JP7239347B2 - 駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関し、特に、前輪がリフトし易い自動二輪車等の鞍乗型車両のウィリーを抑制する駆動力制御装置に関する。

自動二輪車等の鞍乗型車両は、エンジンの出力により駆動輪から路面に伝わる駆動輪の実際のトルクである駆動トルク（駆動力）に対して車両重量が軽量であるため、アクセルグリップの急開操作やクラッチの急接続操作等により、駆動輪である後輪を接地させた状態で前輪のみが路面から浮いて（リフトして）離間するリフトアップ（ウィリー）の姿勢を取り易い傾向にある。

このような鞍乗型車両においては、前輪が過度にリフトアップして後輪のみで自立した不安定な車両姿勢となると転倒等につながる可能性が生じる傾向にあるため、過度にリフトアップすることがないようにエンジンの出力による駆動トルクを制御することが好ましい。

かかる状況下で、特許文献１は、ウィリー判定装置及びウィリー判定方法に関し、走行状態を表す走行状態値３１、３２と、運転者の運転操作を表す操作値３３ａ、３３ｂ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１１、及びウィリー量に基づいて、駆動源出力を抑制する出力抑制部２０を備え、浮上り開始判断部１１は、操作値が浮上りを生じさせる傾向が強い値を示すほど、浮上りが開始したことを早期に判断すると共に、走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると浮上りが開始したと判断する構成を開示する。

また、特許文献２は、自動二輪車の出力制御装置及び方法に関し、フロントフォークのストローク量から所定時間後のストローク量を予測し、この予測ストローク量に基づいてエンジンの出力を抑制制御するエンジン制御ユニット２２を有し、前輪が路面から浮き上がるウィリー状態をその発生前に予測して判断し、エンジンの出力抑制制御を早期に開始する構成を開示する。

特開２０１８－４３６２７号公報 特開２０１２－１４５０７２号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１が開示する構成では、自動二輪車のウィリー量がウィリー量の基準値に角度の変化量を加算した値として算出されるもので、かかる角度の変化量は、ピッチ角速度を検出するピッチレートセンサ３４等のセンサを介して算出されるものであるため、その構成が煩雑なものとなって改善の余地がある。

また、本発明者の検討によれば、特許文献２が開示する構成では、自動二輪車のフロントフォークのストローク量がストロークセンサ２１を介して算出されるものであり、その構成が煩雑なものとなって改善の余地がある。

また、本発明者の更なる検討によれば、自動二輪車等の鞍乗型車両では、その駆動力に対してその車体重量が軽量であるためにウィリーが急激に発生し易い傾向にあることから、ウィリーの増大を早期に抑制してウィリーを解消する必要性が高いことに加え、前輪の着地によるウィリー解消時の車体に対するショックの低減とウィリーを解消した後の車両加速の遅れの抑制とを両立するような適切な駆動力を発生する必要性も高いと考えられるが、特許文献１及び特許文献２は、このような観点に関してまでは、詳細な考察を何等為し得ていないものである。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、鞍乗型車両のウィリーの程度に応じた適切な駆動力（駆動トルク）を設定することができ、前輪の着地によるウィリー解消時の車体に対するショックの低減やウィリーを解消した後の車両加速の遅れの抑制をすることができる駆動力制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、後輪を駆動輪とし前輪を従動輪とする鞍乗型車両に搭載され、前記鞍乗型車両のウィリーを抑制するように前記後輪の駆動力を低下させるウィリー抑制制御を実行する制御部を有する駆動力制御装置において、前記制御部は、前記ウィリーが開始したときから前記ウィリー抑制制御の開始条件が成立したときまでの経過時間に応じて、前記ウィリー抑制制御における前記後輪の前記駆動力を低下させる際の最小値を変更することにより、前記後輪の前記駆動力の低下量を変更し、前記ウィリー抑制制御の開始条件は、前記後輪の回転速度と、前記前輪の回転速度と、の差又は比率に相当する値が、閾値以上となるという条件を含み、前記ウィリーが開始したときとは、前輪の回転速度の増加量が所定量を上回ったときであることを第１の局面とする。

