JP2006274869A - 鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットルグリップの操作に加え、ライダの体重移動に応じて駆動力を制御することの可能な鞍乗り型車両用操縦制御装置を提供する。
【解決手段】スロットルグリップ回動トルクセンサ１１及びスロットルグリップ回動トルク演算部３４でスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'を算出し、さらにスロットルグリップ疑似開度演算部３６で積分してスロットルグリップ疑似開度要素ＴＨを算出する。また、ハンドル荷重センサ１２及びハンドル荷重演算部３８でハンドル荷重ＦＦを検出するとともに、左右のステップ荷重センサ１３，１４と左右のステップ荷重演算部４０，４１で左右のステップ荷重ＦＲ，ＦＬを検出し、さらに重心移動要素演算部４２で重心移動要素Ｆを算出する。そして、これらの要素を考慮に入れて目標スロットル開度ＴＨtargetを決定し、ＰＩＤ制御によりスロットルバルブを回動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置に関し、さらに詳しくは、自動二輪車、四輪バギー(ATV; All Terrain Vehicle)、スノーモビル、水上滑走艇など、ライダが自身の体重を移動させながら操縦する鞍乗り型輸送機器、特に自動二輪車に代表される鞍乗り型車両に好適な操縦制御装置に関する。

鞍乗り型車両では、ハンドルに装備されたスロットルグリップをライダが手で操作することによってスロットル開度を調整している。アクセルペダルをドライバが足で操作することによってスロットル開度を調整する四輪自動車と異なり、鞍乗り型車両では、ライダの体重移動が操縦に大きく影響する。

自動二輪車、特にオフロードモデルでは、加減速時やコーナリング時におけるライダの姿勢は極めて重要である。加速時には、ライダは体重を前に移動することによって前輪が浮き上がるウィリーを抑えることができる。減速時には、ライダは体重を後ろに移動することによって後輪が浮き上がるジャックナイフを抑えることができる。コーナリング時には、ライダは体重を前に移動することによって後輪の横滑りに対して安定的に乗車でき、かつフロントタイヤの接地荷重を増加させてグリップ力を高め、その結果、旋回性を向上させることができる。

しかしながら、このような体重移動は経験の豊富なライダには容易であるが、経験の浅いライダには難しいものがある。

特開平５−１１８２３７号公報（特許文献１）には、減速時に生じるおそれのある見かけ上の加速スリップを防止するために、減速時にはトラクションコントロールを停止させるようにした装置が開示されている。

特開平１１−２４１９５５号公報（特許文献２）には、スロットルグリップを大きく回さなくても駆動力を上げることができるように、スロットルグリップの回動トルクを検知してスロットルバルブを開閉するようにした装置が開示されている（同公報の図２６参照）。

しかしながら、上記いずれの文献にも、ライダの体重移動に応じて駆動力を制御することは記載されていない。
特開平５−１１８２３７号公報 特開平１１−２４１９５５号公報

本発明の目的は、スロットル等の操作に加え、ライダの体重移動に応じて駆動力を制御することの可能な鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明による鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置は、操作量検出手段と、重心移動量検出手段と、出力制御手段とを備える。操作量検出手段は、ライダが原動機の出力を制御するための操作子の操作量を検出する。重心移動量検出手段は、ライダの重心の移動量を検出する。出力制御手段は、操作量検出手段により検出された操作量及び重心移動量検出手段により検出された重心の移動量に応じて原動機の出力を制御する。

ここで、原動機は、エンジン、電動モータなどを含む。エンジンの出力を制御するためには、たとえばスロットルバルブを開閉して吸入される空気の量を加減したり、燃料噴射量を加減したりすればよい。電動モータの出力を制御するためには、電動モータに供給される電圧及び／又は電流を加減すればよい。原動機としてエンジンを用いる場合、操作子はスロットルであり、原動機として電動モータを用いる場合、操作子はアクセルである。

この操縦制御装置では、ライダによる操作子の操作量に加え、ライダの重心の移動量も検出される。そして、検出された操作子の操作量及び重心の移動量の両方に応じて原動機の出力が制御される。そのため、この操縦制御装置を備えた輸送機器では、ライダによる操作子の操作だけでなく、体重移動によっても駆動力を制御することができる。

