同轴二轮车及其控制方法

专利名称：同轴二轮车及其控制方法
技术领域：
本发明涉及同轴二轮车以及同轴二轮车的控制方法，尤其涉及转弯行驶技术。
背景技术：
近年来开发了一种移动体，其使用陀螺传感器、加速度传感器等来检测自身的姿 势信息，基于检测出的姿势信息进行驱动控制。在这种移动体中，根据陀螺传感器和加速度 传感器的检测信号检测出自身的姿势信息，通过对倒摆姿势的控制原理或者双足步行机器 人控制的ZMP(Zer0M0ment Point 零力矩点)控制原理来计算对马达的旋转指令并向马达 控制装置发送旋转指令数据，以保持自身的姿势。通过这样的反馈控制保持自身的姿势，并 能够基于搭乘员的重心姿势变化来行驶。例如，提出了具有各种车身构成、车辆构造的行驶装置，这些行驶装置是供人搭乘 并行驶的行驶装置，其检测自身的姿势信息并基于检测出的姿势信息进行驱动控制。例如， 专利文献1和专利文献2公开了两个车轮同轴配置的同轴二轮车。这样的同轴二轮车在构 造上前后不稳，具有基于来自姿势传感器的反馈进行车轮控制从而使姿势稳定的特点。另 外，关于前进、后退、左右转弯等车辆操作，根据基于乘员的重心移动的指示、基于踏板的倾 斜度的指示、来自操纵杆的指示等进行。或者，也有时进行基于来自外部的指令输入的远程 操作、或进行基于自身的轨道计划的自律移动。(现有技术文献)专利文献专利文献1 日本专利文献特许第3722493号公报；专利文献2 日本专利文献特开2006-315666号公报。

发明内容
(发明所要解决的问题)但是，对于转弯控制，在以前的单纯的控制方法中，例如如果在转弯时不小心对方 向盘进行了操作，则有可能会损害稳定性。本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于提供一种能够稳定地执行转弯动 作的同轴二轮车及其控制方法。(用于解决问题的手段)本发明提供一种同轴二轮车，包括驱动单元，驱动被同轴配置的两轮；转弯指令 输入单元，输入转弯指令；以及控制单元，基于通过所述转弯指令输入单元输入的转弯指令 并根据转弯增益来控制所述驱动单元，以使所述同轴二轮车执行转弯动作；当所述同轴二 轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退状态时，所述控制单元将所述转弯增益 设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，所述控制单元将所述转弯增益设定为大于 零的值。这里，优选的是，当所述同轴二轮车处于后退状态、并且车速位于所述第一速度与零速度之间时，所述控制单元使所述转弯增益连续地变化。另外，优选的是，所述控制单元关于所述转弯增益具有前进模式和后退模式，在所 述前进模式下，当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退状态时， 所述控制单元将所述转弯增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，所述控制单 元将所述转弯增益设定为大于零的值，在所述后退模式下，当将前方向设为正、将后方向设 为负时，所述控制单元使转弯增益随着车速值的增大而增大，当车速实质上为零时，将所述 转弯增益设定成实质上为零。这里，优选的是，在所述控制单元以所述前进模式进行控制、并且所述同轴二轮车 正进行后退移动的情况下，当所述同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第一 速度慢的第二速度时，所述控制单元从所述前进模式切换到所述后退模式另外，优选的是，在所述控制单元以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车 正进行后退移动的情况下，当所述同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第二 速度慢的第三速度时，所述控制单元从所述后退模式切换到所述前进模式。另外，优选的是，在所述控制单元以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车 正进行前进移动的情况下，当车速达到转弯增益在前进模式和后退模式下一致的第四速度 时，所述控制单元从所述后退模式切换到所述前进模式。本发明提供一种同轴二轮车的控制方法，所述同轴二轮车的控制方法基于通过所 述转弯指令输入单元输入的转弯指令并根据转弯增益来控制所述驱动单元，以使所述同轴 二轮车执行转弯动作，其中，当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的 后退状态时，将所述转弯增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，将所述转弯增 益设定为大于零的值。这里，优选的是，当所述同轴二轮车处于后退状态、并且车速位于所述第一速度与 零速度之间时，所述转弯增益连续地变化。另外，优选的是，所述转弯增益具有前进模式和后退模式，在所述前进模式下，当 所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退状态时，将所述转弯增益设 定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，将所述转弯增益设定为大于零的值，在所述后 退模式下，当将前方向设为正、将后方向设为负时，使转弯增益随着车速值的增大而增大， 当车速实质上为零时，将所述转弯增益设定成实质上为零。另外，优选的是，在以所述前进模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行后退移 动的情况下，当所述同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第一速度慢的第二 速度时，从所述前进模式切换到所述后退模式。另外，优选的是，在以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行后退移 动的情况下，当所述同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第二速度慢的第三 速度时，从所述后退模式切换到所述前进模式。另外，优选的是，在以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行前进移 动的情况下，当车速达到转弯增益在前进模式和后退模式下一致的第四速度时，从所述后 退模式切换到所述前进模式。另外，本发明的另一方式提供一种同轴二轮车，包括踏板部；承载搭乘者；操作 杆部，与所述踏板部连结，并用于操作所述同轴二轮车；转弯操作部，设置在所述操作杆部上，并用于操作所述同轴二轮车转弯；以及控制装置，根据从所述转弯操作部输出的操作信 号，来进行转弯控制；所述同轴二轮车的特征在于，当所述同轴二轮车在行驶时根据来自所 述转弯操作部的操作信号来进行转弯时，所述控制装置进行使转弯半径增大的转弯控制。另外，在该另一方式中，优选的是，所述控制装置包括转弯控制部，基于来自所述 转弯操作部的操作信号和增益值来计算转弯速度指令值，该转弯速度指令值用于决定两轮 间的车轮速度差；以及车速检测部，检测车速；当来自所述车速检测部的所述车速大于等 于第一阈值时，所述转弯控制部使所述增益值随着所述车速的增大而减小。另外，在该另一方式中，优选的是，所述转弯控制部使所述增益值与来自所述车速 检测部的所述车速成反比例地减小。另外，在该另一方式中，优选的是，所述转弯控制部使所述增益值与来自所述车速 检测部的所述车速成比例地减小，并且当所述车速大于等于第二阈值时，将所述增益值设 定成近似为0。