JP7170149B2 - 鞍乗り型車両の操舵アシスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗り型車両の操舵アシスト装置に関する。
本願は、２０１９年９月３０日に出願された日本国特願２０１９－１７９０３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

特許文献１には、乗用車の駐車を支援する制御装置において、運転者によるステアリング操作の方向が、障害物との接触を回避する回避方向と同方向である場合と、前記回避方向と逆方向である場合とで、ステアリングアクチュエータが発生する操舵トルクの方向または大きさを異ならせることが開示されている。これにより、ステアリングアクチュエータが発生する操舵トルクによって障害物との接触回避を支援しながら、アクチュエータが発生する操舵トルクに邪魔されることなく、運転者の意思に沿うステアリング操作を可能としている。

日本国特開２００８－５５９８５号公報

ところで、上記従来技術には、鞍乗り型車両の運転支援システムの作動時における適切なアシストステアについては開示がない。例えば追突軽減ブレーキや車線逸脱警告、ブラインドスポットインフォメーションといったシステムの作動時における適切な制御が要望されている。

本発明の態様は、車体をロールさせて操舵輪に舵角を発生させる鞍乗り型車両の操舵アシスト装置において、運転支援システムの作動時における適切なアシストステア制御を図る。

（１）本発明に係る一態様の鞍乗り型車両の操舵アシスト装置は、車体をロール方向に揺動させて操舵輪に舵角を発生させる鞍乗り型車両の操舵アシスト装置において、前記操舵輪を支持する懸架装置にアシストトルクを付与するステアリングアクチュエータと、前記ステアリングアクチュエータを駆動制御する制御手段と、車両周囲の状況を検知する外部検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記外部検知手段が自車の左右何れかに障害物を検知した場合には、前記障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作が、前記障害物を検知しない場合に比べて重くなるように、前記アシストトルクを制御する。

（２）上記（１）の態様において、前記制御手段は、自車の左右何れかに障害物を検知し、かつ、前記障害物を検知した側への自車の進路変更予測動作を検知した場合には、前記障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作が重くなるように前記アシストトルクを制御してもよい。

（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記制御手段は、自車と同一の車線内で自車後方に位置する他車が、左右何れかのウインカを出していることを検知したとき、前記ウインカが出ている側に障害物の存在を予測して検知してもよい。

上記（１）の態様によれば、運転支援システムにより自車の左右の障害物を検知させながら、この障害物検知情報を基に、障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作を重くする。車体をロールさせて舵角を発生させる鞍乗り型車両において、障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作は、障害物を検知した側への進路変更の起点となる逆ハンドル操作となる。この逆ハンドル操作を抑制することで、障害物を検知した側への進路変更を抑制することができる。このように、車両周囲の状況に応じて適切なアシストステア制御を実施することが可能となり、運転支援システムの効果を高めることができる。
上記（２）の態様によれば、障害物を検知した側への自車の進路変更予測動作を検知するまでは、アシストトルクを通常通り発生させることが可能となる。これにより、運転者の違和感の少ないアシストステア制御を実施することができる。
上記（３）の態様によれば、自車後方の左右何れかに実際に他車の存在を検知した場合に加えて、他車の存在が予測される場合にも、適切なアシストステア制御を実施することができる。

本発明の実施形態における自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車の制御装置の構成図である。 上記自動二輪車の操舵アシスト装置の構成図である。 上記操舵アシスト装置のふらつき抑制アシストトルク算出ブロックの構成図である。 図１のＶ矢視図である。 上記自動二輪車の運転支援システムの機能別の警告例、および高安定化制御に移行する際のトリガー案を示す表である。 上記運転支援システムの追突軽減ブレーキの警告閾値の説明図である。 上記運転支援システムの車線逸脱警告の警告閾値の説明図である。 上記運転支援システムのブラインドスポットインフォメーションの警告閾値の説明図である。 上記操舵アシスト装置のアシスト強さと車速との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、車両上方を示す矢印ＵＰ、車体左右中心を示す線ＣＬ、が示されている。

＜車両全体＞
図１に示すように、本実施形態は、大型のカウリングを備えた自動二輪車（鞍乗り型車両）１に適用されている。自動二輪車１の前輪２は、前輪懸架装置３に支持されている。前輪懸架装置３は、車体フレーム５の前端部に支持されている。車体フレーム５の前端部には、前輪懸架装置３を支持するフロントブロック６が設けられる。フロントブロック６の上部には、前輪転舵用のバーハンドル４が取り付けられている。バーハンドル４は、ライダー（運転者）Ｊが把持する左右一対のグリップを備えている。

フロントブロック６の後方には、左右一対のメインフレーム７が斜め下後方に延びている。左右メインフレーム７の後端部は、それぞれ左右一対のピボットフレーム８の上端部に接続されている。左右メインフレーム７の下方かつ左右ピボットフレーム８の前方には、例えば水平対向六気筒型のエンジンを含むパワーユニットＵが搭載されている。

左右ピボットフレーム８には、スイングアーム１１の前端部が支持されている。スイングアーム１１の後端部には、自動二輪車１の後輪１２が支持されている。スイングアーム１１の前部と車体フレーム５の前後中間部との間には、不図示のリヤクッションが介設されている。

