(57)【要約】【課題】安全性を高めた自動二輪車を提供する。【解決手段】自動二輪車１は、雨滴センサ３０を備える。コントローラ４０は、雨滴センサ３０の出力にもとづいて、エンジン１０の出力を制限する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨滴センサと、
前記雨滴センサの出力にもとづいて、自動二輪車の動力を制限するコントローラと、
を備えることを特徴とする自動二輪車。
【請求項２】
前記コントローラは、発進時のエンジンのトルクを制限することを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
【請求項３】
前記雨滴センサは、
センサ電極と、
前記センサ電極が形成する静電容量に応じて、雨滴の有無および／または量を検出する検出回路と、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車。
【請求項４】
前記コントローラは、雨滴が検出されると、運転者に通知することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自動二輪車。
【請求項５】
前記コントローラによる動力の制限は、運転者が解除可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動二輪車。
【請求項６】
前記雨滴センサは、離間して設けられる複数のセンサ電極を含み、
前記複数のセンサ電極それぞれの検出結果にもとづいて雨量を検出可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の自動二輪車。
【請求項７】
乗り物に取り付けられるセンサ電極と、
前記センサ電極が形成する静電容量に応じて、雨滴の有無および／または量を検出する検出回路と、
を備えることを特徴とする乗り物用の雨滴センサ。
【請求項８】
複数のセンサ電極が離間して設けられ、
前記複数のセンサ電極それぞれの検出結果にもとづいて雨量を検出可能であることを特徴とする請求項７に記載の乗り物用の雨滴センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外を走行する乗り物は、天候や路面の状態の影響を受けやすい。運転者には、時々刻々と変化する天候や路面の状態を把握し、状況に応じた適切な運転を行う技術が要求される。その一方で、乗り物には、路面の状況に応じて、タイヤのトルクやブレーキを自動で制御するトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）が搭載される。
【０００３】
ＴＣＳは、タイヤの回転数や車速を監視してタイヤのスリップ状態を検知し、運転者がアクセル調節を行わなくても、車両が自動的に駆動輪のトルクを調節する機構である。ＴＣＳは、四輪車や、高級な自動二輪車に搭載されている。
【０００４】
自動二輪車は大きく、長距離走行や高速走行に適した大型あるいは中型モデルと、市街地走行を想定した小型モデルに分類される。自動二輪車においても、雨天や未舗装道路ではＴＣＳが有効であるが、高価であるが故にその採用は、レース用のモデルや、一部の高級車に限定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
小型モデルのうち、運転者によるギアチェンジ操作が不要なスクータ（原動機付き自転車）が市場に多く流通する。スクータが走行する市街地には、白線、マンホール、金属の高架橋の繋ぎなど、滑りやすい物質が敷設、埋設される。降雨時に運転者がタイヤの下にそれらの物質が存在することに気がつかずにアクセルを開けると、駆動輪が空転する。特に近年のスクータは、軽量化や高トルク化のために、ＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）と呼ばれるコンピュータ制御の燃料噴射形式が多く採用されており、駆動輪の空転は、転倒や急発進といった問題を引き起こしやすい。
【０００６】
コストに目をつぶれば、自動二輪車にもＴＣＳの搭載は可能である。しかしながらＴＣＳは、タイヤのスリップを検知した後に作動するため、本質的な制御遅延が存在する。したがって、軽量、高トルクのスクータでは、ＴＣＳを搭載したとしても、やはり転倒や急発進という問題を完全に解消することは難しい。同様の問題はスクータに限らず、その他の自動二輪車にも生じうる。
【０００７】
本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、安全性を高めた自動二輪車の提供にある。また別の目的のひとつは、新規な雨滴センサの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、自動二輪車に関する。自動二輪車は、雨滴センサと、雨滴センサの出力にもとづいて自動二輪車の動力を制限するコントローラと、を備える。
