(57)【要約】【課題】安定して旋回動作を実行可能な同軸二輪車及びその制御方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる同軸二輪車は、同軸に配置された二輪を駆動する駆動手段と、旋回指令を入力する旋回指令入力手段と、前記旋回指令入力手段により入力された旋回指令に基づき旋回ゲインに応じて前記駆動手段を制御して旋回動作を実行させる制御手段とを備えた同軸二輪車であって、前記制御手段は、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定するものである。【選択図】図１
2010030566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸に配置された二輪を駆動する駆動手段と、
旋回指令を入力する旋回指令入力手段と、
前記旋回指令入力手段により入力された旋回指令に基づき旋回ゲインに応じて前記駆動手段を制御して旋回動作を実行させる制御手段とを備えた同軸二輪車であって、
前記制御手段は、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定する同軸二輪車。
【請求項２】
前記制御手段は、後進状態において前記第１の速度と、速度ゼロとの間において、前記旋回ゲインは、連続的に変化することを特徴とする請求項１記載の同軸二輪車。
【請求項３】
前記制御手段は、前記旋回ゲインに関して前進モードと後進モードを有し、
前記前進モードでは、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定し、
前記後進モードでは、前方向を正とし、後ろ方向を負としたときに、車両速度値が増加するにつれて旋回ゲインを増加させ、車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインを実質的にゼロに設定することを特徴とする請求項１又は２記載の同軸二輪車。
【請求項４】
前記制御手段は、前記前進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第１の速度よりも遅い第２の速度に到達したときに、当該前進モードから前記後進モードに切り換えることを特徴とする請求項３に記載の同軸二輪車。
【請求項５】
前記制御手段は、前記後進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第２の速度よりも遅い第３の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることを特徴とする請求項３に記載の同軸二輪車。
【請求項６】
前記制御手段は、前記後進モードにより制御し、かつ前進移動している状況において、前進モードと後進モードで旋回ゲインが一致する第４の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることを特徴とする請求項３に記載の同軸二輪車。
【請求項７】
前記旋回指令入力手段により入力された旋回指令に基づき旋回ゲインに応じて前記駆動手段を制御して旋回動作を実行させる同軸二輪車の制御方法であって、
後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定する同軸二輪車の制御方法。
【請求項８】
後進状態において前記第１の速度と、速度ゼロとの間において、前記旋回ゲインは、連続的に変化することを特徴とする請求項７記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項９】
前記旋回ゲインは、前進モードと後進モードを有し、
前記前進モードでは、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定し、
前記後進モードでは、前方向を正とし、後ろ方向を負としたときに、車両速度値が増加するにつれて旋回ゲインを増加させ、車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインを実質的にゼロに設定することを特徴とする請求項７又は８記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項１０】
前記前進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第１の速度よりも遅い第２の速度に到達したときに、当該前進モードから前記後進モードに切り換えることを特徴とする請求項９に記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項１１】
前記後進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第２の速度よりも遅い第３の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることを特徴とする請求項９に記載の同軸二輪車の制御方法。
【請求項１２】
