JP2015203595A - Traction sensor of saddle type vehicle - Google Patents

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亮太 清水
Ryota Shimizu
亮太 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a traction sensor of a saddle type vehicle that increases the detection accuracy and improves reliability.SOLUTION: In a saddle type vehicle that receives a driving force from an engine with a driven sprocket 112 via a chain or belt and drives a rear wheel, a strain gauge 11 of the traction sensor 10 is pasted on the driven sprocket 112 in order to detect the variation amount of an engine driving force.

Description

本発明は、自動二輪車等の鞍乗型車両におけるトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）に使用されるトラクションセンサに関するものである。   The present invention relates to a traction sensor used for a traction control system (TCS) in a straddle-type vehicle such as a motorcycle.

この種の車両において制動時や加速時、更には旋回時の車両の安定性を確保するために従来から、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム、ビークルスタビリティコントロールシステム（ＶＳＣ）等の車両安定装置が使用されている。これら各車両安定装置では、車輪の回転速度、車両の走行速度及び加速度（減速度）を検出すると共に、これらを相互に比較してそれに応じてエンジン出力等を調節する。これにより車輪のスリップ率[＝（車輪の周速度−車両の速度）／車輪の周速度]を、この車輪と路面との接触部に作用する摩擦係数がピークとなる領域近傍に維持することで、車両の安定性を確保するようにしている。   In order to ensure the stability of the vehicle during braking, acceleration, and turning in this type of vehicle, an anti-lock brake system (ABS), a traction control system, a vehicle stability control system (VSC), etc. have been conventionally used. Vehicle stabilizers are used. Each of these vehicle stabilizers detects the rotational speed of the wheels, the traveling speed and acceleration (deceleration) of the vehicle, and compares them with each other to adjust the engine output and the like accordingly. Thus, the wheel slip rate [= (wheel peripheral speed−vehicle speed) / wheel peripheral speed] is maintained in the vicinity of the region where the friction coefficient acting on the contact portion between the wheel and the road surface becomes a peak. To ensure the stability of the vehicle.

例えば、車輪に加わる路面反力を表す信号を正確に検出して車両の安定装置の制御を行う手段として特許文献１が開示されている。特許文献１は自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するための車輪用転がり軸受ユニットに関するものであり、安定した運転制御を行うための信号は歪ゲージを貼って検出する。この場合、ホイール１及び制動用回転部材（ロータ２）を取付固定するための取付フランジ１５の外周面（表面）に、歪ゲージ２６を２アクティブゲージの直交配置法で貼って、引張り及び圧縮する反力を検出するようにしている。   For example, Patent Literature 1 is disclosed as means for accurately detecting a signal representing a road surface reaction force applied to a wheel to control a vehicle stabilizer. Patent Document 1 relates to a wheel rolling bearing unit for rotatably supporting a wheel of an automobile with respect to a suspension device, and a signal for performing stable operation control is detected by attaching a strain gauge. In this case, the strain gauge 26 is attached to the outer peripheral surface (surface) of the mounting flange 15 for mounting and fixing the wheel 1 and the brake rotating member (rotor 2) by the two-active gauge orthogonal arrangement method, and is pulled and compressed. The reaction force is detected.

特開２００４−１４２５７号公報JP 2004-14257 A

しかしながら、特許文献１のように駆動力をフランジ部にて検出しようとする場合、ねじれ歪みで応答を得ることとなり、歪み感度が低く、その調整も行い難い。また、ねじれ歪みの検出の場合、必要とされない力成分まで検出する可能性があり、そのままでは十分な検出精度が得られない。更に、特許文献１に係る適用対象は主に、四輪車のナックル部品であるため、二輪車やＡＴＶ等の車両のようにスプロケットを使用して駆動力を伝達する方式には基本的に適用し難い等の問題がある。   However, when the driving force is to be detected at the flange portion as in Patent Document 1, a response is obtained by a torsional strain, the strain sensitivity is low, and it is difficult to perform the adjustment. In addition, in the case of detecting torsional distortion, even a force component that is not required may be detected, and sufficient detection accuracy cannot be obtained as it is. Furthermore, since the application target according to Patent Document 1 is mainly a knuckle part of a four-wheeled vehicle, it is basically applied to a method of transmitting a driving force using a sprocket like a vehicle such as a two-wheeled vehicle or an ATV. There are problems such as difficulty.

本発明は上記問題点を鑑みて、検出精度を高めると共に信頼性向上を図る鞍乗型車両のトラクションセンサを提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a traction sensor for a straddle-type vehicle that improves detection accuracy and improves reliability.

本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサは、エンジンからの駆動力をチェーン又はベルトを介してドリブンスプロケットで受けて後輪を駆動させる鞍乗型車両において、エンジン駆動力の変化量を検出するために、前記ドリブンスプロケットに歪ゲージを貼着したことを特徴とする。   The saddle riding type vehicle traction sensor of the present invention detects the amount of change in engine driving force in a saddle riding type vehicle that drives a rear wheel by receiving a driving force from an engine with a driven sprocket via a chain or a belt. Further, a strain gauge is attached to the driven sprocket.

また、本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサにおいて、前記歪ゲージは、前記ドリブンスプロケットにおけるスプロケットドラム取付部位と歯部形成部位とを架橋するビーム部の回転方向面の前後において、前記ビーム部のビーム中立面に関して対称に貼付されることを特徴とする。   Further, in the traction sensor for a saddle-ride type vehicle according to the present invention, the strain gauge may be arranged before and after the rotational direction surface of the beam portion that bridges the sprocket drum mounting portion and the tooth portion forming portion in the driven sprocket. Attached symmetrically with respect to the beam neutral plane.