好ましくは、出力制御手段は、ライダの重心が輸送機器の前部に移動するに従って原動機の出力を上げ、ライダの重心が輸送機器の後部に移動するに従って原動機の出力を下げる。

この場合、ライダが体重を前に移動すると駆動力が上がり、ライダが体重を後ろに移動すると駆動力が下がるので、安定した走行が可能になる。

好ましくは、操作量検出手段は、スロットルグリップの回動トルクを検出する回動トルク検出手段を含む。

この場合、スロットルグリップの回動トルクに応じて原動機の出力が制御される。

さらに好ましくは、操作量検出手段はさらに、回動トルク検出手段により検出された回動トルクを時間で積分してスロットルグリップの疑似開度を算出するスロットルグリップ疑似開度演算手段を含む。

この場合、スロットルグリップの開度は検知されなくても、スロットルグリップの回動トルクを積分して算出される。その結果、スロットルグリップの回動トルクだけでなく、スロットルグリップの疑似開度にも応じて原動機の出力が制御される。

好ましくは、操作量検出手段は、スロットルグリップの開度を検出するスロットルグリップ開度検出手段を含む。

この場合、スロットルグリップの開度に応じて原動機の出力が制御される。

さらに好ましくは、操作量検出手段はさらに、スロットルグリップ開度検出手段により検出されたスロットルグリップの開度を時間で微分してスロットルグリップの回動トルクを算出するスロットルグリップ回動トルク演算手段を含む。

この場合、スロットルグリップの回動トルクは検知されなくても、スロットルグリップの開度を微分して算出される。その結果、スロットルグリップの開度だけでなく、スロットルグリップの回動トルクにも応じて原動機の出力が制御される。

好ましくは、重心移動量検出手段は、ハンドル荷重検出手段と、ステップ荷重検出手段と、重心移動要素演算手段とを含む。ハンドル荷重検出手段は、ハンドルにかかる荷重を検出する。ステップ荷重検出手段は、フットステップにかかる荷重を検出する。重心移動要素演算手段は、ハンドル荷重検出手段により検出された荷重とステップ荷重検出手段により検出された荷重との差を算出する。

この場合、ハンドルにかかる荷重とフットステップにかかる荷重とのバランスに基づいてライダの重心の移動量を検出することができる。

好ましくは、鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置はさらに、前輪車速検出手段と、後輪車速検出手段と、トラクションコントロール要素演算手段とを備える。前輪車速検出手段は、前輪の回転速度に基づいて輸送機器の速度を検出する。後輪車速検出手段は、後輪の回転速度に基づいて輸送機器の速度を検出する。トラクションコントロール要素演算手段は、前輪車速検出手段により検出された速度と後輪車速検出手段により検出された速度との差を算出する。出力制御手段は、前輪車速検出手段により検出された速度が後輪車速検出手段により検出された速度よりも速くなるに従って原動機の出力を上げ、前輪車速検出手段により検出された速度が後輪車速検出手段により検出された速度よりも遅くなるに従って原動機の出力を下げる。

この場合、重心の移動量だけでなく、前後輪の速度差にも応じて原動機の出力が制御され、いわゆるトラクションコントロールが機能する。その結果、前後輪はスリップしにくく、グリップ走行が可能になる。

好ましくは、鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置はさらに、ステアリング角を検出するステアリング角検出手段を備える。出力調整手段は、ステアリング角検出手段により検出されたステアリング角が大きくなるに従って原動機の出力を上げ、ステアリング角が小さくなるに従って原動機の出力を下げる。

この場合、重心の移動量だけでなく、ステアリング角にも応じて原動機の出力が制御される。その結果、安定したコーナリングが可能になる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
［操縦制御装置の構成］
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態による操縦制御装置は、自動二輪車に装着される各種センサ１１〜１８と、キャブレタ２０のスロットルバルブを回動させるための電動モータ２２と、各種センサ１１〜１８の出力信号に応じて電動モータ２２を制御するためのＭＣＵ(Motor Control Unit)２４とを備える。

ＭＣＵ２４は、各種センサ１１〜１８の出力信号に基づいてＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を生成するＣＰＵ(Central Processing Unit)２６と、ＰＷＭ信号に応じて電動モータ２２を駆動するモータドライバ２８とを含む。ＭＣＵ２４はバッテリ３０に接続され、電力の供給を受ける。

