JP5813932B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、小型運搬車等の車両の制御装置に関し、特に発進等のフィーリングを改善するための原動機の制御に関する。

一般に車両は、ドライの舗装路のような良路だけではなく、砂利道やぬかるみ、砂地のような悪路、不整路を走行することも想定されている。このような悪路等においては車輪と路面とのグリップ力が小さくなることから、発進の際にエンジン回転数が高くなり過ぎると駆動輪にスリップが発生したり、その後、グリップが回復するときに運転者にショックが伝わったりして、円滑に発進できないことがある。

また、そのような悪路等においては発進の際に限らず、低速での走行中に比較的エンジン回転の高い状態で雑なクラッチ操作が行われると、車輪へ伝達される駆動力が急変して運転者にショックが伝わることがあり、さらにその駆動力の急変によって瞬間的に駆動輪がスリップし、前記と同様に運転者にショックが伝わることがある。このようにエンジン回転数が高くなると車両の円滑な発進、加速を行えない場合がある。

この点につき従来より、駆動輪に設けた回転数センサ等の出力からそのスリップ状態を検出し、必要に応じてエンジンのトルクを低下させることは、いわゆるトラクション制御として知られている。こうしてエンジントルクを低下させれば駆動輪のスリップを抑えることができる。

一方、例えば特許文献１に記載のレジャービークルでは、非駆動輪である前輪の回転数を車速とみなし、この車速が零で変速段が１速にあり且つエンジン回転数が所定値以上のとき、即ち車両の発進の際には、運転者のアクセル操作に依らずエンジン回転数を所定回転数（例えば７００ｒｐｍくらい）に制御することによって、悪路であっても円滑な発進が行えるようにしている。

特開２００６−３２９１１８号公報

しかしながら、従来一般的なトラクション制御は、回転数センサからの出力をフィードバックする複雑な制御を行わねばならないし、一旦、制御が始まった後は、駆動輪のスリップが収まって制御を解除するまで、運転者のアクセル操作に依らずエンジントルクが抑制され続けることになり、この間は運転操作が車両の挙動に反映されない。しかも、トラクション制御は、駆動輪にスリップが起きてからエンジントルクを低下させるので、ショックを十分には抑止できないこともあり、改善の余地が残されていると言える。

一方、前記従来例（特許文献１）のように発進の際に運転者のアクセル操作に依らず、エンジン回転数を制御するようにした場合、運転者によっては自身のアクセル操作が十分に反映されないことに違和感を覚えることがある。すなわち、従来例のものでは悪路等でも円滑に発進できるよう、エンジン回転数をかなり低く制御しているので、良路では原動機の回転上昇が鈍いように感じてしまう。さらに、もしも雑なクラッチ操作が行われるとエンストしてしまうおそれもある。

そこで、本発明の目的は、簡素な制御により車両の運転状態に応じて原動機回転数の過剰な上昇を防ぎ、滑らかな発進、加速を実現できるようにしながら、原動機の制御に運転者の操作が極力、反映されるようにすることにある。

前記の目的を達成するための本発明は、車両の原動機を制御する制御装置を対象として、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、これにより検出された運転状態が発進状態であるか否かを判定する第１判定手段と、検出された運転状態が発進状態後の通常走行状態であるか否かを判定する第２判定手段と、前記原動機の動作中に前記第１判定手段により運転状態が前記発進状態であると判定されると、前記原動機の回転数を所定の上限値以下に制限する回転数制限制御を実行する回転数リミッタ手段と、前記原動機の動作中に前記第２判定手段により運転状態が前記発進状態後の通常走行状態であると判定されると、前記回転数制限制御を解除するリミッタ解除手段と、を備えている。

かかる構成により、車両の運転状態が所定の発進状態にあれば回転数制限制御が行われ、原動機の回転上昇が制限される。すなわち、例えば車両の発進、加速運転の際に原動機回転数の過剰な上昇を防いで、駆動輪のスリップを抑制することができる。このとき、原動機の回転数は上限値以下に制限されるだけで、この上限値よりも低い回転域においては運転者による例えばアクセル操作に応じて原動機回転数が変化するようになる。

また、回転数制限制御は、原動機の回転数を上限値以下に制限すればよいため、制御は簡素なものとし得る。さらに、車両の運転状態が発進状態後の通常走行状態になれば回転数制限制御が解除され、原動機回転数は運転者による運転操作に応じて、前記の上限値を超えて上昇するようになる。

つまり、車両の運転状態に応じて回転数制限制御が実行され、解除されることにより、必要に応じて原動機回転の過剰な上昇を防止し、発進や加速等における車両の滑らかな運転を実現できる上に、原動機の制御には運転者の操作が極力、反映されるようになる。

前記発進状態には、車両が停止したか、又は車両を停止させるよう運転者が操作した、という第１の条件が成立したことを含んでいてもよい。このときには近い将来、車両の発進若しくは加速運転が予想されるからである。

具体的に、運転状態検出手段として車速センサ、アクセル操作量検出センサ及びブレーキ圧センサのうち少なくとも１つを有している場合に、前記第１の条件は、車速センサで検出される車速が設定閾値以下であるとの条件、アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以下であるとの条件、及び、ブレーキ圧センサで検出されるブレーキ圧が設定閾値以上であるとの条件のうち、少なくとも１つを含むものとすればよい。

好ましくは発進状態には、前記第１の条件の成立後に、車両を発進させるよう運転者が操作した、との第２の条件が成立したことをさらに含んでいてもよい。こうすれば車両の発進若しくは加速運転の際に、より確実に回転数制限制御が行われる。

