JP6444738B2 - 車両走行状態検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行状態を検出する車両走行状態検出装置に関する。

従来、車両の走行を制御するためにその車両の走行状態を検出する車両走行状態検出装置が知られている。このような車両走行状態検出装置における検出結果を用いた走行制御の一つとして定速走行制御（クルーズコントロール）が知られている。定速走行制御は、予め定めた車速で走行するようにエンジンの出力を制御するものである。

かかる定速走行制御では、定速走行制御中において、泥道等の悪路で車輪がスリップしながら走行しているスリップ走行状態、半クラッチ操作を含むクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態、又は、ウィリー走行状態になると、設定車速を維持するべくエンジン回転数を高める指令が出され、エンジン回転数が吹け上がったままになる。従って、定速走行制御中においてこれらの走行状態を検出したときには、制御を解除する。

特許文献１は、定速走行制御装置に関し、特に、エンジン回転数センサーからのエンジン回転数を、駆動輪に設けた車輪速センサーからの車速信号により除することで手動変速機のギヤ比を算出し、更に、エンジン回転数センサーからのエンジン回転数をギヤ比により除して擬似車速信号を算出する構成を提案している。そして、特許文献１は、定速走行制御中において、車輪速センサーからの車速信号から、擬似車速信号を差し引いた値の絶対値である車速偏差を算出し、車速偏差が予め設定された所定値以上のとき、定速走行制御を解除する構成を提案している。

特開２００３−２１１９９８号公報

しかしながら、従来の構成によれば、前輪及び後輪に各々設けた複数の車輪速センサーを用いてスリップ走行状態を検出し、クラッチの油圧センサーを用いて、クラッチを切り離す操作をしながら走行する状態を検出し、及び、傾斜角センサーを用いてウィリー走行状態を検出するため、複数のセンサー又は専用のセンサーを必要とし、コストの増大を招くものである。また、特許文献１の構成によれば、クラッチを切り離したことを、駆動輪に設けた１つの車輪速センサーを用いて検出することは可能であるものの、ウィリー走行状態等の検出できない走行状態が存在する。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて車両の走行状態を検出することにより、走行状態に応じた制御が可能な車両を低コストで提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明の第１の局面における車両走行状態検出装置は、後輪が駆動輪であると共に前輪が従動輪である車両の走行状態を検出する車両走行状態検出装置であって、前記車両の内燃機関及び変速機に関するパラメータに基づいて、前記車両の後輪の仮想回転速度を求める仮想後輪回転速度演算部と、前記前輪の回転速度センサーの検出結果から前記前輪の回転速度を求める従動輪回転速度算出部と、前記仮想後輪回転速度演算部により求めた前記後輪の仮想回転速度と、前記従動輪回転速度算出部により求めた前記前輪の回転速度と、の比較で前記走行状態を検出する走行状態検出部と、を有し、前記走行状態検出部は、前記前輪の回転速度と前記後輪の仮想回転速度との関係により特定される二次元の領域における、前記前輪の回転速度と前記後輪の仮想回転速度とに相関関係が有る前記二次元の領域から前記相関関係が無い前記二次元の領域へ遷移した際の二次元の遷移方向に基づいて、前記走行状態を検出する。

また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記パラメータは、前記内燃機関の回転数及び前記変速機のギア比であることを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加えて、前記走行状態は、ウィリー走行状態、スリップ走行状態、及びクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態の何れかであることを第３の局面とする。

