(57)【要約】【課題】良好な操舵特性が得られる操舵補助装置を提供する。【解決手段】操舵補助装置は、バーハンドル８の回転を車輪に伝達する操舵系２９の回転をアシストする。操舵補助装置は、操舵系２９の回転をアシストする補助力を出力するモータ７０を備える。モータ７０によるアシストは、バーハンドル８の操舵トルクと同じ方向の回転力を操舵系２９に付与するプラス方向アシスト、及び、操舵トルクと反対方向の回転力を操舵系２９に付与するマイナス方向アシストを含む範囲で制御される。操舵トルクが第１閾値以上のときにバーハンドル８の舵角速度が上がるとアシストの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じる。【選択図】図８
2017206168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型車両のバーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系の回転をアシストする操舵補助装置であって、
前記操舵系の回転をアシストする補助力を出力するモータを備え、
前記モータによる前記アシストは、前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向の回転力を前記操舵系に付与するプラス方向アシスト、及び、前記操舵トルクと反対方向の回転力を前記操舵系に付与するマイナス方向アシストを含む範囲で制御され、
前記操舵トルクが第１閾値より大きいときに前記バーハンドルの舵角速度が上昇すると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、操舵補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵補助装置であって、
前記バーハンドルの操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記バーハンドルの舵角速度を検出する舵角検出部と、
前記トルク検出部で検出された操舵トルクと前記舵角検出部で検出された舵角速度に基づいて、前記モータの出力を制御するアシスト制御部とを備える、操舵補助装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の操舵補助装置であって、
前記第１閾値は、前記鞍乗型車両が停止している状態でバーハンドルの操作により舵角を変化させるのに必要な操舵トルクである、操舵補助装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵補助装置であって、
前記操舵トルクが前記第１閾値より大きく、かつ第２閾値より小さいときに前記バーハンドルの舵角速度が上昇すると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、操舵補助装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の操舵補助装置であって、
前記操舵トルクが前記第１閾値より大きいときに前記バーハンドルの舵角速度が第３閾値を越えると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、操舵補助装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の操舵補助装置を備える、鞍乗型車両。
【請求項７】
バーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系の回転をアシストする操舵補助方法であって、
モータによって前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向の回転力を前記伝達部材に付与するプラス方向アシストをする工程と、
前記モータによって前記操舵トルクと反対方向の回転力を前記操舵系に付与するマイナス方向アシストをする工程を有し、
