(57)【要約】【課題】転倒後車両が引き起こされたのを早期に検出してエンジンを再始動できるようにする。【解決手段】車体の左右方向に検出軸を合わせた加速度センサ１２をＥＣＵ７に内蔵して車体に装着する。加速度センサ１２の出力は重み付けされて平均化され、この平均値が転倒判断値を繰り返し超えたときに転倒判断部１７で転倒判断される。また、加速度センサ１２の出力が復帰判断値を下回ったと判断され、その判断が繰り返されたときに転倒からの復帰と判定される。転倒判断によりエンジンは停止され、復帰判断によりエンジンの始動が可能になる。特に、復帰判断が早期に行われるように、判断の基準値が設定される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の左右方向に検出軸を配置した加速度センサで転倒を検出する転倒検出手段と、前記転倒検出手段による転倒検出に応答してエンジンを停止させるエンジン停止手段とを有する自動二輪車のエンジン制御装置において、
前記転倒検出手段が、前記加速度センサの感知出力の平均値が転倒判断値を超えたと判断された回数が第１予定値になったときに転倒検出と判定するように構成されているとともに、
車体転倒の判定後、前記加速度センサの感知出力が復帰判断値を下回ったと判断された回数が前記第１予定値よりも少ない第２予定値になったときに前記エンジン停止手段によるエンジン停止動作を解除する復帰手段を備えていることを特徴とする自動二輪車のエンジン制御装置。
【請求項２】
前記復帰判断値が前記転倒判断値より小さい値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記平均値に対する前記加速度センサの感知出力の偏差に応じて、該感知出力が大きいほど小さい重み付けをして該感知出力を前記平均値に反映させる重み付け手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の自動二輪車のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車のエンジン制御装置に関し、特に、車両の転倒時にエンジンを停止させ、かつ、転倒からの復帰時のエンジンの再始動を速やかにすることができる自動二輪車のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加速度センサを転倒センサとして使用し、この転倒センサによって自動二輪車が転倒したことを検出して燃料噴射や点火を停止するように制御される自動二輪車が提案されている（特開２００２−７１７０３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記自動二輪車には、さらに改善すべき点がある。すなわち、転倒時に車体の損傷がない場合や、損傷の程度が軽微であってその後の走行に支障がない場合がある。このような場合には車体を起こして直ちにエンジンを再始動させたいという要望がある。例えば、レーサー仕様等の自動二輪車では、転倒からの復帰時にエンジンを短時間で再始動させてレースに復帰しないと大きい時間ロスを生じてレースで不利になる。しかし、従来の自動二輪車では、加速度センサの検出出力をフィルタリングしたりタイマ処理したりして誤検出を防いでいるので、転倒からの復帰判断についても自ずと時間がかかってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、上記要望に鑑み、車体が引き起こされたことを短時間で判断してエンジンを再始動することができる自動二輪車のエンジン制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車体の左右方向に検出軸を配置した加速度センサで転倒を検出する転倒検出手段と、前記転倒検出手段による転倒検出に応答してエンジンを停止させるエンジン停止手段とを有する自動二輪車のエンジン制御装置において、前記転倒検出手段が、前記加速度センサの感知出力の平均値が転倒判断値を超えたと判断された回数が第１予定値になったときに転倒検出と判定するように構成されているとともに、車体転倒の判定後、前記加速度センサの感知出力が復帰判断値を下回ったと判断された回数が前記第１予定値よりも少ない第２予定値になったときに前記エンジン停止手段によるエンジン停止動作を解除する復帰手段を備えている点に第１の特徴がある。
