JP2009299517A - 乗物とその制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常発生時に運転者からの出力変化指令や運転状態等に応じた走行制御を行う。
【解決手段】運転者から与えられるエンジンＥの出力変化指令を指令検出信号として出力する指令信号出力手段３６、スロットル弁２１の開度を開度検出信号として出力する開度信号出力手段３７、スロットル弁２１を駆動してスロットル弁２１の開度を調整する弁駆動手段２５、及び指令検出信号に基づいて目標開度を設定して開度検出信号が該目標開度に一致するように弁駆動手段２５を制御する制御手段１７を備えている。該制御手段１７は、指令検出信号及び開度検出信号の少なくとも一方が異常であると判断すると、変速状態検出手段４１により検出される変速状態に応じて、スロットル弁２１の目標開度を正常判断時に比べて小さい値に設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの出力変化指令に応じた開度になるようスロットル弁を備える乗物とその制御装置及び制御方法に関する。

従来の自動二輪車において、スロットルグリップの操作量を検出し、この検出値に応じた目標開度となるようスロットル弁の駆動制御を行う制御装置を備えたものがある。この装置によれば、スロットルグリップを介して入力される運転者からの出力変化指令に応じてスロットル弁が駆動する。これによって、運転者の操作量に応じたエンジンへの吸気量が保たれる。

このような装置には、何らかの故障が発生した場合に運転者のグリップ操作量に関係なく目標開度がアイドリング開度に設定され、スロットル弁を閉じる機能を備えたものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−６５１４０号公報

しかし、特許文献１によれば、故障発生後にスロットル弁の開度がアイドル開度で固定されるため、運転者がグリップ操作をしてもエンジンの出力が変更されず、運転者に違和感を与える場合がある。

そこで本発明は、異常発生時にも運転者の要求に応じた走行制御を行うことを目的としている。

上記目的の達成のため、本発明に係る乗物は、変速装置の変速状態を検出する変速状態検出手段と、運転者から与えられるエンジンの出力変化指令を指令検出信号として出力する指令信号出力手段と、スロットル弁の開度を開度検出信号として出力する開度信号出力手段と、前記スロットル弁を駆動して前記スロットル弁の開度を調整する弁駆動手段と、前記指令検出信号に基づいて目標開度を設定して前記開度検出信号が該目標開度に一致するように前記弁駆動手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記指令検出信号及び前記開度検出信号の少なくとも一方が異常であると判断すると、前記スロットル弁の目標開度を、前記変速状態検出手段により検出される変速状態に応じて、正常であると判断したときに比べて小さい値に設定することを特徴としている。

かかる構成によれば、制御手段は異常発生時に、スロットル弁の目標開度を正常時に比べて小さい開度に設定すると共に、その目標開度を変速状態に応じて設定する。このため、正常時に比べて異常発生時に走行速度が上昇するのを抑えることができる。また、変速状態ごとに異なるエンジンの出力規制を行うことができ、利便性が向上する。

前記指令信号出力手段又は前記開度信号出力手段が、前記制御手段に複数の信号を出力可能に構成され、前記制御手段は、複数の信号のうち１つの信号に異常があると判断すると、正常と判断した他の信号に基づいて前記弁駆動手段を制御してもよい。かかる構成によれば、指令信号出力部及び開度信号検出部が複数の信号を出力可能であるため、１つの信号に異常が発生しても他の正常な信号に基づく制御を実行可能となる。このため、異常発生時であっても、スロットル弁の目標開度を運転者から与えられるエンジンの出力変化指令に応じた走行制御を行うことができる。

前記制御手段は、異常判断時に検出指令信号に応じて設定される目標開度の上限値を変速状態に応じて設定し、第１の変速状態における前記上限値が、該第１の変速状態よりも減速比の大きい第２の変速状態における前記上限値に比べて小さくてもよい。かかる構成によれば、高速側の変速状態の設定時にはエンジンの出力規制の程度が大きくなり、この高速側の変速状態の設定時に出力を大きくするよう指令があっても、低速側の変速状態でのエンジン出力不足を防ぎつつ、走行速度が過度に上昇するのを抑えることができる。

前記制御手段は、正常判断時において検出指令信号に応じて設定されるべき目標開度を予め定められる減少率に従って減少させることによって異常判断時の目標開度を設定し、第１の変速状態における前記減少率が、該第１の変速状態よりも減速比の大きい第２の変速状態における前記減少率に比べて大きくてもよい。かかる構成によれば、上記同様高速の変速状態の設定時に出力を大きくするよう指令があっても、走行速度が過度に上昇するのを抑えることができる。

走行速度又は前記エンジンの回転数を検出する速度関連値検出手段を備え、前記制御手段は、異常判断時に前記速度関連値検出手段により検出される走行速度又は回転数が予め定められる開度規制閾値を超えると、該閾値を超える前に比べて目標開度を小さい値に設定してもよい。かかる構成によれば、下り坂の走行中などによりスロットル開度が一定でも走行速度が上昇するような場合であっても、その走行速度が過度に上昇するのを抑えることができる。このとき、前記制御手段は、前記開度規制閾値を変速状態に応じて設定してもよい。かかる構成によれば、変速状態に応じた走行速度の規制を行うことができる。

また、本発明に係る乗物の制御装置は、運転者から与えられるエンジンの出力変化指令を示す複数の指令検出信号に基づきスロットル弁の目標開度を設定する開度設定部と、スロットル弁の開度を示す開度検出信号に基づき、スロットル弁の実開度が前記開度設定部により設定された目標開度に一致するようにスロットル弁を制御する弁駆動制御部と、複数のうち少なくとも１つの指令検出信号に異常があるか否かを判断する異常判断部とを備え、該異常判断部により少なくとも１つの信号に異常があると判断されると、前記開度設定部は前記スロットル弁の目標開度を正常であるときと比べて小さい値に設定し、指令検出信号を基にして目標開度を求めるための導出規則を走行状態及び変速状態の少なくともいずれか一方に応じて設定することを特徴としており、上記同様の作用を生じる。