前記操舵トルクが第１閾値より大きいときに前記バーハンドルの舵角速度が上昇すると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる、操舵補助方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーハンドルを有する鞍乗型車両において、操舵を補助する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵アシスト装置を備える自動二輪車が提案されている。例えば、下記特許第５４０５９６９号公報（特許文献１）には、自動二輪車の操舵装置において、モータによる補助操舵力を与えるパワーアシスト手段を設けることが記載されている。このモータは、車速、ハンドルに入力される入力トルク、及び車体のロール方向の角速度によって制御される。また、この操舵装置は、ハンドルの回転角度と前輪の操舵角度との比率である操舵比を任意に変更する操舵比可変手段を備える。この構成により、低速から高速までの全速度域において最適な操舵比を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４０５９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構成においては、補助操舵力を与えるモータの制御に加えて、操舵比を変更するモータの制御が必要になる。そのため、制御が複雑になる。
【０００５】
そこで、本願は、従来とは異なる方法で、良好な操舵特性が得られる操舵補助装置、鞍乗型車両、及び操舵補助方法を開示する。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
発明者らは、鞍乗型車両において、良好な操舵特性が得られる操舵補助装置について検討した。まず、ライダーの操舵と車両の挙動を注意深く観察し、鞍乗型車両に求められる操舵特性について調べた。その結果、鞍乗型車両のバーハンドルは、回転範囲が狭いため、操舵特性として高い応答性が要求されることがわかった。すなわち、ライダーのバーハンドルに対する小さな操作入力を操舵輪へ正確かつ迅速に伝達することが求められる。
【０００７】
これに対して、バーハンドルへ入力された力をそのまま伝達しない方がよい場合もあることもわかった。鞍乗型車両では、ライダーがバーハンドルを持つことで姿勢を維持しているため、ライダーの姿勢がバーハンドルに影響を与える。例えば、ライダーが、若干バランスを崩した場合に、バーハンドルを切りすぎてしまう等、意図しない操作をバーハンドルに入力してしまう可能性もある。また、路面からバーハンドルに伝えられる力（例えば、キックバック）によってバーハンドルが振れる場合もある。このような、ライダーの意図しない操作入力や外乱による入力によるバーハンドルの回転はなるべく抑えられることが好ましい。
【０００８】
かくして発明者らは、外乱やライダーの意図しない操作によってバーハンドルから車輪へ伝達される回転のトルクは減らし、ライダーが意図する微妙な操作による回転のトルクは増やすような操舵特性が求められることを見出した。そのような操舵特性を得るため、発明者らは、車両及びライダーの状態に応じた操舵アシストについて検討した。
【０００９】
発明者らは、検討の結果、モータを用いた電動アシストにおいて、モータを制御して、操舵トルクと同じ方向すなわちプラス方向と、操舵トルクとは反対の方向すなわちマイナス方向を含む広いレンジの回転アシスト力を生成する構成に想到した。この構成では、モータを用いるため、プラス方向のアシストとマイナス方向のアシストの切り替えがスムーズにできる。これにより、アシスト態様の幅が広がり、車両及びライダーの様々な状態に対応したアシストが可能になる。
【００１０】
発明者らは、さらに、車両及びライダーの状態に応じた適切なアシストを実現するためのモータ制御について鋭意検討した。すなわち、ライダーの意図するバーハンドルの操作に対してはプラス方向のアシスト、ライダーの意図しないバーハンドル操作や外乱によるバーハンドルへの入力に対しては、マイナス方向のアシストをするために、どのようなタイミングで、何に基づいて、モータを制御すればよいかについて検討した。
【００１１】
試行錯誤の結果、発明者らは、操舵トルクと舵角速度に応じてモータの出力トルクを決定することで、車両の状態に応じた適切な操舵特性が得られることを見出した。具体的には、操舵トルクが所定の値以上のときに舵角速度を上げるとアシストがプラスからマイナスへ転じるようにすることで、ライダーのバーハンドル操作をアシストしながらも、意図しない急ハンドルを抑えることができることを見出した。この知見に基づいて、発明者らは、下記実施形態に想到した。
【００１２】
