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技術 ウィリー判定装置およびウィリー判定方法

出願人 川崎重工業株式会社
発明者 廣上達也寺井昭平東誠治植田健吾
出願日 2016年9月14日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2016-179705
公開日 2018年3月22日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2018-043627
状態 特許登録済
技術分野 駆動装置の関連制御、車両の運動制御
主要キーワード 角変位軸 加速度条件 傾向値 対地加速度 出力抑制量 ジャックナイフ 浮上り 重心付近
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることを目的とする。

解決手段

ウィリー判定装置10は、走行状態を表す走行状態値31、32と、運転者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を備える。浮上り開始判断部は、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。浮上り開始判断部は、走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断する。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を更に備える。

概要

背景

前輪加速度に基づいて、車両がウィリー状態にあるか否かを判定するウィリー判定装置が知られている。特許文献1は、ウィリー状態であると判定すると、ウィリーを解消すべく、駆動源出力を抑制する制御を介入させる技術を開示している。

概要

誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることを目的とする。ウィリー判定装置10は、走行状態を表す走行状態値31、32と、運転者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を備える。浮上り開始判断部は、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。浮上り開始判断部は、走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断する。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を更に備える。

目的

本発明は、誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

走行状態を表す走行状態値と、運転者運転操作を表す操作値とに基づいて、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を備える、ウィリー判定装置。

請求項2

前記運転操作が、前記浮上りと関連する運転操作である、請求項1に記載のウィリー判定装置。

請求項3

前記浮上り開始判断部は、前記操作値が前記浮上りを生じさせる傾向が強い値を示すほど、前記浮上りが開始したことを早期に判断する、請求項1または2に記載のウィリー判定装置。

請求項4

前記操作値は、駆動源出力増加要求時間変化率を示す、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のウィリー判定装置。

請求項5

前記浮上り開始判断部は、前記走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断し、前記浮上り条件は前記操作値に基づいて設定される、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のウィリー判定装置。

請求項6

前記走行状態値が前記前輪の回転加速度を含み、前記浮上り条件が、前記前輪の回転加速度が閾値以下であるという前輪加速度条件を含み、前記操作値が、駆動源出力の増加要求の時間変化率を示し、前記浮上り開始判断部は、前記増加要求の前記時間変化率が大きいと前記閾値を小さく設定する、請求項5に記載のウィリー判定装置。

請求項7

前記走行状態値が、前記前輪の状態を表す前輪状態値と、前記駆動源出力の推定値とを含み、前記浮上り開始判断部は、前記前輪状態値および前記駆動源出力の前記推定値に基づいて前記浮上りが開始したか否かを判断する、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のウィリー判定装置。

請求項8

前記浮上り開始判断部によって前記浮上りが開始したと判断された時点以降における、前記前輪が路面から離れていく回転方向における車体の角度の変化量を、前記前輪の前記路面からの浮上り量としてのウィリー量として算出するウィリー量算出部を更に備える、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のウィリー判定装置。

請求項9

前記ウィリー量に基づいて、前記駆動源出力を抑制する出力抑制部を更に備える、請求項8に記載のウィリー判定装置。

請求項10

走行状態を表す走行状態値と、前輪の路面からの浮き上がりやすさを示す浮上り傾向値とに基づいて、前記前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する、ウィリー判定方法。

技術分野

0001

本発明は、ウィリー判定装置およびウィリー判定方法に関する。

背景技術

0002

前輪加速度に基づいて、車両がウィリー状態にあるか否かを判定するウィリー判定装置が知られている。特許文献1は、ウィリー状態であると判定すると、ウィリーを解消すべく、駆動源出力を抑制する制御を介入させる技術を開示している。

先行技術

0003

特開2011−137416号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ウィリー状態の開始判定が遅いと、ウィリーの解消が遅れることになる。しかし、ウィリー状態であるとの判断を緩めると、ウィリーが発生していないにも関わらず車両がウィリー状態になっていると誤判定を生じやすくなる。

0005

そこで本発明は、誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一態様に係るウィリー判定装置は、走行状態を表す走行状態値と、運転者運転操作を表す操作値とに基づいて、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を備える。

0007

前記構成によれば、走行状態値が示す現在生じている現象と、運転操作に基づき将来生じるものと推定される現象との両面から、前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断できる。そのため、運転操作に応じて必要なときには、浮上りが開始したとの判断を誤りなく早めることができる。

