JP2007118807A

JP2007118807A - vehicle

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Publication number: JP2007118807A
Application number: JP2005314571A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Miki; 修昭三木; Munehisa Horiguchi; 宗久堀口; Takashi Naito; 貴内藤; Katsunori Doi; 克則土井; Takumi Tachibana; 巧立花
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】簡単な仕組みにより倒立振り子車両の旋回特性を向上させる。
【解決手段】本実施の形態では、左右の駆動輪により走行する倒立振り子車両を、左右の駆動輪の回転軸を個別に制御することにより旋回を行わせる。左右の駆動輪は節を介してシャフトに固定してあり、個別に鉛直方向に回転軸を傾けることができるようになっている。一方、駆動輪の外輪部分は、幅方向中央部の外径が幅方向両端部の外径よりも大きくなるように丸みを帯びた凸形状に形成されている。そのため、駆動輪の回転軸を鉛直方向に傾けると、駆動輪の有効径が小さくなる。車両は、旋回の際に、内輪側の駆動輪の回転軸を傾けて有効径を小さくすることにより内外輪の有効径差を設け、これによって旋回を行う。
【選択図】図２A turning mechanism of an inverted pendulum vehicle is improved by a simple mechanism.
In this embodiment, an inverted pendulum vehicle that travels with left and right drive wheels is caused to turn by individually controlling the rotation shafts of the left and right drive wheels. The left and right drive wheels are fixed to the shaft via a node, and the rotation axis can be individually tilted in the vertical direction. On the other hand, the outer ring portion of the drive wheel is formed in a rounded convex shape so that the outer diameter of the central portion in the width direction is larger than the outer diameters of both end portions in the width direction. Therefore, when the rotation axis of the drive wheel is tilted in the vertical direction, the effective diameter of the drive wheel is reduced. When the vehicle turns, the effective diameter of the inner and outer wheels is reduced by inclining the rotation axis of the driving wheel on the inner ring side to reduce the effective diameter, thereby turning.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、車両に関し、例えば、倒立振り子車両における旋回制御に関する。 The present invention relates to a vehicle, and for example, relates to turning control in an inverted pendulum vehicle.

一軸上に配設された左右の駆動輪の上に運転者が搭乗し、一輪車のようにバランスを保持しながら走行する倒立振り子車両が注目を集めている。
これら倒立振り子車両は、例えば、特許文献１に示されるように、車輪型倒立振り子の原理を用いてバランスを保持するようになっている。 An inverted pendulum vehicle, in which a driver gets on left and right drive wheels arranged on one axis and travels while maintaining a balance like a unicycle, is attracting attention.
These inverted pendulum vehicles are configured to maintain a balance by using the principle of a wheel-type inverted pendulum as disclosed in Patent Document 1, for example.

このような倒立振り子車両では、外輪の回転速度（角速度）が内輪の回転速度よりも大きくなるように左右輪の回転速度を変化させて旋回を行っている。
このような制御を行うために、例えば図８（ａ）のように、駆動輪１１ａ、１１ｂ毎に別々のモータを配設している。そして、それぞれのモータの速度を制御することにより、駆動輪１１ａ、１１ｂのうち、外輪側の駆動輪の回転速度が内輪側の駆動輪の回転速度よりも大きくなるように制御している。 In such an inverted pendulum vehicle, turning is performed by changing the rotation speeds of the left and right wheels so that the rotation speed (angular speed) of the outer ring is larger than the rotation speed of the inner ring.
In order to perform such control, for example, as shown in FIG. 8A, a separate motor is provided for each of the drive wheels 11a and 11b. Then, by controlling the speeds of the respective motors, the rotational speed of the driving wheel on the outer ring side of the driving wheels 11a and 11b is controlled to be higher than the rotational speed of the driving wheel on the inner ring side.

図８（ｂ）は、従来の旋回制御についての他の例を示したものである。
この例では、ディファレンシャルギアを介してモータの回転が駆動輪１１ａ、１１ｂに伝達されるようになっている。ディファレンシャルギアは、モータから伝達された回転の回転速度を、駆動輪１１ａ、１１ｂで異なるように変換することができ、これによって、外輪の回転速度が内輪の回転速度よりも大きくなるように制御するようになっている。
なお、この図に示されるように、制動を行うためのブレーキも配設されている。 FIG. 8B shows another example of conventional turning control.
In this example, the rotation of the motor is transmitted to the drive wheels 11a and 11b via the differential gear. The differential gear can convert the rotational speed of the rotation transmitted from the motor to be different between the drive wheels 11a and 11b, thereby controlling the rotational speed of the outer ring to be higher than the rotational speed of the inner ring. It is like that.
As shown in this figure, a brake for braking is also provided.

また、倒立車両における旋回方法として特許文献２に記載の技術が提案されている。
この車両では、搭乗者の体重移動により、左右駆動輪の外径を変化させるようになっている。
すなわち、左右駆動輪内の流体（空気）が配管により自由に行き来できるように連通しており、搭乗者が体重を左右の何れかに移動すると、移動した側の駆動輪内の流体が反対側の駆動輪に押し出される。これによって、内輪側（体重を移動した側）の駆動輪の外径が外輪側の駆動輪の外径よりも小さくなり車両が旋回するようになっている。 Moreover, the technique of patent document 2 is proposed as a turning method in an inverted vehicle.
In this vehicle, the outer diameters of the left and right drive wheels are changed by changing the weight of the passenger.
That is, the fluid in the left and right drive wheels (air) communicates so that it can freely move back and forth through the piping, and when the occupant moves his / her weight to either the left or right, the fluid in the drive wheel on the side that has moved moves to the opposite side It is pushed out to the drive wheel. As a result, the outer diameter of the driving wheel on the inner wheel side (the side on which the weight has been moved) is smaller than the outer diameter of the driving wheel on the outer wheel side, so that the vehicle turns.

特開２００５−０９４８９８公報JP 2005-094898 A 特開２００４−３４５６０８公報JP 2004-345608 A

しかし、図８（ａ）に示した方法では、モータを２台搭載する必要があり、図９（ｂ）に示した方法では、ディファレンシャルギアを搭載する必要がある。
このため、何れの方式も車重が重くなると共に製造コストも高くなってしまうという問題があった。また、旋回中も車体は水平を保つため、重心の位置が高い場合は、遠心力により姿勢が不安定になる場合があった。
また、特許文献２記載の技術では、体重移動による駆動輪の外径差の調節が搭乗者の身体全体の感覚に任せられており、操作性や安定性が必ずしもよくなかった。 However, in the method shown in FIG. 8A, it is necessary to mount two motors, and in the method shown in FIG. 9B, it is necessary to mount a differential gear.
For this reason, each method has a problem that the vehicle weight increases and the manufacturing cost increases. In addition, since the vehicle body remains horizontal during turning, the posture may become unstable due to centrifugal force when the position of the center of gravity is high.
Moreover, in the technique described in Patent Document 2, adjustment of the outer diameter difference of the driving wheel by weight shift is left to the sense of the entire body of the occupant, and operability and stability are not necessarily good.

そこで、本発明は、簡単な仕組みにより倒立振り子車両を旋回させることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to turn an inverted pendulum vehicle with a simple mechanism.

請求項１に記載の発明では、同一軸線上に配設された左右の駆動輪を駆動する駆動手段と、運転者からの旋回指示を受け付ける旋回指示受付手段と、前記受け付けた旋回指示で指定された旋回量に対応して、前記駆動輪のうち少なくとも一方の回転軸を鉛直方向に傾けることにより、内輪側の駆動輪の有効径を外輪側の駆動輪の有効径よりも小さくする回転軸制御手段と、を車両に具備させて前記目的を達成する。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両において、前記旋回量に対応する車両の目標傾斜角を算出する目標傾斜角算出手段を具備し、前記回転軸制御手段は、車両の傾きが前記算出した目標傾斜角となるように、前記回転軸の傾きを制御することを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両において、車速を検出する車速検出手段を具備し、前記目標傾斜角算出手段は、前記検出した車速を用いて目標傾斜角を算出することを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項２、又は請求項３に記載の車両において、前記目標傾斜角算出手段は、前記駆動輪の有効径の変化による車両の傾きにより、当該車両に作用する遠心力と重力の合力が、前記左右の駆動輪の中心を通る直線と垂直になる傾斜角を算出することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the driving means for driving the left and right drive wheels disposed on the same axis, the turning instruction receiving means for receiving a turning instruction from the driver, and the received turning instruction are designated. Rotation axis control that makes the effective diameter of the drive wheel on the inner ring side smaller than the effective diameter of the drive wheel on the outer ring side by tilting at least one of the drive wheels in the vertical direction corresponding to the turning amount Means for accomplishing the object.
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle according to the first aspect, the vehicle includes a target inclination angle calculating unit that calculates a target inclination angle of the vehicle corresponding to the turning amount, and the rotating shaft control unit is The tilt of the rotating shaft is controlled so that the tilt becomes the calculated target tilt angle.
According to a third aspect of the present invention, the vehicle according to the second aspect further comprises vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and the target inclination angle calculating means calculates a target inclination angle using the detected vehicle speed. It is characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle according to the second or third aspect, the target inclination angle calculating means acts on the vehicle by the inclination of the vehicle due to a change in the effective diameter of the drive wheels. An inclination angle at which a resultant force of centrifugal force and gravity is perpendicular to a straight line passing through the centers of the left and right drive wheels is calculated.

本発明では、指定された旋回量に対応して、駆動輪のうち少なくとも一方の回転軸を鉛直方向に傾けることにより、内輪側の駆動輪の有効径を外輪側の駆動輪の有効径よりも小さくするようにしたので、簡単な仕組みにより倒立振り子車両を旋回させることができる。 In the present invention, the effective diameter of the driving wheel on the inner ring side is made larger than the effective diameter of the driving wheel on the outer ring side by tilting at least one of the rotation axes of the driving wheels in the vertical direction corresponding to the specified turning amount. Since it is made small, the inverted pendulum vehicle can be turned by a simple mechanism.