電動モータ２２用の配線には電流センサ３２が挿入され、電動モータ２２に流れる電流の値を検知してＣＰＵ２６にフィードバックする。これにより、ＭＣＵ２４は電動モータ２２に対してＰＩＤ(Proportional Integral Differential)制御を行う。

車両の状態を検知するセンサとして、スロットルグリップ回動トルクセンサ１１と、ハンドル荷重センサ１２と、右ステップ荷重センサ１３と、左ステップ荷重センサ１４と、前輪車速センサ１５と、後輪車速センサ１６と、ステアリング角センサ１７と、スロットルポジションセンサ１８とが設けられている。

図２を参照して、スロットルグリップ回動トルクセンサ１１はフロントサスペンションの前方に装着され、スロットルグリップにかかる回動トルクを検知する。ハンドル荷重センサ１２はハンドルに装着され、ハンドルにかかるライダの荷重（以下「ハンドル荷重」という）を検知する。右ステップ荷重センサ１３は右側のフットステップに装着され、右側のフットステップにかかるライダの荷重（以下「右ステップ荷重」という）を検知する。左ステップ荷重センサ１４は左側のフットステップに装着され、左側のフットステップにかかるライダの荷重（以下「左ステップ荷重」という）を検知する。前輪車速センサ１５は前輪の軸付近に装着され、前輪の速度を検知する。後輪車速センサ１６は後輪の軸付近に装着され、後輪の速度を検知する。ステアリング角センサ１７はハンドルポストに装着され、ステアリング角（ハンドルの回動角度）を検知する。スロットルポジションセンサ１８はキャブレタ２０に装着され、スロットルバルブの位置（スロットル開度）を検知する。ＭＣＵ２４はシートの下方に収容される。

図３を参照して、ＣＰＵ２６は、所定のコンピュータプログラムを実行し、スロットルグリップ回動トルク演算部３４、スロットルグリップ疑似開度演算部３６、ハンドル荷重演算部３８、右ステップ荷重演算部４０、左ステップ荷重演算部４１、重心移動要素演算部４２、前輪車速演算部４４、後輪車速演算部４５、トラクションコントロール要素演算部４６、ステアリング角演算部４８、重み係数乗算部５１〜５５、目標スロットル開度設定部５６、スロットル開度演算部５８、減算部６０、及びＰＩＤ制御部６２を構成する。

スロットルグリップ回動トルク演算部３４は、スロットルグリップ回動トルクセンサ１１の出力信号に基づいてスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'（スロットルグリップの回動トルクに比例する値）を算出する。スロットルグリップ疑似開度演算部３６は、算出されたスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'を時間で積分してスロットルグリップ疑似開度要素ＴＨを算出する。本実施の形態では、わずかな回動からそのトルクを検知するタイプのスロットルグリップが用いられている。ここでいう疑似開度とは、もし通常のスロットルグリップが用いられていれば得られるであろうスロットルグリップの開度である。

ハンドル荷重演算部３８は、ハンドル荷重センサ１２の出力信号に基づいてハンドル荷重ＦＦを算出する。右ステップ荷重演算部４０は、右ステップ荷重センサ１３の出力信号に基づいて右ステップ荷重ＦＲを算出する。左ステップ荷重演算部４１は、左ステップ荷重センサ１４の出力信号に基づいて左ステップ荷重ＦＬを算出する。重心移動要素演算部４２は、算出されたハンドル荷重ＦＦ、右ステップ荷重ＦＲ及び左ステップ荷重ＦＬに基づいて、次の式（１）に従って重心移動要素Ｆを算出する。

式（１）から明らかなように、重心移動要素Ｆは、ハンドル及びフットステップにかかる全荷重のうちハンドルにかかる荷重が占める割合である。したがって、ライダの重心が車両の後部から前部に移動すると重心移動要素Ｆは増加し、ライダの重心が車両の前部から後部に移動すると重心移動要素Ｆは減少する。

前輪車速演算部４４は、前輪車速センサ１５の出力信号に基づいて前輪車速Ｖｆを算出する。前輪車速Ｖｆは前輪の回転速度から算出される車両の速度である。後輪車速演算部４５は、後輪車速センサ１６の出力信号に基づいて後輪車速Ｖｒを算出する。後輪車速Ｖｒは後輪の回転速度から算出される車両の速度である。トラクションコントロール要素演算部４６は、算出された前輪車速Ｖｆ及び後輪車速Ｖｒに基づいて、次の式（２）に従ってトラクションコントロール要素Ｖを算出する。
Ｖ＝Ｖｆ−Ｖｒ （２）