また、本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサにおいて、前記ドリブンスプロケットは同一形状の前記ビーム部を４以上有し、各前記ビーム部の同一箇所に前記歪ゲージが貼着されていることを特徴とする。   In the traction sensor for a saddle-ride type vehicle according to the present invention, the driven sprocket has four or more beam portions having the same shape, and the strain gauge is attached to the same portion of each beam portion. And

また、本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサにおいて、回転部材である前記ドリブンスプロケットに貼着された前記歪ゲージの検出信号が、前記スプロケットドラム内に設置されたスリップリングを介して後輪車軸の固定側に出力されることを特徴とする。   Further, in the traction sensor of the saddle-ride type vehicle according to the present invention, the detection signal of the strain gauge attached to the driven sprocket that is a rotating member is transmitted through a slip ring installed in the sprocket drum. Is output to the fixed side.

また、本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサにおいて、前記スリップリングは角度検出器を組み合わせてなり、前記後輪の回転角位置に対して検出データを得るように構成されたことを特徴とする。   In the traction sensor for a saddle-ride type vehicle according to the present invention, the slip ring is configured by combining an angle detector and configured to obtain detection data with respect to a rotational angle position of the rear wheel. .

また、本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサにおいて、前記スリップリングからの出力値は、前記後輪車軸の左右何れかの側から出力されることを特徴とする。   In the traction sensor of the saddle riding type vehicle according to the present invention, the output value from the slip ring is output from either the left or right side of the rear wheel axle.

また、本発明の鞍乗型車両のトラクションセンサにおいて、前記エンジン駆動力の実波形が該エンジン駆動力の変化率の設定閾値を超えたときにトラクション制御が開始され、前記設定閾値に向かってトラクション制御が介入され、前記エンジン駆動力の実波形が前記設定閾値と一致したときトラクション制御が終了することを特徴とする。   Further, in the traction sensor of the saddle-ride type vehicle according to the present invention, traction control is started when the actual waveform of the engine driving force exceeds a set threshold value of the rate of change of the engine driving force, and the traction is controlled toward the set threshold value. Traction control is terminated when the control is intervened and the actual waveform of the engine driving force coincides with the set threshold value.

本発明によれば、ドリブンスプロケットの一部に歪ゲージを貼着し、その変形量から直接的にエンジン駆動力を検出することによって、位相遅れが少なく、より精度の高い検知が可能となりトラクション制御の応答性や精度が向上する。   According to the present invention, a strain gauge is attached to a part of a driven sprocket, and the engine driving force is detected directly from the amount of deformation, thereby reducing phase delay and enabling more accurate detection. Responsiveness and accuracy are improved.

本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の一例として自動二輪車における要部構成を示す側面図である。1 is a side view showing a main configuration of a motorcycle as an example of a saddle riding type vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における後輪の支持構造まわりの例を示す図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II line | wire of FIG. 1 which shows the example around the support structure of the rear wheel in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における後輪のダイキャストホイールの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the die-cast wheel of the rear wheel in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるドリブンスプロケットに貼着されたトラクションセンサを示す側面図である。It is a side view which shows the traction sensor stuck on the driven sprocket in embodiment of this invention. 図４ＡのII−II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line of FIG. 4A. 本発明に係る歪ゲージのブリッジ回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the bridge circuit of the strain gauge which concerns on this invention. 本発明に係る歪ゲージのブリッジ回路の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the bridge circuit of the strain gauge which concerns on this invention. 本発明の実施形態における歪ゲージで得られた検出信号の処理内容を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the processing content of the detection signal obtained with the strain gauge in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における最適感度位置にある歪ゲージを示す側面図である。It is a side view which shows the strain gauge in the optimal sensitivity position in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における最適感度位置から外れた位置にある歪ゲージを示す側面図である。It is a side view which shows the strain gauge in the position which deviated from the optimal sensitivity position in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるトラクション制御の具体的な処理内容を示す図である。It is a figure which shows the specific processing content of the traction control in embodiment of this invention. 比較例におけるトラクション制御の具体的な処理内容を示す図である。It is a figure which shows the specific processing content of the traction control in a comparative example.

以下、図面に基づき、本発明による鞍乗型車両のトラクションセンサにおける好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の適用例である鞍乗型車両の一例として自動二輪車１００における要部概略構成を示す側面図である。先ず、図１を用いて、自動二輪車１００の要部について説明するが、ここでは主要な構成について図示あるいは説明するものとする。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。 Hereinafter, preferred embodiments of a traction sensor for a saddle-ride type vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a main part of a motorcycle 100 as an example of a saddle riding type vehicle that is an application example of the present invention. First, the main part of the motorcycle 100 will be described with reference to FIG. 1, but here, the main configuration is illustrated or described. In the drawings used in the following description including FIG. 1, the front of the vehicle is indicated by an arrow Fr, the rear of the vehicle is indicated by an arrow Rr, and the lateral right side of the vehicle is indicated by an arrow R as necessary. The left side of the vehicle is indicated by arrows L.

図１において鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１（メインフレーム）の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはステアリングブラケットを介してハンドルバーが固定される。フロントフォーク１０３の下部には前輪が回転可能に支持されると共に、前輪の上部を覆うようにフロントフェンダが固定されるようになっている。   In FIG. 1, two front forks 103, left and right, supported by a steering head pipe 102 so as to be turnable left and right are provided at a front portion of a body frame 101 (main frame) made of steel or an aluminum alloy material. A handle bar is fixed to the upper end of the front fork 103 via a steering bracket. A front wheel is rotatably supported at the lower part of the front fork 103, and a front fender is fixed so as to cover the upper part of the front wheel.

