車両の特性評価システム及び制御システム、並びに騎乗型車両及びバンク車両の特性評価方法
【課題】発生トルク及びグリップ性能に関する特性を表す新規且つ作成容易な形態を提供する。
【解決手段】特性評価システム５０が、車両１の動力源１３の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段５１と、動力源１３の出力により回転駆動される駆動輪３の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段５２と、走行中における出力増減要求値とスリップ値との関係を車両特性評価値ｆ１として記憶する評価値記憶手段５３と、を備える。
【解決手段】特性評価システム５０が、車両１の動力源１３の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段５１と、動力源１３の出力により回転駆動される駆動輪３の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段５２と、走行中における出力増減要求値とスリップ値との関係を車両特性評価値ｆ１として記憶する評価値記憶手段５３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動二輪車及び不整地走行車などの車両の特性を評価するシステム及び方法、及びかかる車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の一例である自動二輪車は、一般に動力源として内燃機関を搭載し、内燃機関の発生トルクが動力伝達経路を介して後輪に伝達され、後輪が外部の路面に動力を伝えることにより推進する。自動二輪車が推進するには車輪が路面にある程度グリップしている必要があるが、悪路又は不整地を走行しているときには後輪が大きくスリップすることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
スリップは、発生トルクが過大となって車両のグリップ性能を上回っているときに発生するため、走行中の発生トルク及びグリップ性能を両方とも把握することができれば、スリップの発生を良好に判定可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１１４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、数値演算によって走行中の発生トルク及びグリップ性能を正確に把握するためには、多くのパラメータが必要であり、演算式も非常に複雑となることから、実際にはこれらの把握が極めて難しい。
【０００６】
例えば発生トルクを把握する手法として、発生トルクに関係する車両の特性を示す形態として従前良く知られたエンジン回転数−トルク線図を基にマップを作成し、当該マップを用いて走行中の発生トルクを求める、というものが考えられる。しかし、線図はスロットル開度に応じて推移が異なる複数の曲線からなり、各曲線が関数化困難な複雑な推移を示す。したがって、当該線図をマップ化するとデータ量が膨大となり、制御システムの構成が複雑となる。
【０００７】
グリップ性能は、車体側から車輪を介して路面に作用する荷重、及び車輪に取り付けたタイヤの磨耗度などで決まる。しかし、路面に作用する荷重は、運転者及び同乗者を含めた積載物の重量、走行風に基づき車体に作用する揚力及び抗力、路面の傾斜、サスペンションによる荷重吸収性能、車体に作用する遠心力、加減速時の荷重移動の影響で変化し、特に自動二輪車においては旋回時に車体が傾けられることから、走行状態に応じて車重の鉛直成分が変化する。他方、タイヤの磨耗度は使用期間に応じて変化する。このため、グリップ性能を正確に把握するには、様々なセンサの検出値を用いて複雑な荷重演算を行う必要が生じ、また、タイヤの磨耗度そのものを検出することは極めて困難である。
【０００８】
そこで本発明は、車両特性を表す新規な形態を提供し、当該形態を用いて車両特性を好適に評価可能とするとともに車両を好適に制御可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る車両の特性評価システムは、車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として記憶する評価値記憶手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
前記構成によれば、評価値記憶手段には、出力増減要求値とスリップ値との走行時関係が車両特性評価値として記憶される。この車両特性評価値は、出力増減要求に対し、実際の走行時に生じた発生トルク及びこれを吸収するグリップ性能の推移を表現したものとなる。この車両特性評価値を参照すれば、出力増減要求に対して発生トルクとグリップ性能とがどのようにしてバランスするのかを把握することができ、発生トルク及びグリップ性能に関する車両の特性を好適に評価することができる。
【００１１】
前記走行時関係は、所定値以上の前記出力増減要求値と、当該所定値以上の出力増減要求値と同時点に測定されたスリップ値との相関関係を示していてもよい。
【００１２】
これにより、微少な出力増減要求値を除外して車両特性評価値を求めることができ、かかる車両特性評価値を参照することで評価精度を向上することができる。
【００１３】
前記記憶手段は、評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶し、前記走行時関係と前記基準関係との比較結果に基づいて車両特性を判定する特性判定手段と、を備えていてもよい。
【００１４】
これにより、評価値記憶手段に記憶されている基準関係が、走行時関係と相違するような場合に、当該相違に基づいて車両特性の変化を好適に判定することができる。
【００１５】
走行時における前記出力要求検出手段の検出値及び前記スリップ値測定手段の測定値に基づいて、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を導出する評価値導出手段と、前記評価値記憶手段に記憶されている前記基準関係を、前記評価値導出手段により導出された前記走行時関係に基づいて修正する評価値修正手段と、を備えていてもよい。
【００１６】
これにより、経年等による車両特性の変化に応じて評価値記憶手段に記憶される基準関係を更新することができる。
【００１７】
前記スリップ値測定手段が、前記動力源から与えられる動力を車両の外部へ伝えるべく回転する回転部材の角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の検出値を用いて単位時間当たりの前記回転部材の角速度の差分値を前記スリップ値として算出する差分値演算手段と、を有していてもよい。
【００１８】
これにより、単位時間当たりの回転部材の角速度の差分値を利用して車両特性評価値を求めることができる。回転部材の角速度を検出する角速度検出手段は従前一般に利用されるものであるため、車両特性評価値を求めるに際して本システムが複雑化するのを避けることができる。
【００１９】
前記スリップ値測定手段が、車輪の回転速度を検出するための車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段の検出値を用いて駆動輪と従動輪の回転速度差に相当する値を前記スリップ値として算出する速度差相当値算出手段と、を有していてもよい。
【００２０】
これにより、駆動輪と従動輪の回転速度差に相当する値を利用して車両特性評価値を求めることができる。車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段は従前一般に利用されるものであるため、車両特性評価値を求めるに際して本システムが複雑化するのを避けることができる。
【００２１】
前記動力源が、運転者により操作されるスロットル弁の開度に応じて発生出力を変更する内燃機関であり、前記出力要求検出手段が、前記出力増減要求値として前記スロットル弁の開度を検出するスロットル位置検出手段であってもよい。
【００２２】
これにより、内燃機関により駆動される車両において、スロットル弁の開度を用いて車両特性評価値を求めることができる。スロットル弁の開度を検出するスロットル位置検出手段は、従前一般に利用されるものであるため、車両特性評価値を求めるに際して本システムが複雑化するのを避けることができる。
【００２３】
本発明に係る車両の制御システムは、車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求め、当該車両特性評価値に基づいて車両を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００２４】
前記構成によれば、出力増減要求に対して発生トルクとグリップ性能とがどのようにしてバランスするのかを把握可能な車両特性評価値に基づいて、発生トルク及びグリップ性能を考慮して車両を好適に制御することができる。
【００２５】
評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記基準関係と前記走行時関係との比較結果に応じて車両の制御を異ならせてもよい。
【００２６】
これにより、基準関係と走行時関係との比較結果に応じて好適に車両を制御することができる。
【００２７】
運転者により入力される入力装置と、前記入力装置における入力に応じて前記基準関係を調整する評価値調整手段と、を備えていてもよい。
【００２８】
これにより、運転者の好みに合わせて基準関係を調整可能となり、車両の制御を運転者の好みに合せて調整することができる。
【００２９】
本発明に係る騎乗型車両の特性評価方法は、走行中における騎乗型車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、前記出力増減要求値と前記スリップ値との関係を車両特性評価値として求める評価値導出工程と、前記評価値導出工程において導出された前記車両特性評価値に基づいて、前記騎乗型車両の特性を評価する特性評価工程と、を有することを特徴としている。
【００３０】
前記方法によれば、前述同様にして、出力増減要求に対して発生トルクとグリップ性能とがどのようにしてバランスするのかを把握することができ、発生トルク及びグリップ性能に関する車両特性を好適に評価することができる。
【００３１】
本発明に係るバンク車両の特性評価方法は、走行中におけるバンク車両のバンク角を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、前記バンク角と前記スリップ値との関係を車両特性評価値に基づいて、前記バンク車両の特性を評価する特性評価方法と、を有することを特徴としている。この方法においても、バンク角に応じて変化する車両のグリップ性能を好適に評価することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上の本発明によれば、発生トルク及びグリップ性能に関する車両特性を表す新規な形態を提供し、当該形態を用いて、車両特性を好適に評価することができるとともに車両を好適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の一例として示す自動二輪車の左側面図である。
【図２】図１に示す自動二輪車の駆動系の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両特性評価システムの全体構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る車両特性評価システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す評価値導出部により導出される車両特性評価値を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両特性評価システムを有した車両の制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す本発明の第２実施形態に係る車両の制御システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る車両の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す評価値記憶部に記憶されている特性評価値、評価値導出部により導出された特性評価値、評価値修正部により修正された後の特性評価値、及び評価値調整部により調整された後の特性評価値をそれぞれ示すグラフである。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るスリップ測定部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る車両の一例として示す自動二輪車１の左側面図である。以下の説明における方向の概念は、この自動二輪車１に騎乗した運転者が見る方向を基準にしている。図１に示す自動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３とを備え、前輪２及び後輪３は、車体４に回転可能に支持されている。前輪２及び後輪３はゴム製のタイヤ２ａ，３ａを装着している。これらタイヤ２ａ，３ａの周面が路面に接触する状態で、前輪２及び後輪３は路面上を転動する。
【００３６】
車体４には、フロントフォーク５、ステアリングシャフト６、ヘッドパイプ７、左右一対のメインフレーム８、左右一対のピボットフレーム９、及び左右一対のスイングアーム１０などが含まれる。前輪２は、略上下方向に延びるフロンフォーク５の下端部に回転可能に支持されている。フロントフォーク５の上端部はステアリングシャフト６の下端部に接続され、ステアリングシャフト６は、ヘッドパイプ７に回転可能に支持されている。ステアリングシャフト６の上端部は、左右一対のグリップを有したハンドル１１に連結されている。ハンドル１１が回動されると、前輪２がステアリングシャフト６を回転軸として転向する。
