JP6730890B2 - ウィリー判定装置およびウィリー判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウィリー判定装置およびウィリー判定方法に関する。

前輪加速度に基づいて、車両がウィリー状態にあるか否かを判定するウィリー判定装置が知られている。特許文献１は、ウィリー状態であると判定すると、ウィリーを解消すべく、駆動源出力を抑制する制御を介入させる技術を開示している。

特開２０１１−１３７４１６号公報

ウィリー状態の開始判定が遅いと、ウィリーの解消が遅れることになる。しかし、ウィリー状態であるとの判断を緩めると、ウィリーが発生していないにも関わらず車両がウィリー状態になっていると誤判定を生じやすくなる。

そこで本発明は、誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることを目的とする。

本発明の一態様に係るウィリー判定装置は、走行状態を表す走行状態値と、運転者の運転操作を表す操作値とに基づいて、前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する浮上り開始判断部を備える。

前記構成によれば、走行状態値が示す現在生じている現象と、運転操作に基づき将来生じるものと推定される現象との両面から、前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断できる。そのため、運転操作に応じて必要なときには、浮上りが開始したとの判断を誤りなく早めることができる。

前記運転操作が、前記浮上りと関連する運転操作であってもよい。

前記構成によれば、運転操作から予測される将来の前輪の浮き上がりやすさ（浮上り傾向性）を考慮して、前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断できる。例えば、前輪が浮き上がりやすい運転操作があれば、これを考慮して浮上りが開始したとの判断を早めたり、前輪が浮き上がりにくい運転操作があれば、これを考慮して浮上りが開始したとの判断を性急に行わないようにしたりすることで、浮上りが開始したか否かについて誤判断を抑制できる。

前記浮上り開始判断部は、前記操作値が前記浮上りを生じさせる傾向が強い値を示すほど、前記浮上りが開始したことを早期に判断してもよい。

前記構成によれば、運転者がウィリーを生じさせやすい運転操作を行っても、前輪の路面からの浮上りが開始したと早期に判断できる。

前記操作値は、駆動源出力の増加要求の時間変化率を示してもよい。

駆動源出力の増加要求の時間変化率は、将来の前輪の浮き上がりやすさと関連する。前記構成によれば、このような時間変化率を考慮するので、前輪の路面からの浮上りが開始したことを誤りなく早期に判断できる。

前記浮上り開始判断部は、前記走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断し、前記浮上り条件は前記操作値に基づいて設定されてもよい。

前記構成によれば、浮上り条件が操作値に応じて可変的に設定され、操作値を考慮して前輪の路面からの浮上りが開始したと判断するのを早めたり、遅くしたり調整できる。

前記走行状態値が前記前輪の回転加速度を含み、前記浮上り条件が、前記前輪の回転加速度が閾値以下であるという前輪加速度条件を含み、前記操作値が、駆動源出力の増加要求の時間変化率を示し、前記浮上り開始判断部は、前記増加要求の前記時間変化率が大きいと前記閾値を小さく設定してもよい。

前記構成によれば、基本的な判断手法としては、前輪の回転加速度を監視して前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。前輪が路面から離れる前後で前輪の回転加速度は特異な変化を示すので、前輪の回転加速度を考慮に入れることで、浮上りが開始したか否かの判断精度は向上する。駆動源出力の増加要求の時間変化率が大きいほど、前輪の回転加速度と比較される閾値は小さくなる。時間変化率が大きくウィリーが生じやすい操作状況下にあれば、前輪の路面からの浮上りが開始したことを早期に正確に判断できる。これにより、ウィリーの未然防止および早期解消に役立てることができる。

前記走行状態値が、前記前輪の状態を表す前輪状態値と、前記駆動源出力の推定値とを含み、前記浮上り開始判断部は、前記前輪状態値および前記駆動源出力の前記推定値に基づいて前記浮上りが開始したか否かを判断してもよい。

前記構成によれば、駆動源出力を考慮に入れるので、浮上りが開始したか否かを判断しやすい。

前記浮上り開始判断部によって前記浮上りが開始したと判断された時点以降における、前記前輪が路面から離れていく回転方向における車体の角度の変化量を、前記前輪の前記路面からの浮上り量としてのウィリー量として算出するウィリー量算出部を更に備えてもよい。