左右ピボットフレーム８の後部には、リヤフレーム９の前端部が接続されている。リヤフレーム９の上方には、乗員着座用のシート１４が配置されている。シート１４の下方には、燃料タンク１５が配置されている。シート１４の後方には、リヤトランク１６が配置されている。リヤトランク１６の下方の左右両側には、左右サドルバッグ１７がそれぞれ配置されている。

自動二輪車１は、前輪２を制動する前輪ブレーキ２Ｂと、後輪１２を制動する後輪ブレーキ１２Ｂと、を備えている。前後ブレーキ２Ｂ，１２Ｂは、それぞれ油圧ディスクブレーキである。自動二輪車１は、前後ブレーキ２Ｂ，１２Ｂに対する油圧を給排するブレーキアクチュエータ４２（図５参照）を備えている。自動二輪車１は、前後ブレーキ２Ｂ，１２Ｂと、ライダーＪが操作するブレーキレバーおよびブレーキペダル等のブレーキ操作子と、を電気的に連係させるバイワイヤ式のブレーキシステムを構成している。

＜前輪懸架装置＞
前輪懸架装置３は、フロントブロック６の上端部に設けられるハンドル支持部６ａと、ハンドル支持部６ａに回動可能に支持されるハンドルポスト４ａと、車体フレーム５とは別体のヘッドパイプ３ａと、ヘッドパイプ３ａに回動可能に支持されるフロントフォーク部材３ｂと、フロントフォーク部材３ｂの上端部に一体回動可能に取り付けられる転舵部材３ｃと、転舵部材３ｃとハンドルポスト４ａとを連結するリンク部材４ｂと、フロントブロック６に対してヘッドパイプ３ａを揺動可能に連結する揺動アーム３ｄと、フロントフォーク部材３ｂとフロントブロック６との間に介設されるクッションユニット３ｅと、を備えている。

フロントフォーク部材３ｂは、左右フォークの下端部に前輪２を支持する。フロントフォーク部材３ｂの上端部には、ステアリング軸が一体に設けられ、このステアリング軸がヘッドパイプ３ａに挿通支持されている。ステアリング軸の上端部は、ヘッドパイプ３ａの上方に突出し、この上端部に転舵部材３ｃが取り付けられている。

以下、ハンドル支持部６ａに対するハンドルポスト４ａの回動中心軸線をハンドル回動軸線Ｃ２と称する。ヘッドパイプ３ａに対するフロントフォーク部材３ｂの回動中心軸線をステアリング軸線Ｃ３と称する。ステアリング軸線Ｃ３は、ハンドル回動軸線Ｃ２よりも前方にオフセット（離間）している。ステアリング軸線Ｃ３とハンドル回動軸線Ｃ２とは、車両の１Ｇ状態で互いに実質的に平行である。

図５は、図１におけるステアリング軸線Ｃ３およびハンドル回動軸線Ｃ２に沿う矢印Ｖ方向から見た矢視図である。図５において、リンク部材４ｂは、転舵部材３ｃ及びハンドルポスト４ａと共に平行リンクを形成する。これにより、バーハンドル４の操舵角と前輪２の転舵角とが互いに同一になる。

図１を参照し、揺動アーム３ｄは、前端部がヘッドパイプ３ａに上下揺動可能に支持されるとともに、後端部がフロントブロック６に上下揺動可能に支持されている。揺動アーム３ｄは、上下一対のアーム部材を備えている。揺動アーム３ｄは、ヘッドパイプ３ａを規定の軌跡で上下動可能とする。例えば下アーム部材には、クッションユニット３ｅの下端部が連結されている。

前輪懸架装置は、揺動アーム３ｄを上方へ揺動させて、フロントフォーク部材３ｂ及びヘッドパイプ３ａを上方移動させる。このとき、下アーム部材がクッションユニット３ｅの下端部を上方移動させて、クッションユニット３ｅを圧縮させる。
前輪懸架装置は、揺動アーム３ｄを下方へ揺動させて、フロントフォーク部材３ｂ及びヘッドパイプ３ａを下方移動させる。このとき、下アーム部材がクッションユニット３ｅの下端部を下方移動させて、クッションユニット３ｅを伸長させる。

＜制御装置＞
図２は、本実施形態における自動二輪車１の制御装置２３の構成図である。
自動二輪車１は、各種センサ類２１から取得した検知情報に基づき、各種装置類２２を作動制御する制御装置２３を備えている。制御装置２３は、例えば一体または複数体の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）として構成されている。制御装置２３は、少なくとも一部がソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御装置２３は、エンジン１０の運転を制御する燃料噴射制御部、点火制御部およびスロットル制御部を含んでいる。自動二輪車１は、スロットル装置４８等のエンジン補機と、ライダーＪが操作するアクセルグリップ等のアクセル操作子と、を電気的に連係させるバイワイヤ式のエンジン制御システムを構成している。

各種センサ類２１は、スロットルセンサ３１、車輪速センサ３２およびブレーキ圧センサ３３の他、車体加速度センサ３４、舵角センサ３５、操舵トルクセンサ３６および車速センサ３７、ならびに外部検知手段３８を含んでいる。
各種センサ類２１は、ライダーＪの各種操作入力、ならびに自動二輪車１および乗員の各種状態、ならびに自車周囲の状況を検知する。各種センサ類２１は、制御装置２３に各種の検知情報を出力する。

