JP2017065560A5 - - Google Patents

Description

自動二輪車において、対地速度を検出する場合、前輪回転数と予め定める車輪の半径とから求めることが多い（例えば、特許文献１）。

上記目的を達成するために、本発明の車両の対地速度検出装置は、バンクした状態で旋回する車両の対地速度検出装置であって、車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、車体のバンク量を検出するバンク量センサと、車体のバンク量に対応する、車軸と車輪の路面接地点との間の径方向寸法を記憶した記憶手段と、前記バンク量センサで検出されたバンク量に対応する前記径方向寸法を前記記憶手段から抽出し、抽出された前記径方向寸法と前記車輪速センサで検出された車輪の回転速度とに基づいて、車両の対地速度を算出する対地速度算出手段とを備えている。

この構成によれば、旋回時のバンク量に対応する車輪の半径に基づいて、対地速度、すなわち車速が算出されるので、旋回時であっても、車速を精度よく検出することができる。

前輪と後輪の両方で対地速度を検出可能に構成される場合、前記予め定める選択条件は、対地速度を算出する車輪を後輪とする後輪選択条件を有し、前記後輪選択条件は、前輪が浮いたことまたは前輪が路面に対してスリップしたことを含み、前記後輪選択条件が満たされた場合、後輪を用いて対地速度を算出し、前記後輪選択条件が満たされない場合、前輪を用いて対地速度を算出することが好ましい。駆動輪となる後輪はスリップしやすいが、この構成によれば、前輪を用いて対地速度を算出しているので、車速を精度よく検出することができる。また、前輪がスリップ、ウイリー等で路面から離れた場合は、後輪を用いて対地速度を算出するので、車速の検出精度が向上する。

バンク角推定手段２８は、図４に示す車体と積載体とを含む移動体に働く遠心力ＣＦと、旋回時に前記移動体に働く重力ＧＦとが釣り合う状態に基づいて、前後軸に垂直な仮想面において移動体重心の鉛直線に対する傾き、本実施形態では車輪５の下面の幅方向中心Ｗ１と移動体の重心Ｇ１とを結ぶ移動体軸線Ａ１の傾きである移動体バンク角θｂを推定する。図９に示すように、車体の傾斜時には、接地点ＣＰは車輪５の幅方向中心Ｗ１からずれている。移動体軸線Ａ１を、車輪５の接地点ＣＰと移動体の重心Ｇ１とを結ぶ直線としてもよい。

図３に示すように、バンク角検出装置２０は、角速度センサ２２と、自動二輪車の前後輪の回転速度をそれぞれ検出するための車輪速センサ２４と、前記バンク角推定手段２８とを備えている。バンク角推定手段２８は、角速度センサ２２により検出された角速度ωと、傾斜角度αと、車輪速センサ２４により検出された車輪回転速度ｖおよび後述する車輪の半径ｒａから算出された対地速度Ｖ（以下、単に「車速」という場合がある。）とに基づいて自動二輪車の推定バンク角θｂを求める。

補正手段３０は、算出手段３２により算出された車体に働く前後軸心周りの慣性力ＩＦ１と、バンク角検出装置２０により検出された移動体バンク角θｂとから上記差分値θａを算出する差分値算出手段３５を有している。補正手段３０は、さらに、差分値算出手段３５により算出された差分値θａと、バンク角推定手段２８により算出された移動体バンク角θｂとから車体の推定バンク角を算出する車体バンク角推定手段３７を有している。

図３のヨーレート推定手段４２は、上記（５）式に基づいて、前回の移動体バンク角θｂｏと車輪速センサ２４から算出された車速Ｖとから、推定ヨーレートＲ（＝ｇ・ｔａｎθｂｏ／Ｖ）を算出する。ヨーレート補正回路４３は、前回の車体の推定バンク角θｂ（リーウィズ状態では、θｆ＝θｂ）に基づいて前記推定ヨーレートＲにｃｏｓθｂを乗じて、推定ヨーレートＲを補正する。ヨーレート成分推定手段４４は、補正された推定ヨーレートＲ・ｃｏｓθｂにｃｏｓαを乗じて、角速度センサ２２で検出されるであろうヨーレート成分Ｒ・ｃｏｓθｂ・ｃｏｓαを算出する。負帰還回路４６は、角速度センサ２２から計測される角速度ω（＝Ｐ・ｓｉｎα＋Ｒ・ｃｏｓθｂ・ｃｏｓα）から、前記ヨーレート成分Ｒ・ｃｏｓθｂ・ｃｏｓαを減算して、角速度センサ２２の検出角速度ωに含まれるであろうロールレート成分Ｐ・ｓｉｎαを出力する。

