JP2017065561A5 - - Google Patents
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Description
本発明の乗物のバンク角検出装置において、さらに、乗物に働く前後軸心周りの力を検出する慣性力センサを備え、前記補正手段は、慣性力センサにより検出された前記前後軸心周りの第1の力から、乗物に働く前後軸周りの角加速度による第2の力を除いて、乗物に働く前後軸心周りの慣性力を得る算出手段を有し、前記補正手段は、前記算出手段により算出された前記前後軸心周りの慣性力に基づいて、前記乗物バンク角θfを推定することが好ましい。この構成によれば、慣性力センサでは、加速度と力とが合成されて検出されるが、過渡状態等に生じる加速度の影響を除くことで、慣性力センサを用いて検出精度を向上できる。
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。
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態のバンク角検出装置20は、対地速度検出装置50で算出された対地速度Vを車速として用いているが、対地速度検出装置50はなくてもよく、車輪速センサ24の車速vを用いてもよい。また、バンク角推定手段28は、上記実施形態のものに限定されない。
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