JP2020078993A - 舵角制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動二輪車の旋回走行時の運転性を確保しつつ、ライダーによる舵角の操作の意図を適切に反映することができる舵角制御装置を提供する。【解決手段】舵角制御装置Ｃは、自動二輪車のバンク角を検出するバンクアングルセンサ３と、自動二輪車のハンドルの舵角を変化させる舵角制御用モータ５の駆動を制御する制御部１１と、を有している。制御部１１は、バンクアングルセンサ３により検出したバンク角の変化量に基づいて、バンクアングルセンサ３により検出したバンク角の方向とは反対の方向に舵角を変化させるように舵角制御用モータ５の駆動を制御すると共に舵角制御用モータ５の駆動電流が所定値を超えた際に舵角制御用モータ５の駆動の制御を終了する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車の舵角を制御する舵角制御装置に関する。

自動二輪車の車体は、右にハンドルを切った場合には遠心力によって左に傾き、左にハンドルを切った場合には遠心力によって右に傾く。しかしながら、自動二輪車の車体はコナーを曲がる際にライダーによって曲がりたい方向へ傾けられるため、コーナーへの侵入の初期段階においてはライダーの操作による車体の動作は遠心力による車体の動作に対して背反の動作となる。このような車体の動作が車体の曲がる動作を阻害して初期動作の遅れにつながり、車体を重く感じる等のフィーリングにつながる。

これに対して、特許文献１は、乗員がハンドルバー４１ａの操作を開始した直後の時期に、ハンドルバー４１ａの操作によって入力した操舵方向と反対方向に操舵輪の操舵角を変化させる、すなわち、カウンタステア操作を実行することによって、ハンドルバー４１ａの操作により入力した操舵方向に車体の重心を移動させる車両を開示している。これにより、操舵初期に、旋回方向内側に向けて車体の重心を移動させることができ、スムーズに車体を旋回方向内側に傾斜させることができるので、操縦性や危機回避性能を犠牲とすることなしに、車体の安定性を維持することができる。

特開２０１３−１９９２１４号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１においては、車輪の舵角の制御中にライダーの意図に応じて車輪の舵角の制御を終了することができないため、ライダーの意図を十分に反映することができない。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、自動二輪車の旋回走行時の運転性を確保しつつ、ライダーによるハンドルの舵角の操作の意図を適切に反映することができる舵角制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、自動二輪車のバンク角を検出するバンク角検出部と、前記自動二輪車のハンドルの舵角を制御するモータの駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記バンク角検出部により検出した前記バンク角の変化量に基づいて、前記バンク角検出部により検出した前記バンク角の方向とは反対の方向に前記舵角を変化させるように前記モータの駆動を制御すると共に前記モータの駆動電流が所定値を超えた際に前記モータの駆動の制御を終了することを第１の局面とする。

本発明の第１の局面にかかる舵角制御御装置によれば、自動二輪車のバンク角を検出するバンク角検出部と、自動二輪車のハンドルの舵角を制御するモータの駆動を制御する制御部と、を有し、制御部は、バンク角検出部により検出したバンク角の変化量に基づいて、バンク角検出部により検出したバンク角の方向とは反対の方向に舵角を変化させるようにモータの駆動を制御すると共にモータの駆動電流が所定値を超えた際にモータの駆動の制御を終了するものであるため、自動二輪車の旋回走行時の運転性を確保しつつ、ライダーによるハンドルの舵角の操作の意図を適切に反映することができる。

図１は、本発明の実施形態における舵角制御装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態におけるコーナーリングアシスト制御判断処理を示すフロー図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における舵角制御装置につき、詳細に説明する。

＜舵角制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態における舵角制御装置の構成につき、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態における舵角制御装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態における舵角制御装置Ｃは、図示を省略する自動二輪車に搭載され、自動二輪車のハンドルの舵角を変化させる舵角制御用モータ５の駆動を制御することにより、自動二輪車の車輪の舵角を制御する。

具体的には、舵角制御装置Ｃは、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１と、車速センサ２と、バンクアングルセンサ３と、舵角センサ４と、を有している。なお、バンクアングルセンサは、リーンアングルセンサとも言う。

ＥＣＵ１は、自動二輪車に搭載される図示を省略するバッテリから電力を供給されて動作し、制御部１１を機能ブロックとして備えている。ＥＣＵ１は、マイクロコンピュータ等を含む演算処理装置であり、図示を省略するメモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して、制御プログラムを実行することによって、舵角制御装置Ｃ全体の動作を制御すると共に、後述のコーナーリングアシスト制御判断処理を実行する。

