JP5966954B2

JP5966954B2 - 同軸二輪車、その制御方法及び制御プログラム

Info

Publication number: JP5966954B2
Application number: JP2013018293A
Authority: JP
Inventors: 快之仙波; 景子佐渡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: JP2014148250A

Description

本発明は、倒立状態を維持して走行する同軸二輪車、その制御方法及び制御プログラムに関するものである。

近年、倒立状態を維持しつつ、搭乗者の重心移動に応じて走行する同軸二輪車が知られている。搭乗者がこの同軸二輪車に搭乗する際に、例えば、車両を前傾させると車両は前進し、逆に車両を後傾させると車両は後進することとなる。この為、車両位置が定まらず、搭乗者はその都度搭乗位置を適切に選択する必要が生じる。これに対し、搭乗者が搭乗する際に、車両が障害物に接触しないと判断したとき倒立制御を開始する倒立型車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０１８１７号公報

しかしながら、上記倒立型車両においては、車両近傍に障害物が存在する場合に倒立制御を開始できない可能性がある。このため、車両近傍に障害物が存在しない場所に倒立型車両を移動させて倒立制御を開始させる必要が生じる。

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、搭乗性を向上させた同軸二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両のピッチ方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出する荷重検出手段と、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定する目標角度設定手段と、前記目標角度設定手段により設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う制御手段と、を備える同軸二輪車であって、前記目標角度設定手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて車両が後傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に一致させて設定する、ことを特徴とする同軸二輪車である。
この一態様において、車両のピッチ方向の傾斜角速度を検出する傾斜角速度検出手段と、車両のピッチ方向の目標傾斜角速度を設定する目標角速度設定手段と、を更に備え、前記目標角速度設定手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて、車両が後傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角速度を、前記傾斜角速度検出手段により検出された傾斜角速度に一致させて設定してもよい。
この一態様において、前記制御手段は、前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の両足が前記ステップ部に乗ったと判断し、かつ、傾斜角検出手段により検出された傾斜角度が第１所定角度以上であると判断したとき、倒立制御を継続しつつ、警告手段を用いて搭乗者に対して警告を行ってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両のピッチ方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出する荷重検出手段と、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定する目標角度設定手段と、前記目標角度設定手段により設定された目標傾斜角度に基づいて車両の倒立制御を行う制御手段と、を備える同軸二輪車であって、前記目標角度設定手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を後方向に戻すように設定する、ことを特徴とする同軸二輪車であってもよい。
この一態様において、前記目標角度設定手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて、車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を車両が水平となる角度に設定してもよい。
この一態様において、前記目標角度設定手段は、前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の両足が前記ステップ部に乗ったと判断したとき、前記目標傾斜角度を予め設定された所定傾斜角度に徐々に戻してもよい。
この一態様において、前記目標角速度設定手段は、前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の両足が前記ステップ部に乗ったと判断したとき、前記目標傾斜角速度を予め設定された所定傾斜角速度に徐々に戻してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両のピッチ方向の傾斜角度を検出するステップと、搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出するステップと、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定するステップと、前記設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行うステップと、を含む同軸二輪車の制御方法であって、前記検出された傾斜角度に基づいて車両が後傾していると判断し、かつ前記検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に一致させて設定してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両のピッチ方向の傾斜角度を検出するステップと、搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出するステップと、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定するステップと、前記設定された目標傾斜角度に基づいて車両の倒立制御を行うステップと、を含む同軸二輪車の制御方法であって、前記検出された傾斜角度に基づいて車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を後方向に戻すように設定する、ことを特徴とする同軸二輪車の制御方法であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う同軸二輪車の制御プログラムであって、検出された車両のピッチ方向の傾斜角度に基づいて車両が後傾していると判断し、かつ搭乗者が搭乗するステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を、前記検出された傾斜角度に一致させて設定する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする同軸二輪車の制御プログラムであってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う同軸二輪車の制御プログラムであって、検出された車両のピッチ方向の傾斜角度に基づいて車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を後方向に戻すように設定する、ことを特徴とする同軸二輪車の制御プログラムであってもよい。

