JP2024038670A - 電動車両、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】利用者の利便性を向上させることができる電動車両、制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。【解決手段】自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御部と、自車両が前記第２の倒立状態において前記主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、を備える電動車両。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両、制御方法、およびプログラムに関する。

従来、倒立振子制御された駆動輪を有する車両（以下「倒立振子型車両」という。）が開発されている（例えば特許文献１参照）。倒立振子型車両は、乗用車などの一般的な車両とは異なって操縦方法が独特な乗り物であり、それ故に、その用途も様々である。例えば、独特な体感を楽しむためのレジャー用途として用いられたり、身体不自由者の移動を支援するための介護用途として用いられたりすることが想定される。

特許第７００９５３５号公報

倒立振子型車両は、上述のとおり、幅広い用途で用いられる可能性がある一方で、操縦方法が独特な乗り物である。そのため、倒立振子型車両のさらなる活用のために、操作性や安全性の面で、各種用途に応じた利便性の向上が望まれている。特に、近年、交通参加者の中でも脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化しており、この実現に向けて交通の安全性や利便性をより一層改善することが望まれている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、利用者の利便性を向上させることができる電動車両、制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。

この発明に係る電動車両、制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。

（１）：この発明の一態様に係る電動車両は、自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御部と、自車両が前記第２の倒立状態において前記主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、を備えるものである。

（２）：上記（１）の態様において、利用者が自車両に搭乗するための座席シートと、前記着地解除レバーおよび前記座席シートの位置を同期して調整する制御部と、をさらに備えるものである。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記リモコン装置は、前記リモコン装置が自車両の所定位置に設置されている場合に操作可能となるものである。

（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記着地解除レバーおよび前記座席シートを機械的に接続して駆動する駆動部の動作を制御することにより、前記着地解除レバーおよび前記座席シートの位置を調整するものである。

（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記着地解除レバーおよび前記座席シートをそれぞれ独立して駆動する各駆動部の動作を同期して制御することにより、前記着地解除レバーおよび前記座席シートの位置を調整するものである。

（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、右腕用の第１レバーおよび左腕用の第２レバーを前記着地解除レバーとして備え、前記座席シートは、前記制御部により前記第１レバーおよび前記第２レバーのいずれか一方に同期して移動するものであり、前記座席シートに同期して移動させるレバーは、予め前記第１レバーおよび前記第２レバーのうちからいずれか一方に選択されるものである。

（７）：上記（１）から（６）のいずれかの態様において、自車両に近接する車いすを検知する検知部をさらに備え、右腕用の第１レバーおよび左腕用の第２レバーを前記着地解除レバーとして備え、前記座席シートは、前記制御部により前記第１レバーおよび前記第２レバーのいずれか一方に同期して移動するものであり、前記制御部は、前記検知部により自車両に近接する車いすが検知された場合、前記第１レバーおよび前記第２レバーのうち、検知された前記車いすから遠い方のレバーを前記座席シートと同期して移動させるものである。

（８）：この発明の一態様に係る制御方法は、自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、自車両が第２の倒立状態において主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、を備える電動車両が、前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、前記主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る前記第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御を実行するものである。

（９）：この発明の一態様に係るプログラムは、自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、自車両が第２の倒立状態において主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、を備える電動車両に、前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、前記主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る前記第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御を実行させるためのものである。

上記（１）～（９）の態様によれば、倒立振子型車両の利用者の利便性を向上させることができる。

実施形態の倒立振子型車両の構成の概略を示す第１の外観図である。 実施形態の倒立振子型車両の構成の概略を示す第２の外観図である。 実施形態の倒立振子型車両の構成の概略を示す第３の外観図である。 実施形態の倒立振子型車両の利用状況の一例を示す図である。 全方向移動車輪の一例を示す図である。 倒立振子型車両の操縦方法の一例を説明する第１の図である。 倒立振子型車両の操縦方法の一例を説明する第２の図である。 実施形態の倒立振子型車両の機能構成の一例を示す図である。 倒立振子型車両について第１の制御例を示すフローチャートである。 倒立振子型車両について第２の制御例を示すフローチャートである。 倒立振子型車両が移動対象のアームレストを認識する他の方法の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の電動車両、制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

