WO2018153135A1 - 两轮车转向控制方法及两轮车 - Google Patents

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WO2018153135A1
WO2018153135A1 PCT/CN2017/113583 CN2017113583W WO2018153135A1 WO 2018153135 A1 WO2018153135 A1 WO 2018153135A1 CN 2017113583 W CN2017113583 W CN 2017113583W WO 2018153135 A1 WO2018153135 A1 WO 2018153135A1
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WO
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rear wheel
control mode
front wheel
steering
wheeled vehicle
Prior art date
Application number
PCT/CN2017/113583
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English (en)
French (fr)
Inventor
祝凌云
Original Assignee
北京凌云智能科技有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00—Bicycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00—Steering devices

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of two-wheeled vehicles, and in particular to a two-wheeled vehicle steering control method and a two-wheeled vehicle.
  • the body when the two-wheeled vehicle is performing the turning operation, due to the inertia, the body will have a tendency to tilt toward the outside of the curve under the action of the centrifugal force. In order to maintain the balance, the body needs to be inclined to the inside of the curve to make the body stand upright. The state is changed to the inclined state, so that the gravity component generated by the tilt of the vehicle body can be utilized as the side tilting force to keep the two-wheeled vehicle in balance.
  • the two-wheeled vehicles in the prior art usually rely on the front wheel rotation and the rear wheel follow-up manner. In this manner, only the front wheel provides centripetal acceleration, which is disadvantageous to the faster inclination of the vehicle body.
  • it is necessary to rely on the strength of the operator to control the steering of the front wheel during the turning operation of the vehicle, and therefore the requirements for the operator are relatively high.
  • the invention provides a two-wheeled vehicle steering control method and a two-wheeled vehicle to solve the problem that the vehicle body tilts slowly during the turning operation of the two-wheeled vehicle in the prior art.
  • a two-wheeled vehicle steering control method includes: performing a turning operation by a first control mode and/or a second control mode when a vehicle body needs to perform a turning operation; wherein, in the first In the control mode, the front and rear wheels of the vehicle body are driven to perform a turning operation, and in the second control mode, the rear wheel of the vehicle body is driven to perform a turning operation.
  • the relationship between the rotation angle of the front wheel and the rotation angle of the rear wheel is an increasing function.
  • the rotation angle of the front wheel is A
  • the rotation angle of the rear wheel is B
  • the relationship between the coefficient k and the vehicle speed is an increasing function.
  • a two-wheeled vehicle comprising: a vehicle body; front and rear wheels, the front and rear wheels are respectively disposed on the vehicle body; and the steering drive unit is coupled to the front and rear wheels a control unit having a first control mode and/or a second control mode, wherein in the first control mode, the control unit controls the steering drive unit to operate, and the steering drive unit drives the front and rear wheels to perform a turning operation, in the second In the control mode, the control unit controls the steering drive unit to operate, and the steering drive unit drives the rear wheel to perform a turning operation.
  • the two-wheeled vehicle further includes: a transmission unit connected to the steering drive unit to transmit power to the front wheel and/or the rear wheel.
  • control unit controls the steering drive unit to operate, the steering drive unit drives the transmission unit to operate, and the transmission unit transmits power to the front and rear wheels to steer the front and rear wheels.
  • the rotation angle of the front wheel is A
  • the rotation angle of the rear wheel is B
  • control unit controls the steering drive unit to operate, the steering drive unit drives the transmission unit to operate, and the transmission unit transmits power to the rear wheel to steer the rear wheel.
  • the vehicle body tilt can be quickly realized, so that the vehicle body can quickly reach the balance angle.
  • the rear wheel steering is introduced when the vehicle body is turned, thereby solving the prior art that only the front wheel steering needs to be provided separately. Large external forces generate torque and fail to achieve a faster tilting of the body.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the movement of a two-wheeled vehicle in a first control mode according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the movement of a two-wheeled vehicle in a second control mode according to an embodiment of the invention.
  • Car body 20, front wheel; 30, rear wheel; A, front wheel rotation angle; B, rear wheel rotation angle; C, centripetal acceleration; D, lateral acceleration; E, front wheel movement direction; F, the direction of the rear wheel movement.