さらに、本発明は、第１の局面に加えて、前記ウィリー抑制制御の開始条件は、更に、後輪の駆動力が所定値以上となるという条件を含むことを第２の局面とする。

以上の本発明の第１の局面にかかる駆動力制御装置によれば、制御部は、ウィリーが開始したときからウィリー抑制制御の開始条件が成立したときまでの経過時間に応じて、ウィリー抑制制御における後輪の駆動力を低下させるものであるため、鞍乗型車両のウィリーの程度に応じた適切な駆動力を設定することができ、ウィリー解消時の前輪からの着地ショックやウィリーを解消した後の加速もたつきを抑制することができる。

また、本発明の第１の局面にかかる駆動力制御装置によれば、ウィリー抑制制御の開始条件は、後輪の回転速度と、前輪の回転速度と、の差又は比率に相当する値が、閾値以上となるという条件を含むものであるため、適切にウィリー抑制制御を開始することができると共に、ウィリーが開始したときとは、前輪の回転速度の増加量が所定量を上回ったときであるため、適切にウィリーを検出することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる駆動力制御装置によれば、ウィリー抑制制御の開始条件は、更に、後輪の駆動力が所定値以上となるという条件を含むものであるため、より適切にウィリー抑制制御を開始することができる。

図１は、本発明の実施形態における駆動力制御装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態における駆動力制御装置が実行するウィリー抑制制御処理の流れの一例を説明するためのタイムチャートである。 図３（ａ）は、本実施形態における駆動力制御装置が実行するウィリー抑制制御処理の流れを説明するためのより具体的なタイムチャートであって、駆動力の増加が相対的に急激である場合の例を示し、図３（ｂ）は、同ウィリー抑制制御処理の流れを説明するためのより具体的なタイムチャートであって、駆動力の増加が相対的に緩慢である場合の例を示す。 図４（ａ）は、本実施形態における駆動力制御装置が実行するウィリー抑制制御処理中の前輪リフト目標トルク算出処理の流れの一例を示すフローチャートであり、図４（ｂ）は、同ウィリー抑制制御処理におけるタイマの計時で、リフト時間（ウィリーが開始したことを検出した時点からウィリー抑制制御の開始条件が成立したと判断した時点までの経過時間）を示す模式図であり、図４（ｃ）は、同ウィリー抑制制御処理で用いるトルク減算係数テーブルを示す模式図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における駆動力制御装置につき、詳細に説明する。

〔駆動力制御装置の構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における駆動力制御装置の構成について説明する。

図１は、本実施形態における駆動力制御装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態における駆動力制御装置１は、後輪を駆動輪とし前輪を従動輪とする自動二輪車等の鞍乗型車両に搭載され、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の電子制御装置によって構成されている。駆動力制御装置１には、鞍乗型車両のエンジン（内燃機関）の回転角度を検出するクランク角センサ４１、鞍乗型車両の変速ギアの位置を検出するギアポジションセンサ４２、鞍乗型車両のアクセル操作部材であるアクセルグリップの操作量である開度を検出するアクセルポジションセンサ４３、鞍乗型車両のスロットル弁５３の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ４４、鞍乗型車両の前輪の回転速度である前輪速を検出する前輪速センサ４５、及び鞍乗型車両の後輪の回転速度である後輪速を検出する後輪速センサ４６が電気的に接続されている。なお、これらの各種センサに関する波形成形回路やＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路等の入力回路については、それらの図示を省略する。

駆動力制御装置１は、前輪リフト状態判定部２と、制御部３と、を備えている。かかる前輪リフト状態判定部２及び制御部３は、いずれも機能ブロックとして示す。なお、駆動力制御装置１は、図示を省略するメモリを備えており、かかるメモリに格納された各種の演算処理用プログラムやデータを必要に応じて読み出して用いる。

前輪リフト状態判定部２は、前輪速の増加量、アクセルグリップの開度、及び変速ギアの位置等に基づいて、前輪がリフトアップ（ウィリー）状態にあるか否かを判定するものである。

制御部３は、前輪リフト状態判定部２の判定結果に基づいて、鞍乗型車両のウィリーを抑制するように、エンジンに燃料を噴射するインジェクタ５１、エンジンへ点火する点火装置５２、及びスロットル弁５３を制御することによって後輪の駆動力を低下させるウィリー抑制制御処理を実行するものである。