車体フレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に一体的に結合し、後方に向けて左右一対で二又状に分岐して延出すると共に、ステアリングヘッドパイプ１０２から下方に延出するダウンチューブ１０４を有する。本例ではその一例として所謂、ダブルクレードルあるいはセミダブルクレードルタイプであってよい。車体フレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０５が後方へ延出し、シートレール１０５上にシート（着座シート）が支持される。また、車体フレーム１０１はその後端部付近で下方へ湾曲もしくは屈曲しつつ左右が相互に結合し、内側に形成された全体として立体的スペース内にエンジンユニット１０６が搭載される。   The vehicle body frame 101 is integrally coupled to the rear portion of the steering head pipe 102, and extends in a bifurcated bifurcated manner with a pair of left and right sides toward the rear, and a down tube 104 extending downward from the steering head pipe 102. Have. In this example, as an example, a so-called double cradle or semi-double cradle type may be used. From the vicinity of the rear part of the vehicle body frame 101, the seat rail 105 extends rearward while being moderately inclined upward, and the seat (seat seat) is supported on the seat rail 105. In addition, the vehicle body frame 101 is bent or bent downward near its rear end portion, and the left and right sides are coupled to each other, and the engine unit 106 is mounted in a three-dimensional space formed inside.

車体フレーム１０１の後端下方付近にはピボット軸１０７を介して、スイングアーム１０８が上下方向に揺動可能に結合する。スイングアーム１０８の後端には後輪１０９が回転可能に支持される。車体フレーム１０１とスイングアーム１０８の間にはリヤショックアブソーバ１１０が装架される。後輪１０９には、エンジンユニット１０６の動力を伝達するチェーン１１１が巻回されるドリブンスプロケット１１２が軸着し、後輪１０９はこのドリブンスプロケット１１２を介して回転駆動される。   A swing arm 108 is coupled to the vicinity of the rear end of the body frame 101 via a pivot shaft 107 so as to be swingable in the vertical direction. A rear wheel 109 is rotatably supported at the rear end of the swing arm 108. A rear shock absorber 110 is mounted between the vehicle body frame 101 and the swing arm 108. A driven sprocket 112 around which a chain 111 that transmits the power of the engine unit 106 is wound is attached to the rear wheel 109, and the rear wheel 109 is rotationally driven via the driven sprocket 112.

図２は、スイングアーム１０８に支持される後輪１０９の支持構造まわりの例を示している。左右一対のスイングアーム１０８の後端部間には後輪車軸を形成するアクスルシャフト１１３が横架され、アクスルシャフト１１３はナット１１４により締結固定される。アクスルシャフト１１３によって後輪１０９が回転可能に支持される。ここで、後輪１０９には図３に示すように例えばアルミニウム合金製のダイキャストホイール１１５が使用される。このダイキャストホイール１１５はタイヤが嵌め込まれるリム部１１５Ａ、アクスルシャフト１１３に支持されるハブ部１１５Ｂ及びリム部１１５Ａとハブ部１１５Ｂを連結するスポーク部１１５Ｃが一体的に構成されてなる。図２を参照して、ハブ部１１５Ｂは一対のベアリング１１６を介してアクスルシャフト１１３に回転自在に支持される。   FIG. 2 shows an example around the support structure of the rear wheel 109 supported by the swing arm 108. Between the rear ends of the pair of left and right swing arms 108, an axle shaft 113 forming a rear wheel axle is horizontally mounted, and the axle shaft 113 is fastened and fixed by a nut 114. The rear wheel 109 is rotatably supported by the axle shaft 113. Here, as shown in FIG. 3, for example, an aluminum alloy die-cast wheel 115 is used for the rear wheel 109. The die cast wheel 115 is formed by integrally forming a rim portion 115A into which a tire is fitted, a hub portion 115B supported by the axle shaft 113, and a spoke portion 115C that connects the rim portion 115A and the hub portion 115B. Referring to FIG. 2, hub portion 115 </ b> B is rotatably supported on axle shaft 113 via a pair of bearings 116.

ハブ部１１５Ｂの右端部にはボルト１１７によりブレーキディスク１１８が締結固定され、また、その左端部にはショックアブソーバ１１９を介して、ドリブンスプロケット１１２用のリヤスプロケットドラム１２０が取り付けられる。このリヤスプロケットドラム１２０にはボルト１２１により、ドリブンスプロケット１１２が締結固定される。なお、リヤスプロケットドラム１２０は、アクスルシャフト１１３に嵌着するリテーナ１２２により、ベアリング１２３を介して回転自在に支持される。後輪１０９は、チェーン１１１からの駆動力を受けて回転するドリブンスプロケット１１２により、リヤスプロケットドラム１２０を介して回転駆動される。   A brake disc 118 is fastened and fixed to the right end portion of the hub portion 115B by a bolt 117, and a rear sprocket drum 120 for the driven sprocket 112 is attached to the left end portion via a shock absorber 119. A driven sprocket 112 is fastened and fixed to the rear sprocket drum 120 by bolts 121. The rear sprocket drum 120 is rotatably supported via a bearing 123 by a retainer 122 fitted to the axle shaft 113. The rear wheel 109 is rotationally driven via a rear sprocket drum 120 by a driven sprocket 112 that rotates by receiving a driving force from the chain 111.

