移動体
【課題】簡易な操作で、安全に運転することが可能な移動体を提供する。
【解決手段】本発明に係る移動体は、同軸に配置された車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車と、前記同軸二輪車の進行方向の前方又は後方に設けられた補助機構であって、前記同軸二輪車から路面に向かって伸縮可能な補助脚と、前記補助脚に回転自在に取り付けられ路面に接地する補助輪と、前記補助脚を伸縮させるアクチュエータとを有する補助機構と、前記同軸二輪車の姿勢を変化させるため前記補助脚の長さを決定し、前記補助脚が決定された長さになるように前記アクチュエータを動作させる操作部とを備える。
【解決手段】本発明に係る移動体は、同軸に配置された車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車と、前記同軸二輪車の進行方向の前方又は後方に設けられた補助機構であって、前記同軸二輪車から路面に向かって伸縮可能な補助脚と、前記補助脚に回転自在に取り付けられ路面に接地する補助輪と、前記補助脚を伸縮させるアクチュエータとを有する補助機構と、前記同軸二輪車の姿勢を変化させるため前記補助脚の長さを決定し、前記補助脚が決定された長さになるように前記アクチュエータを動作させる操作部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体に関し、特に、同一軸心線上に配置された２個の車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車を備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、同一軸心線上に配置された２個の車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車が知られている。同軸二輪車は前後に傾けられる構造になっており、加減速は搭乗者の重心移動によって行われる。
【０００３】
同軸二輪車が倒立制御を行っている状態は、不本意に車体が前後に移動する不安定な状態である。乗車時には、搭乗者は倒立制御を行っている同軸二輪車に対し、一時的に片足でバランスを取りながら乗車する必要がある。この時、車体が前後に揺られるため、乗車には一定の技能が要求される。
【０００４】
また、走行時は、車体の前後への傾きを検知して加減速を行うが、加減速の具合は搭乗者の技能に依存する。同軸二輪車の運転に慣れていない搭乗者は加減速を適切に調節することができず、急加速・急制動の際にバランスを崩すおそれがある。任意の位置で停止させる場合、搭乗者が重心を調整しながら、同軸二輪車を動作させる必要がある。
【０００５】
降車時には、同軸二輪車を降車モードにして搭乗者が車体の後方に降車する。降車モードでは、同軸二輪車の倒立制御が解除される。このため、その場での停止ができず、搭乗者は車体を傾けて降りることとなる。従って、降車前に後方の安全確認が必須となる。このように、倒立二輪車を運転するにあたり、搭乗者に一定の技能が要求される。
【０００６】
そこで、特許文献１〜４には、補助輪を備える同軸二輪車が開示されている。特許文献１では、車体の傾斜角度を制限する補助輪が設けられている。この補助輪は、加速度が所定閾値を超え、急加速、急減速となる場合に接地する。これにより、搭乗者にとって快適な加減速を実現している。
【０００７】
また、特許文献２では、車体と駆動部との相対的位置を制御することにより、車両の制動力を発生させる補助制動部が設けられている。車両停止時には、補助輪を接地させることにより、安定的に車両を停止させることができる。
【０００８】
特許文献３では、車両の速度、重力方向に対する傾斜角、車体の路面に対する傾斜角を測定し、補助輪の伸縮量、伸縮速度等が制御される。車両停止時には、補助輪を略同時に路面に接触させ、車体を安定な倒立状態に保ちながら車両を停止させることができる。
【０００９】
特許文献４では、急加速、急減速となる場合に、路面に接地する補助輪が設けられています。搭乗者の重心移動範囲を車輪の中心と補助輪の中心との間に広げることにより、安定な走行性を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２４７１３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３１８２１号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７７５０号公報
【特許文献４】特開２００７−１８６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１、４では、補助輪は加速度の異常が発生した非常時に使用されるものである。補助輪は、加速の場合には進行方向とは逆方向の路面に接地され、減速の場合には進行方向の路面に接地される。このように、特許文献１、４の補助輪は、加速度とは逆方向の搭乗者の重心移動ができる許容範囲を規定しているに過ぎない。また、特許文献２、３に記載の補助輪は、車両の停止させる際に使用されるものである。
【００１２】
このように、特許文献１〜４に記載の同軸二輪車では、補助輪の使用される場合が限定されている。しかし、同軸二輪車の運転に慣れていない搭乗者は、車両を停止させる場合や加速度の異常が発生した場合以外にも、運転のアシストが必要である場合がある。例えば、走行時においては、加減速の具合を調節できるものが望まれている。
【００１３】
本発明は上記のような事情を背景としてなされたものであり、簡易な操作で、安全に運転することが可能な移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様に係る移動体は、同軸に配置された車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車と、前記同軸二輪車の進行方向の前方又は後方に設けられた補助機構であって、前記同軸二輪車から路面に向かって伸縮可能な補助脚と、前記補助脚に回転自在に取り付けられ路面に接地する補助輪と、前記補助脚を伸縮させるアクチュエータとを有する補助機構と、前記同軸二輪車の姿勢を変化させるため前記補助脚の長さを決定し、前記補助脚が決定された長さになるように前記アクチュエータを動作させる操作部とを備えるものである。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記補助機構は、前記補助輪の接地荷重を測定する測定部をさらに備えるものである。