JP2017206170A - 回転補助装置、鞍乗型車両及び回転補助方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鞍乗型車両におけるウィーブモードによる振動の収束性を良くする。【解決手段】回転補助装置は、バーハンドル８の回転を車輪に伝達する操舵系２９に対して、トルクを付与する回転補助装置である。回転補助装置は、操舵系２９に付与するトルクを発生させる駆動部７０を備える。駆動部７０は、バーハンドル８の操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルク、及び、操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを含む範囲でトルクを発生するよう制御される。操舵トルクが第１閾値より大きいときに、車速が上昇すると駆動部のトルクが、プラス方向からマイナス方向へ転じる。【選択図】図８

Description

本発明は、バーハンドルを有する鞍乗型車両において、操舵系統の回転を補助する技術に関する。

従来、ステアリングダンパを備える自動二輪車が提案されている。例えば、下記特開２０１０−２６９７８９号公報には、減衰係数を電子的に調整可能なステアリングダンパが開示されている。このステアリングダンパは、ステアリングの回転速度に従って調節された減衰トルクをステアリング組立体に付与する。ステアリングダンパの瞬時減衰係数は、二輪自動車のヨーレートを含む制御変数に基づいて計算される。これにより、ウォッブル振動モードとウィーブ振動モードの両方に対して有効なステアリングダンパの制御が提供される。

特開２０１０−２６９７８９号公報

上記従来の構成においては、ステアリングダンパの減衰係数を、ステアリングの回転速度及びヨーレート等を用いて計算する。この計算により、ウォッブルモードに起因する振動と、ウィーブモードに起因する振動の両方を減衰できるような減衰係数が求められる。そのため、計算が複雑になり、制御処理が複雑になる。

そこで、本願は、従来とは異なる方法で、ウィーブモードによる振動の収束性を良くする回転補助装置、鞍乗型車両、及び回転補助方法を開示する。

課題を解決するための手段及び発明の効果

発明者らは、ウィーブモード（weave mode）について注意深く観察した。ウィーブモードは、鞍乗型車両の振動現象の１つのである。ウィーブモードは、車体のヨー軸回りの回転とロール軸回りの回転が連成した振動モードである。これに対して、車体の操舵系の回転軸回りの回転が主となる振動モードが、ウォブルモード（wobble mode）である。

操縦テストを繰り返した結果、発明者らは、車両にウィーブモードの振動が起きているときに、ライダーがバーハンドルの振動を抑えようとして、バーハンドルに力を入れると、ウィーブモードの振動が収束しにくくなる場合があることがわかった。すなわち、車両にウィーブモードの振動が起きているときに、ライダーからバーハンドルに対してトルクが入力されると、ウィーブモードの収束性が悪くなることがわかった。

そこで、発明者は、車両走行中に、操舵系に対して、駆動部で発生させた様々なトルクを与えてウィーブモードの収束性を試験した。その結果、車両にウィーブモードの振動が起きているときに、ライダーのバーハンドルに対するトルク入力に対して反対方向のトルクを与えると、ウィーブモードの振動の収束性が高められることを見出した。また、ウィーブモードの振動は、低速域では発生しにくいことがわかった。

これらの知見に基づいて、発明者らは、バーハンドルから操舵トルクが入力されているときに車速が上昇した際に、操舵系に対して付与するトルクを、操舵トルクと同じ方向すなわちプラス方向から操舵トルクと反対方向すなわちマイナス方向へ転じることに想到した。これにより、ウィーブモードの収束性を高められることが見出された。これに基づいて、発明者らは、下記の実施形態に想到した。

本発明の実施形態における回転補助装置は、バーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系に対して、トルクを付与する回転補助装置である。前記回転補助装置は、前記操舵系に付与するトルクを発生させる駆動部を備える。前記駆動部は、前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルク、及び、前記操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを含む範囲でトルクを発生するよう制御される。前記操舵トルクが第１閾値より大きいときに、車速が上昇すると前記駆動部のトルクが、前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる（第１の構成）。

上記第１の構成において、駆動部は、操舵トルクと同じ方向のプラス方向及び操舵トルクと反対方向のマイナス方向の双方に渡る範囲のトルクを出力するよう制御される。そのため、プラス方向とマイナス方向の両方を含む広いレンジで操舵系にトルクを付与することができる。この構成において、操舵トルクが第１閾値より大きときに車速が上昇すると、駆動部のトルクが、プラス方向からマイナス方向へ転じる。これにより、車両におけるウィーブモードの振動を、効率良く収束させることができる。すなわち、ウィーブモードの振動の収束性がよくなる。

上記第１の構成において、前記操舵トルクが前記第１閾値より大きいときに、前記車速が第２閾値を越えると前記駆動部のトルクが前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じるよう、駆動部を制御することができる（第２の構成）。これにより、車速に応じて、適切なタイミングで、駆動部のトルクの方向をマイナス方向にすることができる。その結果、効率よくウィーブモードの振動の収束性を高めることができる。

上記第２の構成において、前記操舵トルクが前記第１閾値より大きいときに、前記車速が、前記第２閾値から第３閾値の間である場合に、前記駆動部のトルクが前記マイナス方向となるよう、駆動部を制御することができる（第３の構成）。これにより、適切な車速域で、駆動部のトルクの方向をマイナス方向にすることができる。その結果、効率よくウィーブモードの振動の収束性を高めることができる。

上記第３の構成において、前記車速が前記第２閾値より小さいときの、所定の大きさの操舵トルクに対して前記駆動部から付与されるプラス方向のトルクの最大値は、前記車速が前記第３閾値より大きいときの、前記所定の大きさの操舵トルクに対して前記駆動部から付与されるプラス方向のトルクの最大値より、大きくすることができる（第４の構成）。

第４の構成において、低速域の操舵アシストを、高速域の操舵アシストより大きくすることができる。すなわち、駆動部により操舵系に付与されるプラス方向のトルクは、低速域で最も大きくなり、低速域と高速域の間の中速域で最も小さくなる（すなわち付与トルクがマイナスになる）よう制御される。これにより、操舵トルクと同じ方向のアシストが必要な低速域でプラス方向のアシストを大きくし、ウィーブモードの振動が発生しやすい中速域でマイナス方向のアシストとすることができる。そのため、車速に応じた適切な操舵系へのトルクの付与が可能になる。

上記第１〜４のいずれかの構成において、前記駆動部のトルクが、前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じた後、さらに車速が上昇すると、前記駆動部のトルクの大きさは、車速の上昇に伴って小さくなるよう制御されてもよい（第５の構成）。これにより、より効率よくウィーブモードの振動の収束性を高めることができる。

上記第１〜５のいずれかの構成において、前記駆動部のトルクが前記プラス方向の場合、前記操舵トルクが増加するに従って前記駆動部のトルクが大きくなるよう前記駆動部を制御することができる（第６の構成）。これにより、ウィーブモードの振動が発生しにくい車速の時は、操舵トルクに応じて、操舵トルクと同じ方向のトルクが操舵系に付与される。すなわち、ライダーのバーハンドルの操作をアシストすることができる。

上記第１〜６のいずれかの構成において、前記回転補助装置は、前記バーハンドルの操舵トルクを検出するトルク検出部と、前記車速を検出する車速センサと、前記トルク検出部で検出された操舵トルクと、前記車速センサで検出された車速に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御部とを備えることができる（第７の構成）。

上記第７の構成により、操舵トルク及び車速に基づいて駆動部が発生するトルクを決定することができる。これにより、ウィーブモードの振動の収束性をよくすることができる。駆動制御部は、操舵トルクが第１閾値より大きいときに車速が上昇すると、駆動部が発生させるトルクの方向を、プラス方向からマイナス方向へ転じることができる。