また、本発明に係る乗物の制御方法は、運転者から与えられるエンジンの出力変化指令を示す指令検出信号及びスロットル弁の開度を示す開度検出信号を入力する検出ステップと、入力した信号に異常があるか否かを判断する異常判断ステップと、少なくとも１つの信号に異常があると判断すると、スロットル弁の目標開度を正常であるときに比べて小さい値に設定する目標開度設定ステップとを有し、該目標開度設定ステップにおいて、異常であると判断されたときには、指令検出信号を基にして目標開度を導くための導出規則を走行状態に応じて設定することを特徴としており、上記同様の作用を生じる。

本発明によれば、スロットル弁の制御のために必要な信号に異常があっても、エンジンの出力を小さくした上で運転状態に応じた走行制御を行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について自動二輪車を例にして説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車に騎乗した運転者から見た方向を基準とする。

図１は、本発明に係る乗物の一例を示す自動二輪車１の左側面図である。図１に示すように、自動二輪車１は前輪２と後輪３とを備え、前輪２は略上下に延びるフロントフォーク４に回転可能に支持され、該フロントフォーク４は、その上端部に設けられたアッパーブラケット（図示せず）と該アッパーブラケットの下方に設けられたアンダーブラケット（図示せず）とを介してステアリングシャフト（図示せず）に支持され、該ステアリングシャフトはヘッドパイプ５によって回転自在に支持されている。該アッパーブラケットには左右へ延びるバー型のハンドル６が設けられており、運転者はハンドル６を回動操作することによりステアリングシャフトを回転軸として前輪２を所望の方向へ転向させることができる。

ハンドル６のうち運転者の右手により把持されるグリップは、手首の捻りにより回転させてエンジンＥの出力を調節する入力部材７（図２参照）となるスロットルグリップとなっている。ハンドル６のうち運転者の左手により把持されるグリップの前方にはクラッチレバー８が設けられている。

ヘッドパイプ５からは左右一対のメインフレーム１０が若干下方に傾斜しながら後方へ延びており、このメインフレーム１０の後部に左右一対のピボットフレーム１１が接続されている。このピボットフレーム１１には略前後方向に延びるスイングアームの前端部が枢支されており、このスイングアーム１２の後端部に駆動輪である後輪３が回転自在に軸支されている。ハンドル６の後方には燃料タンクが設けられており、この燃料タンク１３の後方に運転者騎乗用のシート１４が設けられている。シート１４に跨った運転者の左足が載置される個所にはシフトチェンジ操作用のシフトペダル１５が設けられている。

前輪２と後輪３との間には、エンジンＥがメインフレーム１０及びピボットフレーム１１に支持された状態で搭載されている。エンジンＥには変速装置Ｔが接続され、この変速装置Ｔから出力される駆動力がチェーンＣＨを介して後輪３に伝達される。

エンジンＥの吸気ポート（図示せず）にはメインフレーム１１の内側に配置されたスロットルボディ１６が接続されている。また、シート１４の下方の内部空間には、スロットルボディ１６内のスロットル弁２１（図２参照）を駆動制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）１７が収容されている。スロットルボディ１６の上流側には燃料タンク１３の下方に配置されたエアクリーナボックス１８が接続され、前方からの走行風圧を利用して外気を取り込む構成となっている。また、車体前部から車体両側にかけてエンジンＥ等を覆うようにカウリング１９が設けられている。

図２は、図１に示す自動二輪車に搭載されたエンジンＥの周辺構成、及び第１実施形態に係るＥＣＵ１７の周辺構成を示すブロック図である。図２に示すように、エンジンＥに設けられたスロットルボディ１６にはスロットル軸２０が回転可能に支持され、このスロットル軸２０にバタフライ式のスロットル弁２１が固定されている。スロットル軸２０の左端部には、スロットル軸２０を回転方向に付勢する付勢機構２２が設けられ、スロットル軸２０に外部負荷が作用しない状態においてこの付勢機構２２によりスロットル弁２１の開度（回転角度）が所定開度に保持される。

スロットル軸２０には第１ギヤ２３が取り付けられている。スロットルボディ１６はモータ２５を有し、モータ２５の駆動軸に取り付けられた第２ギヤ２４が第１ギヤ２３に噛合されている。これによりモータ２５の回転駆動力が第１及び第２ギヤ２３，２４を介してスロットル軸２０に伝達される。スロットル軸２０が付勢機構２２の付勢に抗して回転することにより、スロットル弁２１が開度を変更するよう駆動され、エンジンＥへの吸気量が調節される。

スロットル弁２１を通過したエアは、燃料噴射装置２６により噴射される燃料と混合されてエンジンＥの燃焼室２７内に取り入れられる。なお、燃料噴射装置２６が燃料を噴射する箇所は特に限定されない。燃焼室２７内の混合気は点火プラグ２８により点火燃焼され、これにより図示しないピストンが駆動してエンジンＥの出力軸２９が回転される。エンジンＥの出力はスロットル弁２１の開度が大きく吸気量が大きいときほど大きくなる。

この出力軸２９の回転出力は、減速機構３０及びクラッチ３１を介して変速装置Ｔのメイン軸３２に伝達される。変速装置Ｔは、公知の常時歯車噛合式の変速機であり、互いに平行のメイン軸３２及びカウンタ軸３３間に複数のギヤ列（図示せず）が配設されてなる。本実施形態では、ギヤ列数が６つであり、シフトペダル１５（図１参照）の操作に応じて、中立段と、ギヤ列数に対応する６つの前進走行用の変速段とを含む合計７つの変速段を選択的に設定可能になっている。これら前進変速段のうち、１速段に対応するギヤ列の減速比が最も大きく、６速段に対応するギヤ列の減速比が最も小さい。