【００３７】
ヘッドパイプ７は、後下方へ延びる左右一対のメインフレーム８と接続され、各メインフレーム８の後部はピボットフレーム９と接続されている。各ピボットフレーム９は、略前後方向に延びるスイングアーム１０の前端部と枢支されている。後輪３は、スイングアーム１０の後端部に回転可能に支持されている。
【００３８】
フロントフォーク５にはフロントサスペンション１２が設けられている。路面側から前輪２を介して荷重が車体４に伝わると、フロントサスペンション１２が伸縮してこの荷重を吸収することができる。路面側から後輪３を介して車体４に伝わる荷重は、スイングアーム１０の揺動によって吸収されうる。
【００３９】
メインフレーム８及びピボットフレーム９には、自動二輪車１の駆動源として、ガソリンを燃料とするレシプロ型の４ストローク並列４気筒のエンジン１３が支持されている。エンジン１３に供給される燃料は、メインフレーム８の上方であってハンドル１１の後方に設けられた燃料タンク１４内に溜められる。外部の新気は、エアクリーナ１５及びスロットル装置１６を介してエンジン１３に取り入れられ、エンジン１３内で燃料と混合される。エンジン１３は混合気を燃焼してトルクを発生し、エンジン１３の発生トルクは動力伝達経路１７を介して後輪３に伝達される。これにより後輪３が回転駆動され、自動二輪車１が路面上を推進可能となる。
【００４０】
燃料タンク１４の後方にはシート１８が設けられ、シート１８上には運転者及び同乗者が前後に並んで騎乗可能である。なお、シート１８の下方には、電子制御ユニット４１（ＥＣＵ）が収容されている。
【００４１】
シート１８に騎乗した運転者は、ハンドル１１のグリップを把持して自動二輪車１を操縦することができる。ハンドル１１の右側はスロットルグリップ１９（図２参照）であり、スロットル装置１６が、スロットルグリップ１９の操作位置に応じて動作するよう構成されている。
【００４２】
図２は、図１に示す自動二輪車１の駆動系の構成を示す模式図である。スロットル装置１６は、エンジン１３に接続された吸気管２１と、吸気管２１内の吸気通路を開度可変に開閉するメインスロットル弁２２及びサブスロットル弁２３と、サブスロットル弁２３を駆動する弁アクチュエータ２４とを備えている。
【００４３】
スロットルグリップ１９が回転されると、メインスロットル弁２２の開度が機械的に変更してエンジン１３の吸気量が増減し、これによりエンジン１３の発生トルクが増減する。このようにスロットルグリップ１９は、運転者がエンジン１３の出力増減に対する要求を入力するための部材として機能する。よって、その操作位置を、エンジン１３の出力増減に対する要求を表す出力増減要求値とすることができる。そして、メインスロットル弁２２の開度は、このスロットルグリップ１９の操作位置を反映し、エンジン１３の出力増減に影響を与える。よって、メインスロットル弁２２の開度も出力増減要求値とすることができる。以降では、メインスロットル弁２２の開度を、単に「スロットル開度」として説明することがある。
【００４４】
サブスロットル弁２３の開度は、弁アクチュエータ２４の動作に応じて変更される。よって、本実施形態のエンジン１３の吸気量は、スロットルグリップ１９の操作位置に関わらず調整可能である。本実施形態のスロットル装置１６は機械駆動式と電気駆動式との２つの弁を備えるが、これら２つの弁のうち１つのみを備えていてもよい。
【００４５】
また、エンジン１３は、適宜量の燃料を適宜タイミングで気筒に供給するための燃料供給装置２５と、気筒内の混合気を適宜タイミングで点火して燃焼させるための点火装置２６とを、気筒毎に備えている。気筒内の混合気を燃焼させると、トルクの発生に応じてクランク軸２７が回転する。クランク軸２７の回転は、動力伝達経路１７を介して後輪３に伝達される。本実施形態の動力伝達経路１７は、減速機構２８、クラッチ機構２９、変速機入力軸３０、変速機３１、変速機出力軸３２、及びチェーン伝動機構３３から成る。変速機３１は複数の前進走行用の変速段を設定可能であり、各変速段は互いに異なる変速比と対応している。変速機入力軸３０の回転は、変速機３１に設定された変速段に対応する所定変速比で変速され、変速機出力軸３２に伝達される。
【００４６】
エンジン１３によって後輪３が回転駆動されると、後輪３から外部の路面に動力が伝えられ、後輪３が路面上を転動する。これにより前輪２も路面上を転動し、自動二輪車１が路面上を推進する。前輪２及び後輪３にはそれぞれブレーキ装置３４，３５が設けられており、各ブレーキ装置３４，３５は、車輪２，３を回転させる動力を摩擦によって消費して車輪２，３を制動する。このブレーキ装置３４，３５の動作によって、後輪３から外部の路面に伝えられる動力が抑制される。
【００４７】
後輪３を回転させる動力が、タイヤ３ａと路面との間で生じる摩擦力とバランスしていると、後輪３が路面にグリップした状態となり、運転者が自動二輪車１を安定して操縦可能となる。後輪３から外部の路面に伝えられる動力は、エンジン１３の発生トルク、及びブレーキ装置３４，３５の動作状態に応じたものとなる。エンジン１３の発生トルクが過大であってブレーキ装置３４，３５が動作していないような場合、後輪３から外部の路面に伝わる動力が摩擦力を上回り、後輪３が空転する。
【００４８】
摩擦力は、車体側から車輪を介して路面に作用する荷重と、タイヤと路面との間の摩擦係数とに基づいて決まる。車体側から路面に作用する荷重は、車重及びその重心位置、車体に作用する空力（ダウンフォース及び抗力）、サスペンションの荷重吸収性能に依存する。車重及び重心位置は、運転者及び同乗者を含む積載物の重量、加減速時の荷重移動などによって変化する。旋回時には車体に遠心力が作用するが、自動二輪車１の運転者は車体を傾けて自身の姿勢を変化させて向心力を得る。車重の鉛直成分はこの車体の傾斜及び路面の傾斜に応じて変化し、空力は走行風圧に応じて変化する。他方、タイヤと路面との間の摩擦係数は、タイヤの仕様、及びタイヤの使用期間などによって変化する。
【００４９】
このように摩擦力は、車両の設計パラメータ、車両の走行姿勢、車両の速度及び加速度、タイヤの状態に依存する。本書では、このように摩擦力の確保に影響を及ぼす様々な指標のうち、タイヤを含めた車両側の指標をまとめて「車両のグリップ性能」と呼ぶ。「車両のグリップ性能が良い」とは、発生トルクに対抗しうる摩擦力を大きく確保可能であることを言い、より具体的には、車体の設計が摩擦力の確保に寄与するものであること、又はタイヤの状態が路面との摩擦係数の確保に寄与するものであること等を言う。
【００５０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る車両特性評価システム４０の全体構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る車両特性評価システム４０は、自動二輪車１に搭載された電子制御ユニット４１（ＥＣＵ）と、自動二輪車１の外部に設けられた車外コンピュータ４２と、スロットル開度を検出するスロットル位置センサ４３と、クランク軸２７の角速度を検出する角速度センサ４４と、変速段を検出する変速段センサ４５とを備えている。
【００５１】
ＥＣＵ４１は車載評価部４６を有し、車外コンピュータ４２は車外評価部４７を有し、表示装置４８、及びオペレータが操作を行うための入力装置４９を備えている。車載評価部４６及び車外評価部４７には、走行中におけるセンサ４３〜４５の検出値に基づいて自動二輪車１の特性評価に用いる車両特性評価値ｆ１を導出し記憶するために必要な部分５１〜５４が分散して設けられている。本実施形態では、車載評価部４６が、クランク軸センサ４４の検出値に基づいて単位時間当たりのクランク軸２７の角速度の差分値を演算する角加速度演算部５１、及び検出値及び演算値を記憶するデータ記憶部５２を有している。車外評価部４７は、データ記憶部５２に記憶されているデータを基にして車両特性評価値ｆ１を導出する処理を行う評価値導出部５３、及び車両特性評価値ｆ１を記憶する評価値記憶部５４を有している。なお、データ記憶部５２と評価値導出部５３との間のデータのやり取りは、有線、無線又は記録媒体を利用した適宜方法によって行われる。
【００５２】
当該システム４０は、例えば自動二輪車１の設計過程及び製造過程で活用することができる。この場合、車両特性評価値ｆ１の導出に用いるデータは、例えばテストコースなどでの走行中に取得される。また、後述するように評価値記憶部をＥＣＵに実装すれば、ユーザ使用段階においても本システムを活用可能となる。
【００５３】
車両特性評価値ｆ１の導出に用いるデータは、所定周期（例えば5〜40msec）ごとに逐次取得される。以降の説明では、添え字(n)が、ある時点で取得された瞬時の値であることを表し、添え字(n−1)が(n)に対応する時点から１周期だけ過去に取得された瞬時の値であることを表している。
【００５４】
また、車両特性評価値ｆ１の導出に用いるデータは、走行中に十分長い期間（例えば数分）に亘って取得される。この十分長い期間とは、例えば空転開始前後の微少な期間、或いは過渡期間等の特殊な運転状態となっていたごく短期間におけるデータのみが取得されないようにするために必要な期間であり、またデータを取得する周期との兼ね合いから車両特性評価値ｆ１の導出に際して有意な数のデータを取得するために必要な期間である。
【００５５】
図４は車両特性評価システム４０の詳細な構成を示すブロック線図である。図４に示すように、スロットル位置センサ４３は、スロットル開度θ(n)を出力増減要求値Ｄ(n)として検出する。なお、前述したように出力増減要求値Ｄは、スロットルグリップ１９の操作位置でも表され得るため、スロットル位置センサ４３に替えてグリップ位置センサを適用してもよい。スロットル位置センサ４３により検出されたスロットル開度θ(n)（Ｄ(n)）は、検出の時点と関連付けられてデータ記憶部５２に記憶される。変速段センサ４５により検出される変速段Ｇ(n)も、検出の時点と関連付けられてデータ記憶部５２に記憶される。
【００５６】
また、車両特性評価システム４０は、エンジン１３により回転駆動される後輪３の空転の程度を表すスリップ値Ｓを測定するスリップ値測定部５０を有している。ここでスリップ値Ｓに関し、エンジン１３の発生トルクが過大であると空転の程度が大きくなることから、発生トルクに依存する値をスリップ値Ｓとすることができる。エンジン１３の発生トルクは、エンジン出力軸、すなわちクランク軸２７の角加速度と駆動系の慣性モーメントとの積であり、慣性モーメントは変速段Ｇに対応した定数である。よって、変速段Ｇが変更されない限りにおいて、クランク軸２７の角加速度は発生トルクと比例する。このため、クランク軸２７の角加速度を発生トルクに依存する値としてのスリップ値Ｓとすることができる。なお、クランク軸２７の角加速度は、後輪３から外部の路面に動力を伝えるべく回転する回転部材、すなわち動力伝達経路１７を構成する回転部材及び後輪３自体の角加速度と比例するため、動力伝達経路１７を構成する回転部材、又は後輪３の角加速度をスリップ値Ｓとしてもよい。また、後輪３が空転すると、後輪３の回転速度が前輪２の回転速度よりも大きくなる。よって、前後輪２，３間の回転速度差に相当する値をスリップ値Ｓとしてもよい。回転速度差に相当する値としてのスリップ値Ｓは、後輪３の回転速度から前輪２の回転速度を減算して求められてもよく、当該減算値を更に前輪２の回転速度で除算して求められてもよい。また前後輪２，３の回転数差であってもよく、回転数差を前輪２の回転数で除算したものでもよい。また後輪３と走行車速との差であってもよい。またそのほかの物理現象を用いてもよく、上記物理現象を複合的に組み合わせたものでもよい。このようにスリップ値は、駆動輪の空転量に応じて変化する値が用いられる。
【００５７】
本実施形態に係るスリップ値測定部５０は、クランク軸２７の角加速度Δωをスリップ値Ｓとして測定する。よって、スリップ値測定部５０は、前述した角速度センサ４４と、角加速度演算部５１とを備えている。角速度センサ４４は、クランク軸２７の単位時間当たりの回転数をクランク軸２７の角速度ωとして検出する。角加速度演算部５１は、角速度センサ４４により検出されるクランク軸２７の角速度ωの単位時間当たりの差分値Δω(n)（以下、クランク軸２７の角加速度という）を演算する。角加速度演算部５１は、次式(1)よりこのクランク軸２７の角加速度Δω(n)をスリップ値Ｓ(n)として逐次演算する。この演算処理のため、角速度センサ４４の検出値ω(n)はデータ記憶部５２に一時的に記憶される。
【００５８】
Ｓ(n)＝Δω(n)＝ω(n)−ω(n−1) ……(1)
角加速度演算部５１により演算された角加速度Δω(n)は、演算の時点、厳密には当該演算値を求めるために用いられた角速度ω(n)を検出した時点と関連付けられてデータ記憶部５２に記憶される。
【００５９】
このようにデータ記憶部５２において、走行中におけるスロットル開度θ(n)、クランク軸２７の角加速度Δω(n)、及び変速段Ｇ(n)が、取得の時点を媒介して互いに関連付けられている。評価値導出部５３は、データ記憶部５２に記憶されたこれらデータを処理し、スロットル開度θ（すなわち出力増減要求値Ｄ）と、クランク軸２７の角加速度Δω（すなわちスリップ値Ｓ）との走行時の相関関係を、車両特性評価値ｆ１として導出する。
【００６０】
まず、評価値導出部５３は、データ記憶部５２に記憶されたデータから、ある所定の変速段（例えば１速）が設定されている時点に取得された、スロットル開度θの瞬時値及びクランク軸２７の角加速度Δωの瞬時値を抽出する。更に、所定開度θＡ以上のスロットル開度θの瞬時値と、当該瞬時値と同時点で取得したクランク軸の角加速度Δωの瞬時値とが抽出される。
【００６１】
