JP4957889B2

JP4957889B2 - 走行車両

Info

Publication number: JP4957889B2
Application number: JP2006232402A
Authority: JP
Inventors: 貴内藤
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-08-29
Also published as: EP2058216A1; US20100161206A1; CN101511667A; JP2008055951A; WO2008026511A1; CN101511667B

Description

本発明は、バランサを用いて姿勢を安定に制御するようにした走行車両に関する。

従来、搬送装置の姿勢制御としてカウンタウエイトを適用することでバランス状態を良好に維持するものがある（特許文献１参照）。

また、左右の駆動輪を姿勢感知センサの出力に応じて制御駆動することで前後方向のバランス保持のための姿勢制御と走行制御とを行う走行制御部を備えた人用移動機器で、錘を移動することにより、重心位置を変更し、制動時の車体の傾斜を小さくするものがある。
特開２００４−１２９４３５号公報特開２００４−２７６７２７号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載された発明では、車両のバランスを制御するバランサが故障した場合、バランサの位置を適切に制御できず、車両の重心が移動するため、バランサを用いた車両の走行や制動を安定に制御することができない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、車両の姿勢を制御するためのバランサが故障した場合でも車両の走行や制動を安定に制御する走行車両を提供することを目的とする。

そのために本発明は、車体と、前記車体に回転可能に支持された車輪と、前記車輪を駆動する駆動手段と、を有する走行車両において、前記車体の姿勢を検出する車体姿勢検出手段と、錘を移動させることで前記車体の姿勢を制御するバランサと、前記車体姿勢検出手段の検出した車体姿勢に基づき、前記バランサを制御すると共に、前記バランサが故障した場合、前記駆動手段のみで車体の姿勢を制御する車体姿勢制御手段と、前記バランサが故障した場合、前記バランサの前記錘の位置を固定する錘位置固定手段と、前記錘の位置を検出する錘位置検出手段と、前記車体姿勢制御手段は、前記錘位置検出手段の検出した前記錘の位置から、前記走行車両の新たな重心の位置を算出する重心算出手段と、を備え、前記重心算出手段の算出結果に基づき、前記駆動手段を制御することを特徴とする。

また、前記バランサが故障した場合、前記錘が移動可能か否かを判断する錘移動判断手段と、前記錘移動判断手段により移動可能と判断された場合、前記錘を予め決められた所定位置に移動させた後、前記錘固定手段により固定することを特徴とする。

車体と、前記車体に回転可能に支持された車輪と、前記車輪を駆動する駆動手段と、を有する走行車両において、前記車体の姿勢を検出する車体姿勢検出手段と、錘を移動させることで前記車体の姿勢を制御するバランサと、前記車体姿勢検出手段の検出した車体姿勢に基づき、前記バランサを制御すると共に、前記バランサが故障した場合、前記駆動手段のみで車体の姿勢を制御する車体姿勢制御手段と、前記バランサが故障した場合、前記バランサの前記錘の位置を固定する錘位置固定手段と、前記錘の位置を検出する錘位置検出手段と、前記車体姿勢制御手段は、前記錘位置検出手段の検出した前記錘の位置から、前記走行車両の新たな重心の位置を算出する重心算出手段と、を備え、前記重心算出手段の算出結果に基づき、前記駆動手段を制御するので、故障時でも走行車両を走行させることが可能となり、少なくとも、路肩や修理場まで移動することが可能となると共に、移動時に、より繊細な制御が可能となる。

また、前記バランサが故障した場合、前記錘が移動可能か否かを判断する錘移動判断手段と、前記錘移動判断手段により移動可能と判断された場合、前記錘を予め決められた所定位置に移動させた後、前記錘固定手段により固定するので、走行車両の新たな重心の位置を算出する必要がなく、簡単に制御することができる。

以下、本発明の一例としての実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の走行車両を示す。図中、１は走行車両、２は車体、３は乗員搭載部の一例としての座席、４はフットレスト、５は転倒防止バー、６はジョイスティック、７は駆動手段の一例としてのホイールモータ、８は車輪、１０はバランサである。