本発明の実施形態における操舵補助装置は、鞍乗型車両のバーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系の回転をアシストする。操舵補助装置は、操舵系の回転をアシストする補助力を出力するモータを備える。前記モータによる前記アシストは、前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向の回転力を前記操舵系に付与するプラス方向アシスト、及び、前記操舵トルクと反対方向の回転力を前記操舵系に付与するマイナス方向アシストを含む範囲で制御される。前記操舵トルクが第１閾値より大きいときに前記バーハンドルの舵角速度が上昇すると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる（第１の構成）。
【００１３】
上記第１の構成において、モータは、操舵トルクと同じ方向のプラス方向及び操舵トルクと反対方向のマイナス方向の双方に渡る範囲のアシスト力を出力するよう制御される。また、モータを用いることで、プラス方向の補助とマイナス方向の補助の切り替わりがスムーズになる。そのため、プラス方向とマイナス方向の両方を含む広いレンジで切れ目なくスムーズに操舵系の回転をアシストすることができる。これにより、車両及びライダーの状態に応じた適切なアシストが可能になる。この構成において、操舵トルクが第１閾値より大きいときにバーハンドルの舵角速度が上昇するとアシストの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じるようアシストすることで、ライダーのバーハンドル操作をアシストしながらも、ライダーの意図しない急ハンドルを抑えることができる。その結果、車両及びライダーの状態に応じた適切な操舵特性が得られる。すなわち、良好な操舵特性が得られる。
【００１４】
上記第１の構成において、前記操舵補助装置は、前記バーハンドルの操舵トルクを検出するトルク検出部と、前記バーハンドルの舵角速度を検出する舵角検出部と、前記トルク検出部で検出された操舵トルクと前記舵角検出部で検出された舵角速度に基づいて、前記モータの出力を制御するアシスト制御部とを備える（第２の構成）。
【００１５】
上記第２の構成により、操舵トルクと舵角速度に基づいてモータの出力を決定することができる。これにより、車両及びライダーの状態に応じた適切な操舵特性が得られる。第２の構成において、アシスト制御部は、操舵トルクが第１閾値より大きいときにバーハンドルの舵角速度が上がるとアシストの方向をプラス方向からマイナス方向へ転じることができる。
【００１６】
上記第１又は第２の構成において、前記第１閾値は、前記鞍乗型車両が停止している状態でバーハンドルの操作により舵角を変化させるのに必要な操舵トルクとすることができる（第３の構成）。これにより、鞍乗型車両停車時の操舵に必要なトルク（すなわち、据切時の操舵トルク）以上の操舵力が入力されている場合に、舵角速度が上昇するとアシストがプラス方向からマイナス方向に転じるよう制御される。そのため、適切な操舵トルクの範囲で、舵角速度上昇に伴うアシスト方向転換がなされる。その結果、より良好な操舵特性が得られる。
【００１７】
上記第１〜第３のいずれかの構成において、前記操舵トルクが前記第１閾値より大きくかつ第２閾値より小さいときに前記バーハンドルの舵角速度が上昇すると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる態様であってもよい（第４の構成）。このように、操舵トルクに上限を設定することで、適切な操舵トルクの範囲で、舵角速度上昇に伴うアシスト方向転換がなされる。その結果、より良好な操舵特性が得られる。
【００１８】
上記第１〜第４のいずれかの構成において、前記操舵トルクが前記第１閾値より大きいとき前記バーハンドルの舵角速度が第３閾値を越えると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる態様とすることができる。このように、アシスト方向を転換するための条件として、舵角速度の閾値を設定することで、適切なときにアシスト方向を転換することができる。そのため、より良好な操舵特性が得られる。
【００１９】
上記第１〜第５のいずれかの構成の操舵補助装置を備える鞍乗型車両も、本発明の実施形態に含まれる。
【００２０】
本発明の実施形態における操舵補助方法は、バーハンドルの回転を車輪に伝達する操舵系の回転をアシストする操舵補助方法である。前記操舵補助方法は、モータによって前記バーハンドルの操舵トルクと同じ方向の回転力を前記操舵系に付与するプラス方向アシストをする工程と、前記モータによって前記操舵トルクと反対方向の回転力を前記操舵系に付与するマイナス方向アシストをする工程を有する。前記操舵補助方法では、前記操舵トルクが第１閾値より大きいときに前記バーハンドルの舵角速度が上昇すると前記アシストの方向が前記プラス方向から前記マイナス方向へ転じる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】図１に示した車両の一部を示す正面図である。