〔ウィリー抑制制御処理〕
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態におけるウィリー抑制制御処理を実行する際の制御部３の動作につき、詳細に説明する。

図２は、本実施形態における駆動力制御装置１が実行するウィリー抑制制御処理の流れの一例を説明するためのタイムチャートである。また図３（ａ）は、本実施形態における駆動力制御装置１が実行するウィリー抑制制御処理の流れを説明するためのより具体的なタイムチャートであって、駆動力の増加が相対的に急激である場合の例を示し、図３（ｂ）は、同ウィリー抑制制御処理の流れを説明するためのより具体的なタイムチャートであって、駆動力の増加が相対的に緩慢である場合の例を示す。

図２に示すように、本実施形態におけるウィリー抑制制御処理では、制御部３が、ウィリー抑制制御（前輪リフト制御）の開始条件が成立するのに応じて、アクセルグリップの開度に対応して規定されるライダー要求駆動トルク（ライダー要求トルク）から、後輪の駆動力（駆動トルク）を、エンジンが発生するエンジン実トルクを低下させることにより、徐々に最小値（前輪リフト目標トルク値）に向けて低下させていき（時刻ｔ＝ｔ２から時刻ｔ＝ｔ３）、ウィリー（前輪のリフトアップ）が検出されなくなるのに応じて後輪の駆動トルクを最小値（前輪リフト目標トルク値）からライダー要求トルクに向けて徐々に戻していく（時刻ｔ＝ｔ３から時刻ｔ＝ｔ４）。ここで、ウィリー抑制制御を適切に開始するという観点からは、ウィリー抑制制御の開始条件としては、後輪速と前輪速との差又は比率に相当する値が閾値以上となるという条件や、必要に応じてそれに加えて後輪の駆動力が所定値以上となるという条件を設定することが好ましい。

また、制御部３は、後述する前輪リフト目標トルク算出処理を実行することにより、ウィリーが発生した時点（時刻ｔ＝ｔ１）からウィリー抑制制御の開始条件が成立した時点（時刻ｔ＝ｔ２）までの経過時間（時刻ｔ＝ｔ１から時刻ｔ＝ｔ２までの経過時間：リフト時間）に応じて、ウィリー抑制制御における後輪の駆動トルクを徐々に低下させていく最小値（前輪リフト目標トルク値）の値を異ならせて設定する。ここで、前輪リフト状態判定部２は、ウィリーの発生を適切に判定して検出する観点からは、前輪が路面から離間した際に前輪速が一旦増加する傾向にあることを踏まえ、前輪の回転速度の増加量が所定量を上回ったタイミングをウィリーが発生した時点（時刻ｔ＝ｔ１）として判定することが好ましい。

具体的には、図３（ａ）に示すように、ウィリーが発生した時点（時刻ｔ＝ｔ１）からウィリー抑制制御の開始条件が成立した時点（時刻ｔ＝ｔ２）までの経過時間（時刻ｔ＝ｔ１から時刻ｔ＝ｔ２）が相対的に短い場合、制御部３は、リフト量（ウィリー量）が相対的に大きいと推定し、前輪リフトの抑制機能を相対的に高く発揮するように、後輪の駆動トルクを徐々に低下させていく目標となる最小値（前輪リフト目標トルク値）の値を相対的に小さい値に設定して、後輪の駆動トルクの低下量を相対的に大きくする。

一方、図３（ｂ）に示すように、リフトが発生した時点（時刻ｔ＝ｔ１）からウィリー抑制制御の開始条件が成立した時点（時刻ｔ＝ｔ２）までの経過時間（時刻ｔ＝ｔ１から時刻ｔ＝ｔ２）が相対的に長い場合には、制御部３は、リフト量が相対的に小さいと推定し、前輪リフトの抑制機能を相対的に低く発揮するように、後輪の駆動トルクを徐々に低下させていく最小値（前輪リフト目標トルク値）の値を相対的に大きい値に設定して、後輪の駆動トルクの低下量を相対的に小さくする。

