JP5405969B2 - Motorcycle steering device - Google Patents

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Description

本発明は、自動二輪車の操舵装置に係り、特に、電動モータによって補助操舵力を与えるパワーアシスト手段を適用した自動二輪車の操舵装置に関する。   The present invention relates to a motorcycle steering apparatus, and more particularly, to a motorcycle steering apparatus to which power assist means for applying an auxiliary steering force by an electric motor is applied.

従来から、車両の操舵装置において、乗員の操作負担が軽減されるよう電動モータによって操舵力をアシストするパワーアシスト手段を適用した構成が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle steering apparatus, a configuration in which power assist means for assisting steering force with an electric motor is applied so as to reduce an operation burden on an occupant is known.

特許文献1には、車幅方向に延在するバータイプのハンドルで前輪を操舵する鞍乗型の4輪車両において、ハンドルの下部に結合されてヘッドパイプに回動自在に軸支されるステムシャフトに対し、電動モータによる補助操舵力を入力するようにしたパワーアシスト手段が開示されている。   In Patent Document 1, in a straddle-type four-wheel vehicle in which a front wheel is steered by a bar-type handle extending in the vehicle width direction, a stem coupled to a lower portion of the handle and pivotally supported by a head pipe is disclosed. A power assist means is disclosed in which an auxiliary steering force by an electric motor is input to a shaft.

特開2006−232060号公報JP 2006-232060 A

しかしながら、特許文献1に記載された4輪車用のパワーアシスト手段は、乗員によるハンドル操作力に応じた補助操舵力を与えるのみであり、特に二輪車に適した補助操舵力を与える手法に関しては検討されていなかった。より具体的には、前後輪のみで走行する二輪車においては、ごく低い速度での走行時に車体が左右に傾こうとする「ふらつき」が生じ、通常の二輪車では、乗員がハンドルを操舵したり体重移動をすることで車体のバランスを保つ必要がある。特に重量の大きな車両では、このバランスを保つためのハンドル操作の負担も大きくなることが考えられる。特許文献1に記載された技術は、このような操舵操作を補助するためにパワーアシスト手段を用いることを考慮するものではなかった。   However, the power assist means for a four-wheeled vehicle described in Patent Document 1 only gives an auxiliary steering force corresponding to the steering force by the occupant, and a method for giving an auxiliary steering force suitable for a two-wheeled vehicle is particularly considered. Was not. More specifically, in a two-wheeled vehicle that travels only on the front and rear wheels, a “stagger” occurs when the vehicle body tilts to the left and right when traveling at a very low speed. It is necessary to keep the balance of the vehicle body by moving. In particular, in a heavy vehicle, it can be considered that the burden on the steering wheel operation for maintaining this balance also increases. The technique described in Patent Document 1 does not consider using power assist means to assist such a steering operation.

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、1つは、パワーアシスト手段を用いて低速時の自動二輪車の姿勢制御を行うことを可能にし、もう1つはレシオ可変手段を用いて全速度域において最適な操舵比が得られるようにした自動二輪車の操舵装置を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, one of which makes it possible to control the attitude of a motorcycle at low speed using power assist means, and the other uses ratio variable means. An object of the present invention is to provide a steering device for a motorcycle in which an optimum steering ratio can be obtained in all speed ranges.

前記目的を達成するために、本発明は、前輪(WF)を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク(4)を、トップブリッジ(16)および該トップブリッジ(16)の車体下方側に位置するボトムブリッジ(17)によって保持すると共に、車体フレーム(2)に対して前記フロントフォーク(4)を操舵可能に支持する自動二輪車の操舵装置(30)において、乗員が操作するハンドル(5)へ入力される入力トルク(Mz)に応じて、第2モータ(M2)による補助操舵力を与えるパワーアシスト手段(W1)と、車速(V)を検知する車速検知手段(92)と、前記入力トルク(Mz)を検知する入力トルク検知手段(48)と、前記ハンドル(5)の回動角度と前記前輪(WF)の操舵角度との比率である操舵比(j)を検知する操舵比検知手段(92)と、車体のロール方向の角速度(ω)を検知するロール角速度検知手段(93)と、前記第2モータ(M2)を制御する制御部(100)とを具備し、前記制御部(100)は、前記第2モータ(M2)を、前記車速(V)、前記入力トルク(Mz)および前記ロール方向の角速度(ω)の値に基づいて制御する点に第1の特徴がある。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a pair of left and right front forks (4) for pivotally supporting a front wheel (WF) is mounted on a top bridge (16) and a vehicle body lower side of the top bridge (16). A steering wheel (5) operated by an occupant in a steering device (30) for a motorcycle that is held by a bottom bridge (17) and that supports the front fork (4) in a steerable manner with respect to a vehicle body frame (2). A power assist means (W1) for applying an auxiliary steering force by the second motor (M2) according to an input torque (Mz) inputted to the vehicle, a vehicle speed detecting means (92) for detecting the vehicle speed (V), and the input An input torque detecting means (48) for detecting torque (Mz), and a steering ratio (j) which is a ratio between a rotation angle of the handle (5) and a steering angle of the front wheel (WF) is detected. A steering ratio detecting means (92) for performing the detection, a roll angular speed detecting means (93) for detecting an angular speed (ω) in the roll direction of the vehicle body, and a control section (100) for controlling the second motor (M2). The control unit (100) controls the second motor (M2) based on values of the vehicle speed (V), the input torque (Mz), and the angular velocity (ω) in the roll direction. There are features.

また、前記車速(V)、前記入力トルク(Mz)および前記操舵比(j)の関数(T1=Mz・k(k=f(j,V)))に基づいて、前記補助操舵力としてのパワーアシストトルク(T1)を求めるパワーアシストトルク算出手段(104)と、前記車速(V)に応じて変化する車速−角速度マップに基づいて、前記ロール方向の角速度(ω)を打ち消すための操舵角補正トルク(T2)を求める操舵角補正トルク算出手段(105)とを具備し、前記第2モータ(M2)は、前記パワーアシストトルク(T1)と前記操舵角補正トルク(T2)とを合算した値に基づいて制御され、前記制御部(100)は、車速(V)が所定値以下でロール方向の角速度(ω)が所定値以上の場合に、車体の重心(G)の位置を車体中央に戻す方向のアシスト力を大きくする点に第2の特徴がある。   Further, based on the function of the vehicle speed (V), the input torque (Mz), and the steering ratio (j) (T1 = Mz · k (k = f (j, V))), the auxiliary steering force is Steering angle for canceling the angular velocity (ω) in the roll direction based on the power assist torque calculating means (104) for obtaining the power assist torque (T1) and the vehicle speed-angular velocity map that changes according to the vehicle speed (V). Steering angle correction torque calculation means (105) for obtaining correction torque (T2), and the second motor (M2) adds the power assist torque (T1) and the steering angle correction torque (T2) together. The control unit (100) controls the position of the center of gravity (G) of the vehicle body when the vehicle speed (V) is equal to or lower than a predetermined value and the angular velocity (ω) in the roll direction is equal to or higher than the predetermined value. Reed direction The second feature is that the strike force is increased.

また、前記操舵比(j)を、第1モータ(M1)によって任意に変更する操舵比可変手段(S1)を具備し、前記制御部(100)は、前記車速(V)の関数(J=f(V))によって求められる目標操舵比(J)と前記操舵比(j)との差分に基づいて前記第1モータ(M1)を制御する点に第3の特徴がある。   In addition, a steering ratio variable means (S1) for arbitrarily changing the steering ratio (j) by the first motor (M1) is provided, and the control unit (100) is a function of the vehicle speed (V) (J = A third feature is that the first motor (M1) is controlled based on the difference between the target steering ratio (J) obtained by f (V)) and the steering ratio (j).

また、前輪(WF)を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク(4)を、トップブリッジ(16)および該トップブリッジ(16)の車体下方側に位置するボトムブリッジ(17)によって保持すると共に、車体フレーム(2)に対して前記フロントフォーク(4)を操舵可能に支持する自動二輪車の操舵装置(30)において、乗員が操作するハンドル(5)へ入力される入力トルク(Mz)に応じて、第2モータ(M2)による補助操舵力を与えるパワーアシスト手段(W1)と、車速(V)を検知する車速検知手段(92)と、前記入力トルク(Mz)を検知する入力トルク検知手段(48)と、前記ハンドル(5)の回動角度と前記前輪(WF)の操舵角度との比率である操舵比(j)を検知する操舵比検知手段(92)と、車体のロール方向の角速度(ω)を検知するロール角速度検知手段(93)と、前記第2モータ(M2)を制御する制御部(200)とを具備し、前記制御部(200)は、前記第2モータ(M2)を、前記車速(V)および前記入力トルク(Mz)の値に基づいて制御する点に第4の特徴がある。   Further, a pair of left and right front forks (4) that rotatably support the front wheel (WF) is held by a top bridge (16) and a bottom bridge (17) located on the vehicle body lower side of the top bridge (16). In addition, in the steering device (30) for the motorcycle that supports the front fork (4) so as to be steerable with respect to the vehicle body frame (2), the input torque (Mz) input to the handle (5) operated by the occupant. Accordingly, a power assist means (W1) for providing an auxiliary steering force by the second motor (M2), a vehicle speed detection means (92) for detecting the vehicle speed (V), and an input torque detection for detecting the input torque (Mz). Means (48), and a steering ratio detection means (92) for detecting a steering ratio (j) which is a ratio of a rotation angle of the handle (5) and a steering angle of the front wheel (WF). A roll angular velocity detecting means (93) for detecting an angular velocity (ω) in the roll direction of the vehicle body, and a control unit (200) for controlling the second motor (M2), the control unit (200) comprising: A fourth feature is that the second motor (M2) is controlled based on the values of the vehicle speed (V) and the input torque (Mz).

また、前記車速(V)、前記入力トルク(Mz)および前記操舵比(j)の関数(T=Mz・k(k=f(j,V)))に基づいて、前記補助操舵力としてのパワーアシストトルク(T)を求めるパワーアシストトルク算出手段(204)を具備し、前記第2モータ(M2)は、前記パワーアシストトルク(T)の値に基づいて制御される点に第5の特徴がある。   Further, based on the function of the vehicle speed (V), the input torque (Mz), and the steering ratio (j) (T = Mz · k (k = f (j, V))), A fifth feature is that power assist torque calculating means (204) for obtaining power assist torque (T) is provided, and the second motor (M2) is controlled based on the value of the power assist torque (T). There is.

また、前記操舵比(j)を、第1モータ(M1)によって任意に変更する操舵比可変手段(S1)を具備し、前記制御部(200)は、前記車速(V)の関数(J=f(V))によって求められる目標操舵比(J)と前記操舵比(j)との差分に基づいて前記第1モータ(M1)を制御する点に第6の特徴がある。   In addition, a steering ratio variable means (S1) for arbitrarily changing the steering ratio (j) by the first motor (M1) is provided, and the control unit (200) is a function of the vehicle speed (V) (J = There is a sixth feature in that the first motor (M1) is controlled based on the difference between the target steering ratio (J) obtained by f (V)) and the steering ratio (j).

