JP6136814B2

JP6136814B2 - Inverted moving body, operation state estimation device, and operation state estimation method

Info

Publication number: JP6136814B2
Application number: JP2013200034A
Authority: JP
Inventors: 平　哲也; 哲也平; 高橋　正浩; 正浩高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP2015066964A

Description

本発明は、倒立型移動体の動作状態を推定できる倒立型移動体、動作状態推定装置及び動作状態推定方法に関するものである。 The present invention relates to an inverted moving body, an operating state estimating device, and an operating state estimating method that can estimate the operating state of an inverted moving body.

近年、倒立型移動体においては小型軽量化を追求することが重要な要素となっており、とりわけ、バッテリーの小型軽量化が図られている。このような小型軽量化され制限された容量のバッテリーを用いて十分な駆動力を確保するためには、例えば、倒立型移動体の動作状態を推定し、推定した動作状態に応じて制御方法の切替、警告などを行うことが重要となっている。
これに対し、走行速度及び操作ハンドルの傾動の角速度に基づいて警告の要否を判断する倒立型移動体が知られている（特許文献１参照）。 In recent years, it has become an important factor to pursue a reduction in size and weight in an inverted mobile body, and in particular, a reduction in size and weight of a battery has been achieved. In order to secure a sufficient driving force using such a small and light battery with a limited capacity, for example, the operating state of the inverted moving body is estimated, and the control method is determined according to the estimated operating state. It is important to perform switching and warning.
On the other hand, there is known an inverted moving body that determines whether or not a warning is necessary based on the traveling speed and the angular speed of tilting of the operation handle (see Patent Document 1).

特開２０１３−１４４５１１号公報JP2013-144511A

しかしながら、上記倒立型移動体においては、警告に特化して動作状態を推定しているため、動作状態の推定が網羅的に行われているとは言えない。したがって、限られた容量のバッテリーを用いて十分な駆動力を確保するためには、より網羅的な動作状態の推定が要求される。 However, in the above-described inverted type moving body, since the operation state is estimated specifically for the warning, it cannot be said that the estimation of the operation state is comprehensively performed. Therefore, in order to ensure a sufficient driving force using a battery with a limited capacity, a more comprehensive estimation of the operating state is required.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、倒立型移動体の動作状態をより網羅的に推定できる倒立型移動体、動作状態推定装置及び動作状態推定方法を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides an inverted moving body, an operating state estimating device, and an operating state estimating method capable of more comprehensively estimating the operating state of the inverted moving body. The main purpose is to do.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ、モータを駆動して走行を行う倒立型移動体であって、前記モータの回転情報を検出する第１検出手段と、前記モータのトルク情報を検出する第２検出手段と、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、予め設定された前記モータの回転情報及びトルク情報の値と前記倒立型移動体の動作状態との所定関係を示すマップ情報と、に基づいて、前記倒立型移動体の動作状態を推定する推定手段と、を備える、ことを特徴とする倒立型移動体である。
この一態様において、前記推定手段は、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報の変化の軌跡を算出し、該算出した前記モータの回転情報及びトルク情報の変化の軌跡と、前記マップ情報と、に基づいて、所定時間経過後の前記倒立型移動体の動作状態を推定してもよい。
この一態様において、前記マップ情報を示す座標系において、前記倒立型移動体の動作状態を示す領域が夫々設定されており、前記領域は、前記座標系の原点を中心として設定された領域であって、最も原点に近い領域に設定される第１領域と、前記第１領域よりも原点から離れた領域に設定される第２領域と、を含んでいても良い。
この一態様において、前記マップ情報を示す座標系において、前記倒立型移動体の動作状態を示す領域が夫々設定されており、前記領域は、前記座標系の原点を中心として同心状に設定された領域であって前記モータがその領域内の前記回転情報及びトルク情報を第１所定時間以上継続して出力する第１領域と、該第１領域の外側に設定され前記モータがその領域内の前記回転情報及びトルク情報を前記第１所定時間よりも短い第２所定時間だけ出力する第２領域と、該第２領域の外側に設定され前記モータがその領域内の前記回転情報及びトルク情報を前記第２所定時間よりも短い第３所定時間だけ出力する第３領域と、を含んでいても良い。
この一態様において、前記推定手段は、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、前記マップ情報と、に基づいて、前記モータの回転情報の絶対値が第１所定値以下であり、かつ前記トルク情報の絶対値が第２所定値以下であって、前記回転情報及び前記トルク情報の座標値が前記第１領域内にあり、かつ前記回転情報とトルク情報の符号が同一であると判定したとき、前記倒立型移動体が平地又は登坂を巡航する動作状態と推定してもよい。
この一態様において、前記推定手段は、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、前記マップ情報と、に基づいて、前記モータの回転情報の絶対値が第１所定値以下であり、前記トルク情報の絶対値が第２所定値以下であって、前記回転情報及び前記トルク情報の座標値が前記第１領域内にあり、かつ前記回転情報とトルク情報の符号が異なると判定したとき、前記倒立型移動体が降坂を巡航する動作状態と推定してもよい。
この一態様において、前記推定手段は、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、前記マップ情報と、に基づいて、前記モータのトルク情報が第３所定値以上の正値であって、前記回転情報及び前記トルク情報の座標値が前記第３領域内にあると判定したとき、前記倒立型移動体が段差を乗越える動作又は急加速動作状態と推定してもよい。
この一態様において、前記推定手段は、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、前記マップ情報と、に基づいて、前記モータのトルク情報の絶対値が第３所定値以上であり、かつ該トルク情報が負値であって、前記回転情報及び前記トルク情報の座標値が前記第３領域内にあると判定したとき、前記倒立型移動体の急減速動作状態と推定してもよい。
この一態様において、前記倒立型移動体が前進するときの前記モータの回転及びトルク方向を正方向として、前記マップ情報の座標系において、第１及び第３象限の前記モータの回転情報及びトルク情報の値は、前記回転情報が増加する従がって前記トルク情報が減少する、前記倒立型移動体の電源電圧の限界を示す第１限界線によって制限されてもよい。
この一態様において、前記マップ情報の座標系において、第２及び第４象限の前記モータの回転情報及びトルク情報の値は、前記回転情報が増加する従がって前記トルク情報が増加する前記倒立型移動体の電源電圧の限界を示す第１限界線に、回生放電時の電圧上昇分を付加した第２限界線によって制限されてもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ、モータを駆動して走行を行う倒立型移動体の動作状態を推定する動作状態推定装置であって、前記モータの回転情報を検出する第１検出手段と、前記モータのトルク情報を検出する第２検出手段と、前記第１及び第２検出手段により検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、予め設定された前記モータの回転情報及びトルク情報の値と前記倒立型移動体の動作状態との所定関係を示すマップ情報と、に基づいて、前記倒立型移動体の動作状態を推定する推定手段と、を備える、ことを特徴とする動作状態推定装置であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ、モータを駆動して走行を行う倒立型移動体の動作状態推定方法であって、前記モータの回転情報を検出するステップと、前記モータのトルク情報を検出するステップと、前記検出された前記モータの回転情報及びトルク情報と、予め設定された前記モータの回転情報及びトルク情報の値と前記倒立型移動体の動作状態との所定関係を示すマップ情報と、に基づいて、前記倒立型移動体の動作状態を推定するステップと、を含む、ことを特徴とする動作状態推定方法であってもよい。 One aspect of the present invention for achieving the above object is an inverted moving body that travels by driving a motor while maintaining an inverted state, and includes first detection means for detecting rotation information of the motor. Second detection means for detecting torque information of the motor, rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means, and preset rotation information and torque information of the motor. Inverted movement comprising: estimation means for estimating an operating state of the inverted moving body based on map information indicating a predetermined relationship between a value and an operating state of the inverted moving body Is the body.
In this one aspect, the estimation means calculates a trajectory of changes in the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means, and calculates the rotation information and torque information of the calculated motor. Based on the trajectory of change and the map information, the operating state of the inverted moving body after a predetermined time may be estimated.
In this aspect, in the coordinate system indicating the map information, areas indicating the operation state of the inverted moving body are respectively set, and the areas are areas set around the origin of the coordinate system. In addition, a first area set in an area closest to the origin and a second area set in an area farther from the origin than the first area may be included.
In this aspect, in the coordinate system indicating the map information, regions indicating the operating state of the inverted moving body are respectively set, and the regions are set concentrically around the origin of the coordinate system. A first region in which the motor continuously outputs the rotation information and torque information in the region for a first predetermined time or more, and the motor is set outside the first region and the motor is in the region A second region for outputting rotation information and torque information for a second predetermined time shorter than the first predetermined time, and the motor set outside the second region and the rotation information and torque information in the region are And a third region that outputs only a third predetermined time shorter than the second predetermined time.
In this one aspect, the estimation means has an absolute value of the rotation information of the motor based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. is equal to or smaller than the first predetermined value, and the absolute value of the torque information is less than or equal the second predetermined value, the rotation information and the coordinate value is the first region in the near of the torque information is, and said rotation information When it is determined that the signs of the torque information are the same, it may be estimated that the inverted moving body is in an operating state that cruises on a flat ground or uphill.
In this one aspect, the estimation means has an absolute value of the rotation information of the motor based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. is equal to or smaller than the first predetermined value, the absolute value of the torque information is less than or equal the second predetermined value, the rotation information and the coordinate value is the first region in the near of the torque information is, and the rotation information and torque When it is determined that the signs of the information are different, it may be estimated that the inverted mobile body is in an operating state for cruising downhill.
In this one aspect, the estimation means has a third predetermined torque information on the motor based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. When it is determined that the rotation information and the coordinate value of the torque information are within the third region, the inverted moving body is estimated to be in an operation over a step or a sudden acceleration operation state. May be.
In this one aspect, the estimation means has an absolute value of the torque information of the motor based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. When it is determined that the torque information is a negative value and the rotation information and the coordinate value of the torque information are within the third area, the deceleration of the inverted moving body is suddenly reduced. The operating state may be estimated.
In this aspect, the rotation information and torque information of the motor in the first and third quadrants in the coordinate system of the map information with the rotation and torque direction of the motor when the inverted moving body moves forward as the positive direction. The value may be limited by a first limit line indicating a limit of the power supply voltage of the inverted mobile body in which the torque information decreases as the rotation information increases.
In this one aspect, in the coordinate system of the map information, the values of the rotation information and torque information of the motor in the second and fourth quadrants are the inversion in which the torque information increases as the rotation information increases. You may restrict | limit by the 2nd limit line which added the voltage rise part at the time of regenerative discharge to the 1st limit line which shows the limit of the power supply voltage of a type | mold mobile body.
One aspect of the present invention for achieving the above object is an operation state estimation device that estimates an operation state of an inverted moving body that travels by driving a motor while maintaining an inverted state. First detection means for detecting rotation information, second detection means for detecting torque information of the motor, rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means, are set in advance. Estimation means for estimating the operating state of the inverted moving body based on map information indicating a predetermined relationship between the rotation information and torque information values of the motor and the operating state of the inverted moving body. It may be provided with an operation state estimating device characterized by comprising.
One aspect of the present invention for achieving the above object is a method for estimating an operating state of an inverted moving body that travels by driving a motor while maintaining an inverted state, and detects rotation information of the motor. A step of detecting torque information of the motor, the detected rotation information and torque information of the motor, preset values of rotation information and torque information of the motor, and operation of the inverted moving body And a step of estimating an operating state of the inverted moving body based on map information indicating a predetermined relationship with the state.