［概略］
図１～図３は、実施形態の倒立振子型車両１００（以下単に車両１００という）の構成の概略を示す外観図である。図１～図３は、それぞれ、車両１００の正面図、側面図、および背面図を表す。図１～図３に図示する車両１００は、車輪やモータ等の駆動機構を備えた車両基体１０に、座席シート２１や背もたれ２２のほか、ヘッドレスト２３、アームレスト２４などを有した搭乗部２０が備えられたものであり、バランス制御によって自律的に倒立状態を維持しながら移動することができる１人乗りの電動モビリティである。より具体的には、車両１００は、接地点を起点として前後左右の任意の方向に進み出すことを可能にする全方向移動車輪１０１を備え、自車両の進行方向や加速度を自車両のバランス状態に適応してフィードバック制御することにより倒立状態を維持することができるものである。このようなバランス制御により、車両１００は、倒立状態を維持しながら移動したり、その場に静止したりすることができる。車両１００は、このようなバランス制御のために、自車両のバランス状態を検知する不図示の各種センサを備えているものである。以下では、このようなバランス制御によって実現される車両１００の倒立状態を「第１の倒立状態」という。図１は、第１の倒立状態の車両１００を表すものである。

また、一方で、車両１００は、複数の補助輪１０２－１～１０２－４（以下総称して補助輪１０２という。）を備えており、補助輪１０２の支持によって自然にバランスがとられた形で倒立することも可能である。以下では、バランス制御を行うことなく、補助輪１０２によって車両１００が自然に倒立する状態を「第２の倒立状態」という。図２は、第２の倒立状態の車両１００を表すものである。例えば、車両１００は、第１の倒立状態では、補助輪１０２が接地しないように補助輪１０２を高い位置に保持し、第２の倒立状態に移行する際には、補助輪１０２が接地するように補助輪１０２を低い位置に移動させる。補助輪１０２は、このような位置変更のために上下方向の移動（矢印Ａ１）が制御可能に構成されるものである。また、本実施形態において、第２の倒立状態では補助輪１０２とともに全方向移動車輪１０１も接地するものとし、車両１００は、全方向移動車輪１０１の制御により、第２の倒立状態においても任意の方向に移動できるものとする。なお、補助輪１０２は、全方向移動車輪１０１の接地点と異なる複数の接地点を形成して第２の倒立状態を実現するための接地手段の一例である。

なお、第２の倒立状態では、車両基体１０の高さが低いほど移動時のバランスが安定する場合がある。そのため、車両基体１０は、第２の倒立状態での高さが、第１の倒立状態での高さよりも低くなるように、上下方向の移動を制御可能に構成されてもよい。この場合、車両１００は、車両基体１０の高さを低くしつつ、車両基体１０に対して補助輪１０２を下方向に移動させることで第２の倒立状態に移行することができる。なお、この場合、第１の倒立状態と第２の倒立状態とで全方向移動車輪１０１の接地状態は変わらないので、車両基体１０の高さを基準とすれば、第１の倒立状態から第２の倒立状態への移行は、全方向移動車輪１０１を上方向に移動させて、補助輪１０２を下方向に移動させることであるいうこともできる。そのため、車両基体１０の高さを変更するために、全方向移動車輪１０１は、車両基体１０に対する上下方向の移動（矢印Ａ２）を制御可能に構成されてもよい。

また、一方で、車両１００は、複数のストッパ１０３－１～１０３－４（以下総称してストッパ１０３という。）を備えており、ストッパ１０３の支持によって自車両が停車位置から移動することを防止し、当該停車位置に停留しつづけるようにすることが可能である。図３は、ストッパ１０３により停車位置に停留している状態の車両１００を表すものである。図示するストッパ１０３は、床面（地面）との摩擦力によって自車両の移動を防止するものであり、摩擦力の調整のために、上下方向の移動（矢印Ａ３）が制御可能に構成されるものである。なお、ストッパ１０３は、このような態様のものに限定されない。例えば、ストッパ１０３は、全方向移動車輪１０１や補助輪１０２の回転を抑止するロック機構であってもよいし、回転を抑制するブレーキ機構であってもよい。以下では、ストッパ１０３によって車両１００が停車位置に停留している状態を「第３の倒立状態」という。バランス制御は、第３の倒立状態において継続されてもよいし、一時停止されてもよい。

また、図１において、矢印Ａ４は、ヘッドレスト２３が背もたれ２２に対して上下に移動させることができることを表している。例えば、ヘッドレスト２３は、ガイド２３Ｇによって背もたれ２２に連結され、ガイド２３Ｇが背もたれ２２の内外方向にスライドすることによって、その高さが調整可能である。ヘッドレスト２３の高さ調整は、手動でのスライド操作によって行われてもよいし、モータ等の駆動部を制御することにより電動で行われてもよい。