另外，在该另一方式中，优选的是，当所述同轴二轮车在行驶时根据来自所述转弯 操作部的操作信号来进行转弯时，所述控制装置降低对来自所述转弯操作部的操作信号的 操作灵敏度。此外，本发明的一个方式提供一种同轴二轮车的控制方法，所述同轴二轮车包括 踏板部；承载搭乘者；操作杆部，与所述踏板部连结，并用于操作所述同轴二轮车；转弯操 作部，设置在所述操作杆部上，并用于操作所述同轴二轮车转弯；以及控制装置，根据从所 述转弯操作部输出的操作信号，来进行转弯控制；所述同轴二轮车的控制方法的特征在于， 包括转弯控制步骤，当所述同轴二轮车在行驶时根据来自所述转弯操作部的操作信号来进 行转弯时，使转弯半径增大。另外，本发明的一个方式提供一种同轴二轮车，包括车速检测部，检测车速；以 及转弯控制部，进行转弯控制，以使转弯半径随着通过所述车速检测部检测出的所述车速 的增大而增大；所述同轴二轮车在承载搭乘者的情况下移动，所述同轴二轮车的特征在于， 所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执行了制动控制时，进行抑制转弯半径减小的 转弯控制。另外，在该一个方式中，优选的是，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执 行了制动控制时，使转弯速度指令值随着时间的流逝而减小，该转弯速度指令值用于决定 两轮间的车轮速度差。另外，在该一个方式中，优选的是，所述转弯控制部通过减小增益值来减小所述转 弯速度指令值，并且进行设定，以使所述增益值在所述车速为0时为0。另外，在该一个方式中，优选的是，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执 行了制动控制时，使转弯速度指令值随着通过所述车速检测部检测出的所述车速的下降而 减小，该转弯速度指令值用于决定两轮间的车轮速度差。另外，优选的是，所述转弯控制部在判断为在转弯过程中开始执行了制动控制的 情况下，(a)当来自所述车速检测部的所述车速小于预定值时，所述转弯控制部使转弯速度 指令值随着时间的流逝而减小，该转弯速度指令值用于决定两轮间的车轮速度差，(b)当来 自所述车速检测部的所述车速大于等于预定值时，所述转弯控制部使所述转弯速度指令值 随着所述车速的下降而减小。
另外，在该一个方式中，优选的是，所述同轴二轮车还包括踏板部，承载搭乘者； 操作杆部，与所述踏板部连结，并用于操作所述同轴二轮车；以及转弯操作部，设置在所述 操作杆部上，并用于操作所述同轴二轮车转弯。另外，在该一个方式中，优选的是，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执 行了制动控制时，降低对来自所述操作杆部或所述转弯操作部的操作信号的操作灵敏度， 从而抑制所述转弯半径减小。另外，在该一个方式中，优选的是，所述同轴二轮车还包括姿势传感器，检测所述 同轴二轮车的姿势值；控制部，基于通过所述姿势传感器检测出的所述姿势值，来计算姿势 速度指令值；以及车轮驱动部，基于根据来自所述控制部的所述姿势速度指令值和来自所 述转弯控制部的所述转弯速度指令值计算出的车轮速度指令值来对车轮进行旋转驱动。此外，本发明的一个方式提供一种同轴二轮车的控制方法，包括以下步骤车速检 测步骤，检测车速；以及转弯控制步骤，进行转弯控制，以使转弯半径随着在所述车速检测 步骤中检测出的所述车速的增大而增大；所述同轴二轮车在承载搭乘者的情况下移动，所 述同轴二轮车的控制方法的特征在于，在所述转弯控制步骤中，当判断为在转弯过程中开 始执行了制动控制时，进行抑制转弯半径减小的转弯控制。根据一个方式，能够进一步提高 同轴二轮车的安全系数。(发明的效果)根据本发明，能够提供一种能够稳定地执行转弯动作的同轴二轮车及其控制方法。(符号说明)1 检测器2转弯操作装置3控制装置4 驱动单元5报告装置


图1是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的车辆控制构成的控制框图；图2是用于说明乘员搭乘在本发明的实施方式涉及的同轴二轮车上并执行转弯 动作的情况的图；图3是用于说明一般的转弯增益的坐标图；图4是用于说明本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制中的转弯增益的坐 标图；图5是用于说明本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制中的转弯增益的坐 标图；图6是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制计算法的状态迁移图；图7是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的结构的主视图；图8是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的系统结构的一个例子的框图；图9示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制装置的控制框图10是示出使增益值G与车速V成反比例地逐渐减少的状态的一个例子的图；图11是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制处理流程的一个例子的 流程图；图12是示出使增益值G与车速V成比例地逐渐减少的状态的一个例子的图；图13是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的系统结构的一个例子的框 图；图14是示出当在转弯过程中开始执行了制动控制时使增益值与时间成比例地减 小的状态的一个例子的图；图15是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制处理流程的一个例子的 流程图；图16是示出当在转弯过程中开始执行了制动控制时使增益值与车速成比例地减 小的状态的一个例子的图；图17是示出本发明的实施方式涉及的同轴二轮车的控制处理流程的一个例子的 流程图。
具体实施例方式(本发明的实施方式一)图1是示出本实施方式一涉及的同轴二轮车的车辆控制的构成的框图。检测器1 检测车辆俯仰(Pitch)角度(姿势角度)、车辆俯仰角速度(姿势角速度)、车辆位置、车辆 速度等车辆的姿势信息。转弯操作装置2生成车辆的转弯角度指令以及转弯角速度指令。转弯操作装置2 例如接受乘员对方向盘的操作、乘员对转弯方向盘的操作等，生成与这些操作量相应的转 弯角度指令以及转弯角速度指令。另外，作为转弯操作装置2，也可以应用由本申请人已经 提出的技术，即根据车辆由于乘员的重心移动而倾斜的侧倾角度输入转弯指令的技术(参 见上述专利文献1)。以下，将转弯角度指令和转弯角速度指令分别作为横摆(yaw)角度指 令和横摆角速度指令进行说明。控制装置3进行控制以使车辆稳定地追随作为目标值的车辆俯仰角度指令、车辆 俯仰角速度指令、车辆位置指令、车辆速度指令。即，控制装置11基于这些目标值以及从检 测装置5和转弯操作装置6输入过来的信息来计算使整个系统稳定以不会跌倒所需要的驱 动转矩，并驱动驱动单元4A、4B的各马达。与驱动单元4A、4B的各马达的旋转相伴的车轮 的车轮角度和车轮角速度被反馈到控制装置11。根据这样的车辆控制结构，通过乘员将重 心向前后错开来进行同轴二轮车的前进后退，通过乘员操作转弯操作装置2来进行同轴二 轮车的左右转弯。报告装置5是通过声音或光将从前进模式切换到后退模式的情况通知乘员的单 元。由扬声器等声音输出单元或LED元件等光输出单元构成该报告装置5。图2示出乘员搭乘本发明的实施方式一涉及的同轴二轮车而执行转弯动作的情 况。该同轴二轮车10包括分开式踏板11L、11R、车辆主体12、车轮13L、13R、车轮驱动 单元14L、14R、方向盘15等。两个分开式踏板IlLUlR是供驾驶者搭乘的踏板的一个例子。