  • orientations such as “front, back, up, down, left, right", “horizontal, vertical, vertical, horizontal” and “top, bottom” and the like are indicated. Or the positional relationship is generally based on the orientation or positional relationship shown in the drawings, and is merely for the convenience of the description of the invention and the simplification of the description, which are not intended to indicate or imply the indicated device or component. It must be constructed and operated in a specific orientation or in a specific orientation, and thus is not to be construed as limiting the scope of the invention; the orientations “inside and outside” refer to the inside and outside of the contour of the components themselves.
  • spatially relative terms such as “above”, “above”, “on top”, “above”, etc., may be used herein to describe as in the drawings.
  • the exemplary term “above” can include both “over” and "under”.
  • the device can also be positioned in other different ways (rotated 90 degrees or at other orientations) and the corresponding description of the space used herein is interpreted accordingly.
  • a specific embodiment of the present invention provides a two-wheeled vehicle steering control method
  • the steering control method of the two-wheeled vehicle includes: when the vehicle body 10 needs to perform a turning operation, pass the first The control mode and/or the second control mode performs a turning operation in which, in the first control mode, the front wheel 20 and the rear wheel 30 of the vehicle body 10 are driven to perform a turning operation, and in the second control mode, the vehicle body is driven The rear wheel 30 of 10 is turned to perform a turning operation.
  • the vehicle body tilt can be quickly realized, so that the vehicle body can quickly reach the balance angle.
  • the balance angle referred to herein refers to the balance angle of the vehicle when making a turn, and the balance angle has a certain angle with the ground when the vehicle is normally running.
  • a turning operation is performed by the first control mode and/or the second control mode, wherein when the user's operating habit is considered, it can be used.
  • the first control mode In the first control mode, the front wheel 20 and the rear wheel 30 of the drive body are turned to perform a turning operation.
  • the second control mode can be used when the body needs to quickly reach a balanced angle. In the second control mode, the rear wheel 30 of the drive body is turned to perform a turning operation.
  • the first control mode and the second control mode may be alternately used for the turning operation.
  • the two-wheeled vehicle steering control method provided by the present invention solves the prior art only adopting the rear wheel steering when the vehicle body is turned, compared with the prior art method of using only the front wheel for steering.
  • the front wheel is turned, it is necessary to provide a large external force to generate torque and it is impossible to achieve a problem that the vehicle body is tilted relatively quickly.
  • the first control mode can be adopted in consideration of the user's operating habits and the purpose of quickly achieving the target balance angle. To control the steering of the vehicle body 10.
  • reference numeral E in the figure represents the direction of movement of the front wheel
  • reference numeral F in the figure represents the direction of movement of the rear wheel
  • the front wheel 20 and the rear wheel 30 are used for steering to perform a turning operation.
  • the manner of influence on the posture of the vehicle body when performing the turning operation depends on the angle relationship of the front wheel 20 and the rear wheel 30.
  • the center of mass of the vehicle is shifted toward the centripetal force direction, so that the balance angle can be reached relatively quickly.
  • the relationship between the rotational angle of the front wheel 20 and the rotational angle of the rear wheel 30 can be set as an increasing function.
  • the rotation angle of the front wheel 20 is A
  • the rotation angle of the rear wheel 30 is B
  • the coefficient k has a value range of 0-1.
  • the relationship between the coefficient k and the vehicle speed is an increasing function. When the vehicle speed is relatively low, the coefficient k is small, and when the vehicle speed is relatively high, the coefficient k is large.
  • the coefficient k can be defined by the vehicle speed, the front wheel steering angular speed, the front wheel steering angular acceleration, and the inclination of the vehicle body according to a specific application.
  • the relationship between the rotational angle B of the rear wheel 30 and the vehicle speed is a decreasing function.
  • the rotation angle A of the front wheel 20 when the vehicle speed is small, the rotation angle of the rear wheel is large; when the vehicle speed is large, the rotation angle of the rear wheel is reduced with respect to the vehicle speed. Otherwise, an overshoot will occur and the two-wheeler will be prone to dumping.
  • the second control mode may be employed to control the steering of the vehicle body 10.