本発明においても制動時あるいは加速時等の車両の安定性を確保するためにトラクションコントロールシステムが採用される。上述のようにエンジンユニット１０６のエンジンからの駆動力を、チェーン１１１（又はベルトであってもよい）を介してドリブンスプロケット１１２で受けて後輪１０９を駆動させるが、本発明では特にトラクションコントロールシステムにおいて、エンジン駆動力の変化量を検出するために、トラクションセンサを構成する歪ゲージをドリブンスプロケット１１２に貼着する。   Also in the present invention, a traction control system is employed to ensure vehicle stability during braking or acceleration. As described above, the driving force from the engine of the engine unit 106 is received by the driven sprocket 112 via the chain 111 (or may be a belt) to drive the rear wheel 109. In the present invention, the traction control system is particularly used. In FIG. 2, a strain gauge constituting a traction sensor is attached to the driven sprocket 112 in order to detect the amount of change in the engine driving force.

図４Ａに示されるようにトラクションセンサ１０を構成する歪ゲージ１１がドリブンスプロケット１１２に貼着される。この場合、ドリブンスプロケット１１２は、リヤスプロケットドラム１２０に対する取付部位である内輪１１２ａと歯部１１２ｃの形成部位である外輪１１２ｂの間に複数のビーム部１１２ｄが架橋される。ビーム部１１２ｄは、歪ゲージ１１による正確な検出データを得るために少なくとも４本有することが好ましく、それらは同一形状とする。また、ビーム部１１２ｄの断面形状については、後述する歪ゲージ１１の２アクティブゲージ法又は４アクティブゲージ法の適用による適切な検出データを得るために四角形又は八角形が好適である。かかるビーム部１１２ｄに対して、歪ゲージ１１は図４Ｂも参照して、ドリブンスプロケット１１２の回転方向Ａの前後に位置する面において対をなして、ビーム部１１２ｄのビーム中立面Ｎに関して対称となるように貼付される。   As shown in FIG. 4A, the strain gauge 11 constituting the traction sensor 10 is attached to the driven sprocket 112. In this case, in the driven sprocket 112, a plurality of beam portions 112d are bridged between an inner ring 112a that is an attachment portion for the rear sprocket drum 120 and an outer ring 112b that is a formation portion of the tooth portion 112c. In order to obtain accurate detection data by the strain gauge 11, it is preferable that at least four beam portions 112d have the same shape. In addition, the cross-sectional shape of the beam portion 112d is preferably a square or an octagon in order to obtain appropriate detection data by applying a 2-active gauge method or a 4-active gauge method of the strain gauge 11 described later. With respect to the beam portion 112d, the strain gauge 11 is symmetrical with respect to the beam neutral surface N of the beam portion 112d by making a pair on the front and back surfaces of the driven sprocket 112 in the rotational direction A with reference to FIG. 4B. It is affixed so that it becomes.

図４Ａ及び図４Ｂでは単一のビーム部１１２ｄに一対の歪ゲージ１１が貼着されるが、２本以上のビーム部１１２ｄに対してそれぞれ上記のように歪ゲージ１１を貼着することができる。その場合、各ビーム部１１２ｄの同一箇所に上記と同様に歪ゲージ１１が貼着される。   4A and 4B, a pair of strain gauges 11 is attached to a single beam portion 112d. However, the strain gauges 11 can be attached to two or more beam portions 112d as described above. . In that case, the strain gauge 11 is adhered to the same portion of each beam portion 112d as described above.

ここで、図５Ａ及び図５Ｂは、本発明において好適な歪ゲージ１１のブリッジ回路の構成例を示している。図５Ａは２アクティブゲージ法に係るブリッジ回路構成を示し、図５Ｂは４アクティブゲージ法に係るブリッジ回路構成を示している。２アクティブゲージ法では回路中のブリッジの２辺に歪ゲージ１１が接続され、また、４アクティブゲージ法では回路中のブリッジの４辺各辺に歪ゲージ１１が接続され、それらの歪ゲージ１１が上記のようにビーム中立面Ｎに関して対称となるように貼付されることでビーム部１１２ｄにおける引張りや圧縮を消去した純粋な１軸曲げ歪みの検出を可能にする。   Here, FIG. 5A and FIG. 5B show a configuration example of a bridge circuit of the strain gauge 11 suitable for the present invention. FIG. 5A shows a bridge circuit configuration related to the 2-active gauge method, and FIG. 5B shows a bridge circuit configuration related to the 4-active gauge method. In the 2-active gauge method, the strain gauges 11 are connected to two sides of the bridge in the circuit, and in the 4-active gauge method, the strain gauges 11 are connected to the four sides of the bridge in the circuit. As described above, it is possible to detect a pure uniaxial bending strain in which tension and compression are eliminated in the beam portion 112d by being attached so as to be symmetric with respect to the beam neutral plane N.