中立段の設定時には、全てのギヤ列がメイン軸３２又はカウンタ軸３３に対して自由であり、両軸３２，３３間の動力伝達経路が遮断される。また、ギヤ列の１つが選択的に両軸３２，３３に固定されることによって前進変速段のいずれかが設定される。前進変速段の設定時には、メイン軸３２の回転がその変速段に対応するギヤ列のギヤ比に応じて変速されてカウンタ軸３３に伝達される。このカウンタ軸３３の回転が前述したようにチェーンＣＨ（図１参照）を介して後輪３（図１参照）に伝達され、後輪３が回転することにより自動二輪車１（図１参照）に前方への推進力が付与される。

図２に示すＥＣＵ（制御装置）１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インタフェース等を備えたマイクロコンピュータであり、その機能ブロックとして異常判断部５１、開度記憶部５２、開度設定部５３及びモータ制御部５４を有し、その出力インタフェースにはモータ駆動回路５５が設けられている。入力インタフェースには車両の運転状態等の検出信号が入力される。

自動二輪車には、指令信号出力部３６と開度信号出力部３７とが設けられている。指令信号出力部３６は、入力部材７の回転軸に取り付けられたグリップポジションセンサ３６ａと、２系統の伝送路３６ｂ，３６ｃとを有している。このグリップポジションセンサ３６ａは入力部材７の回転位置、すなわち運転者からの出力変化指令を示す入力部材７の操作量を検出し、グリップポジションセンサ３６ａより出力される指令検出信号は各系統の伝送路３６ｂ，３６ｃを介してＥＣＵ１７に入力される。開度信号出力部３７は、スロットル軸２０の端部に取り付けられたスロットルポジションセンサ３７ａと、２系統の伝送路３７ｂ，３７ｃとを有している。このスロットルポジションセンサ３７ａはスロットル弁２１の回転位置、すなわちスロットル弁２１の実開度を検出し、スロットルポジションセンサ３７ａから出力される開度検出信号は各系統の伝送路３７ｂ，３７ｃを介してＥＣＵ１７に入力される。

また、自動二輪車には、車両の走行状態、運転状態を検出するため、変速装置Ｔに設定されている変速段を検出するギヤポジションセンサ（変速状態検出手段）４１、走行速度を検出する速度センサ（速度関連値検出手段）４２、及びエンジン回転数を検出する回転数センサ（速度関連値検出手段）４３などが設けられている。各センサ４１〜４３から出力される信号もＥＣＵ１７に入力される。

異常判断部５１はＥＣＵ１７やセンサ類３６ａ，３７ａ，４１〜４３の異常の有無を判断する。例えば異常判断部５１は、指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７により出力される信号の電圧値が所定範囲内にあるか否か等に基づき、該信号が異常であるか正常であるかを判断する。この判断は、指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７の各系統に対して個別に行われる。

この異常判断部５１による判断結果に基づき、指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７のステータスが、「正常」と「１系統異常」と「２系統異常」の３つに分類されうる（図３参照）。

「通常」は、指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７が２系統とも正常の状態である（図３中「状態１」参照）。この状態では、正常な指令検出信号及び開度検出信号が２系統の伝送路を介してＥＣＵ１７に入力される。

「１系統異常」は、指令信号出力部３６の１系統が異常で開度信号出力部３７が２系統とも正常の状態（図３中「状態２」参照）、開度信号出力部３７の１系統が異常で指令信号出力部３６が２系統とも正常の状態（図３中「状態３」参照）、及び指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７がそれぞれ、１系統が異常の状態（図３中「状態４」参照）のいずれかの状態である。この状態では、少なくとも１つの系統の伝送路を介し、正常な指令検出信号及び開度検出信号がＥＣＵ１７に入力される。

「２系統異常」は、指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７の少なくともいずれか一方が２系統とも異常の状態である（図３中「状態５〜７」参照）。この状態では、ＥＣＵ１７は、正常な指令検出信号又は開度検出信号がＥＣＵ１７に入力されず、ＥＣＵ１７は運転者からの出力変化指令又はスロットル弁２１の実開度を検知不能になる。

開度設定部５３は、これら信号出力部３６，３７のステータスや、運転者から与えられる出力変化指令などに応じてスロットル弁２１の目標開度を設定する。この目標開度の設定に際しては、後述するように開度記憶部５２に記憶されたマップが参照される。モータ制御部５４は、開度設定部５３により設定された目標開度に基づいてモータ駆動回路５５に制御信号を出力する。モータ駆動回路５５は、モータ２５を正逆回転させるための駆動回路であり、車体に搭載されたバッテリＢを電源としてモータ制御部５４からの制御信号に応じた駆動電圧をモータ（弁駆動手段）２５に供給する。この駆動電圧の供給によってモータ２５が駆動されると、スロットル弁２１の実開度が目標開度となるようスロットル軸２０が回転駆動される。このモータ２５の駆動は、開度信号出力部３７より入力した開度検出信号に基づいて行われており、スロットル弁２１の実開度がステップＳ１２で設定された目標開度となるようにスロットル弁２１が駆動される。

ＥＣＵ１７は、センサ類により検出される運転状態等に基づき、燃料噴射装置２６に信号を出力して燃料の噴射量及び燃料の噴射タイミングを制御するＦＩ制御部５７と、点火プラグ２８に信号を出力して点火プラグ２８の動作タイミングを制御する点火制御部５８とを有している。各制御部５７，５８は、異常判断部５１による異常の判断結果に応じた制御を実行可能に構成されている。

ハンドル６（図１参照）近傍には警告灯４９が計器類と並んで設けられており、ＥＣＵ１７は、異常判断部５１により異常があると判断されると警告灯４９を点灯させる警告灯制御部５９を有している。

以下、図２を参照しつつ図４に示すフローチャートに基づいてＥＣＵ１７により実行される走行制御について説明する。このフローに沿った処理は、自動二輪車の電源ＯＮ時に行われる初期処理の終了後、所定時間おきに繰り返し行われる。

