JP5182401B2 - Traveling apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、車両の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a traveling device that travels with an occupant while performing an inversion control for maintaining an inverted state of a vehicle, and a control method therefor.
近年、搭乗者による前後方向等への重心移動により、車両本体の走行操作を行うことができる走行装置が知られている。また、搭乗者が搭乗していない状態で車両本体を自立させる倒立制御を行う空車制御手段を有する走行装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, a traveling device that can perform a traveling operation of a vehicle body by moving a center of gravity in a front-rear direction or the like by a passenger is known. In addition, there is known a traveling device having an empty vehicle control means for performing an inversion control for allowing the vehicle body to stand on its own in a state where the passenger is not on board (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、搭乗者が、車両本体に搭乗する際に、例えば、意図せず、ハンドルを前後へ動作させ、或いは車両本体を前後へ傾斜させると、その動作に応じて車両本体が前後方向へ移動するため、車両本体への搭乗が困難となる可能性がある。 However, when the passenger gets on the vehicle body, for example, if the steering wheel is moved unintentionally or the vehicle body is tilted back and forth, the vehicle body moves in the front-rear direction according to the operation. For this reason, it may be difficult to board the vehicle body.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、搭乗者が車両へ安全かつ容易に搭乗できる走行装置及びその制御方法を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a traveling device and a control method thereof that allow a passenger to board a vehicle safely and easily.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両本体の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置であって、車両本体を駆動する駆動手段と、搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する搭乗検出手段と、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する指令値生成手段と、前記指令値生成手段により生成された前記トルク指令値に基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と、搭乗者の両足を乗せることができる一対の分割ステップと、該各分割ステップに掛る荷重を検出できる一対のステップセンサと、を備え、前記制御手段は、前記ステップセンサにより検出された荷重に基づいて、前記搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置を設定する、ことを特徴とする走行装置である。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a travel device that travels with a passenger while performing inversion control for maintaining the inverted state of the vehicle body, and driving means for driving the vehicle body And boarding detection means for detecting the start of boarding by the passenger on the vehicle main body, and when the boarding detection means detects the start of boarding, the boarding detection means performs the inversion control and makes the boarding easy. Command value generating means for generating a torque command value for performing position control for moving the vehicle main body, control means for controlling the driving means based on the torque command value generated by the command value generating means, And a pair of step sensors capable of detecting a load applied to each of the divided steps, and the control means includes a step sensor. Based on the detected load, the rider sets the position at the start of riding the vehicle body, it is traveling device according to claim.
この一態様において、前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置に車両本体を戻す位置制御を行うための前記トルク指令値を生成してもよい。また、この一態様において、前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、車両本体と搭乗者との間隔が所定距離となる位置制御を行うための前記トルク指令値を生成してもよい。さらに、この一態様において、車両本体の傾斜角を検出する姿勢センサを更に備え、前記制御手段は、前記姿勢センサにより検出された車両本体の傾斜角度に応じて、車両本体を前後進させる制御を行うと共に、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させるよう、該車両本体の傾斜角度を制御してもよい。 In this one aspect, the command value generation means, when the start of the boarding is detected by the boarding detection means, performs the inversion control, and the vehicle main body at a position when the passenger starts boarding the vehicle main body. The torque command value for performing position control for returning the torque may be generated. Further, in this one aspect, the command value generating means is a position where, when the start of boarding is detected by the boarding detecting means, the inversion control is performed and the interval between the vehicle main body and the passenger becomes a predetermined distance. The torque command value for performing the control may be generated. Further, in this aspect, the apparatus further includes an attitude sensor that detects an inclination angle of the vehicle body, and the control unit performs control for moving the vehicle body forward and backward according to the inclination angle of the vehicle body detected by the attitude sensor. When the start of boarding is detected by the boarding detection means, the tilt angle of the vehicle body is controlled so that the vehicle body is moved to a position where the boarding is easy while performing the inversion control. Also good.
なお、この一態様において、前記制御手段は、搭乗者による車両本体への搭乗の完了を判断すると、前記位置制御を停止し、前記倒立制御を継続してもよい。 In this aspect, the control unit may stop the position control and continue the inversion control when it is determined that the rider completes the boarding of the vehicle body.