（１）実施形態の概要
本実施形態では、左右の駆動輪により走行する倒立振り子車両を、左右の駆動輪の回転軸を個別に制御することにより旋回を行わせる。
左右の駆動輪は節を介してシャフトに固定されており、回転軸を個別に鉛直方向に傾けることができるようになっている。
一方、駆動輪の外輪部分は、幅方向中央部の外径が幅方向両端部の外径よりも大きくなるように丸みを帯びた凸形状に形成されている。
そのため、駆動輪の回転軸を鉛直方向に傾けると、駆動輪の有効径が小さくなる。
車両は、旋回の際に、内輪側の駆動輪の回転軸を傾けて有効径を小さくすることにより内外輪の有効径差を設け、これによって旋回を行う。
このように、内外輪の外径差により旋回方向（内輪側）に車両が傾くため、車両に作用する遠心力と重力の合力を車両の高さ方向（座面と垂直な方向）に向けることができる。これによって旋回に際しての車両の姿勢が安定する他、搭乗者が横方向に感じる遠心力（横Ｇ）を緩和することができる。 (1) Outline of Embodiment In this embodiment, an inverted pendulum vehicle that travels with left and right drive wheels is caused to turn by individually controlling the rotation shafts of the left and right drive wheels.
The left and right drive wheels are fixed to the shaft via nodes, and the rotation shafts can be individually tilted in the vertical direction.
On the other hand, the outer ring portion of the drive wheel is formed in a rounded convex shape so that the outer diameter of the central portion in the width direction is larger than the outer diameters of both end portions in the width direction.
Therefore, when the rotation axis of the drive wheel is tilted in the vertical direction, the effective diameter of the drive wheel is reduced.
When the vehicle turns, the effective diameter of the inner and outer wheels is reduced by inclining the rotation axis of the driving wheel on the inner ring side to reduce the effective diameter, thereby turning.
In this way, the vehicle tilts in the turning direction (inner wheel side) due to the outer diameter difference between the inner and outer wheels, so that the resultant force of centrifugal force and gravity acting on the vehicle is directed in the height direction of the vehicle (direction perpendicular to the seating surface). Can do. This stabilizes the posture of the vehicle when turning, and can relieve the centrifugal force (lateral G) that the passenger feels in the lateral direction.

（２）実施形態の詳細
図１は、本実施形態の車両の外観構成を例示したものである。
本実施形態の車両は、進行方向に対して左右に駆動輪を備えた倒立振り子車両により構成されており、搭乗部の姿勢を感知し、その姿勢に応じて、駆動輪の駆動方向（前後方向）のバランスを保持するように姿勢制御を行いながら走行するものである。
本実施形態における姿勢制御の方法としては、例えば、米国特許第６，３０２，２３０号明細書、特開昭６３−３５０８２号公報、特開２００４−１２９４３５公報、特開２００４−２７６７２７公報で開示された各種制御方法が使用可能である。 (2) Details of Embodiment FIG. 1 illustrates an external configuration of a vehicle according to this embodiment.
The vehicle according to the present embodiment is composed of an inverted pendulum vehicle having driving wheels on the left and right with respect to the traveling direction. The vehicle senses the posture of the riding section, and the driving direction of the driving wheel (front-rear direction) depends on the posture. ) While controlling the attitude so as to maintain the balance.
The attitude control method in the present embodiment is disclosed in, for example, US Pat. No. 6,302,230, JP-A 63-35082, JP-A 2004-129435, and JP-A 2004-276727. Various control methods can be used.

図１に示されるように、倒立振り子車両は、同一軸線上に配設された２つの駆動輪１１ａ、１１ｂを備えている。
両駆動輪１１ａ、１１ｂは、それぞれ駆動モータ（ホイールモータ）１２で駆動されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the inverted pendulum vehicle includes two drive wheels 11 a and 11 b arranged on the same axis.
Both drive wheels 11a and 11b are driven by a drive motor (wheel motor) 12, respectively.

駆動輪１１ａ、１１ｂ（以下、両駆動輪１１ａと１１ｂを区別しない場合は単に駆動輪１１と記す）及び駆動モータ１２の上部には運転者が搭乗する搭乗部１３が配設されている。
搭乗部１３は、運転者が座る座面部１３１、背もたれ部１３２、及びヘッドレスト１３３で構成されている。
搭乗部１３は、駆動モータ１２が収納されているホイールモータ筐体１２１に固定された支持部材１４により支持されている。 A riding section 13 on which the driver rides is disposed above the drive wheels 11a and 11b (hereinafter, simply referred to as the drive wheels 11 when the drive wheels 11a and 11b are not distinguished from each other) and the drive motor 12.
The riding section 13 includes a seat surface section 131 on which a driver sits, a backrest section 132, and a headrest 133.
The riding section 13 is supported by a support member 14 fixed to a wheel motor housing 121 in which the drive motor 12 is housed.

搭乗部１３の左脇には操縦装置１５が配設されている。この操縦装置１５は、運転者の操作により、倒立振り子車両の加速、減速、旋回、回転、停止、制動等の指示を行うためのものである。
本実施形態における操縦装置１５は、座面部１３１に固定されているが、有線又は無線で接続されたリモコンにより構成するようにしてもよい。また、肘掛けを設け、その上部に操縦装置を配設するようにしてもよい。 A control device 15 is disposed on the left side of the riding section 13. This control device 15 is for instructing acceleration, deceleration, turning, rotation, stop, braking, etc. of the inverted pendulum vehicle by the operation of the driver.
The control device 15 in the present embodiment is fixed to the seat surface portion 131, but may be configured by a remote controller connected by wire or wirelessly. Further, an armrest may be provided, and a control device may be disposed on the upper part thereof.

なお本実施形態において、操縦装置１５の操作により出力される操作信号によって旋回・加減速等の制御が行われるが、例えば、特開平１０−６７２５４号公報に示されるように、運転者が車両に対する前傾きモーメントや前後の傾斜角を変更することで、その傾斜角に応じた車両の姿勢制御及び走行制御を行うように切替可能にしてもよい。 In this embodiment, control such as turning / acceleration / deceleration is performed by an operation signal output by an operation of the control device 15. For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-67254, the driver applies to the vehicle. By changing the forward tilt moment or the front / rear tilt angle, the vehicle may be switched so as to perform vehicle attitude control and travel control according to the tilt angle.

搭乗部の右脇には、表示・操作部１７が配設されている。この表示・操作部１７は、図示しない液晶表示装置からなる表示部１７２と、この表示部１７２の表面に配設されたタッチパネル及び専用の機能キーで構成される入力部１７１を備えている。
なお、表示・操作部１７は、操縦装置１５と同様に又は同一のリモコンにより構成するようにしてもよい。また表示・操作部１７と操縦装置１５と左右の配設を逆にしてもよく、両者を同一の側に配設するようにしてもよい。 A display / operation unit 17 is disposed on the right side of the boarding unit. The display / operation unit 17 includes a display unit 172 including a liquid crystal display device (not shown), and an input unit 171 including a touch panel and a dedicated function key disposed on the surface of the display unit 172.
The display / operation unit 17 may be configured by the same remote controller as the control device 15. Further, the left / right arrangement of the display / operation unit 17 and the control device 15 may be reversed, or both may be arranged on the same side.

搭乗部１３と駆動輪１１との間には制御ユニット１６が配設されている。
本実施形態において制御ユニット１６は、搭乗部１３の座面部１３１の下面に取り付けられているが、支持部材１４に取り付けるようにしてもよい。 A control unit 16 is disposed between the riding section 13 and the drive wheel 11.
In the present embodiment, the control unit 16 is attached to the lower surface of the seat portion 131 of the riding portion 13, but may be attached to the support member 14.

図２の各図は、本実施形態の車両が旋回を行う原理を説明するための図であり、駆動輪１１のキャンバーを示したものである。
ここで、キャンバーとは、車両を正面から見た場合の、駆動輪１１の鉛直方向に対する傾きを意味し、２つの駆動輪の上部（接地面の反対側）が外側に開く場合をポジティブキャンバーと呼び、駆動輪の下部（接地面側）が外側に開く場合をネガティブキャンバーと呼ぶ。
また、駆動輪１１の先端（外径側）は断面が丸みを帯びるように形成されており、回転軸が傾斜するにつれて駆動輪１１の有効径が変化するようになっている。詳細は後述するが、有効径とは、駆動輪１１が路面と接する接地点により、車両の移動に実効的に寄与する駆動輪１１の直径（有効直径）又は半径（有効半径）である。
更に、駆動輪１１ａ、１１ｂは、駆動モータ１２によって同一の回転速度で回転するようになっている。 Each drawing in FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of turning of the vehicle according to the present embodiment, and shows the camber of the drive wheel 11.
Here, the camber means the inclination of the drive wheel 11 with respect to the vertical direction when the vehicle is viewed from the front, and the case where the upper part of the two drive wheels (opposite the ground contact surface) opens outward is referred to as a positive camber. This is called a negative camber when the lower part of the drive wheel (ground surface side) opens outward.
Further, the tip (outer diameter side) of the drive wheel 11 is formed to have a rounded cross section, and the effective diameter of the drive wheel 11 changes as the rotation axis inclines. Although details will be described later, the effective diameter is a diameter (effective diameter) or a radius (effective radius) of the driving wheel 11 that effectively contributes to the movement of the vehicle by the ground contact point where the driving wheel 11 is in contact with the road surface.
Further, the drive wheels 11a and 11b are rotated by the drive motor 12 at the same rotational speed.