まず、異常判断部５１により指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７の異常の有無が判断され（ステップＳ１）、この判断結果に基づき、指令信号出力部３６及び開度信号出力部３７のステータスが３つ（図３参照）のうちいずれであるのかが判断される（ステップＳ２）。この処理Ｓ２は、各ステータスに応じたモードＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０に移行可能な手順を有していればよく、図示の手順（ステップＳ２ａ，Ｓ２ｂ）に限定されない。

（通常モード）
ステップＳ２ａで「通常」と判断されると通常モードＳ１０に移行する。この通常モードＳ１０では、まず、指令信号出力部３６により出力される正常な指令検出信号に基づき入力部材７の操作量が検知され（ステップＳ１１）、開度設定部５３により、開度記憶部５２に記憶されるマップが参照されて目標開度が設定される（ステップＳ１２）。

図５（ａ）には、通常モードＳ１０で参照される通常マップ６１が示されている。この通常マップ６１に示すとおり、入力部材７の操作量θが最小量θ₀のときには目標開度がアイドル開度α_I（約１度）に設定され、操作量θが最大量θ_Mのときには目標開度が全開α_M（約９０度）に設定され、操作量θが大きいときほど目標開度が大きい値に設定される。ここで、アイドル開度α_Iとは、エンジン回転数が所定のアイドル回転数となるために設定されるスロットル弁の開度であり、全閉状態に近い開度となっている。本実施形態においては、入力部材７の操作量θの変化に応じて目標開度が線形に変化する。

図４に戻ると、このマップを参照して入力部材７の操作量に応じて設定された目標開度に基づきモータ制御部５４により制御信号が出力され、この制御信号に基づきモータ駆動回路５５からモータ２５に駆動電圧が供給され、モータ２５が駆動される（ステップＳ１３）。このモータ２５の駆動時には、開度信号出力部３７より入力される正常な開度検出信号に基づき、スロットル弁２１の実開度がステップＳ１２で設定された目標開度となるようスロットル弁２１が駆動される。

このように「通常」のステータスにおいては、２系統の伝送路３６ａ，３６ｂを介して出力される正常な指令検出信号に基づき、運転者からの出力変化指令に応じた走行制御が行われる。

（リンプホームモード）
ステップＳ２ａにおいて「通常」でないと判断され、ステップＳ２ｂにおいて「２系統異常」と判断されると、リンプホームモードＳ２０に移行する。このリンプホームモードＳ２０においては、例えば入力部材７の操作量に関わらず目標開度が所定の小さい開度（アイドル開度や、付勢機構２２により保持される所定開度）に設定される。これによりＥＣＵ１７が出力変化指令や実開度を検知不能となっても、自動二輪車１が微速で前進可能となる。また、リンプホームモードＳ２０に移行する際には、警告灯４９を点灯させることによって運転者が異常発生を認識可能になっている（ステップＳ２１）。

（出力規制モード）
ステップＳ２ｂにおいて「１系統異常」と判断されると、出力規制モードＳ３０に移行する。この出力規制モードＳ３０においては、まず、警告灯制御部５９が動作して警告灯４９が点灯し（ステップＳ３１）、入力部材７の操作量、変速段及び走行速度が検知される（ステップＳ３２）。入力部材７の操作量は、指令信号出力部３６のうち異常と検出されていない系統の伝送路を介してＥＣＵ１７に入力された正常な指令検出信号に基づいて検知される。また、変速段はギヤポジションセンサ４１より出力される信号に基づいて検知され、走行速度は速度センサ４２より出力される信号に基づいて検知される。

次いで開度設定部５３は、入力部材７の操作量及び走行速度をパラメータとする複数の３次元マップ（本実施形態では３つ）のうち１つを変速段に応じて選択し、選択したマップを参照して目標開度を設定する（ステップＳ３３）。

図５（ａ）に、走行速度Ｖを０に固定した場合の入力部材７の操作量θをパラメータとする３つの２次元操作量マップ７１〜７３を示し、図５（ｂ）に、入力部材７の操作量θを最大量θ_Mに固定した場合の走行速度Ｖをパラメータとする３つの２次元車速マップ７４〜７６を示している。そのうち、低速用操作量マップ７１及び低速用車速マップ７４は１速及び２速時に選択され、中速用操作量マップ７２及び中速用車速マップ７５は３速時に選択され、高速用操作量マップ７３及び高速用車速マップ７６は４〜６速時に選択される。中立段の設定時は特に限定されないが、例えば低速用操作量マップ７１及び低速用車速マップ７４が選択される。

図５（ａ）に示す各操作量マップ７１〜７３によれば、入力部材７の操作量θが最小量θ₀のときには目標開度がアイドル開度α_Iに設定される。操作量θが増加するに連れ、目標開度は各マップにより規定される所定の上限開度β₁，β₂，β₃に達するまで操作量θに比例して増加する（増減域７１ａ，７２ａ，７３ａ参照）。本実施形態では、操作量θが最少量θ₀と上限開度β₁，β₂，β₃に対応する第１〜第３閾値θ₁，θ₂，θ₃との間において、目標開度が操作量に応じて線形に変化する。また、操作量θがこの閾値θ₁，θ₂，θ₃を超えると、目標開度がその操作量θに関わらず上限開度β₁，β₂，β₃に設定される（水平域７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ参照）。

各操作量マップ７１〜７３の増減域７１ａ〜７３ａを通常マップ６１と比較すると、出力規制モードでは操作量θの変化に対する目標開度の変化が小さくなっている（増減域７１ａ〜７３ａの傾きが通常マップ６１の傾きの例えば０．３〜０．５倍）。言い換えると、ある操作量θ_xに応じて設定される目標開度β_xが、通常モードで設定される開度α_xに対して所定の減少率Ａ（Ａは１未満であって、例えば０．３〜０．５）で積算された開度（すなわち、β_x＝Ａ・α_x）に規制されている。本実施形態では増減域７１ａ〜７３ａがそれぞれ重なっており、各変速段に応じた減少率が互いに等しくなっている。

