(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-19
(45)【発行日】2022-12-27
(54)【発明の名称】車両
(51)【国際特許分類】
B62K 21/00 20060101AFI20221220BHJP
B62D 6/00 20060101ALI20221220BHJP
B62J 45/412 20200101ALI20221220BHJP
B62J 45/41 20200101ALI20221220BHJP
B62J 45/413 20200101ALI20221220BHJP
B62J 45/00 20200101ALI20221220BHJP
【FI】
B62K21/00
B62D6/00
B62J45/412
B62J45/41
B62J45/413
B62J45/00
(21)【出願番号】P 2020214791
(22)【出願日】2020-12-24
【審査請求日】2021-09-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100154852
【氏名又は名称】酒井 太一
(74)【代理人】
【識別番号】100194087
【氏名又は名称】渡辺 伸一
(72)【発明者】
【氏名】中田 正人
(72)【発明者】
【氏名】中林 俊一
(72)【発明者】
【氏名】友田 明彦
(72)【発明者】
【氏名】細川 晃
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】特開2019-119446(JP,A)
【文献】国際公開第2017/030130(WO,A1)
【文献】特開2020-192938(JP,A)
【文献】特開2018-197070(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62K 21/00
B62D 6/00
B62J 45/412
B62J 45/41
B62J 45/413
B62J 45/00
B60W 30/12
B60W 10/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車線維持支援システムを備える車両(1)であって、
当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)と、前輪(3)を支持するフロントサスペンション(10)と、前記フロントサスペンション(10)のストローク量を検知するストロークセンサ(98)と、
前記前輪(3)の操舵角を検知する操舵角センサ(92)と、を備え、
前記制御装置(71)は、前記ストロークセンサ(98)が検知した前記フロントサスペンション(10)のストローク量に基づき、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方の可否を判断する
ものであり、前記操舵角センサ(92)が検知した前記操舵角が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする車両。
【請求項2】
前記制御装置(71)は、前記フロントサスペンション(10)のストローク量が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする請求項1に記載の車両。
【請求項3】
車線維持支援システムを備える車両(1)であって、
当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)と、前輪(3)を支持するフロントサスペンション(10)と、前記前輪(3)の操舵角を検知する操舵角センサ(92)
と、を備え、
前記制御装置(71)は、前記操舵角センサ(92)が検知した前記操舵角が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴と
する車両。
【請求項4】
当該車両(1)の車速を検知する車速センサ(94)を備え、
前記制御装置(71)は、前記車速センサ(94)が検知した前記車速が予め定めた速度以上でかつ予め定めた時間以上継続している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の車両。
【請求項5】
当該車両(1)の原動機(13)の出力を変速する変速機(21)と、前記変速機(21)の変速段を検知するシフトポジションセンサ(99)と、を備え、
前記制御装置(71)は、前記シフトポジションセンサ(99)が検知した変速段が予め定めた高速寄りの変速段である場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の車両。
【請求項6】
手動操作により前記車線維持支援システムを起動させるシステム起動スイッチ(95)を備え、
前記制御装置(71)は、前記システム起動スイッチ(95)の操作により前記車線維持支援システムが起動している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とすることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、四輪車などの自動車が走行中に外乱を受けたときに、転舵制御部による操舵介入によって車線に沿った走行を維持可能な操舵制御技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、自動二輪車等の鞍乗り型車両の場合、その旋回挙動は、前輪の操舵角だけでなく、フロントサスペションのストローク量及びストロークスピードの影響も強く受ける。よって、荒れた路面を走行しているとき等、フロントサスペンションの動きが安定状態にないときは、どのような挙動をするのか不明になりやすく、適正な操舵制御が困難になりやすい。一方、サスペンションストロークに連係した操舵制御を行うには、構成や制御が複雑になりやすい。
