JPWO2014017138A1

JPWO2014017138A1 - 二輪車の転倒防止方法及び装置

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Publication number: JPWO2014017138A1
Application number: JP2014526788A
Authority: JP
Inventors: 俊作小野
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Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2016-07-07
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Abstract

二輪車の転倒防止方法であって、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、車体の実際の傾斜角が、車体の実際の車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、または、車体の所定時間後の推定傾斜角が、推定車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合、または超えそうな場合に、車体を加速させるように、または、車体の減速を抑制するようになされた、二輪車の転倒防止方法が提供される。

Description

本発明は、二輪車に関し、特に、自動二輪車の転倒防止方法及び装置に関する。

二輪車の、特にカーブ走行時における走行安定性を改善するため、例えば、特開２００４−９９０２６に記載されるような自動二輪車用のエンジントルク調節方法が知られている。この装置では、カーブ走行中に車体に作用する遠心力または横方向加速度の関数として、走行方向の加速力または加速度の最大値が求められ、求められた最大値を超えないように、エンジントルクが制御される。すなわち、カーブ走行時の車輪の横滑りを防止するように二輪車の加速を抑制している。これは、高速でカーブ走行中の二輪車の強すぎる加速または制動が、タイヤの横滑りを引き起こすからである。

特開２００４−９９０２６

しかし、上記従来技術では、低速域における二輪車の走行不安定性については考慮していない。自動二輪車を運転する際、低速域でバランスを崩し、転倒することが多く、特にＵターンのときのようにハンドルを切った状態での低速右旋回ではライダーの右手が燃料タンクに当たってアクセルを開けることができずに失速して転倒する場合がある。高速域に比べ、低速域では、小さな速度変化も車体の走行安定性に大きく影響する。

上記に鑑み、本発明は、特に低速度域での二輪車の走行安定性を確保することを目的とする。

請求項１の発明によれば、二輪車の転倒防止方法であって、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角が、車体の実際の傾斜角の時間変化に基づいて推定され、車体の所定時間後の車体速度である推定車体速度が、車体の実際の車体速度の時間変化に基づいて推定され、推定傾斜角が、推定車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合、または超えそうな場合に、車体を加速させるように、または、車体の減速を抑制するようになされた、二輪車の転倒防止方法が提供される。この構成によれば、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角が、車体の実際の傾斜角の時間変化に基づいて推定され、車体の所定時間後の車体速度である推定車体速度が、車体の実際の車体速度の時間変化に基づいて推定され、推定傾斜角が、推定車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合、または超えそうな場合に、車体を加速させるように、または、車体の減速を抑制するようになされているので、特にＵターン等、バランスを崩しやすい低速でのカーブ走行時に、旋回半径に関する運転者の意思を変えることなく二輪車の転倒を防止することができる。また、所定時間後の走行状態を推定して制御を行うことができるので、適切なタイミングでエンジンの駆動力を変化させて車体を加速させる、または、車体の減速の抑制を行うことができる。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載の二輪車の転倒防止方法であって、推定傾斜角が、推定車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、最大許容傾斜角としての推定傾斜角に対応する車体速度と推定車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量が算出される、二輪車の転倒防止方法が提供される。

請求項３の発明によれば、二輪車の転倒防止方法であって、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、車体の実際の傾斜角が、車体の実際の車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、車体を加速させるようになされた、二輪車の転倒防止方法が提供される。この構成によれば、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、車体の実際の傾斜角が、車体の実際の車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、車体を加速させるようになされているので、特にＵターン等、バランスを崩しやすい低速でのカーブ走行時に、旋回半径に関する運転者の意思を変えることなく二輪車の転倒を防止することができる。

請求項４の発明によれば、請求項３に記載の二輪車の転倒防止方法であって、車体の実際の傾斜角が、車体の実際の車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、最大許容傾斜角としての実際の傾斜角に対応する車体速度と実際の車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量が算出される、二輪車の転倒防止方法が提供される。