车辆主体12以能够向侧倾方向X改变姿势的方式分别支承分开式踏板11L、11R。一对车轮 13L、13R被可旋转地支承在车辆主体12上。车轮驱动单元14L、14R是对车轮13L、13R进行 旋转驱动的车轮驱动单元的一个具体例子。方向盘15是经由车辆主体12间接地改变分开 式踏板IlLUlR的姿势的操作杆。分开式踏板IlLUlR是供驾驶者分别单脚载放而搭乘的踏板，由其大小与人脚的 大小大致相同或稍大的扁平的一对板体制成。车辆主体12被构成为以下的平行连杆机构， 该平行连杆机构包括彼此平行地上下配置的车身上部件16和车身下部件17 ；以及彼此平 行地左右配置并与车身上部件16和车身下部件17可转动地连结的一对侧面部件18L、18R。 在该平行连杆机构的车身上部件16与车身下部件17之间插入一对螺旋弹簧19L、19R，该一 对螺旋弹簧19L、19R产生弹簧力，以将车身上部件16、车身下部件17与一对侧面部件18L、 18R所形成的角度分别维持为直角。在一对侧面部件18L、18R的各外表面分别安装有车轮驱动单元14L、14R。例如，可 通过电动马达以及以能够传递动力的方式与该电动马达的旋转轴连结的减速齿轮系等构 成车轮驱动单元14L、14R。各车轮驱动单元14L、14R包括固定在各侧面部件18L、18R上的 固定部以及旋转自如地被该固定部支承的旋转部，在该旋转部上分别安装有一对车轮13L、 13R。这样，经由一对车轮驱动单元14L、14R被支承在一对侧面部件18L、18R上的一对车轮 13L、13R当被放置在平坦的路面上时彼此的旋转中心重合在同一轴心线上。另外，在车身上部件16和车身下部件17的左右方向上的中心部安装有操作杆支 架24。上前转动支承轴25的轴顶端部嵌合在设置于车身上部件16的前表面的孔中，并通 过贯穿车身上部件16的前表面的固定螺栓7而拧紧固定。在操作杆支架24的前表面部的 下中央轴承孔中可转动地嵌合有下前转动支承轴29。操作杆支架24可将该下前转动支承 轴29作为转动中心向侧倾方向X转动。另外，为了根据操作杆支架24向侧倾方向X的转 动量(转动角度)来检测方向盘15的操作量(转动量)，在上前转动支承轴25上安装有检 测操作杆支架24的倾斜角度的角度检测传感器。在操作杆支架24的嵌合部上固定有方向盘15的下端部。方向盘15包括与嵌合 部嵌合并固定的方向盘柱35、以及设置在该方向盘柱35的上端部上的方向盘杆36。并且， 在方向盘杆36的一个突起部的上端部安装有转弯操作环37，该转弯操作环37能够控制一 对车轮驱动单元14L、14R的驱动。转弯操作环37用于通过手动操作来控制车辆的转弯动 作，并构成用于转弯动作的加速环(accelerator ring)。通过将该转弯操作环37向驾驶者 想要转弯的希望方向转动，与该操作量相应的信号被输出到后述的控制装置。由此，控制装 置能够根据转弯操作环37的操作量控制一对车轮驱动单元14L、14R的驱动，使左右的车轮 13L、13R之间产生旋转差，从而以希望的速度进行转弯行驶。这里，将向控制装置输出的转 弯指令值输出相对于通过转弯操作环37、转弯杆等转弯动作输入单元来输入的转弯输入的 比称为转弯增益。一旦搭乘在同轴二轮车10上的乘员使转弯杆15倾斜，则施加给左右的马达18L、 18R的转矩指令或速度指令产生差值，从而能够进行转弯动作。例如，在使转弯杆15向乘员 的左侧倾斜了的情况下，对发给马达18L的指令值分配负的转弯修正值，对发给马达18R的 指令值分配正的转弯修正值。其结果，右轮胎13R相对于左轮胎13L相对地前进，车辆以及 乘员向左侧即从上朝下观察时逆时针方向转弯。此时，若假设为车辆在前进，则朝向转弯外侧即右侧产生的离心力与乘员要倒向左侧即转弯内侧的力相平衡，从而能够以良好的平衡 继续转弯行驶。然而，若假设为车辆在后退，则左轮胎13L相对于右轮胎13R相对地后退，从上朝 下观察时向逆时针方向转弯。向转弯外侧即左侧产生离心力，无法保持平衡。也可以考虑 根据速度向转弯外侧跌倒的情况。参照图3所示的坐标图来说明该理由。在图3所示的坐标图中，纵轴表示转弯增 益，横轴表示车辆速度。在图3所示的坐标图中，第一象限和第三象限是乘员的倾斜与离心力相平衡的安 全区域，而第二象限和第四象限是两者不平衡的危险区域。这里，转弯增益A取恒定的值而 与速度变化无关，因此如果速度为负即车辆处于后退状态，则进入第二象限的危险区域，成 为乘员的倾斜与离心力不平衡的状态。因此，可以考虑如用转弯增益B表示的那样使转弯增益与速度成比例关系，以使 得不会进入作为危险区域的第二象限。但是，在采用了转弯增益B的情况下，即使速度发生 变化也不会进入作为危险区域的第二象限和第四象限的任一者，因此是安全的，但是当速 度为零时不能转弯。即，如果采用转弯增益B，则同轴二轮车无法原地转弯，从而会降低便利 性。另外，如果转弯增益的线不连续，则会产生以某速度为界急剧地变换转弯方向等变得不 稳定的问题。图4的坐标图示出本实施方式一涉及的同轴二轮车中的转弯增益。当以大于等于 0的速度前进时转弯增益为恒定的正值K1，速度小于等于V2(V2为负的预定值)情况下的 转弯增益为零。关于速度为0 V2的区间，使用单纯的比例或二次式等将转弯增益设定为 使其连续地变化(在该例中逐渐增加)。如果这样设定转弯增益，则在以小于等于V2的速度后退时，即便使转弯杆倾斜， 转弯增益也是实质上为零，因此车辆不进行转弯动作，从而不会产生离心力，能够预防跌倒 的危险性。另一方面，如果当速度为零时使转弯杆倾斜，则转弯增益为正值K1，因此能够进 行原地转弯。并且，如果继续转弯动作，并以该状态进行后退，向后退方向的速度增大，则随 之转弯增益下降并接近零，因此转弯动作逐渐变小并停止。如上所述，根据本实施方式一涉及的同轴二轮车的控制方法，产生以下效果能够 在保持原地转弯的功能的同时避免在后退时的转弯动作中跌倒等问题。具体地说，在本实 施方式一中，在速度小于等于零的情况下逐渐减少转弯增益，当以大于等于预定速度的速 度向后方向移动时，通过禁止转弯动作，能够防止产生离心力，从而能够预防跌倒。乘员在 以比较缓慢的速度后退时也向转弯内侧倾斜，从而能够进行与离心力平衡的稳定的转弯行 驶。此时，通过将车辆速度为零时的转弯增益设为大于零的值，能够进行原地转弯。(本发明的实施方式二)在本实施方式二涉及的同轴二轮车中的转弯控制中，关于针对转弯指令输入的转 弯指令输出的关系式，包括前进模式和后退模式这两个系统，并在乘车期间自动地切换模 式。使用附图来具体地说明本实施方式二涉及的同轴二轮车中的转弯控制。图5是示 出在该转弯控制中使用的转弯增益的坐标图。该转弯增益D具有两个曲线，由用实线表示 的前进模式曲线涉及的转弯增益Dl和用单点划线表示的后退模式曲线涉及的转弯增益D2构成。用实线表示的前进模式涉及的转弯增益Dl与在本发明的实施方式一的转弯控制中 使用的转弯增益相同。基于与本实施方式一相同的想法，设定用单点划线表示的后退模式涉及的转弯增 益D2。具体地说，当速度小于作为负值的V3( S卩，向后退方向的速度大于V3而快)时，转 弯增益C2设定为负的恒定值K2。另外，在大于V3的区域中，转弯增益与速度增大成正比 例地增加。当车辆的速度为零时，转弯增益D2为零。在作为正值的V4(例如，向前进方向 5. OKm/h)下，与速度增大成正比例地增大的转弯增益D2成为K1，从而取与前进模式涉及的 转弯增益Dl相同的值。但是，由于前进模式与后退模式不连续，在本实施方式涉及的转弯控制中，为了以 不会使乘员感到不连续的方式进行模式切换，使用图6所示的计算法。图5所示的转弯增益C的切换点Pl相当于从前进模式向后退模式的切换，并相当 于图6所示的计算法中的条件一。条件一是指速度大于等于一 0. 5Km/h(即，向后方以大于 等于0. 5Km/h的速度后退)且转弯杆15位于中立位置的情况。具体地说，在前进模式下， 一旦向后直线后退数十厘米则自动地切换到后退模式。