  • the symbol E in the figure represents the direction of the front wheel movement
  • the symbol F in the figure represents the direction of the rear wheel movement
  • the second control mode when the rear wheel 30 is used to steer, when the vehicle speed or the turning angle changes
  • the rate of change of the lateral velocity of the vehicle that is, the direction of the lateral acceleration D and the change of the centripetal acceleration C caused by the increase of the vehicle speed or the increase of the turning angle
  • the moment caused by the lateral acceleration D and the moment caused by the centripetal acceleration C are also reversed.
  • the change in the vehicle speed and the acceleration caused by the change in the turning angle shift the center of mass toward the direction of the centripetal force, thereby contributing to the rapid movement of the body posture to the balance angle.
  • a two-wheeled vehicle including a vehicle body 10, a front wheel 20, a rear wheel 30, a steering drive unit, and a control unit, the front wheel 20 and the rear wheel 30 being respectively disposed at On the vehicle body 10, the steering drive unit is drivingly coupled to the front wheel 20 and the rear wheel 30, respectively, and the control unit has a first control mode and/or a second control mode.
  • the control unit controls the steering drive unit to operate.
  • the steering drive unit drives the front wheel 20 and the rear wheel 30 to perform a turning operation.
  • the control unit controls the steering drive unit to operate, and the steering drive unit drives the rear wheel 30 to perform a turning operation.
  • control unit by configuring the control unit to have the first control mode and the second control mode, when the vehicle body turning operation is performed, by using the appropriate control mode, the rear wheel 30 is turned or the rear wheel 30 is assisted.
  • the wheel 20 is turned to control the steering of the two-wheeled vehicle, and the body tilt can be quickly realized to quickly reach the balance angle of the vehicle body.
  • the turning operation is performed by the first control mode or the second control mode, wherein the first operation can be used when considering the user's operating habits.
  • Control mode In the first control mode, the control unit sends a signal to the steering drive unit to control the steering drive unit action, and the steering drive unit drives the front wheel 20 and the rear wheel 30 to turn for a turning operation.
  • the second control mode can be used when the body needs to quickly reach a balanced angle. In the second control mode, the control unit sends a signal to the steering drive unit to control the steering drive unit action, and the steering drive unit drives the rear wheel 30 to turn for a turning operation.
  • the first control mode and the second control mode may be alternately used for the turning operation.
  • the two-wheeled vehicle in order to transmit the power of the steering drive unit to the front wheel 20 and/or the rear wheel 30, may be configured to further include a transmission unit, wherein the transmission unit is coupled to the steering drive unit Power is transmitted to the front wheel 20 and/or the rear wheel 30.
  • the control unit sends a signal to the steering drive unit to control the steering drive unit action, the steering drive unit drives the transmission unit to operate, and the transmission unit transmits power to the front wheel 20 and the rear wheel 30 to make the front The wheel 20 and the rear wheel 30 are turned.
  • the relationship between the rotational angle of the front wheel 20 and the rotational angle of the rear wheel 30 can be set as an increasing function.
  • the rotation angle of the front wheel 20 is A
  • the rotation angle of the rear wheel 30 is B
  • the coefficient k has a value range of 0-1.
  • the relationship between the coefficient k and the vehicle speed is an increasing function. When the vehicle speed is relatively low, the coefficient k is small, and when the vehicle speed is relatively high, the coefficient k is large.
  • the coefficient k can be defined by the vehicle speed, the front wheel steering angular speed, the front wheel steering angular acceleration, and the inclination of the vehicle body according to a specific application.
  • the relationship between the rotational angle B of the rear wheel 30 and the vehicle speed is a decreasing function.
  • the rotation angle A of the front wheel 20 is constant, the vehicle speed When it is small, the rotation angle of the rear wheel 30 is large; when the vehicle speed is large, the rotation angle B of the rear wheel 30 is smaller than when the vehicle speed is small. Otherwise, there will be an overshoot and the two-wheeler will be easy to dump.
  • the second control mode may be employed to control the steering of the vehicle body 10.
  • the control unit controls the steering drive unit to operate, the steering drive unit drives the transmission unit to operate, and the transmission unit transmits power to the rear wheel 30 to steer the rear wheel 30.