スロットルセンサ３１は、スロットルグリップ等のアクセル操作子の操作量（加速要求）を検知する。
ブレーキ圧センサ３３は、前記ブレーキ操作子の操作力（減速要求）を検知する。
車体加速度センサ３４は、５軸または６軸のＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）である。車体加速度センサ３４は、車体における３軸（ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）の角速度および加速度を検知し、さらにその結果から角度を検知する。以下、車体加速度センサ３４を車体角速度センサ３４ということがある。
舵角センサ３５は、例えば操舵軸（ステアリング軸又はハンドル回動軸）に設けられたポテンショメータである。舵角センサ３５は、車体に対する操舵軸の回動角度（操舵角度）を検知する。

操舵トルクセンサ３６は、例えばフォーク部材３ｂのステアリング軸（又はハンドルポスト４ａの回動軸）に設けられた磁歪式トルクセンサであり、バーハンドル４から入力される捩じりトルク（操舵入力）を検知する。操舵トルクセンサ３６は、バーハンドル４（ステアリング操作子）に入力される操舵力を検知する荷重センサの一例である。

実施形態の前輪懸架装置３は、バーハンドル４を支持するハンドルポスト４ａの回動軸と、前輪２を操向可能とするステアリング軸と、が互いに別体であるが、これに限らない。例えば、一般的な前輪懸架装置のように、ハンドル回動軸と操舵軸（前輪回動軸）とが互いに同一であってもよい。前輪懸架装置が車体フレーム５前端部のヘッドパイプに支持される構成であってもよい。

外部検知手段３８は、例えば、カメラと、レーダ装置と、ファインダと、物体認識装置と、を含んでいる。
カメラは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラは、自動二輪車１の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラは、車体部品（転舵側および非転舵側を含む）や種々外装部品等に取り付けられる。カメラは、例えば、周期的に繰り返し自動二輪車１の周辺（例えば前後左右）を撮像する。カメラが撮像した画像は、適宜の画像処理がなされ、所望の画像データとなって種々の制御に用いられる。カメラからの情報は、検知方向の物体の位置、種類、速度等の認識に供され、この認識に基づいて、自動二輪車１の運転アシスト制御や自動運転制御等がなされる。例えば、カメラは、可視光のみならず赤外線等の不可視光を撮影するカメラでもよい。

レーダ装置は、自動二輪車１の周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検知する。レーダ装置は、自動二輪車１の任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置は、自動二輪車１の前後左右の物体の位置および速度を検知する。

ファインダは、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダは、自動二輪車１の周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダは、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検知する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダは、自動二輪車１の任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置は、カメラ、レーダ装置、およびファインダのうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置は、認識結果を制御装置２３に出力する。物体認識装置は、カメラ、レーダ装置、およびファインダの検出結果をそのまま制御装置２３に出力してもよい。物体認識装置は省略されてもよい。

自動二輪車１には、自動運転システムが採用されている。
ここで、車両の自動運転には、以下の度合が存在する。自動運転の度合は、例えば、所定の基準未満であるか、所定の基準以上であるかといった尺度で判断することができる。 自動運転の度合が所定の基準未満とは、例えば、手動運転が実行されている場合、またはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control System）やＬＫＡＳ（Lane Keeping Assistance System）等の運転支援装置のみが作動している場合である。自動運転の度合が所定の基準未満の運転モードは、「第１の運転モード」の一例である。

自動運転の度合が所定の基準以上とは、例えば、ＡＣＣやＬＫＡＳよりも制御度合の高い、ＡＬＣ（Auto Lane Changing）、ＬＳＰ（Low Speed Car Passing）等の運転支援装置が作動している場合、或いは、車線変更や合流、分岐までを自動的に行う自動運転が実行されている場合である。自動運転の度合が所定の基準以上の運転モードは、「第２の運転モード」の一例である。
上記「所定の基準」については任意に設定することができる。第１の運転モードは手動運転であり、第２の運転モードは自動運転であるものとする。本実施形態は、第１の運転モードに相当する運転アシスト制御（運転支援システム）に適用されるが、自動運転制御に適用されてもよい。

図２を参照し、各種装置類２２には、エンジン制御手段４５、ブレーキアクチュエータ４２およびステアリングアクチュエータ４３を含んでいる。
エンジン制御手段４５は、燃料噴射装置４６、点火装置４７およびスロットル装置４８等を含んでいる。すなわち、エンジン制御手段４５は、エンジン１０を駆動させるエンジン補機を含んでいる。

ブレーキアクチュエータ４２は、ブレーキ操作子への操作に応じて前後ブレーキ２Ｂ１２Ｂに油圧を供給してこれらを作動させる。ブレーキアクチュエータ４２は、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）の制御ユニットを兼ねている。

ステアリングアクチュエータ４３は、バーハンドル４からフォーク部材３ｂまでの操舵機構に操舵トルクを出力する。ステアリングアクチュエータ４３は、操舵トルクセンサ３６の検知情報に応じて、自身の駆動源である電気モータを作動させ、操舵機構にアシストトルクを付与する。ステアリングアクチュエータ４３は、前記電気モータの作動を電気的に制御するＳＴ－ＥＣＵを含んでいる。