図５は、評価値導出部５３により導出される車両特性評価値ｆ１について説明するためのグラフであり、横軸にスロットル開度θ、縦軸にクランク軸２７の角加速度Δωを示している。図５の二次元直交座標系には、注目する１つの変速段における複数のプロット点が示されている。各プロット点は、取得の時点を媒介して互いに関連付けられたスロットル開度θの瞬時値と、その瞬時値発生時のクランク軸２７の角加速度Δωの瞬時値との２つのデータを表している。換言すれば、各プロット点は、あるスロットル開度θの瞬時値に応じて、エンジン１３が実際に発生した発生トルクの瞬時値の程度を表している。
【００６２】
抽出されたデータが、このようにして二次元直交座標系において整理されると、当該座標系にはプロット点が集まる領域Ａが帯状に形成される。この領域Ａは、上に凸の放物線状に形成される。
【００６３】
前述したように、後輪３が路面にグリップしているときには、発生トルクはそのときの後輪３と路面との間に生じる摩擦力とバランスし、発生トルクが摩擦力を上回れば後輪３が空転する。他方、走行中の運転者は、後輪３の空転を自身の許容範囲内に収めようとする傾向にある。空転が許容範囲を超えて自身の運転能力によっては車両を操縦困難な状況となると、運転者は、かかる空転を抑制すべくスロットル開度θが小さくなるよう及び／又は後輪３が制動されるよう、グリップ操作及びブレーキ操作を行う傾向にある。そして、データ記憶部５２は、前述したように十分長い期間に亘って取得されたデータを記憶している。
【００６４】
これらのことから、領域Ａ内には、運転者が後輪３の空転の程度を自身の許容範囲内に収め、後輪３が路面に所望どおりにグリップした状態で走行した時に取得されたデータが集まっていると言える。よって、領域Ａ内に収まっているプロット点は、あるスロットル開度θに応じてエンジン１３が実際に発生した発生トルクの程度を示すだけでなく、当該発生トルクとバランスした摩擦力をも示している。
【００６５】
当該領域Ａの下方にもプロット点が散布している。これらプロット点は、出力増加に対する要求（すなわち、加速要求）の入力に応じてスロットル開度θが大きくなっていく過程において、エンジン１３の発生トルクの応答に遅れが生じ、領域Ａ内に収まり得なかった時点に取得されたデータであることを示している。よって、領域Ａの下方に散布するプロット点の疎密に基づいて、エンジン１３の応答性について評価することができる。繰り返すと、データ記憶部５２に記憶されているデータは、領域Ａの下方に散布するデータのみを取得することがないように、またプロット点が集まるような領域Ａが形成されるように十分長い期間に亘って取得される。
【００６６】
そして、評価値導出部５３は、これら複数のデータに当てはまる近似曲線を求める（図５参照）。カーブフィッティング法（補間法）は特に限定されず、近似式も適宜変更可能である。本実施形態では、最小二乗法を用いて２次多項式が導出されるとしているが、内挿又は外挿を用いてもよく、近似式を３次以上の多項式、対数関数又は三角関数としてもよい。
【００６７】
前述したように、データが集まる領域Ａが帯状に存在し、当該帯状の領域Ａが放物線状であるため、２次多項式で表される近似曲線がこの領域Ａ内に好適に当てはまる。また、２次多項式であるため、このように好適な曲線当てはめを実行することができ、近似曲線の導出に際して演算負荷を小さくすることができる。このようにして求められた近似曲線は、たとえば、急加減速を行う場合と、緩加減速を行う場合など操作傾向が異なる運転者からそれぞれ求めたとしても、計測に用いられる車体や路面が同じであれば、ほぼ同じ傾向となる。したがってライダーに依存しない定量的な値となる。
【００６８】
そして、本実施形態に係る車両特性評価システム４０では、この近似曲線が車両特性評価値ｆ１として、評価値記憶部５４に記憶される。この評価値記憶部５４に記憶された車両特性評価値ｆ１は、データが集まる領域Ａ内に当てはめられた近似曲線であり、プロットされたデータの素性を好適に表すものとなる。すなわち、この車両特性評価値ｆ１は、出力増減要求値Ｄに対し、エンジン１３の発生トルクにバランスする自動二輪車１のグリップ性能を好適に表したものとなる。グリップ性能がエンジン１３の出力性能に対して相対的に良くなれば、当該近似曲線はより下側を推移し、エンジン１３の出力性能がグリップ性能に対して相対的に良くなれば、当該近似曲線はより上側を推移する。
【００６９】
このように車両特性評価値ｆ１を参照すると、車両のグリップ性能とエンジン１３の出力性能とを相対的に評価することができる。グリップ性能についてより具体的に言えば、車体の剛性や重量などの車両の設計パラメータ、運転者及び同乗者を含む積載物の重量、及び車輪２，３と路面との摩擦係数を評価することができる。そして、この車両特性評価値ｆ１を設計過程及び製造過程で参照すれば、自動二輪車１の設計支援に有効活用することができる。たとえば上記評価値ｆ１が高くなるように、エンジン及び車体を設計することによって、スリップしにくい、グリップ特性を高めた車両を実現することができる。また評価値ｆ１を用いて、様々な車種の車両のグリップ特性を相対評価することができる。また同じ車体を用いても、駆動輪と路面との摩擦係数が異なることでグリップ特性が変化することから、評価値ｆ１を用いることで走行路面の摩擦係数を推定することができる。また、垂直抗力が異なることで、グリップ特性が変化することから、評価値ｆ１を用いることで、乗車物を含む車体重量（１人乗りか２人乗りかの違い、積載物の有無）を推定することができる。
【００７０】
また、車両特性評価値ｆ１の導出に際しては、スロットル開度θの瞬時値が所定開度θＡ以上であるデータを用いており、アイドル開度付近の微少な開度は除外されている。これにより、走行中における相関関係を精度良く導出可能であり、評価精度を向上することができる。更に、ある同一の変速段Ｇが設定されているデータのみを抽出しているため、変速段の相違によって、スロットル開度θに対するスリップ値Ｓがバラつくのを防ぐことができる。なお、他の変速段が設定されているときの車両特性評価値は、ある所定の変速段Ｇの設定時のデータのみを用いて導出した車両特性評価値ｆ１を、縦軸方向に平行移動又は予め定められる係数倍させることによって容易に求めることができる。
【００７１】
本実施形態に係る車両特性評価値ｆ１を参照すると、発生トルク及び摩擦力の両方を個々に把握しなくても、両者の均衡点を評価することができる。車両特性評価値ｆ１の導出には、従前利用しているスロットル位置センサ４３、角速度センサ４４、及び変速段センサ４５と、カーブフィッティング法とを利用しており、車両特性評価システム４０の構成が複雑になるのを避けることができる。
【００７２】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る車両特性評価システム１４０を有した車両の制御システム６０の全体構成を示すブロック図である。なお、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
図６に示すように、本実施形態に係る車両の制御システム６０には、評価値記憶部１５４をＥＣＵ１４１の車載評価部１４６に設けて成る車両特性評価システム１４０が含まれている。評価値記憶部１５４をＥＣＵ１４１に設けることにより、車両特性評価値ｆ１を参照して自動二輪車１を制御することができる。
【００７４】
車両の制御システム６０は、前述した車両特性評価システム１４０の構成と共に、自動二輪車１を制御する推進制御部６１を備えている。推進制御部６１は、ＥＣＵ１４１に設けられており、運転状態及び車両特性評価値ｆ１に応じてスロットル装置１６の弁アクチュエータ２４、燃料供給装置２５、点火装置２６、ブレーキ装置３４，３５を制御する。
【００７５】
図７は、本実施形態に係る車両の制御システム６０の詳細な構成を示すブロック図である。図７に示すように、推進制御部６１は、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１を入力する評価値入力部６２と、車両特性評価値ｆ１を参照することにより、スロットル位置センサ４３が検出するスロットル開度θ(n)（すなわち、出力増減要求値Ｄ(n)）に応じて、スリップ値（本例では、クランク軸２７の角加速度Δω(n)）の基準値Ｓ１(n)を演算する基準値演算部６３と、を有している。基準値演算部６３は、車両特性評価値ｆ１が次式(2)の２次多項式で表される場合、次式(3)より基準値Ｓ１(n)を求めることができる。ここで、ａ１，ｂ１は係数、ｃ１は定数項である（「・」は乗算を示す）。
【００７６】
Ｓ＝ａ１・θ2＋ｂ１・θ＋ｃ１ ……(2)
Ｓ１(n)＝ａ１・｛Ｄ(n)｝2＋ｂ１・Ｄ(n)＋ｃ１ ……(3)
推進制御部６１は、基準値演算部６３により演算されたスリップ値Ｓの基準値Ｓ１(n)と、スリップ値測定部５０により測定されたスリップ値Ｓ(n)（以下、これを測定値という）とを比較するスリップ値比較部６４を有している。スリップ値比較部６４は、基準値Ｓ１(n)と、当該基準値Ｓ１(n)の取得に利用したスロットル開度θ(n)の検出の時点と同時点に取得された測定値Ｓ(n)とを比較する。
【００７７】
また、推進制御部６１は、開度制御部６５、燃料制御部６６、点火制御部６７、制動制御部６８を有している。開度制御部６５、燃料制御部６６、及び点火制御部６７は、運転状態に応じてサブスロットル弁２３の開度、燃料の供給量及び供給タイミング、点火タイミングの目標値をそれぞれ求め、求めた目標値に従って弁アクチュエータ２４、燃料供給装置２５、及び点火装置２６をそれぞれ制御する。制動制御部６８は、運転状態に応じて前後のブレーキ装置３４，３５を制御し、当該制御を通じて所謂ＡＢＳ制御及びＣＢＳ制御を実行することができる。
【００７８】
スリップ値比較部６４は、かかる開度制御部６５、燃料制御部６６、点火制御部６７、制動制御部６８に接続されている。スリップ値比較部６４は、測定値Ｓ(n)から基準値Ｓ１(n)を減算した値が正の所定値を超えるときには、後輪３から外部の路面に伝えられる動力を低下させるように目標値を補正するための補正値を、開度制御部６４、燃料制御部６５、点火制御部６６及び／又は制動制御部６７に出力する。かかる補正値の出力によって、開度制御部６５は、サブスロットル弁２３の開度を小さくするよう弁アクチュエータ２４を制御し、燃料制御部６６は、燃料供給量が減少するよう燃料供給装置２５を制御し、点火制御部６７は、点火タイミングを遅角させるよう点火装置２６を制御する。これにより、エンジン１３の発生トルクが抑制される。また、スリップ値比較部６４は、後輪３を制動するよう制動制御部６８に指令を与え、これに応じて制動制御部６８がブレーキ装置３５を微少時間動作させるよう制御してもよい。なお、出力規制手法はこれに限らず、制御可能な制御要素を用いればよい。
【００７９】
このように測定値Ｓ(n)から基準値Ｓ１(n)を減算した値が正の所定値を越えるときには、発生トルクが過大で後輪３が空転する可能性がある。このような場合に、後輪３から路面に伝えられる動力が抑制されるため、後輪３の空転を好適に抑制することができる。
【００８０】
このように、本実施形態に係る車両の制御システム６０は、車両特性評価値ｆを利用して、トラクション制御、ＡＢＳ制御及びＣＢＳ制御の実行と非実行とを決めることができる。なお、基準値Ｓ１(n)と測定値Ｓ(n)との偏差が大きいときほど、出力が大きく抑制され、より大きな制動力が作用するようにしてもよい。また測定値と基準値とを用いた車両制御として、上記以外を行ってもよい。例えば測定値から基準値を減算した値が所定値を超えるときには、グリップしやすい路面であることを判断し、判断結果に基づいて発進時制御、加減速制御を行ってもよい。また逆に、測定値から基準値を減算した値が負の値となるときには、サーキットなどグリップしやすい路面やグリップしやすいタイヤに変更された可能性があり、通常よりも出力向上させてもよい。またトラクション制御、ＡＢＳ／ＣＢＳ制御の実行／非実行を決めるほかに、減算値の大小に応じて、トラクション制御量を異ならせてもよいし、ＡＢＳ／ＣＢＳ制御量を異ならせてもよい。
【００８１】
［第３実施形態］
図８は、第３実施形態に係る車両評価特性システム２４０を有した制御システム１６０の構成を示すブロック図である。図８に示すように、この制御システム１６０及び車両評価特性システム２４０においては、車載のＥＣＵ２４１に評価値導出部１５３が設けられている。これにより、ユーザ使用段階での自動二輪車１の走行中のデータを用いて車両特性評価値ｆ２を導出することができる。つまり、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１の導出に用いたデータの取得時点よりも後の時点において取得されたデータを用いて、車載のＥＣＵ２４１において車両特性評価値ｆ２を導出することができる。
【００８２】
ＥＣＵ２４１の車載評価部２４６は、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１と、評価値導出部１５３により導出された車両特性評価値ｆ２とを比較する評価値比較部７４と、評価値比較部における比較結果に基づいて車両特性を評価する特性評価部８０とを有している。
【００８３】
ここで、例えば同乗者が騎乗しているときには、タイヤに作用する荷重が大きくなるため、同乗者が騎乗していないときと比べてグリップ性能が向上する。よって、特性評価部８０は、２つの車両特性評価値ｆ１，ｆ２を比較することにより、同乗者の有無の判定、より広く言えば積載物の重量の評価を行うことができる。また、エンジンの出力性能の変動についての評価を行うこともできる。
【００８４】
そして、ＥＣＵ２４１の車載評価部２４６は、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１を、評価値導出部１５３によって自動二輪車１の走行中のデータを用いて導出された車両特性評価値ｆ２に基づいて修正し、修正後の車両特性評価値ｆ１′を導出する評価値修正部７１を有している。
【００８５】