また、図２において、矢印Ａ５は、アームレスト２４が背もたれ２２側の端部を支点として上下に回転させることができることを表している。また、本実施形態の車両１００において、アームレスト２４は、着地解除レバーとしても機能するように構成されたものである。着地解除レバーは、車両１００が第２の倒立状態において全方向移動車輪１０１以外の接地手段によって着地した状態（以下「着地状態」という。）の解除操作を受け付ける直線形状のレバーである。例えば、着地状態の解除操作は、アームレスト２４を矢印Ａ５のように上側に引き上げるように回転させる操作であってもよい。また、図２において、矢印Ａ６は、座席シート２１が、その基準位置２１ｂから車両基体１０に対して水平方向にスライド可能であることを表している。例えば図２の例において、基準位置２１ｂは、座席シート２１の移動可能範囲のうち最も背もたれ２２に近い側の位置であってもよい。また、図２は、車両１００において、車両基体１０が、正面方向にフットレスト２５を有することを表している。

また、図１～図３は、右腕用のアームレスト２４に、利用者（搭乗者）が車両１００の操作のために用いる操作パネル１１０が設置されていることを表している。例えば、操作パネル１１０は、ディスプレイや、ボタンやスイッチ、スピーカ、マイクなどを備え、車両１００の制御部（不図示）との間で車両１００の操作に関する情報の入出力を行うように構成される。操作パネル１１０は、例えば、制御部から出力された操作メニューの情報をディスプレイに表示させ、ボタンやスイッチにより、操作メニューに対する操作入力を受け付けてもよい。操作パネル１１０は、例えば、操作メニューの説明や各種効果音などを示す音声をスピーカから出力してもよいし、マイクを介して音声による操作入力を受け付けてもよい。なお、操作パネル１１０は、必ずしも右腕用のアームレスト２４に設置される必要はない。例えば、操作パネル１１０は、左腕用のアームレスト２４に設置されてもよいし、右腕用および左腕用の両方のアームレスト２４に設置されてもよいし、アームレスト２４から着脱可能であり、任意のアームレスト２４に収納可能なように構成されてもよい。操作パネル１１０は、車両１００から電力供給を受けるための電力線や、車両１００と通信したりするための通信線等により車両１００と有線接続されてもよいし、電池やモバイルバッテリ、無線通信インタフェースを内蔵している場合には車両１００から物理的に独立した装置として構成されてもよい。ここで、右腕用のアームレスト２４は「第１レバー」の一例であり、左腕用のアームレスト２４は「第２レバー」の一例である。

アームレスト２４から着脱可能な操作パネル１１０はいわゆるリモコン装置として構成されてもよい。以下、着脱可能な操作パネル１１０としてのリモコン装置をリモコン装置１１０と記載するとともに、実施形態の車両１００は操作パネル１１０としてリモコン装置１１０を備えるものとする。従来、このような倒立振子型車両１００において、リモコン装置１１０は、車両１００の奥まった場所に配置されることが多いことから操作がしづらく不便であった。また、本実施形態の倒立振子型車両１００のように、座席シート２１が水平方向にスライド可能である場合、座席シート２１の位置によっては、リモコン装置１１０の操作がさらに難しくなる場合も想定される。そこで、本実施形態の車両１００は、アームレスト２４の先端側（回転支点とは逆側の端部）にリモコン装置１１０を備え、アームレスト２４が座席シート２１の移動に同期して移動するように構成されることにより、利用者の利便性を向上することができる。

上述した全方向移動車輪１０１、補助輪１０２、ストッパ１０３、ヘッドレスト２３の上下移動、アームレスト２４の回転移動、座席シート２１の水平移動に関し、車両１００は、レールやガイド、ギヤ、駆動輪、モータ等の変位機構（不図示）を有しているものとする。変位機構は、上述の上下移動、回転移動、水平移動を実現できるものであれば特定のものに限定されない。また、ここでいう変位とは物体の位置や向きが変化することを意図するものであり、外力や応力等によって物体自体が変形またはひずみを生じることを意味しないものとする。変位機構は、上下移動、回転移動、水平移動の移動種別ごとに設けられてもよいし、移動させる対象の部位ごとに設けられてもよい。また、複数の変位機構を構成する場合、一の変位機構は、一部の部品を他の変位機構と共用する形で構成されてもよい。

図４は、利用者が離地状態の車両１００に搭乗している様子を表したイメージ図である。上述のとおり、離地状態ではバランス制御が必要になる。図４は、車両１００が全方向移動車輪１０１を制御することにより、自車両のバランスを維持している状況をイメージしたものである。この状況において、利用者が操縦操作を行えば、車両１００はバランスを取りながら自車両を支持された進行方向に走行させる一方、利用者が操縦操作を行わなければ、車両１００はその場でバランスをとりながら倒立し続ける。なお、本実施形態の車両１００は、全方向移動車輪１０１として全方向移動車輪を備えるものである。この構成により、実施形態の車両１００は、その場倒立の状態から、３６０度の任意方向に進み出すことができるものである。以下、全方向移動車輪１０１としての全方向移動車輪を全方向移動車輪１０１と記載する。

