ステアリング補助システム及びステアリング補助方法
【課題】走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られるステアリング補助システムを提供する。
【解決手段】ステアリング補助システム１０は、油圧ポンプ５９と、ステアリング補助装置５８と、自動二輪車１１の走行状態に応じて油圧ポンプ５９及びステアリング補助装置５８を制御するコントローラ４２と、車速センサ４４と、操舵角センサ６４と、操舵トルクセンサ４６とを有する。ステアリング補助装置５８は、ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダ１７０と、電磁比例切換弁１７２とを有する。電磁比例切換弁１７２は、シリンダ１７０内におけるピストン１７８の両側の受圧室１８４ａ及び１８４ｂに対して、油圧ポンプ５９から供給される圧力流体を切り換えて供給する。
【解決手段】ステアリング補助システム１０は、油圧ポンプ５９と、ステアリング補助装置５８と、自動二輪車１１の走行状態に応じて油圧ポンプ５９及びステアリング補助装置５８を制御するコントローラ４２と、車速センサ４４と、操舵角センサ６４と、操舵トルクセンサ４６とを有する。ステアリング補助装置５８は、ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダ１７０と、電磁比例切換弁１７２とを有する。電磁比例切換弁１７２は、シリンダ１７０内におけるピストン１７８の両側の受圧室１８４ａ及び１８４ｂに対して、油圧ポンプ５９から供給される圧力流体を切り換えて供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のステアリングダンパに対して操作を行い、運転性能を向上させるステアリング補助システム及びステアリング補助方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の運転性能を一層向上させるために様々な制御技術の開発がなされている。運転性能の向上のためには、特にハンドル操作性の向上が望まれる。
【０００３】
ハンドル操作性を向上させるためには、例えばステアリングダンパ（例えば、特許文献１参照）を用いることが考えられるが、一般的なステアリングダンパは、受動的な動作が主であるため、走行状態に応じた能動的なステア補助力が期待されている。
【０００４】
このような背景から、特許文献２には、車速、操舵角等の信号に基づいて弁体を回転させ、複数のオリフィスのうちいずれか１つを選択的に用い、ダンピング効果を可変にする装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、ステアリングシャフトに連動するコントロールバルブを用いて、シリンダを制御する装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】実開平５−２６７７９号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１９１８３号公報
【特許文献３】実開平２−７０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のステアリングダンパ又はそれを制御する装置では、基本的にはステアリング操作を重くすることが主であり、走行状態に応じてステアリング操作を軽くすることはできない。
【０００８】
また、基本的には操舵角変化率に応じてステアリング操作を重くして、安定化を図るものであるが、自動二輪車の様々な走行状態に対してさらに適切な制御が期待されるところである。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる自動二輪車のステアリング補助システム及びステアリング補助方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るステアリング補助システムは、以下の特徴を有する。
【００１１】
第１の特徴；流体圧増減手段と、ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、前記シリンダ内における前記ピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とする。
【００１２】
このように、切換弁を用いて圧力流体の流路を切り換えることによって、ハンドル操作を重くし、又は軽くすることができる。また、ハンドル操作を重くし、又は、軽くする程度は流体圧増減手段によって調整され、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる。また、自動二輪車が車幅方向からの外力を受けて揺れたことを検出可能となり、ステアリング操作を重くして安定性を向上させて対処することができる。
【００１３】
第２の特徴；前記自動二輪車の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を有し、前記制御部は、前記傾斜角検出手段から得られる前記傾斜角をパラメータの１つとして、前記流体圧を前記傾斜角に対応して増減するように前記流体圧増減手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
このように自動二輪車の傾斜角に応じて流体圧を増減することにより、ハンドル操作性が一層向上する。
【００１５】
第３の特徴；前記切換弁は電磁比例弁であり、前記制御部は、前記電磁比例弁を比例的に制御することを特徴とする。
【００１６】
このように、電磁比例弁を用いることにより、一層精度の高い制御が可能になる。
【００１７】
本発明に係るステアリング補助方法は、以下の特徴を有する。
【００１８】
第４の特徴；流体圧増減手段と、ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、自動二輪車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記シリンダ内における前記ピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、前記自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部と、を用い、前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るステアリング補助システム及びステアリング補助方法によれば、切換弁を用いて圧力流体の流路を切り換えることによって、ハンドル操作を重くし、又は軽くすることができる。また、ハンドル操作を重くし、又は、軽くする程度は流体圧増減手段によって調整され、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる。
【００２０】