請求項５の発明によれば、請求項２または４に記載の二輪車の転倒防止方法であって、駆動加算量が、ＰＩＤ制御により算出される、二輪車の転倒防止方法が提供される。

請求項６の発明によれば、請求項２、４または５に記載の二輪車の転倒防止方法であって、駆動加算量の最大値が予め設定されており、算出された駆動加算量が所定時間に亘って最大値を維持した場合に、駆動加算量が零にされる、二輪車の転倒防止方法が提供される。この構成によれば、駆動加算量の最大値が予め設定されており、算出された駆動加算量が所定時間に亘って最大値を維持した場合に、駆動加算量が零にされるので、傾斜角の検出値や車速の補正量に誤差が生じた場合に、二輪車が必要以上に加速されることを防止することができる。

請求項７の発明によれば、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の二輪車の転倒防止方法であって、方法は、所定の車体速度領域内でのみ実行される、二輪車の転倒防止方法が提供される。この構成によれば、二輪車の転倒防止方法は、所定の車体速度領域内でのみ実行されるので、二輪車が高速走行時にさらに加速されることを防止することができる。

請求項８の発明によれば、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の二輪車の転倒防止方法であって、車体の実際の傾斜角が、傾斜角センサの出力値に基づいて算出され、傾斜角センサが、横方向加速度センサ、垂直方向加速度センサ、ヨーレートセンサ、及びロールレートセンサのうちの少なくとも一つである、二輪車の転倒防止方法が提供される。

また、請求項９の発明によれば、二輪車用転倒防止装置であって、車体速度を検出する車速センサと、車体の傾斜角を検出するための傾斜角センサと、傾斜角センサの出力値に基づいて車体の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、車体速度と傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断する不安定度判断手段と、不安定度判断手段によって車体が不安定であると判断される場合にエンジン駆動加算量を算出する駆動加算量算出手段と、エンジンＥＣＵに対して駆動加算量を出力する駆動力増加指示手段と、を備える二輪車用転倒防止装置が提供される。この構成によれば、二輪車用転倒防止装置は、車体速度と傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断する不安定度判断手段と、不安定度判断手段によって車体が不安定であると判断される場合にエンジン駆動加算量を算出する駆動加算量算出手段を備えているので、特にＵターン等、バランスを崩しやすい低速でのカーブ走行時に、旋回半径に関する運転者の意思を変えることなく二輪車の転倒を防止することができる。

請求項１０の発明によれば、請求項９に記載の二輪車用転倒防止装置であって、車速センサの出力値を記憶する車体速度記憶手段と、傾斜角算出手段の出力値を記憶する傾斜角記憶手段と、車速センサの出力値の時間変化に基づいて、車体の所定時間後の車体速度である推定車体速度を算出する車体速度推定手段と、傾斜角算出手段の出力値の時間変化に基づいて、車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角を算出する傾斜角推定手段と、を備えており、不安定度判断手段は、推定車体速度と推定傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断する、二輪車用転倒防止装置が提供される。この構成によれば、二輪車用転倒防止装置は、車速センサの出力値を記憶する車体速度記憶手段と、傾斜角算出手段の出力値を記憶する傾斜角記憶手段と、車速センサの出力値の時間変化に基づいて、車体の所定時間後の車体速度である推定車体速度を算出する車体速度推定手段と、傾斜角算出手段の出力値の時間変化に基づいて、車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角を算出する傾斜角推定手段と、を備えており、不安定度判断手段は、推定車体速度と推定傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断するので、特にＵターン等、バランスを崩しやすい低速でのカーブ走行時に、旋回半径に関する運転者の意思を変えることなく二輪車の転倒を防止することができる。また、所定時間後の走行状態を推定して制御を行うことができるので、適切なタイミングでエンジンの駆動力を変化させて車体を加速させる、または、車体の減速の抑制を行うことができる。

請求項１１の発明によれば、請求項９に記載の二輪車用転倒防止装置であって、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、不安定度判断手段は、車体速度と算出された傾斜角と最大許容傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断する、二輪車用転倒防止装置が提供される。