【図３】トップブリッジの上面図である。
【図４】図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図５】ハンドルホルダのロア部材を示す図である。
【図６】図４の拡大図である。
【図７】操舵補助装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図８】操舵補助装置を含む自動二輪車の機能ブロック図である。
【図９】アシスト制御におけるアシスト方向と、舵角速度及び操舵トルクとの関係の一例を示すグラフである。
【図１０】アシスト制御部の処理の流れの一例を示す図である。
【図１１】操舵トルクとアシスト指令値の対応関係の一例を示すグラフである。
【図１２】舵角速度と粘性補償指令値の対応関係の一例を示すグラフである。
【図１３】出力指令値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
図面において、矢印Ｆは、車両の前方向を示している。矢印Ｂは、車両の後方向を示している。矢印Ｕは、車両の上方向を示している。矢印Ｄは、車両の下方向を示している。矢印Ｒは、車両の右方向を示している。矢印Ｌは、車両の左方向を示している。直立し無転舵状態の車両の上下方向は、鉛直方向と一致する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車１の側面図である。図１に示すように、自動二輪車１は、バーハンドル８と、車体フレーム２と、車体フレーム２に懸架されるエンジン３と、車体フレーム２の前部に取り付けられる前輪４と、車体フレーム２の後部に取り付けられる後輪５とを備えている。エンジン３により後輪５が駆動される。バーハンドル８は、車体フレーム２に対して回転可能に取り付けられる。バーハンドル８の回転は、操舵輪である前輪４へ伝達される。ライダーはバーハンドル８を操作することで、自動二輪車１を操舵する。自動二輪車１は、車体フレーム２を車両の左右方向に傾けて旋回可能な車両である。バーハンドル８の可動範囲は、１８０度（二分の一回転）以下である。この可動範囲は、バーハンドル８を左に最大限操作したときの舵角と、右に最大限操作したときの舵角との差（lock to lock）とする。
【００２５】
自動二輪車１では、車体フレーム２の前部にヘッドパイプ１０が一体的に形成される。ヘッドパイプ１０にはステアリングシャフト９が貫通している。ステアリングシャフト９は、車体フレーム２の一部であるヘッドパイプ１０に回転可能に支持される。ステアリングシャフト９の上部にトップブリッジ５０が接続される。ステアリングシャフト９の下部にボトムブリッジ１４が接続される。トップブリッジ５０及びボトムブリッジ１４は、ステアリングシャフト９に固定され、ステアリングシャフト９とともに回転する。
【００２６】
トップブリッジ５０には、伝達部材２０が接続される。伝達部材２０に、バーハンドル８が接続される。すなわち、バーハンドル８とステアリングシャフト９は、伝達部材２０を介して接続される。ステアリングシャフト９は、バーハンドル８の回転に応じて回転する。
【００２７】
ステアリングシャフト９の左右には、それぞれ左緩衝器６及び右緩衝器７が配置される。左緩衝器６及び右緩衝器７は、トップブリッジ５０及びボトムブリッジ１４に固定される。左緩衝器６及び右緩衝器７は、下端部で、前輪４を回転自在に支持する。左緩衝器６及び右緩衝器７は、フロントフォークを形成する。左緩衝器６および右緩衝器７は、前輪４を車体フレーム２に対して上下方向に変位可能に支持する。
【００２８】
図１に示す自動二輪車１において、伝達部材２０、トップブリッジ５０、ボトムブリッジ１４、左緩衝器６、右緩衝器７、及びステアリングシャフト９は、バーハンドル８の回転を前輪４に伝達する操舵系２９（操舵力伝達機構）の一例である。操舵系２９は、バーハンドル８と車輪の間に設けられ、バーハンドル８の回転に応じて回転することで、車輪にバーハンドル８の回転を伝達する。操舵系２９は、車体フレーム２（図１の例では、ヘッドパイプ１０）に対して回転可能に支持される。
【００２９】
自動二輪車１は、バーハンドル８による操舵をアシストする操舵補助装置を備える。自動二輪車１には、操舵補助装置の一部として、操舵系２９の回転をアシストする補助力を出力するモータ７０が設けられる。モータ７０の回転は、減速機８０を介してステアリングシャフト９に伝達される。モータ７０は、取付部８５ａによって、ヘッドパイプ１０に取り付けられる。操舵補助装置の詳細については、後述する。