本発明によれば、搭乗性を向上させた同軸二輪車、その制御方法及び制御プログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る同軸二輪車の概略的な構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る同軸二輪車の概略的なシステム構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る同軸二輪車の制御方法のフロー示すフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る同軸二輪車の制御方法のフロー示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る同軸二輪車の概略的な構成を示す斜視図である。本実施の形態１に係る同軸二輪車１０は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて、前後進、左右旋回、加減速などの走行を行うことができるものである。同軸二輪車１０は、車両本体１と、車両本体１に回転可能に連結された左右一対の車輪２Ｒ、２Ｌと、車両本体１に操作可能に設けられた操作ハンドル４と、車両本体１に設けられ搭乗者が搭乗可能な左右一対のステップ部６Ｒ、６Ｌと、を備えている。

操作ハンドル４は、これを前後方向に傾けることによって、同軸二輪車１０の前進又は後退操作が実行され、ロール方向（左右方向）へ傾けることによって、同軸二輪車１０の旋回操作が実行される操作部である。ここで、ロール軸とは、車両本体１の中心を通り、同軸二輪車１０の走行方向と平行をなす軸である。

車両本体１は、操作ハンドル４をロール方向へ回転自在に支持する。また、一対の車輪２Ｒ、２Ｌは、車両本体１の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置されると共に当該車両本体１に回転自在に支持されている。

車両本体１の上面には、操作ハンドル４の左右両側に一対のステップ部６Ｒ、６Ｌが設けられている。各ステップ部６Ｒ、６Ｌは、搭乗者が片足ずつ乗せて搭乗するステップである。

車両本体１は、例えば、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材及び車体下部材と、互いに平行をなして左右に配置されると共に車体上部材及び車体下部材と回動可能に連結された一対の側面部材と、を有する平行リンク機構として構成されている。なお、上述した同軸二輪車１０の構成は一例であり、これに限らず、例えば、操作ハンドル４を有しない構成でもよく、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行する任意の移動体に適用可能である。

図２は、本発明の実施の形態１に係る同軸二輪車の概略的なシステム構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態１に係る同軸二輪車１０は、左右一対の車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌと、制御装置５と、左右一対のステップセンサ７Ｒ、７Ｌと、角度検出センサ８と、バッテリー９と、左右一対の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌと、姿勢センサユニット１２と、左右一対の車輪速度センサ１３Ｒ、１３Ｌと、を備えている。

各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌは、荷重検出手段の一具体例であり、例えば、各ステップ部６Ｒ、６Ｌに夫々設けられ、重量センサにより構成されている。各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌは、各重量センサを用いて各ステップ部６Ｒ、６Ｌの夫々に搭乗者の足が乗っているか否かを検出し、足が乗っている場合に足検知信号を制御装置５に対して夫々供給する。

車両本体１の各側面部材には、車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌが夫々取り付けられている。各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌは、各車輪２Ｒ、２Ｌを独立して回転駆動することができる。各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌは、例えば、車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌと、その各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア３２Ｒ、３２Ｌと、によって夫々構成することができる。

車両本体１には、操作ハンドル４の操作量（回動量）を検出するための角度検出センサ８が取り付けられている。角度検出センサ８としては、例えば、ポテンショメータやバリコン構造のセンサ等を適用することができる。

操作ハンドル４の基部には、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ、制御装置５、その他の電子機器、電気装置等に対して電力を供給するバッテリー９が設けられている。

車両本体１の車体上部材には、一対の車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ等を駆動する一対の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌが内蔵されている。また、車両本体１の車体下部材には、車両本体１や操作ハンドル４等の姿勢を検出してそれらの検出信号を出力する姿勢センサユニット１２と、一対の車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ等を駆動制御するための制御信号を出力する制御装置５と、が設けられている。

各車輪２Ｒ、２Ｌには、各車輪２Ｒ、２Ｌの回転速度を検出する車輪速度センサ１３Ｒ、１３Ｌが夫々設けられている。各車輪速度センサ１３Ｒ、１３Ｌは、検出した各車輪２Ｒ、２Ｌの回転速度を制御装置５に対して出力する。

