JP6744703B2 - 出力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路を切断および接続するクラッチ装置を備えた乗物に搭載される出力制御装置に関する。

特許文献１に開示された制御装置は、発進前のクラッチ解放中にエンジンの目標回転数を第１目標値に設定する。クラッチが滑り始めた時点で目標回転数を第１目標値よりも小さい第２目標値に設定する。

特開２０１３−００２３８３号公報

第２目標値が第１目標値よりも小さいと、走行状況によっては（例えば、エンジンの慣性が低い場合、路面からの抵抗が大きい場合、減速比が大きい場合には）、クラッチが滑り始めた直後にエンジン回転数が過剰に低下するおそれがある。

本発明は、発進時におけるクラッチの滑り始め直後の駆動源の回転数の落込みを抑制することを目的とする。

本発明の一形態に係る出力制御装置は、駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路を切断した無負荷状態から、前記動力伝達経路を介して前記駆動源で発生された動力を前記駆動輪に伝達可能な接続状態へと切り換えるクラッチ装置を備えた乗物に搭載され、前記乗物の急発進を可能にすべく前記駆動源の出力を制御する発進制御を実施する出力制御装置であって、前記発進制御の実施中、前記駆動源の出力の上限値を設定する上限設定部と、前記発進制御の実施中、運転状態を判定する状態判定部と、を備え、前記上限設定部は、前記状態判定部により前記無負荷状態にあると判定されている間は、前記上限値を第１上限値に設定し、前記状態判定部により前記駆動輪の回転開始前に前記接続状態が開始したと判定されると、前記上限値を前記第１上限値よりも大きい第２上限値に設定する。

前記構成によれば、発進制御中に駆動源の出力に上限値を設定するので、運転者の出力指令が大きいときに高出力付近での発進を容易にする。接続状態の開始時に、出力の上限値をそれまでよりも高くするので、負荷の発生による出力の低下や回転数の落込みを抑えることができる。

前記状態判定部は、前記駆動源の前記出力が、前記第１上限値を含む第１上限範囲内に維持されている状態から、前記駆動源の回転数の単位時間あたり減少量が所定の第１所定値以上になると、前記接続状態が開始したと判定してもよい。

前記構成によれば、運転者のクラッチ操作ミスなどにより、クラッチを急激に繋いだ場合には、車速を検知して発進を検知するよりも前に、駆動源で発生された動力が駆動輪に伝達され始めたか否かを判断できる。駆動輪に伝達された動力で車速が出始める時点での出力の低下を未然に抑えることができる。

前記状態判定部は、前記駆動源の前記出力が、前記第１上限値を含む第１上限範囲内に維持されている状態から、前記駆動源の回転数の単位時間あたり減少量が前記第１所定値以上であり、かつ、運転者によって入力される出力指令の単位時間あたり変化量が第２所定値未満である場合に、前記接続状態が開始したと判定してもよい。

前記構成によれば、運転者によって出力を保持しようという指令があるのに駆動源の出力が低下するような状況下でも、状態判定部が車速を検知して発進を検知するよりも前に当該状況を動力伝達開始と判断できる。

前記状態判定部が、前記クラッチ装置の繋合状態での前記第２上限値に追従する車速になったと判定すると、前記上限設定部が前記第２上限値を解除してもよい。

前記構成によれば、繋合状態になれば出力の制限がなくなるので、運転者の所望する出力で車両を加速させることができる。

前記クラッチ装置は、前記駆動源から伝わる力の割合を可変に構成され、前記上限設定部は、前記駆動源から伝わる力が最大割合となるまで、前記上限値を前記第２上限値で維持してもよい。

前記構成によれば、駆動源の出力特性として好ましい出力が得られる回転数（第２上限値）に維持しているため、運転者は好適なタイミング（例えば、第２上限値に追従する車速付近に達したとき）にクラッチを繋合すればよいので、クラッチ操作に集中できる。

前記動力伝達経路を構成する変速装置を備え、前記上限設定部は、前記変速装置に対するシフトアップ操作がなされた場合に、前記クラッチ装置が滑り状態であっても前記第２上限値を解除してもよい。

運転者によって手動入力される前記駆動源に対する出力指令を検出する出力指令検出器を備え、前記状態判定部は、前記発進制御の開始条件の成否を判定し、前記開始条件が、前記出力指令検出器により検出される出力指令が最大値付近の所定値以上であるとの条件を含んでもよい。

前記構成によれば、設定された条件に基づいて発進制御を開始できる。

本発明によれば、駆動源の回転数の落込みを抑制できる。

乗物に搭載された駆動系および実施形態に係る出力制御装置の構成を示す概念図である。 出力制御装置の構成を示すブロック図である。 開度指令部の構成を示すブロック図である。 出力制御装置により実行される発進制御を示すフローチャートである。 発進制御中におけるスロットル開度の制限を示すグラフである。 発進制御中における駆動源の回転数などの時間変動の一例を示すチャートである。

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。以下の説明における方向の概念は、乗物の運転者が見る方向を基準とする。車長方向は前後方向と対応し、車幅方向は左右方向と対応する。

