JP3824146B2 - 車両用加速制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用加速制御装置に係り、特に、過度の加速操作すなわち車両の急加速を防止して走行の滑らかさを向上させるのに好適な車両用加速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行開始時の急加速を制限して円滑な加速を実現できるようにした自動二輪車が知られている。例えば、特開平７−１８０６４４号公報に記載された自動二輪車の加速制御装置では、加速時に車両の姿勢が変化して前輪を支持する二又部材（前フォーク）が伸張することに着目し、この前フォークの伸張程度に基づいて急加速を検出し、点火時期を遅角させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の加速制御装置では次のような問題点があった。第１に、前フォークの伸び量を検出するためのセンサを設けるスペースを確保するため、このセンサを取り付けるフォーク周りの設計自由度が低下する。第２に、車両の姿勢が変わって前フォークに変化が生じるのは現に急加速された後なので、例えば、急加速を回避して発進クラッチのつながりを円滑にすること、特に、発進クラッチの接続し始めの状態を円滑にして乗り心地を改善しようとする目的には対応できない。第３に、乗車人数や体重によって、同じ加速でも前フォークの伸張具合が変動するため、急加速判断に用いられる前フォーク伸張量の基準値を的確に設定することが困難であった。
【０００４】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、追加的にセンサを設けることなく、車両の急加速を防止して、乗り心地のよい適度な加速状態を実現することができる車両用加速制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、車速、スロットル開度、およびエンジン回転数のうち少なくとも二つにより車両の発進時に対応する予定の条件が成立したときに急加速の監視を開始する監視手段と、エンジン回転数に応じてエンジンおよび駆動輪間の駆動力伝達を断続させる発進クラッチと、前記監視手段による監視期間中にスロットル開度が急加速に対応する予定値になったときにエンジン出力を制限する加速制御手段とを具備し、発進時に対応する前記予定の条件の一つであるエンジン回転数が、前記発進クラッチが接続される値以下の低回転数域に設定されている点に第１の特徴がある。
【０００６】
また、本発明は、前記加速制御手段が、小さい進角量の点火時期を設定して予定時間持続する点火リタード手段である点に第２の特徴があり、前記予定時間の経過後、前記点火リタード手段によって設定された小進角量の点火時期を通常の点火時期に段階的に戻す点火時期復帰手段を具備した点に第３の特徴がある。
【０００７】
さらに、本発明は、前記車両が鞍乗り型車両である点に第４の特徴があり、前記発進クラッチが乾式の遠心クラッチである点に第５の特徴がある。
【０００８】
第１〜第４の特徴によれば、予定の条件が成立して発進時であると判断されたときから予定時間、スロットル開度に基づき急加速の有無が監視され、急加速に対応するスロットルの急開が検出されたならば、エンジン出力が制限される。
【０００９】
特に、発進クラッチ接続前にエンジンの出力制限が可能であり、発進クラッチ接続し始めの体感を良好にできるのみならず、制御量を大きくしてもクラッチ接続前のため体感への影響がないので、走行を不安定にせずに急加速を制限できる。また、車両が軽量なために発進時の円滑性が特に要求される鞍乗り型車両に好適である。
【００１０】
さらに、第５の特徴によれば、クラッチの小型化が可能になるのみならず、乾式遠心クラッチを採用した場合に顕著な、半クラッチ状態からの急加速を緩和できるので、クラッチの小型化と急加速の防止とを同時に達成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る車両加速制御装置を有する自動二輪車の自動変速機の断面図である。なお、本発明は、自動二輪車に限らずバギー車など、乗員がサドルにまたがって乗る鞍乗り型車両に広く適用できる。
【００１２】