具体的に、運転状態検出手段としてクラッチ操作センサをさらに有している場合に、第２の条件は、アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以上であるとの条件、及び、クラッチ操作センサにより運転者のクラッチ操作が検出されたとの条件のうち、少なくとも一方を含むものとすればよい。

或いは、運転状態検出手段としてアクセル操作量検出センサ及びクラッチ操作センサを有している場合に、前記発進状態には、アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以上であるとの条件、及び、クラッチ操作センサにより運転者のクラッチ操作が検出されたとの条件の双方が成立した状態を含んでいてもよい。

すなわち、運転者によりクラッチが操作されているにも拘らず、アクセル操作が行われているときには、車両の発進時であるか、或いはギヤチェンジ後の加速運転への移行時であると考えられるからである。

一方、前記発進状態後の通常走行状態について具体的には、運転状態検出手段が原動機回転数センサ、アクセル操作量検出センサ及び車速センサのうち少なくとも１つを有している場合に、その原動機回転数センサで検出される原動機回転数が設定閾値以上からこれ未満に低下したとの条件、アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以上からこれ未満に減少したとの条件、車速が設定閾値以上になったとの条件、及び、車両の変速装置の変速段が設定段以上になったとの条件のうち、少なくとも１つが成立した状態を含むものとすればよい。

すなわち、車速が或る程度以上、高くなったか、或いは変速装置の変速段が上げられたときには、車両が発進から通常の走行状態に移行したとみなして回転数制限制御を解除する。こうすると、運転者のアクセル操作に応じて原動機回転数が変化するようになる。一方、発進や加速の途中でアクセル操作量が小さくなったり、原動機回転数が低下したりすれば、何らかの理由で発進、加速を中止したとみなして、回転数制限制御を解除する。

また、回転数制限制御において原動機回転数が一時的に上限値を超えてしまったときには、その上限値との回転数偏差の大きさに応じて原動機のトルクを低下させるようにしてもよい。こうすればエンジン回転数を速やかに上限値まで低下させることができる。

また、前記の上限値は車速に応じて上昇するように設定してもよく、こうすれば、車両の発進の際に車速が零から徐々に上昇するのに連れて、エンジン回転数も徐々に上昇するようになり、自然な運転フィーリングが得られる。

また、回転数制限制御に併せて、駆動輪のスリップ状態及び原動機回転数の変動状態の少なくとも一方に応じて、前記原動機のトルクを制御する、という従来一般的なトラクション制御を行うようにしてもよい。こうすれば駆動輪の大きなスリップを、より確実に防止することができる。

さらに、車両には、前述の回転数制限制御の実行を許容するか否かの選択スイッチを設けてもよい。レジャービークル等では運転者が自ら悪路にてスポーツ走行を楽しむ場合があり、このときには多少のショックは気にせず、アクセル操作に対応してエンジンがリニアに吹け上がることを望むからである。

但し、その選択スイッチの操作によって車両の走行中に制御が切り替わって、駆動輪に伝達されている駆動力が急変することは望ましくない。例えば車両の加速走行中に回転数制限制御が実行されていて、原動機の回転数が上限値以下に制限されている状態で制御が解除されると、原動機の回転数が急に上昇して運転者は違和感を感じる場合がある。

この点を考慮して、例えばクラッチ操作がされているか、アクセル操作量が所定値以下のアクセル全閉状態であるか、車速が所定値以下の停車状態であるか、ブレーキ圧が所定値以上のブレーキオン状態であるか、若しくは、車両の変速装置がニュートラル位置にあるか、の少なくとも１つのときに、選択スイッチからの信号を回転数リミッタ手段が受け入れるようにしてもよい。

なお、回転数制限制御による原動機回転数の上限値をあまり低く設定してしまうと、良路での発進の際に原動機の回転上昇が鈍く感じられるようになるので、上限値は或る程度高めに設定するのが好ましい。こうした場合でも上限値は、原動機を保護するために設定されている一般的なオーバーレブリミッタの回転上限値（過回転数）に比べると低い値になる。

本発明にかかる車両の制御装置によると、車両の運転状態が所定の発進状態にあるとき回転数制限制御が行われ、原動機回転数が上限値以下に制限されることで、例えば発進、加速運転の際の駆動輪のスリップを抑制することができる。こうして原動機回転数を上限値以下に制限するだけなので、制御は簡素なものになり得る。

また、原動機回転数は上限値以下に制限されるだけで、この上限値よりも低い回転域では運転者による例えばアクセル操作に応じて原動機回転数が変化し、車両の挙動に反映されるようになる。さらに、車両の運転状態が発進状態後の通常走行状態になれば回転数制限制御が解除され、原動機回転数は上限値を超えて上昇するようになる。

つまり、車両の運転状態に応じて、必要があるときに適宜、回転数制限制御を実行し、滑らかな運転を実現しながら、原動機の制御ひいては車両の挙動に極力、運転者の操作を反映させることができる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。 図１に示す自動二輪車の主に駆動系を説明する模式図である。 同自動二輪車に搭載された車両制御装置の全体を示すブロック図である。 図３の車両制御装置の要部を説明するブロック図である。 （ａ）は、同車両制御装置による発進の際の制御手順を示すフローチャートであり、（ｂ）は選択スイッチからの信号を入力するルーチンを示す。 発進の際のクラッチ操作、スロットル開度、エンジン回転数、及び車速の変化を示すタイミングチャートである。 回転数制限制御におけるエンジン回転数の上限値を、車速に対応づけて設定したテーブルの一例を示す説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車に騎乗した運転者から見た方向を基準とする。

