DE102020202661B4

DE102020202661B4 - Neigungsregelungsvorrichtung für einspuriges fahzeug

Info

Publication number: DE102020202661B4
Application number: DE102020202661.0A
Authority: DE
Inventors: Norihiro Kurata; Hiroyuki Kaneta; Motoharu YOKOI; Kazuki Akami
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: JP7285673B2; DE102020202661A1; JP2020158067A

Abstract

Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug, das gestaltet ist, zu fahren während ein Fahrzeugkörper sich in eine Abbiegerichtung neigt, wobei die Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug umfasst:einen Lenker (20), der so gestaltet ist, dass ein Fahrer eine Lenktätigkeit durchführen kann;einen Lenkmechanismus (4S), der so gestaltet ist, dass er den Lenker (20) und ein gelenktes Rad (2) verbindet;eine Lenkbetätigung (43), die so gestaltet ist, dass sie eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) ausübt;ein Steuerungsmittel (27), das gestaltet ist, um den Antrieb der Lenkbetätigung (43) zu steuern; undeine Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers, die so gestaltet ist, dass sie einen Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers aus einem aufrechten Zustand des Fahrzeugkörpers erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass sieeine Einrichtung (29) zur Erfassung von Wankrichtungsstörungen das Steuerungsmittel (27) und die Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers umfasst und so gestaltet ist, dass sie bestimmt, ob eine Veränderung des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers aufgrund der Störung verursacht wird, undwenn festgestellt wird, dass eine Störung in einer Wankrichtung auf den Fahrzeugkörper aufgebracht wurde, treibt die Einrichtung (29) zur Erfassung von Wankrichtungsstörungen (29) die Lenkbetätigung (43) an und übt eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) in Richtung einer Seite aus, an der der Neigungswinkel aufgrund der Störung vergrößert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei der Lenkung eines Motorrads gibt es den Vorschlag, zur Lageregelung des Motorrads beizutragen, indem eine Hilfskraft auf ein Lenkmoment aufgebracht wird (siehe z.B. gattungsbildende japanische ungeprüfte Patentanmeldung JP 2011-73624 A , Erstveröffentlichung Nr. 2011-73624 ). Eine vergleichbare Lehre ist der DE 103 24 278 A1 zu entnehmen.
Die US 2014/0265224 A1 lehrt, bei einem einspurigen Fahrzeug, mittels einer Lenkbetätigung einen Ist-Neigungswinkel und eine Ist-Neigungswinkelgeschwindigkeit an einen Soll-Neigungswinkel und eine Soll-Neigungswinkelgeschwindigkeit anzupassen.
Übrigens gibt es bei einem einspurigen Fahrzeug wie einem Motorrad oder ähnlichem, das eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus ausführen kann, einen Fall, in dem eine plötzliche, nicht vom Fahrer beabsichtigte Wankbewegung durch einen Windstoß oder ähnliches aus seitlicher Richtung auftreten kann. Da in diesem Fall eine Anstrengung des Fahrers für die Wiederherstellung der Lage des Fahrzeugaufbaus erforderlich ist, besteht das Problem, dass der Fahrer leicht ermüdet.
Die Lösung vorstehender Aufgabe erfolgt durch eine Neigungsregelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, eine Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, die Wiederherstellung der Lage eines Fahrzeugaufbaus zu erleichtern, selbst wenn eine unbeabsichtigte Wankbewegung in einem Fahrzeugaufbau auftritt.

(1) Eine Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug, das so konfiguriert ist, dass es fährt während sich der Fahrzeugkörper in einer Abbiegerichtung in die Kurve legt, wobei die Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug umfasst: einen Lenker, der so konfiguriert ist, dass ein Fahrer eine Lenktätigkeit ausführen kann; einen Lenkmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er den Lenker und ein gelenktes Rad verbindet; eine Lenkbetätigung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus ausübt; ein Steuermittel, das so konfiguriert ist, dass es den Antrieb der Lenkbetätigung steuert; und eine Einrichtung zur Erfassung des Verhaltens der Fahrzeugkarosserie, die so konfiguriert ist, dass sie einen Neigungswinkel der Fahrzeugkarosserie aus einem aufrechten Zustand der Fahrzeugkarosserie erfasst, wobei eine Einrichtung zur Erfassung von Störungen der Wankrichtung die Steuereinrichtung und die Einrichtung zur Erfassung des Verhaltens der Fahrzeugkarosserie umfasst und so gestaltet ist, dass sie bestimmt, ob eine Veränderung des Neigungswinkels der Fahrzeugkarosserie aufgrund der Störung verursacht wird, und wenn festgestellt wird, dass eine Störung in einer Wankrichtung auf den Fahrzeugaufbau aufgebracht wurde, treibt die Einrichtung zur Erkennung von Wankrichtungsstörungen die Lenkbetätigung an und übt eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) in Richtung einer Seite aus, an der der Neigungswinkel aufgrund der Störung vergrößert wird.
(2) Unter dem Aspekt des oben genannten (1) kann die Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug eine Lenkeingabe-Erfassungseinrichtung, die so gestaltet ist, dass sie eine Lenkbetätigungs-Eingabe am Lenker erfasst, und wenn eine erhöhte Geschwindigkeit der Änderung des Neigungswinkels, die von der Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörper-Verhaltens erfasst wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Neigungswinkeländerungs- Schwellenwert ist und eine Lenkbetätigungs-Eingabe am Lenker, die von der Lenkeingabe-Erfassungseinrichtung erfasst wird, kleiner als ein vorbestimmter Lenkeingabe-Schwellenwert ist, kann die Steuereinrichtung die Lenkbetätigung antreiben und eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus zu einer Seite hin ausüben, an der der Neigungswinkel vergrößert wird.
(3) Unter dem Aspekt des oben genannten (2) kann die Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug eine Einrichtung zur Erfassung des Fahrerverhaltens umfassen, die so gestaltet ist, dass sie das Verhalten eines Körpers des Fahrers erfasst und gestützt auf Erfassungsinformationen der Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens und der Einrichtung zur Erfassung des Insassenverhaltens, wenn festgestellt wird, dass mindestens eine Situation vorliegt, in der die Reaktion des Körpers des Fahrers in Bezug auf die Vergrößerung des Neigungswinkels verzögert wird, und eine Situation, in der die Reaktion des Körpers des Fahrers klein und ein Schwenkbeitrag des Körpers des Fahrers groß ist, kann die Steuereinrichtung die Lenkbetätigung antreiben und eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) in Richtung einer Seite ausüben, an der der Neigungswinkel vergrößert wird.

Nach dem oben genannten Aspekt (1) wird, wenn durch die Einrichtung zur Erkennung von Wankrichtungsstörungen eine Störung in einer Wankrichtung auf den Fahrzeugaufbau festgestellt wird, erkannt, dass der Fahrzeugaufbau aufgrund der Störung, wie z.B. Seitenwind oder ähnliches, geneigt ist, und die Lenkbetätigung wird angetrieben, um eine Lenkkraft in einer Richtung der Erhöhung der Neigung auf den Lenkmechanismus aufzubringen. Dann wird die Fahrzeugkarosserie auf einer Seite angehoben, an der der Neigungswinkel verringert wird (eine Seite zur Rückkehr in einen aufrechten Zustand), und die Fahrzeugkarosserie wird leicht in einen Zustand zurückgebracht, in dem sie sich vor der Erhöhung des Neigungswinkels befand. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn eine unbeabsichtigte Wankbewegung im Fahrzeugaufbau aufgrund von Seitenwind oder ähnlichem auftritt, durch die Lenkunterstützung entsprechend der Erkennung der Störung in der Wankrichtung die Wiederherstellung der Fahrzeugaufbaulage erleichtert und die Ermüdung des Fahrers verringert.
Nach dem oben genannten Aspekt (2) wird, wenn die Erhöhung des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert der Erhöhung des Neigungswinkels ist und eine Lenkungseingabe am Lenker kleiner als ein vorbestimmter Lenkeingabe-Schwellenwert ist, festgestellt, dass der Fahrzeugaufbau aufgrund der Störung, wie z.B. Seitenwind oder ähnliches, geneigt ist, und die Lenkbetätigung angetrieben und eine Lenkkraft in Richtung der Erhöhung der Neigung auf den Lenkmechanismus ausgeübt. Dann wird die Fahrzeugkarosserie auf einer Seite angehoben, auf der der Neigungswinkel verringert wird (eine Seite, die in einen aufrechten Zustand zurückkehrt), und die Fahrzeugkarosserie wird leicht in einen Zustand vor der Erhöhung des Neigungswinkels zurückgebracht. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn eine unbeabsichtigte Wankbewegung in der Fahrzeugkarosserie aufgrund von Seitenwind oder ähnlichem auftritt, durch die Durchführung von Lenkunterstützung entsprechend einem Verhalten der Fahrzeugkarosserie und einer Eingabe über den Lenker die Wiederherstellung der Fahrzeugkarosserielage erleichtert und die Ermüdung des Fahrers verringert.
Gemäß dem Aspekt des oben genannten (3) wird, wenn eine Situation zumindest eine der Situationen ist, in der die Reaktion des Körpers des Fahrers in Bezug auf das Verhalten der Fahrzeugkarosserie verzögert ist, und eine Situation, in der ein großer Schwenkbetrag des Körpers des Fahrers vorliegt, festgestellt, dass eine Zunahme des Neigungswinkels durch eine Handlung des Fahrers verursacht wird, und die Lenkbetätigung angetrieben und eine Lenkkraft in einer Richtung der Zunahme der Neigung auf den Lenkmechanismus ausgeübt. Dann wird die Fahrzeugkarosserie auf einer Seite angehoben, auf der der Neigungswinkel verringert wird (eine Seite, die in den aufrechten Zustand zurückkehrt), und die Fahrzeugkarosserie wird leicht in einen Zustand vor der Erhöhung des Neigungswinkels zurückgebracht. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn eine unbeabsichtigte Wankbewegung in der Fahrzeugkarosserie aufgrund von Seitenwind oder ähnlichem auftritt, indem die Lenkunterstützung entsprechend einem Verhalten der Fahrzeugkarosserie und einer Neigung des Fahrers durchgeführt wird, die Wiederherstellung des Verhaltens der Fahrzeugkarosserie erleichtert und die Ermüdung des Fahrers verringert.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Aspekts, bei dem eine relative Position und eine Neigung eines damit ausgestatteten Fahrzeugs in Bezug auf eine Fahrspur von einem Erkennungsteil des Fahrzeugsystems erkannt wird.
3 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Aspekts, bei dem ein Ziel-Fahrverlauf auf der Basis einer empfohlenen Fahrspur im Fahrzeugsystem erzeugt wird.
4 ist eine linke Seitenansicht eines Motorrads der Ausführungsform.
5 ist ein Blockdiagramm eines Steuergeräts des Motorrads.
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Lenkers des Motorrads.
7 ist ein Blockdiagramm einer Lageregelungseinrichtung des Motorrads.
8 ist eine Konfigurationsansicht einer Lenkbetätigung des Motorrads.
9A ist ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf eines Lenkeingabe-Drehmoments, eines Lenkwinkels und eines Neigungswinkels zeigt, wenn ein Fahrer den Fahrzeugaufbau absichtlich zum Schräglaufen bringt.