前記後進モードにより制御し、かつ前進移動している状況において、前進モードと後進モードで旋回ゲインが一致する第４の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることを特徴とする請求項９に記載の同軸二輪車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は同軸二輪車及び同軸二輪車の制御方法に関し、特に、旋回走行技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ジャイロセンサや加速度センサなどを用いて自己の姿勢情報を検出し、検出した姿勢情報に基づいて駆動制御を行う移動体が開発されている。これらの移動体では、ジャイロセンサと加速度センサの検出信号から自己の姿勢情報を検出して、倒立振子による姿勢を制御する原理により、或いは、二足歩行ロボット制御のＺＭＰ（ゼロモーメントポイント）制御の原理により、自己の姿勢を保つようにモータへの回転指令を演算し、モータ制御装置へ回転指令データを送信する。こうしたフィードバック制御により自己の姿勢を保ち、搭乗者の重心姿勢変化により走行することができる。
【０００３】
例えば、人間を搭乗させて走行する走行装置であって、自己の姿勢情報を検出し、検出した姿勢情報に基づいて駆動制御を行う様々な車体構成、車両構造の走行装置が提案されている。例えば特許文献１と特許文献２には、同軸上に二車輪が配置された同軸二輪車が開示されている。このような同軸二輪車は構造上前後に不安定なものであり、姿勢センサからのフィードバックにより車輪の制御を行い姿勢を安定させる、という特徴を有している。また、前進、後退、左右旋回などの車両の操作については、乗員の重心移動による指示や、ステップの傾きによる指示や、操縦桿からの指示などにより行われている。或いは、外部からの指令入力による遠隔操作や、自己の軌道計画に基づく自律移動が行われる場合もある。
【０００４】
【特許文献１】特許第３７２２４９３号公報
【特許文献２】特開２００６−３１５６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、旋回制御に関し、これまでの単純な制御方法では、停止時のその場旋回と、前進走行時の旋回を考慮してアルゴリズムが決定されており、後進走行時については考慮されていなかった。そのため、後進時に不用意にハンドルを回転させると、転倒などの危険性が内在していた。
【０００６】
この後進時の旋回制御にかかる問題は、走行中に旋回を行う時に乗員の体に遠心力がかかることが原因と考えられる。すなわち、乗員の体とハンドルバーの双方を傾けて旋回を続ける場合、傾ける方向が旋回円の内側と一致する必要がある。両者が一致している場合には、重力により乗員の体が倒れようとするのを遠心力が支えることになり、旋回状態で釣り合いが保たれる。両者が不一致の場合には、旋回外側に傾いている乗員の体を旋回による遠心力がさらに外側に倒そうとしてしまうため、乗員が旋回外側に振り落とされてしまったり、または内輪が浮いてしまい旋回が続けられなかったり、さらには車体ごと外側に倒れる、などの不安定で危険な状態に陥る可能性がある。
【０００７】
このとき、常に遠心力と釣り合うように旋回指令を発生させるために、旋回指令を車速と比例させることが考えられる。しかし、この方法ではその場で旋回ができなくなってしまい、同軸二輪車の利点の一つが失われてしまう。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、安定して旋回動作を実行可能な同軸二輪車及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる同軸二輪車は、同軸に配置された二輪を駆動する駆動手段と、旋回指令を入力する旋回指令入力手段と、前記旋回指令入力手段により入力された旋回指令に基づき旋回ゲインに応じて前記駆動手段を制御して旋回動作を実行させる制御手段とを備えた同軸二輪車であって、前記制御手段は、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定するものである。
【００１０】
ここで、前記制御手段は、後進状態において前記第１の速度と、速度ゼロとの間において、前記旋回ゲインは、連続的に変化するとよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記旋回ゲインに関して前進モードと後進モードを有し、前記前進モードでは、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定し、前記後進モードでは、前方向を正とし、後ろ方向を負としたときに、車両速度値が増加するにつれて旋回ゲインを増加させ、車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインを実質的にゼロに設定することが望ましい。
【００１２】
