JP6090102B2 - 同軸二輪車、及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は同軸二輪車、及びその制御方法に関し、特に回生電力を有効に活用できる同軸二輪車、及びその制御方法に関する。

搭乗者が重心を前後あるいは左右へ移動させる走行操作に応じて、倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う同軸二輪車が知られている（特許文献１参照）。同軸二輪車は、電動モータで駆動される一対の同軸車輪を有し、人が立位姿勢でステップに搭乗した状態でバランスを保ちながら走行する。

特開２０１０−２４７７４１号公報

背景技術で説明したように、同軸二輪車は電動モータを動力源とするため、電動モータを駆動するための電源（バッテリ）を搭載する必要がある。同軸二輪車の性能（走行距離や出力トルク）を考慮すると、搭載するバッテリの容量を大きくするほうが好ましい。しかしながら、同軸二輪車を小型化・軽量化するためには、搭載するバッテリの容量を可能な限り小さくする必要がある。このように、同軸二輪車に搭載するバッテリの容量を小さくしつつ、同軸二輪車の性能を向上させるためには、ブレーキ動作時にモータで発生する回生電力を有効に活用する必要となる。

上記課題に鑑み本発明の目的は、回生電力を有効に活用することができる同軸二輪車及びその制御方法を提供することである。

本発明にかかる同軸二輪車は、同軸上に配置された一対の車輪を駆動する一対のモータと、バッテリ及びキャパシタを備え、前記モータに電力を供給する電源部と、ブレーキ動作時に前記モータで発生した回生電力を前記バッテリまたは前記キャパシタに供給する切替部と、を備え、前記切替部は、前記ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であり、且つ前記キャパシタが充電可能な状態である場合、前記回生電力を前記キャパシタに供給し、前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値未満であり、且つ前記バッテリが充電可能な状態である場合、前記回生電力を前記バッテリに供給する。

本発明にかかる同軸二輪車の制御方法は、同軸上に配置された一対の車輪を駆動する一対のモータと、バッテリ及びキャパシタを備え、前記モータに電力を供給する電源部と、を備える同軸二輪車の制御方法であって、ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であり、且つ前記キャパシタが充電可能な状態である場合、前記ブレーキ動作時に前記モータで発生した回生電力を前記キャパシタに供給し、前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値未満であり、且つ前記バッテリが充電可能な状態である場合、前記回生電力を前記バッテリに供給する。

本発明により、回生電力を有効に活用することができる同軸二輪車及びその制御方法を提供することができる。

実施の形態にかかる同軸二輪車のシステム構成を説明するためのブロック図である。 実施の形態にかかる同軸二輪車の動作を説明するためのフローチャートである（ブレーキ動作時）。 実施の形態にかかる同軸二輪車の動作を説明するためのフローチャートである（力行時）。 実施の形態にかかる同軸二輪車の外観を示す図である。

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、本実施の形態にかかる同軸二輪車のシステム構成を説明するためのブロック図である。図４は、本実施の形態にかかる同軸二輪車の外観を示す図である。図４に示すように、本実施の形態にかかる同軸二輪車１００は、同軸上に配置された一対の車輪１１１と、車両本体１１２と、操作レバー１１３と、を備える。一対の車輪１１１は、車両本体１１２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、回転可能に車両本体１１２に支持されている。一対の車輪１１１はそれぞれ車軸を介して一対のモータに接続されている。

一対の車輪１１１の車軸に相当する軸をピッチ軸とし、車両本体１１２の中心を通って同軸二輪車１００の走行方向と平行をなす軸をロール軸とする。車両本体１１２の上面には、搭乗者１１５の足を夫々乗せるステップ部が設けられている。車両本体１１２には、ロール軸回転方向へ回転自在に操作レバー１１３が取り付けられている。操作レバー１１３がピッチ軸回転方向（前後方向）へ傾斜すると同軸二輪車１００の前進又は後進操作が実行され、操作レバー１１３がロール軸回転方向（左右方向）へ傾斜すると、同軸二輪車１００の旋回操作が実行される。

図１は、本実施の形態にかかる同軸二輪車のシステム構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、同軸二輪車は、センサ部１１、制御部１２、駆動回路１３_１、１３_２、モータ１４_１、１４_２、車輪１１１_１、１１１_２、放電回路１６、電源部１７、及び電源制御部２０を備える。電源部１７は、バッテリ１８及びキャパシタ１９を備える。電源制御部２０は、ブレーキ力判定部２１、電源モニタ部２２、及び切替部２３を備える。

