JP2010149577A - 同軸二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】速度の提示を適切に行うことにより、走行の安全性を向上させる同軸二輪車を提供することにある。
【解決手段】同軸二輪車10は、一対の車輪2L、2Rをそれぞれ駆動する一対の車輪駆動ユニット3L、3Rと、車輪駆動ユニット3L、3Rに走行指令を与える走行制御部と、同軸二輪車10の移動速度を算出する移動速度算出手段と、移動速度算出手段にて求められた移動速度を発光色および発光パターンによって周囲に提示するための速度提示信号を生成する速度提示信号生成部と、速度提示信号によって指令された発光色および発光パターンで発光する発光装置46と、を備える。発光装置46は、ハンドル部45に設けられ、前方および上方に向けて発光する。
【選択図】図1

Description

本発明は、搭乗者を乗せて走行する同軸二輪車に関する。より詳細には搭乗者が適切に走行速度を認識できる同軸二輪車に関する。

電動モータで駆動される一対の同軸車輪を有し、人が立位姿勢でステップに搭乗した状態でバランスを保ちながら走行する同軸二輪車が知られている（例えば、特許文献1、2、3）。
このような同軸二輪車にあってはその構造上、バランス制御を維持するための限界速度が自ずと存在する（特許文献1の段落0049）。
限界速度を超えると非常に危険であるため、限界速度を超えないようにするための速度制限機能や、限界速度を超えた場合には減速を促すための警告を発する警告機能を備えた構成が知られている（特表2003-502002号公報の段落0050、0051）。
限界速度を超えないようにするための速度制限機能としては、走行方向とは反対方向に車両を傾斜させることによって車両の速度を落とさせる方法が開示されている（特許文献1の段落0050）。
また、限界速度を超えた場合に減速を促すための警告機能としては、可聴的または視覚的なものであって、たとえばガラガラ鳴る音などが開示されている（特許文献1の段落0051）。

特表2003-502002号公報 特許3722493号 特開2006-315666号公報

このような同軸二輪車は、外観上は小型であり、また、搭乗者の足の下に小さな車輪がついているだけにも見えるため、自転車などよりも手軽な乗り物にみえる。
搭乗者も車両を運転するというよりも歩行の延長であるように操作するものである。
そして、その小型軽量性と、立位搭乗姿勢のために街中では歩行者と同じ歩道を並んで走ることになりがちである。

しかしながら、同軸二輪車は電動モータで駆動されるものであるため、人の歩行や駆け足の速度を優に超える速度を出すことができてしまう。
その一方、同軸二輪車は搭乗者の足の下に車輪があるだけの小さいものであり、また電動モータの回転が非常に静かであるため、周囲の歩行者には同軸二輪車が近づいてきていることがほとんど認識できない。
仮に同軸二輪車が視界に入ったとしても同軸二輪車の操縦姿勢は立ったままであり、歩行と駆け足などのような見た目の違いは全くないため、見た目から速いか遅いかを見極めることは相当困難である。もしも歩行者が同軸二輪車に気付かずに接触事故が発生すると大変に危険である。

また、歩道を走行する場合には周囲の人の安全を考慮して一般には電動車椅子のグローバルスタンダードである時速6km以下で走行することが求められるが、搭乗者がこの規則を守っているかを確認する手段はなく、搭乗者が無意識にまたは故意に速度超過していても周囲の人達が気づくことは不可能である。
したがって、同軸二輪車に対して制限速度の規定やマナーを適用してもその実効性に問題が残る。

本発明の目的は、速度の提示を適切に行うことにより、走行の安全性を向上させる同軸二輪車を提供することにある。

本発明の同軸二輪車は、
搭乗者が足を載せるステップを上面に有する車両本体と、
前記車両本体の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置された一対の車輪と、
前記一対の車輪をそれぞれ駆動する一対の車輪駆動ユニットと、
前記車輪駆動ユニットに走行指令を与える走行制御部と、
当該同軸二輪車の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
前記移動速度算出手段にて求められた移動速度を発光色および発光パターンによって周囲に提示するための速度提示信号を生成する速度提示信号生成部と、
前記速度提示信号によって指令された発光色および発光パターンで発光する発光装置と、を備えている
ことを特徴とする。