【０００９】
本発明の別の態様は、乗り物用の雨滴センサである。この乗り物用の雨滴センサは、乗り物に取り付けられるセンサ電極と、センサ電極が形成する静電容量に応じて、雨滴の有無および／または量を検出する検出回路と、を備える。
【００１０】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のある態様によれば、自動二輪車の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る自動二輪車を示す図である。
【図２】自動二輪車の機能ブロック図である。
【図３】自動二輪車の動作を示すフローチャートである。
【図４】変形例１に係る自動二輪車の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る雨滴センサを示すブロック図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、センサ電極のレイアウトの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１４】
図１は、実施の形態に係る自動二輪車１を示す図である。自動二輪車１は、エンジン１０、前輪２０、駆動輪２２、アクセルレバー２４、ブレーキレバー２６、タンク２８、コントローラ４０、を備える。
【００１５】
タンク２８には、燃料が収容される。コントローラ４０は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）とも称され、運転者によるアクセルレバー２４の操作に応じて、電子スロットルを開閉させて空気の量を調節するとともに、フューエルインジェクタを制御して燃料の噴射量を制御し、また点火タイミングの制御などを行い、エンジン１０の回転を制御する。エンジン１０の回転は、駆動輪２２である後輪に伝達される。前輪２０のブレーキ機構は、ブレーキレバー２６に応じて制御される。
【００１６】
本実施の形態に係る自動二輪車１には、雨滴センサ３０が設けられている。雨滴センサ３０は、それに付着している雨滴（雪を含む）の有無、あるいは量を検出する。雨滴センサ３０は、雨滴が付着しやすい場所に設けることが好ましく、たとえば図示のようにヘッドランプ５０と隣接した部分（メータユニットともいう）５２に取り付けてもよいし、レッグシールド（フロントカウル）５４やフェンダー５６に取り付けてもよいし、ヘッドランプ５０、フード（風防）などに取り付けてもよい。ヘッドランプ５０はメータユニット５２と一体化されている場合もあれば、分離している場合もある。雨滴センサ３０は、メータユニットのコクピット側に設けられたメータパネルの近傍に取り付けてもよいし、車体の後部側に取り付けてもよい。
【００１７】
コントローラ４０は、雨滴センサ３０の出力にもとづいて、路面が濡れている状況を検出する。コントローラ４０は、雨滴センサ３０の出力にもとづいて、自動二輪車の動力、すなわちエンジン１０の出力を制限する。
【００１８】
図２は、自動二輪車１の機能ブロック図である。エンジン１０は、スロットル１２、点火プラグ１４、フューエルインジェクタ１６などを備える。ＥＦＩを採用する自動二輪車では、アクセルレバー２４の開度に加えて、車速（エンジンの回転数）などのパラメータが、スロットル１２、点火プラグ１４、フューエルインジェクタ１６の制御（エンジン制御と総称する）に反映され、吸気量、燃料の噴射量、点火タイミングが最適され、これによりエンジン１０の高出力化が図られている。実施の形態では、コントローラ４０は、エンジン制御に、雨滴センサ３０の出力を反映させる。
【００１９】
より具体的には、雨滴センサ３０の出力が、降雨している状況を示唆するものであるとき、コントローラ４０は、エンジンの出力を、雨滴が検出されない通常状態の出力に比べて低下させる。降雨している状況は、降雨後に路面が濡れている状況を含みうる。非降雨時のエンジン制御を通常モード、降雨時のエンジン制御を降雨モードと称する。降雨モードによるエンジン制御は、特に停止から発進するときに有効である。
【００２０】
また、自動二輪車１には、降雨モードが有効であるか否かを運転者に通知するためのインタフェースを設けるとよい。このインタフェースは、インジケータランプとして、メータパネルに容易に組み込むことができる。
【００２１】
以上が自動二輪車１の構成である。続いてその動作を説明する。図３は、自動二輪車１の動作を示すフローチャートである。
【００２２】
イグニッションがオンされると（Ｓ１００）、自動二輪車１のシステムが初期化される（Ｓ１０２）。具体的には、自動二輪車１のコントローラ４０が起動し、エンジン１０がかかる。また雨滴センサ３０をはじめとする各種センサが初期化され、必要に応じて自動キャリブレーションが実行され、走行可能な状態となる。
