動ユニット２４Ｒ及び２４Ｌ、その他の電子機器、電気装置等に対して電力を供給する。

速度センサ２６Ｒは、車輪１４Ｒの速度情報を検出して制御部２２に出力し、速度センサ２６Ｌは、車輪１４Ｌの速度情報を検出して制御部２２に出力する。例えば、各速度センサ２６Ｒ、２６Ｌは、各駆動モータ２４ａ、２４ｃの回転情報（例えば回転数、回転角速度等の情報）を取得し、その回転情報に基づいて、各車輪１４Ｒ、１４Ｌの速度情報を検出する。

図３は、制御部２２の概略的なシステム構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御部２２は、角度判定部３１と速度判定部３２と速度制御部３３を有する。制御部２２の各部は、それぞれ演算回路２２ａ及び記憶部２２ｂにより構成される。

角度判定部３１は、姿勢角センサ２１の検出結果に基づき、移動体１におけるピッチ方向の角度θ（ピッチ角θ）の絶対値（角度θの大きさ）が所定値θ_０（θ_０＞０）未満であるか否かを判定する。ここで、移動体１が地面に対して水平である場合、ピッチ角は０°である。ピッチ角の正負については、上述で説明した通りである。

角度判定部３１は、ピッチ角θの絶対値が所定値θ_０以上であれば、搭乗者Ｐや荷物等の合成重心位置はステップ部１３の中央からずれていると判定する。この場合には、搭乗者Ｐが自身の重心をずらすことにより、移動体１を前進又は後退させる制御を実行している。例えば、移動体１を前方向に加速させる場合には、合成重心を移動体１の前方に位置させるため、搭乗者Ｐは前傾の姿勢をとる。逆に、移動体１を後方向に加速させる場合には、合成重心を移動体１の後方に位置させるため、搭乗者Ｐは後傾の姿勢をとる。

さらに、ピッチ角θの絶対値が所定値θ_０以上である状態として、移動体１の前進又は後退中に、移動体１が旋回をしている状態であることも考えられる。図４は、搭乗者Ｐが、移動体１の前進中に旋回をさせるように移動体１を制御している場合の一例である。搭乗者Ｐは、移動体１の車輪１４Ｌを旋回中心Ｏとして、移動体１が前進している状態から、移動体１を左に旋回させている。このとき、移動体１のピッチ角θは、例えば図５に示すように時間変化する。ここで搭乗者Ｐは、旋回の際に移動体１の動く方向を転換させるために後傾の姿勢をとるため、ピッチ角θは負の値となり、ピッチ角θの絶対値は所定値θ_０よりも大きい。なお、搭乗者Ｐが、移動体１が一定速度で後退中に旋回させるように移動体１を制御している場合、ピッチ角θは正の値であり、ピッチ角θの絶対値は所定値θ_０よりも大きい。以上に示した状態において、制御部２２は、車輪１４Ｒ及び１４Ｌにおける速度の制御を実行しない。

図３に戻り、説明を続ける。角度判定部３１は、ピッチ角θの絶対値が所定値θ_０未満であれば、搭乗者Ｐや荷物等の合成重心位置はステップ部１３の中央からずれていないと判定し、判定結果を速度判定部３２に出力する。

速度判定部３２は、角度判定部３１の判定結果に基づき、速度センサ２６Ｒから出力された車輪１４Ｒの前後方向の速度と速度センサ２６Ｌから出力された車輪１４Ｌの前後方向の速度との和の絶対値ｖ（速度和の大きさ）を算出する。車輪１４Ｒの前後方向の速度をｖ_Ｒ、車輪１４Ｌの前後方向の速度をｖ_Ｌとすると、速度和の絶対値ｖは
ｖ＝｜ｖ_Ｌ＋ｖ_Ｒ｜・・・（式１）
で表される。ここで｜ｖ_Ｌ＋ｖ_Ｒ｜は（ｖ_Ｌ＋ｖ_Ｒ）の絶対値である。そして、速度判定部３２は、速度和の絶対値｜ｖ｜が、所定の速さｖ_０（ｖ_０＞０）よりも大きいか否かを判定する。