このようなウィリー抑制制御処理によれば、鞍乗型車両のウィリーの程度に応じた適切な駆動トルクを設定することができるので、前輪の着地によるウィリー解消時の車体に対するショックの低減やウィリーを解消した後の車両加速の遅れの抑制をすることができる。即ち、ウィリーが開始したときからウィリー抑制制御の開始条件が成立したときまでの経過時間が短いときほど、ウィリー量が大きくなる傾向があるため、ウィリーを抑制するための後輪の駆動トルクの低下量を大きくするのが好ましいという知見に鑑みて、後輪の駆動トルクを適切に設定することができる。特に、特許文献１における自動二輪車のピッチ角を検出するセンサや特許文献２におけるフロントフォークのストローク量を検出するセンサを省略可能な簡素化した構成で、ウィリーを抑制するための適切な後輪の駆動トルクを設定することができる。

〔前輪リフト目標トルク算出処理〕
次に、図４を参照して、本実施形態におけるウィリー抑制制御処理中の前輪リフト目標トルク算出処理を実行する際の駆動トルク制御装置１の動作につき、詳細に説明する。

図４（ａ）は、本実施形態における駆動トルク制御装置１が実行するウィリー抑制制御処理中の前輪リフト目標トルク算出処理の流れの一例を示すフローチャートであり、図４（ｂ）は、同ウィリー抑制制御処理におけるタイマの計時で、リフト時間（ウィリーが開始したことを検出した時点からウィリー抑制制御の開始条件が成立したと判断した時点までの経過時間）を示す模式図であり、また図４（ｃ）は、同ウィリー抑制制御処理で用いるトルク減算係数テーブルを示す模式図である。

図４（ａ）に示すフローチャートは、鞍乗型車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられて駆動トルク制御装置１が稼働状態となったタイミングで開始となり、前輪リフト目標トルク算出処理はステップＳ１の処理に進む。前輪リフト目標トルク算出処理は、駆動トルク制御装置１が稼働状態である間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、前輪リフト状態判定部２が、前輪速センサ４５から出力される電気信号に基づいて今回の前輪リフト目標トルク算出処理で算出した前輪速（現在前輪ＶＳＰ）から前回の前輪リフト目標トルク算出処理で算出した前輪速（過去前輪ＶＳＰ）を引いた差分値から前輪速の変化量ΔＶＳＰを算出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、前輪リフト目標トルク算出処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、前輪リフト状態判定部２が、ウィリー抑制制御（前輪リフト制御）処理を実施中であるか否かを判別する。判別の結果、ウィリー抑制制御を実施中である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、前輪リフト状態判定部２は、前輪リフト目標トルク算出処理をステップＳ５の処理に進める。一方、ウィリー抑制制御を実施中でない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、前輪リフト状態判定部２は、前輪リフト目標トルク算出処理をステップＳ３の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、前輪リフト状態判定部２が、ステップＳ１の処理において算出された前輪速の変化量ΔＶＳＰが所定車速以上であるか否かを判別する。判別の結果、前輪速の変化量ΔＶＳＰが所定車速以上である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、前輪リフト状態判定部２は、前輪速がウィリー開始状態（前輪加速状態）にあると判断し、前輪リフト目標トルク算出処理をステップＳ４の処理に進める。一方、前輪速の変化量ΔＶＳＰが所定車速未満である場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、前輪リフト状態判定部２は、前輪速はウィリー状態に至っていないと判断し、今回の一連の前輪リフト目標トルク算出処理を終了する。

ステップＳ４の処理では、制御部３が、前輪がウィリー状態にある時間を計測するため、典型的にはプログラムタイマである前輪リフト計測タイマをスタートする。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、今回の一連の前輪リフト目標トルク算出処理を終了する。