歪ゲージ１１は回転側であるドリブンスプロケット１１２に貼着されるが、歪ゲージ１１の検出信号を取り出すために本発明ではスリップリングが使用される。この場合、本例では図２及び図３に示されるようにスリップリング１２がリヤスプロケットドラム１２０内に設置される。リヤスプロケットドラム１２０の左側部には図２及び図３のようにスリップリング１２を収容する収容部１３が形成され、スリップリング１２はこの収容部１３内に保持される。ここで、スリップリング１２は、中心にアクスルシャフト１１３が貫通され、該アクスルシャフト１１３に固定される固定側となるステータ１４と、リヤスプロケットドラム１２０に結合して該リヤスプロケットドラム１２０と一体に回転する回転側となるロータ１５とが同心に配置されてなる。ステータ１４及びロータ１５間は導電ブラシ（図示せず）を介して電気的に接続されており、回転側であるリヤスプロケットドラム１２０に配置された各歪ゲージ１１は先ずロータ１５に接続され、更にそのブラシを経てステータ１４側に接続される。つまり回転する歪ゲージ１１の検出信号がスリップリング１２を介して、固定のアクスルシャフト１１３側から取り出されるようにしている。   The strain gauge 11 is attached to the driven sprocket 112 on the rotating side, but a slip ring is used in the present invention in order to take out a detection signal of the strain gauge 11. In this case, in this example, the slip ring 12 is installed in the rear sprocket drum 120 as shown in FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, a housing portion 13 that houses the slip ring 12 is formed on the left side of the rear sprocket drum 120, and the slip ring 12 is held in the housing portion 13. Here, the slip ring 12 is coupled to the rear sprocket drum 120 and the stator 14 which is fixed to the axle shaft 113 through the axle shaft 113 and is fixed to the axle shaft 113, and rotates integrally with the rear sprocket drum 120. The rotor 15 on the rotating side is arranged concentrically. The stator 14 and the rotor 15 are electrically connected via a conductive brush (not shown), and each strain gauge 11 disposed on the rear sprocket drum 120 on the rotating side is first connected to the rotor 15, and further The brush is connected to the stator 14 side. That is, the detection signal of the rotating strain gauge 11 is taken out from the fixed axle shaft 113 side via the slip ring 12.

スリップリング１２からの出力値は、後輪車軸であるアクスルシャフト１１３の左右何れかの側から出力される。この場合、アクスルシャフト１１３の外周面に軸方向に沿って溝を形成し、あるいはアクスルシャフト１１３を中空構造とし、それらの溝又は中空部に電気的接続用のリード線類を配索することができる。   The output value from the slip ring 12 is output from the left or right side of the axle shaft 113 which is the rear wheel axle. In this case, grooves may be formed along the axial direction on the outer peripheral surface of the axle shaft 113, or the axle shaft 113 may have a hollow structure, and lead wires for electrical connection may be routed in these grooves or hollow portions. it can.

また、本発明ではエンコーダ内臓型のスリップリング１２が用いられる。このエンコーダとして、回転数当たり所定数のパルス出力を生成して角度検出器として機能する光学式エンコーダが好適であり、回転速度、回転角及び回転方向等を同時に測定可能なものとする。このエンコーダによれば、複数のビーム部１１２ｄに貼着された複数の歪ゲージ１１のうちいずれが、どの回転角位置で検出信号を形成したかを特定することができる。   In the present invention, a slip ring 12 with a built-in encoder is used. As this encoder, an optical encoder that generates a predetermined number of pulse outputs per rotation number and functions as an angle detector is preferable, and the rotation speed, rotation angle, rotation direction, and the like can be measured simultaneously. According to this encoder, it is possible to specify which of the plurality of strain gauges 11 attached to the plurality of beam portions 112d has formed the detection signal at which rotation angle position.

次に図６は、歪ゲージ１１で得られた検出信号の処理内容を模式的に示すブロック図である。エンジン駆動力がチェーン１１１を介してドリブンスプロケット１１２に付加されることで、歪ゲージ１１が貼着されたビーム部１１２ｄにおける１軸曲げ歪み（歪ゲージ１１の応力値）が検出される。歪ゲージ１１の検出信号は、車載のＥＣＵ（エンジン制御ユニット）に送出され、ＥＣＵは電子制御スロットル装置の駆動モータに対して、そのときの最適なスロットルバルブ開度となるように制御信号を送出する。なお、スロットルバルブ開度は常時監視されており、その開度信号はＥＣＵへフィードバックされる。   Next, FIG. 6 is a block diagram schematically showing the processing content of the detection signal obtained by the strain gauge 11. By applying the engine driving force to the driven sprocket 112 via the chain 111, a uniaxial bending strain (stress value of the strain gauge 11) in the beam portion 112d to which the strain gauge 11 is attached is detected. The detection signal of the strain gauge 11 is sent to an on-vehicle ECU (engine control unit), and the ECU sends a control signal to the drive motor of the electronically controlled throttle device so that the optimum throttle valve opening at that time is obtained. To do. The throttle valve opening is constantly monitored, and the opening signal is fed back to the ECU.

エンジン駆動力は上記のようにチェーン１１１を介してドリブンスプロケット１１２に付加されるが、その際エンジン駆動力としての歪ゲージ１１の検出信号は、図７Ａに示すように最適感度位置Ｐで得られる。この最適感度位置Ｐは図示例のようにドリブンスプロケット１１２の回転方向に見て、チェーン１１１がドリブンスプロケット１１２から離れる適度に手前側に位置する。この最適感度位置Ｐで歪ゲージ１１がビーム部１１２ｄの１軸曲げ歪み、即ちエンジン駆動力を最も正確に検出することができる。なお、歪ゲージ１１の検出信号が最適感度位置Ｐで得られたものであるかは、スリップリング１２に内臓のエンコーダにより判別することができる。例えば図７Ｂのように複数の歪ゲージ１１Ａ及び歪ゲージ１１Ｂが最適感度位置Ｐからずれた位置にある場合には、これらの歪ゲージ１１Ａ及び歪ゲージ１１Ｂのそのときの回転角位置に基づき、最適感度位置Ｐでの応力値を合成・算出することができる。   The engine driving force is applied to the driven sprocket 112 via the chain 111 as described above. At this time, the detection signal of the strain gauge 11 as the engine driving force is obtained at the optimum sensitivity position P as shown in FIG. 7A. . The optimum sensitivity position P is located at an appropriate front side where the chain 111 is separated from the driven sprocket 112 when viewed in the rotational direction of the driven sprocket 112 as in the illustrated example. At this optimum sensitivity position P, the strain gauge 11 can most accurately detect the uniaxial bending strain of the beam portion 112d, that is, the engine driving force. Whether the detection signal of the strain gauge 11 is obtained at the optimum sensitivity position P can be determined by an encoder built in the slip ring 12. For example, when a plurality of strain gauges 11A and strain gauges 11B are shifted from the optimum sensitivity position P as shown in FIG. 7B, the optimum is based on the rotation angle positions of the strain gauges 11A and the strain gauges 11B at that time. The stress value at the sensitivity position P can be synthesized and calculated.