0008

前記運転操作が、前記浮上りと関連する運転操作であってもよい。

0009

前記構成によれば、運転操作から予測される将来の前輪の浮き上がりやすさ(浮上り傾向性)を考慮して、前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断できる。例えば、前輪が浮き上がりやすい運転操作があれば、これを考慮して浮上りが開始したとの判断を早めたり、前輪が浮き上がりにくい運転操作があれば、これを考慮して浮上りが開始したとの判断を性急に行わないようにしたりすることで、浮上りが開始したか否かについて誤判断を抑制できる。

0010

前記浮上り開始判断部は、前記操作値が前記浮上りを生じさせる傾向が強い値を示すほど、前記浮上りが開始したことを早期に判断してもよい。

0011

前記構成によれば、運転者がウィリーを生じさせやすい運転操作を行っても、前輪の路面からの浮上りが開始したと早期に判断できる。

0012

前記操作値は、駆動源出力の増加要求時間変化率を示してもよい。

0013

駆動源出力の増加要求の時間変化率は、将来の前輪の浮き上がりやすさと関連する。前記構成によれば、このような時間変化率を考慮するので、前輪の路面からの浮上りが開始したことを誤りなく早期に判断できる。

0014

前記浮上り開始判断部は、前記走行状態値が予め定める浮上り条件を満足すると前記浮上りが開始したと判断し、前記浮上り条件は前記操作値に基づいて設定されてもよい。

0015

前記構成によれば、浮上り条件が操作値に応じて可変的に設定され、操作値を考慮して前輪の路面からの浮上りが開始したと判断するのを早めたり、遅くしたり調整できる。

0016

前記走行状態値が前記前輪の回転加速度を含み、前記浮上り条件が、前記前輪の回転加速度が閾値以下であるという前輪加速度条件を含み、前記操作値が、駆動源出力の増加要求の時間変化率を示し、前記浮上り開始判断部は、前記増加要求の前記時間変化率が大きいと前記閾値を小さく設定してもよい。

0017

前記構成によれば、基本的な判断手法としては、前輪の回転加速度を監視し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。前輪が路面から離れる前後で前輪の回転加速度は特異な変化を示すので、前輪の回転加速度を考慮に入れることで、浮上りが開始したか否かの判断精度は向上する。駆動源出力の増加要求の時間変化率が大きいほど、前輪の回転加速度と比較される閾値は小さくなる。時間変化率が大きくウィリーが生じやすい操作状況下にあれば、前輪の路面からの浮上りが開始したことを早期に正確に判断できる。これにより、ウィリーの未然防止および早期解消に役立てることができる。

0018

前記走行状態値が、前記前輪の状態を表す前輪状態値と、前記駆動源出力の推定値とを含み、前記浮上り開始判断部は、前記前輪状態値および前記駆動源出力の前記推定値に基づいて前記浮上りが開始したか否かを判断してもよい。

0019

前記構成によれば、駆動源出力を考慮に入れるので、浮上りが開始したか否かを判断しやすい。

0020

前記浮上り開始判断部によって前記浮上りが開始したと判断された時点以降における、前記前輪が路面から離れていく回転方向における車体の角度の変化量を、前記前輪の前記路面からの浮上り量としてのウィリー量として算出するウィリー量算出部を更に備えてもよい。

0021

前記ウィリー量に基づいて、前記駆動源出力を抑制する出力抑制部を更に備えてもよい。

0022

本発明の一態様に係るウィリー判定方法は、走行状態を表す走行状態値と、前輪の路面からの浮き上がりやすさを示す浮上り傾向値とに基づいて、前記前輪の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。

発明の効果

0023

本発明によれば、誤判定を防ぎつつウィリーが開始したとの判定を早めることができる。

図面の簡単な説明

0024

乗物の一例として示す自動二輪車の左側面図である。
ウィリー判定装置を備えた乗物の制御系を示すブロック図である。
浮上り開始判断部の構成および処理を示すブロック図である。
操作値と閾値との関係を示すグラフである。

実施例

0025

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。全図を通じて、同一のまたは対応する要素には同一の符号を付して重複説明を省略する。

0026

図1に示す乗物1は、車輪2,3および駆動源4を備え、後輪3が駆動源4で発生される動力で駆動される。駆動源4は、エンジン電気モータまたはこれらの組合せである。駆動源4で発生された動力は、動力伝達機構5を介して後輪3に伝達される。乗物1は、ウィリー判定装置10を備える。

