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JP4701681B2 - Parallel motorcycle and its control method - Google Patents

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JP4701681B2
JP4701681B2 JP2004322761A JP2004322761A JP4701681B2 JP 4701681 B2 JP4701681 B2 JP 4701681B2 JP 2004322761 A JP2004322761 A JP 2004322761A JP 2004322761 A JP2004322761 A JP 2004322761A JP 4701681 B2 JP4701681 B2 JP 4701681B2
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Description

本発明は、例えば人間を搭乗させて二輪で走行する乗り物に使用して好適な平行2輪車及びその制御方法に関する。詳しくは、平行2輪車にブレーキ手段を設けてブレーキ制動を行う場合に、良好な制動を実現できるようにしたものである。   The present invention relates to a parallel two-wheeled vehicle suitable for use in, for example, a vehicle traveling on two wheels with a human being on board, and a control method therefor. Specifically, when braking is performed by providing braking means on a parallel two-wheeled vehicle, good braking can be realized.

例えば人間を搭乗させて二輪で走行する乗り物が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   For example, a vehicle that travels on two wheels with a human being on board has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

米国特許第6288505号明細書US Pat. No. 6,288,505

例えば、人間を搭乗させて二輪で走行する乗り物としては、上記の特許文献1のような装置が提案されている。しかしながら従来技術では、車両の位置や速度は乗員の重心移動のみにより制御されていたものである。そのため、危険を感じて急激に速度を減じたい、狭い場所なのでその場で停止していたい、などの際にも常に重心移動を行って車両を制御する必要があり、急激な重心移動が間に合わずに減速しきれない、狭い場所で停止を続けるには高度な技術を要するなどの問題が生じていた。   For example, a device as described in Patent Document 1 has been proposed as a vehicle that travels on two wheels with a human being on board. However, in the prior art, the position and speed of the vehicle are controlled only by the movement of the center of gravity of the occupant. Therefore, it is necessary to control the vehicle by always moving the center of gravity even when you want to reduce the speed suddenly because you feel dangerous, or you want to stop on the spot because it is a narrow place, etc. There were problems such as slowing down and the need for advanced technology to continue stopping in narrow spaces.

この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、車両の位置や速度は乗員の重心移動のみにより制御されていたために、ブレーキ制動や停止状態に保つことを容易に行うことができなかったというものである。   This application has been made in view of the above points, and the problem to be solved is that in the conventional apparatus, the position and speed of the vehicle are controlled only by the movement of the center of gravity of the occupant. This means that it was not possible to easily maintain the braking or stopping state.

このため本発明においては、ブレーキレバーの操作情報を検出し、検出された操作情報から目標車両速度を設定し、車両が設定された車両速度に安定に追従するように制御を行うようにしたものであって、これによれば、良好にブレーキ制動を行うことができる。また、目標車両位置を設定し、車両が設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うようにしたものであって、これによれば、良好に車両の停止状態を保つことができる。   Therefore, in the present invention, the operation information of the brake lever is detected, the target vehicle speed is set from the detected operation information, and the vehicle is controlled so as to stably follow the set vehicle speed. And according to this, it is possible to perform the brake braking satisfactorily. Further, the target vehicle position is set, and control is performed so that the vehicle stably follows the set target vehicle position. According to this, the vehicle can be kept in a stopped state satisfactorily. it can.

体と、本体に同軸上に取り付けられた1対の駆動ユニットと、本体の前後の傾きを検出する前後傾き検出装置と、駆動ユニットで検出された本体と車輪との相対角速度および前後傾き検出装置で検出された角速度とから車両速度を求める車両速度検出装置とを有し、駆動ユニットで検出された本体と車輪との相対角度および角速度と、前後傾き検出装置で検出された角度および角速度とから、制御装置が全体系を倒れないように安定化させるのに必要な駆動トルクを計算して、駆動ユニットの各モータを駆動するようにした平行2輪車であって、ブレーキレバーと、ブレーキレバーの操作情報を検出するブレーキ検出装置と、ブレーキ検出装置および車両速度検出装置の出力から目標車両速度を設定する目標速度設定装置とを設け、制御装置は、車両が目標速度設定装置に設定された車両速度に安定に追従するように制御を行うことによって、良好にブレーキ制動を行うことができるものである。 And the body, and a pair of drive units mounted coaxially in the body, and the longitudinal inclination detecting device for detecting a longitudinal inclination of the body, relative angular velocity and longitudinal inclination detection between the detected body and the wheel in the drive unit A vehicle speed detection device that obtains a vehicle speed from the angular velocity detected by the device, the relative angle and angular velocity of the main body and wheels detected by the drive unit, and the angle and angular velocity detected by the longitudinal tilt detection device From the above, the control device calculates a driving torque necessary to stabilize the entire system so as not to fall, and drives each motor of the driving unit. A brake detection device that detects lever operation information, and a target speed setting device that sets a target vehicle speed from outputs of the brake detection device and the vehicle speed detection device. It is one in which the vehicle by performing control so that stably follow the vehicle speed set in the target speed setting device, it is possible to perform good braking.

また、ブレーキレバーの操作量および車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて目標速度設定装置に設定される目標車両速度を変化させ、設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御することによって、ブレーキレバーの操作量に応じてブレーキ制動を行うことができるものである。 Further, by changing the target vehicle speed set in the target speed setting device in accordance with the vehicle speed detected by the operation amount and the vehicle speed detecting device of the probe Rekireba, the vehicle speed so as to follow the target vehicle speed set By controlling, brake braking can be performed according to the operation amount of the brake lever.

動ユニットで検出された本体と車輪との相対角度および前後傾き検出装置で検出された角度とから車両位置を求める車両位置検出装置と、目標車両位置を設定する目標位置設定装置とをさらに設け、制御装置は、車両が目標位置設定装置に設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、良好に車両を停止させることができるものである。 Further provided a vehicle position detecting device for determining the vehicle position from the relative angle and the detected angles before and after the tilt detection device between the detected body and the wheel in driving motion unit, and a target position setting device for setting a target vehicle position The control device can satisfactorily stop the vehicle by performing control so that the vehicle stably follows the target vehicle position set in the target position setting device.