また、低速用操作量マップ７１が規定する第１上限開度β₁は全開開度α_Mよりも小さく（例えば全開α_Mの約４０％）、中速用操作量マップ７２が規定する第２上限開度β₂は第１上限開度β₁よりも小さく（例えば全開α_Mの約３５％）、低速用操作量マップ７３が第３上限開度β₃は第２上限開度β₂よりも小さい（例えば全開α_Mの約３０％）。

図５（ｂ）に示す各車速マップ７４〜７６によれば、走行速度Ｖが０のときには、目標開度が操作量（ここでは最大量θ_M）に応じた開度（ここでは各上限開度β₁，β₂，β₃）に設定される。

低速用車速マップ７４に着目すると、走行速度Ｖが第１の規制開始速度Ｖ₁に達するまでの間は、その走行速度に関わらず目標開度がこの開度β₁に設定される（水平域７４ａ参照）。走行速度Ｖがこの第１の規制開始速度Ｖ₁を超えて所定の規制速度Ｖ₁₀に達するまでの間は、その走行速度が高くなるに連れて目標開度が徐々に小さくなるよう規制される（第１規制域７４ｂ参照）。この規制速度Ｖ₁₀のときには、所定の規制開度β₁₀に設定される。更に、走行速度Ｖがこの規制速度Ｖ₁₀を超えて所定のアイドル規制速度Ｖ₂₀に達するまでの間は、その走行速度が高くなるに連れて目標開度が徐々に小さくなるよう規制される（第２規制域７４ｃ参照）。このアイドル規制速度Ｖ₂₀のときには目標開度がアイドル開度α_Iに設定され、走行速度Ｖがアイドル規制速度Ｖ₂₀を超えると、その走行速度に関わらず目標開度がアイドル開度α_Iに設定される（第３規制域７４ｄ参照）。つまり、エンジン回転数がアイドル回転数となるような開度に設定される。本実施形態では、第１及び第２規制域７４ｂ，７４ｃを参照すると、走行速度Ｖの増加に応じて目標開度が線形に減少し、第２規制域７４ｃの傾きは第１規制域７４ｂの傾きよりも大きくなっている。

他の車速マップ７５，７６も同様の傾向を示し、走行速度Ｖが０から対応する規制開始速度Ｖ₂，Ｖ₃に達するまでの間は、その走行速度に関わらず目標開度が操作量θ_Mに応じて決まる開度β₂，β₃に設定される（水平域７５ａ，７６ａ参照）。これら規制開始速度Ｖ₂，Ｖ₃は低速用車速マップ７４の第１規制域７４ｂ上にあり、走行速度Ｖがこの規制開始速度Ｖ₂，Ｖ₃を超えると、各マップ７５，７６が低速用車速マップ７４と重なり、上記と同様にして走行速度に応じた目標開度が設定される。このように、目標開度は変速比に関わらず、走行速度Ｖが所定の規制開始速度Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃を超えて高速になると、その超過速度に応じて小さくなるように設定される。図５（ｂ）を参照するとわかるように、本実施形態では、変速状態が低速側であるときに対応する第１規制開始速度Ｖ₁が、変速状態が高速側及び中間側であるときに対応する第２及び第３規制開始速度Ｖ₂，Ｖ₃よりも低速となっている。

図５（ｂ）には、入力部材７の操作量θがある操作量θ_a（図５（ａ）参照）のときの低速用車速マップ７４′を二点鎖線で示している。ここではこの操作量θ_aが、目標開度を規制開度β₁₀に設定するための操作量θ₁₀よりも小さいものとしている。この車速マップ７４′によれば、走行速度Ｖが０から規制開始速度に達するまでの間は、この操作量θ_aに応じて決まる開度β_aに設定される。この規制開始速度は上記第２規制域７４ｃ上にあり、走行速度Ｖが規制開始速度を超えると、実線で示す低速用車速マップ７４と重なり、上記と同様にして走行速度に応じた目標開度が設定される。このように規制開始速度はそのときの操作量や変速段に応じて異なる値となっていてもよい。

図５（ａ）には、走行速度Ｖが規制速度Ｖ₁₀であるときの低速用操作量マップ７１′を示している。この操作量マップ７１′に示されるように、操作量θが最少量θ₀から上記操作量θ₁₀まで増加する間は、実線で示す操作量マップ７１の増減域７１ａに沿って目標開度が増加する。操作量θがこの操作量θ₁₀を超えると、その操作量に関わらず目標開度が規制開度β₁₀に設定される。

図４に戻ると、変速段に応じて選択されるマップを参照して操作量及び走行速度に応じて設定される目標開度に基づき、モータ制御部５４により制御信号が出力され、この制御信号に基づきモータ駆動回路５５からモータ２５に駆動電圧が供給され、モータ２５が駆動される（ステップＳ３４）。このモータ２５の駆動時には、開度信号出力部３７のうち異常と判断されていない系統の伝送路を介してＥＣＵ１７に入力された正常な開度検出信号に基づき、実開度がステップＳ３３で設定された目標開度となるようスロットル弁２１が駆動される。

このように指令信号出力部３６及び開度信号検出部３７は、それぞれ２系統の伝送路を有し、そのうち１系統に異常があっても他方の系統の伝送路を介して正常な検出信号を出力可能となっている。このため、このような異常の発生時にもＥＣＵ１７は運転者の出力変化指令に応じてスロットル弁２１の駆動を制御できる。

以下、図２及び図５を参照してこの出力規制モードでの走行に係る作用について説明する。入力部材７の操作量に応じて設定される目標開度は通常モード時の開度より小さい開度に規制されるため（通常マップ６１及び増減域７１ａ，７２ａ，７３ａ参照）、運転者からの指令に応じて走行速度を変更可能にしつつ、エンジンＥの出力を規制してその走行速度が過度に上昇するのを抑えることができる。