本発明の第１の局面における構成によれば、後輪が駆動輪であると共に前輪が従動輪である車両の走行状態を検出する車両走行状態検出装置であって、車両の内燃機関及び変速機に関するパラメータに基づいて、車両の後輪の仮想回転速度を求める仮想後輪回転速度演算部と、前輪の回転速度センサーの検出結果から前輪の回転速度を求める従動輪回転速度算出部と、仮想後輪回転速度演算部により求めた後輪の仮想回転速度と、従動輪回転速度算出部により求めた前輪の回転速度と、の比較で走行状態を検出する走行状態検出部と、を有し、走行状態検出部は、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との関係により特定される二次元の領域における、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係が有る二次元の領域から相関関係が無い二次元の領域へ遷移した際の二次元の遷移方向に基づいて、走行状態を検出することで、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて車両の走行状態を検出することにより、走行状態に応じた制御が可能な車両を低コストで提供することができる。

本発明の第２の局面における構成によれば、パラメータは、内燃機関の回転数及び変速機のギア比であることにより、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて車両の走行状態を検出することができる。

本発明の第３の局面における構成によれば、走行状態は、ウィリー走行状態、スリップ走行状態、及びクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態の何れかであることにより、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて、ウィリー走行状態、スリップ走行状態、又は、クラッチを切り離したことを検出することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両状態検出装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態における後輪の仮想回転速度を求める際に内燃機関の回転数に乗算するギアポジション毎の係数を示す図である。 図３は、本発明の実施形態における前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との関係を示す図である。 図４は、本発明の実施形態における図３に示す関係における遷移方向毎の車両の走行状態を示す図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係る車両走行状態検出装置につき、詳細に説明する。

＜車両走行状態検出装置の構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る車両走行状態検出装置１の構成につき、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両走行状態検出装置１の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の実施形態における後輪の仮想回転速度を求める際に内燃機関の回転数に乗算するギアポジション毎の係数を示す図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両走行状態検出装置１は、図示を省略する車両、典型的には自動二輪車に搭載され、ギアポジションセンサー２、クランク角センサー３、従動輪（前輪）回転速度センサー４、及びＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５を備えている。ギアポジションセンサー２、クランク角センサー３、従動輪（前輪）回転速度センサー４、スロットルモータ駆動回路６及びスロットルモータ７は、いずれも車両の構成要素である。車両走行状態検出装置１を搭載する車両では、後輪が内燃機関の駆動力が伝達される駆動輪になっていると共に、前輪が内燃機関の駆動力が伝達されない従動輪になっている。

詳しくは、ギアポジションセンサー２は、車両の図示を省略する変速機のギアポジション（変速機に関するパラメータ）を検出し、検出されたギアポジションを示す電気信号をＥＣＵ５の仮想後輪回転速度演算部５２に入力するものである。

クランク角センサー３は、車両の図示を省略する駆動源としての内燃機関であるエンジンのクランク角（内燃機関に関するパラメータ）を検出し、検出されたクランク角を示す電気信号をＥＣＵ５の回転速度算出部５１に入力するものである。

従動輪（前輪）回転速度センサー４は、従動輪である前輪の回転速度Ｖｆに応じたパルス信号を従動輪回転速度算出部５３に入力するものである。

ＥＣＵ５は、回転速度算出部５１、仮想後輪回転速度演算部５２、従動輪回転速度算出部５３、走行状態検出部５４、及び走行制御部５５を備える。ＥＣＵ５は、図示を各々省略する演算処理装置及びメモリを備え、スロットルモータ駆動回路６及びスロットルモータ７の動作を制御する。

回転速度算出部５１は、エンジンのクランク角を示す電気信号をクランク角センサー３から読み込み、クランク角の変化速度からエンジンの回転速度ＮＥを算出する。そして、回転速度算出部５１は、算出されたエンジンの回転速度ＮＥを示す電気信号を仮想後輪回転速度演算部５２に出力する。

仮想後輪回転速度演算部５２は、変速機のギアポジションを示す電気信号をギアポジションセンサー２から読み込むと共に、エンジンの回転速度ＮＥを示す電気信号を回転速度算出部５１から読み込む。仮想後輪回転速度演算部５２は、図２に示すギアポジションと係数とを対応付けたテーブルを予め記憶している。ここで、仮想後輪回転速度演算部５２において記憶する図２のテーブルの係数ｋ１、・・・、ｋ６は、変速機のギア比に応じた係数である。図２のテーブルの係数は、典型的にはｋ１＜ｋ２＜ｋ３＜ｋ４＜ｋ５＜ｋ６となるように設定されている。

