JP7472187B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗り型車両に関する。

地球環境問題に対する関心の高まりとともに、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の需要が増大してきている。自動二輪車においても、電動二輪車への置き換えが始まっている（特許文献1参照）。電動二輪車においても、電動モータを発電機として働かせることによって生ずる抵抗で制動を行うブレーキ方式である回生制動を使用することがある。

国際公開２０１４／０６４７２８号公報

しかし、回生制動は電力を蓄積するバッテリが満充電だと使用できないという課題を有している。回生制動が使用できない場合に、四輪車ではブレーキバイワイヤによって液圧ブレーキに切り替えて制動を行う等の手法が知られているが、電動二輪車では搭載スペースが限られていることや、コスト等の問題から複雑な機構を用いることは難しい。

本発明は、回生制動を掛けるために運転者が操作する操作子を独立に設け、バッテリの充電率に応じて、回生制動の回生トルクを抑制制御する鞍乗り型車両を提供する。

本発明の一態様は、電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記電動モータの出力を制御する制御装置と、運転者に操作され、回生トルクの出力開始タイミングと、前記回生トルクの出力終了タイミングと、回生トルク量とを指示する回生操作子を備え、前記制御装置は、前記回生操作子からの指示に応じて前記電動モータに前記回生トルクを発生させ、前記回生トルクが発生されている場合には、前記回生操作子からの指示に応じて発生された前記回生トルク量を抑制する抑制制御を行わない、ことを特徴とする鞍乗り型車両である。

本発明の一態様によれば、独立した操作が可能な回生制動機構を有するので、多様な制動手段を備えた鞍乗り型車両を提供できる。

実施形態に係る鞍乗り型車両の構成を示す図である。 鞍乗り型車両の制動部材の構成を示す図である。 車両用回生制動制御システムの機能ブロック図である。 車両用回生制動制御システムの動作のフローチャートである。

［実施の形態］
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。また、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、車両右側方を示す矢印ＲＨ、車両上方を示す矢印ＵＰが示されている。

図１は、鞍乗り型車両１００の左側面を示す図である。本実施形態の鞍乗り型車両１は、シート８に着座した運転者Ｄが足裏を載せ置くステップフロア９を有するスクータ型の車両である。シート８の下方には、鞍乗り型車両１の制御を行うためのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御装置）１０と、車体の挙動を取得するＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ：慣性計測装置）４９が設けられる。

鞍乗り型車両１は、操向輪である前輪３と、駆動輪である後輪４と、を備えている。前輪３は、左右一対のフロントフォーク６に回転可能に支持されている。また、前輪３は、バーハンドル２によって操向可能とされている。後輪４は、車体フレームＦに揺動可能に支持されたスイングアーム２０の後部に支持されている。
車体フレームＦは、複数種の鋼材を溶接等により一体に接合して形成されている。車体フレームＦは、前端部に、ヘッドパイプ１２を備えている。ヘッドパイプ１２は、ステアリングステム１１と左右のフロントフォーク６を介して前輪３を操向可能に保持する。
車体フレームＦは、さらに、ヘッドパイプ１２の上下方向の実質的中間領域から後斜め下方に延びる左右一対のアッパフレーム１３と、ヘッドパイプ１２の下部領域から下方に延びた後に車体後方に延び、その後端部から後方に若干傾斜した状態で上方に向かって延びる左右一対のロアフレーム１４と、左右のアッパフレーム１３の前後方向の実質的中間位置から後斜め上方に向かって延びる左右一対のシートフレーム１５と、を備えている。ロアフレーム１４は、ヘッドパイプ１２から下部後方に延びるダウンフレーム部１４ａと、ダウンフレーム部１４ａの後部から上方に向かって延びるリアフレーム部１４ｂとを有している。リアフレーム部１４ｂには、電動モータ３０に電力を供給するバッテリ７が固定される。

本実施形態の鞍乗り型車両１は、ユニットスイニング式の自動二輪車である。スイングアーム２０には、車両駆動用の電動モータ３０と、電動モータ３０の駆動力を減速して後輪に伝達する減速機構３５と、が搭載されている。

ＥＣＵ１０は、具体的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵ ｎｉｔ）等のプロセッサ、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有するコンピュータである。具体的には、プログラムをコンピュータであるＥＣＵ１０が実行することで各種制御機能が実行される。上記ＥＣＵ１０に代えて又はこれに加えて、上記ＥＣＵ１０の全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成することもできる。