図６は、搭乗者Ｐが、旋回中心Ｏを中心として移動体１を回転させるように制御している場合の一例である。搭乗者Ｐは、移動体１が略停止している状態から、移動体１の中心を旋回中心Ｏとして、移動体１を左に旋回させている。このとき、移動体１のピッチ角θは、例えば図７に示すように時間変化する。搭乗者Ｐは、前傾又は後傾の姿勢をとらず、地面に略垂直な姿勢をとって合成重心を移動体１の中央に位置させることにより、移動体１を前後方向に停止させている。このため、ピッチ角θは０に近い値であり、その絶対値は所定値θ_０よりも小さい。そして、車輪１４Ｒ及び１４Ｌが正常に動作しているとき、速度ｖ_Ｒと速度ｖ_Ｌは正負が逆であり、速度ｖ_Ｒと速度ｖ_Ｌの絶対値が略等しい値となるため、速度和の絶対値ｖは所定の速さｖ_０以下になる。この場合、制御部２２は、車輪１４Ｒ及び１４Ｌにおける速度の制御を実行しない。

これに対し、速度和の絶対値ｖが所定の速さｖ_０よりも大きい場合、移動体１は例えば図４に示す通り、移動体１の車輪１４Ｌを旋回中心Ｏとして左に旋回している。しかしながら、ピッチ角θの絶対値は、図７に示す通り所定値θ_０よりも小さい。この場合には、搭乗者Ｐが前進又は後退を伴う旋回をさせるように移動体１を制御していないにも関わらず、移動体１はそのような旋回を実行している。つまり、移動体１の車輪１４Ｌが故障（例えばロック）することにより移動できなくなったか、又は車輪１４Ｒの速度が本来の速度よりも大きい（例えば車輪１４Ｒの速度が急激に増加した）ことが原因で、移動体１は図４に示す旋回を行おうとしていると想定される。

速度和の絶対値ｖが所定の速さｖ_０よりも大きい場合、速度判定部３２は、車輪１４Ｒの速さ｜ｖ_Ｒ｜と車輪１４Ｌの速さ｜ｖ_Ｌ｜に関して、｜ｖ_Ｌ｜＞｜ｖ_Ｒ｜であるか否かを判定する。ここで｜ｖ_Ｒ｜は速度ｖ_Ｒの絶対値であり、｜ｖ_Ｌ｜は速度ｖ_Ｌの絶対値である。

速度制御部３３はその判定結果に基づき、車輪１４Ｒの速度ｖ_Ｒ又は車輪１４Ｌの速度ｖ_Ｌのうち速度の大きさが大きい方の車輪の速度を減速させるように、駆動回路２３Ｒ又は２３Ｌに必要なトルク情報を生成する。具体的に速度制御部３３は、｜ｖ_Ｌ｜＞｜ｖ_Ｒ｜であれば車輪１４Ｌの速度を減速させるように制御し、｜ｖ_Ｒ｜が｜ｖ_Ｌ｜以上であれば、車輪１４Ｒの速度を減速させるように制御する。

ここで、速度制御部３３は、姿勢角センサ２１が出力した旋回指示量に基づいて、減速させる車輪の速度を決定する。具体的には、減速前の車輪速度をｖ_１、減速後の車輪速度をｖ_２、現在出力された旋回指示量をｓｗ１、ベースフレーム１１が左右いずれかに最大限傾斜した場合の旋回指示量（最大旋回指示量）をｓｗｍａｘとする。また、最大旋回指示量ｓｗｍａｘがベースフレーム１１により指示されている場合の（ｖ_２／ｖ_１）の値を減速率ｄ（１＞ｄ＞０）とする。このとき、減速後の車輪速度ｖ_２は以下の式で求められる。
ｖ_２＝ｖ_１×（ｄ×（ｓｗ１／ｓｗｍａｘ））・・・（式２）
姿勢角センサ２１が旋回指示量を出力していない場合（即ち、姿勢角センサ２１が左右に傾いていない場合）には、旋回指示量ｓｗ１が０であるため、減速後の車輪速度ｖ_２は０となる。