図５は、全方向移動車輪１０１の構成の概略を示す図である。全方向移動車輪１０１は、例えば、大径車輪１０１Ａと、大径車輪１０１Ａの円周に沿って配置された複数の小径車輪１０１Ｂとを備える。大径車輪１０１Ａは、主に前後方向への直進移動を実現する車輪である。小径車輪１０１Ｂは、大径車輪１０１Ａの回転方向（円周方向；矢印ＲＡ）を軸として矢印ＲＢ方向に回転することにより、主にその場での横方向の移動を実現する車輪である。全方向移動車輪１０１は、大径車輪１０１Ａおよび小径車輪１０１Ｂの回転をそれぞれ独立して制御可能なモータ（図示せず）で駆動させる。このような構成により、全方向移動車輪１０１は、その場から、前後、左右、斜めの任意方向に進み出すことができる。

なお、車両１００は、全方向移動車輪１０１に加えて、旋回用車輪を備えてもよい。例えば、旋回用車輪は、全方向移動車輪１０１の後輪として配置され、大径車輪１０１Ａの回転軸に直交する回転軸で回転することにより、車両１００の向きを変更することができる。すなわち、旋回用車輪のみを回転させた場合、車両１００をその場で回転させ、大径車輪１０１Ａと旋回用車輪を同時に回転させた場合、車両１００を進行方向に向きを変えながら旋回前進させることができる。

図６および図７は、車両１００の操縦例を示す図である。ここでは簡単のため、離地状態の車両１００を、車両基体１０、座席シート２１、全方向移動車輪１０１のみ示した形で簡略化して記載しているが、図６および図７に示す車両１００は、図１～図４で説明したものと同じである。車両１００には自車両のバランス状態を検知するためのＩＭＵセンサが搭載されており、車両１００はＩＭＵセンサの検知結果に基づいて自車両のバランスをとるように構成される。図６は、このように構成された車両１００に対して、利用者Ｕが紙面手前方向を正面方向として右方向に体重移動を行った場合を示す。この場合、車両１００は利用者Ｕの体重移動により崩れたバランスを回復するために右方向に移動する。また、図７は、利用者Ｕが後ろ方向（紙面右方向）に体重移動を行った場合を示し、この場合車両１００はバランスを回復するために後ろ方向に移動する。このようなバランス制御が行われることにより、利用者Ｕは、自身の進行したい方向に体重移動を行うことで車両１００に対して移動方向を指示することができる。また、利用者Ｕが大きく体重移動を行った場合、車両１００はバランスを回復するためにより速く移動するように制御される。これにより、利用者Ｕは、自身の体重移動の大きさを変えることにより車両１００の移動速度を調節することができる。

［全体構成］
図８は、本実施形態における車両１００の構成例を示す図である。車両１００は、例えば、リモコン装置１１０と、ＩＭＵ１２０と、カメラ１３０と、無線通信部１４０と、位置情報取得部１５０と、インジケータ１６０と、記憶部１７０と、内部バッテリ１８０と、駆動部２００と、制御部３００とを備える。制御部３００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、制御部３００の一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め記憶部１７０などの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで車両１００の記憶部１７０などにインストールされてもよい。

リモコン装置１１０は、上述のとおり、利用者に対して車両１００の操作に関するユーザインタフェースを提供する装置である。例えば、リモコン装置１１０は、車両１００の操作に関し、利用者の操作入力を受け付けて制御部３００に出力するとともに、制御部３００から出力された各種情報の出力を行う。

ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）１２０は、３次元の慣性運動を検出するセンサである。ＩＭＵ１２０は、並進運動を検出する加速度センサや回転運動を検出するジャイロセンサなどを含んでもよい。ＩＭＵ１２０は、検出結果を制御部３００に出力する。

カメラ１３０は、車両１００の周辺を撮像する。カメラ１３０は、撮像した自車両周辺の画像データを制御部３００に出力する。

無線通信部１４０は、車両１００が他の装置と通信するための通信インタフェースである。無線通信部１４０は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に基づく無線ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースであってもよいし、セルラー網や専用線等に接続するためのＷＡＮ（Wide Area Network）インタフェースであってもよい。

位置情報取得部１５０は、車両１００の位置情報を取得する。位置情報取得部１５０は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）発信器を含み、自車両の位置情報を取得して制御部３００に出力する。

インジケータ１６０は、標識や、計器、表示器、指針、指標などの機器であり、制御部３００の指示により、車両１００に関する各種標示を行う装置である。

記憶部１７０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等の記憶装置である。記憶部１７０は、車両１００の制御に関連する各種の設定情報１７１を記憶する。設定情報１７１は、制御部３００によって参照または更新される。