本発明のトラクションセンサ１０において、エンジン駆動力がチェーン１１１を介してドリブンスプロケット１１２に付加されるが、後輪１０９を駆動するドリブンスプロケット１１２の一部に歪ゲージ１１が貼着され、該歪ゲージ１１の変形量から直接的にエンジン駆動力が検出される。このように歪ゲージ１１によってエンジン駆動力を直接的に検出することで、位相遅れを僅少にして検出精度が格段に高いトラクションセンサ１０を実現することができる。   In the traction sensor 10 of the present invention, the engine driving force is applied to the driven sprocket 112 via the chain 111, and the strain gauge 11 is attached to a part of the driven sprocket 112 that drives the rear wheel 109. The engine driving force is directly detected from the 11 deformation amount. By directly detecting the engine driving force with the strain gauge 11 in this way, it is possible to realize the traction sensor 10 with extremely high detection accuracy with a small phase delay.

本発明のトラクション制御は具体的には、例えば図８Ａに示すように制御信号として後輪１０９の駆動力の変化率(即ちエンジン駆動力の実波形の微分値)を用い、実波形がエンジン駆動力の変化率の設定閾値ＴＨを超えたポイントＰ1でトラクション制御を開始し、この設定閾値ＴＨに向かって収束するようにトラクション制御の介入が行われる。また、実波形が設定閾値ＴＨと一致したポイントＰ2でトラクション制御の介入を終了する。このように本発明では設定閾値ＴＨが推定値ではなく、実際の駆動力の変化率となることにより、外乱(即ち例えば気温、路面、路面の摩擦係数μ等)の影響を考慮する必要がなくなり、より高い精度のトラクション制御、更にはＡＢＳ制御が可能になる。そして、路面状況に応じたより理想的なトラクション制御を実現することができる。 Specifically, the traction control of the present invention uses, for example, the rate of change of the driving force of the rear wheel 109 (that is, the differential value of the actual waveform of the engine driving force) as a control signal as shown in FIG. Traction control is started at a point P 1 exceeding the set threshold TH of the force change rate, and traction control intervention is performed so as to converge toward the set threshold TH. Further, the traction control intervention is terminated at a point P 2 where the actual waveform matches the set threshold value TH. Thus, in the present invention, the setting threshold TH is not an estimated value but an actual driving force change rate, so that it is not necessary to consider the influence of disturbances (i.e., temperature, road surface, road friction coefficient μ, etc.). Therefore, it becomes possible to perform traction control with higher accuracy and further ABS control. And more ideal traction control according to the road surface condition can be realized.

なお、トラクション制御の方式として従来では通常、点火タイミングの変更（点火タイミングの遅延もしくは遅角制御）あるいは点火のＯＮ／ＯＦＦ制御、即ち点火の間引きにより行っているが、燃料供給用のインジェクタからの燃料噴射のＯＮ／ＯＦＦ制御、即ち燃料噴射の間引きが可能になり、これにより燃費向上にも寄与する。更に所謂、ＰＩＤ制御(Proportional Integral Derivative Control)も適用可能になり、本発明の適用範囲を有効に広げることができる。   As a traction control method, conventionally, the ignition timing is changed (ignition timing delay or retard control) or ignition ON / OFF control, that is, by thinning out the ignition, but from the fuel supply injector, Fuel injection ON / OFF control, that is, thinning out of fuel injection can be performed, thereby contributing to improvement of fuel consumption. Furthermore, so-called PID control (Proportional Integral Derivative Control) can be applied, and the scope of application of the present invention can be effectively expanded.

ここで、従来では主なトラクション制御としては、前輪と後輪の車輪速の違いをスリップ率として検知し、制御介入の判別を行っている。これは後輪駆動力の検出が困難なためである。後輪駆動力は速度、スリップ率、バンク角、温度、路面抵抗あるいはタイヤ荷重等のパラメータから算出することは可能ではあるが、理想とされる駆動力限界を決定しようとした場合は、これら個々の無数にあるパラメータ条件（常に変動している）から最適な数値を決定しなければならず、これは実際上不可能である。そのため主なトラクション制御は、後輪駆動力への寄与が高いスリップ率を基づき最適な条件を決定している。   Here, conventionally, as main traction control, the difference between the wheel speeds of the front wheels and the rear wheels is detected as a slip ratio, and control intervention is determined. This is because it is difficult to detect the rear wheel driving force. The rear wheel drive force can be calculated from parameters such as speed, slip ratio, bank angle, temperature, road surface resistance, or tire load. However, when trying to determine the ideal drive force limit, An optimal numerical value must be determined from a myriad of parameter conditions (always changing), which is practically impossible. Therefore, in the main traction control, the optimum condition is determined based on the slip ratio that contributes to the rear wheel driving force.