そこで本発明は、路面状況に応じて適正かつ簡易な操舵制御を行うことが可能な車両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】
【0005】
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、車線維持支援システムを備える車両(1)であって、当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)と、前輪(3)を支持するフロントサスペンション(10)と、前記フロントサスペンション(10)のストローク量を検知するストロークセンサ(98)と、前記前輪(3)の操舵角を検知する操舵角センサ(92)と、を備え、前記制御装置(71)は、前記ストロークセンサ(98)が検知した前記フロントサスペンション(10)のストローク量に基づき、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方の可否を判断するものであり、前記操舵角センサ(92)が検知した前記操舵角が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、フロントサスペンションのストローク量に応じて操舵制御の作動開始又は作動維持の可否を判断するので、フロントサスペンションのストロークが大きい状態(前輪操舵への影響が大きく適正な操舵制御の作動が難しい状態)を避け、フロントサスペンションのストロークが小さい状態(前輪操舵への影響が小さくなった状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。また、前輪の操舵角が小さい状態(前輪操舵への影響が小さい状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0006】
請求項2に記載した発明は、前記制御装置(71)は、前記フロントサスペンション(10)のストローク量が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、フロントサスペンションのストローク量が小さい状態を狙って、操舵制御の作動開始又は作動維持を行うので、フロントサスペンションのストロークによる操舵への影響が小さくなった状態を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0007】
請求項3に記載した発明は、車線維持支援システムを備える車両(1)であって、当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)と、前輪(3)を支持するフロントサスペンション(10)と、前記前輪(3)の操舵角を検知する操舵角センサ(92)と、を備え、前記制御装置(71)は、前記操舵角センサ(92)が検知した前記操舵角が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、前輪の操舵角が小さい状態(前輪操舵への影響が小さい状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0008】
請求項4に記載した発明は、当該車両(1)の車速を検知する車速センサ(94)を備え、前記制御装置(71)は、前記車速センサ(94)が検知した前記車速が予め定めた速度以上でかつ予め定めた時間以上継続している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、前輪の操舵角が小さい状態(車速が安定した巡行状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0009】
請求項5に記載した発明は、当該車両(1)の原動機(13)の出力を変速する変速機(21)と、前記変速機(21)の変速段を検知するシフトポジションセンサ(99)と、を備え、前記制御装置(71)は、前記シフトポジションセンサ(99)が検知した変速段が予め定めた高速寄りの変速段である場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、前輪の操舵角が小さい状態(高速寄りの変速段での巡行状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0010】
請求項6に記載した発明は、手動操作により前記車線維持支援システムを起動させるシステム起動スイッチ(95)を備え、前記制御装置(71)は、前記システム起動スイッチ(95)の操作により前記車線維持支援システムが起動している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、システム起動スイッチへの操作ひいては運転者のシステム利用の意思に応じて、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、路面状況に応じて適正かつ簡易な操舵制御を行うことが可能な車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】本発明の実施形態の自動二輪車の左側面図である。