内部バッテリ１８０は、車両１００の各部に動力を供給する電源として機能する。内部バッテリ１８０には、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などの充電可能な蓄電池が使用される。内部バッテリ１８０は、車両１００に固定されたものであってもよいし、車両１００に着脱可能なものであってもよい。

駆動部２００は、車両１００の各部の位置または姿勢を変化させる各種の変位機構の集合である。ここでいう集合とは、概念的な集合を意図したものであり、各変位機構が物理的に集合したものであることを必ずしも意図しない。すなわち、各変位機構は、物理的に別々のものであってもよいし、一部または全部を共有するものであってもよい。駆動部２００の動作は、制御部３００によって制御される。

より具体的には、駆動部２００は、例えば、全方向移動車輪駆動部２１０と、補助輪駆動部２２０と、ストッパ駆動部２３０と、座席シート駆動部２４０と、ヘッドレスト駆動部２５０と、アームレスト駆動部２６０とを備える。全方向移動車輪駆動部２１０は、全方向移動車輪１０１を駆動する駆動部である。補助輪駆動部２２０は、補助輪１０２を駆動する駆動部である。ストッパ駆動部２３０は、ストッパ１０３を駆動する駆動部である。座席シート駆動部２４０は、座席シート２１を駆動する駆動部である。ヘッドレスト駆動部２５０は、ヘッドレスト２３を駆動する駆動部である。アームレスト駆動部２６０は、アームレスト２４を駆動する駆動部である。

座席シート駆動部２４０とアームレスト駆動部２６０は、互いに連携して動作することにより、座席シート２１およびアームレスト２４を同期して移動させるように構成される。これにより、利用者は、座席シート２１およびアームレスト２４の位置を同期して調整することが可能となる。なお、座席シート駆動部２４０とアームレスト駆動部２６０の連携動作は、物理的な接続によって実現されてもよいし、論理的な接続によって実現されるものであってもよい。例えば、物理的な接続の例としては、座席シート駆動部２４０とアームレスト駆動部２６０が機械的に接続されることが挙げられる。座席シート駆動部２４０とアームレスト駆動部２６０は、駆動量を異ならせるためのギヤを介して接続されてもよく、そのギヤ比は座席シート２１およびアームレスト２４が移動可能な距離に基づいて決定されてもよい。また、例えば、論理的な接続の例としては、主制御部３１０が、座席シート制御部３３４およびアームレスト制御部３３６が連動して動作するように両者を統合的に制御することが挙げられる。

制御部３００は、車両１００の各部の動作を制御する機能を有する。より具体的には、制御部３００は、リモコン装置１１０やＩＭＵ１２０、カメラ１３０、無線通信部１４０、位置情報取得部１５０、記憶部１７０から取得される各種情報をもとに各部の制御内容を決定し、決定した制御内容で各部の動作を制御する。例えば、制御部３００は、車両１００の全体的な制御を行う主制御部３１０と、自車両周辺の状況を認識する周辺認識部３２０と、駆動部２００の各種駆動部に対応した制御機能を有する駆動制御部３３０とを備える。ここで、周辺認識部３２０は「検知部」の一例である。

駆動制御部３３０は、例えば、全方向移動車輪制御部３３１と、補助輪制御部３３２と、ストッパ制御部３３３と、座席シート制御部３３４と、ヘッドレスト制御部３３５と、アームレスト制御部３３６とを備える。全方向移動車輪制御部３３１は、全方向移動車輪駆動部２１０を制御する。補助輪制御部３３２は、補助輪駆動部２２０を制御する。ストッパ制御部３３３は、ストッパ駆動部２３０を制御する。座席シート制御部３３４は、座席シート駆動部２４０を制御する。ヘッドレスト制御部３３５は、ヘッドレスト駆動部２５０を制御する。アームレスト制御部３３６は、アームレスト駆動部２６０を制御する。

主制御部３１０は、全方向移動車輪制御部３３１による全方向移動車輪駆動部２１０の制御により、全方向移動車輪１０１による全方向移動を行ったり、全方向移動車輪１０１を上下方向に移動させたりすることができる。なお、全方向移動車輪１０１による全方向移動には、第１の倒立状態における移動と、第２の倒立状態における移動とがあり、第１の倒立状態における全方向移動車輪駆動部２１０の制御には、ＩＭＵ１２０の検知結果に基づくバランス制御が含まれる。全方向移動車輪制御部３３１は、バランス制御を実行することにより、第１の倒立状態において車両１００の倒立状態を維持しながら車両１００を移動させることができる。