図９には、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１、評価値導出部１５４により導出される車両特性評価値ｆ２、評価値修正部７１により修正される車両特性評価値ｆ１′がそれぞれ示されている。評価値修正部７１は例えば平均化により車両特性評価値ｆ１を修正する。この場合、相加平均でも相乗平均でもよい。車両特性評価値ｆ１が前述の式(2)で表され、車両特性評価値ｆ２が次式(4)で表されるとすれば、修正後の車両特性評価値ｆ１′は、例えば次式(5)の２次多項式で表され、当該多項式の係数及び定数項を次式(6)〜(8)の相加平均によって求めることが可能である。ここで、重みｗ１，ｗ２の大小関係はどのように決められていてもよい。図９は、評価値導出部１５４により導出される車両特性評価値ｆ２に対する重みｗ２を大きくして車両特性評価値を修正した場合を例示している。
【００８６】
Ｓ＝ａ２・θ2＋ｂ２・θ＋ｃ２ ……(4)
Ｓ＝ａ１′・θ2＋ｂ１′・θ＋ｃ１′ ……(5)
ａ１′＝（ｗ１・ａ１＋ｗ２・ａ２）／（ｗ１＋ｗ２） ……(6)
ｂ１′＝（ｗ１・ｂ１＋ｗ２・ｂ２）／（ｗ１＋ｗ２） ……(7)
ｃ１′＝（ｗ１・ｃ１＋ｗ２・ｃ２）／（ｗ１＋ｗ２） ……(8)
図８に戻り、評価値修正部７１により求められた修正後の車両特性評価値ｆ１′は、修正前の車両特性評価値ｆ１にとって替わり、評価値記憶部１５４に記憶される。これにより、経年によるエンジン１３の出力性能の変動、或いは経年によるタイヤの磨耗、運転者個々の空転の許容範囲などを考慮した最新の車両特性評価値ｆ２に基づいて、車両特性評価値を更新することができる。これにより、エンジン１３の出力性能の変動、タイヤの磨耗、運転者の好みを考慮した上で、前述したような車両特性評価値ｆ１を用いた前記トラクション制御、ＡＢＳ制御及びＣＢＳ制御を実行することができる。
【００８７】
なお、式(6)〜(8)において、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１に対する重みｗ１はゼロを含む概念である。つまり、評価値導出部１５３により導出された車両特性評価値ｆ２を、そのまま評価値記憶部１５４に記憶させてもよい。
【００８８】
評価値導出部１５３による車両特性評価値ｆ２の導出、評価値修正部７１による車両特性評価値ｆ１の修正、及び評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１の更新を開始するタイミングは、特に限定されない。例えば、自動二輪車１のイグニションスイッチ７２がＯＮになった時点で開始してもよく、専用の修正指令スイッチ７３がＯＮとなった時点で開始してもよい。また、走行中に所定の周期（例えば１０分）ごとに実行するようにしてもよい。
【００８９】
また、評価値比較部７４における車両特性評価値ｆ１，ｆ２の比較結果から、車両特性部８０が２つの車両特性評価値ｆ１，ｆ２が所定の許容範囲を超えて相違していると判断したときに、評価値修正部７１による車両特性評価値ｆ１の修正を開始してもよい。これにより、積載物の重量やエンジン１３の出力性能等の車両特性の変化に応じて評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１を即座に変更することができる。これにより、当該変更後の車両特性評価値を参照して特性変化に応じた自動二輪車１の制御を行うことが可能となる。
【００９０】
また、本実施形態のＥＣＵ２４１は、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１を調整する評価値調整部７５を有し、このＥＣＵ２４１には、運転者が車両特性評価値ｆ１を調整する指令を入力するための調整指令スイッチ７６が接続されている。評価値調整部７５は、評価値記憶部１５４と評価値入力部６２との間に介在しており、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１を調整指令スイッチ７６における入力値αに応じて調整し、調整後の車両特性評価値ｆ１″を評価値入力部６２に出力する。車両特性評価値ｆ１を前述の式(2)で表されるとした場合、調整後の車両特性評価値ｆ１″は入力値αを用いて次式(9)で表される。
【００９１】
ｆ１″＝ａ１・θ2＋ｂ１・θ＋（ｃ１＋α） ……(9)
図９には、評価値調整部７５により調整された後の車両特性評価値ｆ１″を併せて示している。図９に示すように、運転者は、調整指令スイッチ７６において、正の入力値αの入力、すなわち車両特性評価値ｆ１を上側に平行移動させるような入力を行うことができる。このようにすれば、評価値入力部６２に入力された車両特性評価値ｆ１″を参照してスリップ値の基準値を演算したときに、その基準値の値が大きくなるよう調整される。これにより、運転者は自身の運転能力に応じて空転の許容範囲を拡大することができ、少々の空転を許容して自動二輪車１を操縦することができるようになる。
【００９２】
［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態に係るスリップ値測定部３５０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、スリップ値測定部３５０は、前輪２の回転速度ＶＦ(n)を検出する前輪速度センサ７７と、後輪３の回転速度ＶＲ(n)を検出する後輪速度センサ７８と、前輪速度センサ７７により検出される前輪２の回転速度ＶＦ(n)と、後輪速度センサ７８により検出される後輪３の回転速度ＶＲ(n)とに基づいて、前後輪２，３間の回転速度差に相当する値をスリップ値Ｓとして演算する速度差相当値演算部７９とを有している。速度差相当値演算部７９は、車載のＥＣＵ３４１の車載評価部３４６に、角加速度演算部５１（図３参照）に替えて設けられる。速度差相当値演算部７９は、前述したように例えば次式(10)よりスリップ値Ｓ(n)を逐次演算する。このようにしてスリップ値Ｓを求めた場合においても、図５に示すものと同様の車両特性評価値ｆ１を導出することができる。
【００９３】
Ｓ＝｛ＶＲ(n)−ＶＦ(n)｝／ＶＦ(n) ……(10)
以上、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適宜変更可能である。自動二輪車は騎乗型乗物であって、傾斜した状態で旋回する車両であるが、このような車両においては、出力増減要求値に替えて走行時のバンク角を逐次検出し、その後同様にしてバンク角とスリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として導出するようにしてもよい。この場合、図５及び図９の横軸がバンク角に置き換えられることとなるが、車両特性評価値は図５及び図９と同様にして導出されることとなる。バンク角が変更されると車両のグリップ性能は変化するが、このようにして導出された車両特性評価値を参照することにより、バンク角に対応する車両のグリップ性能を評価することができる。
【００９４】
例えば、車両特性評価値を曲線当てはめにより導出される定式としたが、図５に示すようなデータの素性を好適に表現する形態であればどのような形態であってもよく、データ記憶部に記憶されたデータを用いて制御マップテーブルを作成してもよい。車両の駆動源を４サイクルエンジンとしたが、これに限らず駆動力を出力できるもの全てに適用可能である。例えば駆動源は電気モータであってもよく、エンジンと電気モータとを備えた所謂ハイブリッド式であってもよい。また、車両は自動二輪車に限定されず、不整地走行車などの他の車両にも広く適用可能である。本発明に係る実施形態が前述した作用を奏するため、本発明を車重が比較的軽量で、積載物の重量によってグリップ性能が変化しやすい騎乗型車両に適用すると有用であり、また車体を傾斜させて旋回し走行中にグリップ性能が変化する車両であるバンク車両に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、車両特性を表す新規な形態を提供し、当該形態を用いて車両特性を好適に評価することができるとともに車両を好適に制御することができ、広く車両に利用可能であり、特に自動二輪車などの騎乗型車両、バンク車両に利用すると有益である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 自動二輪車
２ 前輪
３ 後輪
４ 車体
１３ エンジン
２４ 弁アクチュエータ
２５ 燃料供給装置
２６ 点火装置
３４，３５ ブレーキ装置
４０，１４０，２４０ 車両特性評価システム
４１，１４１，２４１，３４１ ＥＣＵ
４２ 車外コンピュータ
４３ スロットル位置センサ
４４ 角速度センサ
４５ 変速段センサ
４６，１４６，２４６，３４６ 車載評価部
４７ 車外評価部
５０ スリップ値測定部
５１ 角加速度演算部
５２ データ記憶部
５３，１５３ 評価値導出部
５４，１５４ 評価値記憶部
６０，１６０ 制御システム
６１ 推進制御部
６３ 基準値演算部
６４ 比較部
７１ 評価値修正部
７４ 評価値比較部
７５ 評価値調整部
７６ 調整指令スイッチ
７７ 前輪回転速度センサ
７８ 後輪回転速度センサ
７９ 速度差相当値演算部
８０ 特性評価部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動二輪車及び不整地走行車などの車両の特性を評価するシステム及び方法、及びかかる車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の一例である自動二輪車は、一般に動力源として内燃機関を搭載し、内燃機関の発生トルクが動力伝達経路を介して後輪に伝達され、後輪が外部の路面に動力を伝えることにより推進する。自動二輪車が推進するには車輪が路面にある程度グリップしている必要があるが、悪路又は不整地を走行しているときには後輪が大きくスリップすることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
スリップは、発生トルクが過大となって車両のグリップ性能を上回っているときに発生するため、走行中の発生トルク及びグリップ性能を両方とも把握することができれば、スリップの発生を良好に判定可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１１４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、数値演算によって走行中の発生トルク及びグリップ性能を正確に把握するためには、多くのパラメータが必要であり、演算式も非常に複雑となることから、実際にはこれらの把握が極めて難しい。
【０００６】
例えば発生トルクを把握する手法として、発生トルクに関係する車両の特性を示す形態として従前良く知られたエンジン回転数−トルク線図を基にマップを作成し、当該マップを用いて走行中の発生トルクを求める、というものが考えられる。しかし、線図はスロットル開度に応じて推移が異なる複数の曲線からなり、各曲線が関数化困難な複雑な推移を示す。したがって、当該線図をマップ化するとデータ量が膨大となり、制御システムの構成が複雑となる。
【０００７】
グリップ性能は、車体側から車輪を介して路面に作用する荷重、及び車輪に取り付けたタイヤの磨耗度などで決まる。しかし、路面に作用する荷重は、運転者及び同乗者を含めた積載物の重量、走行風に基づき車体に作用する揚力及び抗力、路面の傾斜、サスペンションによる荷重吸収性能、車体に作用する遠心力、加減速時の荷重移動の影響で変化し、特に自動二輪車においては旋回時に車体が傾けられることから、走行状態に応じて車重の鉛直成分が変化する。他方、タイヤの磨耗度は使用期間に応じて変化する。このため、グリップ性能を正確に把握するには、様々なセンサの検出値を用いて複雑な荷重演算を行う必要が生じ、また、タイヤの磨耗度そのものを検出することは極めて困難である。
【０００８】
そこで本発明は、車両特性を表す新規な形態を提供し、当該形態を用いて車両特性を好適に評価可能とするとともに車両を好適に制御可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る車両の特性評価システムは、車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として記憶する評価値記憶手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
前記構成によれば、評価値記憶手段には、出力増減要求値とスリップ値との走行時関係が車両特性評価値として記憶される。この車両特性評価値は、出力増減要求に対し、実際の走行時に生じた発生トルク及びこれを吸収するグリップ性能の推移を表現したものとなる。この車両特性評価値を参照すれば、出力増減要求に対して発生トルクとグリップ性能とがどのようにしてバランスするのかを把握することができ、発生トルク及びグリップ性能に関する車両の特性を好適に評価することができる。
【００１１】
前記走行時関係は、所定値以上の前記出力増減要求値と、当該所定値以上の出力増減要求値と同時点に測定されたスリップ値との相関関係を示していてもよい。
【００１２】
これにより、微少な出力増減要求値を除外して車両特性評価値を求めることができ、かかる車両特性評価値を参照することで評価精度を向上することができる。
【００１３】
前記記憶手段は、評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶し、前記走行時関係と前記基準関係との比較結果に基づいて車両特性を判定する特性判定手段と、を備えていてもよい。
【００１４】
これにより、評価値記憶手段に記憶されている基準関係が、走行時関係と相違するような場合に、当該相違に基づいて車両特性の変化を好適に判定することができる。
【００１５】
走行時における前記出力要求検出手段の検出値及び前記スリップ値測定手段の測定値に基づいて、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を導出する評価値導出手段と、前記評価値記憶手段に記憶されている前記基準関係を、前記評価値導出手段により導出された前記走行時関係に基づいて修正する評価値修正手段と、を備えていてもよい。