上記第１〜第７のいずれかの構成の回転補助装置を備える鞍乗型車両も、本発明の実施形態に含まれる。

本発明の実施形態における回転補助方法は、バーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系へトルクを付与する回転補助方法である。前記回転補助方法は、駆動部に、前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルクを発生させ、発生したトルクを前記操舵系へ伝達する工程と、前記駆動部に、前記操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを発生させ、発生したトルクを前記操舵系へ伝達する工程とを有する。前記操舵トルクが第１閾値以上のときに車速が上昇すると前記駆動部のトルクが前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 図１に示した車両の一部を示す正面図である。 トップブリッジの上面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 ハンドルホルダのロア部材を示す図である。 図４の拡大図である。 回転補助装置の構成例を示す機能ブロック図である。 回転補助装置を含む自動二輪車の構成例を示す機能ブロック図である。 操舵系に付与するトルクの方向と、操舵トルク及び車速との関係の一例を示すグラフである。 駆動制御部の処理の流れの一例を示す図である。 操舵トルクとアシスト指令値との対応関係の一例を示すグラフである。 出力指令値の一例を示すグラフである。 トルク付与の変形例を示すグラフである。 トルク付与の変形例を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図面において、矢印Ｆは、車両の前方向を示している。矢印Ｂは、車両の後方向を示している。矢印Ｕは、車両の上方向を示している。矢印Ｄは、車両の下方向を示している。矢印Ｒは、車両の右方向を示している。矢印Ｌは、車両の左方向を示している。直立し無転舵状態の車両の上下方向は、鉛直方向と一致する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車１の側面図である。図１に示すように、自動二輪車１は、バーハンドル８と、車体フレーム２と、車体フレーム２に懸架されるエンジン３と、車体フレーム２の前部に取り付けられる前輪４と、車体フレーム２の後部に取り付けられる後輪５とを備えている。エンジン３により後輪５が駆動される。バーハンドル８は、車体フレーム２に対して回転可能に取り付けられる。バーハンドル８の回転は、操舵輪である前輪４へ伝達される。ライダーはバーハンドル８を操作することで、自動二輪車１を操舵する。自動二輪車１は、車体フレーム２を車両の左右方向に傾けて旋回可能な車両である。バーハンドル８の可動範囲は、１８０度（二分の一回転）以下である。この可動範囲は、バーハンドル８を左に最大限操作したときの舵角と、右に最大限操作したときの舵角との差（lock to lock）とする。

自動二輪車１では、車体フレーム２の前部にヘッドパイプ１０が一体的に形成される。ヘッドパイプ１０にはステアリングシャフト９が貫通している。ステアリングシャフト９は、車体フレーム２の一部であるヘッドパイプ１０に回転可能に支持される。ステアリングシャフト９の上部にトップブリッジ５０が接続される。ステアリングシャフト９の下部にボトムブリッジ１４が接続される。トップブリッジ５０及びボトムブリッジ１４は、ステアリングシャフト９に固定され、ステアリングシャフト９とともに回転する。

トップブリッジ５０には、伝達部材２０が接続される。伝達部材２０に、バーハンドル８が接続される。すなわち、バーハンドル８とステアリングシャフト９は、伝達部材２０を介して接続される。ステアリングシャフト９は、バーハンドル８の回転に応じて回転する。

ステアリングシャフト９の左右には、それぞれ左緩衝器６及び右緩衝器７が配置される。左緩衝器６及び右緩衝器７は、トップブリッジ５０及びボトムブリッジ１４に固定される。左緩衝器６及び右緩衝器７は、下端部で、前輪４を回転自在に支持する。左緩衝器６及び右緩衝器７は、フロントフォークを形成する。左緩衝器６および右緩衝器７は、前輪４を車体フレーム２に対して上下方向に変位可能に支持する。

図１に示す自動二輪車１において、伝達部材２０、トップブリッジ５０、ボトムブリッジ１４、左緩衝器６、右緩衝器７、及びステアリングシャフト９は、バーハンドル８の回転を前輪４に伝達する操舵系２９（操舵力伝達機構）の一例である。操舵系２９は、バーハンドル８と車輪の間に設けられ、バーハンドル８の回転に応じて回転することで、車輪にバーハンドル８の回転を伝達する。操舵系２９は、車体フレーム２（図１の例では、ヘッドパイプ１０）に対して回転可能に支持される。

自動二輪車１は、操舵系２９の回転にトルクを付与する回転補助装置を備える。自動二輪車１には、回転補助装置の一部として、操舵系に付与するトルクを発生させるモータ７０（駆動部の一例）が設けられる。モータ７０の回転は、減速機８０を介してステアリングシャフト９に伝達される。モータ７０は、取付部８５ａによって、ヘッドパイプ１０に取り付けられる。回転補助装置の詳細については、後述する。

図２は、図１に示した自動二輪車１の一部の正面図である。図２に示すように、正面から見て、左緩衝器６及び右緩衝器７の間に、ヘッドパイプ１０が配置される。左緩衝器６及び右緩衝器７、ヘッドパイプ１０及びステアリングシャフト９は、平行に配置される。

ヘッドパイプ１０は上下方向に延びる筒状の部材である。ステアリングシャフト９は、ヘッドパイプ１０の内部に回転可能に支持されている。ステアリングシャフト９は、上下方向に延びる操舵軸線Ａ回りに回転可能である。ステアリングシャフト９の上部は、トップブリッジ５０に固定されている。

トップブリッジ５０には、ステアリングシャフト９の上部と、左緩衝器６の上部と、右緩衝器７の上部とが接続される。ステアリングシャフト９、左緩衝器６、及び右緩衝器７は、いずれも、トップブリッジ５０に対して回転不能に取り付けられる。トップブリッジ５０は、ステアリングシャフト９、左緩衝器６、及び右緩衝器７を連結する。トップブリッジ５０は、ヘッドパイプ１０の上端よりも上方に設けられている。また、トップブリッジ５０は、バーハンドル８より下方に設けられている。

トップブリッジ５０よりも下方において、左緩衝器６と右緩衝器７を連結するボトムブリッジ１４が設けられる。左緩衝器６及び右緩衝器７をボトムブリッジ１４に対して回転不能に固定される。このボトムブリッジ１４は、ヘッドパイプ１０よりも下方に設けられている。ボトムブリッジ１４の下方において、前輪４が、左緩衝器６及び右緩衝器７によって左右から支持される。これにより、ステアリングシャフト９、左緩衝器６、右緩衝器７、及び前輪４は、操舵軸線Ａ回りに一体的に回転可能である。

図３は、トップブリッジ５０の上面図である。図３に示すように、トップブリッジ５０の左部に、左緩衝器６の上部が嵌め込まれる左支持孔５１が設けられている。トップブリッジ５０の右部に、右緩衝器７の上部が嵌め込まれる右支持孔５２が設けられている。

トップブリッジ５０の左右方向の中央部であってトップブリッジ５０の後部には、後支持孔５３が設けられている。後支持孔５３には、ステアリングシャフト９の上部が嵌め込まれる。トップブリッジ５０の左右方向の中央部であって後支持孔５３の前方には、前支持孔５４が設けられている。前支持孔５４の内周面にはスプライン溝が形成されている。前支持孔５４には、伝達部材２０の一部である軸部材１２（後述）が嵌め込まれる。

バーハンドル８が回転すると、トップブリッジ５０が操舵軸線Ａ（図２参照）回りに回転する。トップブリッジ５０が回転すると、トップブリッジ５０の左部に固定された左緩衝器６とトップブリッジ５０の右部に固定された右緩衝器７も操舵軸線Ａ回りに移動する。これにより、左緩衝器６および右緩衝器７に支持された前輪４が転舵される。このようにしてライダーがバーハンドル８を操作すると、このバーハンドル８の操作に応じて前輪４が転舵される。

（伝達部材２０）
次に、図４を用いて、バーハンドル８に入力された操舵力が伝達部材２０を介してトップブリッジ５０に伝達される様子を説明する。図４は、図２のＶＩ−ＶＩ断面図である。

図４に示す例では、伝達部材２０は、バーハンドル８に固定されたハンドルホルダ２１（第一部の一例）と、トップブリッジ５０に固定された軸部材１２（第二部の一例）と、トルク伝達部１３とを備えている。

軸部材１２は、ステアリングシャフト９よりも前方でトップブリッジ５０に固定されている。軸部材１２は、その軸線がステアリングシャフト９と同じ方向に延びる筒状の部材である。軸部材１２の下部は、トップブリッジ５０の前支持孔５４にスプライン嵌合されている。軸部材１２はトップブリッジ５０に対して相対回転不可能に固定されている。