他方、上記目的を達成するための本発明の他の態様は、車両本体の倒立状態を維持するための倒立制御を行いつつ、搭乗者を乗せて走行する走行装置の制御方法であって、搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する工程と、前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する工程と、前記生成されたトルク指令値に基づいて車両本体の駆動を制御する工程と、搭乗者の両足を乗せることができる一対の分割ステップに掛る荷重に基づいて、前記搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置を設定する工程と、を含む、ことを特徴とする走行装置の制御方法であってもよい。 On the other hand, another aspect of the present invention for achieving the above object is a method of controlling a traveling device that travels with an occupant while performing inverted control for maintaining the inverted state of the vehicle body. Detecting the start of boarding the vehicle main body by a person, and performing position control for moving the vehicle main body to a position where the boarding is easy while performing the inversion control when the start of boarding is detected. A step of generating the torque command value, a step of controlling the driving of the vehicle body based on the generated torque command value, and a load applied to a pair of split steps on which the rider's feet can be placed, And a step of setting a position when the passenger starts boarding the vehicle main body.
本発明によれば、搭乗者が車両へ安全かつ容易に搭乗できる走行装置及びその制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the traveling apparatus which a passenger can board safely and easily can be provided, and its control method.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について、説明する。図1は、本実施形態に係る走行装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。図2は、本実施形態に係る走行装置の概略的な構成を示す正面図である。本実施形態に係る走行装置10は、図2に示すような車両本体1に設けられた、姿勢センサ2と、回転センサ3と、一対の車輪駆動ユニット4L、4Rと、制御装置5と、一対のステップセンサ16L、16Rと、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic system configuration of a traveling device according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of the traveling device according to the present embodiment. A
車両本体1は、例えば、搭乗者が車台6に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として構成されている。また、この同軸二輪車は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させることで左右旋回を行うことができるように構成されている。
The
姿勢センサ2は、車両本体1の車台6のピッチ角度、ピッチ角速度、ピッチ角加速度、ロール角度、ロール角速度、ロール角加速度等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ2は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車台6のピッチ角度(傾斜角度)を検出し、また、搭乗者が重心を左右へ移動させることで生じた車台6の分割ステップ9L、9Rのロール角度(傾斜角度)を検出することができる。
The posture sensor 2 detects posture information such as the pitch angle, pitch angular velocity, pitch angular acceleration, roll angle, roll angular velocity, roll angular acceleration of the
姿勢センサ2は、制御装置5に接続されており、検出した姿勢情報を制御装置5に対して出力する。なお、姿勢センサ2は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ、角度センサなどにより構成されている。また、ピッチ軸とは、一対の車輪7L、7Rの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車台6の中心を通り、車両本体1の走行方向と平行をなす軸である。
The posture sensor 2 is connected to the
回転センサ3は、車両本体1に設けられた車輪7L、7Rの回転角度、回転速度、回転加速度等の回転情報を検出する。回転センサ3は、制御装置5に接続されており、検出した回転情報を制御装置5に対して出力する。
The
一対の車輪駆動ユニット4L、4Rは、駆動手段の一具体例であり、車両本体1に回転可能に設けられた左右一対の車輪7L、7Rを駆動することで、車両本体1を走行させる。各車輪駆動ユニット4L、4Rは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット4L、4Rは、駆動回路8L、8Rを介して制御装置5に接続されており、制御装置5からの制御信号に応じて、各車輪7L、7Rを駆動する。
The pair of