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記測定部で測定された前記補助輪の接地荷重が変動した場合、前記同軸二輪車の車体を水平にするように、前記補助脚の長さが決定されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第４の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記補助機構は、前記同軸二輪車の進行方向の前方及び後方に設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第５の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記操作部は、前記同軸二輪車の加減速を調整するスロットルレバーと、前記同軸二輪車を停止させるブレーキレバーとを有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易な操作で、安全に運転することが可能な移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る移動体の構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る移動体の構成を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態に係る移動体の乗車時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図４】実施の形態に係る移動体の降車時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図５】実施の形態に係る移動体の加速・減速時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図６】実施の形態に係る移動体の加速時の状態を示す図である。
【図７】実施の形態に係る移動体の減速時の状態を示す図である。
【図８】実施の形態に係る移動体の制動時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図９】実施の形態に係る移動体の登坂・降坂時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図１０】実施の形態に係る移動体の登坂時の状態を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る移動体の降坂時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係る移動体１は、同軸二輪車１０、補助機構２０を備えている。図１に示す例では、補助機構２０は、同軸二輪車１０の進行方向の前方に設けられている。同軸二輪車１００は、車体１１、車輪１２、ステップ１３、ハンドル１４、制御部１５、スロットルレバー１６、ブレーキレバー１７を有する。
【００２３】
なお、本明細書において、ピッチ軸は一対の車輪１２の車軸に相当する軸であり、ロール軸は車体１１の中心を通り、車両の走行方向と平行をなす軸であり、また、ヨー軸は車体１１の中心を通り、車両が走行する路面と垂直をなす軸である。
【００２４】
本実施の形態に係る同軸二輪車１０は、搭乗者の重心移動により前進、後退、左右旋回等の動作を操作することができる。搭乗者が重心を同軸二輪車１０の前側に移動させ、同軸二輪車１０を前傾させると前進動作を実行する。また、搭乗者が重心を同軸二輪車１０の後ろ側に移動させ、同軸二輪車１０を後傾させると後進動作を実行する。
【００２５】
車体１１は、同軸二輪車１０の骨格を成すフレーム体である。車体１１は、例えば、上下に分割された車体上部材、車体下部材、及び、左右に分割された側面部材を含む平行リンク機構等で構成することができる。車体１１は、２個の車輪１２を回転自在に支持している。２個の車輪１２は、同一軸心線上に、平行に配置されている。車輪１２には、それぞれ独立にモータ等の図示しない駆動手段が設けられている。駆動手段間は、車体によって連結されている。
【００２６】
車体１１の上には、走行する際に搭乗者が立位状態で搭乗するステップ１３が設けられている。ステップ１３は、車体１１の車幅方向で制御部１５を挟んで左右に分割されている。ステップ１３の間には、ハンドル１４が立設されている。ハンドル１４は、車体１１に対してロール軸方向に傾斜可能にされると共に、ハンドル１４とステップ１３との間は、互いに垂直となるようにリンク機構（図示せず）で連結されている。
【００２７】
制御部１５は、車輪１２の駆動を制御して同軸二輪車１０の倒立制御を行う。なお、ここでは図示していないが、制御部１５には、倒立制御を行うために倒れ角速度又は倒れ角を測定するセンサー（ジャイロセンサーなど）や、車輪の回転角度又は回転角速度を測定できるセンサー（エンコーダ、レゾルバなど）を備えている。
【００２８】
同軸二輪車１０の進行方向の前方側には、補助機構２０が設けられている。補助機構２０は、補助脚２１、補助輪２２、アクチュエータ２３、荷重センサ２４を有する。補助機構２０は、冶具２５を介して、車体１１に接続されている。なお、補助機構２０は、同軸二輪車１０の進行方向の後方側に設けることも可能である。
【００２９】
また、図２に示すように、同軸二輪車１０の前方側、後方側の両方に補助機構２０を設けることが好ましい。これにより、同軸二輪車１０の運転をより安全に行うことが可能となる。以下の説明では、同軸二輪車１０の前方側、後方側の両方に補助機構２０を設けた例について説明する。前方側を補助機構２０ａとし、後方側を補助機構２０ｂとする。
【００３０】
アクチュエータ２３は、操作部であるスロットルレバー１６又はブレーキレバー１７からの操作に応じて、同軸二輪車１０から路面の方向に補助脚２１を伸縮させる。アクチュエータ２３としては、例えば、モータ、空圧や油圧を利用したもの等を用いることができる。補助脚２１の下端には、補助輪２２が回転自在に取り付けられている。補助輪２２０としては、自在キャスタを適用することができる。
【００３１】
操作部であるスロットルレバー１６、ブレーキレバー１７は、同軸二輪車１０のハンドル１４に設けられている。スロットルレバー１６、ブレーキレバー１７は、例えば自転車や自動二輪車などと同様に、同軸二輪車１０の搭乗者が手で握って操作する。
【００３２】
ワイヤ１８ａは、スロットルレバー１６とアクチュエータ２３とを連結する。ワイヤ１８ｂは、ブレーキレバー１７とアクチュエータ２３とを連結する。スロットルレバー１６、ブレーキレバー１７からの操作は、ワイヤ１８ａ、１８ｂを介してアクチュエータ２３に伝送される。なお、ここではスロットルレバー１６とブレーキレバー１７の両方を設けた例について説明したが、いずれか一方であっても構わない。
【００３３】
搭乗者がスロットルレバー１６を開けることにより同軸二輪車１０が加速され、閉じることにより減速される。スロットルレバー１６の開け具合に応じて、目標速度が設定され、該目標速度に応じた補助機構２０ａ、２０ｂの補助脚２１の長さが決定される。これに応じて、アクチュエータ２３を動作させ、補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する。
【００３４】
また、搭乗者がブレーキレバー１７を握ることにより、同軸二輪車１０の速度が０となるように減速される。そして、速度が０となるように補助機構２０ａ、２０ｂの補助脚２１の長さが決定される。これに応じて、アクチュエータ２３を動作させ、補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する。