さらに、車速検出手段、操舵角変化率検出手段、車幅方向の加速度検出手段により、自動二輪車が車幅方向からの外力を受けて揺れたことを検出可能となり、ステアリング操作を重くして安定性を向上させて対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るステアリング補助システムについて実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。本実施の形態に係るステアリング補助システム１０は、自動二輪車１１に搭載される。先ず、自動二輪車１１について説明する。
【００２２】
本実施の形態では、図１に示すように、フルカウリング型の自動二輪車１１を例示して説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、他の種別の自動二輪車（例えば、スクータ）にも適用可能である。なお、この自動二輪車１１において、車体の左右に１つずつ対称的に設けられる機構乃至構成要素については、左側の参照符号に「Ｌ」を付し、右側の参照符号に「Ｒ」を付すものとする。また、以下の説明では、「右」は、自動二輪車１１の運転者から見て車体の右側をいい、「左」は、運転者から見て車体の左側をいう。
【００２３】
図１に示すように、自動二輪車１１は、車体を構成するクレードル型の車体フレーム１２と、操舵輪である前輪１４と、駆動輪である後輪１６と、前輪１４を操舵するハンドル１８と、運転者が着座するシート２０とを有する。後輪１６は、エンジン１９からトランスミッション（図示せず）を介して駆動される。
【００２４】
図１及び図２に示すように、車体前方部におけるハンドル１８には、トップブリッジ５２が連結されている。トップブリッジ５２の左右両側にはフロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒが連結され、該フロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒは、ボトムブリッジ５４を貫通して前輪１４を回転自在に軸支する。ボトムブリッジ５４の中央部には、複合センサ６０が取り付けられている。複合センサ６０の下面はブラケット６１ａを介して車体フレーム１２に固定されている。複合センサ６０の上面の回転盤６６（図３参照）はブラケット６１ｂを介してボトムブリッジ５４に固定されている。
【００２５】
シート２０に着座した運転者がハンドル１８を左右に操舵すると、ヘッドパイプ２２を中心軸として、ハンドル１８、トップブリッジ５２、フロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒ、ボトムブリッジ５４及び前輪１４を左右に一体的に回動させることができる。これにより複合センサ６０の上面の回転盤６６はブラケット６１ｂによって回転する。
【００２６】
また、フロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒには、前輪１４を上方から覆うフロントフェンダ２５が取り付けられている。この場合、図２からも明らかなように、ボトムブリッジ５４の下部は他の部品が配置されてない空きスペースであり、複合センサ６０の取り付けに適している。また、複合センサ６０は、フロントフェンダ２５により、下方からの水、泥、砂等の進入を防止することができる。
【００２７】
さらに、自動二輪車１１におけるカウル３８の前方側には、ウインカ５０Ｌ、５０Ｒが配置され、自動二輪車１１の後部側にはウインカ３７Ｌ、３７Ｒがそれぞれ配置されている。シート２０の下方には自動二輪車１１の電気的な制御を行うコントローラ４２が設けられている。エンジン１９の近傍には、エンジン回転数及び変速比等から車速を検出する車速センサ（車速検出手段）４４が設けられている。
【００２８】
ヘッドパイプ２２には、ハンドル１８の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）４６（図４参照）が設けられている。また、ボトムブリッジ５４下端には、自動二輪車１１の傾斜角（つまり、ロール角）を検出する傾斜角センサ（傾斜角検出手段）４８が設けられている。操舵トルクや傾斜角を検出する手段はセンサに限らず、例えば所定のパラメータから演算によってもとめてもよい。
【００２９】
ヘッドパイプ２２の近傍でハンドル１８と連動するポスト５６（ボトムブリッジ５４等でもよい）と、車体フレーム１２との間には、ステアリング補助装置５８が設けられている。エンジン１９の近傍には油圧ポンプ（流体圧増減手段）５９が設けられている。
【００３０】
図３に示すように、複合センサ６０は、自動二輪車１１のハンドル１８（図１及び図２参照）の操舵角を検出する操舵角センサ（操舵角検出手段）６４と、自動二輪車１１のロール角（自動二輪車１１の左右（車幅方向）の傾斜角度）に応じた重力加速度を検出する加速度センサ（加速度検出手段）６２と、操舵角センサ６４及び加速度センサ６２を一体収容するケース６５と、上部の回転盤６６を有する。加速度センサ６２は半導体素子で構成されるものであり、廉価である。操舵角センサ６４はポテンショメータであり、廉価である。
【００３１】
ケース６５の下面はブラケット６１ａに接続されており、回転盤６６はブラケット６１ｂに接続されている。ケース６５内には隔壁１１９が設けられており、隔壁１１９の上面には基板９０が設けられ、隔壁１１９の下の空間８４には基準状態で水平な基板８６が設けられている。基板９０の上面には平面視で円弧状の抵抗体（例えば、コンダクティブプラスチック）が設けられている。回転盤６６の下部には基板９０の抵抗体に対して摺動する導電性ブラシ９２が設けられており、抵抗体と導電性ブラシ９２により操舵角センサ６４を構成している。基板９０と基板８６はケーブルで接続されており、操舵角センサ６４の信号は基板８６を介してコントローラ４２に供給される。
【００３２】
基板８６の底面には、加速度センサ６２が配置されている。つまり、基板８６及び加速度センサ６２は、鉛直軸１２４に対して垂直で、略水平に配置され、且つ中心軸１２２に対して所定角度（中心軸１２２と鉛直方向軸１２４とのなす角度（キャスター角））だけ傾斜して空間８４内に配置されている。また、前記基板８６には、ケーブル１１２ａ〜１１２ｄが半田１１４ａ〜１１４ｄにより接続されている。複数のケーブル１１２ａ〜１１２ｄはゴム製のグロメット１１０を介して外部に引き出され、１本のハーネス１１３にまとめられてコントローラ４２に接続されている。複合センサ６０は外部からケース６５内への水分、塵埃等の混入を防止するための複数のシールが設けられている。
【００３３】
図４に示すように、コントローラ４２は、車速センサ４４、操舵トルクセンサ４６、傾斜角センサ４８、操舵角センサ６４及び加速度センサ６２が接続されており、検出された車速Ｖ、操舵トルクＴ、傾斜角φ、操舵角θ及び加速度Ｇを示す信号が供給される。操舵トルクＴ、傾斜角φ及び操舵角θは、ハンドル１８が基準状態（つまり、直進走行状態）であるときにそれぞれ０である。
【００３４】
コントローラ４２は、車速Ｖ、操舵トルクＴ、傾斜角φ、操舵角θ及び加速度Ｇに基づいて判断処理を行う判断部１５０と、外部のステアリング補助装置５８及び油圧ポンプ５９のモータ５９ａを制御するデバイス制御部１５４とを有する。コントローラ４２は、主たる制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）及びドライバ等を有しており、ＣＰＵがプログラムを読み込み、記憶部等と協働しながらソフトウェア処理を実行することにより実現される。