図５を参照し、ステアリングアクチュエータ４３は、ハンドル支持部６ａの左側方に配置されて車体フレーム５に取り付けられている。ステアリングアクチュエータ４３は、前記電気モータの駆動軸４３ａをハンドル回動軸と平行にして配置されている。駆動軸４３ａには、揺動アーム４３ｂが一体回動可能に取り付けられている。揺動アーム４３ｂは、ハンドルポスト４ａのアクチュエータ連結部４ａ１と連結ロッド４３ｃを介して連結されている。これにより、前記電気モータの駆動力（トルク）がハンドルポスト４ａに伝達可能であり、もって前輪２の操舵がアシストされる。
＜操舵アシスト制御＞

図１を参照し、車体加速度センサ３４は、自動二輪車１の車体（例えば車体フレーム５）に支持されている。例えば、車体加速度センサ３４は、側面視で後輪１２の接地点Ｇｐとヘッドパイプ３ａの略中央部とを結ぶ線分Ｌの近傍に配置されている。車体加速度センサ３４は、自動二輪車１のヨー方向の角速度Ｙとロール方向の角速度Ｒとを検知する。以下、ヨー方向の角速度ＹをヨーレートＹということがある。なお、実施形態の車体とは、車体フレーム５のみならず、車体フレーム５と一体的にローリング、ピッチングおよびヨーイングといった挙動をなす構成を含む。

自動二輪車１の低速時には、バーハンドル４の操作による転舵（ヨー）が発生してから車体のバンク（ロール）が発生する特性を有する。つまり、自動二輪車１の低速時には、ヨーが先行して発生するので、ヨー角速度Ｙを多く検知することが好ましい。一方、自動二輪車１の高速時には、車体のバンク（ロール）が発生してから転舵（ヨー）が発生する特性を有する。つまり、自動二輪車１の高速時には、ロールが先行して発生するので、ロール角速度Ｒを多く検知することが好ましい。この特性を自動二輪車１の転舵特性と称する。

図４を参照し、制御装置２３は、車体加速度センサ３４が検知したヨー角速度Ｙ及びロール角速度Ｒを合成し、合成角速度Ｓを生成する。制御装置２３は、検知された車速Ｖに応じて、車体加速度センサ３４が検知したヨー角速度Ｙ及びロール角速度Ｒの重み付けを以下のように変えて合成する。つまり、上記した自動二輪車１の転舵特性から、車速Ｖが低いときにはヨー角速度Ｙの重み付けをロール角速度Ｒより大きくして合成し、車速Ｖが高いときにはロール角速度Ｒの重み付けをヨー角速度Ｙより大きくして合成する。

合成角速度Ｓの生成は、例えば、次の（１）式に示すように、ヨー角速度Ｙに第１調整値ＡＤ１を乗算した値（Ｙ×ＡＤ１）と、ロール角速度Ｒに第２調整値ＡＤ２を乗算した値（Ｒ×ＡＤ２）と、を加算することで、合成角速度Ｓを生成してもよい。
Ｓ＝Ｙ×ＡＤ１＋Ｒ×ＡＤ２…（１）

この場合、第１調整値ＡＤ１は、低速側で大きく高速側で小さくなるように設定される。第２調整値ＡＤ２は、低速側で小さく高速側で大きくなるように設定される。

図３は、操舵アシスト装置５０の構成図である。
操舵アシスト装置５０は、操舵トルクセンサ３６、車速センサ３７、車体角速度センサ３４、外部検知手段３８、制御装置２３およびステアリングアクチュエータ４３を備えている。

車速センサ３７は、例えば自動二輪車１のパワーユニットＵの出力軸の回転速度を検知し、この回転速度から後輪１２の回転速度ひいては自動二輪車１の車速を検知する。なお、ＡＢＳおよびＴＣＳ（Traction Control System）の少なくとも一方から車輪速情報を得て車速を検知してもよい。

制御装置２３は、パワーアシストトルク算出ブロック００、およびふらつき抑制アシストトルク算出ブロック３００、ならびに付与トルク算出部４００を備えている。各ブロック００、３００は、単独に動作することが可能であり、全体として動作することも可能である。

パワーアシストトルク算出ブロック００は、車速Ｖと操舵トルクＴｓとに基づき、バーハンドル４に付与するパワーアシストトルクＴｐを算出する。車速Ｖは、車速センサ３７の検知情報すなわち駆動輪（後輪１２）の回転速度から算出される。操舵トルクＴｓは、運転者によるバーハンドル４への入力トルクに相当し、操舵トルクセンサ３６の検知情報から算出される。パワーアシストトルクＴｐは、運転者のバーハンドル４の操舵を軽減するためのトルクである。

ふらつき抑制アシストトルク算出ブロック３００は、車速Ｖとヨー角速度Ｙおよびロール角速度Ｒとに基づき、バーハンドル４に付与するふらつき抑制アシストトルクＴｗを算出する。ヨー角速度Ｙおよびロール角速度Ｒは、車体角速度センサ３４の検知情報から算出される。ふらつき抑制アシストトルクＴｗは、自動二輪車１のふらつきを抑制するためのトルクである。例えば、ふらつき抑制アシストトルクＴｗは、自動二輪車１が左に傾いた場合は、バーハンドル４および前輪２を左に切る方向に作用する。ふらつき抑制アシストトルクＴｗは、自動二輪車１が右に傾いた場合は、バーハンドル４および前輪２を右に切る方向に作用する。
付与トルク算出部４００は、外部検知手段３８の検知情報等に基づき、後述の付与トルクＴｍｓを算出する。