0027

乗物1の一例として図示された自動二輪車においては、前輪2および後輪3がそれぞれ1つ設けられ、ホイールベースが小さく、出力重量比[W/kg]が比較的大きい。このため、前輪2が路面から離れるウィリーや、後輪3が路面から離れる現象、いわゆるジャックナイフを生じやすい。したがって、鞍乗型車両である自動二輪車は、ウィリー判定装置10を備えた乗物1の好適例である。

0028

「車輪浮上り量」は、前輪2および後輪3のうち一方が路面からどの程度浮き上がっているのか表す量をいう。その車輪が前輪2である場合、特に「ウィリー量」と呼び、後輪3である場合、特に「ジャックナイフ量」と呼ぶこととする。

0029

前輪2が路面から浮き上がっていく(ウィリー量が大きくなっていく)過程では、車体6が、後輪接地点車幅方向に通過する仮想的な角変位軸を中心に前輪2が路面から離れていく回転方向P1(例えば、左側面視で時計回り)に角変位していく。後輪3が路面から浮き上がっていく(ジャックナイフ量が大きくなっていく)過程では、車体6が、前輪接地点を車幅方向に通過する仮想的な角変位軸を中心に後輪3が路面から離れていく回転方向P2(例えば、左側面視で反時計回り)に角変位していく。以下、車幅方向に延びる仮想的な角変位軸を中心とした車体6の角変位運動を「ピッチ(pitch)」と呼び、当該角変位軸を中心とした車体6の回転角を「ピッチ角」と呼ぶ。

0030

図2に示すように、ウィリー判定装置10は、浮上り開始判断部11およびウィリー量算出部13を備える。

0031

(浮上り開始判断)
浮上り開始判断部11は、予め定められた走行状態を表す「走行状態値」と、前輪2の路面からの浮き上がりやすさを示す「浮上り傾向値」とに基づいて、前輪2の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。特に、浮上り開始判断部11は、走行状態値が予め定められた「浮上り条件」を満足すると、浮上りが開始したと判断する。その浮上り条件が、浮上り傾向値に基づいて可変的に設定される。以下この点につき説明する。

0032

「走行状態値」は、車輪2,3の速度や車体6の速度のように走行速度に関するパラメータ、駆動源4の出力や動力のように駆動源4の動作に関するパラメータを含む。「浮上り傾向値」は、このような走行状態値を除いて、前輪2の浮き上がりやすさに関連するパラメータを含む。浮上り傾向値には、運転操作を表す「操作値」が含まれる。「走行状態値」は、車輪2,3や駆動源4で現在生じている現象を表すパラメータである。運転操作があって駆動源4が動作し、呼応して車輪2,3が動作することから、「操作値」は、現在の運転操作を表すパラメータであると同時に、車輪2,3や駆動源4で将来どのような現象が生じるのかを表すパラメータであるともいえる。

0033

前輪2が路面から浮き上がり始める状況下では、駆動源4の出力が大きく、駆動源4からの大きな動力が駆動輪たる後輪3に伝達されており、対地速度および対地加速度は大きい蓋然性が高い。前輪2が一旦路面から離れれば、前輪2は空気抵抗車軸との摩擦を受けつつ慣性で回転する。よって、前輪2の回転速度および周速度は漸減していく。このような状況を考慮して、走行状態値が選定され、また、浮上り条件が設定される。

0034

「走行状態値」は例えば、(1)対地速度と前輪2の周速度との差である。「走行状態値」は例えば、(2)対地加速度である。「走行状態値」は例えば、(3)前輪2の回転加速度である。「走行状態値」は例えば、(4)駆動源4の出力である。なお、「対地速度」は、車体6の路面に対する移動速度[m/s]をいい、「対地加速度」は、車体6の路面に対する移動加速度[m/s2]をいう。「周速度」は、回転している物体の任意の半径位置での速さをいい、車輪2,3の周速度を求める際には、踏面を当該半径位置に設定してもよい。

0035

走行状態値(1)および(3)に関連して、ウィリー判定装置10は、前輪2に取り付けられて前輪2の回転速度を検出する前輪回転数センサ31を備える。浮上り開始判断部11は、前輪回転数センサ31から検出値を入力し、入力した検出値から前輪2の周速度および前輪2の回転加速度を求める。