第1および第2の特徴によれば、パワーアシスト手段を備えた操舵装置を、車体のロール方向の角速度を考慮して制御することが可能となる。これにより、車体がふらつかないようにするための操舵操作を自動制御することが可能となり、乗員の操作負担を軽減することができる。また、特に低速域での車体のふらつきを低減することができると共に、あらゆる速度域で自動二輪車の安定性および運動性を高めることができる。   According to the first and second features, it is possible to control the steering apparatus including the power assist means in consideration of the angular velocity in the roll direction of the vehicle body. As a result, it is possible to automatically control the steering operation for preventing the vehicle body from wobbling, and the operation burden on the occupant can be reduced. In addition, it is possible to reduce wobbling of the vehicle body particularly in the low speed range, and to improve the stability and mobility of the motorcycle in all speed ranges.

さらに、操舵装置によって自動二輪車の安定性および運動性が高められるため、乗員の疲労が軽減されるほか、車体フレームの剛性を下げて軽量化しても従来と同様の安定性および運動性が得られ、ステアリングダンパが不要となるなど、車体の構造を簡略化することができる。   Furthermore, since the stability and mobility of the motorcycle are improved by the steering device, the fatigue of the occupant is reduced, and the same stability and mobility can be obtained even if the rigidity of the body frame is reduced to reduce the weight. Further, the structure of the vehicle body can be simplified, such as eliminating the need for a steering damper.

第3の特徴によれば、パワーアシスト手段および操舵比可変手段を備えた操舵装置を、車体のロール方向の角速度を考慮して制御することが可能となる。これにより、低速から高速までの全速度域において最適な操舵比が得ることができ、自動二輪車の安定性および運動性を高めることができる。   According to the third feature, the steering device including the power assist means and the steering ratio variable means can be controlled in consideration of the angular velocity in the roll direction of the vehicle body. As a result, an optimum steering ratio can be obtained in all speed ranges from low speed to high speed, and the stability and mobility of the motorcycle can be improved.

第4および第5の特徴によれば、ロール角速度検出手段を用いずに、パワーアシスト手段を備えた操舵装置を簡易な構成によって制御し、自動二輪車の安定性および運動性を高めることができる。また、車体が倒れないようにする操舵操作に対して補助操舵力が加えられるので、乗員の操作負担を軽減することができる。   According to the fourth and fifth features, the steering device provided with the power assist means can be controlled with a simple configuration without using the roll angular velocity detection means, and the stability and mobility of the motorcycle can be enhanced. In addition, since the auxiliary steering force is applied to the steering operation that prevents the vehicle body from falling down, the operation burden on the occupant can be reduced.

第6の特徴によれば、パワーアシスト手段および操舵比可変手段を備えた操舵装置を、車体のロール方向の角速度を考慮することなく制御することが可能となる。これにより、低速から高速までの全速度域において最適な操舵比を得ることができ、自動二輪車の安定性および運動性を高めることができる。   According to the sixth feature, the steering device including the power assist means and the steering ratio variable means can be controlled without considering the angular velocity in the roll direction of the vehicle body. As a result, an optimum steering ratio can be obtained in all speed ranges from low speed to high speed, and the stability and mobility of the motorcycle can be improved.

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の操舵装置を適用した自動二輪車の側面図である。1 is a side view of a motorcycle to which a steering device for a motorcycle according to an embodiment of the present invention is applied. 操舵装置の側面図である。It is a side view of a steering device. 操舵装置の上面図である。It is a top view of a steering device. 操舵装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a steering device. スライダが車体前方側に移動した状態における操舵装置の側面図である。It is a side view of a steering device in the state where a slider moved to the vehicle body front side. 操舵装置の上面断面図である。It is an upper surface sectional view of a steering device. 操舵比可変手段の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a steering ratio variable means. 本実施形態に係る操舵装置の制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part of the steering apparatus which concerns on this embodiment. 自動二輪車の重心の変動状態を示す模式図である。Fig. 3 is a schematic diagram showing a fluctuation state of a center of gravity of a motorcycle. ハンドル操作に伴って重心が移動する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a gravity center moves with handle | steering-wheel operation. ハンドル操作に伴って重心が正立状態に戻る過程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process in which a gravity center returns to an upright state with steering wheel operation. 本発明の第2実施形態に係る操舵装置の制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part of the steering device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 車速と操舵比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a vehicle speed and a steering ratio.

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詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車の操舵装置30(以下、単に操舵装置30と示すこともある)が適用された自動二輪車1の側面図である。自動二輪車1の操舵輪としての前輪WFは、左右一対のフロントフォーク4の下端部に回転自在に軸支されている。本発明の一実施形態に係る操舵装置30は、車体フレーム2の前端部に配設されている。操舵装置30は、後述する操舵比可変手段によってハンドルバー5への入力操作量とは異なる回動量で前輪WFを操舵可能にすると共に、パワーアシスト手段によって前輪WFの操舵力をアシストすることを可能にする電動ステアリング機構である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a motorcycle 1 to which a motorcycle steering device 30 (hereinafter also simply referred to as a steering device 30) according to an embodiment of the present invention is applied. A front wheel WF as a steered wheel of the motorcycle 1 is rotatably supported at the lower ends of the pair of left and right front forks 4. The steering device 30 according to one embodiment of the present invention is disposed at the front end of the vehicle body frame 2. The steering device 30 can steer the front wheel WF by a rotation amount different from the input operation amount to the handlebar 5 by a steering ratio variable means described later, and can assist the steering force of the front wheel WF by a power assist means. This is an electric steering mechanism.

フロントフォーク4は、操舵装置30の上側に位置するトップブリッジ16と、操舵装置30の下側に位置するボトムブリッジ17とによって支持されている。前輪WFは、操舵装置30に対してトップブリッジ16およびボトムブリッジ17が一体に回動することによって操舵される。トップブリッジ16の上方には、乗員が把持する左右一対のハンドルグリップ6を有するハンドルバー5が配設されている。   The front fork 4 is supported by a top bridge 16 located on the upper side of the steering device 30 and a bottom bridge 17 located on the lower side of the steering device 30. The front wheel WF is steered when the top bridge 16 and the bottom bridge 17 are integrally rotated with respect to the steering device 30. Above the top bridge 16, a handle bar 5 having a pair of left and right handle grips 6 held by a passenger is disposed.

ハンドルバー5の車体前方側には、外装部品としてのフロントカウル7が配設されている。車体フレーム2の下方には、車体後方下方に向けて延びるエンジンハンガ3が設けられており、車両の動力源としてのエンジン8は、該エンジンハンガ3によって吊り下げられるように固定されている。駆動輪としての後輪WRは、マフラ10の車幅方向中央側に配設されるスイングアーム(不図示)の後端部に回転自在に軸支されている。スイングアームの前端部は、車体フレーム2の後方下方に設けられたスイングアームピボット9によって揺動自在に軸支されている。   A front cowl 7 as an exterior part is disposed on the front side of the vehicle body of the handle bar 5. An engine hanger 3 is provided below the vehicle body frame 2 so as to extend rearward and downward from the vehicle body. An engine 8 serving as a power source for the vehicle is fixed so as to be suspended by the engine hanger 3. A rear wheel WR as a drive wheel is rotatably supported by a rear end portion of a swing arm (not shown) disposed on the center side in the vehicle width direction of the muffler 10. The front end portion of the swing arm is pivotally supported by a swing arm pivot 9 provided at the lower rear of the body frame 2.

運転者が着座するシート12の車体前方には、給油口リッド11を有する燃料タンクカバー19が配設されている。シート12の後方には、同乗者が着座する後部シート13が設けられている。後部シート13の後方には、車幅方向中央にトランク14が取り付けられ、トランク14の下方には左右一対のサイドケース15が取り付けられている。   A fuel tank cover 19 having a fuel filler lid 11 is disposed in front of the vehicle body of the seat 12 on which the driver is seated. A rear seat 13 on which a passenger sits is provided behind the seat 12. A trunk 14 is attached to the rear of the rear seat 13 at the center in the vehicle width direction, and a pair of left and right side cases 15 are attached to the lower side of the trunk 14.

図2は、本発明の一実施形態に係る操舵装置30の側面図である。また、図3は、操舵装置30の上面図である。操舵装置30は、車体フレーム2の前端のヘッドパイプに配設されている。本実施形態では、アルミのパイプ材等からなる左右一対のメインフレーム2aの前端部に、アルミ鋳造等で形成された支持ケース(ヘッドパイプ)18が結合されている。そして、この支持ケース18に形成された凹部に、締結部材等を用いて操舵装置30を固定することにより、操舵装置30が車体フレーム2の前端部に固定される。このとき、操舵装置30の車体前方側の面は、支持ケース18から車体前方側に露出した状態となる。支持ケース18には、メインフレーム2aの前端部のみならず、エンジンハンガ3の上端部も結合されている。なお、本実施形態に係る支持ケース18は、通常の二輪車のヘッドパイプに相当し、車体フレーム2に対してフロントフォーク4を回転操舵可能にするものである。支持ケース18は、車体フレーム2の前端部に一体的に形成してもよい。   FIG. 2 is a side view of the steering device 30 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a top view of the steering device 30. The steering device 30 is disposed on the head pipe at the front end of the vehicle body frame 2. In the present embodiment, a support case (head pipe) 18 formed by aluminum casting or the like is coupled to the front end portions of a pair of left and right main frames 2a made of aluminum pipe material or the like. The steering device 30 is fixed to the front end portion of the vehicle body frame 2 by fixing the steering device 30 to the recess formed in the support case 18 using a fastening member or the like. At this time, the surface on the vehicle body front side of the steering device 30 is exposed from the support case 18 to the vehicle body front side. Not only the front end portion of the main frame 2 a but also the upper end portion of the engine hanger 3 is coupled to the support case 18. The support case 18 according to this embodiment corresponds to a head pipe of a normal two-wheeled vehicle, and enables the front fork 4 to be rotationally steered with respect to the vehicle body frame 2. The support case 18 may be formed integrally with the front end portion of the vehicle body frame 2.

ここで、通常の自動二輪車では、左右一対のフロントフォークをトップブリッジおよびボトムブリッジで支持し、このトップブリッジとボトムブリッジとを連結固定する回動軸としてのステムシャフトを、車体フレームの前端部に形成されたヘッドパイプに揺動自在に軸支することにより、前輪を操舵可能としている。これに対し、本実施形態に係る操舵装置30では、ハンドルバー5への入力操作とは異なる操舵角および操舵力によって前輪WFを操舵可能とするため、通常の自動二輪車とは異なる構成を有している。   Here, in a normal motorcycle, a pair of left and right front forks are supported by a top bridge and a bottom bridge, and a stem shaft as a pivot shaft for connecting and fixing the top bridge and the bottom bridge is provided at the front end of the vehicle body frame. The front wheels can be steered by being pivotally supported on the formed head pipe. On the other hand, the steering device 30 according to the present embodiment has a configuration different from that of a normal motorcycle because the front wheel WF can be steered by a steering angle and a steering force different from the input operation to the handlebar 5. ing.