【００２３】
続いて、コントローラ４０は雨滴センサ３０の出力にもとづいて、降雨状況か否かを判定する（Ｓ１０４）。そして降雨状況の場合（Ｓ１０４のＹ）、降雨モードに設定される（Ｓ１０６）、そうでない場合（Ｓ１０４のＮ）、通常モードに設定される（Ｓ１０８）。コントローラ４０は、アクセルレバー２４の状態を監視し（Ｓ１１０）、操作が検出されない間（Ｓ１１０のＮ）は、同じ状態を維持する。
【００２４】
アクセルレバー２４の操作が検出されると（Ｓ１１０のＹ）、コントローラ４０は、設定中のモードでエンジン１０を制御し（Ｓ１１２）、その結果、自動二輪車１が発進する。その後、ブレーキ操作により自動二輪車１は停車する（Ｓ１１４）。そして、ステップＳ１０４に戻る。
【００２５】
以上が自動二輪車１の動作である。この自動二輪車１によれば、路面が滑りやすい降雨状況では、エンジン１０の出力が制限されるため、駆動輪２２が空転することを抑制でき、急発進や転倒などを予防できる。従来のＴＣＳが、滑りが発生して作動するのに対して、本実施の形態に係る降雨モードによるエンジン制御は、滑りが発生する前に作動するため、より効果的である。
【００２６】
降雨状況か否かの判定（図３のＳ１０４）は、停車中にのみでなく走行中にも行い、常に走行モードを更新するようにしてもよい。
【００２７】
ベテランの運転者は、降雨モードを却って煩わしいと感じるかもしれない。そこで降雨モードを無効化可能としてもよい。たとえば、ハンドルレバーの周辺、あるいはメータパネルの周囲に、降雨モードを無効化するためのスイッチを設けてもよく、コントローラ４０は、このスイッチの状態に応じて、降雨モードの有効、無効を決定する。
【００２８】
図４は、変形例１に係る自動二輪車１の動作を示すフローチャートである。このフローチャートには、図３のフローチャートに加えて処理Ｓ１２０が追加されている。処理Ｓ１２０では、降雨モードが有効であるか否かが判定される。そして有効である場合には（Ｓ１２０のＹ）、処理Ｓ１０４に進み、実際に降雨状況であるか否かを判定する。降雨モードが無効である場合（Ｓ１２０のＮ）、降雨状況の判定は行わずに、通常モードＳ１０８に固定的に設定される。
【００２９】
この変形例１によれば、自分のアクセル操作によってスリップを回避することができるベテランの運転者に対して、降雨モードをキャンセルする機能を提供できる。
【００３０】
あるいは、路面が乾いているにもかかわらず、雨滴センサ４０が雨滴を検出するような状況も生じうる。この場合は、初心者の運転者に、このスイッチを利用して降雨モードをキャンセルさせることが可能である。
【００３１】
続いて雨滴センサ３０について説明する。雨滴センサ３０としては、従来から、赤外線方式や、振動方式が知られている。赤外線方式は、雨滴の検出対象がガラス面に限定されるため、自動二輪車１には不向きである。また振動方式は、センサとして数ｃｍ四方の大きな領域が必要であり、ボンネットが存在しない自動二輪車への採用は不向きである。またこれらの赤外線方式、振動方式のセンサは、スクータに搭載できるほど安価であるとは言えない。そこで以下では、新規な雨滴センサ３０の構成を説明する。
【００３２】
図５は、実施の形態に係る雨滴センサ３０を示すブロック図である。雨滴センサ３０は、いわゆる静電センサの原理を利用する。雨滴センサ３０は、センサ電極３２および容量検出回路３４を備える。センサ電極３２はシート状の金属であり、その上の雨滴３１が検出対象となる。センサ電極３２は、その周囲との間に静電容量Ｃｓを形成している。センサ電極３２の上に雨滴３１が付着すると、静電容量Ｃｓが増大する。容量検出回路３４は、センサ電極３２の静電容量Ｃｓの変化量を検出する。コントローラ４０（あるいは容量検出回路３４の内部の処理部）は、静電容量Ｃｓの変化量にもとづいて、雨滴３１の有無、あるいは付着する雨滴３１の量を取得する。より具体的には、容量検出回路３４は、その起動時にキャリブレーションを行い、基準となる初期の静電容量Ｃｓ０を測定する。そして、所定の周期で静電容量Ｃｓを測定し、基準静電容量Ｃｓ０との差分ΔＣｓを検出する。容量検出回路３４の方式としては、自己容量方式と相互容量方式の２種類が存在し、どちらも採用することが可能であるが、以下では自己容量方式として説明する。
【００３３】
図６（ａ）、（ｂ）は、センサ電極３２のレイアウトの一例を示す図である。図６（ａ）には、正面図と側面図が示される。ｘは前後方向、ｙは幅方向、ｚは鉛直方向を表す。複数のセンサ電極３２＿１〜３２＿３は、鉛直ｚ方向に隣接して配置される。ここでは３個の電極を示すがその個数は特に限定されない。
【００３４】