本発明によれば、倒立型移動体の動作状態をより網羅的に推定できる倒立型移動体、動作状態推定装置及び動作状態推定方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inverted type mobile body which can estimate the operation state of an inverted type mobile body more comprehensively, an operation state estimation apparatus, and an operation state estimation method can be provided.

本発明の一実施の形態に係る倒立型移動体の概略的な構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the inverted moving body which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る倒立型移動体の概略的なシステム構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic system configuration of an inverted moving body according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る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。It is a block diagram which shows the schematic system configuration | structure of the control apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 回転数、トルク指令信号、及び、倒立型移動体の動作状態の所定関係を示すマップ情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map information which shows the predetermined relationship of a rotation speed, a torque command signal, and the operation state of an inverted moving body. 本発明の一実施の形態に係る倒立型移動体の動作状態推定方法のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the operating state estimation method of the inverted moving body which concerns on one embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る倒立型移動体の概略的な構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る倒立型移動体１０は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて、前後進、左右旋回、加減速などの走行を行うことができる小型軽量の同軸二輪車として構成されている。倒立型移動体１０は、車両本体１と、車両本体１に回転可能に連結された左右一対の車輪２Ｒ、２Ｌと、車両本体１に操作可能に設けられた操作ハンドル４と、車両本体１に設けられ搭乗者が搭乗可能な左右一対のステップ部６Ｒ、６Ｌと、を備えている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an inverted moving body according to an embodiment of the present invention. The inverted moving body 10 according to the present embodiment is a small and light coaxial two-wheeled vehicle that can perform forward / backward, left / right turning, acceleration / deceleration, etc. according to the movement of the center of gravity of the passenger while maintaining the inverted state. It is configured. The inverted moving body 10 includes a vehicle main body 1, a pair of left and right wheels 2 R and 2 L that are rotatably connected to the vehicle main body 1, an operation handle 4 that is operably provided on the vehicle main body 1, and a vehicle main body 1. And a pair of left and right step portions 6R and 6L that are provided and can be boarded by a passenger.

操作ハンドル４は、これを前後方向に傾けることによって、倒立型移動体１０の前進又は後退操作が実行され、ロール方向（左右方向）へ傾けることによって、倒立型移動体１０の旋回操作が実行される操作部である。 By tilting the operation handle 4 in the front-rear direction, the inverted moving body 10 is moved forward or backward, and by tilting in the roll direction (left-right direction), the inverted moving body 10 is swung. This is an operation unit.

車両本体１は、操作ハンドル４をロール方向へ回転自在に支持する。また、一対の車輪２Ｒ、２Ｌ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共に当該車両本体１に回転自在に支持されている。 The vehicle body 1 supports the operation handle 4 so as to be rotatable in the roll direction. The pair of wheels 2R, 2L are coaxially arranged on both sides in the direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle body 1 and are rotatably supported by the vehicle body 1.

車両本体１の上面には、操作ハンドル４の左右両側に一対のステップ部６Ｒ、６Ｌが設けられている。各ステップ部６Ｒ、６Ｌは、搭乗者が片足ずつ乗せて搭乗するステップである。 On the upper surface of the vehicle body 1, a pair of step portions 6 R and 6 L are provided on the left and right sides of the operation handle 4. Each step part 6R, 6L is a step in which a passenger gets on one foot.

車両本体１は、例えば、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材及び車体下部材と、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及び車体下部材と回動可能に連結された一対の側面部材と、を有する平行リンク機構として構成されている。なお、上述した倒立型移動体１０の構成は一例であり、これに限らず、例えば、操作ハンドル４を有しない構成でもよく、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行する任意の移動体に適用可能である。 The vehicle body 1 is, for example, a vehicle body upper member and a vehicle body lower member that are arranged vertically in parallel with each other, and are arranged on the left and right in parallel with each other and rotatably connected to the vehicle body upper member and the vehicle body lower member. A parallel link mechanism having a pair of side members. The above-described configuration of the inverted moving body 10 is only an example, and is not limited to this. For example, the configuration may be such that the operation handle 4 is not provided. It can be applied to any moving body.

図２は、本発明の一実施の形態に係る倒立型移動体の概略的なシステム構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態１に係る倒立型移動体１０は、左右一対の車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌと、制御装置５と、左右一対のステップセンサ７Ｒ、７Ｌと、角度検出センサ８と、バッテリー９と、左右一対の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌと、姿勢センサユニット１２と、左右一対の回転センサ１３Ｒ、１３Ｌと、を備えている。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of a schematic system configuration of the inverted moving body according to the embodiment of the present invention. The inverted moving body 10 according to the first embodiment includes a pair of left and right wheel drive units 3R and 3L, a control device 5, a pair of left and right step sensors 7R and 7L, an angle detection sensor 8, a battery 9, A pair of left and right drive circuits 11R, 11L, a posture sensor unit 12, and a pair of left and right rotation sensors 13R, 13L are provided.

各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌは、例えば、各ステップ部６Ｒ、６Ｌに夫々設けられ、重量センサにより構成されている。各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌは、各重量センサを用いて各ステップ部６Ｒ、６Ｌの夫々に搭乗者の足が乗っているか否かを検出し、足が乗っている場合に足検知信号を制御装置５に対して夫々供給する。 Each step sensor 7R, 7L is provided in each step part 6R, 6L, for example, and is constituted by a weight sensor. Each step sensor 7R, 7L detects whether a passenger's foot is on each of the step portions 6R, 6L using each weight sensor, and controls the foot detection signal when the foot is on 5 for each.