【００３５】
図５に示すように、ステアリング補助装置５８は、シリンダ１７０と、電磁比例切換弁１７２とを有する。シリンダ１７０は、一方のシリンダチューブ１７３の端部がポスト５６に対して回転自在に接続され、他方のロッド１７４の端部が車体フレーム１２の一部に対して回転自在に接続されている。シリンダ１７０は、ステアリングに対して回転トルクを与えるように構成されている。ここでいう回転トルクとは、ステアリング操作を重くし、又は、軽くする方向のトルクを示し、さらに能動的な作用のみならず受動的に発生するトルクを含む。
【００３６】
ロッド１７４にはピストン１７８が設けられており、シリンダチューブ１７３内を進退する。ピストン１７８には、ピストン１７８の両側の受圧室１８４ａ及び１８４ｂの間の連通手段（オリフィス等）は設けられていない。ロッド１７４は、シリンダチューブ１７３の端部のシール体１８０によって支持されており、該シール体１８０から外に出ている部分は蛇腹状のブーツ１８２で覆われている。シリンダ１７０の上部は、マニホールド形状になっており、電磁比例切換弁１７２が一体的に設けられている。
【００３７】
電磁比例切換弁１７２は、シリンダ１７０内におけるピストン１７８の両側の受圧室１８４ａ及び１８４ｂに対して、油圧ポンプ５９から供給される圧力流体を切り換えて供給する。電磁比例切換弁１７２は、ボディ１８６と、該ボディ１８６内を進退動作するスプール１８８と、該スプール１８８を駆動するソレノイド１９０とを有し、ボディ１８６の入力ポート１８６ｐに供給される圧力流体の流路を選択的に切り換え、Ａポート１８６ａ又はＢポート１８６ｂのいずれか一方に連通させる。Ａポート１８６ａ及びＢポート１８６ｂのうち入力ポート１８６ｐに連通しない他方はリターンポート１８６ｒに連通し、タンク１９２に連通する。Ａポート１８６ａ及びＢポート１８６ｂは、シリンダ１７０の受圧室１８４ａ及び１８４ｂに連通している。
【００３８】
ソレノイド１９０は、コントローラ４２の作用下にスプール１８８を比例的に制御し、入力ポート１８６ｐから圧力流体を受圧室１８４ａ及び１８４ｂのいずれか一方に比例的に供給し、他方をタンク１９２に連通させることができる。ソレノイド１９０は、スプール１８８の駆動方向に合わせて、該スプール１８８の両端に設けられていてもよい。電磁比例切換弁１７２は、必ずしも比例弁でない切換弁でもよいが、比例式の電磁弁を用いることにより、様々な状況に対応できるため一層精度の高い制御が可能になる。
【００３９】
油圧ポンプ５９はモータ５９ａによって回転し、タンク１９２内の液体（一般的には油）を吸い出して加圧し、電磁比例切換弁１７２に供給する。モータ５９ａはコントローラ４２の作用下に速度及び（又は）トルク可変に制御され、油圧ポンプ５９の回転数及び（又は）トルクが変化し、電磁比例切換弁１７２に対する加圧流体の圧力を調整することができる。電磁比例切換弁１７２に対する加圧流体の圧力を調整手段（流体圧増減手段）は、これに限らず、例えば、斜板式ポンプの斜板の傾斜角を調整してもよいし、圧力調整電磁比例弁を用いてもよい。油圧ポンプ５９と電磁比例切換弁１７２との間には、圧力補償手段（例えばリリーフ弁）が設けられていてもよい。
【００４０】
次に、コントローラ４２における処理について図６及び図７を参照しながら説明する。図６におけるステップＳ１〜Ｓ５は判断部１５０で行われ、図７におけるステップＳ６〜Ｓ１１はデバイス制御部１５４で行われる。図６における処理は、所定の微小時間毎に繰り返し実行される。
【００４１】
図６のステップＳ１において、車速センサ４４、操舵角センサ６４及び加速度センサ６２からその時点の車速Ｖ、操舵トルクＴ、傾斜角φ、操舵角θ及び車幅方向の加速度Ｇを得る。
【００４２】
ステップＳ２において、車速Ｖと所定閾値Ｖｔとを比較し、Ｖ＜ＶｔであればステップＳ３へ移り、Ｖ≧ＶｔであればステップＳ４へ移る。所定閾値Ｖｔは、例えば、走行していることを検出するだけであれば５ｋｍ／ｈ程度に設定し、高速走行を検出するのであれば１００ｋｍ／ｈ程度に設定するとよい。
【００４３】
ステップＳ３において、操舵トルクＴと所定閾値Ｔｔとを比較し、Ｔ＞ＴｔであればステップＳ６へ移り、Ｔ≦ＴｔであればステップＳ１４へ移る。
【００４４】
ステップＳ４において、所定の微小時間における操舵角θの変化率Δθ（つまり、操舵角θの角速度）と所定閾値Δθｔとを比較し、｜Δθ｜＜ΔθｔであればステップＳ８へ移り、｜Δθ｜≧ΔθｔであればステップＳ５へ移る。このステップＳ４では、操舵角θと変化率Δθが同符号であることを条件として加えてもよい。変化率Δθはいわゆる微分処理（操舵角変化率検出手段）で求められ、例えば、操舵角θを時系列順にメモリに格納しておき、現在の操舵角θと所定の微小時間前の操舵角θとの差により求められる。
【００４５】
ステップＳ５において、車幅方向の加速度Ｇと所定閾値Ｇｔとを比較し、｜Ｇ｜＞ＧｔであればステップＳ１０へ移り、｜Ｇ｜≦ＧｔであればステップＳ１４へ移る。
【００４６】
以上のステップＳ１〜Ｓ５における判断処理の後、その時点の状況に応じたステップＳ６〜Ｓ１１のデバイス制御処理を行う。
【００４７】
図７のステップＳ６（ステップＳ３の判断が成立するとき）においては、取り回し制御の処理を行う。つまり、ステップＳ６は、低速走行であって、且つ操舵トルクＴがある程度重い状況であり、ステアリング操作感を軽くするためにパワーステアリングと同様の操作を行う。このため、油圧ポンプ５９が発生するべきポンプトルクＴｐを、Ｔｐ←Ｔ−Ｔｃ１として求める。この減算値のＴｃ１は、例えばステップＳ３における閾値Ｔｔと等しくするとよい。また、油圧ポンプ５９がポンプトルクＴｐを発生するようにモータ５９ａに対する制御電流Ｉとして、Ｉ←Ｔｐ×Ｋ１を求める。
【００４８】
ステップＳ７において、操舵角θ及びその絶対値に基づき、電磁比例切換弁１７２の切り換え方向及び切り換え量を求める。つまり、運転者にとってステアリング操作が軽くなるように電磁比例切換弁１７２による流路の切り換え及び切り換え量を設定し、低速走行時のハンドル操作が軽くなり、パワーステアリングと同様の効果が得られる。換言すれば、低速時で相対的に低い周波数で大きな外乱トルクが加わった場合には、操舵方向に操舵トルクを発生させてステアリングの補助ができる。ステップＳ７の後、ステップＳ１２へ移る。
【００４９】
ステップＳ８（ステップＳ４の判断が成立するとき）においては、収束性向上制御の処理を行う。つまり、ステップＳ８は、ある程度以上に高速で走行中であって、ステアリングの速度が小さいときであって、クルーズ走行中と判断でき、ステアリング操作を一層安定させる。このため、モータ５９ａに対する制御電流Ｉとして、Ｉ←｜Δθ｜×Ｋ２を求める。
【００５０】
ステップＳ９において、操舵角θ及びその絶対値に基づき、電磁比例切換弁１７２の切り換え方向及び切り換え量を求める。つまり、運転者にとってステアリング操作が重くなるように電磁比例切換弁１７２による流路の切り換え及び切り換え量を設定し、高速走行時のステアリング操作を重くして安定性を向上させる。換言すれば、収束性向上制御により、相対的に高い周波数で小さな外乱は、ステアリングダンパのダンパ力で振れを軽減することができる。ステップＳ９の後、ステップＳ１２へ移る。