図２（ａ）は、車両が直線走行を行っている（直進している）場合の駆動輪１１の回転軸の傾きを示したものである。
図２に示されるように、車両が直線走行を行う場合、駆動輪１１の回転軸はシャフト２２と同一軸線上にある。
なお、シャフト２２は、駆動モータ１２の駆動力を駆動輪１１に伝達する円柱部材であり、中心線が駆動輪１１ａ、１１ｂの中心を通る直線上に配設されている。
駆動輪１１ａ、１１ｂの形状は、シャフト２２の中点を通りシャフト２２に垂直な平面（以下、中心面と記す）に対して面対称に形成されている。
このため、直進する場合、駆動輪１１ａ、１１ｂの有効径が等しく、かつこれら駆動輪１１の回転速度も等しいため、車両は直線走行を行う。

なお、実際の実装では、直進時においても、両駆動輪１１ａ、１１ｂをポジティブキャンバーに、又は両駆動輪１１ａ、１１ｂをネガティブキャンバーにする場合がある。このような場合も駆動輪１１ａ、１１ｂが同一軸線上にあるものの概念に含まれるものとする。 FIG. 2A shows the inclination of the rotation shaft of the drive wheel 11 when the vehicle is traveling straight (going straight).
As shown in FIG. 2, when the vehicle travels in a straight line, the rotation axis of the drive wheel 11 is on the same axis as the shaft 22.
The shaft 22 is a cylindrical member that transmits the driving force of the driving motor 12 to the driving wheel 11, and the center line is disposed on a straight line passing through the centers of the driving wheels 11a and 11b.
The shapes of the drive wheels 11a and 11b are formed symmetrically with respect to a plane that passes through the midpoint of the shaft 22 and is perpendicular to the shaft 22 (hereinafter referred to as a center plane).
For this reason, when the vehicle travels straight, the effective diameters of the drive wheels 11a and 11b are equal and the rotational speeds of the drive wheels 11 are also equal.

In actual implementation, both driving wheels 11a and 11b may be a positive camber or both driving wheels 11a and 11b may be a negative camber even when traveling straight. In such a case, the driving wheels 11a and 11b are included in the concept of being on the same axis.

図２（ｂ）は、車両が旋回する場合に、一方の駆動輪１１を傾けた状態を表したものである。
図２（ｂ）の例では、駆動輪１１ｂの上端が、鉛直線に対して車両から遠ざかる方向（外側）、すなわち、ポジティブキャンバーに傾けられている。
ポジティブキャンバーの場合、直進の際に水平方向にあった駆動輪１１の回転軸は、その車両中心側が上方向に傾くことで、図２（ｂ）の点線で示すように鉛直方向に傾く。以下、本実施形態において、ポジティブキャンバーとなる場合の回転軸の傾き方向（回転軸の車両中心側が上方向に傾く方向）を正方向とする。このため、駆動輪１１ａ、１１ｂの回転軸の傾きの正方向は、中心面に対して面対称となる。後述の負方向も同様である。
図２に示したように、駆動輪１１ｂの回転軸を正方向に傾けると、駆動輪１１ｂが路面と接する接地点が外側側面に移動する。駆動輪１１の外周部（タイヤ部分）の断面は小径の丸みを帯びているため、駆動輪１１の有効径は、回転軸が傾けられる前に比べて小さくなる。 FIG. 2B shows a state in which one drive wheel 11 is tilted when the vehicle turns.
In the example of FIG. 2B, the upper end of the drive wheel 11b is tilted in a direction (outside) away from the vehicle with respect to the vertical line, that is, a positive camber.
In the case of the positive camber, the rotation axis of the drive wheel 11 that has been in the horizontal direction when going straight is inclined in the vertical direction as indicated by the dotted line in FIG. Hereinafter, in the present embodiment, the inclination direction of the rotation shaft in the case of the positive camber (the direction in which the vehicle center side of the rotation shaft is inclined upward) is defined as the positive direction. For this reason, the positive direction of the inclination of the rotation axis of the drive wheels 11a and 11b is plane-symmetric with respect to the center plane. The same applies to the negative direction described later.
As shown in FIG. 2, when the rotation axis of the drive wheel 11b is tilted in the positive direction, the ground contact point at which the drive wheel 11b contacts the road surface moves to the outer side surface. Since the cross section of the outer peripheral portion (tire portion) of the drive wheel 11 is rounded with a small diameter, the effective diameter of the drive wheel 11 is smaller than before the rotation shaft is tilted.

駆動輪１１ｂの回転軸を傾けるに従って車両全体が傾くため、駆動輪１１ａの回転軸も若干傾き、駆動輪１１ａの有効径も変化するが、駆動輪１１ｂの有効径の減少に比べて小さい。
そのため、駆動輪１１ｂの有効径は駆動輪１１ａの有効径よりも小さくなり、また、駆動輪１１ａ、１１ｂの回転速度は等しいため、車両は駆動輪１１ａを外輪、駆動輪１１ｂを内輪として旋回を行う。また、旋回と同時に車両も旋回方向（即ち、内輪側）に傾く。
なお、図に示した方向と逆方向に旋回する場合は、駆動輪１１ｂの回転軸をシャフト２２と同軸に保ったまま、駆動輪１１ａの回転軸を正の方向に傾ければよい。 Since the entire vehicle is tilted as the rotation axis of the drive wheel 11b is tilted, the rotation axis of the drive wheel 11a is also slightly tilted and the effective diameter of the drive wheel 11a changes, but is smaller than a decrease in the effective diameter of the drive wheel 11b.
Therefore, the effective diameter of the drive wheel 11b is smaller than the effective diameter of the drive wheel 11a, and the rotational speeds of the drive wheels 11a and 11b are equal, so the vehicle turns with the drive wheel 11a as the outer wheel and the drive wheel 11b as the inner wheel. Do. At the same time as turning, the vehicle also leans in the turning direction (that is, the inner ring side).
In the case of turning in the direction opposite to the direction shown in the figure, the rotation axis of the drive wheel 11a may be inclined in the positive direction while keeping the rotation axis of the drive wheel 11b coaxial with the shaft 22.

図２（ｃ）は、車両が旋回する場合の駆動輪１１の傾きの他の例を説明するための図である。
図２（ｃ）の例では、駆動輪１１ｂの下端が、鉛直線に対して車両から遠ざかる方向（外側）、すなわち、ネガティブキャンバーに傾けられ、この場合の回転軸は、負方向に傾けられている。
図に示したように、駆動輪１１ｂの回転軸を負方向（回転軸の車両中心側が下方向に傾く方向）に傾けると、駆動輪１１ｂが路面と接する接地点が内側方向の側面に移動する。駆動輪１１の外周部の断面は小径の丸みを帯びているため、駆動輪１１ｂの有効径は、回転軸が傾けられる前に比べて小さくなる。
これによって、駆動輪１１ｂの有効径は駆動輪１１ａの有効径よりも小さくなり、図２（ｂ）の場合と同様に、車両は、駆動輪１１ａを外輪とし、駆動輪１１ｂを内輪として旋回を行う。また、旋回と同時に車両も旋回方向に傾く。
なお、図に示した方向と逆方向に旋回する場合は、駆動輪１１ａの回転軸を正又は負の方向に傾ければよい。 FIG. 2C is a diagram for explaining another example of the inclination of the drive wheels 11 when the vehicle turns.
In the example of FIG. 2C, the lower end of the drive wheel 11b is inclined in the direction away from the vehicle (outside) with respect to the vertical line, that is, the negative camber, and the rotation axis in this case is inclined in the negative direction. Yes.
As shown in the figure, when the rotation shaft of the drive wheel 11b is tilted in the negative direction (the direction in which the vehicle center side of the rotation shaft is inclined downward), the grounding point where the drive wheel 11b contacts the road surface moves to the inner side surface. . Since the cross section of the outer peripheral portion of the drive wheel 11 is rounded with a small diameter, the effective diameter of the drive wheel 11b is smaller than before the rotation shaft is tilted.
As a result, the effective diameter of the drive wheel 11b is smaller than the effective diameter of the drive wheel 11a. As in the case of FIG. 2B, the vehicle turns with the drive wheel 11a as the outer wheel and the drive wheel 11b as the inner wheel. Do. At the same time as the turn, the vehicle tilts in the turning direction.
In addition, what is necessary is just to incline the rotating shaft of the drive wheel 11a to a positive or negative direction, when turning in the direction opposite to the direction shown in the figure.

図３は、倒立振り子車両の制御ユニット１６について説明するための図である。
制御ユニット１６は、主制御装置１６１、モータ制御装置１６３、アクチュエータ制御装置１６５、ジャイロセンサ１６２、記憶部１６４などを備えている。
制御ユニット１６の周辺装置として、操縦装置１５、入力部１７１、表示部１７２、アクチュエータ３３ａ、３３ｂなどが接続されている。
以下、アクチュエータ３３ａ、３３ｂを特に区別しない場合は、単にアクチュエータ３３と記す。
バッテリ１６０は、駆動モータ１２に接続されており、駆動用の電力を供給する他、制御ユニット１６などに対しても制御用の低電圧の電力を供給するようになっている。 FIG. 3 is a diagram for explaining the control unit 16 of the inverted pendulum vehicle.
The control unit 16 includes a main control device 161, a motor control device 163, an actuator control device 165, a gyro sensor 162, a storage unit 164, and the like.
As peripheral devices of the control unit 16, a control device 15, an input unit 171, a display unit 172, actuators 33a and 33b, and the like are connected.
Hereinafter, when the actuators 33a and 33b are not particularly distinguished, they are simply referred to as an actuator 33.
The battery 160 is connected to the drive motor 12 and supplies low power for control to the control unit 16 in addition to supplying power for driving.

主制御装置１６１は、メインＣＰＵを備え、図示しない各種プログラムやデータが格納されたＲＯＭ、作業領域として使用されるＲＡＭ、外部記憶装置、インターフェイス部等を備えたコンピュータシステムで構成されている。
ＲＯＭ（又は記憶部１６４）には、倒立振り子車両の姿勢を保持する姿勢制御プログラム、操縦装置１５からの各種指示信号に基づいて走行を制御する走行制御プログラム（操縦装置１５からの旋回指示に基づいて旋回を制御するプログラムも含まれている）などの各種プログラムが格納されている。
主制御装置１６１は、これら各種プログラムを実行することで対応する処理を行う。 The main control device 161 includes a main CPU, and includes a ROM that stores various programs and data (not shown), a RAM that is used as a work area, an external storage device, an interface unit, and the like.
The ROM (or storage unit 164) stores an attitude control program for maintaining the attitude of the inverted pendulum vehicle and a travel control program for controlling travel based on various instruction signals from the control device 15 (based on a turning instruction from the control device 15). And various programs are also stored.
The main control device 161 performs corresponding processing by executing these various programs.