制御装置5は、車両本体1が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行(前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等)を行うように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、各車輪7L、7Rの回転を制御する。また、制御装置5は、姿勢センサ2により検出された車両本体1の姿勢情報と、回転センサ3により検出された各車輪7L、7Rの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。
The
例えば、制御装置5は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ2により検出された車台6のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを介して各車輪7L、7Rの回転を制御することで、車両本体1を前進又は後進させる。また、制御装置5は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ2により検出された車台6の分割ステップ9L、9Rのロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して左右車輪7L、7R間で回転差を生じさせ、車両本体1を左旋回又は右旋回させる。
For example, the
さらに、制御装置5は、例えば、姿勢センサ2により検出された車台6のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪7L、7Rの回転トルクを算出する。そして、制御装置5は、算出した回転トルクが各車輪7L、7Rに生じるように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する。これにより、制御装置5は、車台6が傾斜している方向へ各車輪7L、7Rを回動させ、車両本体1の重心位置を各車輪7L、7Rの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置5は、各車輪7L、7Rに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車台6のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ2からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の車両本体1の移動制御を行うことができる。
Further, for example, the
上述のような車両制御の構成により、車両本体1は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車台6を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車台6を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。
With the configuration of the vehicle control as described above, the vehicle
なお、制御装置5は、例えば、制御処理、演算処理等と行うCPU(Central Processing Unit)5a、CPU5aによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)5b、処理データ等を一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)5c等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。
The
一対のステップセンサ16L、16Rは、一対の分割ステップ9L、9Rに夫々設けられている。各ステップセンサ16L、16Rは、各分割ステップ9L、9Rに掛る搭乗者の荷重を検出できる荷重センサ等により構成されており、検出した荷重を制御装置5に対して出力する。制御装置5は、各ステップセンサ16L、16Rにより検出された荷重に基づいて、搭乗者の片足のみが一方の分割ステップ9L、9Rに乗っている状態、両足が一対の分割ステップ9L、9Rに夫々乗っている状態、若しくは、いずれの足も分割ステップ9L、9Rに乗っていない状態、を検出することができる。
The pair of
車両本体1は、図2に示すように、同軸二輪車として構成されており、車台6、車輪7L、7R、分割ステップ9L、9R、ハンドル11等を備えている。左右一対の分割ステップ9L、9Rは、運転者が搭乗するステッププレートの一例である。車台6は、各分割ステップ9L、9Rをロール方向へ姿勢変更可能に夫々支持している。左右一対の車輪7L、7Rは、車台6に回転可能に支持されている。ハンドル11は、各分割ステップ9L、9Rの姿勢を、車台6を介してロール方向へ変化させる操作レバーである。
As shown in FIG. 2, the vehicle
各分割ステップ9L、9Rは、運転者が片足ずつ乗せて搭乗するもので、人の足の大きさと同程度か又は少々大きく形成された偏平な一対の板体からなる。車台6は、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材12及び車体下部材13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12及び車体下部材13と回動可能に連結された一対の側面部材14L、14Rと、を有する平行リンク機構として構成されている。
Each of the divided
この平行リンク機構の車体上部材12と車体下部材13との間には、車体上部材12及び車体下部材13と一対の側面部材14L、14Rとがなす角度をそれぞれ直角に維持するように、ばね力を発生する一対のコイルばね15L、15Rが介在されている。また、一対の側面部材14L、14Rの各外面には、車輪駆動ユニット4L、4Rがそれぞれ取り付けられている。このように一対の車輪駆動ユニット4L、4Rを介して一対の側面部材14L、14Rに支持された一対の車輪7L、7Rは、平坦な路面上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に一致することになる。なお、車両本体1は、同軸二輪車として構成されているが、これに限らず、例えば、搭乗者の重心移動により走行操作が行われ、かつ倒立制御を行う任意の車両に適用可能である。
Between the vehicle body
ところで、搭乗者が、車両本体に搭乗する際に、例えば、意図せず、ハンドルを前後へ動作させ、或いは車両本体を前後へ傾斜させると、その動作に応じて車両本体が前後方向へ移動するため、車両本体への搭乗が困難となる可能性がある。 By the way, when the passenger gets on the vehicle body, for example, if the handle is moved unintentionally or the vehicle body is tilted back and forth, the vehicle body moves in the front-rear direction according to the operation. For this reason, it may be difficult to board the vehicle body.