ここで、前記制御手段は、前記前進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第１の速度よりも遅い第２の速度に到達したときに、当該前進モードから前記後進モードに切り換えることが望ましい。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記後進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第２の速度よりも遅い第３の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることが好ましい。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記後進モードにより制御し、かつ前進移動している状況において、前進モードと後進モードで旋回ゲインが一致する第４の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることが好ましい。
【００１５】
本発明にかかる同軸二輪車の制御方法は、前記旋回指令入力手段により入力された旋回指令に基づき旋回ゲインに応じて前記駆動手段を制御して旋回動作を実行させる同軸二輪車の制御方法であって、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定するものである。
【００１６】
ここで、後進状態において前記第１の速度と、速度ゼロとの間において、前記旋回ゲインは、連続的に変化することが望ましい。
【００１７】
また、前記旋回ゲインは、前進モードと後進モードを有し、前記前進モードでは、後ろ方向への速度が第１の速度以上の後進状態にある場合に前記旋回ゲインを実質的にゼロとし、かつ車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインをゼロよりも大きい値に設定し、前記後進モードでは、前方向を正とし、後ろ方向を負としたときに、車両速度値が増加するにつれて旋回ゲインを増加させ、車両の速度が実質的にゼロの場合に当該旋回ゲインを実質的にゼロに設定することが望ましい。
【００１８】
また、前記前進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第１の速度よりも遅い第２の速度に到達したときに、当該前進モードから前記後進モードに切り換えることが好ましい。
【００１９】
また、前記後進モードにより制御し、かつ後進移動している状況において、車両が非旋回状態にあり、かつ前記第２の速度よりも遅い第３の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えるようにしてもよい。
【００２０】
また、前記後進モードにより制御し、かつ前進移動している状況において、前進モードと後進モードで旋回ゲインが一致する第４の速度に到達したときに、当該後進モードから前記前進モードに切り換えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、安定して旋回動作を実行可能な同軸二輪車及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
発明の実施の形態１．
図１は、本実施の形態１にかかる同軸二輪車の車両制御の構成を示すブロック図である。検出器１は、車両ピッチ角度（姿勢角度）、車両ピッチ角速度（姿勢角速度）、車両位置、車両速度等の車両の姿勢情報を検出する。
【００２３】
旋回操作装置２は、車両の旋回角度指令及び旋回角速度指令を生成する。旋回操作装置２は、例えば、乗員によるハンドルの操作や、乗員による旋回ハンドルの操作などを受け、これら操作量に応じた旋回角度指令及び旋回角速度指令を生成する。また、旋回操作装置２としては、本出願人が既に提案している、乗員の重心移動により傾斜した車両のロール角度に応じて旋回指令を入力する技術(上記特許文献１参照)を適用するようにしてもよい。尚、以下では、旋回角度指令及び旋回角速度指令を、それぞれヨー角度指令及びヨー角速度指令として説明する。
【００２４】
制御装置３は、車両を目標値である車両ピッチ角度指令、車両ピッチ角速度指令、車両位置指令や車両速度指令に対して、安定的に追従するように制御する。即ち、制御装置１１は、これら目標値と検出装置５及び旋回操作装置６とから入力される情報とに基づいて、倒れないように全体系を安定化させるのに必要な駆動トルクを計算し、駆動ユニット４Ａ、４Ｂの各モータを駆動する。駆動ユニット４Ａ、４Ｂの各モータの回転に伴う車輪の車輪角度及び車輪角速度が制御装置１１にフィードバックされる。このような車両制御の構成により、同軸二輪車は、乗員が重心を前後にずらすことで前進後退を行い、乗員が旋回操作装置２を操作することで左右旋回を行う。
【００２５】
報知装置５は、前進モードから後進モードに切り替わったことを音や光で乗員に知らせる手段である。この報知装置５は、スピーカ等の音出力手段や、ＬＥＤ素子等の光出力手段により構成される。
【００２６】
本発明の実施の形態１にかかる同軸二輪車に乗員が乗車して、旋回動作を実行する様子を図２に示す。
【００２７】