車両本体１の各側面部材には、車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌが夫々取り付けられている。各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌは、各車輪２Ｒ、２Ｌを独立して回転駆動することができる。各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌは、例えば、車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌと、その各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア３２Ｒ、３２Ｌと、によって夫々構成することができる。各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌは、倒立型移動体１０が減速状態（制動状態）のとき回生電力を生成し出力する。各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌにより出力された回生電力は、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌや制御装置５に設けられた内部抵抗などにより消費される。 Wheel drive units 3 R and 3 L are attached to the side members of the vehicle body 1, respectively. Each wheel drive unit 3R, 3L can independently rotate each wheel 2R, 2L. Each wheel drive unit 3R, 3L is constituted by, for example, wheel drive motors 31R, 31L and reduction gears 32R, 32L connected to the rotation shafts of the wheel drive motors 31R, 31L so as to be able to transmit power. Can do. Each wheel drive motor 31R, 31L generates and outputs regenerative power when the inverted mobile body 10 is in a decelerating state (braking state). The regenerative power output by the wheel drive motors 31R and 31L is consumed by internal resistances provided in the wheel drive units 3R and 3L and the control device 5.

車両本体１には、操作ハンドル４の操作量（回動量）を検出するための角度検出センサ８が取り付けられている。角度検出センサ８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。 An angle detection sensor 8 for detecting an operation amount (rotation amount) of the operation handle 4 is attached to the vehicle body 1. As the angle detection sensor 8, for example, a potentiometer, a sensor having a variable capacitor structure, or the like can be applied.

操作ハンドル４の基部には、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ、制御装置５、その他の電子機器、電気装置等に対して電力を供給するバッテリー９が設けられている。バッテリー９には、例えば、小型軽量化されたリチウムイオンバッテリーが用いられている。 A battery 9 for supplying electric power to the wheel drive units 3R, 3L, the control device 5, other electronic devices, electric devices, and the like is provided at the base of the operation handle 4. As the battery 9, for example, a lithium ion battery reduced in size and weight is used.

車両本体１の車体上部材には、一対の車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ等を駆動する一対の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌが内蔵されている。また、車両本体１の車体下部材には、車両本体１や操作ハンドル４等の姿勢を検出してそれらの検出信号を出力する姿勢センサユニット１２と、一対の車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌ等を駆動制御するためのトルク指令信号（トルク情報の一具体例）を出力する制御装置５と、が設けられている。 A vehicle body upper member of the vehicle main body 1 includes a pair of drive circuits 11R and 11L that drive a pair of wheel drive units 3R and 3L. The vehicle body 1 has a vehicle body lower member that drives a posture sensor unit 12 that detects the posture of the vehicle main body 1, the operation handle 4, and the like and outputs detection signals thereof, and a pair of wheel drive units 3R and 3L. And a control device 5 that outputs a torque command signal (a specific example of torque information) for control.

各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌには、各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転数、回転角速度、回転角加速度などの回転情報を検出する回転センサ１３Ｒ、１３Ｌが夫々設けられている。各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌは、第１検出手段の一具体例であり、検出した各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転情報を制御装置５に対して出力する。 The wheel drive units 3R and 3L are provided with rotation sensors 13R and 13L for detecting rotation information such as the rotation speed, rotation angular velocity, and rotation angular acceleration of the wheel drive motors 31R and 31L, respectively. Each rotation sensor 13R, 13L is a specific example of the first detection means, and outputs the detected rotation information of each wheel drive motor 31R, 31L to the control device 5.

制御装置５は、姿勢センサユニット１２からの検出信号、角度検出センサ８からの検出信号、各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検出信号、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌからの回転情報等に基づいて所定の演算処理を実行し、必要なトルク指令信号を各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌを介して各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに対して出力する。また、制御装置５が、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌを制御することで、倒立型移動体１０は倒立状態を維持しつつ所望の走行を行う。 The control device 5 is based on detection signals from the attitude sensor unit 12, detection signals from the angle detection sensor 8, foot detection signals from the step sensors 7R and 7L, rotation information from the rotation sensors 13R and 13L, and the like. Arithmetic processing is executed, and a necessary torque command signal is output to each wheel drive unit 3R, 3L via each drive circuit 11R, 11L. Moreover, the control apparatus 5 controls each wheel drive unit 3R, 3L, and the inverted moving body 10 performs desired driving | running | working, maintaining an inverted state.

制御装置５は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路５ａと、プログラムメモリ、データメモリ、その他のＲＡＭ、ＲＯＭ等を有する記憶装置５ｂと、を備えている。 The control device 5 includes, for example, an arithmetic circuit 5a having a microcomputer (CPU), and a storage device 5b having program memory, data memory, other RAM, ROM, and the like.

制御装置５には、バッテリー９と一対の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌが接続されている。
各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌは、制御装置から出力されるトルク指令信号に応じた駆動電流を各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに出力する。各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌは、各車輪２Ｒ、２Ｌの回転速度や回転方向等を独立して制御するもので、これらに各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌが個別に接続されている。 A battery 9 and a pair of drive circuits 11R and 11L are connected to the control device 5.
Each drive circuit 11R, 11L outputs a drive current corresponding to a torque command signal output from the control device to each wheel drive unit 3R, 3L. Each drive circuit 11R, 11L controls independently the rotation speed, rotation direction, etc. of each wheel 2R, 2L, and each wheel drive unit 3R, 3L is individually connected to these.

姿勢センサユニット１２は、倒立型移動体１０の走行時における車両本体１の傾斜角度、傾斜角速度、傾斜角加速度など傾斜情報を検出する。姿勢センサユニット１２は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサなどから構成されている。搭乗者が操作ハンドル４を前方または後方に傾けると、各ステップ部６Ｒ、６Ｌが同方向に傾くことになるが、この姿勢センサユニット１２は、かかる傾斜に対応した傾斜情報を検出する。 The attitude sensor unit 12 detects inclination information such as an inclination angle, an inclination angular velocity, and an inclination angle acceleration of the vehicle body 1 when the inverted mobile body 10 is traveling. The attitude sensor unit 12 includes, for example, a gyro sensor and an acceleration sensor. When the passenger tilts the operation handle 4 forward or backward, the step portions 6R and 6L are tilted in the same direction. The posture sensor unit 12 detects tilt information corresponding to the tilt.

制御装置５は、姿勢センサユニット１２によって検出された傾斜情報に応じて、操作ハンドル４の傾斜方向に倒立型移動体１０が移動するように、車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌを駆動制御する。このように搭乗者は、その重心移動により各ステップ部６Ｒ、６Ｌを傾斜させることで、倒立型移動体１０を前進又は後進させることができる。 The control device 5 drives and controls the wheel drive units 3R and 3L so that the inverted moving body 10 moves in the tilt direction of the operation handle 4 in accordance with the tilt information detected by the attitude sensor unit 12. Thus, the passenger can move the inverted moving body 10 forward or backward by inclining the step portions 6R and 6L by moving the center of gravity.

ところで、倒立型移動体においては小型軽量化を図ることが重要となっており、とりわけ、バッテリーの小型軽量化が積極的に図られている。このような小型軽量化され限られた容量のバッテリーを用いて十分な駆動力を確保するためには、倒立型移動体の動作状態を網羅的に推定することが特に重要となる。これは、倒立型移動体の動作状態を網羅的に推定し、その推定した動作状態に応じて、バッテリー９の省力化に繋がる高精度な制御や警告を行うことが可能となるからである。これに対し、本実施の形態に係る制御装置５は、倒立型移動体１０の動作状態を網羅的に推定することができる。 By the way, it is important to reduce the size and weight of the inverted moving body, and in particular, the battery is actively reduced in size and weight. It is particularly important to comprehensively estimate the operating state of the inverted moving body in order to secure a sufficient driving force using such a small and light battery with a limited capacity. This is because it is possible to comprehensively estimate the operating state of the inverted moving body and perform highly accurate control and warning that lead to labor saving of the battery 9 according to the estimated operating state. On the other hand, the control device 5 according to the present embodiment can comprehensively estimate the operating state of the inverted moving body 10.

図３は、本実施の形態に係る制御装置５の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る制御装置５は、倒立型移動体１０の動作状態を網羅的に推定する状態推定部５１と、上述した倒立状態を維持しつつ所望の走行を行うための各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに対するトルク情報を生成する倒立制御部５２と、を有している。 FIG. 3 is a block diagram showing a schematic system configuration of the control device 5 according to the present embodiment. The control device 5 according to the present embodiment includes a state estimation unit 51 that comprehensively estimates the operating state of the inverted mobile body 10, and each wheel drive unit for performing desired traveling while maintaining the above-described inverted state. And an inversion control unit 52 that generates torque information for 3R and 3L.

