同軸二輪車及其控制方法

2023-08-03 00:59:11 2

專利名稱：同軸二輪車及其控制方法
技術領域：
本發明涉及同軸二輪車以及同軸二輪車的控制方法，尤其涉及轉彎行駛技術。
背景技術：
近年來開發了一種移動體，其使用陀螺傳感器、加速度傳感器等來檢測自身的姿勢信息，基於檢測出的姿勢信息進行驅動控制。在這種移動體中，根據陀螺傳感器和加速度傳感器的檢測信號檢測出自身的姿勢信息，通過對倒擺姿勢的控制原理或者雙足步行機器人控制的ZMP(Zero Moment Point :零力矩點)控制原理來計算對馬達的旋 轉指令並向馬達控制裝置發送旋轉指令數據，以保持自身的姿勢。通過這樣的反饋控制保持自身的姿勢，並能夠基於搭乘員的重心姿勢變化來行駛。例如，提出了具有各種車身構成、車輛構造的行駛裝置，這些行駛裝置是供人搭乘並行駛的行駛裝置，其檢測自身的姿勢信息並基於檢測出的姿勢信息進行驅動控制。例如，專利文獻I和專利文獻2公開了兩個車輪同軸配置的同軸二輪車。這樣的同軸二輪車在構造上前後不穩，具有基於來自姿勢傳感器的反饋進行車輪控制從而使姿勢穩定的特點。另夕卜，關於前進、後退、左右轉彎等車輛操作，根據基於乘員的重心移動的指示、基於踏板的傾斜度的指示、來自操縱杆的指示等進行。或者，也有時進行基於來自外部的指令輸入的遠程操作、或進行基於自身的軌道計劃的自律移動。(現有技術文獻)專利文獻專利文獻I :日本專利文獻特許第3722493號公報；專利文獻2 :日本專利文獻特開2006-315666號公報。

發明內容
(發明所要解決的問題)但是，對於轉彎控制，在以前的單純的控制方法中，例如如果在轉彎時不小心對方向盤進行了操作，則有可能會損害穩定性。本發明是為了解決該問題而完成的，其目的在於提供一種能夠穩定地執行轉彎動作的同軸二輪車及其控制方法。(用於解決問題的手段)本發明提供一種同軸二輪車，包括驅動單元，驅動被同軸配置的兩輪；轉彎指令輸入單元，輸入轉彎指令；以及控制單元，基於通過所述轉彎指令輸入單元輸入的轉彎指令並根據轉彎增益來控制所述驅動單元，以使所述同軸二輪車執行轉彎動作；當所述同軸二輪車處於向後方向的速度大於等於第一速度的後退狀態時，所述控制單元將所述轉彎增益設定成實質上為零，並且當車速實質上為零時，所述控制單元將所述轉彎增益設定為大於零的值。這裡，優選的是，當所述同軸二輪車處於後退狀態、並且車速位於所述第一速度與零速度之間時，所述控制單元使所述轉彎增益連續地變化。另外，優選的是，所述控制單元關於所述轉彎增益具有前進模式和後退模式，在所述前進模式下，當所述同軸二輪車處於向後方向的速度大於等於第一速度的後退狀態時，所述控制單元將所述轉彎增益設定成實質上為零，並且當車速實質上為零時，所述控制單元將所述轉彎增益設定為大於零的值，在所述後退模式下，當將前方向設為正、將後方向設為負時，所述控制單元使轉彎增益隨著車速值的增大而增大，當車速實質上為零時，將所述轉彎增益設定成實質上為零。這裡，優選的是，在所述控制單元以所述前進模式進行控制、並且所述同軸二輪車正進行後退移動的情況下，當所述同軸二輪車處於非轉彎狀態、並且車速達到比所述第一速度慢的第二速度時，所述控制單元從所述前進模式切換到所述後退模式
另外，優選的是，在所述控制單元以所述後退模式進行控制、並且所述同軸二輪車正進行後退移動的情況下，當所述同軸二輪車處於非轉彎狀態、並且車速達到比所述第二速度慢的第三速度時，所述控制單元從所述後退模式切換到所述前進模式。另外，優選的是，在所述控制單元以所述後退模式進行控制、並且所述同軸二輪車正進行前進移動的情況下，當車速達到轉彎增益在前進模式和後退模式下一致的第四速度時，所述控制單元從所述後退模式切換到所述前進模式。本發明提供一種同軸二輪車的控制方法，所述同軸二輪車的控制方法基於通過所述轉彎指令輸入單元輸入的轉彎指令並根據轉彎增益來控制所述驅動單元，以使所述同軸二輪車執行轉彎動作，其中，當所述同軸二輪車處於向後方向的速度大於等於第一速度的後退狀態時，將所述轉彎增益設定成實質上為零，並且當車速實質上為零時，將所述轉彎增益設定為大於零的值。這裡，優選的是，當所述同軸二輪車處於後退狀態、並且車速位於所述第一速度與零速度之間時，所述轉彎增益連續地變化。另外，優選的是，所述轉彎增益具有前進模式和後退模式，在所述前進模式下，當所述同軸二輪車處於向後方向的速度大於等於第一速度的後退狀態時，將所述轉彎增益設定成實質上為零，並且當車速實質上為零時，將所述轉彎增益設定為大於零的值，在所述後退模式下，當將前方向設為正、將後方向設為負時，使轉彎增益隨著車速值的增大而增大，當車速實質上為零時，將所述轉彎增益設定成實質上為零。另外，優選的是，在以所述前進模式進行控制、並且所述同軸二輪車正進行後退移動的情況下，當所述同軸二輪車處於非轉彎狀態、並且車速達到比所述第一速度慢的第二速度時，從所述前進模式切換到所述後退模式。另外，優選的是，在以所述後退模式進行控制、並且所述同軸二輪車正進行後退移動的情況下，當所述同軸二輪車處於非轉彎狀態、並且車速達到比所述第二速度慢的第三速度時，從所述後退模式切換到所述前進模式。另外，優選的是，在以所述後退模式進行控制、並且所述同軸二輪車正進行前進移動的情況下，當車速達到轉彎增益在前進模式和後退模式下一致的第四速度時，從所述後退模式切換到所述前進模式。另外，本發明的另一方式提供一種同軸二輪車，包括踏板部；承載搭乘者；操作杆部，與所述踏板部連結，並用於操作所述同軸二輪車；轉彎操作部，設置在所述操作杆部上，並用於操作所述同軸二輪車轉彎；以及控制裝置，根據從所述轉彎操作部輸出的操作信號，來進行轉彎控制；所述同軸二輪車的特徵在於，當所述同軸二輪車在行駛時根據來自所述轉彎操作部的操作信號來進行轉彎時，所述控制裝置進行使轉彎半徑增大的轉彎控制。另外，在該另一方式中，優選的是，所述控制裝置包括轉彎控制部，基於來自所述轉彎操作部的操作信號和增益值來計算轉彎速度指令值，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差；以及車速檢測部，檢測車速；當來自所述車速檢測部的所述車速大於等於第一閾值時，所述轉彎控制部使所述增益值隨著所述車速的增大而減小。另外，在該另一方式中，優選的是，所述轉彎控制部使所述增益值與來自所述車速檢測部的所述車速成反比例地減小。·