当該同軸二輪車１０は、分割ステップ１１Ｌ，１１Ｒ、車両本体１２、車輪１３Ｌ，１３Ｒ、車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒ、ハンドル１５等を備えている。２つの分割ステップ１１Ｌ，１１Ｒは、運転者が搭乗するステッププレートの一例である。車両本体１２は、分割ステップ１１Ｌ，１１Ｒをロール方向Ｘへ姿勢変更可能にそれぞれ支持している。一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒは、車両本体１２に回転可能に支持されている。車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒは、車輪１３Ｌ，１３Ｒを回転駆動する車輪駆動手段の一具体例である。ハンドル１５は、分割ステップ１１Ｌ，１１Ｒの姿勢を車両本体１２を介して間接的に変化させる操作レバーである。
【００２８】
分割ステップ１１Ｌ，１１Ｒは、運転者が片足ずつ乗せて搭乗するもので、人の足の大きさと同程度か又は少々大きく形成された偏平な一対の板体からなる。車両本体１２は、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材１６及び車体下部材１７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１６及び車体下部材１７と回動可能に連結された一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒと、を有する平行リンク機構として構成されている。この平行リンク機構の車体上部材１６と車体下部材１７との間には、車体上部材１６及び車体下部材１７と一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒとがなす角度をそれぞれ直角に維持するようにばね力を発生する一対のコイルばね１９Ｌ，１９Ｒが介在されている。
【００２９】
一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒの各外面には、車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ取り付けられている。車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒは、各側面部材１８Ｌ，１８Ｒに固定される固定部と、その固定部に回転自在に支持された回転部とからなり、その回転部に一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒがそれぞれ取り付けられている。このように一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒを介して一対の側面部材１８Ｌ，１８Ｒに支持された一対の車輪１３Ｌ，１３Ｒは、平坦な路面上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に一致することになる。
【００３０】
また、車体上部材１６及び車体下部材１７の左右方向中央部には、操作レバーブラケット２４が取り付けられている。上前回動支持軸２５の軸先端部は車体上部材１６の前面に設けた孔に嵌合されており、車体上部材１６の前面を貫通する固定ねじ７によって締め付けられて固定されている。操作レバーブラケット２４の前面部の下中央軸受孔には下前回動支持軸２９が回動可能に嵌合されている。この下前回動支持軸２９を回動の中心として操作レバーブラケット２４がロール方向Ｘに回動される。更に、操作レバーブラケット２４のロール方向Ｘへの回動量（回動角度）を介してハンドル１５の操作量（回動量）を検出するため、上前回動支持軸２５には、操作レバーブラケット２４の傾き角度を検出する角度検出センサが取り付けられている。
【００３１】
操作レバーブラケット２４の嵌合部には、ハンドル１５の下端部が固定されている。ハンドル１５は、嵌合部に嵌合して固定されるハンドルポスト３５と、このハンドルポスト３５の上端部に設けられたハンドルレバー３６とからなっている。更に、ハンドルレバー３６の一方の突起部の上端部には、一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒの駆動を制御することができる旋回操作リング３７が取り付けられている。旋回操作リング３７は、手動操作によって車両の旋回動作を制御するもので、旋回動作のためのアクセルリングをなすものである。この旋回操作リング３７を、運転者が旋回したいと思う所望の方向へ回動することにより、その操作量に応じた信号が後述する制御装置に出力される。これにより、旋回操作リング３７の操作量に応じて制御装置が一対の車輪駆動ユニット１４Ｌ，１４Ｒの駆動を制御し、左右の車輪１３Ｌ，１３Ｒに回転差を生じさせて所望の速度で旋回走行することができる。ここで、旋回操作リング３７や旋回レバー等の旋回動作入力手段により旋回入力に対する、制御装置への旋回指令値出力の比を旋回ゲインと呼ぶ。
【００３２】