状態推定部５１は、推定手段の一具体例であり、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転情報と、倒立制御部５２により生成されたトルク情報と、予め設定された車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌの回転情報及びトルク情報と倒立型移動体１０の動作状態との所定関係を示すマップ情報と、に基づいて、倒立型移動体１０の動作状態を網羅的に推定する。 The state estimation unit 51 is a specific example of an estimation unit, and includes rotation information output from the rotation sensors 13R and 13L, torque information generated by the inversion control unit 52, and preset wheel drive units 3R, Based on the map information indicating the predetermined relationship between the 3L rotation information and torque information and the operating state of the inverted mobile body 10, the operating state of the inverted mobile body 10 is comprehensively estimated.

状態推定部５１は、例えば、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転情報と、倒立制御部５２により生成されたトルク情報と、の座標位置（回転情報、トルク情報）が、マップ情報の２次元座標系に予め設定されたどの領域内にあるかを判定する。なお、マップ情報の２次元座標系には、倒立型移動体１０の動作状態に対応させた領域が詳細に設定されている。状態推定部５１は、その判定した領域に対応する動作状態を、倒立型移動体１０の現在の動作状態と推定する。これにより、倒立型移動体１０の動作状態を網羅的に推定でき、その推定した動作状態に応じて、バッテリー９の省力化に繋がる高精度な制御や警告を行うことができる。 In the state estimation unit 51, for example, the coordinate position (rotation information, torque information) between the rotation information output from each of the rotation sensors 13R and 13L and the torque information generated by the inversion control unit 52 is 2 of map information. It is determined which region is preset in the dimensional coordinate system. In the two-dimensional coordinate system of the map information, a region corresponding to the operating state of the inverted moving body 10 is set in detail. The state estimation unit 51 estimates the operation state corresponding to the determined area as the current operation state of the inverted mobile body 10. Thereby, the operation state of the inverted mobile body 10 can be comprehensively estimated, and highly accurate control and warning leading to labor saving of the battery 9 can be performed according to the estimated operation state.

本実施の形態においては、回転情報として、各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転数を用いているが、これに限らず、例えば、各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転角速度を用いてもよい。また、回転情報として、左右車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転数の平均値を用いているが、何れか一方の各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転数を代表値として用いてもよい。 In the present embodiment, as the rotation information, the rotation speeds of the wheel drive motors 31R and 31L are used. However, the present invention is not limited thereto, and for example, rotation angular velocities of the wheel drive motors 31R and 31L may be used. Moreover, although the average value of the rotation speed of the left and right wheel drive motors 31R and 31L is used as the rotation information, the rotation speed of any one of the wheel drive motors 31R and 31L may be used as a representative value.

本実施の形態においては、トルク情報として、制御装置５の倒立制御部５２から各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌに出力されるトルク指令信号を用いているが、これに限らず、例えば、トルク指令信号に応じて各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌから各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに出力される駆動電流を用いてもよい。さらに、各車輪駆動モータ３Ｒ、３Ｌに駆動トルクを検出するトルクセンサを設け、このトルクセンサにより検出されたトルク値をトルク情報として用いてもよい。トルク情報として、各駆動回路１１Ｒ、１１Ｌに出力されるトルク指令信号の平均値を用いているが、何れか一方の駆動回路１１Ｒ、１１Ｌに出力されるトルク指令信号を代表値として用いてもよい。 In the present embodiment, the torque command signal output from the inversion control unit 52 of the control device 5 to each of the drive circuits 11R and 11L is used as the torque information. Accordingly, drive currents output from the drive circuits 11R and 11L to the wheel drive units 3R and 3L may be used. Furthermore, a torque sensor that detects a drive torque may be provided in each of the wheel drive motors 3R and 3L, and a torque value detected by the torque sensor may be used as torque information. As the torque information, the average value of the torque command signal output to each drive circuit 11R, 11L is used, but the torque command signal output to any one of the drive circuits 11R, 11L may be used as a representative value. .

マップ情報は、例えば、図４に示す如く、Ｘ軸を回転数とし、Ｙ軸をトルク指令信号とした２次元座標系として設定されている。さらに、この２次元座標系には、倒立型移動体１０の動作状態を示す領域が夫々設定されている。マップ情報は、例えば、記憶装置５ｂに予め記憶されており、状態推定部５１は、記憶装置５ｂからマップ情報を読出し、倒立型移動体１０の動作状態の推定を行う。ユーザは、記憶装置５ｂのマップ情報を入力装置などを介して任意に設定変更可能となっている。 For example, as shown in FIG. 4, the map information is set as a two-dimensional coordinate system in which the X axis is the rotational speed and the Y axis is the torque command signal. Further, in the two-dimensional coordinate system, regions indicating the operation state of the inverted moving body 10 are set. The map information is stored in advance in the storage device 5b, for example, and the state estimation unit 51 reads the map information from the storage device 5b and estimates the operating state of the inverted mobile body 10. The user can arbitrarily change the setting of the map information in the storage device 5b via an input device or the like.

ここで、マップ情報に設定された各領域について詳細に説明する。マップ情報の２次元座標系において、第１及び第４象限の領域（回転数＞０）は倒立型移動体１０の前進動作状態を示している。第２及び第３象限の領域（回転数＜０）は、倒立型移動体１０の後進動作状態を示している。第１及び第３象限の領域は倒立型移動体１０の加速動作状態を示している。第２及び第４象限の領域は倒立型移動体１０の減速動作状態を示している。 Here, each area set in the map information will be described in detail. In the two-dimensional coordinate system of the map information, regions in the first and fourth quadrants (the number of rotations> 0) indicate the forward movement state of the inverted moving body 10. Regions in the second and third quadrants (the number of revolutions <0) indicate the reverse operation state of the inverted moving body 10. The regions in the first and third quadrants indicate the acceleration operation state of the inverted moving body 10. Regions in the second and fourth quadrants indicate the deceleration operation state of the inverted moving body 10.

さらに、第１象限内の領域（回転数＞０かつトルク指令信号＞０）は、倒立型移動体１０の前進方向の力行動作状態を示しており、第２象限内の領域（回転数＜０かつトルク指令信号＞０）は、倒立型移動体１０の後進方向の回生動作状態を示している。第３象限内の領域（回転数＜０かつトルク指令信号＜０）は、倒立型移動体１０の後進方向の力行動作状態を示しており、第４象限内の領域（回転数＞０かつトルク指令信号＜０）は、倒立型移動体１０の前進方向の回生動作状態を示している。 Further, the region in the first quadrant (the number of revolutions> 0 and the torque command signal> 0) indicates the powering operation state of the inverted mobile body 10 in the forward direction, and the region in the second quadrant (the number of revolutions <0 The torque command signal> 0) indicates the regenerative operation state in the reverse direction of the inverted moving body 10. The region in the third quadrant (the number of revolutions <0 and the torque command signal <0) indicates the powering operation state in the reverse direction of the inverted moving body 10, and the region in the fourth quadrant (the number of revolutions> 0 and the torque) The command signal <0) indicates the regenerative operation state of the inverted mobile body 10 in the forward direction.

マップ情報の２次元座標系において、第１及び第３象限の各領域は、回転数が増加する従がってトルク指令信号が減少する、倒立型移動体１０のバッテリー電圧（電源電圧）の限界を示す第１限界線Ｌ１によって夫々制限されている。同様に第２及び第４象限の各領域も、回転数が増加する従がってトルク指令信号が増加する、倒立型移動体１０のバッテリー電圧の限界を示す第１限界線Ｌ１によって夫々制限されている。なお、上記第１限界線は一例であり、搭載されるバッテリー９の性能により決定される。 In the two-dimensional coordinate system of the map information, each of the first and third quadrants has a limit on the battery voltage (power supply voltage) of the inverted moving body 10 where the torque command signal decreases as the rotational speed increases. Are respectively limited by a first limit line L1. Similarly, each region of the second and fourth quadrants is also limited by a first limit line L1 indicating the limit of the battery voltage of the inverted mobile body 10 where the torque command signal increases as the rotational speed increases. ing. The first limit line is an example, and is determined by the performance of the battery 9 to be mounted.

