JP6707402B2

JP6707402B2 - 倒立振子型車両

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Publication number: JP6707402B2
Application number: JP2016115366A
Authority: JP
Inventors: 剛越前谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: CN107487405B; US20170355414A1; JP2017218073A; CN107487405A; US10137956B2

Description

本発明は、倒立振子型車両に関し、更に詳細には、使用者のために倒立振子型車両の状態に応じた表示を行う倒立振子型車両に関する。

倒立振子型車両として、スタンドを有し、倒立振子制御が停止されてスタンドによって車体が傾斜した姿勢（前倒姿勢）に駐機する駐機状態と、倒立振子制御によって車体が起立した姿勢を維持する自立状態とを取ることができる倒立振子型車両が知られている（例えば、特許文献１）。

また、倒立振子型車両として、複数の制御モードのうちから一つの制御モードを選択設定でき、選択設定された制御モードを使用者に知らせるインジケータを有する倒立振子型車両が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２０１４−２３４０３４号公報特開２０１４−１９８５０３号公報

特許文献１に示されているような倒立振子型車両では、駐機状態からの使用では、使用者は車体を傾斜姿勢から起立させる操作を行う必要があり、倒立振子制御の停止後に駐機状態に戻す時には、使用者は車体を起立姿勢から車体がスタンドによって支えられる傾斜姿勢に傾斜させる操作が必要であり、このような時に、使用者が行うべく操作を使用者に知らせることができると、初心者や不慣れな使用者であっても、操作を迷うことなく、倒立振子型車両を容易に的確に取り扱うことができるようになる。

しかし、特許文献２に示されているような倒立振子型車両では、インジケータは、現在設定されている制御モードを使用者に知らせるだけで、上述したような状態の時に、使用者が行うべく操作を使用者に知らせることを行わない。

本発明が解決しようとする課題は、駐機状態から使用する時や使用状態から駐機状態に戻す時に、使用者が行うべく操作を使用者に知らせ、倒立振子型車両を容易に的確に取り扱いできるようにすることである。

本発明による倒立振子型車両は、使用者が着座するサドル（１４）を有し、倒立振子制御が停止されてスタンドによって車体（１２）が傾斜した姿勢に駐機する駐機状態と、倒立振子制御によって前記車体（１２）が起立した姿勢を維持する自立状態とを取ることができる倒立振子型車両であって、前記駐機状態と前記自立状態との遷移に応じて前記車体（１２）を起立させる操作或いは傾斜させる操作を誘導する表示を行う表示装置（３０）を有する。

この構成によれば、駐機状態から倒立振子型車両を使用する時や使用状態（自立状態）から駐機状態に戻す時に、使用者が行うべく操作を使用者に視覚的に知らせることができる。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記表示装置（３０）は、前記駐機状態時には、前記車体（１２）が起立姿勢になるまで前記車体（１２）を起立させる方向を示す表示を行う。

この構成によれば、駐機状態時に、次に行う操作は車体（１２）を起立させる操作であることが視覚的に案内される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、電源スイッチ（４０）がオフからオンに変化した直後に倒立振子制御の初期化が開始され、前記表示装置（３０）は、前記初期化が完了した時点で、前記車体（１２）を起立させる方向を示す表示を開始する。

この構成によれば、倒立振子制御の初期化完了後に、使用者が次に行う操作は、倒立振子制御が開始されるように、車体（１２）を起立させる操作であることが視覚的に案内される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記表示装置（３０）は、前記初期化が正常に完了しない場合或いは前記初期化が完了する以前に前記車体（１２）が起立された場合には、前記車体（１２）を傾斜させる方向を示す表示を行う。

この構成によれば、初期化が完了する以前に車体（１２）を起立させる誤操作が行われた場合には、使用者が次に行う操作は、車体（１２）を傾斜させて元の状態に戻す操作であることが視覚的に案内される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記表示装置（３０）は、倒立振子制御下で使用者が降車した時には、前記車体（１２）が傾斜姿勢になるまで前記車体を傾斜させる方向を示す表示を行う。