同軸二輪車１０に乗車した乗員が、旋回レバー１５を傾けると、左右のモータ１８Ｌ、１８Ｒに与えるトルク指令、または速度指令に差分が発生し、旋回動作を行うことができる。例えば、旋回レバー１５を乗員の左側に対して傾けた場合には、モータ１８Ｌへの指令値にはマイナス、１８Ｒの指令値にはプラスの旋回補正値が加えられる。その結果、左タイヤ１３Ｌに対して右タイヤ１３Ｒが相対的に前進し、車両及び乗員は左側、上から見た場合は反時計回りに旋回する。このとき、車両が前進していると仮定するならば旋回外側すなわち右側に向かって発生する遠心力と乗員が左側、すなわち旋回内側に倒れようとする力が釣り合って、バランスよく旋回走行を続けることができる。
【００３３】
ところが、車両が後進していると仮定するならば、右タイヤ１３Ｒに対して左タイヤ１３Ｌが相対的に後進し、上から見た場合は反時計回りに旋回する。遠心力は旋回外側すなわち左側に発生することになり、バランスが取れなくなる。速度によっては旋回外側に転倒することも考えられる。
【００３４】
この理由について図３に示すグラフを参照しながら解説する。図３に示すグラフにおいて縦軸は旋回ゲインを、横軸は車両速度をそれぞれ示している。
【００３５】
図３に示すグラフにおいて、第一象限と第三象限は、乗員の傾きと遠心力が釣り合う安全領域であるが、第二象限と第四象限は、両者が釣り合わない危険領域である。ここで、旋回ゲインＡは、速度変化に対して無関係に一定の値を取るものであるため、速度がマイナス、即ち車両が後進状態にあると、第二象限の危険領域に入り、乗員の傾きと遠心力が釣り合わない状態になる。
【００３６】
そこで、危険領域である第二象限に入ることがないように、旋回ゲインＢで示されるように、旋回ゲインを速度に比例させることが考えられる。しかしながら、旋回ゲインＢを採用した場合には、速度が変化したとしても危険領域である第二象限及び第四象限のいずれにも入らないため安全ではあるが、速度ゼロのときに旋回できない。すなわち、旋回ゲインＢを採用すると、同軸二輪車は、その場旋回できないことになり、使い勝手が悪くなる。また、旋回ゲインのラインが不連続になると、ある速度を境に急に旋回方向が切り替わるなど不安定になるという問題が発生する。
【００３７】
本実施の形態にかかる同軸二輪車における旋回ゲインを図４のグラフに示す。速度が０以上の前進時は旋回ゲインは一定の正の値Ｋ１、速度がＶ２（Ｖ２は負の所定値）以下における旋回ゲインはゼロである。そして、速度が０〜Ｖ２間は、単純な比例または二次式等を使用して連続的に変化（この例で漸増）するように旋回ゲインを設定する。
【００３８】
このように旋回ゲインを設定すると、速度がＶ２以下の後進時には、旋回レバーを傾けても旋回ゲインは実質的にゼロであるため車両は旋回動作を行わないので、遠心力は発生せず、転倒の危険性を予防できる。その一方で、速度ゼロのときに旋回レバーを傾けると、旋回ゲインは正の値Ｋ１であるから、その場旋回を行うことができる。さらに、旋回動作を続けて、そのまま後進していき、後進方向への速度が増加すると、これに従って旋回ゲインは低下してゼロに近づいていくため、次第に旋回動作は少なくなり、停止する。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態にかかる同軸二輪車の制御方法によれば、その場旋回の機能を保持しつつ、後進時の旋回動作における転倒等の問題を回避するができるという効果を奏する。具体的には、本実施の形態では、旋回ゲインを速度ゼロ以下で漸減し、後ろ方向に対して所定の速度以上の速度で移動する場合には、旋回動作を禁止することにより、遠心力の発生を防ぎ、転倒を予防することができる。乗員は、比較的ゆっくりとした速度で、後進時にも旋回内側に傾くことで遠心力と釣り合う安定した旋回走行を行うことができる。このとき車両速度ゼロのときの旋回ゲインをゼロよりも大きい値とすることにより、その場回転が可能となる。
【００４０】
発明の実施の形態２．
本実施の形態２にかかる同軸二輪車における旋回制御では、旋回指令入力に対する旋回指令出力の関係式を前進モードと後進モードの２系統を有し、乗車中にモードを自動的に切り換えている。
【００４１】
本実施の形態２にかかる同軸二輪車における旋回制御について、図を用いて具体的に説明する。図５は、当該旋回制御において用いられる旋回ゲインを示すグラフである。この旋回ゲインＤは、２つのプロファイルを有し、実線で示される前進モードプロファイルにかかる旋回ゲインＤ１と、点線で示される後進モードプロファイルにかかる旋回ゲインＤ２より構成されている。実線で示す前進モードにかかる旋回ゲインＤ１は、発明の実施の形態１における旋回制御で用いた旋回ゲインと同じである。
【００４２】
一点鎖線で示す後進モードにかかる旋回ゲインＤ２は、本実施の形態１と同様の考え方に基づき設定されている。具体的には、速度が負の値であるＶ３よりも小さい（即ち、後進方向への速度がＶ３よりも大きく、速い）場合に、旋回ゲインＣ２は、負の一定値Ｋ２に設定されている。また、Ｖ３よりも大きい領域においては、速度の増加に正比例して旋回ゲインが増加している。車両の速度がゼロのとき、旋回ゲインＤ２はゼロである。正の値であるＶ４（例えば、前進方向に対して５．０ｋｍ／ｈ）において、速度の増加に正比例して増加した旋回ゲインＤ２は、Ｋ１となり、前進モードにかかる旋回ゲインＤ１と同じ値を取る。