式（２）から明らかなように、トラクションコントロール要素Ｖは前輪車速Ｖｆから後輪車速Ｖｒを減じた差である。したがって、加速時等に後輪（駆動輪）の回転速度が早くなり過ぎて後輪がスリップし始めるとトラクションコントロール要素Ｖは減少し、減速時等に後輪の回転速度が遅くなり過ぎて後輪がスリップし始めるとトラクションコントロール要素Ｖは増加する。

ステアリング角演算部４８は、ステアリング角センサ１７の出力信号に基づいてステアリング角δをコーナリングアシスト要素として算出する。

重み係数乗算部５１は、算出されたスロットルグリップ疑似開度要素ＴＨに所定の重み係数ｗ１を乗算する。重み係数乗算部５２は、算出されたスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'に所定の重み係数ｗ２を乗算する。重み係数乗算部５３は、算出された重心移動要素Ｆに所定の重み係数ｗ３を乗算する。重み係数乗算部５４は、算出されたトラクションコントロール要素Ｖに所定の重み係数ｗ４を乗算する。重み係数乗算部５５は、算出されたステアリング角（コーナリングアシスト要素）δに所定の重み係数ｗ５を乗算する。重み係数ｗ１〜ｗ５は、本操縦制御装置を搭載する車両の特性等を考慮して適宜設定される。

目標スロットル開度設定部５６は、次の式（３）に従い、重み付けされた全ての要素の和を演算して目標スロットル開度ＴＨtargetを算出する。
ＴＨtarget＝ｗ１×ＴＨ＋ｗ２×ＴＨ'＋ｗ３×Ｆ＋ｗ４×Ｖ＋ｗ５×δ （３）

一方、スロットル開度演算部５８は、スロットルポジションセンサ１８の出力信号に基づいて現在のスロットル開度ＴＨcurrentを算出する。減算部６０は、目標スロットル開度ＴＨtargetから現在のスロットル開度ＴＨcurrentを減算してその差を算出する。ＰＩＤ制御部６２は、算出されたスロットル開度の差（ＴＨtarget−ＴＨcurrent）及びフィードバックされた電動モータ２２の電流値に基づいてＰＩＤ制御を行い、電動モータ２２を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。

［スロットルグリップ回動トルクセンサの構造］
図４を参照して、スロットルグリップ回動トルクセンサ１１は、車体に取り付けられる台座６４と、台座６４に回動自在に支持されたリンク６６と、台座６４内に埋設されたロードセル６８とを含む。

フロントサスペンションの前方には、このようなスロットルグリップ回動トルクセンサ１１が２つ装着される。スロットルグリップの引き側から延出されたスロットルワイヤ７０は一方のスロットルグリップ回動トルクセンサ１１におけるリンク６６の先端に掛止され、戻り側から延出されたスロットルワイヤ７０は他方のスロットルグリップ回動トルクセンサ１１におけるリンク６６の先端に掛止される。スロットルワイヤ７０の張力はアジャスタボルト７２により調整可能である。

スロットルワイヤ７０の張力が強くなると、ロードセル６８方向へのリンク６６の回動トルクが大きくなり、ロードセル６８にかかる荷重が大きくなる。一方、スロットルワイヤ７０の張力が弱くなると、ロードセル６８方向へのリンク６６の回動トルクが小さくなり、ロードセル６８にかかる荷重が小さくなる。

したがって、ライダがスロットルグリップを手前側に回動させると、引き側のスロットルワイヤ７０が接続されているスロットルグリップ回動トルクセンサ１１におけるロードセル６８の出力信号は大きくなるが、戻り側のスロットルワイヤ７０が接続されているスロットルグリップ回動トルクセンサ１１におけるロードセル６８の出力信号は小さくなる。

一方、ライダがスロットルグリップを向こう側に回動させて戻すと、引き側のスロットルワイヤ７０が接続されているスロットルグリップ回動トルクセンサ１１におけるロードセル６８の出力信号は小さくなるが、戻り側のスロットルワイヤ７０が接続されているスロットルグリップ回動トルクセンサ１１におけるロードセル６８の出力信号は大きくなる。これら２つのロードセル６８の出力信号は差動増幅器（図示せず）の反転入力端子及び非反転入力端子にそれぞれ入力され、これにより約１００００倍に増幅され、ＭＣＵ２４に伝送される。