0036

走行状態値(1)および(2)に関連して、ウィリー判定装置10は、GPSセンサのような無線波を用いるセンサの検出値に基づいて対地速度および対地加速度を測定してもよい。浮上り開始判断部11は、後輪3の周速度に基づき対地速度および対地加速度を推定してもよい。換言すると、走行状態値(1)および(2)では、対地速度および対地加速度が、後輪3の周速度および周加速度にそれぞれ置き換えられてもよい。

0037

その場合、ウィリー判定装置10は、後輪3の周速度および周加速度を得るため、後輪3の回転速度を検出する後輪回転数センサ32を備える。浮上り開始判断部11は、後輪回転数センサ32から検出値を入力し、入力した検出値から後輪3の周速度を求める。周加速度は、周速度の現在値と過去値(例えば、1サンプリング周期前に取得された値)とから平易に求めることができる。

0038

後輪回転数センサ32は、後輪3に取り付けられて後輪3の回転速度そのものを検出できるセンサでもよい。後輪回転数センサ32は、このようなセンサに限らず、後輪3の回転に連動して回転する回転部材(例えば、駆動源4の出力軸または動力伝達機構5を構成する回転軸)の回転速度を検出するセンサでもよい。浮上り開始判断部11は、当該回転部材の後輪3に対する速比を用いることで、当該回転部材の回転速度を後輪3の回転速度へと平易に換算できる。後輪回転数センサ32を用いて対地速度または対地加速度を推定すると、無線波を用いたセンサの検出値に基づいて直接的にこれらを測定する場合と比べて、対地速度または対地加速度の数値を簡便に取得できる。

0039

走行状態値(4)は、駆動源4の出力そのもの[W]を示す値でなくてもよい。出力に強い影響を与える他のパラメータで代用可能である。駆動源4の出力は、例えば、運転者が加速操作器で加速要求(駆動源4の出力の増加要求)を入力し(例えば、アクセルグリップを開方向に捻り操作またはアクセルペダルを開方向に踏込み操作を行い)、呼応して駆動源4の出力を調整する出力調整機器8が電子的にまたは機械的に操作されることで、大きくなるよう変化する。なお、出力調整機器8は、駆動源4の形式によって異なる。駆動源4が火花点火式エンジンを備える場合、出力調整機器8は、スロットルバルブインジェクタおよび点火プラグを含む。駆動源4が交流モータを備える場合、出力調整機器8は、当該交流モータと電気的に接続されたインバータを含む。

0040

走行状態値(4)に関連して、ウィリー判定装置10は、加速操作器の操作位置を検出する加速操作位置センサ33aを備えていてもよい。駆動源4がエンジンを備える場合には、スロットルバルブの開度(すなわち、弁体回転位置)を検出するスロットルバルブ位置センサ33bを備えていてもよい。その他、吸気圧を検出する吸気圧センサ(図示せず)を備えていてもよい。浮上り開始判断部11は、センサ33aおよび/またはセンサ33bからの検出値を所定サンプリング周期で入力する。その値の大小は駆動源4の出力の大小と相関するので、センサ33aおよび/またはセンサ33bの検出値を走行状態値(4)と実質的に同一視して制御をすることに妥当性がある。

0041

走行状態値(1)は、スリップ率で代用してもよい。スリップ率S[-]は、式:S=(Vr−Vf)/Vr より求めることができる(Vfは前輪2の周速度[m/s]、Vrは後輪3の周速度[m/s])。対地速度は上記のとおり後輪3の周速度で置き換えてもよく、そのため、上式中の因数(Vr−Vf)は、「対地速度と前輪2の周速度との差」に相当する。なお、Vfは前輪2の回転速度[1/s]に、Vrは後輪3の回転速度[1/s]に置き換えられてもよい。スリップ率は、前輪回転数センサ31および後輪回転数センサ32から所定サンプリング周期で逐次入力される検出値を用いて、当該サンプリング周期ごとに逐次求められる。更に、走行状態値(1)には、スリップ率の変化率が適用されてもよい。スリップ率変化率ΔS[1/s]は、式:ΔS(n)=(S(n)−S(n-1))/t より求まる(tはサンプリング周期、S(n)はスリップ率Sの現在値、S(n-1)はスリップ率Sの過去値であって、現在値S(n)の取得時点から1サンプリング周期分過去の時点で取得された値)。スリップ率変化率ΔSの算出式にも、「対地速度と前輪2の周速度との差」が因数として含まれる。なお、スリップ率およびスリップ率変化率は、乗物1に従前一般的に備わる前輪回転数センサ31および後輪回転数センサ32を用いて測定される。この測定には特殊なまたは新規のセンサは不要であり、システム構成が複雑化するのを防ぐことができる。