同図において、エンジン１の出力はＶベルト式自動変速装置２を介して発進クラッチ３に伝達され、この発進クラッチ３を介してさらに後輪（駆動輪）４に伝達される。本実施形態では、前記発進クラッチとして乾式の遠心クラッチを採用している。
【００１３】
エンジン１の出力軸つまり駆動軸１１（本実施例ではクランクシャフト）には、固定フェイス１２と、駆動軸１１に対してその軸方向に変位自在な可動フェイス１３と、ランプ（傾斜）プレート１４と、可動フェイス１３およびランププレート１４間に配置されて遠心力の大きさに応じて可動フェイス１３の半径方向で変位するウェイトローラ１５とが設けられる。固定フェイス１２および可動フェイス１３は駆動側Ｖプーリを構成する。
【００１４】
後輪側の軸つまりドリブンシャフト３１の一端には、椀状のクラッチアウタ３２が固定され、クラッチアウタ３２のハブ３３には、ドリブンシャフト３１の周方向で回動自在なボス３４が設けられる。ボス３４の一端には固定フェイス２１が固定される。また、ボス３４の長手方向つまりドリブンシャフト３１の軸方向に変位自在な可動フェイス２２が設けられ、可動フェイス２２はコイルスプリング２３によって固定フェイス２１側に付勢される。
【００１５】
ボス３４の他端には、クラッチインナプレート３５が固定され、クラッチインナプレート３５には、クラッチシュー３６が取り付けられる。固定フェイス２１および可動フェイス２２は被動側Ｖプーリを構成する。駆動側Ｖプーリと被動側Ｖプーリとの間にはＶベルト２４が掛けわたされる。
【００１６】
ドリブンシャフト３１はギヤトレイン５を介して後輪４の軸４１に連結される。ギヤトレイン５のファイナルシャフト５１に設けられたファイナルギヤ５２の外周面つまり歯に対向して車速センサ６が設けられる。車速センサ６はファイナルギヤ５２の歯の凹凸に対応し、歯先部が対向するときと、歯底が対向するときとで異なる信号を出力する。すなわち、ファイナルギヤ５２の回転に伴って、歯の形状に応じて変化する信号を出力する。
【００１７】
この信号は図示しない制御部でしきい値に従って２値化され、結果的にファイナルギヤ５２の回転に従ったパルス信号列に変換される。このパルス信号の予定期間内の数は車速の関数として車速を代表する。なお、エンジン１内には駆動軸１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ（図示せず）が設けられる。
【００１８】
動作時、エンジン１の回転数に応じてウェイトローラ１５に遠心力が作用し、ウェイトローラ１５が駆動側Ｖプーリの半径方向に変位すると駆動側Ｖプーリの固定フェイス１２および可動フェイス１３の間隔が変化する。この間隔に応じて駆動側Ｖプーリおよび被動側Ｖプーリに対するＶベルト２４の巻き掛け径が変わり、変速比が変化する。
【００１９】
エンジン１の回転数が上がり、被動側Ｖプーリの回転数が所定値に達すると、クラッチシュー３６がクラッチアウタ３２に所定値以上の力で当接してドルブンシャフト３１に回転が伝達され、後輪４が駆動される。さらに、ウェイトローラ１５の遠心力がコイルスプリング２３による抑止力を超えるようなエンジン回転数に達すると、ウェイトローラ１５が変位を始め、変速比が変化する。
【００２０】
上記自動変速装置を搭載した自動二輪車のエンジン１のインテークマニホルドにはスロットルボディが設けられる。図７はスロットルボディの平面図である。このスロットルボディ７は２つの通路を有する２連のものである。それぞれの通路７１，７２にはスロットルバルブ７３，７４が設けられる。
【００２１】
スロットルバルブ７３，７４は共通の支持軸７５を有し、この支持軸７５の端部には、支持軸７５の回転方向の位置を検出するスロットルセンサ８が設けられる。スロットルセンサ８は支持軸７５の回動位置に対応した電圧値の信号を出力する。この信号は支持軸７５に結合されるスロットルバルブ７３，７４の開度を代表し、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号化されて制御装置のマイクロコンピュータに供給される。
【００２２】
次に、上記自動二輪車の加速制御を説明する。図１は加速制御の概要を示すブロック図である。同図において、監視開始条件判断部８０は、エンジン１が、発進制御条件成立の判断を開始するための監視開始条件（第１条件）を満たしているか否かを判断する。この第１条件は、車速センサ６，スロットルセンサ８，およびエンジン回転数センサ９の検出信号から求められた、現時点から予定時間Ｔ0だけ前の車速V、スロットル開度θTHおよびエンジン回転数Neに基づいて判断される。
