JP5183534B2 - トラクション制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車におけるトラクション制御装置に関する。トラクション制御装置は、車両の発進時及び走行時において走行路面の摩擦係数との関係から生じる駆動輪の空転（ホイールスピン）を制御する装置である。
本発明は、特に、モータスポーツにおいて使用される競技用の車両に適したトラクション制御を可能とするトラクション制御装置に関する。

エンジンの回転が伝達される駆動輪と従動輪を有する自動二輪車におけるトラクション制御装置としては、例えば特許文献１の「従来の技術」に記載されるように、駆動輪の角速度を検出するセンサを設け、このセンサによる検出結果を演算することで角加速度を求め、この角加速度が所定値に達するとエンジン出力を制御する構成が知られている。このようなトラクション制御装置によれば、車両の発進時や走行時に駆動輪が空転して加速度が大きくなるとエンジン出力を減少させ、これにより、駆動輪の空転によるスリップを抑制して車両姿勢を整え、駆動輪の滑りを抑制することができる。

特開平７−３３２１２２号公報

しかしながら、ダート走行が多いモトクロスレース等のモータスポーツにおいては、発進スタート時にはトラクション制御が必要であるが、スタート後の通常の走行に移ってからは、駆動輪が地面を強固にグリップするよりも、駆動輪に適度な滑りが生じた方が安定した走行を行うことができる場合がある。

このような状況に対処するため、トラクション制御を「オフ」にするスイッチを設けることで、トラクション制御の適否をスイッチにより選択することも可能であるが、スタート後にトラクション制御をオフにする操作をライダーが行う必要があり煩雑となってしまう。
また、モータスポーツでのスタート後の走行時におけるトラクション制御については、その適用を工夫する必要があった。

本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、モータスポーツで使用される車両において、スタート時においてはトラクション制御を行って駆動輪の空転を抑制することができるとともに、スタート後の走行時においてはトラクション制御を自動解除してライダーが操作する自由度を広く設定できるトラクション制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、エンジン（６１）の回転がクラッチ（６７）及び変速ギヤ（６６）を介して伝達される駆動輪（６２）と、前記エンジン（６１）の回転をスロットル開度により変化させるスロットルバルブ（６５）とを備えた車両において使用され、前記駆動輪（６２）の空転を防止するトラクション制御を行う装置であって、次の各構成を含むことを第１の特徴としている。
前記車両の発進開始状態からの所定期間を算出する所定期間算出手段（１１）。
前記所定期間において前記トラクション制御を実行する制御実行手段（１２）。
前記所定期間が経過した後は前記トラクション制御を解除する制御解除手段（１３）。
そして、前記所定期間算出手段（１１）は、車両の発進開始状態から前記スロットルバルブの開度を検知するスロットル開度検知手段（１）を備え、前記所定期間は、スロットル開度が第１の所定値以上の状態から前記第１の所定値より低開度の第２の所定値以下の状態となった期間である。

請求項２は、請求項１のトラクション制御装置において、前記スロットル開度の前記第１の所定値は全開開度の８０％であり、前記第２の所定値は全開開度の１０％であることを第２の特徴としている。

請求項３は、請求項１のトラクション制御装置において、前記所定期間算出手段（１１）は、車両の発進開始状態から前記変速ギヤ（６６）の変速が行われたことを検知する変速検知手段（２）を備え、この変速検知手段（２）からの信号により前記所定期間を算出することを第３の特徴としている。

請求項４は、請求項３のトラクション制御装置において、前記変速検知手段（２）からの信号は、シフトダウン時のものであることを第４の特徴としている。

請求項５は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のトラクション制御装置において、前記トラクション制御は、前記エンジン（６１）における点火時期のリタード又は燃料カットで行うことを第５の特徴としている。

請求項６は、請求項１のトラクション制御装置において、前記車両の発進開始状態は、前記クラッチ（６７）が前記変速ギヤ（６６）に接続されたことで検出することを第６の特徴としている。

請求項７は、請求項１のトラクション制御装置において、前記所定期間は、前記車両の発進開始状態から予め決められた所定時間であることを第７の特徴としている。

第１の特徴を有する請求項１の構成によれば、制御解除手段により所定期間が経過した後にトラクション制御を自動的に解除するようにしたので、ライダーが特別な操作をすることなくトラクション制御を解除することが可能となり、ライダーは運転に集中することができる。また、所定期間算出手段にスロットル開度検知手段を設けることで、車両のスタート後のライダーによるスロットル操作でトラクション制御を自動的に解除することができる。

