WO2011077638A1 - ライダー特性判定装置およびそれを備えた鞍乗り型車両 - Google Patents
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Definitions
- the present invention has been made in view of such circumstances, and a rider characteristic determination device capable of accurately determining a steering characteristic of a rider who controls a saddle riding type vehicle and a saddle riding type vehicle including the same.
- the purpose is to provide.
- the rider's steering characteristics can be quantitatively determined. Further, since the rider's steering characteristics are determined based on two criteria of vehicle stability and turning characteristics, erroneous determination of characteristics can be prevented, and rider characteristics can be accurately determined.
- a database for accumulating the past and present vehicle stability scores and the turning performance score
- a characteristic transition calculation unit for obtaining a transition of rider's steering characteristics using information in the database.
- the comprehensive characteristic determination unit determines the rider's total comprehensive characteristic based on two or more of three different criteria of a vehicle stability score, a vehicle turning score, and a head stability score. judge. Since the characteristics of the rider determined by a plurality of criteria are integrated and evaluated in one standard, it is possible to easily compare the characteristics between different individuals or within the same individual.
- FIG. 5 is a functional block diagram illustrating the configuration of the vehicle stability characteristic determination unit and its surroundings.
- the turning motion determination unit 52 determines the turning motion section Y
- the detected value of each vehicle state quantity stored in the memory 51 during the turning motion section Y is sent to the component separation unit 53.
- the component separation unit 53 includes a low pass filter 65 and a band pass filter 66. Each detection value input to the component separation unit 53 is filtered by the low-pass filter 65 and the band-pass filter 66.
- the detected values in the turning motion section Y of the motorcycle 1 filtered by the low-pass filter 65 and the band-pass filter 66 are input to the vehicle stability score calculation unit 75.
- a case where a yaw rate, a roll rate, and a pitch rate are input will be described as an example.
- FIG. 13 is a graph showing the relationship between the road surface friction coefficient ⁇ corrected for the road surface condition and the turning performance score T v .
- the relationship between the sampled road surface friction coefficient ⁇ and the turning performance score T v is stored in the road surface state correction unit 83. Correction of vehicle stability score S v by the road surface condition correction unit 77 is also made similarly.
- the movement of the head also becomes smooth, the integral amount of the absolute value of the low frequency band g (t) is large, and the absolute value of the high frequency band f (t)
- the integration amount of is small. If the rider's posture changes finely while driving on a curve, the rider's head movement also becomes finer, so the integral value of the absolute value of the high frequency band f (t) becomes large, and the absolute value of the low frequency band g (t). The integral amount of becomes smaller accordingly.
- the head stability score H corrected by the road surface condition correction unit 89 is output to the overall characteristic determination unit 57, the characteristic classification unit 58, the database unit 59, the monitor 41, and the head stability score comparison unit 90.
- the total characteristic score G is a continuous value, the total characteristic of the rider can be determined steplessly using the total characteristic score G.
- the total characteristic score G comprehensively determines the rider's characteristics based on at least two of the rider's vehicle stability characteristics, turning characteristics, and head stability characteristics.
- FIG. 17 is a diagram in which the overall characteristic score is determined in stages with respect to each rider.
- the frequency characteristic of the vehicle state quantity input to the component separation unit 53 is separated into a low frequency band component and a high frequency band component by the low pass filter 65 and the band pass filter 66 (S05a). Further, the frequency characteristics of the head momentum input to the component separation unit 53 are also separated into a low frequency band component and a high frequency band component by the low pass filter 65 and the band pass filter 66 (S05b).
- the filtered vehicle state quantity based on the vehicle stability score calculation unit 75 calculates the vehicle stability score S v (S06). Further, the turnability score calculation unit 81 calculates the turnability score T v based on the filtered vehicle state quantity (S07). Further, the head stability score calculation unit 87 calculates the head stability score H based on the filtered head momentum (S08).
- the motorcycle 1 it is possible to determine the rider's maneuvering characteristic for each of the curves determined to be the turning motion by the turning motion determination unit 52.
- the determination of the rider's steering characteristics can be performed in a multifaceted and accurate manner.