【００３５】
このように、本発明の構成によれば、搭乗者が操作部を操作するという簡易な操作で、同軸二輪車１０姿勢を積極的に変化させることができる。これにより、搭乗者の運転技能によらず、安定した状態で移動体１を加減速、停止させることができる。
【００３６】
また、補助機構２０ａ、２０ｂには、それぞれ荷重センサ２４が設けられている。荷重センサ２４は、補助輪２２の接地荷重を測定するセンサである。荷重センサ２４は、荷重センサ２４は、補助輪２２が接地しているか否かを検知する機能を有する。また、補助輪２２の接地荷重を監視することによって、路面の状態を監視する機能を有する。
【００３７】
例えば、平坦な路面を走行しているときは、荷重センサ２４の値はほとんど変化しない。坂道にさしかかると、進行方向側に設けられた荷重センサ２４の値が平坦な路面を走行しているときと比較して大きくなる。この荷重センサ２４の測定値の変化に応じて、補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１の長さを変化させることができる。
【００３８】
なお、荷重センサ２４は、前方側の補助機構２０ａ又は後方側の補助機構２０ｂのいずれか一方に設けてもよい。一方に設ける場合には、同軸二輪車１０の進行方向の前方側に設けることが好ましい。これにより、同軸二輪車１０が進行する先の路面の状態を判断することができ、より安全に同軸二輪車１０を運転することが可能となる。
【００３９】
ここで、図３を参照して、移動体１への乗車時の動作手順について説明する。図３は、移動体１への乗車時の動作手順を説明するためのフロー図である。図３に示すように、移動体１のメインの電源をＯＮとする（Ｓ１）。このとき、同軸二輪車１０が前後に動かないように、車輪１２を駆動するモータがロックされた状態である（Ｓ２）。
【００４０】
その後、搭乗者は、ブレーキレバー１７を握る（Ｓ３）。これにより、アクチュエータ２３が作動し、前後に設けられた補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する（Ｓ４）。そして、車体１１が水平であるか否かが判断される（Ｓ５）。車体１１が水平でない場合には（Ｓ５ＮＯ）、車体１１が水平になるまでアクチュエータ２３が作動し補助脚２１が伸縮される。
【００４１】
車体１１が水平になると（Ｓ５ＹＥＳ）、荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるか否かが判断される（Ｓ６）。ここでは、荷重センサ２４により、前後の補助機構２０ａ、２０ｂの補助輪２２がそれぞれ接地しているか否かが判断される。荷重センサの測定値が閾値よりも小さい場合には（Ｓ６ＮＯ）、再度アクチュエータ２３が作動し（Ｓ４）、その後、車体１１が水平になっているか否か判断される。これらの手順が荷重センサ２４の測定値が閾値以上になるまで繰り返される。
【００４２】
荷重センサ２４の測定値が閾値以上となると（Ｓ６ＹＥＳ）、アクチュエータ２３の位置が保持される（Ｓ７）。これにより、同軸二輪車１０は、補助機構２０で支持された安定した状態となる。その後、例えば、ランプの点滅表示等により、乗車準備完了が報知される（Ｓ８）。そして、この状態で、搭乗者が同軸二輪車１０に搭乗する（Ｓ９）。そのため、搭乗者は安定した状態で乗車することができる。
【００４３】
その後、搭乗者は、ブレーキレバー１７の握りを緩める。これにより、ブレーキ検知センサがオフとなる（Ｓ１０）。これにより、同軸二輪車１０は、前後方向への姿勢の変化によって前進又は後進可能な倒立制御状態となる。
【００４４】
次に、図４を参照して、移動体１への降車時の動作手順について説明する。図４は、移動体１からの降車時の動作手順を説明するためのフロー図である。図４に示すように、まず、搭乗者は、降車ボタンをＯＮにする（Ｓ２１）。すると、アクチュエータ２３が作動し、補助脚２１を伸縮させる（Ｓ２２）。
【００４５】
そして、Ｓ２３〜Ｓ２５において、搭乗者のバランス状態が推定される。具体的には、まず、同軸二輪車１０の速度がゼロになっているか否か判断される（Ｓ２３）。同軸二輪車１０の速度がゼロになっている場合（Ｓ２２ＹＥＳ）、車体１１が水平か否か判断される（Ｓ２３）。そして、車体が水平である場合（Ｓ２３ＹＥＳ）、荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるか判断される（Ｓ２５）。Ｓ２３〜Ｓ２５における条件を満たしていない場合には（ＮＯ）、これらの手順（Ｓ２２〜Ｓ２５）が繰り返し実行される。
【００４６】
荷重センサ２４の測定値が閾値以上となると、アクチュエータ２３が補助脚２１の位置を保持する（Ｓ２６）。これにより、同軸二輪車１０は補助機構２０に支持された、安定した状態となる。その後、アラーム等により、降車準備完了が報知される（Ｓ２７）。その後、搭乗者が安全に同軸二輪車１０から降車することができる（Ｓ２８）。
【００４７】
次に、図５〜７を参照して、移動体１の加速・減速時の動作手順について説明する。図５は、移動体１の加速・減速時の動作手順を説明するためのフロー図である。図６は移動体１の加速時の状態を示す図であり、図７は減速時の状態を示す図である。図５において、Ｓ３２〜Ｓ３６までの手順が加速時の手順であり、Ｓ３８〜Ｓ４２までの手順が減速時の手順である。
【００４８】
まず、搭乗者は、同軸二輪車１０の前方に体重を移動する（Ｓ３１）。これにより、車体１１を前傾させ、同軸二輪車１０が前進する。加速時には、まず、搭乗者は、スロットルレバー１６を開け（Ｓ３１）、スロットルの値を確認する（Ｓ３２）。
【００４９】
そして、荷重センサ２４の測定値が確認される（Ｓ３４）。その後、スロットルの値に応じた目標速度まで加速するために、荷重センサ２４の測定値を参照して、補助脚２１の長さが決定される。例えば、搭乗者の体重が前方にかかりすぎている場合、急加速にならないように、補助脚２１の長さが決定される。また、搭乗者の前方への体重移動が不十分で目標速度まで達しない場合には、さらに前傾姿勢となるように、前方側の補助脚２１を縮め、後方側の補助脚２１を伸ばすように、それぞれの長さが決定される。
【００５０】
そして、アクチュエータ２３が作動して、補助脚２１を決定された長さに伸縮させる（Ｓ３５）。そして、同軸二輪車１０の速度が確認される（Ｓ３６）。目標の任意の速度になると、アクチュエータ２３が補助脚２１の長さを保持する（Ｓ３７）。目標の任意の速度ではない場合は、再度補助脚２１の伸縮が行われる（Ｓ３５）。
【００５１】
これにより、図６に示すように、同軸二輪車１０を積極的に前傾させることができる。このため、運転に不慣れな搭乗者であっても、急加速とならずに、所定の速度まで安全になめらかに加速することが可能となる。
【００５２】