センサ部１１は、例えば、姿勢センサ、ハンドルセンサ、ロータリーセンサ等を備える。姿勢センサは、車両本体１１２（図４参照）に配設されており、同軸二輪車１００の走行時における車両本体１１２のピッチ角度、ピッチ角速度、加速度等を検出する。姿勢センサは、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ等から構成されている。操作レバー１１３が前方もしくは後方に傾斜すると、車両本体１１２も操作レバー１１３に連動して同方向へ傾斜する。姿勢センサは、操作レバー１１３の傾斜に対応した車両本体１１２のピッチ角度やピッチ角速度を検出する。

ハンドルセンサは、操作レバー１１３の回動軸に取り付けられている。ハンドルセンサとしては、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。ハンドルセンサは、搭乗者１１５が操作レバー１１３を操作した際の操作量及び操作方向を検出する。ロータリーセンサは、左右の車輪１１１_１、１１１_２にそれぞれ配設されており、各車輪１１１_１、１１１_２の車輪回転角度をそれぞれ検出する。センサ部１１は、各々のセンサを用いて検出された各種情報を制御部１２及びブレーキ力判定部２２にそれぞれ供給する。

制御部１２は、センサ部１１で検出された各種情報に応じて、モータ１４_１、１４_２を駆動するための制御信号を駆動回路１３_１、１３_２に出力する。例えば、制御信号には、各々のモータ１４_１、１４_２のトルク指令値（つまり、トルクの制御目標値）やモータの回転数指令値（つまり、回転数の制御目標値）が含まれている。また、制御部１２は制御情報（トルク指令値、回転数指令値）を電源制御部２０（ブレーキ力判定部２２）に出力してもよい。

制御部１２は、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される制御プログラムや演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。

制御部１２は、センサ部１１の姿勢センサによって検出された車両本体１１２のピッチ角度およびピッチ角速度等に基づいて、操作レバー１１３の傾斜方向（前方又は後方）及び対応する移動速度を算出する。そして、制御部１２は、同軸二輪車１００がバランスを保ちつつ、算出した傾斜方向および移動速度で同軸二輪車１００が移動するようにモータ１４_１、１４_２を駆動するための制御信号を駆動回路１３_１、１３_２にそれぞれ出力する。これにより、同軸二輪車１００は、バランスを保つ倒立制御を実行しつつ所望の移動速度で前進または後進することができる。また、制御部１２は、センサ部１１のハンドルセンサの検出結果に応じて、一対のモータ１４_１、１４_２の駆動を制御し、左右の車輪１１１_１、１１１_２に回転差を生じさせる。これにより、同軸二輪車１００は、所望の速度で所望の方向へ旋回走行する。

駆動回路１３_１、１３_２は、モータ１４_１、１４_２を駆動するための電流を、制御部１２から供給された制御信号に基づいて算出し、算出された電流をモータ１４_１、１４_２にそれぞれ供給する。これにより、モータ１４_１、１４_２は、制御部１２で決定されたトルク値及び回転数となるように制御される。このとき、駆動回路１３_１、１３_２は、電源制御部２０から供給された電力を用いて、モータ１４_１、１４_２に供給する電流をそれぞれ生成する。

放電回路１６は、同軸二輪車のブレーキ動作時にモータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を熱エネルギーに変換する。モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力は、駆動回路１３_１、１３_２及び電源制御部２０を介して放電回路１６に供給される。

電源部１７は、モータ１４_１、１４_２に電力を供給する。また電源部１７は、同軸二輪車のシステムを構成している各々の回路に電力を供給する。電源部１７は、バッテリ１８及びキャパシタ１９を備えている。モータ１４_１、１４_２を駆動するために用いられる電源は、電源制御部２０において決定される。つまり、電源制御部２０は、バッテリ１８のみを用いてモータ１４_１、１４_２を駆動する場合と、バッテリ１８及びキャパシタ１９を用いてモータ１４_１、１４_２を駆動する場合とを切り替えることができる。

電源制御部２０が備えるブレーキ力判定部２１は、ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であるか否かを判定する。換言すると、ブレーキ力判定部２１は、同軸二輪車に強いブレーキが働いたのか、または弱いブレーキが働いたのかを判定する。