［ハンドル荷重センサの構造］
図５を参照して、ハンドル荷重センサ１２はハンドルの左右に架け渡されるブリッジ（後述する図８中の符号７３）内に挿入される。ハンドル荷重センサ１２は具体的には、インナーカラー７４，７５と、インナーカラー７４，７５に挟持されたロードセル７６と、ロードセル７６を固定するためのケース７８とを含む。左側のインナーカラー７４はハンドルの左側部分とボルト８０で固定され、右側のインナーカラー７５はハンドルの右側部分とボルト８１で固定される。

ハンドルにかかるライダの荷重が大きくなると、ブリッジに引張応力が発生し、ロードセル７６にかかる荷重が小さくなる。一方、ハンドルにかかるライダの荷重が小さくなると、ブリッジに圧縮応力が発生し、ロードセル７６にかかる荷重が大きくなる。ロードセル７６の出力信号は増幅器（図示せず）により増幅され、ＭＣＵ２４に伝送される。

［ステップ荷重センサの構造］
図６を参照して、右又は左ステップ荷重センサ１３又は１４は、フットステップ８２の付け根部分に貼付された歪みゲージ８４，８５を含む。歪みゲージ８４は付け根部分の上面に貼付され、歪みゲージ８５は付け根部分の下面に貼付される。

フットステップ８２にかかるライダの荷重が大きくなると、フットステップ８２の付け根部分に生じる曲げ応力が大きくなり、上面の歪みゲージ８４で検知される引張応力が大きくなり、下面の歪みゲージ８５で検知される圧縮応力も大きくなる。一方、フットステップ８２にかかるライダの荷重が小さくなると、フットステップ８２の付け根部分に生じる曲げ応力が小さくなり、上面の歪みゲージ８４で検知される引張応力が小さくなり、下面の歪みゲージ８５で検知される圧縮応力も小さくなる。歪みゲージ８４，８５はブリッジ回路（図示せず）に組み込まれ、その出力信号は増幅器（図示せず）により増幅され、ＭＣＵ２４に伝送される。

ここでは、フットステップ８２にかかる荷重を歪みゲージ８４により検知するようにしているが、スロットルグリップ回動トルクセンサ１１やハンドル荷重センサ１２と同様に、ロードセルを用いたセンサにより検知するようにしてもよい。

［車速センサの構造］
図７を参照して、後輪車速センサ１６は、車体に取り付けられたステイ８６と、ステイ８６に固定された近接スイッチ８８とを含む。近接スイッチ８８は、磁性体が接近するとパルス信号を出力するもので、リアブレーキディスク９０と所定の間隔をおいて配置される。近接スイッチ８８の出力信号は増幅器（図示せず）により増幅され、ＭＣＵ２４に伝送される。

したがって、近接スイッチ８８によりリアブレーキディスク９０の穴数をカウントし、これにより後輪の回転速度を算出することができる。なお、前輪車速センサ１５もこれと同様に構成される。

［ステアリング角センサの構造］
図８を参照して、ステアリング角センサ１７は、ハンドルポスト９２に埋設されたポテンショメータ９４を含む。ポテンショメータ９４の軸はハンドル９６の回転軸と固定されている。したがって、ライダがハンドル９６を左右に回動させると、これに連動してポテンショメータ９４の軸も回動される。ポテンショメータ９４の出力信号は増幅器（図示せず）により増幅され、ＭＣＵ２４に伝送される。

なお、このハンドル９６にはブリッジ７３が架け渡されており、このブリッジ７３内に図５に示したハンドル荷重センサ１２が挿入されている。

［スロットル駆動機構の構造］
図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）を参照して、電動モータ２２は、車体に取り付けられたステイ９８に固定される。電動モータ２２の軸にはプーリ１００が装着され、スロットルポジションセンサ１８の軸にもプーリ１０２が装着される。これらプーリ１００，１０２の間にはワイヤ１０４が架けられ、ワイヤ１０４の張力はアジャスタボルト（図示せず）により調整される。スロットルポジションセンサ１８の軸は、キャブレタ２０のスロットルバルブを回動させるための軸と連結されている。