前記ウィリー量に基づいて、前記駆動源出力を抑制する出力抑制部を更に備えてもよい。

本発明の一態様に係るウィリー判定方法は、走行状態を表す走行状態値と、前輪の路面からの浮き上がりやすさを示す浮上り傾向値とに基づいて、前記前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。

本発明によれば、誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることができる。

乗物の一例として示す自動二輪車の左側面図である。 ウィリー判定装置を備えた乗物の制御系を示すブロック図である。 浮上り開始判断部の構成および処理を示すブロック図である。 操作値と閾値との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。全図を通じて、同一のまたは対応する要素には同一の符号を付して重複説明を省略する。

図１に示す乗物１は、車輪２，３および駆動源４を備え、後輪３が駆動源４で発生される動力で駆動される。駆動源４は、エンジン、電気モータまたはこれらの組合せである。駆動源４で発生された動力は、動力伝達機構５を介して後輪３に伝達される。乗物１は、ウィリー判定装置１０を備える。

乗物１の一例として図示された自動二輪車においては、前輪２および後輪３がそれぞれ１つ設けられ、ホイールベースが小さく、出力重量比[W/kg]が比較的大きい。このため、前輪２が路面から離れるウィリーや、後輪３が路面から離れる現象、いわゆるジャックナイフを生じやすい。したがって、鞍乗型車両である自動二輪車は、ウィリー判定装置１０を備えた乗物１の好適例である。

「車輪浮上り量」は、前輪２および後輪３のうち一方が路面からどの程度浮き上がっているのか表す量をいう。その車輪が前輪２である場合、特に「ウィリー量」と呼び、後輪３である場合、特に「ジャックナイフ量」と呼ぶこととする。

前輪２が路面から浮き上がっていく（ウィリー量が大きくなっていく）過程では、車体６が、後輪接地点を車幅方向に通過する仮想的な角変位軸を中心に前輪２が路面から離れていく回転方向Ｐ１（例えば、左側面視で時計回り）に角変位していく。後輪３が路面から浮き上がっていく（ジャックナイフ量が大きくなっていく）過程では、車体６が、前輪接地点を車幅方向に通過する仮想的な角変位軸を中心に後輪３が路面から離れていく回転方向Ｐ２（例えば、左側面視で反時計回り）に角変位していく。以下、車幅方向に延びる仮想的な角変位軸を中心とした車体６の角変位運動を「ピッチ（pitch）」と呼び、当該角変位軸を中心とした車体６の回転角を「ピッチ角」と呼ぶ。

図２に示すように、ウィリー判定装置１０は、浮上り開始判断部１１およびウィリー量算出部１３を備える。

（浮上り開始判断）
浮上り開始判断部１１は、予め定められた走行状態を表す「走行状態値」と、前輪２の路面からの浮き上がりやすさを示す「浮上り傾向値」とに基づいて、前輪２の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。特に、浮上り開始判断部１１は、走行状態値が予め定められた「浮上り条件」を満足すると、浮上りが開始したと判断する。その浮上り条件が、浮上り傾向値に基づいて可変的に設定される。以下この点につき説明する。

「走行状態値」は、車輪２，３の速度や車体６の速度のように走行速度に関するパラメータ、駆動源４の出力や動力のように駆動源４の動作に関するパラメータを含む。「浮上り傾向値」は、このような走行状態値を除いて、前輪２の浮き上がりやすさに関連するパラメータを含む。浮上り傾向値には、運転操作を表す「操作値」が含まれる。「走行状態値」は、車輪２，３や駆動源４で現在生じている現象を表すパラメータである。運転操作があって駆動源４が動作し、呼応して車輪２，３が動作することから、「操作値」は、現在の運転操作を表すパラメータであると同時に、車輪２，３や駆動源４で将来どのような現象が生じるのかを表すパラメータであるともいえる。

前輪２が路面から浮き上がり始める状況下では、駆動源４の出力が大きく、駆動源４からの大きな動力が駆動輪たる後輪３に伝達されており、対地速度および対地加速度は大きい蓋然性が高い。前輪２が一旦路面から離れれば、前輪２は空気抵抗や車軸との摩擦を受けつつ慣性で回転する。よって、前輪２の回転速度および周速度は漸減していく。このような状況を考慮して、走行状態値が選定され、また、浮上り条件が設定される。

