JP2019520657A - 二輪車を運転するための方法、装置、二輪車 - Google Patents

二輪車を運転するための方法、装置、二輪車 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、道路(2)上で二輪車(1)、特に自動二輪車を運転するための方法に関する。【解決手段】 f)前記二輪車(1)の少なくとも1つのホイール(8)と前記道路(2)との間の最新の摩擦係数を求めるステップと、g)少なくとも前記最新の摩擦係数に依存して前記二輪車()の危険な傾斜角度(γ)を算出するステップと、h)前記二輪車の最新の傾斜角度(β)を検出するステップと、i)前記危険な傾斜角度(γ)に対する前記最新の傾斜角度(β)の間隔(Δ)を決定するステップと、決定された前記間隔(Δ)に依存して、運転者に情報をアウトプットするステップと、を有している。【選択図】 図1

Description

本発明は、道路上で二輪車、特に自動二輪車を運転するための方法に関する。
本発明はさらに、二輪車を運転するための装置、および二輪車に関する。
道路上で二輪車若しくは自動二輪車を運転するための方法は、従来技術により公知である。特許文献1には、自動二輪車の運転者に、危険な状況、例えば転倒を引き起こす危険な傾斜位置を警告する自動二輪車について開示されている。このために、自動二輪車の最新の傾斜位置も危険な傾斜位置も、車輪速センサおよび慣性センサによって算出される。最新の傾斜位置が危険な傾斜位置に達すると、運転者は、アクチュエータによって触覚式に危険状況について注意喚起される。特許文献2には、コーナリング時に安全なブレーキングを保証するために、自動二輪車のローリング角度若しくは傾斜角度を決定するための方法が開示されている。この場合、傾斜角度は、一方では回転角度センサによって求められたロールレート、他方では自動二輪車の車速とヨーレートとの積から決定される。ローリング角度を決定するために、例えば、モータ回転数、ホイール回転数および/またはホイールスリップが考慮される。特許文献3には、コーナリング時に二輪車がとることができる最大傾斜位置の限界値を求めるために構成された運転者支援システムが開示されている。このために、運転者特有の運転特性を観察してコーナリング中の最新の傾斜位置が決定され、この最新の傾斜位置を考慮して、最大でとることができる傾斜位置のための限界値が求められる。さらに、二輪車がこれから通過しようとする、前方のカーブの形状が求められ、前方にあるカーブでとる傾斜位置が予測される。予測された傾斜位置が、二輪車の運転者がとると見込まれる傾斜位置よりも大きいと、視覚式のまたは聴覚式の警告信号がアウトプットされる。特許文献4には、二輪車用のブレーキング制御のための方法が開示されている。この場合、ヨーレートセンサによって二輪車の側方傾斜が検出され、検出された側方傾斜に依存したブレーキング制御が行われる。傾斜角度が大きくなるにつれて、ブレーキング制御システムのスリップ閾値が低減されるようになっている。特許文献5には、自動二輪車の運転者のための情報装置について記載されており、この情報装置によって特にコーナリング時の運転状態が記述可能である。この場合、連続的に測定された、運転状態を記述する物理量が基準値と比較され、この比較結果が運転者に表示されるようになっている。
国際公開第2013/131674号パンフレット ヨーロッパ特許第1989086号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第102012201802号明細書 ドイツ連邦共和国特許公告第10235378号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第102005059216号明細書
本発明によれば、二輪車の少なくとも1つのホイールと道路との間の最新の摩擦係数を求めるステップと、少なくとも最新の摩擦係数に依存して二輪車の危険な傾斜角度を算出するステップと、二輪車の最新の傾斜角度を検出するステップと、危険な傾斜角度に対する最新の傾斜角度の間隔を決定するステップと、決定された間隔に依存して、運転者に情報をアウトプットするステップと、を有する方法を実行するようになっている。請求項1の特徴を有する本発明による方法は、二輪車の運転者に、コントロールされた安全な運転を可能にするという利点を有している。従って、アウトプットされた情報に基づいて、運転者にとって、運転操作中に運転者の最新の運転特性を、物理的に可能な運転特性に適合させることが可能であり、この場合、物理的に可能な運転特性は危険な傾斜角度に依存している。二輪車の運転者がコーナリング時に、危険な傾斜角度に相当しひいては転倒を引き起こす恐れがある最新の傾斜角度で運転する危険性は最小化される。これによって、事故の危険は低くなり、それと同時に、運転者の安全性も、運転者の周囲に存在する道路使用者の安全性も高くなる。さらに、運転者は、この方法によって、二輪車の可能性をより良好に学習することができるので、運転者はその運転スタイルを最適化することができる。