- the rider can grasp his / her own characteristics numerically. From this, the rider can clearly know the lack of his own maneuvering characteristics.
- the road surface state on which the motorcycle 1 travels is estimated and various scores are corrected according to the estimated road surface state.
- the road surface friction coefficient ⁇ reflecting the road surface state is set in advance.
- a configuration in which the rider directly selects the road surface state may be stored in the memory 51.
- the curve size correction and the road surface condition correction are performed on the calculated vehicle stability score, turning performance score, and head stability score.
- the road surface condition correction may be omitted.
- the vehicle stability score comparing section 78 determines the vehicle stability properties based on vehicle stability score S v (S13b).
- Turning of the score comparing section 84 determines turning characteristic on the basis of the turning performance score T v (S14b).
- the head stability score comparison unit 90 determines a head stability characteristic (S15b).
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Abstract
Description
特許文献1に記載の特性判定装置では、ドライバのステアリング操作量を検出して、カーブ中の操舵の予測操舵成分から3種類の操舵状態、すなわち右操舵、左操舵、操舵角維持のいずれの状態かを検出する。検出された操舵状態の数によって、ドライバのステアリングの操舵特性を判定し、その特性に応じて車両の制御を変更する車両用運転支援装置が開示されている。
特許文献2に記載の特性判定装置では、ステアリング操作ならびに車速、車両のヨーレートを検出し、前後輪速差とカウンタステアに相当する逆操舵角との相関関係から求める車両姿勢立直し特性と、ヨーレートと旋回中の最大操舵角との相関関係から求める曲路走破特性と、車速と最大操舵角との相関関係から求める高速走行対応特性を判定する。これら判定された特性に応じて、車両の制御を変更する運転特性検出装置及び車両運動制御装置が開示されている。
特許文献3に記載の特性判定装置では、操舵角、車速、ヨーレート、スロットル操作、ブレーキ操作を検出し、これらの検出値から車両の目標軌跡と実軌跡を求め、その差をもって運転技量を判定する運転技量推定装置が開示されている。
すなわち、請求項1に記載の発明に係るライダー特性判定装置は、鞍乗り型車両を操縦するライダーの操縦特性を判定するライダー特性判定装置であって、鞍乗り型車両のヨーレートおよびヨー角度のうち少なくとも1つを検出する第1車両状態検出器と、鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別する旋回運動判別部と、鞍乗り型車両のロールレート、ロール角度、ピッチレート、ピッチ角度、およびキャスタ角度のうち少なくとも1つを検出する第2車両状態検出器と、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記第1車両状態検出器および前記第2車両状態検出器にて検出された検出値を予め定められた閾値周波数よりも高い高周波数帯域成分である修正成分と前記閾値周波数よりも低い低周波数帯域成分である予測成分とに分離する成分分離部と、鞍乗り型車両の車両安定特性を判定する車両安定特性判定部と、鞍乗り型車両の旋回特性を判定する旋回特性判定部とを備え、前記車両安定特性判定部は、前記第1車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、鞍乗り型車両の車両安定性得点を算出する車両安定性得点算出部を有し、前記旋回特性判定部は、前記第2車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された予測成分を基に、鞍乗り型車両の旋回性得点を算出する旋回性得点算出部とを備えるライダー特性判定装置である。
前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ステアリング角度センサにて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、前記旋回性得点算出部は、前記第2車両状態検出器および前記ステアリング角度センサの検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分を基に、前記旋回性得点を算出することが好ましい。
31 … ライダー特性判定装置
32 … 判定制御部
33 … ジャイロスコープ
34 … ステアリング角度センサ
35 … ストロークセンサ
36 … 車輪速センサ
38 … ジャイロスコープ
41 … モニタ
43 … カーブサイズ推定部
47 … 路面状態推定部
52 … 旋回運動判別部
53 … 成分分離部
54 … 車両安定性特性判定部
55 … 旋回性特性判定部
56 … 頭部安定特性判定部