各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌから出力される回生電力が内部抵抗などにより消費される場合は、上述の如く、第１乃至第４象限の各領域は第１限界線によって制限される。一方で、各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌから出力される回生電力がバッテリー９に充電される場合、その回生充電によりバッテリー９の電圧が上昇する。したがって、回生動作状態を示す第２及び第４象限の各領域は、上記第１限界線に回生放電時の電圧上昇分を付加した第２限界線Ｌ２によって制限されていてもよい。これにより、バッテリー容量の限界近くまで使用ができ、バッテリー９の効率的な使用が可能となる。 When the regenerative electric power output from each wheel drive motor 31R, 31L is consumed by an internal resistance or the like, each region in the first to fourth quadrants is limited by the first limit line as described above. On the other hand, when the regenerative electric power output from each wheel drive motor 31R, 31L is charged to the battery 9, the voltage of the battery 9 rises by the regenerative charge. Therefore, each region of the second and fourth quadrants indicating the regenerative operation state may be limited by the second limit line L2 in which the voltage increase during the regenerative discharge is added to the first limit line. Thereby, it can be used to the limit of a battery capacity, and the battery 9 can be used efficiently.

マップ情報の２次元座標系には、さらに詳細に、２次元座標系の原点を中心とした同心状の定常使用領域（第１領域）Ｓ１と、定常使用領域Ｓ１の外側に隣接した瞬時使用領域（第２領域）Ｓ２と、瞬時使用領域Ｓ２の外側に隣接した超瞬時使用領域（第３領域）Ｓ３と、が夫々設定されている。 More specifically, the two-dimensional coordinate system of the map information includes a concentric steady use region (first region) S1 centered on the origin of the two-dimensional coordinate system and an instantaneous use region adjacent to the outside of the steady use region S1. A (second area) S2 and a super instantaneous use area (third area) S3 adjacent to the outside of the instantaneous use area S2 are set.

定常使用領域Ｓ１は、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌがその定常使用領域Ｓ１内の座標値（回転数、トルク指令信号）を第１所定時間以上（例えば、数分以上の比較的長い時間）継続して出力できる領域である。 In the steady use area S1, each wheel drive unit 3R, 3L continues the coordinate value (rotation speed, torque command signal) in the steady use area S1 for a first predetermined time or more (for example, a relatively long time of several minutes or more). This is an area that can be output.

瞬時使用領域Ｓ２は、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌがその瞬時使用領域Ｓ２内の座標値（回転数、トルク指令信号）を第１所定時間よりも短い第２所定時間（例えば、３〜５秒程度）だけ瞬間的に出力できる領域である。 In the instantaneous use area S2, each wheel drive unit 3R, 3L has a second predetermined time (for example, 3 to 5 seconds) in which the coordinate values (rotation speed, torque command signal) in the instantaneous use area S2 are shorter than the first predetermined time. This is an area that can be output instantaneously.

超瞬時使用領域Ｓ３は、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌがその超瞬時使用領域Ｓ３内の座標値（回転数、トルク指令信号）を第２所定時間よりも短い第３所定時間（例えば、１秒以下）だけ瞬間的に出力できる領域である。なお、図４に示す定常使用領域Ｓ１、瞬時使用領域Ｓ２、及び超瞬時使用領域Ｓ３の形状は一例であり、これに限定されない。
定常使用領域Ｓ１は、さらに詳細に、第１及び第２象限内の第１巡航領域Ｓ１１と、第３及び第４象限内の第２巡航領域Ｓ１２と、で構成されている。 In the ultra-instantaneous use area S3, each wheel drive unit 3R, 3L has a coordinate value (rotation speed, torque command signal) in the ultra-instant use area S3 for a third predetermined time (for example, 1 second) shorter than the second predetermined time. This is an area that can be output instantaneously. Note that the shapes of the steady use region S1, the instantaneous use region S2, and the ultra-instant use region S3 shown in FIG. 4 are examples, and the present invention is not limited to this.
In more detail, the steady use area S1 includes a first cruise area S11 in the first and second quadrants and a second cruise area S12 in the third and fourth quadrants.

（１）巡航動作状態の推定
第１巡航領域Ｓ１１は、回転数の絶対値が第１所定値以下であり、かつトルク指令信号が第２所定値以下の正値となる領域である。状態推定部５１は、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２により生成されたトルク指令信号と、に基づいて、その座標値（回転数、トルク指令信号）がマップ情報の２次元座標系の第１巡航領域Ｓ１１内にあるかを判定する。 (1) Estimation of cruise operation state The first cruise region S11 is a region in which the absolute value of the rotational speed is not more than a first predetermined value and the torque command signal is a positive value not more than a second predetermined value. The state estimation unit 51 maps the coordinate values (the number of rotations and the torque command signal) based on the number of rotations output from each of the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signal generated by the inversion control unit 52. It is determined whether the information is within the first cruise area S11 of the two-dimensional coordinate system of information .

状態推定部５１は、さらに詳細に、上記座標値が第１巡航領域Ｓ１１内にあり、かつ回転数が正値であると判定したとき、力行動作状態かつ前進方向の、倒立型移動体１０が平地又は登坂を巡航する平地・登坂巡航動作状態と推定する。一方、状態推定部５１は、上記座標値が第１巡航領域Ｓ１１内にあり、かつ回転数が負値であると判定したとき、回生動作状態かつ後進方向の、倒立型移動体１０が降坂を巡航する降坂巡航動作状態と推定する。 In more detail, when the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is in the first cruise region S11 and the rotation speed is a positive value , the inverted moving body 10 in the power running operation state and the forward direction is Estimated to be a flat ground / hill climbing operation state that cruises on a flat land or uphill . On the other hand, when the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is in the first cruise region S11 and the rotation speed is a negative value , the inverted moving body 10 in the regenerative operation state and the reverse direction is on the downhill. Estimated to be downhill cruise operating state .

（２）巡航動作状態の推定
第２巡航領域Ｓ１２は、回転数の絶対値が第１所定値以下であり、トルク指令信号の絶対値が第２所定値以下であり、かつトルク指令信号が負値となる領域である。状態推定部５１は、回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２により生成されたトルク指令信号と、に基づいて、その座標値（回転数、トルク指令信号）がマップ情報の２次元座標系の第２巡航領域Ｓ１２内にあるかを判定する。 (2) Estimation of cruise operation state In the second cruise region S12, the absolute value of the rotational speed is not more than the first predetermined value, the absolute value of the torque command signal is not more than the second predetermined value, and the torque command signal is negative. This is a value area. Based on the number of rotations output from the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signal generated by the inversion control unit 52, the state estimation unit 51 has the coordinate values (number of rotations and torque command signal) as map information. It is determined whether it is in the second cruising area S12 of the two-dimensional coordinate system.

状態推定部５１は、さらに詳細に、上記座標値が第２巡航領域Ｓ１２内にあり、かつ回転数が正値であると判定したとき、回生動作状態かつ前進方向の降坂巡航動作状態と推定する。一方、状態推定部５１は、上記座標値が第２巡航領域Ｓ１２内にあり、かつ回転数が負値であると判定したとき、力行動作状態かつ後進方向の平地・登坂巡航動作状態と推定する。
定常使用領域Ｓ２は、さらに詳細に、第１及び第２象限内の加減速領域Ｓ２１と、第３及び第４象限内の加減速領域Ｓ２２と、で構成されている。 In more detail, the state estimation unit 51 estimates that the coordinate value is in the second cruise region S12 and the rotational speed is a positive value, and that the regenerative operation state and the downward slope cruise operation state in the forward direction are estimated. To do. On the other hand, when the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is in the second cruise region S12 and the rotation speed is a negative value, the state estimation unit 51 estimates a power running operation state and a backward traveling flatland / uphill cruise operation state. .
Constant use area S2 is greater detail, the pressure decrease speed region S21 in the first and in the second quadrant, the acceleration or deceleration region S22 in the third and the fourth quadrant, in being configured.

（３）加減速動作状態の推定
加減速領域Ｓ２１は、回転数の絶対値が第１所定値より大きく且つトルク指令信号が第３所定値より小さい正値となる領域、および、回転数の絶対値が第１所定値以下であり且つトルク指令信号が第２所定値より大きく第３所定値よりも小さい正値となる領域、である。状態推定部５１は、回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２により生成されたトルク指令信号と、に基づいて、その座標値（回転数、トルク指令信号）がマップ情報の２次元座標系の加減速領域Ｓ２１内にあるかを判定する。 (3) the estimated pressure decrease speed region S21 in pressure decrease speed operating state, a region where the absolute value of the rotation speed is large and the torque command signal than the first predetermined value is less positive than the third predetermined value, and the rotational speed Is an area in which the absolute value is equal to or less than the first predetermined value and the torque command signal is a positive value greater than the second predetermined value and smaller than the third predetermined value. Based on the number of rotations output from the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signal generated by the inversion control unit 52, the state estimation unit 51 has the coordinate values (number of rotations and torque command signal) as map information. It is determined whether it is in the acceleration / deceleration region S21 of the two-dimensional coordinate system.

