(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、
車輪を有する本体部と、
前記本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、
前記車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、
前記付加体の状態は、前後方向における乗員の姿勢を含み、
前記車輪力補正部は、前記前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗を推定し、推定された空気抵抗に基づいて前記算出される車輪力を補正する、鞍乗り型車両。
【請求項２】
前記車輪力補正部は、前記前後方向における乗員の姿勢に基づいて空力中心の高さを推定し、推定された空力中心の高さおよび前記推定された空気抵抗に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項１記載の鞍乗り型車両。
【請求項３】
前記本体部の加速度を検出する加速度検出部をさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記加速度検出部により検出された加速度に基づいて前記前後方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前記前後方向における乗員の姿勢に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項１または２記載の鞍乗り型車両。
【請求項４】
前記本体部の速度を検出する車速検出部をさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記車速検出部により検出された速度に基づいて前記前後方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前記前後方向における乗員の姿勢に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項１または２記載の鞍乗り型車両。
【請求項５】
前記前後方向における乗員の姿勢が入力される姿勢入力部をさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記姿勢入力部により入力された前記前後方向における乗員の姿勢に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項１または２記載の鞍乗り型車両。
【請求項６】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、
車輪を有する本体部と、
前記本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、
前記車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部と、
前記付加体の質量と前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体の重心の位置との関係を表す重心位置情報を記憶する記憶部とを備え、
前記付加体の状態は、前記付加体の質量を含み、
前記車輪力補正部は、前記付加体の質量および前記記憶部により記憶される重心位置情報に基づいて前記全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて前記算出される車輪力を補正する、鞍乗り型車両。
【請求項７】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、
車輪を有する本体部と、
前記本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、
前記車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、
前記付加体の状態は、前記付加体の質量を含み、
前記車輪力補正部は、前記付加体の質量に基づいて前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体に働く慣性力を推定し、推定された慣性力に基づいて前記算出される車輪力を補正する、鞍乗り型車両。
【請求項８】
前記車輪力補正部は、前記付加体の質量に基づいて前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項７記載の鞍乗り型車両。
【請求項９】
前記原動機により発生される駆動力を検出する駆動力検出部と、
前記本体部の加速度を検出する加速度検出部とをさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記駆動力検出部により検出される駆動力および前記加速度検出部により検出される加速度に基づいて前記付加体の質量を推定し、推定された前記付加体の質量に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の鞍乗り型車両。
【請求項１０】
前記車輪に加わる荷重を検出する荷重検出部と、
前記本体部の加速度を検出する加速度検出部とをさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記荷重検出部により検出される荷重および前記加速度検出部により検出される加速度に基づいて前記付加体の質量を推定し、推定された前記付加体の質量に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の鞍乗り型車両。
【請求項１１】
前記付加体の質量が入力される質量入力部をさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記質量入力部により入力された前記付加体の質量に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の鞍乗り型車両。
【請求項１２】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、
車輪を有する本体部と、
前記本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、
前記車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、
前記付加体の状態は、横方向における乗員の姿勢を含み、
前記車輪力補正部は、前記横方向における乗員の姿勢に基づいて前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて前記算出される車輪力を補正する、鞍乗り型車両。
【請求項１３】
前記路面に関する路面情報を取得する路面情報取得部をさらに備え、
前記車輪力補正部は、前記路面情報取得部により取得された路面情報に基づいて前記横方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前記横方向における乗員の姿勢に基づいて前記算出される車輪力を補正する、請求項１２記載の鞍乗り型車両。
【請求項１４】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、
車輪を有する本体部と、
前記本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、
前記車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の質量および前記乗員の姿勢の少なくとも一方に基づいて、前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体のバンク角、および前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体における荷重移動量を推定し、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する、鞍乗り型車両。
【請求項１５】
前記車輪力算出部は、路面に垂直な方向に働く垂直力および路面に平行な方向に働く水平力を前記車輪力として算出し、
前記補正された車輪力の前記垂直力に基づいて摩擦円を設定し、前記補正された車輪力の前記水平力が前記摩擦円により表される範囲を超えないように前記本体部の移動を制御する移動制御部をさらに備える、請求項１〜１４のいずれかに記載の鞍乗り型車両。
【請求項１６】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、
前記鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、
前記付加体の状態は、前後方向における乗員の姿勢を含み、
前記車輪力補正部は、前記前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗を推定し、推定された空気抵抗に基づいて前記算出される車輪力を補正する、車輪力取得装置。
【請求項１７】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、
前記鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部と、
前記付加体の質量と前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体の重心の位置との関係を表す重心位置情報を記憶する記憶部とを備え、
前記付加体の状態は、前記付加体の質量を含み、
前記車輪力補正部は、前記付加体の質量および前記記憶部により記憶される重心位置情報に基づいて前記全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて前記算出される車輪力を補正する、車輪力取得装置。
【請求項１８】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、
前記鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、
前記付加体の状態は、前記付加体の質量を含み、
前記車輪力補正部は、前記付加体の質量に基づいて前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体に働く慣性力を推定し、推定された慣性力に基づいて前記算出される車輪力を補正する、車輪力取得装置。
【請求項１９】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、
前記鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の状態に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、
前記付加体の状態は、横方向における乗員の姿勢を含み、
前記車輪力補正部は、前記横方向における乗員の姿勢に基づいて前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて前記算出される車輪力を補正する、車輪力取得装置。
【請求項２０】
少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、
前記鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、
前記付加体の質量および前記乗員の姿勢の少なくとも一方に基づいて、前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体のバンク角、および前記鞍乗り型車両および前記付加体を含む全体における荷重移動量を推定し、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、前記車輪力算出部により算出される車輪力を補正する、車輪力取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鞍乗り型車両および車輪力取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪と路面との間に作用する力に基づいて、車両の走行を制御する技術がある。特許文献１に記載される自動二輪車においては、車速、バンク角、横方向加速度およびヨーレートに基づいて横滑り加速度が検出される。検出された横滑り加速度が予め定められたしきい値以上であると、車輪に横滑りが発生していると判定される。その場合、車輪に作用する縦力が低減するように、自動二輪車の駆動力または制動力が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０１４９４５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、滑り加速度を発生させる横力および縦力は、乗員の質量および姿勢等によって異なる。特許文献１に記載される方法では、その横力および縦力を正確に検出することができない。