電動モータ２２が駆動されると、プーリ１００が回動され、ワイヤ１０４を介してプーリ１０２も回動され、これによりキャブレタ２０のスロットルバルブが回動される。スロットルバルブの位置はスロットルポジションセンサ１８により検知される。

ここでは電動モータ２２の軸にプーリ１００が直接装着されているが、この間に電動モータ２２の回転数を減速する減速機を介在させてもよい。

［操縦制御装置の動作］
上述した操縦制御装置は次のとおり動作する。

スロットルグリップ回動トルクセンサ１１及びスロットルグリップ回動トルク演算部３４によりスロットルグリップの回動トルクが検出され、これによりスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'が得られる。スロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'はスロットルグリップ疑似開度演算部３６により積分され、スロットルグリップ疑似開度要素ＴＨが算出される。

したがって、ライダがスロットルグリップを手前側（スロットルを開けようとする方向）に回そうとすると（わずかに回すと）、スロットルグリップ疑似開度要素ＴＨ及びスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'はともに増加し、目標スロットル開度ＴＨtargetを大きくする方向に貢献する。逆に、ライダがスロットルグリップを向こう側（スロットルを閉じようとする方向）に戻そうとすると（わずかに戻すと）、スロットルグリップ疑似開度要素ＴＨ及びスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'はともに減少し、目標スロットル開度ＴＨtargetを小さくする方向に貢献する。

また、ハンドル荷重センサ１２及びハンドル荷重演算部３８によりハンドル荷重ＦＦが検出されるとともに、右及び左ステップ荷重センサ１３，１４及び右及び左ステップ荷重演算部４０，４１により右及び左ステップ荷重ＦＲ，ＦＬが検出され、さらに重心移動要素演算部４２により重心移動要素Ｆが算出され、これによりライダの重心の移動量が検出される。

したがって、ライダが体重を前に移動すると、重心移動要素Ｆは増加し、目標スロットル開度ＴＨtargetを大きくする方向に貢献する。逆に、ライダが体重を後ろに移動すると重心移動要素Ｆは減少し、目標スロットル開度ＴＨtargetを小さくする方向に貢献する。

また、前輪車速センサ１５及び前輪車速演算部４４により前輪車速Ｖｆが検出されるとともに、後輪車速センサ１６及び後輪車速演算部４５により後輪車速Ｖｒが検出され、さらにトラクションコントロール要素演算部４６により前輪車速Ｖｆと後輪車速Ｖｒとの差が算出され、これによりトラクションコントロール要素Ｖが算出される。

したがって、減速時等に前輪車速Ｖｆが後輪車速Ｖｒよりも速くなると、トラクションコントロール要素Ｖは増加し、目標スロットル開度ＴＨtargetを大きくする方向に貢献する。逆に、加速時等に後輪車速Ｖｒが前輪車速Ｖｆよりも速くなると、トラクションコントロール要素Ｖは減少し、目標スロットル開度ＴＨtargetを小さくする方向に貢献する。

また、ステアリング角センサ１７及びステアリング角演算部４８によりステアリング角δが検出される。ステアリング角δはコーナリング時にゼロ以外の値になり、その値は旋回半径が小さくなるに連れて大きくなる。したがって、旋回半径が小さいほど目標スロットル開度ＴＨtargetを大きくする方向に貢献し、逆に、旋回半径が大きいほど目標スロットル開度ＴＨtargetを小さくする方向に貢献する。

上述した各種の要素（ＴＨ，ＴＨ'，Ｆ，Ｖ，δ）は重み係数乗算部５１〜５５により重み付けされ、目標スロットル開度設定部５６により目標スロットル開度ＴＨtargetが決定される。したがって、目標スロットル開度ＴＨtargetには上述した各種の要素が反映される。

目標スロットル開度ＴＨtargetが現在のスロットル開度ＴＨcurrentよりも大きくなったり小さくなったりすると、その差がゼロになるまで電動モータ２２が駆動され、キャブレタ２０のスロットルバルブが開閉される。ここではＰＩＤ制御が行われているため、現在のスロットル開度ＴＨcurrentは速やかに目標スロットル開度ＴＨtargetに収束する。