状態推定部５１は、さらに詳細に、上記座標値が加減速領域Ｓ２１内にあり、かつ回転数が正値であると判定したとき、力行動作状態かつ前進方向の、倒立型移動体１０が加速する加速動作状態と推定する。一方、状態推定部５１は、上記座標値が加減速領域Ｓ２１内にあり、かつ回転数が負値であると判定したとき、回生動作状態かつ後進方向の、倒立型移動体１０が減速する減速動作状態と推定する。 State estimating unit 51, in more detail, is in the coordinate value add or subtract speed region S21, and when the rotation speed is determined to be a positive value, the power-running operation state and forward direction, is inverted vehicle 10 Presumed to be an accelerated operating state. On the other hand, the state estimation unit 51, the coordinate values are in pressure decrease speed region S21, and when the rotation speed is determined to be negative value, the regenerating operation state and the reverse direction, is inverted vehicle 10 decelerates it is estimated that deceleration operating state.

（４）加減速動作状態の推定
加減速領域Ｓ２２は、回転数の絶対値が第１所定値より大きく且つトルク指令信号の絶対値が第３所定値より小さい負値となる領域、および、回転数の絶対値が第１所定値以下であり且つトルク指令信号の絶対値が第２所定値より大きく第３所定値よりも小さい負値となる領域、である。状態推定部５１は、回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２により生成されたトルク指令信号と、に基づいて、その座標値（回転数、トルク指令信号）がマップ情報の２次元座標系の加減速領域Ｓ２２内にあるかを判定する。 (4) estimation of acceleration and deceleration operating states
Accelerated or decelerated region S22, a region where the absolute value of the rotational speed is the absolute value of the larger and the torque command signal than the first predetermined value is a negative value smaller than the third predetermined value, and the absolute value of the rotation speed is the first predetermined value And a region where the absolute value of the torque command signal is a negative value larger than the second predetermined value and smaller than the third predetermined value. Based on the number of rotations output from the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signal generated by the inversion control unit 52, the state estimation unit 51 has the coordinate values (number of rotations and torque command signal) as map information. determining whether the acceleration and deceleration region S22 in a two-dimensional coordinate system.

状態推定部５１は、さらに詳細に、上記座標値が加減速領域Ｓ２２内にあり、かつ回転数が正値であると判定したとき、回生動作状態かつ前進方向の減速動作状態と推定する。一方、状態推定部５１は、上記座標値が加減速領域Ｓ２２内にあり、かつ回転数が負値であると判定したとき、力行動作状態かつ後進方向の加速動作状態と推定する。
超瞬時使用領域Ｓ３は、さらに詳細に、第１及び第２象限内の第１急動作領域Ｓ３１と、第３及び第４象限内の第２急動作領域Ｓ３２と、で構成されている。 State estimating unit 51, in more detail, the coordinate values are in the acceleration and deceleration region S22, and when the rotation speed is determined to be a positive value, estimates a deceleration state of the regenerative operation state and forward direction. On the other hand, the state estimation unit 51, the coordinate value is in the acceleration or deceleration region S22, and when the rotation speed is determined to be negative value, and estimates the accelerating operation state of the power-running operation state and the reverse direction.
The ultra-instantaneous use region S3 is configured in more detail by a first sudden operation region S31 in the first and second quadrants and a second sudden operation region S32 in the third and fourth quadrants.

（５）急加減動作状態の推定
第１急動作領域Ｓ３１は、トルク指令信号が第３所定値以上の正値となる領域である。状態推定部５１は、回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２により生成されたトルク指令信号と、に基づいて、その座標値（回転数、トルク指令信号）がマップ情報の２次元座標系の第１急動作領域Ｓ３１内にあると判定したとき、倒立型移動体１０が段差を乗越える段差乗越え動作状態（又は急激に加速又は減速する急加減速動作状態）と推定する。 (5) Estimation of sudden acceleration / deceleration operation state The first sudden motion region S31 is a region where the torque command signal is a positive value equal to or greater than a third predetermined value. Based on the number of rotations output from the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signal generated by the inversion control unit 52, the state estimation unit 51 has the coordinate values (number of rotations and torque command signal) as map information. 2D first when it is determined that the quick operation area S31 coordinate system, the inverted type moving body 10 over the bump step climb over the operating state (or suddenly quick acceleration, down speed operation state to accelerate or decelerate the ).

状態推定部５１は、さらに詳細に、上記座標値が第１急動作領域Ｓ３１内にあり、かつ回転数が正値であると判定したとき、力行動作状態かつ前進方向の段差乗越え動作状態（又は急加速動作状態）と推定する。一方、状態推定部５１は、上記座標値が第１急動作領域Ｓ３１内にあり、かつ回転数が負値であると判定したとき、回生動作状態かつ後進方向の急減速動作状態と推定する。 More specifically, when the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is in the first sudden movement region S31 and the rotational speed is a positive value, the state estimation unit 51 is in a power running operation state and a step overstep operation state in the forward direction (or (Sudden acceleration operation state) On the other hand, when it is determined that the coordinate value is in the first sudden movement region S31 and the rotational speed is a negative value, the state estimation unit 51 estimates a regenerative movement state and a sudden deceleration operation state in the reverse direction.

（６）急加減速動作状態の推定
第２急動作領域Ｓ３２は、トルク指令信号が第３所定値以上の負値となる領域である。状態推定部５１は、回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２により生成されたトルク指令信号と、に基づいて、その座標値（回転数、トルク指令信号）がマップ情報の２次元座標系の第２急動作領域Ｓ３２内にあるかを判定する。 (6) estimate the second quick operation region S32 in quick acceleration and deceleration operating state, a region where the torque command signal is a negative value of the third predetermined value or more. Based on the number of rotations output from the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signal generated by the inversion control unit 52, the state estimation unit 51 has the coordinate values (number of rotations and torque command signal) as map information. It is determined whether it is in the second sudden movement region S32 of the two-dimensional coordinate system.

状態推定部５１は、さらに詳細に、上記座標値が第２急動作領域Ｓ３２内にあり、かつ回転数が正値であると判定したとき、回生動作状態かつ前進方向の急減速動作状態と推定する。一方、。状態推定部５１は、上記座標値が第２急動作領域内にあり、かつ回転数が負値であると判定したとき、力行動作状態かつ後進方向の急加速動作状態（又は段差乗越え動作状態）と推定する。 In more detail, when the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is in the second sudden movement region S32 and the rotational speed is a positive value, the state estimation unit 51 estimates that the state is a regenerative operation state and a sudden deceleration operation state in the forward direction. To do. on the other hand,. State estimation unit 51 is in the coordinate value and the second quick operation area, and when the rotation speed is determined to be negative value, the powering operation state and rapid acceleration operation state of the reverse direction (or stepped get over operating conditions ) .

制御装置５は、上述のように、状態推定部５１により網羅的に推定された倒立型移動体１０の動作状態に応じて、制御の切替や警告などを行う。例えば、制御装置５は、状態推定部５１により段差乗越え動作状態あるいは急減速動作状態と推定されたとき、警告装置（振動装置、スピーカ、警告灯など）を用いてユーザに対して警告を行う。また、制御装置５の倒立制御部５２は、状態推定部５１により急加速動作状態と推定されたとき、制御ゲインを減少させ、操作ハンドル４による操作感度を小さくする制御を行う。これにより、倒立型移動体１０の挙動を小さく抑えることができ安全性を向上させることができる。 As described above, the control device 5 performs control switching, warning, or the like according to the operation state of the inverted moving body 10 comprehensively estimated by the state estimation unit 51. For example, the control device 5 warns the user using a warning device (vibration device, speaker, warning light, etc.) when the state estimation unit 51 estimates that the step overstep operation state or the sudden deceleration operation state. Further, the inversion control unit 52 of the control device 5 performs control to decrease the control gain and reduce the operation sensitivity of the operation handle 4 when the state estimation unit 51 estimates the sudden acceleration operation state. Thereby, the behavior of the inverted moving body 10 can be suppressed to be small, and safety can be improved.

図５は、本実施の形態に係る倒立型移動体の動作状態推定方法のフローを示す図である。各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌは、各車輪駆動モータ３１Ｒ、３１Ｌの回転数を検出し、状態推定部５１に出力する。倒立制御部５２は、姿勢センサユニット１２からの検出信号、角度検出センサ８からの検出信号、各ステップセンサ７Ｒ、７Ｌから足検出信号、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌからの回転情報等に基づいて、トルク指令信号を生成し、状態推定部５１に出力する（ステップＳ１０１）。 FIG. 5 is a diagram showing a flow of the operation state estimation method for the inverted moving body according to the present embodiment. Each rotation sensor 13R, 13L detects the number of rotations of each wheel drive motor 31R, 31L and outputs it to the state estimation unit 51. Based on the detection signal from the attitude sensor unit 12, the detection signal from the angle detection sensor 8, the foot detection signal from each step sensor 7R, 7L, the rotation information from each rotation sensor 13R, 13L, etc. A torque command signal is generated and output to the state estimation unit 51 (step S101).