此时，如果在使转弯杆15向左右某 一侧倾斜了的状态下进行模式切换，则会使转弯变得不连续，因此还追加了没有转弯即转 弯杆15位于中立位置这样的条件。此时，也可以使用声音或光并通过报告装置5将从前进模式切换到后退模式的情 况通知乘员。具体地说，在同轴二轮车的一部分上设置扬声器等声音输出单元或LED元件 等光输出单元，控制装置3将从前进模式切换到后退模式的情况用作触发器，向这些声音 输出单元、光输出单元发出输出声音或光的指令。声音输出单元或光输出单元依照该指令 输出声音或光。当在前进模式下以使转弯杆15向左右某一侧倾斜了的状态继续后退时，仍保持 前进模式而不会切换到后退模式，因此会停止进行转弯。此时，一旦乘员使方向盘返回中立 位置，则会发生从前进模式向后退模式的切换。在转弯增益D的点P2以及点P3处产生从后退模式向前进模式的切换。例如，点 P2的车辆速度为一 1. OKm/h,点P3的车辆速度为一 0. 5Km/h。当满足了图6所示的计算法 的条件二时发生点P2处的切换。条件二是如图6所示车辆的速度大于等于一 0. 5Km/h (即， 向后方大于等于0. 5Km/h的速度)且转弯杆15位于中立位置的情况。此时，为了防止前进模式与后退模式之间的频繁切换，优选使点Pl与点P2处的速 度不相同而设定预定值以上的差，由此使切换条件具有滞后作用。另一切换点P3是转弯增益在前进模式和后退模式下均一致的点，并且是在以下 情况下发生切换的点在后退模式下向前进的速度增大，转弯增益D2随之增大并且转弯增 益D2达到K1。此时，即使在转弯杆15没有位于中立位置而是向左右某一侧倾斜了的状态 下车辆在进行转弯动作，与转弯杆15位于中立位置时相同，模式从后退模式切换到前进模 式。在前述的例子中，基于车辆的速度和有无转弯指令输入这两者决定了后退模式与 前进模式之间的切换条件，但是不限于此，也可以只根据车辆的速度决定后退模式与前进 模式之间的切换条件。如上所述，根据本实施方式二涉及的同轴二轮车的控制方法，产生以下效果能够在保持原地转弯的功能的同时避免后退时的转弯动作中跌倒等问题。在本实施方式中，尤 其消除了前进时、停止时、后退时的转弯与离心力的方向上的矛盾，能够在任何速度区域实 现稳定的转弯行驶。(本发明的实施方式三)图7是示出本实施方式三 五涉及的同轴二轮车的结构的主视图。另外，图8是示 出本实施方式三涉及的同轴二轮车的系统结构的一个例子的框图。在本说明书中，俯仰轴 是指与一对车轮13L、13R的车轴相当的轴。另外，侧倾轴是指通过车辆主体12的中心并与 同轴二轮车10的行驶方向平行的轴。并且，横摆轴是指通过车辆主体12的中心并与同轴 二轮车10所行驶的路面E垂直的轴。本实施方式涉及的同轴二轮车10包括车辆主体12、 车轮13L、13R、车轮驱动单元14L、14R、操作杆15、转弯操作环37、以及控制装置46。操作杆15是通过使其向前后方向倾斜来执行同轴二轮车10的前进或后退操作并 通过使其向侧倾方向倾斜来执行同轴二轮车10的转弯操作的操作部。该操作杆15的下端部固定在操作杆支架24上。另外，操作杆15包括方向盘柱 35、以及设置在方向盘柱35的上端部上的方向盘杆36。在方向盘杆36的一个突起部的上端部上安装有转弯操作环(转弯操作部)37，该 转弯操作环37能够控制一对车轮驱动单元14L、14R的驱动。转弯操作环37内置有当搭乘 员向想要转弯的希望的方向进行了转动操作时检测出其操作量以及操作方向的电位计等 位置检测部。另外，转弯操作环37将与由位置检测部检测出的操作量以及操作方向相应的 操作信号输出给控制装置46。 控制装置46基于来自转弯操作环37的操作信号，控制一对车轮驱动单元14L、14R 的驱动，使得左右的车轮13L、13R之间产生旋转差。由此，同轴二轮车10能够以希望的车 速以及方向进行转弯行驶。在左右的车轮13L、13R上分别配置有检测各车轮13L、13R的车轮速度的车轮速度 传感器20L、20R。车轮速度传感器20L、20R将检测出的各车轮13L、13R的车轮速度输出给 控制装置46。在方向盘杆36的另一突起部的上端部上设置有下车开关38。下车开关38是生 成下车辅助开始触发信号的开关，该下车辅助开始触发信号成为执行下车辅助控制的触发 器。一旦搭乘者按下下车开关38，则下车辅助开始触发信号被供应给控制装置46。控制装 置46响应于下车辅助开始触发信号，开始执行下车辅助控制。车辆主体12向侧倾方向旋转自如地支承操作杆15。一对车轮13L、13R被同轴配 置在与车辆主体12的行驶方向垂直的方向上的两侧，并且被旋转自如地支承在该车辆主 体12上。在车辆主体12的上表面上，在操作杆15的左右两侧设置有两个踏板部11L、11R。在各踏板部IlLUlR上分别设置有踏板传感器39L、39R。各踏板传感器39L、39R 例如由重量传感器构成。各踏板传感器39L、39R检测搭乘者的脚是否放在了各踏板部11L、 IlR上，当脚放在了踏板部上时将脚检测信号供应给控制装置46。车辆主体12被构成为平行连杆机构，该平行连杆机构包括彼此上下平行配置的 车身上部件16和车身下部件17 ；以及可转动地与车身上部件16和车身下部件17连结的 一对侧面部件18L、18R。该平行连杆机构的车身上部件16与车身下部件17之间插入一对 螺旋弹簧19L、19R，该一对螺旋弹簧19L、19R产生弹簧力，以将车身上部件16、车身下部件17与一对侧面部件18L、18R所形成的角度分别维持为直角。在一对侧面部件18L、18R的各外表面分别安装有车轮驱动单元14L、14R。车轮驱 动单元14L、14R是独立地旋转驱动一对车轮13L、13R的车轮驱动单元。例如，可通过车轮 驱动马达以及以能够传递动力的方式与该车轮驱动马达的旋转轴连结的减速齿轮来构成 各车轮驱动单元14L、14R。在车辆主体12的转动支承轴25上安装有角度检测传感器31，该角度检测传感器 31用于检测操作杆15的操作量(转动量)。作为角度检测传感器31，例如可使用电位计、 可变电容器构造的传感器等。在作为操作杆15的基部的操作杆支架24的上表面设置有蓄电池40，其中所述蓄 电池40表示向一对车轮驱动单元14L、14R、控制装置46、其他电子设备、以及电气装置等供 应电力的电源40的一个具体例子。蓄电池40被电源盖41覆盖。在车身上部件16的框体部中内置有驱动电路44L、44R，该驱动电路44L、44R用于 驱动一对车轮驱动单元14L、14R。另外，在车身下部件17上设置有姿势传感器单元45和 控制装置46，姿势传感器单元45是检测车辆主体12、操作杆15等的姿势并输出这些检测 信号的姿势检测单元，控制装置46输出用于驱动控制一对车轮驱动单元14L、14R的控制信号。控制装置46基于来自转弯操作环37的操作信号、来自姿势传感器单元45的检测 信号、来自角度检测传感器31的检测信号、来自下车开关38的下车辅助开始触发信号、来 自踏板传感器39的脚检测信号等执行预定的计算处理，并将必要的控制信号输出给一对 车轮驱动单元14L、14R。如图8所示，控制装置46例如包括具有微型计算机(CPU)的计算电路47以及具 有程序存储器、数据存储器、其他RAM、ROM等的存储装置48。在控制装置46上连接有蓄电池40、以及一对驱动电路44L、44R。另外，蓄电池40 与一对驱动电路44L、44R经由紧急停止开关49相连接。一对驱动电路44L、44R独立地控 制一对车轮13L、13R的旋转速度、旋转方向等，一对车轮驱动单元14L、14R分别连接于这些 驱动电路44L、44R。控制装置46被供应来自转弯操作环37的操作信号、来自角度检测传感器31的检 测信号、来自姿势传感器单元45的检测信号、来自下车开关38的下车辅助开始触发信号、 来自踏板传感器39的脚检测信号。姿势传感器单元45例如检测同轴二轮车10在行驶时的车辆主体12的俯仰角度 β、俯仰角速度β d、加速度等。另外，姿势传感器单元45例如包括陀螺传感器、加速度传感 器。