另外，在該另一方式中，優選的是，所述轉彎控制部使所述增益值與來自所述車速檢測部的所述車速成比例地減小，並且當所述車速大於等於第二閾值時，將所述增益值設定成近似為O。另外，在該另一方式中，優選的是，當所述同軸二輪車在行駛時根據來自所述轉彎操作部的操作信號來進行轉彎時，所述控制裝置降低對來自所述轉彎操作部的操作信號的操作靈敏度。此外，本發明的一個方式提供一種同軸二輪車的控制方法，所述同軸二輪車包括踏板部；承載搭乘者；操作杆部，與所述踏板部連結，並用於操作所述同軸二輪車；轉彎操作部，設置在所述操作杆部上，並用於操作所述同軸二輪車轉彎；以及控制裝置，根據從所述轉彎操作部輸出的操作信號，來進行轉彎控制；所述同軸二輪車的控制方法的特徵在於，包括轉彎控制步驟，當所述同軸二輪車在行駛時根據來自所述轉彎操作部的操作信號來進行轉彎時，使轉彎半徑增大。另外，本發明的一個方式提供一種同軸二輪車，包括車速檢測部，檢測車速；以及轉彎控制部，進行轉彎控制，以使轉彎半徑隨著通過所述車速檢測部檢測出的所述車速的增大而增大；所述同軸二輪車在承載搭乘者的情況下移動，所述同軸二輪車的特徵在於，所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，進行抑制轉彎半徑減小的轉彎控制。另外，在該一個方式中，優選的是，所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，使轉彎速度指令值隨著時間的流逝而減小，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差。另外，在該一個方式中，優選的是，所述轉彎控制部通過減小增益值來減小所述轉彎速度指令值，並且進行設定，以使所述增益值在所述車速為O時為O。另外，在該一個方式中，優選的是，所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，使轉彎速度指令值隨著通過所述車速檢測部檢測出的所述車速的下降而減小，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差。另外，優選的是，所述轉彎控制部在判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制的情況下，(a)當來自所述車速檢測部的所述車速小於預定值時，所述轉彎控制部使轉彎速度指令值隨著時間的流逝而減小，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差，(b)當來自所述車速檢測部的所述車速大於等於預定值時，所述轉彎控制部使所述轉彎速度指令值隨著所述車速的下降而減小。另外，在該一個方式中，優選的是，所述同軸二輪車還包括踏板部，承載搭乘者；操作杆部，與所述踏板部連結，並用於操作所述同軸二輪車；以及轉彎操作部，設置在所述操作杆部上，並用於操作所述同軸二輪車轉彎。另外，在該一個方式中，優選的是，所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，降低對來自所述操作杆部或所述轉彎操作部的操作信號的操作靈敏度，從而抑制所述轉彎半徑減小。另外，在該一個方式中，優選的是，所述同軸二輪車還包括姿勢傳感器，檢測所述同軸二輪車的姿勢值；控制部，基於通過所述姿勢傳感器檢測出的所述姿勢值，來計算姿勢 速度指令值；以及車輪驅動部，基於根據來自所述控制部的所述姿勢速度指令值和來自所述轉彎控制部的所述轉彎速度指令值計算出的車輪速度指令值來對車輪進行旋轉驅動。此外，本發明的一個方式提供一種同軸二輪車的控制方法，包括以下步驟車速檢測步驟，檢測車速；以及轉彎控制步驟，進行轉彎控制，以使轉彎半徑隨著在所述車速檢測步驟中檢測出的所述車速的增大而增大；所述同軸二輪車在承載搭乘者的情況下移動，所述同軸二輪車的控制方法的特徵在於，在所述轉彎控制步驟中，當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，進行抑制轉彎半徑減小的轉彎控制。根據一個方式，能夠進一步提高同軸二輪車的安全係數。(發明的效果)根據本發明，能夠提供一種能夠穩定地執行轉彎動作的同軸二輪車及其控制方法。(符號說明)I檢測器2轉彎操作裝置3控制裝置4驅動單元5報告裝置


圖I是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的車輛控制構成的控制框圖；圖2是用於說明乘員搭乘在本發明的實施方式涉及的同軸二輪車上並執行轉彎動作的情況的圖；圖3是用於說明一般的轉彎增益的坐標圖；圖4是用於說明本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制中的轉彎增益的坐標圖；圖5是用於說明本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制中的轉彎增益的坐標圖；圖6是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制計算法的狀態遷移圖7是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的結構的主視圖；圖8是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的系統結構的一個例子的框圖；圖9示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制裝置的控制框圖；圖10是示出使增益值G與車速V成反比例地逐漸減少的狀態的一個例子的圖；圖11是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制處理流程的一個例子的流程圖；圖12是示出使增益值G與車速V成比例地逐漸減少的狀態的一個例子的圖；圖13是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的系統結構的一個例子的框圖；圖14是示出當在轉彎過程中開始執行了制動控制時使增益值與時間成比例地減 小的狀態的一個例子的圖；圖15是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制處理流程的一個例子的流程圖；圖16是示出當在轉彎過程中開始執行了制動控制時使增益值與車速成比例地減小的狀態的一個例子的圖；圖17是示出本發明的實施方式涉及的同軸二輪車的控制處理流程的一個例子的流程圖。