9B ist ein Diagramm, das die zeitliche Veränderung eines Lenkeingabe-Drehmoments, eines Lenkwinkels und eines Neigungswinkels zeigt, wenn der Fahrzeugaufbau aufgrund der Störung unabhängig von der Absicht des Fahrers geneigt wird.
10 ist eine Ansicht, die Fälle der Bestimmung eines Kontrollmittels zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung in den Steuervorrichtungen zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Lageregelungseinrichtung, die 7 entspricht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird ein Beispiel für ein Fahrzeugsystem einer Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In der Ausführungsform wird das Fahrzeugsystem auf ein automatisiert fahrendes Fahrzeug angewendet. Hier sind Stufen im automatisierten Fahren vorhanden. Die Stufen des automatisierten Fahrens können z.B. danach bestimmt werden, ob die Stufen kleiner als eine vorgegebene Referenz oder gleich oder größer als eine vorgegebene Referenz sind. Der Fall, in dem das Niveau des automatisierten Fahrens geringer als der vorbestimmte Bezugswert ist, ist beispielsweise ein Fall, in dem manuelles Fahren durchgeführt wird oder ein Fall, in dem nur eine Fahrunterstützungseinrichtung wie ein adaptives Geschwindigkeitsregelsystem (ACC), ein Spurhalteassistenzsystem (LKAS) oder ähnliches betrieben wird. Ein Fahrmodus, in dem das Niveau des automatisierten Fahrens geringer ist als der vorgegebene Referenzwert, ist ein Beispiel für „einen ersten Fahrmodus“. Darüber hinaus ist der Fall, in dem das Niveau des automatisierten Fahrens gleich oder größer als der vorgegebene Referenzwert ist, z. B. der Fall, in dem ein Fahrunterstützungsgerät mit einem höheren Steuerungsniveau als in ACC oder LKAS, wie z.B. automatischer Spurwechsel (ALC), langsames Überholen von Fahrzeugen (LSP) oder ähnliches, betrieben wird, oder ein Fall, in dem automatisiertes Fahren zum Spurwechsel, Einfädeln oder Abzweigen automatisch durchgeführt wird. Ein Fahrmodus, in dem das Niveau des automatischen Fahrens gleich oder größer als der vorgegebene Referenzwert ist, ist ein Beispiel für „einen zweiten Fahrmodus“. Die vorgegebene Referenz kann willkürlich festgelegt werden. In der Ausführungsform ist der erste Fahrmodus manuelles Fahren und der zweite Fahrmodus die automatische Fahrt.
<Gesamtsystem>
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems 50 entsprechend der Ausführungsform. Ein Fahrzeug, in dem das Fahrzeugsystem 50 montiert ist, ist ein Fahrzeug wie ein Zwei-, Drei- oder Vierradfahrzeug, und eine Antriebsquelle davon ist ein Verbrennungsmotor wie ein Benzinmotor, ein Dieselmotor oder ähnliches, ein Elektromotor oder eine Kombination davon. Der Elektromotor wird mit einer Leistung betrieben, die von einem mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator erzeugt wird, oder mit einer Leistung, die von einer Sekundärbatterie oder einer Brennstoffzelle entladen wird.
Das Fahrzeugsystem 50 umfasst beispielsweise eine Kamera 51, ein Radargerät 52, einen Sucher 53, ein Objekterkennungsgerät 54, ein Kommunikationsgerät 55, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 56, Fahrzeugsensoren 57, ein Navigationsgerät 70, eine Kartenpositionierungseinheit (MPU) 60, Fahrer 80, ein automatisches Fahrsteuerungsgerät 100, ein Fahrantriebskraft-Ausgabegerät 200, eine Bremse 210 und eine Lenkung 220. Diese Vorrichtungen oder Mechanismen sind durch eine Mehrfach-Kommunikationsleitung, wie z.B. eine Controller Area Network (CAN)-Kommunikationsleitung oder ähnliches, eine serielle Kommunikationsleitung, eine drahtlose Kommunikationsleitung oder ähnliches, miteinander verbunden. Außerdem ist die in 1 gezeigte Konfiguration nur ein Beispiel, und ein Teil der Konfiguration kann weggelassen und andere Komponenten können hinzugefügt werden.
Bei der Kamera 51 handelt es sich um eine Digitalkamera, die eine Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung wie ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD), einen komplementären Metalloxid-Halbleiter (CMOS) oder ähnliches verwendet. Die Kamera 51 wird an einer beliebigen Stelle am Fahrzeug (im Folgenden als Host-Fahrzeug M bezeichnet) angebracht, in dem das Fahrzeugsystem 50 montiert ist. Wenn eine Seite vor dem Fahrzeug abgebildet wird, wird die Kamera 51 an einem oberen Abschnitt einer Frontscheibe, einer Rückseite eines Rückspiegels oder ähnlichem angebracht. Im Falle eines einspurigen Fahrzeugs, wie z.B. eines zweirädrigen Fahrzeugs o.ä., wird die Kamera 51 an Lenkungsteilen oder Außenteilen befestigt, die die Teile des Lenksystems auf der Seite des Fahrzeugkörpers tragen. So kann die Kamera 51 beispielsweise die Umgebung des Host-Fahrzeugs M periodisch und wiederholt abbilden. Die Kamera 51 kann eine Stereokamera sein.
Das Radargerät 52 erfasst von einem Objekt reflektierte Funkwellen (reflektierte Wellen), um zumindest eine Position (eine Entfernung und einen Azimut) eines Objekts zu erfassen, wenn Funkwellen wie Millimeterwellen oder Ähnliches in die Umgebung des Host-Fahrzeugs M abgestrahlt werden. Das Radargerät 52 wird an einer beliebigen Stelle des Host-Fahrzeugs M angebracht.
Der Sucher 53 ist ein LIDAR-Gerät (Light detection and ranging). Der Sucher 53 strahlt Licht in die Umgebung des Host-Fahrzeugs M aus und misst Streulicht. Der Sucher 53 erkennt eine Entfernung zu einem Objekt auf der Grundlage einer Zeit von der Lichtemission bis zum Lichtempfang. Das abgestrahlte Licht ist z.B. pulsförmiges Laserlicht. Der Sucher 53 wird an einer beliebigen Stelle des Host-Fahrzeugs M angebracht.
Das Objekterkennungsgerät 54 erkennt eine Position, einen Typ, eine Geschwindigkeit oder ähnliches des Objekts, indem es eine die Sensoren verschmelzende Verarbeitung im Hinblick auf ein Detektionsergebnis durchführt, wobei die Kamera 51, das Radargerät 52 und der Sucher 53 teilweise oder ganz verwendet werden. Das Objekterkennungsgerät 54 gibt ein Erkennungsergebnis an das automatische Fahrsteuerungsgerät 100 aus.
Das Objekterkennungsgerät 54 kann die Erkennungsergebnisse der Kamera 51, des Radargeräts 52 und des Suchers 53 an das automatische Fahrsteuerungsgerät 100 so ausgeben, wie sie sind. Das Objekterkennungsgerät 54 kann im Fahrzeugsystem 50 weggelassen werden.
Das Kommunikationsgerät 55 kommuniziert mit einem anderen Fahrzeug, das sich in der Nähe des Host-Fahrzeugs M befindet, z.B. über ein zellulares Netzwerk, ein Wi-Fi-Netzwerk, Bluetooth (®), eine dedizierte Kurzstreckenkommunikation (DSRC) oder ähnliches, oder es kommuniziert mit verschiedenen Server-Geräten über eine Funkbasisstation.
Das HMI 56 empfängt Eingaben von Handlungen eines Fahrers im Host-Fahrzeug M und stellt dem Fahrer verschiedene Informationen zur Verfügung. Die HMI 56 kann Anzeigegeräte, Lautsprecher, Summer, Touchpanels, Schalter, Tasten und dergleichen verschiedener Art enthalten.
Die Fahrzeugsensoren 57 umfassen einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der so gestaltet ist, dass er eine Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs M erfasst, einen Beschleunigungssensor, der so gestaltet ist, dass er eine Beschleunigung erfasst, einen Giergeschwindigkeitssensor, der so gestaltet ist, dass er eine Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse erfasst, einen Azimutsensor, der so gestaltet ist, dass er eine Ausrichtung des Host-Fahrzeugs M erfasst, und Ähnliches.
Das Navigationsgerät 70 umfasst beispielsweise einen GNSS-Empfänger (Globales Satelliten Navigations System) 71, ein Navigations-HMI 72 und einen Routenbestimmungsteil 73. Das Navigationsgerät 70 speichert erste Kartendaten 74 in einem Speichergerät, wie z. B. einem Festplattenlaufwerk (HDD), einem Flash-Speicher oder ähnlichem. Der GNSS-Empfänger 71 identifiziert eine Position des Host-Fahrzeugs M auf der Grundlage eines von GNSS-Satelliten empfangenen Signals. Die Position des Host-Fahrzeuges M kann durch ein Inertial-Navigationssystem (INS) unter Verwendung von Ausgangssignalen des Fahrzeugsensors 57 spezifiziert oder ergänzt werden. Das Navigations-HMI 72 umfasst ein Anzeigegerät, einen Lautsprecher, ein Touchpanel, eine Taste und ähnliches. Das Navigations-HMI 72 kann teilweise oder ganz mit dem oben genannten HMI 56 geteilt werden. Zum Beispiel bestimmt der RoutenBestimmungsteil 73 eine Route (im Folgenden eine Route auf einer Karte) zu einem vom Fahrer mit Hilfe des Navigations-HMI 72 eingegebenen Ziel von einer Position des Host-Fahrzeugs M (oder einer eingegebenen willkürlichen Position) aus, die vom GNSS-Empfänger 71 unter Bezugnahme auf die ersten Kartendaten 74 angegeben wird. Die ersten Kartendaten 74 sind z.B. eine Information, in der ein Straßenverlauf durch einen Link ausgedrückt wird, der eine Straße und durch den Link verbundene Knotenpunkte zeigt. Die ersten Kartendaten 74 können eine Kurvigkeit einer Straße, POI-Informationen (Point of Interest) oder ähnliches enthalten.
Die Route auf einer Karte wird an die MPU 60 ausgegeben. Das Navigationsgerät 70 kann unter Verwendung des Navigations-HMI 72 eine Routenführung auf der Grundlage der Route auf einer Karte durchführen. Das Navigationsgerät 70 kann durch eine Funktion eines Endgerätes, z.B. eines Smartphones, eines Tablett-Terminals o.ä., das der Fahrer besitzt, realisiert werden. Das Navigationsgerät 70 kann über das Kommunikationsgerät 55 eine aktuelle Position und ein Ziel an einen Navigationsserver übertragen und die gleiche Route wie die Route auf einer Karte vom Navigationsserver erfassen.
Das MPU 60 enthält z.B. ein Teil 61 zur Bestimmung einer empfohlenen Fahrspur und hält zweite Kartendaten 62 in einem Speichergerät wie z.B. einer Festplatte, einem Flash-Speicher o.ä. bereit. Das Teil 61 zur Bestimmung der empfohlenen Fahrspur teilt die Route auf einer vom Navigationsgerät 70 bereitgestellten Karte in mehrere Blöcke (z.B. alle 100 m in Fahrtrichtung des Fahrzeugs) und bestimmt in jedem Block eine empfohlene Fahrspur unter Bezugnahme auf die zweiten Kartendaten 62. Das Teil 61 zur Bestimmung einer empfohlenen Fahrspur bestimmt beispielsweise die Nummer der Fahrspur von links, auf der das Host-Fahrzeug fahren wird.