その際、本発明の比較例を示す図８Ｂを参照し、この場合、制御介入の判別基準は、目標とされるスリップ限界値を使用して行っているが、このスリップ限界値そのものは、実験結果や経験則に基づき決定されたものであり、絶対的な値とはなっていない。このためトラクション制御の開始タイミングＴ1及び終了タイミングＴ2は一定の時間的幅を持つ曖昧なものになり、つまり実際には後輪が滑っていないのに制御介入が行われたり、滑っているにも拘わらず制御を行っていない場合が存在してしまう。更に、スリップ率でトラクション制御を実施することで、実際に滑ってからでないと制御介入が行えず、また、車輪速からの計算時間により制御に遅延が発生する等の問題がある。 At that time, referring to FIG. 8B showing a comparative example of the present invention, in this case, the criterion for determining the control intervention is performed using a target slip limit value. It is determined based on results and empirical rules and is not an absolute value. For this reason, the start timing T 1 and the end timing T 2 of the traction control are ambiguous with a certain time width, that is, the control intervention is performed or the slip is carried out even though the rear wheel is not actually slipping. However, there are cases where control is not performed. Furthermore, by performing the traction control with the slip ratio, there is a problem that control intervention cannot be performed unless it actually slips, and there is a problem that the control is delayed due to the calculation time from the wheel speed.

次に、本発明のトラクションセンサ１０における主だった作用効果について説明する。先ず、ドリブンスプロケット１１２の一部に歪ゲージ１１を貼着し、その変形量から直接的にエンジン駆動力を検出することによって、位相遅れが少なく、より精度の高い検知が可能となりトラクション制御の応答性や精度が向上する。なお、本発明のトラクションセンサ１０は、トラクションコントロールのみならず、ＡＢＳ制御用センサとしても活用できる。   Next, the main effect in the traction sensor 10 of this invention is demonstrated. First, the strain gauge 11 is attached to a part of the driven sprocket 112, and the engine driving force is detected directly from the amount of deformation, thereby reducing the phase delay and enabling more accurate detection. Improve accuracy and accuracy. The traction sensor 10 of the present invention can be used not only as a traction control but also as an ABS control sensor.

また、歪ゲージ１１は、ドリブンスプロケット１１２のビーム部１１２ｄの回転方向面の前後で、ビーム中立面Ｎに関して対称に貼付される。歪ゲージ１１をこのように配設することで、２アクティブゲージ法又は４アクティブゲージ法によるブリッジ回路を適用することにより、引張りや圧縮を消去させた純粋な１軸曲げ歪の検出を可能となり、駆動力の変化が精度よく検出される。   The strain gauge 11 is attached symmetrically with respect to the beam neutral plane N before and after the rotational direction surface of the beam portion 112d of the driven sprocket 112. By disposing the strain gauge 11 in this way, it is possible to detect a pure uniaxial bending strain in which tension or compression is eliminated by applying a bridge circuit by the 2-active gauge method or the 4-active gauge method. A change in driving force is detected with high accuracy.

また、同一形状とした複数のビーム部１１２ｄの同一箇所に歪ゲージ１１が貼着されるため、複数の歪ゲージ１１Ａ及び歪ゲージ１１Ｂが最適感度位置Ｐからずれた位置にある場合（図７Ｂ参照）でもそれらの回転角位置に基づき、最適感度位置Ｐでの応力値を合成・算出することができる。   In addition, since the strain gauges 11 are attached to the same position of the plurality of beam portions 112d having the same shape, the plurality of strain gauges 11A and the strain gauges 11B are at positions shifted from the optimum sensitivity position P (see FIG. 7B). However, the stress value at the optimum sensitivity position P can be synthesized and calculated based on the rotation angle positions.

また、ドリブンスプロケット１１２に貼着された歪ゲージ１１の検出値が、スリップリング１２を介して後輪車軸の固定側に出力される。
歪ゲージ１１からのデータの転送方法として、常時回転しているドリブンスプロケット１１２側の歪ゲージ１１から検出信号を取得する。このためリヤスプロケットドラム１２０の内側又はハブ部周辺にスリップリング１２を設置し、これにより歪ゲージ１１との確実な電気的な接続を図り、適正且つ正確な検出信号を得ることができる。 Further, the detection value of the strain gauge 11 attached to the driven sprocket 112 is output to the fixed side of the rear wheel axle via the slip ring 12.
As a method for transferring data from the strain gauge 11, a detection signal is acquired from the strain gauge 11 on the side of the driven sprocket 112 that is constantly rotating. For this reason, the slip ring 12 is installed on the inner side of the rear sprocket drum 120 or around the hub portion, whereby a reliable electrical connection with the strain gauge 11 can be achieved, and an appropriate and accurate detection signal can be obtained.

また、スリップリング１２は角度検出器であるエンコーダを組み合わせてなり、後輪１０９の回転角位置に対して測定データを得るように構成され、ドリブンスプロケット１１２が回転した場合においても歪の感度が最適となる位置での算出が可能となる。   In addition, the slip ring 12 is configured by combining an encoder that is an angle detector so that measurement data is obtained with respect to the rotational angle position of the rear wheel 109, and the sensitivity of distortion is optimal even when the driven sprocket 112 rotates. It becomes possible to calculate at the position.

また、スリップリング１２からの出力値は、後輪車軸の左右何れかの側から出力されることで、その出力されたデータは車載のＥＣＵに的確に送られる。ＥＣＵでは前述のように歪ゲージ１１からの検出信号に基づき、的確にトラクション制御を実行することができる。   Further, the output value from the slip ring 12 is output from either the left or right side of the rear wheel axle, and the output data is accurately sent to the in-vehicle ECU. As described above, the ECU can accurately execute the traction control based on the detection signal from the strain gauge 11.