本発明の好適な実施態様によれば、加速操作中またはブレーキ操作中に最新の摩擦係数が求められるようになっている。この場合、これによって摩擦係数は運転操作中に常に最新であるか若しくは更新されるという利点が得られる。これは、最新の道路状態を保証し、この場合、道路状態が、例えば乾燥した、濡れたまたは凍結した道路により決定され、ひいてはそれに属する危険な傾斜角度が常に知られている。摩擦係数は好適には、アルゴリズムによって特に予め設定可能な摩擦係数−スリップ曲線の勾配から求められる。この場合、加速操作中および/またはブレーキ操作中のスリップ若しくはスリップ値は、二輪車の少なくとも1つのホイールの運動によって決定される。ホイール運動は好適には車輪速センサによって決定される。“Kamm’scher Kreis”「摩擦円」の法則に基づいて、求められた摩擦係数のために可能な傾斜角度範囲、特に危険な傾斜角度が決定される。危険な傾斜角度は、特に、二輪車の少なくとも1つのホイールが道路に対するホールディングを失う傾斜角度である。
特に好適には、運転者に情報が聴覚式におよび/または触覚式に示されるようになっている。この場合の利点は、運転者の注意が運転操作にさらに向けられるように、情報が、運転者にアウトプットされる、という点にある。これによって、運転者の視線を運転事象からそらし、ひいては運転者の注意をそらすことは避けられる。従って、例えば、聴覚式の信号を、二輪車、例えば二輪車のインストルメントパネルに配置された少なくとも1つの拡声器を介してアウトプットすることができる。
情報が運転者に無線によって、ドライバーヘルメット内に組み込まれたオーディオシステムに伝送されてもよい。この場合、聴覚式の情報は、好適には同じ音の時間的な連続によって示される。触覚式に、信号は、オートバイ構成部品の例えば振動によって、例えば少なくとも1つのアクセル、少なくとも1つのブレーキレバーまたは座席の振動によって生ぜしめられる。運転者の装備品、例えば運転者のオートバイスーツに振動を発生させることも可能である。
特に好適には、運転者に情報が視覚的に表示されるようになっている。この場合の利点は、運転者が情報を簡単に見るだけで迅速に理解できる、という点にある。好適には視覚的な情報はオートバイのインストルメントパネルに表示される。視覚的な情報は、好適には発光素子、例えばLEDによって表示される。選択的にまたは追加的に、情報は好適にはドライバーヘルメットのバイザ内に表示され、それによって、運転者は情報を得ると同時に、運転者の注意をさらに運転事象に向けることができる。
好適には、運転者に、決定された間隔を示すための少なくとも1つの数値が表示されるようになっている。この場合の利点は、運転者が間隔に関する具体的な情報を得ることができるという点にある。この場合、数値は、好適には最新の傾斜角度と危険な傾斜角度との差若しくは間隔を提供する。追加的にまたは選択的に、最新の傾斜角度を第1の数値によって表示し、危険な傾斜角度を第2の数値によって表示することが可能である。
特に好適には、運転者に、決定された間隔を表すための少なくとも1つの図表または記号が表示されるようになっている。これによって、情報の表示が運転者のために特に分かりやすい、という利点が得られる。図表の概念には、画像または複数の画像から構成された連続が含まれる。
本発明の好適な実施形態によれば、運転者に、少なくとも1つの状態表示器および/またはステータスバーによって、決定された間隔が表示されるようになっている。この場合の利点は、運転者に、簡単な形式および方法で、情報若しくは間隔の概要を提供することができ、この場合、特に数値を読み取るかまたは評価する必要はない、という点にある。状態表示器および/またはステータスバーは、好適には、安全な範囲から危険な範囲まで延在する目盛り内若しくは値域内で動く。安全な範囲の開始点は好適には、直進走行時または停止中に、二輪車の上下軸が重力の方向に対して平行に整列されたときに二輪車が占める二輪車のバランス位置に相当する。好適には、開始点としての安全な範囲から出発して、ステータスバーの長さおよび/または状態表示器の位置は、危険な傾斜角度に対する最新の傾斜角度の間隔若しくは近さに依存して変化する。ステータスバーは好適には、真っすぐなまたは湾曲したバー、例えば円環状セクションとして構成されている。