「走行状態値」は例えば、（１）対地速度と前輪２の周速度との差である。「走行状態値」は例えば、（２）対地加速度である。「走行状態値」は例えば、（３）前輪２の回転加速度である。「走行状態値」は例えば、（４）駆動源４の出力である。なお、「対地速度」は、車体６の路面に対する移動速度[m/s]をいい、「対地加速度」は、車体６の路面に対する移動加速度[m/s²]をいう。「周速度」は、回転している物体の任意の半径位置での速さをいい、車輪２，３の周速度を求める際には、踏面を当該半径位置に設定してもよい。

走行状態値（１）および（３）に関連して、ウィリー判定装置１０は、前輪２に取り付けられて前輪２の回転速度を検出する前輪回転数センサ３１を備える。浮上り開始判断部１１は、前輪回転数センサ３１から検出値を入力し、入力した検出値から前輪２の周速度および前輪２の回転加速度を求める。

走行状態値（１）および（２）に関連して、ウィリー判定装置１０は、ＧＰＳセンサのような無線波を用いるセンサの検出値に基づいて対地速度および対地加速度を測定してもよい。浮上り開始判断部１１は、後輪３の周速度に基づき対地速度および対地加速度を推定してもよい。換言すると、走行状態値（１）および（２）では、対地速度および対地加速度が、後輪３の周速度および周加速度にそれぞれ置き換えられてもよい。

その場合、ウィリー判定装置１０は、後輪３の周速度および周加速度を得るため、後輪３の回転速度を検出する後輪回転数センサ３２を備える。浮上り開始判断部１１は、後輪回転数センサ３２から検出値を入力し、入力した検出値から後輪３の周速度を求める。周加速度は、周速度の現在値と過去値（例えば、１サンプリング周期前に取得された値）とから平易に求めることができる。

後輪回転数センサ３２は、後輪３に取り付けられて後輪３の回転速度そのものを検出できるセンサでもよい。後輪回転数センサ３２は、このようなセンサに限らず、後輪３の回転に連動して回転する回転部材（例えば、駆動源４の出力軸または動力伝達機構５を構成する回転軸）の回転速度を検出するセンサでもよい。浮上り開始判断部１１は、当該回転部材の後輪３に対する速比を用いることで、当該回転部材の回転速度を後輪３の回転速度へと平易に換算できる。後輪回転数センサ３２を用いて対地速度または対地加速度を推定すると、無線波を用いたセンサの検出値に基づいて直接的にこれらを測定する場合と比べて、対地速度または対地加速度の数値を簡便に取得できる。

走行状態値（４）は、駆動源４の出力そのもの[W]を示す値でなくてもよい。出力に強い影響を与える他のパラメータで代用可能である。駆動源４の出力は、例えば、運転者が加速操作器で加速要求（駆動源４の出力の増加要求）を入力し（例えば、アクセルグリップを開方向に捻り操作またはアクセルペダルを開方向に踏込み操作を行い）、呼応して駆動源４の出力を調整する出力調整機器８が電子的にまたは機械的に操作されることで、大きくなるよう変化する。なお、出力調整機器８は、駆動源４の形式によって異なる。駆動源４が火花点火式エンジンを備える場合、出力調整機器８は、スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグを含む。駆動源４が交流モータを備える場合、出力調整機器８は、当該交流モータと電気的に接続されたインバータを含む。

走行状態値（４）に関連して、ウィリー判定装置１０は、加速操作器の操作位置を検出する加速操作位置センサ３３ａを備えていてもよい。駆動源４がエンジンを備える場合には、スロットルバルブの開度（すなわち、弁体の回転位置）を検出するスロットルバルブ位置センサ３３ｂを備えていてもよい。その他、吸気圧を検出する吸気圧センサ（図示せず）を備えていてもよい。浮上り開始判断部１１は、センサ３３ａおよび／またはセンサ３３ｂからの検出値を所定サンプリング周期で入力する。その値の大小は駆動源４の出力の大小と相関するので、センサ３３ａおよび／またはセンサ３３ｂの検出値を走行状態値（４）と実質的に同一視して制御をすることに妥当性がある。