【００２３】
具体的には、エンジン回転数Neが低回転域（数百ないし二，三千回転）であり、スロットル開度θTHが低開度（例えば、全開状態の十数%未満）であり、かつ車速Vが低速（例えば、時速十数キロメートル未満）であると第１条件が成立する。
【００２４】
つまり、エンジン回転Neがアイドル回転域にあり、スロットル開度θTHが開き始めに相当する小さい開度であり、かつ車速Vが上がり始めに相当する低速である発進状態のときに第１条件が成立する。なお、前記第１条件は、上記した複数のパラメータのうち、少なくともエンジン回転数Neの条件が、前記発進クラッチ３が接続されるときの回転数以下であるか否かとしてもよい。
【００２５】
発進制御条件判断部８１は、監視開始条件判断部８０において第１条件が満足されたと判断されたときから予定の監視時間Ｔ1だけ、発進制御条件（第２条件）が成立する急加速状態か否かをスロットル開度θTHが急開に相当する大きさ（例えば、全開状態の数十%）であるか否かに基づいて判断する。
【００２６】
点火リタード部８２は、前記監視時間Ｔ1内にスロットルの急開が検出されたとき、つまり第２条件が満たされると、出力を制限するために点火時期を遅らせる（点火リタードさせる）。本実施形態では、進角量が通常よりも低減させて数度に設定されるように点火時期制御部８３に指令する。
【００２７】
タイマ８４には点火リタード保持期間（発進制御持続時間Ｔ2）が予め設定されており、この発進制御持続時間Ｔ2が経過すると、点火時期復帰手段としての復帰部８５が付勢される。復帰部８５は徐々に点火時期を進角させて点火復帰処理を行うよう点火時期制御部８３に指令する。
【００２８】
発進制御の概要を図２のフローチャートに示す。ステップＳ１では、第１条件が成立するか否かを判断する。第１条件が成立すると、ステップＳ２では、第２条件が成立するか否かを判断する。第２条件を判断するための監視時間Ｔ1以内に第２条件が成立したならば、ステップＳ３に進み、点火時期を遅らせて（点火リタードさせて）急加速を抑制する。発進制御持続時間Ｔ2が経過したならば、ステップＳ４で進角量を通常に戻す点火復帰処理を行う。前記発進制御持続時間Ｔ2は、本実施形態では１秒未満に設定される。
【００２９】
図３は、スロットル開度θTHに基づく上記第１および第２条件成立・不成立判断の具体例を示す図である。同図において、時間の経過に伴ってスロットル開度θTHは曲線のように変化するものとし、現時点を時期ｔ0とする。
【００３０】
現時点ｔ0から前記予定時間Ｔ0だけ前の時刻ｔ-1において前記第１条件が成立していると、現時点ｔ0から監視時間Ｔ1を設け、この監視時間Ｔ1内にスロットル開度θTHの急開が検出されると点火時期を遅角（点火リタード）させる。本実施形態では、割り込み処理タイミングｔ1までにスロットル開度θTHが急開判断の基準値θTH2に到達しているので、時刻ｔ1から点火リタードが開始される。
【００３１】
なお、図３には併せてエンジン回転数Neの変化を示す。スロットル開度θTHの増大に伴ってエンジン回転数Neが上昇し、前記点火リタードの開始時期ｔ1に遅れて、時刻ｔ1'すなわちエンジン回転数NeがNeHまで上昇した時に発進クラッチ３は接続開始状態となる。
【００３２】
図４は、時間経過に伴う点火進角量の変化を示す図である。同図において、エンジンスタートから進角量は漸増し、時期ｔ1で第２の条件（発進制御条件）が成立すると、進角量を予定角度θ１（例えば、１０度未満の所定値）まで遅らせる。そして、この進角量θ１を前記持続時間Ｔ2だけ持続した後、時期ｔ2から段階的に増大させて点火復帰処理を行う。時刻ｔ1'から発進クラッチ３は接続開始され、前記点火復帰処理後の時刻ｔ2'で発進クラッチ３は完全に接続される。したがって、時刻ｔ1'から時刻ｔ2'までは、発進クラッチ３はすべり状態である。
【００３３】
続いて、上記加速制御を、図５のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートの処理はマイクロコンピュータによって実現することができる。
【００３４】