【００４３】
ただし、前進モードと後進モードは不連続であるため、本実施の形態にかかる旋回制御においては、不連続を乗員に感じさせないように、モード切り替えを行うために、図６に示すアルゴリズムを用いている。
【００４４】
図５に示す旋回ゲインＣの切り換えポイントＰ１は、前進モードから後進モードへの切り替えに相当し、図６に示すアルゴリズムにおける条件１を相当している。条件１は、速度が−０．５ｋｍ／ｈ以上であり（即ち、後方に０．５ｋｍ／ｈ以上の速さで下がること）、かつ旋回レバー１５が中立位置にあるというものである。具体的には、前進モードにおいて、真っすぐ後ろに数十センチメール後退すると自動的に後進モードに切り替わる。このとき、旋回レバー１５を左右どちらかに傾斜させた状態でモードの切り替えを行うと、旋回が不連続になるため、旋回してない、すなわち旋回レバー１５が中立位置にある、という条件も付け加えられている。
【００４５】
このとき、前進モードから後進モードに切り替わったことを音や光で報知装置５により乗員に知らせるようにしてもよい。具体的には、同軸二輪車の一部にスピーカ等の音出力手段や、ＬＥＤ素子等の光出力手段を設け、制御装置３は、前進モードから後進モードに切り替わったことをトリガーとして、これらの音出力手段・光出力手段に対して、音や光を出力するよう命令する。音出力手段や光出力手段は、当該命令に応じて、音や光を出力する。
【００４６】
前進モードにおいて旋回レバー１５を左右どちらかに傾斜させた状態で後進を続けた場合には、後進モードには切り替わらず、前進モードのままになるので、旋回が止まってしまう。このとき、乗員がハンドルを中立に戻すと、前進モードから後進モードへの切り替わりが発生する。
【００４７】
後進モードから前進モードへの切り替わりは、旋回ゲインＤのポイントＰ２およびポイントＰ３において発生する。例えば、ポイントＰ２の車両速度は−１．０ｋｍ／ｈであり、ポイントＰ３の車両速度は−０．５ｋｍ／ｈである。ポイントＰ２における切り替えは、図６に示すアルゴリズムの条件２を充足した場合に発生する。条件２は、図６に示されるように、車両の速度が−０．５ｋｍ／ｈ以上（即ち、後方に０．５ｋｍ／ｈ以上の速さ）であり、かつ旋回レバー１５が中立位置にある場合である。
【００４８】
このとき、前進モードと後進モードの頻繁な切り替わりを防止するため、ポイントＰ１とポイントＰ２の速度は同一でなく、所定値以上の差を設けることにより、切り換え条件にヒステリシスを持たせることが好ましい。
【００４９】
もう一つの切り替わりポイントＰ３は、前進モードと後進モードで旋回ゲインが一致するポイントであり、後進モードにおいて前進への速度が増加し、旋回ゲインＤ２がこれに伴って増加して旋回ゲインＤ２がＫ１に至った場合に切り替わるポイントである。この場合は、旋回レバー１５が中立位置になく、左右のいずれかに傾斜した状態で車両が旋回動作中であっても、旋回レバー１５が中立位置にある場合と同様に、モードが後進モードから前進モードに切り替わる。
【００５０】
なお、前述の例では、後進モードと前進モードの切り替わり条件は、車両の速度と旋回指令入力の有無の双方により決定したが、これに限らず、車両の速度のみに基づき決定してもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態２にかかる同軸二輪車の制御方法によれば、その場旋回の機能を保持しつつ、後進時の旋回動作における転倒等の問題を回避するができるという効果を奏する。本実施の形態では、特に、前進時、停止時、後進時の旋回と遠心力の方向の矛盾を解消し、どの速度域においても安定した旋回走行を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】発明の実施の形態にかかる同軸二輪車の車両制御の構成を示す制御ブロック図である。
【図２】発明の実施の形態にかかる同軸二輪車に乗員が乗車して旋回動作を実行する様子を説明するための図である。
【図３】一般的な旋回ゲインを説明するためのグラフである。
【図４】発明の実施の形態にかかる同軸二輪車の制御における旋回ゲインを説明するためのグラフである。
【図５】発明の実施の形態にかかる同軸二輪車の制御における旋回ゲインを説明するためのグラフである。
【図６】発明の実施の形態にかかる同軸二輪車の制御アルゴリズムを示す状態遷移図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  検出器
２  旋回操作装置
３  制御装置
４  駆動ユニット
５  報知装置
【図１】
2010030566.tif 000003
【図２】
2010030566.tif 000004
【図３】
2010030566.tif 000005
【図４】
2010030566.tif 000006
【図５】
2010030566.tif 000007
【図６】
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