一旦使操作杆15向前方或后方倾斜则车辆主体12的踏板部IlLUlR就会向相同方向 倾斜，但是该姿势传感器单元45检测与该倾斜相对应的俯仰角速度β d、加速度。控制装置46基于通过姿势传感器单元45检测出的车辆主体12的俯仰角速度 β d、加速度来驱动控制车轮驱动单元14L、14R，以使车辆向操作杆15的倾斜方向移动。图9示出本实施方式三 五涉及的同轴二轮车的控制装置的控制框图。控制装置 46的计算电路47包括检测同轴二轮车10的车速V的车速检测部46a、计算姿势速度指令 值Vp的控制部46b、以及计算转弯速度指令值Vr的转弯控制部46c。车速检测部46a基于从车轮速度传感器20L、20R输出过来的各车轮13L、13R的车轮速度进行公知的计算处理，从而检测出同轴二轮车10的车速V。控制部46b基于通过姿势传感器单元45检测出的车辆主体12的俯仰角度β、俯 仰角速度β d、俯仰角度指令值β r、俯仰角速度指令值β dr并使用下述式(1)来计算姿势 速度指令值Vp。姿势速度指令值Vp = Kpp · ( β r- β ) +Kdp · ( β dr_ β d) +KipS · ( β r_ β ) dt 式α)在上述式(1)中，Kpp、Kdp以及KipS是控制增益参数，被设定适当的值。另外， 控制部46b进行PID控制，以使得被输入了的俯仰角度指令值β r以及俯仰角速度指令值 β dr与被检测出的俯仰角度β以及俯仰角速度β d之间的各自差分别收敛于0。例如，进行如下的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 设定为0，由于搭乘者的重心移动而产生的车辆主体12的俯仰角度β以及俯仰角速度β d 为0。另外，上面说明了控制部46b进行PID控制的情况，但是不限于此，也可以进行状态反 馈控制、H c 控制、模糊控制等。转弯控制部46c基于胎面宽度Lt、横摆角度指令值γ dr、车轮半径Rw并使用下述 式(2)来计算转弯速度指令值Vr。转弯速度指令值Vr = Lt · y dr/Rw式(2)这里，胎面宽度Lt以及车轮半径Rw是预先存储在存储装置48中。另外，转弯控 制部46c基于后述的增益值G、来自转弯操作环37的操作量X并使用下述式(3)来计算上 述式(2)中的横摆角度指令值Ydr。横摆角度指令值Y dr = G · X式(3)另外，转弯控制部46c基于来自转弯操作环37的操作量X来计算横摆角度指令值 Ydr，但是也可以基于来自角度检测传感器31的操作信号X来计算横摆角度指令值Ydr。控制装置46基于通过控制部46b计算出的姿势速度指令值Vp、通过转弯控制部 46c计算出的转弯速度指令值Vr并使用下述式(4)来计算左车轮速度指令值VL。左车轮速度指令值VL =姿势速度指令值Vp-转弯速度指令值Vr式(4)控制装置46将计算出的左车轮速度指令值VL经由驱动电路44L输出给左侧的车 轮驱动单元14L。车轮驱动单元14L基于左车轮速度指令值VL控制车轮驱动马达，从而控 制左车轮13L的旋转。另一方面，控制装置46基于通过控制部46a计算出的姿势速度指令值Vp、通过转 弯控制部46c计算出的转弯速度指令值Vr并使用下述式(5)来计算右车轮速度指令值VR。右车轮速度指令值VR =姿势速度指令值Vp+转弯速度指令值Vr式(5)控制装置46将计算出的右车轮速度指令值VR经由驱动电路44R输出给右侧的车 轮驱动单元14R。车轮驱动单元14R基于右车轮速度指令值VR控制车轮驱动马达，从而控 制右车轮13R的旋转。如上所述，控制装置46控制一对车轮驱动单元14L、14R的驱动，从而使左右的车 轮13L、13R之间产生旋转差。由此，能够以希望的车速以及转弯方向控制同轴二轮车10的 转弯行驶。
例如，转弯控制部46c可通过减小上述式(3)中的增益值G来减小转弯速度指令 值Vr。由此，左车轮速度指令值VL与右车轮速度指令值VR之差减小，左右的车轮13L、13R 之间的旋转差减小，从而能够使同轴二轮车10的转弯半径增大。然而，在以往的同轴二轮车行驶的状态下，例如，如果搭乘者操作转弯操作环而使 同轴二轮车转弯，则同轴二轮车由于其离心力恐怕会向转弯外侧跌倒。尤其是，当搭乘员不 小心操作了转弯操作环时，由于搭乘者使其重心位置相对于车身向转弯内侧倾斜的预备动 作不够充分，恐怕会如上述那样向转弯外侧跌倒。因此，在本实施方式三涉及的同轴二轮车10中，如果在行驶时响应于来自转弯操 作环37的操作信号进行转弯控制，则控制装置46控制车轮驱动单元14L、14R的驱动，以使 转弯半径比通常时大。由此，由于能够恰当地抑制转弯时的离心力，因此例如即使是在搭乘者在行驶时 不小心操作了转弯操作环37的情况下，也能够可靠地防止向转弯外侧跌倒。即，能够进一 步提高同轴二轮车10的安全系数。例如，优选的是，如果在行驶时响应于来自转弯操作环37的操作信号而进行转弯 控制，则当来自车速检测部46a的车速V大于等于第一阈值Va时，控制装置46使增益值G 随着车速V的增大而逐渐减少。由此，能够恰当地抑制同轴二轮车10转弯时的离心力。更具体地说，优选的是，如果在行驶时响应于来自转弯操作环37的操作信号而进 行转弯控制，则当来自车速检测部46a的车速V大于等于第一阈值Va时，控制装置46使增 益值G与车速V成反比例地逐渐减少(参见图10)。换言之，优选的是，如果在行驶时响应于来自转弯操作环37的操作信号而进行转 弯控制，则当来自车速检测部46a的车速V大于等于第一阈值Va时，控制装置46使增益值 G发生变化，以使车速V与增益值G之积成为恒定值。另外，当车速V小于第一阈值Va时， 增益值G成为恒定值C。由此，能够使增益值G相对于车速V平滑地发生变化。因而，能够使得响应于转弯 操作环37的操作的同轴二轮车10的转弯动作更加自然且平滑，因此可实现更好的操作性。另外，如图10所示，当车速V位于高速区域时，与该车速V对应的增益值G收敛于 小值而不会成为0。因而，同轴二轮车10在高速区域也可稍微地进行转弯，因此搭乘者能够 自然地感觉到以安全为目的而限制转弯的情况。接着，说明本实施方式三涉及的同轴二轮车10的控制处理流程。图11是示出本 实施方式三涉及的同轴二轮车的控制处理流程的一例子的流程图。如图11所示，一旦搭乘者进行转动操作，则转弯操作环37将与其操作量以及操作 方向相应的操作信号输出给控制装置46(步骤S100)。接着，控制装置46的转弯控制部46c在行驶过程中判断来自车速检测部46a的车 速V是否大于等于第一阈值Va (步骤S101)。当判断为来自车速检测部46a的车速V小于 第一阈值Va时(步骤SlOl的否)，如图10所示，转弯控制部46a将增益值G设为恒定值 C (步骤S102)，进入到下面步骤(步骤S104)。另一方面，当判断为来自车速检测部46a的车速V大于等于第一阈值Va时(步骤 SlOl的是)，如图10所示，转弯控制部46c使增益值G与车速V成反比例地逐渐减少(步 骤S103)，进入到下面的步骤(步骤S104)。