ステップＳ５の処理では、制御部３が、前輪リフト計測タイマをストップし、前輪リフト計測タイマの計時時間に基づいて、前輪のウィリーが発生した時点（図４（ｂ）に示す点Ｐ１）から前輪リフト制御（ウィリー抑制制御）の開始条件が成立した時点（図４（ｂ）に示す点Ｐ２）までの計時時間をリフト時間として算出する。前輪リフト制御（ウィリー抑制制御）の開始条件としては、後輪速と前輪速との差又は比率に相当する値が閾値以上となるという条件や、それに加えて後輪の駆動トルクが所定値以上となるという条件が挙げられる。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、前輪リフト目標トルク算出処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、制御部３が、例えば図４（ｃ）に示すようなリフト時間と後輪の駆動トルクの減衰係数（＜１）との関係を示すテーブルデータからステップＳ５の処理において算出されたリフト時間に対応する後輪の駆動トルクの減衰係数を読み出すことにより、ステップＳ５の処理において算出されたリフト時間に応じた後輪の駆動トルクの減衰係数を算出する。図４（ｃ）に示すテーブルデータでは、リフト時間が長い程、後輪の駆動トルクの減衰係数が大きくなるように設定されている。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、前輪リフト目標トルク算出処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、制御部３が、後輪の駆動トルクにステップＳ６の処理において算出されたトルク減衰係数を乗算した値を前輪リフト目標トルク値（最小値）として算出する。以後、制御部３は、鞍乗型車両のウィリーを抑制するように、インジェクタ５１、点火装置５２、及びスロットル弁５３を制御することによって後輪の駆動トルクを前輪リフト目標トルク値（最小値）まで徐々に低下させる。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、今回の一連の前輪リフト目標トルク算出処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態における駆動力制御装置１によれば、制御部３は、ウィリーが開始したときからウィリー抑制制御の開始条件が成立したときまでの経過時間に応じて、ウィリー抑制制御における後輪の駆動力を低下させるので、鞍乗型車両のウィリーの程度に応じた適切な駆動力を設定することができ、前輪の着地によるウィリー解消時の車体に対するショックの低減やウィリーを解消した後の車両加速の遅れの抑制をすることができる。

また、本実施形態における駆動力制御装置１によれば、ウィリー抑制制御の開始条件は、後輪速と前輪速との差又は比率に相当する値が、閾値以上となるという条件を含むので、適切にウィリー抑制制御を開始することができる。

また、本実施形態における駆動力制御装置１によれば、ウィリー抑制制御の開始条件は、更に、後輪の駆動力が所定値以上となるという条件を含むので、より適切にウィリー抑制制御を開始することができる。

また、本実施形態における駆動力制御装置１によれば、ウィリーが開始したときとは、前輪速の増加量が所定量を上回ったときであるので、適切にウィリー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。

以上のように、本発明は、鞍乗型車両のウィリーの程度に応じた適切な駆動力（駆動トルク）を設定することができ、前輪の着地によるウィリー解消時の車体に対するショックの低減やウィリーを解消した後の車両加速の遅れの抑制をすることができる駆動力制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から車両等の駆動力制御装置に広く適用され得るものと期待される。

１…駆動力制御装置
２…前輪リフト状態判定部
３…制御部
４１…クランクセンサ
４２…ギアポジションセンサ
４３…アクセルポジションセンサ
４４…スロットルポジションセンサ
４５…前輪速センサ
４６…後輪速センサ
５１…インジェクタ
５２…点火装置
５３…スロットル弁

Claims (2)

1. 後輪を駆動輪とし前輪を従動輪とする鞍乗型車両に搭載され、前記鞍乗型車両のウィリーを抑制するように前記後輪の駆動力を低下させるウィリー抑制制御を実行する制御部を有する駆動力制御装置において、
   前記制御部は、前記ウィリーが開始したときから前記ウィリー抑制制御の開始条件が成立したときまでの経過時間に応じて、前記ウィリー抑制制御における前記後輪の前記駆動力を低下させる際の最小値を変更することにより、前記後輪の前記駆動力の低下量を変更し、
   前記ウィリー抑制制御の開始条件は、前記後輪の回転速度と、前記前輪の回転速度と、の差又は比率に相当する値が、閾値以上となるという条件を含み、
   前記ウィリーが開始したときとは、前輪の回転速度の増加量が所定量を上回ったときであることを特徴とする駆動力制御装置。
2. 前記ウィリー抑制制御の開始条件は、更に、後輪の駆動力が所定値以上となるという条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。

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