倒立二輪裝置制造方法
【專利摘要】一種倒立二輪裝置(1，201)，包括：馬達(dá)(22)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪(21)；角速度控制單元(51)，該角速度控制單元生成用于控制所述馬達(dá)(22)的角速度的目標(biāo)角速度(ω*)；角速度檢測(cè)單元(23)，該角速度檢測(cè)單元檢測(cè)所述馬達(dá)(22)的檢測(cè)角速度(ω)；以及停止控制單元(53，55，253，255)，如果所述目標(biāo)角速度(ω*)與檢測(cè)角速度(ω)之間的差(Δω)等于或大于角速度閾值(Δω1)，則該停止控制單元抑制所述馬達(dá)(22)的旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】倒立二輪裝置
[0001]引置條款
[0002]在2013年8月28日提交的包括說明書、附圖和摘要的日本專利申請(qǐng)N0.2013-176425的公開的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種倒立二輪裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]已知一種在維持倒立狀態(tài)時(shí)行駛的倒立二輪裝置。
[0005]例如，W02011/108029公開了一種倒立二輪裝置，該倒立二輪裝置包括:馬達(dá)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪；驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元生成力矩命令值，用于控制由馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)而生成的力矩；以及姿勢(shì)檢測(cè)設(shè)備，該姿勢(shì)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)倒立二輪裝置的姿勢(shì)信息。
[0006]順便提及，將要搭乘倒立二輪裝置的搭乘者有時(shí)候使裝置過多地傾斜到搭乘者偵U。這使得在W02011/108029中公開的倒立二輪裝置朝著搭乘者行駛，以維持倒立狀態(tài)。這種行駛有時(shí)候使倒立二輪裝置與搭乘者的腳進(jìn)行接觸并且持續(xù)推擠搭乘者的腳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種倒立二輪裝置，即使將要搭乘該倒立二輪裝置的搭乘者使該裝置過多地傾斜到搭乘者側(cè)，該倒立二輪裝置也不持續(xù)推擠搭乘者的腳。
[0008]本發(fā)明的第一方面涉及一種倒立二輪裝置。一種倒立二輪裝置，包括:馬達(dá)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪；角速度控制單元，該角速度控制單元生成用于控制所述馬達(dá)的角速度的目標(biāo)角速度；角速度檢測(cè)單元，該角速度檢測(cè)單元檢測(cè)所述馬達(dá)的檢測(cè)角速度；以及停止控制單元，如果所述目標(biāo)角速度與所述檢測(cè)角速度之間的差等于或大于角速度閾值，則該停止控制單元抑制所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。
[0009]根據(jù)上述方面，即使將要搭乘該裝置的搭乘者使該裝置過多地傾斜到搭乘者側(cè)，該倒立二輪裝置也不持續(xù)推擠搭乘者的腳。
[0010]上述方面中的倒立二輪裝置可以還包括:踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元，該踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始；和踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元，該踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元檢測(cè)所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成。所述停止控制單元可以從檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作開始的時(shí)間到檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作完成的時(shí)間被執(zhí)行。
[0011]上述方面中的倒立二輪裝置可以還包括:第一臺(tái)階，該第一臺(tái)階支持所述搭乘者的一只腳；第二臺(tái)階，該第二臺(tái)階支持所述搭乘者的另一只腳；載重傳感器，該載重傳感器檢測(cè)載重信息。所述踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元可以基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階中的僅一個(gè)臺(tái)階上的載重信息，判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始。所述踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元可以基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階二者上的載重信息，判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成。