この構成によれば、倒立振子制御下で使用者が降車した時に、使用者が次に行う操作は、駐機状態になるように、車体（１２）を傾斜させる操作であることが視覚的に案内される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記倒立振子制御は、電源スイッチ（４０）がオフからオンに変化し、前記車体（１２）が傾斜姿勢から起立姿勢に起こされることにより開始され、前記表示装置（３０）は、前記電源スイッチ（４０）がオンで且つ前記車体（１２）が起立姿勢である時に前記倒立振子制御が行われない場合には、前記車体（１２）を傾斜させる方向を示す表示を行う。

この構成によれば、倒立振子制御にエラ−が生じた時に、使用者が次に行う操作は、リセットのために駐機状態になるように、車体（１２）を傾斜させる操作であることが視覚的に案内される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記表示装置（３０）は前記車体（１２）が傾斜した姿勢と前記車体（１２）が起立した姿勢との間に前記車体を動かす方向に沿って配置された複数の発光部（３４）を有し、前記複数の発光部（３４）を順次点灯或いは点滅させる方向によって前記車体（１２）を起立させる操作或いは傾斜させる操作を誘導する。

この構成によれば、使用者が次に行う操作が、直感的に分かるように示される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記車体（１２）が傾斜した姿勢と前記車体が起立した姿勢との間に前記車体を動かす方向に沿って延在する帯状の発光部（３５）を有し、前記発光部（３５）の発光の進行方向によって前記車体（１２）を起立させる操作或いは傾斜させる操作を誘導する。

この構成によれば、使用者が次に行う操作が、直感的に的確に示される。

本発明による倒立振子型車両は、一つの実施形態として、前記複数の発光部（３４、３５）は互いに異なる色彩によって点灯するものを含んでいる。

この構成によれば、使用者が次に行う操作が、色彩を含んだ表示によって的確に示される。

本発明による倒立振子型車両によれば、駐機状態から使用する時や使用状態から駐機状態に戻す時に、使用者が行うべく操作を、表示装置による表示によって、視覚的に使用者に知らせることが行われる。このことにより、使用者は倒立振子型車両を容易に的確に取り扱いできるようになる。

本発明による倒立振子型車両の実施形態１を示す斜視図実施形態１による倒立振子型車両の駐機状態を示す側面図実施形態１による倒立振子型車両の起立状態を示す側面図実施形態１による倒立振子型車両の制御系のブロック線図実施形態１による倒立振子型車両の状態遷移を示す図本発明による倒立振子型車両の実施形態２を示す斜視図

以下に、本発明による倒立振子型車両の実施形態１を、図１〜図５を参照して説明する。

図１に示されているように、倒立振子型車両１０は車体の外郭をなすアウタシェル１２を有する。倒立振子型車両１０は、アウタシェル１２内にオムニホイール式の車輪１１を含む走行装置（不図示）を有し、ジャイロセンサ４８（図４参照）等を用いた倒立振子制御装置４６（図４参照）による倒立振子制御によってアウタシェル１２（車体）が起立した姿勢を維持した自立状態で走行することができる。走行装置や倒立振子制御について詳細な説明が必要ならば、特開２０１４−２３４０３５号公報を参照されたい。なお、倒立振子制御装置４６は、必要に応じて自己診断装置５０（図４参照）によって自己診断される。

倒立振子型車両１０は、搭乗型のものであり、アウタシェル１２の上部に使用者がアウタシェル１２を左右に跨いで着座するサドル１４が設けられている。アウタシェル１２の左右の下部には、各々、使用者の足が載せられるステップ１６が設けられている。

各ステップ１６の下部には駐機用のスタンド１８が設けられている。スタンド１８は、格納可能のものであり、図２に示されているように、前方に繰り出された使用時、つまり駐機時には、先端が接地することにより、アウタシェル１２（倒立振子型車両１０の全体）が前方に傾斜した前倒姿勢で、倒立振子型車両１０を接地面より支える。スタンド１８は、図３に示されているように、上側に上げられた格納時には、先端が接地面より離れ、倒立振子型車両１０を接地面より支えなくなる。この格納時には倒立振子制御が行われ得る状態になる。

アウタシェル１２の左右両側面には、各々、表示装置３０の表示部３２が設けられている。表示部３２は、倒立振子型車両１０が自立状態で略鉛直な線上に位置するステップ１６より上方の位置Ｘから、前側に、前述の車輪（不図示）の中心軸線周りに略９０度に回転変位した位置Ｙに亘って等間隔をおいて配置されたＬＥＤ等による複数の発光部３４を有する。複数の発光部３４は、位置Ｘと位置Ｙとの間に、アウタシェル１２が傾斜した前倒姿勢とアウタシェル１２が前倒姿勢から起立した姿勢とにアウタシェル１２を動かす方向に沿った円弧の列をなしている。