具體實施例方式(本發明的實施方式一)圖I是示出本實施方式一涉及的同軸二輪車的車輛控制的構成的框圖。檢測器I檢測車輛俯仰(Pitch)角度(姿勢角度)、車輛俯仰角速度(姿勢角速度)、車輛位置、車輛速度等車輛的姿勢信息。轉彎操作裝置2生成車輛的轉彎角度指令以及轉彎角速度指令。轉彎操作裝置2例如接受乘員對方向盤的操作、乘員對轉彎方向盤的操作等，生成與這些操作量相應的轉彎角度指令以及轉彎角速度指令。另外，作為轉彎操作裝置2，也可以應用由本申請人已經提出的技術，即根據車輛由於乘員的重心移動而傾斜的側傾角度輸入轉彎指令的技術(參見上述專利文獻I)。以下，將轉彎角度指令和轉彎角速度指令分別作為橫擺(yaw)角度指令和橫擺角速度指令進行說明。控制裝置3進行控制以使車輛穩定地追隨作為目標值的車輛俯仰角度指令、車輛俯仰角速度指令、車輛位置指令、車輛速度指令。即，控制裝置11基於這些目標值以及從檢測裝置5和轉彎操作裝置6輸入過來的信息來計算使整個系統穩定以不會跌倒所需要的驅動轉矩，並驅動驅動單元4A、4B的各馬達。與驅動單元4A、4B的各馬達的旋轉相伴的車輪的車輪角度和車輪角速度被反饋到控制裝置11。根據這樣的車輛控制結構，通過乘員將重心向前後錯開來進行同軸二輪車的前進後退，通過乘員操作轉彎操作裝置2來進行同軸二輪車的左右轉彎。報告裝置5是通過聲音或光將從前進模式切換到後退模式的情況通知乘員的單兀。由揚聲器等聲音輸出單兀或LED兀件等光輸出單兀構成該報告裝置5。圖2示出乘員搭乘本發明的實施方式一涉及的同軸二輪車而執行轉彎動作的情況。該同軸二輪車10包括分開式踏板11L、11R、車輛主體12、車輪13L、13R、車輪驅動單元14L、14R、方向盤15等。兩個分開式踏板IlLUlR是供駕駛者搭乘的踏板的一個例子。車輛主體12以能夠向側傾方向X改變姿勢的方式分別支承分開式踏板11L、1 IR。一對車輪13L、13R被可旋轉地支承在車輛主體12上。車輪驅動單元14L、14R是對車輪13L、13R進行旋轉驅動的車輪驅動單元的一個具體例子。方向盤15是經由車輛主體12間接地改變分開式踏板IlLUlR的姿勢的操作杆。分開式踏板IlLUlR是供駕駛者分別單腳載放而搭乘的踏板，由其大小與人腳的大小大致相同或稍大的扁平的一對板體製成。車輛主體12被構成為以下的平行連杆機構，該平行連杆機構包括彼此平行地上下配置的車身上部件16和車身下部件17 ;以及彼此平行地左右配置並與車身上部件16和車身下部件17可轉動地連結的一對側面部件18L、18R。在該平行連杆機構的車身上部件16與車身下部件17之間插入一對螺旋彈簧19L、19R，該一對螺旋彈簧19L、19R產生彈簧力，以將車身上部件16、車身下部件17與一對側面部件18L、 18R所形成的角度分別維持為直角。在一對側面部件18L、18R的各外表面分別安裝有車輪驅動單元14L、14R。例如，可通過電動馬達以及以能夠傳遞動力的方式與該電動馬達的旋轉軸連結的減速齒輪系等構成車輪驅動單元14L、14R。各車輪驅動單元14L、14R包括固定在各側面部件18L、18R上的固定部以及旋轉自如地被該固定部支承的旋轉部，在該旋轉部上分別安裝有一對車輪13L、13R。這樣，經由一對車輪驅動單元14L、14R被支承在一對側面部件18L、18R上的一對車輪13LU3R當被放置在平坦的路面上時彼此的旋轉中心重合在同一軸心線上。另外，在車身上部件16和車身下部件17的左右方向上的中心部安裝有操作杆支架24。上前轉動支承軸25的軸頂端部嵌合在設置於車身上部件16的前表面的孔中，並通過貫穿車身上部件16的前表面的固定螺栓7而擰緊固定。在操作杆支架24的前表面部的下中央軸承孔中可轉動地嵌合有下前轉動支承軸29。操作杆支架24可將該下前轉動支承軸29作為轉動中心向側傾方向X轉動。另外，為了根據操作杆支架24向側傾方向X的轉動量(轉動角度)來檢測方向盤15的操作量(轉動量)，在上前轉動支承軸25上安裝有檢測操作杆支架24的傾斜角度的角度檢測傳感器。在操作杆支架24的嵌合部上固定有方向盤15的下端部。方向盤15包括與嵌合部嵌合併固定的方向盤柱35、以及設置在該方向盤柱35的上端部上的方向盤杆36。並且，在方向盤杆36的一個突起部的上端部安裝有轉彎操作環37，該轉彎操作環37能夠控制一對車輪驅動單元14L、14R的驅動。轉彎操作環37用於通過手動操作來控制車輛的轉彎動作，並構成用於轉彎動作的加速環(accelerator ring)。通過將該轉彎操作環37向駕駛者想要轉彎的希望方向轉動，與該操作量相應的信號被輸出到後述的控制裝置。由此，控制裝置能夠根據轉彎操作環37的操作量控制一對車輪驅動單元14L、14R的驅動，使左右的車輪13L、13R之間產生旋轉差，從而以希望的速度進行轉彎行駛。這裡，將向控制裝置輸出的轉彎指令值輸出相對於通過轉彎操作環37、轉彎杆等轉彎動作輸入單元來輸入的轉彎輸入的比稱為轉彎增益。一旦搭乘在同軸二輪車10上的乘員使轉彎杆15傾斜，則施加給左右的馬達18L、18R的轉矩指令或速度指令產生差值，從而能夠進行轉彎動作。例如，在使轉彎杆15向乘員的左側傾斜了的情況下，對發給馬達18L的指令值分配負的轉彎修正值，對發給馬達18R的指令值分配正的轉彎修正值。其結果，右輪胎13R相對於左輪胎13L相對地前進，車輛以及乘員向左側即從上朝下觀察時逆時針方向轉彎。此時，若假設為車輛在前進，則朝向轉彎外側即右側產生的離心力與乘員要倒向左側即轉彎內側的力相平衡，從而能夠以良好的平衡繼續轉彎行駛。然而，若假設為車輛在後退，則左輪胎13L相對於右輪胎13R相對地後退，從上朝下觀察時向逆時針方向轉彎。向轉彎外側即左側產生離心力，無法保持平衡。也可以考慮根據速度向轉彎外側跌倒的情況。參照圖3所示的坐標圖來說明該理由。在圖3所示的坐標圖中，縱軸表示轉彎增 益，橫軸表示車輛速度。在圖3所示的坐標圖中，第一象限和第三象限是乘員的傾斜與離心力相平衡的安全區域，而第二象限和第四象限是兩者不平衡的危險區域。這裡，轉彎增益A取恆定的值而與速度變化無關，因此如果速度為負即車輛處於後退狀態，則進入第二象限的危險區域，成為乘員的傾斜與離心力不平衡的狀態。因此，可以考慮如用轉彎增益B表示的那樣使轉彎增益與速度成比例關係，以使得不會進入作為危險區域的第二象限。但是，在採用了轉彎增益B的情況下，即使速度發生變化也不會進入作為危險區域的第二象限和第四象限的任一者，因此是安全的，但是當速度為零時不能轉彎。即，如果採用轉彎增益B，則同軸二輪車無法原地轉彎，從而會降低便利性。另外，如果轉彎增益的線不連續，則會產生以某速度為界急劇地變換轉彎方向等變得不穩定的問題。圖4的坐標圖示出本實施方式一涉及的同軸二輪車中的轉彎增益。當以大於等於O的速度前進時轉彎增益為恆定的正值K1，速度小於等於V2(V2為負的預定值)情況下的轉彎增益為零。關於速度為O V2的區間，使用單純的比例或二次式等將轉彎增益設定為使其連續地變化(在該例中逐漸增加)。如果這樣設定轉彎增益，則在以小於等於V2的速度後退時，即便使轉彎杆傾斜，轉彎增益也是實質上為零，因此車輛不進行轉彎動作，從而不會產生離心力，能夠預防跌倒的危險性。另一方面，如果當速度為零時使轉彎杆傾斜，則轉彎增益為正值K1，因此能夠進行原地轉彎。並且，如果繼續轉彎動作，並以該狀態進行後退，向後退方向的速度增大，則隨之轉彎增益下降並接近零，因此轉彎動作逐漸變小並停止。如上所述，根據本實施方式一涉及的同軸二輪車的控制方法，產生以下效果能夠在保持原地轉彎的功能的同時避免在後退時的轉彎動作中跌倒等問題。具體地說，在本實施方式一中，在速度小於等於零的情況下逐漸減少轉彎增益，當以大於等於預定速度的速度向後方向移動時，通過禁止轉彎動作，能夠防止產生離心力，從而能夠預防跌倒。乘員在以比較緩慢的速度後退時也向轉彎內側傾斜，從而能夠進行與離心力平衡的穩定的轉彎行駛。此時，通過將車輛速度為零時的轉彎增益設為大於零的值，能夠進行原地轉彎。(本發明的實施方式二)在本實施方式二涉及的同軸二輪車中的轉彎控制中，關於針對轉彎指令輸入的轉彎指令輸出的關係式，包括前進模式和後退模式這兩個系統，並在乘車期間自動地切換模式。