軸部材１２は、バーハンドル８に操舵力が入力されたときに、操舵力に応じてハンドルホルダ２１に対して相対変位する。本実施形態では、バーハンドル８に操舵力が入力されたときに、操舵力に応じてハンドルホルダ２１が軸部材１２に対してトルク伝達部１３の中心軸線Ｂ回りに相対回転する。

（ハンドルホルダ２１）
ハンドルホルダ２１は、トップブリッジ５０より上方に設けられている。ハンドルホルダ２１はバーハンドル８を保持している。ハンドルホルダ２１は、ロア部材３０とアッパー部材４０を備えている。アッパー部材４０はロア部材３０の上部に固定されている。ロア部材３０のロアハンドル受け部３１と、アッパー部材４０のアッパーハンドル受け部４１が、バーハンドル８を挟み込み、バーハンドル８を固定している。

ハンドルホルダ２１は、軸部材１２が挿通される貫通孔３２を有する。貫通孔３２の上部には、上軸受１７が設けられる。上軸受１７の内輪は、軸部材１２に固定され、上軸受１７の外輪は、ハンドルホルダ２１に固定される。これにより、軸部材１２は、ハンドルホルダ２１の貫通孔３２に、回転可能に配置される。

ハンドルホルダ２１の下部には、下軸受１６が設けられる。下軸受１６の外輪は、ハンドルホルダ２１に固定される。下軸受１６の内輪は、トップブリッジ５０に固定される。これにより、ハンドルホルダ２１は、トップブリッジ５０に回転可能に支持される。

図５はハンドルホルダ２１のロア部材３０を示す図である。図５（ａ）はロア部材３０の上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ断面図である。図５（ａ）に示すように、ロア部材３０には、軸部材１２が挿通される貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２に上軸受１７が設けられている。この上軸受１７の内輪１７ａは、前述したように軸部材１２が回転不可能に固定される。この貫通孔３２の左右それぞれに、ロアハンドル受け部３１が形成される。

ロア部材３０の上面に、一対の第一ねじ穴３３が設けられている。一対の第一ねじ穴３３は、ロアハンドル受け部３１の前後に配置されている。アッパー部材４０を、アッパーハンドル受け部４１がロアハンドル受け部３１に対向するように、ロア部材３０に対して位置合わせし、第一ねじ穴３３にねじをねじ込むことにより、アッパー部材４０がロア部材３０に固定される。

図５（ｂ）に示すように、ロア部材３０の下面に、第二ねじ穴３４が設けられている。第二ねじ穴３４は、貫通孔３２の左右に設けられる。ロア部材３０の左部の第二ねじ穴３４に、左補助伝達部材１９が、ねじ込まれている。ロア部材３０の右部の第二ねじ穴３４に、右補助伝達部材１８が、ねじ込まれている。一対の第二ねじ穴３４はそれぞれ、トップブリッジ５０に設けられた左中間孔５５および右中間孔５６（図３参照）と対応する位置に設けられている。そのため、左補助伝達部材１９及び右補助伝達部材１８は、トップブリッジ５０の左中間孔５５及び右中間孔５６を、それぞれ貫通する。

（トルク伝達部１３）
図６は、図４の一部の拡大図である。図６に示すように、軸部材１２とハンドルホルダ２１との間にトルク伝達部１３が設けられている。トルク伝達部１３は金属製の円筒部材である。円筒状のトルク伝達部１３の内径は軸部材１２の外径とほぼ等しい。トルク伝達部１３の内周面は、軸部材１２の外周面を囲んでいる。トルク伝達部１３は、軸部材１２の外側かつハンドルホルダ２１の内側に配置される。トルク伝達部１３は、一部においてハンドルホルダ２１に固定され、他の一部において軸部材１２に固定される。

具体的には、トルク伝達部１３の下部の内周面にはスプライン溝が設けられている。トルク伝達部１３の下部は、ロア部材３０に固定されず、軸部材１２の外周面にスプライン嵌合されている。トルク伝達部１３の上部の外周面にはスプライン溝が設けられている。トルク伝達部１３の上部は、軸部材１２に固定されず、ロア部材３０にスプライン嵌合されている。

バーハンドル８から操舵力が作用してハンドルホルダ２１が軸部材１２に対して回転すると、トルク伝達部１３が捻れてロア部材３０から軸部材１２へ操舵力を伝達する。つまり、バーハンドル８に入力された操舵力は、トルク伝達部１３を介してトップブリッジ５０に伝達される。

（補助伝達部材１８、１９）
なお、本実施形態においては、操舵力は、トルク伝達部１３の他に、右補助伝達部材１８および左補助伝達部材１９を介して、バーハンドル８からトップブリッジ５０に伝達される。

図３に示すように、トップブリッジ５０には、左支持孔５１と後支持孔５３の間であって後支持孔５３よりも前方に、左中間孔５５が設けられている。この左中間孔５５の内周面にゴムリング５７が嵌め込まれている。また、右支持孔５２と後支持孔５３の間であって、後支持孔５３よりも前方に、右中間孔５６が設けられている。この右中間孔５６の内周面にゴムリング５７が嵌め込まれている。

ロア部材３０に固定された左補助伝達部材１９はトップブリッジ５０の左中間孔５５を貫通する。ロア部材３０に固定された右補助伝達部材１８はトップブリッジ５０の右中間孔５６を貫通している。

図３に示したように、左補助伝達部材１９と左中間孔５５の内周面との間にはゴムリング５７が設けられている。右補助伝達部材１８と右中間孔５６の内周面との間にはゴムリング５７が設けられている。ライダーがバーハンドル８に操舵力を作用させると、トルク伝達部１３が捩じられた後に、ゴムリング５７が弾性変形し、ゴムリング５７を介して左補助伝達部材１９が左中間孔５５の内壁に操舵力を作用させる。また、トルク伝達部１３が捩じられた後に、ゴムリング５７が弾性変形し、ゴムリング５７を介して、右補助伝達部材１８が右中間孔５６の内壁に操舵力を作用させる。

つまり、左補助伝達部材１９および右補助伝達部材１８が、補助的に、バーハンドル８に入力された操舵力をトップブリッジ５０に伝達する。このように、トルク伝達部１３のみに操舵力が作用しないので、トルク伝達部１３に要求される剛性が大きくならず、トルク伝達部１３の大型化が抑制されている。

（トルクセンサ９０）
本実施形態において、トルクセンサ９０は、磁歪型のトルクセンサである。図６に示すように、トルクセンサ９０は、被検出部としてのトルク伝達部１３と、検出部としてのピックアップコイル９１を備えている。ピックアップコイル９１は、トルク伝達部１３の外周に設けられている。ピックアップコイル９１は、搭載基板９２に固定されている。この搭載基板９２はハンドルホルダ２１のロア部材３０にブッシュ９３を介して固定されている。

図６において、矢視Ｔは力の伝達経路を示す。矢視Ｔで示したように、バーハンドル８に操舵力が入力されると、この力はハンドルホルダ２１に作用する。ハンドルホルダ２１のロア部材３０に入力された力は、トルク伝達部１３の上部に設けられたスプライン溝１３ｂを介してトルク伝達部１３に伝達される。さらにこの力は、トルク伝達部１３の下部に設けられたスプライン溝１３ａを介して軸部材１２に伝達される。軸部材１２は、スプライン溝１２ａおよびスプライン溝が設けられた前支持孔５４を介してトップブリッジ５０に該操舵力を伝達する。

トルク伝達部１３は、上部がロア部材３０（筒状部の一例）に固定され、下部が軸部材１２に固定されている。このため、バーハンドル８に操舵力が入力されると、トルク伝達部１３は捩じられる。そこで、ピックアップコイル９１がこの捩じれ量に応じた物理量の変化を検出する。ピックアップコイル９１に電気的に接続された電子回路により、この物理量が操舵力を示す値に変換される。