  • a gyroscope or a motor may be selected as the steering drive unit.
  • the rate of change of the lateral speed of the vehicle that is, the direction of the lateral acceleration D and the vehicle speed increase.
  • the change in the centripetal acceleration C caused by the increase in the turning angle is reversed, so that the moment caused by the lateral acceleration D and the moment caused by the centripetal acceleration C are also reversed.
  • the change in the vehicle speed and the acceleration caused by the change in the turning angle shift the center of mass toward the direction of the centripetal force, thereby contributing to the rapid movement of the body posture to the balance angle.
  • the two-wheeled vehicle steering control method of the present invention is used to control the steering of the two-wheeled vehicle by steering the rear wheel 30 or the rear wheel 30 to assist the steering of the two-wheeled vehicle by using a suitable control mode. It can quickly realize the body tilt so that the body can quickly reach the balance angle.
  • the prior art in which only the front wheel is used for steering, since the steering of the rear wheel 30 is introduced during the steering of the vehicle body, it is solved that the prior art only needs to provide additional steering when the front wheel is turned. Large external forces to generate torque and the problem of faster tilting of the body cannot be achieved.

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Abstract

一种两轮车转向控制方法及两轮车，该两轮车转向控制方法包括：当车体（10）需要进行转弯操作时，通过第一控制模式和/或第二控制模式进行转弯操作；其中，在第一控制模式下，驱动车体（10）的前轮（20）和后轮（30）转向以进行转弯操作，在第二控制模式下，驱动车体（10）的后轮（30）转向以进行转弯操作。通过上述技术方案，能够解决现有技术中两轮车转弯操作时车身倾斜较慢的问题。

Description

两轮车转向控制方法及两轮车 技术领域
本发明涉及两轮车技术领域，具体而言，涉及一种两轮车转向控制方法及两轮车。
背景技术
目前，当两轮车在进行转弯操作时，由于惯性的作用，车身会在离心力的作用下，产生向弯道外侧倾斜的趋势，为了保持平衡，车身需要向弯道内侧倾斜，使车身从直立状态变为倾斜状态，这样可利用车身倾斜产生的重力分量作为侧倾力，以使两轮车保持平衡。现有技术中的两轮车通常依靠前轮转动、后轮随动的方式，在该种方式下仅由前轮提供向心加速度，不利于车身的较快倾斜。并且，对于纯人力两轮车，在进行车辆转弯操作时需要依靠操作者的力量对前轮转向进行把控，因此对于操作者的要求比较高。
发明内容