【００３０】
図２は、図１に示した自動二輪車１の一部の正面図である。図２に示すように、正面から見て、左緩衝器６及び右緩衝器７の間に、ヘッドパイプ１０が配置される。左緩衝器６及び右緩衝器７、ヘッドパイプ１０及びステアリングシャフト９は、平行に配置される。
【００３１】
ヘッドパイプ１０は上下方向に延びる筒状の部材である。ステアリングシャフト９は、ヘッドパイプ１０の内部に回転可能に支持されている。ステアリングシャフト９は、上下方向に延びる操舵軸線Ａ回りに回転可能である。ステアリングシャフト９の上部は、トップブリッジ５０に固定されている。
【００３２】
トップブリッジ５０には、ステアリングシャフト９の上部と、左緩衝器６の上部と、右緩衝器７の上部とが接続される。ステアリングシャフト９、左緩衝器６、及び右緩衝器７は、いずれも、トップブリッジ５０に対して回転不能に取り付けられる。トップブリッジ５０は、ステアリングシャフト９、左緩衝器６、及び右緩衝器７を連結する。トップブリッジ５０は、ヘッドパイプ１０の上端よりも上方に設けられている。また、トップブリッジ５０は、バーハンドル８より下方に設けられている。
【００３３】
トップブリッジ５０よりも下方において、左緩衝器６と右緩衝器７を連結するボトムブリッジ１４が設けられる。左緩衝器６及び右緩衝器７をボトムブリッジ１４に対して回転不能に固定される。このボトムブリッジ１４は、ヘッドパイプ１０よりも下方に設けられている。ボトムブリッジ１４の下方において、前輪４が、左緩衝器６及び右緩衝器７によって左右から支持される。これにより、ステアリングシャフト９、左緩衝器６、右緩衝器７、及び前輪４は、操舵軸線Ａ回りに一体的に回転可能である。
【００３４】
図３は、トップブリッジ５０の上面図である。図３に示すように、トップブリッジ５０の左部に、左緩衝器６の上部が嵌め込まれる左支持孔５１が設けられている。トップブリッジ５０の右部に、右緩衝器７の上部が嵌め込まれる右支持孔５２が設けられている。
【００３５】
トップブリッジ５０の左右方向の中央部であってトップブリッジ５０の後部には、後支持孔５３が設けられている。後支持孔５３には、ステアリングシャフト９の上部が嵌め込まれる。トップブリッジ５０の左右方向の中央部であって後支持孔５３の前方には、前支持孔５４が設けられている。前支持孔５４の内周面にはスプライン溝が形成されている。前支持孔５４には、伝達部材２０の一部である軸部材１２（後述）が嵌め込まれる。
【００３６】
バーハンドル８が回転すると、トップブリッジ５０が操舵軸線Ａ（図２参照）回りに回転する。トップブリッジ５０が回転すると、トップブリッジ５０の左部に固定された左緩衝器６とトップブリッジ５０の右部に固定された右緩衝器７も操舵軸線Ａ回りに移動する。これにより、左緩衝器６および右緩衝器７に支持された前輪４が転舵される。このようにしてライダーがバーハンドル８を操作すると、このバーハンドル８の操作に応じて前輪４が転舵される。
【００３７】
（伝達部材２０）
次に、図４を用いて、バーハンドル８に入力された操舵力が伝達部材２０を介してトップブリッジ５０に伝達される様子を説明する。図４は、図２のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【００３８】
図４に示す例では、伝達部材２０は、バーハンドル８に固定されたハンドルホルダ２１（第一部の一例）と、トップブリッジ５０に固定された軸部材１２（第二部の一例）と、トルク伝達部１３とを備えている。
【００３９】
軸部材１２は、ステアリングシャフト９よりも前方でトップブリッジ５０に固定されている。軸部材１２は、その軸線がステアリングシャフト９と同じ方向に延びる筒状の部材である。軸部材１２の下部は、トップブリッジ５０の前支持孔５４にスプライン嵌合されている。軸部材１２はトップブリッジ５０に対して相対回転不可能に固定されている。
【００４０】
軸部材１２は、バーハンドル８に操舵力が入力されたときに、操舵力に応じてハンドルホルダ２１に対して相対変位する。本実施形態では、バーハンドル８に操舵力が入力されたときに、操舵力に応じてハンドルホルダ２１が軸部材１２に対してトルク伝達部１３の中心軸線Ｂ回りに相対回転する。
【００４１】
（ハンドルホルダ２１）
ハンドルホルダ２１は、トップブリッジ５０より上方に設けられている。ハンドルホルダ２１はバーハンドル８を保持している。ハンドルホルダ２１は、ロア部材３０とアッパー部材４０を備えている。アッパー部材４０はロア部材３０の上部に固定されている。ロア部材３０のロアハンドル受け部３１と、アッパー部材４０のアッパーハンドル受け部４１が、バーハンドル８を挟み込み、バーハンドル８を固定している。