0042

「浮上り条件」は、対地速度と前輪2の周速度との差(走行状態値(1))が、第1開始閾値以上になったとの第1開始条件を含む。「浮上り条件」は、対地加速度(走行状態値(2))が第2開始閾値以上であるとの第2開始条件を含む。「浮上り条件」は、前輪2の回転加速度(走行状態値(3))が第3開始閾値未満であるとの第3開始条件を含む。「浮上り条件」は、駆動源4の出力(走行状態値(4))が第4開始閾値以上であるとの第4開始条件を含む。

0043

本実施形態では、浮上り開始判断部11は、「浮上り条件」を構成する第1〜第4開始条件それぞれの成否を判定する。例えば、浮上り開始判断部11は、第1〜第4開始条件の全てが成立したときに、「浮上り条件」が成立したと判定する。換言すると、ウィリー判定装置10は、前輪2の路面からの浮上りが開始したと判断する。

0044

浮上り条件は、前輪2の路面からの浮き上がりやすさを表す浮上り傾向値に基づいて設定され、浮上り傾向値には、運転操作を表す操作値が含まれる。この「運転操作」は、特に、路面2の路面からの浮上りと関連する運転操作、前輪2の浮上りを生じさせる傾向にある運転操作、前輪2を浮き上がらせやすい運転操作である。前輪2が路面から浮き上がり始める状況下では、上述のとおり、駆動源4からの大きな動力が後輪3に伝達されている蓋然性が高い。そこで、浮上りと関連する運転操作の典型例として、加速操作器の操作位置を急激に開方向へ変更する操作、駆動源4の出力上昇を誘引する操作を挙げられる。そして、このような運転操作を表す操作値として、加速操作器の操作位置、加速操作器の操作位置の時間変化率(1階微分値)を挙げられる。このような操作値は、「浮上り傾向性」(前輪2の路面からの浮き上がりやすさ)を定量的に示す。操作位置が全開位置に近いほど、浮上り傾向性が高いことを表す。操作位置の時間変化率が大きいほど、浮上り傾向性が高いことを表す。

0045

その他、運転者が上半身の重心を後方に移動させながら、前輪2を重力に逆らって持ち上げることで、前輪2が路面から浮き上がる可能性がある。このような運転操作を表す操作値として、フロントサスペンションストローク量、およびその時間変化率を挙げられる。これら操作値も浮上り傾向性を定量的に示すことができる。

0046

「操作値」の範疇には含まれない浮上り傾向値としては、積載重量には、乗物1に積載された荷物の重量のみならず、同乗者の体重も含まれる。前述のとおり、後に重心が乗ると、前輪2は路面から浮きやすい。そのため、積載重量が大きいほど、浮上り傾向性が高くなる。その他、浮上り傾向値には、駆動源4から後輪3に伝達されるトルクが含まれる。伝達トルクは、駆動源4としてのエンジンの特性として、エンジン回転数ギヤ比とに応じて定めることができる。伝達トルクが大きいほど、浮き上がりは生じやすい。

0047

浮上り開始判断部11は、浮上り傾向値(操作値を含む)によって示される浮上り傾向性が高いほど、前輪2の路面からの浮上りが開始したことをより早期に判断する。具体的にいえば、走行状態値が同一の条件下であっても、浮上り傾向値(操作値を含む)が示す浮上り傾向性が高いほど、浮上り条件が緩和され、浮上り条件がより早期に成立するようになる。

0048

本実施形態では、一例として、浮上り開始判断部11の条件設定部16が、駆動源4の出力の増加要求の変化率(加速操作器の操作位置の開方向への時間変化率)に応じて、前輪2の回転加速度(走行状態値(3))と比較される第3開始閾値を設定する。操作位置の時間変化率が高いほど浮上り傾向性は高くなり、前輪2の回転加速度が第3開始閾値未満であると第3開始条件が成立する。そこで、図4に示すように、時間変化率が高いほど第3開始閾値を小さくする。こうすることで、浮上り傾向性が高いほど、浮上り条件を構成する第3開始条件が緩和され、第3開始条件の早期成立が促される。