【００５１】
ステップＳ１０（ステップＳ５の判断が成立するとき）においては、横加速度対応制御の処理を行う。つまり、ステップＳ１０は、ある程度以上に高速で走行中であって、ステアリングの速度及び横方向の加速度が大きいときであるから、横風等による外乱挙動が発生し、自動二輪車１１が揺れた場合と判断でき、ステアリング操作を安定させることが望ましい。このため、油圧ポンプ５９が発生するべきポンプトルクＴｐを、Ｔｐ←Ｔ−Ｔｃ２として求める。この減算値のＴｃ２は、例えばステップＳ５における閾値Ｇｔと等しくするとよい。また、油圧ポンプ５９がポンプトルクＴｐを発生するようにモータ５９ａに対する制御電流Ｉとして、Ｉ←Ｔｐ×Ｋ３を求める。
【００５２】
ステップＳ１１において、操舵角θ及びその絶対値に基づき、電磁比例切換弁１７２の切り換え方向及び切り換え量を求める。つまり、運転者にとってステアリング操作が重くなるように電磁比例切換弁１７２による流路の切り換え及び切り換え量を設定し、自動二輪車１１が車幅方向からの外力を受けて揺れたことに対して、ステアリング操作を重くして安定性を向上させて対処することができる。換言すれば、操舵振れが微小であっても車体振れが大きい場合の外乱収束性を高めることができる。ステップＳ１１の後、ステップＳ１２へ移る。
【００５３】
ステップＳ１２において、ステップＳ６、Ｓ８及びＳ１０で求めた制御電流Ｉを傾斜角φによりさらに補正し、最終の出力電流Ｉｃ←Ｉ×φ×Ｋ４を求める。このように自動二輪車１１の傾斜角φに応じて流体圧力を増減することにより、ハンドル操作性が一層向上する。傾斜角度φが０のときは、出力電流Ｉｃも０となるが、シリンダ１７０によるある程度のダンパ効果が得られる。
【００５４】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２で求めた出力電流Ｉｃをモータ５９ａに対して出力するとともに、電磁比例切換弁１７２のソレノイド１９０に対してステップＳ７、Ｓ９及びＳ１１で求めた状態となるように電流を出力する。
【００５５】
一方、ステップＳ１４（ステップＳ５の判断が非成立のとき）において、シリンダ１７０によるダンパ効果及び通路抵抗によるダンパ効果を用い、コントローラ４２からは油圧ポンプ５９及び電磁比例切換弁１７２の制御をしない。
【００５６】
ステップＳ１３及びステップＳ１４の後、図６に示す今回の処理を終了する。
【００５７】
上述したように、本実施の形態に係るステアリング補助システム１０及びステアリング補助方法によれば、電磁比例切換弁１７２を用いて圧力流体の流路を切り換えることによって、自動二輪車１１のハンドル操作を重くし、又は軽くすることができる。また、ハンドル操作を重くし、又は、軽くする程度は流体圧増減手段としての油圧ポンプ５９によって調整され、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる。シリンダ１７０のピストン１７８には、オリフィス等がないので、構造が簡便であり比較的廉価である。
【００５８】
本実施の形態では、相対的に高い周波数で小さな外乱は、ステアリングダンパのダンパ力で振れを軽減し、相対的に低い周波数で大きな外乱トルクが加わった場合には、外乱に対抗するように、操舵トルクを発生させたり、操舵方向に操舵トルクを発生させ、様々な種類の外乱に対して操舵振れを迅速に収束させることができる。
【００５９】
また、それぞれの制御を車幅方向の加速度Ｇや傾斜角φにより切り換えて行うことにより、操舵振れが緩やかでも車体振れが大きい場合の外乱収束性や、傾斜角φに見合った制御を行い、様々な状態での外乱収束性を向上させることができる。
【００６０】
本発明に係るステアリング補助システム及びステアリング補助方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態に係るステアリング補助システムが搭載された自動二輪車の側面図である。
【図２】自動二輪車のヘッドパイプ下方部分に設けられた複合センサの斜視図である。
【図３】複合センサの断面平面図である。
【図４】本実施の形態に係るステアリング補助システムのブロック構成図である。
【図５】ステアリング補助装置の断面側面図である。
【図６】本実施の形態に係るステアリング補助方法の処理手順を示すフローチャートである（その１）。
【図７】本実施の形態に係るステアリング補助方法の処理手順を示すフローチャートである（その２）。
【符号の説明】
【００６２】
１０…ステアリング補助システム １１…自動二輪車
１２…車体フレーム １８…ハンドル
１９…エンジン ２０…シート
４２…コントローラ ４４…車速センサ
４６…操舵トルクセンサ ４８…傾斜角センサ
５８…ステアリング補助装置 ５９…油圧ポンプ
５９ａ…モータ ６０…複合センサ
６２…加速度センサ ６４…操舵角センサ
１５０…判断部 １５４…デバイス制御部
１７０…シリンダ １７２…電磁比例切換弁
１７３…シリンダチューブ １７４…ロッド
１７８…ピストン １８４ａ、１８４ｂ…受圧室
１８６ａ、１８６ｂ…ポート １８６ｐ…入力ポート
１８６ｒ…リターンポート １８８…スプール
１９０…ソレノイド １９２…タンク
Ｖ…車速 Ｇ…加速度
θ…操舵角 Δθ…変化率
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のステアリングダンパに対して操作を行い、運転性能を向上させるステアリング補助システム及びステアリング補助方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の運転性能を一層向上させるために様々な制御技術の開発がなされている。運転性能の向上のためには、特にハンドル操作性の向上が望まれる。
【０００３】
ハンドル操作性を向上させるためには、例えばステアリングダンパ（例えば、特許文献１参照）を用いることが考えられるが、一般的なステアリングダンパは、受動的な動作が主であるため、走行状態に応じた能動的なステア補助力が期待されている。
【０００４】
このような背景から、特許文献２には、車速、操舵角等の信号に基づいて弁体を回転させ、複数のオリフィスのうちいずれか１つを選択的に用い、ダンピング効果を可変にする装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、ステアリングシャフトに連動するコントロールバルブを用いて、シリンダを制御する装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】実開平５−２６７７９号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１９１８３号公報
【特許文献３】実開平２−７０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のステアリングダンパ又はそれを制御する装置では、基本的にはステアリング操作を重くすることが主であり、走行状態に応じてステアリング操作を軽くすることはできない。
【０００８】