図２は、鞍乗り型車両１の上面図である。図２では、本実施形態に係る鞍乗り型車両１の制動機構について説明する。前輪３は、フロントブレーキ２１によって制動される。フロントブレーキ２１は右フロントキャリパ２３と左フロントキャリパ２４が、前輪３のリム（不図示）をパッドで挟んで制動をおこなう。同様に後輪４は、リアブレーキ２２によって制動される。リアブレーキ２２はリアキャリパ２５が、後輪４のリム（不図示）をパッドで挟んで制動をおこなう。運転者Ｄが右手でハンドブレーキ２８を操作することで、フロントブレーキ２１が制御され、運転者Ｄが右足でフットブレーキ１６を操作することでリアブレーキ２２が制御される。なおＰＣＶ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｂｅ）（２７）によって各ブレーキの油圧は制御される。
本実施形態に係る鞍乗り型車両１には、従来の鞍乗り型車両が備えるクラッチレバーの代わりに、回生操作子２９が設けられる。運転者Ｄが回生操作子２９を引く操作をすることで、ＥＣＵ１０に回生制動をおこなうように指示する信号が送信され、ＥＣＵ１０が電動モータ３０に対して回生動作をおこなって制動を行わせる。また、ＥＣＵ１０はバッテリ７にも接続されており、ＥＣＵ１０がバッテリ７の充電率に応じて回生操作子２９の操作を制限する反力付与手段３１を制御する。反力付与手段３１の制御については後述する。

図３は、車両用回生制動制御システム１００の機能ブロック図である。車両用回生制動制御システム１００は、ＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０に接続されるバッテリ７と、電動モータ３０を備える。電動モータ３０は、力行運転の際には、通常の車両の駆動をおこない、回生運転の際には発電機として機能して生み出した電力をバッテリ７に送る。

ＥＣＵ１０は、バッテリ７の充電率を取得するバッテリ充電率取得手段３７と、電動モータ３０が回生運転されている場合の回生トルクを制御する回生トルク制御手段３９を備える。ＥＣＵ１０は、回生操作子２９と接続され、運転者Ｄが回生操作子２９を操作すると電動モータ３０が回生運転を行い、結果として回生制動が働く。このとき、回生操作子２９の操作量を取得する回生操作子操作量取得手段４１が取得した回生操作子操作量に応じて、回生トルク制御手段３９が回生トルクの大きさ（回生トルク量）を決定して回生運転による制動を行う。
ＥＣＵ１０は、ＩＭＵ４９と接続され、鞍乗り型車両１のバンク角の情報を取得するバンク角取得手段４７を備える。バンク角の情報はＩＭＵ４９ではなく、独立して設けられたバンク角センサが検出してもよい。
ＥＣＵ１０は、反力付与手段３１を制御する回生操作子制御手段４３を備える。反力付与手段３１は、運転者Ｄが回生操作子２９を引く動作に対抗する反力を回生操作子２９に与える。
さらに車両用回生制動制御システム１００は、回生トルクを抑制する制御を行う際に、運転者Ｄにその旨を知らせる報知手段５１を有する。報知手段５１は、バーハンドル２に設けられた光や音声を出力する装置（不図示）によって運転者Ｄに、回生トルクを抑制する旨を報知してよい。また報知手段５１は、反力付与手段３１と連動して、回生トルクを抑制する旨を運転者Ｄに報知してもよい。また報知手段５１は、反力付与手段３１そのものだけであってもよい。

ＥＣＵ１０は、例えばバッテリ７の充電率から回生トルクを抑制制御するか否かを判定する判定手段４５を有する。判定手段４５の動作処理については図４で説明する。

図４は、車両用回生制動制御システムの動作のフローチャートである。具体的には、車両用回生制動制御システム１００が行う回生抑制制御の動作処理を説明する。

まずバッテリ充電率取得手段３７が、バッテリ７の充電率を取得する（ステップＳＡ１）。回生トルク制御手段３９は、取得された充電率に基づいて回生トルク量の大きさの上限値を決定する（ステップＳＡ２）。次に判定手段４５は、バンク角取得手段４７によって取得された車体のバンク角が所定の継続時間の間、所定の値以上であるか否かを判定する（ステップＳＡ３）。具体的には、例えば１秒以上継続してバンク角が５度以上であるか否かを判定する。車体のバンク角が所定の継続時間の間、所定の値以上でない場合（ステップＳＡ３：ＮＯ）、回生操作子制御手段４３は、反力付与手段３１を用いて回生操作子２９の操作可能範囲を限定する（ステップＳＡ４）。報知手段５１は、回生制動の抑制制御をおこなう場合にはその旨を運転者Ｄに報知する（ステップＳＡ５）。具体的には、回生操作子２９の操作可能範囲を限定することや、バーハンドル２に設けられた光や音声を出力する装置（不図示）によって運転者Ｄに、回生トルクを抑制する旨を報知してよい。

判定手段４５は、回生操作子２９が操作されたか否かを判定する（ステップＳＡ６）。回生操作子２９が操作された場合（ステップＳＡ６：ＹＥＳ）、回生トルク制御手段３９は、回生トルクを制御して、回生制動を抑制制御の範囲内で作動させる（ステップＳＡ７）。そしてステップＳＡ１に戻る。車体のバンク角が所定の継続時間の間、所定の値以上である場合（ステップＳＡ３：ＹＥＳ）、ステップＳＡ１に戻る。回生操作子が操作されなかった場合（ステップＳＡ６：ＮＯ）、ステップＳＡ１に戻る。

以上を言い換えると、運転者Ｄは回生操作子２９を操作することで、回生トルクの出力開始タイミングと、回生トルクの出力終了タイミングと、回生トルク量と、を制御装置１０に指示し、制御装置１０は、運転者Ｄの指示に応じて電動モータ３０に回生トルクを発生させる。そして運転者Ｄの操作に応じて発生された回生トルク量は、バッテリ７の充電率に基づいて抑制制御される。