【０００５】
本発明の目的は、適正な車輪力を得ることが可能な鞍乗り型車両および車輪力取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の発明に係る鞍乗り型車両は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、車輪を有する本体部と、本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、付加体の状態は、前後方向における乗員の姿勢を含み、車輪力補正部は、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗を推定し、推定された空気抵抗に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
【０００７】
この鞍乗り型車両においては、原動機により駆動力が発生され、その駆動力により本体部が移動される。本体部の移動時に、車輪力算出部により本体部の車輪と路面との間に作用する車輪力が算出される。算出される車輪力は、少なくとも乗員を含む付加体の状態に基づいて車輪力補正部により補正される。これにより、付加体の状態に応じた適正な車輪力が得られる。
【０００９】
前後方向における乗員の姿勢によって空気抵抗は異なる。例えば、乗員の上半身の傾斜角度が大きいほど、空気抵抗が小さくなる。空気抵抗が異なることにより、車輪力が異なる。そこで、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗が推定され、推定された空気抵抗に基づいて車輪力が補正される。それにより、前後方向における乗員の姿勢に応じた適正な車輪力が得られる。
【００１０】
（２）車輪力補正部は、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空力中心の高さを推定し、推定された空力中心の高さおよび推定された空気抵抗に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００１１】
空力中心の高さによって空気抵抗と車輪力との関係は異なる。そこで、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空力中心の高さが推定され、推定された空力中心の高さおよび推定された空気抵抗に基づいて車輪力が補正される。それにより、前後方向における乗員の姿勢に応じた適正な車輪力が得られる。
【００１２】
（３）鞍乗り型車両は、本体部の加速度を検出する加速度検出部をさらに備え、車輪力補正部は、加速度検出部により検出された加速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前後方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００１３】
前後方向における乗員の姿勢と本体部の加速度との間には相関がある。例えば、本体部の加速度が大きいほど、乗員の上半身の傾斜角度が大きくなりやすい。そこで、加速度検出部により検出された加速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、前後方向における乗員の姿勢に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
【００１４】
（４）鞍乗り型車両は、本体部の速度を検出する車速検出部をさらに備え、車輪力補正部は、車速検出部により検出された速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前後方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００１５】
前後方向における乗員の姿勢と本体部の速度との間には相関がある。例えば、本体部の速度が高いほど、乗員の上半身の傾斜角度が大きくなりやすい。そこで、車速検出部により検出された速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、前後方向における乗員の姿勢に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
【００１６】
（５）鞍乗り型車両は、前後方向における乗員の姿勢が入力される姿勢入力部をさらに備え、車輪力補正部は、姿勢入力部により入力された前後方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００１７】
この場合、姿勢入力部により入力された前後方向における乗員の姿勢に基づいて、車輪力の補正を容易に行うことができる。
【００１８】
（６）第２の発明に係る鞍乗り型車両は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、車輪を有する本体部と、本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部と、付加体の質量と鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置との関係を表す重心位置情報を記憶する記憶部とを備え、付加体の状態は、付加体の質量を含み、車輪力補正部は、付加体の質量および記憶部により記憶される重心位置情報に基づいて全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
【００１９】
付加体の質量によって車輪力は異なる。そこで、付加体の質量に基づいて車輪力が補正される。それにより、付加体の質量に応じた適正な車輪力が得られる。
（７）第３の発明に係る鞍乗り型車両は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、車輪を有する本体部と、本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、付加体の状態は、付加体の質量を含み、車輪力補正部は、付加体の質量に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体に働く慣性力を推定し、推定された慣性力に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
【００２０】
（８）車輪力補正部は、付加体の質量に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００２１】
付加体の質量と重心の位置との間には一定の相関がある。例えば、乗員の数または積載物の質量が増えると、重心の位置が後方に移動する。そこで、付加体の質量に基づいて、鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、重心の位置に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
【００２２】
（９）鞍乗り型車両は、原動機により発生される駆動力を検出する駆動力検出部と、本体部の加速度を検出する加速度検出部とをさらに備え、車輪力補正部は、駆動力検出部により検出される駆動力および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量を推定し、推定された付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００２３】
原動機により発生される駆動力、本体部の加速度および付加体の質量の間には相関がある。そこで、駆動力検出部により検出される駆動力および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量が推定される。これにより、構成を複雑化させることなく、付加体の質量に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
【００２４】
（１０）鞍乗り型車両は、車輪に加わる荷重を検出する荷重検出部と、本体部の加速度を検出する加速度検出部とをさらに備え、車輪力補正部は、荷重検出部により検出される荷重および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量を推定し、推定された付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００２５】
車輪に加わる荷重、本体部の加速度および付加体の質量の間には相関がある。そこで、荷重検出部により検出される荷重および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、付加体の質量に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
【００２６】
（１１）付加体の質量が入力される質量入力部をさらに備え、車輪力補正部は、質量入力部により入力された付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００２７】
この場合、質量入力部により入力された付加体の質量に基づいて、車輪力の補正を容易に行うことができる。
【００２８】
（１２）第４の発明に係る鞍乗り型車両は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、車輪を有する本体部と、本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、付加体の状態は、横方向における乗員の姿勢を含み、車輪力補正部は、横方向における乗員の姿勢に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
【００２９】
横方向における乗員の姿勢によって鞍乗り型車両と付加物を含む全体の重心の位置は異なる。重心の位置が異なることにより、車輪力が異なる。そこで、横方向における乗員の姿勢に基づいて重心の位置が推定され、推定された重心の位置に基づいて車輪力が補正される。それにより、横方向における乗員の姿勢に応じた適正な車輪力が得られる。
【００３０】
（１３）鞍乗り型車両は、路面に関する路面情報を取得する路面情報取得部をさらに備え、車輪力補正部は、路面情報取得部により取得された路面情報に基づいて横方向における乗員の姿勢を推定し、推定された横方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
【００３１】
路面の状態と横方向における乗員の姿勢との間には一定の相関がある。例えば、舗装されてない山岳地等の悪路上で本体部が旋回する場合には、横方向における乗員の傾きが小さくなりやすく、舗装された一般路またはレース用トラック上で本体部が転回する場合には、横方向における乗員の傾きが大きくなりやすい。そこで、路面情報取得部により取得された路面情報に基づいて、横方向における乗員の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、横方向における乗員の姿勢に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
【００３２】
（１４）第５の発明に係る鞍乗り型車両は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、車輪を有する本体部と、本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の質量および乗員の姿勢の少なくとも一方に基づいて、鞍乗り型車両および付加体を含む全体のバンク角、および鞍乗り型車両および付加体を含む全体における荷重移動量を推定し、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正するものである。
【００３３】
この場合、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、付加体の状態に応じた適正な車輪力が容易に得られる。
【００３４】
（１５）車輪力算出部は、路面に垂直な方向に働く垂直力および路面に平行な方向に働く水平力を車輪力として算出し、鞍乗り型車両は、補正された車輪力の垂直力に基づいて摩擦円を設定し、補正された車輪力の水平力が摩擦円により表される範囲を超えないように本体部の移動を制御する移動制御部をさらに備えてもよい。
【００３５】
この場合、付加体の状態に応じた適正な垂直力および水平力が得られる。また、補正された垂直力に基づいて摩擦円を適正に設定することができる。それにより、車輪のグリップが維持されるように本体部の移動を制御することができる。
【００３６】