【００４２】
ハンドルホルダ２１は、軸部材１２が挿通される貫通孔３２を有する。貫通孔２１の上部には、上軸受１７が設けられる。上軸受１７の内輪は、軸部材１２に固定され、上軸受１７の外輪は、ハンドルホルダ２１に固定される。これにより、軸部材１２は、ハンドルホルダ２１の貫通孔３２に、回転可能に配置される。
【００４３】
ハンドルホルダ２１の下部には、下軸受１６が設けられる。下軸受１６の外輪は、ハンドルホルダ２１に固定される。下軸受１６の内輪は、トップブリッジ５０に固定される。これにより、ハンドルホルダ２１は、トップブリッジ５０に回転可能に支持される。
【００４４】
図５はハンドルホルダ２１のロア部材３０を示す図である。図５（ａ）はロア部材３０の上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ断面図である。図５（ａ）に示すように、ロア部材３０には、軸部材１２が挿通される貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２に上軸受１７が設けられている。この上軸受１７の内輪１７ａは、前述したように軸部材１２が回転不可能に固定される。この貫通孔３２の左右それぞれに、ロアハンドル受け部３１が形成される。
【００４５】
ロア部材３０の上面に、一対の第一ねじ穴３３が設けられている。一対の第一ねじ穴３３は、ロア側ハンドル受け部３１の前後に配置されている。アッパー部材４０を、アッパーハンドル受け部４１がロアハンドル受け部３１に対向するように、ロア部材３０に対して位置合わせし、第一ねじ穴３３にねじをねじ込むことにより、アッパー部材４０がロア部材３０に固定される。
【００４６】
図５（ｂ）に示すように、ロア部材３０の下面に、第二ねじ穴３４が設けられている。第二ねじ穴３４は、貫通孔３２の左右に設けられる。ロア部材３０の左部の第二ねじ穴３４に、左補助伝達部材１９が、ねじ込まれている。ロア部材３０の右部の第二ねじ穴３４に、右補助伝達部材１８が、ねじ込まれている。一対の第二ねじ穴３４はそれぞれ、トップブリッジ５０に設けられた左中間孔５５および右中間孔５６（図３参照）と対応する位置に設けられている。そのため、左補助伝達部材１９及び右補助伝達部材１８は、トップブリッジ５０の左中間孔５５及び右中間孔５６を、それぞれ貫通する。
【００４７】
（トルク伝達部１３）
図６は、図４の一部の拡大図である。図６に示すように、軸部材１２とハンドルホルダ２１との間にトルク伝達部１３が設けられている。トルク伝達部１３は金属製の円筒部材である。円筒状のトルク伝達部１３の内径は軸部材１２の外径とほぼ等しい。トルク伝達部１３の内周面は、軸部材１２の外周面を囲んでいる。トルク伝達部１３は、軸部材１２の外側かつハンドルホルダ２１の内側に配置される。トルク伝達部１３は、一部においてハンドルホルダ２１に固定され、他の一部において軸部材１２に固定される。
【００４８】
具体的には、トルク伝達部１３の下部の内周面にはスプライン溝が設けられている。トルク伝達部１３の下部は、ロア部材３０に固定されず、軸部材１２の外周面にスプライン嵌合されている。トルク伝達部１３の上部の外周面にはスプライン溝が設けられている。トルク伝達部１３の上部は、軸部材１２に固定されず、ロア部材３０にスプライン嵌合されている。
【００４９】
バーハンドル８から操舵力が作用してハンドルホルダ２１が軸部材１２に対して回転すると、トルク伝達部１３が捻れてロア部材３０から軸部材１２へ操舵力を伝達する。つまり、バーハンドル８に入力された操舵力は、トルク伝達部１３を介してトップブリッジ５０に伝達される。
【００５０】
（補助伝達部材１８、１９）
なお、本実施形態においては、操舵力は、トルク伝達部１３の他に、右補助伝達部材１８および左補助伝達部材１９を介して、バーハンドル８からトップブリッジ５０に伝達される。
【００５１】
図３に示すように、トップブリッジ５０には、左支持孔５１と後支持孔５３の間であって後支持孔５３よりも前方に、左中間孔５５が設けられている。この左中間孔５５の内周面にゴムリング５７が嵌め込まれている。また、右支持孔５２と後支持孔５３の間であって、後支持孔５３よりも前方に、右中間孔５６が設けられている。この右中間孔５６の内周面にゴムリング５７が嵌め込まれている。
【００５２】
ロア部材３０に固定された左補助伝達部材１９はトップブリッジ５０の左中間孔５５を貫通する。ロア部材３０に固定された右補助伝達部材１８はトップブリッジ５０の右中間孔５６を貫通している。