制御装置５は、姿勢センサユニット１２からの検出信号、角度検出センサ８からの検出信号、各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検出信号、各車輪速度センサ１３Ｒ、１３Ｌからの車輪速度等に基づいて所定の演算処理を実行し、必要な制御信号を各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌを介して各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ等に対して出力する。また、制御装置５は、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌを制御することで、同軸二輪車１０の倒立状態を維持する倒立制御を実行する。

制御装置５は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路５ａと、プログラムメモリ、データメモリ、その他のＲＡＭ、ＲＯＭ等を有する記憶装置５ｂと、を備えている。

制御装置５には、バッテリー９と一対の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌが接続されている。各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌは、各車輪２Ｒ、２Ｌの回転速度や回転方向等を独立して制御するもので、これらに各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌが個別に接続されている。

姿勢センサユニット１２は、傾斜角度検出手段及び傾斜角速度検出手段の一具体例であり、同軸二輪車１０の走行時における車両本体１の傾斜角度、傾斜角速度、傾斜角加速度を検出する。姿勢センサユニット１２は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサなどから構成されている。搭乗者が操作ハンドル４を前方または後方に傾けると、各ステップ部６Ｒ、６Ｌが同方向に傾くことになるが、この姿勢センサユニット１２は、かかる傾斜に対応した傾斜角度、傾斜角速度、傾斜角加速度を検出する。

制御装置５は、姿勢センサユニット１２によって検出された傾斜角度、傾斜角速度、傾斜角加速度に応じて、操作ハンドル４の傾斜方向に同軸二輪車１０が移動するように、車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌを駆動制御する。このように搭乗者は、その重心移動により各ステップ部６Ｒ、６Ｌを傾斜させることで、同軸二輪車１０を前進又は後進させることができる。

図３は、本実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。制御装置５は、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定する目標角度設定部５１と、目標角度設定部５１により設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う制御部５２と、を有している。

目標角度設定部５１は、目標角度設定手段の一具体例であり、車両本体１のピッチ方向の目標傾斜角度を設定する。目標角度設定部５１は設定した車両本体１のピッチ方向の目標傾斜角度を制御部５２に対して出力する。

制御部５２は、制御手段の一具体例であり、車両本体１の傾斜角度が目標角度設定部５１により設定された目標傾斜角度となるように、各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌを介して各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌの駆動を制御する。

ところで、例えば、搭乗者は搭乗を行うとき車両を後傾させて搭乗を行うことがある。この場合、車両のピッチ方向の目標傾斜角度が一定であると、車両を後傾させているため、車両が後進し乗車位置が後方にずれることとなる。したがって、車両が搭乗者に近付き過ぎるため、その搭乗性が低下する虞が生じる。

そこで、本実施の形態１に係る同軸二輪車１０は、車両が後傾していると判断し、かつ、搭乗者の片足が一方のステップ部６Ｒ、６Ｌに乗る搭乗過渡状態を検出すると、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度に一致させて設定する。

より具体的には、目標角度設定部５１は、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度に基づいて車両本体１が後傾していると判断し、かつ、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信して搭乗者の片足が一方のステップ部６Ｒ、６Ｌに乗る搭乗過渡状態を検出すると、車両本体１のピッチ方向の目標傾斜角度を、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角度に一致させて設定する。ここで、搭乗過渡状態とは、例えば、搭乗者が片方のステップ部６Ｒ、６Ｌに片足を乗せてから両足を両ステップ部７Ｒ、７Ｌに乗せるまでの搭乗の過渡状態を指すものとする。

これにより、搭乗者は搭乗を行うとき車両本体１を後傾させても車両本体１の各ステップ部７Ｒ、７Ｌはその位置に停止しているため、搭乗者は容易に車両本体１の各ステップ部７Ｒ、７Ｌ上に搭乗することができる。そのため、搭乗者が障害物を避けるように車両本体１を傾けて乗車しようとした場合であっても、安定して搭乗することができる。すなわち、同軸二輪車１０の搭乗性を向上させることができる。

さらに、制御装置５は、車両のピッチ方向の目標傾斜角速度を設定する目標角速度設定部５３を有していてもよい。目標角速度設定部５３は、目標角速度設定手段の一具体例であり、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度に基づいて車両本体１が後傾していると判断し、かつ、一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信して搭乗者の搭乗過渡状態を検出すると、車両本体１のピッチ方向の目標傾斜角速度を、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角速度に一致させて設定してもよい。