状態推定部５１は、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、倒立制御部５２からの車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに対するトルク指令信号と、記憶装置５ｂからのマップ情報と、に基づいて、倒立型移動体１０の動作状態を網羅的に推定する（ステップＳ１０２）。 The state estimation unit 51 is based on the number of rotations output from each of the rotation sensors 13R and 13L, the torque command signal for the wheel drive units 3R and 3L from the inversion control unit 52, and the map information from the storage device 5b. Then, the operating state of the inverted moving body 10 is estimated comprehensively (step S102).

状態推定部５１は、マップ情報の２次元座標系において、座標値（回転数、トルク指令信号）が力行動作状態の領域（第１及び第３象限）内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。 The state estimation unit 51 determines whether or not the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are within the power running operation state region (first and third quadrants) in the two-dimensional coordinate system of the map information (step S1). S103).

状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が力行動作状態の領域内にないと判定したとき（ステップＳ１０３のＮＯ）、回生動作状態の領域内にあると判定する（ステップＳ１０４）。 When the state estimation unit 51 determines that the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are not within the region of the power running operation state (NO in step S103), the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is within the region of the regenerative operation state (step S104). ).

次に、状態推定部５１は、マップ情報の２次元座標系において、座標値（回転数、トルク指令信号）が超瞬時使用領域Ｓ３内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が超瞬時使用領域Ｓ３内にあると判定したとき（ステップＳ１０５のＹＥＳ）倒立型移動体１０が急減速動作状態と推定する（ステップＳ１０６）。 Next, the state estimation unit 51 determines whether or not the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are within the super instantaneous use region S3 in the two-dimensional coordinate system of the map information (Step S105). When the state estimation unit 51 determines that the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are within the ultra-instantaneous use region S3 (YES in step S105), the inverted mobile body 10 estimates that it is in a sudden deceleration operation state (step S105). S106).

状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が超瞬時使用領域Ｓ３内にないと判定したとき（ステップＳ１０５のＮＯ）、座標値（回転数、トルク指令信号）が瞬時使用領域Ｓ３内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が瞬時使用領域Ｓ２内にあると判定したとき（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、倒立型移動体１０が減速動作状態と推定する（ステップＳ１０８）。 When the state estimation unit 51 determines that the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is not in the super instantaneous use area S3 (NO in step S105), the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is the instantaneous use area. It is determined whether it is within S3 (step S107). When the state estimation unit 51 determines that the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are within the instantaneous use region S2 (YES in step S107), the state-type moving body 10 estimates that the inverted moving body 10 is in the deceleration operation state (step S108). ).

状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が瞬時使用領域Ｓ２内にないと判定したとき（ステップＳ１０７のＮＯ）、定常使用領域Ｓ１内にあると判定し（ステップＳ１０９）、倒立型移動体１０が降坂巡航動作状態と推定する（ステップＳ１１０）。 When the state estimation unit 51 determines that the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is not in the instantaneous use region S2 (NO in step S107), the state estimation unit 51 determines that the coordinate value is in the steady use region S1 (step S109). It is estimated that the inverted moving body 10 is in the downhill cruise operation state (step S110).

状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が力行動作状態の領域内にないと判定したとき（ステップＳ１０３のＮＯ）、その座標値（回転数、トルク指令信号）が超瞬時使用領域Ｓ３内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が超瞬時使用領域Ｓ３内にあると判定したとき（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、倒立型移動体１０が段差乗越え動作状態（又は急加速動作状態）と推定する（ステップＳ１１２）。 When the state estimation unit 51 determines that the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is not within the region of the power running operation state (NO in step S103), the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is ultra-instantaneous. It is determined whether or not it is within the use area S3 (step S111). When the state estimation unit 51 determines that the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are within the ultra-instantaneous use region S3 (YES in step S111), the inverted moving body 10 is in the step-over operation state (or sudden acceleration). (Operation state) is estimated (step S112).

状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が超瞬時使用領域Ｓ３内にないと判定したとき（ステップＳ１１１のＮＯ）、座標値（回転数、トルク指令信号）が瞬時使用領域Ｓ２内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が瞬時使用領域Ｓ２内にあると判定したとき（ステップＳ１１３のＹＥＳ）、倒立型移動体１０が加速動作状態と推定する（ステップＳ１１４）。 When the state estimation unit 51 determines that the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is not in the ultra instantaneous use area S3 (NO in step S111), the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is the instantaneous use area. It is determined whether it is within S2 (step S113). When the state estimation unit 51 determines that the coordinate values (the number of revolutions and the torque command signal) are within the instantaneous use region S2 (YES in step S113), the inverted moving body 10 is estimated to be in the acceleration operation state (step S114). ).

状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）が瞬時使用領域Ｓ２内にないと判定したとき（ステップＳ１１３のＮＯ）、定常使用領域Ｓ１内にあると判定し（ステップＳ１１５）、倒立型移動体１０が平地・登坂巡航動作状態と推定する（ステップＳ１１６）。 When the state estimation unit 51 determines that the coordinate value (rotation speed, torque command signal) is not in the instantaneous use region S2 (NO in step S113), the state estimation unit 51 determines that it is in the steady use region S1 (step S115). It is estimated that the inverted mobile body 10 is in a flatland / hill climbing operation state (step S116).

なお、上記動作状態推定方法の処理フローは一例であり、これに限定されない。例えば、力行動作状態及び回生動作状態の領域の判定行った後に、超瞬時使用領域Ｓ３、瞬時使用領域Ｓ２、及び定常使用領域Ｓ１の判定を行っているが、超瞬時使用領域Ｓ３、瞬時使用領域Ｓ２、及び定常使用領域Ｓ１の判定を行った後、力行動作状態及び回生動作状態の領域の判定を行ってもよい。 In addition, the processing flow of the said operation state estimation method is an example, and is not limited to this. For example, after determining the regions of the power running operation state and the regenerative operation state, the super instantaneous use region S3, the instantaneous use region S2, and the steady use region S1 are determined. After performing the determination of S2 and the steady use region S1, the regions of the power running operation state and the regenerative operation state may be determined.

以上、本実施の形態に係る倒立型移動体１０によれば、各回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転情報と、車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに対するトルク情報と、予め設定された車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌの回転情報及びトルク情報と倒立型移動体１０の動作状態との所定関係を示すマップ情報と、に基づいて、倒立型移動体１０の動作状態を網羅的に推定できる。 As described above, according to the inverted moving body 10 according to the present embodiment, the rotation information output from the rotation sensors 13R and 13L, the torque information for the wheel drive units 3R and 3L, and the preset wheel drive unit 3R. The operating state of the inverted mobile body 10 can be comprehensively estimated based on the map information indicating the predetermined relationship between the 3L rotation information and torque information and the operating state of the inverted mobile body 10.

なお、本発明は上記実施の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、上記一実施の形態において、状態推定部５１は、現在の倒立型移動体１０の動作状態を推定しているが、これに限らず、所定時間経過後の将来の倒立型移動体１０の動作状態を推定してもよい。また、マップ情報は、必ず３つの領域を含んでいる必要はなく、少なくとも２つ以上の領域を含んでいればよい。尚、マップ情報での使用領域については、上記実施の形態において、直線を用いて区切られている形状であるが、曲線を用いて区切られる形状（同心円形状）であってもよい。さらに、各動作状態については、マップ情報にて予め設定された使用領域の大きさ、形状に応じて、適宜、推定内容を変更することも可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the state estimation unit 51 estimates the current operating state of the inverted moving body 10, but is not limited to this, and the future inverted moving body 10 after a predetermined time has elapsed. The operating state may be estimated. Further, the map information does not necessarily include three areas, and may include at least two areas. In addition, about the use area | region in map information, although it is the shape divided | segmented using the straight line in the said embodiment, the shape (concentric circular shape) divided | segmented using a curve may be sufficient. Further, for each operation state, it is possible to appropriately change the estimated contents according to the size and shape of the use area set in advance in the map information.