［第１の実施の形態の効果］
上述した操縦制御装置によれば、ライダによるスロットルワークだけでなく、体重移動にも応じてスロットル開度が制御される。すなわち、ライダが体重を前に移動するとスロットルが開く方向に動き、ライダが体重を後ろに移動するとスロットルが閉じる方向に動く。したがって、ライダが走行状況に適した体重移動を行っていない場合は駆動力を抑え、これによりライダに積極的な体重移動を促すことができる。たとえば加速しようとしているのに腰が引けている場合は加速しないようにすることができる。

また、トラクションコントロールも機能するので、前後輪をスリップさせることなく、グリップ走行を行うことができる。さらに、ステアリング角にも応じてスロットル開度が制御されるので、安定したコーナリングを行うことができる。

上記のように、初心者にとって難しいスロットルワークが自動的に車両によってアシストされるため、初心者でも安定した走行を行うことができる。また、ライダは走行状況に応じた適切な体重移動をインタラクティブに学ぶことができ、短時間でライディングスキルを向上させることができる。

［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態では各種要素に常に一定の重み係数を乗算しているが、入力される要素の大きさに応じて異なる重み係数を乗算するマップ演算を行うようにしてもよい。図１０に示したグラフにおいて、横軸はマップ演算される前の入力要素の大きさを示し、縦軸はマップ演算された後の出力要素の大きさを示す。一定の重み係数を乗算する場合、出力要素の大きさは入力要素の大きさに比例する（図１０中の符号１０６参照）。これに対し、マップ演算の場合、入力要素の大きさに応じて異なる重み係数が乗算されるので、出力要素の大きさは入力要素の大きさに比例せず、あらかじめ定められた関数に従って変化する（図１０中の符号１０８参照）。ここでは、入力要素が大きくなるに連れて大きい重み係数が乗算される例が示されている。

なお、上記第１の実施の形態における重み係数の乗算を全てマップ演算に置き換えてもよいが、一部だけをマップ演算に置き換えてもよい。

［第３の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、わずかな回動からそのトルクを検知するタイプのスロットルグリップが用いられているため、スロットルグリップ回動トルクセンサ１１、スロットルグリップ回動トルク演算部３４及びスロットルグリップ疑似開度演算部３６が用いられているが、通常のスロットルグリップが用いられる場合は、これらの代わりに、図１１に示すように、スロットルグリップ開度センサ１１０、スロットルグリップ開度演算部１１２及びスロットルグリップ回動トルク演算部１１４を用いてもよい。

スロットルグリップ開度センサ１１０はスロットルグリップに装着され、スロットルグリップの開度を検知するためのものである。スロットルグリップ開度演算部１１２は、スロットルグリップ開度センサ１１０の出力信号に基づいてスロットルグリップ開度要素（スロットルグリップの開度に比例する値）ＴＨを算出する。スロットルグリップ回動トルク演算部１１４は、算出されたスロットルグリップ開度要素を時間で微分してスロットルグリップ回動トルク要素ＴＨ'（スロットルグリップの回動トルクに比例する値）を算出する。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、スロットル開度を決定するための要素としてスロットルグリップの開度及び回動トルクの両方を考慮に入れているが、いずれか一方だけを考慮に入れるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ハンドルにかかる荷重とフットステップにかかる荷重とのバランスに基づいて重心移動を検出するようにしているが、フロントサスペンションのストローク量とフロントサスペンションのストローク量とのバランスに基づいて重心移動を検出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、トラクションコントロール要素として前後輪の車速を検出し、かつコーナリングアシスト要素としてステアリング角を検出するようにしているが、これらの要素は必ずしも考慮に入れなくてもよく、また、ここに例示されていない他の要素を考慮に入れるようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