（１６）第６の発明に係る車輪力取得装置は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、付加体の状態は、前後方向における乗員の姿勢を含み、車輪力補正部は、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗を推定し、推定された空気抵抗に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
【００３７】
この車輪力取得装置においては、車輪力算出部により鞍乗り型車両の車輪力が算出される。算出される車輪力は、少なくとも乗員を含む付加体の状態に基づいて車輪力補正部により補正される。これにより、付加体の状態に応じた適正な車輪力が得られる。
（１７）第７の発明に係る車輪力取得装置は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部と、付加体の質量と鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置との関係を表す重心位置情報を記憶する記憶部とを備え、付加体の状態は、付加体の質量を含み、車輪力補正部は、付加体の質量および記憶部により記憶される重心位置情報に基づいて全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
（１８）第８の発明に係る車輪力取得装置は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、付加体の状態は、付加体の質量を含み、車輪力補正部は、付加体の質量に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体に働く慣性力を推定し、推定された慣性力に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
（１９）第９の発明に係る車輪力取得装置は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備え、付加体の状態は、横方向における乗員の姿勢を含み、車輪力補正部は、横方向における乗員の姿勢に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正するものである。
（２０）第１０の発明に係る車輪力取得装置は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の質量および乗員の姿勢の少なくとも一方に基づいて、鞍乗り型車両および付加体を含む全体のバンク角、および鞍乗り型車両および付加体を含む全体における荷重移動量を推定し、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正するものである。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、適正な車輪力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車の構成を示す概略側面図である。
【図２】自動二輪車のハンドルおよびその周辺部を示す模式的上面図である。
【図３】自動二輪車の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】前輪および後輪の縦力について説明するための図である。
【図５】前輪および後輪の横力について説明するための図である。
【図６】前輪および後輪の上下力について説明するための図である。
【図７】付加体の質量と重心の位置との関係について説明するための図である。
【図８】質量重心情報の例を示す図である。
【図９】運転者の上体角について説明するための図である。
【図１０】車速と補正係数との関係を示す図である。
【図１１】運転者の横姿勢について説明するための図である。
【図１２】移動体の傾斜角と路面のカント角との関係を示す図である。
【図１３】自動二輪車の前輪および後輪に対応する摩擦円を示す図である。
【図１４】摩擦円と車輪力との関係について説明するための図である。
【図１５】自動二輪車の加速時における摩擦円の変化を示す図である。
【図１６】自動二輪車の減速時における摩擦円の変化を示す図である。
【図１７】自動二輪車の加速時における駆動力の調整について説明するための図である。
【図１８】自動二輪車の減速時における駆動力の調整について説明するための図である。
【図１９】図３のＣＰＵにより行われる車輪力調整処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態に係る鞍乗り型車両の一例として自動二輪車について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（１）自動二輪車の構成
図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の構成を示す概略側面図である。図１の自動二輪車１００は本体部１を備える。本体部１は、本体フレーム１１およびフロントフォーク１２を含む。本体フレーム１１の前端に、フロントフォーク１２が左右方向に揺動可能に取り付けられる。フロントフォーク１２は、伸縮可能でフロントサスペンションとして機能する。フロントフォーク１２の上端にハンドル１３が設けられ、フロントフォーク１２の下端に前輪２が回転可能に取り付けられる。
【００４２】
フロントフォーク１２には、車輪回転速度センサＳＥ１ａおよびストロークセンサＳＥ４が取り付けられる。車輪回転速度センサＳＥ１ａは、前輪２の回転速度を検出する。車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果から、本体部１の移動速度（車速）が得られる。ストロークセンサＳＥ４は、フロントサスペンションのストローク量として、フロントフォーク１２の伸縮量を検出する。
【００４３】
本体フレーム１１の略中央部に、エンジン５が配置される。エンジン５には、エンジン５の回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサＳＥ２が設けられる。エンジン５の吸気量を制御するスロットルバルブ５ａ（後述の図３参照）に、スロットル開度センサＳＥ３が設けられる。スロットル開度センサＳＥ３は、スロットルバルブ５ａの開度（スロットル開度）を検出する。
【００４４】
エンジン５の後方に、スイングアーム１６およびストロークセンサＳＥ５が設けられる。スイングアーム１６は、本体フレーム１１に対して揺動可能でリアサスペンションとして機能する。スイングアーム１６の後端に後輪３が回転可能に取り付けられる。エンジン５により発生されるトルク（回転力）が後輪３に伝達されることにより、後輪３が駆動される。ストロークセンサＳＥ５は、リアサスペンションのストローク量として、スイングアーム１６の揺動量を検出する。
【００４５】
スイングアーム１６には車輪回転速度センサＳＥ１ｂが設けられる。車輪回転速度センサＳＥ１ｂは、後輪３の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサＳＥ２および車輪回転速度センサＳＥ１ｂの検出結果から、図示しないトランスミッションによる減速比が得られる。また、車輪回転速度センサＳＥ１ｂの検出結果から車速が得られてもよい。
【００４６】
前輪２にはブレーキ２ａが設けられ、後輪３にはブレーキ３ａが設けられる。後述のブレーキレバー４４（図２）が操作されると、ブレーキ２ａにより前輪２が制動される。また、図示しないフットブレーキが操作されると、ブレーキ３ａにより後輪３が制動される。
【００４７】
ブレーキ２ａにはブレーキセンサＳＥ６が設けられ、ブレーキ３ａにはブレーキセンサＳＥ７が設けられる。ブレーキセンサＳＥ６は、ブレーキ２ａによる前輪２の制動力を検出し、ブレーキセンサＳＥ７は、ブレーキ３ａによる後輪３の制動力を検出する。例えば、ブレーキセンサＳＥ６，ＳＥ７は、ブレーキ２ａ，３ａを駆動するための油圧に基づいて制動力を検出する。
【００４８】
自動二輪車１００がアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を備える場合、ブレーキセンサＳＥ６，ＳＥ７が用いられる代わりに、アンチロックブレーキシステムによるブレーキ２ａ，３ａの制御値に基づいて前輪２および後輪３の制動力が検出されてもよい。あるいは、ブレーキレバー４４およびフットブレーキの操作量を検出するセンサが設けられ、それらのセンサの検出結果に基づいて前輪２および後輪３の制動力が検出されてもよい。
【００４９】
エンジン５の上方に燃料タンク１４が設けられ、燃料タンク１４の後方にシート１５が設けられる。後輪３の上方に、ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）５０、加速度センサＳＥ８および傾斜角センサＳＥ９が設けられる。
【００５０】
ここで、本体フレーム１１の幅方向の中心、前輪２の幅方向の中心および後輪３の幅方向の中心を含む平面を車両中心面と呼ぶ。車両中心面および水平面に平行な方向を前後方向と定義し、水平面に垂直な方向を上下方向と定義し、車両中心面に垂直な方向を横方向と定義する。
【００５１】
加速度センサＳＥ８は、本体部１の加速度を検出する。傾斜角センサＳＥ９は、例えばジャイロセンサであり、自動二輪車１００の傾斜角を検出する。自動二輪車１００の傾斜角とは、鉛直方向に対して車両中心面がなす角度を意味し、自動二輪車１００のバンク角とは、路面に垂直な方向に対して車両中心面がなす角度を意味する。路面が水平である場合、自動二輪車１００のバンク角が自動二輪車１００の傾斜角と一致する。
【００５２】
図２は、自動二輪車１００のハンドル１３およびその周辺部を示す模式的上面図である。ハンドル１３の左部に固定グリップ４１が設けられ、ハンドル１３の右部にアクセルグリップ４２が設けられる。アクセルグリップ４２は、所定の回転角度範囲で回転可能に設けられる。アクセルグリップ４２が操作されることにより、スロットル開度が調整される。それにより、図１のエンジン５の駆動力が調整される。
【００５３】
固定グリップ４１の前方に、図示しないクラッチを切り離すためのクラッチレバー４３が設けられる。アクセルグリップ４２の前方に、図１のブレーキ２ａを作動させるためのブレーキレバー４４が設けられる。アクセルグリップ４２に隣り合うように、図１のエンジン５を始動させるためのスタータスイッチ４５が設けられる。
【００５４】
ハンドル１３の中央部に、表示部４６が設けられる。表示部４６は、自動二輪車１００の走行に関する種々の情報を表示する。例えば、表示部４６は、車速およびエンジン５の回転速度を表示する。また、表示部４６は、乗員および積載物に関する情報（以下、付加体情報と呼ぶ）を表示してもよく、あるいは運転を補助および支援するための情報（以下、補助情報と呼ぶ）を表示してもよい。また、表示部４６は、運転者により種々の情報が入力可能に構成されてもよい。その場合、表示部４６は、例えばタッチパネルにより構成される。
【００５５】
（２）制御系
図３は、自動二輪車１００の制御系の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３を含む。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１の制御プログラム等を記憶する。また、ＲＯＭ５２は、自動二輪車１００の種々の固有値を車両情報として記憶する。ＲＡＭ５３は、種々のデータを記憶するとともにＣＰＵ５１の作業領域として機能する。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された制御プログラムを実行することにより、後述の車輪力調整処理を行う。この場合、ＣＰＵ５１は、車輪力算出部６１、車輪力補正部６２および走行制御部６３の機能を実現する。ＣＰＵ５１は、車輪力取得装置の例である。
【００５６】
車輪回転速度センサＳＥ１ａ,ＳＥ１ｂ、エンジン回転速度センサＳＥ２、スロットル開度センサＳＥ３、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５、ブレーキセンサＳＥ６，ＳＥ７、加速度センサＳＥ８および傾斜角センサＳＥ９の検出結果は、ＣＰＵ５１に与えられる。ＣＰＵ５１はこれらの検出結果に基づいて、前輪２と路面との間および後輪３と路面との間に作用する車輪力（タイヤ力）を算出する。また、ＣＰＵ５１は、算出された車輪力に基づいて、エンジン５、スロットルバルブ５ａおよびブレーキ２ａ，３ａを制御する。これにより、自動二輪車１００の走行が制御される。
【００５７】
（３）車輪力
自動二輪車１００は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する。乗員は、少なくとも運転者を含み、さらに同乗者を含んでもよい。また、付加体は、乗員に加えて積載物を含んでもよい。以下、自動二輪車１００および付加体の全体を移動体１００Ａと呼ぶ。