仮想後輪回転速度演算部５２は、図２のテーブルを参照して、ギアポジションセンサー２から読み込んだ電気信号が示すギアポジションに対応付けられている係数ｋ１、・・・、ｋ６を選択し、選択した係数ｋ１、・・・、ｋ６を、回転速度算出部５１から読み込んだ電気信号が示すエンジンの回転速度ＮＥに乗算して、駆動輪である後輪の仮想回転速度を求める。仮想後輪回転速度演算部５２は、求めた後輪の仮想回転速度を示す電気信号を走行状態検出部５４に出力する。

従動輪回転速度算出部５３は、従動輪（前輪）回転速度センサー４からパルス信号を読み込む。従動輪回転速度算出部５３は、従動輪（前輪）回転速度センサー４の検出結果であるパルス信号のパルス数をカウントし、そのカウント値に基づいて前輪の回転速度Ｖｆを求める。そして、従動輪回転速度算出部５３は、求めた前輪の回転速度Ｖｆを示す電気信号を走行状態検出部５４に出力する。

走行状態検出部５４は、後輪の仮想回転速度を示す電気信号を仮想後輪回転速度演算部５２から読み込むと共に、前輪の回転速度Ｖｆを示す電気信号を従動輪回転速度算出部５３から読み込む。走行状態検出部５４は、前輪の回転速度Ｖｆと後輪の仮想回転速度との比較で車両の走行状態を検出する。そして、走行状態検出部５４は、車両の走行状態の検出結果を示す電気信号を走行制御部５５に出力する。なお、車両の走行状態を検出する処理である車両走行状態検出処理については後述する。

走行制御部５５は、車両の走行状態の検出結果を示す電気信号を走行状態検出部５４から読み込む。走行制御部５５は、走行状態検出部５４から読み込んだ電気信号の示す車両の走行状態の検出結果に基づいて、スロットルを制御する制御信号をスロットルモータ駆動回路６に出力する。走行制御部５５は、アクセルの操作量を示すアクセル操作量信号を図示しないアクセルグリップセンサーから読み込むと共に、ブレーキ操作を示す信号を図示しないブレーキスイッチから読み込んで、アクセル操作量及びブレーキ操作に応じてスロットルを制御する制御信号を、スロットルモータ駆動回路６に出力する。走行制御部５５からスロットルモータ駆動回路６に出力される制御信号には、目標スロットル開度ＴＨｔを示す情報等が含まれている。

走行制御部５５は、典型的には定速走行制御の開始を選択する電気信号を図示しない定速走行開始スイッチから読み込んだ場合に定速走行制御を開始して、車両が設定速度で走行するようにスロットルを制御する制御信号をスロットルモータ駆動回路６に出力する。そして、走行制御部５５は、走行状態検出部５４から読み込んだ電気信号の示す車両の走行状態の検出結果がスリップ走行状態、クラッチを切り離す操作をしながら走行する状態、又は、ウィリー走行状態である場合、定速走行制御を解除する。

スロットルモータ駆動回路６は、スロットルを制御する制御信号をＥＣＵ５の走行制御部５５から読み込む。スロットルモータ駆動回路６は、スロットルバルブのスロットル開度ＴＨが、走行制御部５５から読み込んだ制御信号に含まれる情報が示す目標スロットル開度ＴＨｔになるように、スロットルバルブの開度を制御する駆動信号をスロットルモータ７に出力する。