这样，通过使增益值G与车速V成反比例地逐渐减少，能够使转弯速度指令值Vr 减小，使左车轮速度指令值VL与右车轮速度指令值VR之差减小，使左右的车轮13L、13R之 间的旋转差减小。因而，能够使同轴二轮车10转弯时的转弯半径增大，适当地抑制其离心 力。转弯控制部46c基于上述计算出的增益值G、来自转弯操作环37的操作量X来计 算出转弯速度指令值Vr (步骤S104)。接着，转弯控制部46c基于来自控制部46b的姿势速度指令值Vp和计算出的转弯 速度指令值Vr来计算出左右的车轮速度指令值VL、VR，并将其经由驱动电路44L、44R输出 到车轮驱动单元14L、14R (步骤S105)。各车轮驱动单元14L、14R控制左右的车轮13L、13R， 从而以希望的车速以及转弯方向控制同轴二轮车10的转弯行驶(步骤S106)。以上，在本实施方式三涉及的同轴二轮车10中，如果在行驶时响应于来自转弯操 作环37的操作信号而进行转弯控制，则控制装置46控制车轮驱动单元14L、14R的驱动以 使转弯半径比通常时大。由此，能够恰当地抑制同轴二轮车10转弯时的离心力，因此即使 是在搭乘者在行驶时不小心操作了转弯操作环37的情况下，也能够可靠地防止向转弯外 侧跌倒。即，能够进一步提高同轴二轮车10的安全系数。另外，例如，在上述实施方式三中，也可以是，当来自车速检测部46a的车速V大于 等于第一阈值Va时，控制装置46使增益值G与车速V成比例地逐渐减少，并且当车速V大 于等于第二阈值Vb时，控制装置46将增益值G设定为近似0(参见图12)。另外，如图12 所示，增益值G相对于车速V以具有充分缓慢的斜率的一次式逐渐减少。并且，在上述实施方式三中，如果在行驶时响应于来自转弯操作环37的操作信号 而进行转弯控制，则控制装置46通过减小增益值G来使转弯半径比通常时大，但不限于此， 例如也可以通过降低对来自转弯操作环37的操作信号的操作灵敏度来增大转弯半径。艮口， 只要能够使转弯时的转弯半径增大，从而能够恰当地抑制同轴二轮车10的离心力，则可以 应用任何方法。(本发明的实施方式四)图13是示出本实施方式四涉及的同轴二轮车的系统结构的一个例子的框图。本 实施方式涉及的同轴二轮车10包括车辆主体12、车轮13L、13R、车轮驱动单元14L、14R、操 作杆15、以及控制装置46。在操作杆15的转动支承轴25上安装有角度检测传感器31。作为角度检测传感器 31，例如可应用电位计、可变电容器构造的传感器等。当搭乘者向想要转弯的希望的方向转 动了操作杆15时，角度检测传感器31检测出其操作量以及操作方向(参见图7)。角度检 测传感器31将与检测出的操作量以及操作方向相应的操作信号供应给控制装置46。控制 装置46根据来自角度检测传感器31的操作信号，来控制一对车轮驱动单元14L、14R的驱 动，使得左右的车轮13L、13R之间产生旋转差。由此，同轴二轮车10能够以希望的车速以 及方向进行转弯行驶。在方向盘杆36的另一突起部的上端部上设置有停止开关38，该停止开关38用于 使同轴二轮车10减速停止。停止开关38是生成制动控制开始触发信号的开关，该制动控 制开始触发信号成为使控制装置46执行制动控制的触发器。一旦搭乘者按下停止开关38，则停止开关38将制动控制开始触发信号供应给控制装置46。控制装置46响应于来自停止开关38的制动控制开始触发信号，开始执行使同 轴二轮车10减速的制动控制。另外，也可以是，控制装置46响应于来自停止开关38的制动控制开始触发信号， 执行制动控制，并且执行辅助搭乘者下车的下车辅助控制。控制装置46基于来自转弯操作 环37的操作信号、来自姿势传感器单元45的检测信号、来自角度检测传感器31的检测信 号、来自停止开关38的制动控制开始触发信号、来自踏板传感器39的脚检测信号等执行预 定的计算处理，并将必要的控制信号输出给一对车轮驱动单元14L、14R。控制装置46被供应来自转弯操作环37的操作信号、来自角度检测传感器31的操 作信号、来自姿势传感器单元45的检测信号、来自停止开关38的制动控制开始触发信号、 来自踏板传感器39的脚检测信号。然而，为了得到自然的转向感，通常，控制装置46随着通过车速检测部46a检测出 的车速V的增大而进行使转弯半径增大的转弯控制。但是，如果仅进行该转弯控制，则在以 往的同轴二轮车中，例如一旦在转弯过程中被执行制动(减速)控制而车速下降，则转弯半 径减小，从而会产生车辆的卷入动作(rolling-in movement)这样的不自然的动作。该不 自然的卷入动作导致同轴二轮车的操作性下降，从而恐怕会导致安全系数下降。因此，在本实施方式四涉及的同轴二轮车10中，控制装置46—旦判断为在转弯过 程中开始执行了制动控制，则进行抑制转弯半径减小的转弯控制。由此，能够抑制如上述那 样在转弯过程中进行减速时发生的不自然的卷入动作。因而，能够实现更自然的操作性，从 而能够提高同轴二轮车10的安全系数。例如，控制装置46的转弯控制部46c在通常行驶时将增益值G设定为恒定值C (图 14的(1))并使用上述的式(2)以及式(3)来计算转弯速度指令值Vr。另一方面，一旦判 断为在转弯过程中开始执行了制动控制(制动控制开始时刻tl)，则转弯控制部46c使增益 值G与时间成比例地减小(图14的(2))。由此，转弯速度指令值Vr减小，左车轮速度指令值VL与右车轮速度指令值VR之 差减小，左右的车轮13L、13R之间的旋转差减小。因而，能够抑制同轴二轮车10的转弯半 径减小，从而能够抑制上述的转弯过程中进行减速时发生的不自然的卷入动作。转弯控制部46c在开始执行制动控制之后该制动控制结束而车速V大致成为0的 制动控制结束目标时刻t2处进行使增益值G成为0的设定。在开始执行制动控制之后，由 于来自路面E的扰动(凹凸等)、搭乘者的姿势混乱等，同轴二轮车10有可能会早于制动控 制结束目标时刻t2完成停止。因而，考虑到该情况，优选的是，转弯控制部46c实际上在制 动控制结束目标时刻t2之前进行使增益值G成为0的设定。接着，说明本实施方式四涉及的同轴二轮车10的控制处理流程。图15是示出本 实施方式四涉及的同轴二轮车的控制处理流程的一个例子的流程图。一旦搭乘者按下停止开关38，则制动控制开始触发信号被供应给控制装置46。控 制装置46响应于制动控制开始触发信号，开始执行使同轴二轮车10减速的制动控制(步 骤 S100)。接着，控制装置46的转弯控制部46c基于来自转弯操作环37 (或角度检测传感器 31)的操作信号来判断同轴二轮车10是否处于转弯过程中(步骤S101)。当判断为同轴二轮车10未处于转弯过程中时(步骤SlOl的否)，转弯控制部46c将增益值G设为恒定值C (步骤S102)，进入下面的步骤(步骤S104)。另一方面，当判断为同轴二轮车10处于转弯过程中时(步骤SlOl的是)，如图14 的(2)所示，转弯控制部46c使增益值G与时间成比例地减小(步骤S103)，进入下面的步 骤(步骤S104)。这样，通过使增益值G与时间成比例地减小，能够使转弯速度指令值Vr减小，使左 车轮速度指令值VL与右车轮速度指令值VR之差减小，使左右的车轮13L、13R之间的旋转 差减小。因而，能够抑制同轴二轮车10在执行制动控制时转弯半径减小，从而能够适当地 抑制转弯行驶轨迹在减速时向转弯内侧卷入。接着，转弯控制部46c基于上述计算出的增益值G、来自转弯操作环37的操作量X 来计算转弯速度指令值Vr (步骤S104)。之后，转弯控制部46c基于来自控制部46b的姿势速度指令值Vp、计算出的转弯速 度指令值Vr来计算出左右的车轮速度指令值VL、VR，并将其经由驱动电路44L、44R输出给 车轮驱动单元14L、14R(步骤S105)。车轮驱动单元14L、14R控制左右的车轮13L、13R的旋转，从而以希望的车速以及 转弯方向控制同轴二轮车10的转弯行驶(步骤S106)。以上，在本实施方式四涉及的同轴二轮车10中，如果判断为在转弯过程中开始实 行了制动控制，则控制装置46使增益值G与时间成比例地减小，进行抑制转弯半径减小的 转弯控制。由此，能够抑制在转弯过程中进行减速时发生不自然的卷入动作。因而，能够实 现更自然的操作性，从而能够提高同轴二轮车10的安全系数。(本发明的实施方式五)上述实施方式四涉及的同轴二轮车10的控制装置46—旦判断为在转弯过程中开 始执行了制动控制，则使增益值G与时间成比例地减小，而本实施方式五涉及的同轴二轮 车10的控制装置46 —旦判断为在转弯过程中开始执行了制动控制，则使增益值G与车速 V成比例地减小(参见图16)。更具体地说，转弯控制部46c首先保持开始执行制动控制时的车速VI。然后，转弯 控制部46c基于其车速Vl和增益值G(=恒定值C)计算出在转弯过程中进行制动控制时 的增益值G与车速V之间的比例系数α (α =C/V1)，并导出增益值G与车速V之间的关系 式(6)。