【
図2】上記自動二輪車の車体前部を運転者目線から見た斜視図である。
【
図3】上記自動二輪車のステアリングアクチュエータの説明図である。
【
図4】上記自動二輪車の運転支援装置のブロック図である。
【
図5】上記自動二輪車における路面からの外乱を受けた場合の説明図である。
【
図6】制御装置における操舵制御の作動判断の処理の概要を示すフローチャートである。
【
図7】制御装置における操舵制御作動時の処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ、以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPが示されている。
【0014】
<車両全体>
図1は、本実施形態の車両の一例としての自動二輪車1を示す。自動二輪車1は、ハンドル2によって操舵される前輪(操舵輪)3と、パワーユニット20によって駆動される後輪(駆動輪)4と、を備えている。自動二輪車1は、運転者が車体を跨いで乗車する鞍乗り型車両であり、前後輪3,4の接地点を基準に車体を左右方向(ロール方向)に揺動(バンク)可能である。実施形態の車両は、自動二輪車のように車体をバンクさせた方向に旋回する車両に限らず、車体をバンクさせずに操舵輪の操舵によって旋回する車両を含む。
【0015】
自動二輪車1は、ハンドル2及び前輪3を含むステアリング系部品10Aを備えている。ステアリング系部品10Aは、自動二輪車1の骨格となる車体フレーム5の前端部のヘッドパイプ6に操舵可能に支持されている。前輪3は、ステアリング系部品10Aにおける左右一対のフロントフォーク10の下端部に支持されている。車体フレーム5の周囲は、車体カバー12で覆われている。
【0016】
車体フレーム5は、ヘッドパイプ6、左右一対のメインフレーム7、左右一対のピボットフレーム8、左右一対のシートフレーム9を備えている。
ヘッドパイプ6は、ステアリング系部品10Aを操舵可能に支持する。左右のメインフレーム7は、ヘッドパイプ6から後ろ下がりに延びる。左右のピボットフレーム8は、左右のメインフレーム7の各後端部からそれぞれ下方に延びる。左右のシートフレーム9は、左右のピボットフレーム8の各上部からそれぞれ後ろ上がりに延びる。
【0017】
左右のピボットフレーム8には、車幅方向に沿うピボット軸8aが渡設される。左右のピボットフレーム8には、ピボット軸8aを介して、スイングアーム11の前端部が上下揺動可能に支持されている。後輪4は、スイングアーム11の後端部に支持されている。車体フレーム5とスイングアーム11との間には、緩衝器であるクッションユニット(不図示)が渡設される。
左右のメインフレーム7の上部には、燃料タンク18が支持されている。燃料タンク18の後方には、左右のシートフレーム9によってシート19が支持されている。シート19の下方には、シート19に着座した運転者が足を載せる左右一対のステップ25が配置されている。
【0018】
自動二輪車1のパワーユニット20は、左右のメインフレーム7及び左右のピボットフレーム8に支持されている。パワーユニット20の出力軸は、チェーン式伝動機構(不図示)を介して、後輪4に動力伝達可能に接続されている。
パワーユニット20は、原動機となるエンジン(内燃機関)13と、エンジン13の後方に連なる変速機21と、を一体に備えている。変速機21は、一対の変速機軸に跨る変速ギア群を有する有段式のトランスミッションである。
【0019】
自動二輪車1は、前輪3を制動する前輪ブレーキ3Bと、後輪4を制動する後輪ブレーキ4Bと、を備えている。前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、それぞれディスクブレーキである。
前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、ブレーキ操作子であるブレーキレバー及びブレーキペダルが操作されることで、前輪3および後輪4の回転を適宜制動する。また、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、後述するブレーキアクチュエータ102(
図4参照)が作動することによっても、前輪3および後輪4の回転を適宜制動する。
【0020】
自動二輪車1は、運転者の運転操作(実施形態では、前輪3を操舵する操舵操作、および前輪3及び後輪4を制動する制動操作)を支援する運転支援装置70(
図4参照)を備えている。運転支援装置70は、運転者の運転操作に自動で介入する機能(自動操作介入機能)を制御する制御装置71を備えている。自動操作介入機能は、自動操舵介入機能及び自動制動介入機能を含む。自動二輪車1は、車線維持支援システム(LKAS:Lane Keeping Assistance System)を備えており、自動操舵介入機能は、車線維持支援システムの少なくとも一部をなしている。
【0021】
図2は、運転者目線から見た車体前部を示す。左右のフロントフォーク10の上部は、ステアリングステム31を介してヘッドパイプ6に支持されている。左右のフロントフォーク10は、テレスコピック型の緩衝器であり、自動二輪車1における前輪3を懸架するフロントサスペンションを構成する。以下、左右のフロントフォーク10を単に「フロントフォーク10」と称すること、または「フロントサスペンション10」と称することがある。ステアリングステム31は、左右のフロントフォーク10の上部を連結するトップブリッジ32およびボトムブリッジ33、ならびにヘッドパイプ6に挿通されるステムシャフト(操舵軸)34を備えている。車体前部は車体カバー12のフロントカウル27に覆われている。