好適には、ステータスバーに少なくとも1つの指針が対応配設されており、この指針は、最新の傾斜角度および/または決定された間隔に依存してステータスバーに沿って動かされる。この場合の利点は、運転者がどの時点でも、安全な運転を保証する、危険な傾斜角度に対する所定の間隔がどのくらい大きいかの情報を得ることができる、という点にある。この場合、好適には、ステータスバーは剛性が高く、長さが変わらないように構成されており、この場合、指針はステータスバー内で動き、危険な傾斜角度に対する最新の傾斜角度の間隔若しくは近さを表示する。ステータスバーの開始点は好適には二輪車のバランス位置に相当し、ステータスバーの終端点は好適には危険な傾斜角度に相当する。指針は好適には矢印または点として構成されている。
特に好適には、ステータスバーに、目盛りが対応配設されており、この目盛りは、ステータスバー内で好適にはカラーチャートとして表示される。この場合の利点は、運転者は、指針が指し示す色に依存して、危険な傾斜角度に対する間隔を迅速に判断することができる、という点にある。例えば、ステータスバー内で、二輪車のニュートラル位置に緑色が割り当てられており、危険な傾斜角度に赤色が割り当てられている。好適には、カラーチャートは、間に任意に多数の異なる色を有する、緑から赤への連続的な色の変化を有している。選択的に、目盛りは任意の数の不連続的な色を有している。
特に好適には、ステータスバーは、危険な傾斜角度に依存して少なくとも2つの警告段階セクションに分割されており、警告段階セクションがそれぞれ固有の色を有している。この場合の利点は、二輪車の運転者が、色によって表示された警告段階セクションで直接的に転倒の危険性を判断することができる、という点にある。これによって、運転者は、運転者の最新の運転特性がどの程度安全であるかを直接判断することができるので、運転者は、最適な最新の傾斜角度でコーナーを通過するために、運転修正をとりわけ容易に実施することができる。これによって、運転者に、長い運転経験がなくても、コーナリングの際の最適な傾斜角度をとらせることが可能である。警告段階セクションは好適には同じ大きさである。選択的に、警告段階セクションは異なっていて、かつ/または周辺条件、例えば危険な傾斜角度の更新に依存して、運転中に変えられる。特に、タイヤパラメータのインプットによって、例えば外部のコンピュータネットワークからタイヤパラメータをダウンロードすることによって、警告段階セクションの大きさは適合せしめられる。好適には、テキストフィールド若しくは個別の警告コメントを有する少なくとも1つの警告段階セクションが表示される。
請求項11の特徴を有する、二輪車、特に自動二輪車を道路上で運転するための本発明による装置は、規定通りの使用時に、本発明による方法を実行するように特別に整えられたコントロールユニットが設けられていることを特徴とする。これによって、前記利点が得られる。その他の利点および好適な特徴は、特に前記説明および請求項に記載されている。
請求項12の特徴を有する本発明による二輪車は、請求項11記載の装置を有する点で優れている。これによって、前記利点が得られる。その他の利点および好適な特徴は、特に前記説明および請求項に記載されている。
1実施例による二輪車の簡略的な正面図である。 1実施例によるステータスバーを示す図である。 二輪車を運転するための方法のフローチャートである。
本発明を以下に図面を用いて詳しく説明する。
図1は、道路2上の図示していないカーブを通過する二輪車1、特に自動二輪車を示す。道路垂線3は道路2に対して直角に配置されている。二輪車1の上下軸4は1つの線で示されている。上下軸4と道路垂線3とは角度βを成しており、この場合、βは二輪車1の最新の傾斜角度を示す。線5は、カーブにおける二輪車1の上下軸4の危険な傾斜の状態を示し、この状態で二輪車1は、道路2に対するホールディングまたは場合によってはバランスも失い、道路2上に転倒する。従って、線5と道路垂線3との間の角度γは、危険な傾斜角度γと称呼される。