自動二輪車１が停車しているとき、雨滴は重量によって図中、下方に移動する。容量検出回路３４は、複数のセンサ電極３２＿１〜３２＿３それぞれについて、静電容量の変化量ΔＣｓを検出する。静電容量の変化量ΔＣｓを、所定値で割った値を、付着してる雨滴の個数としてもよい。
【００３５】
コントローラ４０は、複数のセンサ電極３２＿１〜３２＿３それぞれについて検出した雨滴の量（個数）の組み合わせにもとづいて、降雨量を判定してもよい。たとえば、コントローラ４０は、単位時間あたりに各センサ電極３２を通過する雨滴の量にもとづいて、降雨量を判定してもよい。たとえばセンサ電極３２＿３の検出量が最も多く、センサ電極３２＿２の検出量が次いで多く、センサ電極３２＿１の検出量が最も小さい場合に、降雨量が多い状況と判定してもよい。
【００３６】
また、センサ電極３２＿１〜３２＿３のいずれか１個において雨滴が検出された場合、降雨量が少なく、２個において雨滴が検出された場合、中程度の降雨量と判定し、３個すべてにおいて雨滴が検出された場合、降雨量が多いと判定してもよい。
【００３７】
複数のセンサ電極３２を利用することで、コントローラ４０は、降雨の有無だけでなく、降雨量を検出することができる。そして降雨量にもとづいて、エンジン１０の制御パラメータを変更してもよい。すなわち、降雨量が多い場合には、よりトルクを制限するようにし、降雨量が少ない場合には、トルクの制限の程度を弱めてもよい。
【００３８】
図６（ｂ）に示すように、複数のセンサ電極３２をマトリクス状に配置してもよい。コントローラ４０は、横方向に隣接する同じ＃行目の電極３２＿＃１，３２＿＃２，３２＿＃３・・・を、図６（ａ）の１個のセンサ電極３２＿＃として扱ってもよい。またコントローラ４０は、複数のセンサ電極３２のうち、雨滴が検出された、言い換えると有意な容量変化が検出されたセンサの個数を、降雨量と対応付けてもよい。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）ではセンサ電極３２を矩形で示すが、その形状は任意であり、三角形や円形、楕円形など任意の形状とすることができる。センサ電極３２の形状をロゴとして利用することも可能である。反対にセンサ電極３２として透明電極を採用すれば、美観を損なうことなく、透明な風防に貼り付けることが可能である。
【００４０】
以上が雨滴センサ３０の構成である。静電センサを用いた雨滴センサ３０は、赤外線方式や振動方式に比べて安価であり、スクータなどの低価格な自動二輪車１への採用の障壁は小さい。またセンサ電極３２は、形状の制約が少ないため、曲面に貼り付けることも容易であるため、雨滴センサ３０の設ける位置の自由度が高まる。
【００４１】
なお、図５に示す雨滴センサ３０の用途は、自動二輪車１には限定されず、自動車などの他の乗り物の雨滴検知システムに採用することも可能である。
【００４２】
自動二輪車１のさらなる利点を説明する。雨滴センサ３０を採用することで、発進時のトルク制限に加えて、あるいはそれに代えて、以下のような安全機能を提供することも可能である。
【００４３】
・降雨検知型バンクアラーム
中型あるいは大型の自動二輪車１では、コーナー走行時に車体が傾く。傾きが大きくなると、タイヤの接地面積が減少する。路面が濡れていると滑りやすいことから転倒の可能性が高まる。そこで雨滴センサ３０の出力を利用して、路面が濡れている状況を運転者に通知することで、転倒を予防できる。
【００４４】
・物体検知
将来の自動二輪車１には、ステレオカメラやＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ＴｏＦ（Time of Flight）センサなどの測距センサが搭載され、車両前方の物標の存在を検知し、運転者に通知するシステムが採用される可能性もある。この場合において、物標と自車両との距離が、所定値を下回ると、ブレーキを促すような警告を行うことができ、この所定値を、降雨の有無あるいは降雨量に応じて可変としてもよい。降雨時の制動距離は晴天時に比べて長くなるため、より長い距離で警告を行うことで、安全性を高めることができる。
【００４５】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００４６】
１  自動二輪車
１０  エンジン
１２  スロットル
１４  点火プラグ
１６  フューエルインジェクタ
２０  前輪
２２  駆動輪
２４  アクセルレバー
２６  ブレーキレバー
２８  タンク
３０  雨滴センサ
３１  雨滴
３２  センサ電極
３４  容量検出回路
４０  コントローラ
５０  ヘッドランプ
５２ メータユニット
５４  レッグシールド
５６  フェンダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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