使用附圖來具體地說明本實施方式二涉及的同軸二輪車中的轉彎控制。圖5是示出在該轉彎控制中使用的轉彎增益的坐標圖。該轉彎增益D具有兩個曲線，由用實線表示的前進模式曲線涉及的轉彎增益Dl和用單點劃線表示的後退模式曲線涉及的轉彎增益D2構成。用實線表示的前進模式涉及的轉彎增益Dl與在本發明的實施方式一的轉彎控制中使用的轉彎增益相同。基於與本實施方式一相同的想法，設定用單點劃線表示的後退模式涉及的轉彎增益D2。具體地說，當速度小於作為負值的V3( S卩，向後退方向的速度大於V3而快)時，轉彎增益D2設定為負的恆定值K2。另外，在大於V3的區域中，轉彎增益與速度增大成正比例地增加。當車輛的速度為零時，轉彎增益D2為零。在作為正值的V4(例如，向前進方向5. OKm/h)下，與速度增大成正比例地增大的轉彎增益D2成為K1，從而取與前進模式涉及的轉彎增益Dl相同的值。但是，由於前進模式與後退模式不連續，在本實施方式涉及的轉彎控制中，為了以 不會使乘員感到不連續的方式進行模式切換，使用圖6所示的計算法。圖5所示的轉彎增益D的切換點Pl相當於從前進模式向後退模式的切換，並相當於圖6所示的計算法中的條件一。條件一是指速度大於等於-O. 5Km/h( S卩，向後方以大於等於O. 5Km/h的速度後退)且轉彎杆15位於中立位置的情況。具體地說，在前進模式下，一旦向後直線後退數十釐米則自動地切換到後退模式。此時，如果在使轉彎杆15向左右某一側傾斜了的狀態下進行模式切換，則會使轉彎變得不連續，因此還追加了沒有轉彎即轉彎杆15位於中立位置這樣的條件。此時，也可以使用聲音或光並通過報告裝置5將從前進模式切換到後退模式的情況通知乘員。具體地說，在同軸二輪車的一部分上設置揚聲器等聲音輸出單元或LED元件等光輸出單元，控制裝置3將從前進模式切換到後退模式的情況用作觸發器，向這些聲音輸出單元、光輸出單元發出輸出聲音或光的指令。聲音輸出單元或光輸出單元依照該指令輸出聲音或光。當在前進模式下以使轉彎杆15向左右某一側傾斜了的狀態繼續後退時，仍保持前進模式而不會切換到後退模式，因此會停止進行轉彎。此時，一旦乘員使方向盤返回中立位置，則會發生從前進模式向後退模式的切換。在轉彎增益D的點Pl以及點P2處產生從後退模式向前進模式的切換。例如，點Pl的車輛速度為-I. OKm/h,點P2的車輛速度為-O. 5Km/h。當滿足了圖6所示的計算法的條件二時發生點Pl處的切換。條件二是如圖6所示車輛的速度大於等於-O. 5Km/h(即，向後方大於等於O. 5Km/h的速度)且轉彎杆15位於中立位置的情況。此時，為了防止前進模式與後退模式之間的頻繁切換，優選使點Pl與點P2處的速度不相同而設定預定值以上的差，由此使切換條件具有滯後作用。另一切換點P3是轉彎增益在前進模式和後退模式下均一致的點，並且是在以下情況下發生切換的點在後退模式下向前進的速度增大，轉彎增益D2隨之增大並且轉彎增益D2達到K1。此時，即使在轉彎杆15沒有位於中立位置而是向左右某一側傾斜了的狀態下車輛在進行轉彎動作，與轉彎杆15位於中立位置時相同，模式從後退模式切換到前進模式。在前述的例子中，基於車輛的速度和有無轉彎指令輸入這兩者決定了後退模式與前進模式之間的切換條件，但是不限於此，也可以只根據車輛的速度決定後退模式與前進模式之間的切換條件。如上所述，根據本實施方式二涉及的同軸二輪車的控制方法，產生以下效果能夠在保持原地轉彎的功能的同時避免後退時的轉彎動作中跌倒等問題。在本實施方式中，尤其消除了前進時、停止時、後退時的轉彎與離心力的方向上的矛盾，能夠在任何速度區域實現穩定的轉彎行駛。(本發明的實施方式三)圖7是示出本實施方式三 五涉及的同軸二輪車的結構的主視圖。另外，圖8是示出本實施方式三涉及的同軸二輪車的系統結構的一個例子的框圖。在本說明書中，俯仰軸是指與一對車輪13L、13R的車軸相當的軸。另外，側傾軸是指通過車輛主體12的中心並與同軸二輪車10的行駛方向平行的軸。並且，橫擺軸是指通過車輛主體12的中心並與同軸 二輪車10所行駛的路面E垂直的軸。本實施方式涉及的同軸二輪車10包括車輛主體12、車輪13L、13R、車輪驅動單元14L、14R、操作杆15、轉彎操作環37、以及控制裝置46。操作杆15是通過使其向前後方向傾斜來執行同軸二輪車10的前進或後退操作並通過使其向側傾方向傾斜來執行同軸二輪車10的轉彎操作的操作部。該操作杆15的下端部固定在操作杆支架24上。另外，操作杆15包括方向盤柱35、以及設置在方向盤柱35的上端部上的方向盤杆36。在方向盤杆36的一個突起部的上端部上安裝有轉彎操作環(轉彎操作部)37，該轉彎操作環37能夠控制一對車輪驅動單元14L、14R的驅動。轉彎操作環37內置有當搭乘員向想要轉彎的希望的方向進行了轉動操作時檢測出其操作量以及操作方向的電位計等位置檢測部。另外，轉彎操作環37將與由位置檢測部檢測出的操作量以及操作方向相應的操作信號輸出給控制裝置46。控制裝置46基於來自轉彎操作環37的操作信號，控制一對車輪驅動單元14L、14R的驅動，使得左右的車輪13L、13R之間產生旋轉差。由此，同軸二輪車10能夠以希望的車速以及方向進行轉彎行駛。在左右的車輪13L、13R上分別配置有檢測各車輪13L、13R的車輪速度的車輪速度傳感器20L、20R。車輪速度傳感器20L、20R將檢測出的各車輪13L、13R的車輪速度輸出給控制裝置46。在方向盤杆36的另一突起部的上端部上設置有下車開關38。下車開關38是生成下車輔助開始觸發信號的開關，該下車輔助開始觸發信號成為執行下車輔助控制的觸發器。一旦搭乘者按下下車開關38，則下車輔助開始觸發信號被供應給控制裝置46。控制裝置46響應於下車輔助開始觸發信號，開始執行下車輔助控制。車輛主體12向側傾方向旋轉自如地支承操作杆15。一對車輪13L、13R被同軸配置在與車輛主體12的行駛方向垂直的方向上的兩側，並且被旋轉自如地支承在該車輛主體12上。在車輛主體12的上表面上，在操作杆15的左右兩側設置有兩個踏板部11L、11R。在各踏板部IlLUlR上分別設置有踏板傳感器39L、39R。各踏板傳感器39L、39R例如由重量傳感器構成。各踏板傳感器39L、39R檢測搭乘者的腳是否放在了各踏板部11L、IlR上，當腳放在了踏板部上時將腳檢測信號供應給控制裝置46。車輛主體12被構成為平行連杆機構，該平行連杆機構包括彼此上下平行配置的車身上部件16和車身下部件17 ;以及可轉動地與車身上部件16和車身下部件17連結的一對側面部件18L、18R。該平行連杆機構的車身上部件16與車身下部件17之間插入一對螺旋彈簧19L、19R，該一對螺旋彈簧19L、19R產生彈簧力，以將車身上部件16、車身下部件17與一對側面部件18L、18R所形成的角度分別維持為直角。在一對側面部件18L、18R的各外表面分別安裝有車輪驅動單元14L、14R。車輪驅動單元14L、14R是獨立地旋轉驅動一對車輪13L、13R的車輪驅動單元。例如，可通過車輪驅動馬達以及以能夠傳遞動力的方式與該車輪驅動馬達的旋轉軸連結的減速齒輪來構成各車輪驅動單元14L、14R。在車輛主體12的轉動支承軸25上安裝有角度檢測傳感器31，該角度檢測傳感器31用於檢測操作杆15的操作量(轉動量)。作為角度檢測傳感器31，例如可使用電位計、可變電容器構造的傳感器等。