表示装置３０は、図４に示されているように、表示制御装置３６を有している。表示制御装置３６は、マイクロコンピュータ等によるものであり、電源スイッチ４０、スタンドスイッチ４２、着座スイッチ４４及び倒立振子制御装置４６の各々から信号を入力し、倒立振子型車両１０の状態に従って予め定められたルールに従って各発光部３４の点灯（発光）と消灯とを制御し、駐機状態と自立状態との遷移に応じて、アウタシェル１２を起立させる操作或いは傾斜させる操作を誘導する表示を行う。表示装置３０は、アウタシェル１２を起立させる操作を誘導する表示（起立操作誘導表示）として、アウタシェル１２を起立させる方向を示す表示を行い、アウタシェル１２を前倒させる操作を誘導する表示（前倒操作誘導表示）としてアウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示を行う。

アウタシェル１２を起立させる方向を示す表示（起立操作誘導表示）としては、図２に矢印線によって示されているように、点灯する一つの発光部３４を位置Ｙのものから位置Ｘのものに順次変更し（点滅表示）、それを繰り返すこと、或いは点灯する発光部３４を位置Ｙのものから位置Ｘのものに一つずつ順次増加し（順次点灯表示）、それを繰り返すことが考えられる。

アウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示（前倒操作誘導表示）は、図３に矢印線によって示されているように、点灯する一つの発光部３４を位置Ｘのものから位置Ｙのものに順次変更し（点滅表示）、それを繰り返す、或いは点灯する発光部３４を位置Ｘのものから位置Ｙのものに順次一つずつ増加し（順次点灯表示）、それを繰り返す。

電源スイッチ４０は、倒立振子型車両１０全体の電源のオフ・オフを司るものであり、電源スイッチ４０がオフからオンに変化した直後に倒立振子制御の初期化が開始される。スタンドスイッチ４２は、スタンド１８の出し入れに応答し、スタンド１８が前方に繰り出された使用時にはオンになり、スタンド１８の格納時にはオフになる。着座スイッチ４４は、サドル１４に使用者が着座した時（乗車時）にはオンになり、サドル１４に使用者が着座していない時（空車時）にはオフになる。倒立振子制御装置４６は、ジャイロセンサ４８からアウタシェル１２の傾斜・起立に関する情報を入力しており、これに基づいてアウタシェル１２、つまり、倒立振子型車両１０が傾斜姿勢にあるか、起立姿勢にあるかを示す情報を表示装置３０に出力する。

次に、倒立振子型車両１０の駐機状態から倒立振子制御による自立状態への遷移及び倒立振子制御による自立状態から駐機状態への遷移及びこれに関連する表示装置３０の表示状態について、図５を参照して説明する。

駐機状態では、電源スイッチ４０、着座スイッチ４４及び倒立振子制御がオフで、スタンドスイッチ４２がオンであり、倒立振子制御が停止されてスタンド１８によってアウタシェル１２が支えられた前倒姿勢で駐機している（図２参照）。

この駐機状態で、矢印Ａによって示されているように、電源スイッチ４０がオフからオンに切り替えられると、倒立振子制御の初期化が開始され、また必要に応じて自己診断装置５０によって倒立振子制御装置４６の自己診断が行われる。この状態をスタンバイ状態と云う。矢印Ｂによって示されているように、スタンバイ状態下で、サドル１４に使用者が着座すると、着座スイッチ４４がオフからオンに変化する。

初期化が完了すると、図２に矢印線によって示されているように、アウタシェル１２を起立させる方向を示す表示（起立操作誘導表示）が開始される。これにより、使用者は、次に行う操作が、倒立振子制御が開始されるようにアウタシェル１２を起立させる操作であることを視覚によって案内される。これにより、使用者は次に行うべき操作を直感的に知ることができる。なお、この時の発光部３４の発光色は、一例として、緑色であってよい。