このような構成によれば、速度に応じた発光色および発光パターンによって同軸二輪車の速度を提示することができる。
したがって、歩行者が接近してくる同軸二輪車に気付かなかったり、気付いても速度の目測を誤るといった事態を防止し、事故を未然に回避することができる。
また、周囲の人に速度が伝わりやすく、仮に速度が超過している場合には周囲にもそのことが明瞭にわかる。
したがって、周囲の人たちからの注視や取り締まりによって搭乗者が自発的に速度を抑制することを促し、安全運転によって事故率を低減させることができる。

本発明では、
搭乗者が手動操作するための操作レバーを備え、
前記発光装置は、操作レバーのハンドル部に設けられ、前方および上方の少なくともいずれかの方向に向けて発光する
ことが好ましい。

このような構成によれば、発光装置はハンドル部の高さにあり、周囲から良く見えるため、周囲の人達に同軸二輪車の存在とそのおおよその走行速度を認知させることができる。
また、発光装置が上方に発光する場合、搭乗者も同軸二輪車の走行速度を認識することができる。すると、搭乗者が視線を進行方向に向けたままでも発光装置からの発光が目に入るため、進行方向を向いた状態で現在の速度を認識することができる。

本発明の同軸二輪車は、
搭乗者が足を載せるステップを上面に有する車両本体と、
前記車両本体の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置された一対の車輪と、
前記一対の車輪をそれぞれ駆動する一対の車輪駆動ユニットと、
前記車輪駆動ユニットに走行指令を与える走行制御部と、
当該同軸二輪車の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
前記移動速度算出手段にて求められた移動速度を提示する速度提示画像の信号を生成する速度提示信号生成部と、
前記速度提示信号によって指令された画像を前方の地面に向けて投射する画像投射装置と、を備えている
ことを特徴とする同軸二輪車。

このような構成によれば、搭乗者は、前方の地面に投射された速度表示によって同軸二輪車の走行速度を認識することができる。また、周囲の人も地面に投射された速度のデジタル表示をみることによって同軸二輪車の移動速度を知ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
本発明の同軸二輪車に係る第１実施形態について説明する。
図1は、同軸二輪車の外観を示す斜視図である。
同軸二輪車10は、車両本体1と、左右一対の車輪2L、2Rと、左右一対の車輪駆動ユニット3L、3Rと、操作レバー4と、を備える。

一対の車輪2L、2Rは、車両本体1の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置されるとともに回転自在に車両本体1に支持されている。

なお、以下の説明において、一対の車輪2L、2Rの車軸に相当する軸をピッチ軸とし、車両本体1の中心を通って同軸二輪車10の走行方向と平行をなす軸をロール軸とする。

車両本体1の上面には、搭乗者の足を夫々乗せる2つのステップ部1a、1bが設けられている。
車両本体1の側面には、各車輪2L、2Rを独立して回転駆動する左右一対の車輪駆動ユニット3L、3Rが設けられている。
各車輪駆動ユニット3L、3Rは、例えば、車輪駆動モータと、その車輪駆動モータの回転力を減速して各車輪2L、2Rへ伝達する減速機と、によって構成される。

車両本体1には、ロール軸回転方向へ回転自在に操作レバー4が取り付けられている。
操作レバー4がピッチ軸回転方向（前後方向）へ傾斜すると同軸二輪車10の前進又は後退操作が実行され、操作レバー4がロール軸回転方向（左右方向）へ傾斜すると、同軸二輪車10の旋回操作が実行される。
操作レバー4の上端には搭乗者が把持するハンドル部45が設けられている。
ハンドル部45は、横長矩形のリング状であり、搭乗者は主として両サイド部を把持して操縦する。
図2はハンドル部45の拡大斜視図である。
ハンドル部45の前面側には複数の発光装置46が設けられている。
発光装置46の発光面は、ハンドル部45の前方および上面に沿っており、発光方向も前方および上方向である。
発光装置46としては発光ダイオード（LED）が例として挙げられる。