本実施形態では、操舵装置30の下部に設けられた出力軸66にボトムブリッジ17を固定することにより、出力軸66の回動動作に伴って、ボトムブリッジ17、トップブリッジ16およびフロントフォーク4が一体に回動するように構成されている。乗員が入力操作するハンドルバー5は、フロントフォーク4の揺動角度と異なる角度でハンドルバー5を回動させることを可能とするため、トップブリッジ16には固定されておらず、操舵装置30の上部に設けられた入力軸40に直接連結されている。本実施形態においては、入力軸40および出力軸66の回転軸が、同軸上に位置するように構成されている。   In the present embodiment, the bottom bridge 17 is fixed to the output shaft 66 provided at the lower portion of the steering device 30, so that the bottom bridge 17, the top bridge 16, and the front fork 4 are moved along with the rotation operation of the output shaft 66. It is comprised so that it may rotate integrally. The handlebar 5 that is input by the occupant is not fixed to the top bridge 16 so that the handlebar 5 can be rotated at an angle different from the swing angle of the front fork 4. It is directly connected to an input shaft 40 provided at the top. In the present embodiment, the rotation shafts of the input shaft 40 and the output shaft 66 are configured to be coaxial.

操舵装置30は、上側ハウジング31および下側ハウジング32を有しており、この両者が形成する内部空間に、前記した操舵比可変手段およびパワーアシスト手段が収納されている。上側ハウジング31と下側ハウジング32とは、3本の締結ネジ33で固定されている。下側ハウジング32の車体後方側には、操舵比可変手段を作動させるための第1モータM1およびパワーアシスト手段を作動させるための第2モータM2がそれぞれ取り付けられている。第1モータM1および第2モータM2は、それぞれの軸線J1,J2が、互いに平行に車体前後方向に指向し、かつトップブリッジ16とボトムブリッジ17との間に位置するように配設されている。なお、本実施形態では、第1モータM1より第2モータM2の方が車体上下方向でわずかに低い位置に配設されているが、軸線J1,J2がほぼ同じ高さに位置するように配設してもよい。   The steering device 30 has an upper housing 31 and a lower housing 32, and the steering ratio variable means and the power assist means described above are housed in an internal space formed by both. The upper housing 31 and the lower housing 32 are fixed with three fastening screws 33. A first motor M1 for operating the steering ratio variable means and a second motor M2 for operating the power assist means are respectively attached to the rear side of the vehicle body of the lower housing 32. The first motor M1 and the second motor M2 are arranged such that their respective axes J1 and J2 are oriented in parallel in the vehicle longitudinal direction and are positioned between the top bridge 16 and the bottom bridge 17. . In this embodiment, the second motor M2 is disposed at a slightly lower position in the vertical direction of the vehicle body than the first motor M1, but is arranged so that the axes J1 and J2 are positioned at substantially the same height. You may set up.

図3を併せて参照して、ボトムブリッジ17には、トップブリッジ16と同様に、左右一対のフロントフォーク4を支持するための挿通穴4aが形成されている。操舵装置30は、左右のフロントフォーク4の間の空間に収まるように構成されている。これにより、大きな前輪操舵角を確保することが容易になると共に、操舵装置30の重量を車幅方向中央に集中させることが可能となる。また、操舵装置30は、締結ネジ33を貫通させる車体前方側の1箇所のボス部分を除いて、フロントフォーク4の車体前端面より車体前方側に突出しないように配設されている。   Referring also to FIG. 3, similarly to the top bridge 16, the bottom bridge 17 is formed with an insertion hole 4 a for supporting the pair of left and right front forks 4. The steering device 30 is configured to fit in a space between the left and right front forks 4. Accordingly, it becomes easy to secure a large front wheel steering angle, and the weight of the steering device 30 can be concentrated in the center in the vehicle width direction. The steering device 30 is arranged so as not to protrude from the front end surface of the front fork 4 to the front side of the vehicle body except for one boss portion on the front side of the vehicle body through which the fastening screw 33 passes.

また、第1モータM1および第2モータM2は、メインフレーム2aおよび支持ケース18の外壁から車体前方側に突出することなく、支持ケース18の内側、すなわち車体内側に収まるように配設されている。本実施形態では、各モータM1,M2の回転軸J1,J2が車体前後方向に指向され、各モータM1,M2の後端部分が支持ケース18の後端面から若干突出するように配設されている。このような第1,2モータの配置によれば、例えば、両モータを操舵装置30の車体前方側に配置する構成に比して、操舵装置30の重心位置を車体後方側に寄せることができ、操舵装置30の重量が車体バランスに与える影響を低減することが可能となる。また、第1,2モータがメインフレーム2aの外方に突出しないため、両モータに外力や水分等の影響が及ぶことを防止し、両モータを防護することができる。   Further, the first motor M1 and the second motor M2 are disposed so as to fit inside the support case 18, that is, inside the vehicle body, without protruding from the outer wall of the main frame 2a and the support case 18 to the vehicle body front side. . In the present embodiment, the rotation shafts J1 and J2 of the motors M1 and M2 are oriented in the longitudinal direction of the vehicle body, and the rear end portions of the motors M1 and M2 are disposed so as to slightly protrude from the rear end surface of the support case 18. Yes. According to such an arrangement of the first and second motors, for example, the position of the center of gravity of the steering device 30 can be moved to the rear side of the vehicle body as compared with a configuration in which both motors are arranged on the front side of the vehicle body of the steering device 30. It is possible to reduce the influence of the weight of the steering device 30 on the vehicle body balance. In addition, since the first and second motors do not protrude outward from the main frame 2a, both motors can be prevented from being affected by external force, moisture, and the like.

本実施形態では、操舵力をアシストする第2モータM2に、操舵比可変手段を駆動する第1モータM1より大型のものが適用されている(例えば、発生トルクで、第1モータM1:0.3Nm、第2モータM2:1.3Nm)。また、本実施形態では、第1モータM1が車幅方向右側に配置され、第2モータM2が車幅方向左側でかつ第1モータM1より下方の位置に配設されている。このような第1,2モータの配置は、例えば、マフラを車体右側のみに配設する車両において、車幅方向右側の重量を減らして重量バランスの最適化を図る際に好適である。なお、両モータM1,M2の配設位置は、上下ハウジング31,32や車体フレームの形状等に合わせて種々の変形が可能である。   In the present embodiment, a motor that is larger than the first motor M1 that drives the steering ratio variable means is applied to the second motor M2 that assists the steering force (for example, the first motor M1: 0. 3Nm, second motor M2: 1.3Nm). In the present embodiment, the first motor M1 is disposed on the right side in the vehicle width direction, and the second motor M2 is disposed on the left side in the vehicle width direction and below the first motor M1. Such an arrangement of the first and second motors is suitable, for example, in a vehicle in which the muffler is disposed only on the right side of the vehicle body in order to optimize the weight balance by reducing the weight on the right side in the vehicle width direction. The arrangement positions of the motors M1 and M2 can be variously modified according to the shapes of the upper and lower housings 31 and 32 and the body frame.

なお、収納ケース18に設けられる操舵装置30の取り付け凹部を、通常の自動二輪車に使用されるヘッドパイプの取り付けが可能となるように構成しておけば、共通の車体フレームを用いて、本発明に係る操舵装置を適用した車両と通常のステアリング機構を有する車両とを生産することが可能となる。   If the mounting recess of the steering device 30 provided in the storage case 18 is configured so that a head pipe used in a normal motorcycle can be mounted, the present invention uses a common body frame. It is possible to produce a vehicle to which the steering device according to the above is applied and a vehicle having a normal steering mechanism.

図4は、操舵装置30の側面断面図である。また、図5は、後述するスライダS1が車体前方側に移動した状態における側面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、操舵装置30は、その上側に突出する入力軸40と、下側に突出する出力軸66とを有する。入力軸40の上端部には、スプライン嵌合により入力軸40と一体に回動するハンドルベース43が、ナット41およびワッシャ42によって取り付けられている。ハンドルベース43とトップブリッジ16とは、軸受44によって互いに回動自在に係合されている。乗員が操作するハンドルバー5は、このハンドルベース43に固定されており、ハンドルバー5への入力操作は、トップブリッジ16を介することなく、入力軸40に直接入力される。   FIG. 4 is a side sectional view of the steering device 30. FIG. 5 is a side view showing a state in which a slider S1 described later has moved to the front side of the vehicle body. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. As described above, the steering device 30 has the input shaft 40 that protrudes upward and the output shaft 66 that protrudes downward. A handle base 43 that rotates integrally with the input shaft 40 by spline fitting is attached to the upper end portion of the input shaft 40 by a nut 41 and a washer 42. The handle base 43 and the top bridge 16 are rotatably engaged with each other by a bearing 44. The handle bar 5 operated by the occupant is fixed to the handle base 43, and an input operation to the handle bar 5 is directly input to the input shaft 40 without passing through the top bridge 16.

操舵装置の30の上側ハウジング31の上部には、円筒部31aが形成されている。この円筒部31aの上端部には、操舵装置30への水分等の侵入を防ぐダストシール45および入力軸40を軸支する軸受46が配設されている。軸受46の下部には、オイルシール47が配設されており、その下方には、入力トルク検知手段としてのトルクセンサ48が上下に2つ設けられている。トルクセンサ48には磁歪式が適用されており、入力軸40の外周部には、トルクセンサ48に対向する部分に磁性リング40aが取り付けられている。本実施形態では、トルクセンサ48によって入力軸40のねじれ量を検出し、このねじれ量に基づいて乗員のハンドル操作による操舵トルクが算出される。   A cylindrical portion 31 a is formed on the upper portion of the upper housing 31 of the steering device 30. A dust seal 45 that prevents moisture and the like from entering the steering device 30 and a bearing 46 that supports the input shaft 40 are disposed at the upper end of the cylindrical portion 31a. An oil seal 47 is disposed below the bearing 46, and two torque sensors 48 serving as input torque detecting means are provided below the oil seal 47 below. A magnetostrictive type is applied to the torque sensor 48, and a magnetic ring 40 a is attached to the outer peripheral portion of the input shaft 40 at a portion facing the torque sensor 48. In the present embodiment, the torque sensor 48 detects the amount of twist of the input shaft 40, and the steering torque by the occupant's steering wheel operation is calculated based on this amount of twist.