走行状態値（１）は、スリップ率で代用してもよい。スリップ率Ｓ[-]は、式：Ｓ＝（Ｖｒ−Ｖｆ）／Ｖｒ より求めることができる（Ｖｆは前輪２の周速度[m/s]、Ｖｒは後輪３の周速度[m/s]）。対地速度は上記のとおり後輪３の周速度で置き換えてもよく、そのため、上式中の因数（Ｖｒ−Ｖｆ）は、「対地速度と前輪２の周速度との差」に相当する。なお、Ｖｆは前輪２の回転速度[1/s]に、Ｖｒは後輪３の回転速度[1/s]に置き換えられてもよい。スリップ率は、前輪回転数センサ３１および後輪回転数センサ３２から所定サンプリング周期で逐次入力される検出値を用いて、当該サンプリング周期ごとに逐次求められる。更に、走行状態値（１）には、スリップ率の変化率が適用されてもよい。スリップ率変化率ΔＳ[1/s]は、式：ΔＳ(n)＝（Ｓ(n)−Ｓ(n-1)）／ｔ より求まる（ｔはサンプリング周期、Ｓ(n)はスリップ率Ｓの現在値、Ｓ(n-1)はスリップ率Ｓの過去値であって、現在値Ｓ(n)の取得時点から１サンプリング周期分過去の時点で取得された値）。スリップ率変化率ΔＳの算出式にも、「対地速度と前輪２の周速度との差」が因数として含まれる。なお、スリップ率およびスリップ率変化率は、乗物１に従前一般的に備わる前輪回転数センサ３１および後輪回転数センサ３２を用いて測定される。この測定には特殊なまたは新規のセンサは不要であり、システム構成が複雑化するのを防ぐことができる。

「浮上り条件」は、対地速度と前輪２の周速度との差（走行状態値（１））が、第１開始閾値以上になったとの第１開始条件を含む。「浮上り条件」は、対地加速度（走行状態値（２））が第２開始閾値以上であるとの第２開始条件を含む。「浮上り条件」は、前輪２の回転加速度（走行状態値（３））が第３開始閾値未満であるとの第３開始条件を含む。「浮上り条件」は、駆動源４の出力（走行状態値（４））が第４開始閾値以上であるとの第４開始条件を含む。

本実施形態では、浮上り開始判断部１１は、「浮上り条件」を構成する第１〜第４開始条件それぞれの成否を判定する。例えば、浮上り開始判断部１１は、第１〜第４開始条件の全てが成立したときに、「浮上り条件」が成立したと判定する。換言すると、ウィリー判定装置１０は、前輪２の路面からの浮上りが開始したと判断する。

浮上り条件は、前輪２の路面からの浮き上がりやすさを表す浮上り傾向値に基づいて設定され、浮上り傾向値には、運転操作を表す操作値が含まれる。この「運転操作」は、特に、路面２の路面からの浮上りと関連する運転操作、前輪２の浮上りを生じさせる傾向にある運転操作、前輪２を浮き上がらせやすい運転操作である。前輪２が路面から浮き上がり始める状況下では、上述のとおり、駆動源４からの大きな動力が後輪３に伝達されている蓋然性が高い。そこで、浮上りと関連する運転操作の典型例として、加速操作器の操作位置を急激に開方向へ変更する操作、駆動源４の出力上昇を誘引する操作を挙げられる。そして、このような運転操作を表す操作値として、加速操作器の操作位置、加速操作器の操作位置の時間変化率（１階微分値）を挙げられる。このような操作値は、「浮上り傾向性」（前輪２の路面からの浮き上がりやすさ）を定量的に示す。操作位置が全開位置に近いほど、浮上り傾向性が高いことを表す。操作位置の時間変化率が大きいほど、浮上り傾向性が高いことを表す。

その他、運転者が上半身の重心を後方に移動させながら、前輪２を重力に逆らって持ち上げることで、前輪２が路面から浮き上がる可能性がある。このような運転操作を表す操作値として、フロントサスペンションのストローク量、およびその時間変化率を挙げられる。これら操作値も浮上り傾向性を定量的に示すことができる。

「操作値」の範疇には含まれない浮上り傾向値としては、積載重量には、乗物１に積載された荷物の重量のみならず、同乗者の体重も含まれる。前述のとおり、後に重心が乗ると、前輪２は路面から浮きやすい。そのため、積載重量が大きいほど、浮上り傾向性が高くなる。その他、浮上り傾向値には、駆動源４から後輪３に伝達されるトルクが含まれる。伝達トルクは、駆動源４としてのエンジンの特性として、エンジン回転数とギヤ比とに応じて定めることができる。伝達トルクが大きいほど、浮き上がりは生じやすい。