例えば、ブレーキ力は、モータ１４_１、１４_２と車輪１１１_１、１１１_２とを連結している軸に働くトルク値とモータの回転数とに基づき算出することができる。回転数が正の値である場合、同軸二輪車は前進している。この場合は、トルク値が負の値である場合に同軸二輪車にブレーキが働いていると判定することができる。ブレーキ力判定部２１は、このときのトルク値の絶対値が所定の値以上である場合に、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定することができる。

一方、回転数が負の値である場合、同軸二輪車は後進している。この場合は、トルク値が正の値である場合に同軸二輪車にブレーキが働いていると判定することができる。ブレーキ力判定部２１は、このときのトルク値の絶対値が所定の値以上である場合に、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定することができる。

このとき、トルク値及びモータの回転数として、制御部１２から出力される制御信号に含まれるトルク指令値及び回転数指令値を用いてもよい。

また、ブレーキ力判定部２１は、ブレーキ動作時に同軸二輪車に働く加速度をブレーキ力として用いてもよい。つまり、ブレーキ力判定部２１は、センサ部１１に設置されている加速度センサで測定された加速度の絶対値が所定の値以上である場合に、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定することができる。

例えば、同軸二輪車が前進している際にブレーキが働いた場合は、加速度が負の値になる。ブレーキ力判定部２１は、このときの加速度の絶対値が所定の値以上である場合に、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定することができる。一方、同軸二輪車が後進している際にブレーキが働いた場合は、加速度が正の値になる。ブレーキ力判定部２１は、このときの加速度の絶対値が所定の値以上である場合に、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定することができる。なお、この場合の同軸二輪車の進行方向は、姿勢センサを用いて、操作レバー１１３の傾斜に対応した車両本体１１２のピッチ角度やピッチ角速度を検出することで判定することができる。

また、ブレーキ力判定部２１は、ブレーキ動作時にモータ１４_１、１４_２から出力される回生電力をブレーキ力として用いてもよい。つまり、ブレーキ力判定部２１は、モータ１４_１、１４_２から出力される回生電力（回生電流）が所定の値以上である場合に、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定することができる。

なお、上記の所定の値、つまり強いブレーキが働いたと判定するための基準値は、それぞれ任意に決定することができる。

電源モニタ部２２は、バッテリ１８の残量を監視している。電源モニタ部２２は、バッテリ１８の残量に基づき算出されたバッテリ１８の空き容量が所定の容量以上である場合、バッテリ１８が充電可能な状態であると判定する。一方、電源モニタ部２２は、バッテリ１８の残量に基づき算出されたバッテリ１８の空き容量が所定の容量よりも小さい場合、バッテリ１８が充電可能な状態ではないと判定する。

また、電源モニタ部２２はバッテリ１８の内部抵抗を監視してもよい。この場合、電源モニタ部２２は、バッテリ１８の残量に基づき算出されたバッテリ１８の空き容量が所定の容量以上であり、且つ内部抵抗が所定の値よりも小さい場合に、バッテリ１８が充電可能な状態であると判定することができる。一方、電源モニタ部２２は、バッテリ１８の残量に基づき算出されたバッテリ１８の空き容量が所定の容量よりも小さい場合、または内部抵抗が所定の値以上の場合、バッテリ１８が充電可能な状態ではないと判定することができる。バッテリ１８の内部抵抗が高い場合は、バッテリ１８に回生電力が供給されるとバッテリ１８の電圧が上昇しすぎて回路が破損するためである。

更に、電源モニタ部２２はバッテリ１８の温度を監視してもよい。この場合、バッテリ１８の内部抵抗は、バッテリ１８の残量及び温度を用いて算出することができる。バッテリ１８の内部抵抗、残量、及び温度は互いに関連している。よって、バッテリ１８の内部抵抗、残量、及び温度の関係を示したテーブルを予め作成して、バッテリ１８の残量及び温度からバッテリ１８の内部抵抗を求めてもよい。なお、電源モニタ部２２は、バッテリ１８の開放端子間電圧を用いてバッテリ１８の残量を監視してもよい。