入力軸40の下端部には、円柱状の入力部材50が形成されている。入力部材50は、上側ハウジング31に嵌合された軸受49によって回転自在に支持されている。入力部材50の下面には、2つの鋼球51,52が転動自在に支持されており、入力部材50とこれに隣接配置されるスライダS1とは、鋼球51,52のみで接触するように構成されている。スライダS1の上面部の車体前方側には、鋼球51の転動方向を規制するガイドレール54が車体前後方向に指向して形成されている。上側ハウジング31と下側ハウジング32との間には、内部空間の密閉を保つO(オー)リング90が配設されている。   A columnar input member 50 is formed at the lower end of the input shaft 40. The input member 50 is rotatably supported by a bearing 49 fitted to the upper housing 31. Two steel balls 51 and 52 are rotatably supported on the lower surface of the input member 50, and the input member 50 and the slider S1 disposed adjacent thereto are in contact with only the steel balls 51 and 52. It is configured. A guide rail 54 for restricting the rolling direction of the steel ball 51 is formed on the front side of the upper surface of the slider S1 so as to be directed in the longitudinal direction of the vehicle body. Between the upper housing 31 and the lower housing 32, an O (O) ring 90 that keeps the internal space sealed is disposed.

操舵比可変手段としての円柱状のスライダS1は、大径の軸受53によってベースSBに回動自在に支持されると共に、第1モータM1を駆動させることで車体前後方向に移動可能に構成されている。スライダS1の位置は、図4に中立位置を示しており、図5には、車体前方側に移動させた状態を示している。スライダS1は、中立位置から車体後方側にも同様に移動可能とされる。なお、ここでは、スライダS1を操舵比可変手段として説明したが、以下では、スライダS1の他、入力部材50やスライダS1の駆動機構等を含むシステム全体を、操舵比可変手段と呼称することもある。   The columnar slider S1 as the steering ratio varying means is rotatably supported on the base SB by a large-diameter bearing 53 and is movable in the longitudinal direction of the vehicle body by driving the first motor M1. Yes. The position of the slider S1 shows a neutral position in FIG. 4, and FIG. 5 shows a state where the slider S1 is moved to the front side of the vehicle body. Similarly, the slider S1 can move from the neutral position to the rear side of the vehicle body. Here, the slider S1 is described as the steering ratio variable means. However, in the following, the entire system including the input member 50, the drive mechanism of the slider S1 and the like in addition to the slider S1 may be referred to as the steering ratio variable means. is there.

スライダS1の下面には、2つの鋼球55,56が転動自在に支持されており、スライダS1に隣接配置されるウォームホイールW1の天板67とは、この鋼球55,56のみで接触するように構成されている。天板67の上面部の車体後方側には、鋼球56を案内するガイドレール57が車体前後方向に指向して形成されている。なお、ここでは、ウォームホイールW1をパワーアシスト手段として説明したが、以下では、ウォームホイールW1の他、ウォームホイールW1の駆動機構等を含むシステム全体を、パワーアシスト手段と呼称することもある。   Two steel balls 55 and 56 are rotatably supported on the lower surface of the slider S1, and the top plate 67 of the worm wheel W1 disposed adjacent to the slider S1 is in contact with only the steel balls 55 and 56. Is configured to do. A guide rail 57 for guiding the steel ball 56 is formed on the upper surface portion of the top plate 67 so as to be directed in the longitudinal direction of the vehicle body. Here, the worm wheel W1 has been described as the power assist means, but hereinafter, the entire system including the drive mechanism of the worm wheel W1 in addition to the worm wheel W1 may be referred to as power assist means.

ウォームホイールW1および天板67は、出力軸66に対して相互回転不能に固定されている。出力軸66は、ウォームホイールW1の下部で、軸受58,59に回転自在に支持されている。軸受58,59は、外周部に雄ねじ部を有する軸受カラー62に嵌合されており、この軸受カラー62を下側ハウジング32の開口部に設けられた雌ねじ部に螺合することで下側ハウジング32に固定される。下側ハウジング32と軸受カラー62との間には、Oリング60が配設されている。軸受カラー62は、その外周部にロックリング63を締結することにより、下側ハウジング32に対して回動不能に固定される。軸受59の下部には、ダストシール61が配置されている。   The worm wheel W1 and the top plate 67 are fixed to the output shaft 66 so that they cannot rotate relative to each other. The output shaft 66 is rotatably supported by bearings 58 and 59 below the worm wheel W1. The bearings 58 and 59 are fitted to a bearing collar 62 having a male screw portion on the outer peripheral portion, and the lower housing is formed by screwing the bearing collar 62 into a female screw portion provided in an opening of the lower housing 32. 32. An O-ring 60 is disposed between the lower housing 32 and the bearing collar 62. The bearing collar 62 is fixed to the lower housing 32 so as not to rotate by fastening a lock ring 63 to the outer peripheral portion thereof. A dust seal 61 is disposed below the bearing 59.

出力軸66および取り付けカラー64、取り付けカラー64およびボトムブリッジ17は、それぞれスプライン構造によって嵌合されており、出力軸66の先端にナット65を締結することにより、相互回転不能に固定される。上記した構成により、出力軸66に伝達された回転駆動力は、ボトムブリッジ17からフロントフォーク4、そして、フロントフォーク4の上端部でこれを支持するトップブリッジ16に伝達されることとなる。なお、本実施形態では、入力軸40と出力軸66とが同軸上に位置すると共に、出力軸66とフロントフォーク4とが平行をなすように構成されている。   The output shaft 66 and the mounting collar 64, the mounting collar 64, and the bottom bridge 17 are fitted by a spline structure, respectively, and are fastened to each other by fastening a nut 65 to the tip of the output shaft 66. With the configuration described above, the rotational driving force transmitted to the output shaft 66 is transmitted from the bottom bridge 17 to the front fork 4 and to the top bridge 16 that supports the front fork 4 at the upper end portion thereof. In the present embodiment, the input shaft 40 and the output shaft 66 are coaxially positioned, and the output shaft 66 and the front fork 4 are configured to be parallel.

図6は、操舵装置30を上面断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、出力軸66に直結されるウォームホイールW1は、第2モータM2によって任意の速度で回動させることができる。第2モータM2は、自動二輪車1の各種センサ情報(操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等)に基づいて、前輪WFの操舵力を適切にアシストするように駆動される。これにより、例えば、停車時にハンドル操作を行う際の操作力を低減したり、所定の走行状態において最適な操舵トルクに駆動する等の制御が可能となる。   FIG. 6 is a top sectional view of the steering device 30. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. As described above, the worm wheel W1 directly connected to the output shaft 66 can be rotated at an arbitrary speed by the second motor M2. The second motor M2 is based on various sensor information of the motorcycle 1 (steering torque, vehicle speed, engine speed, number of gears, body roll angle and pitch angle, yaw angle, rudder angle, steering ratio, etc.). It is driven to properly assist the steering force. As a result, for example, it is possible to perform control such as reducing the operating force when operating the steering wheel when the vehicle is stopped, or driving to an optimum steering torque in a predetermined traveling state.

第2モータM2は、コイル84が取り付けられた回転軸83を、その内周部に複数の永久磁石が取り付けられたカバー85に収納して構成されている。カバー85は、ネジ82によって、ベース部材81と共締めで下側ハウジング32に締結されている。回転軸83は、ベース部材81に嵌合された軸受80に軸支されている。回転軸83の端部は、連結部材79を介してウォーム(ねじ歯車)77が取り付けられたシャフト87と連結されている。シャフト87は、ウォーム77の車体後方側で軸受78に軸支されると共に、ウォーム77の車体前方側で軸受76に軸支されている。   The second motor M2 is configured by housing a rotating shaft 83 to which a coil 84 is attached in a cover 85 having a plurality of permanent magnets attached to the inner periphery thereof. The cover 85 is fastened to the lower housing 32 together with the base member 81 by screws 82. The rotating shaft 83 is pivotally supported by a bearing 80 fitted to the base member 81. The end of the rotating shaft 83 is connected to a shaft 87 to which a worm (screw gear) 77 is attached via a connecting member 79. The shaft 87 is pivotally supported by the bearing 78 on the vehicle body rear side of the worm 77 and is also pivotally supported by the bearing 76 on the vehicle body front side of the worm 77.

一方、スライダS1は、第1モータM1によって車体前後方向に移動可能に構成されている。第1モータM1は、コイル74が取り付けられた回転軸73を、その内周部に複数の永久磁石が取り付けられたカバー75に収納した構成とされる。カバー75は、ネジ86によって、ベース部材72と共締めで下側ハウジング32に締結されている。   On the other hand, the slider S1 is configured to be movable in the longitudinal direction of the vehicle body by the first motor M1. The first motor M1 has a configuration in which a rotating shaft 73 to which a coil 74 is attached is housed in a cover 75 having a plurality of permanent magnets attached to the inner periphery thereof. The cover 75 is fastened to the lower housing 32 together with the base member 72 by screws 86.

回転軸73は、ベース部材72に嵌合された軸受71に軸支されており、回転軸73の端部は、連結部材70を介してシャフト69と連結されている。シャフト69とスライダS1との間には、シャフト69側に形成された雄ねじとスライダS1側に形成された雌ねじとからなる送りネジ機構(不図示)が設けられている。これにより、シャフト69の回転に伴って、スライダS1が車体前後方向に移動するように構成されている。   The rotating shaft 73 is pivotally supported by a bearing 71 fitted to the base member 72, and an end portion of the rotating shaft 73 is connected to a shaft 69 via a connecting member 70. A feed screw mechanism (not shown) including a male screw formed on the shaft 69 side and a female screw formed on the slider S1 side is provided between the shaft 69 and the slider S1. Thus, the slider S1 is configured to move in the longitudinal direction of the vehicle body as the shaft 69 rotates.

前記したスライダS1の上面部に形成されたガイドレール54と、ウォームホイールM1の天板67に形成されたガイドレール57とは、それぞれ、図6に示すガイドレール軌跡68に沿って形成されている。そして、ハンドルバー5から入力軸40に入力された回転駆動力は、鋼球51からガイドレール54を介してスライダS1に伝達され、さらに、スライダS1に伝達された回転駆動力は、鋼球56からガイドレール57を介してウォームホイールW1に伝達されるように構成されている。   The guide rail 54 formed on the upper surface of the slider S1 and the guide rail 57 formed on the top plate 67 of the worm wheel M1 are respectively formed along a guide rail locus 68 shown in FIG. . The rotational driving force input to the input shaft 40 from the handle bar 5 is transmitted from the steel ball 51 to the slider S1 via the guide rail 54. Further, the rotational driving force transmitted to the slider S1 is the steel ball 56. To the worm wheel W <b> 1 via the guide rail 57.

本実施形態では、第1モータM1の軸線J1および第2モータM2の軸線J2が、それぞれ、車体中心線Cと平行に配置されている。また、車体中心線Cから軸線J1までの距離と、車体中心線Cから軸線J2までの距離がほぼ等しく設定されており、これにより、車幅方向の重量バランスの最適化が図られている。   In the present embodiment, the axis J1 of the first motor M1 and the axis J2 of the second motor M2 are arranged in parallel with the vehicle body center line C, respectively. Further, the distance from the vehicle body center line C to the axis line J1 and the distance from the vehicle body center line C to the axis line J2 are set to be approximately equal, thereby optimizing the weight balance in the vehicle width direction.