両の停止時にブレーキレバーが操作された場合には、目標位置設定装置に設定される目標車両位置を現在の位置とし、制御装置が目標位置設定装置に設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、良好に車両の停止状態を保つことができるものである。 When the brake lever is operated when vehicles outages, the target vehicle position is set as the target position setting device as the current position, stably follow the target vehicle position control device is set to the target position setting device By performing the control in such a manner, the stop state of the vehicle can be favorably maintained.

両の走行時にブレーキレバーが操作された場合には、ブレーキレバーの操作量および車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて目標速度設定装置に設定される目標車両速度を変化させ、設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御し、車両速度検出装置で検出された車両速度が0となった時点で、目標位置設定装置に設定される目標車両位置を現在の位置とし、制御装置が目標位置設定装置に設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、ブレーキ制動の後その場所での停止を良好に行うことができるものである。 When the brake lever is operated during running of the vehicles changes the target vehicle speed set in the target speed setting device in accordance with the vehicle speed detected by the operation amount and the vehicle speed detecting apparatus of the brake lever, set The vehicle speed is controlled to follow the set target vehicle speed, and when the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device becomes 0, the target vehicle position set in the target position setting device is set as the current position. The control device performs control so as to stably follow the target vehicle position set in the target position setting device, so that it is possible to satisfactorily stop at that location after brake braking.

レーキレバーの操作量および車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて目標速度設定装置に設定される目標車両速度を変化させ、設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御する減速モードと、目標位置設定装置に設定される目標車両位置を現在の位置とし、制御装置が目標位置設定装置に設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うパーキングブレーキモードとを切り換えるスイッチを設けることによって、ブレーキレバーの操作を解除しても、その場所での停止を良好に行うことができるものである。 Operation amount of the probe Rekireba and in accordance with the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting device to change the target vehicle speed set in the target speed setting device to control the vehicle speed so as to follow the target vehicle speed set A deceleration mode and a parking brake mode in which the target vehicle position set in the target position setting device is the current position and the control device performs control so as to stably follow the target vehicle position set in the target position setting device. By providing a switch for switching, even if the operation of the brake lever is released, the stop at that location can be performed satisfactorily.

員がつかまるハンドルを有し、ブレーキレバーをハンドルに設けることによって、ブレーキレバーの操作を良好に行うことができるものである。 It has a handle which multiply personnel caught, by providing a brake lever on the handle, in which the operation of the brake lever can be performed well.

さらに、本体と、本体に同軸上に取り付けられた1対の駆動ユニットと、本体の前後の傾きを検出する前後傾き検出装置と、駆動ユニットで検出された本体と車輪との相対角速度および前後傾き検出装置で検出された角速度とから車両速度を求める車両速度検出装置とが設けられ、駆動ユニットで検出された本体と車輪との相対角度および角速度と、前後傾き検出装置で検出された角度および角速度とから、全体系を倒れないように安定化させるのに必要な駆動トルクを計算して、駆動ユニットの各モータを駆動するようにした平行2輪車の制御方法であって、ブレーキレバーの操作情報を検出し、検出されたブレーキレバーの操作情報および車両速度検出装置の出力から目標車両速度を設定し、車両が設定された車両速度に安定に追従するように制御を行うことによって、良好にブレーキ制動を行うことができるものである。 In addition, body and a pair of drive units mounted coaxially in the body, and the longitudinal inclination detecting device for detecting a longitudinal inclination of the body, relative angular velocity and the front and rear of the detected body and the wheel in the drive unit A vehicle speed detection device for obtaining a vehicle speed from the angular velocity detected by the tilt detection device, the relative angle and angular velocity between the main body and the wheels detected by the drive unit, the angle detected by the front and rear tilt detection device, and A control method for a parallel two-wheeled vehicle that drives each motor of the drive unit by calculating a drive torque necessary to stabilize the entire system from falling down from the angular velocity, The operation information is detected, the target vehicle speed is set from the detected brake lever operation information and the output of the vehicle speed detection device, and the vehicle stably follows the set vehicle speed. By performing controlled so, it is capable of performing satisfactorily braking.

また、ブレーキレバーの操作量および車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて設定される目標車両速度を変化させ、設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御することによって、ブレーキレバーの操作量に応じてブレーキ制動を行うことができるものである。 Further, by controlling the vehicle speed so changing the target vehicle speed set in accordance with the vehicle speed detected by the operation amount and the vehicle speed detecting device of the probe Rekireba, it follows the target vehicle speed set, Brake braking can be performed according to the amount of operation of the brake lever.

動ユニットで検出された本体と車輪との相対角度および前後傾き検出装置で検出された角度とから車両位置を求め、目標車両位置を設定し、車両が設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、良好に車両を停止させることができるものである。 Calculated vehicle position from the detected angle relative angle and longitudinal inclination detecting device of the body and the wheels detected by the driving motion unit, sets a target vehicle position, stably follow the target vehicle position where the vehicle is set The vehicle can be stopped satisfactorily by performing the control in such a manner.

両の停止時にブレーキレバーが操作された場合には、設定される目標車両位置を現在の位置として、設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、良好に車両の停止状態を保つことができるものである。 When the brake lever is operated when vehicles stop as the current position the target vehicle position set, by performing control so that stably follow the set target vehicle position, favorably the vehicle It is possible to keep the stop state.

両の走行時にブレーキレバーが操作された場合には、ブレーキレバーの操作量および車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて設定される目標車両速度を変化させ、設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御し、車両速度検出装置で検出された車両速度が0となった時点で、設定される目標車両位置を現在の位置として、設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、ブレーキ制動の後その場所での停止を良好に行うことができるものである。 When the brake lever is operated during running of the vehicles, the target vehicle speed by changing the target vehicle speed set in accordance with the vehicle speed detected by the operation amount and the vehicle speed detecting apparatus of the brake lever, is set When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device becomes 0, the set target vehicle position is set as the current position, and the set target vehicle position is stabilized. By performing the control so as to follow, it is possible to satisfactorily stop at that location after braking.