更に、この目標開度は変速段に応じてその上限β₁，β₂，β₃が異なり、変速段に応じたエンジンＥの出力規制が行われる（水平域７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ等参照）。高速の変速段であるときにその上限開度が小さくなっているため、高速の変速段の設定時にはエンジンＥの出力の規制が大きくなり、この高速の変速段の設定時に入力部材７の操作量が大きくなっても走行速度が過度に上昇するのを抑えることができる。

但し、このような操作量に応じた目標開度の設定は、走行速度が規制開始速度Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃以下のときに行われる（水平域７４ａ，７５ａ，７６ａ参照）。このように、低速走行時に運転者の出力変化指令に応じて走行速度が変更可能になっており、例えば発進時には違和感のない加速走行を行うことができる。

走行速度が規制開始速度Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃を超えると、目標開度がその超過速度に応じて更に規制される（第１〜第３規制域７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ参照）。このため、例えば下り坂を走行している等のため走行速度が規制速度Ｖ₁₀よりも上昇する場合に、その走行速度が過度に上昇するのを抑えることができる。

走行速度の上昇に伴い目標開度はアイドル開度α_Iまで規制されうるが、規制開始速度Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃と規制速度Ｖ₁₀との間の速度範囲と比べ、規制速度Ｖ₁₀とアイドル設定速度Ｖ₂₀との間の速度範囲においては単位速度の上昇に応じた目標開度の規制量が大きくなっている（第１及び第２規制域７４ｂ，７４ｃ参照）。このように規制速度Ｖ₁₀を超えるとエンジンＥの出力が大きく低下するため、走行速度が規制速度Ｖ₁₀を超えて上昇するのを効果的に抑えることができる。言い換えると、走行速度の上限を予め定めた規制速度Ｖ₁₀の周辺に設定可能となる。また、走行速度Ｖが規制速度Ｖ₁₀より低速である規制開始速度Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃を超えるとエンジンＥの出力が緩やかに低下するため、走行速度の上限を規制速度Ｖ₁₀の周辺に抑えるべくこの速度Ｖ₁₀の超過時に大きな出力規制を行うようにしても、この速度Ｖ₁₀周辺での減速ショックが小さくなる。

また、運転者は警告灯４９の点灯によって異常の発生を認識可能である。運転者が「１系統異常」であるか「２系統異常」であるかを区別できるように、警告灯制御部５９はリンプホームモード時と出力規制モード時とで警告灯４９の点灯パターンを相違させるように動作してもよい。

この出力規制モードでは、エンジンＥの出力規制をアシストすべく、ＦＩ制御部５７により燃料供給装置２６を制御して燃料の供給を制限したり、点火制御部５８により点火プラグ２８を制御して点火タイミングを遅角させたり失火を行う構成としてもよい。これらの制御は走行速度等の所定の運転状態に応じて実行されてもよい。例えば走行速度が規制速度Ｖ₁₀を超えるとこれらの制御を実行するようにしてもよく、これにより走行速度が規制速度Ｖ₁₀を超えて上昇するのを効果的に抑えることができる。また、図２は４気筒のエンジンＥを模式的に示したが、これらの制御の対象となる気筒は特に限定されない。

ここで、乗物は、スロットル弁２１の開度指令が同じであればエンジン回転数が一定となる。またエンジン回転数が同じであっても、変速状態の変化に伴って走行速度が変化することになる。すなわち運転者から与えられる開度指令が同じでも、減速比が低い場合には高い場合に比べて走行速度が大きくなる。比較例として、異常判断時において減速比が低い場合を基準として走行速度を十分に抑えるように、例えば正常時に比べて全開開度指令における目標開度を小さくする。この場合には、全開開度指令を与えたとしても、減速比が高い場合にはエンジン出力もまた低下することとなり、低速域での加速性能が低くなってしまう。

これに対して本実施形態では、異常判断時には、開度指令信号を基にして目標開度を求めるための導出規則を走行状態に応じて変更する。具体的には、速度が低い状態では開度指令を基にして導かれる正常状態の目標開度に対する減少率を小さくして異常判断時の目標開度を設定する。また速度が高い状態では、開度指令を基にして導かれる正常状態の目標開度に対する減少率を大きくして異常判断時の目標開度を設定する。ここで、速度が低い状態とは走行速度が低い状態のほか、変速装置における減速比が大きい状態、車両の加速度が所定値未満である状態も含む概念である。速度が高い状態とは、走行速度が高速のほか、変速装置における減速比が小さい状態、車両の加速度が所定値を超える状態も含む概念である。

これによって、異常判断時における低速状態では、エンジンの出力不足を防いで所定の走行速度まで短時間で到達させることができる。また、異常判断時における高速状態では、エンジンの出力過剰を防いで走行速度の過度の上昇を抑えることができる。

図６は第２実施形態の走行制御装置の開度記憶部に記憶されるマップの説明図である。本実施形態は、出力規制モードにおいて参照されるマップが第１実施形態と相違している。以下、この相違点について主に説明し、共通点については便宜的に図２の符号を付して重複する説明を省略する。

図６（ａ）に、エンジン回転数Ｎをアイドル回転数Ｎ_Iに固定した場合の入力部材７の操作量θをパラメータとする３つの操作量マップ８１〜８３を示し、図６（ｂ）に、入力部材７の操作量θを最大量θ_Mに固定した場合のエンジン回転数Ｎをパラメータとする３つの回転数マップ８４〜８６を示している。そのうち、低速用操作量マップ８１及び低速用回転数マップ８４は１速及び２速時に選択され、中速用操作量マップ８２及び中速用回転数マップ８５は３速時に選択され、高速用操作量マップ８３及び高速用回転数マップ８６は４〜６速時に選択される。

図６（ａ）に示す各操作量マップ８１〜８３によれば、入力部材７の操作量θが最小量θ₀のときには目標開度がアイドル開度α_Iに設定され、操作量θが最大量θ_Mのときには目標開度が第１実施形態と同様の上限開度β₁，β₂，β₃に設定される（α_M＞β₁＞β₂＞β₃）。操作量θが増加するに連れて目標開度が増加し、本実施形態では目標開度が操作量θの変化に伴い線形に変化する。このため、ある操作量に応じて通常モードで設定される開度に対する目標開度の減少率がマップごとに相違している。本実施形態では、高速用操作量マップ８３の減少率が最も大きく、低速用操作量マップ８１の減少率が最も小さくなっており、高速段設定時においても走行速度が過度に上昇しないようになっている。