本実施形態において、入力部材50の車体後方側の鋼球51と、ウォームホイールW1の車体前方側の鋼球55は、それぞれ回転駆動力の伝達に関与するものではなく、スライダS1が回転軸に対して傾かないように支持する機能のみを有している。ここで、図7を参照して、本実施形態に係る操舵比可変手段の構成を説明する。   In the present embodiment, the steel ball 51 on the rear side of the vehicle body of the input member 50 and the steel ball 55 on the front side of the vehicle body of the worm wheel W1 are not involved in the transmission of the rotational driving force, respectively, and the slider S1 serves as the rotation axis. It has only the function of supporting it so as not to tilt. Here, with reference to FIG. 7, the configuration of the steering ratio varying means according to the present embodiment will be described.

図7は、操舵比可変手段の動作説明図である。この図において、上下3段に重ねられた円柱状の部品D,E,Fは、それぞれ、上記実施形態における入力部材50、スライダS1、ウォームホイールW1に相当する。また、部品Dの下面に転動可能に支持される球B1は鋼球51に相当し、部品Eの下面に転動可能に支持される球B2は鋼球56に相当する。ここで、球B1は、部品Eの上面部に対して周方向への相対移動が規制され、また、球B2も、部品Fの上面部に対して、周方向への相対移動が規制されていることを前提とする。これにより、部品Eに入力された回転駆動力は、球B1によって部品Eに伝達され、さらに、部品Eに伝達された回転駆動力は、球B2によって部品Fに伝達されることとなる。なお、前記実施形態に示した操舵装置30では、ガイドレール54,57によってこの周方向への相対移動が規制されている。   FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the steering ratio variable means. In this figure, columnar parts D, E, and F stacked in three upper and lower stages correspond to the input member 50, the slider S1, and the worm wheel W1 in the above embodiment, respectively. Further, the ball B1 supported on the lower surface of the part D so as to be able to roll is equivalent to the steel ball 51, and the ball B2 supported so as to be able to roll on the lower surface of the part E is equivalent to the steel ball 56. Here, the sphere B1 is restricted from relative movement in the circumferential direction with respect to the upper surface portion of the component E, and the sphere B2 is also restricted from relative movement in the circumferential direction relative to the upper surface portion of the component F. It is assumed that As a result, the rotational driving force input to the component E is transmitted to the component E by the ball B1, and further, the rotational driving force transmitted to the component E is transmitted to the component F by the ball B2. In the steering device 30 shown in the embodiment, the relative movement in the circumferential direction is restricted by the guide rails 54 and 57.

まず、部品Eがスライドせずに中立位置にある(a)の場合を参照する。(a)においては、部品D,E,Fの回転軸DO,EO,FOが同一軸上にある。このとき、部品D,E,Fは同期回転するので、部品Dを図示半時計方向にθ度回転させると、部品Fも同様にθ度だけ回転することとなる。   First, the case (a) in which the part E is in the neutral position without sliding will be referred to. In (a), the rotation axes DO, EO, and FO of the parts D, E, and F are on the same axis. At this time, since the parts D, E, and F rotate synchronously, when the part D is rotated by θ degrees in the illustrated counterclockwise direction, the part F is similarly rotated by θ degrees.

次に、部品Eを車体前方側に所定距離だけスライドさせた(b)の場合を参照する。(b)においては、部品Eが車体前方側にスライドすることにより、部品Eの回転軸EOが、部品D,Fの回転軸DO,FOより車体前方側に移動する。すると、部品Eは回転軸EOを中心に回転するため、部品Dをθ度回転させたときに、部品Eの回転角度はθ度より小さなθ1度となる。この部品Eの回転角度の減少が、そのまま部品Fに伝達されることとなり、部品Fの回転角度は入力角度より小さなθ1度となる。   Next, reference is made to the case (b) in which the part E is slid by a predetermined distance toward the front side of the vehicle body. In (b), when the part E slides to the front side of the vehicle body, the rotational axis EO of the part E moves to the front side of the vehicle body from the rotational axes DO and FO of the parts D and F. Then, since the component E rotates about the rotation axis EO, when the component D is rotated by θ degrees, the rotation angle of the component E becomes θ1 degrees smaller than θ degrees. The decrease in the rotation angle of the component E is transmitted to the component F as it is, and the rotation angle of the component F is θ1 degree smaller than the input angle.

そして、部品Eを車体後方側に所定距離だけスライドさせた(c)の場合を参照する。(c)においては、部品Eが車体後方側にスライドすることにより、部品Eの回転軸EOが、部品D,Fの回転軸DO,FOより車体後方側に移動する。すると、部品Eは回転軸EOを中心に回転するため、部品Dをθ度回転させたときに、部品Eの回転角度はθ度より大きなθ2度となる。この部品Eの回転角度の増加が、そのまま部品Fに伝達されて、部品Fの回転角度は入力角度より大きなθ2度となる。   Then, reference is made to the case (c) in which the part E is slid by a predetermined distance toward the rear side of the vehicle body. In (c), when the part E slides to the rear side of the vehicle body, the rotational axis EO of the part E moves to the rear side of the vehicle body from the rotational axes DO and FO of the parts D and F. Then, since the component E rotates about the rotation axis EO, when the component D is rotated by θ degrees, the rotation angle of the component E becomes θ2 degrees larger than θ degrees. The increase in the rotation angle of the component E is transmitted to the component F as it is, and the rotation angle of the component F becomes θ2 degrees larger than the input angle.

上記したように、本実施形態に係る操舵比可変手段によれば、部品Eを車体前後方向の任意に位置にスライドさせることで、部品Dの入力回転角度に対する部品Dの出力回転角度を任意に変更することが可能となる。すなわち、前記実施形態(図4参照)において、入力軸40の回転角度と出力軸66の回転角度との間のレシオを任意に変更することが可能となる。前記した第1モータM1は、自動二輪車1の各種センサ情報(操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等)に基づいて、最適な操舵比に設定されるように駆動される。これにより、例えば、自動二輪車の車速が高くなるほど同じハンドル操作量に対する前輪の操舵角を低減したり、極低速走行時にハンドル操作でバランスを取る際にハンドル操作に対する操舵角を大きくする等の制御が実行可能となる。   As described above, according to the steering ratio varying unit according to the present embodiment, the output rotation angle of the component D with respect to the input rotation angle of the component D can be arbitrarily set by sliding the component E to an arbitrary position in the longitudinal direction of the vehicle body. It becomes possible to change. That is, in the embodiment (see FIG. 4), the ratio between the rotation angle of the input shaft 40 and the rotation angle of the output shaft 66 can be arbitrarily changed. The first motor M1 described above is based on various sensor information of the motorcycle 1 (steering torque, vehicle speed, engine speed, gear stage number, body roll angle and pitch angle, yaw angle, steering angle, steering ratio, etc.) Driven to be set to an optimum steering ratio. As a result, for example, as the vehicle speed of the motorcycle increases, the steering angle of the front wheel with respect to the same steering wheel operation amount is reduced, or the steering angle with respect to the steering wheel operation is increased when balancing by steering wheel operation at extremely low speeds. It becomes executable.

また、上記したような操舵比可変手段の構成によれば、複数の歯車等の複雑な機構を用いることなく入力軸と出力軸の回転角度の比率を任意に変更できるので、操舵比可変手段の軸方向の寸法を低減することが可能となる。本発明に係る操舵装置は、フロントフォークを上下で支持するトップブリッジとボトムブリッジとの間に、操舵比可変手段およびパワーアシスト手段の両方を含む操舵装置が収められているが、これは、構造を簡略化して小型化を図った操舵比可変手段の適用が大きく貢献している。   Further, according to the configuration of the steering ratio variable means as described above, the ratio of the rotation angle between the input shaft and the output shaft can be arbitrarily changed without using a complicated mechanism such as a plurality of gears. It is possible to reduce the axial dimension. In the steering apparatus according to the present invention, a steering apparatus including both a steering ratio variable means and a power assist means is housed between a top bridge and a bottom bridge that support the front fork vertically. The application of the steering ratio variable means that simplifies the process and reduces the size greatly contributes.

また、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、上から順に、トルク検知機構、操舵比可変手段、パワーアシスト手段を収納することにより、モータの回転駆動力が加わる前の段階で操舵トルクを正確に検知することが可能となる。また、操舵装置を車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。さらに、出力軸に固定された部材(ウォームホイール)に対してアシストが行われるため、機械摩擦等による損失を低減し、第2モータMの出力を効率よく操舵力に変換することが可能となる。   In addition, by storing the torque detection mechanism, steering ratio variable means, and power assist means in order from the top between the top bridge and the bottom bridge, the steering torque can be accurately adjusted before the rotational driving force of the motor is applied. It becomes possible to detect. Further, the steering device can be concentrated in the vicinity of the front end portion of the vehicle body frame. Further, since the assist is performed on the member (worm wheel) fixed to the output shaft, it is possible to reduce the loss due to mechanical friction and the like, and to efficiently convert the output of the second motor M into the steering force. .

図8は、本実施形態に係る操舵装置の制御部の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。エンジンを制御するECU等に含まれる制御部100には、ハンドル5の回動角度と前輪WFの操舵角度との比率である操舵比jを検知する実操舵比検知手段92と、自動二輪車の車速Vを検知する車速検知手段91と、乗員がハンドル5を操舵することにより生じる入力トルク(Mz)を検知する入力トルク検知手段(トルクセンサ)48と、車体のロール方向の角速度ωを検知するロール角速度検知手段93からの情報が入力される。制御部100は、これら各センサ情報に基づいて第1モータM1および第2モータM2を駆動する。本実施形態では、第2モータM2を、車速V、入力トルクMzおよびロール方向の角速度ωの値に基づいて制御し、一方、第1モータM1を、車速Vおよび操舵比jの値に基づいて制御するように構成されている。   FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of the steering apparatus according to the present embodiment. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. The control unit 100 included in an ECU or the like that controls the engine includes an actual steering ratio detection unit 92 that detects a steering ratio j that is a ratio of the rotation angle of the handle 5 and the steering angle of the front wheel WF, and the vehicle speed of the motorcycle. A vehicle speed detecting means 91 for detecting V, an input torque detecting means (torque sensor) 48 for detecting an input torque (Mz) generated by an occupant steering the steering wheel 5, and a roll for detecting an angular velocity ω in the roll direction of the vehicle body Information from the angular velocity detection means 93 is input. The controller 100 drives the first motor M1 and the second motor M2 based on these pieces of sensor information. In the present embodiment, the second motor M2 is controlled based on the values of the vehicle speed V, the input torque Mz, and the angular velocity ω in the roll direction, while the first motor M1 is controlled based on the values of the vehicle speed V and the steering ratio j. Configured to control.