在作為操作杆15的基部的操作杆支架24的上表面設置有蓄電池40，其中所述蓄電池40表示向一對車輪驅動單元14L、14R、控制裝置46、其他電子設備、以及電氣裝置等供應電力的電源40的一個具體例子。蓄電池40被電源蓋41覆蓋。在車身上部件16的框體部中內置有驅動電路44L、44R，該驅動電路44L、44R用於驅動一對車輪驅動單元14L、14R。另外，在車身下部件17上設置有姿勢傳感器單元45和控制裝置46，姿勢傳感器單元45是檢測車輛主體12、操作杆15等的姿勢並輸出這些檢測信號的姿勢檢測單元，控制裝置46輸出用於驅動控制一對車輪驅動單元14L、14R的控制信號。控制裝置46基於來自轉彎操作環37的操作信號、來自姿勢傳感器單元45的檢測信號、來自角度檢測傳感器31的檢測信號、來自下車開關38的下車輔助開始觸發信號、來自踏板傳感器39的腳檢測信號等執行預定的計算處理，並將必要的控制信號輸出給一對車輪驅動單元14L、14R。如圖8所示,控制裝置46例如包括具有微型計算機(CPU)的計算電路47以及具有程序存儲器、數據存儲器、其他RAM、ROM等的存儲裝置48。在控制裝置46上連接有蓄電池40、以及一對驅動電路44L、44R。另外，蓄電池40與一對驅動電路44L、44R經由緊急停止開關49相連接。一對驅動電路44L、44R獨立地控制一對車輪13L、13R的旋轉速度、旋轉方向等，一對車輪驅動單元14L、14R分別連接於這些驅動電路44L、44R。控制裝置46被供應來自轉彎操作環37的操作信號、來自角度檢測傳感器31的檢測信號、來自姿勢傳感器單元45的檢測信號、來自下車開關38的下車輔助開始觸發信號、來自踏板傳感器39的腳檢測信號。姿勢傳感器單元45例如檢測同軸二輪車10在行駛時的車輛主體12的俯仰角度β、俯仰角速度β d、加速度等。另外，姿勢傳感器單元45例如包括陀螺傳感器、加速度傳感器。一旦使操作杆15向前方或後方傾斜則車輛主體12的踏板部IlLUlR就會向相同方向傾斜，但是該姿勢傳感器單元45檢測與該傾斜相對應的俯仰角速度3d、加速度。控制裝置46基於通過姿勢傳感器單元45檢測出的車輛主體12的俯仰角速度β d、加速度來驅動控制車輪驅動單元14L、14R，以使車輛向操作杆15的傾斜方向移動。圖9示出本實施方式三 五涉及的同軸二輪車的控制裝置的控制框圖。控制裝置46的計算電路47包括檢測同軸二輪車10的車速V的車速檢測部46a、計算姿勢速度指令值Vp的控制部46b、以及計算轉彎速度指令值Vr的轉彎控制部46c。車速檢測部46a基於從車輪速度傳感器20L、20R輸出過來的各車輪13L、13R的車輪速度進行公知的計算處理，從而檢測出同軸二輪車10的車速V。控制部46b基於通過姿勢傳感器單元45檢測出的車輛主體12的俯仰角度β、俯仰角速度Pd、俯仰角度指令值βι·、俯仰角速度指令值β dr並使用下述式(I)來計算姿勢速度指令值Vp。姿勢速度指令值Vp = Kpp · (β r-β )+Kdp · (β dr-β d)+KipS · (β r-β )dt 式(I)在上述式(I)中，Kpp、Kdp以及KipS是控制增益參數，被設定適當的值。另外，·控制部46b進行PID控制，以使得被輸入了的俯仰角度指令值β r以及俯仰角速度指令值β(1Γ與被檢測出的俯仰角度β以及俯仰角速度Pd之間的各自差分別收斂於O。例如，進行如下的PID控制俯仰角度指令值β r以及俯仰角速度指令值β dr被設定為0，由於搭乘者的重心移動而產生的車輛主體12的俯仰角度β以及俯仰角速度i3d為O。另外，上面說明了控制部46b進行PID控制的情況，但是不限於此，也可以進行狀態反饋控制、H c 控制、模糊控制等。轉彎控制部46c基於胎面寬度Lt、橫擺角度指令值Y dr、車輪半徑Rw並使用下述式(2)來計算轉彎速度指令值Vr。轉彎速度指令值Vr = Lt · Y dr/Rw 式(2)這裡，胎面寬度Lt以及車輪半徑Rw是預先存儲在存儲裝置48中。另外，轉彎控制部46c基於後述的增益值G、來自轉彎操作環37的操作量X並使用下述式(3)來計算上述式(2)中的橫擺角度指令值Y dr。橫擺角度指令值Y dr = G · X 式(3)另外，轉彎控制部46c基於來自轉彎操作環37的操作量X來計算橫擺角度指令值Ydr，但是也可以基於來自角度檢測傳感器31的操作信號X來計算橫擺角度指令值Ydr。控制裝置46基於通過控制部46b計算出的姿勢速度指令值Vp、通過轉彎控制部46c計算出的轉彎速度指令值Vr並使用下述式(4)來計算左車輪速度指令值VL。左車輪速度指令值VL =姿勢速度指令值Vp-轉彎速度指令值Vr式(4)控制裝置46將計算出的左車輪速度指令值VL經由驅動電路44L輸出給左側的車輪驅動單元14L。車輪驅動單元14L基於左車輪速度指令值VL控制車輪驅動馬達，從而控制左車輪13L的旋轉。另一方面，控制裝置46基於通過控制部46a計算出的姿勢速度指令值Vp、通過轉彎控制部46c計算出的轉彎速度指令值Vr並使用下述式(5)來計算右車輪速度指令值VR。右車輪速度指令值VR =姿勢速度指令值Vp+轉彎速度指令值Vr式(5)控制裝置46將計算出的右車輪速度指令值VR經由驅動電路44R輸出給右側的車輪驅動單元14R。車輪驅動單元14R基於右車輪速度指令值VR控制車輪驅動馬達，從而控制右車輪13R的旋轉。