電源モニタ部２２は、キャパシタ１９の残量を監視している。電源モニタ部２２は、キャパシタ１９の残量に基づき算出されたキャパシタ１９の空き容量が所定の容量以上である場合、キャパシタ１９が充電可能な状態であると判定する。一方、電源モニタ部２２は、キャパシタ１９の残量に基づき算出されたキャパシタ１９の空き容量が所定の容量よりも小さい場合、キャパシタ１９が充電可能な状態ではないと判定する。

また、電源モニタ部２２はキャパシタ１９の内部抵抗を監視してもよい。この場合、電源モニタ部２２は、キャパシタ１９の残量に基づき算出されたキャパシタ１９の空き容量が所定の容量以上であり、且つ内部抵抗が所定の値よりも小さい場合に、キャパシタ１９が充電可能な状態であると判定することができる。一方、電源モニタ部２２は、キャパシタ１９の残量に基づき算出されたキャパシタ１９の空き容量が所定の容量よりも小さい場合、または内部抵抗が所定の値以上の場合、キャパシタ１９が充電可能な状態ではないと判定することができる。キャパシタ１９の内部抵抗が高い場合は、キャパシタ１９に回生電力が供給されるとキャパシタ１９の電圧が上昇しすぎて回路が破損するためである。

更に、電源モニタ部２２はキャパシタ１９の温度を監視してもよい。この場合、キャパシタ１９の内部抵抗は、キャパシタ１９の残量及び温度を用いて算出することができる。キャパシタ１９の内部抵抗、残量、及び温度は互いに関連している。よって、キャパシタ１９の内部抵抗、残量、及び温度の関係を示したテーブルを予め作成して、キャパシタ１９の残量及び温度からキャパシタ１９の内部抵抗を求めてもよい。なお、電源モニタ部２２は、キャパシタ１９の開放端子間電圧を用いてキャパシタ１９の残量を監視してもよい。

切替部２３は、ブレーキ動作時にモータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を、バッテリ１８またはキャパシタ１９に供給する。更に、切替部２３は、ブレーキ動作時にモータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を、放電回路に供給可能に構成されていてもよい。

切替部２３は、ブレーキ力判定部２１においてブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であると判定され、且つ電源モニタ部２２においてキャパシタ１９が充電可能な状態であると判定された場合、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力をキャパシタ１９に供給する。これにより、回生電力を用いてキャパシタ１９を充電することができる。

また、切替部２３は、ブレーキ力判定部２１においてブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値未満であると判定され、且つ電源モニタ部２２においてバッテリ１８が充電可能な状態であると判定された場合、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力をバッテリ１８に供給する。これにより、回生電力を用いてバッテリ１９を充電することができる。

更に、切替部２３は、ブレーキ力判定部２１においてブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であると判定され、且つ電源モニタ部２２においてキャパシタ１９が充電可能な状態でないと判定された場合、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を放電回路１６に供給してもよい。

また、切替部２３は、ブレーキ力判定部２１においてブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値未満であると判定され、且つ電源モニタ部２２においてバッテリ１８が充電可能な状態でないと判定された場合、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を放電回路１６に供給してもよい。

次に、本実施の形態にかかる同軸二輪車の動作について説明する。図２は、本実施の形態にかかる同軸二輪車の動作を説明するためのフローチャートであり、ブレーキが作動した際の同軸二輪車の動作について説明している。

同軸二輪車が前進または後進している際にブレーキが作動すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ブレーキ力判定部２１は同軸二輪車に強いブレーキが働いたか否かを判定する（ステップＳ２）。ブレーキ力判定部２１は、ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上である場合、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定する（ステップＳ３：Ｙｅｓ）。そして、電源モニタ部２２においてキャパシタ１９が充電可能な状態であると判定された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、切替部２３は、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力をキャパシタ１９に供給する（ステップＳ５）。これにより、回生電力を用いてキャパシタ１９を充電することができる。

一方、電源モニタ部２２においてキャパシタ１９が充電可能な状態でないと判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、切替部２３は、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を放電回路１６に供給する。放電回路１６は回生電力を熱エネルギーに変換する。なお、キャパシタ１９の内部抵抗が所定の値以上のためにキャパシタ１９が充電可能な状態でないと判定された場合は、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を減少させ、減少させた後の回生電力を用いてキャパシタ１９を充電してもよい。