請求項１２の発明によれば、請求項１１に記載の二輪車用転倒防止装置であって、駆動加算量算出手段は、最大許容傾斜角としての算出された傾斜角に対応する車体速度と、検出された車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量を算出する、二輪車用転倒防止装置が提供される。

請求項１３の発明によれば、請求項１０に記載の二輪車用転倒防止装置であって、車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、不安定度判断手段は、推定車体速度と推定傾斜角と最大許容傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断する、二輪車用転倒防止装置が提供される。

請求項１４の発明によれば、請求項１３に記載の二輪車用転倒防止装置であって、駆動加算量算出手段は、最大許容傾斜角としての推定傾斜角に対応する車体速度と、推定車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量を算出する、二輪車用転倒防止装置が提供される。

請求項１５の発明によれば、請求項９から１４のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、駆動加算量算出手段は、ＰＩＤ制御によって駆動加算量を算出する、二輪車用転倒防止装置が提供される。

請求項１６の発明によれば、請求項９から１５のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、駆動加算量の最大値が予め設定されており、算出された駆動加算量が所定時間に亘って最大値を維持した場合に駆動加算量を零にする、駆動力増加制限手段をさらに備える、二輪車用転倒防止装置が提供される。この構成によれば、駆動加算量の最大値が予め設定されており、二輪車用転倒防止装置は、算出された駆動加算量が所定時間に亘って最大値を維持した場合に駆動加算量を零にする、駆動力増加制限手段を備えているので、傾斜角の検出値や車速の補正量に誤差が生じた場合に、二輪車が必要以上に加速されることを防止することができる。

請求項１７の発明によれば、請求項９から１６のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、所定の車体速度領域内でのみ動作する、二輪車用転倒防止装置が提供される。この構成によれば、二輪車用転倒防止装置は、所定の車体速度領域内でのみ動作するので、二輪車が高速走行時にさらに加速されることを防止することができる。

請求項１８の発明によれば、請求項９から１７のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、傾斜角センサが、横方向加速度センサ、垂直方向加速度センサ、ヨーレートセンサ、及びロールレートセンサのうちの少なくとも一つである、二輪車用転倒防止装置が提供される。

本発明によれば、特に低速度域での二輪車の走行安定性を確保することができる。

傾斜した二輪車に作用する力を模式的に示す図である。本発明の装置を含むシステム構成図である。本発明の装置の他の実施形態を含むシステム構成図である。本発明の方法における処理を示すフローチャートである。本発明の方法の他の実施形態における処理を示すフローチャートである。図３Ａまたは図３Ｂの処理で用いられるマップの一例を示す図である。駆動力増加制限手段の作用の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

はじめに、本発明の方法の原理について説明する。傾斜した二輪車には、重力方向の荷重と外向きの遠心力が作用する。これらの力を、Ｙ−Ｚ座標を用いて模式的に表すと図１のようになる。図１は、右旋回時の二輪車及び運転者の正面図（または背面図）であり、二輪車は旋回半径方向に関して内側に傾斜した姿勢にある。図１中、１００は二輪車の車輪を示し、１０１は、運転者を含めた二輪車の上部構造を示している。１０２は運転者の頭部を示す。θは、二輪車の傾斜角（重力方向に対する傾き角）である。荷重と遠心力は、それぞれ、運転者を含めた二輪車の重心Ｇを始点とするベクトルＦ１、Ｆ２で示されている。図１に示すように重心Ｇを原点とするＹ´−Ｚ´座標を定義すると、傾斜角θを一定に保つには、荷重Ｆ１のＹ´成分Ｆ１ｙ´と遠心力Ｆ２のＹ´成分Ｆ２ｙ´が釣り合う必要があることが分かる。このとき、

｜Ｆ１ｙ´｜＝｜Ｆ２ｙ´｜

である。｜Ｆ１ｙ´｜＞｜Ｆ２ｙ´｜の場合、傾斜角θは大きく、車体は倒れる方向に動く。一方、｜Ｆ１ｙ´｜＜｜Ｆ２ｙ´｜の場合、傾斜角θは小さく、車体は起き上がる方向に動く。