また、基本的には操舵角変化率に応じてステアリング操作を重くして、安定化を図るものであるが、自動二輪車の様々な走行状態に対してさらに適切な制御が期待されるところである。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる自動二輪車のステアリング補助システム及びステアリング補助方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るステアリング補助システムは、以下の特徴を有する。
【００１１】
第１の特徴；流体圧増減手段と、ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、前記シリンダ内における前記ピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とする。
【００１２】
このように、切換弁を用いて圧力流体の流路を切り換えることによって、ハンドル操作を重くし、又は軽くすることができる。また、ハンドル操作を重くし、又は、軽くする程度は流体圧増減手段によって調整され、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる。また、自動二輪車が車幅方向からの外力を受けて揺れたことを検出可能となり、ステアリング操作を重くして安定性を向上させて対処することができる。
【００１３】
第２の特徴；前記自動二輪車の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を有し、前記制御部は、前記傾斜角検出手段から得られる前記傾斜角をパラメータの１つとして、前記流体圧を前記傾斜角に対応して増減するように前記流体圧増減手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
このように自動二輪車の傾斜角に応じて流体圧を増減することにより、ハンドル操作性が一層向上する。
【００１５】
第３の特徴；前記切換弁は電磁比例弁であり、前記制御部は、前記電磁比例弁を比例的に制御することを特徴とする。
【００１６】
このように、電磁比例弁を用いることにより、一層精度の高い制御が可能になる。
【００１７】
本発明に係るステアリング補助方法は、以下の特徴を有する。
【００１８】
第４の特徴；流体圧増減手段と、ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、自動二輪車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記シリンダ内における前記ピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、前記自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部と、を用い、前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るステアリング補助システム及びステアリング補助方法によれば、切換弁を用いて圧力流体の流路を切り換えることによって、ハンドル操作を重くし、又は軽くすることができる。また、ハンドル操作を重くし、又は、軽くする程度は流体圧増減手段によって調整され、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる。
【００２０】
さらに、車速検出手段、操舵角変化率検出手段、車幅方向の加速度検出手段により、自動二輪車が車幅方向からの外力を受けて揺れたことを検出可能となり、ステアリング操作を重くして安定性を向上させて対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るステアリング補助システムについて実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。本実施の形態に係るステアリング補助システム１０は、自動二輪車１１に搭載される。先ず、自動二輪車１１について説明する。
【００２２】
本実施の形態では、図１に示すように、フルカウリング型の自動二輪車１１を例示して説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、他の種別の自動二輪車（例えば、スクータ）にも適用可能である。なお、この自動二輪車１１において、車体の左右に１つずつ対称的に設けられる機構乃至構成要素については、左側の参照符号に「Ｌ」を付し、右側の参照符号に「Ｒ」を付すものとする。また、以下の説明では、「右」は、自動二輪車１１の運転者から見て車体の右側をいい、「左」は、運転者から見て車体の左側をいう。
【００２３】
図１に示すように、自動二輪車１１は、車体を構成するクレードル型の車体フレーム１２と、操舵輪である前輪１４と、駆動輪である後輪１６と、前輪１４を操舵するハンドル１８と、運転者が着座するシート２０とを有する。後輪１６は、エンジン１９からトランスミッション（図示せず）を介して駆動される。
【００２４】
図１及び図２に示すように、車体前方部におけるハンドル１８には、トップブリッジ５２が連結されている。トップブリッジ５２の左右両側にはフロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒが連結され、該フロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒは、ボトムブリッジ５４を貫通して前輪１４を回転自在に軸支する。ボトムブリッジ５４の中央部には、複合センサ６０が取り付けられている。複合センサ６０の下面はブラケット６１ａを介して車体フレーム１２に固定されている。複合センサ６０の上面の回転盤６６（図３参照）はブラケット６１ｂを介してボトムブリッジ５４に固定されている。
【００２５】
シート２０に着座した運転者がハンドル１８を左右に操舵すると、ヘッドパイプ２２を中心軸として、ハンドル１８、トップブリッジ５２、フロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒ、ボトムブリッジ５４及び前輪１４を左右に一体的に回動させることができる。これにより複合センサ６０の上面の回転盤６６はブラケット６１ｂによって回転する。
【００２６】
また、フロントフォーク２４Ｌ、２４Ｒには、前輪１４を上方から覆うフロントフェンダ２５が取り付けられている。この場合、図２からも明らかなように、ボトムブリッジ５４の下部は他の部品が配置されてない空きスペースであり、複合センサ６０の取り付けに適している。また、複合センサ６０は、フロントフェンダ２５により、下方からの水、泥、砂等の進入を防止することができる。
【００２７】
さらに、自動二輪車１１におけるカウル３８の前方側には、ウインカ５０Ｌ、５０Ｒが配置され、自動二輪車１１の後部側にはウインカ３７Ｌ、３７Ｒがそれぞれ配置されている。シート２０の下方には自動二輪車１１の電気的な制御を行うコントローラ４２が設けられている。エンジン１９の近傍には、エンジン回転数及び変速比等から車速を検出する車速センサ（車速検出手段）４４が設けられている。
【００２８】