【０００６】
また、本発明は、前記復帰判断値が前記転倒判断値より小さい値に設定されている点に第２の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記平均値に対する前記加速度センサの感知出力の偏差に応じて、該感知出力が大きいほど小さい重み付けをして該感知出力を前記平均値に反映させる重み付け手段を備えている点に第３の特徴がある。
【０００８】
第１の特徴によれば、加速度センサの出力が平均化された上、転倒判断値が予定回数再現されるまで転倒と判定されないので、車体の振動成分や車体倒し込み走行時の加速度など、イレギュラーな加速度の影響を小さくして判定の確実性を増すことができる。一方、復帰の判断は平均値によらないし、復帰判断のための第２予定値は第１予定値よりも少ない回数に設定されているので、車体が引き起こされたことを早期に判断してエンジン始動操作を行うことができる。
【０００９】
また、第２の特徴によれば、転倒と判定された後に、車体が引き起こされたときの加速度センサの出力が、転倒状態の出力とは異なり、小さい値を示しているときに復帰判定がなされてエンジンの始動が可能になる。
【００１０】
また、第３の特徴によれば、加速度センサの出力の平均値より大きく外れた値には小さい重み付けがなされるので、第１の特徴と同様、イレギュラーな加速度の影響を小さくして判定の確実性を増すことができる。一方、復帰時には加速度センサの出力に重み付けをしないので、復帰の検出が早く、即座にエンジン始動操作を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は、本発明のエンジン制御装置を適用した自動二輪車の要部を示すブロック図である。同図において、エンジン１のシリンダ２には点火プラグ３が設けられ、吸気管４には燃料噴射弁５が設けられる。点火プラグ３はイグナイタ６を介してＥＣＵ７に接続される。燃料噴射弁５は、燃料ポンプ８やフィルタ９を介して燃料タンク１０に連結される。燃料噴射弁５や燃料ポンプ８もＥＣＵ７に電気的に接続される。ＥＣＵ７はマイクロコンピュータを含み、エンジンの回転状態を検出する図示しないセンサ（エンジン回転角センサ、スロットルセンサ、ＰＢセンサ等）の検出信号に基づいて決定される点火時期や燃料噴射時期等に従ってイグナイタ６で高圧を発生させたり、燃料噴射弁５を開閉制御したりする。ＥＣＵ７の制御電源や燃料ポンプ８、燃料噴射弁５等の電装部品の電源としてバッテリ１１が設けられる。
【００１２】
ＥＣＵ７には加速度センサ１２が搭載されていて、自動二輪車が転倒した時の加速度を感知して転倒信号を出力する。加速度センサ１２で自動二輪車の転倒が検出された場合に、ＥＣＵ７はエンジン１を停止させる。具体的には、イグナイタ６の付勢を停止したり、燃料噴射弁５の駆動を停止する。燃料噴射弁５の停止に合わせて、燃料ポンプ８を停止させるのが好ましい。
【００１３】
加速度センサ１２としては例えば静電容量式のものを使用できる。静電容量式の加速度センサ１２は、加速度の大きさに応じて加速度の方向に変位する検知マスを有する。この検知マスはコンデンサ電極を有しており、検知マスの変位量に応じた静電容量を感知できるように構成されている。したがって、検出された静電容量に応じて加速度を判定することができる。このような加速度センサは、例えば、５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍ程度の直方体で構成されたものが市販されている。
【００１４】
加速度センサ１２は基板に装着してＥＣＵ７の内部に他の電子部品とともに実装するのが望ましい。ＥＣＵ７内に実装することによりハーネス取り回しが容易であり、車両の転倒時も、加速度センサ１２はＥＣＵ７のケースで保護される。
【００１５】
