(57)【要約】  二輪車のリーン角を決定する方法において、少なくとも１つの車輪で軸重を検出し、軸重の関数としてリーン角を計算する。
2018507136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車（１）のリーン角（φ）を決定する方法において、
少なくとも１つの車輪で軸重を検出し、軸重の関数としてリーン角（φ）を計算する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
少なくとも前輪（４）で軸重を検出し、該軸重に基づいて前記リーン角（φ）を計算する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記前輪（４）及び後輪で軸重を検出する方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
車輪（４）の左側及び右側で軸重を検出する方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重及び／又はリーン角の関数として、前記二輪車（１）の前輪ブレーキ及び／又は後輪ブレーキのブレーキ圧を調節する方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重の関数として、前輪（４）又は後輪のタイヤ圧力を決定する方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重に応じて、前記二輪車（１）の直進走行時にタイヤ圧力チェックを行う方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重に応じて、始動時又は停止時に始動トルク又はブレーキトルクを調節する方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重に応じて、車両事故発生時に前記二輪車（１）の車両事故システムを調節する方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重の関数として傾斜角（α）を決定し、該傾斜角（α）と、タイヤ幅に依存した補正角（γ）とを加算することによりリーン角（φ）を求める方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法を実施するための調整器又は制御器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の調整器又は制御器を備える二輪車において、
少なくとも１つの車輪における軸重を検出するためのセンサ装置を備える二輪車。
【請求項１３】
請求項１２に記載の二輪車において、
少なくとも１つの車軸のセンサ装置が、車輪の左側及び右側に２つのセンサを含む二輪車。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の二輪車において、
前記センサ装置が、車軸と、車輪を収容するサスペンションフォーク（８）との間に少なくとも１つのセンサを含む二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車のリーン角を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車がカーブ走行時に前輪で制動された場合には、自動二輪車の操舵軸線を中心として自動二輪車を直立させる操舵トルクが生じ、これにより、自動二輪車はより大きいカーブ半径を強いられる。操舵外乱トルクは、自動二輪車の傾斜状態、タイヤ外周の側方へのタイヤ接地点の移動、及びタイヤ接地点に作用する制動力によって生じる。傾斜状態が大きくなるにつれて、摂動力レバーアーム、ひいては自動二輪車を直立させるトルクが大きくなる。
【０００３】
ブレーキプロセスにおける走行安定性を高めるために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１１０７６６４０号明細書により、ドライバによって要求されたホイールブレーキトルクをカーブ走行時に自動的に前輪及び後輪に分配することが知られている。これにより、総ブレーキトルクが変化していない場合に、反対方向に向けられた操舵外乱トルクを前輪及び後輪で生成することができ、これらの外乱トルクは少なくとも部分的に補償される。しかしながら、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１１０７６６４０号では、自動二輪車のリーン角センサによって測定されるリーン角を検出することが前提である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１１０７６６４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、二輪車におけるリーン角を簡単な手段により高い精度で決定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴により解決される。従属請求項は、適切な実施形態を記載している。
【０００７】
本発明による方法は、二輪車、特にエンジンを備える二輪車、例えば自動二輪車やスクータなどにおいて、又は電動駆動装置付き又は電動駆動装置なしの自転車においても用いることができ、特に二輪車のカーブ走行時にリーン角を決定するために用いることができる。検出されたリーン角に基づいて、直接又は間接的に走行安定性の改善をもたらす異なる関数又は機能を車両内で、好ましくは自動的に実行することができる。したがって、例えば、リーン角の関数として二輪車の前輪ブレーキ及び／又は後輪ブレーキでブレーキ圧を自動的に調節し、二輪車の操舵外乱トルクを低減するか、又は操舵外乱トルクの作用を最小限にすることが可能である。
【０００８】