［乗物］
図１は乗物に搭載された駆動系および出力制御装置１００を示す。乗物は、１以上の前輪１ａ、１以上の後輪１ｂ、駆動源２および動力伝達機構３を備える。駆動源２は、エンジン、電気モータ、またはこれらの組合せであり、駆動源２で発生された動力は、動力伝達機構３により形成される動力伝達経路３ａを介して駆動輪４に伝達される。例えば、乗物は前輪１ａおよび後輪１ｂを１つずつ備えた自動二輪車であり、駆動源２はエンジン２ａであり、前輪１ａが従動輪であり、後輪１ｂが駆動輪４である。

エンジン２ａには、スロットル弁１１、インジェクタ１２および点火プラグ１３が設けられる。スロットル弁１１の開度は可変であり、開度が変わればエンジン２ａへの吸気量が変わる。インジェクタ１２は燃料を噴射する。点火プラグ１３は燃焼室内で火花を発生して混合気を点火する。エンジン２ａが複数の気筒を有する場合、インジェクタ１２および点火プラグ１３は気筒ごとに設けられる。

動力伝達機構３は、駆動源２と駆動輪４との間に介在し、クラッチ装置１６および変速装置１７を含む。クラッチ装置１６は変速装置１７よりも動力伝達経路３ａの上流側（駆動源２側）に設けられる。駆動源２の出力軸２ｂはクラッチ装置１６の入力要素１６ａと連結され、クラッチ装置１６の出力要素１６ｂは変速装置１７の変速機入力軸１７ａと連結され、変速装置１７の変速機出力軸１７ｂは駆動輪４の車軸４ａと連結される。これらの連結は恒常的である一方、動力伝達経路３ａは、クラッチ装置１６の入出力要素１６ａ，１６ｂ間、変速装置１７の２軸１７ａ，１７ｂ間で切断され得る。

クラッチ装置１６は、例えば摩擦式であり、入力要素１６ａの摩擦部１６ｃと出力要素１６ｂの摩擦部１６ｄとの間で生じる摩擦力で動力を伝達する。乗物には、摩擦部１６ｃ，１６ｄ間で作用する圧着荷重を手動調整するクラッチ操作器２１（例えば、クラッチレバー）が設けられる。クラッチ操作器２１の操作位置が原位置にある無操作状態では、摩擦部１６ｃ，１６ｄの一方が他方に圧着するよう付勢される。この付勢力はクラッチ操作器２１に運転者から入力される操作力で相殺され、圧着荷重は操作力の作用で減少する。

付勢力を打ち消す操作力がクラッチ操作器２１に入力されると、圧着荷重はゼロになり摩擦部１６ｃ，１６ｄ同士が離れる。クラッチ装置１６はいわゆる解放状態となって、入出力要素１６ａ，１６ｂ間で動力の伝達が行われない。そのため、動力伝達経路３ａが切断され、駆動源２が駆動輪４から切り離される。以下、この状態を「無負荷状態」と呼ぶ。

そこからクラッチ操作器２１に入力される操作力が減る（すなわち、操作位置が原位置に向け少し戻る）と、摩擦部１６ｃ，１６ｄ同士が接触する。すると、摩擦部１６ｃ，１６ｄ間で摩擦力が生じ始め、摩擦力に応じた動力が入出力要素１６ａ，１６ｂ間で伝達される。操作力が減るにつれ、圧着荷重が増えていき動力の伝達可能量も大きくなる。このとき、摩擦部１６ｃ，１６ｄの一方が他方に対して滑りつつ回転し、クラッチ装置１６はいわゆる滑り状態となる。操作力がゼロになる（すなわち、操作位置が原位置まで戻る）と、圧着荷重が最大限に作用し、クラッチ装置１６がいわゆる繋合状態となる。当該クラッチ装置１６で許容される最大の動力を伝達可能になり、摩擦部１６ｃ，１６ｄ同士が同速で回転できる。以下、駆動源２の動力を駆動輪４に伝達可能な状態を「接続状態」と呼ぶ。

このとおり、クラッチ装置１６は、クラッチ操作器２１によって解放、滑りおよび繋合の間で状態が切り換わるように操作され、駆動系を無負荷状態から接続状態へと（およびその逆へと）切り換える。また、クラッチ装置１６は、駆動源２から伝わる動力に対して駆動輪４側（例えば、変速機入力軸１７ａ）に伝える動力の割合（以下、「動力伝達割合」という）を連続的に変化させるように構成されている。この動力伝達割合は、解放状態で最小（０％）、繋合状態で最大（１００％）となる。ただし、クラッチ装置１６の形式は摩擦式に限られない。

変速装置１７の形式にも特に限定はないが、シフトチェンジにクラッチ操作を要する手動多段式は好適である。その場合、乗物に、変速装置１７のギヤ位置を複数から１つ手動選択するシフトチェンジ操作器２２（例えば、シフトチェンジペダル）が設けられる。「ギヤ」は便宜上の呼称に過ぎず、変速装置１７が歯車式である必要はない。ギヤ位置は少なくとも中立位置および２以上の前進位置を含む。中立位置の選択時、動力伝達経路３ａは２軸１７ａ，１７ｂ間で切断される。前進位置の１つが選択されると、２軸１７ａ，１７ｂ間を繋ぐように動力伝達経路３ａが形成され、変速比は選択されたギヤ位置に対応した値となる。前進位置が低速であるほど、変速比は大きくなって後輪１ｂに伝達される前進トルクが大きくなる。以下、ギヤ位置が中立位置にあるときの変速装置１７の状態を「ギヤアウト」、ギヤ位置がいずれかの前進位置にあるときの変速装置１７の状態を「ギヤイン」と呼ぶ。