車速センサ２は、自動二輪車の車速を検出するセンサであり、自動二輪車の車速に応じた車速検出信号をＥＣＵ１の制御部１１に出力する。

バンクアングルセンサ３は、自動二輪車の左右方向に対する傾き角度（以下、「バンク角」と記載する）及び傾き方向（以下、「バンク方向」と記載する）を検出するセンサであり、自動二輪車のバンク角及びバンク方向に応じたバンク角及び方向検出信号をＥＣＵ１の制御部１１に出力する。

舵角センサ４は、自動二輪車の舵角を検出するセンサであり、自動二輪車の舵角に応じた舵角検出信号をＥＣＵ１の制御部１１に出力する。

制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理を実行することにより、車速センサ２から入力される車速検出信号、バンクアングルセンサ３から入力されるバンク角及び方向検出信号、及び舵角センサ４から入力される舵角検出信号に基づいて、舵角制御用モータ５に対して制御信号を出力して舵角制御用モータ５の駆動を制御する。

具体的には、制御部１１は、バンクアングルセンサ３から入力されるバンク角及び方向検出信号におけるバンク角の変化量に基づいて、バンク角及び方向検出信号におけるバンク方向とは反対の方向にハンドルの舵角を変化させる制御信号を舵角制御用モータ５に出力する。また、制御部１１は、舵角制御用モータ５を駆動する駆動電流を監視して、この駆動電流が所定値を超えた際に舵角制御用モータ５の駆動の制御を終了する。

＜コーナーリングアシスト制御判断処理＞
次に、図２を参照して、本実施形態におけるコーナーリングアシスト制御判断処理につき、詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態におけるコーナーリングアシスト制御判断処理を示すフロー図である。

図２に示すコーナーリングアシスト制御判断処理は、図示しないイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられて舵角制御装置１が稼働したタイミングで開始となり、コーナーリングアシスト制御判断処理はステップＳ１の処理に進む。コーナーリングアシスト制御判断処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、制御部１１が、図示しない車両故障診断システム等による診断結果に基づいて、自動二輪車の車両システムに異常なしであるか否かを判定する。判定の結果、車両システムに異常なしである場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ２の処理に進める。一方、車両システムに異常ありである場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ２の処理では、制御部１１が、車速センサ２から入力される車速に応じた車速検出信号に基づいて、車速があるか否かを判定する。判定の結果、車速がある場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ３の処理に進める。一方、車速が無い場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、制御部１１が、バンクアングルセンサ３から入力されるバンク角及びバンク方向に応じたバンク角及び方向検出信号に基づいて、所定のバンク角以下であるか否かを判定する。判定の結果、所定のバンク角以下である場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ４の処理に進める。一方、所定のバンク角より大きい場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ４の処理では、制御部１１が、舵角制御用モータ５の駆動電流を監視して、この駆動電流に基づいてライダーによるハンドル操作がないか否かを判定する。判定の結果、駆動電流が所定値以下であることによりライダーによるハンドル操作がないと判定する場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ５の処理に進める。一方、駆動電流が所定値を超えたことによりライダーによるハンドル操作があると判定する場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ１１の処理に進める。これにより、ライダーによるハンドルの舵角の操作の意図を適切に反映することができる。