0049

(ウィリー量算出、ウィリー抑制制御
浮上り開始判断部11によって前輪2の浮上り開始を判定すると、ウィリー量算出部13が、その時点(以下、「浮上り開始判定時点」という)からの、前輪2が路面から離れていく回転方向(左側面視で時計回り方向P1)における車体6の角度の変化量をウィリー量として算出する。

0050

ウィリー量算出部13は、浮上り開始判定時点にて、ウィリー量を所定の基準値に設定する。算出されるウィリー量は、ウィリー量の基準値に角度の変化量を加算した値になる。基準値は、例えばゼロ値であり、その場合、浮上り開始判定時点からの角度の変化量そのものがウィリー量である。

0051

角度の変化量の導出法、および角度の変化量を求めるための具体的な構成は、特に限定されない。例えば、ウィリー判定装置10は、ピッチ角速度を検出するピッチレートセンサ34を備えていてもよい。ピッチレートセンサ34は、レートジャイロセンサであり、例えば、乗物1の重心付近に搭載される。ウィリー量算出部13は、ピッチレートセンサ34から検出値を所定サンプリング周期で逐次入力し、入力された検出値を逐次積算することで、角度の変化量を求めることができる。この積算は、浮上り開始判定時点を積分区間端点、上記基準値(例えば、ゼロ値)を初期値として行われる。

0052

角度の変化量を求めるため、レートジャイロ以外の慣性センサを用いてもよい。ウィリー判定装置10は、ピッチレートセンサ34に代えてピッチ角を検出するセンサ(積分ジャイロ)、またはピッチ角加速度を検出するセンサ(角加速度計)を備えてもよい。角加速度計の場合、上記基準値(例えば、ゼロ値)を初期値として、所定サンプリング周期で逐次入力される検出値を時間で二階積分することで、角度の変化量を求めることができる。積分ジャイロの場合、浮上り開始判定時点での検出値を初期値とし、所定サンプリング周期で逐次入力される検出値と当該初期値との差分をとることで、当該検出値の取得時点における角度の変化量を求めることができる。

0053

ウィリー判定装置10が、リヤサスペンションのストロークを検出するセンサを備え、浮上り開始判定時点からのセンサの検出値の変化量をウィリー量としてもよい。前輪2が浮き上がると、ストロークが短くなるので、ストロークの変化量は車体6のピッチ角変化量として代用できる。

0054

本実施形態では、ウィリー判定装置10が、前輪2の路面からの浮上りが開始したと判定された時点からの車体6の角度の変化量が、前輪2の路面からの車体6の浮上り量であるウィリー量として算出される。このため、浮上りが開始したと判定される前に生じていた車体6の傾斜の影響を除外して、前輪2が路面からどの程度浮き上がっているのか、その大きさを精度よく推定できる。

0055

ウィリー判定装置10は、算出しているウィリー量に基づいて、駆動源4の出力を抑制する制御を実施するか否かを判断する。例えば、ウィリー判定装置10は、算出しているウィリー量が所定の抑制実施閾値未満であるか否かを判定する。ウィリー量が抑制実施閾値未満であれば、ウィリー判定装置10は、ウィリー抑制目的で駆動源4の出力を抑制すべき状況には未だないとして、ウィリー抑制制御を実施しない。ウィリー量が抑制実施閾値以上であれば、ウィリーを抑制すべく(前輪2がある高さを超えて持ち上がるのを防ぐべく)、駆動源4の出力を抑制する。

0056

駆動源4が火花点火式エンジンである場合、ウィリー判定装置10は、ウィリー抑制制御の実施に際し、スロットルバルブの開度、燃料噴射量、燃料噴射される気筒の数および/または点火プラグが作動する気筒の数を小さくし、かつ/または点火時期を遅角する。こうすることで、駆動源4の出力抑制量が大きくなる。

0057

ウィリー抑制制御では、ウィリー量が大きいと駆動源4の出力抑制量が大きくなるように出力調整機器8が制御される。また、浮上り開始判断時点からの経過時間をタイマ22で計り、その経過時間が長いほど駆動源4の出力抑制量が大きくなるように出力調整機器8が制御されてもよい。これにより、ウィリーの程度が大きくても、速やかにウィリーが解消される。また、ウィリーが長くなると、後輪3の周速度(対地速度)と前輪2の周速度との差が広がる。すると、着地時に前輪2の周速度がその差を埋めるように急上昇し、運転フィーリングが低下する。経過時間に応じて駆動源4の出力抑制量を大きくすることで、ウィリー時間が長くなるのを抑えることができ、運転フィーリングの低下を抑制できる。