図3は、同軸二輪車10のシステム構成を示すブロック図である。
同軸二輪車10は、姿勢センサユニット8と、角度検出センサ6と、一対の駆動回路9L、9Rと、一対の車輪速度センサ7L、7Rと、制御装置5と、を備えている。

姿勢センサユニット8は、車両本体1に配設されており、同軸二輪車10の走行時における車両本体1のピッチ角度、ピッチ角速度、加速度等を検出する。
姿勢センサユニット8は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ等から構成されている。
操作レバー4が前方もしくは後方に傾斜すると、車両本体1も操作レバー４に連動して同方向へ傾斜する。
姿勢センサユニット8は、操作レバー4の傾斜に対応した車両本体1のピッチ角度やピッチ角速度（姿勢値）を検出する。

角度検出センサ6は、操作レバー4の回動軸に取り付けられている。
角度検出センサ6としては、例えば、ポテンショメータやバリコン構造のセンサ等を適用することができる。
角度検出センサ6は、搭乗者によって旋回したいと思う所望の方向へ操作レバー4が回動されたとき、その操作量及び操作方向を検出する。
操作レバー4が操作されると、角度検出センサ6は、その操作量及び操作方向に応じた操作信号を制御装置5に出力する。

左右の車輪速度センサ7L、7Rは、左右の車輪2L、2Rにそれぞれ配設されており、各車輪2L、2Rの車輪速度をそれぞれ検出する。
車輪速度センサ7L、7Rは、検出した各車輪2L、2Rの車輪速度を、制御装置5に出力する。

一対の駆動回路9L、9Rは、車両本体1に内蔵されており、左右の車輪駆動ユニット3L、3Rを夫々駆動する。

制御装置5は、駆動回路9L、9Rを介して車輪駆動ユニット3L、3Rを駆動制御する。
制御装置5は、制御処理、演算処理等を行うCPU（Central Processing Unit）、CPU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）、処理データ等を一時的に記憶するRAM（Random Access Memory）等を有し、走行制御部51と、速度提示制御部52と、を含む構成である。

走行制御部51は、姿勢センサユニット8によって検出された車両本体1のピッチ角度およびピッチ角速度等に基づいて、操作レバー4の傾斜方向（前方又は後方）及び対応する移動速度を算出する。
そして、走行制御部51は、同軸二輪車10がバランスを保ちつつ、算出した傾斜方向および移動速度で同軸二輪車10が移動するように各車輪駆動ユニット3L、3Rを駆動制御する。
これにより、同軸二輪車10は、バランスを保ちながら所望の移動速度で前進または後退することができる。
また、走行制御部51は、角度検出センサ6からの操作信号に応じて、一対の車輪駆動ユニット3L、3Rの駆動を制御し、左右の車輪2L、2Rに回転差を生じさせる。
これにより、同軸二輪車10は、所望の車速度で所望の方向へ旋回走行する。

速度提示制御部52は、移動速度算出部53と、速度提示信号生成部54と、を備えている。

移動速度算出部53は、車輪速度センサ7L、7Rによって検出された各車輪2L、2Rの回転速度に基づいて同軸二輪車10の移動速度Vを算出する。
ここに、車輪速度センサ7R、7Lと移動速度算出部53とにより、移動速度算出手段が構成される。
速度提示信号生成部54は、移動速度算出部53にて算出された移動速度に応じて、搭乗者に速度を提示するための速度提示信号を生成する。
速度提示信号生成部54には移動速度Vを数段階に区切る閾値が設定されており、各速度段階に応じた発光色および発光パターンが設定されている。
速度提示信号生成部54は、移動速度算出部53から時々刻々と送られてくる移動速度と各閾値とを比較して、その時の移動速度に応じた発光色および発光パターンを求める。