Das Teil 61 zur Bestimmung einer empfohlenen Fahrspur bestimmt eine empfohlene Fahrspur, so dass das Host-Fahrzeug M auf einer vernünftigen Route fahren kann, um zu einem Verzweigungsziel zu gelangen, wenn eine Abzweigung in der Route auf einer Karte vorhanden ist.
Die zweiten Kartendaten 62 sind Kartendaten, die genauer sind als die ersten Kartendaten 74. Die zweiten Kartendaten 62 enthalten z.B. Informationen über die Mitte einer Fahrspur, Informationen über die Begrenzungen einer Fahrspur oder ähnliches. Darüber hinaus können die zweiten Kartendaten 62 Straßeninformationen, Informationen zu Verkehrsregeln, Adressinformationen (Adresse/Postleitzahl), Informationen zu Einrichtungen, Telefonnummern und ähnliches enthalten. Die zweiten Kartendaten 62 können jederzeit aktualisiert werden, wenn das Kommunikationsgerät 55 mit einem anderen Gerät kommuniziert.
Zu den Betätigungselementen 80 für den Fahrer gehören z.B. ein Gaspedal (und ein Lenker), ein Bremspedal (und ein Hebel), ein Schalthebel (und ein Pedal), ein Lenkrad (und ein Lenker), ein modifiziertes Lenkrad, ein Joystick und andere Bedienungselemente. Ein Sensor, der so gestaltet ist, dass er einen Betätigungsbetrag oder das Vorhandensein eines Vorgangs erkennt, ist an den Bedienungselementen 80 angebracht, und ein Erkennungsergebnis davon wird an einige oder alle des automatischen Fahrsteuerungsgeräts 100, des Fahrantriebskraft-Ausgabegeräts 200, der Bremsvorrichtung 210 und der Lenkvorrichtung 220 ausgegeben.
Das automatische Fahrsteuerungsgerät 100 umfasst beispielsweise einen ersten Regler 120 und einen zweiten Regler 160. Der erste Regler 120 und der zweite Regler 160 werden jeweils durch die Ausführung eines Programms (Software) unter Verwendung eines Hardware-Prozessors, wie z.B. einer Zentraleinheit (CPU) o.ä., realisiert. Darüber hinaus können einige oder alle diese Komponenten durch Hardware (ein Schaltungsteil; einschließlich Schaltkreisen) realisiert werden, wie z.B. eine hochintegrierte Schaltung (LSI), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder ähnliches, oder sie können durch Zusammenarbeit zwischen Software und Hardware realisiert werden.
Der erste Regler 120 enthält z.B. einen Erkennungsteil 130 und einen Aktionsplan-Generator 140. Der erste Regler 120 kann z.B. gleichzeitig eine Funktion der künstlichen Intelligenz (KI) und eine Funktion eines zuvor bereitgestellten Modells realisieren. Zum Beispiel wird eine Funktion des „Erkennens einer Kreuzung“ parallel zur Erkennung einer Kreuzung durch tiefes Lernen oder ähnliches und der Erkennung auf der Grundlage einer zuvor bereitgestellten Bedingung (ein Signal, das die Übereinstimmung von Mustern, Straßenmarkierungen oder ähnlichem ermöglicht) ausgeführt und kann durch Bewertung und umfassende Auswertung realisiert werden. Dementsprechend ist die Zuverlässigkeit des automatisierten Fahrens gewährleistet.
Der Erkennungsteil 130 erkennt einen Zustand wie z.B. eine Position, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung o.ä. eines Objektes (eines anderen Fahrzeuges o.ä.) um das Host-Fahrzeug M auf der Grundlage von Informationen, die von der Kamera 51, dem Radargerät 52 und dem Sucher 53 über das Objekterkennungsgerät 54 eingegeben werden. So wird beispielsweise die Position des Objekts als Position auf absoluten Koordinaten mit einem repräsentativen Punkt (einem Schwerpunkt, einem Antriebsachsenzentrum oder ähnlichem) des Host-Fahrzeugs M als Ursprung erkannt und zur Steuerung verwendet. Die Position des Objekts kann an einem repräsentativen Punkt (z.B. einem Schwerpunkt, einer Ecke o.ä.) des Objekts oder als entsprechender Bereich angezeigt werden. Der „Zustand“ des Objekts kann eine Beschleunigung, einen Ruck oder einen „Aktionszustand“ (z.B. ob ein Fahrspurwechsel durchgeführt wird oder durchgeführt werden soll) des Objekts umfassen.
Darüber hinaus erkennt der Erkennungsteil 130 z.B. eine Spur, in der sich das Host-Fahrzeug M bewegt (eine Fahrspur). Beispielsweise erkennt der Erkennungsteil 130 eine Fahrspur, indem er ein Muster (z.B. Anordnung von durchgezogenen und unterbrochenen Linien) von Straßenmarkierungslinien, das aus den zweiten Kartendaten 62 erhalten wurde, mit einem Muster von Straßenmarkierungslinien um das Host-Fahrzeug M vergleicht, das aus einem von der Kamera 51 aufgenommenen Bild erkannt wurde. Ferner kann der Erkennungsteil 130 eine Fahrspur erkennen, indem er Kursgrenzen (Straßenbegrenzungen) einschließlich Straßenmarkierungslinien, Straßenschultern, Bordsteinen, Mittelstreifen, Leitplanken und ähnlichem erkennt, wobei er nicht auf Straßenmarkierungslinien beschränkt ist. Bei der Erkennung kann eine vom Navigationsgerät 70 erfasste Position des Host-Fahrzeugs M oder ein Verarbeitungsergebnis der INS zusätzlich genutzt werden. Darüber hinaus erkennt der Erkennungsteil 130 eine temporäre Haltelinie, ein Hindernis, ein rotes Signal, eine Mautstelle und andere Straßenereignisse.
Der Erkennungsteil 130 erkennt bei der Erkennung der Fahrspur eine Position oder eine Lage des Host-Fahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Aspekt zeigt, bei dem eine relative Position und eine Lage des Host-Fahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur L1 durch das Erkennungsteil 130 erkannt wird. Das Erkennungsteil 130 kann z.B. einen Entfernungswert OS eines Referenzpunktes (z.B. eines Schwerpunkts) des Host-Fahrzeugs M von einer Fahrspurmitte CL und einen Winkel θ zwischen einer Vorwärtsrichtung des Host-Fahrzeugs M und einer imaginären Linie CL, die die Fahrspurmitte als relative Position und eine Lage des Host-Fahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur L1 verbunden hat, erkennen. Darüber hinaus kann das Erkennungsteil 130 statt dessen eine Position o.ä. eines Referenzpunktes des Host-Fahrzeugs M in Bezug auf einen beliebigen Seitenendabschnitt (eine Straßenmarkierungslinie oder eine Straßenbegrenzung) der Fahrspur L1 als relative Position des Host-Fahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur erkennen.
Unter Bezugnahme auf 1 erzeugt der Aktionsplan-Generator 140 einen Ziel-Fahrverlauf, auf dem das Host-Fahrzeug M in Zukunft (unabhängig von einer Handlung eines Fahrers) automatisch so fahren soll, dass das Host-Fahrzeug M im Wesentlichen auf einer empfohlenen Fahrspur fährt, die durch das Teil 61 zur Bestimmung der empfohlenen Fahrspur bestimmt wird und darüber hinaus in der Lage ist, einer Umgebungssituation des Host-Fahrzeugs M zu entsprechen. Der Ziel-Fahrverlauf wird beispielsweise als Punkte ausgedrückt, an denen das Host-Fahrzeug M ankommen wird (Fahrverlaufspunkte), die nacheinander angeordnet sind. Der Fahrverlaufspunkt ist ein Punkt, an dem das Host-Fahrzeug M bei jeder der vorgegebenen Fahrstrecken (z.B. etwa alle einige Meter [m]) als Straßenentfernung ankommt, und getrennt davon werden eine Zielgeschwindigkeit und eine Zielbeschleunigung jeder vorgegebenen Abtastperiode (z.B. alle einige Zehntelsekunden [sec]) als Teil des Ziel-Fahrverlaufspunkt erzeugt. Darüber hinaus kann der Fahrverlaufspunkt eine Position sein, an der das Host-Fahrzeug M in jeder vorgegebenen Abtastperiode in der Abtastzeit ankommen soll. In diesem Fall wird die Information über die Zielgeschwindigkeit oder die Zielbeschleunigung durch Intervalle zwischen den Fahrverlaufspunkten ausgedrückt.
Der Aktionsplan-Generator 140 kann auch bei der Erzeugung eines Fahrverlaufspunktes ein automatisiertes Fahrereignis festlegen. Ein automatisiertes Fahrereignis umfasst z.B. fahren mit konstanter Geschwindigkeit, bei dem das Host-Fahrzeug auf derselben Fahrspur mit konstanter Geschwindigkeit fährt, einem Fahrzeug folgen, bei dem das Host-Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, Spurwechseln, bei dem das Host-Fahrzeug M die Fahrspur wechselt, abzweigen, bei dem das Host-Fahrzeug M an einem Abzweigungspunkt einer Straße in eine Zielrichtung fährt, einfädeln, bei dem sich das Host-Fahrzeug M an einem Zusammenführungspunkt einfädelt, überholen, bei dem das Host-Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug überholt, und dergleichen. Der Aktionsplan-Generator 140 generiert einen Ziel-Fahrverlauf entsprechend den aktivierten Ereignissen.
3 ist eine Ansicht, die einen Aspekt zeigt, bei dem der Ziel-Fahrverlauf auf der Grundlage der empfohlenen Fahrspur generiert wird. Wie gezeigt, ist die empfohlene Fahrspur so eingestellt, dass sie für die Fahrt entlang der Route zu einem Ziel bequem ist.
Der Aktionsplan-Generator 140 startet ein Spurwechselereignis, ein Abzweigungsereignis, ein Einfädeln und ähnliches, wenn man sich einer vorbestimmten Entfernung (die je nach Art des Ereignisses bestimmt werden kann) vor dem Wechselpunkt einer empfohlenen Spur nähert. Wenn ein Hindernis während der Ausführung der Ereignisse umfahren werden muss, wird ein Ausweich-Fahrverlauf wie gezeigt erzeugt.
Um zu 1 zurückzukehren, steuert der zweite Regler 160 das Fahrantriebskraft-Ausgabegerät 200, die Bremsvorrichtung 210 und die Lenkeinrichtung 220 so, dass das Host-Fahrzeug M den vom Aktionsplan-Generator 140 erzeugten Ziel-Fahrverlauf rechtzeitig durchfährt.