上記の構成では、自動二輪車１は、バーハンドル８に対して回転不能に連結された第一部（一例としてハンドルホルダ２１）と、ステアリングシャフト９に対して回転不能に連結された第二部（一例として軸部材１２）とを備える。第一部と第二部は、相対変位可能に接続されている。トルクセンサ９０は、これら第一部と第二部の相対変位に基づく物理量の変化を検出することにより、バーハンドル８の操舵トルクを検出する。上記例では、トルクセンサ９０は、第一部と第二部との間に設けられるトルク伝達部１３の歪みを測定することで、操舵トルクを検出する。トルクセンサ９０は、トルク検出部の一例である。

（トルク付与機構６０）
図４に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１は、ヘッドパイプ１０の前部にトルク付与機構６０を備えている。ヘッドパイプ１０の上下方向において、上から下に向かって、トルクセンサ９０、トップブリッジ５０、トルク付与機構６０がこの順に並んでいる。

トルク付与機構６０は、モータ７０と、減速機８０を備えている。モータ７０により発生したモータトルクは、減速機８０を介して、ステアリングシャフト９に作用する。

モータ７０は出力軸７１を有している。出力軸７１が操舵軸線Ａと平行となるように、モータ７０がヘッドパイプ１０に取り付けられている。モータ７０の出力軸７１は、ステアリングシャフト９の操舵軸線Ａより前方に設けられている。

減速機８０は、中間軸８１上に固定された第一歯車８２と第二歯車８３を有している。減速機８０の中間軸８１の軸線と、モータ７０の出力軸７１の軸線と、操舵軸線Ａは互いに平行である。第一歯車８２は、モータ７０の出力軸７１と噛み合っている。減速機８０の第二歯車８３は、ステアリングシャフト９の外周面に固定された第三歯車８４と噛み合っている。

モータ７０および減速機８０は、ハウジング８５の内部に設けられている。ハウジング８５は、後部に取付部８５ａを備えている。このハウジング８５の取付部８５ａは、トップブリッジ５０とヘッドパイプ１０に挟まれている。

モータ７０が駆動されて出力軸７１が回転すると、出力軸７１から減速機８０の第一歯車８２にモータトルクが伝達される。第一歯車８２が回転されると、これとともに第二歯車８３が回転する。第二歯車８３の回転は、ステアリングシャフト９の第三歯車８４に伝達される。このようにして、モータ７０のモータトルクがステアリングシャフト９に伝達される。

トルク付与機構６０は、モータ７０と、モータの回転をステアリングシャフト９に伝達する減速機８０を有する。また、トルク付与機構６０は、モータ７０と減速機８０を収容するハウジング８５を有する。ハウジング８５は、自動二輪車１の車体フレーム２の一部であるヘッドパイプ１０に取り付けられる。すなわち、モータ７０は、車体フレーム２に取り付けられ、操舵系（上記例ではステアリングシャフト９）の回転をアシストする構成である。

（回転補助装置）
図７は、回転補助装置１００の構成例を示す機能ブロック図である。回転補助装置１００は、バーハンドル８の回転を車輪４に伝達する操舵系２９に対して、トルクを付与する。回転補助装置１００は、操舵系２９に付与するトルクを発生させる駆動部７０を備える。本実施形態では、駆動部７０は、一例として、上記モータ７０で構成される。駆動部７０は、バーハンドル８の操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルク、及び、操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを含む範囲でトルクを発生するよう制御される。操舵トルクが第１閾値より大きいときに、車速が上昇すると駆動部７０のトルクが、プラス方向からマイナス方向へ転じる。これにより、車両におけるウィーブモードの振動を、効率良く収束させることができる。

駆動部７０の一例であるモータ７０は、操舵系２９に付与するトルクの基となる回転を出力する。モータ７０の出力軸７１の回転は、操舵系２９の一部であるステアリングシャフト９に伝達される。そのため、モータ７０の出力が、操舵系２９に付与するトルクを決定する。モータ７０の回転は、バーハンドル８の操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルク、及び、操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを含む範囲のトルクを発生するよう制御される。モータ７０の出力は、操舵トルクと車速に応じて決定することができる。なお、

（回転補助装置の構成例）
図８は、回転補助装置１００を含む自動二輪車１の構成例を示す機能ブロック図である。図８において、回転補助装置１００は、駆動制御部６１及びトルク付与機構６０で構成される。すなわち、図４に示したトルク付与機構６０は、回転補助装置の一部である。

駆動制御部６１は、モータ７０を制御する回路及び／又はプロセッサで構成することができる。駆動制御部６１は、例えば、ハウジング８５内の基板に設けることができる。或いは、自動二輪車１に搭載された電子制御ユニット（Electronic Control Unit（ＥＣＵ））を駆動制御部とすることができる。

回転補助装置１００は、さらに、トルクセンサ９０及び車速センサ６６を含むことができる。駆動制御部６１は、トルクセンサ９０で検出された操舵トルクと、車速センサ６６で検出された車速に基づいてモータ７０を制御する。

また、自動二輪車１は、舵角センサ４４を備えてもよい。舵角センサ４４は、バーハンドル８の舵角を検出する。舵角センサ４４は、例えば、操舵系２９（例えば、ステアリングシャフト９、伝達部材２０又はフロントフォーク等）に取り付けられ、車体フレーム２に対する操舵系２９の回転を検出するセンサとすることができる。駆動制御部６１は、舵角センサ４４で検出された舵角に関する信号を取り込むことができる。

駆動制御部６１は、モータ７０のドライバ７２（駆動回路）に対して制御信号を送る。また、駆動制御部６１は、トルクセンサ９０で検出された操舵トルクを示す信号、舵角センサ４４で検出された舵角に関する信号及び車速センサ６６で検出された車速に関する信号を取り込むことができる。

駆動制御部６１は、舵角検出部４３、トルクセンサ９０、車速センサ６６及びモータ７０のドライバ７２に接続される。駆動制御部６１は、舵角検出部４３からバーハンドル８の舵角及び舵角速度の情報を受け付ける。駆動制御部６１は、トルクセンサ９０からバーハンドル８の操舵トルクの情報を受け付ける。駆動制御部６１は、車速センサ６６から、自動二輪車１の車速の情報を受け付ける。駆動制御部６１は、舵角検出部４３で検出された舵角速度、トルクセンサ９０で検出された操舵トルク及び車速センサ６６で検出された車速から得られる車速に基づいて、モータ７０の出力を制御する指令値を計算する。駆動制御部６１は、計算した指令値を、モータ７０のドライバ７２に出力する。

駆動制御部６１の構成は、図８に示す例に限られない。例えば、駆動制御部６１は、操舵トルク、舵角速度、車速以外のデータを受け付けることができる。一例として、駆動制御部６１は、ライダー操作で入力された各種指示信号等を受け付けることができる。また、駆動制御部６１は、ＬＥＤ又はディスプレイを含む表示部に接続され、表示部を通じてライダーへ情報を出力する構成であってもよい。

＜舵角センサ＞
図８に示す例では、舵角センサ４４は、操舵系２９の回転角及び回転の向きを検出する。舵角センサ４４は、検出した回転角及び回転の向きに応じたデータを、バーハンドル８の舵角を示すデータとして、駆動制御部６１へ送る。ここで、バーハンドル８の舵角を示すデータは、例えば、バーハンドル８の回転角を示す値であってもよいし、ステアリングシャフト９又はその他操舵系２９の回転角、若しくは、前輪４の切れ角を示す値であってもよい。バーハンドル８の舵角速度は、バーハンドル８の回転の変化の度合いである。舵角速度は、バーハンドル８又は操舵系２９のうち一部の回転を検出することにより得ることができる。

舵角検出部４３は、舵角センサ４４が検出した舵角を舵角速度に変換する変換部４５を有する。変換部４５は、例えば、舵角を微分して舵角速度を演算する微分回路を含む構成とすることができる。なお、駆動制御部６１が、舵角センサ４４から受け取った舵角の値を用いて舵角速度を演算することもできる。この場合、舵角検出部４３は、変換部４５を備えなくてもよい。