図５において、ステップＳ１０では、監視開始条件成立のときにセットされるフラグや発進制御条件成立のときにセットされるフラグのリセットを含むマイクロコンピュータの初期化（イニシャライズ）を行う。ステップＳ１１では、発進制御条件（第２条件）が成立したか否かを、発進制御条件フラグＦcを参照して判断する。最初、フラグＦcはリセットされているので、ステップＳ１２に進み、監視開始条件が成立したか否かを、監視開始条件フラグＦwを参照して判断する。最初、フラグＦwはリセットされているので、ステップＳ１３に進む。
【００３５】
ステップＳ１３では、スロットル開度θTHが、発進制御条件成立の監視を開始するための基準値θTH1以上か否かを判断する。本実施形態では、前記基準値θTH1が十数%に設定されている。ステップＳ１４では、前記予定時間Ｔ0だけ前のスロットル開度θTHが監視開始条件成立判断のための範囲（基準値θTHLと基準値θTHHとの間）に有ったか否かを判断する。
【００３６】
ステップＳ１５では、前記予定時間Ｔ0だけ前のエンジン回転数Neが監視開始条件成立判断のための範囲（基準値NeLと基準値NeHとの間）に有ったか否かを判断する。本実施形態では、基準値NeHが二、三千（rpm）近傍の所定値に設定されている。基準値NeLは数百（rpm）に設定されている。
【００３７】
ステップＳ１６では、前記予定時間Ｔ0だけ前の車速Vが監視開始条件成立判断のための範囲（基準値VLと基準値VHとの間）に有ったか否かを判断する。本実施形態では、基準値VHが時速数キロメートルないしは十数キロメートル、基準値VLが時速数キロメートル未満に設定されている。
【００３８】
ステップＳ１３〜Ｓ１６の判断が全て肯定ならば、監視開始条件成立と判断されるので、ステップＳ１７に進んで監視開始条件フラグＦwをセットする。ステップＳ１８では、監視時間Ｔ1を計測するためにタイマ手段を起動する。つまり監視時間Ｔ1に相当するカウンタ値を設定したカウンタtmTHのデクリメントを開始する。一方、ステップＳ１３〜Ｓ１６の判断のいずれか一つでも否定の場合は、監視開始条件不成立と判断されてステップＳ１１に戻る。
【００３９】
監視開始条件が成立してフラグＦwがセットされると、ステップＳ１２は肯定となり、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９ではカウンタtmTHが「０」になったか否かにより監視時間Ｔ1が経過したか否かを判断する。監視時間Ｔ1内であれば、ステップＳ２０に進み、スロットル開度θTHが発進制御条件（第２条件）成立を判断するための基準値、つまり急開に対応する基準値θTH2（＞θTH1）以上か否かを判断する。急開と判断されればステップＳ２１に進み、発進制御条件フラグＦcをセットする。ステップＳ２２では、発進制御持続時間Ｔ2を計測するためにタイマ手段を起動する。つまり前記発進制御持続時間Ｔ2に相当するカウンタ値を設定したカウンタtmSTARTのデクリメントを開始する。ステップＳ２３では、監視開始条件フラグＦwをリセットする。
【００４０】
ステップＳ２０が否定の場合、つまりスロットル開度θTHが基準値θTH2に至らないとき、およびステップＳ１９が肯定の場合、つまりスロットル開度θTHが基準値θTH2に至らないうちに監視時間Ｔ1が経過した場合は、いずれも発進制御条件が不成立であり、ステップＳ２１〜Ｓ２３はスキップされる。
【００４１】
発進制御条件フラグＦcがセットされた後は、ステップＳ１１が肯定となり、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、カウンタtmSTARTが「０」になったか否かにより発進制御持続時間Ｔ2が経過したか否かを判断する。カウンタtmSTARTが「０」でなければステップＳ２５に進み、点火リタードつまり点火時期を通常時より遅角させた時期に設定する。これにより出力が制限され、発進時の急加速が抑制される。点火リタードは、カウンタtmSTARTが「０」になるまで持続され、カウンタtmSTARTが「０」になるとステップＳ２６に進み、点火復帰処理つまり段階的に進角させる処理を実行する。
【００４２】
上述のように、本実施形態によれば、発進時を示す第１条件が検出された後の監視時間Ｔ1内に急加速の操作が検出されたときに、発進クラッチの接続前に点火時期をリタードさせてエンジン１の出力を制限して急加速を抑制することができる。
【００４３】