レーキレバーの操作量および車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて設定される目標車両速度を変化させ、設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御する減速モードと、設定される目標車両位置を現在の位置とし、設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うパーキングブレーキモードとを任意に切り換えられるようにすることによって、ブレーキレバーの操作を解除しても、その場所での停止を良好に行うことができるものである。
Operation amount of the probe Rekireba and in accordance with the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting device to change the target vehicle speed set, a speed reduction mode for controlling the vehicle speed so as to follow the target vehicle speed set, set The brake lever operation is released by allowing the target vehicle position to be set to the current position and switching the parking brake mode to control the vehicle so as to stably follow the set target vehicle position. However, the stop at that place can be performed well.

これによって、従来の装置では、平行2輪車におけるブレーキ制動や、平行2輪車を停止状態に保つことが容易ではなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。   Thus, according to the present invention, it is possible to easily solve these problems according to the present invention, which is not easy for the conventional apparatus to brake in a parallel two-wheeled vehicle or to keep the parallel two-wheeled vehicle in a stopped state. It is something that can be done.

以下、図面を参照して本発明を説明するに、図1には本発明による平行2輪車及びその制御方法の適用される車両の一実施形態の構成を示す。なお、図1のAは正面図、図1のBは側面図を示す。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a vehicle to which a parallel two-wheeled vehicle and a control method thereof according to the present invention are applied. 1A is a front view and FIG. 1B is a side view.

この図1において、本発明による平行2輪車は、本体(乗員が立つ部分)1と、本体1に同軸上に取り付けられた1対の駆動ユニット2Aおよび2Bと、乗員がつかまるT字型のハンドル3と、本体1の前後(Y軸周り)の傾き検出装置4とからなる。そして本発明では、ハンドル3の端部にブレーキレバー5と、ブレーキレバー5の操作情報(操作量、操作速度)を検出するブレーキ検出装置6とが設けられる。また本体1には、図示しないが、後述する車両の制御を行う制御装置が設けられている。   In FIG. 1, a parallel two-wheeled vehicle according to the present invention includes a main body (portion on which an occupant stands) 1, a pair of drive units 2A and 2B that are coaxially attached to the main body 1, and a T-shaped type that holds the occupant. It comprises a handle 3 and a tilt detection device 4 before and after the main body 1 (around the Y axis). In the present invention, the brake lever 5 and the brake detection device 6 for detecting operation information (operation amount, operation speed) of the brake lever 5 are provided at the end of the handle 3. The main body 1 is provided with a control device (not shown) for controlling the vehicle, which will be described later.

さらに図2には、ブレーキレバー5の周りの構造例を示す。なお、図2のAは上面図、図2のBは側面図である。すなわち図2において、ハンドル3にブレーキレバー5が取り付けられ、このブレーキレバー5の操作量、操作速度を、ブレーキ検出装置6となるポテンショメータあるいはロータリーエンコーダによって検出する。さらにブレーキレバー5には戻りバネ7が設けられ、これらのブレーキ検出装置6と戻りバネ7はブラケット8に納められている。   Further, FIG. 2 shows a structural example around the brake lever 5. 2A is a top view and FIG. 2B is a side view. That is, in FIG. 2, a brake lever 5 is attached to the handle 3, and an operation amount and an operation speed of the brake lever 5 are detected by a potentiometer or a rotary encoder serving as the brake detection device 6. The brake lever 5 is further provided with a return spring 7, and the brake detection device 6 and the return spring 7 are accommodated in a bracket 8.

そこで、まず通常走行モードでは、図3に示すように駆動ユニット2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪との相対角度および角速度と、前後傾き検出装置4で検出された角度および角速度とから、制御装置11が全体系を倒れないように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2Aおよび2Bの各モータを駆動する。これにより、乗員が重心を前後にずらすことで前進後退を行なうことができる。   Therefore, first, in the normal travel mode, as shown in FIG. 3, from the relative angle and angular velocity between the main body 1 and the wheels detected by the drive units 2A and 2B, and the angle and angular velocity detected by the front / rear inclination detecting device 4, The controller 11 calculates the drive torque necessary to stabilize the entire system so as not to fall down, and drives the motors of the drive units 2A and 2B. Accordingly, the occupant can move forward and backward by shifting the center of gravity back and forth.

次に減速モードでは、図4において、ブレーキ検出装置6は、乗員が操作したブレーキレバー5の操作量と操作速度とを検出する。さらに車両速度検出装置12は、駆動ユニット2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪との相対角速度と、前後傾き検出装置4で検出された車両角速度とから、現在の車両速度を求める。また目標速度設定装置13は、ブレーキ検出装置6と車両速度検出装置12との出力から減速度を決定し、目標車両速度を決定する。   Next, in the deceleration mode, in FIG. 4, the brake detection device 6 detects the operation amount and operation speed of the brake lever 5 operated by the occupant. Further, the vehicle speed detection device 12 obtains the current vehicle speed from the relative angular velocity between the main body 1 and the wheels detected by the drive units 2 </ b> A and 2 </ b> B and the vehicle angular velocity detected by the longitudinal tilt detection device 4. The target speed setting device 13 determines the deceleration from the outputs of the brake detection device 6 and the vehicle speed detection device 12, and determines the target vehicle speed.

すなわち、上記の処理によって、目標速度設定装置13はブレーキ操作量とブレーキ操作速度の大きさによって、減速度を適切に調節する。これにより、制御装置11は、目標車両角度(=0、すなわち水平に保つ)と目標車両角速度(=0、すなわち現在の角度に保つ)と目標車両速度とに、車両を安定的に追従させる。   That is, by the above processing, the target speed setting device 13 appropriately adjusts the deceleration according to the brake operation amount and the brake operation speed. Thus, the control device 11 causes the vehicle to stably follow the target vehicle angle (= 0, that is, keep it horizontal), the target vehicle angular velocity (= 0, that is, keep the current angle), and the target vehicle speed.