減速時には、まず、搭乗者は、スロットルレバー１６を閉じ（Ｓ３８）、スロットルの値を確認する（Ｓ３９）。そして、荷重センサ２４の測定値が確認される（Ｓ４０）。その後、スロットルの値に応じた目標速度まで加速するために、荷重センサ２４の測定値を参照して、補助脚２１の長さが決定される。
【００５３】
例えば、搭乗者の体重が後方にかかりすぎている場合、急減速にならないように、補助脚２１の長さが決定される。また、搭乗者の後方への体重移動が不十分で目標速度まで達しない場合には、さらに後傾姿勢となるように、前方側の補助脚２１を伸ばし、後方側の補助脚２１を縮めるように、それぞれの長さが決定される。
【００５４】
そして、アクチュエータ２３が作動して、補助脚２１を決定された長さに伸縮させる（Ｓ４１）。そして、同軸二輪車１０の速度が確認される（Ｓ４２）。目標の任意の速度になると、アクチュエータ２３が補助脚２１の長さを保持する（Ｓ４３）。目標の任意の速度ではない場合は、再度補助脚２１の伸縮が行われる（Ｓ４１）。
【００５５】
これにより、図７に示すように、同軸二輪車１０を積極的に後傾させることができる。このため、運転に不慣れな搭乗者であっても、急減速とならずに、所定の速度まで安全になめらかに減速することが可能となる。
【００５６】
このように、加減速時においては、補助機構２０は同軸二輪車１０の前傾・後傾の姿勢を規制するバッファとして作用する。また、荷重センサ２４は、搭乗者の意思、運転技能に応じて、バッファとしての作用の効き具合を調整する役割を果たす。スロットルレバー１６は、この効き具合を加減するインターフェースとしての役割を果たしている。
【００５７】
次に、図８を参照して、移動体１の制動時の動作手順について説明する。図８は、移動体１の制動時の動作手順を説明するためのフロー図である。図８に示すように、まず、搭乗者は、ブレーキレバー１７を握る（Ｓ５１）。これにより、アクチュエータ２３が作動し、前後に設けられた補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する（Ｓ５２）。ブレーキレバー１７を操作した場合は、前方の補助機構２０ａに設けられた補助脚２１を伸ばし、制的に車体１１を減速姿勢にする。
【００５８】
そして、Ｓ５３〜Ｓ５５において、搭乗者のバランス状態が推定される。具体的には、まず、荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるかが判断される（Ｓ５３）。荷重センサ２４の測定値は閾値以上であり（Ｓ５３ＹＥＳ）、両方の補助輪２２が接地したことが確認されると、同軸二輪車１０の速度がゼロになっているかどうかが確認される。
【００５９】
同軸二輪車１０の速度がゼロである場合（Ｓ５４ＹＥＳ）、車体１１が水平になっているかどうかが確認される（Ｓ５５）。Ｓ５３〜Ｓ３５における条件を満たしていない場合には（ＮＯ）、これらの手順（Ｓ５２〜Ｓ５５）が繰り返し実行される。
【００６０】
車体１１の測定値が閾値以上となると、アクチュエータ２３が補助脚２１の位置を保持する（Ｓ５６）。これにより、同軸二輪車１０は補助機構２０に支持された、安定した停止状態が保持される（Ｓ５７）。
【００６１】
次に、図９〜１１を参照して、移動体１の登坂・降坂時の動作手順について説明する。図９は、移動体１の登坂・降坂時の動作手順を説明するためのフロー図である。図１０は移動体１の登坂時の状態を示す図であり、図１１は降坂時の状態を示す図である。
【００６２】
坂にさしかかると、荷重センサ２４の測定値が変動する。例えば、上り坂にさしかかると、進行方向の前方側の荷重センサ２４の値が平坦な路面を走行している時よりも大きくなる。また、下り坂にさしかかると、進行方向の前方側の荷重センサ２４の値が平坦な路面を走行している時よりも小さくなる。
【００６３】
このような荷重センサ２４の測定値の変動を感知すると（Ｓ６１）、アクチュエータ２３が作動し、補助脚２１が伸縮される（Ｓ６２）。そして、前方側の補助機構２０ａ、後方側の補助機構２０ｂのそれぞれに設けられた荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるか否かが判断され、補助輪２２が接地しているか否かが判断される（Ｓ６３）。荷重センサ２４の値が閾値以上である場合（Ｓ６３ＹＥＳ）、車体１１が水平であるかが判断される（Ｓ６４）。Ｓ６３、Ｓ６４の条件が満たされない場合には、Ｓ６２〜Ｓ６４の手順が繰り返される。
【００６４】
図１０に示すように、上り坂の場合には、同軸二輪車１０の前方側の補助機構２０ａの補助脚２１が縮み、後方側の補助機構２０ｂの補助脚２１が伸びる。一方、図１１に示すように、下り坂の場合には、同軸二輪車１０の前方側の補助機構２０ａの補助脚２１が伸び、後方側の補助機構２０ｂの補助脚２１が縮む。これにより、車体１１が水平状態に保持される。
【００６５】
車体１１が水平となると（Ｓ６４ＹＥＳ）、アクチュエータ２３は、補助脚２１の位置を保持する（Ｓ６５）。そして、補助機構２０ａ、２０ｂにより、車体１１が水平に保持された状態で、坂を安定に走行することができる（Ｓ６６）。
【００６６】
以上説明したように、本発明によれば、補助輪２２を乗じ接地させることにより、同軸二輪車１０を常に安定状態に保つことができる。また、走行中においては、補助機構２０が、積極的に前後への車体１１の姿勢を変化させるアシストを行う。このため、安定・安全な加減速を実現することができる。
【００６７】
また、荷重センサ２４の測定値から、搭乗者の姿勢を判断しながら補助脚２１を伸縮させることができるため、急な加減速を防止することができる。また、荷重センサ２４により、路面の状態の判断を行うことができるため、状況に応じて補助脚２１の長さを変化させ、坂道等においても安定して運転を行うことが可能とる。
【００６８】
以上、本発明に係る移動体の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 移動体
１０ 同軸二輪車
１１ 車体
１２ 車輪
１３ ステップ
１４ ハンドル
１５ 制御部
１６ スロットルレバー
１７ ブレーキレバー
１８ａ、１８ｂ ワイヤ
２０、２０ａ、２０ｂ 補助機構
２１ 補助脚
２２ 補助輪
２３ アクチュエータ
２４ 荷重センサ
２５ 冶具
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体に関し、特に、同一軸心線上に配置された２個の車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車を備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、同一軸心線上に配置された２個の車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車が知られている。同軸二輪車は前後に傾けられる構造になっており、加減速は搭乗者の重心移動によって行われる。
【０００３】
同軸二輪車が倒立制御を行っている状態は、不本意に車体が前後に移動する不安定な状態である。乗車時には、搭乗者は倒立制御を行っている同軸二輪車に対し、一時的に片足でバランスを取りながら乗車する必要がある。この時、車体が前後に揺られるため、乗車には一定の技能が要求される。