0058

なお、ウィリー抑制制御の実施中、典型的には、ウィリー量が抑制開始閾値からある値にまで上昇し、その後、前輪2が路面に向かって落下するのに伴ってウィリー量は当該値から減少していく。ウィリー量が所定の抑制終了閾値まで低下すると、ウィリー抑制制御は終了する。ウィリー判定装置10は、ウィリー量の算出を終了し、浮上り条件の成否の判定を再開する。また、ウィリー量の算出を開始してから、ウィリー量が抑制開始閾値に達する前に、浮上り終了閾値まで低下することもある。この場合も、ウィリー量の算出を終了し、浮上り条件の成否を判定する。浮上り条件が成立したと再び判定されると、ウィリー量が基準値にリセットされたうえでウィリー量の算出が開始する。

0059

(作用)
上記したウィリー判定装置10においては、ウィリー量が車体6のピッチ角に基づき算出されるが、その算出をウィリー判定のための処理の第2段階で行っている。ウィリー量を算出する事前に第1段階の処理を実施し、前輪2が路面に接地している状態から前輪2の路面からの浮上りを開始した状態へと移行したか否かを判定する。この判定は、その性質上、走行中であってウィリーが生じていない期間(すなわち、走行中の殆どの期間)、車輪2,3が路面に接地している状態で行われる。

0060

仮にこの第1段階の処理(前輪2の路面からの浮上りの開始の有無の判定)をなくすと、車輪2,3が路面に接地して乗物1が走行している間、車体6のピッチ角を測定し続け、その測定値に基づき乗物1がウィリー状態であるか否かを判定することになる。ピッチレートセンサの検出値を積算してピッチ角を測定する場合は、走行中のピッチ角速度の履歴が測定値に累積されることになる。一方、車体6のピッチ角は、路面の勾配など、車輪2,3が路面から離れる以外の要因でも変化し得る。このため、ピッチ角の測定値は、ウィリー以外の要因で生じた車体のピッチ角速度の履歴も含み、ピッチ角の実際を正確に反映しない可能性がある。正確に反映していても、乗物1が登し始めると、前輪2が路面から離れていなくてもウィリーが生じたかのような測定値を示す。

0061

仮に第2段階の処理をなくすと、走行状態値を主用して乗物1がウィリー状態であるか否かを判定することになる。走行状態値の一例としての車輪2,3の回転速度は、乗物1がウィリー状態であることと関係性を持つが、回転速度の数値からウィリーの程度の定量評価に資するウィリー量を導き出すことは難しい。乗物1がウィリー状態であるか否かは、車輪2,3が路面に接地している間に判定されるが、ウィリー時と、その他の特異な走行状況(例えば、後輪3に大きなスリップが発生している場合)とを、車輪2,3の挙動のみによって完全に峻別することは難しい。このため、車輪2,3の回転速度をパラメータとするウィリー判定には精度上限界がある。

0062

一方で、車体6の傾きは、車輪2,3の回転速度や駆動源4の出力のような走行状態値の外乱とはなりにくい。車輪2,3が路面から離れる以外の要因で車体6が傾いても、車輪2,3が接地しているのであれば車輪2,3の回転速度の外乱とはなりにくく、また、駆動源4の出力の外乱とはなりにくい。また、車体6のピッチ角の変化量は、短期間であれば、路面の摩擦係数の影響を受けることなく精度よく算出可能である。

0063

そこで、上記したウィリー判定装置10においては、第1段階の判定処理が走行状態値に基づいて行われる。この判定処理には精度に限界があるものの、その後にピッチ角を用いた第2段階の判定処理が控えている。そのため、第1段階の判定処理の精度は、第2段階の判定処理の開始契機を作るという意義を満たしていれば、多少の粗さが許容される。

0064

第2段階の判定処理では、第1段階の判定終了時点(浮上り開始判定時点)からの車体6の角度の変化量を算出する。その算出値からは、当該判定時点までの路面の勾配変化など、ウィリー以外の要因による車体6の傾斜の影響が除外される。例えば、登坂中に浮上り条件が成立しても、その路面の勾配はウィリー量の基準値に吸収される。このため、第1段階の判定が終わった時点からの角度の変化量は精度よく算出される。角度の変化量は、前輪2が路面からどの程度離れているのか端的かつ定量的に表す。このため、算出されたウィリー量に基づいて、ウィリーの程度を精度よく評価できる。