次に、上述した本実施の形態１に係る同軸二輪車の制御方法について詳細に説明する。図４は、本実施の形態１に係る同軸二輪車の制御方法のフロー示すフローチャートである。

同軸二輪車１０がオフ状態からオン状態となり、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌは搭乗状態を検出し（ステップＳ１０１）、足検知信号を制御装置５の目標角度設定部５１、目標角速度設定部５３、及び制御部５２に対して出力する。

制御部５２は、姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度が搭乗可能な第３所定角度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。制御部５２は、姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度が搭乗可能な第３所定角度以下であると判断したとき（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、倒立制御を開始する（ステップＳ１０３）。制御部５２は、姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度が搭乗可能な第３所定角度以下でないと判断したとき（ステップＳ１０２のＮＯ）、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌをサーボロック状態にする。

目標傾斜角設定部５１は、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信し（搭乗者の片足が一方のステップ部６Ｒ、６Ｌに乗り）、かつ、姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度に基づいて車両本体１が後傾していると判断したとき（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、車両本体１のピッチ方向の目標角度を、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角度に一致させて設定する（ステップＳ１０５）。同時に、目標傾斜角速度設定部５３は、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信し、かつ、姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度に基づいて車両本体１が後傾していると判断したとき（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、車両本体１のピッチ方向の目標傾斜角速度を、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角速度（０[ｄｅｇ／ｓ]）に一致させて設定する（ステップＳ１０６）。

目標傾斜角設定部５１は、両方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信し、搭乗者の両足が各ステップ部７Ｒ、７Ｌに乗ったと判断すると（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、目標傾斜角度を予め設定された所定傾斜角度に徐々に戻す（ステップＳ１０８）。同時に、目標傾斜角速度設定部５３は、両方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信し、搭乗者の両足が各ステップ部７Ｒ、７Ｌに乗ったと判断すると（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、目標傾斜角速度を予め設定された所定傾斜角速度に徐々に戻す（ステップＳ１０９）。これにより、同軸二輪車１０は通常の走行が可能となるＳ１１０）。

なお、制御装置５の制御部５３は、姿勢センサユニット１２から出力される傾斜角度が第１所定角度以上となり、同軸二輪車１０が過度に前方へ移動すると判断したとき、倒立制御を継続しつつ、警告装置１４を用いて搭乗者に対して警告を行ってもよい。警告装置１４は、警告手段の一具体例であり、例えば、警告音を出力するスピーカやブザー、操作ハンドル４や各ステップ部６Ｒ、６Ｌに警告振動を発生させる振動装置、ライトを点灯／点滅させる警告灯、警告表示を表示する表示装置、などを含む。

以上、本実施の形態１においては、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度に基づいて車両本体１が後傾していると判断し、かつ、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信して搭乗者の片足が一方のステップ部６Ｒ、６Ｌに乗る搭乗過渡状態を検出すると、車両本体１のピッチ方向の目標傾斜角度を、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角度に一致させて設定する。これにより、搭乗者は搭乗を行うとき車両本体１を後傾させても車両本体１の各ステップ部７Ｒ、７Ｌはその位置に停止している。したがって、搭乗者は容易に車両本体１の各ステップ部７Ｒ、７Ｌ上に搭乗することができる。そのため、搭乗者が障害物を避けるように車両本体１を傾けて乗車しようとした場合であっても、安定して搭乗することができる。すなわち、同軸二輪車１０の搭乗性を向上させることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る同軸二輪車１０においては、車両が第２所定角度以上前傾しており、かつ、搭乗者の搭乗過渡状態を検出したとき、目標傾斜角度を後方向に戻すように（操作ハンドル４を起こすように）設定することを特徴とする。

これは、例えば、同軸二輪車１０を前方に倒し過ぎた場合、搭乗者の足位置と同軸二輪車１０の重心位置との距離が大きくなる。この為、搭乗者の前傾し崩れた姿勢を元に戻すのが困難となり、同軸二輪車への搭乗が困難となり得る。そこで、上述したように、目標傾斜角度を後方向に戻し操作ハンドル４を起こすように設定することで、搭乗者は前傾し崩れた姿勢を元に戻すことができ、同軸二輪車１０に容易に搭乗できる。