状態推定部５１は、回転センサ１３Ｒ、１３Ｌから出力される回転数と、各車輪駆動ユニット３Ｒ、３Ｌに対するトルク指令信号と、に基づいて、マップ情報の２次元座標系におけるその座標値（回転数、トルク指令信号）の軌跡を算出する。そして、状態推定部５１は、算出した軌跡に基づいて、所定時間経過後の座標値（回転数、トルク指令信号）を算出し、算出した座標値がどの領域内にあるかを判定する。状態推定部５１は、判定した領域に対応する動作状態を、所定時間経過後の将来の倒立型移動体１０の動作状態と推定する。 Based on the rotational speeds output from the rotation sensors 13R and 13L and the torque command signals for the wheel drive units 3R and 3L, the state estimation unit 51 uses the coordinate values (rotational speeds) in the two-dimensional coordinate system of the map information. , Torque command signal) locus is calculated. Then, based on the calculated locus, the state estimation unit 51 calculates coordinate values (rotation speed, torque command signal) after elapse of a predetermined time, and determines in which region the calculated coordinate values are. The state estimation unit 51 estimates an operation state corresponding to the determined area as a future operation state of the inverted mobile body 10 after a predetermined time has elapsed.

なお、状態推定部５１は、座標値（回転数、トルク指令信号）の軌跡に基づいて、例えば、所定時間前の軌跡の近似線の関係式を算出し、この算出した近似関係式を用いて所定時間経過後の座標値（回転数、トルク指令信号）を算出してもよく、任意の算出方法が適用可能である。上述の如く、所定時間経過後の将来の倒立型移動体１０の動作状態と推定することで、より早いタイミングで制御の切替や警告などを行うことができ、安全性の向上に繋がる。 Note that the state estimation unit 51 calculates, for example, a relational expression of an approximate line of a path before a predetermined time based on the locus of coordinate values (rotation speed, torque command signal), and uses the calculated approximate relational expression. Coordinate values (revolution speed, torque command signal) after elapse of a predetermined time may be calculated, and any calculation method can be applied. As described above, it is possible to perform control switching or warning at an earlier timing by estimating the future operating state of the inverted mobile body 10 after a predetermined time has elapsed, leading to an improvement in safety.

また、本発明は、例えば、上記状態推定部５１が実行する処理を、ＣＰＵ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。 In addition, the present invention can be realized, for example, by causing the CPU to execute a computer program for the process executed by the state estimation unit 51.

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。 The program may be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W and semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)) are included.

また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

１車両本体
２Ｒ、２Ｌ車輪
３Ｒ、３Ｌ車輪駆動ユニット
４操作ハンドル
５制御装置
６Ｒ、６Ｌステップ部
７Ｒ、７Ｌステップセンサ
８角度検出センサ
９バッテリー
１０倒立型移動体
１１Ｒ、１１Ｌ駆動回路
１２姿勢センサユニット
１３Ｒ、１３Ｌ回転センサ
５１状態推定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle main body 2R, 2L Wheel 3R, 3L Wheel drive unit 4 Operation handle 5 Controller 6R, 6L Step part 7R, 7L Step sensor 8 Angle detection sensor 9 Battery 10 Inverted type mobile body 11R, 11L Drive circuit 12 Attitude sensor unit 13R , 13L rotation sensor 51 state estimation unit

Claims

An inverted moving body that travels by driving a motor while maintaining an inverted state,
First detection means for detecting rotation information of the motor;
Second detection means for detecting torque information of the motor;
A predetermined relationship between the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means, a preset value of rotation information and torque information of the motor, and an operating state of the inverted moving body. Estimation means for estimating an operating state of the inverted moving body based on map information shown;
Equipped with a,
In the coordinate system indicating the map information, areas indicating the operation state of the inverted moving body are respectively set.
The region is
A first region that is concentrically set around the origin of the coordinate system and in which the motor continuously outputs the rotation information and torque information in the region for a first predetermined time period;
A second region that is set outside the first region and in which the motor outputs the rotation information and torque information within the region for a second predetermined time shorter than the first predetermined time;
A third region that is set outside the second region and in which the motor outputs the rotation information and torque information within the region for a third predetermined time shorter than the second predetermined time ,
An inverted moving body characterized by that.

The inverted mobile body according to claim 1,
The estimating means calculates a change locus of the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means, and calculates a change locus of the rotation information and torque information of the motor; Based on the map information, an operating state of the inverted moving body after a lapse of a predetermined time is estimated.

The inverted mobile body according to claim 1,
In the coordinate system indicating the map information, areas indicating the operation state of the inverted moving body are respectively set.
The region is
A first region that is set with the origin of the coordinate system as a center, the first region that is set closest to the origin, and a second region that is set in a region farther from the origin than the first region; An inverted mobile body characterized by including:

The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 3 ,
The estimation means is configured such that an absolute value of the rotation information of the motor is equal to or less than a first predetermined value based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. , and the and the absolute value of the torque information is less than or equal the second predetermined value, the rotation information and the coordinate value is the first region in the near of the torque information is, and the sign of the rotation information and torque information When it is determined that they are the same, the inverted moving body is estimated to be an operating state in which the inverted moving body cruises on a flat ground or uphill.

The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 4 ,
The estimation means is configured such that an absolute value of the rotation information of the motor is equal to or less than a first predetermined value based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. , and the said absolute value of the torque information is less than or equal the second predetermined value, the rotation information and the coordinate value is the first region in the near of the torque information is, and the sign of the rotation information and torque information are different When determined, the inverted moving body is estimated to be in an operating state of cruising downhill.

The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 5 ,
The estimation means is a positive value in which the torque information of the motor is not less than a third predetermined value based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. a is, when said coordinate value of the rotation information and the torque information is determined to be in the third region, the inverted moving body is estimated to operate or sudden pressure decrease speed operating conditions over the bump, it An inverted mobile unit characterized by

The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 6 ,
The estimation means has an absolute value of the motor torque information equal to or greater than a third predetermined value based on the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means and the map information. , and the and the torque information is negative value, when the coordinates of the rotation information and the torque information is determined to be in the third region, estimated to quick acceleration and deceleration operating state of the inverted vehicle An inverted type moving body characterized by that.

The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 7 ,
With the rotation and torque direction of the motor when the inverted moving body moves forward as the positive direction,
In the coordinate system of the map information, the values of the rotation information and torque information of the motor in the first and third quadrants of the inverted moving body in which the torque information decreases as the rotation information increases. An inverted moving body characterized by being limited by a first limit line indicating a limit of a power supply voltage.

The inverted mobile body according to any one of claims 1 to 8 ,
In the coordinate system of the map information, the values of the rotation information and torque information of the motor in the second and fourth quadrants are the power supply of the inverted mobile body in which the torque information increases as the rotation information increases. An inverted mobile body characterized by being limited by a second limit line obtained by adding a voltage increase during regenerative discharge to a first limit line indicating a voltage limit.

An operation state estimation device that estimates an operation state of an inverted moving body that travels by driving a motor while maintaining an inverted state,
First detection means for detecting rotation information of the motor;
Second detection means for detecting torque information of the motor;
A predetermined relationship between the rotation information and torque information of the motor detected by the first and second detection means, a preset value of rotation information and torque information of the motor, and an operating state of the inverted moving body. Estimation means for estimating an operating state of the inverted moving body based on map information shown;
Equipped with a,
In the coordinate system indicating the map information, areas indicating the operation state of the inverted moving body are respectively set.
The region is
A first region that is concentrically set around the origin of the coordinate system and in which the motor continuously outputs the rotation information and torque information in the region for a first predetermined time period;
A second region that is set outside the first region and in which the motor outputs the rotation information and torque information within the region for a second predetermined time shorter than the first predetermined time;
A third region that is set outside the second region and in which the motor outputs the rotation information and torque information within the region for a third predetermined time shorter than the second predetermined time ,
An operational state estimation device characterized by the above.

An operation state estimation method for an inverted moving body that travels by driving a motor while maintaining an inverted state,
Detecting rotation information of the motor;
Detecting torque information of the motor;
Based on the detected rotation information and torque information of the motor, and map information indicating a predetermined relationship between the preset value of the rotation information and torque information of the motor and the operating state of the inverted moving body. Estimating the operating state of the inverted moving body;
Only including,
In the coordinate system indicating the map information, areas indicating the operation state of the inverted moving body are respectively set.
The region is
A first region that is concentrically set around the origin of the coordinate system and in which the motor continuously outputs the rotation information and torque information in the region for a first predetermined time period;
A second region that is set outside the first region and in which the motor outputs the rotation information and torque information within the region for a second predetermined time shorter than the first predetermined time;
A third region that is set outside the second region and in which the motor outputs the rotation information and torque information within the region for a third predetermined time shorter than the second predetermined time ,
The operating state estimation method characterized by the above-mentioned.