【０００４】
また、走行時は、車体の前後への傾きを検知して加減速を行うが、加減速の具合は搭乗者の技能に依存する。同軸二輪車の運転に慣れていない搭乗者は加減速を適切に調節することができず、急加速・急制動の際にバランスを崩すおそれがある。任意の位置で停止させる場合、搭乗者が重心を調整しながら、同軸二輪車を動作させる必要がある。
【０００５】
降車時には、同軸二輪車を降車モードにして搭乗者が車体の後方に降車する。降車モードでは、同軸二輪車の倒立制御が解除される。このため、その場での停止ができず、搭乗者は車体を傾けて降りることとなる。従って、降車前に後方の安全確認が必須となる。このように、倒立二輪車を運転するにあたり、搭乗者に一定の技能が要求される。
【０００６】
そこで、特許文献１〜４には、補助輪を備える同軸二輪車が開示されている。特許文献１では、車体の傾斜角度を制限する補助輪が設けられている。この補助輪は、加速度が所定閾値を超え、急加速、急減速となる場合に接地する。これにより、搭乗者にとって快適な加減速を実現している。
【０００７】
また、特許文献２では、車体と駆動部との相対的位置を制御することにより、車両の制動力を発生させる補助制動部が設けられている。車両停止時には、補助輪を接地させることにより、安定的に車両を停止させることができる。
【０００８】
特許文献３では、車両の速度、重力方向に対する傾斜角、車体の路面に対する傾斜角を測定し、補助輪の伸縮量、伸縮速度等が制御される。車両停止時には、補助輪を略同時に路面に接触させ、車体を安定な倒立状態に保ちながら車両を停止させることができる。
【０００９】
特許文献４では、急加速、急減速となる場合に、路面に接地する補助輪が設けられています。搭乗者の重心移動範囲を車輪の中心と補助輪の中心との間に広げることにより、安定な走行性を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２４７１３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３１８２１号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７７５０号公報
【特許文献４】特開２００７−１８６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１、４では、補助輪は加速度の異常が発生した非常時に使用されるものである。補助輪は、加速の場合には進行方向とは逆方向の路面に接地され、減速の場合には進行方向の路面に接地される。このように、特許文献１、４の補助輪は、加速度とは逆方向の搭乗者の重心移動ができる許容範囲を規定しているに過ぎない。また、特許文献２、３に記載の補助輪は、車両の停止させる際に使用されるものである。
【００１２】
このように、特許文献１〜４に記載の同軸二輪車では、補助輪の使用される場合が限定されている。しかし、同軸二輪車の運転に慣れていない搭乗者は、車両を停止させる場合や加速度の異常が発生した場合以外にも、運転のアシストが必要である場合がある。例えば、走行時においては、加減速の具合を調節できるものが望まれている。
【００１３】
本発明は上記のような事情を背景としてなされたものであり、簡易な操作で、安全に運転することが可能な移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様に係る移動体は、同軸に配置された車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車と、前記同軸二輪車の進行方向の前方又は後方に設けられた補助機構であって、前記同軸二輪車から路面に向かって伸縮可能な補助脚と、前記補助脚に回転自在に取り付けられ路面に接地する補助輪と、前記補助脚を伸縮させるアクチュエータとを有する補助機構と、前記同軸二輪車の姿勢を変化させるため前記補助脚の長さを決定し、前記補助脚が決定された長さになるように前記アクチュエータを動作させる操作部とを備えるものである。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記補助機構は、前記補助輪の接地荷重を測定する測定部をさらに備えるものである。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記測定部で測定された前記補助輪の接地荷重が変動した場合、前記同軸二輪車の車体を水平にするように、前記補助脚の長さが決定されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第４の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記補助機構は、前記同軸二輪車の進行方向の前方及び後方に設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第５の態様に係る移動体は、上記の移動体において、前記操作部は、前記同軸二輪車の加減速を調整するスロットルレバーと、前記同軸二輪車を停止させるブレーキレバーとを有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易な操作で、安全に運転することが可能な移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る移動体の構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る移動体の構成を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態に係る移動体の乗車時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図４】実施の形態に係る移動体の降車時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図５】実施の形態に係る移動体の加速・減速時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図６】実施の形態に係る移動体の加速時の状態を示す図である。
【図７】実施の形態に係る移動体の減速時の状態を示す図である。
【図８】実施の形態に係る移動体の制動時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図９】実施の形態に係る移動体の登坂・降坂時の動作手順を説明するためのフロー図である。
【図１０】実施の形態に係る移動体の登坂時の状態を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る移動体の降坂時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係る移動体１は、同軸二輪車１０、補助機構２０を備えている。図１に示す例では、補助機構２０は、同軸二輪車１０の進行方向の前方に設けられている。同軸二輪車１００は、車体１１、車輪１２、ステップ１３、ハンドル１４、制御部１５、スロットルレバー１６、ブレーキレバー１７を有する。