走行車両１は、車体２、座席３、フットレスト４、転倒防止バー５、ジョイスティック６左右のホイールモータ７、車輪８及びバランサ１０等を備えている。車体２は、上部に、乗員Ｍの座る座席３を、略中央部に、バランサ１０を搭載すると共に、前方に、乗員Ｍの脚部を載せるフットレスト４、下部に、前後に延びる転倒防止バー５を結合している。座席３は、車体に支持され、乗員Ｍを搭載する座部３ａ及び乗員Ｍの背もたれとなるシートバック３ｂを有する。シートバック３ｂの高さは乗員Ｍの頭部より高いことが好ましい。ジョイスティック６は、座席３に座る乗員Ｍが操作するもので、車体２に支持されている。左右のホイールモータ７は、共通な軸上で車体２に支持されており、前後駆動力を独立に制御することができ、車体２に回転可能に支持された車輪８と連結される。バランサ１０は、車体２に搭載され、走行車両１の姿勢を制御する。

図２は、本実施形態のバランサ１０を示す図である。バランサ１０は、レール１１にボールねじ１２を設置し、ナットブロック１３によりボールねじ１２に保持されると共に、錘１４を載置したスライダ１５を、サーボモータ等のバランサアクチュエータ１６によりレール１１に沿って移動させるものである。錘１４の位置は、バランサ位置センサ１７により検出される。錘１４としては、バッテリやＥＣＵ等を利用するとよい。

図３は、本実施形態のブロック図を示す。図中、６はジョイスティック、７は駆動手段の一例としてのホイールモータ、７１は第１ホイールモータ、７２は第２ホイールモータ、２１は車体姿勢検出手段の一例としての姿勢センサ、２２は車体姿勢制御手段の一例としてのＥＣＵ、２２ａは錘移動判断手段、２２ｂは重心算出手段、２３は車体姿勢制御手段の一例としてのホイールモータＥＣＵ、１６は錘位置固定手段の一例としてのバランサアクチュエータ、１７は錘位置検出手段の一例としてのバランサ位置センサである。

ジョイスティック６は、走行車両１の前後進及び旋回等を操作し、その操作量等をＥＣＵ２２に出力するものである。姿勢センサ２１は、角速度、傾斜角、加速度等の車体２の姿勢を検出し、ＥＣＵ２２へ信号を出力する。ＥＣＵ２２は、姿勢センサ２１の検出値から車体姿勢を制御する信号を各アクチュエータに出力する。

通常時、走行車両１は、乗員Ｍのジョイスティック６による前後進や旋回の操作値、姿勢センサ２１による角速度、傾斜角及び加速度等の姿勢検出値並びにホイールモータ７からのレゾルバやバランサアクチュエータ１６からのカウンタエンコーダ等を入力とし、ＥＣＵ２２及びホイールモータＥＣＵ２２により第１ホイールモータ７１及び第２ホイールモータ７２を制御し、ＥＣＵ２２によりバランサアクチュエータ１６を制御することによって姿勢を保持し走行する。

図４は、バランサ１０が故障により制御不能になった場合の本実施形態の故障時制御の概略図を示す。図４（ａ）に示すように、通常、走行車両１は、バランサ１０の錘１４を動作させること等により姿勢制御され、転倒しないように走行することができる。図４（ｂ）に示すように、バランサ１０が故障により制御不能になった場合には、錘移動判断手段２２ａにより移動可能かどうか判断した後、バランサアクチュエータ１６により錘１４を現在位置又は所定位置に固定する。そして、バランサ１０の錘１４の固定位置をバランサ位置センサ１７により検出し、重心算出手段２２ｂにより算出した車両重心位置に基づいてホイールモータ７の駆動トルクで姿勢を制御し、図４（ｃ）に示すように走行する。

次に、このような走行車両１のバランサ１０故障時制御のフローチャートについて説明する。図５は、本実施形態のバランサ１０故障時制御のフローチャートを示す図である。

本実施形態の走行車両１では、まず、ステップ１で、バランサ１０の異常が発生したかどうかを判断する（ＳＴ１）。バランサ１０の異常は、バランサアクチュエータ１６に指令をしているのに、バランサアクチュエータ１６のエンコーダの値が変化せず、バランサ１０が動作しない場合、逆に、バランサアクチュエータ１６に指令をしていないのに、バランサアクチュエータ１６のエンコーダの値が変化し、バランサ１０が動作してしまう場合、又は、エンコーダの値のカウントと、レールセンサ１７の検出値とが一致しない場合等である。