駆動系の状態は、変速装置１７の状態を考慮に入れた概念でもよい。その場合、変速装置１７がギヤイン状態であり且つクラッチ装置１６が滑り状態または繋合状態であるときに駆動系が接続状態である一方、その他の状況（クラッチ装置１６の解放状態、または変速装置１７のギヤアウト状態）下では駆動系が無負荷状態である。

［出力制御装置］
上記駆動系を備えた乗物に、本実施形態に係る出力制御装置１００が搭載されている。出力制御装置１００は、駆動源２の出力の制御に必要な情報を検出する検出器３１〜３６と、制御器（処理装置および記憶装置）としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）５と、操作装置としてのスロットル弁１１、インジェクタ１２および点火プラグ１３とを備える。

乗物は、運転者によって出力指令が手動入力される出力操作器２３（例えば、アクセルグリップ）を備える。出力操作器２３の操作位置が出力指令を表す。出力指令は、出力指令検出器３１（例えば、アクセル位置センサ）によって検出され、その検出値はＥＣＵ５に入力される。

ＥＣＵ５は、この他、駆動源２の回転数を検出する駆動源回転数検出器３２、変速装置１７のギヤ位置を検出するギヤ位置検出器３３、後輪１ｂの回転数を検出する後輪回転数検出器３４、前輪１ａの回転数を検出する前輪回転数検出器３５と接続される。スロットル開度（スロットル弁１１の弁体の回転位置）を検出するスロットル位置検出器（図示せず）と接続されてもよい。

スロットル弁１１の開度はＥＣＵ５によって電子的に制御される。詳細図示を省略するが、スロットル弁１１は、吸気通路内で回転する弁体と、弁体を回転駆動する弁アクチュエータ（例えば、電気モータ）を備える。ＥＣＵ５は、出力指令検出器３１から入力される出力指令に基づいてスロットル開度の目標値を求め、スロットル開度が目標値となるよう弁アクチュエータを駆動する。

乗物が自動二輪車である場合、車輪数、車重に対する出力の大きさ、ホイールベースの短さ等に起因して、前輪１ａが地面から浮き上がるウィリーを生じやすい。このウィリー時には、車体がピッチして車体のピッチ角が変動する。「ピッチ」は、車幅方向の仮想的な回転軸を中心とする回転運動である。ＥＣＵ５は、車体のピッチ角を検出するピッチ角検出器３６とも接続される。ピッチ角検出器３６は、ピッチ角速度またはピッチ角加速度を検出するセンサでもよく、ＥＣＵ５がこれらセンサの検出値に基づく積算処理でピッチ角を求めてもよい。

ＥＣＵ５は、これら検出器３１〜３６から乗物の運転状態を示す情報を入力し、入力した情報に基づいてスロットル弁１１、インジェクタ１２および点火プラグ１３を駆動し、スロットル開度、燃料噴射量（インジェクタ開弁期間）、点火時期、燃料間引き率、点火間引き率を制御し、駆動源２の回転数および出力を制御する。燃料間引き率は、燃焼行程の単位連続回数に対し燃料噴射を行わない行程数の割合であり、点火間引き率は、この単位連続回数に対し点火プラグ１３による火花発生を行わない行程数の割合である。

ＥＣＵ５には、通常走行モードの他、乗物の急発進を可能にする発進モード、発進後に駆動源２のトルクを最大限に引き出した走行を可能にするパワーモードなど、複数の走行モードがある。利用シーンや運転者の運転技能などに応じて、複数の走行モードから１つのモードが、ＥＣＵ５によって自動的にあるいは運転者によって手動で選択される。例えば、発進モードの好適な利用シーンとして、サーキット走行が想定されている。検出器３１〜３６が示す値が同一の条件下でも、選択されている走行モードによってスロットル開度や燃料噴射量や点火時期の目標値が変わり、それにより利用シーンや運転技能に応じた出力制御を可能にする。

選択されている走行モードおよび入力されている運転状態を示す情報に基づき、開度指令部４１は、スロットル開度の目標値を決定し、スロットル開度が当該目標値となるようにスロットル弁１１を制御する。同様に、インジェクタ指令設定部４２は、燃料噴射量目標値を決定して燃料噴射量が当該目標値となるようにインジェクタ１２を制御する。点火プラグ指令設定部４３は、点火時期の目標値を決定して点火時期が当該目標値となるように点火プラグ１３を制御する。

図３に示すように、例えばスロットル開度に関しては、出力指令検出器３１から検出される出力指令（すなわち、出力操作器２３の操作位置）が、目標値の一次基本値として設定される。この一次基本値は、出力指令と線形の相関を有することになる。一次基本値は、特性変換マップ５１を参照して求められた特性変換係数αで補正される。マップ５１は、走行モードごと且つギヤ位置ごとに準備されてＥＣＵ５に予め記憶される。各マップ５１は、出力指令および回転数と係数αとの関係を定義する。開度指令部４１は、走行モードおよびギヤ位置に応じて複数のマップ５１から１つを選択する。選択されたマップ５１を参照し、検出器３１，３２から入力した出力指令および回転数に応じた係数αを求める。求めた係数αが一次基本値に乗算され、この乗算値が目標値の二次基本値として設定される。このように、スロットル開度は、出力指令に比例するよう制御されることを基本としつつ、ギヤ位置、エンジン回転数および走行モードに適するように補正される。