【００５８】
車輪力は、縦力、横力および上下力を含む。縦力は、自動二輪車１００の進行方向に平行でかつ路面に平行な方向に作用する。横力は、自動二輪車１００の進行方向に垂直でかつ路面に平行な方向に作用する。上下力は、路面に垂直な方向に作用する。
【００５９】
以下、図４〜図６を参照しながら走行中の自動二輪車１００の車輪力について説明する。図４〜図６の例では、付加体は運転者２００である。また、以下の説明において、付加体の状態とは、乗員の質量、姿勢および数、ならびに積載物の質量等を含む。
【００６０】
（３−１）縦力
図４は、前輪２および後輪３の縦力について説明するための図である。エンジン５（図１）により駆動力が発生され、その駆動力が後輪３に伝達されると、図４に示すように、後輪３に前方への駆動力Ｆｒｔが働く。
【００６１】
駆動力Ｆｒｔは、エンジン回転速度センサＳＥ２（図１）により検出されるエンジン５（図１）の回転速度、スロットル開度センサＳＥ３（図１）により検出されるスロットル開度、および車輪回転速度センサＳＥ１ｂにより検出される後輪３の回転速度に基づいて算出することができる。
【００６２】
一方、ブレーキ２ａにより前輪２が制動されると、前輪２に後方への制動力Ｆｆ１が働き、ブレーキ３ａにより後輪３が制動されると、後輪３に後方への制動力Ｆｒ１が働く。また、スロットル開度が小さくなるようにアクセルグリップ４２（図２）が操作された場合、エンジンブレーキとして、後輪３に後方への制動力Ｆｒｂが働く。
【００６３】
制動力Ｆｆ１は、ブレーキセンサＳＥ６（図３）により検出される。制動力Ｆｒ１は、ブレーキセンサＳＥ７（図３）により検出される。制動力Ｆｒｂは、エンジン回転速度センサＳＥ２（図３）により検出されるエンジン５の回転速度、スロットル開度センサＳＥ３（図３）により検出されるスロットル開度、および車輪回転速度センサＳＥ１ｂにより検出される後輪３の回転速度に基づいて算出することができる。
【００６４】
制動力Ｆｆ１が前輪２の縦力に相当する。また、駆動力Ｆｒｔおよび制動力Ｆｒ１，Ｆｒｂの合力が後輪３の縦力に相当する。前輪２および後輪３の縦力の合力が、前後方向において移動体１００Ａに働く力Ｆｆｒに相当する。
【００６５】
（３−２）横力および上下力
図５は、前輪２および後輪３の横力および上下力について説明するための図である。図６は、荷重移動について説明するための図である。
【００６６】
図５に示すように、自動二輪車１００の旋回時には、自動二輪車１００が鉛直方向に対して左または右に傾く。この場合、移動体１００Ａに外方（旋回中心から遠ざかる方向）への遠心力Ｆｃが働く。また、移動体１００Ａには重力Ｆｇが働く。重力Ｆｇおよび遠心力Ｆｃは、代表的に移動体１００Ａの重心ＧＣに働くとみなすことができる。
【００６７】
遠心力Ｆｃと重力Ｆｇとの合力Ｆｈは、前輪２および後輪３の接地点ならびに移動体１００Ａの重心ＧＣを含む平面ＰＬ上で、前後方向に垂直な方向（以下、軸方向と呼ぶ）に働く。以下、路面ＲＳに垂直な方向ＡＤに対して、平面ＰＬがなす角度を移動体１００Ａのバンク角θａと呼ぶ。バンク角θａが大きいほど、合力Ｆｈは大きくなる。合力Ｆｈに釣り合うように、路面ＲＳから前輪２に横力Ｆｆ２および上下力Ｆｆ３が働き、かつ路面ＲＳから後輪３に横力Ｆｒ２および上下力Ｆｒ３が働く。横力Ｆｆ２，Ｆｒ２は、路面ＲＳから前輪２および後輪３に内方（旋回中心に近づく方向）に働き、上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３は、路面ＲＳから前輪２および後輪３に垂直な方向に働く。
【００６８】
横力Ｆｆ２および上下力Ｆｆ３の合力Ｆｆ４、ならびに横力Ｆｒ２および上下力Ｆｒ３の合力Ｆｒ４は、それぞれ軸方向に働く。以下、合力Ｆｆ４，Ｆｒ４をそれぞれ軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４と呼ぶ。軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４の和は、合力Ｆｈと等しい。軸方向力Ｆｆ４と横力Ｆｆ２との関係は、下式（１ａ）で表され、軸方向力Ｆｆ４と上下力Ｆｆ３との関係は、下式（１ｂ）で表される。軸方向力Ｆｒ４と横力Ｆｒ２との関係は、下式（２ａ）で表され、軸方向力Ｆｒ４と上下力Ｆｒ３との関係は、下式（２ｂ）で表される。
【００６９】
Ｆｆ２＝Ｆｆ４ｓｉｎθａ  …（１ａ）
Ｆｆ３＝Ｆｆ４ｃｏｓθａ  …（１ｂ）
Ｆｒ２＝Ｆｒ４ｓｉｎθａ  …（２ａ）
Ｆｒ３＝Ｆｒ４ｃｏｓθａ  …（２ｂ）
移動体１００Ａのバンク角θａによって横力Ｆｆ２，Ｆｒ２は異なり、重力Ｆｇによって上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３は異なる。路面ＲＳが水平である場合、上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３の合計は、重力Ｆｇと等しい。自動二輪車１００の質量は略一定であり、車両情報として予め記憶される。一方、付加体の質量は一定でない。そのため、付加体の質量によって重力Ｆｇは異なり、上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３の合計が異なる。
【００７０】
軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４の比率は、例えば、前後方向における移動体１００Ａの重心ＧＣの位置（以下、前後位置と呼ぶ）によって異なる。また、慣性力および空気抵抗により生じる荷重移動によって軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４の比率が異なる。
【００７１】
図６に示すように、自動二輪車１００の加速時には、移動体１００Ａに後方への慣性力Ｆｉが生じ、自動二輪車１００の減速時には、移動体１００Ａに前方への慣性力Ｆｉが生じる。便宜的に、後方への慣性力Ｆｉが正の値で表され、前方への慣性力Ｆｉが負の値で表される。慣性力Ｆｉは、代表的に移動体１００Ａの重心ＧＣに働くとみなすことができる。慣性力Ｆｉは、下式（３）で表される。
【００７２】
Ｆｉ＝ｍａ  …（３）
式（３）において、ｍは、移動体１００Ａの質量であり、ａは、自動二輪車１００の加速度である。そのため、付加体の質量によって移動体１００Ａの質量が異なり、慣性力Ｆｉが異なる。
【００７３】
また、走行中の移動体１００Ａには、後方への空気抵抗Ｆａが働く。空気抵抗Ｆａは、代表的に移動体１００Ａの空力中心ＡＣに働くとみなすことができる。空気抵抗Ｆａは、下式（４）で表される。
【００７４】
【数１】
0005914448.tif 000002
【００７５】
式（４）において、ρは、空気密度であり、Ｃｄは、移動体１００Ａの抗力係数であり、Ａは、移動体１００Ａの前面投影面積であり、ｖは、車速である。車速ｖは、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果から得られる。抗力係数と前面投影面積との乗算値（以下、抗力計算値と呼ぶ）ＣｄＡは、付加体の状態によって異なる。例えば、運転者２００の上半身の傾斜角度が大きいほど、抗力計算値ＣｄＡが小さくなる。そのため、空気抵抗Ｆａは付加体の状態によって異なる。
【００７６】
慣性力Ｆｉおよび空気抵抗Ｆａにより、前輪２と後輪３との間で荷重移動が生じる。慣性力Ｆｉにより生じる荷重移動量Ｗ１は、下式（５）で表される。空気抵抗Ｆａにより生じる荷重移動量Ｗ２は、下式（６）で表される。
【００７７】
Ｗ１＝Ｆｉ×（Ｈ１／Ｌ）  …（５）
Ｗ２＝Ｆａ×（Ｈ２／Ｌ）  …（６）
荷重移動量Ｗ１，Ｗ２は、前輪２から後輪３への荷重の移動量をそれぞれ表す。荷重移動量Ｗ１は、加速時に正の値となり、減速時に負の値となる。荷重移動量Ｗ２は、加速時および減速時のいずれにおいても正の値である。式（５）および式（６）において、Ｈ１は、移動体１００Ａの重心ＧＣの高さであり、Ｈ２は、移動体１００Ａの空力中心ＡＣの高さであり、Ｌは、自動二輪車１００のホイールベース（前輪２の回転中心と後輪３の回転中心との間の距離）である。重心ＧＣおよび空力中心ＡＣの高さＨ１，Ｈ２は、軸方向における路面ＲＳから重心ＧＣまでの距離および路面ＲＳから空力中心ＡＣまでの距離である。ホイールベースＬは、自動二輪車１００の固有値であり、車両情報として予め記憶される。
【００７８】
荷重移動量Ｗ１，Ｗ２の合計が、軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４の変化量となる。具体的には、慣性力Ｆｉおよび空気抵抗Ｆａがそれぞれ０であり、かつ移動体１００Ａのバンク角θａが０°であるときの前輪２および後輪３の軸方向力がそれぞれＦｆ４ｓ，Ｆｒ４ｓで表される場合、実際の軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４は、下式（７）および下式（８）でそれぞれ表される。
【００７９】
Ｆｆ４＝（Ｆｆ４ｓ／ｃｏｓθａ）−（Ｗ１＋Ｗ２）  …（７）
Ｆｒ４＝（Ｆｒ４ｓ／ｃｏｓθａ）＋（Ｗ１＋Ｗ２）  …（８）
式（５）の重心ＧＣの高さＨ１、式（６）の空力中心ＡＣの高さＨ２、およびバンク角θａは、付加体の状態によって異なる。また、式（７）および式（８）の軸方向力Ｆｆ４ｓ，Ｆｒ４ｓは、付加体の質量および重心ＧＣの位置によって異なる。
【００８０】
後述のように、本実施の形態では、付加体の状態に基づいて、移動体１００Ａの重心ＧＣの前後位置および高さＨ１、バンク角θａ、質量、抗力計算値ＣｄＡ、ならびに空力中心ＡＣの高さＨ２が推定される。その推定値に基づいて、横力Ｆｆ２，Ｆｒ２および上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３が求められる。
【００８１】
（４）付加体の状態に基づく推定
自動四輪車に関しては、乗員および積載物等の付加体に比べて車両が十分に大きく、かつ基本的に付加体が車両内に収容される。また、車両自体の安定性が高く、路面に対して車両がほとんど傾斜しない。そのため、付加体の状態による車輪力の変化は小さく、車輪力を算出する際に、付加体の状態を考慮する必要がほとんどない。
【００８２】
一方、自動二輪車１００等の鞍乗り型車両に関しては、付加体の大きさと車両の大きさとの差が小さく、かつ基本的に付加体が露出している。また、旋回時には、車両が路面に対して傾斜する。これにより、付加体の状態によって車輪力に大きな変化が生じる。したがって、車輪力を精度良く算出するために、付加体の状態を考慮する必要がある。
【００８３】
そこで、本実施の形態では、付加体の状態に基づいて、横力Ｆｆ２，Ｆｒ２および上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３の算出に必要な種々のパラメータが推定される。この場合、算出される横力Ｆｆ２，Ｆｒ２および上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３が、付加体の状態に基づいて補正される。その結果、付加体の状態に応じた横力Ｆｆ２，Ｆｒ２および上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３が得られる。
【００８４】
（４−１−１）質量の推定
上記のように、前輪２および後輪３の縦力から、前後方向において移動体１００Ａに働く力Ｆｆｒ（図４）を算出することができる。運動方程式として、力Ｆｆｒは、下式（９）で表される。
【００８５】
Ｆｆｒ＝ｍａ  …（９）
式（９）において、ｍは、移動体１００Ａの質量であり、ａは、自動二輪車１００の加速度である。したがって、算出された力Ｆｆｒから加速度センサＳＥ８により検出される加速度ａが除算されることにより、移動体１００Ａの質量ｍが求められる。また、求められた移動体１００Ａの質量ｍから、車両情報として記憶された自動二輪車１００の質量が減算されることにより、付加体の質量が推定される。
【００８６】
（４−１−２）重心位置の推定
図７は、付加体の質量と重心の位置との関係について説明するための図である。図７（ａ）〜（ｃ）において、黒点ＧＣａは、自動二輪車１００の重心を表し、黒点ＧＣｂは、付加体の重心を表す。自動二輪車１００の重心ＧＣａの位置は、付加体の状態によって異なることはなく一定である。一方、付加体の重心ＧＣｂは、付加体の状態によって異なる。
【００８７】
図７（ａ）の例では、付加体が運転者２００のみである。図７（ｂ）の例では、付加体が、運転者２００に加えて同乗者２００ａを含む。同乗者２００ａは、運転者２００の後方に着座し、同乗者２００ａの重心は、運転者２００の重心より高い。この場合、図７（ａ）の例と比べて、付加体の重心ＧＣｂが後方にずれかつ高くなる。図７（ｃ）の例では、付加体が、運転者２００および同乗者２００ａに加えて積載物２００ｂを含む。積載物２００ｂは、同乗者２００ａの後方に積載される。積載物２００ｂの重心は、同乗者２００ａの重心より低い。この場合、図７（ｂ）の例と比べて、付加体の重心ＧＣｂが後方にずれかつ低くなる。