Der zweite Regler 160 enthält beispielsweise einen Erfassungsteil 162, einen Geschwindigkeitsregler 164 und einen Lenkregler 166. Der Erfassungsteil 162 erfasst Informationen über den Ziel-Fahrverlauf (den Bahnpunkt), die durch den Aktionsplan-Generator 140 erzeugt werden, und speichert die Informationen im Speicher (nicht abgebildet). Der Geschwindigkeitsregler 164 steuert das Fahrantriebskraft-Ausgabegerät 200 oder die Bremseinrichtung 210 auf der Grundlage eines Geschwindigkeitselements, das den im Speicher gespeicherten Ziel-Fahrverlauf begleitet. Der Lenkregler 166 steuert die Lenkeinrichtung 220 entsprechend einer im Speicher gespeicherten Kurvenbedingung des Ziel-Fahrverlaufs. Die Verarbeitung des Geschwindigkeitsreglers 164 und des Lenkreglers 166 wird z.B. durch eine Kombination von Vorsteuerung und Rückkopplung realisiert. Der Lenkregler 166 kombiniert beispielsweise die Vorsteuerung entsprechend einer Krümmung der Straße vor dem Host-Fahrzeug M und die Regelung auf der Grundlage einer Ablage von dem Ziel-Fahrverlauf und führt diese aus.
Das Fahrantriebskraft-Ausgabegerät 200 gibt eine Fahrantriebskraft (Drehmoment) an ein Antriebsrad aus, die das Host-Fahrzeug M antreibt. Das Fahrantriebskraft-Ausgabegerät 200 umfasst beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU), die so gestaltet ist, dass sie einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, ein Getriebe und Ähnliches steuert, wenn diese kombiniert werden. Die ECU steuert diese Komponenten entsprechend der Informationseingabe vom zweiten Regler 160 oder der Information, die von den Fahrer-Betätigungselementen 80 eingegeben worden ist.
Die Bremsvorrichtung 210 umfasst beispielsweise einen Bremssattel, einen Zylinder, der so gestaltet ist, dass er einen hydraulischen Druck auf den Bremssattel überträgt, einen Elektromotor, der so gestaltet ist, dass er einen hydraulischen Druck im Zylinder erzeugt, und ein Bremssteuergerät. Das Bremssteuergerät steuert den Elektromotor entsprechend der Informationseingabe vom zweiten Steuergerät 160 oder der Informationseingabe vom den Fahrer-Betätigungselementen 80, so dass ein Bremsmoment an jedes Rad entsprechend einem Bremsvorgang ausgegeben wird. Die Bremseinrichtung 210 kann einen Mechanismus als Reserve umfassen, der so gestaltet ist, dass ein hydraulischer Druck, der entsprechend der Betätigung eines Bremspedals der Fahrer-Betätigungselemente 80 erzeugt wird, über einen Hauptzylinder an den Zylinder übertragen wird. Ferner ist die Bremsvorrichtung 210 nicht auf die oben genannte Konfiguration beschränkt und kann eine elektronisch gesteuerte hydraulische Bremsvorrichtung sein, die so gestaltet ist, dass sie einen Aktuator entsprechend der vom zweiten Regler 160 eingegebenen Information steuert und einen hydraulischen Druck des Hauptzylinders an den Zylinder überträgt.
Die Lenkeinrichtung 220 umfasst z.B. eine Lenkungs-ECU und einen Elektromotor.
Die Lenkungs-ECU treibt den Elektromotor an und ändert die Ausrichtung des gelenkten Rades entsprechend der Informationseingabe von dem zweiten Regler 160 oder den Fahrer-Betätigungselementen 80.
<Gesamtes Fahrzeug>
Als nächstes wird das Motorrad beschrieben, das der Ausführungsform nach ein Beispiel für ein einspuriges Fahrzeug ist. Ferner sind die Richtungen vorwärts, rückwärts, links, rechts usw. in der folgenden Beschreibung die gleichen wie die Richtungen in einem Fahrzeug, das unten beschrieben wird, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Zusätzlich zeigt in den in der folgenden Beschreibung verwendeten Zeichnungen an geeigneten Stellen ein Pfeil FR eine Vorwärtsrichtung in Bezug auf ein Fahrzeug und ein Pfeil UP eine Aufwärtsrichtung in Bezug auf das Fahrzeug an.
Wie in 4 dargestellt, wird ein Vorderrad 2, das ein gelenktes Rad eines Motorrads 1 ist, von den unteren Endabschnitten eines Paars linker und rechter Vordergabeln 3 getragen. Die oberen Abschnitte der linken und rechten Vordergabel 3 werden durch ein Kopfrohr 6 eines vorderen Endabschnitts eines Fahrzeugkarosserierahmens 5 über einen Lenkschaft 4 lenkbar abgestützt. Der Lenkschaft 4 umfasst eine Lenkwelle 4c, die durch das Kopfrohr 6 eingeführt wird und um eine Achse davon drehbar gelagert ist, sowie obere und untere Brückenelemente (eine obere Brücke 4a und eine untere Brücke 4b), die am oberen bzw. unteren Endabschnitt der Lenkwelle 4c befestigt sind. Ein stangenartiger Lenker 20 ist an mindestens einem der oberen Abschnitte (der oberen Brücke 4a) des Lenkschafts 4 und der linken und rechten Vordergabel 3 befestigt. Das Bezugszeichen 4S in den Zeichnungen bezeichnet einen Lenkmechanismus, der so gestaltet ist, dass er den Lenkschaft 4 und die linke und rechte Vordergabel 3 umfasst, das Bezugszeichen ST bezeichnet eine Lenkvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie den Lenkmechanismus 4S und einen Lenkstellantrieb 43 umfasst (siehe 5), und das Bezugszeichen J bezeichnet einen Fahrer. Der Fahrer J ist ein Beispiel für einen Insassen. Insasse umfasst neben dem Fahrer einen Mitfahrer (Beifahrer) auf einem hinteren Teil.
Im Hinblick auf 6 besteht der Lenker 20 z.B. aus einem einstückigen Lenkerrohr, das sowohl das linke als auch das rechte Ende überbrückt. Die linken und rechten äußeren Seitenteile (Spitzenteile) des Lenkers 20 sind die linken und rechten Lenkerteile 20a, die vom Fahrer (Mitfahrer) gegriffen werden. Zum Beispiel sind linke und rechte innere Seitenteile (Basis-Endteile) des Lenkers 20 Befestigungsteile 20b, die an der oberen Brücke 4a des Lenkschafts 4 befestigt werden. Der Lenker 20 kann aus getrennten linken und rechten Griffen bestehen. Das Referenzzeichen 20c in den Zeichnungen bezeichnet die am linken und rechten Lenkerteil 20a angebrachten Kontaktsensoren, und das Referenzzeichen 20d bezeichnet einen in der Nähe des Befestigungsteils 20b angebrachten Verwindungssensor.
Die Sensoren 20c und 20d dienen dazu, zu erkennen, ob der Fahrer die Lenkerteile 20a greift oder nicht.
Um zu 4 zurückzukehren, wird ein Hinterrad 7, das ein Antriebsrad des Motorrads 1 ist, von einem hinteren Endabschnitt einer Schwinge 8 getragen, die sich in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung unter einem hinteren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie erstreckt. Ein vorderer Endabschnitt der Schwinge 8 wird vertikal schwenkbar durch einen Schwenkabschnitt 9 eines Längszwischenabschnitts des Fahrzeugkarosserierahmens 5 abgestützt.
Ein Motor (ein Verbrennungsmotor) 10, der eine Antriebsmaschine ist, wird durch den Fahrzeugkarosserierahmen 5 abgestützt. Der Motor 10 hat einen Zylinder 12, der von einem vorderen Abschnitt eines Kurbelgehäuses 11 nach oben steht. Über dem Motor 10 ist ein Kraftstofftank 13 angeordnet, der zur Speicherung von Kraftstoff für den Motor 10 konfiguriert ist. Ein Sitz 14, auf dem ein Fahrer sitzt, ist hinter dem Kraftstofftank 13 angeordnet. Die linken und rechten Fußstützen 14s, auf die der Fahrer seine Beine stellt, sind sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite unter dem Sitz 14 angeordnet. Am vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie ist eine Frontverkleidung 15 angebracht, die sich auf dem Karosserierahmen 5 abstützt. Auf der Oberseite des vorderen Teils der Frontverkleidung 15 ist eine Windschutzscheibe 16 angebracht. Eine Messvorrichtung 17 ist innerhalb der Frontverkleidung 15 angeordnet. Seitenabdeckungen 18 sind an Seitenteilen des Fahrzeugaufbaus unterhalb des Sitzes 14 angebracht. Eine hintere Verkleidung 19 ist am hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie angebracht.
Das Motorrad 1 umfasst einen Vorderradbremsen-Hauptkörper 2B, einen Hinterradbremsen-Hauptkörper 7B und eine Bremsbetätigung 42 (siehe 5). Sowohl der Vorderradbremsen-Hauptkörper 2B als auch der Hinterradbremsen-Hauptkörper 7B sind hydraulische Scheibenbremsen. Das Motorrad 1 weist ein elektrisch betätigtes Bremssystem auf, das so aufgebaut ist, dass der Vorderradbremsen-Hauptkörper 2B und der Hinterradbremsen-Hauptkörper 7B elektrisch mit einer Bremsbetätigung, wie z.B. einem Bremshebel, einem Pedal oder ähnlichem, verbunden sind, die vom Fahrer betätigt werden. Das Bezugszeichen BR in den Zeichnungen bezeichnet eine Bremsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie die Vorder- und Hinterradbremsen-Hauptkörper 2B und 7B und die Bremsbetätigung 42 umfasst.
5 ist ein Blockdiagramm eines Hauptteils des Motorrads 1 entsprechend der Ausführungsform.
Das Motorrad 1 umfasst ein Steuergerät 23, das so gestaltet ist, dass es den Betrieb verschiedener Arten von Vorrichtungen 22 auf der Grundlage der von verschiedenen Sensoren 21 erfassten Messwerte steuert. Das Steuergerät 23 besteht beispielsweise aus einem oder mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs), die die Funktionen der verschiedenen Arten von Vorrichtungen 22 steuern. Zumindest ein Teil des Steuergeräts 23 kann durch die Zusammenarbeit von Software und Hardware realisiert werden. Das Steuergerät 23 umfasst einen Kraftstoffeinspritzregler, einen Zündungsregler und einen Drosselklappenregler, die so gestaltet sind, dass sie den Betrieb des Motors 10 steuern. Das Motorrad 1 nutzt das elektronische Motorsteuersystem, das so ausgebildet ist, dass Hilfsmaschinen wie eine Drosselklappenvorrichtung 48 oder ähnliches und eine Drosselklappenbetätigung wie ein Gasgriff oder ähnliches elektrisch miteinander verbunden sind. Das Bezugszeichen EN in der Zeichnung bezeichnet eine Antriebsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie den Motor 10 und die Hilfsmaschinen umfasst.
Zu den verschiedenen Sensoren 21 gehören ein Fahrzeugkarosserie-Beschleunigungssensor 34, ein Lenkwinkelsensor 35, ein Lenkmomentsensor 36, ein Fahrsensor 37, eine Außenkamera 38 zur Außenbeobachtung und eine Fahrerkamera 39 zur Beobachtung des Fahrers sowie ein Drosselklappensensor 31, ein Raddrehzahlsensor 32 und ein Bremsdrucksensor 33.
Die verschiedenen Sensoren 21 erkennen verschiedene Bedienungseingaben des Fahrers sowie verschiedene Zustände des Motorrads 1 und des Insassen. Die verschiedenen Sensoren 21 geben verschiedene Arten von Messwerten an das Steuergerät 23 aus.
Der Drosselklappensensor 31 erkennt einen Betätigungsbetrag (Beschleunigungsbedarf) eines Beschleunigungs-Betätigungselements wie z.B. eines Gasgriffs oder ähnliches.