＜トルクセンサ＞
トルクセンサ９０は、磁歪部９４、増幅部９５、及び変換部９６を含む。トルクセンサ９０は、上述したように、第一部（ハンドルホルダ２１）の回転を第二部（軸部材１２）に伝達するトルク伝達部１３の捩れを検出することで、操舵トルクを検出する。そのため、トルク伝達部１３は、磁歪部９４を含む。磁歪部９４は磁性体を含む。トルク伝達部１３において、磁歪部９４は、ピックアップコイル９１と、軸部材１２の径方向において対向する部分に形成される。変換部９６及び増幅部９５は、例えば、上記の搭載基板９２に搭載される。

バーハンドル８の回転によるトルクで磁歪部９４が歪むと、磁歪部９４の透磁率が変化する。磁歪部９４の透磁率変化により、ピックアップコイル９１に誘導電圧が発生する。この誘導電圧は、磁歪部９４にかかるトルクに応じた値になる。ピックアップコイル９１の電圧は、増幅部９５で増幅される。また、増幅部９５は、誘導電圧をＰＷＭ信号に変換してもよい。変換部９６は、増幅部９５で増幅された信号を、操舵トルクを示す値に変換する。操舵トルクを示す値は、駆動制御部６１へ送られる。増幅部９５で、異常が発生した場合は、増幅部９５から駆動制御部６１にエラー信号が送られる。

このように、トルクセンサ９０を磁歪側のトルクセンサとすることで、トーションバーを用いたトルクセンサに比べて、操舵力の伝達ロスを少なくすることができる。また、トルクセンサ９０の小型化が可能になる。

＜トルク付与機構＞
トルク付与機構６０は、上記のモータ７０及び減速機８０に加え、駆動制御部６１の制御信号に基づいてモータ７０を駆動するドライバ７２を有する。ドライバ７２は、例えば、モータ７０に交流電流を印加するインバータ等の駆動回路を含む。ドライバ７２は、駆動制御部６１から、制御信号として電流指令値を受け取り、電流指令値に応じてＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号によりインバータを駆動する。なお、上記のドライバ７２の動作の一部は、駆動制御部６１で実行されてもよい。

図８に示す例では、自動二輪車１は、モータ７０の電流を検出する電流センサ７３を備える。駆動制御部６１は、電流センサ７３で検出されたモータ電流を用いて、例えば、フィードバック制御を実行することができる。

＜車速センサ６６＞
車速センサ６６は、例えば、前輪又は後輪の回転速度を検出する構成であってもよいし、エンジンの出力スプロケットの回転数を検出する構成であってもよい。又は、車速センサは、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ及びギヤポジションを検出するギヤポジションセンサで構成されてもよい。

本例では、車速センサ６６は、前輪４の回転を検出し、前輪４の回転に応じたパルス信号を駆動制御部６１に送る。駆動制御部６１は、車速センサ６６から受け取ったパルス信号により車速を算出する。

＜駆動制御部６１＞
駆動制御部６１は、操舵トルク及び車速に応じたモータ７０の制御信号を生成しドライバ７２へ送る。そのため、駆動制御部６１は、操舵トルク及び車速を用いてモータ７０制御の指令値を計算する指令値算出部（図示せず）を有することができる。駆動制御部６１は、モータ７０の回転力と回転方向を示す指令値を計算する。駆動制御部６１は、操舵トルクと同じ方向の回転すなわちプラス方向の回転を示す指令値を計算する場合と、操舵トルクと反対方向の回転すなわちマイナス方向の回転を示す指令値を計算する場合がある。指令値を、プラス方向の回転を示す値とするかマイナス方向の回転を示す値とするかは、操舵トルク及び車速の組み合わせに応じて決定される。なお、駆動制御部６１は、操舵トルク及び車速以外にも、他の車両状態を示す値を用いて、指令値を計算してもよい。

これにより、モータ７０は、バーハンドル８で入力された操舵トルクと同じ方向の回転力と、操舵トルクと反対方向の回転力とを、操舵トルク及び車速に応じて切り替えて、操舵系２９に付与することができる。すなわち、駆動制御部６１により、プラス方向のトルクと、マイナス方向のトルクとが、操舵トルク及び車速に応じて切り替わるように、モータ７０の出力が制御される。

このように、モータ７０の回転は、操舵トルクと同じ方向の回転と、操舵トルクと反対方向の回転の双方を含むレンジで制御される。これにより、操舵力を増やすパワーステアリングと、操舵系２９の回転を減衰させるステアリングダンパの双方の機能をモータ７０により実現できる。

また、モータ７０を用いることで、操舵系２９に付与するトルクの方向（プラス方向のトルクとマイナス方向のトルク）の切り替わりがスムーズになる。そのため、プラス方向とマイナス方向の両方を含む広いレンジで切れ目なくスムーズに操舵系の回転をアシストすることができる。すなわち、パワーステアリングとステアリングダンパの切り替えを迅速且つスムーズに実行することが可能になる。

具体的には、駆動制御部６１は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きいときに、車速が上昇すると操舵系２９へ付与するトルクの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じるよう、モータ７０を制御することができる。すなわち、モータ７０は、ある一定の大きさより大きな操舵トルクが入力される状況下において、車速が上昇した場合、操舵系２９に付与するトルクの方向を、操舵トルクと同じプラス方向から操舵トルクと反対のマイナス方向に切り替えるよう制御される。

例えば、車両が低速域で一定の速度で走行している時に、ライダーがバーハンドル８に対して、第１閾値Ｔｈ１より大きい操舵トルクを付与すると、バーハンドル８の操作方向と同じ方向の回転がモータ７０によって操舵系２９に付与される。そのため、ライダーが、操舵の意図を持ってある程度の力でバーハンドル８を操作する場合は、軽い動作でバーハンドル８を操作することができる。

ウィーブモードは、低速域よりも高速域で発生しやすい。ウィーブモードの振動が発生した場合、車体フレーム２において、ロール軸回りの回転とヨー軸回りの回転が同時に発生する。このウィーブモードにより、操舵系２９も車体フレーム２に対して回転するセルフステアが発生する。ライダーが、バーハンドル８を把持して、このセルフステアを抑えようとすると、操舵系２９に操舵トルクが発生する。本実施形態では、駆動制御部６１は、操舵トルクが発生している場合、低速域では、プラス方向のトルクをモータ７０に発生させ、高速域では、マイナス方向のトルクをモータ７０に発生させる。これにより、第１閾値以上の操舵トルクが発生しているときのモータ７０のトルクの方向は、車速の上昇に伴ってプラス方向からマイナス方向（操舵トルクと反対方向）へ転じる。これにより、ウィーブモードが発生しやすい車速域において、ライダーのバーハンドル８に対する入力が、モータ７０のトルクによりキャンセルされる。そのため、ライダーがバーハンドル８を把持する動作は、車体に発生するセルフステアを妨げない。すなわち、ライダーのバーハンドル８を抑制する操作によってウィーブモードの収束性が悪化するのを防ぐことができる。結果として、ウィーブモードの収束性がよくなる。

上記のように、自動二輪車１が低速走行中で、車速が上昇していない時に、ライダーの意図するバーハンドル８の操作に対しては、バーハンドル８の回転を促す力が働く。そのため、ウィーブモードの振動が起こりにくい低速域では、ライダーの意図する操舵に対して操舵を促す方向にアシストすることができる。これに対して、車速が上昇して、自動二輪車１にウィーブモードの振動が発生した場合には、バーハンドル８の回転に抵抗する力が働く。そのため、ウィーブモードの振動が起こりやすい車速域において、ライダーのバーハンドル８に対する入力をキャンセルすることができる。また、車速上昇時に、ウィーブモードの振動が発生していない場合であっても、バーハンドル８が重くなり、操縦安定性が増す。すなわち、ライダー及び車両の状況に応じた適切なアシストが可能になる。

駆動制御部６１は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きく、かつ、車速が第２閾値Ｔｈ２より大きいときに、操舵系２９へ付与するトルクの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じるよう、モータ７０を制御することができる。これにより、モータ７０は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きいときに、車速が第２閾値Ｔｈ２を越えた場合に、出力するトルクの方向を、操舵トルクと同じプラス方向から操舵トルクと反対のマイナス方向に切り替える。そのため、モータ７０は、車速が第２閾値Ｔｈ２より小さい場合は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きくても、出力するトルクの方向を、プラス方向からマイナス方向へ切り替えないようになる。