スロットルモータ７は、スロットルモータ駆動回路６から入力された駆動信号に従って、スロットルバルブの開度を制御する。

＜車両走行状態検出処理＞
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態における車両走行状態検出処理につき、詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態における前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との関係を示す図である。図４は、本発明の実施形態における図３に示す関係における遷移方向毎の車両の走行状態を示す図である。なお、図４において、クラッチを切り離す操作を「クラッチ操作」と記載する。

車両走行状態検出装置１では、以下の車両走行状態検出処理を実行する。

つまり、かかる走行状態検出処理において、走行状態検出部５４は、従動輪である前輪の回転速度と、駆動輪である後輪の仮想回転速度と、を比較して、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との相関関係の有無を判定する。

具体的には、走行状態検出部５４は、図３に示すように、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との関係により特定される領域において、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係が有る領域と、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係が無い領域と、を分けると共に、後輪の仮想回転速度と比較する閾値Ｒ１及び閾値Ｒ２を予め設定しておく。また、走行状態検出部５４は、図３の矢印Ｓ１と矢印Ｓ２との間及び図３の矢印Ｓ３と矢印Ｓ４との間に、後輪の仮想回転速度と比較する閾値Ｒ３を予め設定しておく。

走行状態検出部５４は、走行状態検出部５４で求めた前輪の回転速度と、仮想後輪回転速度演算部５２から読み込んだ電気信号が示す後輪の仮想回転速度と、により特定される図３に示す関係における位置が閾値Ｒ１と閾値Ｒ２との間である場合（図３の相関関係が有る領域である場合）、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係が有るものと判定する。また、走行状態検出部５４は、走行状態検出部５４で求めた前輪の回転速度と、仮想後輪回転速度演算部５２から読み込んだ後輪の仮想回転速度と、により特定される図３に示す関係における位置が閾値Ｒ１以上又は閾値Ｒ２以下である場合（図３の相関関係が無い領域である場合）、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係が無いものと判定する。

走行状態検出部５４は、上記の相関関係の有無を所定のタイミングで繰り返し判定すると共に判定結果をＥＣＵ５のメモリに一時的に記憶させ、前回と今回とにおける相関関係の有無の判定結果を比較する。走行状態検出部５４は、この比較により、図３に示す前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との関係により特定される領域において、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係の有る領域から相関関係の無い領域に遷移した比較結果を得た際に、その遷移方向に応じて車両の走行状態を検出する。

具体的には、走行状態検出部５４は、図３の矢印Ｓ１の方向に遷移したことを検出すると共に、後輪の仮想回転速度が閾値Ｒ３より大きく且つ閾値Ｒ１より大きくなったことを検出した際に、図４に示すように、ホイルスピンしながら走行する状態、又はクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態を検出する。

走行状態検出部５４は、図３の矢印Ｓ２の方向に遷移したことを検出すると共に、後輪の仮想回転速度が閾値Ｒ３以下且つ閾値Ｒ１より大きくなったことを検出した際に、図４に示すように、ウィリー走行状態又は前輪がスリップしながら走行するスリップ走行状態を検出する。

走行状態検出部５４は、図３の矢印Ｓ３の方向に遷移したことを検出すると共に、後輪の仮想回転速度が閾値Ｒ３以下且つ閾値Ｒ２以下になったことを検出した際に、図４に示すように、後輪がロックして走行する状態、又はクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態を検出する。

走行状態検出部５４は、図３の矢印Ｓ４の方向に遷移したことを検出すると共に、後輪の仮想回転速度が閾値Ｒ３より大きく且つ閾値Ｒ２以下になったことを検出した際に、図４に示すように、クラッチを切り離す操作をしながら走行する状態を検出する。

以上の本実施形態の構成によれば、車両の内燃機関及び変速機に関するパラメータに基づいて、車両の後輪の仮想回転速度を求める仮想後輪回転速度演算部５２と、従動輪（前輪）回転速度センサー４の検出結果から前輪の回転速度を求める従動輪回転速度算出部５３と、仮想後輪回転速度演算部５２により求めた後輪の仮想回転速度と、従動輪回転速度算出部５３により求めた前輪の回転速度と、の比較で走行状態を検出する走行状態検出部５４と、を有することで、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて車両の走行状態を検出することにより、走行状態に応じた制御が可能な車両を低コストで提供することができる。