また、ブレーキ力判定部２１は、ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値未満である場合、同軸二輪車に弱いブレーキが働いたと判定する（ステップＳ３：Ｎｏ）。そして、電源モニタ部２２においてバッテリ１８が充電可能な状態であると判定された場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、切替部２３は、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力をバッテリ１９に供給する（ステップＳ８）。これにより、回生電力を用いてバッテリ１８を充電することができる。

一方、電源モニタ部２２においてバッテリ１８が充電可能な状態でないと判定された場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、切替部２３は、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を放電回路１６に供給する。放電回路１６は回生電力を熱エネルギーに変換する。なお、バッテリ１８の内部抵抗が所定の値以上のためにバッテリ１８が充電可能な状態でないと判定された場合は、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力を減少させ、減少させた後の回生電力を用いてバッテリ１８を充電してもよい。

本実施の形態にかかる同軸二輪車では、ブレーキが作動している間、ステップＳ１〜Ｓ９の動作を繰り返す。例えば、同軸二輪車が坂道を下っている際に停止する場合、最初は同軸二輪車に働くブレーキ力が弱いために、ブレーキ力判定部２１は、同軸二輪車に弱いブレーキが働いたと判定する（ステップＳ３：Ｎｏ）。しかし、その後、同軸二輪車に働くブレーキ力は徐々に強くなり、ブレーキ力が所定の値以上となったタイミングで、ブレーキ力判定部２１は、同軸二輪車に強いブレーキが働いたと判定するようになる（ステップＳ３：Ｙｅｓ）。

ここで、同軸二輪車の電源として用いられているバッテリ１８は、キャパシタ１９と比べて容量が大きいという特徴がある。このため、バッテリ１８は、キャパシタ１９と比べて長時間、回生電力を吸収することができる（つまり、多くの電力を吸収することができる）。しかし、バッテリ１８はキャパシタ１９と比べて内部抵抗が大きいため、大きな回生電力（つまり、大電流）を吸収することができない。内部抵抗が大きい場合、大きな回生電流が流れると、バッテリ１８の電圧が上昇しすぎて回路が破損するためである。バッテリ１８に大きな回生電力（つまり、大電流）を吸収させるためには、バッテリ１８の容量を大容量にする必要があるが、この場合は同軸二輪車の小型化が困難になる。

キャパシタ１９は、バッテリ１８と比べて内部抵抗が小さいため、大きな回生電力（つまり、大電流）を吸収することができる。しかし、キャパシタ１９は、バッテリ１８と比べて容量が小さいため、長時間、回生電力を吸収することはできない。

本実施の形態にかかる同軸二輪車では、バッテリ１８及びキャパシタ１９の上記性質を考慮して、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力の供給先を切替部２３において切り替えている。つまり、ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上である場合、同軸二輪車には強いブレーキが働いたといえる。この場合は、回生電力（回生電流）が大きいために、バッテリ１８ではこの回生電力（回生電流）を吸収することはできない。よってこの場合は、キャパシタ１９を用いて回生電力（回生電流）を吸収する必要がある。したがって、キャパシタ１９が充電可能な状態である場合、キャパシタ１９を用いてこの回生電力（回生電流）を吸収する。これにより、キャパシタ１９が充電されて、回生電力を有効に活用することができる。

一方、キャパシタ１９が充電可能な状態でない場合は、放電回路を用いてこの回生電力（回生電流）を熱に変換している。これにより、同軸二輪車が備える各々の回路を高電圧から保護することができる。

また、ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値未満である場合、同軸二輪車には弱いブレーキが働いたといえる。この場合は、回生電力（回生電流）が小さいために、バッテリ１８を用いてこの回生電力（回生電流）を吸収することができる。よって、バッテリ１８が充電可能な状態である場合は、バッテリ１８を用いてこの回生電力（回生電流）を吸収することができる。これにより、バッテリ１８が充電されて、回生電力を有効に活用することができる。

一方、バッテリ１８が充電可能な状態でない場合は、放電回路を用いてこの回生電力（回生電流）を熱に変換している。これにより、同軸二輪車が備える各々の回路を高電圧から保護することができる。

このように、本実施の形態にかかる同軸二輪車では、バッテリ１８及びキャパシタ１９の性質を考慮して、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力の供給先を切替部２３において切り替えている。つまり、回生電力の大きさに応じて、回生電力の供給先を適切に切り替えているので、回生電力を用いてバッテリ１８及びキャパシタ１９を効率的に充電することができる。よって、回生電力を有効に活用することができる。