図１は本発明の実施形態に係る自動二輪車１（車両）の左側面図である。図１に示すように、この自動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３とを備えている。前輪２は略上下方向に延びるフロントフォーク４の下端部にて回転自在に支持されており、フロントフォーク４はブラケット（図示せず）を介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。このステアリング軸は車体側のヘッドパイプ５によって回転自在に支持されている。

前記のブラケットには左右へ延びるバー型のハンドル６が取り付けられており、このハンドル６によって運転者は、前記フロントフォーク４及び前輪２を操舵（ステア）することができる。ハンドル６の右端には、運転者の右手により把持されるスロットルグリップ７（図４参照）が設けられており、手首のひねりによりスロットルグリップ７を回転させることで後述するスロットル装置１６が操作される。一方、ハンドル６の左端には運転者の左手により把持されるグリップの前方に、図示のようにクラッチレバー８が設けられている。

前記のヘッドパイプ５からは左右一対のメインフレーム９が若干下方に傾斜しながら後方へ延びており、メインフレーム９の後部に左右一対のピボットフレーム１０が接続されている。ピボットフレーム１０には略前後方向に延びるスイングアーム１１の前端部が支持されており、スイングアーム１１の後端部に後輪３が回転自在に支持されている。ハンドル６の後方には燃料タンク１２が設けられており、燃料タンク１２の後方に運転者騎乗用のシート１３が設けられている。

前輪２と後輪３との間では、複数の気筒を有するエンジンＥ（原動機）がメインフレーム９及びピボットフレーム１０に支持された状態で搭載されている。エンジンＥには、その動力を変速して後輪３に伝達する変速装置１４が接続されており、この変速装置１４から出力される駆動力がチェーン１５を介して後輪３に伝達される。エンジンＥの吸気ポート（図示せず）にはスロットル装置１６が接続され、その上流側にはエアクリーナ１９が接続されて、燃料タンク１２の下方に配置されている。また、シート１３の下方には、後述するサブスロットル弁４３、インジェクタ４８、点火装置４９等（いずれも図４参照）を制御するＥＣＵ１７（電子制御ユニット）が配設されている。

図２は、図１に示す自動二輪車１の主に駆動系を説明する模式図である。同図に示すようにエンジンＥには、そのピストン２０にコンロッド２１によって連結されたクランク軸２２が設けられ、このクランク軸２２の端部に第１クラッチギヤ２３が設けられている。第１クラッチギヤ２３には、変速装置１４の入力軸２４に回転自在に外嵌された第２クラッチギヤ２５が噛合されており、入力軸２４の端部に配設されたメインクラッチ２６によって当該入力軸２４と遮断／接続されるようになっている。

そして、メインクラッチ２６によって第２クラッチギヤ２５と接続された状態で、入力軸２４がクランク軸２２と連動して回転するようになり、エンジンＥから変速装置１４へ動力が伝達される。また、入力軸２４には歯車列２７を介して並列配置の出力軸２８が変速自在に接続されており、その歯車列２７において接続される歯車の組み合わせが変わることによって（ギヤチェンジ）、入出力回転の変速比、即ち変速装置１４の変速段（ギヤポジション）が変更される。この変速段（ギヤポジション）はギヤポジションセンサ２９によって検出される。

そうして変速して回転を出力する出力軸２８の端部には、駆動スプロケット３１が設けられており、一方、後輪３の車軸３２には従動スプロケット３３が設けられていて、これら両スプロケット３１，３３の間にチェーン１５が巻き掛けられている。また、後輪３の回転数を検出する後輪速センサ３４がスイングアーム１１（図１参照）に設けられており、従動輪である前輪２の回転数を検出する前輪速センサ３６（図３参照）も設けられている。なお、図２の符号３５は、クランク軸２２の回転数を検出するエンジン回転数センサを示している。

図３は、図１に示す自動二輪車１に搭載された車両制御装置４０の全体を示すブロック図である。同図に示すように、この制御装置４０においてエアクリーナ１９とエンジンＥとの間に設けられたスロットル装置１６は、吸気管４１と、該吸気管４１を流れる吸気を絞るメインスロットル弁４２及びサブスロットル弁４３と、を有している。図の例ではメインスロットル弁４２が下流側に、サブスロットル弁４３が上流側に、それぞれ配置されている。

メインスロットル弁４２は、スロットルワイヤー４４を介してスロットルグリップ７と接続され、このスロットルグリップ７の操作に連動して開閉される。メインスロットル弁４２の位置（スロットル開度）を検出するようにスロットル開度センサ４５が設けられており、これは、機械的に連動するように接続されているスロットルグリップ７の操作量（アクセル操作量）を検出するアクセル操作量検出センサを構成する。一方、サブスロットル弁４３には電動モータからなる弁アクチュエータ４６が接続され、これにより開閉されるようになっている。

それらメインスロットル弁４２及びサブスロットル弁４３によって調整される吸気の流量を検出するために、吸気管４１には吸気圧センサ４７が設けられている。また、図示は省略するが、スロットル装置１６において吸気管４１は、エンジンＥの複数の気筒毎に設けられており、それぞれに燃料を噴射するための複数のインジェクタ４８が個別に設けられている。

さらに、エンジンＥには、その複数の気筒内の混合気にそれぞれ点火するための点火装置４９が設けられている。詳しくは図示しないが点火装置４９は、複数の気筒内にそれぞれ先端の電極を臨ませた点火プラグと、この気筒毎の点火プラグに、エンジンＥの回転に同期して所定のタイミングで通電する点火回路とを有している。点火回路による気筒毎の点火プラグへの通電状態はＥＣＵ１７によって制御される。