浮上り開始判断部１１は、浮上り傾向値（操作値を含む）によって示される浮上り傾向性が高いほど、前輪２の路面からの浮上りが開始したことをより早期に判断する。具体的にいえば、走行状態値が同一の条件下であっても、浮上り傾向値（操作値を含む）が示す浮上り傾向性が高いほど、浮上り条件が緩和され、浮上り条件がより早期に成立するようになる。

本実施形態では、一例として、浮上り開始判断部１１の条件設定部１６が、駆動源４の出力の増加要求の変化率（加速操作器の操作位置の開方向への時間変化率）に応じて、前輪２の回転加速度（走行状態値（３））と比較される第３開始閾値を設定する。操作位置の時間変化率が高いほど浮上り傾向性は高くなり、前輪２の回転加速度が第３開始閾値未満であると第３開始条件が成立する。そこで、図４に示すように、時間変化率が高いほど第３開始閾値を大きくする。こうすることで、浮上り傾向性が高いほど、浮上り条件を構成する第３開始条件が緩和され、第３開始条件の早期成立が促される。

（ウィリー量算出、ウィリー抑制制御）
浮上り開始判断部１１によって前輪２の浮上り開始を判定すると、ウィリー量算出部１３が、その時点（以下、「浮上り開始判定時点」という）からの、前輪２が路面から離れていく回転方向（左側面視で時計回り方向Ｐ１）における車体６の角度の変化量をウィリー量として算出する。

ウィリー量算出部１３は、浮上り開始判定時点にて、ウィリー量を所定の基準値に設定する。算出されるウィリー量は、ウィリー量の基準値に角度の変化量を加算した値になる。基準値は、例えばゼロ値であり、その場合、浮上り開始判定時点からの角度の変化量そのものがウィリー量である。

角度の変化量の導出法、および角度の変化量を求めるための具体的な構成は、特に限定されない。例えば、ウィリー判定装置１０は、ピッチ角速度を検出するピッチレートセンサ３４を備えていてもよい。ピッチレートセンサ３４は、レートジャイロセンサであり、例えば、乗物１の重心付近に搭載される。ウィリー量算出部１３は、ピッチレートセンサ３４から検出値を所定サンプリング周期で逐次入力し、入力された検出値を逐次積算することで、角度の変化量を求めることができる。この積算は、浮上り開始判定時点を積分区間端点、上記基準値（例えば、ゼロ値）を初期値として行われる。

角度の変化量を求めるため、レートジャイロ以外の慣性センサを用いてもよい。ウィリー判定装置１０は、ピッチレートセンサ３４に代えてピッチ角を検出するセンサ（積分ジャイロ）、またはピッチ角加速度を検出するセンサ（角加速度計）を備えてもよい。角加速度計の場合、上記基準値（例えば、ゼロ値）を初期値として、所定サンプリング周期で逐次入力される検出値を時間で二階積分することで、角度の変化量を求めることができる。積分ジャイロの場合、浮上り開始判定時点での検出値を初期値とし、所定サンプリング周期で逐次入力される検出値と当該初期値との差分をとることで、当該検出値の取得時点における角度の変化量を求めることができる。

ウィリー判定装置１０が、リヤサスペンションのストロークを検出するセンサを備え、浮上り開始判定時点からのセンサの検出値の変化量をウィリー量としてもよい。前輪２が浮き上がると、ストロークが短くなるので、ストロークの変化量は車体６のピッチ角変化量として代用できる。

本実施形態では、ウィリー判定装置１０が、前輪２の路面からの浮上りが開始したと判定された時点からの車体６の角度の変化量が、前輪２の路面からの車体６の浮上り量であるウィリー量として算出される。このため、浮上りが開始したと判定される前に生じていた車体６の傾斜の影響を除外して、前輪２が路面からどの程度浮き上がっているのか、その大きさを精度よく推定できる。