57 … 総合特性判定部
58 … 特性分類部
59 … データベース部
60 … 特性推移算出部
75 … 車両安定性得点算出部
76、82 … カーブサイズ補正部
77、83 … 路面状態補正部
78 … 車両安定性得点比較部
84 … 旋回性得点比較部
90 … 頭部安定性得点比較部
ここでは、実施例に係るライダー特性判定装置を備える鞍乗り型車両として、自動二輪車を例に挙げて説明する。なお、以下の説明で、前後および左右とは自動二輪車の走行方向を基準としている。
図1は、本実施例に係るライダー特性判定装置を備えた自動二輪車の概略構成を示す側面図である。自動二輪車1はメインフレーム2を備えている。メインフレーム2の前端上部にはヘッドパイプ3が設けられている。ヘッドパイプ3にはステアリングシャフト4が挿通されている。ステアリングシャフト4の上端部にはハンドル5が連結されている。ハンドル5の右側には、ブレーキレバー(図示省略)が配置されている。
次に図1および図2を参照しながらライダー特性判定装置31の構成を説明する。図2は、ライダー特性判定装置の構成を示す機能ブロック図である。ライダー特性判定装置31は、判定制御部32と、ジャイロスコープ33と、ステアリング角度センサ34と、ストロークセンサ35と、前輪8に設けられた車輪速センサ36と、ヘルメット37に設けられたジャイロスコープ38および無線発信機39と、無線受信機40と、モニタ41と、カーブサイズ推定部43と、路面状態推定部47とを有する。
次に、判定制御部32の構成について詳細に説明する。
旋回運動判別部52では、自動二輪車1がライダーの特性判定の対象となる旋回運動を実施したかどうかを判別する。ここで、旋回運動とは、自動二輪車1のヨーレートがある一定の値以上であり、かつ、ある一定の時間以上持続した場合をいう。上記の条件が満たされない場合、旋回運動判別部52は、自動二輪車1が旋回運動を実施したとは判別しない。
車両安定特性判定部54は、車両安定性得点算出部75とカーブサイズ補正部76と路面状態補正部77と車両安定性得点比較部78とを有する。
図8を参照する。図8は旋回特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。旋回特性判定部55は、旋回性得点算出部81とカーブサイズ補正部82と路面状態補正部83と旋回性得点比較部84とを有する。
図14を参照する。図14は頭部安定特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。頭部安定特性判定部56は、頭部安定性得点算出部87とカーブサイズ補正部88と路面状態補正部89と頭部安定性得点比較部90とを有する。
カーブサイズ補正および路面状態補正された車両安定性得点Sv、旋回性得点Tv、および頭部安定性得点Hを基に種々の特性判定を実施する。
次に、図21を参照して判定制御部32の制御動作について説明する。図21は、特性判定のフローチャート図である。
次に、各得点がそれぞれ推定されたカーブサイズに基づいて補正される(S10)。すなわち、カーブサイズ補正部76は、車両安定性得点Svに対して推定されたカーブサイズに基づいて補正を実施する(S10a)。カーブサイズ補正部82は、旋回性得点Tvに対して推定されたカーブサイズに基づいて補正を実施する(S10b)。カーブサイズ補正部88は、頭部安定性得点Hに対して推定されたカーブサイズに基づいて補正を実施する(S10c)。
Claims (17)
- 鞍乗り型車両を操縦するライダーの操縦特性を判定するライダー特性判定装置であって、
鞍乗り型車両のヨーレートおよびヨー角度のうち少なくとも1つを検出する第1車両状態検出器と、
鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別する旋回運動判別部と、
鞍乗り型車両のロールレート、ロール角度、ピッチレート、ピッチ角度、およびキャスタ角度のうち少なくとも1つを検出する第2車両状態検出器と、
前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記第1車両状態検出器および前記第2車両状態検出器にて検出された検出値を予め定められた閾値周波数よりも高い高周波数帯域成分である修正成分と前記閾値周波数よりも低い低周波数帯域成分である予測成分とに分離する成分分離部と、
鞍乗り型車両の車両安定特性を判定する車両安定特性判定部と、
鞍乗り型車両の旋回特性を判定する旋回特性判定部とを備え、
前記車両安定特性判定部は、前記第1車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、鞍乗り型車両の車両安定性得点を算出する車両安定性得点算出部を有し、
前記旋回特性判定部は、前記第2車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された予測成分を基に、鞍乗り型車両の旋回性得点を算出する旋回性得点算出部と
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項1に記載のライダー特性判定装置において、
前記旋回運動判別部は、ヨーレート、ヨー角度、ロールレート、ロール角度、ステアリング角度およびGPS軌跡のうち少なくとも1つに基づいて鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別する
ライダー特性判定装置。 - 請求項1または2に記載のライダー特性判定装置において、
前記車両安定特性判定部は、前記車両安定性得点を前記車両安定特性の判定基準値と比較することで前記車両安定特性を判定する車両安定性得点比較部を有し、
前記旋回特性判定部は、前記旋回性得点を前記旋回特性の判定基準値と比較することで前記旋回特性を判定する旋回性得点比較部を有する
ライダー特性判定装置。 - 請求項1から3のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
前記車両安定性得点算出部は、前記第1車両状態検出器および前記第2車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、前記車両安定性得点を算出するライダー特性判定装置。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
ステアリング角度を検出するステアリング角度センサを備え、