ここで、荷重、すなわち、二輪車及び運転者の合計重量をｍ、カーブ走行時の旋回半径をｒ、二輪車の車体速度をｖとすると、遠心力Ｆ２＝ｍｖ^２／ｒであり、従って、Ｆ２ｙ´＝ｍｖ^２／ｒ・ｃｏｓθである。

このことから、運転者の意思を変えずに（すなわち、旋回半径ｒを変えずに）車体が倒れないようにするには、車体速度ｖを増加させるとよいことが分かる。本発明によれば、例えば、車体速度ｖに応じて、車体が転倒する虞のある傾斜角θを予め決めておき、その傾斜角θを実際の傾斜角θが超える場合に車体速度ｖを増加させることにより、二輪車の転倒を防止することができる。換言すれば、傾斜角θに応じて、転倒の虞のある車体速度ｖを予め決めておき、その速度ｖ以下にならないようにエンジンの駆動力を制御し、二輪車の転倒を防止することができる。

尚、本明細書において、「傾斜角」は、横方向傾斜角を意味し、「横方向」は、「走行方向に対して横に」または「二輪車の長軸に対して横に」を意味する。

図２Ａは、本発明の一実施形態による二輪車用転倒防止装置を含むシステム構成図の一例である。本発明の二輪車用転倒防止装置は、車体速度を検出する車速センサ１と、車体の傾斜角を検出するための傾斜角センサ２と、傾斜角センサ２の出力値に基づいて車体の傾斜角を算出する傾斜角算出手段３と、車体速度と傾斜角に基づいて、車体の走行不安定度を判断する不安定度判断手段４と、不安定度判断手段４によって車体が不安定であると判断される場合にエンジン駆動加算量を算出する駆動加算量算出手段５と、エンジンＥＣＵ（電子制御装置）に対して駆動加算量を出力する駆動力増加指示手段６とを備えている。図２Ａに示すように、傾斜角算出手段３、不安定度判断手段４、駆動加算量算出手段５、駆動力増加指示手段６は、既存のＡＢＳ―ＥＣＵに組み込むことができる。また、本発明の二輪車用転倒防止装置は、図示しない駆動力増加制限手段を備えていてもよい。駆動力増加制限手段は、駆動加算量算出手段５によって算出された駆動加算量が所定時間に亘って所定の最大値に維持された場合に、駆動加算量を零にし、車体を自動で加速させないようにすることができる。

傾斜角センサ２としては、例えば、横方向加速度センサ、垂直方向加速度センサ、ヨーレートセンサ、ロールレートセンサ等を用いることができる。横方向加速度センサは、車体が傾斜したときその傾斜角の正弦成分の重力加速度を検出するので、傾斜角センサ２として用いることができる。同様に、垂直方向（車体の高さ方向）加速度センサを用いることもできる。しかし、傾斜角センサとして横方向加速度センサのみまたは垂直方向加速度センサのみを用いると、遠心力と重力のバランスによっては、測定される加速度が非常に小さく、傾斜角を算出することが困難な場合がある。このため、傾斜角センサとして加速度センサを用いる場合は、横方向加速度センサと垂直方向加速度センサの両方を用いる必要がある。ヨーレートセンサを用いる場合は、検出されたヨーレートの時間積分により傾斜角θを算出することができる。この他、光センサまたは音響センサを用いて傾斜角θを求めることもできる。例えば、車体の両側に２つの送信器と２つの受信器とを取り付けることができる。この場合、２つの送信器からそれぞれ送り出された信号は、路面に反射されてそれぞれの受信器によって受信され、傾斜角θは、信号の所要時間差に基づいて求めることができる。ヨーレートセンサを用いて傾斜角を算出する方法については、例えば、特開２００４−１５５４１２、光センサまたは音響センサを用いて傾斜角を算出する方法については、例えば、特開２００４−８３００９に記載されている。