そこで、本実施形態に係る制御装置5は、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出すると、倒立制御を行いつつ、その搭乗が安全かつ容易となる位置、例えば、搭乗者が車両本体1へ搭乗を開始したときの位置X1(以下、乗車開始位置X1と称す)へ車両本体1を常時戻すような位置制御を行う。
Therefore, when the
これにより、搭乗者が、例えば、車両本体1に搭乗する際に、ハンドル11を前後へ動作させ、或いは車両本体1を前後へ傾斜させ、その動作に応じて車両本体1が前後方向へ移動した場合でも、上記位置制御により車両本体1を搭乗開始位置X1へ戻すことができる。したがって、搭乗者が車両本体1に搭乗する際に搭乗者と車両本体1との間隔が適切に維持されるため、搭乗者は車両本体1へ安全かつ容易に搭乗することができる。
Thereby, for example, when the passenger gets on the vehicle
図3は、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、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出する搭乗検出部51と、トルク指令値を生成する指令値生成部52と、指令値生成部52により生成されたトルク指令値に基づいて各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する制御部53と、を有している。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic system configuration of the control device. The
搭乗検出部51は、各ステップセンサ16L、16Rにより検出された荷重に基づいて、例えば、搭乗者の片足のみが一方の分割ステップ9L、9Rに乗っている状態を検出することで、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出する。搭乗検出部51は、この搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出すると、開始信号を指令値生成部52に対して出力する。
The
また、搭乗検出部51は、各ステップセンサ16L、16Rにより検出された荷重に基づいて、例えば、両足が一対の分割ステップ9L、9Rに夫々乗っている状態を検出することで、搭乗者による車両本体1へ搭乗が完了したことを検出する。搭乗検出部51は、この搭乗者による車両本体1への搭乗が完了したことを検出すると、完了信号を指令値生成部52に対して出力する。
Further, the
指令値生成部52は、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御するためのトルク指令値を生成し、生成したトルク指令値を制御部53に対して出力する。また、指令値生成部52は、搭乗検出部51から開始信号を受信すると、倒立制御を行いつつ、その開始信号を受信した時の乗車開始位置X1に車両本体1を常時戻すようなトルク指令値を生成する。
The command
ここで、指令値生成部52は、例えば、下記(1)式を用いて、トルク指令値を算出する。なお、下記(1)式において、βは姿勢センサ2により検出された車台6のピッチ角度、β′はピッチ角速度、xは車両本体1の車両位置、x′は車両本体1の速度、Kppはピッチ角度ゲイン、Kdpはピッチ角速度ゲイン、Kpxは車両位置ゲイン、Kdxは速度ゲインである。また、各パラメータのうち下添えrが付いているものは指令値であり、下添えr無いものは検出値である。さらに、βr′は0であり、xrは搭乗者が乗車動作を開始したときの乗車開始位置X1であり、xr′は0となっている。
Here, the command
トルク指令値=Kpp(βr-β)+Kdp(βr′-β′)+Kpx(xr-x)+Kdx(xr′-x′) (1)式 Torque command value = K pp (β r -β) + K dp (β r ′ -β ′) + K px (x r -x) + K dx (x r ′ -x ′) (1) Equation
なお、指令値生成部52は、回転センサ3により検出された車輪7L、7Rの回転情報に基づいて、車両本体1の車両位置x及び速度x′を算出することができる。
The command
さらに、指令値生成部52は、搭乗検出部51から完了信号を受信すると、位置制御を停止して、倒立制御を継続するためのトルク指令値を生成する。ここで、指令値生成部52は、例えば、下記(2)式を用いて、トルク指令値を算出する。また、指令値生成部52は、安全性及び乗車性を考慮して、例えば、搭乗検出部51から完了信号を受信し搭乗者の搭乗が完了するまで、旋回制御を停止し前後進の制御のみを行うためのトルク指令値を生成する。
Further, when receiving a completion signal from the
トルク指令値=Kpp(βr-β)+ Kdp(βr′-β′) (2)式 Torque command value = K pp (β r -β) + K dp (β r '-β') (2) Equation
制御部53は、指令値生成部52により生成されたトルク指令値に応じた制御信号を、各車輪駆動ユニット4L、4Rに対して送信することで、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、各車輪7L、7Rの駆動を制御する。
The