[0012]另一方面，本發(fā)明的第二方面涉及一種倒立二輪裝置。一種倒立二輪裝置，包括:馬達(dá)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪；力矩傳感器，該力矩傳感器檢測(cè)所述馬達(dá)的檢測(cè)力矩；以及停止控制單元，該停止控制單元對(duì)所述檢測(cè)力矩進(jìn)行微分，從而計(jì)算檢測(cè)力矩微分值，并且，如果所述檢測(cè)力矩微分值等于或大于力矩微分值閾值，則抑制所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。
[0013]根據(jù)上述方面，即使將要搭乘該裝置的搭乘者使該裝置過多地傾斜到搭乘者側(cè)，該倒立二輪裝置也不持續(xù)推擠搭乘者的腳。
[0014]上述方面中的倒立二輪裝置可以還包括:踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元，該踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始；和踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元，該踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元檢測(cè)所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成。所述停止控制單元可以從檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作開始的時(shí)間到檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作完成的時(shí)間被執(zhí)行。
[0015]上述方面中的倒立二輪裝置可以還包括:第一臺(tái)階，該第一臺(tái)階支持所述搭乘者的一只腳；第二臺(tái)階，該第二臺(tái)階支持所述搭乘者的另一只腳；載重傳感器，該載重傳感器檢測(cè)載重信息。所述踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元可以基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階中的僅一個(gè)臺(tái)階上的載重信息，判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始。所述踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元可以基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階二者上的載重信息，判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成。
[0016]即使將要搭乘該裝置的搭乘者使該裝置過多地傾斜到搭乘者側(cè)，上述方面中的倒立二輪裝置也不持續(xù)推擠搭乘者的腳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)重要性，其中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件，并且其中:
[0018]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置的側(cè)視圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置的構(gòu)造圖；
[0020]圖3是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例中的控制方法的流程圖；
[0021]圖4A至4G是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例中的控制方法的示意圖；
[0022]圖5是示出角速度對(duì)時(shí)間的曲線；
[0023]圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施例中的倒立二輪裝置的構(gòu)造圖；以及
[0024]圖7是示出本發(fā)明的第二實(shí)施例中的控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]第一實(shí)施例
[0026]下面參考圖1描述第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置。圖1是第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置的側(cè)視圖。
[0027]如圖1所示，倒立二輪裝置I包括車輪單元2、平臺(tái)單元3和手柄4。
[0028]車輪單元2包括車輪21、馬達(dá)22和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23。馬達(dá)22驅(qū)動(dòng)車輪21。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23能夠檢測(cè)車輪21的角度。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23裝備有例如解析器和編碼器。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23通過對(duì)檢測(cè)角度求微分來計(jì)算角速度ω (參見圖2)，并且輸出關(guān)于角速度ω的信號(hào)。