【００８８】
このように、付加体の質量と重心ＧＣｂの位置との間には相関がある。そこで、付加体の質量に基づいて、重心ＧＣｂの前後位置および重心ＧＣｂの高さが推定される。例えば、付加体の質量と重心ＧＣｂの位置との関係を示す重心位置情報が、図３のＲＯＭ５２に予め記憶される。その重心位置情報および上式（９）から算出される付加体の質量に基づいて、付加体の重心ＧＣｂの位置が推定される。
【００８９】
図８は、重心位置情報の例を示す図である。図８（ａ）において、横軸は、付加体の質量を示し、縦軸は、重心ＧＣｂの前後位置を示す。前後位置は、例えば、移動体１００Ａの前端部と重心ＧＣｂとの間の前後方向における距離として表される。図８（ｂ）において、横軸は、付加体の質量を示し、縦軸は、重心ＧＣｂの高さを示す。本例では、同乗者２００ａが乗車している場合にのみ積載物２００ｂが積載され、同乗者２００ａが乗車していない場合には積載物２００ｂが積載されないと仮定される。
【００９０】
この場合、同乗者２００ａおよび積載物２００ｂが順に付加体に追加されることにより、付加体の質量が徐々に増加するとともに、重心ＧＣｂが徐々に後方にずれる。そこで、図８（ａ）の例では、付加体の質量が大きくなるにつれて重心ＧＣｂの後方へのずれ量が大きくなる。また、同乗者２００ａが付加体に追加されると、重心Ｇｂが高くなる。一方、積載物２００ｂが付加体にさらに追加されると、同乗者２００ａのみが追加される場合に比べて重心Ｇｂが低くなる。そこで、図８（ｂ）の例では、付加体の質量がしきい値ＴＨ１以下である場合、付加体の質量が大きくなるにつれて重心ＧＣｂが高くなる。付加体の質量がしきい値ＴＨ１より大きい場合、付加体の質量が大きくなるにつれて重心ＧＣｂが低くなる。しきい値ＴＨ１は、付加体が運転者２００および同乗者２００ａであるときの標準的な質量に相当する。
【００９１】
このようにして、付加体の重心ＧＣｂの前後位置および高さが推定される。一方、自動二輪車１００の質量および重心ＧＣａの位置は、車両情報として予め記憶される。この場合、重心ＧＣａの位置は、一定の基準位置（例えば、前輪２または後輪３の回転中心）に対して相対的に定められる。推定される付加体の質量および重心ＧＣｂの位置、ならびに車両情報として記憶される自動二輪車１００の質量および重心ＧＣａの位置に基づいて、移動体１００Ａの重心ＧＣの位置が推定される。
【００９２】
（４−１−３）抗力計算値および空力中心の高さの推定
移動体１００Ａの走行状況により、運転者２００の上半身の傾斜角度が変化する。以下、路面に垂直な方向に対する運転者２００の上半身の傾斜角度を上体角と呼ぶ。図９は、運転者２００の上体角について説明するための図である。
【００９３】
図９（ａ）の例における運転者２００の上体角θｂは、図９（ｂ）の例における運転者２００の上体角θｂより大きく、図９（ｂ）の例における運転者２００の上体角θｂは、図９（ｃ）の例における運転者２００の上体角θｂより大きい。運転者２００の上体角θｂと移動体１００Ａの速度との間には相関がある。移動体１００Ａの速度が高いほど、図９（ａ）の例のように、運転者２００の上体角θｂが大きくなりやすい。一方、移動体１００Ａの速度が低いほど、図９（ｃ）の例のように、運転者２００の上体角θｂが小さくなりやすい。
【００９４】
運転者２００の上体角θｂにより、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２が異なる。具体的には、上体角θｂが大きいほど、上式（４）の抗力計算値ＣｄＡが小さくなり、かつ空力中心ＡＣが低くなる。したがって、車速が高いほど、抗力計算値ＣｄＡが小さくなりやすく、かつ空力中心ＡＣが低くなりやすい。
【００９５】
そこで、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果に基づいて、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２が推定される。この場合、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の標準値がそれぞれ予め定められる。例えば、運転者２００の上体角θｂが一定の値である場合の移動体１００Ａの抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２がそれぞれ標準値に設定される。設定された標準値は、例えば、図３のＲＯＭ５２に記憶される。
【００９６】
抗力計算値ＣｄＡの標準値に、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果に応じた補正係数Ｔ１が乗算される。また、空力中心ＡＣの高さＨ２の標準値に、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果に応じた補正係数Ｔ２が乗算される。
【００９７】
図１０は、車速と補正係数Ｔ１との関係および車速と補正係数Ｔ２との関係を示す図である。図１０（ａ）および（ｂ）において、横軸は、車速を示し、縦軸は、補正係数Ｔ１または補正係数Ｔ２を示す。
【００９８】
図１０（ａ）に示すように、車速が高いほど補正係数Ｔ１が小さくなるように、補正係数Ｔ１が設定される。同様に、図１０（ｂ）に示すように、車速が高いほど補正係数Ｔ２が小さくなるように、補正係数Ｔ２が設定される。図１０（ａ）および（ｂ）の例では、車速がＳ１であるときに、補正係数Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ１である。これは、車速がＳ１であるときに、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２がそれぞれ標準値になることを意味する。車速がＳ１よりも低くなると、補正係数Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ１より大きくなり、車速がＳ１よりも高くなると、補正係数Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ０より大きく１未満となる。
【００９９】
例えば、図９（ｂ）の例における抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２がそれぞれ標準値に設定される。その場合、図９（ｂ）の例では、補正係数Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ１となり、図９（ａ）の例では、補正係数Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ０より大きく１未満となり、図９（ｃ）の例では、補正係数Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ１より大きくなる。
【０１００】
このようにして、予め定められた標準値に、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果に応じた補正係数Ｔ１，Ｔ２が乗算されることにより、移動体１００Ａの抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の推定値が得られる。
【０１０１】
また、運転者２００の上体角θｂと移動体１００Ａの加速度との間にも相関がある。移動体１００Ａの加速時には、図９（ａ）の例のように、運転者２００の上体角θｂが大きくなりやすい。一方、移動体１００Ａの減速時には、図９（ｃ）の例のように、運転者２００の上体角θｂが小さくなりやすい。したがって、加速度が高いほど、抗力計算値ＣｄＡが小さくなりやすく、かつ空力中心ＡＣが低くなりやすい。そこで、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果の代わりに、加速度センサＳＥ８の検出結果に基づいて、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２が推定されてもよい。
【０１０２】
この場合も、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の標準値がそれぞれ予め定められ、その標準値に、加速度センサＳＥ８の検出結果に応じた補正係数が乗算される。それにより、移動体１００Ａの抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の推定値が得られる。
【０１０３】
さらに、車輪回転速度センサＳＥ１ａおよび加速度センサＳＥ８の検出結果に基づいて、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２が推定されてもよい。この場合も、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の標準値がそれぞれ予め定められ、その標準値に、車輪回転速度センサＳＥ１ａおよび加速度センサＳＥ８の検出結果に応じた補正係数が乗算される。それにより、移動体１００Ａの抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の推定値が得られる。
【０１０４】
なお、図７（ｂ）の例のように、付加体が同乗者２００ａを含む場合、抗力計算値ＣｄＡが大きくなりやすく、かつ空力中心ＡＣが高くなりやすい。そのため、上式（９）から算出される質量に基づいて、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の推定値に対するさらなる補正が行われてもよい。具体的には、算出される質量が大きいほど、抗力計算値ＣｄＡが大きくなり、かつ空力中心ＡＣが高くなるように、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２の推定値が補正される。
【０１０５】
（４−１−４）重心の高さおよびバンク角の推定
図５の例のように、移動体１００Ａが鉛直方向に対して横方向に傾いている場合、移動体１００Ａの走行状況によって横方向における運転者２００の姿勢が異なる。以下、横方向における運転者２００の姿勢を横姿勢と呼ぶ。図１１は、運転者２００の横姿勢について説明するための図である。図１１（ａ）〜（ｃ）の例において、自動二輪車１００の傾斜角は同じである。ここで、自動二輪車１００の上下方向の軸を上下軸Ｐ１と呼び、運転者２００の上下方向の軸を上下軸Ｐ２と呼ぶ。
【０１０６】
図１１（ａ）の例では、運転者２００の横姿勢がリーンウィズであり、前方から見て自動二輪車１００の上下軸Ｐ１が、運転者２００の上下軸Ｐ２と一致する。例えば、移動体１００Ａが舗装された一般路（以下、一般舗装路と呼ぶ）を走行する場合、運転者２００の横姿勢が、図１１（ａ）の例のようにリーンウィズになりやすい。
【０１０７】
図１１（ｂ）の例では、運転者２００の横姿勢がリーンアウトであり、前方から見て、運転者２００の上下軸Ｐ２が、自動二輪車１００の上下軸Ｐ１の外側（上下軸Ｐ１よりも旋回中心から遠い側）に位置する。この場合、図１１（ａ）の例と比べて、移動体１００Ａの重心ＧＣの位置が外方（旋回中心から遠ざかる方向）にずれかつ高くなる。そのため、図１１（ａ）の例と比べて、移動体１００Ａの傾斜角は小さくなる。例えば、移動体１００Ａが山岳地等の悪路を走行する場合、運転者２００の横姿勢が、図１１（ｂ）の例のようにリーンアウトになりやすい。
【０１０８】
図１１（ｃ）の例では、運転者２００の横姿勢がリーンインであり、前方から見て、運転者２００の上下軸Ｐ２が、自動二輪車１００の上下軸Ｐ１の内側（上下軸Ｐ１よりも旋回中心に近い側）に位置する。この場合、図１１（ａ）の例と比べて、移動体１００Ａの重心ＧＣの位置が内方（旋回中心に近づく方向）にずれかつ低くなる。例えば、移動体１００Ａが舗装されたレース用のトラック（以下、レース用舗装路と呼ぶ）を走行する場合、運転者２００の横姿勢が、図１１（ｃ）の例のようにリーンインになりやすい。
【０１０９】
本実施の形態では、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５、加速度センサＳＥ８および傾斜角センサＳＥ９の検出結果に基づいて、重心ＧＣの高さＨ１およびバンク角θａが推定される。
【０１１０】
まず、運転者２００の横姿勢がリーンウィズ（図１１（ａ）参照）であり、かつ路面が水平であると仮定される場合の重心ＧＣの高さＨ１およびバンク角θａが標準値として算出される。この場合、自動二輪車１００の傾斜角が自動二輪車１００のバンク角に一致し、かつ自動二輪車１００のバンク角が移動体１００Ａのバンク角θａに略一致する。そのため、傾斜角センサＳＥ９により検出される傾斜角が、移動体１００Ａのバンク角θａの標準値とみなされる。また、付加体の質量に基づいて推定された移動体１００Ａの重心ＧＣの高さＨ１（図８参照）が標準値に設定される。