Die Raddrehzahlsensoren 32 sind an den Vorder- und Hinterrädern 2 und 7 vorgesehen. Die Messwerte des Raddrehzahlsensors 32 werden für ABS und Traktionskontrolle oder ähnliches verwendet. Die Messwerte des Raddrehzahlsensors 32 können als Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen verwendet werden, die an das Messgerät 17 übertragen werden.
Der Bremsdrucksensor 33 erfasst eine Betätigungskraft (Verzögerungsanforderung) eines Brems-Betätigungselements, wie z.B. eines Bremshebels, eines Pedals und dergleichen.
Der Fahrzeugkarosserie-Beschleunigungssensor 34 ist eine Trägheits-Messeinheit (IMU) mit 5 Achsen oder 6 Achsen, kann eine Winkelgeschwindigkeit von 3 Achsen (eine Rollachse, eine Nickachse und eine Gierachse) in der Fahrzeugkarosserie erfassen und darüber hinaus einen Winkel und eine Beschleunigung aus dem Ergebnis abschätzen. Im Folgenden kann der Fahrzeugkarosserie-Beschleunigungssensor 34 als IMU 34 bezeichnet werden.
Der Lenkwinkelsensor 35 ist z. B. ein an der Lenkwelle 4c vorgesehenes Potentiometer und erfasst einen Schwenkwinkel (einen Lenkwinkel) der Lenkwelle 4c in Bezug auf den Fahrzeugaufbau.
Wie ebenfalls in 4 gezeigt, ist der Lenkmomentsensor 36 z.B. ein magnetostriktiver Drehmomentsensor, der zwischen dem Lenker 20 und der Lenkwelle 4c angebracht ist und ein vom Lenker 20 auf die Lenkwelle 4c übertragenes Drehmoment (eine Lenkeingabe) erfasst. Der Lenkmomentsensor 36 ist ein Beispiel für einen Lastsensor, der so gestaltet ist, dass er eine Lenkkrafteingabe an der Handhabe 20 (einem Lenker) erkennt.
In der Ausführungsform ist eine Lenkerschwenkwelle, die so konfiguriert ist, dass sie den Lenker 20 schwenkbar trägt, dieselbe wie die Lenkwelle 4c, die so konfiguriert ist, dass sie das Vorderrad 2 lenkbar trägt.
Hier wird der Lenkmechanismus 4S der Ausführungsform allgemein als eine Konfiguration bezeichnet, die zwischen dem Lenker 20 und dem Vorderrad 2 (dem gelenkten Rad) vorgesehen ist und die so gestaltet ist, dass sie eine Schwenkbewegung des Lenkers 20 auf das Vorderrad 2 überträgt. Die Lenkerschwenkachse und die Lenkachse (die Schwenkachse des Vorderrades) haben die gleiche Konfiguration, können aber andererseits getrennt voneinander oder auf verschiedenen Achsen vorgesehen sein. Wenn die Lenkerdrehwelle und die Lenkwelle voneinander getrennt sind, umfasst der Lenkmechanismus 4S eine Ausgestaltung, bei der die Lenkerdrehwelle und die Lenkwelle miteinander verbunden sind.
Der Fahrsensor 37 erkennt, ob sich ein Insasse (mindestens einer von Fahrer und Mitfahrer) in einer normalen Fahrhaltung befindet. Der Fahrsensor 37 kann beispielsweise als ein Sitzdrucksensor im Sitz 14 ausgeführt werden, der so gestaltet ist, dass er erkennt, ob ein Fahrer (und ein Mitfahrer) darauf sitzt, als linker und rechter Lenkersensor am linken und rechten Lenkerteil 20a des Lenkers 20, der so gestaltet ist, dass er erkennt, ob ein Fahrer den Lenkerteil greift, als linker und rechter Fußstützen-Sensor an der linken und rechten Fußstütze (und den -Fuß-Stützen des Beifahrers)14s, der so gestaltet ist, dass er erkennt, ob ein Fahrer (und ein Mitfahrer) seine Beine darauf abstellt, und dergleichen.
Um zu erkennen, dass ein Fahrer mit einer Hand fährt, kann, wie in 6 dargestellt, ein piezoelektrischer Sensor (ein Kontaktsensor 20c), der einen Unterschied im Griffdruck (eine seitliche Differenz) des linken und rechten Lenkerabschnitts 20a erfasst, oder ein Temperatursensor oder ähnliches, der einen Temperaturunterschied (eine seitliche Differenz) des linken und rechten Lenkerabschnitts 20a erfasst, verwendet werden. Ferner kann eine Methode der Bereitstellung von Löchern (Fenstern) in den vorderen Abschnitten des linken und rechten Lenkerteils 20a und zur Erkennung einhändigen Fahrens aus einem Unterschied in der Luftflussrate (vorbeiziehendes Luftvolumen) vorgesehen werden.
Um eine nach unten gerichtete Belastung in Bezug auf den linken und rechten Lenkerteil 20a zu erkennen, können außerdem Verformungssensoren 20d auf der linken und rechten Seite eines Basis-Endteils des Lenkers 20 vorgesehen werden, um das Fahren mit einer Hand aufgrund eines seitlichen Unterschieds in der Verformung (Vibration) (Unterschied in der linken und rechten Verformung) des Basis-Endteils zu erkennen. Außerdem können Beschleunigungs-Sensoren (beide sind nicht abgebildet) an den Griffgewichten der äußeren Endabschnitte des linken und rechten Lenkerabschnitts 20a oder an dessen Umfang angebracht werden, um das Fahren mit einer Hand aufgrund eines seitlichen Unterschieds in der Lenkervibration zu erkennen. Da in diesem Fall ein Unterschied in der Beziehung zwischen einer Motordrehzahl und einer Lenkervibrationsfrequenz auftritt, je nachdem, ob der Fahrer die Lenkerteile 20a greift, kann das Fahren mit einer Hand auf der Grundlage eines seitlichen Unterschieds der Lenkervibration erkannt werden.
Wenn das Fahren mit einer Hand erkannt wird, kann eine Warnung in Bezug auf den Fahrer durch Betätigung einer Warnvorrichtung 49, die im Folgenden beschrieben wird, oder ähnliches erfolgen. Wenn das Fahren mit einer Hand erkannt wird, kann außerdem ein Vorgang (ein Vorgang, der die Verlangsamung behindert), der mit der Beschleunigung des Motorrads 1 zusammenhängt, wie z. B. ein Vorgang zum Öffnen der Drosselklappe oder ein Vorgang zum Hochschalten, deaktiviert oder unwirksam gemacht werden. In diesem Fall kann der Fahrer, wie bei einer Warnung an den Fahrer, über visuelle, akustische, taktile Empfindungen und Ähnliches informiert werden. Außerdem kann eine Verzögerungsoperation wie eine Bremsbetätigung durchgeführt werden.
Wenn ein von einem Beifahrer gegriffener Hinterrad-Hilfsgriff vorgesehen ist, können linke und rechte Griffsensoren vorgesehen werden, um die Fahrt eines Beifahrers mit einer Hand zu erkennen, und für verschiedene Bedienelemente wie den Lenker 20 verwendet werden.
Um zu 4 und 5 zurückzukehren, nimmt die Außenkamera 38 eine Situation vor dem Fahrzeug auf. Die Außenkamera 38 ist z.B. an einem vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie angebracht (z.B. an einem vorderen Teil der Frontverkleidung 15). Das von der Außenkamera 38 erfasste Bild wird z.B. an das Steuergerät 23 übertragen, um eine geeignete Bildverarbeitung zu ermöglichen, und die so erhaltenen gewünschten Bilddaten werden für verschiedene Steuerungen verwendet. Das heißt, Informationen von der Außenkamera 38 werden zur Erkennung einer Position, eines Typs, einer Geschwindigkeit und dergleichen eines Objekts in einer Erfassungsrichtung bereitgestellt, und die Fahrhilfesteuerung, automatische Fahrsteuerung oder dergleichen des Fahrzeugs wird auf der Grundlage der Erkennung durchgeführt.
Die Außenkamera 38 kann beispielsweise eine Kamera sein, die so gestaltet ist, dass sie nicht nur sichtbares Licht, sondern auch unsichtbares Licht wie Infrarotstrahlen oder Ähnliches erfasst. Als Außenerkennungssensor anstelle der Außenkamera 38 kann nicht nur ein optischer Sensor wie eine Kamera o.ä., sondern auch ein Radiowellensensor wie ein Radar o.ä. verwendet werden, der Mikrowellen, Infrarotstrahlen, Millimeterwellen o.ä. nutzt. Es kann eine Konfiguration mit mehreren Sensoren wie Stereokameras oder ähnlichem vorgesehen werden, die nicht nur einen einzigen Sensor enthält. Es kann eine Konfiguration vorgesehen werden, bei der eine Kamera und ein Radar zusammen verwendet werden.
Die Fahrerkamera 39 ist z.B. eine Digitalkamera mit einem Festkörper-Bildsensor wie CCD, CMOS o.ä., ähnlich wie die Außenkamera 38. Die Fahrerkamera 39 befindet sich beispielsweise an der Innenseite der Frontverkleidung 15 oder am oberen Teil der Heckklappe 19. Die Fahrerkamera 39 nimmt beispielsweise periodisch und wiederholt den Kopf und die obere Körperhälfte des Fahrers auf. Das von der Fahrerkamera 39 aufgenommene Bild wird z.B. an das Steuergerät 23 übertragen und zur Steuerung der Fahrassistenz, der automatischen Fahrsteuerung oder ähnlichem des Fahrzeugs verwendet.
Das Motorrad 1 umfasst neben der Lenkbetätigung 43, einem Lenkdämpfer 44 und der Warnvorrichtung 49 auch eine Motorsteuerung 45 und die Bremsbetätigung 42.
Die Motorsteuerung 45 umfasst eine Kraftstoffeinspritzung 46, eine Zündung 47, die Drosselklappe 48 und ähnliches. Das heißt, die Motorsteuerung 45 umfasst Hilfsmaschinen, die für den Antrieb des Motors 10 ausgebildet sind.
Die Bremsbetätigung 42 liefert einen hydraulischen Druck an den Vorderradbremsen-Hauptkörper 2B und den Hinterradbremsen-Hauptkörper 7B, um sie entsprechend einer Betätigung durch den Bremsenbediener zu betätigen. Die Bremsbetätigung 42 dient auch als Steuereinheit eines Antiblockiersystems (ABS).
Die Lenkbetätigung 43 gibt ein Lenkmoment an die Lenkwelle 4c aus. Lenkbetätigung 43 betätigt einen Elektromotor entsprechend der Messwerte des Lenkmomentsensors 36 und beaufschlagt die Lenkwelle 4c mit einem Hilfsdrehmoment.
Der Lenkdämpfer 44 ist z.B. in der Nähe des Kopfrohrs 6 angeordnet und übt eine Dämpfungskraft in einer Lenkrichtung (eine Drehrichtung um die Lenkwelle 4c) auf das Lenksystem einschließlich des Lenkers 20 aus. Der Lenkdämpfer 44 ist z.B. ein elektronisch gesteuerter Dämpfer mit einer variablen Dämpfungskraft und wird durch das Steuergerät 23 gesteuert. Der Lenkdämpfer 44 verringert beispielsweise eine Dämpfungskraft, die beim Anhalten oder bei Fahrten mit niedriger Geschwindigkeit des Motorrads 1 auf das Lenksystem ausgeübt wird, und erhöht eine Dämpfungskraft, die bei Fahrten mit mittlerer und hoher Geschwindigkeit des Motorrads 1 auf das Lenksystem ausgeübt wird. Der Lenkungsdämpfer 44 kann entweder ein Flügelzellentyp oder ein Stangentyp sein, solange die Dämpfungskraft durch die Steuerung der Steuereinrichtung 23 variabel ist.