【0022】
例えば、自動二輪車1のハンドル2は、左右別体式のセパレートハンドルであり、左右一対の右ハンドル36及び左ハンドル37を備えている。例えば、右ハンドル36及び左ハンドル37は、それぞれトップブリッジ32の下方において左右のフロントフォーク10の上部に取り付けられている。
【0023】
フロントフォーク10の前方には、メータ装置61が配置される。メータ装置61は、車体フレーム5又はフロントカウル27に支持されている。メータ装置61は、例えば車速およびエンジン回転数などを画像表示する液晶ディスプレイ等の表示画面62と、表示画面62の周囲に配置されて各種情報を通知するインジケータランプ群63と、を備えている。
【0024】
インジケータランプ群63は、表示画面62の右側方に配置される右インジケータランプ66と、表示画面62の左側方に配置される左インジケータランプ67と、を備える。
表示画面62は、予め定めた画像表示を行うことによって、運転者に予め定めた情報を通知する。インジケータランプ群63は、予め定めた発光表示(点灯または点滅)を行うことによって、運転者に予め定めた情報を通知する。
【0025】
図3は、ステムシャフト34の軸方向上方から見たトップブリッジ32周辺を示している。
ステアリング系部品10Aには、運転者によるハンドル2への操作とは別に、ステアリングアシスト装置73により自動で操舵入力がなされる。
ステアリングアシスト装置73は、ステアリングアクチュエータ74、アーム75、連結ロッド76、ステアリング制御部77を備えている。
【0026】
ステアリングアクチュエータ74は、自動操舵介入機能の駆動源となる電動モータを含み、例えば車体フレーム5に固定されている。ステアリングアクチュエータ74の出力軸である駆動軸74aには、アーム75の基端部が一体回動可能に固定されている。アーム75の先端部には、連結ロッド76の一端部が第1連結ピン78を介して揺動可能に連結され、他端部が、第2連結ピン79を介してトップブリッジ32に設けられたロッド連結部32aに揺動可能に連結される。
【0027】
ステアリングアクチュエータ74の作動は、ステアリング制御部77によって制御される。ステアリングアクチュエータ74の出力(駆動軸74aの回転トルク)は、アーム75及び連結ロッド76を介して、トップブリッジ32に伝達され、ステアリング系部品10Aに操舵トルク(アシストトルク)を発生させる。
【0028】
<運転支援装置>
図4に示すように、運転支援装置70は、制御装置71、各種センサ類81、各種装置類82を備える。制御装置71は、各種センサ類81から取得した検出情報に基づき、各種装置類82の作動を制御する。
【0029】
制御装置71は、例えば、単一または複数のECU(Electronic Control Unit)からなる。制御装置71は、少なくとも一部がソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。
制御装置71は、エンジン制御部85、ステアリング制御部77、ブレーキ制御部87、表示制御部88を備える。
【0030】
各種センサ類81は、操舵トルクセンサ91、操舵角センサ92、車体加速度センサ93、車速センサ94、カメラ装置96、レーダ装置97、ストロークセンサ98、ギヤポジションセンサ99を備える。
【0031】
操舵トルクセンサ91は、例えばハンドル2とハンドル2以外のステアリング系部品10Aとの間に設けられた磁歪式トルクセンサであり、ハンドル2から他のステアリング系部品10Aに入力される捩じりトルク(操舵入力)を検出する。
操舵角センサ92は、例えば、操舵軸(ステムシャフト34)に設けられたポテンショメータであり、車体に対する操舵軸の回動角度(操舵角度)を検出する。換言すれば、操舵角センサ92は、車体フレーム5に対するステアリング系部品10Aの操舵角を検知する。
【0032】
車体加速度センサ93は、5軸または6軸のIMU(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)であり、車体における3軸(ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸)の角速度を検出し、さらにその結果から角度及び加速度を推定可能とする。
車速センサ94は、例えばパワーユニット20の出力軸の回転速度を検出する。この回転速度から後輪4の回転速度ひいては自動二輪車1の車速を検知可能とする。
【0033】
カメラ装置96は、CCDやCMOS等の固体撮像素子を用いたカメラを備え、このカメラによって、例えば周期的に自動二輪車1の周辺(例えば前後左右)を撮影し、かつ撮影した画像からフィルタリングや二値化などの画像処理を経て画像データを生成する。
レーダ装置97は、自動二輪車1の周辺にミリ波などの電波を放射するとともに、車両周囲の物体によって反射された電波(反射波)を検出し、少なくとも前記物体の自動二輪車1に対する前後左右の位置(自動二輪車1に対する距離及び方位)と速度とを検知可能とする。
【0034】
上記したカメラ装置96及びレーダ装置97からの情報は、検出方向の物体の位置、種類、速度等の認識に供され、この認識に基づいて、自動二輪車1の運転アシスト制御や自動運転制御等がなされる。
【0035】
ストロークセンサ98は、フロントサスペンション10のストローク量を検知する手段の一例である。例えば、ストロークセンサ98は、リニア変位センサであり、フロントサスペンション10における伸縮時(ストローク時)に相対移動する上部および下部の相対移動距離(ストローク量)を検知する。