【０１１１】
移動体１００Ａが悪路を走行する場合、一般舗装路およびレース用舗装路を走行する場合に比べて、前輪２および後輪３の振動が大きくなる。そのため、フロントサスペンションおよびリアサスペンションのストローク量の変化が大きくなる。また、移動体１００Ａがレース用舗装路を走行する場合、一般舗装路を走行する場合に比べて、自動二輪車１００の加速度の変化が大きくなる。
【０１１２】
そこで、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５および加速度センサＳＥ８の検出結果に基づいて、算出された重心ＧＣの高さＨ１およびバンク角θａの標準値が補正される。
【０１１３】
例えば、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５により検出されるストローク量の変化率（単位時間当たりの変化量）が予め定められたしきい値ＴＨ２より大きい場合、路面が悪路である可能性が高い。そのため、運転者２００の横姿勢がリーンアウトであると推定することができる。この場合、重心ＧＣの高さＨ１の標準値に、一定の補正値Ａ１が加算される。また、バンク角θａの標準値から一定の補正値Ｂ１が減算される。
【０１１４】
一方、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５により検出されるストローク量の変化率が上記のしきい値ＴＨ２以下であり、かつ加速度センサＳＥ８により検出される加速度の変化率が、予め定められたしきい値ＴＨ３より大きい場合、路面がレース用舗装路である可能性が高い。そのため、運転者２００の横姿勢がリーンインであると推定することができる。この場合、重心ＧＣの高さＨ１の標準値から一定の補正値Ａ２が減算される。また、バンク角θａの標準値に一定の補正値Ｂ２が加算される。
【０１１５】
また、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５により検出されるストローク量の変化率が上記のしきい値ＴＨ２以下であり、かつ加速度センサＳＥ８により検出される加速度の変化率が上記のしきい値ＴＨ３以下である場合、路面が一般舗装路である可能性が高い。そのため、運転者２００の横姿勢がリーンウィズであると推定することができる。この場合、重心ＧＣの高さＨ１およびバンク角θａの標準値の補正が行われない。
【０１１６】
このようにして、自動二輪車１００が横方向に傾斜している場合に、運転者２００の横姿勢に基づいて、重心ＧＣの高さＨ１およびバンク角θａが推定される。
【０１１７】
また、路面の傾斜角（以下、カント角と呼ぶ）に基づいて、推定されたバンク角θａが補正されてもよい。移動体１００Ａが一般舗装路を走行する場合、自動二輪車１００の傾斜角と路面の傾斜角（カント角）との間に一定の相関が生じる。図１２は、自動二輪車１００の傾斜角と路面のカント角との関係を示す図である。図１２において、横軸は、自動二輪車１００の走行位置を示し、縦軸は、自動二輪車１００の傾斜角および路面のカント角を示す。図１２に示すように、路面のカント角が大きいほど自動二輪車１００の傾斜角が大きい傾向がある。
【０１１８】
そこで、傾斜角センサＳＥ９により検出される傾斜角に基づいて、路面のカント角が推定される。例えば、自動二輪車１００の傾斜角と路面のカント角との関係を表すカント角情報が、図３のＲＯＭ５２に予め記憶される。自動二輪車１００の走行時に、傾斜角センサＳＥ９により検出される傾斜角および記憶されるカント角情報に基づいて、路面のカント角が推定される。推定されたカント角に基づいてバンク角θａが補正される。具体的には、推定されたカント角に相当する角度だけ小さくなるように、バンク角θａが補正される。これにより、路面のカント角に応じたバンク角θａが得られる。
【０１１９】
また、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて、路面のカント角が取得されてもよい。この場合、種々の地域における一般路のカント角がカント角位置情報として予め記憶される。ＧＰＳにより取得された自動二輪車１００の現在位置および記憶されたカント角位置情報に基づいて、走行中の路面のカント角を取得することができる。
【０１２０】
（４−２）横力および上下力の算出
このように、付加体の状態に基づいて、バンク角θａ、重心ＧＣの前後位置および高さＨ１、移動体１００Ａの質量、抗力計算値ＣｄＡ、ならびに空力中心ＡＣの高さＨ２が推定される。
【０１２１】
推定された質量を用いて、上式（３）により、移動１００Ａに働く慣性力Ｆｉが算出される。この場合、式（３）の加速度ａとして、加速度センサＳＥ８により検出される値が用いられる。
【０１２２】
また、推定された抗力計算値ＣｄＡを用いて、上式（４）により、移動体１００Ａに働く空気抵抗Ｆａ（図６）が算出される。この場合、式（４）の空気密度ρとして、予め定められた一定の値が用いられてもよく、または温度および気圧等が検出されることにより適宜算出される値が用いられてもよい。また、式（４）の車速ｖとして、車輪回転速度センサＳＥ１ａの検出結果から得られる値が用いられる。
【０１２３】
算出された慣性力Ｆｉおよび空気抵抗Ｆａ、ならびに推定された重心ＧＣの高さＨ１および空力中心ＡＣの高さＨ２を用いて、上式（５）および上式（６）により、荷重移動量Ｗ１，Ｗ２が算出される。この場合、式（５）および式（６）のホイールベースＬとして、車両情報として記憶される値が用いられる。
【０１２４】
算出された荷重移動量Ｗ１，Ｗ２および推定されたバンク角θａを用いて、上式（７）および上式（８）により、軸方向力Ｆｆ４，Ｆｒ４が算出される。式（７）および式（８）の軸方向力Ｆｆ４ｓ，Ｆｒ４ｓは、推定された重心ＧＣの前後位置および移動体１００Ａの質量に基づいて算出することができる。算出された軸方向力Ｆｆ４ｓ，Ｆｒ４ｓおよび推定されたバンク角θａから横力Ｆｆ２，Ｆｒ２および上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３が求められる。
【０１２５】
（５）走行制御
算出された車輪力に基づいて、自動二輪車１００の走行制御が行われる。具体例として、摩擦円を用いた自動二輪車１００の走行制御について説明する。図１３は、自動二輪車１００の前輪２および後輪３に対応する摩擦円を示す図である。
【０１２６】
図１３に示すように、前輪２のグリップの限界値が摩擦円ＣＦｆとして表され、後輪３のグリップの限界値が摩擦円ＣＦｒとして表される。摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒの形状は、図１３の例のような真円に限らず、楕円等の他の形状であってもよい。摩擦円ＣＦｆの大きさ（本例では、直径）は、算出された前輪２の上下力Ｆｆ３に基づいて設定され、摩擦円ＣＦｒの大きさは、算出された後輪３の上下力Ｆｒ３に基づいて設定される。設定された摩擦円ＣＦｆと、算出された前輪２の横力および縦力とが比較される。また、設定された摩擦円ＣＦｒと、算出された後輪３の横力および縦力とが比較される。
【０１２７】
摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒの大きさは、上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３に、前輪２と路面との間および後輪３と路面との間における摩擦係数がそれぞれ乗算された値に相当する。そこで、例えば、後輪３のスリップ時に、後輪３に働く駆動力および横力が検出され、その検出結果に基づいて摩擦係数が推定されてもよい。この場合、推定された摩擦係数を用いて摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒの大きさを設定することができる。それにより、路面の状態に応じて摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒを適正に設定することができる。
【０１２８】
図１４は、摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒと車輪力との関係について説明するための図である。図１４において、摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒの各々の中心に、原点ＯＰが設定される。原点ＯＰを基準として、縦軸の一方向（図中の上方向）が、前方への縦力（駆動力）の大きさを表し、縦軸の他方向（図中の下方向）が、後方への縦力（制動力）の大きさを表す。また、横軸の一方向（図中の右方向）が、右方向への横力を表し、横軸の他方向（図中の左方向）が、左方向への横力を表す。
【０１２９】
図１４の例では、前輪２および後輪３に左方向への横力Ｆｆ２ａ，Ｆｒ２ａが働きかつ後輪３に縦力として駆動力Ｆｒｔａが働く。この場合、横力Ｆｆ２ａおよび駆動力Ｆｒｔａの合力ＦＲａが後輪３に働く。
【０１３０】
前輪２および後輪３の各々に関して、縦力および横力の合力が、摩擦円により表される範囲内である場合には、路面に対するグリップが維持される。図１４の例では、前輪２に働く横力Ｆｆ２ａが摩擦円ＣＦｆにより表される範囲内であり、後輪３に働く合力ＦＲａが摩擦円ＣＦｒにより表される範囲内である。したがって、路面に対する前輪２および後輪３のグリップが維持され、前輪２および後輪３のスリップが防止される。
【０１３１】
一方、横力が変化することにより、縦力および横力の合力が摩擦円により表される範囲を超えることがある。例えば、図１４（ｂ）において、後輪３に働く横力Ｆｒ２ａが横力Ｆｒ２ｄに変化すると、横力Ｆｒ２ｄおよび駆動力Ｆｒｔａの合力ＦＲｄが後輪３に働く。合力ＦＲｄは、摩擦円ＣＦｒにより表される範囲を超える。この場合、後輪３のグリップが維持されず、後輪３がスリップする可能性がある。
【０１３２】
また、自動二輪車１００の加速時または減速時には、慣性力Ｆｉ（図６）が働くことにより、上式（５）で表される荷重移動が生じる。それにより、前輪２および後輪３の上下力Ｆｆ３，Ｆｒ３が変化する。
【０１３３】
図１５（ａ）および（ｂ）は、自動二輪車１００の加速時における摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒの変化を示す図である。図１６（ａ）および（ｂ）は、自動二輪車１００の減速時における摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒの変化を示す図である。
【０１３４】
上記のように、自動二輪車１００の加速時には、移動体１００Ａに後方への慣性力Ｆｉ（図６）が働くため、上式（５）の荷重移動量Ｗ１が正の値になる。これにより、前輪２の上下力Ｆｆ３が小さくなり、かつ後輪３の上下力Ｆｒ３が大きくなる。したがって、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、摩擦円ＣＦｆが小さくなり、かつ摩擦円ＣＦｒが大きくなる。
【０１３５】
図１５の例では、前輪２および後輪３に左方向への横力Ｆｆ２ｂ，Ｆｒ２ｂが働きかつ後輪３に縦力として駆動力Ｆｒｔｂが働く。後輪３には、横力Ｆｆ２ｂおよび駆動力Ｆｒｔｂの合力ＦＲｂが働く。
【０１３６】
この場合、後輪３に働く合力ＦＲｂが摩擦円ＣＦｒにより表される範囲を超える。そのため、路面に対する後輪３のグリップが維持されず、後輪３がスリップする可能性がある。
【０１３７】
一方、自動二輪車１００の減速時には、移動体１００Ａに前方への慣性力Ｆｉ（図６）が働く。そのため、上式（５）の荷重移動量Ｗ１が負の値になる。これにより、前輪２の上下力Ｆｆ３が大きくなり、かつ後輪３の上下力Ｆｒ３が小さくなる。したがって、図１６（ａ）および（ｂ）に示すように、摩擦円ＣＦｆが大きくなり、かつ摩擦円ＣＦｒが小さくなる。
【０１３８】
図１６の例では、前輪２および後輪３に左方向への横力Ｆｆ２ｃ，Ｆｒ２ｃが働きかつ後輪３に縦力として制動力Ｆｒ１ｃが働く。後輪３には、横力Ｆｆ２ｃおよび制動力Ｆｒ１ｃの合力ＦＲｃが働く。
【０１３９】
この場合、後輪３に働く合力ＦＲｃが摩擦円ＣＦｒにより表される範囲を超える。そのため、路面に対する後輪３のグリップが維持されず、後輪３がスリップする可能性がある。
【０１４０】
本実施の形態では、前輪２および後輪３の各々に関して、縦力および横力の合力が、摩擦円により表される範囲内となるように、後輪３に働く駆動力または制動力が調整される。駆動力の調整は、具体的には、スロットル開度、エンジン５における点火タイミングまたは燃料噴射量が制御されることにより行われる。制動力の調整は、ブレーキ３ａまたはエンジンブレーキが制御されることにより行われる。
【０１４１】