ヘッドパイプ２２には、ハンドル１８の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）４６（図４参照）が設けられている。また、ボトムブリッジ５４下端には、自動二輪車１１の傾斜角（つまり、ロール角）を検出する傾斜角センサ（傾斜角検出手段）４８が設けられている。操舵トルクや傾斜角を検出する手段はセンサに限らず、例えば所定のパラメータから演算によってもとめてもよい。
【００２９】
ヘッドパイプ２２の近傍でハンドル１８と連動するポスト５６（ボトムブリッジ５４等でもよい）と、車体フレーム１２との間には、ステアリング補助装置５８が設けられている。エンジン１９の近傍には油圧ポンプ（流体圧増減手段）５９が設けられている。
【００３０】
図３に示すように、複合センサ６０は、自動二輪車１１のハンドル１８（図１及び図２参照）の操舵角を検出する操舵角センサ（操舵角検出手段）６４と、自動二輪車１１のロール角（自動二輪車１１の左右（車幅方向）の傾斜角度）に応じた重力加速度を検出する加速度センサ（加速度検出手段）６２と、操舵角センサ６４及び加速度センサ６２を一体収容するケース６５と、上部の回転盤６６を有する。加速度センサ６２は半導体素子で構成されるものであり、廉価である。操舵角センサ６４はポテンショメータであり、廉価である。
【００３１】
ケース６５の下面はブラケット６１ａに接続されており、回転盤６６はブラケット６１ｂに接続されている。ケース６５内には隔壁１１９が設けられており、隔壁１１９の上面には基板９０が設けられ、隔壁１１９の下の空間８４には基準状態で水平な基板８６が設けられている。基板９０の上面には平面視で円弧状の抵抗体（例えば、コンダクティブプラスチック）が設けられている。回転盤６６の下部には基板９０の抵抗体に対して摺動する導電性ブラシ９２が設けられており、抵抗体と導電性ブラシ９２により操舵角センサ６４を構成している。基板９０と基板８６はケーブルで接続されており、操舵角センサ６４の信号は基板８６を介してコントローラ４２に供給される。
【００３２】
基板８６の底面には、加速度センサ６２が配置されている。つまり、基板８６及び加速度センサ６２は、鉛直軸１２４に対して垂直で、略水平に配置され、且つ中心軸１２２に対して所定角度（中心軸１２２と鉛直方向軸１２４とのなす角度（キャスター角））だけ傾斜して空間８４内に配置されている。また、前記基板８６には、ケーブル１１２ａ〜１１２ｄが半田１１４ａ〜１１４ｄにより接続されている。複数のケーブル１１２ａ〜１１２ｄはゴム製のグロメット１１０を介して外部に引き出され、１本のハーネス１１３にまとめられてコントローラ４２に接続されている。複合センサ６０は外部からケース６５内への水分、塵埃等の混入を防止するための複数のシールが設けられている。
【００３３】
図４に示すように、コントローラ４２は、車速センサ４４、操舵トルクセンサ４６、傾斜角センサ４８、操舵角センサ６４及び加速度センサ６２が接続されており、検出された車速Ｖ、操舵トルクＴ、傾斜角φ、操舵角θ及び加速度Ｇを示す信号が供給される。操舵トルクＴ、傾斜角φ及び操舵角θは、ハンドル１８が基準状態（つまり、直進走行状態）であるときにそれぞれ０である。
【００３４】
コントローラ４２は、車速Ｖ、操舵トルクＴ、傾斜角φ、操舵角θ及び加速度Ｇに基づいて判断処理を行う判断部１５０と、外部のステアリング補助装置５８及び油圧ポンプ５９のモータ５９ａを制御するデバイス制御部１５４とを有する。コントローラ４２は、主たる制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）及びドライバ等を有しており、ＣＰＵがプログラムを読み込み、記憶部等と協働しながらソフトウェア処理を実行することにより実現される。
【００３５】
図５に示すように、ステアリング補助装置５８は、シリンダ１７０と、電磁比例切換弁１７２とを有する。シリンダ１７０は、一方のシリンダチューブ１７３の端部がポスト５６に対して回転自在に接続され、他方のロッド１７４の端部が車体フレーム１２の一部に対して回転自在に接続されている。シリンダ１７０は、ステアリングに対して回転トルクを与えるように構成されている。ここでいう回転トルクとは、ステアリング操作を重くし、又は、軽くする方向のトルクを示し、さらに能動的な作用のみならず受動的に発生するトルクを含む。
【００３６】
ロッド１７４にはピストン１７８が設けられており、シリンダチューブ１７３内を進退する。ピストン１７８には、ピストン１７８の両側の受圧室１８４ａ及び１８４ｂの間の連通手段（オリフィス等）は設けられていない。ロッド１７４は、シリンダチューブ１７３の端部のシール体１８０によって支持されており、該シール体１８０から外に出ている部分は蛇腹状のブーツ１８２で覆われている。シリンダ１７０の上部は、マニホールド形状になっており、電磁比例切換弁１７２が一体的に設けられている。
【００３７】
電磁比例切換弁１７２は、シリンダ１７０内におけるピストン１７８の両側の受圧室１８４ａ及び１８４ｂに対して、油圧ポンプ５９から供給される圧力流体を切り換えて供給する。電磁比例切換弁１７２は、ボディ１８６と、該ボディ１８６内を進退動作するスプール１８８と、該スプール１８８を駆動するソレノイド１９０とを有し、ボディ１８６の入力ポート１８６ｐに供給される圧力流体の流路を選択的に切り換え、Ａポート１８６ａ又はＢポート１８６ｂのいずれか一方に連通させる。Ａポート１８６ａ及びＢポート１８６ｂのうち入力ポート１８６ｐに連通しない他方はリターンポート１８６ｒに連通し、タンク１９２に連通する。Ａポート１８６ａ及びＢポート１８６ｂは、シリンダ１７０の受圧室１８４ａ及び１８４ｂに連通している。
【００３８】
ソレノイド１９０は、コントローラ４２の作用下にスプール１８８を比例的に制御し、入力ポート１８６ｐから圧力流体を受圧室１８４ａ及び１８４ｂのいずれか一方に比例的に供給し、他方をタンク１９２に連通させることができる。ソレノイド１９０は、スプール１８８の駆動方向に合わせて、該スプール１８８の両端に設けられていてもよい。電磁比例切換弁１７２は、必ずしも比例弁でない切換弁でもよいが、比例式の電磁弁を用いることにより、様々な状況に対応できるため一層精度の高い制御が可能になる。
【００３９】
油圧ポンプ５９はモータ５９ａによって回転し、タンク１９２内の液体（一般的には油）を吸い出して加圧し、電磁比例切換弁１７２に供給する。モータ５９ａはコントローラ４２の作用下に速度及び（又は）トルク可変に制御され、油圧ポンプ５９の回転数及び（又は）トルクが変化し、電磁比例切換弁１７２に対する加圧流体の圧力を調整することができる。電磁比例切換弁１７２に対する加圧流体の圧力を調整手段（流体圧増減手段）は、これに限らず、例えば、斜板式ポンプの斜板の傾斜角を調整してもよいし、圧力調整電磁比例弁を用いてもよい。油圧ポンプ５９と電磁比例切換弁１７２との間には、圧力補償手段（例えばリリーフ弁）が設けられていてもよい。
【００４０】
次に、コントローラ４２における処理について図６及び図７を参照しながら説明する。図６におけるステップＳ１〜Ｓ５は判断部１５０で行われ、図７におけるステップＳ６〜Ｓ１１はデバイス制御部１５４で行われる。図６における処理は、所定の微小時間毎に繰り返し実行される。