【００１６】
これにより、経年等による車両特性の変化に応じて評価値記憶手段に記憶される基準関係を更新することができる。
【００１７】
前記スリップ値測定手段が、前記動力源から与えられる動力を車両の外部へ伝えるべく回転する回転部材の角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の検出値を用いて単位時間当たりの前記回転部材の角速度の差分値を前記スリップ値として算出する差分値演算手段と、を有していてもよい。
【００１８】
これにより、単位時間当たりの回転部材の角速度の差分値を利用して車両特性評価値を求めることができる。回転部材の角速度を検出する角速度検出手段は従前一般に利用されるものであるため、車両特性評価値を求めるに際して本システムが複雑化するのを避けることができる。
【００１９】
前記スリップ値測定手段が、車輪の回転速度を検出するための車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段の検出値を用いて駆動輪と従動輪の回転速度差に相当する値を前記スリップ値として算出する速度差相当値算出手段と、を有していてもよい。
【００２０】
これにより、駆動輪と従動輪の回転速度差に相当する値を利用して車両特性評価値を求めることができる。車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段は従前一般に利用されるものであるため、車両特性評価値を求めるに際して本システムが複雑化するのを避けることができる。
【００２１】
前記動力源が、運転者により操作されるスロットル弁の開度に応じて発生出力を変更する内燃機関であり、前記出力要求検出手段が、前記出力増減要求値として前記スロットル弁の開度を検出するスロットル位置検出手段であってもよい。
【００２２】
これにより、内燃機関により駆動される車両において、スロットル弁の開度を用いて車両特性評価値を求めることができる。スロットル弁の開度を検出するスロットル位置検出手段は、従前一般に利用されるものであるため、車両特性評価値を求めるに際して本システムが複雑化するのを避けることができる。
【００２３】
本発明に係る車両の制御システムは、車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求め、当該車両特性評価値に基づいて車両を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００２４】
前記構成によれば、出力増減要求に対して発生トルクとグリップ性能とがどのようにしてバランスするのかを把握可能な車両特性評価値に基づいて、発生トルク及びグリップ性能を考慮して車両を好適に制御することができる。
【００２５】
評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記基準関係と前記走行時関係との比較結果に応じて車両の制御を異ならせてもよい。
【００２６】
これにより、基準関係と走行時関係との比較結果に応じて好適に車両を制御することができる。
【００２７】
運転者により入力される入力装置と、前記入力装置における入力に応じて前記基準関係を調整する評価値調整手段と、を備えていてもよい。
【００２８】
これにより、運転者の好みに合わせて基準関係を調整可能となり、車両の制御を運転者の好みに合せて調整することができる。
【００２９】
本発明に係る騎乗型車両の特性評価方法は、走行中における騎乗型車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、前記出力増減要求値と前記スリップ値との関係を車両特性評価値として求める評価値導出工程と、前記評価値導出工程において導出された前記車両特性評価値に基づいて、前記騎乗型車両の特性を評価する特性評価工程と、を有することを特徴としている。
【００３０】
前記方法によれば、前述同様にして、出力増減要求に対して発生トルクとグリップ性能とがどのようにしてバランスするのかを把握することができ、発生トルク及びグリップ性能に関する車両特性を好適に評価することができる。
【００３１】
本発明に係るバンク車両の特性評価方法は、走行中におけるバンク車両のバンク角を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、前記バンク角と前記スリップ値との関係を車両特性評価値に基づいて、前記バンク車両の特性を評価する特性評価方法と、を有することを特徴としている。この方法においても、バンク角に応じて変化する車両のグリップ性能を好適に評価することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上の本発明によれば、発生トルク及びグリップ性能に関する車両特性を表す新規な形態を提供し、当該形態を用いて、車両特性を好適に評価することができるとともに車両を好適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の一例として示す自動二輪車の左側面図である。
【図２】図１に示す自動二輪車の駆動系の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両特性評価システムの全体構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る車両特性評価システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す評価値導出部により導出される車両特性評価値を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両特性評価システムを有した車両の制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す本発明の第２実施形態に係る車両の制御システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る車両の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す評価値記憶部に記憶されている特性評価値、評価値導出部により導出された特性評価値、評価値修正部により修正された後の特性評価値、及び評価値調整部により調整された後の特性評価値をそれぞれ示すグラフである。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るスリップ測定部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る車両の一例として示す自動二輪車１の左側面図である。以下の説明における方向の概念は、この自動二輪車１に騎乗した運転者が見る方向を基準にしている。図１に示す自動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３とを備え、前輪２及び後輪３は、車体４に回転可能に支持されている。前輪２及び後輪３はゴム製のタイヤ２ａ，３ａを装着している。これらタイヤ２ａ，３ａの周面が路面に接触する状態で、前輪２及び後輪３は路面上を転動する。
【００３６】
車体４には、フロントフォーク５、ステアリングシャフト６、ヘッドパイプ７、左右一対のメインフレーム８、左右一対のピボットフレーム９、及び左右一対のスイングアーム１０などが含まれる。前輪２は、略上下方向に延びるフロンフォーク５の下端部に回転可能に支持されている。フロントフォーク５の上端部はステアリングシャフト６の下端部に接続され、ステアリングシャフト６は、ヘッドパイプ７に回転可能に支持されている。ステアリングシャフト６の上端部は、左右一対のグリップを有したハンドル１１に連結されている。ハンドル１１が回動されると、前輪２がステアリングシャフト６を回転軸として転向する。
【００３７】
ヘッドパイプ７は、後下方へ延びる左右一対のメインフレーム８と接続され、各メインフレーム８の後部はピボットフレーム９と接続されている。各ピボットフレーム９は、略前後方向に延びるスイングアーム１０の前端部と枢支されている。後輪３は、スイングアーム１０の後端部に回転可能に支持されている。
【００３８】
フロントフォーク５にはフロントサスペンション１２が設けられている。路面側から前輪２を介して荷重が車体４に伝わると、フロントサスペンション１２が伸縮してこの荷重を吸収することができる。路面側から後輪３を介して車体４に伝わる荷重は、スイングアーム１０の揺動によって吸収されうる。
【００３９】
メインフレーム８及びピボットフレーム９には、自動二輪車１の駆動源として、ガソリンを燃料とするレシプロ型の４ストローク並列４気筒のエンジン１３が支持されている。エンジン１３に供給される燃料は、メインフレーム８の上方であってハンドル１１の後方に設けられた燃料タンク１４内に溜められる。外部の新気は、エアクリーナ１５及びスロットル装置１６を介してエンジン１３に取り入れられ、エンジン１３内で燃料と混合される。エンジン１３は混合気を燃焼してトルクを発生し、エンジン１３の発生トルクは動力伝達経路１７を介して後輪３に伝達される。これにより後輪３が回転駆動され、自動二輪車１が路面上を推進可能となる。
【００４０】
燃料タンク１４の後方にはシート１８が設けられ、シート１８上には運転者及び同乗者が前後に並んで騎乗可能である。なお、シート１８の下方には、電子制御ユニット４１（ＥＣＵ）が収容されている。
【００４１】
シート１８に騎乗した運転者は、ハンドル１１のグリップを把持して自動二輪車１を操縦することができる。ハンドル１１の右側はスロットルグリップ１９（図２参照）であり、スロットル装置１６が、スロットルグリップ１９の操作位置に応じて動作するよう構成されている。
【００４２】
図２は、図１に示す自動二輪車１の駆動系の構成を示す模式図である。スロットル装置１６は、エンジン１３に接続された吸気管２１と、吸気管２１内の吸気通路を開度可変に開閉するメインスロットル弁２２及びサブスロットル弁２３と、サブスロットル弁２３を駆動する弁アクチュエータ２４とを備えている。
【００４３】
スロットルグリップ１９が回転されると、メインスロットル弁２２の開度が機械的に変更してエンジン１３の吸気量が増減し、これによりエンジン１３の発生トルクが増減する。このようにスロットルグリップ１９は、運転者がエンジン１３の出力増減に対する要求を入力するための部材として機能する。よって、その操作位置を、エンジン１３の出力増減に対する要求を表す出力増減要求値とすることができる。そして、メインスロットル弁２２の開度は、このスロットルグリップ１９の操作位置を反映し、エンジン１３の出力増減に影響を与える。よって、メインスロットル弁２２の開度も出力増減要求値とすることができる。以降では、メインスロットル弁２２の開度を、単に「スロットル開度」として説明することがある。
【００４４】
サブスロットル弁２３の開度は、弁アクチュエータ２４の動作に応じて変更される。よって、本実施形態のエンジン１３の吸気量は、スロットルグリップ１９の操作位置に関わらず調整可能である。本実施形態のスロットル装置１６は機械駆動式と電気駆動式との２つの弁を備えるが、これら２つの弁のうち１つのみを備えていてもよい。
【００４５】
また、エンジン１３は、適宜量の燃料を適宜タイミングで気筒に供給するための燃料供給装置２５と、気筒内の混合気を適宜タイミングで点火して燃焼させるための点火装置２６とを、気筒毎に備えている。気筒内の混合気を燃焼させると、トルクの発生に応じてクランク軸２７が回転する。クランク軸２７の回転は、動力伝達経路１７を介して後輪３に伝達される。本実施形態の動力伝達経路１７は、減速機構２８、クラッチ機構２９、変速機入力軸３０、変速機３１、変速機出力軸３２、及びチェーン伝動機構３３から成る。変速機３１は複数の前進走行用の変速段を設定可能であり、各変速段は互いに異なる変速比と対応している。変速機入力軸３０の回転は、変速機３１に設定された変速段に対応する所定変速比で変速され、変速機出力軸３２に伝達される。
【００４６】
エンジン１３によって後輪３が回転駆動されると、後輪３から外部の路面に動力が伝えられ、後輪３が路面上を転動する。これにより前輪２も路面上を転動し、自動二輪車１が路面上を推進する。前輪２及び後輪３にはそれぞれブレーキ装置３４，３５が設けられており、各ブレーキ装置３４，３５は、車輪２，３を回転させる動力を摩擦によって消費して車輪２，３を制動する。このブレーキ装置３４，３５の動作によって、後輪３から外部の路面に伝えられる動力が抑制される。
【００４７】
後輪３を回転させる動力が、タイヤ３ａと路面との間で生じる摩擦力とバランスしていると、後輪３が路面にグリップした状態となり、運転者が自動二輪車１を安定して操縦可能となる。後輪３から外部の路面に伝えられる動力は、エンジン１３の発生トルク、及びブレーキ装置３４，３５の動作状態に応じたものとなる。エンジン１３の発生トルクが過大であってブレーキ装置３４，３５が動作していないような場合、後輪３から外部の路面に伝わる動力が摩擦力を上回り、後輪３が空転する。
【００４８】
摩擦力は、車体側から車輪を介して路面に作用する荷重と、タイヤと路面との間の摩擦係数とに基づいて決まる。車体側から路面に作用する荷重は、車重及びその重心位置、車体に作用する空力（ダウンフォース及び抗力）、サスペンションの荷重吸収性能に依存する。車重及び重心位置は、運転者及び同乗者を含む積載物の重量、加減速時の荷重移動などによって変化する。旋回時には車体に遠心力が作用するが、自動二輪車１の運転者は車体を傾けて自身の姿勢を変化させて向心力を得る。車重の鉛直成分はこの車体の傾斜及び路面の傾斜に応じて変化し、空力は走行風圧に応じて変化する。他方、タイヤと路面との間の摩擦係数は、タイヤの仕様、及びタイヤの使用期間などによって変化する。
【００４９】