図３は、加速度センサ１２の配置を示すＥＣＵの要部断面斜視図である。同図において、ＥＣＵ７のハードケース７ａ内には基板１３が配置され、基板１３には他の電子部品と共に静電容量型の加速度センサ１２が固着される。ケース７の側面には入出力コネクタ７ｂ，７ｃが設けられる。ＥＣＵ７は、加速度センサ１２の検出軸が車体の左右方向に向くように車体に装着される。このように検出軸が車体の左右方向に向くように配置することによって、加速度センサ１２は走行中の車体のピッチング動作（前後方向の揺れ）に対して鈍感になり、車体の左右方向の傾斜を正確に検出できる。
【００１６】
また、加速度センサ１２を、その検出軸を車体左右方向に向けることにより、バンク角の大きい旋回走行と転倒とを峻別することができる。理由は図５に関して後述する。
【００１７】
図４は、転倒センサとしての加速度センサを有する自動二輪車の側面図である。同図において、自動二輪車２５の車体フレーム２６は車体前部に設けられるヘッドパイプ２７と、ヘッドパイプ２７に前端が結合されて車体の左右に二股状に分岐して車体後方に延びるメインフレーム２８を備える。メインフレーム２８の後端には、後方斜め上方に延びるシートステー２９が結合されるとともに、この後端間は連結フレーム３０で結合される。
【００１８】
ヘッドパイプ２７にフロントフォーク３１が枢支される。フロントフォーク３１の上部にはステアリングハンドル３２が連結され、下部には前輪ＷＦが装着される。メインフレーム２８の後部には、後輪ＷＲを支持するリヤフォーク３３が支承される。後輪ＷＲとシートステー２９との間には一対のクッションユニット３４が設けられる。
【００１９】
メインフレーム２８および連結フレーム３０には、エンジン１の上方に位置するように燃料タンク１０が搭載され、シートステー２９上にはシート３５が取り付けられる。
【００２０】
エンジン１はメインフレーム２８および連結フレーム３０に支持され、エンジン１の出力はエンジン１に組み込まれる変速機およびチェーン伝動装置３６を介して後輪ＷＲに伝達される。エンジン１の前方にはラジエータ３７が配置される。エンジン１は複数の気筒を有することができ、各気筒には吸気口と排気口とが設けられる。
【００２１】
吸気口側にはスロットルボディー３８が設けられ、スロットルボディ３８の上方にはエアクリーナボックス３９が配置される。そして、エアクリーナボックス３９内に、前記ＥＣＵ７が配置される。ＥＣＵ７は前記入出力コネクタ７ｂ、７ｃを上に向け、上述のように検出軸が車体の左右に向くようにして設置される。
【００２２】
ＥＣＵ７やその内部の加速度センサ１２は、このようにＥＣＵ７自体を車両の中央部でエンジン１と燃料タンク１０とで囲繞されたスペースに配置することで、外力から一層確実に保護される。
【００２３】
図５は、自動二輪車を後方から見た図であり、図５（ａ）は車両が直立している状態、図５（ｂ）は大きいバンク角で旋回している状態、図５（ｃ）は転倒時の状態を示す図である。各状態において、車両に設けられた加速度センサ１２に働く加速度成分を説明する。
【００２４】
まず、直立時には、図５（ａ）のように、車体に対して下向きに重力の加速度Ｇがかかっているが、車体の水平方向の加速度（ｘ方向成分）は実質的にゼロである。つまり加速度センサ１２の出力はほぼゼロである。
【００２５】
次に旋回時には、水平方向に遠心力ＣＦが作用し、この遠心力ＣＦと重力加速度Ｇとの合力がタイヤの接地点方向にｚ方向成分として作用する。旋回時にはこの合力（ｚ方向成分）のｘ方向成分が加速度センサ１２で検出されるが、図５（ｂ）から理解できるようにその値つまりセンサ出力はわずかである。
【００２６】
これに対して、図５（ｃ）の転倒時には遠心力は生じないので、車体の傾きに応じた重力加速度Ｇの分力がｘ方向成分の加速度として加速度センサ１２で検出される。車体の傾きが大きくなるほど、ｘ方向成分は重力加速度Ｇに近づくので、車体が転倒している場合には重力加速度Ｇとほぼ同じ加速度がｘ方向成分として加速度センサ１２で検出される。
【００２７】
このように、旋回時と転倒時とでは車両の傾きが同じ程度でも、両ケースにおける加速度のｘ方向成分は大いに異なる。したがって、加速度センサ１２をその検出軸を水平にして設置すれば、加速度センサ１２の検出出力に基づいて旋回時の車体の傾きと転倒時の車体の傾きとを明瞭に区別することができる。
【００２８】