如上所述，控制裝置46控制一對車輪驅動單元14L、14R的驅動，從而使左右的車輪13L、13R之間產生旋轉差。由此，能夠以希望的車速以及轉彎方向控制同軸二輪車10的轉彎行駛。例如，轉彎控制部46c可通過減小上述式(3)中的增益值G來減小轉彎速度指令值Vr。由此，左車輪速度指令值VL與右車輪速度指令值VR之差減小，左右的車輪13L、13R之間的旋轉差減小，從而能夠使同軸二輪車10的轉彎半徑增大。然而，在以往的同軸二輪車行駛的狀態下，例如，如果搭乘者操作轉彎操作環而使同軸二輪車轉彎，則同軸二輪車由於其離心力恐怕會向轉彎外側跌倒。尤其是，當搭乘員不小心操作了轉彎操作環時，由於搭乘者使其重心位置相對於車身向轉彎內側傾斜的預備動作不夠充分，恐怕會如上述那樣向轉彎外側跌倒。因此，在本實施方式三涉及的同軸二輪車10中，如果在行駛時響應於來自轉彎操作環37的操作信號進行轉彎控制，則控制裝置46控制車輪驅動單元14L、14R的驅動，以使轉彎半徑比通常時大。由此，由於能夠恰當地抑制轉彎時的離心力，因此例如即使是在搭乘者在行駛時不小心操作了轉彎操作環37的情況下，也能夠可靠地防止向轉彎外側跌倒。即，能夠進一步提高同軸二輪車10的安全係數。 例如，優選的是，如果在行駛時響應於來自轉彎操作環37的操作信號而進行轉彎控制，則當來自車速檢測部46a的車速V大於等於第一閾值Va時，控制裝置46使增益值G隨著車速V的增大而逐漸減少。由此，能夠恰當地抑制同軸二輪車10轉彎時的離心力。更具體地說，優選的是，如果在行駛時響應於來自轉彎操作環37的操作信號而進行轉彎控制，則當來自車速檢測部46a的車速V大於等於第一閾值Va時，控制裝置46使增益值G與車速V成反比例地逐漸減少(參見圖10)。換言之，優選的是，如果在行駛時響應於來自轉彎操作環37的操作信號而進行轉彎控制，則當來自車速檢測部46a的車速V大於等於第一閾值Va時，控制裝置46使增益值G發生變化，以使車速V與增益值G之積成為恆定值。另外，當車速V小於第一閾值Va時，增益值G成為恆定值C。由此，能夠使增益值G相對於車速V平滑地發生變化。因而，能夠使得響應於轉彎操作環37的操作的同軸二輪車10的轉彎動作更加自然且平滑，因此可實現更好的操作性。另外，如圖10所示，當車速V位於高速區域時，與該車速V對應的增益值G收斂於小值而不會成為O。因而，同軸二輪車10在高速區域也可稍微地進行轉彎，因此搭乘者能夠自然地感覺到以安全為目的而限制轉彎的情況。接著，說明本實施方式三涉及的同軸二輪車10的控制處理流程。圖11是示出本實施方式三涉及的同軸二輪車的控制處理流程的一例子的流程圖。如圖11所示，一旦搭乘者進行轉動操作，則轉彎操作環37將與其操作量以及操作方向相應的操作信號輸出給控制裝置46(步驟S100)。接著，控制裝置46的轉彎控制部46c在行駛過程中判斷來自車速檢測部46a的車速V是否大於等於第一閾值Va (步驟S101)。當判斷為來自車速檢測部46a的車速V小於第一閾值Va時(步驟SlOl的否)，如圖10所示，轉彎控制部46a將增益值G設為恆定值C (步驟S102)，進入到下面步驟(步驟S104)。
另一方面，當判斷為來自車速檢測部46a的車速V大於等於第一閾值Va時(步驟SlOl的是)，如圖10所示，轉彎控制部46c使增益值G與車速V成反比例地逐漸減少(步驟S103)，進入到下面的步驟(步驟S104)。這樣，通過使增益值G與車速V成反比例地逐漸減少，能夠使轉彎速度指令值Vr減小，使左車輪速度指令值VL與右車輪速度指令值VR之差減小，使左右的車輪13L、13R之間的旋轉差減小。因而，能夠使 同軸二輪車10轉彎時的轉彎半徑增大，適當地抑制其離心力。轉彎控制部46c基於上述計算出的增益值G、來自轉彎操作環37的操作量X來計算出轉彎速度指令值Vr (步驟S104)。接著，轉彎控制部46c基於來自控制部46b的姿勢速度指令值Vp和計算出的轉彎速度指令值Vr來計算出左右的車輪速度指令值VL、VR，並將其經由驅動電路44L、44R輸出到車輪驅動單元14L、14R (步驟S105)。各車輪驅動單元14L、14R控制左右的車輪13L、13R，從而以希望的車速以及轉彎方向控制同軸二輪車10的轉彎行駛(步驟S106)。以上，在本實施方式三涉及的同軸二輪車10中，如果在行駛時響應於來自轉彎操作環37的操作信號而進行轉彎控制，則控制裝置46控制車輪驅動單元14L、14R的驅動以使轉彎半徑比通常時大。由此，能夠恰當地抑制同軸二輪車10轉彎時的離心力，因此即使是在搭乘者在行駛時不小心操作了轉彎操作環37的情況下，也能夠可靠地防止向轉彎外側跌倒。即，能夠進一步提高同軸二輪車10的安全係數。另外，例如，在上述實施方式三中，也可以是，當來自車速檢測部46a的車速V大於等於第一閾值Va時，控制裝置46使增益值G與車速V成比例地逐漸減少，並且當車速V大於等於第二閾值Vb時，控制裝置46將增益值G設定為近似O (參見圖12)。另外，如圖12所示，增益值G相對於車速V以具有充分緩慢的斜率的一次式逐漸減少。並且，在上述實施方式三中，如果在行駛時響應於來自轉彎操作環37的操作信號而進行轉彎控制，則控制裝置46通過減小增益值G來使轉彎半徑比通常時大，但不限於此，例如也可以通過降低對來自轉彎操作環37的操作信號的操作靈敏度來增大轉彎半徑。即，只要能夠使轉彎時的轉彎半徑增大，從而能夠恰當地抑制同軸二輪車10的離心力，則可以應用任何方法。(本發明的實施方式四)圖13是示出本實施方式四涉及的同軸二輪車的系統結構的一個例子的框圖。本實施方式涉及的同軸二輪車10包括車輛主體12、車輪13L、13R、車輪驅動單元14L、14R、操作杆15、以及控制裝置46。在操作杆15的轉動支承軸25上安裝有角度檢測傳感器31。作為角度檢測傳感器31，例如可應用電位計、可變電容器構造的傳感器等。當搭乘者向想要轉彎的希望的方向轉動了操作杆15時，角度檢測傳感器31檢測出其操作量以及操作方向(參見圖7)。角度檢測傳感器31將與檢測出的操作量以及操作方向相應的操作信號供應給控制裝置46。控制裝置46根據來自角度檢測傳感器31的操作信號，來控制一對車輪驅動單元14L、14R的驅動，使得左右的車輪13L、13R之間產生旋轉差。由此，同軸二輪車10能夠以希望的車速以及方向進行轉彎行駛。在方向盤杆36的另一突起部的上端部上設置有停止開關38，該停止開關38用於使同軸二輪車10減速停止。停止開關38是生成制動控制開始觸發信號的開關，該制動控制開始觸發信號成為使控制裝置46執行制動控制的觸發器。一旦搭乘者按下停止開關38，則停止開關38將制動控制開始觸發信號供應給控制裝置46。控制裝置46響應於來自停止開關38的制動控制開始觸發信號，開始執行使同軸二輪車10減速的制動控制。另外，也可以是，控制裝置46響應於來自停止開關38的制動控制開始觸發信號，執行制動控制，並且執行輔助搭乘者下車的下車輔助控制。控制裝置46基於來自轉彎操作環37的操作信號、來自姿勢傳感器單元45的檢測信號、來自角度檢測傳感器31的檢測信號、來自停止開關38的制動控制開始觸發信號、來自踏板傳感器39的腳檢測信號等執行預定的計算處理，並將必要的控制信號輸出給一對車輪驅動單元14L、14R。控制裝置46被供應來自轉彎操作環37的操作信號、來自角度檢測傳感器31的操作信號、來自姿勢傳感器單元45的檢測信號、來自停止開關38的制動控制開始觸發信號、 來自踏板傳感器39的腳檢測信號。然而，為了得到自然的轉向感，通常，控制裝置46隨著通過車速檢測部46a檢測出的車速V的增大而進行使轉彎半徑增大的轉彎控制。但是，如果僅進行該轉彎控制，則在以往的同軸二輪車中，例如一旦在轉彎過程中被執行制動(減速)控制而車速下降，則轉彎半徑減小，從而會產生車輛的捲入動作(rolling-in movement)這樣的不自然的動作。