また、駆動源２の出力を特別に抑制するのが望ましい走行状況がある。その典型例として、駆動輪４がスリップしてトラクション性能を失っている場合や、ウィリーを生じている場合を挙げられる。このような走行状況は、いずれの走行モードが選択されているかに関係なく生じ得る。このような走行状況が検知されると、開度指令部４１は、スロットル開度の目標値の基本値（特に、走行モード等が考慮されて係数αで補正された二次的なもの）を、開度制限係数βで補正し、目標値を低減させる。これにより、駆動源２の出力を適時に抑制でき、スリップやウィリーを未然防止または早期解消できる。開度制限係数βは、走行状況ごとに異なる手法で求められる。例えば、ウィリーに対応する係数βは、ピッチ角などに応じて設定される。ここでは、詳細説明を割愛するが、スリップに対応する係数βは、スリップ率やその変化量に応じて設定される。

［発進モード］
以下、発進モードの選択中に出力制御装置１００で実施される発進制御について説明する。この発進制御の実施のため、ＥＣＵ５は、状態判定部４４および上限設定部４５を有する。この発進モードは、前述のとおり、サーキットにおけるレーススタートで利用されることも視野に入れている。状態判定部４４は駆動系の状態その他の運転状態を検知し、上限設定部４５は検知された運転状態に基づき駆動源２の出力の上限値を設定する。それにより、極力最大トルクを発生させるような運転領域で駆動源２を運転させる。一方、ＥＣＵ５は、ウィリー判定部４６を有し、ウィリー判定部４６は、発進制御の実施中に乗物がウィリー状態であるか否かの判定を行う。

出力制御装置１００は、運転者によって手動操作される許否スイッチ３７（図１参照）を備える。運転者は許否スイッチ３７を手動操作することで、発進制御の実施を許可するか禁止するかＥＣＵ５に指令を与えることができる。以下、先ず発進制御の基本的な流れを説明する。

（発進制御の開始／無負荷状態）
図４に示すように、状態判定部４４は、発進制御の許可指令が許否スイッチ３７からＥＣＵ５に出力され（Ｓ１１）、出力指令が所定値以上であり（Ｓ１２）、かつ、駆動輪４が停止している（Ｓ１３）場合に、発進制御を開始する。なお、本実施形態では、出力指令と比較される「所定値」は、アクセル全開（すなわち、最大値）付近を示す値である。出力指令が最大値付近であるのに駆動輪４が停止し続けることができるということは、駆動系が無負荷状態にあることを意味する。状態判定部４４は、発進制御の開始時点で、駆動系が無負荷状態であると判定する。

なお、無負荷状態と判定される前から、駆動系は既に無負荷状態となっているはずである。発進制御の開始直前には、走行モードは例えば通常走行モードに設定され、通常走行モード用の特性変換マップ５１に基づいてスロットル開度の目標値が決定される。この状況下で出力操作器２３が略アクセル全開とされる。駆動系は無負荷状態にあるので、駆動源２の回転数は、駆動源２の保護のために設定された所定の過回転制限値（オーバーレブリミッタ）近くに達する可能性がある。出力制御装置１００は、回転数が過回転制限値を超えないよう点火時期、燃料間引き率および／または点火間引き率を調整し、インジェクタ１２および／または点火プラグ１３の動作を制御する。

出力制御装置１００は、発進制御が開始して駆動系が無負荷状態であると判定している間、駆動源２の出力の上限値を所定の第１上限値に設定する（Ｓ２１）。この場合の「出力」は、回転数とトルクの積でもよいが、回転数やトルクでもよい。本実施形態では、特段断らない限り、「出力」に回転数を用いるものとして説明する（後述の第２上限値についても同様）。この場合において、第１上限値は、過回転制限値よりも小さい値、例えば8000rpm程度に設定される。なお、発進制御中の回転数の変動の一例は図６に示す。

回転数を静定させるために即応性が要求されるが、吸気制御では遅れが生じやすい。燃料カットまたは点火カットのような燃焼状態を停止する動作によって回転数を制限すると、即応性を満たすことができ、また、回転数の吹き上がりも生じにくく好ましい。本実施形態では、上限値が第１上限値に決まると、インジェクタ指令設定部４２は、回転数が第１上限値となるように燃料噴射量および燃料間引き率を決定してインジェクタ１２を駆動する。これにより、回転数を第１上限値に速やかに近付けやすく、また、第１上限値付近で静定させやすい。