【0036】
ギヤポジションセンサ99は、変速機21の変速段ひいては変速比を検知する手段の一例である。ギヤポジションセンサ99は、例えばシフトドラムの回動角から変速段(ギヤポジション)を検知する。
【0037】
各種装置類82は、ステアリングアクチュエータ74、ブレーキアクチュエータ102、インジケータランプ群63を備える。
【0038】
ステアリングアクチュエータ74は、運転者によるハンドル2への操作とは別に、前輪3を操舵する操舵トルクを発生させる。ステアリングアクチュエータ74は、ステリングダンパーを兼ねてもよい。
ブレーキアクチュエータ102は、運転者によるブレーキ操作子への操作とは別に、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bに液圧を供給して前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bを作動させる。ブレーキアクチュエータ102は、ABS(Anti-lock Brake System)の制御ユニットを兼ねていてもよい。ブレーキアクチュエータ102は、通常のブレーキ回路から分岐させたブレーキ配管に接続されていてもよい。
【0039】
インジケータランプ群63は、右インジケータランプ66及び左インジケータランプ67を備えている。右インジケータランプ66及び左インジケータランプ67は、例えばステアリングアクチュエータ74およびブレーキアクチュエータ102の作動と連動して発光し、運転支援装置70が機能していることを運転者に認識させる。
【0040】
インジケータランプ群63の少なくとも一つは、運転支援装置70における車線維持支援システム(LKAS)を起動させるシステム起動スイッチ95が操作されたときに適宜発光し、車線維持支援システムの作動状況等を運転者に認識させる。
【0041】
次に、制御装置71について説明する。
エンジン制御部85は、エンジン13におけるスロットル開度、吸入負圧、燃料噴射量、バルブタイミング、点火時期等に基づいてエンジン13の出力を制御する。また、エンジン13の出力が制御されることで、エンジン13のクランク軸回転数と変速機21の変速比とにより、自動二輪車1の車速が変更される。
【0042】
ステアリング制御部77は、操舵トルクセンサ91により検出された操舵トルク信号、車体加速度センサ93により検出された角速度信号、車速センサ94により検出された車速信号、カメラ装置96及びレーダ装置97により検出された検出情報などに基づいて、ステアリングアクチュエータ74の作動を制御する。これにより、ステアリング系部品10Aにアシストトルクが付与され、このアシストトルクにより、操舵輪である前輪3の操舵がアシストされる。このように、ステアリング制御部77は、自動操舵介入機能の制御を行う。
【0043】
ブレーキ制御部87は、エンジン出力、車速センサ94により検出された車速信号、カメラ装置96及びレーダ装置97により検出された検出情報などに基づいて、ブレーキアクチュエータ102の作動を制御する。これにより、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bがアシスト制動力を発生し、このアシスト制動力により、前輪3及び後輪4の制動がアシストされる。このように、ブレーキ制御部87は、自動制動介入機能の制御を行う。
【0044】
表示制御部88は、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能の制御、及びブレーキ制御部87による自動制動介入機能の制御に伴って、右インジケータランプ66及び左インジケータランプ67の発光(点灯又は点滅)を制御する。
表示制御部88は、ステアリングアクチュエータ74及びブレーキアクチュエータ102が作動しているときは、それぞれの制御が同期して行われる。
上記したエンジン制御部85、ステアリング制御部77、ブレーキ制御部87、表示制御部88は、全てマイクロコンピュータを備えるとともに、相互に通信自在に構成される。
【0045】
<車線維持支援システム>
図4に示すように、自動二輪車1は、メインスイッチとは別に、運転支援システムの特に車線維持支援システム(LKAS)を起動させるシステム起動スイッチ(LKASスイッチ)95を備えている。システム起動スイッチ95は、自動二輪車1を運転中の運転者にも操作可能な位置(例えばハンドルスイッチ等)に設けられている。運転支援システムは、システム起動スイッチ95の操作により、システムオン状態とした上で、前述したフロントサスペンション10のストローク量、前輪3の舵角、自動二輪車1の車速に係る三つの条件が揃ったときに、作動待機状態となる。この作動待機状態において、制御装置71のステアリング制御部77は、カメラ装置96及びレーダ装置97からの検出情報に基づいて、操舵制御(LKAS)を作動させる。
【0046】
例えば、ステアリング制御部77には、カメラ装置96及びレーダ装置97の検出情報として、自動二輪車1が走行する車線の検出情報が入力される。ステアリング制御部77は、カメラ装置96及びレーダ装置97からの検出情報に基づき、自動二輪車1の操舵を以下のように制御する。すなわち、ステアリング制御部77は、自動二輪車1が、車線における幅方向で予め定めた位置を、車線両側の区画線に沿って走行するように、自動操舵介入機能を作動させる。これにより、自動二輪車1の車線内での走行が維持される(レーンキープ)。
【0047】