図２Ｂは、本発明の他の実施形態による二輪車用転倒防止装置を含むシステム構成図の例を示す。本実施形態における二輪車用転倒防止装置は、図２Ａに示す要素に加えて、さらに、車速センサ１の出力値を記憶する車体速度記憶手段７と、車速センサ１の出力値の時間変化に基づいて、車体の所定時間後の車体速度である推定車体速度を算出する車体速度推定手段８と、傾斜角算出手段３の出力値を記憶する傾斜角記憶手段９と、傾斜角算出手段３の出力値の時間変化に基づいて、車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角を算出する傾斜角推定手段１０とを備えている。これら追加の手段もまた、既存のＡＢＳ−ＥＣＵに組み込むことができる。この場合、不安定度判断手段４は、車体速度推定手段８によって算出された推定車体速度と、傾斜角推定手段１０によって算出された推定傾斜角に基づいて、車体の不安定度を判断する。また、図２Ａの実施形態と同様に、本実施形態においても、二輪車用転倒防止装置は、図示しない駆動力増加制限手段を備えることができる。駆動力増加制限手段は、駆動加算量算出手段５によって算出された駆動加算量が所定時間に亘って所定の最大値に維持された場合に、駆動加算量を零にし、車体を自動で加速させないようにすることができる。本実施形態によれば、所定時間後の車体の走行状態を推定して制御を行うことができるので、より適切なタイミングで車体を加速させ、または、車体の減速を抑制することができ、これにより、二輪車の転倒をより確実に防止することができる。

次に、本発明の方法に従って実施される処理について具体的に説明する。図３Ａは、上記原理に基づく、図２Ａの二輪車用転倒防止装置による車体速度制御処理の一例を示すフローチャートである。

まず、車速センサ（車輪速度センサ）１から出力値を取得する（ステップ１）。次に、実際の車体速度（実車速度）Ｖ_ａが、所定値以下であるか否かを判断する（ステップ２）。本発明による制御処理によって車体が加速されるため、本実施形態では、安全性を考慮して、車体速度について所定の最大値（例えば、５０ｋｍ／ｈｒ）を予め設定し、最大値以下の場合にのみ処理を実行することとしている。これにより、二輪車が高速走行時にさらに加速されることを防止することができる。

車体速度Ｖ_ａが所定値以下であると判断されると、例えば、ヨーレートセンサ等の傾斜角センサ２からの出力値が取得される（ステップ３）。この出力値に基づいて、車体の実際の傾斜角（実傾斜角）θが算出される（ステップ４）。

次に、ステップ５において、車体の走行不安定度が判断されるが、この判断のため、ＥＣＵには、車体速度Ｖに対する最大許容傾斜角θ_ｍ（度）が予めマップ化され、記憶されている。最大許容傾斜角θ_ｍは、或る車体速度Ｖで走行する車体が転倒する虞のない（或いは運転者のアクセル操作によって転倒することなく起き上がることができると想定される）範囲における最大傾斜角である。図４の例でいえば、車体速度Ｖ＝３０ｋｍ／ｈｒのときの最大許容傾斜角θ_ｍは４０度に設定されている。車体速度Ｖと最大許容傾斜角θ_ｍの対応関係は、車体の種類によって異なり、図４に示すものには限られないが、車体の種類に関わらず、車体速度Ｖが増加するに従って、最大許容傾斜角θ_ｍは大きくなる傾向がある。

算出された傾斜角θが、マップ上の曲線よりも下側の領域（換言すれば、安定領域）にあると、二輪車は左右のバランスが取り易い状態にあり、従って、運転者は転倒の虞無く、安定して走行できるため、走行状態は安定であると判断される（ＮＯ）。一方、算出された傾斜角θが、マップ上の曲線よりも上側の領域（換言すれば、不安定領域）に移行すると、二輪車は転倒する方向に動いており、走行状態は不安定であると判断される（ＹＥＳ）。この場合は、実車速度Ｖ_ａを増加させる必要があるので、ステップ６において、エンジンＥＣＵに出力するための駆動加算量が算出される。そして、算出された駆動加算量に基づく信号がエンジンＥＣＵに出力される。（ステップ７）。この信号に基づき、エンジンＥＣＵは、加速のための燃料噴射量の増加、スロットルバルブの開度調整等の制御を行う。エンジンＥＣＵにおけるこれらの制御は従来と同様であるので、本明細書では説明を省略する。