【００４１】
図６のステップＳ１において、車速センサ４４、操舵角センサ６４及び加速度センサ６２からその時点の車速Ｖ、操舵トルクＴ、傾斜角φ、操舵角θ及び車幅方向の加速度Ｇを得る。
【００４２】
ステップＳ２において、車速Ｖと所定閾値Ｖｔとを比較し、Ｖ＜ＶｔであればステップＳ３へ移り、Ｖ≧ＶｔであればステップＳ４へ移る。所定閾値Ｖｔは、例えば、走行していることを検出するだけであれば５ｋｍ／ｈ程度に設定し、高速走行を検出するのであれば１００ｋｍ／ｈ程度に設定するとよい。
【００４３】
ステップＳ３において、操舵トルクＴと所定閾値Ｔｔとを比較し、Ｔ＞ＴｔであればステップＳ６へ移り、Ｔ≦ＴｔであればステップＳ１４へ移る。
【００４４】
ステップＳ４において、所定の微小時間における操舵角θの変化率Δθ（つまり、操舵角θの角速度）と所定閾値Δθｔとを比較し、｜Δθ｜＜ΔθｔであればステップＳ８へ移り、｜Δθ｜≧ΔθｔであればステップＳ５へ移る。このステップＳ４では、操舵角θと変化率Δθが同符号であることを条件として加えてもよい。変化率Δθはいわゆる微分処理（操舵角変化率検出手段）で求められ、例えば、操舵角θを時系列順にメモリに格納しておき、現在の操舵角θと所定の微小時間前の操舵角θとの差により求められる。
【００４５】
ステップＳ５において、車幅方向の加速度Ｇと所定閾値Ｇｔとを比較し、｜Ｇ｜＞ＧｔであればステップＳ１０へ移り、｜Ｇ｜≦ＧｔであればステップＳ１４へ移る。
【００４６】
以上のステップＳ１〜Ｓ５における判断処理の後、その時点の状況に応じたステップＳ６〜Ｓ１１のデバイス制御処理を行う。
【００４７】
図７のステップＳ６（ステップＳ３の判断が成立するとき）においては、取り回し制御の処理を行う。つまり、ステップＳ６は、低速走行であって、且つ操舵トルクＴがある程度重い状況であり、ステアリング操作感を軽くするためにパワーステアリングと同様の操作を行う。このため、油圧ポンプ５９が発生するべきポンプトルクＴｐを、Ｔｐ←Ｔ−Ｔｃ１として求める。この減算値のＴｃ１は、例えばステップＳ３における閾値Ｔｔと等しくするとよい。また、油圧ポンプ５９がポンプトルクＴｐを発生するようにモータ５９ａに対する制御電流Ｉとして、Ｉ←Ｔｐ×Ｋ１を求める。
【００４８】
ステップＳ７において、操舵角θ及びその絶対値に基づき、電磁比例切換弁１７２の切り換え方向及び切り換え量を求める。つまり、運転者にとってステアリング操作が軽くなるように電磁比例切換弁１７２による流路の切り換え及び切り換え量を設定し、低速走行時のハンドル操作が軽くなり、パワーステアリングと同様の効果が得られる。換言すれば、低速時で相対的に低い周波数で大きな外乱トルクが加わった場合には、操舵方向に操舵トルクを発生させてステアリングの補助ができる。ステップＳ７の後、ステップＳ１２へ移る。
【００４９】
ステップＳ８（ステップＳ４の判断が成立するとき）においては、収束性向上制御の処理を行う。つまり、ステップＳ８は、ある程度以上に高速で走行中であって、ステアリングの速度が小さいときであって、クルーズ走行中と判断でき、ステアリング操作を一層安定させる。このため、モータ５９ａに対する制御電流Ｉとして、Ｉ←｜Δθ｜×Ｋ２を求める。
【００５０】
ステップＳ９において、操舵角θ及びその絶対値に基づき、電磁比例切換弁１７２の切り換え方向及び切り換え量を求める。つまり、運転者にとってステアリング操作が重くなるように電磁比例切換弁１７２による流路の切り換え及び切り換え量を設定し、高速走行時のステアリング操作を重くして安定性を向上させる。換言すれば、収束性向上制御により、相対的に高い周波数で小さな外乱は、ステアリングダンパのダンパ力で振れを軽減することができる。ステップＳ９の後、ステップＳ１２へ移る。
【００５１】
ステップＳ１０（ステップＳ５の判断が成立するとき）においては、横加速度対応制御の処理を行う。つまり、ステップＳ１０は、ある程度以上に高速で走行中であって、ステアリングの速度及び横方向の加速度が大きいときであるから、横風等による外乱挙動が発生し、自動二輪車１１が揺れた場合と判断でき、ステアリング操作を安定させることが望ましい。このため、油圧ポンプ５９が発生するべきポンプトルクＴｐを、Ｔｐ←Ｔ−Ｔｃ２として求める。この減算値のＴｃ２は、例えばステップＳ５における閾値Ｇｔと等しくするとよい。また、油圧ポンプ５９がポンプトルクＴｐを発生するようにモータ５９ａに対する制御電流Ｉとして、Ｉ←Ｔｐ×Ｋ３を求める。
【００５２】
ステップＳ１１において、操舵角θ及びその絶対値に基づき、電磁比例切換弁１７２の切り換え方向及び切り換え量を求める。つまり、運転者にとってステアリング操作が重くなるように電磁比例切換弁１７２による流路の切り換え及び切り換え量を設定し、自動二輪車１１が車幅方向からの外力を受けて揺れたことに対して、ステアリング操作を重くして安定性を向上させて対処することができる。換言すれば、操舵振れが微小であっても車体振れが大きい場合の外乱収束性を高めることができる。ステップＳ１１の後、ステップＳ１２へ移る。
【００５３】
ステップＳ１２において、ステップＳ６、Ｓ８及びＳ１０で求めた制御電流Ｉを傾斜角φによりさらに補正し、最終の出力電流Ｉｃ←Ｉ×φ×Ｋ４を求める。このように自動二輪車１１の傾斜角φに応じて流体圧力を増減することにより、ハンドル操作性が一層向上する。傾斜角度φが０のときは、出力電流Ｉｃも０となるが、シリンダ１７０によるある程度のダンパ効果が得られる。
【００５４】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２で求めた出力電流Ｉｃをモータ５９ａに対して出力するとともに、電磁比例切換弁１７２のソレノイド１９０に対してステップＳ７、Ｓ９及びＳ１１で求めた状態となるように電流を出力する。
【００５５】
一方、ステップＳ１４（ステップＳ５の判断が非成立のとき）において、シリンダ１７０によるダンパ効果及び通路抵抗によるダンパ効果を用い、コントローラ４２からは油圧ポンプ５９及び電磁比例切換弁１７２の制御をしない。
【００５６】
ステップＳ１３及びステップＳ１４の後、図６に示す今回の処理を終了する。
【００５７】
上述したように、本実施の形態に係るステアリング補助システム１０及びステアリング補助方法によれば、電磁比例切換弁１７２を用いて圧力流体の流路を切り換えることによって、自動二輪車１１のハンドル操作を重くし、又は軽くすることができる。また、ハンドル操作を重くし、又は、軽くする程度は流体圧増減手段としての油圧ポンプ５９によって調整され、走行状態に応じた適切なハンドル操作性が得られる。シリンダ１７０のピストン１７８には、オリフィス等がないので、構造が簡便であり比較的廉価である。
【００５８】
本実施の形態では、相対的に高い周波数で小さな外乱は、ステアリングダンパのダンパ力で振れを軽減し、相対的に低い周波数で大きな外乱トルクが加わった場合には、外乱に対抗するように、操舵トルクを発生させたり、操舵方向に操舵トルクを発生させ、様々な種類の外乱に対して操舵振れを迅速に収束させることができる。
【００５９】
また、それぞれの制御を車幅方向の加速度Ｇや傾斜角φにより切り換えて行うことにより、操舵振れが緩やかでも車体振れが大きい場合の外乱収束性や、傾斜角φに見合った制御を行い、様々な状態での外乱収束性を向上させることができる。