【００２３】
なお、本明細書において、ピッチ軸は一対の車輪１２の車軸に相当する軸であり、ロール軸は車体１１の中心を通り、車両の走行方向と平行をなす軸であり、また、ヨー軸は車体１１の中心を通り、車両が走行する路面と垂直をなす軸である。
【００２４】
本実施の形態に係る同軸二輪車１０は、搭乗者の重心移動により前進、後退、左右旋回等の動作を操作することができる。搭乗者が重心を同軸二輪車１０の前側に移動させ、同軸二輪車１０を前傾させると前進動作を実行する。また、搭乗者が重心を同軸二輪車１０の後ろ側に移動させ、同軸二輪車１０を後傾させると後進動作を実行する。
【００２５】
車体１１は、同軸二輪車１０の骨格を成すフレーム体である。車体１１は、例えば、上下に分割された車体上部材、車体下部材、及び、左右に分割された側面部材を含む平行リンク機構等で構成することができる。車体１１は、２個の車輪１２を回転自在に支持している。２個の車輪１２は、同一軸心線上に、平行に配置されている。車輪１２には、それぞれ独立にモータ等の図示しない駆動手段が設けられている。駆動手段間は、車体によって連結されている。
【００２６】
車体１１の上には、走行する際に搭乗者が立位状態で搭乗するステップ１３が設けられている。ステップ１３は、車体１１の車幅方向で制御部１５を挟んで左右に分割されている。ステップ１３の間には、ハンドル１４が立設されている。ハンドル１４は、車体１１に対してロール軸方向に傾斜可能にされると共に、ハンドル１４とステップ１３との間は、互いに垂直となるようにリンク機構（図示せず）で連結されている。
【００２７】
制御部１５は、車輪１２の駆動を制御して同軸二輪車１０の倒立制御を行う。なお、ここでは図示していないが、制御部１５には、倒立制御を行うために倒れ角速度又は倒れ角を測定するセンサー（ジャイロセンサーなど）や、車輪の回転角度又は回転角速度を測定できるセンサー（エンコーダ、レゾルバなど）を備えている。
【００２８】
同軸二輪車１０の進行方向の前方側には、補助機構２０が設けられている。補助機構２０は、補助脚２１、補助輪２２、アクチュエータ２３、荷重センサ２４を有する。補助機構２０は、冶具２５を介して、車体１１に接続されている。なお、補助機構２０は、同軸二輪車１０の進行方向の後方側に設けることも可能である。
【００２９】
また、図２に示すように、同軸二輪車１０の前方側、後方側の両方に補助機構２０を設けることが好ましい。これにより、同軸二輪車１０の運転をより安全に行うことが可能となる。以下の説明では、同軸二輪車１０の前方側、後方側の両方に補助機構２０を設けた例について説明する。前方側を補助機構２０ａとし、後方側を補助機構２０ｂとする。
【００３０】
アクチュエータ２３は、操作部であるスロットルレバー１６又はブレーキレバー１７からの操作に応じて、同軸二輪車１０から路面の方向に補助脚２１を伸縮させる。アクチュエータ２３としては、例えば、モータ、空圧や油圧を利用したもの等を用いることができる。補助脚２１の下端には、補助輪２２が回転自在に取り付けられている。補助輪２２０としては、自在キャスタを適用することができる。
【００３１】
操作部であるスロットルレバー１６、ブレーキレバー１７は、同軸二輪車１０のハンドル１４に設けられている。スロットルレバー１６、ブレーキレバー１７は、例えば自転車や自動二輪車などと同様に、同軸二輪車１０の搭乗者が手で握って操作する。
【００３２】
ワイヤ１８ａは、スロットルレバー１６とアクチュエータ２３とを連結する。ワイヤ１８ｂは、ブレーキレバー１７とアクチュエータ２３とを連結する。スロットルレバー１６、ブレーキレバー１７からの操作は、ワイヤ１８ａ、１８ｂを介してアクチュエータ２３に伝送される。なお、ここではスロットルレバー１６とブレーキレバー１７の両方を設けた例について説明したが、いずれか一方であっても構わない。
【００３３】
搭乗者がスロットルレバー１６を開けることにより同軸二輪車１０が加速され、閉じることにより減速される。スロットルレバー１６の開け具合に応じて、目標速度が設定され、該目標速度に応じた補助機構２０ａ、２０ｂの補助脚２１の長さが決定される。これに応じて、アクチュエータ２３を動作させ、補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する。
【００３４】
また、搭乗者がブレーキレバー１７を握ることにより、同軸二輪車１０の速度が０となるように減速される。そして、速度が０となるように補助機構２０ａ、２０ｂの補助脚２１の長さが決定される。これに応じて、アクチュエータ２３を動作させ、補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する。
【００３５】
このように、本発明の構成によれば、搭乗者が操作部を操作するという簡易な操作で、同軸二輪車１０姿勢を積極的に変化させることができる。これにより、搭乗者の運転技能によらず、安定した状態で移動体１を加減速、停止させることができる。
【００３６】
また、補助機構２０ａ、２０ｂには、それぞれ荷重センサ２４が設けられている。荷重センサ２４は、補助輪２２の接地荷重を測定するセンサである。荷重センサ２４は、荷重センサ２４は、補助輪２２が接地しているか否かを検知する機能を有する。また、補助輪２２の接地荷重を監視することによって、路面の状態を監視する機能を有する。
【００３７】
例えば、平坦な路面を走行しているときは、荷重センサ２４の値はほとんど変化しない。坂道にさしかかると、進行方向側に設けられた荷重センサ２４の値が平坦な路面を走行しているときと比較して大きくなる。この荷重センサ２４の測定値の変化に応じて、補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１の長さを変化させることができる。
【００３８】
なお、荷重センサ２４は、前方側の補助機構２０ａ又は後方側の補助機構２０ｂのいずれか一方に設けてもよい。一方に設ける場合には、同軸二輪車１０の進行方向の前方側に設けることが好ましい。これにより、同軸二輪車１０が進行する先の路面の状態を判断することができ、より安全に同軸二輪車１０を運転することが可能となる。
【００３９】
ここで、図３を参照して、移動体１への乗車時の動作手順について説明する。図３は、移動体１への乗車時の動作手順を説明するためのフロー図である。図３に示すように、移動体１のメインの電源をＯＮとする（Ｓ１）。このとき、同軸二輪車１０が前後に動かないように、車輪１２を駆動するモータがロックされた状態である（Ｓ２）。
【００４０】
その後、搭乗者は、ブレーキレバー１７を握る（Ｓ３）。これにより、アクチュエータ２３が作動し、前後に設けられた補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する（Ｓ４）。そして、車体１１が水平であるか否かが判断される（Ｓ５）。車体１１が水平でない場合には（Ｓ５ＮＯ）、車体１１が水平になるまでアクチュエータ２３が作動し補助脚２１が伸縮される。