次に、本実施形態に係る走行装置10の制御方法について、詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る走行装置の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。
Next, a method for controlling the traveling
搭乗者は、車両本体1へ乗車を開始すると、図5(a)に示すように、ハンドル11を握って車両本体1を保持している状態から、図5(b)に示すように、一方の分割ステップ9L、9Rに片足を載せる。このとき、搭乗検出部51は、各ステップセンサ16L、16Rにより検出された荷重に基づいて、搭乗者の片足のみが一方の分割ステップ9L、9Rに乗っている状態を検出し、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出する(ステップS101)。
When the passenger starts to ride on the vehicle
搭乗検出部51は、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出し(ステップS101のYES)、図5(c)に示すように車台6が水平状態になる乗車姿勢になったと判断すると(ステップS102のYES)、開始信号を指令値生成部52に対して出力する。なお、搭乗検出部51は、上記車台6の乗車姿勢を判断することなく、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出すると直ちに、開始信号を指令値生成部52に対して出力してもよい。
The
指令値生成部52は、上記(1)式を用いてトルク指令値を生成し(ステップS103)、生成したトルク指令値を制御部53に対して出力する。制御部53は、指令値生成部52により生成されたトルク指令値に基づいて、倒立制御を行いつつ、乗車開始位置X1に車両本体1を常時戻す位置制御を、各車輪駆動ユニット4L、4Rを介して行う(ステップS104)。
The command
例えば、図5(d)に示すように、車両本体1の車両位置が乗車開始位置X1よりも前方に移動し、車両本体1が搭乗者から離れた場合、制御部53は、車両本体1を乗車開始位置X1に戻すよう後進させることで、車両本体1を搭乗者に近付けるように各車輪駆動ユニット4L、4Rの制御を行う。これにより、搭乗者は車台6に楽な姿勢で安全かつ容易に搭乗することができる。
For example, as illustrated in FIG. 5D, when the vehicle position of the vehicle
一方、図5(e)に示すように、車両本体1の車両位置が乗車開始位置X1よりも後方に移動し、車両本体1が搭乗者に接近した場合、制御部53は車両本体1を乗車開始位置X1に戻すよう前進させることで、車両本体1を搭乗者から少し離すように各車輪駆動ユニット4L、4Rの制御を行う。これにより、搭乗者は車台6と適度な間隔をとることができ、車台6に安全かつ容易に搭乗することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5E, when the vehicle position of the vehicle
搭乗検出部51は、各ステップセンサ16L、16Rにより検出された荷重に基づいて、両足が一対の分割ステップ9L、9Rに夫々乗っている状態を検出することで、図5(f)に示すように、搭乗者による車両本体1へ搭乗が完了したことを検出する(ステップS105)。搭乗検出部51は、この搭乗者による車両本体1への搭乗が完了したことを検出すると(ステップS105のYES)、完了信号を指令値生成部52に対して出力する。
As shown in FIG. 5 (f), the
指令値生成部52は、搭乗検出部51から完了信号を受信すると、上記(2)式を用いてトルク指令値を生成し、制御部53に対して出力する。制御部53は、指令値生成部52により生成されたトルク指令値に基づいて、位置制御を停止し倒立制御を継続するように各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する(ステップS106)。
When the command
以上、本実施形態に係る走行装置10において、制御装置5は、搭乗者による車両本体1への搭乗の開始を検出すると、倒立制御を行いつつ、乗車開始位置X1へ車両本体1を常時戻すような位置制御を行う。これにより、搭乗者の意図しない走行操作等によって、車両本体1の位置がずれた場合でも、上記位置制御により車両本体1を、搭乗が安全かつ容易となる乗車開始位置X1へ戻すことができる。したがって、搭乗者は車両本体1へ安全かつ容易に搭乗することができる。
As described above, in the traveling
なお、本発明は上記実施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。例えば、上記一実施形態において、指令値生成部52は、乗車開始位置X1に車両本体1を常時戻すようなトルク指令値を生成しているが、これに限らず、搭乗者の搭乗が安全かつ容易となる位置へ車両本体1を戻すような車台6のピッチ角度(目標姿勢)となるトルク指令値を生成してもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It is possible to change suitably in the range which does not deviate from the meaning. For example, in the above-described embodiment, the command