本発明による方法では、リーン角が二輪車の少なくとも１つの車輪における軸重の関数として計算される。まず、第１ステップで少なくとも１つの車輪における軸重が検出され、次いで第２ステップで軸重の関数としてリーン角が計算される。軸重は、特にセンサによって、例えば車輪を収容するフォークと車輪の車軸との間に配置されたセンサによって、簡単かつ正確に検出することができる。軸重は、遠心力及び重力の結果として車輪平面において作用する力であり、重力ベクトルに対して平行に向けられた縦軸に対してリーン角だけ傾斜している。軸重は、好ましくは直接にセンサによって検出されるが、必要に応じて、センサによって決定される二輪車の他の状態変数から軸重を間接的に決定することも考慮される。軸重情報によって、さらに直接又は間接的に走行安定性の改善をもたらす様々な関数又は機能を、車両で、好ましくは自動的に実行することもできる。
【０００９】
リーン角を検出する場合には、必要に応じて傾斜角及び補正角を考慮することができ、これらが加算されてリーン角となる。傾斜角は、軸重により決定され、補正角はタイヤ幅に依存する。なぜなら、カーブ走行時のタイヤ接地点はタイヤ中央部ではなく、タイヤ側部に位置するからである。傾斜角は直接に軸重に依存し、さらに最新の二輪車速度及びカーブ半径にも依存しており、二輪車速度は、好ましくはホイール回転数センサにより決定され、カーブ半径は、例えば最新の操舵角に依存して推定により決定される。
【００１０】
軸重は２輪車の少なくとも１つの車輪で検出され、軸重に基づいてリーン角が計算される。好ましい実施形態では、軸重は少なくとも前輪で検出されるが、基本的には、リーン角を計算するために後輪のみにおいて軸重を検出することも考慮される。しかしながら、好ましい実施形態によれば、軸重は前輪及び後輪で検出され、リーン角を計算する場合に考慮される。
【００１１】
軸重はカーブ走行時には高くなるので、軸重を計算することによりカーブ走行を直線走行から識別することができる。リーン角を車両ユニット、特にブレーキシステムで使用し、例えば、ブレーキ調整の枠内で前輪及び／又は後輪におけるブレーキ圧を調節し、走行安定性を高めることができる。ブレーキ調整システムとしては、特にアンチロック・ブレーキ・システムＡＢＳが考えられる。
【００１２】
軸重から求められるリーン角は独立した推定値であり、必要に応じて、他の推定値又は計算値のための補正値又は妥当性確認のための値として使用することもできる。
【００１３】
一般に、リーン角の検出時に、前輪及び後輪の横滑りを早期に検出することができ、それぞれの事故を防止する、あるいは事故結果を軽減する措置を開始することができる。既に述べたようにブレーキシステムに影響を及ぼすことの他に、例えば、エンジンに影響を及ぼすことによりトラクションコントロールを行うこともできる。車輪の横滑りにより起こりそうな事故を検出し、例えば自動的に緊急通話を開始するか、又は例えば他の道路利用者に知らせるか、もしくは警告することが可能である。
【００１４】
軸重を検出することにより、特にブレーキ調整及び／又はトラクションコントロールに関して、荷重に応じた調整方式を実行することができる。したがって、例えば、総重量、及び場合によっては自動二輪車における重量分配に応じて、同乗者を伴う走行及び同乗者なしの走行時に調整方式を適合させ、実行することが可能となる。
【００１５】
軸重を検出することにより、自動二輪車の許容される総重量を超過した可能性を検出することもでき、この可能性を警告によって示すことができる。別の適切な構成によれば、許容される総重量を超過した場合には、自動二輪車の発進を阻止することができる（インターロック機能）。
【００１６】
さらに、特に二輪車の始動時及び／又は停止時の動的な軸重を静的軸重から区別し、始動時又は制動時に始動補助又は制動補助のために考慮することが可能である。
【００１７】
衝突時にも軸重の検出値を使用することができる。衝突時における軸重の突然の変化に基づき、必要に応じて受動的な安全システムをトリガすることもできる。さらに、必要に応じて、それぞれ異なる出力信号をもたらす様々な衝突の種類を区別することもできる。
【００１８】
さらに、必要に応じて、前輪及び／又は後輪におけるタイヤ圧力を検出する場合に軸重を考慮することができる。このようにして、タイヤ圧力チェックを実現することができる。この場合、特に動的な軸重を、好ましくは直進走行時に考慮することができ、二輪車及び車輪の慣性に基づいて、それぞれ異なるタイヤ圧力は異なる動的な軸重特性を有する。
【００１９】
別の適切な実施形態によれば、軸重は車輪の左側及び右側で決定することができる。車輪を保持及びガイドするサスペンションフォークは、左側及び右側のフォーク領域に、軸重を検出するためのそれぞれ１つのセンサを備える。このセンサは、特に車輪の車軸と、左側又は右側のサスペンションフォークとの間に位置する。しかしながら、一方の車輪側部に１つのみのセンサを備える構成も考慮される。
【００２０】
軸重の関数としてリーン角を検出する方法ステップは、二輪車の調整器又は制御器で実施される。二輪車には、軸重を検出することができるセンサ装置が設けられている。さらにセンサ装置は、他のセンサ、特にホイール回転数センサ、操舵角センサ、ヨーレートセンサを含んでいてもよいし、必要に応じて縦方向、横方向及び／又は垂直方向の動力を検出するための種々の加速度センサを含んでいてもよい。
【００２１】
他の利点及び適切な構成が、他の請求項、図面に基づいた詳細な説明、及び図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】カーブ通過時の傾斜位置の自動二輪車を示す図である。
【図２】カーブで傾斜位置にあり、同時にブレーキ力が作用している前輪における力及びトルクを示す図である。
【図３】力センサが組み込まれたボルトによってサスペンションフォークに取り付けられた前輪を示す図である。
【図４】力センサが組み込まれたボルトを示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、カーブ走行時の自動二輪車１を示す。この自動二輪車１は傾斜位置にあり、傾斜角αは、車両中央平面２と垂線３との間の角度位置を示す。自動二輪車１の直立位置では、車両中央平面２は垂線３に位置する。