なお、本実施形態では、車速検知手段91が、後輪WR等の回転速度を検知するホールセンサ(不図示)によって構成され、実操舵比検知手段92が、前記スライダS1の摺動量を検知する変位センサ(不図示)によって構成され、さらに、ロール角速度検知手段93が、略車体中央に取り付けられたジャイロセンサ(不図示)によって構成されている。   In the present embodiment, the vehicle speed detection means 91 is configured by a hall sensor (not shown) that detects the rotational speed of the rear wheel WR and the like, and the actual steering ratio detection means 92 detects the sliding amount of the slider S1. The roll angular velocity detecting means 93 is constituted by a gyro sensor (not shown) mounted substantially in the center of the vehicle body.

目標操舵比算出手段101は、車速検知手段91によって検知された車速Vに基づいて目標操舵比Jを算出する。この算出処理は、予め定められた所定の関数(J=f(V))に車速Vを代入することで実行される。目標操舵比Jは、ハンドル5の回動角度に対する前輪WFの回動角度の大きさを示すものであり、図13に示すように、例えば、車速Vがゼロの状態での初期値Ja(例えば、1.4)から、所定車速V1(例えば、30km/h)における所定値Jb(例えば、1.0)に至るまで、車速Vの増加に伴って減少するように設定することができる。   The target steering ratio calculation unit 101 calculates the target steering ratio J based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection unit 91. This calculation process is executed by substituting the vehicle speed V into a predetermined function (J = f (V)). The target steering ratio J indicates the magnitude of the rotation angle of the front wheel WF relative to the rotation angle of the handle 5, and as shown in FIG. 13, for example, an initial value Ja (for example, when the vehicle speed V is zero) (for example, 1.4) to a predetermined value Jb (for example, 1.0) at a predetermined vehicle speed V1 (for example, 30 km / h), it can be set to decrease as the vehicle speed V increases.

第1モータ駆動量算出手段102では、目標操舵比Jと実操舵比(操舵比)jとの差分に基づいて第1モータ駆動量p1(p1=|J−j|)が算出される。第1モータ駆動制御部103は、この第1モータ駆動量p1の算出値に基づいて第1モータM1を駆動する。   The first motor drive amount calculation means 102 calculates the first motor drive amount p1 (p1 = | J−j |) based on the difference between the target steering ratio J and the actual steering ratio (steering ratio) j. The first motor drive control unit 103 drives the first motor M1 based on the calculated value of the first motor drive amount p1.

また、パワーアシストトルク算出手段104では、車速検知手段91によって検知された車速V、入力トルク検知手段48によって検知された入力トルクMzおよび目標操舵比Jに基づいて、パワーアシストトルクT1(T1=Mz・k)が算出される。ここで、アシスト係数kは、目標操舵比Jと車速Vの関数(k=f(J,V))とされ、例えば、所定車速までは一定値を保ち、その後、車速の増加に伴って漸減するように設定することができる。   Further, the power assist torque calculation means 104 uses the power assist torque T1 (T1 = Mz) based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection means 91, the input torque Mz detected by the input torque detection means 48, and the target steering ratio J. K) is calculated. Here, the assist coefficient k is a function of the target steering ratio J and the vehicle speed V (k = f (J, V)). For example, the assist coefficient k maintains a constant value up to a predetermined vehicle speed, and then gradually decreases as the vehicle speed increases. Can be set to.

一方、操舵角補正トルク算出手段105は、車速検知手段91によって検知された車速Vおよびロール角速度検知手段93によって検知されたロール角速度ωに基づいて、操舵角補正トルクT2を算出する。この算出処理は、発生したロール角速度ωを打ち消すためのPID制御または現代制御によって行われる。なお、車速Vは、操舵角補正トルクT2の算出に用いられるデータマップの選択時に用いられる。   On the other hand, the steering angle correction torque calculation means 105 calculates the steering angle correction torque T2 based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection means 91 and the roll angular speed ω detected by the roll angular speed detection means 93. This calculation process is performed by PID control or modern control for canceling the generated roll angular velocity ω. The vehicle speed V is used when selecting a data map used for calculating the steering angle correction torque T2.

第2モータ駆動量算出手段106では、パワーアシストトルクT1および操舵角補正トルクT2に基づいて第2モータ駆動量p2が算出される。この算出処理は、パワーアシストトルクT1と操舵角補正トルクT2との合算(p2=T1+T2)によって行われる。第2モータ駆動制御部107は、この第2モータ駆動量p2の算出値に基づいて第2モータM2を駆動する。   The second motor drive amount calculation means 106 calculates the second motor drive amount p2 based on the power assist torque T1 and the steering angle correction torque T2. This calculation process is performed by adding the power assist torque T1 and the steering angle correction torque T2 (p2 = T1 + T2). The second motor drive control unit 107 drives the second motor M2 based on the calculated value of the second motor drive amount p2.

以下、図9ないし11を参照して、第2モータM2を駆動制御することで車体のふらつきが低減される原理を説明する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 9 to 11, a description will be given of the principle that the wobbling of the vehicle body is reduced by controlling the driving of the second motor M2.

図9は、自動二輪車の重心Gの変動状態を示す模式図である。この図では、車両を正面から見た状態を示している。前輪WFおよび後輪WRのみが接地点Sで路面Rに接している自動二輪車は、所定値以上の速度で走行して車体の慣性力および前後輪の回転慣性力が生じている間は、重心Gを正立状態(図示実線)に保つことが容易である。しかしながら、車体の慣性力が弱まる低速走行時には、図示破線で示すように接地点Sを中心に重心Gが左右に移動しやすくなる、すなわち、車体が左右方向に傾きやすくなる。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a variation state of the center of gravity G of the motorcycle. In this figure, the state which looked at the vehicle from the front is shown. A motorcycle in which only the front wheel WF and the rear wheel WR are in contact with the road surface R at the contact point S travels at a speed equal to or higher than a predetermined value, and while the inertial force of the vehicle body and the rotational inertial force of the front and rear wheels are generated It is easy to keep G upright (solid line in the figure). However, during low-speed traveling where the inertial force of the vehicle body is weakened, the center of gravity G tends to move left and right around the ground point S as shown by the broken line in the figure, that is, the vehicle body tends to tilt in the left-right direction.

通常の自動二輪車では、このような低速走行時の左右方向への傾き(ふらつき)を抑えるために、乗員がハンドル操作や体重移動によって重心Gを正立状態に戻す操作を行うこととなる。このうち、ハンドル操作によって重心Gを正立状態に戻すことができる理由は、以下に説明するように、ハンドル操作に伴って、重心Gのおよび接地点Sをそれぞれ移動させることができるからである。   In a normal motorcycle, the occupant performs an operation to return the center of gravity G to an upright state by a steering wheel operation or a weight shift in order to suppress such a lateral inclination (stagger) during low-speed traveling. Among them, the reason why the center of gravity G can be returned to the upright state by the handle operation is that the center of gravity G and the ground contact point S can be moved in accordance with the handle operation as described below. .

図10は、ハンドル操作に伴って重心Gが移動する様子を示す模式図である。この図では、前輪WFおよび後輪WRが、接地点SF,SRによって路面に接地している自動二輪車を上方から見た状態を示している。前記したように、自動二輪車の前輪WFは、車体フレームのヘッドパイプHを中心に回動するフロントフォークに取り付けられており、このフロントフォークの上部に取り付けられたハンドル5を左右に切ることで操舵することができる。通常、ヘッドパイプHは、前輪WFの接地点SFより車体後方側に配置されている。このため、ハンドル5を左右に操舵すると、接地点SFを中心にしてヘッドパイプHが左右に移動し、これに伴って重心Gが車体左右方向に移動することとなる。この図では、ハンドル5を左方に切ることで重心Gの位置が右方に移動した状態を示している。   FIG. 10 is a schematic diagram showing how the center of gravity G moves in accordance with the handle operation. In this figure, the front wheel WF and the rear wheel WR are viewed from above the motorcycle in contact with the road surface by the contact points SF and SR. As described above, the front wheel WF of the motorcycle is attached to the front fork that rotates around the head pipe H of the body frame, and is steered by turning the handle 5 attached to the top of the front fork left and right. can do. Usually, the head pipe H is disposed on the rear side of the vehicle body from the ground point SF of the front wheel WF. For this reason, when the steering wheel 5 is steered left and right, the head pipe H moves left and right around the ground contact point SF, and accordingly, the center of gravity G moves in the left and right direction of the vehicle body. This figure shows a state where the position of the center of gravity G has moved to the right by turning the handle 5 to the left.

このような車体特性を有する自動二輪車においては、ハンドル5を操舵することで重心Gの位置を左右に移動させることができる。したがって、例えば、車体が左方に傾き始めた、すなわち、重心Gが車幅方向左方に移動しはじめた場合には、ハンドル5を左方に切ることによって、移動しはじめた重心Gの位置を車体中央側に戻すことが可能となる。   In a motorcycle having such vehicle body characteristics, the position of the center of gravity G can be moved left and right by steering the handle 5. Therefore, for example, when the vehicle body starts to lean to the left, that is, when the center of gravity G starts to move to the left in the vehicle width direction, the position of the center of gravity G that has started to move by turning the handle 5 to the left. Can be returned to the center of the vehicle body.

図11は、ハンドル操作に伴って重心Gが正立状態に戻る過程を示す模式図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。この図では、車両を正面から見た状態を示している。前記したように、接地点Sに対して傾き始めた重心Gは、接地点Sを移動させることによっても正立状態に戻すことができる。   FIG. 11 is a schematic diagram showing a process in which the center of gravity G returns to an upright state in accordance with the handle operation. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. In this figure, the state which looked at the vehicle from the front is shown. As described above, the center of gravity G that has started to tilt with respect to the contact point S can be returned to the upright state by moving the contact point S.

図中(a)では、走行中に前輪WFが障害物Mに接触したため、車体が右方に傾いた状態を示している。図中(b)では、この傾きを正立状態に戻すために、車体が傾いた方向と同じ右側にハンドル5が操舵された状態を示している。図中(c)では、前輪WFが、ハンドル5を切った方向に軌跡Kに沿って転動し、車体の傾きが正立状態に戻りつつある状態を示している。そして、図中(d)では、前輪WFの接地点SFが、図中(a)における車体中心線Cから車体右側に距離Lだけ移動すると共に、重心Gが正立状態に戻った状態を示している。   In the figure, (a) shows a state in which the vehicle body is tilted to the right because the front wheel WF contacts the obstacle M during traveling. (B) in the figure shows a state in which the handle 5 is steered to the right side in the same direction as the direction in which the vehicle body is tilted in order to return the tilt to the upright state. In the figure, (c) shows a state in which the front wheel WF rolls along the locus K in the direction in which the handle 5 is turned, and the inclination of the vehicle body is returning to the upright state. In the drawing (d), the ground contact point SF of the front wheel WF is moved by a distance L from the vehicle body center line C in the drawing (a) to the right side of the vehicle body, and the center of gravity G is returned to the upright state. ing.