図１７（ａ）および（ｂ）は、自動二輪車１００の加速時における駆動力の調整について説明するための図である。図１７の例では、図１５の例に比べて、後輪３に働く駆動力ＦｒｔｂがＦｒｔｂ’に減少される。この場合、自動二輪車１００の加速度が低下するので、自動二輪車１００に働く後方への慣性力Ｆｉが低くなる。それにより、前輪２から後輪３への荷重移動量が小さくなる。そのため、前輪２の上下力Ｆｆ３が大きくなり、かつ後輪３の上下力Ｆｒ３が小さくなる。したがって、図１５の例に比べて、摩擦円ＣＦｆが大きくなり、かつ摩擦円ＣＦｒが小さくなる。また、前輪２に働く横力Ｆｆ２ｂがＦｆ２ｂ’に増大され、後輪３に働く横力Ｆｒ２ｂがＦｒ２ｂ’に減少される。
【０１４２】
これにより、後輪３に働く駆動力Ｆｒｔｂ’と横力Ｆｒ２ｂ’との合力ＦＲｂ’が、摩擦円ＣＦｒにより表される範囲内となる。その結果、路面に対する後輪３のグリップが維持される。
【０１４３】
図１４の例においても、図１７の例と同様に、後輪３に働く駆動力Ｆｒｔａを減少させることにより、後輪３に働く駆動力と横力との合力を摩擦円ＣＦｒにより表される範囲内に調整することができる。それにより、路面に対する後輪３のグリップを維持することができる。
【０１４４】
図１８（ａ）および（ｂ）は、自動二輪車１００の減速時における駆動力の調整について説明するための図である。図１８の例では、図１６の例に比べて、後輪３に働く制動力Ｆｒ１ｃがＦｒ１ｃ’に減少される。この場合、自動二輪車１００の減速度が低下するので、自動二輪車１００に働く前方への慣性力Ｆｉが低くなる。それにより、後輪３から前輪２への荷重移動量が小さくなる。そのため、前輪２の上下力Ｆｆ３が小さくなり、かつ後輪３の上下力Ｆｒ３が大きくなる。したがって、図１６の例と比べて、摩擦円ＣＦｆが小さくなり、かつ摩擦円ＣＦｒが大きくなる。また、前輪２に働く横力Ｆｆ２ｃがＦｆ２ｃ’に減少され、後輪３に働く横力Ｆｒ２ｃがＦｒ２ｃ’に増大される。
【０１４５】
これにより、後輪３に働く横力Ｆｒ２ｃ’および制動力Ｆｒ１ｃ’の合力ＦＲｃ’が、摩擦円ＣＦｒにより表される範囲内となる。その結果、路面に対する後輪３のグリップが維持される。
【０１４６】
なお、図１７の例において、後輪３の駆動力が調整される代わりに、後輪３に制動力が働くようにエンジンブレーキが発生されてもよく、または、後輪３に制動力が働くようにブレーキ３ａが制御されてもよい。この場合、駆動力と制動力との合力が縦力となる。それにより、後輪３に働く前方への縦力を低減することができる。したがって、図１７の例と同様に、後輪３に働く縦力と横力との合力を摩擦円ＣＦｒにより表される範囲内に調整することができる。
【０１４７】
また、図１８の例において、後輪３の制動力が調整される代わりに、後輪３に駆動力が働くようにスロットルバルブ５ａまたはエンジン５が制御されてもよい。この場合、駆動力と制動力との合力が縦力となる。それにより、後輪３に働く後方への縦力を低減することができる。したがって、後輪３に働く縦力と横力との合力を摩擦円ＣＦｒにより表される範囲内に調整することができる。
【０１４８】
（６）車輪力調整処理
図１９は、図３のＣＰＵ５１の車輪力算出部６１、車輪力補正部６２および走行制御部６３により行われる車輪力調整処理のフローチャートである。図１９の車輪力調整処理は、予め定められた周期で繰り返し行われる。
【０１４９】
図１９に示すように、まず、車輪力算出部６１および車輪力補正部６２が、各種センサＳＥ１〜ＳＥ９による検出結果に基づいて、前輪２および後輪３の車輪力として縦力、横力および上下力をそれぞれ算出する（ステップＳ１）。この場合、車輪力算出部６１により算出される横力および上下力が、付加体の状態に基づいて車輪力補正部６２により補正される。
【０１５０】
次に、走行制御部６３が、算出された前輪２および後輪３の上下力に基づいて、摩擦円ＣＦｆ，ＣＦｒ（図１３）を設定する（ステップＳ２）。次に、走行制御部６３は、算出された前輪２の縦力および横力の合力が、設定された摩擦円ＣＦｆの範囲内にあるか否かを判定するとともに、算出された後輪３の縦力および横力の合力が、設定された摩擦円ＣＦｒの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【０１５１】
前輪２の縦力および横力の合力が摩擦円ＣＦｆの範囲内にあり、かつ後輪３の縦力および横力の合力が摩擦円ＣＦｒの範囲内にある場合、ＣＰＵ５１は、車輪力調整処理を終了する。一方、前輪２および後輪３の少なくとも一方に関して、縦力および横力の合力が対応する摩擦円の範囲を超える場合、走行制御部６３は、その合力が対応する摩擦円の範囲内となるように、前輪２または後輪３の車輪力を調整する（ステップＳ４）。本例では、後輪３の駆動力または制動力が調整される。その後、ＣＰＵ５１は、車輪力調整処理を終了する。
【０１５２】
（７）実施の形態の効果
本実施の形態に係る自動二輪車１００においては、各種センサＳＥ１〜ＳＥ９による検出結果に基づいて付加体の状態が推定され、推定された付加体の状態に基づいて前輪２および後輪３の車輪力が算出される。それにより、付加体の質量および姿勢等に応じた適正な車輪力が得られる。
【０１５３】
また、本実施の形態では、前後方向における運転者２００の姿勢（上体角）に基づいて、抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２が推定され、推定された抗力計算値ＣｄＡおよび空力中心ＡＣの高さＨ２に基づいて、移動体１００Ａに働く空気抵抗Ｆａが推定される。これにより、空気抵抗Ｆａを適正に求めることができ、その空気抵抗Ｆａに応じて前輪２および後輪３の上下力を適正に算出することができる。
【０１５４】
また、本実施の形態では、車輪回転速度センサＳＥ１ａまたは加速度センサＳＥ８による検出結果に基づいて、運転者２００の前後方向の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、運転者２００の前後方向の姿勢を容易に推定することができる。
【０１５５】
また、本実施の形態では、付加体の質量に基づいて、移動体１００Ａの重心ＧＣの前後位置および高さＨ１が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、移動体１００Ａの重心ＧＣの前後位置および高さＨ１を容易に推定することができる。
【０１５６】
また、本実施の形態では、エンジン回転速度センサＳＥ２およびスロットル開度センサＳＥ３、車輪回転速度センサ１ｂによる検出結果に基づいて、エンジン５から後輪３に伝達される駆動力が算出され、算出された駆動力および加速度センサＳＥ８により検出される加速度に基づいて、付加体の質量が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、付加体の質量を容易に推定することができる。
【０１５７】
また、本実施の形態では、運転者２００の横姿勢に基づいて、移動体１００Ａの重心ＧＣの高さＨ１が推定され、推定された重心ＧＣの高さＨ１に基づいて、前輪２および後輪３の横力が算出される。これにより、移動体１００Ａの旋回時において、自動二輪車１００が傾斜する場合に、運転者２００の横姿勢に応じて前輪２および後輪３の横力を適正に算出することができる。
【０１５８】
また、本実施の形態では、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５および加速度センサＳＥ８の検出結果に基づいて、路面の種類が推定され、推定された路面の種類に基づいて、運転者２００の横姿勢が推定される。これにより、構成を複雑化させることなく、運転者２００の横姿勢を容易に推定することができる。
【０１５９】
また、本実施の形態では、算出された上下力に基づいて摩擦円が設定され、算出された縦力および横力の合力が摩擦円により表される範囲を越えないように、自動二輪車１００の走行が制御される。この場合、付加体の状態に応じた適正な縦力、横力および上下力に基づいて、摩擦円を用いた走行制御が行われる。それにより、前輪２および後輪３のグリップを適切に維持することができる。
【０１６０】
（８）他の実施の形態
（８−１）
上記実施の形態では、算出された車輪力に基づいて自動二輪車１００の走行制御が行われるが、これに限らない。例えば、算出された車輪力に基づいて、運転者２００の運転を補助または支援するための情報（補助情報）が表示部４６（図２）に表示されてもよい。この場合、ＣＰＵ５１により後輪３の駆動力または制動力が調整されるのではなく、運転者２００が表示部４６に表示された補助情報に基づいて後輪３の駆動力または制動力を調整する。これにより、自動制御による運転フィーリングの低下が防止される。
【０１６１】
補助情報として、例えば、図１４〜図１６に示されるような摩擦円と車輪力との関係が表示されてもよく、または車輪力を表す数値が表示されてもよい。あるいは、車輪力が摩擦円により表される範囲の臨界値に近づいた場合に、その旨を示すアラームが表示されてもよい。また、補助情報が、音または振動等によって聴覚的または触覚的に運転者２００に伝えられてもよい。
【０１６２】
補助情報は、自動二輪車１００から外部装置に有線または無線で送信されてもよい。例えば、モバイルフォンまたはタブレット端末等のモバイル機器に補助情報が送信され、そのモバイル機器の画面に補助情報が表示されてもよい。あるいは、レース場等において、レースコースを走行中の自動二輪車１００から整備施設（ピット）等に補助情報が送信されてもよい。
【０１６３】
（８−２）
上記実施の形態では、各種センサＳＥ１〜ＳＥ９による検出結果に基づいて付加体の状態が推定されるが、これに限らない。例えば、運転者２００が表示部４６を操作することにより、乗員の数、質量または姿勢等が付加体の状態としてＥＣＵ５０に入力されてもよい。この場合、入力された付加体の状態に基づいて、車輪力の算出を容易に行うことができる。
【０１６４】
（８−３）
上記実施の形態では、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５による検出結果に基づいて、路面が悪路であるか否かの判定が行われるが、本判定が他の方法で行われてもよい。路面が悪路である場合、前輪２の回転速度と後輪３の回転速度との間にばらつきが生じやすい。そこで、車輪回転速度センサＳＥ１ａ，ＳＥ１ｂにより検出される前輪２および後輪３の回転速度を比較することにより、路面が悪路であるか否かの判定を行うことができる。
【０１６５】
また、ＧＰＳを用いて、走行中の路面の種類が取得されてもよい。あるいは、運転者２００が表示部４６を操作することにより、走行中の路面の種類がＥＣＵ５０に入力されてもよい。この場合、取得または入力された路面の種類に基づいて、運転者２００の横姿勢を容易に推定することができる。
【０１６６】
（８−４）
上記実施の形態では、算出された縦力および加速度センサＳＥ８による検出結果に基づいて、上式（９）により付加体の質量が推定されるが、他の方法で付加体の質量が推定されてもよい。例えば、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５による検出結果に基づいて、前輪２および後輪３に加わる荷重が算出され、算出された荷重および加速度センサＳＥ８による検出結果に基づいて、付加体の質量が推定されてもよい。
【０１６７】
（８−５）
上記実施の形態では、エンジン５により後輪３が駆動されるが、これに限らず、エンジン５により前輪２が駆動されてもよい。また、前輪２および後輪３のうち、エンジン５により駆動される車輪に関してのみ車輪力が算出されてもよく、またはエンジン５により駆動されない車輪に関してのみ車輪力が算出されてもよい。
【０１６８】
（８−６）
上記実施の形態では、車輪力算出部、車輪力補正部および移動制御部の機能がＥＣＵ５０のＣＰＵ５１および制御プログラムにより実現されるが、車輪力算出部、車輪力補正部および移動制御部の機能部の少なくとも一部が電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。
【０１６９】
（８−７）
上記実施の形態は、本発明を自動二輪車に適用した例であるが、これに限らず、自動三輪車もしくはＡＴＶ（All Terrain Vehicle；不整地走行車両）等の他の鞍乗り型車両に本発明を適用してもよい。
【０１７０】
（８−８）
上記実施の形態は、原動機としてエンジンを備える車両に本発明を適用した例であるが、これに限らず、原動機としてモータを備える電動車両に本発明を適用してもよい。
【０１７１】
（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１７２】
上記実施の形態では、自動二輪車１００が鞍乗り型車両の例であり、本体部１が本体部の例であり、前輪２または後輪３が車輪の例であり、エンジン５が原動機の例であり、車輪力算出部６１が車輪力算出部の例であり、車輪力補正部６２が車輪力補正部の例である。
【０１７３】
また、加速度センサＳＥ８が加速度検出部の例であり、車輪回転速度センサＳＥ１ａが車速検出部の例であり、表示部４６が姿勢入力部および質量入力部の例であり、エンジン回転速度センサＳＥ２、スロットル開度センサＳＥ３および車輪回転速度センサＳＥ１ｂが駆動力検出部の例であり、ストロークセンサＳＥ４，ＳＥ５が荷重検出部および路面情報取得部の例であり、走行制御部６３が移動制御部の例である。