なお、図２のステップＳ３のブレーキ力の判定で用いられる所定の値は、例えばバッテリ１８の特性に基づいて決定することができる。つまり、所定の値はバッテリ１８に供給される回生電力（回生電流）の最大値に対応している。よって、所定の値は、バッテリ１８の容量や内部抵抗を考慮して、バッテリ１８に供給される回生電力（回生電流）が、バッテリ１８に供給可能な回生電力（回生電流）の最大値よりも小さくなるように決定する。例えば、所定の値を大きくする程、バッテリ１８に供給される回生電力（回生電流）は大きくなる。逆に、所定の値を小さくする程、バッテリ１８に供給される回生電力（回生電流）は小さくなる。

次に、本実施の形態にかかる同軸二輪車の力行時の動作について説明する。図３は、本実施の形態にかかる同軸二輪車の力行時の動作を説明するためのフローチャートである。同軸二輪車が走行する際、同軸二輪車の制御部１２は、センサ部１１によって検出された車両本体１１２のピッチ角度およびピッチ角速度等に基づいて、操作レバー１１３の傾斜方向（前方又は後方）及び対応する移動速度を算出する。また、制御部１２は、上記で算出された移動速度で同軸二輪車が走行するために必要な電力量を算出する（ステップＳ１１）。例えば、上り坂や段差がある場合には通常よりも大きいトルクが必要となる。このような場合は、モータ１４_１、１４_２を駆動するための電力量（電流量）は通常の場合よりも多くなる。

また、電源モニタ部２２は、バッテリ１８及びキャパシタ１９の残量を監視している（ステップＳ１２）。なお、電源モニタ部２２は、常にバッテリ１８及びキャパシタ１９の残量を監視していてもよい。そして、同軸二輪車がバッテリ１８のみで動作可能か判断する（ステップＳ１３）。具体的には、バッテリ１８が出力することができる電力量が、ステップＳ１１で算出された同軸二輪車が走行するために必要な電力量よりも大きい場合、同軸二輪車はバッテリ１８のみで動作可能であると判断する（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）。この場合は、同軸二輪車はバッテリ１８の電力を用いて駆動する（ステップＳ１４）。

一方、バッテリ１８が出力することができる電力量が、ステップＳ１１で算出された同軸二輪車が走行するために必要な電力量よりも小さい場合、同軸二輪車はバッテリ１８のみで動作することはできないと判断する（ステップＳ１３：Ｎｏ）。この場合は、同軸二輪車はバッテリ１８とキャパシタ１９の電力を用いて駆動する（ステップＳ１４）。

本実施の形態にかかる同軸二輪車は力行時に上記のステップＳ１１〜Ｓ１５の動作を繰り返す。

同軸二輪車を小型化・軽量化するためにバッテリ１８の容量を小さくした場合は、バッテリ１８のみでは十分なトルクが得られない場合がある。そこで本実施の形態にかかる同軸二輪車では、バッテリ１８の補助電源としてキャパシタ１９を設けている。キャパシタ１９はバッテリ１８よりも小型であり、また瞬時に大電力を放出することができるという特性がある。よって、バッテリ１８のみでは同軸二輪車の走行に必要なトルクが得られない場合であっても、キャパシタ１９を用いて電力を補うことで、同軸二輪車の走行に必要なトルクが得られるようになる。

また、同軸二輪車に搭載するバッテリの容量を小さくしつつ、同軸二輪車の性能を向上させるためには、ブレーキ動作時にモータで発生する回生電力を有効に活用する必要がある。本実施の形態にかかる同軸二輪車では、上記で説明したように、バッテリ１８及びキャパシタ１９の性質を考慮して、モータ１４_１、１４_２で発生した回生電力の供給先を切替部２３において切り替えている。つまり、回生電力の大きさに応じて、回生電力の供給先を適切に切り替えているので、回生電力を用いてバッテリ１８及びキャパシタ１９を効率的に充電することができる。よって、回生電力を有効に活用することができる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１１ センサ部
１２ 制御部
１３_１、１３_２ 駆動回路
１４_１、１４_２ モータ
１６ 放電回路
１７ 電源部
１８ バッテリ
１９ キャパシタ
２０ 電源制御部
２１ ブレーキ力判定部
２２ 電源モニタ部
２３ 切替部
１００ 同軸二輪車
１１１、１１１_１、１１１_２ 車輪
１１２ 車両本体
１１３ 操作レバー