ウィリー判定装置１０は、算出しているウィリー量に基づいて、駆動源４の出力を抑制する制御を実施するか否かを判断する。例えば、ウィリー判定装置１０は、算出しているウィリー量が所定の抑制実施閾値未満であるか否かを判定する。ウィリー量が抑制実施閾値未満であれば、ウィリー判定装置１０は、ウィリー抑制目的で駆動源４の出力を抑制すべき状況には未だないとして、ウィリー抑制制御を実施しない。ウィリー量が抑制実施閾値以上であれば、ウィリーを抑制すべく（前輪２がある高さを超えて持ち上がるのを防ぐべく）、駆動源４の出力を抑制する。

駆動源４が火花点火式エンジンである場合、ウィリー判定装置１０は、ウィリー抑制制御の実施に際し、スロットルバルブの開度、燃料噴射量、燃料が噴射される気筒の数および／または点火プラグが作動する気筒の数を小さくし、かつ／または点火時期を遅角する。こうすることで、駆動源４の出力抑制量が大きくなる。

ウィリー抑制制御では、ウィリー量が大きいと駆動源４の出力抑制量が大きくなるように出力調整機器８が制御される。また、浮上り開始判断時点からの経過時間をタイマ２２で計り、その経過時間が長いほど駆動源４の出力抑制量が大きくなるように出力調整機器８が制御されてもよい。これにより、ウィリーの程度が大きくても、速やかにウィリーが解消される。また、ウィリーが長くなると、後輪３の周速度（対地速度）と前輪２の周速度との差が広がる。すると、着地時に前輪２の周速度がその差を埋めるように急上昇し、運転フィーリングが低下する。経過時間に応じて駆動源４の出力抑制量を大きくすることで、ウィリー時間が長くなるのを抑えることができ、運転フィーリングの低下を抑制できる。

なお、ウィリー抑制制御の実施中、典型的には、ウィリー量が抑制開始閾値からある値にまで上昇し、その後、前輪２が路面に向かって落下するのに伴ってウィリー量は当該値から減少していく。ウィリー量が所定の抑制終了閾値まで低下すると、ウィリー抑制制御は終了する。ウィリー判定装置１０は、ウィリー量の算出を終了し、浮上り条件の成否の判定を再開する。また、ウィリー量の算出を開始してから、ウィリー量が抑制開始閾値に達する前に、浮上り終了閾値まで低下することもある。この場合も、ウィリー量の算出を終了し、浮上り条件の成否を判定する。浮上り条件が成立したと再び判定されると、ウィリー量が基準値にリセットされたうえでウィリー量の算出が開始する。

（作用）
上記したウィリー判定装置１０においては、ウィリー量が車体６のピッチ角に基づき算出されるが、その算出をウィリー判定のための処理の第２段階で行っている。ウィリー量を算出する事前に第１段階の処理を実施し、前輪２が路面に接地している状態から前輪２の路面からの浮上りを開始した状態へと移行したか否かを判定する。この判定は、その性質上、走行中であってウィリーが生じていない期間（すなわち、走行中の殆どの期間）、車輪２，３が路面に接地している状態で行われる。

仮にこの第１段階の処理（前輪２の路面からの浮上りの開始の有無の判定）をなくすと、車輪２，３が路面に接地して乗物１が走行している間、車体６のピッチ角を測定し続け、その測定値に基づき乗物１がウィリー状態であるか否かを判定することになる。ピッチレートセンサの検出値を積算してピッチ角を測定する場合は、走行中のピッチ角速度の履歴が測定値に累積されることになる。一方、車体６のピッチ角は、路面の勾配など、車輪２，３が路面から離れる以外の要因でも変化し得る。このため、ピッチ角の測定値は、ウィリー以外の要因で生じた車体のピッチ角速度の履歴も含み、ピッチ角の実際を正確に反映しない可能性がある。正確に反映していても、乗物１が登坂し始めると、前輪２が路面から離れていなくてもウィリーが生じたかのような測定値を示す。

仮に第２段階の処理をなくすと、走行状態値を主用して乗物１がウィリー状態であるか否かを判定することになる。走行状態値の一例としての車輪２，３の回転速度は、乗物１がウィリー状態であることと関係性を持つが、回転速度の数値からウィリーの程度の定量評価に資するウィリー量を導き出すことは難しい。乗物１がウィリー状態であるか否かは、車輪２，３が路面に接地している間に判定されるが、ウィリー時と、その他の特異な走行状況（例えば、後輪３に大きなスリップが発生している場合）とを、車輪２，３の挙動のみによって完全に峻別することは難しい。このため、車輪２，３の回転速度をパラメータとするウィリー判定には精度上限界がある。