制御装置２３は、加算器２２４及びモータ駆動部２２６を備えている。
加算器２２４は、次の（２）式に示すように、パワーアシストトルクＴｐと、ふらつき抑制アシストトルクＴｗと、を加算し、アシストトルクＴｍを生成する。加算器２２４は、生成したアシストトルクＴｍをモータ駆動部２２６に出力する。
Ｔｍ＝Ｔｐ＋Ｔｗ…（２）

モータ駆動部２２６は、アシストトルクＴｍをトルク電流に変換し、ステアリングアクチュエータ４３の電動モータに供給する。電動モータは、トルク電流が供給されている間に駆動し、トルク電流に応じた駆動力を発生する。電動モータの駆動力は、連結ロッド４３ｃ等を介してハンドルポスト４ａに伝達され、バーハンドル４および前輪２の回動をアシストする。すなわち、バーハンドル４および前輪２に対し、アシストトルクＴｍに応じた駆動力（補助力）が付与される。

図４を参照し、ふらつき抑制アシストトルク算出ブロック３００は、合成角速度生成部３０２と、乗算器３０４と、第１車速補正係数生成部３０６と、第２車速補正係数生成部３０８と、乗算器３１０と、加算器３１２と、除算器３１４と、乗算器３１６と、を備えている。
合成角速度生成部３０２は、車体角速度センサ３４が検知したヨー角速度Ｙ及びロール角速度Ｒを合成して、自動二輪車１の挙動を示す合成角速度（車体挙動レート）Ｓを生成する。
乗算器３０４は、合成角速度Ｓと合成角速度Ｓとを乗算して合成角速度Ｓの二乗を生成する。

第１車速補正係数生成部３０６は、車速Ｖに基づきふらつきを抑制する第１車速補正係数Ｆを生成する。
第２車速補正係数生成部３０８は、車速Ｖに基づきふらつきを抑制する第２車速補正係数Ｇを生成する。
乗算器３１０は、第２車速補正係数Ｇと合成角速度Ｓの二乗とを乗算する。
加算器３１２は、乗算器３１０が出力した値（Ｇ×Ｓ^２）と定数αとを加算する。
除算器３１４は、第１車速補正係数Ｆを加算器３１２が出力した値（Ｇ×Ｓ^２＋α）で除算する。

乗算器３１６は、除算器３１４が出力した値（Ｆ／（Ｇ×Ｓ^２＋α））に合成角速度Ｓを乗算する。すなわち、乗算器３１６は、次の（３）式に示すふらつき抑制アシストトルクＴｗを出力する。
Ｔｗ＝Ｆ×Ｓ／（Ｇ×Ｓ^２＋α）…（３）

自動二輪車１がふらついている場合（運転者の意図しない傾きが発生している場合）、合成角速度Ｓは相対的に小さい値となる。自動二輪車１が運転者の体重移動の操作により傾いている場合、合成角速度Ｓは相対的に大きい値となる。これらの場合に対し、ふらつき抑制アシストトルクＴｗを（３）式によって算出することで、以下の効果を得る。すなわち、合成角速度Ｓが大きい時には、ふらつき抑制アシストトルクＴｗを小さくすることができる。従って、運転者の体重移動による操作の邪魔をしないよう、ふらつき抑制アシストトルクＴｗを設定し、ドライバビリティの向上を図ることができる。

合成角速度生成部３０２は、前述したように、低速側ではヨー角速度Ｙの重み付けを大きくロール角速度Ｒの重み付けを小さくしてこれらを合成（加算）する。合成角速度生成部３０２は、高速側ではヨー角速度Ｙの重み付けを小さくロール角速度Ｒの重み付けを大きくしてこれらを合成（加算）する。自動二輪車１の転舵特性を鑑みると、低速時にはヨー角速度Ｙを多く検知し、高速時にはロール角速度Ｒを多く検知することが、自動二輪車１の挙動を高精度に検知する点で好ましい。

そして、制御装置２３は、自動二輪車１の挙動が大きい場合は、運転者の体重操作によるものと判断してアシストトルクＴｗを小さくする。制御装置２３は、自動二輪車１の挙動が小さい場合は、運転者の体重操作ではなく車体のふらつきであると判断してアシストトルクＴｗを大きくする。
このように、自動二輪車１が低速時及び高速時のどちらにあっても、運転者の操作に対して違和感のないふらつき抑制アシストを行うことができる。

ところで、前述した運転アシスト制御を行う場合、自動二輪車１にはライダーが意図しない挙動が生じる。このため、運転アシスト制御を行わない場合の通常のアシストステア制御に比べて、車体の安定化の効果を高めることが望ましい。つまり、運転アシスト制御の発動時には、アシストトルクＴｍを増加させることが望ましい。本実施形態では、自動二輪車１の運転支援システム（ＡＲＡＳ：Advanced rider assistance system）の規定の機能（警告を含む）が作動した際には、車体挙動安定性重視の制御に移行する。