[0029]平臺(tái)單元3包括:臺(tái)階31R和31L、姿勢(shì)角檢測(cè)傳感器32、以及載重傳感器33L和33R。設(shè)置在車輪單元2的上方的臺(tái)階31R是用于支持搭乘者的右腳的支持板。設(shè)置在車輪單元2的上方的臺(tái)階31L是用于支持搭乘者的左腳的支持板。姿勢(shì)角檢測(cè)傳感器32是用于檢測(cè)平臺(tái)單元3和手柄4的姿勢(shì)角的傳感器。姿勢(shì)角檢測(cè)傳感器32是諸如陀螺儀傳感器或加速度傳感器這樣的傳感器。姿勢(shì)角檢測(cè)傳感器32對(duì)檢測(cè)姿勢(shì)角度η進(jìn)行檢測(cè)(參見圖2)，并且輸出關(guān)于檢測(cè)姿勢(shì)角度η的信號(hào)。載重傳感器33L檢測(cè)放置在臺(tái)階31L上的載重，并且載重傳感器33R檢測(cè)放置在臺(tái)階31R上的載重。載重傳感器33L和33R能夠檢測(cè)放置在臺(tái)階31R和31L上的載重的重心、俯仰角和側(cè)傾角。載重傳感器33L和33R生成關(guān)于載重信息m的信號(hào)(參見圖2)。載重信息m包括關(guān)于放置在臺(tái)階31L和31R上的載重的大小和重心的信息。載重信息m還可以包括諸如臺(tái)階31R和31L的俯仰角和側(cè)傾角這樣的信息。
[0030]手柄4包括:軸單元41，該軸單元41從平臺(tái)單元3向上延伸；和把手單元42，該把手單元42支持在軸單元41的頂端處。把手單元42具有能夠被搭乘者的雙手把持的形狀。把手單元42的形狀可以改變，使得搭乘者用他或她的腳來保持該把手部。需要時(shí)，軸單元41的長度可以根據(jù)把手單元42的形狀改變而改變。
[0031]接著，將參考圖2描述倒立二輪裝置的構(gòu)造。圖2是第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置的構(gòu)造圖。
[0032]如圖2所示，控制單元50包括目標(biāo)生成單元51、偏差計(jì)算單元52、反饋補(bǔ)償控制單元53、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54和判定單元55。另外，控制單元50可以包括:踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元56，該踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元56檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始；和踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元57,該踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元57檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成?？刂茊卧?0連接到未示出的電源，并且根據(jù)需要，將電流供給到控制單元50?？刂茊卧?0包括:操作電路，該操作電路具有中央處理單元(CPU);和存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置具有程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、以及諸如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)這樣的其它存儲(chǔ)器。
[0033]目標(biāo)生成單兀51接收來自載重傳感器33R和33L的關(guān)于載重信息m的信號(hào)?；谳d重信息m，目標(biāo)生成單元51計(jì)算目標(biāo)角速度ω*和目標(biāo)姿勢(shì)角度η*，并且輸出關(guān)于目標(biāo)角速度ω*和目標(biāo)姿勢(shì)角度η*的信號(hào)。
[0034]偏差計(jì)算單元52接收來自目標(biāo)生成單元51的關(guān)于目標(biāo)角速度ω*和目標(biāo)姿勢(shì)角度H*的信號(hào)。偏差計(jì)算單元52也接收關(guān)于來自馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23的檢測(cè)角速度ω、和來自姿勢(shì)角檢測(cè)傳感器32的檢測(cè)姿勢(shì)角度η的信號(hào)。偏差計(jì)算單元52計(jì)算目標(biāo)角速度ω*與檢測(cè)角速度ω之間的差(偏差角速度Δ ω)、以及目標(biāo)姿勢(shì)角度η*與檢測(cè)姿勢(shì)角度Η之間的差(偏差姿勢(shì)角度△ Π),并且輸出關(guān)于偏差角速度△ ω和偏差姿勢(shì)角度δ n的信號(hào)。
[0035]反饋補(bǔ)償控制單元53包括判定單元55。判定單元55判定偏差角速度Λ ω是等于、高于或低于角速度閾值Λ ω I。角速度閾值Λ ω?預(yù)先儲(chǔ)存在判定單元55中。反饋補(bǔ)償控制單元53接收關(guān)于偏差角速度Λ ω和偏差姿勢(shì)角度Λ n的信號(hào)。反饋補(bǔ)償控制單兀53輸出關(guān)于目標(biāo)力矩T*的信號(hào)。
[0036]如果偏差角速度Λ ω低于角速度閾值Λ ω?，則反饋補(bǔ)償控制單元53輸出關(guān)于倒立控制力矩Tt*的信號(hào)作為關(guān)于目標(biāo)力矩Τ*的信號(hào)。倒立控制力矩Tt*是用于使得倒立二輪裝置I能夠在維持倒立狀態(tài)時(shí)基于載重信息m而行駛的力矩值。S卩，倒立控制力矩Tt*是用于執(zhí)行倒立控制的力矩值。
[0037]另一方面，如果偏差角速度Λ ω等于或高于角速度閾值Λ ω?，則反饋補(bǔ)償控制單元53輸出關(guān)于停止力矩Ts*的信號(hào)作為關(guān)于目標(biāo)力矩Τ*的信號(hào)。停止力矩Ts*是用于控制馬達(dá)22的力矩，使得車輪21的旋轉(zhuǎn)停止的力矩值。即，停止力矩Ts*是用于執(zhí)行停止控制的力矩值。停止力矩Ts*可以是如下力矩值:其方向和大小抑制倒立二輪裝置I朝著搭乘者側(cè)行駛。
[0038]馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54接收來自反饋補(bǔ)償控制單元53的關(guān)于目標(biāo)力矩Τ*的信號(hào)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54基于關(guān)于目標(biāo)力矩Τ*的信號(hào)將電流供給到馬達(dá)22。