最新の傾斜角度βを決定するために、二輪車1は好適にはセンサ6を有しており、このセンサ6は、ここではホイール8、特に前輪8の保護プレート7に配置されている。センサ6は、例えば回転角度センサおよび/または加速度センサである。センサ6の信号はコントロールユニット9に伝送され、そこで評価される。
二輪車1の前輪8および/またはここには図示されていない後輪は、それぞれ少なくとも1つの回転数センサ10を有しており、この場合、その都度の加速操作時またはブレーキ操作時に、二輪車1の少なくとも前輪8と道路2との間の、それぞれの検出された回転数に依存した最新の摩擦係数が求められる。コントロールユニット9は、少なくとも最新の摩擦係数に依存した危険な傾斜角度γを算出するために、回転数センサ10の信号を受信する。
好適には、操舵ハンドル11が信号発信器12を有し、かつ/または操舵ハンドル13が信号発信器14を有しており、この場合、信号発信器12,14は、二輪車1の運転者に触覚式に感知可能にする信号を生成するために構成されている。信号発信器12,14として、好適には振動モータを備えた振動装置が設けられている。選択的にまたは追加的に、触覚式の信号発信器12,14は二輪車1の他の箇所、例えば二輪車1の運転席の領域内に配置されていてもよい。
選択的にまたは追加的に、二輪車1は少なくとも1つの聴覚式の信号発信器15を有しており、この信号発信器15は、好適には二輪車1のインストルメントパネル16の領域内に配置されている。聴覚式の信号発信器は例えば拡声器として構成されている。選択的に、聴覚式の信号発信器15を運転者のドライバーヘルメット内に配置することが可能であり、この場合、コントロールユニット9および聴覚式の信号発信器15は特に、外部のデータネットワーク例えばBluethoothまたはWLANを介して互いにワイヤレスに接続されている。
選択的にまたは追加的に、インストルメントパネル16の領域内に光学式の信号発信器17が配置されているようになっている。光学式の信号発信器17は例えばLEDである。
コントロールユニット9は好適には、アルゴリズムを用いて、危険な傾斜角度γに対する最新の傾斜角度βの間隔Δを決定するために構成されている。この場合、コントロールユニット9は所定の間隔に依存して、触覚式の信号発信器12,14、聴覚式の信号発信器15および/または光学式の信号発信器17を制御する。
図2は、1実施例による二輪車1のインストルメントパネル16を示す。インストルメントパネルは聴覚式の信号発信器15を有している。インストルメントパネル16のディスプレイ17内に、この実施例では回転数表示計18、速度表示計19およびエンジン温度表示計20が配置されている。さらに、ディスプレイ17内に光学式の信号発信器21が配置されており、この場合、光学式の信号発信器21によって運転者に、危険な傾斜角度γに対する最新の傾斜角度βの間隔Δに関する情報が表示される。
光学式の信号発信器21はここではステータスバー22として構成されている。選択的にまたは追加的に、光学式の信号発信器21を状態表示器として形成することが可能である。
ステータスバー22は、ここでは円環状区分を成すステータスバーとして構成されており、この場合、運転者はステータスバー22を用いて、二輪車1の傾斜状態に関する情報を読み取ることができる。ステータスバー22の開始点は、第1の箇所23で好適には二輪車1のバランス位置によって決定される。バランス位置は、好適には、二輪車1の上下軸4が直進走行時または停止状態で重力の方向に対して、この実施例では図1による道路垂線3の方向に対して平行に整列されているときに、二輪車1が占める位置に相当する。ステータスバー22の終端点は、第2の箇所24で好適には危険な傾斜角度γの値によって決定される。
この実施例では、所定の間隔Δが、一方では数値Xの形で運転者に表示される。他方では、箇所23と24との間に配置され、かつステータスバー22に対応配設された指針25によって、バランス位置および危険な傾斜角度γに対して相対的な間隔Δの状態が、運転者に表示される。
好適には、ステータスバー22に目盛りが対応配設されており、この場合、目盛りはここではステータスバー22内のカラーチャートとして表示される。