図4は、速度提示信号生成部54によって生成される速度提示信号と移動速度Vとの関係の一例を示す図である。
速度提示信号は、発光色および発光パターンを表す信号を含む。
発光色は低速から順に、青、緑、黄、赤と変化していく。
なお、低速度（1km/hや2km/h）では速度の違いを搭乗者にそれほど認識させる必要はないが、中速から高速（6km/h）の域になると速度増加をはっきりと搭乗者に認識させることが好ましい。
そこで、中速から高速では、発光を点滅させ、その点滅周波数を速度の増加に応じて大きくするようにする。

速度提示信号生成部54は、移動速度Vに応じて求めた発光色および発光パターンで発光装置46を発光させる。
すると、発光によって同軸二輪車10の存在を周囲に認知させるとともにそのおおよその速度を知らせることができる。

このような第1実施形態によれば次の効果を奏することができる。
(1)速度に応じた発光色および発光パターンによって同軸二輪車10の速度を提示することができる。
このとき、発光装置46はハンドル部45の高さにあり、周囲から良く見えるため、周囲の人達に同軸二輪車10の存在とそのおおよその走行速度を認知させることができる。
したがって、歩行者が接近してくる同軸二輪車10に気付かなかったり、気付いても速度の目測を誤るといった事態を防止し、事故を未然に回避することができる。
また、周囲の人に速度が伝わりやすく、仮に速度が超過している場合には周囲にもそのことが明瞭にわかる。
したがって、周囲の人たちからの注視や取り締まりによって搭乗者が自発的に速度を抑制することを促し、安全運転によって事故率を低減させることができる。

(2)発光装置46は、上面側にも発光するため、搭乗者も同軸二輪車10の走行速度を認識することができる。
このとき、搭乗者は視線を進行方向に向けたままでも発光装置46からの色が目に入るため、進行方向を向いた状態で現在の速度を認識することができる。
同軸二輪車10は歩行者が多数いるところで走行する可能性が高いので手元のインジケータに表示された数値などを確認するために視線を進行方向からしばしば外したりすると事故に繋がる危険性が高いが、この点、本実施形態では目に自然と入ってくる発光色や発光パターンによって速度を認識できるため搭乗者は進行方向の安全に集中することができる。

（第2実施形態）
次に本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、速度の提示をプロジェクタによる投影によって行うことを特徴とする。
図5は、第2実施形態を示す図である。
図6は第2実施形態のシステム構成を示す図である。
図5において、第2実施形態の同軸二輪車は、操作レバーを備えていないが、車両本体1の前面側にプロジェクタ（画像投射装置）11を備えている。
プロジェクタ11は、前方の地面に向けて映像を投射する。
図6において、速度提示信号生成部54は、移動速度算出部53にて算出された移動速度をデジタル表示するためのビデオ信号を生成する。
そして、移動速度を表すビデオ信号がプロジェクタ11に出力され、プロジェクタ11により移動速度が前方の地面に投射される。
搭乗者は、前方の地面に投射された速度表示によって同軸二輪車10の走行速度を認識することができる。
また、周囲の人も地面に投射された速度のデジタル表示をみることによって同軸二輪車の移動速度を知ることができる。

このような構成によれば、搭乗者は、進行方向に目線を向けたままで移動速度を認識することができるため、安全運転となる。
また、周囲の人も移動速度が分かるため、周囲の安全と速度制限の取り締まりに効果がある。

なお、プロジェクタ11からデジタル表示で移動速度を投射する場合でも、デジタル表示の色や発光パターンを第1実施形態で説明したように移動速度の変化に応じて変化させてもよい。
これにより、搭乗者および周囲の人に速度変化を直感的にも認識させることができる。
また、投射にて表示する画像は速度のデジタル表示に限定されるものではなく、たとえば、スピードメータのように速度を指し示す指針の画像を投射してもよい。