これにより、車速が、第２閾値Ｔｈ２より小さい低速域の場合は、アシストの方向がプラス方向となる。そのため、ウィーブモードの振動が発生しにくく、操舵するのに比較的大きな力が必要となる低速域では、ライダーのバーハンドル８に対する操作をアシストできる。その結果、ライダーの意図及び車両の状態に応じた適切な操舵アシストが可能になる。

また、駆動制御部６１は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きく、かつ車速が第２閾値Ｔｈ２より大きく第３閾値Ｔｈ３より小さいときに、操舵系２９に付与するトルクの方向が、マイナス方向となるよう、モータ７０を制御することができる。これにより、モータ７０は、車速が第３閾値を越えると、操舵トルクと同じ方向のトルクを操舵系２９に付与するか、または、トルクを付与しない。

車両にウィーブモードの振動が発生した場合、さらに車速を上げるとウィーブモードの振動が収まることが多い。また、車両が高速で走行している時は、バーハンドル８を回転させるのに要する力が大きくなる。そのため、車速が第３閾値Ｔｈ３より大きいときに、モータ７０が、０又はプラス方向のトルクを操舵系２９へ付与することで、車両の状態に応じた適切な操舵アシストが可能になる。

駆動制御部６１は、モータ７０のトルクが、プラス方向からマイナス方向へ転じた後、さらに車速が上昇すると、モータ７０のトルクの大きさが車速の上昇に伴って小さくなるよう制御することができる。発明者らは、ウィーブモードの振動は、車速の上昇に伴って小さくなることを見出した。そのため、マイナス方向のモータ７０のトルクの大きさを、車速の上昇に伴って小さくなるよう制御することで、ウィーブモードの変化に応じた適切な大きさのトルクを操舵系２９に付与することができる。

また、駆動制御部６１は、モータ７０のトルクがプラス方向の場合、操舵トルクが増加するに従ってモータ７０のトルクが大きくなるよう、制御することができる。これにより、ライダーのバーハンドル８に対する力の入れ具体に応じた適切な操舵アシストが可能になる。

図９は、駆動制御部６１によって制御されるアシスト方向と、操舵トルク及び車速との関係の一例を示すグラフである。図９に示すグラフでは、縦軸は操舵トルクＴｓ、横軸は車速Ｖｖを示す。

図９に示す例では、操舵トルクＴｓが第１閾値Ｔｈ１より大きい状況下で、車速Ｖｖが第２閾値Ｔｈ２を越える（Ｔｈ２＜Ｖｖ）よう変化した場合、モータ７０が操舵系２９に付与するトルクの方向は、プラス方向からマイナス方向に切り替わる。また、車速がさらに第３閾値Ｔｈ３を越える（Ｔｈ３＜Ｖｖ）と、モータ７０のトルクの方法は、マイナス方向から０又はプラス方向に切り替わる。

図９に示す例では、車速Ｖｖが、第２閾値Ｔｈ２と第３閾値Ｔｈ３の間のときに、第１閾値Ｔｈ１より大きい操舵トルクＴｓが入力されると、操舵トルクＴｓと反対方向のトルクが、モータ７０から操舵系２９へ付与される。これにより、Ｔｈ２＜Ｖｖ＜Ｔｈ３の車速域では、ライダーがバーハンドル８に入力する操舵トルクがキャンセルされる。そのため、この車速域での車両の直進安定性を高めることができる。また、ウィーブモードの振動が発生した場合には、ウィーブモードの振動による操舵系２９のセルフステアをライダーのバーハンドル８把持動作が妨げないようすることができる。その結果、ウィーブモードの収束性をよくすることができる。

ウィーブモードの収束性の観点からは、Ｔｈ２＜Ｖｖ＜Ｔｈ３の車速域ＶＢ２は、ウィーブモードが顕著に現れる車速域とすることが好ましい。ウィーブモードが現れる車速域は、例えば、車両の重量、重心位置、車体フレーム２の剛性、キャスタ角、トレール、その他の車両の構成又は特性に応じて決まる。そのため、第２閾値Ｔｈ２、及び第３閾値Ｔｈ３は、車両の構成又は特性に応じて設定することができる。

図９において、説明の便宜上、０＜＝Ｖｖ＜＝Ｔｈ２の車速域を低速域ＶＢ１、Ｔｈ２＜Ｖｖ＜Ｔｈ３の車速域を中速域ＶＢ２、Ｔｈ３＜＝Ｖｖの車速域を高速域ＶＢ３とする。この場合、低速域ＶＢ１におけるモータ７０から操舵系２９に付与されるプラス方向のトルクの最大値は、高速域ＶＢ３におけるモータ７０から操舵系２９に付与されるプラス方向のトルクの最大値より大きくすることができる。すなわち、モータ７０によるプラス方向のアシストは、低速域ＶＢ１で最も大きくなり、中速域ＶＢ２で最も小さくなり、高速域ＶＢ３ではこれらの中間の値とすることができる（低速域ＶＢ１＞高速域ＶＢ３＞中速域ＶＢ２）。

発明者らは、操舵特性として、低速域ＶＢ１では、求められるプラス方向の操舵アシストが最も大きくなることを見出した。また、上記のように、中速域ＶＢ２では、ウィーブモードの振動の収束性をよくするため、マイナス方向のアシストが好ましい。さらに、発明者らは、高速域ＶＢ３では、操舵アシストは、０か又は低速域より小さくてよいことを見出した。これらの知見に基づいて、発明者らは、上記のように、モータ７０によるプラス方向のアシストを、低速域ＶＢ１＞高速域ＶＢ３＞中速域ＶＢ２とすることで、車速に応じた適切な操舵特性が得られることに想到した。

なお、図９における第１閾値Ｔｈ１は、例えば、ウィーブモードの振動による生じるセルフステアのトルクに応じて決めることができる。目安としては、第１閾値Ｔｈ１は、自動二輪車１（鞍乗型車両）が停止している状態でバーハンドルの操作により舵角を変化させるのに必要な操舵トルク（以下、停車時の操舵トルクと称する）の４０〜６０％（例えば、５０％程度）の値とすることができる。停車時の操舵トルクは、据え切り時の操作トルクと言うこともできる例えば、車両の重量、操舵伝達機構の構造等によって決まる。第１閾値Ｔｈ１を、停車時の操舵トルクの５０％程度とすることで、状況に応じて適切にアシスト方向を切り替えることが可能になる。ここで、第１閾値Ｔｈ１を停車時の操舵トルクの５０％とする態様は、第１閾値Ｔｈ１が厳密に停車時の操舵トルクの５０％に一致する場合に限られず、一致すると見なせる程度の誤差がある場合も含む。すなわち、第１閾値Ｔｈ１を、停車時の操舵トルクの５０％と略同じ程度に設定することで、より適切な操舵特性が得られる。ここで、停車時の操舵トルクは、乾いた舗装路面に鞍乗型車両が停止した状態で舵角を変化させるのに必要な操舵トルクとする。

上記の閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３は、例えば、予め駆動制御部６１に記録されたデータによって決められる。この場合、駆動制御部６１は、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を記録するためのメモリなどの記録部を有する。

閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３は、固定値でなくてもよい。例えば、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３は、操舵トルク、舵角速度、車速、車両の加速度等の車両状態に応じて決まる値とすることができる。一例として、駆動制御部６１は、車両の状態を示す値と閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３との対応を示すデータを参照して、車両の状態に応じた閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を決定することができる。

＜動作例＞
図１０は、駆動制御部６１の処理の流れの一例を示す図である。図１０に示す例では、駆動制御部６１は、トルクセンサ９０から受け取った操舵トルクＴｓ及び車速センサ６６から受け取った車速Ｖｖを用いて、アシスト指令値Ｉａを算出する（ステップＳ１）。アシスト指令値Ｉａは、例えば、操舵系２９に付与するトルクをモータ７０に発生させるための値とすることができる。例えば、アシスト指令値Ｉａは、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｖに応じて決まる値とすることができる。ここでは、一例として、アシスト指令値Ｉａは、電流指令値とし、操舵トルクと同じ方向のトルクを発生させるためのアシスト指令値Ｉａは、正（Ｉａ＞０）とし、操舵トルクと反対方向のトルクを発生させるためのアシスト指令値Ｉａは、負（Ｉａ＜０）とする。