該不自然的捲入動作導致同軸二輪車的操作性下降，從而恐怕會導致安全係數下降。因此，在本實施方式四涉及的同軸二輪車10中，控制裝置46—旦判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制，則進行抑制轉彎半徑減小的轉彎控制。由此，能夠抑制如上述那樣在轉彎過程中進行減速時發生的不自然的捲入動作。因而，能夠實現更自然的操作性，從而能夠提高同軸二輪車10的安全係數。例如，控制裝置46的轉彎控制部46c在通常行駛時將增益值G設定為恆定值C (圖14的(I))並使用上述的式(2)以及式(3)來計算轉彎速度指令值Vr。另一方面，一旦判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制(制動控制開始時刻tl)，則轉彎控制部46c使增益值G與時間成比例地減小(圖14的(2))。由此，轉彎速度指令值Vr減小，左車輪速度指令值VL與右車輪速度指令值VR之差減小，左右的車輪13L、13R之間的旋轉差減小。因而，能夠抑制同軸二輪車10的轉彎半徑減小，從而能夠抑制上述的轉彎過程中進行減速時發生的不自然的捲入動作。轉彎控制部46c在開始執行制動控制之後該制動控制結束而車速V大致成為O的制動控制結束目標時刻t2處進行使增益值G成為O的設定。在開始執行制動控制之後，由於來自路面E的擾動(凹凸等)、搭乘者的姿勢混亂等，同軸二輪車10有可能會早於制動控制結束目標時刻t2完成停止。因而，考慮到該情況，優選的是，轉彎控制部46c實際上在制動控制結束目標時刻t2之前進行使增益值G成為O的設定。接著，說明本實施方式四涉及的同軸二輪車10的控制處理流程。圖15是示出本實施方式四涉及的同軸二輪車的控制處理流程的一個例子的流程圖。一旦搭乘者按下停止開關38，則制動控制開始觸發信號被供應給控制裝置46。控制裝置46響應於制動控制開始觸發信號，開始執行使同軸二輪車10減速的制動控制(步驟 SL00)。
接著，控制裝置46的轉彎控制部46c基於來自轉彎操作環37 (或角度檢測傳感器31)的操作信號來判斷同軸二輪車10是否處於轉彎過程中(步驟S101)。當判斷為同軸二輪車10未處於轉彎過程中時(步驟SlOl的否)，轉彎控制部46c將增益值G設為恆定值C (步驟S102)，進入下面的步驟(步驟S104)。另一方面，當判斷為同軸二輪車10處於轉彎過程中時(步驟SlOl的是)，如圖14的(2)所示，轉彎控制部46c使增益值G與時間成比例地減小(步驟S103)，進入下面的步驟(步驟S104)。這樣，通過使增益值G與時間成比例地減小，能夠使轉彎速度指令值Vr減小，使左車輪速度指令值VL與右車輪速度指令值VR之差減小，使左右的車輪13L、13R之間的旋轉差減小。因而，能夠抑制同軸二輪車10在執行制動控制時轉彎半徑減小，從而能夠適當地抑制轉彎行駛軌跡在減速時向轉彎內側捲入。接著，轉彎控制部46c基於上述計算出的增益值G、來自轉彎操作環37的操作量X·來計算轉彎速度指令值Vr (步驟S104)。之後，轉彎控制部46c基於來自控制部46b的姿勢速度指令值Vp、計算出的轉彎速度指令值Vr來計算出左右的車輪速度指令值VL、VR，並將其經由驅動電路44L、44R輸出給車輪驅動單元14L、14R(步驟S105)。車輪驅動單元14L、14R控制左右的車輪13L、13R的旋轉，從而以希望的車速以及轉彎方向控制同軸二輪車10的轉彎行駛(步驟S106)。以上，在本實施方式四涉及的同軸二輪車10中，如果判斷為在轉彎過程中開始實行了制動控制，則控制裝置46使增益值G與時間成比例地減小，進行抑制轉彎半徑減小的轉彎控制。由此，能夠抑制在轉彎過程中進行減速時發生不自然的捲入動作。因而，能夠實現更自然的操作性，從而能夠提高同軸二輪車10的安全係數。(本發明的實施方式五)上述實施方式四涉及的同軸二輪車10的控制裝置46—旦判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制，則使增益值G與時間成比例地減小，而本實施方式五涉及的同軸二輪車10的控制裝置46 —旦判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制，則使增益值G與車速V成比例地減小(參見圖16)。更具體地說，轉彎控制部46c首先保持開始執行制動控制時的車速VI。然後，轉彎控制部46c基於其車速Vl和增益值G(=恆定值C)計算出在轉彎過程中進行制動控制時的增益值G與車速V之間的比例係數α (a = C/V1)，並導出增益值G與車速V之間的關係式(6)。增益值G =車速 V · (C/V1) 式(6)轉彎控制部46c基於通過上述式(6)計算出的增益值G，並使用上述式(2)以及式
(3)來計算出轉彎速度指令值Vr。由此，隨著由於執行制動控制而車速V下降，使轉彎速度指令值Vr減小，使左車輪速度指令值VL與右車輪速度指令值VR之差減小，從而能夠使左右的車輪13L、13R之間的旋轉差減小。因而，能夠抑制同軸二輪車10在執行制動控制時轉彎半徑減小，從而能夠抑制轉彎行駛軌跡在減速時向轉彎內側捲入。如圖16所示，當開始執行制動控制時的車速V2某種程度大時(圖16的單點劃線
(3))，可進行更大的減速。因而，可使增益值G以適當的斜率減小，使轉彎速度指令值Vr減小，從而能夠進行恰當的轉彎控制。另一方面，當開始執行制動控制時的車速V3小時(圖16的虛線⑷)，使增益值G急劇地減小,從而轉彎速度指令值Vr減小。因此，一旦判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制，則(a)當來自車速檢測部46a的車速V小於預定值Va時，轉彎控制部46c使增益值G隨著時間的流逝而減小，從而使轉彎速度指令值Vr減小；另一方面，(b)當來自車速檢測部46a的車速V大於等於預定值Va時，轉彎控制部46c使增益值G隨著車速V下降而減小，從而使轉彎速度指令值Vr減小。由此，能夠在開始執行制動控制時的車速VL小時實現更自然的轉彎控制。在本實施方式五涉及的同軸二輪車10中，其他結構與本實施方式四涉及的同軸二輪車10大致相同，因此省略其詳細說明。圖17是示出本實施方式五涉及的同軸二輪車的控制處理流程的一個例子的流程 圖。 如圖17所示，一旦搭乘者按下停止開關38，則制動控制開始觸發信號被供應給控制裝置46。控制裝置46響應於制動控制開始觸發信號，開始執行制動控制(步驟S200)。接著，控制裝置46的轉彎控制部46c基於來自轉彎操作環37 (或角度檢測傳感器31)的操作信號來判斷同軸二輪車10是否處於轉彎過程中(步驟S201)。當判斷為同軸二輪車10未處於轉彎過程中時(步驟S201的否)，轉彎控制部46c將增益值G設為恆定值C (步驟S202)，進入到下面步驟(步驟S206)。