ステータスバー22は、ここでは4つの警告段階セクション26,27,28,29に分割されている。警告段階セクション26,27,28,29は、見やすさを改善するために、好適には分割線30,31,32によって互いに分離されている。各警告段階セクション26,27,28,29のために、各警告段階セクション26,27,28,29に対応する警告事項を有するそれぞれ割り当てられたテキストパネルを配置することが可能である。好適には、警告段階セクション26,27,28,29に、それぞれ異なる色が割り当てられるようになっている。この場合、例えば危険な傾斜角度γに対する最新の傾斜角度βの、より安全な間隔Δに相当する警告段階セクション26に、緑色が色割り当てられる。二輪車1が転倒する危険性が存在する間隔Δに相当する警告段階セクション29に、例えば赤色が割り当てられる。緑と赤の間の色の変化は好適には連続しており、この場合、好適には緑と赤の間に任意の多数の別の色が配置されている。
ステータスバー22を用いた表示によって、二輪車1の運転者に、その運転特性に関する情報若しくは危険な傾斜角度γに対する最新の傾斜角度βの間隔Δに関する情報が伝えられる。これによって、運転者によって操縦された最新の傾斜角度βがどの程度危険であるかの見込みが運転者に知らされる。ステータスバー22を様々な警告段階セクション26,27,28,29に分割したことによって、運転者は、二輪車1の危険な傾斜状態若しくは傾きを知ることができ、その運転特性を相応に適合させることができる。
図3は、1実施例による方法を実施するためのフローチャートを示す。
第1のステップS1で、加速操作中またはブレーキ操作中に、少なくとも二輪車1の前輪8と道路2の表面との間の摩擦力から、最新の摩擦係数が求められる。また、二輪車1の少なくとも前輪8の運動によってスリップ若しくはスリップ値が決定される。前輪8の運動は、好適には回転数センサ10によって決定される。スリップ値および摩擦値から、摩擦円の直径およびひいては危険な傾斜角度γを決定する値が求められる。
第2のステップS2で、少なくとも最新の摩擦値に依存した二輪車1の危険な傾斜角度βが算出される。算出は、コントロールユニット9によって、好適にはESP−、ABS−および/またはトラクションコントロールシステムであるアルゴリズムを用いて行われる。
ステップS3で、二輪車1の最新の傾斜角度βが検出される。検出は、好適にはセンサ6、特に加速度センサを用いて行われる。最新の傾斜角度βは、好適には予め設定可能な時間長さ内またはホイールの完全な1回転の一部、例えばホイールの1/8回転内で決定される。
第4のステップS4で、危険な傾斜角度γに対する最新の傾斜角度βの間隔Δがコントロールユニット9によって決定される。
第5のステップS5で、所定の間隔Δに依存して、二輪車1の運転者に情報がアウトプットされる。
この場合、情報は、ステップS6で運転者に聴覚的に伝達され、かつ表示される。情報の聴覚的な指示は、例えば二輪車1のインストルメントパネル16の領域内に配置された拡声器15によって行われる。この場合、聴覚的な指示は、少なくとも1つの音の再生によって行われ、この場合、例えば間隔Δが縮小するにつれて、2つの音の間の時間的な間隔は縮小される。選択的に、単数または複数の音は拡声器によって生成されてもよく、この場合、拡声器は運転者のドライバーヘルメット内にある。
ステップS7で、情報が触覚式に運転者に伝達され、かつ表示される。触覚式の指示は、例えば二輪車1の操舵ハンドル12,14、座席の振動、および/または運転者のオートバイ装備品の部分の振動によって行われる。オートバイ装備品には、例えば運転者の少なくとも1つの手袋またはオートバイジャケットが含まれる。
ステップS8で、情報が視覚的に運転者に伝達され、かつ表示される。情報の表示は、インストルメントパネル16に例えばLEDによって特に図表で行われ、LEDの輝度は、好適には、最新の傾斜角度βと危険な傾斜角度γとの間の間隔が縮小するにつれて増大する。選択的に、運転者に、運転者のドライバーヘルメット内、特にドライバーヘルメットのバイザの内側に、情報が投影されるようになっていてもよい。しかしながら好適には、情報の表示は、インストルメントパネル16の領域内で、棒線グラフ22によって行われる。
コントロールユニット9が新たなステップS9で、二輪車1が加速または減速されることを検出すると、危険な傾斜角度γを新たに求めるために、この方法がステップS1で継続される。
好適には、ステップS6,S7またはS8の少なくとも1つが実行される。