また、エンジンＥと変速装置１４との間のメインクラッチ２６には、ワイヤー等によってクラッチレバー８（図１も参照）が接続されている。このクラッチレバー８が運転者により把持されると、メインクラッチ２６が動力を遮断する状態になり、クラッチレバー８が離されると動力を伝達する状態になる。クラッチレバー８には、運転者によりクラッチレバー８が把持されたか否かを検出可能なクラッチスイッチ５０（クラッチ操作センサ）が設けられている。

さらに、クラッチレバー８と同じくハンドル６の左側には、後述する回転数制限制御の機能を運転者が手動でオン・オフするための選択スイッチ５１が設けられている。この選択スイッチ５１がオンであれば回転数制限制御の実行が許容され、オフであれば禁止される。なお、選択スイッチ５１の位置は前記の例に限定されず、運転者が操作しやすく且つ誤って操作する心配の少ない位置であればよい。

また、本実施形態では、前記のクラッチ操作と同様に自動二輪車１の油圧ブレーキ５３の操作状況も検出できるようになっている。この油圧ブレーキ５３は、運転者によるブレーキレバー５４等の操作に応じて油圧力を発生するマスターシリンダと、この油圧力を受けて動作し、前輪２及び後輪３にそれぞれブレーキキャリパを介して制動力を付与するホイールシリンダとを備えている。そして、マスターシリンダとブレーキシリンダとを接続するブレーキ油圧回路には、油圧力（ブレーキ圧）を検出可能なブレーキ圧センサ５５が設けられている。

上述したギヤポジションセンサ２９、後輪速センサ３４、エンジン回転数センサ３５、前輪速センサ３６、スロットル開度センサ４５、クラッチスイッチ５０、選択スイッチ５１及びブレーキ圧センサ５５は、それぞれＥＣＵ１７に接続されている。この例ではＥＣＵ１７は、回転数制限制御機能部５６と、トラクション制御機能部５７と、スロットル制御部５８と、燃料制御部５９と、点火制御部６０とを有している。

前記各センサ２９、３４〜３６、４５、５５及び各スイッチ５０、５１から入力される信号に基づいて、回転数制限制御機能部５６は、以下に詳述するように必要に応じてエンジン回転数の上昇を制限するための演算を行う。また、トラクション制御機能部５７は、後輪３のスリップ状態等に基づいてエンジントルクを調整するトルク制御手段であって、従来公知のトラクション制御のための演算を行うものである。そして、それらの演算結果に基づいて、スロットル制御部５８が弁アクチュエータ４６を駆動し、サブスロットル弁４３の開度を制御する。同様に燃料制御部５９はインジェクタ４８を制御し、点火制御部６０は点火装置４９を制御する。

すなわち、本実施形態の制御装置４０は基本的に、自動二輪車１の発進時等、その運転状態に応じてエンジン回転数の上昇を制限し、また、それを解除することによって、後輪３のスリップを抑えて滑らかな発進を実現しながら、エンジン制御ひいては自動二輪車１の挙動に運転者の操作を極力、反映させるようにしたものである。この制御の詳細な内容について以下に説明する。

図４は、制御装置４０の要部を説明するブロック図である。図示のようにＥＣＵ１７の回転数制限制御機能部５６には、エンジン回転数を所定の上限値以下に制限するレブリミッタ制御部６１と、自動二輪車１の発進を判定する発進判定部６２（第１判定手段）と、この判定に応じて前記レブリミッタ制御部６１におけるエンジン回転数の上限値を、通常の過回転防止のための適値から円滑な発進のための適値に変更するリミッタ回転数設定部６３と、を備えている。

レブリミッタ制御部６１は従来周知の如く、エンジンＥを保護するためにその動作中、常にエンジン回転数を過回転数（エンジンＥにダメージを与えないように通常、８０００〜１００００ｒｐｍくらいに設定されている）以下に制限するものである。レブリミッタ制御部６１は、通常はエンジン回転数センサ３５により検出されるエンジン回転数に基づいて、必要に応じてエンジンＥの点火制御や吸気制御を行い、トルクを低下させる。

発進判定部６２は、車速センサとして機能する前輪速センサ３６、スロットル開度センサ４５、クラッチスイッチ５０等からの信号に基づいて、自動二輪車１の発進を判定する。この発進の判定に応じてリミッタ回転数設定部６３が、前記レブリミッタ制御部６１におけるエンジン回転数の上限値を例えば３０００〜５０００ｒｐｍくらいまで低下させる。この値は、ドライの舗装路において後輪３に大きなスリップを生じることなく、自動二輪車１が発進できるような値である。

また、回転数制限制御機能部５６には、エンジン回転数センサ３５、前輪速センサ３６、スロットル開度センサ４５等からの信号に基づいて、自動二輪車１が発進から通常の走行状態に移行したことを判定する発進終了判定部６４（第２判定手段）を備えている。この判定に応じてリミッタ回転数設定部６３が、レブリミッタ制御部６１におけるエンジン回転数の上限値を元の値（エンジンＥの過回転数）に戻す。言い換えると、リミッタ回転数設定部６３は、発進の際に回転数制限制御を実行する回転数リミッタ手段と、発進の終了に伴い回転数制限制御を解除するリミッタ解除手段と、の両方の機能を有している。

さらに、本実施形態では選択スイッチ５１からの信号もＥＣＵ１７に入力されるが、この信号は所定の状況でのみ、回転数制限制御機能部５６に受け入れられるようになっており、例えば回転数制限制御が実行されているとき等、回転数制限制御のオン・オフによって自動二輪車１の挙動が変化する状況では受け入れられない。