一方で、車体６の傾きは、車輪２，３の回転速度や駆動源４の出力のような走行状態値の外乱とはなりにくい。車輪２，３が路面から離れる以外の要因で車体６が傾いても、車輪２，３が接地しているのであれば車輪２，３の回転速度の外乱とはなりにくく、また、駆動源４の出力の外乱とはなりにくい。また、車体６のピッチ角の変化量は、短期間であれば、路面の摩擦係数の影響を受けることなく精度よく算出可能である。

そこで、上記したウィリー判定装置１０においては、第１段階の判定処理が走行状態値に基づいて行われる。この判定処理には精度に限界があるものの、その後にピッチ角を用いた第２段階の判定処理が控えている。そのため、第１段階の判定処理の精度は、第２段階の判定処理の開始契機を作るという意義を満たしていれば、多少の粗さが許容される。

第２段階の判定処理では、第１段階の判定終了時点（浮上り開始判定時点）からの車体６の角度の変化量を算出する。その算出値からは、当該判定時点までの路面の勾配変化など、ウィリー以外の要因による車体６の傾斜の影響が除外される。例えば、登坂中に浮上り条件が成立しても、その路面の勾配はウィリー量の基準値に吸収される。このため、第１段階の判定が終わった時点からの角度の変化量は精度よく算出される。角度の変化量は、前輪２が路面からどの程度離れているのか端的かつ定量的に表す。このため、算出されたウィリー量に基づいて、ウィリーの程度を精度よく評価できる。

本実施形態では、浮上り開始判断部１１が、予め定められた走行状態を表す走行状態値と、前輪２の路面からの浮き上がりやすさを表す浮上り傾向値とに基づいて、前輪２の路面からの浮上りが開始したか否かを判定する。特に、浮上り傾向値には、運転者の運転操作を表す操作値が含まれ、浮上り開始判断部１１は、走行状態値と操作値とに基づいて、前輪２の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。

これにより、走行状態値の他に、運転者の運転操作を反映して、浮上りの開始を判断するので、走行状態に起因する現在の現象と共に、浮上り傾向性（運転操作）に起因する将来の現象を考慮に入れて、前輪の路面からの浮上りの開始の有無を判断できる。浮上り開始の兆候を拾って、浮上り開始の判定が遅れるのを防ぐことができる。上述のとおり、第１段階の判定処理は、多少の粗さを許容され、より精密なウィリー状態の判定の開始契機を作ることを目的とする。浮上りやすさに応じて浮上り条件が適切に緩和されてウィリー量の算出を早期に行えるようにしたので、実際の前輪２の路面からの離間程度に対し、算出されるウィリー量が過小な値を示すことを防ぐことができる。

特に、本実施形態では、駆動源４の出力の増加要求の変化率（一例として、加速操作器の操作位置の開方向への変化率）に基づいて、前輪２の路面からの浮上りが開始したか否かを判定する。このような変化率を考慮することで、将来に駆動源４の出力の急上昇が生じる蓋然性が高いという事情に照らして、浮上りの開始の判断を早めることができる。

（変形例）
これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は、本発明の範囲内で追加、変更または削除可能である。

上記実施形態では、駆動源出力の増加要求の時間変化率の一例として、加速操作器の操作位置の時間変化率を例示したが、スロットル開度の開方向への時間変化率や、吸気圧の時間変化率でも代用可能である。

浮上り傾向値あるいは操作値に応じて設定変更されるのは、前輪の回転加速度と比較される閾値に限られず、その他の条件（第１、第２または第４開始条件）を構成する閾値であってもよい。浮上り条件は、操作値に基づき設定されるが、閾値の設定変更は一例である。第３開始閾値以外の閾値に関しても、操作値が浮上り傾向が強い傾向を示す場合には、閾値が小さくなるようにして当該閾値が設定されてもよい。これにより、浮上り開始判定の遅れを防ぐことができる。