矢印Ｃ、Ｄによって示されているように、起立操作誘導表示に従って使用者がアウタシェル１２を起立させ（図３参照）、そしてスタンド１８が格納され、スタンドスイッチ４２がオンからオフに変化すると、倒立振子制御が開始される。倒立振子制御が開始されることにより、アウタシェル１２は倒立振子制御によって起立した姿勢を維持する自立状態になる。起立操作誘導表示はアウタシェル１２が起立姿勢になった時点で終了する。

矢印Ｅによって示されているように倒立振子制御下において、使用者がサドル１４から離れ、降車すると、着座スイッチ４４がオンからオフに変化する。この時点で、図３に矢印線によって示されているように、アウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示（前倒操作誘導表示）が開始される。これにより、使用者が次に行う操作は、駐機状態になるように、アウタシェル１２を傾斜させる操作であることが視覚的に案内される。この場合も、使用者は次に行うべき操作を直感的に知ることができる。なお、この時の発光部３４の発光色も、一例として、緑色であってよい。

矢印Ｆによって示されているように、スタンド１８が前方に繰り出されたことにより、スタンドスイッチ４２がオフからオンに変化すると、倒立振子制御が停止する。これにより、アウタシェル１２を使用者の操作によって起立姿勢から前倒姿勢に傾斜されることができるようになる。前倒操作誘導表示に従って使用者がアウタシェル１２を前倒させると、スタンド１８によってアウタシェル１２が支えられた前倒姿勢になり、その後に電源スイッチ４０がオンからオフに切り替り、駐機状態になる。前倒操作誘導表示はアウタシェル１２が前倒姿勢になった時点で終了する。

矢印Ｇによって示されているように、電源スイッチ４０がオフからオンに切り替えられた時点で開始される倒立振子制御の初期化が完了する前に、スタンドスイッチ４２がオンからオフに変化し、アウタシェル１２が使用者の操作によって起立されると、スタンバイ待ちになる。この時には、倒立振子制御が開始されず、アウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示（前倒操作誘導表示）が開始される。これにより、使用者は、次にアウタシェル１２を前倒させる操作を行うことを視覚によって案内される。つまり、初期化が完了する以前にアウタシェル１２を起立させる誤操作が行われた場合には、使用者が次に行う操作は、アウタシェル１２を前倒させて元の状態に戻す操作であることが視覚的に案内される。この場合も、使用者は次に行うべき操作を直感的に知ることができる。なお、この時の発光部３４の発光色は、一例として、赤色であってよい。

矢印Ｈによって示されているように、前倒操作誘導表示に従って使用者がアウタシェル１２を前倒姿勢に戻すと、倒立振子制御の初期化が再度開始される。この時点で赤色による前倒操作誘導表示は終了する。

矢印Ｊによって示されているように、倒立振子制御下において、倒立振子型車両１０が大きく倒されたり、外部からアウタシェル１２を支えられたりすることにより、動作が不安定な状態になると、アウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示（前倒操作誘導表示）が開始される。これにより、使用者は、次にアウタシェル１２を前倒させる操作を行うことを視覚によって案内される。この時の発光部３４の発光色も、一例として、赤色であってよい。

矢印Ｋによって示されているように、前倒操作誘導表示に従って使用者が降車後にアウタシェル１２を前倒姿勢に戻すと、倒立振子制御の初期化が再度開始される。倒立振子制御の初期化が再度開始された時点で前倒操作誘導表示は終了する。

矢印Ｌ、Ｍ、Ｎによって示されているように、起動エラーが生じた場合には、アウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示（前倒操作誘導表示）が開始される。これにより、使用者は、次にアウタシェル１２を前倒させる操作を行うことを視覚によって案内される。この場合も、使用者は次に行うべき操作を直感的に知ることができる。なお、この時の発光部３４の発光色も、一例として、赤色であってよい。

矢印Ｐによって示されているように、前倒操作誘導表示に従って使用者が降車後にアウタシェル１２を前倒姿勢に戻し、スタンド１８によってアウタシェル１２が支えられた前倒姿勢になると、電源スイッチ４０がオンからオフに切り替り、駐機状態になる。赤色による前倒操作誘導表示はアウタシェル１２が前倒姿勢になった時点で終了する。

矢印Ｒ、Ｓによって示されているように、倒立振子制御がエラー状態に陥ると、セットのために駐機状態になるように、アウタシェル１２を前倒させる方向を示す表示（前倒操作誘導表示）が開始される。これにより、使用者は、次にアウタシェル１２を前倒させる操作を行うことを視覚によって案内される。この場合も、使用者は次に行うべき操作を直感的に知ることができる。なお、この時の発光部３４の発光色も、一例として、赤色であってよい。