なお、同図には示さないが、トラクション制御機能部５７は、後輪速センサ３４、エンジン回転数センサ３５、前輪速センサ３６等からの信号を入力して、トラクション制御のための監視値（例えば後輪速−前輪速で求められる後輪３のスリップ率、或いはエンジン回転数の変動率）が所定の閾値を超えたかどうか判定している。この閾値を超えて後輪３のスリップ状態が大きくなれば、トラクション制御機能部５７は、前記のレブリミッタ制御部６１と同様にエンジンＥの点火制御や吸気制御を行って、エンジントルクを低下させる。

−発進の際の制御手順−
以下に一例として自動二輪車１が発進する際の制御について、図５、６を参照して具体的に説明する。図５は発進の際の制御手順を示すフローチャートであり、図６は、発進の際のクラッチの遮断／接続、スロットル開度、エンジン回転数、及び車速の変化を示すタイミングチャートである。

図５（ａ）のフローに示すように、まず、ＥＣＵ１７は、選択スイッチ５１がオンの状態であるか、即ち回転数制限制御が許容されているかどうか判定する（ステップＳＡ１）。このオン、オフ状態のデータは、選択スイッチ５１から回転数制限制御機能部５６に入力される信号によるもので、前記したようにその信号は所定の状況、即ち、回転数制限制御のオン・オフによって自動二輪車１の挙動が変化しないような状況で受け入れられて、ＥＣＵ１７のメモリに記憶されている。

すなわち、同図（ｂ）に示すように一例として回転数制限制御機能部５６は、クラッチ操作がなされているか、スロットル開度が非常に小さい略全閉状態であるか、車速が予め設定した閾値以下の実質的な停車状態であるか、ブレーキ圧が予め設定した閾値以上のブレーキオン状態であるか、若しくは、変速装置１４において変速段がニュートラル位置にあるか、の５つの条件について判定する（ステップＳＢ１）。

そして、その５つの条件が全て成立していなければ（ステップＳＢ１でＮＯ）選択スイッチ５１からの信号は受け入れずに待機し、いずれか１つでも成立すれば（ステップＳＢ１でＹＥＳ）、選択スイッチ５１からの信号を受け入れて（ステップＳＢ２）、当該スイッチのオン、オフ状態のデータをＥＣＵ１７のメモリに記憶する（ステップＳＢ３）。

同図（ａ）のフローに戻ってステップＳＡ１では、前記のようにメモリに記憶されているデータを読み込んで、選択スイッチ５１がオン・オフいずれの状態であるか判定し、それがオフの状態であれば（ステップＳＡ１でＮＯ）、運転者の意志で回転数制限制御が禁止されているから、リターンする。この場合はエンジンＥの通常の制御が行われる。

一方、選択スイッチ５１がオンの状態であると判定すれば（ステップＳＡ１でＹＥＳ）、回転数制限制御は許容されているので、まず、車速が予め設定した閾値以下かどうか、即ち実質、停車しているかどうか判定する（ステップＳＡ２）。なお、この判定の閾値は、前記ステップＳＢ１における停車状態の判定閾値と同じであっても、異なっていてもよい。そして、判定がＮＯで自動二輪車１の走行中であればリターンする一方、判定がＹＥＳで実質、停車しているのであれば、続いてクラッチスイッチ５０及びスロットル開度センサ４５からの信号に基づき、運転者が発進のための操作をしたかどうか判定する（ステップＳＡ３）。

すなわち、クラッチスイッチ５０からの信号によりクラッチレバー８が把持されているかどうか、また、スロットル開度が、発進の際の運転者の操作に相当するよう予め設定した閾値以上かどうか、判定する。そして、いずれかの条件でも成立していなければ（ＮＯ）リターンする一方、いすれの条件も成立していれば（ＹＥＳ）、自動二輪車１は実質的に停車していてクラッチが切られているにも拘らず、スロットルグリップ７の操作が行われていることから、このときには運転者が半クラッチにしながらスロットルグリップ７を回して、自動二輪車１を発進させようとしていると判断する。

そして、この発進の際にエンジン回転の上昇を制限すべく、回転数制限制御を実行する（ステップＳＡ４）。すなわち、通常はエンジンＥを保護するためにレブリミッタ制御部６１において８０００〜１００００ｒｐｍくらいの過回転数に設定されているエンジン回転数の上限値を、一時的に３０００〜５０００ｒｐｍくらいまで低下させて、スロットルグリップ７の操作に依らずエンジン回転数がそれよりも高くならないようにする。

一例として、エンジン回転数センサ３５により検出されるエンジン回転数の上昇度合い等から、それが上限値を超えると予測される場合には点火時期の遅角制御によってエンジントルクの増大を抑制し、さらにサブスロットル弁４３を閉じ側に動作させたり、燃料噴射量の増大を抑えるようにする。それでも上限値を超えてしまったときには、そのエンジン回転数と上限値との偏差の大きさに応じて、点火時期の遅角量を大きくしたり、点火の間引き制御を行って、エンジントルクを低下させる。

そのように主に点火制御によってエンジントルクを低下させるのは、その応答性が高いからである。特に点火の間引き制御は、幾つかの気筒で燃焼が休止するように点火を行わないことによって、点火時期の遅角に比べても速やかにエンジンＥのトルクを低下させ、その回転数を上限値まで低下させることができる。こうして上限値以下に制限するだけなので、エンジン回転数を所定値に収束するようフィードバック制御するのに比べて、制御が簡素なものになる。