第２の特徴を有する請求項２の構成によれば、第１の所定値を全開開度の８０％とし、第２の所定値を全開開度の１０％とすることで、トラクション制御の解除を車両のスタート後の適した時期に設定することができる。

第３の特徴を有する請求項３の構成によれば、所定期間算出手段に変速検知手段を設けることで、車両のスタート後のライダーによる変速ギヤの操作でトラクション制御を自動的に解除することができる。

第４の特徴を有する請求項４の構成によれば、変速ギヤのシフトダウンの信号によりトラクション制御を自動的に解除することができる。

第５の特徴を有する請求項５の構成によれば、前記トラクション制御は、前記エンジンにおける点火時期のリタード又は燃料カットで行うことでトラクション制御を行うことができる。

第６の特徴を有する請求項６の構成によれば、クラッチの接続状態の検出で車両の発進開始を判断することができる。

第７の特徴を有する請求項７の構成によれば、トラクション制御の解除を車両のスタート後の任意の時期に予め設定することができる。

本発明の一実施形態に係るトラクション制御装置の構造を示す模式図である。 トラクション制御装置における動作の一例を説明するためのフローチャートである。 トラクション制御装置における動作の一例を説明するためのフローチャートである。 トラクション制御装置における動作の一例を説明するためのフローチャートである。 トラクション制御装置における動作の一例を説明するためのフローチャートである。 トラクション制御装置が搭載された車両の側面説明図である。

以下、本発明の実施形態の一例について、図１及び図６を参照しながら説明する。
トラクション制御装置は、車両６０に搭載されるエンジン６１の回転が伝達される駆動輪６２の空転を検知してエンジン出力を減少させることで駆動輪６２の空転を防止する装置であり、エンジン６１の回転数を調整するためハンドルバー６３の右手側のグリップ６４の回動に連動するスロットルバルブ６５のスロットル開度を検知するスロットル開度検知手段１と、変速ギヤ６６のギヤ位置を検知する変速検知手段２と、トラクション制御の「オン」「オフ」を行うためのスタートモードスイッチ３と、エンジン停止を行うためのキルスイッチ４と、エンジン６１の回転を変速ギヤ６６を介して駆動輪６２に伝達するクラッチ６７の接続状態を検出するクラッチ状態検出手段５と、前記各手段及び各スイッチに接続された制御部１０を有して構成されている。

制御部１０は、前記車両の発進開始状態からの所定期間を算出する所定期間算出手段１１と、前記所定期間について前記トラクション制御を実行する制御実行手段１２と、車両の発進開始状態から所定期間が経過した後はトラクション制御を解除する制御解除手段１３と、エンジン系の制御を行う点火制御手段１４及び燃料制御手段１５を備え、各種信号が入力されることで装置全体の制御を行う。
所定期間算出手段１１は、トラクション制御を解除する時期を決定するものであり、制御部１０に入力されるスロットル開度検知手段１で検知したスロットル開度信号や、変速検知手段２で検知される変速ギヤ位置で所定期間を算出することによりトラクション制御の解除時期を決定する。

制御実行手段１２は、スタートモードスイッチ３を「閉」にして「スタートモード」（トラクション制御オン）に設定した場合に、エンジンにおける点火時期制御や、燃料供給制御を行うことでエンジンの回転を抑え、駆動輪６２の空転を防止するトラクション制御を行うように構成されている。
また、スタートモードスイッチ３で「スタートモード」（トラクション制御オン）に設定した場合は、ハンドルバー６３に装着されたメータ内に設けたインジケータ７が点灯することで、トラクション制御がオン状態であることを認識できるようになっている。

制御解除手段１３は、制御部１０に入力される各種信号から所定期間を算出し、所定期間経過後にトラクション制御の解除を行って通常のエンジン制御を行うものである。
また、制御部１０には、エンジン始動時においては始動用モータ、及び、走行時においては発電機として作用するＡＣＧスタータモータ８の回転数を検出する回転検出部９が接続されることで、車両の発進開始状態が検出できるように構成されている。

車両の発進開始状態は、クラッチ状態検出手段５により、クラッチ６７が変速ギヤ６６に接続されることで検出するようにしてもよい。すなわち、クラッチが接続状態であれば、エンジンの回転軸とトランスミッション等の駆動系とが連結されているので、発進開始状態と判断する。