0065

本実施形態では、浮上り開始判断部11が、予め定められた走行状態を表す走行状態値と、前輪2の路面からの浮き上がりやすさを表す浮上り傾向値とに基づいて、前輪2の路面からの浮上りが開始したか否かを判定する。特に、浮上り傾向値には、運転者の運転操作を表す操作値が含まれ、浮上り開始判断部11は、走行状態値と操作値とに基づいて、前輪2の路面からの浮上りが開始したか否かを判断する。

0066

これにより、走行状態値の他に、運転者の運転操作を反映して、浮上りの開始を判断するので、走行状態に起因する現在の現象と共に、浮上り傾向性(運転操作)に起因する将来の現象を考慮に入れて、前輪の路面からの浮上りの開始の有無を判断できる。浮上り開始の兆候を拾って、浮上り開始の判定が遅れるのを防ぐことができる。上述のとおり、第1段階の判定処理は、多少の粗さを許容され、より精密なウィリー状態の判定の開始契機を作ることを目的とする。浮上りやすさに応じて浮上り条件が適切に緩和されてウィリー量の算出を早期に行えるようにしたので、実際の前輪2の路面からの離間程度に対し、算出されるウィリー量が過小な値を示すことを防ぐことができる。

0067

特に、本実施形態では、駆動源4の出力の増加要求の変化率(一例として、加速操作器の操作位置の開方向への変化率)に基づいて、前輪2の路面からの浮上りが開始したか否かを判定する。このような変化率を考慮することで、将来に駆動源4の出力の急上昇が生じる蓋然性が高いという事情に照らして、浮上りの開始の判断を早めることができる。

0068

(変形例)
これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は、本発明の範囲内で追加、変更または削除可能である。

0069

上記実施形態では、駆動源出力の増加要求の時間変化率の一例として、加速操作器の操作位置の時間変化率を例示したが、スロットル開度の開方向への時間変化率や、吸気圧の時間変化率でも代用可能である。

0070

浮上り傾向値あるいは操作値に応じて設定変更されるのは、前輪の回転加速度と比較される閾値に限られず、その他の条件(第1、第2または第4開始条件)を構成する閾値であってもよい。浮上り条件は、操作値に基づき設定されるが、閾値の設定変更は一例である。第3開始閾値以外の閾値に関しても、操作値が浮上り傾向が強い傾向を示す場合には、閾値が小さくなるようにして当該閾値が設定されてもよい。これにより、浮上り開始判定の遅れを防ぐことができる。

0071

「走行状態値」は、前述した(1)〜(4)の他、エンジン回転数、ピッチ角速度であってもよい。その場合、「浮上り条件」は、エンジン回転数が、第5開始閾値以上であるとの第5開始条件を含んでもよい。第5開始閾値は、予め定められた一定値(例えば、3000rpm)であってもよい。このような第5開始条件を考慮に入れることで、明らかにウィリーが発生しない運転領域を判定から除外できる。「浮上り条件」は、ピッチ角速度が第6開始閾値以上であるとの第6開始条件を含んでもよい。第6開始閾値は、正値に設定されることが好ましい。ウィリーが開始するときにはピッチ角速度は正値をとるので、このような第6開始条件を考慮に入れることで、明らかにウィリーが発生しない運転領域を判定から除外できる。また、第6開始閾値は、駆動源出力の増加要求の時間変化率(例えば、スロットル開度の開方向への時間変化率)に応じて求められてもよい。
また、駆動源出力の増加要求の時間変化率(例えば、スロットル開度の開方向への時間変化率)に応じて求められてもよい。

0072

浮上り条件は、第1〜第6開始条件のいずれを含んでいてもよい。複数条件を含む場合は、全条件成立時に「浮上り条件」が成立してもよい。逆にいえば、浮上り条件は、必ずしも第1〜第6開始条件の全てを含んでいなくてもよい。例えば、走行状態値(1)と関連する第1開始条件を含んでいなくてもよい。

0073

自動二輪車は好適な一例であるが、本発明は自動二輪車以外の乗物にも適用可能である。

0074

1乗物
2前輪
3後輪
4駆動源
6 車体
10ウィリー判定装置
11浮上り開始判断部
13ウィリー量算出部
20出力抑制部

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