例えば、図5(d)に示すように、車両本体1の車両位置が乗車開始位置X1よりも前方になり、搭乗者と車両本体1との距離が大きくなった場合、指令値生成部52はその距離に応じて、車台6を後傾させるようなトルク指令値を生成する。そして、制御部53は、姿勢センサ2により検出されたこの車台6の後傾であるピッチ角度に基づいて、車両本体1を乗車開始位置X1に戻すよう後進させ、搭乗者に近付ける。
For example, as shown in FIG. 5D, when the vehicle position of the vehicle
一方、図5(e)に示すように、車両本体1の車両位置が乗車開始位置X1よりも後方になり、搭乗者と車両本体1との距離が小さくなった場合、指令値生成部52はその距離に応じて、車台6を前傾させるようなトルク指令値を生成する。そして、制御部53は、姿勢センサ2により検出されたこの車台6の前傾であるピッチ角度に基づいて、車両本体1を乗車開始位置X1に戻すよう前進させ、搭乗者から遠ざける。
On the other hand, as shown in FIG. 5E, when the vehicle position of the vehicle
なお、指令値生成部52は、上記(2)式を用いてトルク指令値を算出する。このとき、xr≦xの場合、βr=Kxf(xr-x)とし、xr>xの場合、βr=Kxb(xr-x)とする。また、Kxfは前側位置誤差変換係数であり、Kxbは後側位置誤差変換係数である。
The command
指令値生成部52は、搭乗検出部51から完了信号を受信すると、乗車開始時のピッチ角度となるようにトルク指令値を生成し、制御部53に対して出力する。
When receiving a completion signal from the
また、上記一実施形態において、指令値生成部52は、搭乗検出部51から開始信号を受信すると、倒立制御を行いつつ、乗車開始位置X1に車両本体1を常時戻すようなトルク指令値を生成しているが、これに限らず、倒立制御を行いつつ、車台6と搭乗者との間隔が所定距離となるようなトルク指令値を生成してもよい。なお、車台6と搭乗者(例えば、着地している足や胴体)との距離は、車台6等に設けられた距離センサ(例えば、カメラ、超音波センサ、レーダセンサ)等により検出することができる。これにより、搭乗者が車両本体1の車台6に搭乗する際に、車台6と搭乗者との距離は、その搭乗に最適な所定距離に維持される。このため、搭乗者は車両本体1へ安全かつ容易に搭乗することができる。
In the above embodiment, when the command
さらに、上記一実施形態において、制御装置5は車両本体1を前後進させることで、車両本体1を乗車開始位置X1へ戻す位置制御を行っているが、これに限らず、車両本体1を左右旋回させることで車両本体1を乗車開始位置X1へ戻す位置制御を行ってもよく、車両本体1を前後進及び左右旋回させることで車両本体1を乗車開始位置X1へ戻す位置制御を行ってもよい。
Furthermore, in the said one Embodiment, although the
なお、上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)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。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD、ROMカートリッジ、バッテリバックアップ付きRAMメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性RAMカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。 In the above-described embodiment, the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited to this. The present invention can also realize arbitrary processing by causing a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program. In this case, the computer program can be provided by being recorded on a recording medium, or can be provided by being transmitted via the Internet or another communication medium. The storage medium includes, for example, a flexible disk, hard disk, magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, DVD, ROM cartridge, RAM memory cartridge with battery backup, flash memory cartridge, and nonvolatile RAM cartridge. The communication medium includes a wired communication medium such as a telephone line, a wireless communication medium such as a microwave line, and the like.