二輪車1の運転者が、危険な傾斜角度γに対する最新の傾斜角度βの間隔Δを常に点検することによって、自分の運転に信頼を得ることができる。特に運転者は、運転者自身の目下のドライビングダイナミクス範囲を知り、その運転特性を相応に適合させることによって、学習する。さらに、これは、そうでなければ長い運転実習によって、およびこの場合に得られた経験によってはじめて実行され得る危険な運転状況でのリアクションを可能にする。
1 二輪車
2 道路
3 道路垂線
4 上下軸
5 線
6 センサ
7 保護プレート
8 ホイール、前輪
9 コントロールユニット
10 回転数センサ
11,13 操舵ハンドル
12,14 触覚式の信号発信器
15 聴覚式の信号発信器、拡声器
16 インストルメントパネル
17 光学式の信号発信器、ディスプレイ
18 回転数表示計
19 速度表示計
20 エンジン温度表示計
21 光学式の信号発信器
22 ステータスバー、棒線グラフ
23 第1の箇所
24 第2の箇所
25 指針
26,27,28,29 警告段階セクション
30,31,32 分割線
β 最新の傾斜角度
γ 角度、危険な傾斜角度
Δ 間隔
X 数値
S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9 ステップ

Claims (12)

  1. 道路(2)上で二輪車(1)、特に自動二輪車を運転するための方法において、
    a)前記二輪車(1)の少なくとも1つのホイール(8)と前記道路(2)との間の最新の摩擦係数を求めるステップと、
    b)少なくとも前記最新の摩擦係数に依存して前記二輪車(1)の危険な傾斜角度(γ)を算出するステップと、
    c)前記二輪車(2)の最新の傾斜角度(β)を検出するステップと、
    d)前記危険な傾斜角度(γ)に対する前記最新の傾斜角度(β)の間隔(Δ)を決定するステップと、
    e)決定された前記間隔(Δ)に依存して、運転者に情報をアウトプットするステップと、
    を有する、二輪車を運転するための方法。
  2. 加速操作中またはブレーキ操作中に前記最新の摩擦係数を求めることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 運転者に前記情報を聴覚式および/または触覚式に示すことを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
  4. 運転者に前記情報を視覚的に表示することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 運転者に、決定された前記間隔(Δ)を表すための少なくとも1つの数値を表示することを特徴とする、請求項4記載の方法。
  6. 運転者に、決定された前記間隔(Δ)を表すための少なくとも1つの図表または記号を表示することを特徴とする、請求項4記載の方法。
  7. 運転者に、少なくとも1つの状態表示器および/またはステータスバー(22)によって、決定された前記間隔(Δ)を表示することを特徴とする、請求項6記載の方法。
  8. 前記ステータスバー(22)に、少なくとも1つの指針(25)が対応配設されており、該指針(25)が、最新の傾斜角度(β)および/または決定された前記間隔(Δ)に依存して前記ステータスバー(22)に沿って動かされることを特徴とする、請求項7記載の方法。
  9. 前記ステータスバー(22)に目盛りが対応配設されており、前記目盛りが前記ステータスバー(22)内で好適にはカラーチャートとして表示されることを特徴とする、請求項8記載の方法。
  10. 前記ステータスバー(22)が、前記危険な傾斜角度(γ)に依存して少なくとも2つの警告段階セクション(26,27,28,29)に分割されており、前記警告段階セクション(26,27,28,29)がそれぞれ固有の色を有していることを特徴とする、請求項7または8記載の方法。
  11. 道路(2)上で二輪車(1)、特に自動二輪車を運転するための装置において、
    規定通りの使用時に、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法を実行するように特別に整えられたコントロールユニット(9)が設けられていることを特徴とする、二輪車を運転するための装置。
  12. 最新の傾斜角度を検出するための少なくとも1つのセンサ(6)を有する二輪車、特に自動二輪車において、請求項11に記載した装置が設けられていることを特徴とする、二輪車。
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