【００５３】
図３に示したように、左補助伝達部材１９と左中間孔５５の内周面との間にはゴムリング５７が設けられている。右補助伝達部材１８と右中間孔５６の内周面との間にはゴムリング５７が設けられている。ライダーがバーハンドル８に操舵力を作用させると、トルク伝達部１３が捩じられた後に、ゴムリング５７が弾性変形し、ゴムリング５７を介して左補助伝達部材１９が左中間孔５５の内壁に操舵力を作用させる。また、トルク伝達部１３が捩じられた後に、ゴムリング５７が弾性変形し、ゴムリング５７を介して、右補助伝達部材１８が右中間孔５６の内壁に操舵力を作用させる。
【００５４】
つまり、左補助伝達部材１９および右補助伝達部材１８が、補助的に、バーハンドル８に入力された操舵力をトップブリッジ５０に伝達する。このように、トルク伝達部１３のみに操舵力が作用しないので、トルク伝達部１３に要求される剛性が大きくならず、トルク伝達部１３の大型化が抑制されている。
【００５５】
（トルクセンサ９０）
図６は、図４の一部の拡大図である。本実施形態において、トルクセンサ９０は、磁歪型のトルクセンサである。図６に示すように、トルクセンサ９０は、被検出部としてのトルク伝達部１３と、検出部としてのピックアップコイル９１を備えている。ピックアップコイル９１は、トルク伝達部１３の外周に設けられている。ピックアップコイル９１は、搭載基板９２に固定されている。この搭載基板９２はハンドルホルダ２１のロア部材３０にブッシュ９３を介して固定されている。
【００５６】
図６において、矢視Ｔは力の伝達経路を示す。矢視Ｔで示したように、バーハンドル８に操舵力が入力されると、この力はハンドルホルダ２１に作用する。ハンドルホルダ２１のロア部材３０に入力された力は、トルク伝達部１３の上部に設けられたスプライン溝１３ｂを介してトルク伝達部１３に伝達される。さらにこの力は、トルク伝達部１３の下部に設けられたスプライン溝１３ａを介して軸部材１２に伝達される。軸部材１２は、スプライン溝１２ａおよびスプライン溝が設けられた前支持孔５４を介してトップブリッジ５０に該操舵力を伝達する。
【００５７】
トルク伝達部１３は、上部がロア部材３０（筒状部の一例）に固定され、下部が軸部材１２に固定されている。このため、バーハンドル８に操舵力が入力されると、トルク伝達部１３は捩じられる。そこで、ピックアップコイル９１がこの捩じれ量に応じた物理量の変化を検出する。ピックアップコイル９１に電気的に接続された電子回路により、この物理量が操舵力を示す値に変換される。
【００５８】
上記の構成では、自動二輪車１は、バーハンドル８に対して回転不能に連結された第一部（一例としてハンドルホルダ２１）と、ステアリングシャフト９に対して回転不能に連結された第二部（一例として軸部材１２）とを備える。第一部と第二部は、相対変位可能に接続されている。トルクセンサ９０は、これら第一部と第二部の相対変位に基づく物理量の変化を検出することにより、バーハンドル８の操舵トルクを検出する。上記例では、トルクセンサ９０は、第一部と第二部との間に設けられるトルク伝達部１３の歪みを測定することで、操舵トルクを検出する。トルクセンサ９０は、トルク検出部の一例である。
【００５９】
（アシスト力付与機構６０）
図４に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１は、ヘッドパイプ１０の前部にアシスト力付与機構６０を備えている。ヘッドパイプ１０の上下方向において、上から下に向かって、トルクセンサ９０、トップブリッジ５０、アシスト力付与機構６０がこの順に並んでいる。
【００６０】
アシスト力付与機構６０は、モータ７０と、減速機８０を備えている。モータ７０により発生したモータトルクは、減速機８０を介して、ステアリングシャフト９に作用する。
【００６１】
モータ７０は出力軸７１を有している。出力軸７１が操舵軸線Ａと平行となるように、モータ７０がヘッドパイプ１０に取り付けられている。モータ７０の出力軸７１は、ステアリングシャフト９の操舵軸線Ａより前方に設けられている。
【００６２】
減速機８０は、中間軸８１上に固定された第一歯車８２と第二歯車８３を有している。減速機８０の中間軸８１の軸線と、モータ７０の出力軸７１の軸線と、操舵軸線Ａは互いに平行である。第一歯車８２は、モータ７０の出力軸７１と噛み合っている。減速機８０の第二歯車８３は、ステアリングシャフト９の外周面に固定された第三歯車８４と噛み合っている。
【００６３】