さらに停止モードでは、図5において、ブレーキ検出装置6は、乗員が操作したブレーキレバー5の操作量を検出する。さらに車両速度検出装置12は、駆動ユニット2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪との相対角速度と、前後傾き検出装置4で検出された車両角速度とから、現在の車両速度を求める。また目標速度設定装置13は、ブレーキ検出装置6と車両速度検出装置12との出力から減速度を決定し、目標車両速度を決定する。   Further, in the stop mode, in FIG. 5, the brake detection device 6 detects the operation amount of the brake lever 5 operated by the occupant. Further, the vehicle speed detection device 12 obtains the current vehicle speed from the relative angular velocity between the main body 1 and the wheels detected by the drive units 2 </ b> A and 2 </ b> B and the vehicle angular velocity detected by the longitudinal tilt detection device 4. The target speed setting device 13 determines the deceleration from the outputs of the brake detection device 6 and the vehicle speed detection device 12, and determines the target vehicle speed.

一方、車両位置検出装置14は、駆動ユニット2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪との相対角度と、前後傾き検出装置4で検出された車両角度とから、現在の車両位置を求める。さらに、目標位置設定装置15は目標車両位置を決定し、この目標位置設定装置15に車両位置検出装置14で検出された現在の車両位置が供給されるようにしておく。   On the other hand, the vehicle position detection device 14 obtains the current vehicle position from the relative angle between the main body 1 and the wheels detected by the drive units 2 </ b> A and 2 </ b> B and the vehicle angle detected by the front / rear inclination detection device 4. Further, the target position setting device 15 determines the target vehicle position, and supplies the current vehicle position detected by the vehicle position detection device 14 to the target position setting device 15.

そして車両速度が0あるいは極小さく、かつブレーキが操作されたことを検出した場合には、車両をその位置に停止させるような制御を施す。具体的には、目標速度設定装置13は目標車両速度を0とし、目標位置設定装置15は目標車両位置を現在の位置に設定する。制御装置11は、目標車両角度(=0、すなわち水平に保つ)と目標車両角速度(=0、すなわち現在の角度に保つ)と目標車両速度(=0、すなわち停止)と目標車両位置(=現在の位置)とに、車両を安定的に追従させる。   When it is detected that the vehicle speed is 0 or extremely low and the brake is operated, control is performed so that the vehicle is stopped at that position. Specifically, the target speed setting device 13 sets the target vehicle speed to 0, and the target position setting device 15 sets the target vehicle position to the current position. The control device 11 sets the target vehicle angle (= 0, i.e., keeps it horizontal), the target vehicle angular speed (= 0, i.e., keeps the current angle), the target vehicle speed (= 0, i.e., stops), and the target vehicle position (= current). The vehicle) in a stable manner.

また、走行モードから停止モードへの転換では、走行中には上述の減速モードによって減速していき、速度が0になった時点でまだブレーキが操作されていた場合は停止モードに移行し、その場で停止を続ける。   Also, in the transition from the travel mode to the stop mode, the vehicle decelerates in the above-described deceleration mode during traveling, and if the brake is still being operated when the speed becomes zero, the mode shifts to the stop mode. Continue to stop on the ground.

さらにパーキングブレーキモードでは、任意のブレーキスイッチ(図示せず)により、通常走行モード(または停止モード)とパーキングブレーキモードとを切り替える。これにより、パーキングブレーキモードでは、ブレーキレバーを握り続けなくても停止を続ける。   Further, in the parking brake mode, the normal running mode (or stop mode) and the parking brake mode are switched by an arbitrary brake switch (not shown). As a result, in the parking brake mode, the vehicle continues to stop even if the brake lever is not continuously held.

なお、以上のモード間の状態遷移を図6に示す。すなわち図6においては、通常走行モード、減速モード、停止モード、パーキングブレーキモードの各状態が、それぞれブレーキ操作、ブレーキ解除、ブレーキスイッチ操作、ブレーキスイッチ解除、ブレーキスイッチ操作かつ速度≒0、ブレーキ操作かつ速度≒0等をトリガとして遷移される様子を示している。   In addition, the state transition between the above modes is shown in FIG. That is, in FIG. 6, the normal driving mode, the deceleration mode, the stop mode, and the parking brake mode are respectively the brake operation, brake release, brake switch operation, brake switch release, brake switch operation and speed≈0, brake operation and It shows a state where the transition is performed with a speed ≈ 0 or the like as a trigger.

さらに以下に各モードでの動作の詳細を示す。   Further details of the operation in each mode are shown below.

まず通常走行モードの動作詳細では、変数として
θ:車両本体の傾き角度
θVref:車両本体の目標傾き角度(=0)
θ′:車両本体の傾き角速度(′は時間微分を表す。以下同じ。)
θ′Vref:車両本体の目標傾き角速度(=0)
:車輪に与えるトルク
、P:フィードバック係数
が与えられる。
First, in the operation details of the normal travel mode, as variables, θ V : inclination angle of the vehicle body θ Vref : target inclination angle of the vehicle body (= 0)
θ ′ V : Angular velocity of the vehicle body (′ represents time differentiation, the same applies hereinafter)
θ ′ Vref : Target inclination angular velocity of the vehicle body (= 0)
T W : Torque P 1 applied to the wheels, P 2 : A feedback coefficient is given.

そして具体的な動作では、最初に制御装置11は、目標車両傾き角度(θVref=0、すなわち水平に保つ)と目標車両傾き角速度(θ′Vref=0、すなわち現在の角度に保つ)と目標車両速度とに、車両を安定的に追従させる。このためには、例えば従来から知られている倒立振子の安定化制御則(T=P(θVref−θ)+P(θ′Vref−θ′)を用いる。このようにして、通常走行モードでの動作が行われる。 In a specific operation, first, the controller 11 first sets the target vehicle tilt angle (θ Vref = 0, ie, keeps it horizontal), the target vehicle tilt angular velocity (θ ′ Vref = 0, ie, keeps the current angle), and the target. The vehicle is made to follow the vehicle speed stably. For this purpose, for example, a conventionally known stabilization control rule of an inverted pendulum (T W = P 1Vref −θ V ) + P 2 (θ ′ Vref −θ ′ V ) is used. The operation in the normal travel mode is performed.