次に、制御部２２が実行する具体的な車輪の速度制御について、図８を参照して説明する。図８には、移動体１に搭乗者Ｐが乗車して倒立制御がなされてから降車するまでの間にループして実行される移動体１の制御方法が示されている。なお、上述で既に説明した箇所については、詳細な説明を省略する。

まず、角度判定部３１は、姿勢角センサ２１の検出結果に基づき、移動体１におけるピッチ角θの絶対値が所定値θ_０（θ_０＞０）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定の詳細については上述の通りである。移動体１の速さが閾値未満でない場合（ステップＳ１のＮｏ）、角度判定部３１はステップＳ１の判定を繰り返し実行する。

ピッチ角θの絶対値が所定値θ_０以上である場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、角度判定部３１は、その判定結果を速度判定部３２に出力する。速度判定部３２は、その判定結果に応じて、車輪１４Ｒの速度ｖ_Ｒと車輪１４Ｌの速度ｖ_Ｌの和の絶対値ｖを算出し、速度和の絶対値ｖが所定の速さｖ_０（ｖ_０＞０）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。速度和の絶対値ｖが所定の速さｖ_０以下である場合（ステップＳ２のＮｏ）、制御部２２はステップＳ１に戻って判定を繰り返し実行する。

速度の和の絶対値ｖが所定の速さｖ_０よりも大きい場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、速度判定部３２は、車輪１４Ｒの速さ｜ｖ_Ｒ｜と車輪１４Ｌの速さ｜ｖ_Ｌ｜に関して、｜ｖ_Ｌ｜＞｜ｖ_Ｒ｜であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

｜ｖ_Ｌ｜＞｜ｖ_Ｒ｜である場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、速度制御部３３は、車輪１４Ｌの速度を減速させるように制御する（ステップＳ４）。｜ｖ_Ｒ｜が｜ｖ_Ｌ｜以上である場合（ステップＳ３のＮｏ）、速度制御部３３は、車輪１４Ｒの速度を減速させるように制御する（ステップＳ５）。減速させる車輪の速度は、（式２）に基づいて決定される。

このようにして、制御部２２は、ピッチ角θの絶対値が所定値θ_０未満であり、かつ車輪１４Ｒの速度ｖ_Ｒと車輪１４Ｌの速度ｖ_Ｌの和の絶対値が所定の速さよりも大きい場合は、車輪に異常が生じたと判定する。そして、制御部２２は、車輪１４Ｒと車輪１４Ｌのうち、検出した速度の大きさが大きい方の車輪の速度を減速させる。従って、片側の車輪が移動できなくなった、または片側の車輪速度が急激に増加することが原因で旋回を行っている場合に、その旋回を抑制することができる。搭乗者Ｐが移動体１を旋回しようとしている場合、片側の車輪が移動できなくなると、旋回中心が移動体１の中心からその片側の車輪にずれてしまう。このため、搭乗者Ｐが予期しない旋回を移動体１が行ってしまう。しかしながら、実施の形態１にかかる移動体１では、その旋回を抑制することができる。なお、この制御は、搭乗者Ｐが移動体１を旋回しようとしていない場合であっても実行できる。また、制御部２２は、移動体１が正常に旋回を行っている場合（図８におけるステップＳ１のＮｏ又はステップＳ２のＮｏの場合）には、車輪の速度を減速させる制御を行わない。

なお、実施の形態１では、ベースフレーム１１の傾斜角によって旋回指示量を決定している。この構成により、搭乗者Ｐは直感的な操作で移動体１の旋回を指示することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、ベースフレーム１１を旋回の指示装置とすることにより旋回の方向及び旋回指示量が決定される例を説明した。しかしながら、旋回の指示装置の例はこれに限られない。実施の形態２では、旋回の指示装置のバリエーションについて説明する。