また、主制御部３１０は、補助輪制御部３３２による補助輪駆動部２２０の制御により、補助輪１０２による移動を行ったり、補助輪１０２を上下方向に移動させたりすることができる。また、車両１００は、ストッパ制御部３３３によるストッパ駆動部２３０の制御により、ストッパ１０３を上下方向に移動させることができる。このように、主制御部３１０は、全方向移動車輪１０１の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、全方向移動車輪１０１以外の接地手段である補助輪１０２を用い、バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御するものである。主制御部３１０は「倒立状態制御部」の一例である。

また、座席シート制御部３３４は、座席シート駆動部２４０を制御することにより、座席シート２１を水平方向にスライドして移動させることができる。より具体的には、座席シート制御部３３４は、自車両の倒立状態に基づいて座席シート駆動部２４０を制御するものである。

また、ヘッドレスト制御部３３５は、ヘッドレスト駆動部２５０を制御することにより、ヘッドレスト２３を上下方向に移動させることができる。また、アームレスト制御部３３６は、アームレスト駆動部２６０を制御することにより、アームレスト２４を、支点を中心として回転移動させることができる。

駆動制御部３３０は、利用者がリモコン装置１１０に入力した内容に基づいて操作対象の駆動部を制御してもよいし、周辺認識部３２０によって認識された自車両周辺の状況に基づいて各駆動部を制御してもよいし、ＩＭＵ１２０や位置情報取得部１５０等により検知された自車両の状態（バランス状態や位置、姿勢等）に基づいて各駆動部を制御してもよいし、主制御部３１０の全体制御に基づいて各駆動部を制御してもよい。

図９は、実施形態の車両１００が特定の状況においてリモコン装置１１０を介した自車両の操作を無効化する処理の流れの一例を示す図である。まず、主制御部３１０が、リモコン装置１１０に対して何らかの操作入力が行われたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、リモコン装置１１０に対していずれの操作入力も行われていないと判定した場合、主制御部３１０は、ステップＳ１０１に処理し、リモコン装置１１０に対する操作入力が発生するまで繰り返しステップＳ１０１を実行する。

一方、ステップＳ１０１において、リモコン装置１１０に対して何らかの操作入力が行われたと判定した場合、主制御部３１０は、リモコン装置１１０が自車両の所定位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、所定位置は、アームレスト２４に設けられたリモコン装置１１０の格納部である（図１～図３等参照）。リモコン装置１１０がアームレスト２４の格納部に設置されているか否かを判定するために、アームレスト２４の格納部にはリモコン装置１１０の有無を検知するためのセンサが設けられてもよい。所定位置は、１つの特定位置であってもよいし、リモコン装置１１０の有無を検知可能な複数の位置のうちのいずれか１つであってもよい。

ここで、リモコン装置１１０が所定位置にないと判定した場合、主制御部３１０は、ステップＳ１０１で入力された操作を無効化して（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１に処理を戻す。一方、ステップＳ１０２において、リモコン装置１１０が所定位置にあると判定した場合、主制御部３１０は、自車両に対して入力操作に応じた動作を行わせる（ステップＳ１０４）。

このような処理により、実施形態の車両１００において、リモコン装置１１０は、自車両の所定位置に設置されている場合に操作可能となるように制御される。なお、ここでは、リモコン装置１１０に対する入力操作を主制御部３１０が無効化したが、リモコン装置１１０を操作不能とする方法は、これに限定されない。例えば、主制御部３１０は、リモコン装置１１０が操作入力を受け付けない入力抑止状態を取り得る場合、リモコン装置１１０の状態を入力抑止状態に遷移させることでリモコン装置１１０を操作不能としてもよい。また、リモコン装置１１０自体が、自車両の所定位置に設置されている状況において、操作入力を受け付け可能な入力可能状態をとるように構成されてもよい。例えば、リモコン装置１１０は、自身を入力可能状態に遷移させるスイッチを備え、自身が自車両の所定位置に設置されている状況において当該スイッチがオンされるように構成されてもよい。例えば、アームレスト２４のリモコン装置１１０の格納部に、当該スイッチをオンにする構造（突起部など）が設けられてもよい。

図１０は、実施形態の車両１００が座席シート２１およびアームレスト２４を同期して移動させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、主制御部３１０は、自車両周辺に車いすが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、自車両周辺に車いすが存在しないと判定した場合、主制御部３１０は、ステップＳ２０１に処理を戻し、自車両周辺に車いすが検出まで繰り返しステップＳ２０１を実行する。