図５は、発進制御中にスロットル開度に課せられる制限を示すグラフである。発進制御中、開度指令部４１は、発進モード用の特性変換マップ５１を参照して係数αを求め、スロットル開度の目標値の二次基本値を求める。発進待機中は、係数βを用いた補正は行われず、出力指令と係数αの積（二次基本値）が最終的な目標値となる。図５に示すグラフは、この最終的な目標値（二次基本値）が回転数に応じてどのような値に制限されるべきか示す。係数αは上記のとおり出力指令と回転数に応じて決定されるが、この制限値の存在を前提として逆から言えば、係数αは（最終的な目標値たる）制限値を出力指令で除算した値である。そのため、図５のグラフは、出力指令がアクセル全開と仮定した場合に、係数αが回転数に応じてどのような値に設定されるべきか示すともいえる。出力指令が制限値未満であれば、係数αは１となり、最終的な目標値は出力指令と一致し、制限が行われない。これにより、発進モードが選択されていても、運転者による吸気量の調整を可能にしている。

グラフの傾向を説明すると、回転数がアイドル（例えば1000rpm程度）から第１回転数までの間は制限がない（アクセル全開でα＝１）。第１回転数と第１回転数よりも大きい第２回転数の間では、回転数上昇に伴い制限が強くなる（アクセル全開でαが１から減少する）。第２回転数で制限が極大となり、第２回転数からの回転数上昇に伴って制限は緩くなる（アクセル全開でαが上昇する）。第１上限値は、第１回転数と第２回転数との間に設定され、第１上限値に対応する制限値は全開未満である。つまり、発進モードの開始直後、アクセル全開であってもスロットル開度は全開未満に制限される。

発進制御前の走行モードに応じて全開付近にあったスロットル開度は、発進制御の開始によって特性変換マップが切り換わることで急減する。それにより回転数が速やかに低下して第１上限値へと近づいていく。併せて、インジェクタ指令設定部４２によって燃料噴射量および燃料間引き率が微調整され、それにより、回転数は、第１上限値を含む範囲、本実施形態では第１上限値を中心とする数値範囲である第１上限範囲内で維持される。なお、第１上限範囲は過回転制限値以下に設定される。吸気量が制限されることで、開度が全開である場合と比べ、回転数の微調整を行いやすくなる。また、吸気制御と燃焼制御とを組み合わせて発進時の出力を調整しているので、目標とする空燃比を保ちながら回転数の制限を行える。

（接続状態開始判定）
図４に戻り、出力制御装置１００は、無負荷状態であると判定している間、駆動系が無負荷状態から接続状態へと移行して接続状態が開始したか否かを判定する。原則として、クラッチ装置１６が解放状態から滑り状態へ移行すると、駆動系の接続状態が開始し、動力が駆動輪４に伝達され、駆動輪４の回転および乗物の発進が開始する。駆動輪４が回り始める時点で、クラッチ装置１６は滑り状態である必要がある。そうでないと、駆動源２の出力軸２ｂと駆動輪４との間の非常に大きな回転数差のため、ショックやストールを誘発する他、過大な出力を急激に駆動輪４に伝達することでウィリーを誘発する。その回避のため、運転者は、クラッチ操作器２１の操作位置を戻していく過程で駆動輪４の回転数を駆動源２の出力軸２ｂの回転数に追従させるように上昇させ（すなわち、クラッチの滑りをなくしていき）、追従が成った頃にクラッチ装置１６が丁度繋合状態になるよう操作することを求められる。

状態判定部４４は、無負荷状態であると判定している間、駆動輪４（後輪１ｂ）の回転数が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。所定値以上であれば、クラッチ滑り量を算出する（Ｓ２３）。

クラッチ滑り量の算出のため、状態判定部４４は、入力要素１６ａまたはそれよりも動力伝達経路３ａの上流側の回転部材の回転速度である入力回転速度と、出力要素１６ｂまたはそれよりも動力伝達経路３ａの下流側の回転部材の回転速度である出力回転速度とを測定する。出力回転速度の測定対象部材に対する入力回転速度の測定対象部材の速比を出力回転速度に乗算し、入力回転速度からこの乗算値を減算すれば、クラッチ滑り量が算出される。例えば、入力回転速度の測定対象部材は駆動源２の出力軸２ｂであり、出力回転速度の測定対象部材は駆動輪４である。その場合、出力回転速度に乗算される速比は、変速装置１７における変速比を内包するので、速比の導出にギヤ位置が考慮される。すなわち、クラッチ滑り量の算出に、駆動源回転数検出器３２、後輪回転数検出器３４、ギヤ位置検出器３３の検出値が参照される。

そして、状態判定部４４は、算出されたクラッチ滑り量が所定範囲内に収まっているか否か判断する（Ｓ２４）。クラッチ滑り量が所定範囲内に収まれば、クラッチ装置１６が接続状態になったと判定し、ステップＳ４１に進む。

クラッチ装置１６が適時適切に行われていれば、上記のとおり駆動輪４が回り始めてからクラッチ滑り量に基づいて接続状態の開始を判定できる。しかし、クラッチ操作が急でクラッチ装置１６での圧着荷重が急上昇すると、動力が駆動輪４に伝わるよりも前に、駆動源２に対する負荷が上がって回転数が落ち込む。このケースでは、駆動輪４が回り始める時点で既に駆動系の接続状態は開始している。クラッチ滑り量は駆動輪４が回り始めるまで算出できないので、上記の判定手法では、駆動輪４の回転に先立って接続状態が開始したときに、その開始の検知が遅れてしまう。検知が遅れた分だけ回転数が落ち込んだ状態が長く続く。そこで、駆動輪４の回転開始前から接続状態の開始を判定できるようにもしている。