自動二輪車1のように、車体をロール(バンク)させて操舵輪(前輪3)に舵角を与える車両の場合、進行方向を左右一方に向けるには、まず、進行方向とは逆の方向(左右他方)に操舵輪を転舵し(逆ハンドル)、車体を左右一方側にロール(バンク)させることで、操舵輪に舵角を生じさせ、もって進行方向を左右一方に向けることとなる。
【0048】
自動二輪車1が強い横風を受ける等、横方向の外乱を受けた場合には、ステアリング制御部77は、自動二輪車1を前記予め定めた位置に戻すように操舵制御を行う。
ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が作動しているときに、運転者Mによる操舵操作(ハンドル入力)がなされると、その操舵操作が優先され、自動操舵介入機能は一旦停止してもよい。すなわち、操舵制御の作動維持には、予め定めた強さおよび時間のハンドル入力の有無を含めてもよい。
【0049】
制御装置71は、操舵トルクセンサ91から出力された操舵トルク信号に基づいて、運転者による手動の操舵操作が行われているか否かを判断することが可能である。
なお、運転者による手動の操舵操作を検知する手段として、例えば左右ハンドル36,37のグリップ部に設けた荷重センサを利用し、左右ハンドル36,37に入力された荷重の検出情報(荷重の大きさおよび方向)に基づいて、運転者による手動の操舵操作の有無を判断してもよい。
【0050】
制御装置71は、ストロークセンサ98が検知したフロントフォーク10のストローク量を一条件として、後述する操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方の可否を判断する。以下、操舵制御の作動に係る条件について説明する。
【0051】
制御装置71は、フロントフォーク10のストローク量が予め定めた規定値(上限値)以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
制御装置71は、操舵角センサ92が検知した操舵角が予め定めた規定値(上限値)以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
【0052】
制御装置71は、車速センサ94が検知した車速が予め定めた速度以上でかつ予め定めた時間以上継続して走行している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
制御装置71は、シフトポジションセンサ99が検知した変速段が予め定めた高速寄りの変速段である場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
【0053】
すなわち、制御装置71は、高速寄りの変速段で一定の速度範囲で長時間走行する巡行時(クルージング時)に、操舵制御の作動を開始する、又は操舵制御の作動を維持する。
なお、自動二輪車1が無段変速機を備える場合、操舵制御の作動可否の判断に変速段(シフトポジション)を含めなくてもよい。一方、無段変速機が電動のCVT(Continuously Variable Transmission)の場合で、有段変速機を有する如く変速制御される構成において、疑似的な変速段を操舵制御の作動可否の判断に含めてもよい。
【0054】
<操舵介入機能における路面からの外乱に対する対応>
以下、操舵介入機能における路面からの外乱に対する対応の一例について説明する。
図5に示すように、自動二輪車1が走行する道路110の路面110aに凹凸(段差、轍等)110bがある場合、この凹凸110bを自動二輪車1の前輪3が通過すると、フロントサスペンション10(実施形態ではフロントフォーク10)がストロークして車体への衝撃を緩衝する。その際、前輪3と凹凸110bとの接触角度によって、前輪3ひいてはステアリング系部品10Aには、図中矢印Mで示すように、操舵軸中心に回動(転舵)しようとするモーメントが生じる。すなわち、いわゆるハンドル2が取られる作用が生じる。
【0055】
上記状態で操舵制御を実施しても(アシストトルクを付与しても)、路面110aからの外乱の影響で適正な操舵アシストをすることが困難である。
また、路面110aが平坦であっても、フロントサスペンション10のストローク量が大きいと、前輪3のキャスター角やトレールが大きく変化するため、やはり適正な操舵アシストをすることが困難である。
実施形態では、フロントサスペンション10のストローク量を一条件として、操舵制御の作動の可否(操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の可否の少なくとも一方)を判断する。以下、操舵制御の作動可否の判断の詳細について説明する。
【0056】
制御装置71は、自動二輪車1のメインスイッチがオン状態(電源オン状態)で、システム起動スイッチ95がオン操作された後、前述したフロントサスペンション10のストローク量、前輪3の舵角、および車速に係る三つの条件が揃ったとき、すなわち、フロントサスペンション10が大きくストロークすることなく、かつ直進相当でさらに一定の速度範囲で走行している巡行時に、操舵制御(LKAS)を作動させる。
【0057】