ジャイロセンサ１６２は、車両の傾き（搭乗部１３の姿勢）を検出する傾斜角センサとして機能する。
ジャイロセンサ１６２は、車両の傾斜に基づく物理量として、車両の傾きと角加速度を計測し、主制御装置１６１に供給する。
車両の傾斜角は、搭乗部１３の走行方向への傾斜角（ピッチ角）と、走行方向に垂直な方向への傾斜角（ロール角）があり、角加速度も走行方向への角加速度と、走行方向に垂直な方向への角加速度がある。
以下本実施形態では、車両のロール角を傾斜角Φといい、この傾斜角Φを旋回制御において検出される車両の傾きとして検出する。 The gyro sensor 162 functions as an inclination angle sensor that detects the inclination of the vehicle (the posture of the riding section 13).
The gyro sensor 162 measures the inclination and angular acceleration of the vehicle as physical quantities based on the inclination of the vehicle, and supplies them to the main control device 161.
The inclination angle of the vehicle includes an inclination angle (pitch angle) in the traveling direction of the riding section 13 and an inclination angle (roll angle) in a direction perpendicular to the traveling direction, and the angular acceleration is also an angular acceleration in the traveling direction, There is angular acceleration in a direction perpendicular to the running direction.
Hereinafter, in the present embodiment, the roll angle of the vehicle is referred to as an inclination angle Φ, and the inclination angle Φ is detected as the inclination of the vehicle detected in the turn control.

これら傾斜角のうち、ロール角は、車両が旋回する際に、主制御装置１６１が後述の式（２）で求める目標傾斜角φを用いて駆動輪１１の内外輪差を制御するのに用いられる。
なお、ジャイロセンサ１６２は、角加速度のみ検出し、主制御装置１６１がこれらを時間で積分することにより車両の傾斜角Φを算出するように構成してもよい。 Among these inclination angles, the roll angle is used to control the difference between the inner and outer wheels of the drive wheels 11 using the target inclination angle φ obtained by the main control device 161 according to the following equation (2) when the vehicle turns. It is done.
The gyro sensor 162 may be configured to detect only the angular acceleration, and the main control device 161 may calculate the vehicle tilt angle Φ by integrating these with time.

また、傾斜角センサとしてはジャイロセンサ１６２以外に、液体ロータ型角加速度計、渦電流式の角加速度計等の車両が傾斜する際の角加速度に応じた信号を出力する各種センサを使用することができる。
液体ロータ型角加速度計は、サーボ型加速度計の振り子の代わりに液体の動きを検出し、この液体の動きをサーボ機構によりバランスさせるときのフィードバック電流から角加速度を測定するものである。一方、渦電流を利用した角加速度計は、永久磁石を用いて磁気回路を構成し、この回路内に円筒形のアルミニウム製のロータを配設し、このロータの回転速度の変化に応じて発生する磁気起電力に基づき、角加速度を検出するものである。 In addition to the gyro sensor 162, various sensors that output signals corresponding to the angular acceleration when the vehicle tilts, such as a liquid rotor type angular accelerometer and an eddy current type angular accelerometer, are used as the tilt angle sensor. Can do.
The liquid rotor type angular accelerometer detects the movement of the liquid instead of the pendulum of the servo type accelerometer, and measures the angular acceleration from a feedback current when the movement of the liquid is balanced by the servo mechanism. On the other hand, an angular accelerometer that uses eddy currents uses a permanent magnet to form a magnetic circuit, and a cylindrical aluminum rotor is arranged in the circuit, and is generated in response to changes in the rotational speed of the rotor. The angular acceleration is detected based on the magnetic electromotive force.

モータ制御装置１６３は、主制御装置１６１からの指令（駆動トルク、速度、回転向きの各指示信号）に基づいて駆動モータ１２を制御する。
モータ制御装置１６３は、駆動モータ１２用のトルク−電流マップを備えている。
このトルク−電流マップに従って、モータ制御装置１６３は、主制御装置１６１から供給される駆動トルクに対応する電流を駆動モータ１２に対して出力するように制御する。
このように、主制御装置１６１、モータ制御装置１６３、駆動モータ１２は、駆動輪１１を駆動する駆動輪制御手段として機能する。 The motor control device 163 controls the drive motor 12 based on commands from the main control device 161 (instruction signals for drive torque, speed, and rotation direction).
The motor control device 163 includes a torque-current map for the drive motor 12.
According to this torque-current map, the motor control device 163 performs control so that a current corresponding to the drive torque supplied from the main control device 161 is output to the drive motor 12.
Thus, the main control device 161, the motor control device 163, and the drive motor 12 function as drive wheel control means for driving the drive wheels 11.

なお、主制御装置１６１から供給される駆動トルクの指令値は、車両が停止している場合には、姿勢制御のためのトルク指令値（Ｔとする）であり、走行中は運転者の駆動要求に応じたトルク指令値から姿勢制御のためのトルク指令値Ｔを加減算した値である。
主制御装置１６１は、モータ制御装置１６３から供給される、駆動モータ１２のロータの回転速度の検出値によって車速Ｖを検出する。この車速Ｖは、後述の式（２）で目標傾斜角φを算出するのに用いられる。 The drive torque command value supplied from the main controller 161 is a torque command value (T) for posture control when the vehicle is stopped, and is driven by the driver during traveling. This is a value obtained by adding or subtracting the torque command value T for posture control from the torque command value according to the request.
The main control device 161 detects the vehicle speed V based on the detected value of the rotational speed of the rotor of the drive motor 12 supplied from the motor control device 163. This vehicle speed V is used to calculate the target inclination angle φ by the following equation (2).

記憶部１６４は、例えば、ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置が用いられる。
記憶部１６４には、例えば、走行制御プログラム、ナビゲーションプログラムといった各種のプログラムや、ナビゲーションに用いる地図データなどの各種データが記憶されている。
主制御装置１６１は、インターフェイスを介して外部のコンピュータと接続し、記憶部１６４に記憶されたプログラムやデータを更新したり、あるいは新たに記憶させることができるようになっている。 For the storage unit 164, for example, a storage device such as a hard disk device or a semiconductor storage device is used.
The storage unit 164 stores, for example, various programs such as a travel control program and a navigation program, and various data such as map data used for navigation.
The main control device 161 is connected to an external computer via an interface, and can update or newly store programs and data stored in the storage unit 164.

アクチュエータ制御装置１６５は、主制御装置１６１からの指令に従ってアクチュエータ３３ａ、３３ｂを個別に制御する。
主制御装置１６１からアクチュエータ制御装置１６５へは、アクチュエータ３３ａと３３ｂの何れかを特定するアクチュエータ特定情報と、回転軸の傾き量（傾き角度）が供給される。この傾き角度は、回転軸を正方向に傾ける場合は正の値として表され、負方向に傾ける場合は負の値として表される。 The actuator control device 165 individually controls the actuators 33a and 33b in accordance with a command from the main control device 161.
From the main control device 161 to the actuator control device 165, actuator specifying information for specifying one of the actuators 33a and 33b and an inclination amount (inclination angle) of the rotating shaft are supplied. This tilt angle is expressed as a positive value when the rotation axis is tilted in the positive direction, and is expressed as a negative value when tilted in the negative direction.

アクチュエータ制御装置１６５は、アクチュエータ特定情報により、アクチュエータ３３ａ、３３ｂのうち、何れを作動させるかを認識する。そして、回転軸の傾き量からアクチュエータの動作量を計算し、これに基づいてアクチュエータ３３を動作させる。アクチュエータ３３が動作すると、これに伴って駆動輪１１の回転軸が鉛直方向に傾く。
このように、主制御装置１６１、アクチュエータ制御装置１６５、アクチュエータ３３は、操縦装置１５で前記受け付けた旋回指示で指定された旋回量に対応して、駆動輪１１のうち少なくとも一方の回転軸を鉛直方向に傾けることにより、内輪側の駆動輪の有効径を外輪側の駆動輪の有効径よりも小さくする回転軸制御手段として機能する。 The actuator control device 165 recognizes which of the actuators 33a and 33b is to be operated based on the actuator specifying information. Then, the operation amount of the actuator is calculated from the inclination amount of the rotating shaft, and the actuator 33 is operated based on this. When the actuator 33 operates, the rotational axis of the drive wheel 11 is inclined in the vertical direction accordingly.
As described above, the main control device 161, the actuator control device 165, and the actuator 33 vertically move at least one of the rotation axes of the drive wheels 11 in accordance with the turning amount specified by the turning instruction received by the control device 15. By tilting in the direction, it functions as a rotating shaft control means for making the effective diameter of the drive wheel on the inner ring side smaller than the effective diameter of the drive wheel on the outer ring side.

入力部１７１は、表示・操作部１７（図１参照）に配設され、各種データの指示、選択をするための入力手段として機能する。
入力部１７１は、表示部１７２上に配設されたタッチパネルと、専用の選択ボタンで構成される。タッチパネル部分は、表示部１７２に表示された各種選択ボタンに対応して搭乗者が押下（タッチ）した位置が検出され、その押下位置と表示内容とから選択内容が取得される。 The input unit 171 is disposed in the display / operation unit 17 (see FIG. 1) and functions as an input unit for instructing and selecting various data.
The input unit 171 includes a touch panel disposed on the display unit 172 and a dedicated selection button. The touch panel portion detects a position pressed (touched) by the passenger corresponding to various selection buttons displayed on the display unit 172, and the selected content is acquired from the pressed position and the display content.