增益值G =车速 V · (C/V1)式(6)转弯控制部46c基于通过上述式(6)计算出的增益值G，并使用上述式(2)以及式 (3)来计算出转弯速度指令值Vr。由此，随着由于执行制动控制而车速V下降，使转弯速度 指令值Vr减小，使左车轮速度指令值VL与右车轮速度指令值VR之差减小，从而能够使左 右的车轮13L、13R之间的旋转差减小。因而，能够抑制同轴二轮车10在执行制动控制时转 弯半径减小，从而能够抑制转弯行驶轨迹在减速时向转弯内侧卷入。如图16所示，当开始执行制动控制时的车速V2某种程度大时(图16的单点划线 (3))，可进行更大的减速。因而，可使增益值G以适当的斜率减小，使转弯速度指令值Vr减 小，从而能够进行恰当的转弯控制。另一方面，当开始执行制动控制时的车速V3小时(图 16的虚线(4))，使增益值G急剧地减小，从而转弯速度指令值Vr减小。因此，一旦判断为在转弯过程中开始执行了制动控制，则(a)当来自车速检测部46a的车速V小于预定值Va时，转弯控制部46c使增益值G随着时间的流逝而减小，从而 使转弯速度指令值Vr减小；另一方面，(b)当来自车速检测部46a的车速V大于等于预定 值Va时，转弯控制部46c使增益值G随着车速V下降而减小，从而使转弯速度指令值Vr减 小。由此，能够在开始执行制动控制时的车速VL小时实现更自然的转弯控制。在本实施方式五涉及的同轴二轮车10中，其他结构与本实施方式四涉及的同轴 二轮车10大致相同，因此省略其详细说明。图17是示出本实施方式五涉及的同轴二轮车的控制处理流程的一个例子的流程 图。如图17所示，一旦搭乘者按下停止开关38，则制动控制开始触发信号被供应给控 制装置46。控制装置46响应于制动控制开始触发信号，开始执行制动控制(步骤S200)。接着，控制装置46的转弯控制部46c基于来自转弯操作环37 (或角度检测传感器 31)的操作信号来判断同轴二轮车10是否处于转弯过程中(步骤S201)。当判断为同轴二 轮车10未处于转弯过程中时(步骤S201的否)，转弯控制部46c将增益值G设为恒定值 C (步骤S202)，进入到下面步骤(步骤S206)。另一方面，当判断为同轴二轮车10处于转弯过程中时(步骤S201的是)，转弯控 制部46c判断开始执行制动控制时的车速V是否大于等于预定值Va (步骤S203)。当判断为开始执行制动控制时的车速V大于等于预定值Va (步骤S203的是)时， 如图16所示，(b)转弯控制部46c使增益值G随着车速V下降而减小(步骤S204)，并进入 到下面的步骤(步骤S206)。另一方面，当判断为开始执行制动控制时的车速V小于预定值Va(步骤S203的 否)时，如图14所示，(a)转弯控制部46c使增益值G随着时间的流逝而减小(步骤S205)， 并进入到下面的步骤(步骤S206)。接着，转弯控制部46c基于上述计算出的增益值G、来自转弯操作环37的操作量X 来计算出转弯速度指令值Vr (步骤S206)。之后，转弯控制部46c基于来自控制部46b的姿势速度指令值Vp、计算出的转弯速 度指令值Vr来计算出左右的车轮速度指令值VL、VR，并将其经由驱动电路44L、44R输出给 车轮驱动单元14L、14R(步骤S207)。车轮驱动单元14L、14R控制左右的车轮13L、13R的旋转，从而以希望的车速以及 转弯方向控制同轴二轮车10的转弯行驶(步骤S208)。以上，在本实施方式五涉及的同轴二轮车10中，如果判断为在转弯过程中开始实 行了制动控制，则(a)当来自车速检测部46a的车速V小于预定值Va时，控制装置46使增 益值G随着时间的流逝而减小，从而使转弯速度指令值Vr减小；另一方面，(b)当来自车速 检测部46a的车速V大于等于预定值Va时，控制装置46使增益值G随着车速V下降而减 小，从而使转弯速度指令值Vr减小。由此，能够抑制同轴二轮车10在执行制动控制时转弯 半径减小，能够抑制在转弯过程中进行减速时发生不自然的卷入动作。因而，能够实现更自 然的操作性，从而能够提高同轴二轮车10的安全系数。以上，参照实施方式来说明了本发明，但是本发明不限于上述记载。可在发明的范 围内，对本发明的结构和详细情况进行本领域技术人员可想到的各种变更。例如，在上述的实施方式四以及实施方式五中，控制装置46—旦判断为在转弯过程中开始执行了制动控制，则使增益值G减小，从而抑制转弯半径的减小，但不限于此，也 可以通过降低对来自转弯操作环37或角度检测传感器31 (操作杆15)的操作信号的操作 灵敏度来抑制转弯半径的减小。S卩，只要当在转弯过程中进行制动控制时，能够抑制转弯半径的减小，从而能够抑 制同轴二轮车10发生不自然的卷入动作，则可以应用任何方法。另外，在上述的实施方式四以及实施方式五中，控制装置46将来自停止开关38的 制动控制开始触发信号作为触发器而开始执行制动控制，但不限于此，也可以响应于任意 的触发信号来开始执行制动控制。
权利要求
一种同轴二轮车，包括驱动单元，驱动被同轴配置的两轮；转弯指令输入单元，输入转弯指令；以及控制单元，基于通过所述转弯指令输入单元输入的转弯指令并根据转弯增益来控制所述驱动单元，以使所述同轴二轮车执行转弯动作；当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退状态时，所述控制单元将所述转弯增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，所述控制单元将所述转弯增益设定为大于零的值。
2.如权利要求1所述的同轴二轮车，其特征在于，当所述同轴二轮车处于后退状态、并且车速位于所述第一速度与零速度之间时，所述 控制单元使所述转弯增益连续地变化。
3.如权利要求1或2所述的同轴二轮车，其特征在于，所述控制单元关于所述转弯增益具有前进模式和后退模式，在所述前进模式下，当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退 状态时，所述控制单元将所述转弯增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，所述 控制单元将所述转弯增益设定为大于零的值，在所述后退模式下，当将前方向设为正、将后方向设为负时，所述控制单元使转弯增益 随着车速值的增大而增大，当车速实质上为零时，将所述转弯增益设定成实质上为零。
4.如权利要求3所述的同轴二轮车，其特征在于，在所述控制单元以所述前进模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行后退移动的情 况下，当所述同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第一速度慢的第二速度时， 所述控制单元从所述前进模式切换到所述后退模式。
5.如权利要求3所述的同轴二轮车，其特征在于，在所述控制单元以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行后退移动的情 况下，当所述同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第二速度慢的第三速度时， 所述控制单元从所述后退模式切换到所述前进模式。
6.如权利要求3所述的同轴二轮车，其特征在于，在所述控制单元以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行前进移动的情 况下，当车速达到转弯增益在前进模式和后退模式下一致的第四速度时，所述控制单元从 所述后退模式切换到所述前进模式。
7.一种同轴二轮车的控制方法，所述同轴二轮车的控制方法基于通过所述转弯指令输 入单元输入的转弯指令并根据转弯增益来控制所述驱动单元，以使所述同轴二轮车执行转 弯动作，其中，当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退状态时，将所述转弯 增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，将所述转弯增益设定为大于零的值。