本実施形態において、車体挙動安定性重視の制御を適用する機能は、自動二輪車１の運転支援システムの諸機能の内、例えば以下の三つである。
第一に、追突軽減ブレーキ（ＣＭＢＳ：Collision Mitigation Brake System）であり、第二に、車線逸脱警告（ＬＤＷ：Lane Departure Warning）であり、第三に、ブラインドスポットインフォメーション（ＢＳＩ：Blind Spot Information）である。

まず、ＣＭＢＳの例について説明する。
図６、図７を参照し、実施形態のＣＭＢＳでは、三段階の警告閾値ＴＴＣが設定されている。ＣＭＢＳの警告閾値ＴＴＣには、自車Ｍ前方の他車Ｔ等の障害物に対する相対時間距離（現状速度で規定時間内に進む距離）が用いられる。第一の警告閾値ｔ１は、インジケータランプや液晶パネル等を用いた注意表示（第一の警告）を行う際の閾値である。第一の警告は、障害物からの相対時間距離が閾値ｔ１以下になったときに発動する。

第二の警告閾値ｔ２は、第一の警告よりも強い第二の警告（例えば車体の身体接触部分を振動させる等のライダーの触覚に対する警告、および弱い制動を行う等の車体挙動を発生させる警告）を行う際の閾値である。第二の警告は、障害物からの相対時間距離が閾値ｔ１よりも短い閾値ｔ２以下になったときに発動する。

第三の警告閾値ｔ３は、第二の警告よりも強い第三の警告（例えばより強い振動等による警告、およびより強い制動等による警告）を行う際の閾値である。第三の警告は、障害物からの相対時間距離が閾値ｔ２よりも短い閾値ｔ３以下になったときに発動する。

第一から第三の各警告は、障害物からの相対時間距離が短くなるほど強まるように設定されている。
実施形態では、障害物からの相対時間距離が閾値ｔ３以下となったとき（第三の警告フラグＯＮのとき）、自動二輪車１の姿勢制御の向上を優先した高安定化制御に移行する。高安定化制御では、アシストステア制御ゲインをより高い高安定ゲインに補正する。これにより、アシストトルクＴｍの減少を抑えて高い値に維持し、自動二輪車１の姿勢制御の向上を図る。

次に、ＬＤＷの例について説明する。
図６、図８を参照し、実施形態のＬＤＷでは、三段階の警告閾値ＴＴＬＤが設定されている。ＬＤＷの警告閾値ＴＴＬＤには、車両通行帯（走行レーン）の区画線（中央線、境界線および外側線等）Ｌ１から自車までの距離が用いられる。第一の警告閾値ｔ１は、インジケータランプや液晶パネル等を用いた注意表示（第一の警告）を行う際の閾値である。第一の警告は、区画線Ｌ１からの距離が閾値ｔ１以下になったときに発動する。

第二の警告閾値ｔ２は、第一の警告よりも強い第二の警告（例えば車体の身体接触部分を振動させる等のライダーの触覚に対する警告、および弱い制動を行う等の車体挙動を発生させる警告）を行う際の閾値である。第二の警告は、区画線Ｌ１からの距離が閾値ｔ１よりも短い閾値ｔ２以下になったときに発動する。なお、閾値ｔ２は距離０の場合を含む。すなわち、車線逸脱直前に第二の警告が発動する設定も有り得る。

第三の警告閾値ｔ３は、第二の警告よりも強い第三の警告（例えばより強い振動等による警告、およびより強い制動等による警告）を行う際の閾値である。第三の警告は、区画線Ｌ１からの距離が閾値ｔ２よりも短い閾値ｔ３以下になったときに発動する。なお、閾値ｔ３は負の距離の場合を含む。すなわち、車線逸脱量が閾値ｔ３以上になったときに第三の警告が発動する設定も有り得る。

第一から第三の各警告は、区画線Ｌ１からの距離が短くなるかマイナス側に大きくなるほど強まるように設定されている。
実施形態では、区画線Ｌ１からの距離が閾値ｔ３以下となったとき（第三の警告フラグＯＮのとき）、自動二輪車１の姿勢制御の向上を優先したそれ以上の区画線Ｌ１への接近を抑制するように、アシストステア制御ゲインを調整する。高安定化制御に移行する。高安定化制御では、アシストステア制御ゲインをより高い高安定ゲインに補正する。
この制御では、例えば図８に示すように、自車Ｍが左側へ移動して区画線Ｌ１（外側線等）からの距離が閾値ｔ３以下となった場合に、それ以上の自車Ｍの左側へ移動を抑えるべく、左側への移動の起点となる右側への逆ハンドル操作を制限する。具体的に、右側へのハンドル操作が左側へのハンドル操作よりも重くなるように、アシストステア制御ゲインを調整する。例えば、この制御では、区画線Ｌ１への接近が認められる側と反対側への逆ハンドル操作に対してのみ、アシストステア制御ゲインをより高い高安定ゲインに補正し、区画線Ｌ１への接近が認められる側へのハンドル操作に対しては、アシストトルクＴｍを減少させる制御を維持する。
これにより、アシストトルクＴｍの減少を抑えて高い値に維持し、自動二輪車１の姿勢制御の向上を図る。