次に、ブレーキ操作の検出によって減速モードに遷移する際の処理は、図7のフローチャートに示すように行われる。すなわち図7において、通常走行モード(ステップS10)におけるステップS11でブレーキ操作の検出が判断され、操作が無いとき(N)は通常走行モードに戻され、操作がある時(Y)は、減速モード(ステップS20)に進められる。   Next, the processing when transitioning to the deceleration mode by detecting the brake operation is performed as shown in the flowchart of FIG. That is, in FIG. 7, the brake operation is detected in step S11 in the normal travel mode (step S10). When there is no operation (N), the normal travel mode is returned, and when there is an operation (Y), the deceleration mode is selected. The process proceeds to (Step S20).

そこで、減速モードの動作詳細では、変数として
θ:ブレーキ操作量(例えばブレーキレバーの角度)
θ′:ブレーキ操作速度(例えばブレーキレバーの角速度)
θ′:車両本体に対する車輪の回転速度
θ:車両本体の傾き角度
θVref:車両本体の目標傾き角度(=0)
θ′:車両本体の傾き角速度
θ′Vref:車両本体の目標傾き角速度(=0)
:車輪半径
:車両本体の速度
Vref:車両本体の目標速度
Vref:車両本体の目標減速度
f:関数
、K、K:係数
:車輪に与えるトルク
、P、P:フィードバック係数
が与えられる。
Therefore, in the operation details of the deceleration mode, as a variable, θ B : brake operation amount (for example, brake lever angle)
θ ′ B : Brake operation speed (eg, angular speed of brake lever)
θ ′ W : Wheel rotation speed relative to the vehicle body θ V : Vehicle body inclination angle θ Vref : Vehicle body inclination angle (= 0)
θ ′ V : Inclination angular velocity of vehicle body θ ′ Vref : Target inclination angular velocity of vehicle body (= 0)
R W : Wheel radius V V : Vehicle body speed V Vref : Vehicle body target speed a Vref : Vehicle body target deceleration f: Functions K 1 , K 2 , K 3 : Coefficient T W : Torque P applied to wheels 1 , P 2 , P 4 : A feedback coefficient is given.

そして具体的な動作では、例えば図8のフローチャートに示すように、最初に通常走行モード(ステップS10)から、ブレーキ操作を検出する(ステップS11)と減速モード(ステップS20)に遷移する。ここで、ブレーキ検出装置6は、乗員が操作したブレーキレバー5の操作量(θ)と操作速度(θ′)とを検出する。 In a specific operation, for example, as shown in the flowchart of FIG. 8, first, from the normal travel mode (step S10), a transition to the deceleration mode (step S20) is made when a brake operation is detected (step S11). Here, the brake detection device 6 detects the operation amount (θ B ) and the operation speed (θ ′ B ) of the brake lever 5 operated by the occupant.

次に、ステップS21で車両速度検出装置12は、駆動ユニット2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪との相対角速度と、前後傾き検出装置4で検出された車両角速度とから、現在の車両速度(V=R(θ′−θ′))を求める。さらにステップS22で、目標速度設定装置13は、ブレーキ検出装置6と車両速度検出装置12との出力からある関数fに従って目標減速度(aVref=f(θ、θ′、V))を決定し、ステップS23で、車両目標速度(VVref=V−aVref)を設定する。 Next, in step S21, the vehicle speed detection device 12 determines the current vehicle speed from the relative angular velocity between the main body 1 and the wheels detected by the drive units 2A and 2B and the vehicle angular velocity detected by the front / rear inclination detection device 4. (V V = R W (θ ′ W −θ ′ V )) is obtained. Further, in step S22, the target speed setting device 13 sets the target deceleration (a Vref = f (θ B , θ ′ B , V V )) according to a function f from the outputs of the brake detection device 6 and the vehicle speed detection device 12. It determines, at step S23, sets the vehicle target speed (V Vref = V V -a Vref ).

このとき、関数fは、例えばf(θ、θ′、V)=Kθ+Kθ′+Kに示すような形式であり、ブレーキ操作量・ブレーキ操作速度・車両本体の速度が大きいときは大きな目標減速度を算出するように係数K、K、K決める。なお、関数fの決め方によっては、車両本体の速度が小さいときに大きな目標減速度を算出するというような、異なる性質を持たせることもできる。車両目標速度が0または負になったら車両目標速度は0とする。 In this case, the function f, for example f (theta B, theta is 'B, V V) = K 1 θ B + K 2 θ' B + K 3 V format, as shown in V, speed and brake operation amount and brake operation When the vehicle body speed is high, coefficients K 1 , K 2 , and K 3 are determined so as to calculate a large target deceleration. Depending on how the function f is determined, it is possible to have different properties such as calculating a large target deceleration when the speed of the vehicle body is low. When the vehicle target speed becomes zero or negative, the vehicle target speed is set to zero.

そして制御装置11は、ステップS24で目標車両傾き角度(θVref=0、すなわち水平に保つ)と目標車両傾き角速度(θ′Vref=0、すなわち現在の角度に保つ)と目標車両速度(VVref)とに、車両を安定的に追従させる。このためには、例えば従来から知られている倒立振子の安定化制御則T=P(θVref−θ)+P(θ′Vref−θ′)+P(VVref−V)を用いる。さらに車両速度が0になったら停止モード(ステップS30)に遷移する。 In step S24, the control device 11 sets the target vehicle tilt angle (θ Vref = 0, ie, keeps it horizontal), the target vehicle tilt angular velocity (θ ′ Vref = 0, ie, keeps the current angle), and the target vehicle speed (V Vref ) And make the vehicle follow stably. For this purpose, for example, a conventionally known inverted pendulum stabilization control law T W = P 1Vref −θ V ) + P 2 (θ ′ Vref −θ ′ V ) + P 4 (V Vref −V V ) Is used. Further, when the vehicle speed becomes 0, the mode transits to the stop mode (step S30).