スタートモードスイッチ３は、車両６０のハンドルバー６３におけるライダーが操作し易い位置に装着され、「閉」状態でトラクション制御が行われる「オン」状態（スタートモード）となり、「開」状態（図１に示された状態）でトラクション制御が行われない「オフ」状態となる。スタートモードスイッチ３を「オン」状態とすることで、車両のスタート時において、駆動輪６２の空転を防止して路面とのスリップを防ぐトラクション制御が行われる。
また、スタートモードスイッチ３をトラクション制御が「オン」状態（図１のスイッチが「閉」）にしたままエンジンを切った場合でも、次回エンジン始動時は、自動的にトラクション制御の機能が「オフ」（図１のスイッチの状態）になるように設定してもよい。

キルスイッチ４は、車両の転倒時等においてエンジンを強制的に停止させるためのスイッチであり、スイッチが「閉」状態でエンジンの強制停止が行われる「オン」状態となり、スイッチの「開」状態（図１の状態）でエンジンの強制停止が行われない「オフ」状態となる。

本発明のトラクション制御装置は、車両のスタート時のみトラクション制御を行い、所定期間経過後に自動的にトラクション制御が行われないように構成するものであり、そのために各種信号を検出する。
すなわち、スロットル開度検知手段１で検知したスロットル開度信号は制御部１０に入力され、所定期間算出手段１１において、スロットル開度が第１の所定値以上の状態から第２の所定値以下の状態となった期間をトラクション制御が実行される車両発進開始状態からの所定期間とする処理が行われる。
スロットル開度検知手段１におけるスロットル開度の第１の所定値は、例えば、全開開度を１００％とした場合の８０％に設定し、第２の所定値は全開開度の１０％に設定している。

変速検知手段２は、例えば前進６段の変速ギヤがある場合に、変速ギヤが１速〜６速のどのギヤ位置であるかを常時検知するものであり、検知したギヤ位置信号は制御部１０に入力され、車両の発進開始状態から変速ギヤの変速が行われたことを検知するとともに、その変速がシフトアップであるか、シフトダウンであるかを検出できるようになっている。
そして、シフトアップ又はシフトダウンの変速が行われた場合、若しくは、所定の変速ギヤが選択された場合に、所定期間算出手段１１において、その期間をトラクション制御が実行される車両発進開始状態からの所定期間とする処理が行われる。
また、所定期間は、車両の発進開始状態から予め決められた所定時間としてもよい。

制御部１０では、制御実行手段１２により実行されているトラクション制御を前記した所定期間経過時に制御解除手段１３により解除することが行われる。
制御実行手段１２は、駆動輪６２に取り付けられる駆動輪速度センサと、前輪（従動輪）に取り付けられる従動輪速度センサとにより、駆動輪６２の空転の有無の把握をし、空転が発生したら、それを抑制するようにエンジン系の燃料噴射装置等の制御部品に点火制御手段１４や燃料制御手段１５を介して命令を発する。
点火制御手段１４からの指令により、エンジン６１のスパークプラグ６に対して点火時期を遅らせる制御（点火時期のリタード）や、燃料制御手段１５からの指令により、エンジン６１への燃料供給をカットする又は燃料供給量を絞る制御が行われる。車輪の空転は、駆動輪速度センサ及び従動輪速度センサから得られたデータにより、例えば駆動輪６２が従動輪より回転速度が設定値以上に上昇した場合、駆動輪６２は空転を起こしている又は空転を起こしかけていると判断する。また、駆動輪６２の加速度の閾値をトラクション制御の開始条件としてもよい。

次に、上記構造のトラクション制御装置の動作について、図２〜図５のフローチャートを参照しながら説明する。
本発明のトラクション制御装置は、スタート時のみトラクション制御を行い、所定期間経過後に自動的にトラクション制御が行われないようにするものであり、車両のスタート時においてはスタートモードスイッチ３を「オン」状態（図１のスイッチが「閉」）としてトラクション制御が行われるようにする。トラクション制御を解除する所定期間の経過は、各種信号により種々のパターンで行うことができる。

（１）第１パターン
図２のフローチャートに示すように、スタートモードスイッチ３の開閉を判断し（ステップ２０）、スタートモードスイッチ３が「開」状態の場合は、「トラクション制御の実行」を維持する（ステップ２８）。