すなわち、状態判定部４４は、無負荷状態と判定されている間に、駆動輪４の回転数が所定値未満であれば、出力指令が所定値以上であるとの条件（Ｓ３１）、出力指令の単位時間当たり変化量が所定値未満であるとの条件（Ｓ３２）、出力が第１上限値未満であるとの条件（Ｓ３３）、出力（回転数）の単位時間当たり減少量が所定値以上である（減少した場合に減少量が正、所定値は正）との条件（Ｓ３４）、変速装置１７がギヤイン状態であるとの条件（Ｓ３５）、これら複数の条件の成否を判定する。状態判定部４４はこれら条件Ｓ３１〜Ｓ３５が所定期間（例えば、数百ミリ秒）継続して成立するか否かを判定し（Ｓ３６）、所定期間継続すると、状態判定部４４は接続状態が開始したと判定する。

上記条件と駆動系の状態との関係を説明すると、回転数を第１上限値付近の第１上限範囲に収めるように制御していても、ギヤイン状態でクラッチ操作器２１が原位置へと戻され始めると、摩擦部１６ｃ，１６ｄ間で生じる摩擦力、およびその摩擦力に基づき回転されようとする出力要素１６ｂ以降の動力伝達機構３の抵抗が駆動源２にとって負荷となる。そのため、回転数が低下する。つまり、クラッチ装置１６の摩擦部１６ｃ，１６ｄ同士の接触は、回転数を対象とした定値制御にとって外乱となる。そこで、出力制御装置１００は、無負荷状態である間に、回転数の定値制御を実行しながら外乱による回転数の変化を監視する。回転数の低下を検知することで接続状態の開始を判定する。

条件Ｓ３５は、駆動系の状態に変速装置１７の状態を考慮にいれた場合において、駆動系が接続状態であるための必要条件である。条件Ｓ３１〜Ｓ３４は、もう一つの必要条件、すなわち、出力指令を所定値以上で保持したままクラッチ装置１６が解放状態を脱したとの条件を構成する。条件Ｓ３５と共に条件Ｓ３１〜Ｓ３４（特にＳ３３，ＳＳ３４）を考慮することで、ギヤイン状態で回転数が第１上限値から低下した、すなわち駆動系の接続状態が開始したことを検知できる。

このように、状態判定部４４は、無負荷状態と判定している間に、クラッチ滑り量が所定範囲内に収まる、または、条件Ｓ３６が成立すれば、クラッチ装置１６が接続状態になったと判定する。条件Ｓ３１〜Ｓ３６の成否の判定は、駆動輪４の回転数が所定値以上である場合にも実行されてもよく、その場合、Ｓ２２〜Ｓ２４の処理と、Ｓ３１〜Ｓ３６の処理とが並列的に実行される。

（接続状態開始後）
出力制御装置１００は、接続状態が開始したと判定した時点で、出力の上限値を第１上限値よりも大きい第２上限値（例えば、8500rpm）に設定する（Ｓ４１）。この判定時点では、条件Ｓ３３，Ｓ３４の内容からして、回転数は、低下傾向にあって、また、既に第１上限値（例えば、8000rpm）よりも低くなっている。

しかし、図５に示すように、第１上限値は、第１回転数と第２回転数との間、つまりスロットル開度の制限値が単調減少傾向にある区間内に設定される。そのため、回転数が第１上限値から低下しても、スロットル開度の制限は緩くなる（αが大きくなる）ので、スロットル開度は増加補正されることになる。そのため、接続状態の開始によって回転数の落込みが発生しても、その落込みに即応して出力を速やかに回復できる。なお、出力制御装置１００は、回転数を第２上限値に向けて上昇させるために、燃料間引き率の減少、燃料噴射量の増加、点火進角を併せて行ってもよい。

駆動輪４が実際に回り始める事前に、駆動系の接続状態の開始を判定することもできる。このため、駆動輪４に動力が伝達される前に接続状態が開始するようなことがあっても、駆動輪４が回り始める頃には、駆動源２の出力を大きくしておくことができる。

その後、クラッチ繋合状態での第２上限値に追従する車速に達するまでの間、出力の上限値は第２上限値で維持される（Ｓ４１、Ｓ４２）。これにより、クラッチ操作中の駆動源２の出力増減を抑制でき、簡便なクラッチ操作でショックを発生させずにクラッチを繋ぐことができる。

出力制御装置１００は、出力指令および回転数に応じてスロットル開度ひいては吸気量を大きくするよう、スロットル弁１１を制御する。そのため、乗物が動き出した後に、駆動源２の出力を滑らかに変化させることができる。

上限設定部４５は、クラッチ繋合状態での第２上限値に追従する車速に達すると、上限値の設定を（実質的に）解除する（Ｓ５１）。この解除は上限値そのものをなくすだけでなく、実際のエンジンの挙動に対して制限が実質的にかからないほど大きな上昇率で上限値を上昇させる場合も含む。また、上限値の解除がなされても、過回転制限値を解除するわけではなく、駆動源２の保護のための回転数制御は繋合後も実施される。上限値の解除に際し、インジェクタ指令導出部は、燃料間引き率をゼロとし、それにより発進制御中の燃料カットは終了する。一方、発進制御は終了しないので、上限値が解除されても、発進モード用の特性変換マップを用いた開度制限制御は継続し、回転数に応じてスロットル開度は制限される。上限値の解除により、出力および回転数が上昇し、車速も上昇していく。運転者は、車速に応じた変速比の選択のため、順次シフトアップ操作を行う。車速が所定値以上であるとの条件（Ｓ５２）と、ギヤ位置が所定値以上であるとの条件（Ｓ５３）が成立すると、発進制御が終了する。なお、条件Ｓ５２または条件Ｓ５３が成立したときに発進制御が終了してもよい。