更に、後輪１０９の駆動力の変化率が設定閾値ＴＨを超えたか否かでトラクション制御の介入開始あるいは終了し、その場合、設定閾値ＴＨは推定値ではなく、実際の駆動力の変化率となることで、外乱の影響を考慮する必要がない。これによりトラクション制御の応答性や精度が向上するばかりか、設定閾値ＴＨを調整することで運転制御を適正に行うことができる。   Further, the traction control intervention starts or ends depending on whether or not the change rate of the driving force of the rear wheel 109 exceeds the set threshold value TH. In this case, the set threshold value TH is not an estimated value but an actual change rate of the driving force. Therefore, it is not necessary to consider the influence of disturbance. As a result, the responsiveness and accuracy of the traction control are improved, and the operation control can be appropriately performed by adjusting the set threshold value TH.

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において鞍乗型車両として自動二輪車の例で説明したが、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）等の車両に対しても本発明を同様に適用可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
In the above embodiment, the motorcycle is described as an example of the saddle riding type vehicle. However, the present invention is also applicable to a vehicle such as an ATV (All Terrain Vehicle).

１０ トラクションセンサ、１１ 歪ゲージ、１２ スリップリング、１３ 収容部、１４ ステータ、１５ ロータ、１００ 自動二輪車、１０９ 後輪、１１１ チェーン、１１２ ドリブンスプロケット、１１３ アクスルシャフト、１１４ ナット、１１５ ダイキャストホイール、１１６ ベアリング、１１７ ボルト、１２０ リヤスプロケットドラム、１２２ リテーナ、１２３ ベアリング。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Traction sensor, 11 Strain gauge, 12 Slip ring, 13 Housing part, 14 Stator, 15 Rotor, 100 Motorcycle, 109 Rear wheel, 111 Chain, 112 Driven sprocket, 113 Axle shaft, 114 Nut, 115 Die-cast wheel, 116 Bearing, 117 bolt, 120 rear sprocket drum, 122 retainer, 123 bearing.

Claims (7)

エンジンからの駆動力をチェーン又はベルトを介してドリブンスプロケットで受けて後輪を駆動させる鞍乗型車両において、
エンジン駆動力の変化量を検出するために、前記ドリブンスプロケットに歪ゲージを貼着したことを特徴とする鞍乗型車両のトラクションセンサ。 In a straddle-type vehicle that receives a driving force from an engine with a driven sprocket via a chain or a belt and drives a rear wheel,
A traction sensor for a saddle-ride type vehicle, wherein a strain gauge is attached to the driven sprocket in order to detect an amount of change in engine driving force. 前記歪ゲージは、前記ドリブンスプロケットにおけるスプロケットドラム取付部位と歯部形成部位とを架橋するビーム部の回転方向面の前後において、前記ビーム部のビーム中立面に関して対称に貼付されることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両のトラクションセンサ。   The strain gauge is attached symmetrically with respect to the beam neutral surface of the beam portion before and after the rotational direction surface of the beam portion that bridges the sprocket drum mounting portion and the tooth portion forming portion of the driven sprocket. The traction sensor for a saddle type vehicle according to claim 1. 前記ドリブンスプロケットは同一形状の前記ビーム部を４以上有し、各前記ビーム部の同一箇所に前記歪ゲージが貼着されていることを特徴とする請求項２に記載の鞍乗型車両のトラクションセンサ。   The traction of a saddle-ride type vehicle according to claim 2, wherein the driven sprocket has four or more beam portions having the same shape, and the strain gauge is attached to the same portion of each beam portion. Sensor. 回転部材である前記ドリブンスプロケットに貼着された前記歪ゲージの検出信号が、前記スプロケットドラム内に設置されたスリップリングを介して後輪車軸の固定側に出力されることを特徴とする請求項２又は３に記載の鞍乗型車両のトラクションセンサ。   The detection signal of the strain gauge attached to the driven sprocket, which is a rotating member, is output to the fixed side of the rear wheel axle through a slip ring installed in the sprocket drum. A traction sensor for a saddle-ride type vehicle according to 2 or 3. 前記スリップリングは角度検出器を組み合わせてなり、前記後輪の回転角位置に対して検出データを得るように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の鞍乗型車両のトラクションセンサ。   The traction sensor according to claim 4, wherein the slip ring is configured by combining an angle detector and configured to obtain detection data with respect to a rotational angle position of the rear wheel. 前記スリップリングからの出力値は、前記後輪車軸の左右何れかの側から出力されることを特徴とする請求項４又は５に記載の鞍乗型車両のトラクションセンサ。   The traction sensor for a saddle type vehicle according to claim 4 or 5, wherein the output value from the slip ring is output from either the left or right side of the rear wheel axle. 前記エンジン駆動力の実波形が該エンジン駆動力の変化率の設定閾値を超えたときにトラクション制御が開始され、前記設定閾値に向かってトラクション制御が介入され、前記エンジン駆動力の実波形が前記設定閾値と一致したときトラクション制御が終了することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の鞍乗型車両のトラクションセンサ。   Traction control is started when the actual waveform of the engine driving force exceeds a set threshold value of the rate of change of the engine driving force, traction control is intervened toward the set threshold value, and the actual waveform of the engine driving force is The traction sensor for a straddle-type vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the traction control ends when the set threshold value is met.
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