前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ステアリング角度センサにて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、
前記旋回性得点算出部は、前記第2車両状態検出器および前記ステアリング角度センサの検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分を基に、前記旋回性得点を算出するライダー特性判定装置。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
鞍乗り型車両の車速を検出する車速センサを備え、
前記旋回性得点算出部は、前記第2車両状態検出器の検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分と前記車速センサにより検出された車速とを基に前記旋回性得点を算出するライダー特性判定装置。 - 請求項1から6のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
鞍乗り型車両が走行したカーブの曲率の大きさを推定するカーブサイズ推定部を備え、
前記車両安定特性判定部は、前記車両安定性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第1カーブサイズ補正部を有し、
前記旋回特性判定部は、前記旋回性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第2カーブサイズ補正部を有する
ライダー特性判定装置。 - 請求項1から7のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
鞍乗り型車両が走行する路面状態を推定する路面状態推定部を備え、
前記車両安定特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記車両安定性得点を補正する第1路面状態補正部を有し、
前記旋回特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記旋回性得点を補正する第2路面状態補正部を有する
ライダー特性判定装置。 - 請求項1から8のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
前記車両安定性得点および前記車両旋回性得点を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する総合特性判定部
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項1から9のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
過去および現在の前記車両安定性得点および前記旋回性得点を蓄積するデータベースと、
前記データベースの情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める特性推移算出部
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項1から10のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
前記車両安定性得点および前記旋回性得点を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する特性分類部
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項1から8のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
ライダーの頭部または眼球のピッチレート、ピッチ角度、ヨーレートおよびヨー角度の少なくとも1つを検出するライダー運動検出部と、
ライダーの頭部安定特性を判定する頭部安定特性判定部とを備え、
前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ライダー運動検出部にて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、
前記頭部安定特性判定部は、前記ライダー運動検出部の検出値が前記成分分離部により分離された修正成分と予測成分との比率を基に、ライダーの頭部安定性得点を算出する頭部安定得点算出部を有するライダー特性判定装置。 - 請求項12に記載のライダー特性判定装置において、
前記頭部安定特性判定部は、前記頭部安定性得点を前記頭部安定特性の判定基準値と比較することでライダ―の前記頭部安定特性を判定する頭部安定性得点比較部
を有するライダー特性判定装置。 - 請求項12または13に記載のライダー特性判定装置において、
前記車両安定性得点、前記車両旋回性得点および前記頭部安定性得点のうち2つ以上を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する総合特性判定部
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項12から14いずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
過去および現在の前記車両安定性得点、前記旋回性得点および前記頭部安定性得点を蓄積するデータベースと、
前記データベースの情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める特性推移算出部
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項12から15いずれか1つに記載のライダー特性判定装置において、
前記車両安定性得点、前記旋回性得点および前記頭部安定性得点のうち2つ以上を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する特性分類部
を備えるライダー特性判定装置。 - 請求項1から16のいずれか1つに記載のライダー特性判定装置を備える鞍乗り型車両。
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