ステップＳ５の処理では、制御部１１が、バンクアングルセンサ３から入力されるバンク角及び方向検出信号よりバンクアングルセンサ３の出力を読み込む。また、制御部１１は、読み込んだバンクアングルセンサ３の出力を図示しないメモリに記憶させる。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、制御部１１が、メモリに記憶している前回に読み込んだバンクアングルセンサの出力と、今回に読み込んだバンクアングルセンサの出力と、の差分Ａを算出する。この差分Ａは、バンクアングルセンサ３により検出したバンク角の変化量である。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、制御部１１が、図示しないメモリに記憶されている差分Ａとハンドルの切れ角（舵角）とを対応付けたテーブルにおいて、ステップＳ６で算出した差分Ａに対応付けられているハンドルの切れ角を検索する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、制御部１１が、舵角制御用モータ５の駆動を制御してハンドルの舵角を変化させて、自動二輪車のハンドルがステップＳ７で検索したハンドルの切れ角まで到達したか否かを判定する。判定の結果、自動二輪車のハンドルがステップＳ７で検索したハンドルの切れ角まで到達していない場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ９の処理に進める。一方、自動二輪車のハンドルがステップＳ７で検索したハンドルの切れ角まで到達した場合には、制御部１１は、コーナーリングアシスト制御判断処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ９の処理では、制御部１１が、舵角制御用モータ５の駆動を指示する制御信号を舵角制御用モータ５に出力して、舵角制御用モータ５の駆動を継続する。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理はステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ１０の処理では、制御部１１が、舵角制御用モータ５の駆動を制御して、ハンドル操作によるバンク方向と反対方向に自動二輪車の舵角を変化させる逆ハンドル制御を行う。これにより、ステップＳ１０の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理は終了する。逆ハンドル制御では、バンクアングルセンサ３から出力されるバンク角及び方向検出信号におけるバンク方向を、ライダーが曲がりたい方向であるハンドル操作によるバンク方向として検出する。

ステップＳ１１の処理では、制御部１１が、舵角制御用モータ５の駆動の停止を指示する制御信号を舵角制御用モータ５に出力して、舵角制御用モータ５の駆動を停止するか、又は、ハンドルをフリー状態にする指示を行う。このように、逆ハンドル制御において、検索したハンドルの切れ角までバンク角の方向と反対方向に自動二輪車の舵角を変化させた後に、舵角制御用モータ５の駆動を停止してハンドルをセンターの位置又はフリーとすることにより、逆ハンドル制御後のセルフステア動作を妨げないようにすることができる。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、制御部１１が、逆ハンドル制御を禁止する。これにより、ステップＳ１２の処理は完了し、コーナーリングアシスト制御判断処理は終了する。

自動二輪車ではフロントショックアブソーバにキャスター角がついているためハンドルを操作すると車両のバンク角が変化する動作を利用して、上記のコーナーリングアシスト制御判断処理を実行することにより、自動二輪車の走行中の操作性を向上させることができる。特に、自動二輪車のコーナーへの侵入初期時における操作性を向上させることができる。

以上の本実施形態における舵角制御装置Ｃでは、バンクアングルセンサ３により検出したバンク角の変化量に基づいて、バンクアングルセンサ３により検出したバンク角の方向とは反対の方向にハンドルの舵角を変化させるように舵角制御用モータ５の駆動を制御すると共に舵角制御用モータ５の駆動電流が所定値を超えた際に舵角制御用モータ５の駆動の制御を終了するため、自動二輪車の旋回走行時の運転性を確保しつつ、ライダーによるハンドルの舵角の操作の意図を適切に反映することができる。

本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記実施形態において、コーナーリングアシスト制御判断処理のステップＳ７の処理で、バンク角の増加速度に応じたハンドルの切れ角を検索するようにしてもよい。例えば、バンク角の増加速度が大きいほど大きくなるハンドルの切れ角を検索する。

また、上記実施形態において、逆ハンドル制御を行うことができる時間は限られているため、逆ハンドル制御において所定時間におけるハンドルの操作量に応じて舵角制御用モータ５の動作を変化させてもよい。例えば、所定時間におけるバンク角の変化が大きいほど舵角制御用モータ５の動作を速くする。

また、上記実施形態において、検索したハンドルの切れ角に所定時間内に到達しなかった場合には、ライダーによるハンドル操作があったものと判断して、逆ハンドル制御を禁止してもよい。

以上のように、本発明においては、自動二輪車の旋回走行時の運転性を確保しつつ、ライダーによるハンドルの舵角の操作の意図を適切に反映することができる舵角制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車の舵角制御装置に広範に適用され得るものと期待される。

Ｃ…舵角制御装置
１…ＥＣＵ
２…車速センサ
３…バンクアングルセンサ
４…舵角センサ
５…舵角制御用モータ
１１…制御部

Claims (1)

1. 自動二輪車のバンク角を検出するバンク角検出部と、
   前記自動二輪車のハンドルの舵角を変化させるモータの駆動を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記バンク角検出部により検出した前記バンク角の変化量に基づいて、前記バンク角検出部により検出した前記バンク角の方向とは反対の方向に前記舵角を変化させるように前記モータの駆動を制御すると共に前記モータの駆動電流が所定値を超えた際に前記モータの駆動の制御を終了する、
   ことを特徴とする舵角制御装置。

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