本发明提供一种两轮车转向控制方法及两轮车，以解决现有技术中的两轮车转弯操作时车身倾斜较慢的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种两轮车转向控制方法，包括：当车体需要进行转弯操作时，通过第一控制模式和/或第二控制模式进行转弯操作；其中，在第一控制模式下，驱动车体的前轮和后轮转向以进行转弯操作，在第二控制模式下，驱动车体的后轮转向以进行转弯操作。
进一步地，在第一控制模式下，前轮的转动角度与后轮的转动角度之间的关系为增函数。
进一步地，前轮的转动角度为A，后轮的转动角度为B，前轮的转动角度与后轮的转动角度之间的关系为A＝kB，其中系数k的取值范围为0-1。
进一步地，系数k与车速之间的关系为增函数。
进一步地，在第一控制模式下，在前轮的转动角度一定的情况下，后轮的转动角度与车速之间的关系为减函数。
根据本发明的一个方面，提供了一种两轮车，包括：车体；前轮和后轮，前轮和后轮分别设置在车体上；转向驱动单元，与前轮和后轮驱动连接；控制单元，具有第一控制模式和/或第二控制模式，在第一控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动前轮和后轮转向以进行转弯操作，在第二控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动后轮转向以进行转弯操作。
进一步地，两轮车还包括：传动单元，传动单元与转向驱动单元相连接以将动力传送至前轮和/或后轮。
进一步地，在第一控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动传动单元动作，传动单元将动力传送至前轮和后轮以使前轮和后轮转向。
进一步地，前轮的转动角度为A，后轮的转动角度为B，前轮的转动角度与后轮的转动角度之间的关系为A＝kB，其中系数k的取值范围为0-1。
进一步地，在第二控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动传动单元动作，传动单元将动力传送至后轮以使后轮转向。
应用本发明的技术方案，通过使用合适的控制模式，经后轮转向和/或后轮辅助前轮转向以控制两轮车转向，能够快速实现车身倾斜，以使车身快速达到平衡角度。该种方法相对于现有技术中仅采用前轮进行转向的方式而言，由于在进行车体转向时引入了后轮转向，因此解决了现有技术中仅采用前轮转向时需要额外提供较大外力以产生力矩且无法实现车身较快倾斜的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例提供的两轮车在第一控制模式下的运动示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的两轮车在第二控制模式下的运动示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、车体；20、前轮；30、后轮；A、前轮的转动角度；B、后轮的转动角度；C、向心加速度；D、侧向加速度；E、前轮运动方向；F、后轮运动方向。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图 包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1和图2所示，根据本发明的具体实施例提供了一种两轮车转向控制方法，该两轮车的转向控制方法包括：当车体10需要进行转弯操作时，通过第一控制模式和/或第二控制模式进行转弯操作，其中，在第一控制模式下，驱动车体10的前轮20和后轮30转向以进行转弯操作，在第二控制模式下，驱动车体10的后轮30转向以进行转弯操作。
采用本发明的转向控制方法，通过使用合适的控制模式，经后轮转向或者后轮辅助前轮转向以控制两轮车转向，能够快速实现车身倾斜，以使车身快速达到平衡角度。此处所指的平衡角度是指车辆在进行转弯时的平衡角度，该平衡角度相对于车辆正常行驶时，车体与地面具有一定的夹角。
具体地，如图1和图2所示，当车体10需要进行转弯操作时，通过第一控制模式和/或第二控制模式进行转弯操作，其中，当考虑用户的操作习惯时，可以使用第一控制模式。在第一控制模式下，驱动车体的前轮20和后轮30转向以进行转弯操作。当车体需要快速达到平衡角度时，可以使用第二控制模式。在第二控制模式下，驱动车体的后轮30转向以进行转弯操作。当需要综合考虑用户操作习惯及快速达到平衡角度问题时，可以交替使用第一控制模式和第二控制模式进行转弯操作。
本发明所提供的两轮车转向控制方法相对于现有技术中仅采用前轮进行转向的方式而言，由于在进行车体转向时引入了后轮转向，因此解决了现有技术中仅采用前轮转向时需要额外提供较大外力以产生力矩且无法实现车身较快倾斜的问题。