[0039]馬達(dá)22接收來自馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54的電流以驅(qū)動(dòng)車輪21。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23檢測(cè)車輪21的角，計(jì)算檢測(cè)角速度ω，并且將關(guān)于檢測(cè)角速度ω的信號(hào)輸出到偏差計(jì)算單元52。姿勢(shì)角檢測(cè)傳感器32對(duì)檢測(cè)姿勢(shì)角度η檢測(cè)，并且將關(guān)于檢測(cè)姿勢(shì)角度η的信號(hào)輸出到偏差計(jì)算單元52。
[0040]控制方法
[0041 ] 接著，將參考圖3至5描述用于控制第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置的控制方法。圖3是示出第一實(shí)施例中的控制方法的流程圖。圖4Α至4G是示出第一實(shí)施例中的控制方法的示意圖。并且圖5是示出角速度對(duì)時(shí)間的曲線的圖。
[0042]如圖4Α至4C所示，檢測(cè)踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始(踏上平臺(tái)開始檢測(cè)步驟SI)。更具體地，如圖4Α所示，搭乘者用雙手保持把手單元42。接著，如圖4Β所示，搭乘者改變倒立二輪裝置I的姿勢(shì)角，使得搭乘者能夠容易地將一只腳放在臺(tái)階31L和31R中的一個(gè)臺(tái)階上。例如，搭乘者改變倒立二輪裝置I的姿勢(shì)角，使得軸單元41的縱向保持近似豎直。接著，如圖4C所示，臺(tái)階31L和31R中的一個(gè)臺(tái)階支持搭乘者的一只腳，并且檢測(cè)載重(踏上平臺(tái)開始檢測(cè)步驟S1:是)。注意，可以利用踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元56來執(zhí)行該控制方法的踏上平臺(tái)開始檢測(cè)步驟SI。更具體地，基于指示載重放置在臺(tái)階31L和31R中的一個(gè)臺(tái)階上的載重信息，踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元56可以判定搭乘者已經(jīng)開始踏上平臺(tái)動(dòng)作。
[0043]接著，開始倒立控制(倒立控制步驟S2)。另外，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23測(cè)量檢測(cè)角速度ω (馬達(dá)角速度測(cè)量步驟S3)，計(jì)算檢測(cè)角速度ω與目標(biāo)角速度ω*之間的差，并且確認(rèn)偏差角速度Δ ω是否高于角速度閾值Λ ω I (偏差角速度確認(rèn)步驟S4)。
[0044]接著，如圖4D所示，當(dāng)搭乘者朝著搭乘者側(cè)拉動(dòng)手柄4時(shí)，倒立二輪裝置傾斜到搭乘者側(cè)。
[0045]接著，如圖4Ε所示，倒立控制進(jìn)行工作以使倒立二輪裝置I在維持倒立狀態(tài)時(shí)行駛。更具體地，倒立二輪裝置I朝著搭乘者側(cè)行駛以維持倒立狀態(tài)。
[0046]接著，如圖4F所示，倒立二輪裝置I與搭乘者的腳進(jìn)行接觸，減小了倒立二輪裝置I的行駛速度。這使得從時(shí)間Tl到Τ2，檢測(cè)角速度ω與目標(biāo)角速度ω*大幅偏差，如圖5所示。即，偏差角速度Λ ω增大。當(dāng)時(shí)間到達(dá)Τ2時(shí)，偏差角速度Λ ω變得等于或高于角速度閾值Λ ω1(偏差角速度確認(rèn)步驟S4:否)。然后，倒立控制一旦停止，開始停止控制，以使車輪21停止(車輪停止步驟S41)。結(jié)果，倒立二輪裝置I不朝著搭乘者側(cè)行駛，而是在保持與搭乘者的腳進(jìn)行接觸時(shí)停止，如圖4G所示。
[0047]接著，當(dāng)兩個(gè)載重檢測(cè)器33L和33R都檢測(cè)載重時(shí)，檢測(cè)到踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成(踏上平臺(tái)完成檢測(cè)步驟S5)。重復(fù)從馬達(dá)角速度測(cè)量步驟S3到偏差角速度確認(rèn)步驟S4或到車輪停止步驟S41的步驟，直到檢測(cè)到踏上平臺(tái)完成。更具體地，當(dāng)檢測(cè)到踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成時(shí)，重啟倒立控制(倒立控制重啟步驟S6)。注意，也可以利用踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元57執(zhí)行該控制方法的踏上平臺(tái)完成檢測(cè)步驟S5。更具體地，基于指示載重放置在臺(tái)階31L和31R 二者上的載重信息，踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元57可以判定搭乘者已經(jīng)完成踏上平臺(tái)動(dòng)作。另外，至少偏差角速度確認(rèn)步驟S4可以利用反饋補(bǔ)償控制單元53執(zhí)行。在這種情況下，反饋補(bǔ)償控制單元53可以從檢測(cè)到搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始的時(shí)間到檢測(cè)到搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成的時(shí)間被執(zhí)行。
[0048]最終，當(dāng)檢測(cè)到搭乘者已經(jīng)從平臺(tái)踏下時(shí)(踏下平臺(tái)檢測(cè)步驟S7)，所述倒立二輪裝置I的控制完成。更具體地，例如，當(dāng)載重傳感器33L和33R上的載重變得比預(yù)定值小或檢測(cè)不到載重時(shí)，判定搭乘者已經(jīng)從平臺(tái)踏下。