また、プロジェクタによって投射する文字や画像の方向は、搭乗者自身が読め、前方からも読め、後方からも読めるように表示されると更によい。

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
車両は非常に短い制御周期で制御しているため、車両の速度は極めて早く変化する。このように頻繁に大きく変動する移動速度に合わせて速度提示信号を変化させると、演算不能になったり、出力が遅れたり、切り替わりが激しすぎて搭乗者が正確に現在の走行速度を認識できないという問題が生じる場合がある。そこで、このような場合には、移動速度算出部か速度提示信号生成部にローパスフィルタをつけることが好ましい。

移動速度算出手段としては、車輪速度センサと移動速度算出部とで構成される場合を例示したが、この構成に限らず、加速度センサを利用してもよく、あるいは走行制御信号から車両の速度を求めてもよい。

第1実施形態において、発光装置は、前方および上方に向けて発光する場合を例示したが、さらに側方に向けても発光してもよい。さらには、発光装置は、ハンドル部に限らず、例えば、車両本体の背面側にも設けられていてもよい。
また、発光方向は、前方だけ、上方だけ、側方だけであってもよく、これらを適宜組み合わせてもよい。

第2実施形態において、操作レバーがない同軸二輪車にプロジェクタを設ける構成を例示したが、第1実施形態のごとく操作レバーを備えた同軸二輪車にプロジェクタを設けてもよい。

第2実施形態においてプロジェクタを二輪車の前側に設ける場合を例示したが、プロジェクタを二輪車の後側に設けて後方に速度等の情報を投射するようにしてもよい。

第1実施形態において、同軸二輪車の外観を示す斜視図。 第1実施形態において、ハンドル部の拡大斜視図。 第1実施形態において、同軸二輪車のシステム構成を示すブロック図。 第1実施形態において、速度提示発光と移動速度との関係の一例を示す図。 第2実施形態を示す図。 第2実施形態のシステム構成を示す図。

符号の説明

1…車両本体、1a,1b…ステップ部、2L,2R…車輪、3L,3R…車輪駆動ユニット、4…操作レバー、5…制御装置、6…角度検出センサ、7L,7R…車輪速度センサ、8…姿勢センサユニット、9L,9R…駆動回路、10…同軸二輪車、11…プロジェクタ、45…ハンドル部、46…発光装置、51…走行制御部、52…速度提示制御部、53…移動速度算出部、54…速度提示信号生成部。

Claims (3)

1. 搭乗者が足を載せるステップを上面に有する車両本体と、
   前記車両本体の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置された一対の車輪と、
   前記一対の車輪をそれぞれ駆動する一対の車輪駆動ユニットと、
   前記車輪駆動ユニットに走行指令を与える走行制御部と、
   当該同軸二輪車の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
   前記移動速度算出手段にて求められた移動速度を発光色および発光パターンによって周囲に提示するための速度提示信号を生成する速度提示信号生成部と、
   前記速度提示信号によって指令された発光色および発光パターンで発光する発光装置と、を備えている
   ことを特徴とする同軸二輪車。
2. 請求項1に記載の同軸二輪車において、
   搭乗者が手動操作するための操作レバーを備え、
   前記発光装置は、操作レバーのハンドル部に設けられ、前方および上方の少なくともいずれかの方向に向けて発光する
   ことを特徴とする同軸二輪車。
3. 搭乗者が足を載せるステップを上面に有する車両本体と、
   前記車両本体の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置された一対の車輪と、
   前記一対の車輪をそれぞれ駆動する一対の車輪駆動ユニットと、
   前記車輪駆動ユニットに走行指令を与える走行制御部と、
   当該同軸二輪車の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
   前記移動速度算出手段にて求められた移動速度を提示する速度提示画像の信号を生成する速度提示信号生成部と、
   前記速度提示信号によって指令された画像を前方の地面に向けて投射する画像投射装置と、を備えている
   ことを特徴とする同軸二輪車。

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