このように摩擦力は、車両の設計パラメータ、車両の走行姿勢、車両の速度及び加速度、タイヤの状態に依存する。本書では、このように摩擦力の確保に影響を及ぼす様々な指標のうち、タイヤを含めた車両側の指標をまとめて「車両のグリップ性能」と呼ぶ。「車両のグリップ性能が良い」とは、発生トルクに対抗しうる摩擦力を大きく確保可能であることを言い、より具体的には、車体の設計が摩擦力の確保に寄与するものであること、又はタイヤの状態が路面との摩擦係数の確保に寄与するものであること等を言う。
【００５０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る車両特性評価システム４０の全体構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る車両特性評価システム４０は、自動二輪車１に搭載された電子制御ユニット４１（ＥＣＵ）と、自動二輪車１の外部に設けられた車外コンピュータ４２と、スロットル開度を検出するスロットル位置センサ４３と、クランク軸２７の角速度を検出する角速度センサ４４と、変速段を検出する変速段センサ４５とを備えている。
【００５１】
ＥＣＵ４１は車載評価部４６を有し、車外コンピュータ４２は車外評価部４７を有し、表示装置４８、及びオペレータが操作を行うための入力装置４９を備えている。車載評価部４６及び車外評価部４７には、走行中におけるセンサ４３〜４５の検出値に基づいて自動二輪車１の特性評価に用いる車両特性評価値ｆ１を導出し記憶するために必要な部分５１〜５４が分散して設けられている。本実施形態では、車載評価部４６が、クランク軸センサ４４の検出値に基づいて単位時間当たりのクランク軸２７の角速度の差分値を演算する角加速度演算部５１、及び検出値及び演算値を記憶するデータ記憶部５２を有している。車外評価部４７は、データ記憶部５２に記憶されているデータを基にして車両特性評価値ｆ１を導出する処理を行う評価値導出部５３、及び車両特性評価値ｆ１を記憶する評価値記憶部５４を有している。なお、データ記憶部５２と評価値導出部５３との間のデータのやり取りは、有線、無線又は記録媒体を利用した適宜方法によって行われる。
【００５２】
当該システム４０は、例えば自動二輪車１の設計過程及び製造過程で活用することができる。この場合、車両特性評価値ｆ１の導出に用いるデータは、例えばテストコースなどでの走行中に取得される。また、後述するように評価値記憶部をＥＣＵに実装すれば、ユーザ使用段階においても本システムを活用可能となる。
【００５３】
車両特性評価値ｆ１の導出に用いるデータは、所定周期（例えば5〜40msec）ごとに逐次取得される。以降の説明では、添え字(n)が、ある時点で取得された瞬時の値であることを表し、添え字(n−1)が(n)に対応する時点から１周期だけ過去に取得された瞬時の値であることを表している。
【００５４】
また、車両特性評価値ｆ１の導出に用いるデータは、走行中に十分長い期間（例えば数分）に亘って取得される。この十分長い期間とは、例えば空転開始前後の微少な期間、或いは過渡期間等の特殊な運転状態となっていたごく短期間におけるデータのみが取得されないようにするために必要な期間であり、またデータを取得する周期との兼ね合いから車両特性評価値ｆ１の導出に際して有意な数のデータを取得するために必要な期間である。
【００５５】
図４は車両特性評価システム４０の詳細な構成を示すブロック線図である。図４に示すように、スロットル位置センサ４３は、スロットル開度θ(n)を出力増減要求値Ｄ(n)として検出する。なお、前述したように出力増減要求値Ｄは、スロットルグリップ１９の操作位置でも表され得るため、スロットル位置センサ４３に替えてグリップ位置センサを適用してもよい。スロットル位置センサ４３により検出されたスロットル開度θ(n)（Ｄ(n)）は、検出の時点と関連付けられてデータ記憶部５２に記憶される。変速段センサ４５により検出される変速段Ｇ(n)も、検出の時点と関連付けられてデータ記憶部５２に記憶される。
【００５６】
また、車両特性評価システム４０は、エンジン１３により回転駆動される後輪３の空転の程度を表すスリップ値Ｓを測定するスリップ値測定部５０を有している。ここでスリップ値Ｓに関し、エンジン１３の発生トルクが過大であると空転の程度が大きくなることから、発生トルクに依存する値をスリップ値Ｓとすることができる。エンジン１３の発生トルクは、エンジン出力軸、すなわちクランク軸２７の角加速度と駆動系の慣性モーメントとの積であり、慣性モーメントは変速段Ｇに対応した定数である。よって、変速段Ｇが変更されない限りにおいて、クランク軸２７の角加速度は発生トルクと比例する。このため、クランク軸２７の角加速度を発生トルクに依存する値としてのスリップ値Ｓとすることができる。なお、クランク軸２７の角加速度は、後輪３から外部の路面に動力を伝えるべく回転する回転部材、すなわち動力伝達経路１７を構成する回転部材及び後輪３自体の角加速度と比例するため、動力伝達経路１７を構成する回転部材、又は後輪３の角加速度をスリップ値Ｓとしてもよい。また、後輪３が空転すると、後輪３の回転速度が前輪２の回転速度よりも大きくなる。よって、前後輪２，３間の回転速度差に相当する値をスリップ値Ｓとしてもよい。回転速度差に相当する値としてのスリップ値Ｓは、後輪３の回転速度から前輪２の回転速度を減算して求められてもよく、当該減算値を更に前輪２の回転速度で除算して求められてもよい。また前後輪２，３の回転数差であってもよく、回転数差を前輪２の回転数で除算したものでもよい。また後輪３と走行車速との差であってもよい。またそのほかの物理現象を用いてもよく、上記物理現象を複合的に組み合わせたものでもよい。このようにスリップ値は、駆動輪の空転量に応じて変化する値が用いられる。
【００５７】
本実施形態に係るスリップ値測定部５０は、クランク軸２７の角加速度Δωをスリップ値Ｓとして測定する。よって、スリップ値測定部５０は、前述した角速度センサ４４と、角加速度演算部５１とを備えている。角速度センサ４４は、クランク軸２７の単位時間当たりの回転数をクランク軸２７の角速度ωとして検出する。角加速度演算部５１は、角速度センサ４４により検出されるクランク軸２７の角速度ωの単位時間当たりの差分値Δω(n)（以下、クランク軸２７の角加速度という）を演算する。角加速度演算部５１は、次式(1)よりこのクランク軸２７の角加速度Δω(n)をスリップ値Ｓ(n)として逐次演算する。この演算処理のため、角速度センサ４４の検出値ω(n)はデータ記憶部５２に一時的に記憶される。
【００５８】
Ｓ(n)＝Δω(n)＝ω(n)−ω(n−1) ……(1)
角加速度演算部５１により演算された角加速度Δω(n)は、演算の時点、厳密には当該演算値を求めるために用いられた角速度ω(n)を検出した時点と関連付けられてデータ記憶部５２に記憶される。
【００５９】
このようにデータ記憶部５２において、走行中におけるスロットル開度θ(n)、クランク軸２７の角加速度Δω(n)、及び変速段Ｇ(n)が、取得の時点を媒介して互いに関連付けられている。評価値導出部５３は、データ記憶部５２に記憶されたこれらデータを処理し、スロットル開度θ（すなわち出力増減要求値Ｄ）と、クランク軸２７の角加速度Δω（すなわちスリップ値Ｓ）との走行時の相関関係を、車両特性評価値ｆ１として導出する。
【００６０】
まず、評価値導出部５３は、データ記憶部５２に記憶されたデータから、ある所定の変速段（例えば１速）が設定されている時点に取得された、スロットル開度θの瞬時値及びクランク軸２７の角加速度Δωの瞬時値を抽出する。更に、所定開度θＡ以上のスロットル開度θの瞬時値と、当該瞬時値と同時点で取得したクランク軸の角加速度Δωの瞬時値とが抽出される。
【００６１】
図５は、評価値導出部５３により導出される車両特性評価値ｆ１について説明するためのグラフであり、横軸にスロットル開度θ、縦軸にクランク軸２７の角加速度Δωを示している。図５の二次元直交座標系には、注目する１つの変速段における複数のプロット点が示されている。各プロット点は、取得の時点を媒介して互いに関連付けられたスロットル開度θの瞬時値と、その瞬時値発生時のクランク軸２７の角加速度Δωの瞬時値との２つのデータを表している。換言すれば、各プロット点は、あるスロットル開度θの瞬時値に応じて、エンジン１３が実際に発生した発生トルクの瞬時値の程度を表している。
【００６２】
抽出されたデータが、このようにして二次元直交座標系において整理されると、当該座標系にはプロット点が集まる領域Ａが帯状に形成される。この領域Ａは、上に凸の放物線状に形成される。
【００６３】
前述したように、後輪３が路面にグリップしているときには、発生トルクはそのときの後輪３と路面との間に生じる摩擦力とバランスし、発生トルクが摩擦力を上回れば後輪３が空転する。他方、走行中の運転者は、後輪３の空転を自身の許容範囲内に収めようとする傾向にある。空転が許容範囲を超えて自身の運転能力によっては車両を操縦困難な状況となると、運転者は、かかる空転を抑制すべくスロットル開度θが小さくなるよう及び／又は後輪３が制動されるよう、グリップ操作及びブレーキ操作を行う傾向にある。そして、データ記憶部５２は、前述したように十分長い期間に亘って取得されたデータを記憶している。
【００６４】
これらのことから、領域Ａ内には、運転者が後輪３の空転の程度を自身の許容範囲内に収め、後輪３が路面に所望どおりにグリップした状態で走行した時に取得されたデータが集まっていると言える。よって、領域Ａ内に収まっているプロット点は、あるスロットル開度θに応じてエンジン１３が実際に発生した発生トルクの程度を示すだけでなく、当該発生トルクとバランスした摩擦力をも示している。
【００６５】
当該領域Ａの下方にもプロット点が散布している。これらプロット点は、出力増加に対する要求（すなわち、加速要求）の入力に応じてスロットル開度θが大きくなっていく過程において、エンジン１３の発生トルクの応答に遅れが生じ、領域Ａ内に収まり得なかった時点に取得されたデータであることを示している。よって、領域Ａの下方に散布するプロット点の疎密に基づいて、エンジン１３の応答性について評価することができる。繰り返すと、データ記憶部５２に記憶されているデータは、領域Ａの下方に散布するデータのみを取得することがないように、またプロット点が集まるような領域Ａが形成されるように十分長い期間に亘って取得される。
【００６６】
そして、評価値導出部５３は、これら複数のデータに当てはまる近似曲線を求める（図５参照）。カーブフィッティング法（補間法）は特に限定されず、近似式も適宜変更可能である。本実施形態では、最小二乗法を用いて２次多項式が導出されるとしているが、内挿又は外挿を用いてもよく、近似式を３次以上の多項式、対数関数又は三角関数としてもよい。
【００６７】
前述したように、データが集まる領域Ａが帯状に存在し、当該帯状の領域Ａが放物線状であるため、２次多項式で表される近似曲線がこの領域Ａ内に好適に当てはまる。また、２次多項式であるため、このように好適な曲線当てはめを実行することができ、近似曲線の導出に際して演算負荷を小さくすることができる。このようにして求められた近似曲線は、たとえば、急加減速を行う場合と、緩加減速を行う場合など操作傾向が異なる運転者からそれぞれ求めたとしても、計測に用いられる車体や路面が同じであれば、ほぼ同じ傾向となる。したがってライダーに依存しない定量的な値となる。
【００６８】
そして、本実施形態に係る車両特性評価システム４０では、この近似曲線が車両特性評価値ｆ１として、評価値記憶部５４に記憶される。この評価値記憶部５４に記憶された車両特性評価値ｆ１は、データが集まる領域Ａ内に当てはめられた近似曲線であり、プロットされたデータの素性を好適に表すものとなる。すなわち、この車両特性評価値ｆ１は、出力増減要求値Ｄに対し、エンジン１３の発生トルクにバランスする自動二輪車１のグリップ性能を好適に表したものとなる。グリップ性能がエンジン１３の出力性能に対して相対的に良くなれば、当該近似曲線はより下側を推移し、エンジン１３の出力性能がグリップ性能に対して相対的に良くなれば、当該近似曲線はより上側を推移する。
【００６９】
このように車両特性評価値ｆ１を参照すると、車両のグリップ性能とエンジン１３の出力性能とを相対的に評価することができる。グリップ性能についてより具体的に言えば、車体の剛性や重量などの車両の設計パラメータ、運転者及び同乗者を含む積載物の重量、及び車輪２，３と路面との摩擦係数を評価することができる。そして、この車両特性評価値ｆ１を設計過程及び製造過程で参照すれば、自動二輪車１の設計支援に有効活用することができる。たとえば上記評価値ｆ１が高くなるように、エンジン及び車体を設計することによって、スリップしにくい、グリップ特性を高めた車両を実現することができる。また評価値ｆ１を用いて、様々な車種の車両のグリップ特性を相対評価することができる。また同じ車体を用いても、駆動輪と路面との摩擦係数が異なることでグリップ特性が変化することから、評価値ｆ１を用いることで走行路面の摩擦係数を推定することができる。また、垂直抗力が異なることで、グリップ特性が変化することから、評価値ｆ１を用いることで、乗車物を含む車体重量（１人乗りか２人乗りかの違い、積載物の有無）を推定することができる。
【００７０】
また、車両特性評価値ｆ１の導出に際しては、スロットル開度θの瞬時値が所定開度θＡ以上であるデータを用いており、アイドル開度付近の微少な開度は除外されている。これにより、走行中における相関関係を精度良く導出可能であり、評価精度を向上することができる。更に、ある同一の変速段Ｇが設定されているデータのみを抽出しているため、変速段の相違によって、スロットル開度θに対するスリップ値Ｓがバラつくのを防ぐことができる。なお、他の変速段が設定されているときの車両特性評価値は、ある所定の変速段Ｇの設定時のデータのみを用いて導出した車両特性評価値ｆ１を、縦軸方向に平行移動又は予め定められる係数倍させることによって容易に求めることができる。
【００７１】