操縦装置１５は、運転者が加速・減速・旋回を指示する装置であって、例えば、ジョイスティック状の操作棒を運転者が傾斜させることにより指示するようになっている。操作棒の操作方法は概略次のとおりである。
車両を前進・後退させる場合は、操作棒をそれぞれ前後に倒すことにより指示する。その際の操作棒の傾斜角度が速度に対応する。 The control device 15 is a device in which the driver instructs acceleration / deceleration / turning. For example, the driver 15 instructs the driver to incline a joystick-shaped operating rod. The operating method of the operating rod is roughly as follows.
In order to move the vehicle forward and backward, an instruction is given by tilting the operation rod back and forth. The tilt angle of the operating rod at that time corresponds to the speed.

車両を旋回させる場合は、操作棒を旋回方向に倒す（進行方向に向かって右旋回する場合は右に倒し、左旋回する場合は左に倒す）。そして、その際の操作棒の傾斜角度が旋回半径Ｒに対応している。
このように、操縦装置１５では、操作棒の倒された方向により旋回方向が指示され、倒した量により旋回量（旋回半径Ｒ）が指示される。なお、倒した量（傾斜角）が大きいほど旋回半径は小さくなる。
操縦装置１５と主制御装置１６１は、運転者からの旋回指示を受け付ける旋回指示受付手段として機能する。 When turning the vehicle, the control rod is tilted in the turning direction (turn right when turning right in the direction of travel, and turn left when turning left). The tilt angle of the operating rod at that time corresponds to the turning radius R.
In this manner, in the control device 15, the turning direction is instructed by the direction in which the operation rod is tilted, and the turning amount (turning radius R) is instructed by the tilted amount. The turning radius decreases as the amount of tilt (inclination angle) increases.
The control device 15 and the main control device 161 function as a turn instruction receiving unit that receives a turn instruction from the driver.

なお、操縦装置１５では、操作棒の他に、ハンドル操作で旋回方向と旋回量を指定するように構成したり、あるいはタッチパネルにタッチすることにより旋回方向と旋回量を指定するように構成するなど、各種の方式が可能である。
更に、操縦装置１５を用いずに運転者が旋回方向に体重を移動することにより、旋回方向と旋回量を指示するように構成することもできる。この場合、運転者は、自転車を運転している場合と同様の体重移動により車両に旋回を行わせることができ、運転者の体感にとって自然な旋回制御を行うことができる。 In addition to the operation rod, the control device 15 is configured to specify the turning direction and the turning amount by operating the steering wheel, or to specify the turning direction and the turning amount by touching the touch panel. Various schemes are possible.
Furthermore, it is also possible to configure the driver to indicate the turning direction and the turning amount by moving the weight in the turning direction without using the control device 15. In this case, the driver can cause the vehicle to turn by moving the weight in the same manner as when driving a bicycle, and can perform turning control that is natural for the driver's experience.

図４は、駆動輪１１の回転軸を傾ける機構を説明するための図である。
アクチュエータ３３ｂは、例えば、ピストン３５ｂをピストン３５ｂの軸線方向（シャフト２２と同じ方向）に往復移動させることができる。
ここでは、アクチュエータ３３ｂは、油圧や空気圧といった流体の圧力によりシリンダ内のピストン３５ｂを移動させる。あるいはサーボモータなどの電磁力を用いた構造とすることも可能である。 FIG. 4 is a diagram for explaining a mechanism for tilting the rotation axis of the drive wheel 11.
For example, the actuator 33b can reciprocate the piston 35b in the axial direction of the piston 35b (the same direction as the shaft 22).
Here, the actuator 33b moves the piston 35b in the cylinder by the pressure of fluid such as hydraulic pressure or air pressure. Alternatively, a structure using electromagnetic force such as a servo motor can be used.

アクチュエータ３３ｂは、シャフト２２の上側に取り付けられており（下側でもよい）、シャフト２２と並行にピストン３５ｂを往復移動させるようになっている。
ピストン３５ｂの先端は、例えば、ヒンジ（蝶番）構造を有する接続部材３６ｂを介して駆動輪１１ｂに接続されている。ピストン３５ｂと接続部材３６ｂの接続箇所は、駆動輪１１ｂの回転軸の上方に位置している。
一方、駆動輪１１ｂは、シャフト２２に対して鉛直方向に接続部材３６ｂと一体となって傾斜できる構造となっている。 The actuator 33b is mounted on the upper side of the shaft 22 (or may be on the lower side), and reciprocates the piston 35b in parallel with the shaft 22.
The tip of the piston 35b is connected to the drive wheel 11b via a connecting member 36b having a hinge (hinge) structure, for example. The connection point between the piston 35b and the connection member 36b is located above the rotation shaft of the drive wheel 11b.
On the other hand, the drive wheel 11b has a structure that can be tilted integrally with the connecting member 36b in the vertical direction with respect to the shaft 22.

そのため、アクチュエータ３３ｂがピストン３５ｂを駆動輪１１ｂ方向に移動させると、駆動輪１１ｂの回転軸が正方向に傾き、ピストン３５ｂを反対方向（駆動輪１１ａの方向）に移動させると駆動輪１１ｂの回転軸は水平方向に復帰する。
以上の場合は、駆動輪１１ｂを正方向に傾斜させる場合であるが、負方向に傾斜させる場合は、ピストン３５ｂをアクチュエータ３３ｂの方に移動させればよい。 Therefore, when the actuator 33b moves the piston 35b in the direction of the drive wheel 11b, the rotation axis of the drive wheel 11b is inclined in the forward direction, and when the piston 35b is moved in the opposite direction (direction of the drive wheel 11a), the rotation of the drive wheel 11b is performed. The axis returns to the horizontal direction.
In the above case, the drive wheel 11b is tilted in the positive direction. However, when the drive wheel 11b is tilted in the negative direction, the piston 35b may be moved toward the actuator 33b.

アクチュエータ３３ａに関しても同様である。即ち、ピストン３５ａは、接続部材３６ａに接続しており、アクチュエータ３３ａがピストン３５ａを駆動輪１１ａ方向に移動すると、駆動輪１１ａの回転軸が正方向に傾き、反対方向に移動すると駆動輪１１ａの回転軸は水平方向に復帰する。
このように、本実施形態では、シャフト２２と駆動輪１１の間に節を設けて左右別々に駆動輪１１を操舵することができる。
以下、ピストン３５ａ、３５ｂを特に区別しない場合は単にピストン３５と記すことにする。 The same applies to the actuator 33a. That is, the piston 35a is connected to the connecting member 36a. When the actuator 33a moves the piston 35a in the direction of the drive wheel 11a, the rotation axis of the drive wheel 11a is inclined in the forward direction, and when the actuator 33a moves in the opposite direction, The rotating shaft returns to the horizontal direction.
Thus, in this embodiment, a node is provided between the shaft 22 and the drive wheel 11, and the drive wheel 11 can be steered separately on the left and right.
Hereinafter, the pistons 35a and 35b are simply referred to as pistons 35 unless otherwise distinguished.

主制御装置１６１は、車両を駆動輪１１ｂの方向に旋回させる場合、駆動輪１１ａの回転軸をシャフト２２と同軸に保ったまま、アクチュエータ３３ｂを作動させ、図に示したように駆動輪１１ｂを正方向（あるいは負方向）に傾ける。
すると、駆動輪１１ａの有効径よりも駆動輪１１ｂの有効径が小さくなり、車両は駆動輪１１ｂの方向に旋回する。
この際車両が傾くため、駆動輪１１ａの回転軸も旋回方向に若干傾くが、主制御装置１６１がこの傾きを相殺するようにアクチュエータ３３ａを作動させてピストン３５ａを駆動輪１１ａ方向に若干移動させると駆動輪１１ａの回転軸が水平に保たれ、駆動輪１１ａの有効径の減少を防ぐことができ、より効果的である。 When turning the vehicle in the direction of the drive wheel 11b, the main control device 161 operates the actuator 33b while keeping the rotation shaft of the drive wheel 11a coaxial with the shaft 22, so that the drive wheel 11b is moved as shown in the figure. Tilt in the positive (or negative) direction.
Then, the effective diameter of the drive wheel 11b becomes smaller than the effective diameter of the drive wheel 11a, and the vehicle turns in the direction of the drive wheel 11b.
At this time, since the vehicle is tilted, the rotation axis of the drive wheel 11a is also slightly tilted in the turning direction, but the main controller 161 operates the actuator 33a so as to cancel this tilt, and the piston 35a is slightly moved in the direction of the drive wheel 11a. The rotational axis of the drive wheel 11a is kept horizontal, and the effective diameter of the drive wheel 11a can be prevented from being reduced, which is more effective.

一方、主制御装置１６１は、車両を駆動輪１１ａ方向に旋回させる場合、駆動輪１１ｂの回転軸をシャフト２２と同軸に保ったまま、アクチュエータ３３ａを作動させ、駆動輪１１ａを正方向（あるいは負方向）に傾ける。 On the other hand, when turning the vehicle in the direction of the drive wheel 11a, the main control device 161 operates the actuator 33a while keeping the rotation shaft of the drive wheel 11b coaxial with the shaft 22, and moves the drive wheel 11a in the positive direction (or negative direction). Tilt in the direction).

図５の各図は、駆動輪１１の有効径と旋回半径の関係の一例を説明するための図である。
図５（ａ）に示した例では、駆動輪１１ａ、１１ｂの外径が５２２ｍｍであり、主制御装置１６１が、駆動輪１１ｂを正方向に４５°傾けると、駆動輪１１ｂの有効径は４８８ｍｍに減少する。
駆動輪１１ａと駆動輪１１ｂの中心間の距離を５００ｍｍとすると、この場合の旋回半径Ｒは７．７ｍとなる。この旋回半径Ｒは、小型車の旋回半径と同程度のものである。 Each drawing in FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the relationship between the effective diameter of the drive wheel 11 and the turning radius.
In the example shown in FIG. 5A, the outer diameters of the drive wheels 11a and 11b are 522 mm. When the main controller 161 tilts the drive wheels 11b by 45 ° in the forward direction, the effective diameter of the drive wheels 11b is 488 mm. To decrease.
If the distance between the centers of the drive wheels 11a and 11b is 500 mm, the turning radius R in this case is 7.7 m. This turning radius R is approximately the same as the turning radius of a small vehicle.