ロールレート推定回路３６は、推定ロールレート成分Ｐ・ｓｉｎαをｓｉｎαで除して、推定ロールレートＰ（上記（７）式）を算出する。つまり、ロールレート推定回路３６は、角速度センサ２２で検出した検出角速度ωから、検出角速度ωに含まれるヨーレート成分Ｒ・ｃｏｓθｂ・ｃｏｓα、すなわち（ｇ／Ｖ）・ｓｉｎθｂ・ｃｏｓαを減ずることでロールレート成分Ｐ・ｓｉｎαを求め、この値をｓｉｎαで除して推定ロールレートＰを算出している。このように、ロールレート推定回路３６は角速度センサ２２からの検出角速度ωと、ヨーレート推定手段４２に入力される車速Ｖとに基づき、推定ロールレートＰを算出している。角速度積分回路３８は、前記推定ロールレートＰを積分して移動体バンク角θｂを算出する（上記（８）式）。

第１記憶手段５２から、バンク角検出装置２０で検出された車体の推定バンク角θｆに対応する車輪の半径ｒａが抽出され、対地速度算出手段５４に出力される。対地速度算出手段５４は、この車輪の半径ｒａから円周長を求め、この円周長と車輪速センサ２４で検出された車輪の回転速度ｖを乗算器５４で乗算して対地速度Ｖを算出する。本実施形態では、この対地速度Ｖを車速として用いている。

抽出工程Ｓ１１では、バンク角推定工程Ｓ１０で得られた車体の推定バンク角θｆに対応する車輪の径方向寸法を第１記憶手段５２から抽出する。抽出工程Ｓ１１は、車輪選択工程Ｓ１３と、前輪抽出工程Ｓ１４と，後輪抽出工程Ｓ１５とを有している。車輪選択工程Ｓ１３では、車体の情報から選択条件５５に基づいて、対地速度の算出を行う車輪を選択する。詳細には、車輪選択工程Ｓ１３では、後輪選択条件を満足するかの判定が行われ、後輪選択条件を満足しない場合は前輪抽出工程Ｓ１４に進み、満足する場合は後輪抽出工程Ｓ１５に進む。

また、ローパスフィルタ２７により、慣性力センサ２６の出力ＩＦに含まれる車体振動成分や、路面の凹凸による車体衝撃成分が除かれる。また、急変防止手段３４により、ノイズが除去され、推定ロールレートＰを微分した際に微分値が急変化するのを防ぐことができる。その結果、前後軸心周りの慣性力ＩＦ１の算出精度が向上する。

さらに、車体軸線Ｃ３に対するライダーの姿勢角θｒを推定するライダー姿勢推定装置５６が設けられている。このように推定したライダーの姿勢を、例えばレコーダに記録することで、走行後に旋回時のライダーの姿勢を確認できる。このように、走行後にライダー姿勢を確認することで、運転技術の向上、転倒原因の解析等に役立てることができる。その他に、ライダーの姿勢角θｒに基づいて、エンジン、車体の制御を行うこともできる。具体的には、ライダーの姿勢角θｒを把握することで、コーナー進入時の操作または、コーナー離脱時の操作が把握され、コーナー進入または離脱に応じたエンジン制御、車体制御を行うことができる。

５ 前輪
８ 後輪
２０ バンク角検出装置（バンク量センサ）
２４ 車輪速センサ
５０ 対地速度検出装置
５４ 対地速度算出手段
５５ 選択条件
５８ 第２記憶手段

Claims (1)

1. バンクした状態で旋回する車両の対地速度検出装置であって、
   車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、
   車体のバンク量を検出するバンク量センサと、
   車体のバンク量に対応する、車軸と車輪の路面接地点との間の径方向寸法を記憶した記憶手段と、
   前記バンク量センサで検出されたバンク量に対応する前記径方向寸法を前記記憶手段から抽出し、抽出された前記径方向寸法と前記車輪速センサで検出された車輪の回転速度とに基づいて、車両の対地速度を算出する対地速度算出手段と、を備えた車両の対地速度検出装置。