図６，図７は加速度センサの出力に基づく転倒判断のフローチャートである。図６のステップＳ１では、加速度センサ１１の出力を読み込んで検出値ＤＷＮとして記憶する。ステップＳ２では、現在状態を示すフラグ（転倒フラグ）が、転倒を示す値「＝１」か転倒していないことを示す値「＝０」かを判断する。最初は、転倒フラグが「０」にリセットされているので、否定と判断されてステップＳ３に進む。ステップＳ３では、最新のセンサ出力ＤＷＮと、検出開始から蓄積した加速度センサ出力の平均値（ＤＷＮａｖｅ）との差を値ΔＤＷＮとして記憶する。この差ΔＤＷＮによってその時点までのセンサ出力の平均値に対する最新に検出したセンサ出力の偏差を知ることができる。
【００２９】
ステップＳ４では、差ΔＤＷＮが設定差分値ΔＤＷＮａより小さいか否かを判断する。設定差分値ΔＤＷＮａとしては後述の設定差分値ΔＤＷＮｂより小さい値が設定される。すなわち、ステップＳ４では、加速度センサの出力の平均値からの偏差が予め設定されている小さい差分値以内の値であるか否かが判断される。
【００３０】
ステップＳ４が肯定ならばステップＳ５に進んで設定ウェイト値「Ａ」をウェイト値ＤＷＮＷＴとして記憶する。ウェイト値は平均値ΔＤＷＮａｖｅに対する重み付けのための値である。ノイズなどによる大きい検出値が読み込まれたときに、この異常値によって平均値が左右されるのを回避するために用いる。ここでは、重み付けを３段階にした。設定ウェイト値「Ａ」は最も大きい値「１．０」であり、他に、設定ウェイト値「Ｂ」は「０．５」、設定ウェイト値「Ｃ」は「０．２５」とする。
【００３１】
ステップＳ４が否定ならば、ステップＳ６に進んで、差ΔＤＷＮが大きい方の設定差分値ＤＷＮｂより小さいか否かを判断する。この判断が肯定、つまり偏差の程度が中位と判断されれば、ステップＳ７に進んで設定ウェイト値「Ｂ」をウェイト値ＤＷＮＷＴとして記憶する。ステップＳ６が否定、つまり偏差の程度が大きいと判断されれば、ステップＳ８に進んで設定ウェイト値「Ｃ」をウェイト値ＤＷＮＷＴとして記憶する。
【００３２】
ステップＳ９では、重み付けをしたｘ成分の平均値が次の式１を使用して算出される。
【００３３】
ＤＷＮａｖｅ＝（ＤＷＮａｖｅ＋ＤＷＮ×ＤＷＮＷＴ）／（１＋ＤＷＮＷＴ）…式１。
【００３４】
ステップＳ１０では、直立時のセンサ出力ＤＷＮφと平均値ＤＷＮａｖｅとの差が予定の転倒判断値より大きいか否かが判断される。この判断が肯定ならば、ステップＳ１１に進み、転倒カウンタをインクリメントする。ステップＳ１２では、転倒カウンタが設定カウンタ値「Ｃ１」を超えたか否かが判断される。設定カウンタ値「Ｃ１」としては４〜５を設定するのがよい。ステップＳ１２が肯定ならば、ステップＳ１３で、転倒フラグに「１」をセットして転倒状態であることを記憶する。ステップＳ１４では、復帰カウンタを「０」にリセットする。ステップＳ１５では、エンジン１を停止する。具体的にはイグナイタ６に対する給電を禁止する。さらに、燃料噴射弁５の駆動を停止する。燃料噴射弁５の停止に合わせて、燃料ポンプ８を停止させるのが好ましい。
【００３５】
ステップＳ１０が否定ならば、ステップＳ１６で転倒カウンタを「０」にし、ステップＳ１７で転倒フラグを「０」にする。
【００３６】
転倒と判断されて転倒フラグに「１」がセットされたならば、ステップＳ２は肯定となりステップＳ１８（図７）に進む。ステップＳ１８では、直立時のセンサ出力ＤＷＮφとセンサ出力値ＤＷＮとの差が復帰判断値より小さいか否かが判断される。すなわち、車体が起こされたか否かが判断される。この復帰判断値は前記転倒判断値より小さい値を設定する。復帰判断を早期にできるようにするためである。
【００３７】
ステップＳ１８が肯定ならば、ステップＳ１９に進んで復帰カウンタをインクリメントする。ステップＳ２０では、復帰カウンタが設定カウンタ値「Ｃ２」を超えたか否かが判断される。設定カウンタ値「Ｃ２」としては転倒判断用の設定カウンタ値Ｃ１より少ない値を設定するのがよい。ステップＳ２０が肯定ならば、ステップＳ２１で、転倒フラグに「０」をセットして正常な状態に復帰したことを記憶する。ステップＳ２２では、転倒カウンタを「０」にリセットする。
【００３８】