[0049]如上所述，能夠在第一實(shí)施例中執(zhí)行倒立控制，從而使得倒立二輪裝置I能夠在維持倒立狀態(tài)時(shí)行駛。也能夠基于偏差角速度△ ω的大小在第一實(shí)施例中執(zhí)行停止控制，從而當(dāng)搭乘者踏上平臺(tái)時(shí)，抑制倒立二輪裝置I持續(xù)推擠搭乘者的腳。另外，載重傳感器33L和33R能夠檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始和完成，適當(dāng)?shù)貓?zhí)行倒立二輪裝置I的停止控制。
[0050]第二實(shí)施例
[0051]接著，將參考圖6描述第二實(shí)施例中的倒立二輪裝置。除了設(shè)置了力矩傳感器之夕卜，第二實(shí)施例中的倒立二輪裝置與第一實(shí)施例中的倒立二輪裝置相似。第二實(shí)施例中的構(gòu)造的其它部件與第一實(shí)施例中的構(gòu)造的其它部件相同，并且因此，將相同的附圖標(biāo)記用于相應(yīng)的部件。
[0052]如圖6所示，倒立二輪裝置201包括力矩傳感器24。力矩傳感器24檢測(cè)車輪21的檢測(cè)力矩Τ。力矩傳感器24可以根據(jù)供給到馬達(dá)22的電流來計(jì)算檢測(cè)力矩Τ。力矩傳感器24將檢測(cè)力矩T輸出到反饋補(bǔ)償控制單元253。
[0053]反饋補(bǔ)償控制單元253包括判定單元255。判定單元255通過對(duì)檢測(cè)力矩T求微分而計(jì)算力矩微分值DT。另外，判定單元255判定計(jì)算出的力矩微分值DT是否等于或高于力矩微分值閾值DTl。力矩微分值閾值DTl被預(yù)先儲(chǔ)存在判定單元255中。反饋補(bǔ)償控制單元253接收關(guān)于偏差角速度Λ ω和偏差姿勢(shì)角度Λ η的信號(hào)。反饋補(bǔ)償控制單元253輸出關(guān)于目標(biāo)力矩Τ*的信號(hào)。
[0054]如果力矩微分值DT低于力矩微分值閾值DTl，則反饋補(bǔ)償控制單元253輸出倒立控制力矩Tt*作為目標(biāo)力矩Τ*。倒立控制力矩Tt*是用于使得倒立二輪裝置I能夠在維持倒立狀態(tài)時(shí)基于載重信息行駛的力矩值。
[0055]另一方面，如果力矩微分值DT等于或高于力矩微分值閾值DT1，則反饋補(bǔ)償控制單元253輸出停止力矩Ts*作為目標(biāo)力矩Τ*。
[0056]第二控制方法
[0057]接著，將參考圖4、圖5和圖7描述第二實(shí)施例中的第二控制方法。對(duì)于與第一實(shí)施例中的控制方法的步驟相同的步驟(參見圖3)，使用相同的附圖標(biāo)記。
[0058]像在上面描述的第一實(shí)施例中的控制方法那樣，執(zhí)行踏上平臺(tái)動(dòng)作開始檢測(cè)步驟SI和倒立控制步驟S2。其后，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角傳感器23測(cè)量檢測(cè)力矩T (力矩測(cè)量步驟S3)，并且判定單元255根據(jù)檢測(cè)力矩T來計(jì)算檢測(cè)力矩微分值DT，并且確認(rèn)檢測(cè)力矩微分值DT是否高于力矩微分值閾值DTl (檢測(cè)力矩微分值確認(rèn)步驟S4)。
[0059]接著，如圖4D所示，當(dāng)搭乘者將手柄4朝著搭乘者側(cè)拉動(dòng)時(shí),倒立二輪裝置201傾斜到搭乘者側(cè)。
[0060]接著，如圖4E所示，倒立控制進(jìn)行工作，以使倒立二輪裝置201在保持倒立狀態(tài)時(shí)朝著搭乘者側(cè)行駛。
[0061]接著，如圖4F所示，倒立二輪裝置201與搭乘者的腳進(jìn)行接觸，減小倒立二輪裝置201的行駛速度。這使得檢測(cè)角速度ω與目標(biāo)角速度ω*大幅偏差，如圖5所示。S卩，偏差角速度△ ω增大。當(dāng)偏差角速度△ ω增大時(shí)，反饋補(bǔ)償控制單元253將大力矩值輸出到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54作為目標(biāo)力矩Τ* (倒立控制力矩Tt*)，從而在保持倒立狀態(tài)時(shí)行駛。在檢測(cè)力矩微分值DT超過閾值DTl的結(jié)果之下，檢測(cè)力矩T顯著增大(檢測(cè)力矩微分值確認(rèn)步驟S24:S)。然后，倒立控制一旦停止，輸出關(guān)于停止力矩Ts*的信號(hào)以使車輪停止(車輪停止步驟S241)。結(jié)果，倒立二輪裝置201不朝著搭乘者側(cè)行駛，而是在保持與搭乘者的腳接觸時(shí)停止，如圖4G所示。
[0062]其后，像在第一實(shí)施例中的控制方法一樣，執(zhí)行踏上平臺(tái)完成檢測(cè)步驟S5到踏下平臺(tái)檢測(cè)步驟S7，并且完成倒立二輪裝置201的控制。至少偏差角速度確認(rèn)步驟S24可以利用反饋補(bǔ)償控制單元253執(zhí)行。在這種情況下，反饋補(bǔ)償控制單元253可以從檢測(cè)到搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作開始的時(shí)間到檢測(cè)到搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作完成的時(shí)間執(zhí)行。
[0063]根據(jù)第二實(shí)施例，能夠執(zhí)行倒立控制，以使得倒立二輪裝置201能夠在維持倒立狀態(tài)時(shí)行駛。也能夠基于檢測(cè)力矩微分值DT執(zhí)行停止控制，從而當(dāng)搭乘者踏上平臺(tái)時(shí)，抑制倒立二輪裝置201持續(xù)推擠搭乘者的腳。
【權(quán)利要求】