本発明の第１の実施の形態による操縦制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 図１に示した操縦制御装置の取り付け位置を示す自動二輪車の側面図である。 図１中のＣＰＵによる演算処理の内容を示す機能ブロック図である。 図１〜図３中のスロットルグリップ回動トルクセンサの構造を示す断面図である。 図１〜図３中のハンドル荷重センサの構造を示す断面図である。 図１〜図３中の右又は左ステップ荷重センサの取り付け位置を示すフットステップの斜視図である。 図１〜図３中の後輪車速センサの取り付け位置を示す後輪の側面図である。 図１〜図３中のステアリング角センサの取り付け位置を示すハンドルの上面図である。 （ａ）は図１〜図３に示した操縦制御装置におけるスロットル駆動機構の構造を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）中のスロットルポジションセンサの側面図であり、（ｃ）は（ａ）中の電動モータの側面図である。 本発明の第２の実施の形態による操縦制御装置に用いられるマップ演算の特性を示すグラフである。 本発明の第３の実施の形態による操縦制御装置において、ＣＰＵによる演算処理の内容を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１１ スロットルグリップ回動トルクセンサ
１２ ハンドル荷重センサ
１３ 右ステップ荷重センサ
１４ 左ステップ荷重センサ
１５ 前輪車速センサ
１６ 後輪車速センサ
１７ ステアリング角センサ
１８ スロットルポジションセンサ
３４ スロットルグリップ回動トルク演算部
３６ スロットルグリップ疑似開度演算部
３８ ハンドル荷重演算部
４０ 右ステップ荷重演算部
４１ 左ステップ荷重演算部
４２ 重心移動要素演算部
４４ 前輪車速演算部
４５ 後輪車速演算部
４６ トラクションコントロール要素演算部
４８ ステアリング角演算部
５１-５５ 重係数乗算部
５６ 目標スロットル開度設定部
５８ スロットル開度演算部
１１０ スロットルグリップ開度センサ
１１２ スロットルグリップ開度演算部
１１４ スロットルグリップ回動トルク演算部

Claims (10)

1. ライダが原動機の出力を制御するための操作子の操作量を検出する操作量検出手段と、
   ライダの重心の移動量を検出する重心移動量検出手段と、
   前記操作量検出手段により検出された操作量及び前記重心移動量検出手段により検出された重心の移動量に応じて原動機の出力を制御する出力制御手段とを備えたことを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
2. 請求項１に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であって、
   前記出力制御手段は、ライダの重心が輸送機器の前部に移動するに従って原動機の出力を上げ、ライダの重心が輸送機器の後部に移動するに従って原動機の出力を下げることを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
3. 請求項１に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であって、
   前記操作量検出手段は、
   スロットルグリップの回動トルクを検出する回動トルク検出手段を含むことを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
4. 請求項３に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であって、
   前記操作量検出手段はさらに、
   前記回動トルク検出手段により検出された回動トルクを時間で積分してスロットルグリップの疑似開度を算出するスロットルグリップ疑似開度演算手段を含むことを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
5. 請求項１に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であって、
   前記操作量検出手段は、
   スロットルグリップの開度を検出するスロットルグリップ開度検出手段を含むことを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
6. 請求項５に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であって、
   前記操作量検出手段はさらに、
   前記スロットルグリップ開度検出手段により検出されたスロットルグリップの開度を時間で微分してスロットルグリップの回動トルクを算出するスロットルグリップ回動トルク演算手段を含むことを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
7. 請求項１に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であって、
   前記重心移動量検出手段は、
   ハンドルにかかる荷重を検出するハンドル荷重検出手段と、
   フットステップにかかる荷重を検出するステップ荷重検出手段と、
   前記ハンドル荷重検出手段により検出された荷重と前記ステップ荷重検出手段により検出された荷重との差を算出する重心移動要素演算手段とを含むことを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
8. 請求項１に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であってさらに、
   前輪の回転速度に基づいて輸送機器の速度を検出する前輪車速検出手段と、
   後輪の回転速度に基づいて輸送機器の速度を検出する後輪車速検出手段と、
   前記前輪車速検出手段により検出された速度と前記後輪車速検出手段により検出された速度との差を算出するトラクションコントロール要素演算手段とを備え、
   前記出力制御手段は、前記前輪車速検出手段により検出された速度が前記後輪車速検出手段により検出された速度よりも速くなるに従って原動機の出力を上げ、前記前輪車速検出手段により検出された速度が前記後輪車速検出手段により検出された速度よりも遅くなるに従って原動機の出力を下げることを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
9. 請求項１に記載の鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置であってさらに、
   ステアリング角を検出するステアリング角検出手段を備え、
   前記出力調整手段は、前記ステアリング角検出手段により検出されたステアリング角が大きくなるに従って原動機の出力を上げ、ステアリング角が小さくなるに従って原動機の出力を下げることを特徴とする鞍乗り型輸送機器用操縦制御装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の操縦制御装置を備えた鞍乗り型輸送機器。
    
    

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