ステップ５で走行状態が安定であると判断された場合（ＮＯ）は、駆動加算量の算出を行うことなく、ステップ１に戻る。

しかし、エンジンＥＣＵに駆動加算命令を送っても、ＥＣＵ間の通信やエンジンの点火タイミングなどに起因して、実際のエンジン駆動力が変わるまでにタイムラグが生じ得る。従って、本発明では、より適切なタイミングでエンジン駆動力を変化させるように、所定時間後の車体の走行状態を推定して制御してもよい。

図３Ｂは、図２Ｂに示す二輪車用転倒防止装置による車体速度制御処理の例を示す。まず、車速センサ（車輪速度センサ）１から出力値を取得する（ステップ１１）。次に、車体速度（実車速度）Ｖ_ａが、所定値以下であるか否かを判断する（ステップ１２）。車体速度Ｖ_ａが所定値以下であると判断される（ＹＥＳ）と、ステップ１３において、車体速度記憶手段７に記憶された実車速度Ｖ_ａの値の時間変化に基づき、予め設定された所定時間（例えば、ステップ１３における現在時刻からの所定時間）後の車体速度である推定車体速度Ｖ_ｅが算出される。次に、ステップ１４において、傾斜角記憶手段９に記憶された実傾斜角θの値の時間変化に基づき、予め設定された所定時間（例えば、ステップ１４における現在時刻からの所定時間）後の傾斜角である推定傾斜角θ_ｅが算出される。しかし、ステップ１３で推定傾斜角θ_ｅが算出され、ステップ１４で推定車体速度Ｖ_ｅが算出されてもよい。尚、本実施形態では、車速センサ１の出力値である実車速度Ｖ_ａ、傾斜角センサ２の出力値に基づいて算出された実傾斜角θは、常時、車体速度記憶手段７、傾斜角記憶手段９にそれぞれ記憶される。ステップ１５において、車体の走行不安定度判断が、推定車体速度Ｖ_ｅと推定傾斜角θ_ｅに基づいて行われる。判断方法は、図３Ａの実施形態と実質的に同様であり、ＥＣＵに予め記憶されている、例えば図４に示されるようなマップに基づいて行われる。すなわち、推定傾斜角θ_ｅが、マップ上の曲線よりも下側の安定領域にあると、走行状態は安定であると判断され（ＮＯ）、推定傾斜角θ_ｅが、マップ上の曲線よりも上側の不安定領域にあると、走行状態は不安定であると判断される（ＹＥＳ）。ＹＥＳの場合、所定時間後の走行状態が安定領域になるように、車体を加速させるか、または、車体の減速を抑制する必要がある。従って、ステップ１６において、エンジンＥＣＵに出力するための駆動加算量が算出される。そして、算出された駆動加算量に基づく信号がエンジンＥＣＵに出力され（ステップ１７）、この信号に基づいて、エンジンＥＣＵは、加速のためのもしくは減速を抑制するための燃料噴射量の増加、スロットルバルブの開度調整等の制御を行う。また、本発明では、推定傾斜角θ_ｅが図４の不安定領域に移行しそうな場合にもステップ１５で走行状態は不安定であると判断し、走行状態を不安定領域に移行させないための制御（すなわち、車体の加速、または車体の減速の抑制）を行うこともできる。

このように、図３Ｂの例では、所定時間後の推定車体速度及び所定時間後の推定傾斜角に基づいて車体の走行不安定度判断が行われる。これにより、より適切なタイミングで車体を加速させ、または、車体の減速を抑制することができ、二輪車の転倒をより確実に防止することができる。