ステップＳ１において、駆動制御部６１は、操舵トルク、車速及びアシスト指令値の対応関係を示すデータを参照し、入力された操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｖに対応するアシスト指令値Ｉａを決定する。例えば、駆動制御部６１は、対応関係を示すデータとしてマップデータを用いて、マップ演算により、入力された操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｖに対応するアシスト指令値Ｉａを決定することができる。

図１１は、操舵トルク及び車速とアシスト指令値との対応関係の一例を示すグラフである。図１１に示す例では、操舵トルクとアシストトルク指令値との対応関係が、複数の車速又は車速域について用意されている。すなわち、操舵トルクとアシストトルク指令値との対応関係は、車速によって異なるように、設定される。ここでは、操舵トルクの増加に伴って正のアシストトルク指令値が増加する対応関係と、操舵トルクの増加に伴って負のアシストトルク指令値が減少する対応関係とが、それぞれ、異なる車速に対応して設定されている。

例えば、０＜Ｖｖ＜Ｖ１、Ｖｖ＝Ｖ２、又は、Ｖｖ＝Ｖ３の場合は、操舵トルクの増加に伴って正のアシストトルク指令値が大きくなり、操舵トルクが所定値以上となると、アシストトルク指令値は一定となる。Ｖｖ＝Ｖｖ４、又は、Ｖ５＜Ｖｖ＜Ｖ６の場合は、操舵トルクの増加に伴って負のアシストトルク指令値が小さくなる。Ｖｖ＞＝Ｖ７の場合は、操舵トルクに依らずアシストトルク指令値は一定（０）となる。ここで、Ｖ１〜Ｖ７は、０でない車速の値とし、０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５＜Ｖ６＜Ｖ７とする。

なお、操舵トルクとアシスト指令値の対応関係は、図１１に示す例に限られない。この対向関係は、例えば、マップデータとしてアシスト制御部６１に記録することができるが、対応関係を示すデータの形式はマップデータに限定されない。例えば、テーブル形式のデータの他、与えられた操舵トルク及び車速の値を用いて、対応するアシストトルク指令値を計算するための関数等のデータを、対応関係を示すデータとすることができる。

図１０に示す例では、ステップＳ１の処理において、入力データは、操舵トルクＴｓと車速Ｖｖであるが、入力データは、操舵トルクＴｓのみであってもよいし、さらに他のデータが含まれてもよい。

図１０に示すように、駆動制御部６１は、ステップＳ１で算出したアシストトルク指令値Ｉａを、モータ７０へ出力する。

駆動制御部６１は、モータ７０で検出されたモータ電流Ｉｍと、出力したアシストトルク指令値Ｉａを用いて電流フィードバック処理を実行する（ステップＳ２）。例えば、駆動制御部６１は、モータ７０で検出されたモータ電流Ｉｍと、アシストトルク指令値Ｉａとを比較し、それらの差を小さくするような制御信号を生成してモータ７０に出力することができる。なお、フィードバック処理は、ドライバ７２が実行してもよい。

なお、図１０に示す例では、アシストトルク指令値Ｉａを出力指令値としているが、アシストトルク指令値Ｉａをさらに他の指令値と加算したものを、出力指令値とすることができる。また、アシストトルク指令値に、車両の状態に応じて決められる係数を掛ける処理を追加することもできる。他の指令値の例としては、例えば、舵角速度に応じて決められるマイナス方向のアシスト度合いを示す粘性補償指令値Ｉｎ、操舵トルクＴｓの微分値に応じて決定されるプラス方向のアシスト度合いを示す静止摩擦補償指令値Ｉｓ、及び、舵角速度に応じて決定されるプラス方向のアシスト度合いを示す動摩擦補償指令値Ｉｄ等が挙げられる。これらを、アシストトルク指令値Ｉａに加算したものを出力指令値Ｉとすることができる。この場合、出力指令値Ｉは、Ｉ＝アシストトルク指令値Ｉａ＋静止摩擦補償指令値Ｉｓ＋粘性補償指令値Ｉｎ＋動摩擦補償指令値Ｉｄで算出することができる。

ここで、入力される操舵トルクが一定で、車速が変化した場合の駆動制御部６１の動作の一例を説明する。例えば、入力される操舵トルクＴｓがＴｓ＝Ｔｓ１である場合について説明する。駆動制御部６１は、一例として、図１１に示す対応関係のマップデータを参照し、Ｔｓ＝Ｔｓ１、及び与えられた車速Ｖｖに対応するアシストトルク指令値Ｉａを決定する。車速Ｖｖが、Ｖｖ＜Ｖ１の場合、決定されるアシストトルク値Ｉａは、正となる。Ｖｖ＝Ｖ４又はＶ５の場合、図１１に示す対応関係のマップデータを用いて決定されるアシストトルク指令値Ｉａは、負となる。

ここで、入力される操舵トルクＴｓが一定（Ｔｓ＝Ｔｓ１）の条件下で、入力される車速Ｖｖが、０からＶ６まで上昇した場合について説明する。この場合、駆動制御部６１は、図１１に示す対応関係を示すデータを参照して、操舵トルクＴｓ＝Ｔｓ１及び車速Ｖｖに応じたアシストトルク指令値Ｉａを決定する。Ｖｖが、０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の時は、決定されるアシストトルク指令値Ｉａは正の値となる。Ｖｖが、Ｖ４、Ｖ５〜Ｖ６の時は、決定されるアシストトルク指令値Ｉａは、負の値となる。Ｖｖが、Ｖ７以上の時は、決定されるアシストトルク指令値Ｉａは、０となる。

図１２は、このようにして決定されるアシストトルク指令値Ｉａを出力指令値Ｉとした場合の出力指令値Ｉを示すグラフである。図１２に示す例では、出力指令値Ｉは、車速の上昇に伴って、プラスからマイナスへ転じる。すなわち、操舵トルクＴｓが所定値以上の条件において、車速が上昇してある値を超えると、モータ７０に出力される指令値Ｉは、プラスからマイナスへ転じる。これにより、モータ７０の回転は、閾値を跨がる車速の上昇に伴って、操舵トルクと同じ方向の回転を操舵系２９に付与する回転から操舵トルクと反対方向の回転を操舵系２９に付与する回転に切り替わる。

また、図１２に示す例では、出力指令値Ｉの絶対値は、プラスからマイナスへ転じた後、さらに車速が上昇すると、車速の上昇に伴って小さくなる（Ｖ６＜Ｖｖ＜Ｖ７の区間参照）。これにより、モータ７０のトルクの方向が、プラス方向からマイナス方向へ転じた後、モータ７０のトルクの絶対値（大きさ）は、車速の上昇に伴って小さくなる。

車速がＶ７以上（Ｖｖ＞＝Ｖ７）の時は、出力指令値Ｉは０となる。この車速域では、モータ７０が操舵系２９に付与するトルクは０となる。すなわち、図１２に示す例では、モータ７０のトルクがマイナス方向となる車速域は、Ｖ４＜Ｖｖ＜Ｖ７である。

図１２に示す出力指令値により、車速が低速域のときは、ライダーのバーハンドル８の操作をアシストし、中速域では、ライダーのバーハンドル８に対する入力をキャンセルしてウィーブモードの収束性をよくし、高速域では、操舵アシストをしないようにすることができる。その結果、ライダーは、より快適なステアリング操作ができるようになる。

図１３及び図１４は、トルク付与の変形例を示すグラフである。図１３及び図１４に示すグラフでは、縦軸は、モータ７０が操舵系２９に付与するトルク、横軸は車速を示す。これらのグラフは、操舵トルクＴｓが第１閾値Ｔｈ１より大きな値で一定である条件下で、車速が変化した場合のトルクの遷移を示している。