Claims (12)

1. 同軸上に配置された一対の車輪を駆動する一対のモータと、
   バッテリ及びキャパシタを備え、前記モータに電力を供給する電源部と、
   ブレーキ動作時に前記モータで発生した回生電力を前記バッテリまたは前記キャパシタに供給する切替部と、を備え、
   前記切替部は、
   前記ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であり、且つ前記キャパシタが充電可能な状態である場合、前記回生電力を前記キャパシタに供給し、
   前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値未満であり、且つ前記バッテリが充電可能な状態である場合、前記回生電力を前記バッテリに供給する、
   同軸二輪車。
2. 前記切替部は、前記ブレーキ動作時に前記モータで発生した前記回生電力を放電回路に供給可能に構成されており、
   前記切替部は、
   前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値以上であり、且つ前記キャパシタが充電可能な状態でない場合、前記回生電力を前記放電回路に供給し、
   前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値未満であり、且つ前記バッテリが充電可能な状態でない場合、前記回生電力を前記放電回路に供給する、
   請求項１に記載の同軸二輪車。
3. 前記バッテリの残量を監視する電源モニタ部を更に備え、
   前記電源モニタ部は、前記バッテリの残量に基づき算出された前記バッテリの空き容量が所定の容量以上である場合、前記バッテリが充電可能な状態であると判定する、
   請求項１または２に記載の同軸二輪車。
4. 前記電源モニタ部は更に前記バッテリの内部抵抗を監視しており、
   前記電源モニタ部は、前記バッテリの残量に基づき算出された前記バッテリの空き容量が所定の容量以上であり、且つ前記内部抵抗が所定の値よりも小さい場合に、前記バッテリが充電可能な状態であると判定する、
   請求項３に記載の同軸二輪車。
5. 前記電源モニタ部は更に前記バッテリの温度を監視しており、
   前記バッテリの内部抵抗は、前記バッテリの残量及び温度を用いて算出される、
   請求項４に記載の同軸二輪車。
6. 前記電源モニタ部は、前記バッテリの開放端子間電圧を用いて前記バッテリの残量を監視している、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の同軸二輪車。
7. 前記キャパシタの残量を監視する電源モニタ部を更に備え、
   前記電源モニタ部は、前記キャパシタの残量に基づき算出された前記キャパシタの空き容量が所定の容量以上である場合、前記キャパシタが充電可能な状態であると判定する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の同軸二輪車。
8. 前記電源モニタ部は更に前記キャパシタの内部抵抗を監視しており、
   前記電源モニタ部は、前記キャパシタの残量に基づき算出された前記キャパシタの空き容量が所定の容量以上であり、且つ前記内部抵抗が所定の値よりも小さい場合に、前記キャパシタが充電可能な状態であると判定する、
   請求項７に記載の同軸二輪車。
9. 前記電源モニタ部は更に前記キャパシタの温度を監視しており、
   前記キャパシタの内部抵抗は、前記キャパシタの残量及び温度を用いて算出される、
   請求項８に記載の同軸二輪車。
10. 前記電源モニタ部は、前記キャパシタの開放端子間電圧を用いて前記キャパシタの残量を監視している、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の同軸二輪車。
11. 同軸上に配置された一対の車輪を駆動する一対のモータと、
    バッテリ及びキャパシタを備え、前記モータに電力を供給する電源部と、を備える同軸二輪車の制御方法であって、
    ブレーキ動作時のブレーキ力が所定の値以上であり、且つ前記キャパシタが充電可能な状態である場合、前記ブレーキ動作時に前記モータで発生した回生電力を前記キャパシタに供給し、
    前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値未満であり、且つ前記バッテリが充電可能な状態である場合、前記回生電力を前記バッテリに供給する、
    同軸二輪車の制御方法。
12. 前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値以上であり、且つ前記キャパシタが充電可能な状態でない場合、前記回生電力を放電回路に供給し、
    前記ブレーキ動作時のブレーキ力が前記所定の値未満であり、且つ前記バッテリが充電可能な状態でない場合、前記回生電力を前記放電回路に供給する、
    請求項１１に記載の同軸二輪車の制御方法。

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