前述の三条件が揃わなくなったとき、操舵制御(LKAS)の作動が中止される。前述の三条件が揃わなくなる状況には、例えば前輪3が路面110aの凹凸110bを通過することで、フロントサスペンション10が予め定めた上限値以上にストロークしたり、路面110aの凹凸110bにハンドル2が取られて予め定めた上限値以上に前輪3が転舵したり、さらにはこれらに反応した運転者がブレーキをかけて減速した場合、等の事象(外乱)が挙げられる。これらの事象は、何れも適正な操舵制御が難しい場合、あるいは操舵制御の影響が大きいと考えられる場合である。したがって、前述の事象が認められる場合、制御装置71は、操舵制御の待機状態から一旦抜け出す。さらに、実施形態では、前述の三条件が揃わなくなったとき、車線維持支援システム自体を一旦オフにする。
【0058】
その後、制御装置71が待機状態へ復帰するには、システムを再起動(システム起動スイッチ95を再操作)するとともに、前述した三条件が揃う必要がある。すなわち、操舵制御を停止させた後に、フロントサスペンション10のストローク量、舵角が上限値未満になり、かつ車速が規定範囲内になった場合には、制御装置71が操舵制御を再開させる。
実施形態では、フロントサスペンション10が路面110aからの外乱を受けたときに操舵制御を中止するので、前輪3のセルフステアや運転者のハンドル操作が阻害されず、自動二輪車1の車体挙動の乱れをスムーズに収束させることができる。
【0059】
次に、制御装置71における操舵介入機能(車線維持支援システム)の作動判断に係る処理の流れについて、
図6のフローチャートを参照して説明する。この処理は、電源がON(メインスイッチがON)の場合に所定の周期で繰り返し実行される。
まず、自動二輪車1のメインスイッチがオン状態(電源オン状態)にあるとき(制御装置71がオン状態にあるとき)、まず、ステップS1で車線維持支援システムがオン状態(起動状態)にあるか否かを判定する。ステップS1でYes(システムオン状態)の場合、後述するステップS4に移行する。ステップS1でNo(システムオフ状態)の場合、ステップS2に移行し、車線維持支援システムの起動スイッチ95が操作されたか否か(運転者にシステム利用の意思があるか否か)を判定する。ステップS2でYes(スイッチオン操作)の場合、ステップS3に移行し、インジケータランプ群63の少なくとも一つ(以下、単にインジケータランプ63という。)を点滅させ、運転者に車線維持支援システムが起動したことを報知する。ステップS3におけるインジケータランプ63の点滅は、例えば一定時間継続して行われてもよい。
【0060】
ステップS3の後、前述したストローク量、舵角および車速に係る三条件が揃ったか否かを判定する。すなわち、ステップS4において、車速が予め定めた速度範囲にあるか否か(規定速度以上か否か)を判定する。ステップS4では、車速が規定の速度範囲にあることを一定時間維持しているか否かを判定してもよい。ステップS4において、変速機21が予め定めた高速寄りの変速段にあること(又はこの変速段を一定時間維持していること)を判定に含めてもよい。ステップS4でYes(規定速度以上)の場合、ステップS5に移行し、ステップS4でNo(規定速度未満)の場合、ステップS9に移行する。
【0061】
ステップS5では、ステアリングの操舵角が予め定めた上限値以下か否かを判定する。ステップS5でYes(操舵角が上限値以下)の場合、ステップS6に移行し、ステップS5でNo(操舵角が上限値よりも大)の場合、ステップS9に移行する。
ステップS6では、フロントサスペンション10のストローク量が予め定めた上限値以下か否かを判定する。ステップS6でYes(ストローク量が上限値以下)の場合、ステップS7に移行し、ステップS6でNo(ストローク量が上限値よりも大)の場合、ステップS9に移行する。
【0062】
ステップS7では、前述したストローク量、舵角および車速に係る三条件が揃ったことを運転者に報知するべく、インジケータランプ63を点滅から点灯に切り替える。インジケータランプ63の点灯は、車線維持支援システムが作動待機状態になったことを示す。この点灯時(作動待機状態)において、自動二輪車1の車線内での走行を維持するように、ステップS8においてステアリングアクチュエータ74を駆動源とした車線維持支援システムが作動する。
【0063】
ステップS9では、車線維持支援システムをオン状態からオフ状態とする。すなわち、操舵制御を解除(中止)する。操舵制御を解除した後、ステップS10において、前述したストローク量、舵角および車速に係る三条件が揃っていないことを運転者に報知するべく、インジケータランプ63を点滅から消灯に切り替える。操舵制御を解除した後、再度、車線維持支援システムをオン状態(起動状態)とするには、システム起動スイッチ95を再操作する必要がある。なお、ステップS9では車線維持支援システム(ステアリングアクチュエータ74)を非作動とするのみとし、車線維持支援システムの停止は運転者の意思でスイッチ類を操作するようにすることもできる。
【0064】
次に、ステップS8において車線維持支援システムを作動させた後、サスペンションストローク量を一条件とした作動維持および作動解除の判断を行う処理の流れについて、
図7のフローチャートを参照して説明する。この処理は、車線維持支援システムの作動中に所定の周期で繰り返し実行される。
まず、
図6のステップS2と同様、車線維持支援システムの起動スイッチ95が操作されたか否か(運転者にシステム利用の意思があるか否か)を判定する(ステップS11)。その後、所定条件が揃って、
図6のステップS8と同様、ステアリングアクチュエータ74を駆動源とした車線維持支援システムの作動状態とする(ステップS12)。この状態で、作動維持および作動解除の条件として、フロントサスペンション10のストローク量について判定を行う(ステップS13)。ステップS13では、サスペンションストローク量が規定値以下か否かを判定する。ステップS13でYes(規定値以下)の場合、LKASの作動を維持する(ステップS14)。ステップS13でNo(規定値よりも大)の場合、LASの作動を解除(中止)する(ステップS15)。