一方、ステップＳ２０１において、自車両周辺に車いすが存在すると判定した場合、主制御部３１０は、次に、自車両から検出された車いすまでの距離が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、自車両から検出された車いすまでの距離が閾値よりも大きいと判定した場合、主制御部３１０は、ステップＳ２０１に処理を戻す。これにより、自車両から閾値距離までの範囲内に車いすが検出されるまで、主制御部３１０は、ステップＳ２０１およびＳ２０２を繰り返し実行することになる。

一方、ステップＳ２０２において、自車両から検出された車いすまでの距離が閾値以下であると判定した場合、主制御部３１０は、左右のアームレスト２４のうち、入力された操作にしたがって移動させる対象のアームレスト２４を認識する（ステップＳ２０３）。例えば、主制御部３１０は、予め利用者によって選択された側のアームレスト２４を移動対象として認識してもよい。この場合、利用者は、リモコン装置１１０に対して予め移動対象のアームレスト２４を設定する操作を入力し、車両１００は、その内容を装置内部の記憶部１７０に設定情報１７１として記憶しておく。

続いて、主制御部３１０は、ステップＳ２０３で移動対象として認識したアームレスト２４が座席シート２１に同期して移動するようにアームレスト制御部３３６を制御する（ステップＳ２０４）。この場合、例えば、主制御部３１０は、自車両から検出された車いすまでの距離に基づいて、座席シート２１の移動量を決定し、決定した座席シート２１の移動量に基づいてアームレスト２４の移動量を決定してアームレスト制御部３３６に通知してもよい。

なお、ステップＳ２０４は、主制御部３１０が座席シート駆動部２４０およびアームレスト駆動部２６０を論理的な接続によって連携動作させることの一例であり、座席シート２１とアームレスト２４とがそれぞれ別々の動力源（例えば、座席シート駆動部２４０およびアームレスト駆動部２６０）によって駆動されることの一例であるが、上述のとおり、座席シート駆動部２４０およびアームレスト駆動部２６０の連携動作は、座席シート駆動部２４０およびアームレスト駆動部２６０の物理的な接続によって実現されてもよい。この場合、座席シート２１に物理的に連動してアームレスト２４が移動するのでステップＳ２０４は省略されてよい。

図１１は、車両１００が移動対象のアームレスト２４を認識する他の方法の一例を示す図である。図１０の例では、車両１００が移動対象のアームレスト２４を示す設定情報を予め記憶しておくことにより移動対象のアームレスト２４を認識する場合について説明したが、これに代えて図１１は、周辺認識部３２０による自車両周辺の状況の認識結果に基づいて移動対象のアームレスト２４を認識する方法を示すものである。例えば、図１１は、自車両に近接する車いすＣの位置に基づいて移動対象のアームレスト２４を認識する例を表している。図１１は、自車両の前面部Ｐに設置されたカメラ１３０が撮像した画像をもとに周辺認識を行う場合を表したものである。なお、図１１におけるカメラ１３０の設置位置は一例であり、必要に応じて１つ以上のカメラ１３０が自車両の任意の場所に設置されてよい。この場合、例えば、周辺認識部３２０は、カメラ１３０が撮像した画像に対して画像認識処理を行うことにより画像内の車いすを検出するとともに、自車両から検出された車いすまでの距離を推定する。距離の推定は、カメラ１３０として距離画像センサの機能を有するカメラを用いることによって実現されてもよいし、カメラ１３０とは別に距離測定用のセンサを用いることによって実現されてもよい。周辺認識部３２０は、自車両から検出した車いすまでの距離が所定の閾値ｄ以下である場合に、当該車いすの近接を検知することができる。

例えば、図１１の例において、主制御部３１０は、自車両の左右のアームレストのうち、自車両に近接する車いすＣから遠い方のアームレスト２４Ｆ（図１１の例では右腕用）を移動対象として認識することができる。このような方法で移動対象のアームレスト２４を認識することにより、移動するアームレスト２４が、車いすＣから自車両に乗り換えようとする利用者の動作を邪魔しないようにすることができる。また、本実施形態の車両１００は、このようなアームレスト２４の移動と同期して座席シート２１も移動させることができるので、より利便性の高い倒立振子型車両を提供することができる。

以上説明した実施形態の車両１００は、自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、全方向移動車輪１０１の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、全方向移動車輪１０１の接地手段を用いバランス制御によらずに倒立状態を維持し得る第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する主制御部３１０と、自車両が第２の倒立状態において全方向移動車輪１０１以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置１１０を備えたアームレスト２４と、を備えるものである。そして、このような構成を備えることにより、実施形態の車両１００は、倒立振子型車両の利用者の利便性を向上させることができる。