1 車両本体
2 姿勢センサ
3 回転センサ
4L、4R 車輪駆動ユニット
5 制御装置
6 車台
7L、7R 車輪
10 走行装置
16L、16R ステップセンサ
51 搭乗検出部
52 指令値生成部
53 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
車両本体を駆動する駆動手段と、
搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する搭乗検出手段と、
前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する指令値生成手段と、
前記指令値生成手段により生成された前記トルク指令値に基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と、
搭乗者の両足を乗せることができる一対の分割ステップと、該各分割ステップに掛る荷重を検出できる一対のステップセンサと、
を備え、
前記制御手段は、前記ステップセンサにより検出された荷重に基づいて、前記搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置を設定する、ことを特徴とする走行装置。 A traveling device that travels with an occupant while performing an inverted control for maintaining the inverted state of the vehicle body,
Driving means for driving the vehicle body;
Boarding detection means for detecting the start of boarding by the passenger on the vehicle body;
When the start of boarding is detected by the boarding detection means, command value generation for generating a torque command value for performing position control for moving the vehicle main body to a position where the boarding is facilitated while performing the inversion control. Means,
Control means for controlling the driving means based on the torque command value generated by the command value generating means;
A pair of split steps capable of placing both feet of the passenger, and a pair of step sensors capable of detecting a load applied to each of the split steps;
With
The said control means sets the position when the said passenger starts boarding to a vehicle main body based on the load detected by the said step sensor, The traveling apparatus characterized by the above-mentioned.
前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置に車両本体を戻す位置制御を行うための前記トルク指令値を生成する、ことを特徴とする走行装置。 The traveling device according to claim 1,
When the start of boarding is detected by the boarding detection means, the command value generation means performs position control for returning the vehicle main body to a position when the passenger starts boarding the vehicle main body while performing the inversion control. A travel device that generates the torque command value to be performed.
前記指令値生成手段は、前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、車両本体と搭乗者との間隔が所定距離となる位置制御を行うための前記トルク指令値を生成する、ことを特徴とする走行装置。 The traveling device according to claim 1,
When the start of boarding is detected by the boarding detection unit, the command value generating unit performs the inversion control and the torque for performing position control so that the distance between the vehicle main body and the passenger becomes a predetermined distance. A traveling device that generates a command value.
車両本体の傾斜角を検出する姿勢センサを更に備え、
前記制御手段は、前記姿勢センサにより検出された車両本体の傾斜角度に応じて、車両本体を前後進させる制御を行うと共に、
前記搭乗検出手段により前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させるよう、該車両本体の傾斜角度を制御する、ことを特徴とする走行装置。 The traveling device according to claim 1,
It further comprises an attitude sensor that detects the tilt angle of the vehicle body,
The control means performs control for moving the vehicle body forward and backward according to the inclination angle of the vehicle body detected by the attitude sensor,
When the start of boarding is detected by the boarding detection means, the tilt angle of the vehicle body is controlled so as to move the vehicle body to a position where the boarding is easy while performing the inversion control. A traveling device.
前記制御手段は、搭乗者による車両本体への搭乗の完了を判断すると、前記位置制御を停止し、前記倒立制御を継続する、ことを特徴とする走行装置。 The traveling device according to any one of claims 1 to 4,
The control device stops the position control and continues the inversion control when it is determined that the rider completes the boarding of the vehicle body, and the inversion control is continued.
搭乗者による車両本体への搭乗の開始を検出する工程と、
前記搭乗の開始が検出されると、前記倒立制御を行いつつ、前記搭乗が容易となる位置に車両本体を移動させる位置制御を行うためのトルク指令値を生成する工程と、
前記生成されたトルク指令値に基づいて車両本体の駆動を制御する工程と、
搭乗者の両足を乗せることができる一対の分割ステップに掛る荷重に基づいて、前記搭乗者が車両本体へ搭乗を開始したときの位置を設定する工程と、を含む、ことを特徴とする走行装置の制御方法。 A method for controlling a traveling device that travels with an occupant while performing an inverted control for maintaining the inverted state of the vehicle body,
Detecting the start of boarding by the passenger on the vehicle body;
When the start of the boarding is detected, a step of generating a torque command value for performing position control for moving the vehicle main body to a position where the boarding is facilitated while performing the inversion control;
Controlling the driving of the vehicle body based on the generated torque command value;
And a step of setting a position when the rider starts boarding the vehicle main body based on a load applied to a pair of split steps capable of carrying both feet of the rider. Control method.
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