另一方面，當判斷為同軸二輪車10處於轉彎過程中時(步驟S201的是)，轉彎控制部46c判斷開始執行制動控制時的車速V是否大於等於預定值Va (步驟S203)。當判斷為開始執行制動控制時的車速V大於等於預定值Va (步驟S203的是)時，如圖16所示，(b)轉彎控制部46c使增益值G隨著車速V下降而減小(步驟S204)，並進入到下面的步驟(步驟S206)。另一方面，當判斷為開始執行制動控制時的車速V小於預定值Va(步驟S203的否)時，如圖14所示，(a)轉彎控制部46c使增益值G隨著時間的流逝而減小(步驟S205)，並進入到下面的步驟(步驟S206)。接著，轉彎控制部46c基於上述計算出的增益值G、來自轉彎操作環37的操作量X來計算出轉彎速度指令值Vr (步驟S206)。之後，轉彎控制部46c基於來自控制部46b的姿勢速度指令值Vp、計算出的轉彎速度指令值Vr來計算出左右的車輪速度指令值VL、VR，並將其經由驅動電路44L、44R輸出給車輪驅動單元14L、14R(步驟S207)。車輪驅動單元14L、14R控制左右的車輪13L、13R的旋轉，從而以希望的車速以及轉彎方向控制同軸二輪車10的轉彎行駛(步驟S208)。以上，在本實施方式五涉及的同軸二輪車10中，如果判斷為在轉彎過程中開始實行了制動控制，則(a)當來自車速檢測部46a的車速V小於預定值Va時，控制裝置46使增益值G隨著時間的流逝而減小，從而使轉彎速度指令值Vr減小；另一方面，(b)當來自車速檢測部46a的車速V大於等於預定值Va時，控制裝置46使增益值G隨著車速V下降而減小，從而使轉彎速度指令值Vr減小。由此，能夠抑制同軸二輪車10在執行制動控制時轉彎半徑減小，能夠抑制在轉彎過程中進行減速時發生不自然的捲入動作。因而，能夠實現更自然的操作性，從而能夠提高同軸二輪車10的安全係數。
以上，參照實施方式來說明了本發明，但是本發明不限於上述記載。可在發明的範圍內，對本發明的結構和詳細情況進行本領域技術人員可想到的各種變更。例如，在上述的實施方式四以及實施方式五中，控制裝置46 —旦判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制，則使增益值G減小，從而抑制轉彎半徑的減小，但不限於此，也可以通過降低對來自轉彎操作環37或角度檢測傳感器31(操作杆15)的操作信號的操作靈敏度來抑制轉彎半徑的減小。S卩，只要當在轉彎過程中進行制動控制時，能夠抑制轉彎半徑的減小，從而能夠抑制同軸二輪車10發生不自然的捲入動作，則可以應用任何方法。
另外，在上述的實施方式四以及實施方式五中，控制裝置46將來自停止開關38的制動控制開始觸發信號作為觸發器而開始執行制動控制，但不限於此，也可以響應於任意的觸發信號來開始執行制動控制。
權利要求
1.一種同軸二輪車，其特徵在於，包括車速檢測部，檢測車速；以及轉彎控制部，進行轉彎控制，以使轉彎半徑隨著通過所述車速檢測部檢測出的所述車速的增大而增大； 所述同軸二輪車在承載搭乘者的情況下移動，並且， 所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，進行抑制轉彎半徑減小的轉彎控制。
2.如權利要求I所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，使轉彎速度指令值隨著時間的流逝而減小，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差。
3.如權利要求2所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述轉彎控制部通過減小增益值來減小所述轉彎速度指令值，並且進行設定，以使所述增益值在所述車速為O時為O。
4.如權利要求I所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，使轉彎速度指令值隨著通過所述車速檢測部檢測出的所述車速的下降而減小，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差。
5.如權利要求I所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述轉彎控制部在判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制的情況下， (a)當來自所述車速檢測部的所述車速小於預定值時，所述轉彎控制部使轉彎速度指令值隨著時間的流逝而減小，該轉彎速度指令值用於決定兩輪間的車輪速度差， (b)當來自所述車速檢測部的所述車速大於等於預定值時，所述轉彎控制部使所述轉彎速度指令值隨著所述車速的下降而減小。
6.如權利要求I所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述同軸二輪車還包括 踏板部，承載搭乘者； 操作杆部，與所述踏板部連結，並用於操作所述同軸二輪車；以及 轉彎操作部，設置在所述操作杆部上，並用於操作所述同軸二輪車轉彎。
7.如權利要求6所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述轉彎控制部當判斷為在轉彎過程中開始執行了制動控制時，降低對來自所述操作杆部或所述轉彎操作部的操作信號的操作靈敏度，從而抑制所述轉彎半徑減小。
8.如權利要求I所述的同軸二輪車，其特徵在於， 所述同軸二輪車還包括 姿勢傳感器，檢測所述同軸二輪車的姿勢值； 控制部，基於通過所述姿勢傳感器檢測出的所述姿勢值，來計算姿勢速度指令值；以及 車輪驅動部，基於根據來自所述控制部的所述姿勢速度指令值和來自所述轉彎控制部的轉彎速度指令值計算出的車輪速度指令值來對車輪進行旋轉驅動。
9.一種同軸二輪車的控制方法，包括以下步驟車速檢測步驟，檢測車速；以及轉彎控制步驟，進行轉彎控制，以使轉彎半徑隨著在所述車速檢測步驟中檢測出的所述車速的增大而增大；所述同軸二輪車在承載搭乘者的情況下移動，所述同軸二輪車的控制方法的特徵在於，在所述轉彎控制步驟中，當判斷為在轉彎 過程中開始執行了制動控制時，進行抑制轉彎半徑減小的轉彎控制。
全文摘要
提供一種能夠穩定地執行轉彎動作的同軸二輪車及其控制方法。本發明涉及的同軸二輪車包括驅動單元，驅動被同軸配置的兩輪；轉彎指令輸入單元，輸入轉彎指令；以及控制單元，基於被轉彎指令輸入單元輸入的轉彎指令並根據轉彎增益來控制驅動單元，使所述同軸二輪車執行轉彎動作。控制單元優選的是當所述同軸二輪車處於向後方向的速度大於等於第一速度的後退狀態時，控制單元將轉彎增益設定成實質上為零，並且當車速實質上為零時，控制單元將所述轉彎增益設定為大於零的值。
文檔編號B62K3/00GK102897260SQ201210345519
公開日2013年1月30日 申請日期2009年6月5日 優先權日2008年7月29日
發明者及川晉 申請人:豐田自動車株式會社