本実施形態に係る自動二輪車の操舵装置では、ジャイロセンサによってロール方向の角速度ωが検知される、すなわち、車体が傾き始めたことが検知されると、パワーアシスト手段W1によってその傾いた方向にハンドル5を切ることで重心Gの位置および接地点Sの位置を移動させて、車体を素早く直立状態に戻すことが可能に構成されている。制御部100の操舵角補正トルク算出手段105は、検知されたロール方向の角速度ωを打ち消すための操舵角補正トルクT2を算出し、第2モータ駆動力算出手段106に伝達する。
制御部100は、車速Vが所定値以下でロール方向の角速度ωが所定値以上の場合に、車体の重心Gの位置を車体中央に戻す方向で第2モータM2に与えるアシスト力を大きくするように制御する。これにより、特に低速域での車体のふらつきを低減することができると共に、あらゆる速度域で自動二輪車の安定性および運動性を高めることが可能となる。
In the motorcycle steering apparatus according to this embodiment, when the angular velocity ω in the roll direction is detected by the gyro sensor, that is, when it is detected that the vehicle body starts to tilt, the power assist means W1 handles the steering in the tilted direction. 5 is configured so that the position of the center of gravity G and the position of the ground contact point S can be moved to quickly return the vehicle body to an upright state. The steering angle correction torque calculation means 105 of the control unit 100 calculates a steering angle correction torque T2 for canceling the detected angular velocity ω in the roll direction, and transmits it to the second motor driving force calculation means 106.
When the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined value and the angular velocity ω in the roll direction is equal to or higher than the predetermined value, the control unit 100 increases the assist force applied to the second motor M2 in a direction to return the position of the center of gravity G of the vehicle body to the vehicle body center. To control. As a result, it is possible to reduce the wobbling of the vehicle body particularly in the low speed range, and to improve the stability and mobility of the motorcycle in all speed ranges.

本実施形態に係るふらつき低減制御の構成によれば、乗員の操作に関わらず各センサ出力に基づいて実行される完全自動制御とすることが可能であるが、乗員による操舵力が加わって初めてふらつきが低減される半自動制御が実行されるように構成してもよい。   According to the configuration of the wobbling reduction control according to the present embodiment, it is possible to perform fully automatic control that is executed based on each sensor output regardless of the operation of the occupant. However, the wobbling does not occur until the steering force by the occupant is applied. It may be configured to execute semi-automatic control in which the reduction is reduced.

図12は、本発明の第2実施形態に係る操舵装置の制御部の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記第1実施形態で示した制御部100が、ふらつき低減制御の際にハンドル5を切る方向および操舵力の大きさは、車体のふらつきを最短時間で抑える理想的な操作を、予め定められたマップ等に基づいて具現化したものといえる。しかしながら、通常、自動二輪車の乗員は、車体のふらつきを抑えるための適切なハンドル操作を行う運動能力を有していると仮定することができる。この場合には、例えば、重量が大きいために大きな操舵力を必要とする車両等においても、乗員の意思通りに前輪が操舵されるように補助操舵力を与えることで、車体のふらつき低減が容易な車両を得ることができると考えられる。   FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of the steering apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. The direction in which the control unit 100 shown in the first embodiment turns the steering wheel 5 and the magnitude of the steering force during the fluctuation reduction control are determined in advance as an ideal operation for suppressing the fluctuation of the vehicle body in the shortest time. It can be said that it was embodied based on maps and the like. However, normally, it can be assumed that a motorcycle occupant has the ability to perform an appropriate steering operation to suppress wobbling of the vehicle body. In this case, for example, even in a vehicle that requires a large steering force due to its large weight, it is easy to reduce the fluctuation of the vehicle body by providing the auxiliary steering force so that the front wheels are steered as the passenger intends. It is thought that a simple vehicle can be obtained.

本発明の第2実施形態に係る操舵装置は、上記したような二輪車の特性を鑑みて、ロール方向の角速度ωを考慮することなく、ハンドルへの入力トルクMzおよび車速Vの値に基づいて第2モータM2を駆動するものである。   The steering device according to the second embodiment of the present invention is based on the values of the input torque Mz to the steering wheel and the vehicle speed V without considering the angular velocity ω in the roll direction in view of the characteristics of the motorcycle as described above. 2 The motor M2 is driven.

制御部200には、ハンドル5の回動角度と前輪WFの操舵角度との比率である操舵比jを検知する実操舵比検知手段92と、自動二輪車の車速Vを検知する車速検知手段91と、乗員がハンドル5を操舵することにより生じる入力トルク(Mz)を検知する入力トルク検知手段(トルクセンサ)48からの情報が入力される。制御部200は、第2モータM2を、車速Vおよび入力トルクMzの値に基づいて制御し、一方、第1モータM1を、車速Vおよび操舵比jの値に基づいて制御するように構成されている。   The control unit 200 includes an actual steering ratio detection unit 92 that detects a steering ratio j that is a ratio between the rotation angle of the handle 5 and the steering angle of the front wheel WF, and a vehicle speed detection unit 91 that detects the vehicle speed V of the motorcycle. Information from an input torque detecting means (torque sensor) 48 for detecting an input torque (Mz) generated when the occupant steers the steering wheel 5 is input. The control unit 200 is configured to control the second motor M2 based on the values of the vehicle speed V and the input torque Mz, while controlling the first motor M1 based on the values of the vehicle speed V and the steering ratio j. ing.

目標操舵比算出手段201は、車速検知手段91によって検知された車速Vに基づいて目標操舵比Jを算出する。この算出処理は、予め定められた所定の関数(J=f(V))に車速Vを代入することで実行される。   The target steering ratio calculation unit 201 calculates the target steering ratio J based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection unit 91. This calculation process is executed by substituting the vehicle speed V into a predetermined function (J = f (V)).

第1モータ駆動量算出手段202では、目標操舵比Jと実操舵比jとの差分に基づいて第1モータ駆動量p1(p1=|J−j|)が算出される。第1モータ駆動制御部203は、この第1モータ駆動量p1の算出値に基づいて第1モータM1を駆動する。   The first motor drive amount calculation means 202 calculates the first motor drive amount p1 (p1 = | J−j |) based on the difference between the target steering ratio J and the actual steering ratio j. The first motor drive control unit 203 drives the first motor M1 based on the calculated value of the first motor drive amount p1.

また、パワーアシストトルク算出手段204では、車速検知手段91によって検知された車速V、入力トルク検知手段48によって検知された入力トルクMzおよび目標操舵比Jに基づいて、パワーアシストトルクT(T=Mz・k)が算出される。ここで、アシスト係数kは、目標操舵比Jと車速Vの関数(k=f(J,V))とされる。   Further, the power assist torque calculating means 204 uses the power assist torque T (T = Mz) based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed detecting means 91, the input torque Mz detected by the input torque detecting means 48, and the target steering ratio J. K) is calculated. Here, the assist coefficient k is a function of the target steering ratio J and the vehicle speed V (k = f (J, V)).

第2モータ駆動量算出手段205では、パワーアシストトルクTに基づいて第2モータ駆動量p2が算出される。第2モータ駆動制御部206は、この第2モータ駆動量p2の算出値に基づいて第2モータM2を駆動する。   The second motor drive amount calculation means 205 calculates the second motor drive amount p2 based on the power assist torque T. The second motor drive control unit 206 drives the second motor M2 based on the calculated value of the second motor drive amount p2.

本実施形態に係る操舵装置によれば、乗員が車体のふらつきを抑制しようとするハンドル操作をパワーアシスト手段W1によって補助することにより、乗員の操作意思を素早く前輪WFの操舵角に反映させることが可能となる。これにより、ハンドル操作の主体はあくまでも乗員としたまま、乗員の操作負担を低減し、低速走行時のふらつきを素早く抑えることができるようになる。   According to the steering apparatus according to the present embodiment, by assisting the steering operation by the occupant to suppress the wobbling of the vehicle body by the power assist means W1, the occupant's intention to operate can be quickly reflected in the steering angle of the front wheel WF. It becomes possible. As a result, it is possible to reduce the operation burden on the occupant and quickly suppress the wobbling during low-speed traveling, while the main body of the steering wheel operation is always the occupant.

なお、フロントフォーク、トップブリッジ、ボトムブリッジ、車体フレーム、支持ケースの形状や配置、入力トルク検知手段、ロール角速度検知手段、車速検知手段および実操舵比検知手段の構造や配置、操舵比可変手段およびパワーアシスト手段の駆動機構の形態等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。また、目標操舵比やパワーアシストトルクを算出するための関数、操舵角補正トルクの算出方法、アシスト係数の設定値等は、車両の形態等に合わせて適宜変更することが可能である。   The shape and arrangement of the front fork, top bridge, bottom bridge, body frame, support case, input torque detection means, roll angular velocity detection means, vehicle speed detection means and actual steering ratio detection means structure and arrangement, steering ratio variable means, and The form of the drive mechanism of the power assist means is not limited to the above embodiment, and various changes can be made. Further, the function for calculating the target steering ratio and the power assist torque, the calculation method of the steering angle correction torque, the set value of the assist coefficient, and the like can be appropriately changed according to the form of the vehicle.

1…自動二輪車、2…車体フレーム、2a…メインフレーム、4…フロントフォーク、5…ハンドルバー、16…トップブリッジ、17…ボトムブリッジ、18…支持ケース、30…自動二輪車の操舵装置、31…上側ハウジング、32…下側ハウジング、40…入力軸、48…トルクセンサ(入力トルク検知手段)、66…出力軸、91…車速検知手段、92…実操舵比検知手段、93…ロール角速度検知手段、100…制御部、101…目標操舵比算出手段、102…第1モータ駆動量算出手段、103…第1モータ駆動制御部、105…操舵角補正トルク算出手段、104…パワーアシストトルク算出手段、106…第2モータ駆動量算出手段、107…第2モータ駆動制御部、M1…第1モータ、M2…第2モータ、S1…スライダ(操舵比可変手段)、W1…ウォームホイール(パワーアシスト手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motorcycle, 2 ... Body frame, 2a ... Main frame, 4 ... Front fork, 5 ... Handlebar, 16 ... Top bridge, 17 ... Bottom bridge, 18 ... Support case, 30 ... Steering device for motorcycle, 31 ... Upper housing 32. Lower housing 40 Input shaft 48 Torque sensor (input torque detection means) 66 Output shaft 91 Vehicle speed detection means 92 Actual steering ratio detection means 93 Roll angular velocity detection means DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Control part 101 ... Target steering ratio calculation means 102 ... First motor drive amount calculation means 103 ... First motor drive control part 105 ... Steering angle correction torque calculation means 104 ... Power assist torque calculation means 106: second motor drive amount calculation means, 107: second motor drive control unit, M1: first motor, M2: second motor, S1: slider Steering ratio varying means), W1 ... the worm wheel (power-assisted means)

Claims (4)