Die Warnvorrichtung 49 führt zum Beispiel eine Warnung an einen Insassen J aus, wenn festgestellt wird, dass sich der Insasse nicht in normaler Fahrhaltung befindet. Das Warnmittel 49 wendet eine Warnung auf eine visuelle, akustische oder taktile Empfindung des Insassen J an. Die Warnvorrichtung 49 wird z.B. als Anzeigelampe, Anzeigegerät, Lautsprecher, Vibrator und ähnliches ausgeführt. Die Anzeigelampe und das Anzeigegerät befinden sich z.B. auf dem Messgerät 17. Der Lautsprecher ist z.B. in einen Helm eingebaut und mit einem Tonsignal-Ausgangsteil, das in dem Steuergerät 23 vorgesehen ist, drahtgebunden oder drahtlos verbunden. Der Vibrator ist in einem Bereich angeordnet, mit dem ein Körper eines Insassen in normaler Fahrhaltung in Kontakt kommt, z.B. der Sitz 14, ein Kniegriffbereich (der Kraftstofftank 13, die Seitenabdeckungen 18 oder ähnliches), die Lenkerteile 20a, die Fußstützen 14s und ähnliches.
Das Motorrad 1 enthält ferner eine Stoßdämpferbetätigung 41A, die so gestaltet ist, dass die Anfangslast eines Stoßdämpfers von mindestens einer der vorderen und hinteren Aufhängungen entsprechend der Steuerung durch das ECU 23 variabel ist, und einen elektronischen Stoßdämpfer-Steuerdämpfer 41B, der so gestaltet ist, dass die Dämpfungskraft eines Stoßdämpfers von mindestens einer der vorderen und hinteren Aufhängungen entsprechend der Steuerung durch das ECU 23 variabel ist.
<Lageregelung der Fahrzeugkarosserie (erste Ausführungsform)>
Als nächstes wird ein Beispiel für die Lageregelung des Fahrzeugkörpers im Motorrad 1 entsprechend der Ausführungsform beschrieben.
Wie in 7 dargestellt, enthält das Motorrad 1 eine Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens 25, die so gestaltet ist, dass sie einen Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers aus einem aufrechten Zustand des Fahrzeugkörpers erfasst, eine Einrichtung zur Erfassung von Bedienungseingaben 26, die so gestaltet ist, dass sie eine Eingabe der Lenkbewegung am Lenker 20 erfasst, und ein Steuerungsmittel 27, das so gestaltet ist, dass es den Antrieb der Lenkbetätigung 43 auf der Grundlage von Messwerten aus der Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens 25 und der Einrichtung zur Erfassung von Bedienungseingaben 26 steuert. Eine Neigungsrichtungsstörungs-Erfassungseinrichtung 29, die die Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens 25, die Einrichtung zur Erfassung von Bedienungseingaben 26 und das Steuerungsmittel 27 enthält und gestaltet ist, um zu bestimmen, ob eine Veränderung des Neigungswinkels der Fahrzeugkarosserie durch eine Störung verursacht wird.
Die Einrichtung 25 zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens ist beispielsweise der Fahrzeugkarosserie-Beschleunigungssensor (IMU) 34. Die Einrichtung zur Erfassung von Bedienungseingaben 26 ist z.B. der Lenkmomentsensor 36.
Das Steuerungsmittel 27 ist z.B. das Steuergerät 23. Zumindest ein Teil des Steuerungsmittels 27 kann durch Zusammenarbeit zwischen Software und Hardware ausgeführt werden.
Das Steuerungsmittel 27 treibt die Lenkbetätigung 43 an und übt eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus 4S in Richtung der Seite aus, auf der ein Neigungswinkel vergrößert wird, wenn festgestellt wird, daß eine erhöhte Neigungsgeschwindigkeit des Neigungswinkels des Fahrzeugaufbaus größer als ein vorbestimmter Neigungsgeschwindigkeitsschwellenwert A (siehe 9A und 9B) ist und eine Lenkbetätigungs-Eingabe an die Handhabe 20 kleiner als ein vorbestimmter Handhabungs-Eingabe-Schwellenwert T (ein Bestimmungsbereich, siehe 9B) ist, basierend auf den Messwerten der Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens 25 und der Einrichtung zur Erfassung von Bedienungseingaben 26.
Beim Motorrad 1 kann es, wenn eine Störung auf den Fahrzeugaufbau von links oder rechts durch Windstoß o.ä. aus seitlicher Richtung einwirkt, zu einer vom Fahrer nicht beabsichtigten Neigungsbewegung kommen. In diesem Fall erzeugt das Motorrad 1 eine Lenkhilfskraft, indem es die Lenkbetätigung 43 antreibt, und unterstützt den Fahrzeugaufbau bei der Rückkehr in den Zustand vor dem Wanken. Das Steuerungsmittel 27 bestimmt, ob die Anstiegsgeschwindigkeit (ein zunehmendes Verhältnis) eines Schräglagenwinkels (eines Neigungswinkels) gleich oder größer als der vorgegebene Neigungsgeschwindigkeitsschwellenwert A ist oder nicht. Außerdem bestimmt das Steuerungsmittel 27, ob das Rollen des Fahrzeugaufbaus durch eine Lenkbewegung des Fahrers erfolgt (ob der Fahrer das Rollen beabsichtigt oder nicht). Das Steuerungsmittel 27 betätigt den Lenkmechanismus 4S, um den Lenkeinschlag aus einem Zustand zu erhöhen, in dem ein Lenkwinkel der Selbstlenkung entspricht, wenn festgestellt wird, dass eine Zunahme des Neigungswinkels schnell erfolgt und das Wanken nicht vom Fahrer beabsichtigt ist. Dementsprechend erfolgt eine Aktion in eine Richtung, in der der Fahrzeugaufbau steht (eine Aktion der Rückkehr von einer Schräglage in einen aufrechten Zustand), und der Fahrzeugaufbau wird leicht in den Zustand vor dem Wanken zurückgeführt.
Die Konfiguration ist ein Beispiel für die Rollrichtungsstörungs-Erfassungseinrichtung 29 zur Erkennung von Rollrichtungsstörungen und kann so konfiguriert werden, dass sie mindestens eine Software oder Hardware umfasst.
8 zeigt ein Beispiel für eine Gestaltung der Lenkbetätigung 43. Die Lenkbetätigung 43 umfasst beispielsweise einen Elektromotor 43a mit einer Lenkersteuerungsfunktion und einer Reibungserzeugungsfunktion. Der Elektromotor 43a und die Lenkwelle 4c können sich über eine Verbindungseinrichtung 43b, wie z.B. eine Kette, ein Getriebe oder ähnliches, miteinander verbinden und eine Lenkhilfskraft oder eine Dämpfungskraft auf die Lenkwelle 4c und folglich den Lenkmechanismus 4S entsprechend der Antriebssteuerung des Elektromotors 43a ausüben.
9A ist ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf eines durch den Lenkmomentsensor 36 erfassten Lenkeingangsmoments, eines durch den Lenkwinkelsensor 35 erfassten Lenkwinkels und eines durch den Karosseriebeschleunigungssensor 34 erfassten Querneigungswinkels zeigt, wenn ein Fahrer die Fahrzeugkarosserie absichtlich schräg legt. Außerdem ist das Lenkeingangsmoment ein Drehmoment um die Lenkerdrehachse, das in den Lenker 20 eingegeben wird. Der Lenkwinkel ist ein Schwenkwinkel, wenn das Vorderrad entweder nach links oder nach rechts aus einem Zustand in gerader Fahrtrichtung geschwenkt wird. Der Schräglagewinkel (Wankwinkel) ist ein Neigungswinkel, wenn die Fahrzeugkarosserie aus einem aufrechten Zustand, in dem sich die Fahrzeugkarosserie entlang einer seitlichen Mittelfläche in vertikaler Richtung befindet, entweder nach links oder nach rechts geneigt wird.
In einem Fahrzustand (einem neutralen Zustand), der der Geradeausfahrt des Motorrads 1 entspricht, wird das Lenkeingangsmoment fast nicht erzeugt, und Lenk- und Neigungswinkel betragen nahezu 0°. Das heißt, dass sich das Lenkeingangsmoment, der Lenkwinkel und der Neigungswinkel jeweils unterhalb des Schwellenwertes (innerhalb eines neutralen Bestimmungsbereichs) ändern.
Wenn der Fahrer die Fahrzeugkarosserie absichtlich neigt, um aus diesem Zustand heraus eine Kurvenfahrt o.ä. durchzuführen, werden das Lenkeingangsmoment und der Lenkwinkel entsprechend einer vom Fahrer am Lenker 20 eingegebenen Lenkbewegung (ein Zeitpunkt t1 in der Zeichnung) angehoben. Daraufhin bewegt sich der Fahrzeugaufbau in einen Neigungswinkel auf die der Lenkrichtung entgegengesetzte Seite. Das heißt, das Lenkeingangsmoment zum Zeitpunkt t1 ist ein Drehmoment, das den Lenker 20 auf eine Seite dreht, die der Seite gegenüberliegt, auf die die Fahrzeugkarosserie geneigt ist (die Seite, auf der der Neigungswinkel erhöht wird). Wenn der Fahrer versucht, die Fahrzeugkarosserie nach rechts zu neigen, wird ein gegen den Uhrzeigersinn gerichtetes Lenkdrehmoment auf den Lenker 20 ausgeübt, und wenn der Fahrer versucht, die Fahrzeugkarosserie nach links zu neigen, wird ein im Uhrzeigersinn gerichtetes Lenkdrehmoment auf den Lenker 20 ausgeübt. Der Lenkvorgang (und der Lenkwinkel) wird als „zurücklenken“ oder „Gegenlenkung“ bezeichnet.
Wenn das Zurücklenken in den neutralen Zustand (der Zeitpunkt t1 in der Zeichnung) durchgeführt wird, wird der Neigungswinkel sofort mit einer Änderungsrate (dθ/dt) auf einen vorgeschriebenen Wert A oder mehr erhöht. Mit anderen Worten, eine Wankbewegung mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit oder mehr tritt im Fahrzeugaufbau aufgrund des Gegenlenkens des Fahrers auf.
Danach wird das Gegenlenken zusammen mit einer Zunahme des Neigungswinkels aufgehoben, und weiter befindet sich das Vorderrad 2 in einem Selbstlenkungszustand mit einem Lenkwinkel zur Schräglageseite hin. Wenn dann der Neigungswinkel und der Lenkwinkel einen vorgegebenen Winkel entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit oder ähnlichem erreichen, wird die Kurvenfahrt in einem Zustand begonnen, in dem der Neigungswinkel und der Lenkwinkel beibehalten werden.