【００４１】
車体１１が水平になると（Ｓ５ＹＥＳ）、荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるか否かが判断される（Ｓ６）。ここでは、荷重センサ２４により、前後の補助機構２０ａ、２０ｂの補助輪２２がそれぞれ接地しているか否かが判断される。荷重センサの測定値が閾値よりも小さい場合には（Ｓ６ＮＯ）、再度アクチュエータ２３が作動し（Ｓ４）、その後、車体１１が水平になっているか否か判断される。これらの手順が荷重センサ２４の測定値が閾値以上になるまで繰り返される。
【００４２】
荷重センサ２４の測定値が閾値以上となると（Ｓ６ＹＥＳ）、アクチュエータ２３の位置が保持される（Ｓ７）。これにより、同軸二輪車１０は、補助機構２０で支持された安定した状態となる。その後、例えば、ランプの点滅表示等により、乗車準備完了が報知される（Ｓ８）。そして、この状態で、搭乗者が同軸二輪車１０に搭乗する（Ｓ９）。そのため、搭乗者は安定した状態で乗車することができる。
【００４３】
その後、搭乗者は、ブレーキレバー１７の握りを緩める。これにより、ブレーキ検知センサがオフとなる（Ｓ１０）。これにより、同軸二輪車１０は、前後方向への姿勢の変化によって前進又は後進可能な倒立制御状態となる。
【００４４】
次に、図４を参照して、移動体１への降車時の動作手順について説明する。図４は、移動体１からの降車時の動作手順を説明するためのフロー図である。図４に示すように、まず、搭乗者は、降車ボタンをＯＮにする（Ｓ２１）。すると、アクチュエータ２３が作動し、補助脚２１を伸縮させる（Ｓ２２）。
【００４５】
そして、Ｓ２３〜Ｓ２５において、搭乗者のバランス状態が推定される。具体的には、まず、同軸二輪車１０の速度がゼロになっているか否か判断される（Ｓ２３）。同軸二輪車１０の速度がゼロになっている場合（Ｓ２２ＹＥＳ）、車体１１が水平か否か判断される（Ｓ２３）。そして、車体が水平である場合（Ｓ２３ＹＥＳ）、荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるか判断される（Ｓ２５）。Ｓ２３〜Ｓ２５における条件を満たしていない場合には（ＮＯ）、これらの手順（Ｓ２２〜Ｓ２５）が繰り返し実行される。
【００４６】
荷重センサ２４の測定値が閾値以上となると、アクチュエータ２３が補助脚２１の位置を保持する（Ｓ２６）。これにより、同軸二輪車１０は補助機構２０に支持された、安定した状態となる。その後、アラーム等により、降車準備完了が報知される（Ｓ２７）。その後、搭乗者が安全に同軸二輪車１０から降車することができる（Ｓ２８）。
【００４７】
次に、図５〜７を参照して、移動体１の加速・減速時の動作手順について説明する。図５は、移動体１の加速・減速時の動作手順を説明するためのフロー図である。図６は移動体１の加速時の状態を示す図であり、図７は減速時の状態を示す図である。図５において、Ｓ３２〜Ｓ３６までの手順が加速時の手順であり、Ｓ３８〜Ｓ４２までの手順が減速時の手順である。
【００４８】
まず、搭乗者は、同軸二輪車１０の前方に体重を移動する（Ｓ３１）。これにより、車体１１を前傾させ、同軸二輪車１０が前進する。加速時には、まず、搭乗者は、スロットルレバー１６を開け（Ｓ３１）、スロットルの値を確認する（Ｓ３２）。
【００４９】
そして、荷重センサ２４の測定値が確認される（Ｓ３４）。その後、スロットルの値に応じた目標速度まで加速するために、荷重センサ２４の測定値を参照して、補助脚２１の長さが決定される。例えば、搭乗者の体重が前方にかかりすぎている場合、急加速にならないように、補助脚２１の長さが決定される。また、搭乗者の前方への体重移動が不十分で目標速度まで達しない場合には、さらに前傾姿勢となるように、前方側の補助脚２１を縮め、後方側の補助脚２１を伸ばすように、それぞれの長さが決定される。
【００５０】
そして、アクチュエータ２３が作動して、補助脚２１を決定された長さに伸縮させる（Ｓ３５）。そして、同軸二輪車１０の速度が確認される（Ｓ３６）。目標の任意の速度になると、アクチュエータ２３が補助脚２１の長さを保持する（Ｓ３７）。目標の任意の速度ではない場合は、再度補助脚２１の伸縮が行われる（Ｓ３５）。
【００５１】
これにより、図６に示すように、同軸二輪車１０を積極的に前傾させることができる。このため、運転に不慣れな搭乗者であっても、急加速とならずに、所定の速度まで安全になめらかに加速することが可能となる。
【００５２】
減速時には、まず、搭乗者は、スロットルレバー１６を閉じ（Ｓ３８）、スロットルの値を確認する（Ｓ３９）。そして、荷重センサ２４の測定値が確認される（Ｓ４０）。その後、スロットルの値に応じた目標速度まで加速するために、荷重センサ２４の測定値を参照して、補助脚２１の長さが決定される。
【００５３】
例えば、搭乗者の体重が後方にかかりすぎている場合、急減速にならないように、補助脚２１の長さが決定される。また、搭乗者の後方への体重移動が不十分で目標速度まで達しない場合には、さらに後傾姿勢となるように、前方側の補助脚２１を伸ばし、後方側の補助脚２１を縮めるように、それぞれの長さが決定される。
【００５４】
そして、アクチュエータ２３が作動して、補助脚２１を決定された長さに伸縮させる（Ｓ４１）。そして、同軸二輪車１０の速度が確認される（Ｓ４２）。目標の任意の速度になると、アクチュエータ２３が補助脚２１の長さを保持する（Ｓ４３）。目標の任意の速度ではない場合は、再度補助脚２１の伸縮が行われる（Ｓ４１）。
【００５５】
これにより、図７に示すように、同軸二輪車１０を積極的に後傾させることができる。このため、運転に不慣れな搭乗者であっても、急減速とならずに、所定の速度まで安全になめらかに減速することが可能となる。
【００５６】
このように、加減速時においては、補助機構２０は同軸二輪車１０の前傾・後傾の姿勢を規制するバッファとして作用する。また、荷重センサ２４は、搭乗者の意思、運転技能に応じて、バッファとしての作用の効き具合を調整する役割を果たす。スロットルレバー１６は、この効き具合を加減するインターフェースとしての役割を果たしている。
【００５７】
次に、図８を参照して、移動体１の制動時の動作手順について説明する。図８は、移動体１の制動時の動作手順を説明するためのフロー図である。図８に示すように、まず、搭乗者は、ブレーキレバー１７を握る（Ｓ５１）。これにより、アクチュエータ２３が作動し、前後に設けられた補助機構２０ａ、２０ｂのそれぞれの補助脚２１が伸縮する（Ｓ５２）。ブレーキレバー１７を操作した場合は、前方の補助機構２０ａに設けられた補助脚２１を伸ばし、制的に車体１１を減速姿勢にする。
【００５８】
そして、Ｓ５３〜Ｓ５５において、搭乗者のバランス状態が推定される。具体的には、まず、荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるかが判断される（Ｓ５３）。荷重センサ２４の測定値は閾値以上であり（Ｓ５３ＹＥＳ）、両方の補助輪２２が接地したことが確認されると、同軸二輪車１０の速度がゼロになっているかどうかが確認される。