【0065】
以上説明したように、実施形態の自動二輪車1は、車線維持支援システムを備える車両であって、自動二輪車1の操舵を制御する制御装置71と、前輪3を支持するフロントフォーク10と、フロントフォーク10のストローク量を検知するストロークセンサ98と、を備え、制御装置71は、ストロークセンサ98が検知したフロントフォーク10のストローク量に基づき、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方の可否を判断するものである。
この構成によれば、フロントフォーク10のストローク量に応じて操舵制御の作動開始又は作動維持の可否を判断するので、フロントフォーク10のストロークが大きい状態(前輪操舵への影響が大きく適正な操舵制御の作動が難しい状態)を避け、フロントフォーク10のストロークが小さい状態(前輪操舵への影響が小さくなった状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0066】
上記自動二輪車1において、制御装置71は、フロントフォーク10のストローク量が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
この構成によれば、フロントフォーク10のストローク量が小さい状態を狙って、操舵制御の作動開始又は作動維持を行うので、フロントフォーク10による操舵への影響が小さくなった状態を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0067】
上記自動二輪車1において、前輪3の操舵角を検知する操舵角センサ92を備え、制御装置71は、操舵角センサ92が検知した操舵角が予め定めた上限値以下の場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
この構成によれば、前輪3の操舵角が小さい状態(前輪操舵への影響が小さい状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0068】
上記自動二輪車1において、当該車両の車速を検知する車速センサ94を備え、制御装置71は、車速センサ94が検知した車速が予め定めた速度以上でかつ予め定めた時間以上継続している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
この構成によれば、前輪3の操舵角が小さい状態(車速が安定した巡行状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0069】
上記自動二輪車1において、当該車両の原動機(エンジン13)の出力を変速する変速機21と、
変速機21の変速段を検知するシフトポジションセンサ99と、を備え、制御装置71は、シフトポジションセンサ99が検知した変速段が予め定めた高速寄りの変速段である場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とする。
この構成によれば、前輪3の操舵角が小さい状態(高速寄りの変速段での巡行状態)を狙って、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0070】
上記自動二輪車1において、手動操作により車線維持支援システムを起動させるシステム起動スイッチ95を備え、制御装置71は、システム起動スイッチ95の操作により車線維持支援システムが起動している場合には、操舵制御の作動開始、又は操舵制御の作動維持の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、システム起動スイッチ95への操作ひいては運転者のシステム利用の意思に応じて、適正かつ簡易に操舵制御を行うことができる。
【0071】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、本発明は、自動二輪車以外の車両にも適用可能である。自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)を含む鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、二輪車のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。また、原動機に電気モータを含む車両も含まれる。特に、鞍乗り型車両のような小型車両は、車線を複数分割した仮想レーンを設定しやすいため望ましいが、鞍乗り型車両に限るものではない。
フロントサスペンションとしてテレスコピック型のフロントフォークを例示したが、これに限らず、例えばリンク式のフロントサスペンションであってもよい。
車両に作用する外乱としては、実施形態の横風、突風などの風に限らず、自車の周囲に位置する他車、水や土砂、草木、落下物、等が考えられる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0072】
1 自動二輪車(車両)
3 前輪
10 フロントフォーク(フロントサスペンション)
13 エンジン(原動機)
21 変速機
71 制御装置
92 操舵角センサ
94 車速センサ
95 システム起動スイッチ
98 ストロークセンサ
99 ギヤポジションセンサ(シフトポジションセンサ)