図６（ｂ）に示す各回転数マップ８１〜８３によれば、エンジン回転数Ｎが低回転域のときには、目標開度が操作量（ここでは最大量θ_M）に応じた開度（ここでは各上限開度β₁，β₂，β₃）に設定される。

低速用回転数マップ７４に着目すると、エンジン回転数Ｎが第１の規制開始回転数Ｎ₁に達するまでの間は、その回転数に関わらず目標開度がこの開度β₁に設定される（水平域８４ａ参照）。エンジン回転数Ｎがこの第１の規制開始回転数Ｎ₁を超えて所定の規制回転数Ｎ₁₁に達するまでの間は、その回転数が高くなるに連れて目標開度が徐々に小さくなるよう規制される（第１規制域８４ｂ参照）。この規制回転数Ｎ₁₁のときには、上記同様の規制開度β₁₀に設定される。更に、エンジン回転数Ｎがこの規制回転数Ｎ₁₁を超えて所定のアイドル規制回転数Ｎ₂₁に達するまでの間は、その回転数が高くなるに連れて目標開度が徐々に小さくなるよう規制される（第２規制域８４ｃ参照）。このアイドル規制回転数Ｎ₂₁のときには目標開度がアイドル開度α_Iに設定され、エンジン回転数Ｎがアイドル規制回転数Ｎ₂₁を超えると、その回転数に関わらず目標開度がアイドル開度α_Iに設定される（第３規制域８４ｄ参照）。本実施形態では、第１及び第２規制域８４ｂ，８４ｃを参照すると、エンジン回転数Ｎが高くなるに連れて目標開度が線形に減少するようになっており、第２規制域８４ｃの傾きは第１規制域８４ｂの傾きよりも大きくなっている。

他の車速マップ７５，７６も同様の傾向を示しており、エンジン回転数Ｎが所定の規制開始回転数Ｎ₂，Ｎ₃に達するまでは目標開度がその回転数に関わらず操作量に応じた開度に設定され（水平域８５ａ，８６ａ参照）、この規制開始回転数Ｎ₂，Ｎ₃を超えて所定の規制回転数Ｎ₁₂，Ｎ₁₃に達するまでの間は、その回転数が高くなるに連れて目標開度が徐々に小さくなるよう規制され（第１規制域８５ｂ，８６ｂ参照）、エンジン回転数Ｎがこの規制回転数Ｎ₁₂，Ｎ₁₃を超えて所定のアイドル規制回転数Ｎ₂₂，Ｎ₂₃に達するまでの間は、その回転数が高くなるに連れて目標開度が徐々に小さくなるよう規制され（第２規制域８５ｃ，８６ｃ参照）、エンジン回転数Ｎがアイドル規制回転数Ｎ₂₂，Ｎ₂₃を超えると、その回転数に関わらず目標開度がアイドル開度α_Iに設定される（第３規制域８５ｄ，８６ｄ参照）。規制回転数Ｎ₁₂，Ｎ₁₃のときには目標開度が規制開度β₁₀に設定され、アイドル規制回転数Ｎ₂₂，Ｎ₂₃のときには目標開度がアイドル開度α_Iに設定される。

本実施形態では、規制回転数Ｎ₁₁，Ｎ₁₂，Ｎ₁₃が各マップ８４〜８６に応じて相違しているが、この規制回転数Ｎ₁₁，Ｎ₁₂，Ｎ₁₃は、その回転数での走行時に概ね走行速度が第１実施形態に記載した規制速度Ｖ₁₀となるよう設定されている。

本実施形態においても、図４に示すステップＳ２において「１系統異常」であると判断されると、出力規制モードＳ３０に移行する。

ステップＳ３２では、入力部材７の操作量、変速段及びエンジン回転数が検知される。エンジン回転数は回転数センサ４３から出力される信号に基づいて検知される。ステップＳ３３では、開度設定部５３により変速段に応じたマップが選択され、選択されたマップを参照して入力部材７の操作量及びエンジン回転数に応じたスロットル弁２１の目標開度が設定される。ステップＳ３４では、設定された目標開度に基づきモータ制御部５４により制御信号が出力され、制御信号に基づきモータ駆動回路５５によりモータ２５に駆動電圧が供給され、モータ２５が駆動される。これにより、実開度がステップＳ３３で設定された目標開度となるようスロットル弁２１が駆動される。

このように本実施形態においても、「１系統異常」になると、少なくとも１系統の伝送路３６ａ，３６ｂを介して出力される正常な指令検出信号に基づき、エンジンＥの出力を規制しつつ運転者からの出力変化指令に応じた走行制御を行うことができる。さらには、エンジン回転数や変速段等の運転状態に応じて、走行速度が過度に上昇しないよう適切な走行制御を行うことができる。また、本実施形態においても所定の運転状態において燃料カット制御や失火制御や点火遅角制御を実行しても良い。

上記各実施形態は、本発明の範囲を逸脱しない限り適宜変更可能である。例えば、マップの傾向は一例を示すものであって本発明の範囲内で適宜変更可能である。また、減速比の大きい変速状態におけるエンジン出力が著しく大きく設定される場合には、減速比の高い変速状態での開度減少率を、減速比の小さい変速状態における減少率に比べて、小さくするようにしてもよい。これによって異常状態において低速状態での急加速を防ぐことができる。

また、変速段に応じて選択されるマップは少なくとも２つあればよく、変速段ごとにマップが設けられていてもよい。出力規制モードにおいて目標開度を設定するためのパラメータとして、走行速度とエンジン回転数を同時に利用してもよい。