本実施形態ではエンジン回転数の上限値は、例えばドライの舗装路において後輪３に大きなスリップを生じることがない程度と、比較的高めに設定されている。これは、仮に砂利道やぬかるみ等においてもスリップが生じないような低回転数に設定すると、ドライの舗装路では発進の際にエンジン回転が殆ど立ち上がらなくなってしまい、もしも雑なクラッチ操作が行われた場合にはエンストするおそれもあるからである。

また、エンジン回転数の上限値は、図７に一例を示すようなテーブルを用いて、自動二輪車１の車速が高いほど上限値も高くなるように設定されている。これは、後述するように発進の際に自然なフィーリングが得られるようにするためである。このテーブルにおいて上限値は、エンジンＥの仕様を考慮してクランク軸２２等の回転慣性が大きなものでは比較的高めに、一方、回転慣性の小さなものでは比較的低めに設定されており、このこともエンストの防止に寄与している。

さらに、図の例では、エンジン回転数の上限値は、乗員の人数や荷物も含めた自動二輪車１への静的な荷重（プリロード）の大きさに応じて、プリロードの大きいときほど高くなり、プリロードの小さいときほど低くなるように、変更される。プリロードの大きさは、例えば後輪３を支持するスイングアーム１１に設けた変位センサからの信号によって検出することができる。なお、このテーブルに設定する特性を計算式の形態でＥＣＵ１７に格納しておいてもよい。

そして、前輪速センサ３６からの信号に基づいて、即ち自動二輪車１の車速に対応する上限値を前記のテーブルから読み込んで、この上限値以下になるようにエンジン回転数の上昇を制限しながら、自動二輪車１が発進から通常の走行に移行したかどうか判定する（ステップＳＡ５：発進終了？）。すなわち、車速が予め設定した閾値以上になるか、変速装置１４のギヤポジションが２速以上になったか、の少なくとも一方の条件が成立したかどうか判定する。

それらの条件がいずれも成立していなければ（ＮＯ）、続いて自動二輪車１の発進が中止されたかどうか判定する（ステップＳＡ６：発進中止？）。すなわち、エンジン回転数が予め設定した閾値未満に低下したか、スロットル開度が予め設定した閾値未満に減少したか、の少なくとも一方の条件が成立したかどうか判定し、これらの条件も成立していなければ（ＮＯ）前記ステップＳ４に戻って、回転数制限制御を継続する。

一方、前記ステップＳＡ５，ＳＡ６のいずれかにおいてＹＥＳと判定されれば、回転数制限制御を解除して通常のエンジン制御のルーチンへと進む（ステップＳＡ７）。すなわち、レブリミッタ制御部６１におけるエンジン回転数の上限値が通常の過回転数に戻され、エンジンＥはその過回転数を超えない広い範囲に亘って、運転者によるスロットルグリップ７の操作に応じてリニアに吹け上がるようになる。

−発進の際のエンジン回転数等の変化−
次に、前述した発進の際の制御について図６のタイムチャートを参照して時系列に説明する。なお、図６には上から順にクラッチの遮断／接続状態、スロットル開度、エンジン回転数、及び車速の変化を示している。

自動二輪車１の発進の際に運転者は、まず、クラッチレバー８を把持して変速装置１４をニュートラル位置から１速にした後に、左手で把持するクラッチレバー８を徐々に離してゆき、同時に右手で把持するスロットルグリップ７を回して、メインスロットル弁４２を開いてゆく（時刻ｔ０〜）。そうすると、変速装置１４においてメインクラッチ２６が徐々に接続されてゆくとともに（半クラッチ）、これに同期するようにエンジンＥの吸気量が増大して、その回転数がアイドルから立ち上がる。

このとき自動二輪車１は停車しており車速は零であるから、前記のようなスロットルグリップ７及びクラッチレバー８の操作に基づいて、即ちクラッチレバー８が把持されており且つスロットル開度が設定閾値以上である、との条件の成立によって発進の際であるとの判定がなされ（時刻ｔ１）、回転数制限制御が開始されてエンジン回転数の上限値が設定される。また、前記のスロットルグリップ７の操作によってエンジン回転がアイドルから立ち上がるとともに、その回転が半クラッチ状態のメインクラッチ２６を介して徐々に後輪３へ伝達されるようになる。これにより自動二輪車１は動き始めて、その車速が緩やかに立ち上がる（時刻ｔ２〜）。

こうしてエンジンＥの駆動力が後輪３へ伝わり自動二輪車１が動き始めると、その車速は、運転者によるスロットルグリップ７の操作に応じて変化するようになる。すなわち、スロットル開度が比較的大きければエンジン回転数の上昇が早くなり、車速も早く上昇する一方、スロットル開度が比較的小さければエンジン回転数の上昇は遅くなり、車速も緩やかに上昇するようになる（時刻ｔ３）。

但し、スロットルグリップ７が大きく操作されると、これによるエンジントルクの増大を受けて後輪３への駆動力が大きくなり過ぎ、そのグリップ力を上回ったときに大きなスリップが発生して、後輪３が空転を始めることになる。こうなると、図６に一点鎖線で示すようにエンジン回転が急上昇する一方で、車速の立ち上がりが挫かれてしまい（時刻ｔ４〜）、運転者はショックを感じることがある。さらに、そのスリップに対して運転者がスロットルグリップ７を急に戻すと、後輪３のグリップが回復するときにショックが発生し、このようにして円滑な発進が阻害されるおそれがあった。

これに対し本実施形態では、前記したように時刻ｔ１において自動二輪車１の発進の際であることが判定され、エンジン回転数の上限値が設定されているので、前記のようにエンジン回転数が急上昇しようとしても、これが上限値以下になるように点火制御やスロットル制御が行われて、エンジントルクが低下される。このため、図に実線で示すようにエンジン回転数は上限値に制限され、後輪３のスリップが抑制されて車速が滑らかに立ち上がるようになる。