「走行状態値」は、前述した（１）〜（４）の他、エンジン回転数、ピッチ角速度であってもよい。その場合、「浮上り条件」は、エンジン回転数が、第５開始閾値以上であるとの第５開始条件を含んでもよい。第５開始閾値は、予め定められた一定値（例えば、３０００ｒｐｍ）であってもよい。このような第５開始条件を考慮に入れることで、明らかにウィリーが発生しない運転領域を判定から除外できる。「浮上り条件」は、ピッチ角速度が第６開始閾値以上であるとの第６開始条件を含んでもよい。第６開始閾値は、正値に設定されることが好ましい。ウィリーが開始するときにはピッチ角速度は正値をとるので、このような第６開始条件を考慮に入れることで、明らかにウィリーが発生しない運転領域を判定から除外できる。また、第６開始閾値は、駆動源出力の増加要求の時間変化率（例えば、スロットル開度の開方向への時間変化率）に応じて求められてもよい。
また、駆動源出力の増加要求の時間変化率（例えば、スロットル開度の開方向への時間変化率）に応じて求められてもよい。

浮上り条件は、第１〜第６開始条件のいずれを含んでいてもよい。複数条件を含む場合は、全条件成立時に「浮上り条件」が成立してもよい。逆にいえば、浮上り条件は、必ずしも第１〜第６開始条件の全てを含んでいなくてもよい。例えば、走行状態値（１）と関連する第１開始条件を含んでいなくてもよい。

自動二輪車は好適な一例であるが、本発明は自動二輪車以外の乗物にも適用可能である。

１ 乗物
２ 前輪
３ 後輪
４ 駆動源
６ 車体
１０ ウィリー判定装置
１１ 浮上り開始判断部
１３ ウィリー量算出部
２０ 出力抑制部

Claims (10)

1. 走行状態を表す走行状態値と、運転者の運転操作を表す操作値とに基づいて、前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する浮上り開始判断部を備え、
   前記浮上り開始判断部は、
   前記走行状態値が所定の浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断し、
   前記操作値における駆動源出力の増加要求の時間変化率に基づいて、前記前輪の前記路面からの浮き上がりやすさを示す浮上り傾向値を求め、
   前記浮上り傾向値が高くなるにつれて、前記浮上り条件が早期に成立するように前記浮上り条件を変更する、ウィリー判定装置。
2. 前記浮上り開始判断部は、前記操作値が前記浮上りを生じさせる傾向が強い値を示すほど、前記浮上りが開始したことを早期に判断する、請求項１に記載のウィリー判定装置。
3. 前記浮上り開始判断部は、前記走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断し、前記浮上り条件は前記操作値に基づいて設定される、請求項１又は２に記載のウィリー判定装置。
4. 前記走行状態値が前記前輪の回転加速度を含み、前記浮上り条件が、前記前輪の回転加速度が閾値以下であるという前輪加速度条件を含み、
   前記浮上り開始判断部は、前記増加要求の前記時間変化率が大きいと前記閾値を大きく設定する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のウィリー判定装置。
5. 前記走行状態値が、前記前輪の状態を表す前輪状態値と、前記駆動源出力の推定値とを含み、前記浮上り開始判断部は、前記前輪状態値および前記駆動源出力の前記推定値に基づいて前記浮上りが開始したか否かを判断する、請求項１ないし４に記載のウィリー判定装置。
6. 前記浮上り開始判断部によって前記浮上りが開始したと判断された時点以降における、前記前輪が路面から離れていく回転方向における車体の角度の変化量を、前記前輪の前記路面からの浮上り量としてのウィリー量として算出するウィリー量算出部を更に備える、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のウィリー判定装置。
7. 前記ウィリー量に基づいて、前記駆動源出力を抑制する出力抑制部を更に備える、請求項６に記載のウィリー判定装置。
8. 走行状態を表す走行状態値と、前輪の路面からの浮き上がりやすさを示す浮上り傾向値とに基づいて、前記前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する方法であって、
   前記走行状態値が所定の浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断し、
   前記浮上り傾向値が高くなるにつれて、前記浮上り条件が早期に成立するように前記浮上り条件を変更する、ウィリー判定方法。
9. 前記浮上り傾向値は、積載重量を含む、請求項８に記載のウィリー判定方法。
10. 前記浮上り傾向値は、フロントサスペンションのストローク量またはその時間変化率を含む、請求項８に記載のウィリー判定方法。

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