スタートモードスイッチ３が「閉」状態の場合は「スタートモード」となり、回転検出部９又はクラッチ状態検出手段５により車両が発進しているかを検知する（ステップ２１）。車両を発進開始後、スロットル開度検知手段１によりスロットル開度が第１の所定値（例えば開度８０％）以上になったかどうかを判断し（ステップ２２）、その場合にはタイマーがセットされているかどうか判断し（ステップ２３）、セットされていない場合はタイマーのセットを行い（ステップ２４）、続いて第２の所定値（例えば開度１０％）以下になったかどうかを判断する（ステップ２５）。

ここにおいて、第１の所定値をスロットルバルブの全開開度の８０％とすることで、スタートを確実に検知することができ、第２の所定値をスロットルバルブの全開開度の１０％とすることで、スタートが終了し通常走行への移行を検知することができることにより、トラクション制御の解除を車両のスタート後の適した時期に行うことができる。

ステップ２１において車両が発進していない場合、ステップ２２においてスロットル開度が第１の所定値以上になっていない場合、ステップ２５においてスロットル開度が第２の所定値以下になっていない場合は、「トラクション制御の実行」を維持する（ステップ２９）。

スロットル開度が第２の所定値（例えば開度１０％）以下である場合、制御部１０の所定期間算出手段１１で所定期間経過と判断し（ステップ２６）、制御解除手段１３によりスタートモードを停止して制御実行手段１２によるトラクション制御を解除する（ステップ２７）。
トラクション制御が解除されると、通常点火時期、吸排気デバイスコントロールでのエンジン駆動が行われる。

したがって、ライダーによるスロットル開度の操作により自動的にトラクション制御を解除させることができる。また、このパターンによる制御によれば、発進当初のスロットル開度でトラクション制御が解除されるので、発進時にのみトラクション制御を行い、スロットル開度が第２の所定値（例えば開度１０％）以下となった以降の加速ではトラクション制御を解除させたい場合に適している。

また、上記の第１パターンにおいて、スロットル開度を検出してトラクション制御を解除するに際して、例えば「車両発進から一定時間経過後であること」等の時間的な条件を加味するものであってもよい。この場合のフローチャートは、図３に示すように、車両の発進を検知するステップ２１の後に、「発進から一定時間経過したかどうか」を判断し（ステップ３１）、一定時間経過しない場合は「トラクション制御の実行」を維持し（ステップ２９）、一定時間経過した場合に次のステップ２２（スロットル開度が第１の所定値以上になったかどうかの判断）に進むようにすればよい。

（２）第２パターン
図４のフローチャートに示すように、スタートモードスイッチ３が「閉」状態となってスタートモードが設定されているかどうかを判断し（ステップ２０）、設定されていない場合は、「トラクション制御の実行」を維持する（ステップ２８）。

「スタートモード」が選択されている場合は、回転検出部９又はクラッチ状態検出手段５により車両が発進しているかを検知する（ステップ２１）。車両を発進開始後、変速検知手段２により予め設定しておいた所定の変速ギヤが選択されたかどうかを判断する（ステップ４１）。
ステップ２１において車両が発進していない場合、ステップ４１において所定の変速ギヤが選択されていない場合は、「トラクション制御の実行」を維持する（ステップ２９）。

ステップ４１において「所定の変速ギヤが選択された」場合、その時を制御部１０の所定期間算出手段１１が検知して所定期間経過と判断し（ステップ２６）、制御解除手段１３によりスタートモードを停止して制御実行手段１２によるトラクション制御を解除する（ステップ２７）。
トラクション制御が解除されると、通常点火時期、吸排気デバイスコントロールでのエンジン駆動が行われる。

したがって、ライダーによる変速ギヤ６６の操作により自動的にトラクション制御を解除させることができる。また、このパターンによる制御によれば、発進時にトラクション制御を行い、直線コースの長さにより所定のギヤを３速や４速とすることで、所定の変速ギヤを選択した場合にトラクション制御を解除することができるので、走行コースに応じたトラクション制御の解除を行うことができる。

（３）第３パターン
図５のフローチャートに示すように、スタートモードスイッチ３が「スタートモード」に設定されているかどうかを判断する（ステップ２０）。「スタートモード」に設定されていない場合は、「トラクション制御の実行」を維持する（ステップ２８）。