さらに停止モードの動作詳細では、変数として
θ:ブレーキ操作量(例えばブレーキレバーの角度)
θ:車両本体に対する車輪の回転角度
θ′:車両本体に対する車輪の回転速度
θ:車両本体の傾き角度
θVref:車両本体の目標傾き角度(=0)
θ′:車両本体の傾き角速度
θ′Vref:車両本体の目標傾き角速度(=0)
:車輪半径
:車両本体の位置
Vref:車両本体の目標位置
:車両本体の速度
Vref:車両本体の目標速度
:車輪に与えるトルク
、P、P、P:フィードバック係数
が与えられる。
Furthermore, in the details of the operation in the stop mode, as a variable, θ B : brake operation amount (for example, brake lever angle)
θ W : Wheel rotation angle relative to the vehicle body θ ′ W : Wheel rotation speed relative to the vehicle body θ V : Vehicle body tilt angle θ Vref : Vehicle body tilt angle (= 0)
θ ′ V : Inclination angular velocity of vehicle body θ ′ Vref : Target inclination angular velocity of vehicle body (= 0)
R W: wheel radius X V: Position of the vehicle body X Vref: the target position of the vehicle body V V: vehicle body speed V Vref: the vehicle body of the target speed T W: Torque P 1, P 2, P 3 applied to the wheel , P 4 : A feedback coefficient is given.

そして具体的な動作では、例えば図9のフローチャートに示すように、最初に減速モード(ステップS20)から、ステップS25で車両速度=0が検出され、さらにステップS12でブレーキ操作の有無が検出される。すなわちブレーキ検出装置6は、乗員が操作したブレーキレバー6の操作量(θ)を検出する。ここでブレーキ操作が検出されないとき(N)は、通常走行モード(ステップS10)に遷移される。 In a specific operation, for example, as shown in the flowchart of FIG. 9, first, vehicle speed = 0 is detected in step S25 from the deceleration mode (step S20), and the presence or absence of a brake operation is detected in step S12. . That is, the brake detection device 6 detects the operation amount (θ B ) of the brake lever 6 operated by the occupant. Here, when the brake operation is not detected (N), a transition is made to the normal travel mode (step S10).

なお、図9のフローチャートでは、ステップS13でブレーキスイッチ操作の有無が検出される。ここでブレーキスイッチ操作が検出されたとき(Y)は、後述するパーキングブレーキモードに遷移される。これに対して、ステップS13でブレーキスイッチ操作が検出されないとき(N)は、停止モード(ステップS30)に遷移される。   In the flowchart of FIG. 9, the presence or absence of a brake switch operation is detected in step S13. Here, when a brake switch operation is detected (Y), a transition is made to a parking brake mode described later. On the other hand, when the brake switch operation is not detected in step S13 (N), the mode is changed to the stop mode (step S30).

この停止モード(ステップS30)において、ステップS31で、車両位置検出装置14は、駆動ユニット2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪とのある基準時点(たとえば停止モード遷移時)からの相対角度変化と、前後傾き検出装置4で検出された車両角度とから、ある地点(たとえば停止モード遷移時の位置)を基準とした、現在の車両位置(X=R(θ−θ))を求める。 In this stop mode (step S30), in step S31, the vehicle position detection device 14 changes the relative angle from a certain reference time (for example, at the time of stop mode transition) between the main body 1 and the wheels detected by the drive units 2A and 2B. And the current vehicle position (X V = R WW −θ V )) based on a certain point (for example, the position at the time of transition to the stop mode) from the vehicle angle detected by the forward / backward tilt detection device 4 Ask for.

またステップS32で、目標位置設定装置15は、車両目標位置(XVref)をある基準地点(たとえば停止モード遷移時の位置)に設定する。さらにステップS33で、目標速度設定装置13は、車両目標速度(VVref)を0に設定する。一方、車両速度検出装置12は、駆動ユニッ2Aおよび2Bで検出された本体1と車輪との相対角速度と、前後傾き検出装置4で検出された車両角速度とから、現在の車両速度(V=R(θ′−θ′))を求める。 In step S32, the target position setting device 15 sets the vehicle target position (X Vref ) at a certain reference point (for example, the position at the time of transition to the stop mode). Further, in step S33, the target speed setting device 13 sets the vehicle target speed (V Vref ) to zero. On the other hand, the vehicle speed detection device 12 determines the current vehicle speed (V V = V) from the relative angular velocity between the main body 1 and the wheels detected by the driving units 2A and 2B and the vehicle angular velocity detected by the front / rear inclination detection device 4. R W (θ ′ W −θ ′ V )) is obtained.

そしてステップS35で、制御装置11は、目標車両傾き角度(θVref=0、すなわち水平に保つ)と目標車両傾き角速度(θ′Vref=0、すなわち現在の角度に保つ)と目標車両位置(XVref、たとえば停止モード遷移時の位置)と目標車両速度(VVref=0、すなわち停止)とに、車両を安定的に追従させる。このためには、例えば従来から知られている倒立振子の安定化制御則T=P(θVref−θ)+P(θ′Vref−θ′)+P(XVref−X)+P(VVref−V)を用いる。 In step S35, the control device 11 determines the target vehicle inclination angle (θ Vref = 0, ie, keeps it horizontal), the target vehicle inclination angular velocity (θ ′ Vref = 0, ie, keeps the current angle), and the target vehicle position (X The vehicle is made to stably follow Vref (for example, the position at the time of stop mode transition) and the target vehicle speed (V Vref = 0, that is, stop). For this purpose, for example, a conventionally known inverted pendulum stabilization control law T W = P 1Vref −θ V ) + P 2 (θ ′ Vref −θ ′ V ) + P 3 (X Vref −X V ) + P 4 (V Vref −V V ) is used.