进一步地，由于多数用户在操作两轮车转向时通常习惯使用前轮20进行转向，因此，在本发明中，综合考虑用户的操作习惯以及快速实现目标平衡角度的目的，可以采用第一控制模式来控制车体10的转向。
具体地，如图1所示，图中标号E代表前轮运动方向，图中标号F代表后轮运动方向，在第一控制模式下，使用前轮20和后轮30转向以进行转弯操作。在进行转弯操作时，对于车身姿态的影响方式取决于前轮20和后轮30的转角关系。通过设计车辆转弯时前轮20和后轮30的转角，可以使得两轮车获得平稳迅捷的过弯能力。
当使用后轮30辅助前轮20进行转向控制时，车辆的质心向向心力方向进行偏移，从而能够较快地达到平衡角度。
进一步地，为了使得车体能够较快达到平衡角度，在第一控制模式下，可将前轮20的转动角度与后轮30的转动角度之间的关系设置为增函数。具体地，如图1所示，前轮20的转动角度为A，后轮30的转动角度为B，前轮20的转动角度A与后轮30的转动角度B之间的关系为A＝kB，其中系数k的取值范围为0-1。系数k与车速之间的关系为增函数，当车辆的车速比较低时，系数k较小，当车辆的车速比较高时，系数k较大。此外，在本发明中，为了使得车体能够更加准确地达到平衡角度，可根据具体的应用情况，通过车速、前轮转向角速度、前轮转向角加速度以及车身的倾角来限定系数k。
在本发明中，在第一控制模式下，在前轮20的转动角度A一定的情况下，后轮30的转动角度B与车速之间的关系为减函数。具体地，在前轮20的转动角度A一定的情况下，车速较小时，后轮的转动角度较大；车速较大时，后轮的转动角度相对于车速较小时会减小。否则，会产生过调，两轮车容易发生倾倒。
进一步地，为了使得车体能够更加快速地达到平衡角度，可以采用第二控制模式来控制车体10的转向。
具体地，如图2所示，图中标号E代表前轮运动方向，图中标号F代表后轮运动方向，在第二控制模式下，当使用后轮30转向时，当车速或者转弯角度变化时，车辆侧向速度的变化率，即侧向加速度D的方向与车速增加或者转弯角度增加所引起的向心加速度C的变化相 反，从而侧向加速度D所引起的力矩与向心加速度C所引起的力矩也反向。在此种情况下，当采用后轮转向时，车速的变化以及转弯角度的变化所产生的加速度使得质心向向心力的方向偏移，从而有助于车身的姿态快速运动到平衡角度。
根据本发明的另一方面，提供了一种两轮车，该两轮车包括车体10、前轮20、后轮30、转向驱动单元和控制单元，前轮20和后轮30分别设置在车体10上，转向驱动单元分别与前轮20和后轮30驱动连接，控制单元具有第一控制模式和/或第二控制模式，在第一控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动前轮20和后轮30转向以进行转弯操作，在第二控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动后轮30转向以进行转弯操作。
应用此种配置方式，通过将控制单元配置为具有第一控制模式和第二控制模式，在进行车辆车体转弯操作时，通过使用合适的控制模式，经后轮30转向或者后轮30辅助前轮20转向以控制两轮车的转向，能够快速实现车身倾斜，以使车身快速达到平衡角度。
具体地，如图1和图2所示，当车体10需要进行转弯操作时，通过第一控制模式或第二控制模式进行转弯操作，其中，当考虑用户的操作习惯时，可以使用第一控制模式。在第一控制模式下，控制单元向转向驱动单元发送信号，以控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动前轮20和后轮30转向以进行转弯操作。当车体需要快速达到平衡角度时，可以使用第二控制模式。在第二控制模式下，控制单元向转向驱动单元发送信号，以控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动后轮30转向以进行转弯操作。当需要综合考虑用户操作习惯及快速达到平衡角度问题时，可以交替使用第一控制模式和第二控制模式进行转弯操作。
进一步地，在本发明中，为了将转向驱动单元的动力传输至前轮20和/或后轮30，可将两轮车配置为还包括传动单元，其中，传动单元与转向驱动单元相连接以将动力传送至前轮20和/或后轮30。
具体地，在第一控制模式下，控制单元向转向驱动单元发送信号，以控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动传动单元动作，传动单元将动力传送至前轮20和后轮30以使前轮20和后轮30转向。
进一步地，为了使得车体能够较快达到平衡角度，在第一控制模式下，可将前轮20的转动角度与后轮30的转动角度之间的关系设置为增函数。具体地，如图1所示，前轮20的转动角度为A，后轮30的转动角度为B，前轮20的转动角度A与后轮30的转动角度B之间的关系为A＝kB，其中系数k的取值范围为0-1。系数k与车速之间的关系为增函数，当车辆的车速比较低时，系数k较小，当车辆的车速比较高时，系数k较大。此外，在本发明中，为了使得车体能够更加准确地达到平衡角度，可根据具体的应用情况，通过车速、前轮转向角速度、前轮转向角加速度以及车身的倾角来限定系数k。