本発明では、駆動加算量の算出は、ＰＩＤ制御によって行われることができる。これについて、再度図４を参照して具体的に説明する。

図３Ａに示す処理の場合、図４に示すように、実車体速度Ｖ１、実傾斜角θ１の走行状態（Ｘ０）から、実車体速度Ｖ２、実傾斜角θ２の走行状態（Ｘ１）に変化したと仮定する。この場合、変化後の走行状態は不安定領域内にあるが、実車体速度Ｖ２と、最大許容傾斜角としての実傾斜角θ２に対応する車体速度Ｖ３との間の差ΔＶを最小にするように、車体を加速させることにより、車体を転倒させることなく安定状態に戻すことが可能である。従って、実車体速度Ｖ２と目標車体速度Ｖ３との差ΔＶに基づくＰＩＤ制御が行われる。このＰＩＤ制御による算出値が、駆動加算量としてエンジンＥＣＵに出力される。

同様に、図３Ｂに示す処理の場合、実車体速度Ｖ１、実傾斜角θ１の走行状態（Ｘ０）において、所定時間後の走行状態が、推定車体速度Ｖ２、推定傾斜角θ２の走行状態（Ｘ１）であると推定されたと仮定する。この場合、推定車体速度Ｖ２と、最大許容傾斜角としての推定傾斜角θ２に対応する車体速度Ｖ３との間の差ΔＶを最小にするように、車体を加速させるか、または、車体の減速を抑制することにより、走行状態が不安定領域に移行することを防止して車体の転倒を防止することができる。従って、推定車体速度Ｖ２と目標車体速度Ｖ３との差ΔＶに基づくＰＩＤ制御が行われ、このＰＩＤ制御による算出値が、駆動加算量としてエンジンＥＣＵに出力される。

しかし、上記したように、本発明の転倒防止装置は、駆動力増加制限手段を備えていてもよく、この場合、エンジンＥＣＵに出力される駆動加算量の最大値を予め設定しておき、算出された駆動加算量が、所定時間に亘って最大値に維持される場合は、駆動加算量算出（ステップ６、１６）後エンジンＥＣＵへの出力（ステップ７、１７）前に、駆動加算量を零とする制御を行ってもよい。このような駆動力増加制限手段の作用の一例を図５に示す。この例では、駆動加算量の最大値を２０Ｎ・ｍに設定しており、ステップ６またはステップ１６で算出される駆動加算量が０．５秒間、２０Ｎ・ｍである場合は、駆動加算量を零にする。この例では、駆動加算量が最大値に達してから１．０秒後に零としている。しかし、駆動加算量の具体的な最大値、最大値が維持される所定時間、駆動加算量が零にされるまでの時間等は、図５の例には限られない。このように駆動力増加を制限することによって、傾斜角の検出値や車速の補正量に誤差が生じた場合に、二輪車が必要以上に加速されることを防止することができる。

本発明は、自動二輪車に広く適用することができる。

１車速センサ
２傾斜角センサ
３傾斜角算出手段
４不安定度判断手段
５駆動加算量算出手段
６駆動力増加指示手段
７車体速度記憶手段
８車体速度推定手段
９傾斜角記憶手段
１０傾斜角推定手段
１００車輪
１０１二輪車の上部構造
１０２運転者頭部