例えば、搭乗者Ｐが操作可能な押しボタンにより旋回の方向及び旋回指示量が決定されてもよい。図９において、グリップ部１２には、右旋回を指示する右旋回指示ボタン３４Ｒと、左旋回を指示する左旋回指示ボタン３４Ｌとが旋回の指示装置として設けられている。

搭乗者Ｐは、右旋回指示ボタン３４Ｒを押下することで制御部２２に右旋回を指示する。右旋回の旋回指示量は、右旋回指示ボタン３４Ｒの押下量が大きいほど大きい。右旋回指示ボタン３４Ｒの押下量が最大になると、旋回指示量は最大になる。同様に、搭乗者Ｐは、左旋回指示ボタン３４Ｌを押下することで制御部２２に左旋回を指示する。左旋回の旋回指示量は、左旋回指示ボタン３４Ｌの押下量が大きいほど大きい。

なお、右旋回指示ボタン３４Ｒ及び左旋回指示ボタン３４Ｌが旋回のオン／オフを切り替える機能しか有さない場合に、指示ボタンが押下されたときに出力される旋回指示量は最大旋回指示量である。

このように、押しボタンで旋回の指示装置が構成されることにより、指示装置をシンプルかつ安価に実現することができる。

また、旋回の指示装置は、搭乗者Ｐが操作可能なジョイスティックであってもよい。このジョイスティックは、例えばグリップ部１２に設けることができる。搭乗者Ｐは、旋回の指示装置であるジョイスティックを右に傾かせることで、制御部２２に右旋回を指示する。同様に、搭乗者Ｐは、ジョイスティックを左に傾かせることで制御部２２に左旋回を指示する。右旋回又は左旋回の旋回指示量は、ジョイスティックの傾斜量が大きいほど大きい。ジョイスティックの押下量が最大になると、旋回指示量は最大になる。

このように、旋回の指示装置をジョイスティックで構成することにより、搭乗者Ｐは旋回したい方向にそのジョイスティックを倒すことで移動体１を旋回させることができる。そのため、搭乗者Ｐは直感的な操作で移動体１の旋回を指示することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、減速後の車輪速度ｖ_２を決定する方法は、（式２）に限られない。図８におけるフローでは、ステップＳ１とＳ２の処理の順番を入れ替えてもよい。また、ステップＳ３においては、｜ｖ_Ｒ｜＞｜ｖ_Ｌ｜であるか否かを判定してもよい。また、制御部２２が実行する処理は、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現させることも可能である。

１ 倒立二輪型移動体
１１ ベースフレーム
１２ グリップ部
１３ ステップ部
１３ａ 前部
１３ｂ 後部
１４Ｒ 右車輪
１４Ｌ 左車輪
２１ 姿勢角センサ
２２ 制御部
２２ａ 演算回路
２２ｂ 記憶部
２３Ｒ、２３Ｌ 駆動回路
２４Ｒ、２４Ｌ 車輪駆動ユニット
２４ａ、２４ｃ 駆動モータ
２４ｂ、２４ｄ 減速ギア
２５ バッテリ
２６Ｌ 速度センサ
２６Ｒ 速度センサ
３１ 角度判定部
３２ 速度判定部
３３ 速度制御部
３４Ｒ 右旋回指示ボタン
３４Ｌ 左旋回指示ボタン

Claims (1)

1. 倒立制御により倒立状態を維持しつつ、右車輪及び左車輪をモータによって独立に駆動させ、前記右車輪と前記左車輪との速度差に応じて旋回を行う倒立二輪型移動体であって、
   前記倒立二輪型移動体のピッチ方向の角度を計測する角度計測センサと、
   前記右車輪及び前記左車輪の速度を検出する速度検出センサと、
   前記角度計測センサが計測した前記角度の絶対値が第１の所定値未満であり、かつ前記速度検出センサが検出した前記右車輪の速度と前記左車輪の速度の和の絶対値が第２の所定値よりも大きい場合に、前記右車輪と前記左車輪のうち、検出した前記速度の大きさが大きい方の車輪の速度を減速させる制御部と、を備える
   倒立二輪型移動体。

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