図５（ｂ）は、有効径を説明するための図である。
図では、駆動輪１１ｂの回転軸を４５°傾けたところを示しており、接地点３９で路面に接している。この場合の駆動輪１１ｂの実効的な径（ここでは、直径を採用するが半径でもよい）、即ち有効径は、回転軸に垂直で接地点３９を含む平面上での駆動輪１１ｂの断面の径であり、図に点線で示した４８８ｍｍとなる。 FIG. 5B is a diagram for explaining the effective diameter.
In the figure, the rotation axis of the drive wheel 11b is inclined by 45 °, and is in contact with the road surface at the ground contact point 39. In this case, the effective diameter of the drive wheel 11b (here, the diameter is adopted, but the radius may be used), that is, the effective diameter is a cross-section of the drive wheel 11b on a plane perpendicular to the rotation axis and including the ground contact point 39. The diameter is 488 mm indicated by a dotted line in the figure.

一方、回転軸の傾斜角が０°の場合、即ち回転軸が傾いていない場合は、駆動輪１１ｂの外径の最大部分である接地点３８で路面に接する。この場合の有効径は、回転軸に垂直で接地点３８を含む平面上での駆動輪１１ｂの断面の外径であり、図に点線で示した５２２ｍｍとなる。
なお、駆動輪１１ｂの傾斜角を０°から４５°に傾けるに従って、有効径は５２２ｍｍから４８８ｍｍに連続的に小さくなっていき、駆動輪１１ｂを傾ける角度に応じて駆動輪１１ｂの有効径を調節することができる。
以上、駆動輪１１ｂの有効径について説明したが、駆動輪１１ａの場合も同様に、傾斜角を０°から４５°に傾けるに従って、有効径は５２２ｍｍから４８８ｍｍに小さくなっていき、駆動輪１１ａを傾ける角度に応じて駆動輪１１ａの有効径を調節することができる。 On the other hand, when the inclination angle of the rotating shaft is 0 °, that is, when the rotating shaft is not inclined, the road surface is in contact with the contact point 38 which is the maximum portion of the outer diameter of the drive wheel 11b. The effective diameter in this case is the outer diameter of the cross section of the drive wheel 11b on a plane perpendicular to the rotation axis and including the ground contact point 38, and is 522 mm indicated by a dotted line in the drawing.
As the inclination angle of the drive wheel 11b is tilted from 0 ° to 45 °, the effective diameter continuously decreases from 522mm to 488mm, and the effective diameter of the drive wheel 11b is adjusted according to the angle at which the drive wheel 11b is tilted. can do.
The effective diameter of the drive wheel 11b has been described above. Similarly, in the case of the drive wheel 11a, the effective diameter decreases from 522 mm to 488 mm as the tilt angle is tilted from 0 ° to 45 °. The effective diameter of the drive wheel 11a can be adjusted according to the tilt angle.

図６（ａ）は、旋回時に、車両に作用する力を説明するための図である。
本実施形態の車両は、車両に作用する遠心力と重力の合力がシャフト２２（駆動輪１１ａ、１１ｂの中心を通る直線、又は座面部）と垂直になるように車両を傾ける。
以下に、このような条件を満たす車両の傾きを目標傾斜角φとして求める。
まず、重心に作用する遠心力Ｆｃは、外輪側（外径の大きい方の駆動輪１１側）に水平に作用し、その大きさは、車両の質量をＭ（搭乗者の質量を含める）、車速をＶ、旋回半径をＲとすると次の式（１）で表される。 FIG. 6A is a diagram for explaining the force acting on the vehicle when turning.
The vehicle of this embodiment tilts the vehicle so that the resultant force of centrifugal force and gravity acting on the vehicle is perpendicular to the shaft 22 (straight line or seat surface portion passing through the centers of the drive wheels 11a and 11b).
Hereinafter, the inclination of the vehicle that satisfies such a condition is obtained as the target inclination angle φ.
First, the centrifugal force Fc acting on the center of gravity acts horizontally on the outer wheel side (the driving wheel 11 side having the larger outer diameter), and the magnitude thereof is the vehicle mass M (including the passenger mass), When the vehicle speed is V and the turning radius is R, it is expressed by the following equation (1).

Ｆｃ＝Ｍ×Ｖ×Ｖ／Ｒ・・・（１） Fc = M × V × V / R (1)

一方、重力は鉛直方向に作用し、重力加速度をｇとするとその大きさはＭｇとなる。
そのため、遠心力と重力の合力Ｆがシャフト２２に垂直となる条件は、次の式（２）で表される。
ただし、φは、駆動輪１１の外径差による車体の傾きである。 On the other hand, gravity acts in the vertical direction, and when the gravitational acceleration is g, the magnitude is Mg.
Therefore, the condition that the resultant force F of centrifugal force and gravity is perpendicular to the shaft 22 is expressed by the following equation (2).
However, φ is the inclination of the vehicle body due to the difference in the outer diameter of the drive wheels 11.

φ＝ａｒｃｔａｎ｛Ｖ×Ｖ／（ｇＲ）｝・・・（２） φ = arctan {V × V / (gR)} (2)

式（２）において、旋回半径Ｒは、搭乗者が操縦装置１５を操作することにより指令される。主制御装置１６１は、このようにして指令された旋回半径Ｒと車速Ｖを式（２）に代入してφを求め、このφを目標値（目標傾斜角）としてシャフト２２を傾ける。
このように、主制御装置１６１は、式（２）によって旋回量に対応する車両の目標傾斜角φを算出する目標傾斜角算出手段として機能する。 In equation (2), the turning radius R is commanded by the rider operating the control device 15. Main controller 161 substitutes turning radius R and vehicle speed V thus commanded into equation (2) to determine φ, and tilts shaft 22 using φ as a target value (target tilt angle).
In this way, main controller 161 functions as target inclination angle calculating means for calculating the target inclination angle φ of the vehicle corresponding to the turning amount according to equation (2).

このように車両をφだけ傾けると、合力Ｆの方向はシャフト２２と垂直となるため、搭乗者は身体に横方向の力（横Ｇ）を感じることがない。そのため、搭乗者は快適に旋回することができる。
また、この合力Ｆの作用の方向は、自転車に乗っていて旋回する場合と同様であり、このため、搭乗者は、自転車に乗っているかのような体感にて車両を操縦することができる。
更に、車両を転覆させる方向のモーメントが発生せず、内輪と外輪に等しく荷重を分散させるため、安全に旋回を行うことができる。 Thus, when the vehicle is tilted by φ, the direction of the resultant force F is perpendicular to the shaft 22, so that the passenger does not feel a lateral force (lateral G) on the body. Therefore, the passenger can turn comfortably.
Further, the direction of the action of the resultant force F is the same as that when turning while riding a bicycle, so that the occupant can steer the vehicle as if he were riding a bicycle.
Furthermore, no moment is generated in the direction of overturning the vehicle, and the load is equally distributed to the inner ring and the outer ring, so that the vehicle can turn safely.

図６（ｂ）は、従来の車両で旋回した場合の力の作用を、本実施形態と比較するために示した図である。
従来は、車両を傾けずに旋回していたため、車両の重心に作用する遠心力Ｆｃを打ち消す力が作用しない。
そのため、搭乗者は遠心力を水平方向に感じてしまう。
また、この遠心力Ｆｃは、外輪側に荷重が偏るため、図６（ａ）の例に比べると、旋回時における車両の安定性が低下する。 FIG. 6B is a diagram showing the action of force when turning with a conventional vehicle in order to compare with the present embodiment.
Conventionally, since the vehicle turns without tilting, the force that cancels the centrifugal force Fc acting on the center of gravity of the vehicle does not act.
For this reason, the passenger feels centrifugal force in the horizontal direction.
In addition, since the centrifugal force Fc has a load biased toward the outer wheel, the stability of the vehicle during turning is reduced compared to the example of FIG.

なお、本実施形態の車両では、遠心力Ｆｃと重力Ｍｇの合力が駆動輪１１ａ、１１ｂの中心を通る直線と垂直になるように構成したが、この条件を緩めて、この直線と垂直にならない範囲で車両を傾けるように構成することもできる。
この場合、図６（ｃ）に示したように、合力Ｆの方向が、図に示した重心と外輪・内輪の接地点を結んだ点線の範囲となるようにすると、車両を転覆させずに旋回することができる。
この場合は、合力Ｆの方向が図６（ｃ）の点線内となる範囲で旋回を行うことが可能である。
このように条件を緩和すると、旋回半径Ｒと車両の傾きを対応させる必要がなくなり、例えば、低速で小さな旋回半径Ｒを旋回する（条件を緩めない場合、旋回半径が小さい場合、車速を高速にする必要がある）ことができる。 In the vehicle of the present embodiment, the resultant force of the centrifugal force Fc and the gravity Mg is configured to be perpendicular to a straight line passing through the centers of the drive wheels 11a and 11b. However, this condition is relaxed so that the resultant force is not perpendicular to the straight line. It can also be configured to tilt the vehicle within range.
In this case, as shown in FIG. 6C, if the direction of the resultant force F is within the range of the dotted line connecting the center of gravity shown in the figure and the grounding point of the outer ring / inner ring, the vehicle is not overturned. You can turn.
In this case, it is possible to perform turning in a range in which the direction of the resultant force F is within the dotted line in FIG.
When the conditions are relaxed in this way, it is not necessary to make the turning radius R correspond to the inclination of the vehicle. For example, turning at a low turning radius R is small (if the condition is not relaxed, if the turning radius is small, the vehicle speed is increased. Need to be).