そして、その車速の上昇に応じて上限値も高くなるため、これに制限されているエンジン回転数も徐々に高くなる。つまり、発進の際に回転数制限制御によってエンジン回転数の上昇を制限していても、自動二輪車１が動き始めてから或る程度の車速に達するまでの間、その上昇に連れてエンジン回転数も上昇するという自然なフィーリングが得られる。その後、さらに車速が高くなるか、変速装置１４が２速以上にシフトアップされると、回転数制限制御は解除される。

ところで、例えば砂利道やぬかるみ等のように明らかにスリップし易い悪路、不整路においては、運転者も慎重にスロットルグリップ７を操作することが多い。このため、図６に破線で示すように、クラッチが繋がれた後もスロットル開度の増大は緩やかになり、エンジン回転数も緩やかに上昇するようになる。上述したように本実施形態では、エンジン回転数の上限値を比較的高めに設定しているから、運転者が慎重にスロットルグリップ７を操作し、エンジン回転数が緩やかに上昇するときには、これが上限値に達することはなく、点火制御等によってエンジントルクが低下されることもない。

つまり、このときにはスロットルグリップ７の操作に対応してエンジン回転数が変化し、これにより自動二輪車１の挙動も変化するようになる。言い換えると、エンジンＥの運転状態ひいては自動二輪車１の挙動にも運転者の操作が自然に反映されるようになる。一方で、そうして上限値を高めに設定していると、前記のような回転数制限制御による点火制御、スロットル制御等の介入が遅れる懸念もあるが、本実施形態では、回転数制限制御に併せてトラクション制御も行うようにしているから、後輪３に大きなスリップが生じる心配はない。

したがって、本実施形態の車両制御装置４０によれば、自動二輪車１の発進の際（発進状態）に回転数制限制御が行われて、エンジンＥの回転上昇が適切に制限される一方、発進から通常走行へ移行すれば（発進状態後の通常走行状態）回転数制限制御が解除される。すなわち、自動二輪車１の運転状態に応じて、必要なときにはエンジン回転の過剰な上昇を抑制し、滑らかな運転を実現できる。

しかも、その回転数制限制御において、エンジン回転数は上限値以下に制限されるだけであり、上限値よりも低い回転域では運転者によるスロットルグリップ７の操作に応じてエンジン回転数が変化し、自動二輪車１の挙動も変化するようになる。よって、運転者が違和感を覚えることは少ない。

また、上限値以下に制限するだけのエンジン回転数の制御は簡素なものとすることができるし、本実施形態では一般的なオーバーレブリミッタを利用して前記の回転数制限制御を行っており、このことによっても制御の簡素化が図られる。

さらに、本実施形態では、選択スイッチ５１の操作により運転者が自らの意志で回転数制限制御を禁止することもできる。この選択スイッチ５１からの信号は自動二輪車１の停車中等にのみ受け入れられ、その走行中に制御が切り替わることはないから、安全性も確保しやすい。

（他の実施形態）
上述した実施形態の説明はあくまで例示に過ぎず、本発明、その適用物またはその用途を何ら制限するものではない。例えば、前記実施形態では、自動二輪車１の実質的な停車状態におけるクラッチ及びスロットルの両方の操作から、発進の際であることを判定するようにしているが、これに限らず、停車状態におけるクラッチ又はスロットルのいずれか一方の操作から発進の際であると判定するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、自動二輪車１の停車状態等を検出すべく、その車速を前輪速センサ３６からの信号に基づいて計算するようにしているが、これに限らず、例えば後輪速センサ３４の信号や変速装置１４の出力軸２８の回転数等から車速を検出するようにしてもよいし、周知のＧＰＳを用いて車速を検出するようにしてもよい。

また、運転者によるアクセル操作量としてスロットル開度を検出する代わりに、スロットルグリップ７に設けたセンサからの信号によって、その操作量を検出するようにしてもよい。

さらに、停車状態に限らず、自動二輪車１を停止させるよう運転者が操作した後に、この運転者がクラッチ及び／又はスロットル操作を行ったことによって、発進の際であることを判定するようにしてもよい。この場合、自動二輪車１を停止させるよう操作したことは、車速が設定閾値以下であること、スロットル開度が設定閾値以下であること、及び、ブレーキ圧センサ５５で検出されるブレーキ圧が設定閾値以上であること、のうち少なくとも１つから判定可能である。

さらにまた、前記実施形態のように自動二輪車１の発進の際に回転数制限制御を行うことにも限定されず、比較的後輪３のスリップを生じやすい低速段（１速、２速等）での加速運転の際にも、大きなスリップが発生しないように回転数制限制御を行うようにしてもよい。この場合には、特に変速装置１４のギヤチェンジの後に加速運転を開始するときに、大きなスリップが発生しやすいことを考慮して、例えば、クラッチ操作が行われていて且つスロットル開度が閾値以上のときに、回転数制限制御を開始するようにしてもよい。

また、前記の実施形態では、自動二輪車１が発進から通常の走行に移行したとき、及び、何らかの理由で発進が中止されたときに、回転数制限制御を解除するようにしているが、それらのいずれか一方のみであってもよいし、これ以外にも例えば発進の開始から所定時間が経過すれば、回転数制限制御を解除するようにしてもよい。

また、前記の実施形態では図７に例示したように、回転数制限制御におけるエンジン回転数の上限値を、車速の上昇に連れて高くなるように設定しているが、これに限らず、上限値は一定値としてもよい。また、前記実施形態では、回転数制限制御とトラクション制御とを併用しているが、これにも限定されない。