次に、ＢＳＩの例について説明する。
図６、図９を参照し、実施形態のＢＳＩでは、二段階の警告閾値が設定されている。ＢＳＩの警告閾値には、予め定めた検知フラグが用いられる。
ＢＳＩの警告閾値に用いる検知フラグは、例えば以下の第一フラグ及び第二フラグの二つのフラグである。
第一フラグは、自車Ｍよりも後方の左右何れかの検出エリアＡＲに他車Ｔの存在を検知したことを示すフラグである。第二フラグは、第一フラグが立った状態で、他車Ｔが検知されている側への自車Ｍの進路変更予測動作（進路変更が予測される動作）を検知したことを示すフラグである。

第一フラグは、実施形態ではカメラやレーダ等で実際に他車Ｔを検知したことを示すが、これに限らない。例えば、第一フラグは、同一車線内で自車Ｍの後方に位置する他車Ｔが左右何れかのウインカを出していることで他車Ｔの存在を予測して検知してもよい。
第二フラグは、実施形態では他車Ｔの存在が認められる側の自車Ｍのウインカの作動を示す、これに限らない。例えば、第二フラグは、自車Ｍのライダーの着座位置、着座姿勢、逆ハンドル等の操作、の少なくとも一つを進路変更予測動作として検知したことを示してもよい。

第一フラグが立ったとき（検出エリアに他車Ｔの存在を検知したとき）、第一の警告が発動する。第一の警告は、例えばインジケータランプや液晶パネル等を用いた注意表示である。
第二のフラグが立ったとき（進路変更予測動作を検知したとき）、第一の警告よりも強い第二の警告（例えば車体の身体接触部分を振動させる等のライダーの触覚に対する警告、および規定以上の強い制動を行う等の車体挙動を発生させる警告）を行うとともに、他車Ｔの存在が認められる側へのロール（ひいては車線変更）を抑制するべく、アシストステア制御ゲインを調整する。

具体的に、他車Ｔの存在が認められる側と反対側への逆ハンドル操作が、他車Ｔの存在が認められる側へのハンドル操作よりも重くなるように、アシストステア制御ゲインを調整する。例えば、この制御では、他車Ｔの存在が認められる側と反対側への逆ハンドル操作に対してのみ、アシストステア制御ゲインをより高い高安定ゲインに補正し、他車Ｔの存在が認められる側へのハンドル操作に対しては、アシストトルクＴｍを減少させる制御を維持する。

以下の数式１は、ＡＲＡＳの作動または作動警告があることのフラグが立ったときに、操縦性可変のための付与トルクＴｍｓを算出するための式である。式中ａは前輪慣性補正係数を示し、（ａ＋ＦｌａｇＡＲＡＳ×ＧａｉｎＡＲＡＳ）によって前輪プリセッション効果（ジャイロモーメント効果）を増幅する。式中Ｉｗｈｅｅｌは前輪回転慣性、ωｗｈｅｅｌは前輪回転角速度、Ωは車体ロールレート、をそれぞれ示す。

図１０のグラフを参照し、実施形態の操舵アシストの強さについて説明する。図１０のグラフにおいて、縦軸はロールレートに対するアシスト強さ、横軸は車速をそれぞれ示す。
制御の無い素の自動二輪車１がもつ操縦性は、グラフの横軸に沿うものとなる。これに対し、舵の切れ込み特性を弱める制御（図の領域Ｒ１）では、中速域から高速域の間においてアシスト強さをマイナス側に増加させる。これにより、アシストトルクＴｍ全体を減少させて軽快な操縦性に寄与する。
舵の切れ込み特性を強める制御（図の領域Ｒ２）では、中速域から高速域の間においてアシスト強さをプラス側に増加させる。これにより、アシストトルクＴｍ全体を増加させて重厚な操縦性に寄与する。このとき、あたかも前輪２のジャイロモーメントを増加させたような操縦性を得る。
これらの制御に加えて、アシスト強さをさらにプラス側に増加させる制御（図の領域Ｒ３）では、中速域から高速域の間において、領域Ｒ２にさらに数式１の付与トルクＴｍｓを加える。これにより、アシストトルクＴｍ全体をさらに増加させて、直進性の増加（高安定化制御）に寄与する。

特に、自車Ｍ後方の左右何れかの検出エリアに他車Ｔの存在を検知したときには、同側への自車Ｍの車線変更（進路変更）を抑制する制御を行う。すなわち、他車Ｔを検知した側と反対側へのハンドル操作（車線変更動作の起点となる逆ハンドル操作）を抑える（重くする）制御を行う。このとき、他車Ｔの存在が認められる側へのハンドル操作はしやすくする（軽くする）ことで、他車Ｔ側への車線変更を抑える効果がより高まる。他車Ｔの存在を検知しなくなった場合は、速やかに逆ハンドル抑制制御をリセットし、通常のアシストステア制御に戻って運転支援を継続する。

このように、ＡＲＡＳ作動時には、ＡＲＡＳ作動の閾値をトリガーにして、自動二輪車１の姿勢制御の向上を優先する制御に移行することができる。特に、ＢＳＩの作動時において、自車Ｍ後方の左右何れかの検出エリアに他車Ｔの存在を検知したときには、同側への自車Ｍの車線変更を抑制するべく逆ハンドル操作を抑える。これによりＢＳＩの効果を高めることができる。