【００６０】
本発明に係るステアリング補助システム及びステアリング補助方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態に係るステアリング補助システムが搭載された自動二輪車の側面図である。
【図２】自動二輪車のヘッドパイプ下方部分に設けられた複合センサの斜視図である。
【図３】複合センサの断面平面図である。
【図４】本実施の形態に係るステアリング補助システムのブロック構成図である。
【図５】ステアリング補助装置の断面側面図である。
【図６】本実施の形態に係るステアリング補助方法の処理手順を示すフローチャートである（その１）。
【図７】本実施の形態に係るステアリング補助方法の処理手順を示すフローチャートである（その２）。
【符号の説明】
【００６２】
１０…ステアリング補助システム １１…自動二輪車
１２…車体フレーム １８…ハンドル
１９…エンジン ２０…シート
４２…コントローラ ４４…車速センサ
４６…操舵トルクセンサ ４８…傾斜角センサ
５８…ステアリング補助装置 ５９…油圧ポンプ
５９ａ…モータ ６０…複合センサ
６２…加速度センサ ６４…操舵角センサ
１５０…判断部 １５４…デバイス制御部
１７０…シリンダ １７２…電磁比例切換弁
１７３…シリンダチューブ １７４…ロッド
１７８…ピストン １８４ａ、１８４ｂ…受圧室
１８６ａ、１８６ｂ…ポート １８６ｐ…入力ポート
１８６ｒ…リターンポート １８８…スプール
１９０…ソレノイド １９２…タンク
Ｖ…車速 Ｇ…加速度
θ…操舵角 Δθ…変化率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧増減手段と、
ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、
前記シリンダ内におけるピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、
自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、
前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とするステアリング補助システム。
【請求項２】
請求項１記載のステアリング補助システムにおいて、
前記自動二輪車の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を有し、
前記制御部は、前記傾斜角検出手段から得られる前記傾斜角をパラメータの１つとして、前記流体圧を前記傾斜角に対応して増減するように前記流体圧増減手段を制御することを特徴とするステアリング補助システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載のステアリング補助システムにおいて、
前記切換弁は電磁比例弁であり、
前記制御部は、前記電磁比例弁を比例的に制御することを特徴とするステアリング補助システム。
【請求項４】
流体圧増減手段と、
ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、
自動二輪車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記シリンダ内における前記ピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、
前記自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、
前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部と、
を用い、
前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とするステアリング補助方法。
【請求項１】
流体圧増減手段と、
ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、
前記シリンダ内におけるピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、
自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、
前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とするステアリング補助システム。
【請求項２】
請求項１記載のステアリング補助システムにおいて、
前記自動二輪車の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を有し、
前記制御部は、前記傾斜角検出手段から得られる前記傾斜角をパラメータの１つとして、前記流体圧を前記傾斜角に対応して増減するように前記流体圧増減手段を制御することを特徴とするステアリング補助システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載のステアリング補助システムにおいて、
前記切換弁は電磁比例弁であり、
前記制御部は、前記電磁比例弁を比例的に制御することを特徴とするステアリング補助システム。
【請求項４】
流体圧増減手段と、
ステアリングに対して回転トルクを与えるシリンダと、
自動二輪車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記シリンダ内における前記ピストンの両側受圧室に対して、前記流体圧増減手段から供給される圧力流体を切り換えて供給する切換弁と、
前記自動二輪車の車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリングの操舵角変化率を検出する操舵角変化率検出手段と、
前記自動二輪車の車幅方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
自動二輪車の走行状態に応じて前記流体圧増減手段及び前記切換弁を制御する制御部と、
を用い、
前記制御部は、前記車速検出手段から得られる車速が所定値以上で、前記操舵角変化率検出手段から得られる操舵角変化率の絶対値が所定値以下で、且つ、前記加速度検出手段から得られる車幅方向の加速度が所定値以上であるときに、前記流体圧増減手段により前記流体圧を加速度に応じて増加させ、運転者にとって前記ステアリングの操作が重くなるように前記切換弁による流路を設定することを特徴とするステアリング補助方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−８３５７８（Ｐ２００９−８３５７８Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３４３５（Ｐ２００７−２５３４３５）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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