さらに、前記実施形態では原動機としてエンジンＥを備えた自動二輪車１について説明しているが、原動機はエンジンに限らず電動モータ等であってもよいし、車両は自動二輪車１に限らず、例えばＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、小型運搬車等であってもよい。

以上のように、本発明に係る車両制御装置は、簡素な制御により必要に応じて原動機の過剰な回転上昇を防止し、滑らかな運転を実現できるとともに、その原動機の制御ひいては車両の挙動に運転者の操作が極力、反映されるようになるから、自動二輪車に用いて有益である。

１ 自動二輪車（車両）
２ 前輪
３ 後輪（駆動輪）
１４ 変速装置
１７ ＥＣＵ
２９ ギヤポジションセンサ
３４ 後輪速センサ
３５ エンジン回転数センサ（原動機回転数センサ）
３６ 前輪速センサ（車速センサ）
４０ 車両制御装置
４５ スロットル開度センサ（アクセル操作量検出センサ）
５０ クラッチスイッチ（クラッチ操作センサ）
５１ 選択スイッチ
５５ ブレーキ圧センサ
５６ 回転数制限制御機能部
５７ トラクション制御機能部（トルク制御手段）
６１ レブリミッタ制御部（オーバーレブリミッタ手段）
６２ 発進判定部（第１判定手段）
６３ リミッタ回転数設定部（回転数リミッタ手段、リミッタ解除手段）
６４ 発進終了判定部（第２判定手段）
Ｅ エンジン（原動機）

Claims (11)

1. 車両の原動機を制御する制御装置であって、
   前記車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記運転状態検出手段により検出された運転状態が発進状態であるか否かを判定する第１判定手段と、
   前記運転状態検出手段により検出された運転状態が発進状態後の通常走行状態であるか否かを判定する第２判定手段と、
   前記原動機の動作中に前記第１判定手段により運転状態が前記発進状態であると判定されると、前記原動機の回転数を所定の上限値以下に制限する回転数制限制御を実行する回転数リミッタ手段と、
   前記原動機の動作中に前記第２判定手段により運転状態が前記発進状態後の通常走行状態であると判定されると、前記回転数制限制御を解除するリミッタ解除手段と、を備え、
   前記回転数制限制御における原動機回転数の上限値は、車速の上昇に応じて高くなるように設定されている車両制御装置。
2. 前記発進状態は、前記車両が停止した又は前記車両を停止させるよう運転者が操作したとの第１の条件が成立した後、前記車両を発進させるよう運転者が操作したとの第２の条件が成立した状態を含んでいる、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記運転状態検出手段は、車速センサ、アクセル操作量検出センサ及びブレーキ圧センサのうち少なくとも１つを有し、
   前記第１の条件は、前記車速センサで検出される車速が設定閾値以下であるとの条件、前記アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以下であるとの条件、及び、前記ブレーキ圧センサで検出されるブレーキ圧が設定閾値以上であるとの条件のうち少なくとも１つを含んでいる、請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記運転状態検出手段はクラッチ操作センサをさらに有し、
   前記第２の条件は、前記アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以上であるとの条件、及び、前記クラッチ操作センサにより運転者のクラッチ操作が検出されたとの条件のうち少なくとも一方を含んでいる、請求項２に記載の車両制御装置。
5. 前記回転数制限制御における前記上限値より低い回転域では、運転者の操作に応じて、前記原動機の回転数が変化する、請求項１に記載の車両制御装置。
6. 前記運転状態検出手段は、原動機回転数センサ、アクセル操作量検出センサ及び車速センサのうち少なくとも１つを有し、
   前記発進状態後の通常走行状態は、前記原動機回転数センサで検出される原動機回転数が設定閾値以上からこれ未満に低下したとの条件、前記アクセル操作量検出センサで検出される運転者のアクセル操作量が設定閾値以上からこれ未満に減少したとの条件、車速が設定閾値以上になったとの条件、及び、車両の変速装置の変速段が設定段以上になったとの条件のうち、少なくとも１つが成立した状態を含んでいる、請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両制御装置。
7. 前記回転数リミッタ手段は、原動機回転数が前記上限値より低い回転域では、原動機トルクを制限させず、原動機回転数が前記上限値を超えたときには、その上限値との回転数偏差の大きさに応じて原動機のトルクを低下させる、請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両制御装置。
8. 前記原動機のトルクを、前記駆動輪のスリップ状態及び原動機回転数の変動状態の少なくとも一方に応じて制御するトルク制御手段をさらに備えている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両制御装置。
9. 前記発進状態は、運転者の発進操作に基づいて検出される、請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両制御装置。
10. 前記原動機を保護するためにその動作中、回転数を所定の過回転数以下に制限するオーバーレブリミッタ手段をさらに備え、
    前記回転数リミッタ手段及び前記オーバーレブリミッタ手段は、前記原動機回転数を所定値以下に制限するレブリミッタ制御部と、前記所定値を可変に設定するリミッタ回転数設定部と、によって実現され、
    前記リミッタ回転数設定部は、発進時以外には、前記原動機を保護するための前記過回転数を前記所定値として設定し、発進時には、前記過回転数よりも低い値の前記上限値を前記所定値として設定する、請求項１〜９のいずれか１つに記載の車両制御装置。
11. 前記通常走行状態は、車速が設定閾値以上になったとの条件、及び、車両の変速装置の変速段が設定段以上になったとの条件のうち少なくとも１つが成立した状態を含む、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車両制御装置。

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