Wenn die Kurvenfahrt im geneigten Zustand beendet ist, werden das Eingangsdrehmoment und der Lenkwinkel zum Zeitpunkt t1 auf einer dem Gegenlenken entgegengesetzten Seite gemäß einer vom Fahrer am Lenker 20 eingegebenen Lenkbewegung (Zeitpunkt t2) erhöht. Das heißt, das Lenkeingangsmoment zum Zeitpunkt t2 ist ein Drehmoment, das den Lenker 20 auf die Seite, auf die die Fahrzeugkarosserie geneigt ist, weiter dreht (die Drehung des Lenkers 20 erhöht). Insbesondere wenn der Fahrer versucht, die Fahrzeugkarosserie aus einem Zustand, in dem die Fahrzeugkarosserie nach rechts geneigt ist, nach links anzuheben, wird ein im Uhrzeigersinn wirkendes Lenkdrehmoment auf den Lenker 20 ausgeübt, und wenn der Fahrer versucht, die Fahrzeugkarosserie aus einem Zustand, in dem die Fahrzeugkarosserie nach links geneigt ist, nach rechts anzuheben, wird ein gegen den Uhrzeigersinn wirkendes Lenkdrehmoment auf den Lenker 20 ausgeübt.
Danach beginnt der Fahrzeugaufbau sofort sich aufzurichten und der Neigungswinkel wird verringert, die verstärkte Lenkung und die Selbstlenkung wird zusammen mit einer Verringerung des Neigungswinkels aufgehoben, und sowohl der Lenkwinkel als auch der Neigungswinkel kehren in den neutralen Zustand zurück (ein Zeitpunkt t3).
9B ist ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf eines durch den Lenkmomentsensor 36 erfassten Lenkeingangsmoments, eines durch den Lenkwinkelsensor 35 erfassten Lenkwinkels und eines durch den Fahrzeugkarosserie-Beschleunigungssensor 34 erfassten Neigungswinkels zeigt, wenn die Fahrzeugkarosserie aufgrund der Störung ohne Absicht des Fahrers geneigt wird.
In dem Beispiel wird in einem Fahrzustand (einem neutralen Zustand), der der Geradeausfahrt des Motorrads 1 entspricht, angenommen, dass ein nicht vom Fahrer beabsichtigtes Verhalten des Fahrzeugaufbaus (eine Wankbewegung) aufgrund der Störung, wie z.B. ein starker Seitenwind (Windstoß), eine Unebenheit auf einer Bodenoberfläche oder ähnliches, auftritt. In diesem Fall wird das Gegenlenken nicht durchgeführt im Hinblick auf ein Beispiel aus 9A, bei dem der Fahrzeugaufbau durch die Handlung des Fahrers geneigt wird. Das heißt, der Neigungswinkel tritt im Fahrzeugaufbau auf, ohne dass das Lenkeingangsmoment und der Lenkwinkel erhöht werden (ein Zeitpunkt t1'). Wenn der Neigungswinkel mit einer Änderungsgeschwindigkeit (dθ/dt) von einem bestimmten Wert A oder mehr angehoben wird, treibt das Steuerungsmittel 27 die Lenkbetätigung 43 an, um die Lenkunterstützung zu liefern.
Selbst wenn die Fahrzeugkarosserie ohne Gegenlenken geneigt wird, entsteht am Vorderrad 2 aufgrund der Selbstlenkung ein Lenkwinkel zur Querneigung hin. Wenn der Neigungszustand aufgehoben wird, wird die Fahrzeugkarosserie angehoben, indem die Drehung des Vorderrads 2 zu der Seite, auf die die Fahrzeugkarosserie geneigt ist, verstärkt wird. Hier wird bei der Lenkunterstützung durch das Steuerungsmittel 27 eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus 4S aufgebracht, indem die Lenkbetätigung 43 so angesteuert wird, dass die Drehung des Vorderrades 2 zur Seite, an der die Fahrzeugkarosserie geneigt ist, verstärkt wird. Dementsprechend wird der Lenkwinkel auf der Seite, auf die die Fahrzeugkarosserie geneigt ist (ein Zeitpunkt t2'), angehoben. Die Intensität der Lenkunterstützung ist in diesem Fall etwa so hoch, dass eine Lenkbewegung des Fahrers nicht behindert wird.
Danach beginnt der Fahrzeugaufbau sofort sich aufzurichten und der Neigungswinkel wird verringert, die verstärkte Lenkung und die Selbstlenkung wird zusammen mit einer Verringerung des Neigungswinkels aufgehoben und sowohl der Lenkwinkel als auch der Neigungswinkel kehren in den neutralen Zustand zurück (ein Zeitpunkt t3').
Die Definition einer Bedingung für die Erzeugung der Lenkhilfskraft in Abhängigkeit von der Erhöhung des Neigungswinkels mit einer Änderungsrate von einem vorgeschriebenen Wert oder mehr beruht auf folgenden Gründen. Das heißt, wenn die Neigung des Fahrzeugaufbaus stark ist (wenn die Variation des Neigungswinkels pro Zeiteinheit groß ist), ist es einfacher, zwei Fälle zu unterscheiden, in denen die Neigung durch absichtliches Gegensteuern des Fahrers erzeugt wird oder die Fahrzeugkarosserie aufgrund der Störung geneigt wird. Dementsprechend wird bei der Ausführungsform, während des Auftretens einer Neigung mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit oder mehr, festgestellt, ob die Neigung vom Fahrer absichtlich durchgeführt wird, indem das Vorhandensein oder Fehlen einer Gegenlenkung unmittelbar vorher festgestellt wird.
10 ist eine Ansicht, die die Klassifizierung der Feststellung durch die Steuerungsmittel 27 danach zeigt, ob eine Variation des Neigungswinkels schnell oder langsam ist und ob ein Gegenlenken vorhanden ist oder nicht.
Wie gezeigt, wird in dem Fall, in dem das Gegenlenken vorhanden ist, festgestellt, dass die Neigung durch die Handlung des Fahrers unabhängig von der Geschwindigkeit einer Änderung des Neigungswinkels ausgeführt wird.
In der Zwischenzeit wird, wenn kein Gegenlenken unabhängig von der Geschwindigkeit einer Änderung des Neigungswinkels erfolgt, festgestellt, dass die Neigung aufgrund einer anderen Störung als der Handlung des Fahrers ausgeführt wird, wird die tatsächliche Steuerung je nach der Geschwindigkeit der Änderung Neigungswinkels unterschiedlich vorgenommen.
Das heißt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des Neigungswinkels langsam ist, obwohl es kein Gegenlenken gibt (wenn die Neigung sanft ist), ist es schwierig zu bestimmen, ob die Neigung vom Benutzer absichtlich ausgeführt wird, und die Wiederherstellung des Neigungszustandes ist ebenfalls relativ einfach. Dementsprechend wird in der Ausführungsform selbst während der Neigung, in der es kein Gegenlenken gibt, bei einer sanften Änderung des Neigungswinkels keine Lenkunterstützung durchgeführt.
Ferner ist es zur genaueren Bestimmung, ob die Neigung des Fahrzeugaufbaus z.B. absichtlich vom Fahrer ausgeführt wird, denkbar, dass die Bestimmung auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einer Handlung in Bezug auf eine Vielzahl von Bedienungselementen, wie z.B. eine Drosselklappe, eine Bremse, einen Lenker und dergleichen, und einer Vielzahl von Verhaltensweisen des Fahrzeugaufbaus, wie z.B. Rollen, Stampfen, Beschleunigung vor und nach der Neigung und dergleichen, durchgeführt wird.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung in den Steuermitteln 27 zeigt. Der Programmablauf wird wiederholt in einer vorgeschriebenen Steuerungsperiode (1 bis 10 msec) ausgeführt.
Wie gezeigt, startet das Steuermittel 27 zunächst die Verarbeitung und bestimmt, ob eine Neigungswinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus schnell ist oder nicht (ob die Neigungswinkelgeschwindigkeit gleich oder größer als ein Schwellenwert ist oder nicht), aufgrund einer Einschaltbetätigung eines Hauptschalters des Motorrads 1 (Schritt S1). Im Fall von JA (die Neigungswinkelgeschwindigkeit ist schnell) wird in Schritt S1 als nächstes bestimmt, ob Gegenlenken unmittelbar vor der Neigung erfolgt (Schritt S2). Im Fall von JA (Gegenlenken ist vorhanden) wird in Schritt S2 die Lenkbetätigung 43 angetrieben, um die Lenkunterstützung durchzuführen, um den Fahrzeugaufbau in den Zustand vor der Neigung zurückzubringen (Schritt S3). Im Falle von NEIN (die Neigungswinkel Geschwindigkeit ist niedrig) in Schritt S1 und NEIN (es liegt kein Gegenlenken vor) in Schritt S2 wird die Verarbeitung einmal beendet.
Wie oben beschrieben, wird nach der Lageregelungseinrichtung für ein einspuriges Fahrzeug gemäß der Ausführungsform, wenn die erhöhte Geschwindigkeit des Neigungswinkels gleich oder größer als der vorbestimmte Neigungswinkelgeschwindigkeitsschwellenwert A ist und die am Lenker 20 eingegebene Lenkbetätigung kleiner als der vorbestimmte Lenkungseingabeschwellenwert T ist, festgestellt, daß der Fahrzeugaufbau aufgrund der Störung, wie z.B. Seitenwind oder ähnliches, geneigt wird, und das Lenkstellglied 43 angetrieben und eine Lenkkraft in Richtung der Dreherhöhung auf den Lenkmechanismus ausgeübt. Dann wird die Fahrzeugkarosserie auf einer Seite angehoben, an der der Neigungswinkel verringert wird (eine Seite, die in den aufrechten Zustand zurückkehrt), und die Fahrzeugkarosserie wird leicht in einen Zustand vor der Erhöhung des Neigungswinkels zurückgebracht. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn die unbeabsichtigte Wankbewegung in der Fahrzeugkarosserie aufgrund von Seitenwind oder ähnlichem auftritt, durch die Ausführung der Lenkunterstützung entsprechend dem Verhalten der Fahrzeugkarosserie und der Lenkungseingabe die Karosseriehaltung leicht wiederhergestellt und die Ermüdung des Fahrers verringert werden.
<Fahrzeugkarosserie-Lageregelung (zweite Ausführungsform)>
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass das Steuerungsmittel 27 feststellen kann, ob eine Vergrößerung des Neigungswinkels durch die Betätigung eines Antriebs verursacht wird, der auf dem Verhalten des Körpers eines Insassen beruht. Darüber hinaus bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleiche Konfiguration wie die Ausführungsform, und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen.
In der zweiten Ausführungsform wird mindestens eine der vorderen und hinteren Fahrererkennungskameras 39 als Insassenverhaltenserkennungsmittel 28 bezeichnet, die so konfiguriert ist, dass sie das Verhalten eines Insassenkörpers erkennt. Wenn die Steuereinrichtung 27 feststellt, dass sich das Fahrzeug in mindestens einer der folgenden Situationen befindet: einer Situation, in der das Folgen des Körpers des Insassen in Bezug auf die Zunahme des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers verzögert ist, und einer Situation, in der das Folgen des Körpers des Insassen klein und der Betrag der Schwingung des Körpers des Insassen groß ist, basierend auf den Erfassungsinformationen des Fahrzeugkörper-Beschleunigungssensors 34 und der Fahrererkennungskamera 39, wird die Lenkbetätigung 43 so angetrieben, dass sie eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus in Richtung der Seite ausübt, auf der der Neigungswinkel vergrößert wird. In der zweiten Ausführungsform ist Rollrichtungsstörungs-Erfassungseinrichtung 29 so gestaltet, dass es die Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens 25, die Einrichtung zur Erfassung von Bedienungseingaben 26, das Steuerungsmittel 27 und das Insassenverhaltenserkennungsmittel 28 umfasst.