【００５９】
同軸二輪車１０の速度がゼロである場合（Ｓ５４ＹＥＳ）、車体１１が水平になっているかどうかが確認される（Ｓ５５）。Ｓ５３〜Ｓ３５における条件を満たしていない場合には（ＮＯ）、これらの手順（Ｓ５２〜Ｓ５５）が繰り返し実行される。
【００６０】
車体１１の測定値が閾値以上となると、アクチュエータ２３が補助脚２１の位置を保持する（Ｓ５６）。これにより、同軸二輪車１０は補助機構２０に支持された、安定した停止状態が保持される（Ｓ５７）。
【００６１】
次に、図９〜１１を参照して、移動体１の登坂・降坂時の動作手順について説明する。図９は、移動体１の登坂・降坂時の動作手順を説明するためのフロー図である。図１０は移動体１の登坂時の状態を示す図であり、図１１は降坂時の状態を示す図である。
【００６２】
坂にさしかかると、荷重センサ２４の測定値が変動する。例えば、上り坂にさしかかると、進行方向の前方側の荷重センサ２４の値が平坦な路面を走行している時よりも大きくなる。また、下り坂にさしかかると、進行方向の前方側の荷重センサ２４の値が平坦な路面を走行している時よりも小さくなる。
【００６３】
このような荷重センサ２４の測定値の変動を感知すると（Ｓ６１）、アクチュエータ２３が作動し、補助脚２１が伸縮される（Ｓ６２）。そして、前方側の補助機構２０ａ、後方側の補助機構２０ｂのそれぞれに設けられた荷重センサ２４の測定値が閾値以上であるか否かが判断され、補助輪２２が接地しているか否かが判断される（Ｓ６３）。荷重センサ２４の値が閾値以上である場合（Ｓ６３ＹＥＳ）、車体１１が水平であるかが判断される（Ｓ６４）。Ｓ６３、Ｓ６４の条件が満たされない場合には、Ｓ６２〜Ｓ６４の手順が繰り返される。
【００６４】
図１０に示すように、上り坂の場合には、同軸二輪車１０の前方側の補助機構２０ａの補助脚２１が縮み、後方側の補助機構２０ｂの補助脚２１が伸びる。一方、図１１に示すように、下り坂の場合には、同軸二輪車１０の前方側の補助機構２０ａの補助脚２１が伸び、後方側の補助機構２０ｂの補助脚２１が縮む。これにより、車体１１が水平状態に保持される。
【００６５】
車体１１が水平となると（Ｓ６４ＹＥＳ）、アクチュエータ２３は、補助脚２１の位置を保持する（Ｓ６５）。そして、補助機構２０ａ、２０ｂにより、車体１１が水平に保持された状態で、坂を安定に走行することができる（Ｓ６６）。
【００６６】
以上説明したように、本発明によれば、補助輪２２を乗じ接地させることにより、同軸二輪車１０を常に安定状態に保つことができる。また、走行中においては、補助機構２０が、積極的に前後への車体１１の姿勢を変化させるアシストを行う。このため、安定・安全な加減速を実現することができる。
【００６７】
また、荷重センサ２４の測定値から、搭乗者の姿勢を判断しながら補助脚２１を伸縮させることができるため、急な加減速を防止することができる。また、荷重センサ２４により、路面の状態の判断を行うことができるため、状況に応じて補助脚２１の長さを変化させ、坂道等においても安定して運転を行うことが可能とる。
【００６８】
以上、本発明に係る移動体の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 移動体
１０ 同軸二輪車
１１ 車体
１２ 車輪
１３ ステップ
１４ ハンドル
１５ 制御部
１６ スロットルレバー
１７ ブレーキレバー
１８ａ、１８ｂ ワイヤ
２０、２０ａ、２０ｂ 補助機構
２１ 補助脚
２２ 補助輪
２３ アクチュエータ
２４ 荷重センサ
２５ 冶具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸に配置された車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車と、
前記同軸二輪車の進行方向の前方又は後方に設けられた補助機構であって、前記同軸二輪車から路面に向かって伸縮可能な補助脚と、前記補助脚に回転自在に取り付けられ路面に接地する補助輪と、前記補助脚を伸縮させるアクチュエータとを有する補助機構と、
前記同軸二輪車の姿勢を変化させるため前記補助脚の長さを決定し、前記補助脚が決定された長さになるように前記アクチュエータを動作させる操作部と、
を備える移動体。
【請求項２】
前記補助機構は、前記補助輪の接地荷重を測定する測定部をさらに備える請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記測定部で測定された前記補助輪の接地荷重が変動した場合、前記同軸二輪車の車体を水平にするように、前記補助脚の長さが決定されることを特徴とする請求項２に記載の移動体。
【請求項４】
前記補助機構は、前記同軸二輪車の進行方向の前方及び後方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項５】
前記操作部は、
前記同軸二輪車の加減速を調整するスロットルレバーと、
前記同軸二輪車を停止させるブレーキレバーと、
を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１】
同軸に配置された車輪を駆動して倒立制御を行う同軸二輪車と、
前記同軸二輪車の進行方向の前方又は後方に設けられた補助機構であって、前記同軸二輪車から路面に向かって伸縮可能な補助脚と、前記補助脚に回転自在に取り付けられ路面に接地する補助輪と、前記補助脚を伸縮させるアクチュエータとを有する補助機構と、
前記同軸二輪車の姿勢を変化させるため前記補助脚の長さを決定し、前記補助脚が決定された長さになるように前記アクチュエータを動作させる操作部と、
を備える移動体。
【請求項２】
前記補助機構は、前記補助輪の接地荷重を測定する測定部をさらに備える請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記測定部で測定された前記補助輪の接地荷重が変動した場合、前記同軸二輪車の車体を水平にするように、前記補助脚の長さが決定されることを特徴とする請求項２に記載の移動体。
【請求項４】
前記補助機構は、前記同軸二輪車の進行方向の前方及び後方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項５】
前記操作部は、
前記同軸二輪車の加減速を調整するスロットルレバーと、
前記同軸二輪車を停止させるブレーキレバーと、
を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２１８８４７（Ｐ２０１１−２１８８４７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８６８９４（Ｐ２０１０−８６８９４）
【出願日】平成２２年４月５日（２０１０．４．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月５日（２０１０．４．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]