「スタートモード」が選択されている場合は、回転検出部９又はクラッチ状態検出手段５により車両が発進しているかを検知する（ステップ２１）。車両を発進開始後、変速検知手段２によりシフトダウンが行われたかどうかを判断する（ステップ５１）。
ステップ２１において車両が発進していない場合、ステップ５１においてシフトダウンが行われていない場合は、「トラクション制御の実行」を維持する（ステップ２９）。

ステップ５１において「シフトダウンが行われた」場合、その時を制御部１０の所定期間算出手段１１が検知して所定期間経過と判断し（ステップ２６）、制御解除手段１３によりスタートモードを停止して制御実行手段１２によるトラクション制御を解除する（ステップ２７）。
トラクション制御が解除されると、通常点火時期、吸排気デバイスコントロールでのエンジン駆動が行われる。

したがって、ライダーによる変速ギヤ６６の操作によるシフトダウンにより自動的にトラクション制御を解除させることができる。また、このパターンによる制御によれば、発進時にトラクション制御を行い、次のコーナーで減速を行うような走行コースを想定した場合、コーナー手前のシフトダウン操作に応じてトラクション制御を解除する際に適している。

上記した各パターンによりトラクション制御を解除することで、モータスポーツで車両を走行させる場合に、ライダーが特別な操作を行うことなく、スタート状態が終了したことを検知して、その後の走行においてはトラクション制御が行われることがなく、コーナーにおいてライダーの意思に沿って駆動輪に適度な滑りを生じさせる走行を行うことができる。
また、各パターンはそれぞれ独立してトラクション制御の解除を行うことができるが、例えば、第１パターンと第２パターンとを組み合わせ、スロットル開度及びギヤ選択の両方を検知しどちらか一方の解除条件が成立した時にトラクション制御の解除を行う等、各パターンを組み合わせて制御を行ってもよい。

１…スロットル開度検知手段、 ２…変速検知手段、 ３…スタートモードスイッチ、 ５…クラッチ状態検出手段、 ６…スパークプラグ、 ８…ＡＣＧスタータモータ、 ９…回転検出部、 １０…制御部、 １１…所定期間算出手段、 １２…制御実行手段、 １３…制御解除手段、 １４…点火制御手段、 １５…燃料制御手段、 ６０…車両、 ６１…エンジン、 ６２…駆動輪、 ６５…スロットルバルブ、 ６６…変速ギヤ、 ６７…クラッチ。

Claims (7)

1. エンジン（６１）の回転がクラッチ（６７）及び変速ギヤ（６６）を介して伝達される駆動輪（６２）と、前記エンジン（６１）の回転をスロットル開度により変化させるスロットルバルブ（６５）とを備えた車両において使用され、前記駆動輪（６２）の空転を防止するトラクション制御を行う装置であって、
   前記車両の発進開始状態からの所定期間を算出する所定期間算出手段（１１）と、
   前記所定期間において前記トラクション制御を実行する制御実行手段（１２）と、
   前記所定期間が経過した後は前記トラクション制御を解除する制御解除手段（１３）とを有し、
   前記所定期間算出手段（１１）は、車両の発進開始状態から前記スロットルバルブの開度を検知するスロットル開度検知手段（１）を備え、前記所定期間は、スロットル開度が第１の所定値以上の状態から前記第１の所定値より低開度の第２の所定値以下の状態となった期間であることを特徴とするトラクション制御装置。
2. 前記スロットル開度の前記第１の所定値は全開開度の８０％であり、前記第２の所定値は全開開度の１０％である請求項１に記載のトラクション制御装置。
3. 前記所定期間算出手段（１１）は、車両の発進開始状態から前記変速ギヤ（６６）の変速が行われたことを検知する変速検知手段（２）を備え、この変速検知手段（２）からの信号により前記所定期間を算出する請求項１に記載のトラクション制御装置。
4. 前記変速検知手段（２）からの信号は、シフトダウン時のものである請求項３に記載のトラクション制御装置。
5. 前記トラクション制御は、前記エンジン（６１）における点火時期のリタード又は燃料カットで行う請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のトラクション制御装置。
6. 前記車両の発進開始状態は、前記クラッチ（６７）が前記変速ギヤ（６６）に接続されたことで検出する請求項１に記載のトラクション制御装置。
7. 前記所定期間は、前記車両の発進開始状態から予め決められた所定時間である請求項１に記載のトラクション制御装置。

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