次に、図７のフローチャートを用いて、旋回制御について説明する。
なお、このフローチャートは、車両が行う各種制御のうち旋回制御の部分を示しており、車両は、走行方向の姿勢制御などの走行に必要な他の制御を旋回制御と並行して行っている。 Next, turning control will be described with reference to the flowchart of FIG.
This flowchart shows a turning control portion of various controls performed by the vehicle, and the vehicle performs other control necessary for traveling such as posture control in the traveling direction in parallel with the turning control.

主制御装置１６１は、旋回指示が入力されたか否か、即ち操作棒が運転者によって旋回方向に傾けられたか否かを監視している（ステップ５）。
旋回指示が入力されない場合（ステップ５；Ｎ）、主制御装置１６１は引き続き監視を継続する。
旋回指示が入力された場合（ステップ５；Ｙ）、主制御装置１６１は、操縦装置１５からの旋回指示の入力を受け付ける（ステップ１０）。この旋回指示は、操作棒が倒された方向と倒された角度などから構成されている。 The main controller 161 monitors whether or not a turning instruction has been input, that is, whether or not the operating rod has been tilted in the turning direction by the driver (step 5).
When the turning instruction is not input (step 5; N), the main controller 161 continues to monitor.
When a turning instruction is input (step 5; Y), the main control device 161 receives an input of a turning instruction from the control device 15 (step 10). This turning instruction is composed of the direction in which the operating rod is tilted and the angle at which the operating rod is tilted.

主制御装置１６１は、操作棒が傾けられた方向により旋回方向を特定し、これによって駆動輪１１ａ、１１ｂのうち何れが内輪となり、何れが外輪となるかを特定する。
なお、右側に旋回する場合は、進行方向に向かって操作棒が右側に傾けられ、進行方向に向かって右側（駆動輪１１ａ）が内輪となる。逆に、左側に旋回する場合は、操作棒が左側に傾けられ、進行方向に向かって左側（駆動輪１１ｂ）が内輪となる。 The main control device 161 specifies the turning direction based on the direction in which the operation rod is tilted, and thereby specifies which of the driving wheels 11a and 11b is an inner wheel and which is an outer wheel.
When turning to the right, the operating rod is tilted to the right in the direction of travel, and the right side (drive wheel 11a) is the inner ring in the direction of travel. Conversely, when turning to the left, the operating rod is tilted to the left, and the left side (drive wheel 11b) is the inner ring in the direction of travel.

次に、主制御装置１６１は、操作棒が傾けられた角度により旋回半径Ｒを算出する（ステップ１５）。
ここで、旋回半径Ｒは、Ｒ＝ｆ（ｒ）といった関数によって走行制御プログラム中に定義されており、主制御装置１６１は、これによってＲを算出する。ここで、ｒは操作棒が傾けられた角度である。一般にｆは、ｒが大きいと旋回半径Ｒが小さくなるような関数である。
なお、Ｒ＝ｆ（ｒ、Ｖ）とし、Ｒの算出に操作棒の傾斜角ｒと車速Ｖを用いることもできる。例えば、高速で走向している場合、急激に旋回すると遠心力が大きくなり車両の安定性が低下する。そのため、操作棒の傾きが同じ角度であっても、車速Ｖが大きいほどＲが大きくなるようにＲの関数を規定すると高速での急旋回を抑制することができ、安全性が向上する。 Next, the main control device 161 calculates the turning radius R from the angle at which the operating rod is tilted (step 15).
Here, the turning radius R is defined in the travel control program by a function such as R = f (r), and the main controller 161 calculates R by this. Here, r is an angle at which the operating rod is tilted. In general, f is a function such that the turning radius R decreases as r increases.
Note that it is also possible to use R = f (r, V), and the inclination angle r of the operating rod and the vehicle speed V can be used to calculate R. For example, when driving at a high speed, if the vehicle turns sharply, the centrifugal force increases and the stability of the vehicle decreases. For this reason, even when the inclination of the operating rod is the same angle, if the function of R is defined such that R increases as the vehicle speed V increases, rapid turning at high speed can be suppressed, and safety is improved.

次に、主制御装置１６１は、駆動モータ１２の回転速度から車速Ｖを検出する（車速検出手段）（ステップ２０）。駆動モータ１２は、ロータの位置を主制御装置１６１に対して出力するので、主制御装置１６１は、これを時間微分するなどして車速Ｖを算出することができる。
また、駆動モータ１２にロータの回転速度を検出するセンサを取り付け、主制御装置１６１が車速を直接検出できるようにしてもよい。 Next, the main controller 161 detects the vehicle speed V from the rotational speed of the drive motor 12 (vehicle speed detection means) (step 20). Since the drive motor 12 outputs the position of the rotor to the main control device 161, the main control device 161 can calculate the vehicle speed V by performing time differentiation on this.
In addition, a sensor that detects the rotational speed of the rotor may be attached to the drive motor 12 so that the main controller 161 can directly detect the vehicle speed.

次に、主制御装置１６１は、式（２）を用いて車両の傾斜の方向（進行方向に対して左右の何れか）と傾斜角度を算出する（ステップ２５）。
主制御装置１６１は、傾斜の方向に関しては旋回する側が傾斜の方向であると判断する。即ち、右側に旋回する場合は、車両を傾斜させる方向は右側であり、左側に旋回する場合は、車両を傾斜させる方向は左側である。
そして、傾斜角度に関しては、ステップ１５で算出した旋回半径Ｒと、ステップ２０で検出した車速Ｖを式（２）に代入して算出する。 Next, main controller 161 calculates the vehicle inclination direction (either left or right with respect to the traveling direction) and the inclination angle using equation (2) (step 25).
The main controller 161 determines that the turning side is the direction of inclination with respect to the direction of inclination. That is, when turning to the right, the direction of tilting the vehicle is the right side, and when turning to the left, the direction of tilting the vehicle is the left side.
The tilt angle is calculated by substituting the turning radius R calculated in step 15 and the vehicle speed V detected in step 20 into the equation (2).

このようにして、車両を傾ける方向、及び目標傾斜角φを算出した後、主制御装置１６１は、駆動輪１１の回転軸を傾ける（ステップ２７）。
これによって、内輪側の駆動輪１１の有効径が小さくなって内外輪の外径差が形成され、車両が旋回する。 Thus, after calculating the direction in which the vehicle is tilted and the target tilt angle φ, main controller 161 tilts the rotational axis of drive wheel 11 (step 27).
As a result, the effective diameter of the drive wheel 11 on the inner ring side is reduced, and an outer diameter difference between the inner and outer wheels is formed, and the vehicle turns.

駆動輪１１の傾斜制御についてより詳細に説明すると次のようになる。主制御装置１６１は、アクチュエータ制御装置１６５に、内輪側となるアクチュエータ３３を動作させて回転軸を所定角度だけ傾けるように命令する。
このようにして、主制御装置１６１がアクチュエータ制御装置１６５に内輪側の駆動輪１１の回転軸を傾けさせることにより、内輪側の駆動輪１１の有効径が外輪側の有効径よりも小さくなり、車両は内輪側に傾くと共に内輪側に旋回する。 The tilt control of the drive wheel 11 will be described in detail as follows. The main control device 161 instructs the actuator control device 165 to operate the actuator 33 on the inner ring side to tilt the rotation shaft by a predetermined angle.
In this way, the main control device 161 causes the actuator control device 165 to tilt the rotation shaft of the drive wheel 11 on the inner ring side, so that the effective diameter of the drive wheel 11 on the inner ring side becomes smaller than the effective diameter on the outer ring side, The vehicle leans toward the inner ring and turns toward the inner ring.

主制御装置１６１は、車両の傾斜角Φをジャイロセンサ１６２によって検出し、これと目標傾斜角φとを比較する。そして、主制御装置１６１は、車両の傾斜角Φが目標傾斜角φに到達したか否かを判断する（ステップ３０）。
なお、主制御装置１６１は、車両の傾斜角Φの検出を所定のサンプリングレートにより行い、逐次検出している。 The main controller 161 detects the vehicle inclination angle Φ with the gyro sensor 162 and compares it with the target inclination angle φ. Then, main controller 161 determines whether or not vehicle inclination angle Φ has reached target inclination angle φ (step 30).
The main controller 161 detects the vehicle inclination angle Φ at a predetermined sampling rate and sequentially detects it.

このようにして主制御装置１６１は傾斜角Φを検出しながら、傾斜角Φがまだ目標傾斜角φに達していない場合（ステップ３０；Ｎ）、主制御装置１６１は、車両の傾斜角を目標傾斜角φに近づけるための回転軸の傾きを更に計算し、アクチュエータ制御装置１６５に回転軸を傾ける角度を命令する（ステップ３５）。そして、主制御装置１６１の処理はステップ３０に戻り、傾斜角Φが目標傾斜角φに到達したかを確認する。
一方、傾斜角Φが目標傾斜角φに到達した場合（ステップ３０）、主制御装置１６１は、運手者の操作により旋回半径Ｒが変更されたか否かを確認する（ステップ４０）。 In this way, when main controller 161 detects tilt angle Φ and tilt angle Φ has not yet reached target tilt angle φ (step 30; N), main controller 161 sets the target tilt angle of the vehicle. The inclination of the rotation axis for approaching the inclination angle φ is further calculated, and the actuator controller 165 is instructed about the angle at which the rotation axis is inclined (step 35). Then, the process of the main controller 161 returns to step 30 to check whether the inclination angle Φ has reached the target inclination angle φ.
On the other hand, when the inclination angle Φ reaches the target inclination angle φ (step 30), the main controller 161 checks whether or not the turning radius R has been changed by the operator's operation (step 40).

旋回半径Ｒが変更されている場合（ステップ４０；Ｙ）、主制御装置１６１の処理は、ステップ１０に戻って再度目標傾斜角φの算出を行い、内輪の回転軸の傾きを調節する。
旋回半径Ｒが変更されていない場合（ステップ４０；Ｎ）、主制御装置１６１は、メインルーチンにリターンする。 When the turning radius R has been changed (step 40; Y), the process of the main controller 161 returns to step 10 to calculate the target inclination angle φ again and adjust the inclination of the rotation axis of the inner ring.
When the turning radius R has not been changed (step 40; N), the main controller 161 returns to the main routine.