また、異常発生時に設定される目標開度の、正常時に設定される目標開度に対する減少率Ａの演算のため、目標開度と変速状態とスロットル開度とが関連して記載されるデータベースマップが用いられていてもよい。また、目標開度を求める計算式が、変速状態とスロットル開度とを変数とする関数となっていてもよい。本実施形態では、変速状態と走行速度との両方の走行状態、又は変速状態とエンジン回転数との両方の走行状態を用いて異常判断時の目標開度を決定したが、変速状態及び走行速度のいずれか一方、又は変速状態及びエンジン回転数のいずれか一方を用いることによって目標開度を決定してもよい。

なお、変速装置Ｔは常時歯車噛合式に限られず、他の形態の多段変速機にも本発明を適用可能であり、無段変速機（いわゆるＣＶＴ）にも適宜適用可能である。入力部材７は乗物の形態に応じてアクセルペダル等に適宜変更され得る。

本発明は、変速装置及び電子的に駆動制御されるスロットル弁を備えるあらゆる乗物に適用可能である。

本発明に係る乗物の一例を示す自動二輪車の左側面図である。 図１に示す自動二輪車に搭載されるエンジンの周辺構成及び第１実施形態に係る電子制御ユニットの周辺構成を示すブロック図である。 図２に示す指令信号出力部及び開度信号出力部のステータスの説明図である。 図２に示す電子制御ユニットにより実行される制御の内容を示すフローチャートである。 図２に示す開度記憶部に記憶されたマップの説明図であり、（ａ）が入力部材の操作量をパラメータとしたマップ、（ｂ）が走行速度をパラメータとしたマップである。 第２実施形態に係る電子制御ユニットの開度記憶部に記憶されたマップの説明図であり、（ａ）が入力部材の操作量をパラメータとしたマップ、（ｂ）がエンジン回転数をパラメータとしたマップである。

符号の説明

１ 自動二輪車（乗物）
Ｅ エンジン
Ｔ 変速装置
１７ 電子制御ユニット（制御装置）
２１ スロットル弁
２５ モータ（弁駆動手段）
３６ 指令信号出力部（指令信号出力手段）
３７ 開度信号出力部（開度信号出力手段）
４１ ギヤポジションセンサ（変速状態検出手段）
４２ 速度センサ（速度関連値検出手段）
４３ 回転数センサ（速度関連値検出手段）
５１ 異常判断部
５３ 開度設定部
５４ モータ制御部（弁駆動制御部）

Claims (8)

1. 変速装置の変速状態を検出する変速状態検出手段と、
   運転者から与えられるエンジンの出力変化指令を指令検出信号として出力する指令信号出力手段と、
   スロットル弁の開度を開度検出信号として出力する開度信号出力手段と、
   前記スロットル弁を駆動して前記スロットル弁の開度を調整する弁駆動手段と、
   前記検出指令信号に基づいて目標開度を設定して前記開度検出信号が該目標開度に一致するように前記弁駆動手段を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記指令検出信号及び前記開度検出信号の少なくとも一方が異常であると判断すると、前記スロットル弁の目標開度を、前記変速状態検出手段により検出される変速状態に応じて、正常であると判断したときに比べて小さい値に設定することを特徴とする乗物。
2. 前記指令信号出力手段又は前記開度信号出力手段が、前記制御手段に複数の信号を出力可能に構成され、
   前記制御手段は、複数の信号のうち１つの信号に異常があると判断すると、正常と判断した他の信号に基づいて前記弁駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の乗物。
3. 前記制御手段は、異常判断時に検出指令信号に応じて設定される目標開度の上限値を変速状態に応じて設定し、
   第１の変速状態における前記上限値が、該第１の変速状態よりも減速比の大きい第２の変速状態における前記上限値に比べて小さいことを特徴とする請求項２に記載の乗物。
4. 前記制御手段は、正常判断時において検出指令信号に応じて設定されるべき目標開度を予め定められる減少率に従って減少させることによって異常判断時の目標開度を設定し、
   第１の変速状態における前記減少率が、該第１の変速状態よりも減速比の大きい第２の変速状態における前記減少率に比べて小さいことを特徴とする請求項２又は３に記載の乗物。
5. 走行速度又は前記エンジンの回転数を検出する速度関連値検出手段を備え、
   前記制御手段は、異常判断時に前記速度関連値検出手段により検出される走行速度又は回転数が予め定められる開度規制閾値を超えると、該閾値を超える前に比べて目標開度を小さい値に設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乗物。
6. 前記制御手段は、前記開度規制閾値を変速状態に応じて設定することを特徴とする請求項５に記載の乗物。
7. 運転者から与えられるエンジンの出力変化指令を示す複数の指令検出信号に基づきスロットル弁の目標開度を設定する開度設定部と、
   スロットル弁の開度を示す開度検出信号に基づき、スロットル弁の実開度が前記開度設定部により設定された目標開度に一致するようにスロットル弁を制御する弁駆動制御部と、
   複数のうち少なくとも１つの指令検出信号に異常があるか否かを判断する異常判断部とを備え、
   該異常判断部により少なくとも１つの指令検出信号に異常があると判断されると、前記開度設定部は前記スロットル弁の目標開度を正常であるときと比べて小さい値に設定し、指令検出信号を基にして目標開度を求めるための導出規則を変速状態及び走行状態の少なくともいずれか一方に応じて設定することを特徴とする乗物の制御装置。
8. 運転者から与えられるエンジンの出力変化指令を示す指令検出信号及びスロットル弁の開度を示す開度検出信号を入力する検出ステップと、
   入力した信号に異常があるか否かを判断する異常判断ステップと、
   少なくとも１つの信号に異常があると判断すると、スロットル弁の目標開度を正常であるときに比べて小さい値に設定する目標開度設定ステップとを有し、
   該目標開度設定ステップにおいて、異常であると判断されたときには、指令検出信号を基にして目標開度を導くための導出規則を走行状態に応じて設定することを特徴とする乗物の制御方法。

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