在本发明中，在第一控制模式下，在前轮20的转动角度A一定的情况下，后轮30的转动角度B与车速之间的关系为减函数。具体地，在前轮20的转动角度A一定的情况下，车速 较小时，后轮30的转动角度较大；车速较大时，后轮30的转动角度B相对于车速较小时小些。否则，会产生过调，两轮车容易倾倒。
进一步地，为了使得车体能够更加快速地达到平衡角度，可以采用第二控制模式来控制车体10的转向。在第二控制模式下，控制单元控制转向驱动单元动作，转向驱动单元驱动传动单元动作，传动单元将动力传送至后轮30以使后轮30转向。其中，作为本发明的一个具体实施例，可选用陀螺仪或电机以作为转向驱动单元。
具体地，如图2所示，在第二控制模式下，当使用后轮30转向时，当车速或者转弯角度变化时，车辆侧向速度的变化率，即侧向加速度D的方向与车速增加或者转弯角度增加所引起的向心加速度C的变化相反，从而侧向加速度D所引起的力矩与向心加速度C所引起的力矩也反向。在此种情况下，当采用后轮30转向时，车速的变化以及转弯角度的变化所产生的加速度使得质心向向心力的方向偏移，从而有助于车身的姿态快速运动到平衡角度。
综上所述，在进行车辆转弯操作时，使用本发明的两轮车转向控制方法，通过使用合适的控制模式，经后轮30转向或者后轮30辅助前轮20转向以控制两轮车转向，能够快速实现车身倾斜，以使车身快速达到平衡角度。该种方法相对于现有技术中仅采用前轮进行转向的方式而言，由于在进行车体转向时引入了后轮30转向，因此解决了现有技术中仅采用前轮转向时需要额外提供较大外力以产生力矩且无法实现车身较快倾斜的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种两轮车转向控制方法，其特征在于，包括：
    当车体需要进行转弯操作时，通过第一控制模式和/或第二控制模式进行转弯操作；
    其中，在所述第一控制模式下，驱动车体的前轮和后轮转向以进行转弯操作，在所述第二控制模式下，驱动车体的后轮转向以进行转弯操作。
  2. 根据权利要求1所述的两轮车转向控制方法，其特征在于，在所述第一控制模式下，所述前轮的转动角度与所述后轮的转动角度之间的关系为增函数。
  3. 根据权利要求2所述的两轮车转向控制方法，其特征在于，所述前轮的转动角度为A，所述后轮的转动角度为B，所述前轮的转动角度与所述后轮的转动角度之间的关系为A＝kB，其中系数k的取值范围为0-1。
  4. 根据权利要求3所述的两轮车转向控制方法，其特征在于，所述系数k与车速之间的关系为增函数。
  5. 根据权利要求1所述的两轮车转向控制方法，其特征在于，在所述第一控制模式下，在所述前轮的转动角度一定的情况下，所述后轮的转动角度与车速之间的关系为减函数。
  6. 一种两轮车，其特征在于，包括：
    车体(10)；
    前轮(20)和后轮(30)，所述前轮(20)和所述后轮(30)分别设置在所述车体(10)上；
    转向驱动单元，与所述前轮(20)和所述后轮(30)驱动连接；
    控制单元，具有第一控制模式和/或第二控制模式，在所述第一控制模式下，所述控制单元控制所述转向驱动单元动作，所述转向驱动单元驱动所述前轮(20)和所述后轮(30)转向以进行转弯操作，在所述第二控制模式下，所述控制单元控制所述转向驱动单元动作，所述转向驱动单元驱动所述后轮(30)转向以进行转弯操作。
  7. 根据权利要求6所述的两轮车，其特征在于，所述两轮车还包括：
    传动单元，所述传动单元与所述转向驱动单元相连接以将动力传送至所述前轮(20)和/或所述后轮(30)。
  8. 根据权利要求7所述的两轮车，其特征在于，在所述第一控制模式下，所述控制单元控制所述转向驱动单元动作，所述转向驱动单元驱动所述传动单元动作，所述传动单元将动力传送至所述前轮(20)和所述后轮(30)以使所述前轮(20)和所述后轮(30)转向。
  9. 根据权利要求8所述的两轮车，其特征在于，所述前轮(20)的转动角度为A，所述后轮(30)的转动角度为B，所述前轮(20)的转动角度与所述后轮(30)的转动角度之间的关系为A＝kB，其中系数k的取值范围为0-1。
  10. 根据权利要求7所述的两轮车，其特征在于，在所述第二控制模式下，所述控制单元控制所述转向驱动单元动作，所述转向驱动单元驱动所述传动单元动作，所述传动单元将动力传送至所述后轮(30)以使所述后轮(30)转向。
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