（作用）
上記発進制御を運転者の視点を交えて説明する。運転者は、発進制御を開始させたければ、発進制御の実施を許可するよう許否スイッチ３７を予め操作しておき、停車中にクラッチを切って出力操作器２３をアクセル全開に操作し、その操作状態を所定期間維持すればよい。所定期間経過すれば、回転数が急落して第１上限値を含む所定範囲（第１上限範囲）で静定する。クラッチを切って停車したまま出力操作器２３を所定値以上、具体的には、アクセル全開で維持しても、回転数が再び第１上限範囲を超えて上昇するようなことはない。この回転数の急落および静定に基づいて、運転者は発進制御が正常に開始したと知覚できる。

運転者は、乗物を実際に発進開始させたければ、例えば１速のギヤ位置を選択する等して変速装置１７をギヤイン状態にし、出力操作器２３をアクセル全開で維持したまま、クラッチ操作器２１の操作位置を原位置に向けて戻し始めるだけでよい。アクセル全開であれば、前述したとおり、スロットル開度は図５に示すグラフから求まる制限値となり、車速に応じてグラフが示すとおりに変動する。

クラッチ装置１６での動力伝達の開始により回転数が落ちれば、スロットル開度が増加補正される等して、駆動源２の出力は自動的に調整され、回転数の速やかな回復が図られる。運転者のクラッチ操作のミスなどにより、クラッチ装置１６を急に繋ぐような操作がなされた場合、クラッチ装置１６での動力伝達が開始してから（すなわち、回転数の落込みが発生してから）、乗物を牽引させる（すなわち、駆動輪４の回転および乗物の発進が開始する）だけの動力が駆動輪４に伝達されるまでにはタイムラグが存在する。乗物の発進が開始するよりも前にクラッチ装置１６での動力伝達の開始を検知できるので、タイムラグ中に駆動源２の出力を調整して駆動源２が極力最大トルクを出力する状況に速やかに回復できる。

運転者は、出力操作器２３を全開保持してクラッチ操作のみに集中できる。その間、出力制御装置１００は、出力指令および回転数に基づき極力最大トルクを引き出せるように出力および回転数を自動的に調整する。乗物が発進し始めてから回転数は第２上限値で維持される。滑り状態から繋合状態へと移行させる間（すなわち、動力伝達割合が増えていく間）、回転数が一定としているのでクラッチ操作を行いやすくなる。

クラッチ繋合状態での第２上限値に追従する車速に達すると、回転数の上限値は解除される。ただし、発進制御自体は終了せず、スロットル開度の制限は継続する。スロットル開度を制限した状態で、駆動源２の出力の滑らかに上昇させていくことができ、繋合前後のスリップやウィリーを抑制しながら乗物を加速させることができる。後は車速に応じてシフトチェンジ操作を行えば、ギヤ位置および／または車速に応じて発進制御は自動的に解除される。それにより、特性変換マップは、スロットル開度に制限を課すものから、異なる走行モードのものへと切り換わる。

（ウィリー時の対処）
しかし、運転者のクラッチ操作ミスなどによってクラッチ装置１６が急激に繋合するなどにより、駆動輪４の過加速およびウィリーが生じるおそれがある。そこで、ウィリー判定部４６は、発進制御中に乗物がウィリー状態であるか否かを判定する。

ウィリー状態はピッチ角に基づいて判定される。このため、ウィリー状態の判定を平易に行うことができる。ピッチ角検出器３６がジャイロセンサである場合、走行中の路面勾配の変遷などがノイズとなって検出精度を低下させるおそれがあるが、発進開始からのピッチ角の変化を算出することで、累積されたノイズをなくして前輪１ａの路面からの浮上り量を平易かつ精度よく検出できる。また、ピッチ角を判定パラメータに使えば、車輪が回転していないまたは回転速度が大きくない状況でも、精度よくウィリーを判定でき、発進制御中のウィリー判定に好適である。ウィリー状態が検知されると、出力制御装置１００は、発進制御の実施を継続しながら、ウィリー抑制のために出力を抑制するウィリー制御も並行して実施する。

図３に戻り、この並行実施の具体的態様として、開度指令部４１は、ウィリー判定部４６によりウィリー状態であると判定されると、開度制限マップ５２を参照してウィリー用の開度制限係数βを求める。開度制限係数βは、図示のようにピッチ角に基づいて求められてもよいが、これは単なる一例であり、前後輪の速度差や、スロットル開度や、駆動源の回転数、ウィリー開始からの経過時間など、その他の運転状態に基づいて求められてもよい。

いずれにしても係数βは１よりも小さい値であり、スロットル開度は、係数αを用いた制限を課せられたうえで更に低減される。これにより、急発進中にあってウィリーが生じたという状況に適応して、駆動源２の出力を抑制でき、ウィリーを早期に抑制できる。