より具体的には、目標角度設定部５１は、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角度に基づいて車両本体１が第２所定角度以上前傾していると判断し、かついずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから搭乗者の搭乗過渡状態を検出したとき、目標傾斜角度を車両本体１が水平状態となる角度に戻すように設定する。

さらに、目標角速度設定部５３は、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角度に基づいて車両本体が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌの足検知信号に基づいて搭乗者の搭乗過渡状態を検出したとき、目標傾斜角速度を０に設定する。なお、本実施の形態２において、他の構成は上記実施の形態１と略同一であるため、同一部分に同一符号を付して詳細な説明は省略する。

次に、上述した本実施の形態２に係る同軸二輪車１０の制御方法について詳細に説明する。図５は、本実施の形態２に係る同軸二輪車の制御方法のフロー示すフローチャートである。

同軸二輪車１０がオフ状態からオン状態となり、いずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌは搭乗過渡状態を検出し（ステップＳ２０１）、足検知信号を目標角度設定部５１、目標角速度設定部５３、及び制御部５２に対して出力する。

制御部５２は、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度が搭乗可能な第３所定角度以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。制御部５２は、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度が搭乗可能な第３所定角度以下であると判断したとき（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、倒立制御を開始する（ステップＳ２０３）。一方、制御部５２は、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度が搭乗可能な第３所定角度以下でないと判断したとき（ステップＳ２０２のＮＯ）、サーボロック状態にする。

目標傾斜角設定部５１は、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度が第２所定角度以上で前傾していると判断すると（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、目標傾斜角度を車両本体１が水平状態となる角度（０ｄｅｇ）に設定する（ステップＳ２０５）。

ここで、上記車両本体１を水平状態に戻す角度θ'は、下記（１）式より算出することができる。なお、下記（１）式において、Ｌは搭乗者の腕の長さであり、αは搭乗者の足平部の長さであり、ｄは操作ハンドル４の長さであり、ｌは各ステップ部６Ｒ、６Ｌの長さとする。
ｄｔａｎθ'＋ｌ＋α＝Ｌ
ｔａｎθ'＝（Ｌ−ｌ−α）／ｄ
θ'＝ｔａｎ^−１（Ｌ−ｌ−α）／ｄ（１）式

同時に、目標傾斜角速度設定部５１は、姿勢センサユニット１２からの傾斜角度が第２所定角度以上で前傾していると判断すると（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、目標傾斜角速度を０（ｍ／ｓ）に設定する（ステップＳ２０６）。

目標傾斜角設定部５１は、両方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信し、搭乗者の両足が各ステップ部７Ｒ、７Ｌに乗ったと判断すると（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、予め設定された所定傾斜角度に徐々に戻す（ステップＳ２０８）。同時に、目標傾斜角速度設定部５３は、両方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検知信号を受信し、搭乗者の両足が各ステップ部７Ｒ、７Ｌに乗ったと判断すると（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、予め設定された所定傾斜角速度に徐々に戻す（ステップＳ２０９）。

以上、本実施の形態２においては、姿勢センサユニット１２により検出された傾斜角度に基づいて車両本体１が第２所定角度以上前傾していると判断し、かついずれか一方のステップセンサ７Ｒ、７Ｌの足検知信号に基づいて搭乗者の搭乗過渡状態を検出したとき、目標傾斜角度を車両本体１が水平状態となる角度に戻すように設定する。これにより、搭乗者は前傾し崩れた姿勢を元に戻すことができ、同軸二輪車１０に容易に搭乗できる。そのため、搭乗者が障害物を避けるように車両本体１を傾けて乗車しようとした場合であっても、安定して搭乗することができる。すなわち、同軸二輪車１０の搭乗性を向上させることができる。

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。
また、本発明は、例えば、図４及び図５に示す処理を、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することも可能である。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。