以上説明したように、上記実施形態における操舵アシスト装置５０は、車体（例えば車体フレーム５）をロール方向に揺動させて操舵輪（例えば前輪２）に舵角を発生させる鞍乗り型車両（例えば自動二輪車１）の操舵アシスト装置５０である。操舵アシスト装置５０は、前輪２を支持する前輪懸架装置３に操舵方向のアシストトルクＴｍを付与するステアリングアクチュエータ４３と、ステアリングアクチュエータ４３を駆動制御する制御装置２３と、車両周囲の状況を検知する外部検知手段３８と、を備えている。
制御装置２３は、運転支援制御を行う際、車体挙動安定性重視の制御に移行する。制御装置２３は、ＡＲＡＳ（ＣＭＢＳ、ＬＤＷ、ＢＳＩ等）の警告、作動判断閾値情報、または作動中である旨の情報を基に、制御ゲインを変化させる。これにより、ＡＲＡＳ作動時の各状況に応じて、より適切な度合いのアシストステア制御を実施することが可能となり、車両の姿勢制御の向上を図ることができる。

そして、上記操舵アシスト装置５０において、制御装置２３は、外部検知手段３８が自車Ｍの左右何れかに障害物（他車Ｔ）を検知した場合には、障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作が、障害物を検知しない場合に比べて重くなるように（切り難くなるように）、アシストトルク（Ｔｍ）を制御する。制御装置２３は、障害物を検知した側へのハンドル操作は、ステアリングアシストを維持して相対的にハンドルを軽くする（切りやすくする）。
この構成によれば、運転支援システムにより自車Ｍの左右の障害物を検知させながら、この障害物検知情報を基に、障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作を重くする。車体をロールさせて舵角を発生させる鞍乗り型車両において、障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作は、障害物を検知した側への進路変更の起点となる逆ハンドル操作となる。この逆ハンドル操作を抑制することで、障害物を検知した側への進路変更を抑制することができる。このように、車両周囲の状況に応じて適切なアシストステア制御を実施することが可能となり、運転支援システムの効果を高めることができる。

上記操舵アシスト装置５０において、制御装置２３は、自車Ｍの左右何れかに障害物を検知し、かつ、障害物を検知した側への自車Ｍの進路変更予測動作を検知した場合には、障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作が重くなるようにアシストトルクＴｍを制御する。
この構成によれば、障害物を検知した側への自車Ｍの進路変更予測動作を検知するまでは、アシストトルクを通常通り発生させることが可能となる。これにより、運転者の違和感の少ないアシストステア制御を実施することができる。

上記操舵アシスト装置５０において、制御装置２３は、自車Ｍと同一の車線内で自車Ｍ後方に位置する他車Ｔが、左右何れかのウインカを出していることを検知したとき、ウインカが出ている側に障害物の存在を予測して検知する。
この構成によれば、自車Ｍ後方の左右何れかに実際に他車Ｔの存在を検知した場合に加えて、他車Ｔの存在が予測される場合にも、適切なアシストステア制御を実施することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られない。上述の実施形態では、例えば、リンク式の前輪懸架装置３を備える車両を例示したがこれに限らない。例えば、前輪懸架装置に周知のテレスコピック式フロントフォークを備える車両であってもよい。
自動二輪車は、運転者が車体を跨いで乗車する車両に限らず、ステップフロアを有するスクータ型車両や原動機付自転車を含む。自動二輪車に限らず、前輪および前輪懸架装置を、車体フレーム５とともに傾斜させて旋回する、鞍乗り型車両への適用も可能である。

鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車し、かつ車体をロールさせてバランスをとる車両全般が含まれる。自動二輪車のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の車両も含まれる。ステップフロアを有するスクータ型車両や原動機付自転車も含まれる。原動機に電気モータを含む車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 自動二輪車（鞍乗り型車両）
２ 前輪（操舵輪）
３ 前輪懸架装置（懸架装置）
２３ 制御装置（制御手段）
３８ 外部検知手段
４３ ステアリングアクチュエータ
５０ 操舵アシスト装置
Ｔｍ アシストトルク

Claims (3)

1. 車体（５）をロール方向に揺動させて操舵輪（２）に舵角を発生させる鞍乗り型車両（１）の操舵アシスト装置（５０）において、
   前記操舵輪（２）を支持する懸架装置（３）にアシストトルク（Ｔｍ）を付与するステアリングアクチュエータ（４３）と、
   前記ステアリングアクチュエータ（４３）を駆動制御する制御手段（２３）と、
   車両周囲の状況を検知する外部検知手段（３８）と、を備え、
   前記制御手段（２３）は、前記外部検知手段（３８）が自車の左右何れかに障害物を検知した場合には、前記障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作が、前記障害物を検知しない場合に比べて重くなるように、前記アシストトルク（Ｔｍ）を制御する、鞍乗り型車両の操舵アシスト装置。
2. 前記制御手段（２３）は、自車の左右何れかに障害物を検知し、かつ、前記障害物を検知した側への自車の進路変更予測動作を検知した場合には、前記障害物を検知した側と反対側へのハンドル操作が重くなるように前記アシストトルク（Ｔｍ）を制御する、請求項１に記載の鞍乗り型車両の操舵アシスト装置。
3. 前記制御手段（２３）は、自車と同一の車線内で自車後方に位置する他車が、左右何れかのウインカを出していることを検知したとき、前記ウインカが出ている側に障害物の存在を予測して検知する、請求項１又は２に記載の鞍乗り型車両の操舵アシスト装置。

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