In der zweiten Ausführungsform kann der Insasse um das Motorrad 1 geschwenkt werden, wenn das Motorrad 1 von selbst eine Wankbewegung in einem Zustand ausführt, in dem der Insasse und der Fahrzeugkörper nicht verbunden sind. Da erkannt wird, ob das Motorrad 1 eine Wankbewegung aus dem Willen des Insassen heraus ausführt, ist es aus diesem Grund möglich, zu erkennen, ob der Insasse um den Fahrzeugkörper geschwenkt wird, und ein Maß der Steuerung des Fahrzeugkörpers einzustellen.
Konkret erkennt die Fahrererkennungskamera 39 z.B. eine relative Position eines Helms des Insassen in Bezug auf eine seitliche Mitte der Fahrzeugkarosserie. Das Steuerungsmittel 27 erfasst eine Phasenverzögerung oder einen Schwenkbetrag der Position des Helms in Bezug auf die Neigung der Fahrzeugkarosserie und bestimmt, ob die Wankbewegung des Motorrads 1 dem Insassen bewusst ist (z.B. ob der Fahrer versucht, das Fahrzeug zu fahren oder um die Fahrzeugkarosserie herumgeschwenkt wird), basierend auf den Erfassungsinformationen der Fahrererkennungskamera 39 und den Messwerten des Fahrzeugkarosserie-Beschleunigungssensors 34. Was die Erkennung der Position des Helms betrifft, so werden neben der Kamera auch Ultraschallwellen, Radar, LIDAR (Light detection and ranging) und Ähnliches berücksichtigt. Die Position des Helms eines Mitfahrers auf dem hinteren Teil des Fahrzeugs kann zusammen mit der Position des Helms des Fahrers erfasst werden.
Wenn der Fahrer das Fahrzeug lenkt, wird bei schneller Neigungswinkelgeschwindigkeit und Gierwinkelgeschwindigkeit davon ausgegangen, dass die Gegenlenkung unmittelbar vor der Lenkung erfolgt. Wenn der Insasse in der Zwischenzeit in Links-/Rechtsrichtung um die Fahrzeugkarosserie geschwenkt wird, wird trotz hoher Neigungswinkelgeschwindigkeit und Gierwinkelgeschwindigkeit davon ausgegangen, dass unmittelbar vor dem Schwenken keine Gegenlenkung erfolgt.
Wenn der Insasse nach links/rechts um die Fahrzeugkarosserie geschwenkt wird, wird die Körperhaltung des Insassen nach außen gelehnt. Wenn der Fahrer beispielsweise durch das Lenken herausgelehnt wird, wird davon ausgegangen, dass die Bedienung des Lenkers, der Drosselklappe, der Bremse und ähnliches erfolgt. Wenn sich der Insasse hingegen ohne Betätigung des Lenkers, des Gaspedals, der Bremse und ähnlichem herausgelehnt hat, kann festgestellt werden, dass der Insasse um die Fahrzeugkarosserie herum geschwenkt wird.
In der zweiten Ausführungsform wird im Zusammenhang mit der Feststellung, ob die Neigung des Fahrzeugkörpers durch eine Tätigkeit des Fahrers erfolgt, zusätzlich zu einem Bestimmungselement der ersten Ausführungsform (ob die Neigung gleich oder größer als eine vorgeschriebene Geschwindigkeit ist und ob die Gegenlenkung unmittelbar vor der Neigung vorhanden ist) eine Folgeverzögerung oder ein Schwenkbetrag des Körpers des Insassen bestimmt. Dementsprechend wird genauer bestimmt, ob die Neigung des Fahrzeugkörpers vom Fahrer absichtlich ausgeführt wird. Außerdem ist die Ausführungsform nicht auf die Ausgestaltung beschränkt, die alle oben genannten Bestimmungselemente verwendet, und es kann eine Ausgestaltung verwendet werden, in der einige von ihnen angemessen kombiniert werden.
Wie oben beschrieben, wird bei der Lageregelungseinrichtung für ein einspuriges Fahrzeug der zweiten Ausführungsform, wenn die Situation mindestens eine Situation ist, in der das Folgen des Körpers des Insassen in Bezug auf das Verhalten des Fahrzeugkörpers verzögert ist, und eine Situation, in der der Schwingungsbetrag des Körpers des Insassen groß ist, bestimmt, dass die Vergrößerung des Neigungswinkels nicht durch die Tätigkeit des Fahrers erfolgt, und die Lenkbetätigung 43 wird angetrieben, um eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus auszuüben. Dann wird die Fahrzeugkarosserie auf der Seite angehoben, auf der der Neigungswinkel verringert wird (die Seite, die in den aufrechten Zustand zurückkehrt), und die Fahrzeugkarosserie wird leicht in den Zustand vor der Erhöhung des Neigungswinkels zurückgebracht. Auf diese Weise wird selbst bei einer unbeabsichtigten Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie aufgrund von Seitenwind oder ähnlichem durch die Ausführung der Lenkunterstützung entsprechend dem Verhalten der Fahrzeugkarosserie und der Haltung des Insassen die Wiederherstellung des Karosserieverhaltens erleichtert und die Ermüdung des Insassen verringert.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, und in der Ausführungsform wird z.B. die Haltung des Insassen durch die Kamera erfasst, während die Haltung des Insassen durch eine Belastung des Lenkers, eine Belastung des Sattels oder ähnliches erkannt werden kann. Darüber hinaus ist die Ausführungsform nicht auf die Steuerung der Rückführung der Fahrzeugkarosserie in den Zustand vor dem gleichmäßigen Wanken (den aufrechten Zustand) beschränkt, und die Lenkhilfekraft kann so gesteuert werden, dass die Spurhaltung entsprechend der von der Außenkamera 38 erfassten Fahrspur vor dem Fahrzeug möglich ist.
Alle Fahrzeuge, auf denen ein Insasse auf der Fahrzeugkarosserie mitfährt, sind als einspuriges Fahrzeug eingeschlossen, und zusätzlich zu einem Motorrad (einschließlich eines motorisierten Fahrrads und eines Fahrzeugs vom Typ Roller) kann auch ein dreirädriges Fahrzeug (einschließlich eines vorne zweirädrigen und hinten einrädrigen Fahrzeugs zusätzlich zu einem vorne einrädrigen und hinten zweirädrigen Fahrzeug) oder ein vierrädriges Fahrzeug eingeschlossen sein.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben und veranschaulicht wurden, sollte verstanden werden, dass diese beispielhaft für die Erfindung sind und nicht als einschränkend zu betrachten sind. Hinzufügungen, Auslassungen, Ersetzungen und andere Änderungen können vorgenommen werden, ohne dass der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen und wird nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.
Eine Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug umfasst einen Lenker (20), der so gestaltet ist, dass ein Fahrer einen Lenkvorgang durchführen kann; einen Lenkmechanismus (4S), der so gestaltet ist, dass er den Lenker (20) und ein gelenktes Rad (2) verbindet; eine Lenkbetätigung (43), die so konfiguriert ist, dass sie eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) ausübt; ein Steuerungsmittel (27), das so gestaltet ist, dass es den Antrieb der Lenkbetätigung (43) steuert; und eine Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers, die gestaltet ist, um einen Neigungswinkel der Fahrzeugkarosserie aus einem aufrechten Zustand der Fahrzeugkarosserie zu erfassen, wobei eine Einrichtung (29) zur Erfassung von Wankrichtungsstörungen das Steuerungsmittel (27) und die Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers umfasst und so gestaltet ist, dass sie bestimmt, ob eine Veränderung des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers aufgrund der Störung verursacht wird, und wenn festgestellt wird, dass eine Störung in einer Wankrichtung auf den Fahrzeugkörper aufgebracht wurde, treibt die Einrichtung (29) zur Erfassung von Wankrichtungsstörungen (29) die Lenkbetätigung (43) an und übt eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) in Richtung einer Seite aus, an der der Neigungswinkel aufgrund der Störung vergrößert wird.

Claims

Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug, das gestaltet ist, zu fahren während ein Fahrzeugkörper sich in eine Abbiegerichtung neigt, wobei die Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug umfasst: einen Lenker (20), der so gestaltet ist, dass ein Fahrer eine Lenktätigkeit durchführen kann; einen Lenkmechanismus (4S), der so gestaltet ist, dass er den Lenker (20) und ein gelenktes Rad (2) verbindet; eine Lenkbetätigung (43), die so gestaltet ist, dass sie eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) ausübt; ein Steuerungsmittel (27), das gestaltet ist, um den Antrieb der Lenkbetätigung (43) zu steuern; und eine Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers, die so gestaltet ist, dass sie einen Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers aus einem aufrechten Zustand des Fahrzeugkörpers erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (29) zur Erfassung von Wankrichtungsstörungen das Steuerungsmittel (27) und die Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers umfasst und so gestaltet ist, dass sie bestimmt, ob eine Veränderung des Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers aufgrund der Störung verursacht wird, und wenn festgestellt wird, dass eine Störung in einer Wankrichtung auf den Fahrzeugkörper aufgebracht wurde, treibt die Einrichtung (29) zur Erfassung von Wankrichtungsstörungen (29) die Lenkbetätigung (43) an und übt eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) in Richtung einer Seite aus, an der der Neigungswinkel aufgrund der Störung vergrößert wird.
Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (26) zur Erfassung von Bedienungseingaben, die so gestaltet ist, dass sie eine Lenkbetätigungs-Eingabe an dem Lenker (20) erfasst, wobei, wenn eine erhöhte Geschwindigkeit des durch die Einrichtung (25) zur Erfassung des Fahrzeugkörperverhaltens erfassten Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Neigungswinkeländerungs-Schwellenwert (A) ist und eine durch die Einrichtung (26) zur Erfassung von Bedienungseingaben erfasste Lenkbetätigungseingabe an dem Lenker (20) kleiner als ein vorbestimmter Bedienungseingabeschwellenwert (T) ist, die Steuereinrichtung (27) das Lenkstellglied (43) antreibt und eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) zu einer Seite hin aufbringt, an der der Neigungswinkel erhöht wird.
Neigungsregelungsvorrichtung für ein einspuriges Fahrzeug nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (28) zur Erfassung des Insassenverhaltens, die so gestaltet ist, dass sie ein Verhalten eines Körpers des Fahrers erfasst, wobei, wenn basierend auf Messwerten der Einrichtung (25) zur Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugkörpers und der Einrichtung (28) zur Erfassung des Insassenverhaltens, bestimmt wird, dass zumindest eine Situation, in der die Reaktion des Körpers des Fahrers in Bezug auf die Zunahme des Neigungswinkels verzögert ist, und eine Situation, in der das Folgen des Körpers des Fahrers klein und ein Schwingungsbetrag des Körpers des Fahrers groß ist, die Steuereinrichtung (27) die Lenkbetätigung (43) antreibt und eine Lenkkraft auf den Lenkmechanismus (4S) in Richtung einer Seite ausübt, an der der Neigungswinkel vergrößert wird.