矢印Ｔによって示されているように、前倒操作誘導表示に従って使用者が降車後にアウタシェル１２を前倒姿勢に戻すと、倒立振子制御の初期化が開始される。倒立振子制御の初期化が開始された時点で赤色による前倒操作誘導表示は終了する。

上述したように、倒立振子型車両１０の色々な状態において、使用者が行うべく操作が使用者に対して直感的に分かるように、且つ的確に示され、倒立振子型車両１０を容易に取り扱えるようになる。

次に、本発明による倒立振子型車両の実施形態２を、図６を参照して説明する。なお、図６において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

この実施形態では、表示部３２が、位置Ｘと位置Ｙとの間に１／４円弧状に連続して延在するＬＥＤ列等による帯状の発光部３５によって構成されている。発光部３４は、例えば、位置Ｘから位置Ｙに向かうに従って青色から赤色に虹のように発光色がグラデーションをもって変化する。発光部３４の発光制御は、実施形態１と同様であってよい。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、表示部３２は、液晶、ＥＬ、蛍光材等によって構成することもできる。駐機は、前倒でなく、車体が後方に傾斜した後倒であってもよい。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０倒立振子型車両
１１車輪
１２アウタシェル（車体）
１４サドル
１６ステップ
１８スタンド
３０表示装置
３２表示部
３４発光部
３５発光部
３６表示制御装置
４０電源スイッチ
４２スタンドスイッチ
４４着座スイッチ
４６倒立振子制御装置
４８ジャイロセンサ
５０自己診断装置

Claims

使用者が着座するサドルを有し、倒立振子制御が停止されてスタンドによって車体が傾斜した姿勢に駐機する駐機状態と、倒立振子制御によって前記車体が起立した姿勢を維持する自立状態とを取ることができる倒立振子型車両であって、
前記駐機状態と前記自立状態との遷移に応じて前記車体を前記駐機状態から前記自立状態に起立させる操作或いは前記自立状態から前記駐機状態に傾斜させる操作を誘導する表示を行う表示装置を有する倒立振子型車両。
前記表示装置は、前記駐機状態時には、前記車体が起立姿勢になるまで前記車体を起立させる方向を示す表示を行う請求項１に記載の倒立振子型車両。
電源スイッチがオフからオンに変化した直後に倒立振子制御の初期化が開始され、
前記表示装置は、前記初期化が完了した時点で、前記車体を起立させる方向を示す表示を開始する請求項２に記載の倒立振子型車両。
前記表示装置は、前記初期化が正常に完了しない場合或いは前記初期化が完了する以前に前記車体が起立された場合には、前記車体を傾斜させる方向を示す表示を行う請求項３に記載の倒立振子型車両。
前記表示装置は、倒立振子制御下で使用者が降車した時には、前記車体が傾斜姿勢になるまで前記車体を傾斜させる方向を示す表示を行う請求項１〜３の何れか一項に記載の倒立振子型車両。
前記倒立振子制御は、電源スイッチがオフからオンに変化し、前記車体が傾斜姿勢から起立姿勢に起こされることにより開始され、
前記表示装置は、前記電源スイッチがオンで且つ前記車体が起立姿勢である時に前記倒立振子制御が行われない場合には、前記車体を傾斜させる方向を示す表示を行う請求項１〜５の何れか一項に記載の倒立振子型車両。
前記表示装置は前記車体が傾斜した姿勢と前記車体が起立した姿勢との間に前記車体を動かす方向に沿って配置された複数の発光部を有し、複数の発光部を順次点灯或いは点滅させる方向によって前記車体を起立させる操作或いは傾斜させる操作を誘導する請求項１〜６の何れか一項に記載の倒立振子型車両。
前記表示装置は前記車体が傾斜した姿勢と前記車体が起立した姿勢との間に前記車体を動かす方向に沿って延在する帯状の発光部を有し、前記発光部の発光の進行方向によって前記車体を起立させる操作或いは傾斜させる操作を誘導する請求項１〜６の何れか一項に記載の倒立振子型車両。
前記複数の発光部は互いに異なる色彩によって点灯するものを含んでいる請求項７又は８に記載の倒立振子型車両。