図３からわかるように、ウィリーの開度制限係数βは、走行モードに応じて選択された係数αを使って求まった基本値に対して補正をかけるものである。開度制限係数β自体は、走行モードに関わらずに求められる。つまり、開度制限係数βを求めるための開度制限マップ５２は、発進制御の非選択時と、発進制御の選択時とで共通化されている。そのため、通常走行モードの走行中にウィリーが生じれば、通常走行モード用の特性変換マップを参照して求められた基本値が、発進制御中と同様にして求められた係数βによって補正される。このように、ウィリーを抑制するための係数βを走行モードと切り離して導出可能にしているので、制御ロジックが簡潔となる。補正される基本値は、利用シーンや運転技能を反映したものである。この基本値を無視することなくスロットル開度の最終的な目標値の特性を決定しているので、走行状況に即した出力抑制を行うことができる。

（他の実施形態）
これまで実施形態について説明したが、上記構成は単なる一例であり、本発明の範囲内で適宜追加、削除または変更可能である。

出力制御装置１００は、少なくとも駆動系の接続状態が開始した時点で出力を高め、それにより回転数の落込みを早期回復できる構成であればよい。開始時点から繋合状態と判定されるまでの期間（クラッチ装置１６が滑り状態であると判定されている期間）を通して上限値が第２上限値に維持される必要はない。例えば、クラッチ装置１６が滑り状態である期間でも、駆動源の回転数が第１上限値付近まで回復すれば、上限値そのものを第１上限値に戻してもよい。

また、第２上限値は、変速装置１７がギヤイン状態であってギヤ位置が最低速段でなくなった場合に（すなわち、運転者がシフトアップ操作をした場合）に、クラッチ装置１６が滑り状態であっても解除されてもよい。

また、クラッチ装置１６は上記のとおり動力伝達割合を可変に構成されているが、開度指令部４１は、この動力伝達割合に応じてスロットル開度（すなわち、吸気量）を変更するようにスロットル弁１１を制御してもよい。スロットル開度および吸気量は、燃料間引き率や点火間引き率と比べると連続性を有する量であるので、出力の微調整に向いている。動力伝達割合の経過に対応して駆動源２で発生される動力を滑らかに変更できる。

出力制御装置は、自動二輪車以外の乗物にも適用可能である。

１ａ，１ｂ 車輪
２ 駆動源
３ 動力伝達機構
３ａ 動力伝達経路
４ 駆動輪
５ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００ 出力制御装置

Claims (5)

1. 駆動源、駆動輪、および前記駆動源と前記駆動輪との間の動力伝達経路を形成する動力伝達機構からなる駆動系を備え、前記動力伝達機構が、変速装置と、前記動力伝達経路を切断した無負荷状態から、前記動力伝達経路を介して前記駆動源で発生された動力を前記駆動輪に伝達可能な接続状態へと切り換えるクラッチ装置と、を備えた乗物に搭載され、前記乗物の急発進を可能にすべく前記駆動源の出力を制御する発進制御を実施する出力制御装置であって、
   前記発進制御の開始条件の成否を判定し、前記開始条件の成立後の前記発進制御の実施中に前記駆動系が無負荷状態か接続状態が開始したかを判定する状態判定部と、
   前記発進制御の実施中、前記駆動源の出力の上限値を設定する上限設定部と、を備え、
   前記上限設定部は、前記発進制御の実施中に前記状態判定部により前記駆動系が前記無負荷状態にあると判定されている間は、前記上限値を前記駆動源の最大値付近の過回転制御値よりも小さい値の第１上限値に設定し、
   前記状態判定部により、前記発進制御の実施中に、運転者によって入力される出力指令が所定値以上であり、前記出力指令の単位時間あたり変化量が第２所定値未満であり、前記駆動源の前記出力が前記第１上限値を含む第１上限範囲内に維持されている状態から前記駆動源の回転数の単位時間あたり減少量が所定の第１所定値以上になり、かつ、前記変速装置がギヤイン状態であることが所定時間継続していると判定されて、前記駆動系の前記接続状態が開始したと判定されると、前記駆動輪の回転開始前に、
   前記上限設定部により、前記上限値を前記第１上限値よりも大きい値であって前記過回転制御値よりも小さい値の第２上限値に設定する、出力制御装置。
2. 前記状態判定部が、前記クラッチ装置の繋合状態での前記第２上限値に追従する車速になったと判定すると、前記上限設定部が前記第２上限値を解除する、請求項１に記載の出力制御装置。
3. 前記クラッチ装置は、前記駆動源から前記駆動輪に伝わる力の割合を可変に構成され、
   前記上限設定部は、前記駆動源から前記駆動輪に伝わる力が最大割合となるまで、前記上限値を前記第２上限値で維持する、請求項１に記載の出力制御装置。
4. 前記上限設定部は、前記変速装置がギヤイン状態であって、前記変速装置に対するシフトアップ操作がなされた場合に前記第２上限値を解除する、請求項１に記載の出力制御装置。
5. 運転者によって手動入力される前記駆動源に対する出力指令を検出する出力指令検出器を備え、
   前記発進制御の開始条件が、前記出力指令検出器により検出される出力指令が最大値付近の所定値以上であるとの条件を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の出力制御装置。

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