1.一種倒立二輪裝置(I)，其特征在于，包括: 馬達(dá)(22)，該馬達(dá)(22)驅(qū)動(dòng)車輪； 角速度控制單元(51)，該角速度控制單元(51)生成用于控制所述馬達(dá)的角速度的目標(biāo)角速度； 角速度檢測(cè)單元(23)，該角速度檢測(cè)單元(23)檢測(cè)所述馬達(dá)的檢測(cè)角速度；以及停止控制單元(53，55)，如果所述目標(biāo)角速度與所述檢測(cè)角速度之間的差等于或大于角速度閾值，則該停止控制單元(53，55)抑制所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒立二輪裝置，其特征在于，還包括: 踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元(56)，該踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元(56)檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始；和 踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元(57)，該踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元(57)檢測(cè)所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成， 其中，所述停止控制單元從檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作開始的時(shí)間到檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作完成的時(shí)間被執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒立二輪裝置，其特征在于，還包括: 第一臺(tái)階(31L)，該第一臺(tái)階(31L)支持所述搭乘者的一只腳； 第二臺(tái)階(31R)，該第二臺(tái)階(31R)支持所述搭乘者的另一只腳；以及 載重傳感器(33L，33R)，該載重傳感器(33L，33R)檢測(cè)載重信息， 其中，基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階中的僅一個(gè)臺(tái)階上的載重信息，所述踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始，并且 基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階二者上的載重信息，所述踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成。
4.一種倒立二輪裝置(201)，其特征在于，包括: 馬達(dá)(22)，該馬達(dá)(22)驅(qū)動(dòng)車輪； 力矩傳感器(24)，該力矩傳感器(24)檢測(cè)所述馬達(dá)的檢測(cè)力矩；以及停止控制單元(253，255)，該停止控制單元(253，255)對(duì)所述檢測(cè)力矩進(jìn)行微分，從而計(jì)算檢測(cè)力矩微分值，并且，如果所述檢測(cè)力矩微分值等于或大于力矩微分值閾值，則抑制所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的倒立二輪裝置，其特征在于，還包括: 踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元(56)，該踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元(56)檢測(cè)搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始；和 踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元(57)，該踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元(57)檢測(cè)所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成， 其中，所述停止控制單元從檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作開始的時(shí)間到檢測(cè)到所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作完成的時(shí)間被執(zhí)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的倒立二輪裝置，其特征在于，還包括: 第一臺(tái)階(31L)，該第一臺(tái)階(31L)支持所述搭乘者的一只腳； 第二臺(tái)階(31R)，該第二臺(tái)階(31R)支持所述搭乘者的另一只腳；以及 載重傳感器(33L，33R)，該載重傳感器(33L，33R)檢測(cè)載重信息， 其中，基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階中的僅一個(gè)臺(tái)階上的載重信息，所述踏上平臺(tái)開始檢測(cè)單元判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的開始，并且 基于指示載重放置在所述第一臺(tái)階和所述第二臺(tái)階二者上的載重信息，所述踏上平臺(tái)完成檢測(cè)單元判定所述搭乘者的踏上平臺(tái)動(dòng)作的完成。
【文檔編號(hào)】B62K11/00GK104417686SQ201410425487
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】中島一誠, 上村真弘 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社