通常、道路のカーブ区間は、クロソイド曲線と呼ばれる曲線に沿って形成されており、カーブ区間の両端では旋回半径Ｒが大きく、カーブ区間の中間では旋回半径Ｒが小さく設定されている。
そのため、運転者は、カーブ区間に進入しながら操作棒を徐々に旋回方向に倒し、カーブ区間を出ながら操作棒を徐々に戻すことになる。
このように、旋回半径Ｒがカーブ区間の通行に伴って刻々と変化するため、本実施形態では、ステップ４０で逐次旋回半径Ｒの変更を確認し、内輪の回転軸の傾きを調節することとした。 Usually, the curve section of the road is formed along a curve called a clothoid curve, and the turning radius R is set large at both ends of the curve section, and the turning radius R is set small in the middle of the curve section.
Therefore, the driver gradually tilts the operating rod in the turning direction while entering the curve section, and gradually returns the operating rod while leaving the curve section.
As described above, since the turning radius R changes with the passage of the curve section, in this embodiment, in step 40, the change of the turning radius R is confirmed sequentially, and the inclination of the rotation axis of the inner ring is adjusted. did.

以上、本発明の車両における１実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、主制御装置１６１は、車両傾斜角Φを検出し、これが目標傾斜角φと等しくなるように駆動輪を傾斜させたが、旋回制御プログラムには、予め目標傾斜角φと回転軸の傾斜角を所定角度αとして対応付けておき、主制御装置１６１は、車軸の傾斜角が所定角度αとなるように車軸（駆動輪１１）を傾斜させるように構成することもできる。
この場合、アクチュエータ制御装置１６５は、主制御装置１６１から所定角度αを取得して、当該所定角度αに対応するピストン３５の移動量を算出し（予め角度とピストン３５の移動量との対応表などを記憶している）、当該移動量だけピストン３５を移動する。 Although one embodiment of the vehicle of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in each claim.
For example, in the embodiment described above, the main controller 161 detects the vehicle inclination angle Φ, and inclines the drive wheels so that the vehicle inclination angle Φ is equal to the target inclination angle φ. The main controller 161 may be configured to incline the axle (driving wheel 11) so that the inclination angle of the axle becomes the predetermined angle α by associating φ and the inclination angle of the rotating shaft as the predetermined angle α. it can.
In this case, the actuator control device 165 obtains the predetermined angle α from the main control device 161 and calculates the movement amount of the piston 35 corresponding to the predetermined angle α (a correspondence table of the angle and the movement amount of the piston 35 in advance). The piston 35 is moved by the amount of movement.

また、目標傾斜角φに対応して決定される所定角度αとなるようにピストン３５を移動させることで傾斜角Φの祖調整を行い、車両の傾斜角Φと目標傾斜角φの差により微調整を行うように構成することもできる。 In addition, the piston 35 is moved so as to have a predetermined angle α determined in accordance with the target inclination angle φ, thereby adjusting the inclination angle Φ. The difference between the vehicle inclination angle Φ and the target inclination angle φ is fine. It can also be configured to make adjustments.

以上に説明した本実施形態により次のような効果を得ることができる。
（１）駆動輪１１の回転軸を傾けることにより、駆動輪１１ａ、１１ｂに有効径差を設けることができ、これによって車両は旋回を行うことができる。
（２）内輪側の駆動輪１１の有効径が外輪側の駆動輪１１の有効径よりも小さくなるため、車両を旋回方向に傾けることができ、旋回時の車両の姿勢安定性を高めることができる。
（３）車両の旋回制御において、内外輪に回転速度の差を制御する機構が必要なく、システムがコンパクトとなり、軽量化を図ることができる。
（４）旋回方向に自動的に車両が傾斜するため、搭乗者が遠心力により受ける横方向の力を打ち消したり、あるいは緩和することができる。 The following effects can be obtained by the present embodiment described above.
(1) By tilting the rotation shaft of the drive wheel 11, a difference in effective diameter can be provided between the drive wheels 11a and 11b, whereby the vehicle can turn.
(2) Since the effective diameter of the driving wheel 11 on the inner ring side is smaller than the effective diameter of the driving wheel 11 on the outer ring side, the vehicle can be tilted in the turning direction, and the posture stability of the vehicle during turning can be improved. it can.
(3) In vehicle turning control, there is no need for a mechanism for controlling the difference in rotational speed between the inner and outer wheels, the system becomes compact, and the weight can be reduced.
(4) Since the vehicle automatically tilts in the turning direction, the lateral force received by the passenger due to the centrifugal force can be canceled or reduced.

なお、本実施形態では、駆動輪１１ａと駆動輪１１ｂが直結しており、駆動輪１１ａと駆動輪１１ｂの回転速度が等しくなるように構成したが、従来例のように、駆動輪１１ａ、１１ｂの回転速度を個別に制御する方式と、本実施形態のように駆動輪１１の外径を制御する方式を組み合わせることも可能である。
本実施形態では、駆動輪１１の外径差と旋回半径Ｒが対応しているが、駆動輪１１の外径差と共に回転速度を個別に制御することにより、旋回半径Ｒに対して様々な車両の傾きを採用することが可能となる。 In this embodiment, the drive wheels 11a and the drive wheels 11b are directly connected, and the drive wheels 11a and the drive wheels 11b are configured to have the same rotational speed. However, as in the conventional example, the drive wheels 11a and 11b are configured. It is also possible to combine a method for individually controlling the rotational speed of the motor and a method for controlling the outer diameter of the drive wheels 11 as in this embodiment.
In the present embodiment, the outer diameter difference of the drive wheel 11 corresponds to the turning radius R. However, by controlling the rotational speed individually together with the outer diameter difference of the driving wheel 11, various vehicles can be used with respect to the turning radius R. Can be adopted.

また、車両に旋回半径Ｒに応じて車速Ｖを加減速する機能を備えるようにしてもよい。
この場合、運転者が操作棒を倒して旋回を指示すると、車両は、操作棒の傾斜角度に応じて決定される旋回半径Ｒに応じて車速Ｖを減速し、旋回から直線走行に復帰するにかけて車速Ｖを加速するように構成する。
このように構成すると、車両は、カーブ区間に進入する際に減速し、カーブ区間から脱する際に加速することができ、円滑な旋回を行うことができる。
更に、本実施形態では、駆動輪１１の回転軸を正方向・負方向の何れに傾けてもよいが、正方向に傾ける方が、駆動輪１１ａ、１１ｂの接地点間の距離が大きくなるため、負方向に傾ける場合よりも車両が安定する。 Further, the vehicle may be provided with a function of accelerating / decelerating the vehicle speed V according to the turning radius R.
In this case, when the driver gives an instruction to turn by depressing the operating rod, the vehicle decelerates the vehicle speed V according to the turning radius R determined according to the inclination angle of the operating rod, and returns from the turning to the straight running. The vehicle speed V is configured to be accelerated.
If comprised in this way, a vehicle can decelerate when approaching a curve area, can accelerate when it removes from a curve area, and can perform a smooth turn.
Furthermore, in the present embodiment, the rotation axis of the drive wheel 11 may be tilted in either the positive direction or the negative direction, but the distance between the grounding points of the drive wheels 11a and 11b increases when tilted in the positive direction. The vehicle is more stable than tilting in the negative direction.

本実施形態における車両の外観構成図である。It is an external appearance block diagram of the vehicle in this embodiment. 車両が旋回を行う原理についての説明図である。It is explanatory drawing about the principle in which a vehicle turns. 車両の制御ユニットについての説明図である。It is explanatory drawing about the control unit of a vehicle. 駆動輪の回転軸を傾ける機構についての説明図である。It is explanatory drawing about the mechanism which inclines the rotating shaft of a driving wheel. 駆動輪の有効径と旋回半径の関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the effective diameter of a driving wheel, and a turning radius. 車両に作用する力についての説明図である。It is explanatory drawing about the force which acts on a vehicle. 車両が行う旋回制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the turning control which a vehicle performs. 従来例についての説明図である。It is explanatory drawing about a prior art example.

Explanation of symbols

１１駆動輪
１２駆動モータ
１３搭乗部
１４支持部材
１５操縦装置
１６制御ユニット
１７表示・操作部
２２シャフト
３３アクチュエータ
３５ピストン
３６接続部材
１６０バッテリ
１６１主制御装置
１６２ジャイロセンサ
１６３モータ制御装置
１６４記憶部
１６５アクチュエータ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Drive wheel 12 Drive motor 13 Riding part 14 Support member 15 Control apparatus 16 Control unit 17 Display / operation part 22 Shaft 33 Actuator 35 Piston 36 Connection member 160 Battery 161 Main controller 162 Gyro sensor 163 Motor controller 164 Storage part 165 Actuator Control device

Claims

Drive means for driving the left and right drive wheels disposed on the same axis;
Turning instruction receiving means for receiving a turning instruction from the driver;
Corresponding to the turning amount specified by the received turning instruction, at least one of the driving wheels is tilted in the vertical direction so that the effective diameter of the driving wheel on the inner ring side is made effective for the driving wheel on the outer ring side. A rotating shaft control means for making the diameter smaller than the diameter;
A vehicle characterized by comprising:

A target inclination angle calculating means for calculating a target inclination angle of the vehicle corresponding to the turning amount;
The vehicle according to claim 1, wherein the rotation axis control unit controls the inclination of the rotation axis so that the inclination of the vehicle becomes the calculated target inclination angle.

Comprising vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed;
The vehicle according to claim 2, wherein the target inclination angle calculation means calculates a target inclination angle using the detected vehicle speed.

The target inclination angle calculating means is an inclination in which a resultant force of centrifugal force and gravity acting on the vehicle is perpendicular to a straight line passing through the centers of the left and right driving wheels due to the inclination of the vehicle due to a change in the effective diameter of the driving wheels. The vehicle according to claim 2 or 3, wherein a corner is calculated.