【００２４】
図２は、傾斜位置における前輪４の詳細図を示す。傾斜位置に基づいて、車道７におけるタイヤ４のタイヤ接地点６は、操舵軸線５が延在するタイヤ中央からタイヤ側部へ移動する。タイヤ接地点６はタイヤ中央に対して間隔ａを有し、この間隔ａは摂動力レバーアームを形成している。前輪４が制動された場合、タイヤ接地点６では、摂動力レバーアームａと共に、縦軸線又は操舵軸線の操舵外乱トルクＭｚをもたらすブレーキ力Ｆｂｒが作用し、操舵外乱トルクＭｚは、自動二輪車を直立させようとする。
【００２５】
リーン角φは、自動二輪車の１つ以上のユニット又は車両システム、特にブレーキシステムにおいて使用できる走行動特性に関連した走行状態変数であり、ブレーキ圧を自動的に調節し、これにより走行安定性を高める。リーン角φは、
φ＝α＋γ
にしたがって、車両中央平面２と垂線３との間の角度位置を示す傾斜角αと、タイヤ接地点６が車両中央平面２からカーブ内側へ側方に変位することによって生じる補正角γとの合計として求められる。傾斜角αは、
【数１】
2018507136.tif 000003
にしたがって、ドライバ、場合によっては同乗者を含む自動二輪車の総質量ｍ、カーブ半径ｒ、自動二輪車速度ｖ、重力加速度ｇ、及び軸重ＦＲに依存して求めることができる。
【００２６】
傾斜角αのための計算規則は、必要に応じて調整器又は制御器で、べき級数展開として表すことができる。
【００２７】
カーブ半径ｒは、例えば操舵角から近似値として決定することができる。付加的又は代替的に、カーブ半径ｒを検出するために地図又はナビゲーションに基づいた情報を使用することも可能である。
【００２８】
軸重ＦＲは、センサによって決定することができる。図４に関連して図３に示すように、前輪４の車軸は、軸ボルト９を介して自動二輪車の前輪のサスペンションフォーク８に結合されており、軸ボルト９（ｉボルト）は、車両中央平面２で作用する軸重ＦＲを測定するために適した力センサを含む。好ましくは、左側及び右側のサスペンションフォーク領域には、力センサが組み込まれたそれぞれ１つの適切な軸ボルト９が設けられており、これによりサスペンションフォーク８の両側で軸重を測定することができる。さらに、後輪にも、後輪、特に左側及び右側の後輪領域における軸重を検出するために適したセンサ装置を設けることが適切な場合もある。
【図１】
2018507136.tif 000004
【図２】
2018507136.tif 000005
【図３】
2018507136.tif 000006
【図４】
2018507136.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月20日(2017.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車（１）のリーン角（φ）を決定する方法において、
少なくとも１つの車輪で軸重を検出し、軸重の関数としてリーン角（φ）を計算する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
少なくとも前輪（４）で軸重を検出し、該軸重に基づいて前記リーン角（φ）を計算する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記前輪（４）及び後輪で軸重を検出する方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
車輪（４）の左側及び右側で軸重を検出する方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重及び／又はリーン角の関数として、前記二輪車（１）の前輪ブレーキ及び／又は後輪ブレーキのブレーキ圧を調節する方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重の関数として、前輪（４）又は後輪のタイヤ圧力を決定する方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重に応じて、前記二輪車（１）の直進走行時にタイヤ圧力チェックを行う方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重に応じて、始動時又は停止時に始動トルク又はブレーキトルクを調節する方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重に応じて、車両事故発生時に前記二輪車（１）の車両事故システムを調節する方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法において、
軸重の関数として傾斜角（α）を決定し、該傾斜角（α）と、タイヤ幅に依存した補正角（γ）とを加算することによりリーン角（φ）を求める方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法を実施するための調整器又は制御器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の調整器又は制御器を備える二輪車において、
少なくとも１つの車輪における軸重を検出するためのセンサ装置を備える二輪車。
【請求項１３】
請求項１２に記載の二輪車において、
少なくとも１つの車軸のセンサ装置が、車輪の左側及び右側の２つのセンサを含む二輪車。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の二輪車において、
前記センサ装置が、車軸と、車輪を収容するサスペンションフォーク（８）との間に少なくとも１つのセンサを含む二輪車。
【国際調査報告】
2018507136.tif 000008
2018507136.tif 000009
2018507136.tif 000010
2018507136.tif 000011