本実施形態に係る車両特性評価値ｆ１を参照すると、発生トルク及び摩擦力の両方を個々に把握しなくても、両者の均衡点を評価することができる。車両特性評価値ｆ１の導出には、従前利用しているスロットル位置センサ４３、角速度センサ４４、及び変速段センサ４５と、カーブフィッティング法とを利用しており、車両特性評価システム４０の構成が複雑になるのを避けることができる。
【００７２】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る車両特性評価システム１４０を有した車両の制御システム６０の全体構成を示すブロック図である。なお、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
図６に示すように、本実施形態に係る車両の制御システム６０には、評価値記憶部１５４をＥＣＵ１４１の車載評価部１４６に設けて成る車両特性評価システム１４０が含まれている。評価値記憶部１５４をＥＣＵ１４１に設けることにより、車両特性評価値ｆ１を参照して自動二輪車１を制御することができる。
【００７４】
車両の制御システム６０は、前述した車両特性評価システム１４０の構成と共に、自動二輪車１を制御する推進制御部６１を備えている。推進制御部６１は、ＥＣＵ１４１に設けられており、運転状態及び車両特性評価値ｆ１に応じてスロットル装置１６の弁アクチュエータ２４、燃料供給装置２５、点火装置２６、ブレーキ装置３４，３５を制御する。
【００７５】
図７は、本実施形態に係る車両の制御システム６０の詳細な構成を示すブロック図である。図７に示すように、推進制御部６１は、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１を入力する評価値入力部６２と、車両特性評価値ｆ１を参照することにより、スロットル位置センサ４３が検出するスロットル開度θ(n)（すなわち、出力増減要求値Ｄ(n)）に応じて、スリップ値（本例では、クランク軸２７の角加速度Δω(n)）の基準値Ｓ１(n)を演算する基準値演算部６３と、を有している。基準値演算部６３は、車両特性評価値ｆ１が次式(2)の２次多項式で表される場合、次式(3)より基準値Ｓ１(n)を求めることができる。ここで、ａ１，ｂ１は係数、ｃ１は定数項である（「・」は乗算を示す）。
【００７６】
Ｓ＝ａ１・θ2＋ｂ１・θ＋ｃ１ ……(2)
Ｓ１(n)＝ａ１・｛Ｄ(n)｝2＋ｂ１・Ｄ(n)＋ｃ１ ……(3)
推進制御部６１は、基準値演算部６３により演算されたスリップ値Ｓの基準値Ｓ１(n)と、スリップ値測定部５０により測定されたスリップ値Ｓ(n)（以下、これを測定値という）とを比較するスリップ値比較部６４を有している。スリップ値比較部６４は、基準値Ｓ１(n)と、当該基準値Ｓ１(n)の取得に利用したスロットル開度θ(n)の検出の時点と同時点に取得された測定値Ｓ(n)とを比較する。
【００７７】
また、推進制御部６１は、開度制御部６５、燃料制御部６６、点火制御部６７、制動制御部６８を有している。開度制御部６５、燃料制御部６６、及び点火制御部６７は、運転状態に応じてサブスロットル弁２３の開度、燃料の供給量及び供給タイミング、点火タイミングの目標値をそれぞれ求め、求めた目標値に従って弁アクチュエータ２４、燃料供給装置２５、及び点火装置２６をそれぞれ制御する。制動制御部６８は、運転状態に応じて前後のブレーキ装置３４，３５を制御し、当該制御を通じて所謂ＡＢＳ制御及びＣＢＳ制御を実行することができる。
【００７８】
スリップ値比較部６４は、かかる開度制御部６５、燃料制御部６６、点火制御部６７、制動制御部６８に接続されている。スリップ値比較部６４は、測定値Ｓ(n)から基準値Ｓ１(n)を減算した値が正の所定値を超えるときには、後輪３から外部の路面に伝えられる動力を低下させるように目標値を補正するための補正値を、開度制御部６４、燃料制御部６５、点火制御部６６及び／又は制動制御部６７に出力する。かかる補正値の出力によって、開度制御部６５は、サブスロットル弁２３の開度を小さくするよう弁アクチュエータ２４を制御し、燃料制御部６６は、燃料供給量が減少するよう燃料供給装置２５を制御し、点火制御部６７は、点火タイミングを遅角させるよう点火装置２６を制御する。これにより、エンジン１３の発生トルクが抑制される。また、スリップ値比較部６４は、後輪３を制動するよう制動制御部６８に指令を与え、これに応じて制動制御部６８がブレーキ装置３５を微少時間動作させるよう制御してもよい。なお、出力規制手法はこれに限らず、制御可能な制御要素を用いればよい。
【００７９】
このように測定値Ｓ(n)から基準値Ｓ１(n)を減算した値が正の所定値を越えるときには、発生トルクが過大で後輪３が空転する可能性がある。このような場合に、後輪３から路面に伝えられる動力が抑制されるため、後輪３の空転を好適に抑制することができる。
【００８０】
このように、本実施形態に係る車両の制御システム６０は、車両特性評価値ｆを利用して、トラクション制御、ＡＢＳ制御及びＣＢＳ制御の実行と非実行とを決めることができる。なお、基準値Ｓ１(n)と測定値Ｓ(n)との偏差が大きいときほど、出力が大きく抑制され、より大きな制動力が作用するようにしてもよい。また測定値と基準値とを用いた車両制御として、上記以外を行ってもよい。例えば測定値から基準値を減算した値が所定値を超えるときには、グリップしやすい路面であることを判断し、判断結果に基づいて発進時制御、加減速制御を行ってもよい。また逆に、測定値から基準値を減算した値が負の値となるときには、サーキットなどグリップしやすい路面やグリップしやすいタイヤに変更された可能性があり、通常よりも出力向上させてもよい。またトラクション制御、ＡＢＳ／ＣＢＳ制御の実行／非実行を決めるほかに、減算値の大小に応じて、トラクション制御量を異ならせてもよいし、ＡＢＳ／ＣＢＳ制御量を異ならせてもよい。
【００８１】
［第３実施形態］
図８は、第３実施形態に係る車両評価特性システム２４０を有した制御システム１６０の構成を示すブロック図である。図８に示すように、この制御システム１６０及び車両評価特性システム２４０においては、車載のＥＣＵ２４１に評価値導出部１５３が設けられている。これにより、ユーザ使用段階での自動二輪車１の走行中のデータを用いて車両特性評価値ｆ２を導出することができる。つまり、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１の導出に用いたデータの取得時点よりも後の時点において取得されたデータを用いて、車載のＥＣＵ２４１において車両特性評価値ｆ２を導出することができる。
【００８２】
ＥＣＵ２４１の車載評価部２４６は、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１と、評価値導出部１５３により導出された車両特性評価値ｆ２とを比較する評価値比較部７４と、評価値比較部における比較結果に基づいて車両特性を評価する特性評価部８０とを有している。
【００８３】
ここで、例えば同乗者が騎乗しているときには、タイヤに作用する荷重が大きくなるため、同乗者が騎乗していないときと比べてグリップ性能が向上する。よって、特性評価部８０は、２つの車両特性評価値ｆ１，ｆ２を比較することにより、同乗者の有無の判定、より広く言えば積載物の重量の評価を行うことができる。また、エンジンの出力性能の変動についての評価を行うこともできる。
【００８４】
そして、ＥＣＵ２４１の車載評価部２４６は、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１を、評価値導出部１５３によって自動二輪車１の走行中のデータを用いて導出された車両特性評価値ｆ２に基づいて修正し、修正後の車両特性評価値ｆ１′を導出する評価値修正部７１を有している。
【００８５】
図９には、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１、評価値導出部１５４により導出される車両特性評価値ｆ２、評価値修正部７１により修正される車両特性評価値ｆ１′がそれぞれ示されている。評価値修正部７１は例えば平均化により車両特性評価値ｆ１を修正する。この場合、相加平均でも相乗平均でもよい。車両特性評価値ｆ１が前述の式(2)で表され、車両特性評価値ｆ２が次式(4)で表されるとすれば、修正後の車両特性評価値ｆ１′は、例えば次式(5)の２次多項式で表され、当該多項式の係数及び定数項を次式(6)〜(8)の相加平均によって求めることが可能である。ここで、重みｗ１，ｗ２の大小関係はどのように決められていてもよい。図９は、評価値導出部１５４により導出される車両特性評価値ｆ２に対する重みｗ２を大きくして車両特性評価値を修正した場合を例示している。
【００８６】
Ｓ＝ａ２・θ2＋ｂ２・θ＋ｃ２ ……(4)
Ｓ＝ａ１′・θ2＋ｂ１′・θ＋ｃ１′ ……(5)
ａ１′＝（ｗ１・ａ１＋ｗ２・ａ２）／（ｗ１＋ｗ２） ……(6)
ｂ１′＝（ｗ１・ｂ１＋ｗ２・ｂ２）／（ｗ１＋ｗ２） ……(7)
ｃ１′＝（ｗ１・ｃ１＋ｗ２・ｃ２）／（ｗ１＋ｗ２） ……(8)
図８に戻り、評価値修正部７１により求められた修正後の車両特性評価値ｆ１′は、修正前の車両特性評価値ｆ１にとって替わり、評価値記憶部１５４に記憶される。これにより、経年によるエンジン１３の出力性能の変動、或いは経年によるタイヤの磨耗、運転者個々の空転の許容範囲などを考慮した最新の車両特性評価値ｆ２に基づいて、車両特性評価値を更新することができる。これにより、エンジン１３の出力性能の変動、タイヤの磨耗、運転者の好みを考慮した上で、前述したような車両特性評価値ｆ１を用いた前記トラクション制御、ＡＢＳ制御及びＣＢＳ制御を実行することができる。
【００８７】
なお、式(6)〜(8)において、評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１に対する重みｗ１はゼロを含む概念である。つまり、評価値導出部１５３により導出された車両特性評価値ｆ２を、そのまま評価値記憶部１５４に記憶させてもよい。
【００８８】
評価値導出部１５３による車両特性評価値ｆ２の導出、評価値修正部７１による車両特性評価値ｆ１の修正、及び評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１の更新を開始するタイミングは、特に限定されない。例えば、自動二輪車１のイグニションスイッチ７２がＯＮになった時点で開始してもよく、専用の修正指令スイッチ７３がＯＮとなった時点で開始してもよい。また、走行中に所定の周期（例えば１０分）ごとに実行するようにしてもよい。
【００８９】
また、評価値比較部７４における車両特性評価値ｆ１，ｆ２の比較結果から、車両特性部８０が２つの車両特性評価値ｆ１，ｆ２が所定の許容範囲を超えて相違していると判断したときに、評価値修正部７１による車両特性評価値ｆ１の修正を開始してもよい。これにより、積載物の重量やエンジン１３の出力性能等の車両特性の変化に応じて評価値記憶部１５４に記憶されている車両特性評価値ｆ１を即座に変更することができる。これにより、当該変更後の車両特性評価値を参照して特性変化に応じた自動二輪車１の制御を行うことが可能となる。
【００９０】
また、本実施形態のＥＣＵ２４１は、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１を調整する評価値調整部７５を有し、このＥＣＵ２４１には、運転者が車両特性評価値ｆ１を調整する指令を入力するための調整指令スイッチ７６が接続されている。評価値調整部７５は、評価値記憶部１５４と評価値入力部６２との間に介在しており、評価値記憶部１５４に記憶される車両特性評価値ｆ１を調整指令スイッチ７６における入力値αに応じて調整し、調整後の車両特性評価値ｆ１″を評価値入力部６２に出力する。車両特性評価値ｆ１を前述の式(2)で表されるとした場合、調整後の車両特性評価値ｆ１″は入力値αを用いて次式(9)で表される。
【００９１】
ｆ１″＝ａ１・θ2＋ｂ１・θ＋（ｃ１＋α） ……(9)
図９には、評価値調整部７５により調整された後の車両特性評価値ｆ１″を併せて示している。図９に示すように、運転者は、調整指令スイッチ７６において、正の入力値αの入力、すなわち車両特性評価値ｆ１を上側に平行移動させるような入力を行うことができる。このようにすれば、評価値入力部６２に入力された車両特性評価値ｆ１″を参照してスリップ値の基準値を演算したときに、その基準値の値が大きくなるよう調整される。これにより、運転者は自身の運転能力に応じて空転の許容範囲を拡大することができ、少々の空転を許容して自動二輪車１を操縦することができるようになる。
【００９２】
［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態に係るスリップ値測定部３５０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、スリップ値測定部３５０は、前輪２の回転速度ＶＦ(n)を検出する前輪速度センサ７７と、後輪３の回転速度ＶＲ(n)を検出する後輪速度センサ７８と、前輪速度センサ７７により検出される前輪２の回転速度ＶＦ(n)と、後輪速度センサ７８により検出される後輪３の回転速度ＶＲ(n)とに基づいて、前後輪２，３間の回転速度差に相当する値をスリップ値Ｓとして演算する速度差相当値演算部７９とを有している。速度差相当値演算部７９は、車載のＥＣＵ３４１の車載評価部３４６に、角加速度演算部５１（図３参照）に替えて設けられる。速度差相当値演算部７９は、前述したように例えば次式(10)よりスリップ値Ｓ(n)を逐次演算する。このようにしてスリップ値Ｓを求めた場合においても、図５に示すものと同様の車両特性評価値ｆ１を導出することができる。
【００９３】
Ｓ＝｛ＶＲ(n)−ＶＦ(n)｝／ＶＦ(n) ……(10)