また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１車両本体
２Ｒ、２Ｌ車輪
３Ｒ、３Ｌ車輪駆動ユニット
４操作ハンドル
５制御装置
６Ｒ、６Ｌステップ部
７Ｒ、７Ｌステップセンサ
８角度検出センサ
９バッテリー
１０同軸二輪車
１１Ｒ、１１Ｌ駆動回路
１２姿勢センサユニット
１３Ｒ、１３Ｌ車輪速度センサ
１４警告装置
５１目標角度設定部
５２制御部
５３目標角速度設定部

Claims

車両のピッチ方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、
搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出する荷重検出手段と、
車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定する目標角度設定手段と、
前記目標角度設定手段により設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う制御手段と、を備える同軸二輪車であって、
前記目標角度設定手段は、
前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて車両が後傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に一致させて設定する、ことを特徴とする同軸二輪車。
請求項１記載の同軸二輪車であって、
車両のピッチ方向の傾斜角速度を検出する傾斜角速度検出手段と、
車両のピッチ方向の目標傾斜角速度を設定する目標角速度設定手段と、を更に備え、
前記目標角速度設定手段は、
前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて、車両が後傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角速度を、前記傾斜角速度検出手段により検出された傾斜角速度に一致させて設定する、ことを特徴とする同軸二輪車。
請求項１又は２記載の同軸二輪車であって、
前記制御手段は、前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の両足が前記ステップ部に乗ったと判断し、かつ、傾斜角検出手段により検出された傾斜角度が第１所定角度以上であると判断したとき、倒立制御を継続しつつ、警告手段を用いて搭乗者に対して警告を行う、ことを特徴とする同軸二輪車。
車両のピッチ方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、
搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出する荷重検出手段と、
車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定する目標角度設定手段と、
前記目標角度設定手段により設定された目標傾斜角度に基づいて車両の倒立制御を行う制御手段と、を備える同軸二輪車であって、
前記目標角度設定手段は、
前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を後方向に戻すように設定する、ことを特徴とする同軸二輪車。
請求項４記載の同軸二輪車であって、
前記目標角度設定手段は、
前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角度に基づいて、車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を車両が水平となる角度に設定する、ことを特徴とする同軸二輪車。
請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の同軸二輪車であって、
前記目標角度設定手段は、前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の両足が前記ステップ部に乗ったと判断したとき、前記目標傾斜角度を予め設定された所定傾斜角度に徐々に戻す、ことを特徴とする同軸二輪車。
請求項２記載の同軸二輪車であって、
前記目標角速度設定手段は、前記荷重検出手段により検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の両足が前記ステップ部に乗ったと判断したとき、前記目標傾斜角速度を予め設定された所定傾斜角速度に徐々に戻す、ことを特徴とする同軸二輪車。
車両のピッチ方向の傾斜角度を検出するステップと、
搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出するステップと、
車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定するステップと、
前記設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行うステップと、を含む同軸二輪車の制御方法であって、
前記検出された傾斜角度に基づいて車両が後傾していると判断し、かつ前記検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を、前記検出された傾斜角度に一致させて設定する、ことを特徴とする同軸二輪車の制御方法。
車両のピッチ方向の傾斜角度を検出するステップと、
搭乗者が搭乗するステップ部への荷重を検出するステップと、
車両のピッチ方向の目標傾斜角度を設定するステップと、
前記設定された目標傾斜角度に基づいて車両の倒立制御を行うステップと、を含む同軸二輪車の制御方法であって、
前記検出された傾斜角度に基づいて車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、前記目標傾斜角度を後方向に戻すように設定する、ことを特徴とする同軸二輪車の制御方法。
設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う同軸二輪車の制御プログラムであって、
検出された車両のピッチ方向の傾斜角度に基づいて車両が後傾していると判断し、かつ搭乗者が搭乗するステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を、前記検出された傾斜角度に一致させて設定する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする同軸二輪車の制御プログラム。
設定された目標傾斜角度に基づいて、車両の倒立制御を行う同軸二輪車の制御プログラムであって、
検出された車両のピッチ方向の傾斜角度に基づいて車両が第２所定角度以上前傾していると判断し、かつ前記検出されたステップ部の荷重に基づいて搭乗者の片足が前記ステップ部に乗る搭乗過渡状態を検出したとき、車両のピッチ方向の目標傾斜角度を後方向に戻すように設定する、ことを特徴とする同軸二輪車の制御プログラム。