前輪(WF)を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク(4)を、トップブリッジ(16)および該トップブリッジ(16)の車体下方側に位置するボトムブリッジ(17)によって保持すると共に、車体フレーム(2)に対して前記フロントフォーク(4)を操舵可能に支持する自動二輪車の操舵装置(30)において、
乗員が操作するハンドル(5)へ入力される入力トルク(Mz)に応じて、第2モータ(M2)による補助操舵力を与えるパワーアシスト手段(W1)と、
車速(V)を検知する車速検知手段(92)と、
前記入力トルク(Mz)を検知する入力トルク検知手段(48)と、
前記ハンドル(5)の回動角度と前記前輪(WF)の操舵角度との比率である操舵比(j)を検知する操舵比検知手段(92)と、
車体のロール方向の角速度(ω)を検知するロール角速度検知手段(93)と、
前記第2モータ(M2)を制御する制御部(100)とを具備し、
前記制御部(100)は、前記第2モータ(M2)を、前記車速(V)、前記入力トルク(Mz)および前記ロール方向の角速度(ω)の値に基づいて制御し、
前記車速(V)、前記入力トルク(Mz)および前記操舵比(j)の関数(T1=Mz・k(k=f(j,V)))に基づいて、前記補助操舵力としてのパワーアシストトルク(T1)を求めるパワーアシストトルク算出手段(104)と、
前記車速(V)に応じて変化する車速−角速度マップに基づいて、前記ロール方向の角速度(ω)を打ち消すための操舵角補正トルク(T2)を求める操舵角補正トルク算出手段(105)とを具備し、
前記第2モータ(M2)は、前記パワーアシストトルク(T1)と前記操舵角補正トルク(T2)とを合算した値に基づいて制御され、
前記制御部(100)は、車速(V)が所定値以下でロール方向の角速度(ω)が所定値以上の場合に、車体の重心(G)の位置を車体中央に戻す方向のアシスト力を大きくすることを特徴とする自動二輪車の操舵装置。
A pair of left and right front forks (4) for pivotally supporting the front wheel (WF) is held by a top bridge (16) and a bottom bridge (17) located on the vehicle body lower side of the top bridge (16), In a steering device (30) for a motorcycle that supports the front fork (4) in a steerable manner with respect to a vehicle body frame (2),
Power assist means (W1) for providing an auxiliary steering force by the second motor (M2) according to the input torque (Mz) input to the handle (5) operated by the occupant;
Vehicle speed detection means (92) for detecting the vehicle speed (V);
Input torque detection means (48) for detecting the input torque (Mz);
Steering ratio detection means (92) for detecting a steering ratio (j) which is a ratio of a rotation angle of the handle (5) and a steering angle of the front wheel (WF);
Roll angular velocity detection means (93) for detecting the angular velocity (ω) of the vehicle body in the roll direction;
A control unit (100) for controlling the second motor (M2),
The control unit (100) controls the second motor (M2) based on the vehicle speed (V), the input torque (Mz), and the angular velocity (ω) in the roll direction ,
Based on a function of the vehicle speed (V), the input torque (Mz), and the steering ratio (j) (T1 = Mz · k (k = f (j, V))), power assist as the auxiliary steering force Power assist torque calculating means (104) for obtaining torque (T1);
Steering angle correction torque calculation means (105) for obtaining a steering angle correction torque (T2) for canceling the angular velocity (ω) in the roll direction based on a vehicle speed-angular velocity map that changes according to the vehicle speed (V). Equipped,
The second motor (M2) is controlled based on a sum of the power assist torque (T1) and the steering angle correction torque (T2),
When the vehicle speed (V) is equal to or less than a predetermined value and the angular velocity (ω) in the roll direction is equal to or greater than a predetermined value, the control unit (100) provides assist force in a direction to return the position of the center of gravity (G) of the vehicle body to the vehicle body center. A steering apparatus for a motorcycle characterized by being enlarged .
前記操舵比(j)を、第1モータ(M1)によって任意に変更する操舵比可変手段(S1)を具備し、
前記制御部(100)は、前記車速(V)の関数(J=f(V))によって求められる目標操舵比(J)と前記操舵比(j)との差分に基づいて前記第1モータ(M1)を制御することを特徴とする請求項に記載の自動二輪車の操舵装置。
Steering ratio variable means (S1) for arbitrarily changing the steering ratio (j) by the first motor (M1),
The controller (100) is configured to control the first motor (based on a difference between a target steering ratio (J) and the steering ratio (j) obtained by a function (J = f (V)) of the vehicle speed (V). The steering apparatus for a motorcycle according to claim 1 , wherein M1) is controlled.
(旧請求項4+5)
前輪(WF)を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク(4)を、トップブリッジ(16)および該トップブリッジ(16)の車体下方側に位置するボトムブリッジ(17)によって保持すると共に、車体フレーム(2)に対して前記フロントフォーク(4)を操舵可能に支持する自動二輪車の操舵装置(30)において、
乗員が操作するハンドル(5)へ入力される入力トルク(Mz)に応じて、第2モータ(M2)による補助操舵力を与えるパワーアシスト手段(W1)と、
車速(V)を検知する車速検知手段(92)と、
前記入力トルク(Mz)を検知する入力トルク検知手段(48)と、
前記ハンドル(5)の回動角度と前記前輪(WF)の操舵角度との比率である操舵比(j)を検知する操舵比検知手段(92)と、
車体のロール方向の角速度(ω)を検知するロール角速度検知手段(93)と、
前記第2モータ(M2)を制御する制御部(200)とを具備し、
前記制御部(200)は、前記第2モータ(M2)を、前記車速(V)および前記入力トルク(Mz)の値に基づいて制御し、
前記車速(V)、前記入力トルク(Mz)および前記操舵比(j)の関数(T=Mz・k(k=f(j,V)))に基づいて、前記補助操舵力としてのパワーアシストトルク(T)を求めるパワーアシストトルク算出手段(204)を具備し、
前記第2モータ(M2)は、前記パワーアシストトルク(T)の値に基づいて制御されることを特徴とする自動二輪車の操舵装置。
(Old claim 4 + 5)
A pair of left and right front forks (4) for pivotally supporting the front wheel (WF) is held by a top bridge (16) and a bottom bridge (17) located on the vehicle body lower side of the top bridge (16), In a steering device (30) for a motorcycle that supports the front fork (4) in a steerable manner with respect to a vehicle body frame (2),
Power assist means (W1) for providing an auxiliary steering force by the second motor (M2) according to the input torque (Mz) input to the handle (5) operated by the occupant;
Vehicle speed detection means (92) for detecting the vehicle speed (V);
Input torque detection means (48) for detecting the input torque (Mz);
Steering ratio detection means (92) for detecting a steering ratio (j) which is a ratio of a rotation angle of the handle (5) and a steering angle of the front wheel (WF);
Roll angular velocity detection means (93) for detecting the angular velocity (ω) of the vehicle body in the roll direction;
A control unit (200) for controlling the second motor (M2),
The control unit (200) controls the second motor (M2) based on the values of the vehicle speed (V) and the input torque (Mz) ,
Based on a function of the vehicle speed (V), the input torque (Mz), and the steering ratio (j) (T = Mz · k (k = f (j, V))), power assist as the auxiliary steering force Power assist torque calculating means (204) for determining torque (T),
The steering apparatus for a motorcycle, wherein the second motor (M2) is controlled based on a value of the power assist torque (T) .
前記操舵比(j)を、第1モータ(M1)によって任意に変更する操舵比可変手段(S1)を具備し、
前記制御部(200)は、前記車速(V)の関数(J=f(V))によって求められる目標操舵比(J)と前記操舵比(j)との差分に基づいて前記第1モータ(M1)を制御することを特徴とする請求項に記載の自動二輪車の操舵装置。
Steering ratio variable means (S1) for arbitrarily changing the steering ratio (j) by the first motor (M1),
The controller (200) is configured to control the first motor (J) based on a difference between a target steering ratio (J) and the steering ratio (j) obtained by a function (J = f (V)) of the vehicle speed (V). The motorcycle steering apparatus according to claim 3 , wherein M1) is controlled.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11235834B2 (en) 2017-11-01 2022-02-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Leaning vehicle
US11745821B2 (en) 2016-05-19 2023-09-05 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Straddled vehicle having handlebar

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011082413A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Robert Bosch Gmbh Steering support system for a two-wheeler and steering for such a steering assistance system
JP5866927B2 (en) * 2011-09-29 2016-02-24 株式会社エクォス・リサーチ vehicle
JP2013112234A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 Equos Research Co Ltd Vehicle
JP5834835B2 (en) * 2011-11-30 2015-12-24 株式会社エクォス・リサーチ vehicle
JP5840109B2 (en) * 2012-11-01 2016-01-06 本田技研工業株式会社 Moving body
JP5892922B2 (en) * 2012-12-27 2016-03-23 本田技研工業株式会社 Moving body
JP6081238B2 (en) 2013-03-12 2017-02-15 本田技研工業株式会社 Moving body
JP6206819B2 (en) * 2015-09-28 2017-10-04 本田技研工業株式会社 Saddle-type vehicle steering device
JP6187919B2 (en) * 2015-09-28 2017-08-30 本田技研工業株式会社 Saddle-type vehicle steering device
JP6206818B2 (en) * 2015-09-28 2017-10-04 本田技研工業株式会社 Saddle-type vehicle steering device
JP6222707B2 (en) * 2015-09-28 2017-11-01 本田技研工業株式会社 Saddle-type vehicle steering device
WO2017086403A1 (en) 2015-11-20 2017-05-26 ヤマハ発動機株式会社 Vehicle
WO2017086351A1 (en) 2015-11-20 2017-05-26 ヤマハ発動機株式会社 Leaning vehicle
JP6726683B2 (en) 2015-11-20 2020-07-22 ヤマハ発動機株式会社 Lean vehicle
CA3005807A1 (en) 2015-11-20 2017-05-26 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Leaning vehicle
WO2018212360A1 (en) * 2017-05-19 2018-11-22 株式会社エクォス・リサーチ Vehicle
JP7285673B2 (en) * 2019-03-28 2023-06-02 本田技研工業株式会社 Attitude control device for saddle type vehicle
CN110550098A (en) * 2019-09-17 2019-12-10 雷沃重工股份有限公司 Auxiliary steering device for three-wheeled vehicle and three-wheeled vehicle
CN111319703A (en) * 2020-04-07 2020-06-23 重庆龙科自动化机械设备研究院有限公司 Intelligent electric vehicle general control type instrument system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2990405B2 (en) * 1994-01-31 1999-12-13 本田技研工業株式会社 Motorcycle
JP2006232060A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Honda Motor Co Ltd Power steering system for off-road traveling vehicle
JP4997047B2 (en) * 2007-09-28 2012-08-08 本田技研工業株式会社 Steering assist system and steering assist method
JP5064984B2 (en) * 2007-11-30 2012-10-31 本田技研工業株式会社 Motorcycle steering assist system
JP5124832B2 (en) * 2008-01-31 2013-01-23 本田技研工業株式会社 Vehicle steering device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11745821B2 (en) 2016-05-19 2023-09-05 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Straddled vehicle having handlebar
US11235834B2 (en) 2017-11-01 2022-02-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Leaning vehicle

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