以上、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適宜変更可能である。自動二輪車は騎乗型乗物であって、傾斜した状態で旋回する車両であるが、このような車両においては、出力増減要求値に替えて走行時のバンク角を逐次検出し、その後同様にしてバンク角とスリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として導出するようにしてもよい。この場合、図５及び図９の横軸がバンク角に置き換えられることとなるが、車両特性評価値は図５及び図９と同様にして導出されることとなる。バンク角が変更されると車両のグリップ性能は変化するが、このようにして導出された車両特性評価値を参照することにより、バンク角に対応する車両のグリップ性能を評価することができる。
【００９４】
例えば、車両特性評価値を曲線当てはめにより導出される定式としたが、図５に示すようなデータの素性を好適に表現する形態であればどのような形態であってもよく、データ記憶部に記憶されたデータを用いて制御マップテーブルを作成してもよい。車両の駆動源を４サイクルエンジンとしたが、これに限らず駆動力を出力できるもの全てに適用可能である。例えば駆動源は電気モータであってもよく、エンジンと電気モータとを備えた所謂ハイブリッド式であってもよい。また、車両は自動二輪車に限定されず、不整地走行車などの他の車両にも広く適用可能である。本発明に係る実施形態が前述した作用を奏するため、本発明を車重が比較的軽量で、積載物の重量によってグリップ性能が変化しやすい騎乗型車両に適用すると有用であり、また車体を傾斜させて旋回し走行中にグリップ性能が変化する車両であるバンク車両に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、車両特性を表す新規な形態を提供し、当該形態を用いて車両特性を好適に評価することができるとともに車両を好適に制御することができ、広く車両に利用可能であり、特に自動二輪車などの騎乗型車両、バンク車両に利用すると有益である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 自動二輪車
２ 前輪
３ 後輪
４ 車体
１３ エンジン
２４ 弁アクチュエータ
２５ 燃料供給装置
２６ 点火装置
３４，３５ ブレーキ装置
４０，１４０，２４０ 車両特性評価システム
４１，１４１，２４１，３４１ ＥＣＵ
４２ 車外コンピュータ
４３ スロットル位置センサ
４４ 角速度センサ
４５ 変速段センサ
４６，１４６，２４６，３４６ 車載評価部
４７ 車外評価部
５０ スリップ値測定部
５１ 角加速度演算部
５２ データ記憶部
５３，１５３ 評価値導出部
５４，１５４ 評価値記憶部
６０，１６０ 制御システム
６１ 推進制御部
６３ 基準値演算部
６４ 比較部
７１ 評価値修正部
７４ 評価値比較部
７５ 評価値調整部
７６ 調整指令スイッチ
７７ 前輪回転速度センサ
７８ 後輪回転速度センサ
７９ 速度差相当値演算部
８０ 特性評価部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、
前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、
走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として記憶する評価値記憶手段と、を備えることを特徴とする車両の特性評価システム。
【請求項２】
前記走行時関係は、所定値以上の前記出力増減要求値と、当該所定値以上の出力増減要求値と同時点に測定されたスリップ値との相関関係を示すことを特徴とする請求項１に記載の車両の特性評価システム。
【請求項３】
前記記憶手段は、評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶し、
前記走行時関係と前記基準関係との比較結果に基づいて車両特性を判定する特性判定手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の特性評価システム。
【請求項４】
走行時における前記出力要求検出手段の検出値及び前記スリップ値測定手段の測定値に基づいて、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を導出する評価値導出手段と、
前記評価値記憶手段に記憶されている前記基準関係を、前記評価値導出手段により導出された前記走行時関係に基づいて修正する評価値修正手段と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両の特性評価システム。
【請求項５】
前記スリップ値測定手段が、前記動力源から与えられる動力を車両の外部へ伝えるべく回転する回転部材の角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の検出値を用いて単位時間当たりの前記回転部材の角速度の差分値を前記スリップ値として演算する差分値演算手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の特性評価システム。
【請求項６】
前記スリップ値測定手段が、車輪の回転速度を検出するための車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段の検出値を用いて駆動輪と従動輪の回転速度差に相当する値を前記スリップ値として演算する速度差相当値演算手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の特性評価システム。
【請求項７】
前記動力源が、運転者により操作されるスロットル弁の開度に応じて発生出力を変更する内燃機関であり、
前記出力要求検出手段が、前記出力増減要求値として前記スロットル弁の開度を検出するスロットル位置検出手段であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両の特性評価システム。
【請求項８】
車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、
前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、
走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求め、当該車両特性評価値に基づいて車両を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両の制御システム。
【請求項９】
評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記基準関係と前記走行時関係との比較結果に応じて車両の制御を異ならせることを特徴とする請求項８に記載の車両の制御システム。
【請求項１０】
運転者により入力される入力装置と、
前記入力装置における入力に応じて前記基準関係を調整する評価値調整手段と、を備えることを特徴とする請求項９に記載の車両の制御システム。
【請求項１１】
走行中における騎乗型車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、
前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求める評価値導出工程と、
前記評価値導出工程において導出された前記車両特性評価値に基づいて、前記騎乗型車両の特性を評価する特性評価工程と、
を有することを特徴とする騎乗型車両の特性評価方法。
【請求項１２】
走行中におけるバンク車両のバンク角を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、
前記バンク角と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求める評価値導出工程と、
前記評価値導出工程において導出された前記車両特性評価値に基づいて、前記バンク車両の特性を評価する特性評価工程と、
を有することを特徴とするバンク車両の特性評価方法。
【請求項１】
車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、
前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、
走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として記憶する評価値記憶手段と、を備えることを特徴とする車両の特性評価システム。
【請求項２】
前記走行時関係は、所定値以上の前記出力増減要求値と、当該所定値以上の出力増減要求値と同時点に測定されたスリップ値との相関関係を示すことを特徴とする請求項１に記載の車両の特性評価システム。
【請求項３】
前記記憶手段は、評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶し、
前記走行時関係と前記基準関係との比較結果に基づいて車両特性を判定する特性判定手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の特性評価システム。
【請求項４】
走行時における前記出力要求検出手段の検出値及び前記スリップ値測定手段の測定値に基づいて、走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を導出する評価値導出手段と、
前記評価値記憶手段に記憶されている前記基準関係を、前記評価値導出手段により導出された前記走行時関係に基づいて修正する評価値修正手段と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両の特性評価システム。
【請求項５】
前記スリップ値測定手段が、前記動力源から与えられる動力を車両の外部へ伝えるべく回転する回転部材の角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の検出値を用いて単位時間当たりの前記回転部材の角速度の差分値を前記スリップ値として演算する差分値演算手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の特性評価システム。
【請求項６】
前記スリップ値測定手段が、車輪の回転速度を検出するための車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段の検出値を用いて駆動輪と従動輪の回転速度差に相当する値を前記スリップ値として演算する速度差相当値演算手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の特性評価システム。
【請求項７】
前記動力源が、運転者により操作されるスロットル弁の開度に応じて発生出力を変更する内燃機関であり、
前記出力要求検出手段が、前記出力増減要求値として前記スロットル弁の開度を検出するスロットル位置検出手段であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両の特性評価システム。
【請求項８】
車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出する出力要求検出手段と、
前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定するスリップ値測定手段と、
走行時における前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求め、当該車両特性評価値に基づいて車両を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両の制御システム。
【請求項９】
評価基準となる前記相関関係を基準関係として評価前に記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記基準関係と前記走行時関係との比較結果に応じて車両の制御を異ならせることを特徴とする請求項８に記載の車両の制御システム。
【請求項１０】
運転者により入力される入力装置と、
前記入力装置における入力に応じて前記基準関係を調整する評価値調整手段と、を備えることを特徴とする請求項９に記載の車両の制御システム。
【請求項１１】
走行中における騎乗型車両の動力源の出力増減に対する要求を示す出力増減要求値を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、
前記出力増減要求値と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求める評価値導出工程と、
前記評価値導出工程において導出された前記車両特性評価値に基づいて、前記騎乗型車両の特性を評価する特性評価工程と、
を有することを特徴とする騎乗型車両の特性評価方法。
【請求項１２】
走行中におけるバンク車両のバンク角を検出し、且つ前記動力源の出力により回転駆動される駆動輪の空転の程度を表すスリップ値を測定する検出工程と、
前記バンク角と前記スリップ値との相関関係を示す走行時関係を車両特性評価値として求める評価値導出工程と、
前記評価値導出工程において導出された前記車両特性評価値に基づいて、前記バンク車両の特性を評価する特性評価工程と、
を有することを特徴とするバンク車両の特性評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１３７４２９（Ｐ２０１１−１３７４２９Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９９１９１（Ｐ２００９−２９９１９１）
【出願日】平成２１年１２月２９日（２００９．１２．２９）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２９日（２００９．１２．２９）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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