8.如权利要求7所述的同轴二轮车的控制方法，其特征在于，当所述同轴二轮车处于后退状态、并且车速位于所述第一速度与零速度之间时，所述 转弯增益连续地变化。
9.如权利要求7或8所述的同轴二轮车的控制方法，其特征在于，所述转弯增益具有前进模式和后退模式，在所述前进模式下，当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退 状态时，将所述转弯增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，将所述转弯增益设 定为大于零的值，在所述后退模式下，当将前方向设为正、将后方向设为负时，使转弯增益随着车速值的 增大而增大，当车速实质上为零时，将所述转弯增益设定成实质上为零。
10.如权利要求9所述的同轴二轮车的控制方法，其特征在于，在以所述前进模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行后退移动的情况下，当所述 同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第一速度慢的第二速度时，从所述前进 模式切换到所述后退模式。
11.如权利要求9所述的同轴二轮车的控制方法，其特征在于，在以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行后退移动的情况下，当所述 同轴二轮车处于非转弯状态、并且车速达到比所述第二速度慢的第三速度时，从所述后退 模式切换到所述前进模式。
12.如权利要求9所述的同轴二轮车的控制方法，其特征在于，在以所述后退模式进行控制、并且所述同轴二轮车正进行前进移动的情况下，当车速 达到转弯增益在前进模式和后退模式下一致的第四速度时，从所述后退模式切换到所述前 进模式。
13.一种同轴二轮车，包括踏板部；承载搭乘者；操作杆部，与所述踏板部连结，并用于操作所述同轴二轮车；转弯操作部，设置在所述操作杆部上，并用于操作所述同轴二轮车转弯；以及控制装置，根据从所述转弯操作部输出的操作信号，来进行转弯控制；所述同轴二轮车 的特征在于，当所述同轴二轮车在行驶时根据来自所述转弯操作部的操作信号来进行转弯时，所述 控制装置进行使转弯半径增大的转弯控制。
14.如权利要求13所述的同轴二轮车，其特征在于，所述控制装置包括转弯控制部，基于来自所述转弯操作部的操作信号和增益值来计 算转弯速度指令值，该转弯速度指令值用于决定两轮间的车轮速度差；以及车速检测部，检 测车速；当来自所述车速检测部的所述车速大于等于第一阈值时，所述转弯控制部使所述增益 值随着所述车速的增大而减小。
15.如权利要求14所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部使所述增益值与来自所述车速检测部的所述车速成反比例地减小。
16.如权利要求14所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部使所述增益值与来自所述车速检测部的所述车速成比例地减小，并且 当所述车速大于等于第二阈值时，将所述增益值设定成近似为0。
17.如权利要求13所述的同轴二轮车，其特征在于，当所述同轴二轮车在行驶时根据来自所述转弯操作部的操作信号来进行转弯时，所述控制装置降低对来自所述转弯操作部的操作信号的操作灵敏度。
18.一种同轴二轮车的控制方法，所述同轴二轮车包括踏板部；承载搭乘者；操作杆部，与所述踏板部连结，并用于操作所述同轴二轮车；转弯操作部，设置在所述操作杆部上，并用于操作所述同轴二轮车转弯；以及控制装置，根据从所述转弯操作部输出的操作信号，来进行转弯控制；所述同轴二轮车的控制方法的特征在于，包括转弯控制步骤，当所述同轴二轮车在行驶时根据来自所述转弯操作部的操作信号 来进行转弯时，使转弯半径增大。
19.一种同轴二轮车，包括车速检测部，检测车速；以及转弯控制部，进行转弯控制， 以使转弯半径随着通过所述车速检测部检测出的所述车速的增大而增大；所述同轴二轮车 在承载搭乘者的情况下移动，所述同轴二轮车的特征在于，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执行了制动控制时，进行抑制转弯半径减 小的转弯控制。
20.如权利要求19所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执行了制动控制时，使转弯速度指令值随 着时间的流逝而减小，该转弯速度指令值用于决定两轮间的车轮速度差。
21.如权利要求20所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部通过减小增益值来减小所述转弯速度指令值，并且进行设定，以使所 述增益值在所述车速为0时为0。
22.如权利要求19所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执行了制动控制时，使转弯速度指令值随 着通过所述车速检测部检测出的所述车速的下降而减小，该转弯速度指令值用于决定两轮 间的车轮速度差。
23.如权利要求19所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部在判断为在转弯过程中开始执行了制动控制的情况下，(a)当来自所述车速检测部的所述车速小于预定值时，所述转弯控制部使转弯速度指 令值随着时间的流逝而减小，该转弯速度指令值用于决定两轮间的车轮速度差，(b)当来自所述车速检测部的所述车速大于等于预定值时，所述转弯控制部使所述转 弯速度指令值随着所述车速的下降而减小。
24.如权利要求19至23中任一项所述的同轴二轮车，其特征在于，所述同轴二轮车还包括踏板部，承载搭乘者；操作杆部，与所述踏板部连结，并用于操作所述同轴二轮车；以及转弯操作部，设置在所述操作杆部上，并用于操作所述同轴二轮车转弯。
25.如权利要求24所述的同轴二轮车，其特征在于，所述转弯控制部当判断为在转弯过程中开始执行了制动控制时，降低对来自所述操作 杆部或所述转弯操作部的操作信号的操作灵敏度，从而抑制所述转弯半径减小。
26.如权利要求19至25中任一项所述的同轴二轮车，其特征在于， 所述同轴二轮车还包括姿势传感器，检测所述同轴二轮车的姿势值；控制部，基于通过所述姿势传感器检测出的所述姿势值，来计算姿势速度指令值；以及 车轮驱动部，基于根据来自所述控制部的所述姿势速度指令值和来自所述转弯控制部 的所述转弯速度指令值计算出的车轮速度指令值来对车轮进行旋转驱动。
27.一种同轴二轮车的控制方法，包括以下步骤车速检测步骤，检测车速；以及转弯 控制步骤，进行转弯控制，以使转弯半径随着在所述车速检测步骤中检测出的所述车速的 增大而增大；所述同轴二轮车在承载搭乘者的情况下移动，所述同轴二轮车的控制方法的 特征在于，在所述转弯控制步骤中，当判断为在转弯过程中开始执行了制动控制时，进行抑制转 弯半径减小的转弯控制。
全文摘要
提供一种能够稳定地执行转弯动作的同轴二轮车及其控制方法。本发明涉及的同轴二轮车包括驱动单元，驱动被同轴配置的两轮；转弯指令输入单元，输入转弯指令；以及控制单元，基于被转弯指令输入单元输入的转弯指令并根据转弯增益来控制驱动单元，使所述同轴二轮车执行转弯动作。控制单元优选的是当所述同轴二轮车处于向后方向的速度大于等于第一速度的后退状态时，控制单元将转弯增益设定成实质上为零，并且当车速实质上为零时，控制单元将所述转弯增益设定为大于零的值。
文档编号B62K17/00GK101959749SQ200980107308
公开日2011年1月26日 申请日期2009年6月5日 优先权日2008年7月29日
发明者及川晋 申请人:丰田自动车株式会社