【０１７４】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
（１０）参考形態
第１の参考形態に係る鞍乗り型車両は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両であって、車輪を有する本体部と、本体部を移動させるための駆動力を発生する原動機と、車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備えるものである。
この鞍乗り型車両においては、原動機により駆動力が発生され、その駆動力により本体部が移動される。本体部の移動時に、車輪力算出部により本体部の車輪と路面との間に作用する車輪力が算出される。算出される車輪力は、少なくとも乗員を含む付加体の状態に基づいて車輪力補正部により補正される。これにより、付加体の状態に応じた適正な車輪力が得られる。
付加体の状態は、前後方向における乗員の姿勢を含み、車輪力補正部は、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗を推定し、推定された空気抵抗に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
前後方向における乗員の姿勢によって空気抵抗は異なる。例えば、乗員の上半身の傾斜角度が大きいほど、空気抵抗が小さくなる。空気抵抗が異なることにより、車輪力が異なる。そこで、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空気抵抗が推定され、推定された空気抵抗に基づいて車輪力が補正される。それにより、前後方向における乗員の姿勢に応じた適正な車輪力が得られる。
車輪力補正部は、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空力中心の高さを推定し、推定された空力中心の高さおよび推定された空気抵抗に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
空力中心の高さによって空気抵抗と車輪力との関係は異なる。そこで、前後方向における乗員の姿勢に基づいて空力中心の高さが推定され、推定された空力中心の高さおよび推定された空気抵抗に基づいて車輪力が補正される。それにより、前後方向における乗員の姿勢に応じた適正な車輪力が得られる。
鞍乗り型車両は、本体部の加速度を検出する加速度検出部をさらに備え、車輪力補正部は、加速度検出部により検出された加速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前後方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
前後方向における乗員の姿勢と本体部の加速度との間には相関がある。例えば、本体部の加速度が大きいほど、乗員の上半身の傾斜角度が大きくなりやすい。そこで、加速度検出部により検出された加速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、前後方向における乗員の姿勢に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
鞍乗り型車両は、本体部の速度を検出する車速検出部をさらに備え、車輪力補正部は、車速検出部により検出された速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢を推定し、推定された前後方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
前後方向における乗員の姿勢と本体部の速度との間には相関がある。例えば、本体部の速度が高いほど、乗員の上半身の傾斜角度が大きくなりやすい。そこで、車速検出部により検出された速度に基づいて前後方向における乗員の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、前後方向における乗員の姿勢に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
鞍乗り型車両は、前後方向における乗員の姿勢が入力される姿勢入力部をさらに備え、車輪力補正部は、姿勢入力部により入力された前後方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
この場合、姿勢入力部により入力された前後方向における乗員の姿勢に基づいて、車輪力の補正を容易に行うことができる。
付加体の状態は、付加体の質量を含み、車輪力補正部は、付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
付加体の質量によって車輪力は異なる。そこで、付加体の質量に基づいて車輪力が補正される。それにより、付加体の質量に応じた適正な車輪力が得られる。
車輪力補正部は、付加体の質量に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
付加体の質量と重心の位置との間には一定の相関がある。例えば、乗員の数または積載物の質量が増えると、重心の位置が後方に移動する。そこで、付加体の質量に基づいて、鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、重心の位置に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
鞍乗り型車両は、原動機により発生される駆動力を検出する駆動力検出部と、本体部の加速度を検出する加速度検出部とをさらに備え、車輪力補正部は、駆動力検出部により検出される駆動力および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量を推定し、推定された付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
原動機により発生される駆動力、本体部の加速度および付加体の質量の間には相関がある。そこで、駆動力検出部により検出される駆動力および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量が推定される。これにより、構成を複雑化させることなく、付加体の質量に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
鞍乗り型車両は、車輪に加わる荷重を検出する荷重検出部と、本体部の加速度を検出する加速度検出部とをさらに備え、車輪力補正部は、荷重検出部により検出される荷重および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量を推定し、推定された付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
車輪に加わる荷重、本体部の加速度および付加体の質量の間には相関がある。そこで、荷重検出部により検出される荷重および加速度検出部により検出される加速度に基づいて付加体の質量が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、付加体の質量に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
付加体の質量が入力される質量入力部をさらに備え、車輪力補正部は、質量入力部により入力された付加体の質量に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
この場合、質量入力部により入力された付加体の質量に基づいて、車輪力の補正を容易に行うことができる。
付加体の状態は、横方向における乗員の姿勢を含み、車輪力補正部は、横方向における乗員の姿勢に基づいて鞍乗り型車両および付加体を含む全体の重心の位置を推定し、推定された重心の位置に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
横方向における乗員の姿勢によって鞍乗り型車両と付加物を含む全体の重心の位置は異なる。重心の位置が異なることにより、車輪力が異なる。そこで、横方向における乗員の姿勢に基づいて重心の位置が推定され、推定された重心の位置に基づいて車輪力が補正される。それにより、横方向における乗員の姿勢に応じた適正な車輪力が得られる。
鞍乗り型車両は、路面に関する路面情報を取得する路面情報取得部をさらに備え、車輪力補正部は、路面情報取得部により取得された路面情報に基づいて横方向における乗員の姿勢を推定し、推定された横方向における乗員の姿勢に基づいて算出される車輪力を補正してもよい。
路面の状態と横方向における乗員の姿勢との間には一定の相関がある。例えば、舗装されてない山岳地等の悪路上で本体部が旋回する場合には、横方向における乗員の傾きが小さくなりやすく、舗装された一般路またはレース用トラック上で本体部が転回する場合には、横方向における乗員の傾きが大きくなりやすい。そこで、路面情報取得部により取得された路面情報に基づいて、横方向における乗員の姿勢が推定される。それにより、構成を複雑化させることなく、横方向における乗員の姿勢に基づいた車輪力の補正を行うことができる。
車輪力補正部は、付加体の状態に基づいて、鞍乗り型車両および付加体を含む全体のバンク角、および鞍乗り型車両および付加体を含む全体における荷重移動量を推定し、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、算出される車輪力を補正してもよい。
この場合、推定されたバンク角および荷重移動量に基づいて、付加体の状態に応じた適正な車輪力が容易に得られる。
車輪力算出部は、路面に垂直な方向に働く垂直力および路面に平行な方向に働く水平力を車輪力として算出し、鞍乗り型車両は、補正された車輪力の垂直力に基づいて摩擦円を設定し、補正された車輪力の水平力が摩擦円により表される範囲を超えないように本体部の移動を制御する移動制御部をさらに備えてもよい。
この場合、付加体の状態に応じた適正な垂直力および水平力が得られる。また、補正された垂直力に基づいて摩擦円を適正に設定することができる。それにより、車輪のグリップが維持されるように本体部の移動を制御することができる。
第２の参考形態に係る車輪力取得装置は、少なくとも乗員を含む付加体を載せた状態で走行する鞍乗り型車両の車輪力を取得するための車輪力取得装置であって、鞍乗り型車両の車輪と路面との間に作用する車輪力を算出する車輪力算出部と、付加体の状態に基づいて、車輪力算出部により算出される車輪力を補正する車輪力補正部とを備えるものである。
この車輪力取得装置においては、車輪力算出部により鞍乗り型車両の車輪力が算出される。算出される車輪力は、少なくとも乗員を含む付加体の状態に基づいて車輪力補正部により補正される。これにより、付加体の状態に応じた適正な車輪力が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
本発明は、種々の鞍乗り型車両に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７６】
１  本体部
２  前輪
２ａ，３ａ  ブレーキ
５  エンジン
１１  本体フレーム
１２  フロントフォーク
１３  ハンドル
１４  燃料タンク
１５  シート
１６  スイングアーム
４４  ブレーキレバー
４６  表示部
５０  ＥＣＵ
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＯＭ
５３  ＲＡＭ
１００  自動二輪車
１００Ａ  移動体
２００  運転者
ＳＥ１ａ，ＳＥ１ｂ  車輪回転速度センサ
ＳＥ２  エンジン回転速度センサ
ＳＥ３  スロットル開度センサ
ＳＥ４，ＳＥ５  ストロークセンサ
ＳＥ６，ＳＥ７  ブレーキセンサ
ＳＥ８  加速度センサ
ＳＥ９  傾斜角センサ
【図１】
0005914448.tif 000003
【図２】
0005914448.tif 000004
【図３】
0005914448.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005914448.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005914448.tif 000015
【図１４】
0005914448.tif 000016
【図１５】
0005914448.tif 000017
【図１６】
0005914448.tif 000018
【図１７】
0005914448.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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