Claims

二輪車の転倒防止方法であって、
車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、
前記車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角が、前記車体の実際の傾斜角の時間変化に基づいて推定され、
前記車体の前記所定時間後の車体速度である推定車体速度が、前記車体の実際の車体速度の時間変化に基づいて推定され、
前記推定傾斜角が、前記推定車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合、または超えそうな場合に、前記車体を加速させるように、または、前記車体の減速を抑制するようになされた、二輪車の転倒防止方法。
請求項１に記載の二輪車の転倒防止方法であって、
前記推定傾斜角が、前記推定車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、最大許容傾斜角としての前記推定傾斜角に対応する車体速度と前記推定車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量が算出される、二輪車の転倒防止方法。
二輪車の転倒防止方法であって、
車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、
前記車体の実際の傾斜角が、前記車体の実際の車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、前記車体を加速させるようになされた、二輪車の転倒防止方法。
請求項３に記載の二輪車の転倒防止方法であって、
前記車体の実際の傾斜角が、前記車体の実際の車体速度に対応する最大許容傾斜角を超える場合に、最大許容傾斜角としての前記実際の傾斜角に対応する車体速度と前記実際の車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量が算出される、二輪車の転倒防止方法。
請求項２または４に記載の二輪車の転倒防止方法であって、
前記駆動加算量が、ＰＩＤ制御により算出される、二輪車の転倒防止方法。
請求項２、４または５に記載の二輪車の転倒防止方法であって、
前記駆動加算量の最大値が予め設定されており、
算出された前記駆動加算量が所定時間に亘って前記最大値を維持した場合に、前記駆動加算量が零にされる、二輪車の転倒防止方法。
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の二輪車の転倒防止方法であって、
前記方法は、所定の車体速度領域内でのみ実行される、二輪車の転倒防止方法。
請求項１から７のうちいずれか一項に記載の二輪車の転倒防止方法であって、
前記車体の実際の傾斜角が、傾斜角センサの出力値に基づいて算出され、
前記傾斜角センサが、横方向加速度センサ、垂直方向加速度センサ、ヨーレートセンサ、及びロールレートセンサのうちの少なくとも一つである、二輪車の転倒防止方法。
二輪車用転倒防止装置であって、
車体速度を検出する車速センサと、
車体の傾斜角を検出するための傾斜角センサと、
前記傾斜角センサの出力値に基づいて前記車体の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、
前記車体速度と前記傾斜角に基づいて、前記車体の走行不安定度を判断する不安定度判断手段と、
前記不安定度判断手段によって前記車体が不安定であると判断される場合にエンジン駆動加算量を算出する駆動加算量算出手段と、
エンジンＥＣＵに対して駆動加算量を出力する駆動力増加指示手段と、を備える二輪車用転倒防止装置。
請求項９に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
前記車速センサの出力値を記憶する車体速度記憶手段と、
前記傾斜角算出手段の出力値を記憶する傾斜角記憶手段と、
前記車速センサの出力値の時間変化に基づいて、前記車体の所定時間後の車体速度である推定車体速度を算出する車体速度推定手段と、
前記傾斜角算出手段の出力値の時間変化に基づいて、前記車体の所定時間後の傾斜角である推定傾斜角を算出する傾斜角推定手段と、を備えており、
前記不安定度判断手段は、前記推定車体速度と前記推定傾斜角に基づいて、前記車体の走行不安定度を判断する、二輪車用転倒防止装置。
請求項９に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、
前記不安定度判断手段は、前記車体速度と算出された前記傾斜角と前記最大許容傾斜角に基づいて、前記車体の走行不安定度を判断する、二輪車用転倒防止装置。
請求項１１に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
前記駆動加算量算出手段は、最大許容傾斜角としての前記算出された傾斜角に対応する車体速度と、検出された前記車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量を算出する、二輪車用転倒防止装置。
請求項１０に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
車体の傾斜角に関して、車体速度に応じた最大許容傾斜角が予め設定されており、
前記不安定度判断手段は、前記推定車体速度と前記推定傾斜角と前記最大許容傾斜角に基づいて、前記車体の走行不安定度を判断する、二輪車用転倒防止装置。
請求項１３に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
前記駆動加算量算出手段は、最大許容傾斜角としての前記推定傾斜角に対応する車体速度と、前記推定車体速度との間の差を最小にするようにエンジン駆動加算量を算出する、二輪車用転倒防止装置。
請求項９から１４のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
前記駆動加算量算出手段は、ＰＩＤ制御によって駆動加算量を算出する、二輪車用転倒防止装置。
請求項９から１５のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
前記駆動加算量の最大値が予め設定されており、
算出された前記駆動加算量が所定時間に亘って前記最大値を維持した場合に前記駆動加算量を零にする、駆動力増加制限手段をさらに備える、二輪車用転倒防止装置。
請求項９から１６のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
所定の車体速度領域内でのみ動作する、二輪車用転倒防止装置。
請求項９から１７のうちいずれか一項に記載の二輪車用転倒防止装置であって、
前記傾斜角センサが、横方向加速度センサ、垂直方向加速度センサ、ヨーレートセンサ、及びロールレートセンサのうちの少なくとも一つである、二輪車用転倒防止装置。