なお、以上の説明では、アームレスト２４が、自車両が第２の倒立状態において全方向移動車輪１０１以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける着地解除レバーであるとしたが、この場合の「第２の倒立状態における全方向移動車輪１０１以外の接地手段」としては、典型的には補助輪１０２が想定される。また、「第２の倒立状態における全方向移動車輪１０１以外の接地手段」は、補助輪１０２以外では、ストッパ１０３であってもよいし、補助輪１０２およびストッパ１０３の両方であってもよい。すなわち、この意味では、アームレスト２４は、自車両が第２の倒立状態または第３の倒立状態において全方向移動車輪１０１以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける着地解除レバーであるとされてもよい。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、
自車両が第２の倒立状態において主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記プログラムを実行することにより、
前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、前記主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る前記第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御を実行する、
電動車両。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１００…倒立振子型車両、１０…車両基体、２０…搭乗部、２１…座席シート、２１ｂ…基準位置、２２…背もたれ、２３…ヘッドレスト、２３Ｇ…ガイド、２４…アームレスト、２５…フットレスト、１０１…全方向移動車輪、１０１Ａ…大径車輪、１０１Ｂ…小径車輪、１０２…補助輪、１０３…ストッパ、１１０…操作パネル（リモコン装置）、１２０…ＩＭＵ、１３０…カメラ、１４０…無線通信部、１５０…位置情報取得部、１６０…インジケータ、１７０…記憶部、１７１…設定情報、１８０…内部バッテリ、２００…駆動部、２１０…全方向移動車輪駆動部、２２０…補助輪駆動部、２３０…ストッパ駆動部、２４０…座席シート駆動部、２５０…ヘッドレスト駆動部、２６０…アームレスト駆動部、３００…制御部、３１０…主制御部、３２０…周辺認識部、３３０…駆動制御部、３３１…全方向移動車輪制御部、３３２…補助輪制御部、３３３…ストッパ制御部、３３４…座席シート制御部、３３５…ヘッドレスト制御部、３３６…アームレスト制御部

Claims (9)

1. 自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、
   前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御部と、
   自車両が前記第２の倒立状態において前記主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、
   を備える電動車両。
2. 利用者が自車両に搭乗するための座席シートと、
   前記着地解除レバーおよび前記座席シートの位置を同期して調整する制御部と、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の電動車両。
3. 前記リモコン装置は、前記リモコン装置が自車両の所定位置に設置されている場合に操作可能となる、
   請求項２に記載の電動車両。
4. 前記制御部は、前記着地解除レバーおよび前記座席シートを機械的に接続して駆動する駆動部の動作を制御することにより、前記着地解除レバーおよび前記座席シートの位置を調整する、
   請求項２に記載の電動車両。
5. 前記制御部は、前記着地解除レバーおよび前記座席シートをそれぞれ独立して駆動する各駆動部の動作を同期して制御することにより、前記着地解除レバーおよび前記座席シートの位置を調整する、
   請求項２に記載の電動車両。
6. 右腕用の第１レバーおよび左腕用の第２レバーを前記着地解除レバーとして備え、
   前記座席シートは、前記制御部により前記第１レバーおよび前記第２レバーのいずれか一方に同期して移動するものであり、
   前記座席シートに同期して移動させるレバーは、予め前記第１レバーおよび前記第２レバーのうちからいずれか一方に選択される、
   請求項２に記載の電動車両。
7. 自車両に近接する車いすを検知する検知部をさらに備え、
   右腕用の第１レバーおよび左腕用の第２レバーを前記着地解除レバーとして備え、
   前記座席シートは、前記制御部により前記第１レバーおよび前記第２レバーのいずれか一方に同期して移動するものであり、
   前記制御部は、前記検知部により自車両に近接する車いすが検知された場合、前記第１レバーおよび前記第２レバーのうち、検知された前記車いすから遠い方のレバーを前記座席シートと同期して移動させる、
   請求項２に記載の電動車両。
8. 自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、
   自車両が第２の倒立状態において主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、
   を備える電動車両が、
   前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、前記主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る前記第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御を実行する、
   制御方法。
9. 自車両のバランス状態を検知するためのセンサと、
   自車両が第２の倒立状態において主車輪以外の接地手段によって着地した状態を解除する操作を受け付ける直線形状のレバーであって、その先端部に利用者が自車両の操作のために使用できるリモコン装置を備えた着地解除レバーと、
   を備える電動車両に、
   前記センサの検知結果に基づくバランス制御により、前記主車輪の接地点を支点として倒立する第１の倒立状態と、前記主車輪以外の接地手段を用い前記バランス制御によらずに倒立状態を維持し得る前記第２の倒立状態とのいずれかに自車両の倒立状態を制御する倒立状態制御を実行させる、
   ためのプログラム。

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