また、本実施形態の構成によれば、パラメータは、内燃機関の回転数及び変速機のギア比であることにより、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて車両の走行状態を検出することができる。

また、本実施形態の構成によれば、走行状態は、ウィリー走行状態、スリップ走行状態、及びクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態の何れかであることにより、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて、ウィリー走行状態、スリップ走行状態、又は、クラッチを切り離しながら走行する状態を検出することができる。

また、本実施形態の構成によれば、走行状態検出部は、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度との関係により特定される領域における、前輪の回転速度と後輪の仮想回転速度とに相関関係が有る領域から相関関係が無い領域へ遷移した際の遷移方向に基づいて、走行状態を検出することにより、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて、車両の走行状態を検出することができる。

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

具体的には、本実施形態において、走行制御部５５の制御として、車両走行状態検出装置における走行状態の検出結果を用いて定速走行制御するようにしたが、車両走行状態検出装置における走行状態の検出結果を用いてトラクションコントロール又はウィリー走行を防止する制御をするようにしてもよい。

また、本実施形態において、駆動輪を後輪として、かつ、従動輪を前輪としたが、車両の駆動態様としては、駆動輪を前輪とし、かつ、従動輪を後輪とするものであってもよい。この場合、後輪の回転速度センサーの検出結果より後輪の回転速度を求め、かつ、内燃機関の回転数及び変速機のギア比より前輪の仮想回転速度を求め、後輪の回転速度と前輪の仮想回転速度との相関関係に基づいて車両の走行状態を検出するようにするとよい。

以上のように、本発明においては、専用のセンサーを設けることなく必要最小限のセンサーを用いて車両の走行状態を検出することにより、検出した車両の走行状態に応じた制御が可能な車両を低コストで提供可能な車両走行状態検出装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両走行状態検出装置に広範に適用され得るものと期待される。

１…車両走行状態検出装置
２…ギアポジションセンサー
３…クランク角センサー
４…従動輪（前輪）回転速度センサー
５…ＥＣＵ
６…スロットルモータ駆動回路
７…スロットルモータ
５１…回転速度算出部
５２…仮想後輪回転速度演算部
５３…従動輪回転速度算出部
５４…走行状態検出部
５５…走行制御部

Claims (3)

1. 後輪が駆動輪であると共に前輪が従動輪である車両の走行状態を検出する車両走行状態検出装置であって、
   前記車両の内燃機関及び変速機に関するパラメータに基づいて、前記車両の後輪の仮想回転速度を求める仮想後輪回転速度演算部と、
   前記前輪の回転速度センサーの検出結果から前記前輪の回転速度を求める従動輪回転速度算出部と、
   前記仮想後輪回転速度演算部により求めた前記後輪の仮想回転速度と、前記従動輪回転速度算出部により求めた前記前輪の回転速度と、の比較で前記走行状態を検出する走行状態検出部と、
   を有し、
   前記走行状態検出部は、
   前記前輪の回転速度と前記後輪の仮想回転速度との関係により特定される二次元の領域における、前記前輪の回転速度と前記後輪の仮想回転速度とに相関関係が有る前記二次元の領域から前記相関関係が無い前記二次元の領域へ遷移した際の二次元の遷移方向に基づいて、前記走行状態を検出する、
   ことを特徴とする車両走行状態検出装置。
2. 前記パラメータは、
   前記内燃機関の回転数及び前記変速機のギア比である、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両走行状態検出装置。
3. 前記走行状態は、
   ウィリー走行状態、スリップ走行状態、及びクラッチを切り離す操作をしながら走行する状態の何れかである、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両走行状態検出装置。

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