さらにブレーキが解除されたら通常走行モードに、ブレーキスイッチが検出されたらパーキングブレーキモードに遷移される。ここでパーキングブレーキモードの動作詳細では、変数として
θ:車両本体に対する車輪の回転角度
θ′:車両本体に対する車輪の回転速度
θ:車両本体の傾き角度
θVref:車両本体の目標傾き角度(=0)
θ′:車両本体の傾き角速度
θ′Vref:車両本体の目標傾き角速度(=0)
:車輪半径
:車両本体の位置
Vref:車両本体の目標位置
:車両本体の速度
Vref:車両本体の目標速度
:車輪に与えるトルク
、P、P、P:フィードバック係数
が与えられる。
Further, when the brake is released, the mode is changed to the normal running mode, and when the brake switch is detected, the mode is changed to the parking brake mode. Here, in the operation details of the parking brake mode, as variables, θ W : rotation angle of the wheel with respect to the vehicle body θ ′ W : rotation speed of the wheel with respect to the vehicle body θ V : inclination angle of the vehicle body θ Vref : target inclination angle of the vehicle body (= 0)
θ ′ V : Inclination angular velocity of vehicle body θ ′ Vref : Target inclination angular velocity of vehicle body (= 0)
R W: wheel radius X V: Position of the vehicle body X Vref: the target position of the vehicle body V V: vehicle body speed V Vref: the vehicle body of the target speed T W: Torque P 1, P 2, P 3 applied to the wheel , P 4 : A feedback coefficient is given.

そして具体的な動作では、例えば図10のフローチャートに示すように、最初に通常走行モード(ステップS10)から、ステップS25で車両速度がほぼ0、かつステップS13でブレーキスイッチが検出されるとパーキングブレーキモード(ステップS40)に遷移される。または、停止モード(ステップS30)からステップS14でブレーキスイッチが検出されるとパーキングブレーキモード(ステップS40)に遷移される。   In a specific operation, for example, as shown in the flowchart of FIG. 10, when the vehicle speed is first set to approximately 0 in step S25 and the brake switch is detected in step S13 from the normal travel mode (step S10), the parking brake is detected. Transition to the mode (step S40). Alternatively, when the brake switch is detected in the step S14 from the stop mode (step S30), the mode is changed to the parking brake mode (step S40).

以降は、停止モード(ステップS30)においてブレーキレバー操作がブレーキスイッチ操作に代わるのみで、動作は停止モード(ステップS30)と同じに行われる。すなわち図10のフローチャートでステップS41〜S45は、図9のフローチャートのステップS31〜S35と同等である。そしてこの処理により、ブレーキレバーを握り続ける代わりに、ブレーキスイッチを入れておくと停止し続けることになる。また、ブレーキスイッチが解除されたら通常走行モード(ステップS10)に遷移される。   Thereafter, the brake lever operation is merely replaced with the brake switch operation in the stop mode (step S30), and the operation is performed in the same manner as the stop mode (step S30). That is, steps S41 to S45 in the flowchart of FIG. 10 are equivalent to steps S31 to S35 of the flowchart of FIG. By this process, instead of continuing to hold the brake lever, if the brake switch is turned on, it will continue to stop. Further, when the brake switch is released, the mode is changed to the normal travel mode (step S10).

従ってこの実施形態において、ブレーキレバーの操作情報を検出し、検出された操作情報から目標車両速度を設定し、車両が設定された車両速度に安定に追従するように制御を行うことによって、良好にブレーキ制動を行うことができる。また、目標車両位置を設定し、車両が設定された目標車両位置に安定に追従するように制御を行うことによって、良好に車両の停止状態を保つことができる。   Therefore, in this embodiment, the operation information of the brake lever is detected, the target vehicle speed is set from the detected operation information, and control is performed so that the vehicle stably follows the set vehicle speed. Brake braking can be performed. Further, by setting the target vehicle position and performing control so that the vehicle stably follows the set target vehicle position, it is possible to maintain the vehicle stopped state satisfactorily.

これによって、従来の装置では、平行2輪車におけるブレーキ制動や、平行2輪車を停止状態に保つことが容易ではなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。   Thus, according to the present invention, it is possible to easily solve these problems according to the present invention, which is not easy for the conventional apparatus to brake in a parallel two-wheeled vehicle or to keep the parallel two-wheeled vehicle in a stopped state. It is something that can be done.

すなわち本発明によれば、運用上では以下の効果を奏する。
1.乗員の重心移動ではなくブレーキレバーで減速できるため、重心の移動が間に合わないような緊急時にも対応可能なので、安全性が高い。
2.乗員の重心移動ではなくブレーキレバーで減速できるため、自転車などの他の乗り物の感覚に近い操作が可能。熟練を必要としない。
3.乗員の重心移動ではなくブレーキレバーで静止できるため、狭い場所での車両操作が容易。
4.パーキングブレーキモードを使用すると、ブレーキレバーを握り続けなくても済む。両手をフリーにして狭い領域に安定して居続けることができる。
That is, according to the present invention, the following effects are obtained in operation.
1. Since it is possible to decelerate with the brake lever instead of the movement of the center of gravity of the occupant, it is possible to cope with an emergency where the movement of the center of gravity is not in time, so safety is high.
2. Because it is possible to decelerate with the brake lever instead of the movement of the center of gravity of the occupant, operation similar to that of other vehicles such as bicycles is possible. No skill is required.
3. Easy operation of the vehicle in a narrow space because it can be stopped by the brake lever instead of moving the center of gravity of the passenger.
4). If you use the parking brake mode, you do not have to hold the brake lever. You can keep both hands free and stay stable in a narrow area.

なお本発明は、上述の説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明による平行2輪車及びその制御方法の適用される車両の一実施形態の構成図である。1 is a configuration diagram of an embodiment of a vehicle to which a parallel two-wheeled vehicle and a control method thereof according to the present invention are applied. その要部の構造図である。FIG. その通常走行モードの説明のためのブロック図である。It is a block diagram for explanation of the normal driving mode. その減速モードの説明のためのブロック図である。It is a block diagram for explanation of the deceleration mode. その停止モードの説明のためのブロック図である。It is a block diagram for description of the stop mode. モード間の状態遷移を示す状態遷移図である。It is a state transition diagram which shows the state transition between modes. 通常走行モードの説明のためのフローチャート図である。It is a flowchart figure for description of normal driving mode. 減速モードの説明のためのフローチャート図である。It is a flowchart figure for description of deceleration mode. 停止モードの説明のためのフローチャート図である。It is a flowchart figure for description of stop mode. パーキングブレーキモードの説明のためのフローチャート図である。It is a flowchart figure for description of parking brake mode.