［上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成をサポートする。

（構成１）電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記電動モータの出力を制御する制御装置と、運転者に操作され、回生トルクの出力開始タイミングと、前記回生トルクの出力終了タイミングと、回生トルク量とを指示する回生操作子を備え、前記制御装置は、前記回生操作子からの指示に応じて前記電動モータに前記回生トルクを発生させる、ことを特徴とする車両用回生制動制御システム。
このような構成によれば、運転者が任意のタイミングで、他の操作とは独立した操作により回生制動を掛けることが可能になる。

（構成２）前記回生操作子からの指示に応じて発生された前記回生トルク量は、前記バッテリの充電率に基づいて抑制制御されることを特徴とする構成１に記載の車両用回生制動制御システム。
回生制動は、バッテリが満充電の場合には使用できない。このような構成によれば、充電率に応じて回生制動を抑制制御することができるのでバッテリの過充電を防ぐことができる。

（構成３）前記回生トルク量についての前記抑制制御は、前記回生トルクが発生されている場合には行わないことを特徴とする構成２に記載の車両用回生制動制御システム。
回生制動を運転者が使用しているときに、突然その回生トルクが変化してしまうと制動に違和感を生じる。このような構成によれば、自然な制動操作が可能になる効果を奏する。

（構成４）前記回生トルク量についての前記抑制制御は、車体が傾斜している場合には行わないことを特徴とする構成３に記載の車両用回生制動制御システム。
自動二輪車の場合、車体を傾斜させて旋回するときに制動動作が運転者の意図と異なる働きをすると運転に違和感が生じる。このような構成にすれば、自然な旋回運転が可能になる効果を奏する。

（構成５）前記抑制制御が行われているときに、前記抑制制御が行われていることを前記運転者に報知する報知手段を備えることを特徴とする構成２から構成４のうちのいずれかに記載の車両用回生制動制御システム。
回生トルクが生じない状態で、回生操作子を操作しても回生制動は掛からない。したがって運転者が制動操作をしたいときに、回生制動が使用できるかどうかを知ることができるのは重要である。このような構成にすれば、回生制動が使用し難い抑制制御が行われていることを、運転者が知ることができるので適切な操作、例えば回生制動の代わりに油圧ブレーキを使用するといった代替策をとることが可能になる。

（構成６）前記報知手段は、前記回生操作子の前記運転者による操作に反力を与える反力付与手段であることを特徴とする構成５記載の車両用回生制動制御システム。
車両に制動操作が掛けられるかどうか知ることは、安全運転のために大変重要である。このような構成によれば、運転者が回生操作子を操作したときに、すぐ抑制制御が行われているか否かがわかるので適切な操作が可能になる。

（構成７）構成１から構成６のうちのいずれかに記載の車両用回生制動制御システムを備える鞍乗り型車両。
このような構成によれば、運転者にとっても、車両にとっても適切なタイミングで回生制動を活用することが可能な鞍乗り型車両が実現できるという優れた効果を奏する。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、図４に示す動作のステップ単位は、車両用回生制動制御システムの動作の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。処理内容に応じて、さらに多くのステップ単位に分割してもよい。また、１つのステップ単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。また、そのステップの順番は、本発明の趣旨に支障のない範囲で適宜に入れ替えてもよい。

７ バッテリ
１０ ＥＣＵ（制御装置）
２９ 回生操作子
３０ 電動モータ
３１ 反力付与手段
１００ 車両用回生制動制御システム
Ｄ 運転者

Claims (5)

1. 電動モータ（３０）と、
   前記電動モータ（３０）に電力を供給するバッテリ（７）と、
   前記電動モータ（３０）の出力を制御する制御装置（１０）と、
   運転者（Ｄ）に操作され、回生トルクの出力開始タイミングと、前記回生トルクの出力終了タイミングと、回生トルク量とを指示する回生操作子（２９）を備え、
   前記制御装置（１０）は、前記回生操作子（２９）からの指示に応じて前記電動モータ（３０）に前記回生トルクを発生させ、
   前記回生トルクが発生されている場合には、前記回生操作子（２９）からの指示に応じて発生された前記回生トルク量を抑制する抑制制御を行わない、
   ことを特徴とする鞍乗り型車両。
2. 前記回生トルク量は、前記バッテリ（７）の充電率に基づいて抑制制御されることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両。
   鞍乗り型車両。
3. 前記回生トルク量についての前記抑制制御は、車体が傾斜している場合には行わないことを特徴とする請求項２に記載の鞍乗り型車両。
4. 前記抑制制御が行われているときに、前記抑制制御が行われていることを前記運転者（Ｄ）に報知する報知手段（５１）を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の鞍乗り型車両。
5. 前記報知手段は、前記回生操作子（２９）の前記運転者（Ｄ）による操作に反力を与える反力付与手段（３１）であることを特徴とする請求項４に記載の鞍乗り型車両。

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