ステップＳ２３では、エンジン停止を解除する。具体的にはイグナイタ６に対する給電が可能な状態に復帰させる。さらに、燃料噴射弁５の駆動も可能にする。燃料ポンプ８を停止させてあれば、それを始動させる。
【００３９】
ステップＳ１８が否定のときは、ステップＳ２４に進んで復帰カウンタを「０」にリセットする。ステップＳ２５では、転倒フラグに転倒を示す「１」をセットする。
【００４０】
図１は、上記動作を行うエンジン制御装置の要部機能を示すブロック図である。平均値算出部１４は加速度センサ１２の出力（センサ出力）の平均値を算出する。差分算出部１５は最新のセンサ出力が平均値からどの程度偏倚しているか、つまり差分値を算出する。重み付け部１６は差分値に対して重み付けをする。重み付けの値は差分値が大きいほど小さく、差分値が小さいほど大きく設定される。平均値算出部１４で平均されるセンサ出力は、この重み付けの結果を反映しているので、算出された平均値に対する異常値の影響が低減される。
【００４１】
転倒判断部１７は、センサ出力の平均値が転倒判断値を超えているかどうかにより転倒判断をする。転倒と判断された回数は転倒カウンタ１８で計数され、転倒カウンタ１８が予定値に達したならば、最終的に転倒の判断を確定してエンジン停止部１９にエンジン停止指令を出力する。エンジン停止指令に応答して転倒フラグ２０がセットされる。
【００４２】
復帰判断部２１は転倒フラグ２０を監視し、転倒フラグ２０がセットされた後は、復帰判断部２２を起動する。復帰判断部２２はセンサ出力が復帰判断値以下になれば、転倒状態が解除されたと判断する。転倒状態解除の判断回数が復帰カウンタ２３で計数され、復帰カウンタ２３の値が予定値に達したならば、最終的に車両の直立判断を確定し、エンジン停止部１９にエンジン停止解除指令を出力する。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１〜請求項３の発明によれば、車体の転倒を加速度センサの出力により判定してエンジンを停止させることができ、また、車体が引き起こされたことを加速度センサの出力により判断して即座にエンジン始動が可能になる。
【００４４】
特に、加速度センサの検出値が平均化される上に、転倒判断値が繰り返し検出されたときに転倒と判断されるので、イレギュラーな加速度センサの出力に影響を受けず、確実に転倒判定を行うことができる。一方、転倒からの復帰は、加速度センサの出力の平均値によらず、復帰判断値が検出されると直ちに復帰判断してエンジンの始動を可能にすることができる。
【００４５】
請求項２の発明によれば、復帰判断値が転倒判断値より小さい値に設定されているので、転倒からの復帰判断が早期に行われる。
【００４６】
請求項３の発明によれば、加速度センサの出力平均値から大きく外れる検出値には小さい重み付けがなされ、出力平均値からの偏差が小さい検出値には大きい重み付けがなされるので、加速度平均値がイレギュラー信号の影響を受けにくくなり、正確に転倒判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２】本発明のエンジン制御装置を適用した自動二輪車の要部を示すブロック図である。
【図３】加速度センサを内蔵したＥＣＵの要部断面斜視図である。
【図４】自動二輪車の側面図である。
【図５】車体に作用する力の分解図である。
【図６】転倒検出処理のフローチャート（その１）である。
【図７】転倒検出処理のフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
１…エンジン、　３…点火プラグ、　５…燃料噴射弁、　６…イグナイタ、　７…ＥＣＵ、　８…燃料ポンプ、　１０…燃料タンク、　１１…バッテリ、　１２…加速度センサ、　１３…基板、　１４…平均値算出部、　１６…重み付け部、１７…転倒判断部、　１８…転倒カウンタ、　１９…エンジン停止部
【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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【図７】
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