符号の説明Explanation of symbols

1…本体、2A,2B…駆動ユニット、3…ハンドル、4…傾き検出装置、5…ブレーキレバー、6…ブレーキ検出装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body, 2A, 2B ... Drive unit, 3 ... Handle, 4 ... Inclination detection device, 5 ... Brake lever, 6 ... Brake detection device

Claims (2)

本体と、前記本体に同軸上に取り付けられた1対の駆動ユニットと、前記本体の前後の傾きを検出する前後傾き検出装置と、前記駆動ユニットで検出された前記本体と車輪との相対角速度および前記前後傾き検出装置で検出された角速度とから車両速度を求める車両速度検出装置とを有し、
前記駆動ユニットで検出された本体と車輪との相対角度および角速度と、前記前後傾き検出装置で検出された角度および角速度とから、制御装置が全体系を倒れないように安定化させるのに必要な駆動トルクを計算して、前記駆動ユニットの各モータを駆動するようにした平行2輪車であって、
ブレーキレバーと、
前記ブレーキレバーの操作情報を検出するブレーキ検出装置と、
前記ブレーキ検出装置および前記車両速度検出装置の出力から目標車両速度を設定する目標速度設定装置と
前記駆動ユニットで検出された前記本体と前記車輪との相対角度および前記前後傾き検出装置で検出された角度とから車両位置を求める車両位置検出装置と、
目標車両位置を設定する目標位置設定装置と、を設け、
前記車両の走行時に前記ブレーキレバーが操作された場合には、前記ブレーキレバーの操作量および前記車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて前記目標速度設定装置により設定される目標車両速度を変化させ、前記設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御し、
前記車両速度検出装置で検出された車両速度が0となった時点で前記ブレーキレバーが操作されている場合は、前記目標位置設定装置により設定される前記目標車両位置を現在の位置とし、前記制御装置が前記目標位置設定装置により設定された前記目標車両位置に追従するように制御を行うことを特徴とする平行2輪車。
A main body, a pair of drive units coaxially attached to the main body, a front / rear inclination detecting device for detecting a front / rear inclination of the main body, a relative angular velocity between the main body and wheels detected by the drive unit; A vehicle speed detection device that obtains a vehicle speed from the angular velocity detected by the front / rear inclination detection device;
Necessary for the control device to stabilize the entire system from falling down, based on the relative angle and angular velocity between the main body and the wheel detected by the drive unit and the angle and angular velocity detected by the longitudinal tilt detection device. A parallel two-wheeled vehicle that calculates drive torque and drives each motor of the drive unit,
A brake lever,
A brake detection device for detecting operation information of the brake lever;
A target speed setting device for setting a target vehicle speed from outputs of the brake detection device and the vehicle speed detection device ;
A vehicle position detection device for obtaining a vehicle position from a relative angle between the main body and the wheel detected by the drive unit and an angle detected by the front-rear inclination detection device;
A target position setting device for setting a target vehicle position ;
When the brake lever is operated during travel of the vehicle, a target vehicle speed set by the target speed setting device is set according to the amount of operation of the brake lever and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device. Change the vehicle speed to follow the set target vehicle speed,
When the brake lever is operated when the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device becomes 0, the target vehicle position set by the target position setting device is set as the current position, and the control A parallel two-wheeled vehicle, wherein the control is performed so that the device follows the target vehicle position set by the target position setting device .
本体と、前記本体に同軸上に取り付けられた1対の駆動ユニットと、前記本体の前後の傾きを検出する前後傾き検出装置と、前記駆動ユニットで検出された前記本体と車輪との相対角速度および前記前後傾き検出装置で検出された角速度とから車両速度を求める車両速度検出装置とが設けられ、
前記駆動ユニットで検出された本体と車輪との相対角度および角速度と、前記前後傾き検出装置で検出された角度および角速度とから、全体系を倒れないように安定化させるのに必要な駆動トルクを計算して、前記駆動ユニットの各モータを駆動するようにした平行2輪車の制御方法であって、
ブレーキレバーの操作情報を検出し、
前記検出されたブレーキレバーの操作情報および前記車両速度検出装置の出力から目標車両速度を設定し、
前記駆動ユニットで検出された前記本体と前記車輪との相対角度および前記前後傾き検出装置で検出された角度とから車両位置を求め、
前記車両の走行時に前記ブレーキレバーが操作された場合には、前記ブレーキレバーの操作量および前記車両速度検出装置で検出された車両速度に応じて前記設定される目標車両速度を変化させ、前記設定された目標車両速度に追従するように車両速度を制御し、
前記車両速度検出装置で検出された車両速度が0となった時点で前記ブレーキレバーが操作されている場合は、現在の位置を目標車両位置に設定し、前記設定された目標車両位置に追従するように制御を行うことを特徴とする平行2輪車の制御方法。
A main body, a pair of drive units coaxially attached to the main body, a front / rear inclination detecting device for detecting a front / rear inclination of the main body, a relative angular velocity between the main body and wheels detected by the drive unit; A vehicle speed detection device for obtaining a vehicle speed from the angular velocity detected by the front / rear inclination detection device;
Based on the relative angle and angular velocity between the main body and the wheel detected by the drive unit and the angle and angular velocity detected by the front / rear inclination detector, the driving torque necessary to stabilize the entire system so as not to fall down is obtained. A calculation method for a parallel two-wheeled vehicle that calculates and drives each motor of the drive unit,
Detecting brake lever operation information
A target vehicle speed is set from the detected operation information of the brake lever and the output of the vehicle speed detection device,
Obtaining the vehicle position from the relative angle between the main body and the wheel detected by the drive unit and the angle detected by the front / rear tilt detection device,
When the brake lever is operated during travel of the vehicle, the set target vehicle speed is changed according to the operation amount of the brake lever and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device, and the setting Control the vehicle speed to follow the set target vehicle speed,
When the brake lever is operated when the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device becomes 0, the current position is set as the target vehicle position, and the set target vehicle position is followed. The control method of the parallel two-wheeled vehicle characterized by performing control in this way.
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