なお、本実施形態は本発明の一実施例であり、種々の変形が可能である。例えば、第１条件成立の判断は車速V、スロットル開度θTH、エンジン回転数Neのすべてに関して行うのではなく、これらのうち少なくとも２つを選択的に組み合わせてもよい。また、点火時期リタード量や各タイマ値、スロットル開度の基準値、点火時期復帰処理における復帰速度等も、上述の値に限らず適用車両や使用条件等を考慮して種々変更できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、請求項１〜４の発明によれば、発進時の走行安定性を向上させることができる。特に、発進クラッチ接続前までにスロットルの急開を検知して、点火時期リタードを開始して発進クラッチの接続始めに伴うことがある急加速を防止できるので、走行安定性を向上でき、乗り心地を向上できる。特に、発進時の円滑な始動が要求される軽量な鞍乗り型車両では、乗り心地が格段に向上する。
【００４５】
また、急激に発進クラッチがつながれるのを防止できるので、発進クラッチの耐久性が向上するし、スロットル開度調整の操作性も改善される。さらに、急加速を検出するための専用センサを設ける必要がないので、センサ追加のためにコストを増大させることがないし、設置スペースの確保も必要ないので設計自由度が増す。
【００４６】
さらに、請求項５の発明によれば、クラッチの小型化が可能になるのみならず、乾式遠心クラッチを採用した場合に顕著な、半クラッチ状態からの急加速を緩和できるので、クラッチの小型化と急加速の防止とを同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る制御装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る制御装置の処理概要を示すフローチャートである。
【図３】 車速とスロットル開度の変化を示すグラフである。
【図４】 発進制御中の点火時期（進角量）の変化を示すグラフである。
【図５】 発進制御の詳細なフローチャートである。
【図６】 自動変速機の断面図である。
【図７】 スロットルボディの平面図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…自動変速機、 ３…発進クラッチ、４…駆動輪、 ５…ギヤトレイン、 ６…車速センサ、 ８…スロットルセンサ、 ９…エンジン回転数センサ、 ８０…監視開始条件判断部、 ８１…発進制御条件判断部、 ８２…点火リタード部、 ８３…点火時期制御部、 ８４…タイマ、 ８５…復帰部

Claims (5)

1. 車速、スロットル開度、およびエンジン回転数により車両の発進時に対応する予定の条件が成立したときに急加速の監視を開始する監視手段と、
   エンジン回転数に応じてエンジンおよび駆動輪間の駆動力伝達を断続させる発進クラッチと、
   前記監視手段による監視が開始され、この監視期間中にスロットル開度が急加速に対応する予定値になったときに、この監視期間の経過後であって、前記発進クラッチの接続前にエンジン出力を制限する加速制御手段と、
   エンジン回転数が、前記発進クラッチが接続される回転数以下であるか否かを判定する手段とを具備し、
   前記監視手段は、エンジン回転数が前記発進クラッチが接続される回転数以下であること、前記スロットル開度が基準値以上であって所定時間だけ前のスロットル開度が所定の低開度範囲内にあること、および車速が低車速域であることを条件に急加速の監視を開始することを特徴とする車両用加速制御装置。
2. 前記加速制御手段が、小さい進角量の点火時期を設定して予定時間持続する点火リタード手段であることを特徴とする請求項１記載の車両用加速制御装置。
3. 前記予定時間の経過後、前記点火リタード手段によって設定された小進角量の点火時期を通常の点火時期に段階的に戻す点火時期復帰手段を具備したことを特徴とする請求項２記載の車両用加速制御装置。
4. 前記車両が鞍乗り型車両であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用加速制御装置。
5. 前記発進クラッチが乾式の遠心クラッチであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用加速制御装置。

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