バランサアクチュエータ１０の異常の発生があると判断した場合、ＳＴ２で、乗員へバランサアクチュエータ１０の故障を警告する（ＳＴ２）。バランサアクチュエータ１０の異常の発生がないと判断した場合、バランサアクチュエータ１０故障時制御は実行しない。

次に、ステップ３で、走行車両１が走行中であるかどうかを判断する（ＳＴ３）。走行車両１が走行中であると判断した場合、ステップ３１で走行車両１を停止して、ステップ４へ進む。走行車両１が走行中でないと判断した場合、そのままステップ４へ進む。

ステップ４では、バランサ１０の錘１４が動かないように固定されているかどうかを判断する（ＳＴ４）。固定されている場合、ステップ７へ進む。固定されていない場合、ステップ５で、バランサ１０の錘１４が移動可能かどうかを錘移動判断手段２２ａにより判断する（ＳＴ５）。移動可能でない場合、ステップ５１で、錘１４をその位置で固定し（ＳＴ５１）、ステップ７へ進む。移動可能な場合、ステップ６で、錘１４を予め決められた所定位置へ移動させる（ＳＴ６）。

次に、ステップ７で、バランサアクチュエータ１５のエンコーダやレールセンサ１７の検出値から錘１４の位置を検出する（ＳＴ７）。次に、ステップ８で、ステップ７で求めた錘１４の位置から走行車両１の重心位置を重心算出手段２２ｂにより算出する（ＳＴ８）。最後にステップ９で、ステップ８で求めた走行車両１の重心位置から、走行車両１の姿勢制御を実行する（ＳＴ９）。例えば、重心位置が前であれば、ホイールモータ７の駆動トルクを制御することで走行車両１を後方に少し傾斜させることで釣り合わせ、重心位置が後ろであれば、ホイールモータ７の駆動トルクを制御することで走行車両１を前方に少し傾斜させることで釣り合わせる。

このように、走行車両１のバランサ１０が故障により制御不能になった場合、バランサ１０による走行車両１の姿勢制御を切断すると共に、バランサ１０の錘１４の位置を固定し、ホイールモータ７で走行車両１の姿勢制御を実行することで、走行車両１を走行させることが可能となり、路肩や修理場等へ移動することができる。

本実施形態の走行車両を示す図本実施形態のバランサを示す図本実施形態のブロック図バランサ故障時制御の概念図バランサ故障時制御のフローチャートを示す図

符号の説明

１…走行車両、２…車体、３…座席（乗員搭載部）、４…フットレスト、５…転倒防止バー、６…ジョイスティック、７…ホイールモータ（駆動手段）、７１…第１ホイールモータ、７２…第２ホイールモータ、８…車輪、１０…バランサ、１１…レール、１２…ボールねじ、１３…ナットブロック、１４…錘、１５…スライダ、１６…バランサアクチュエータ（錘位置移動・固定手段）、１７…バランサ位置センサ（錘位置検出手段）、２１…姿勢センサ（車体姿勢検出手段）、２２…ＥＣＵ（車体姿勢制御手段）、２２ａ…錘移動判断手段、２２ｂ…重心算出手段、２３…ホイールモータＥＣＵ（車体姿勢制御手段）

Claims

車体と、
前記車体に回転可能に支持された車輪と、
前記車輪を駆動する駆動手段と、
を有する走行車両において、
前記車体の姿勢を検出する車体姿勢検出手段と、
錘を移動させることで前記車体の姿勢を制御するバランサと、
前記車体姿勢検出手段の検出した車体姿勢に基づき、前記バランサを制御すると共に、前記バランサが故障した場合、前記駆動手段のみで車体の姿勢を制御する車体姿勢制御手段と、
前記バランサが故障した場合、前記バランサの前記錘の位置を固定する錘位置固定手段と、
前記錘の位置を検出する錘位置検出手段と、
前記車体姿勢制御手段は、前記錘位置検出手段の検出した前記錘の位置から、前記走行車両の新たな重心の位置を算出する重心算出手段と、
を備え、
前記重心算出手段の算出結果に基づき、前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車両。
前記バランサが故障した場合、前記錘が移動可能か否かを判断する錘移動判断手段と、前記錘移動判断手段により移動可能と判断された場合、前記錘を予め決められた所定位置に移動させた後、前記錘固定手段により固定することを特徴とする請求項１に記載の走行車両。