図１３に示す例では、中速域ＶＢ２（Ｔｈ２＜Ｖｖ＜Ｔｈ３）において、モータ７０が操舵系２９に付与するトルクＴａの方向がマイナス方向（操舵トルクと反対方向）になる。高速域ＶＢ３（Ｔｈ３＜＝Ｖｖ）では、トルクＴａの方向はプラス方向（操舵トルクと同じ方向）になる。この例では、高速域ＶＢ３で、車速の上昇に伴ってプラス方向のトルクＴａの大きさも上昇している。しかし、高速域ＶＢ３でのプラス方向のトルクＴａの最大値は、低速域ＶＢ１（０＜＝Ｖｖ＜Ｔｈ２）のトルクＴａの最大値を超えない。

図１４に示す例では、第２閾値Ｔｈ２を含む車速域ＶＢｃにおいて、モータ７０が操舵系２９に付与するトルクが０になる。この例では、車速の上昇に伴って、トルクＴａが、プラス方向から、０になり、その後、マイナス方向になる。すなわち、車速Ｖｖが第２閾値Ｔｈ２より小さいときにトルクＴａが０になり、車速Ｖｖがさらに上昇して第２閾値Ｔｈ２を越えるまでトルクＴａ＝０が維持され、車速Ｖｖが第２閾値Ｔｈ２より大きくなったときにトルクＴａがマイナス方向になる。このような形態も、トルクＴａがプラス方向からマイナス方向に転じる形態の一例である。

（変形例）
以上、回転補助装置の実施形態を説明したが、本発明の回転補助装置の実施形態は、上記例に限られない。

例えば、トルク付与機構６０の構成は、図４に示す例に限られない。モータ７０の回転を、ステアリングシャフト９以外の操舵系２９の部分に伝達する構成であってもよい。例えば、トップブリッジ５０、ボトムブリッジ１４、左緩衝器６、又は右緩衝器７のいずれかにモータ７０の回転を伝達する構成とすることができる。

上記例では、駆動部がモータ７０であるが、駆動部は、モータ７０以外のアクチュエータであってもよい。例えば、油圧アクチュエータを駆動部としてもよい。

また、図１の例では、操舵系２９は、伝達部材２０、トップブリッジ５０、ボトムブリッジ１４、左緩衝器６、右緩衝器７、及びステアリングシャフト９を含むが、操舵系２９はこの例に限られない。操舵系２９は、操舵輪を転舵させるための任意の構成を採ることができる。例えば、伝達部材２０を省略してもよい。この場合、バーハンドル８がステアリングシャフト９に対して回転不能に連結される構成とすることができる。また、伝達部材２０及びトップブリッジ５０を省略することもできる。また、緩衝器が、操舵系２９に含まれない構成とすることもできる。

上記例では、操舵輪である前輪４が１つであるが、操舵輪は、左右に並べて配置された一対の車輪であってもよい。この場合、鞍乗型車両は、一対の車輪車体とフレームとの間に設けられ、車体フレームに対して回転可能に支持されるアームを含むリンク機構を備えることができる。アームが車体フレームに対して回転することにより、一対の車輪の車体フレームに対する上下方向の相対位置が変更する。これにより、車体フレームが、鉛直方向に対して傾斜する。この構成では、リンク機構のアームを、バーハンドルの操舵力を一対の車輪へ伝達する操舵系の一部とすることができる。

また、駆動制御部６１の動作も上記例に限られない。例えば、ステップＳ１において、対応関係を示すデータとして、マップデータを用いる代わりに、関数データを用いて、指令値Ｉａを演算することもできる。

また、上記例では、アシストトルク指令値Ｉａの符号により、操舵系２９に付与されるトルクの方向が決定される。これに対して、アシストトルク指令値Ｉａは正の値とし、他の指令値を負の値として決定して、両者を加算した指令値をモータに出力する構成とすることもできる。

上記実施形態では、閾値と車両の状態を示す検出値との比較する処理として、閾値と検出値とが同じある場合を含まない判定（例えば、Ｔｓ＞Ｔｈ１等）の例を示している。これを、閾値＝検出値を含むような判定（例えば、Ｔｓ＞＝Ｔｈ１）とした場合も、技術的意義は同じである。

トルク検出部も、上記構成のトルクセンサ９０に限られない。例えば、トルク検出部は、モータ７０の電流に基づいて、操作トルクを計算する構成であってもよい。或いは、トルクセンサ９０は、ステアリングシャフト９又は減速機８０の回転軸のトルクを検出する構成であってもよい。また、磁歪式トルクセンサの代わりに、その他の方式のトルクセンサを用いることもできる。他の方式として、例えば、トーションバーの捩れを検出するトーションバー式、又は、ひずみゲージによりトルクを検出する方式等が挙げられる。

また、上記例では、トルクセンサ９０は、操舵系２９の一部に設けられ、操舵系２９に入力されるトルクに応じて変形する変形容易部（トルク伝達部１３）の変形に基づく物理量の変化を検出する構成である。変形容易部の構成は、上記例に限られない。操舵トルクを検出するための変形容易部を、操舵系２９の任意の位置に設けることができる。例えば、ステアリングシャフト９とヘッドパイプ１０の間、又は、バーハンドル８に変形容易部を設けてもよい。

トルクセンサ９０の出力は、操舵力のアシストの他の任意の制御に用いることもできる。例えば、トルクセンサ９０の出力を、トラクションコントロール、及び／又は、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）の制御に用いることができる。同様に、舵角センサ４４、及び、車速センサ６６の出力も、他の任意の制御に用いることができる。

舵角検出部４３も、図８に示す構成に限られない。例えば、舵角検出部は、モータ７０の電流に基づいて、舵角速度を計算する構成であってもよい。

本発明は、自動二輪車１以外の任意の鞍乗型車両に適用することができる。例えば、自動三輪車、ＡＴＶ、スノーモービル、自転車等に本発明を適用することができる。なお、鞍乗型車両とは、乗員が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指している。

本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。そのような実施形態は非排他的であると解釈されるべきである。

Claims (9)

1. バーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系に対して、トルクを付与する回転補助装置であって、
   前記操舵系に付与するトルクを発生させる駆動部を備え、
   前記駆動部は、前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルク、及び、前記操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを含む範囲でトルクを発生するよう制御され、
   前記操舵トルクが第１閾値より大きいときに、車速が上昇すると前記駆動部のトルクが、前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、操舵補助装置。
2. 請求項１に記載の回転補助装置であって、
   前記操舵トルクが前記第１閾値より大きいときに、前記車速が第２閾値を越えると前記駆動部のトルクが前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、操舵補助装置。
3. 請求項２に記載の回転補助装置であって、
   前記操舵トルクが前記第１閾値より大きいときに、前記車速が、前記第２閾値から第３閾値の間である場合に、前記駆動部のトルクが前記マイナス方向となる、回転補助装置。
4. 請求項３に記載の回転補助装置であって、
   前記車速が前記第２閾値より小さいときの、所定の大きさの操舵トルクに対して前記駆動部から付与されるプラス方向のトルクの最大値は、前記車速が前記第３閾値より大きいときの、前記所定の大きさの操舵トルクに対して前記駆動部から付与されるプラス方向のトルクの最大値より、大きい、回転補助装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転補助装置であって、
   前記駆動部のトルクが、前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じた後、さらに車速が上昇すると、前記駆動部のトルクの大きさは、車速の上昇に伴って小さくなるよう制御される、回転補助装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転補助装置であって、
   前記駆動部のトルクが前記プラス方向の場合、前記操舵トルクが増加するに従って前記駆動部のトルクが大きくなる、回転補助装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転補助装置であって、
   前記バーハンドルの操舵トルクを検出するトルク検出部と、
   前記車速を検出する車速センサと、
   前記トルク検出部で検出された操舵トルクと、前記車速センサで検出された車速に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御部とを備える、回転補助装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転補助装置を備える、鞍乗型車両。
9. バーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系へトルクを付与する回転補助方法であって、
   駆動部に、前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向であるプラス方向のトルクを発生させ、発生したトルクを前記操舵系へ伝達する工程と、
   前記駆動部に、前記操舵トルクと反対方向であるマイナス方向のトルクを発生させ、発生したトルクを前記操舵系へ伝達する工程とを有し、
   前記操舵トルクが第１閾値以上のときに車速が上昇すると前記駆動部のトルクが前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、回転補助方法。

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