モータ７０および減速機８０は、ハウジング８５の内部に設けられている。ハウジング８５は、後部に取付部８５ａを備えている。このハウジング８５の取付部８５ａは、トップブリッジ５０とヘッドパイプ１０に挟まれている。
【００６４】
モータ７０が駆動されて出力軸７１が回転すると、出力軸７１から減速機８０の第一歯車８２にモータトルクが伝達される。第一歯車８２が回転されると、これとともに第二歯車８３が回転する。第二歯車８３の回転は、ステアリングシャフト９の第三歯車８４に伝達される。このようにして、モータ７０のモータトルクがステアリングシャフト９に伝達される。
【００６５】
アシスト力付与機構６０は、モータ７０と、モータの回転をステアリングシャフト９に伝達する減速機８０を有する。また、アシスト力付与機構６０は、モータ７０と減速機８０を収容するハウジング８５を有する。ハウジング８５は、自動二輪車１の車体フレーム２の一部であるヘッドパイプ１０に取り付けられる。すなわち、モータ７０は、車体フレーム２に取り付けられ、操舵系（上記例ではステアリングシャフト９）の回転をアシストする構成である。
【００６６】
（操舵補助装置）
図７は、操舵補助装置１００の構成例を示す機能ブロック図である。操舵補助装置１００は、バーハンドル８の回転を車輪４に伝達する操舵系２９の回転をアシストする。操舵補助装置１００は、操舵系２９の回転をアシストする補助力を出力するモータ７０を備える。モータ７０によるアシストは、バーハンドル８の操舵トルクと同じ方向の回転力を操舵系２９に付与するプラス方向アシスト、及び、操舵トルクと反対方向の回転力を操舵系２９に付与するマイナス方向アシストを含む範囲で制御される。操舵トルクが第１閾値より大きいときにバーハンドル８の舵角速度が上昇するとアシストの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じる。これにより、ライダーのバーハンドル８操作をアシストしながらも、ライダーの意図しない急ハンドルを抑えることができる。その結果、車両及びライダーの状態に応じた適切な操舵特性が得られる。
【００６７】
モータ７０は、操舵系２９の回転をアシストする補助力を出力する。モータ７０の出力軸７１の回転は、操舵系２９の一部であるステアリングシャフト９に伝達される。そのため、モータ７０の出力が、操舵のアシストを決定する。モータ７０によるアシストは、バーハンドル８の操舵トルクと同じ方向の回転力を操舵系２９に付与するプラス方向アシスト、及び、操舵トルクと反対方向の回転力を操舵系２９に付与するマイナス方向アシストを含む範囲で制御される。モータ７０の出力は、操舵トルクと舵角速度に応じて決定することができる。
【００６８】
（操舵補助装置の構成例）
図８は、操舵補助装置１００を含む自動二輪車１の構成例を示す機能ブロック図である。図８に示す構成において、操舵補助装置１００は、アシスト制御部６１と、アシスト力付与機構６０で構成される。すなわち、アシスト力付与機構６０は、操舵補助装置の一部である。
【００６９】
アシスト制御部６１は、モータ７０を制御する回路及び／又はプロセッサで構成することができる。アシスト制御部は、例えば、ハウジング８５内の基板に設けることができる。或いは、自動二輪車１に搭載された電子制御ユニット（Electronic Control Unit（ＥＣＵ））をアシスト制御部とすることができる。
【００７０】
また、自動二輪車１は、舵角検出部４３を備えてもよい。舵角検出部４３は、舵角センサ４４及び変換部４５を有する。舵角センサ４４は、バーハンドル８の舵角を検出する。舵角センサ４４は、例えば、操舵系２９（例えば、ステアリングシャフト９、伝達部材２０又はフロントフォーク等）に取り付けられ、車体フレーム２に対する操舵系２９の回転を検出するセンサとすることができる。アシスト制御部６１は、舵角センサ４４で検出された舵角に関する信号を取り込むことができる。
【００７１】
アシスト制御部６１は、モータ７０のドライバ７２（駆動回路）に対して制御信号を送る。また、アシスト制御部６１は、トルクセンサ９０で検出された操舵トルクを示す信号及び舵角センサ４４で検出された舵角に関する信号を取り込むことができる。
【００７２】
具体的には、アシスト制御部６１は、舵角検出部４３、トルクセンサ９０、及びモータ７０のドライバ７２に接続される。アシスト制御部６１は、舵角検出部４３からバーハンドル８の舵角及び舵角速度の情報を受け付ける。また、アシスト制御部６１は、トルクセンサ９０からバーハンドル８の操舵トルクの情報を受け付ける。アシスト制御部６１は、舵角検出部４３で検出された舵角速度及び、トルクセンサ９０で検出された操舵トルクに基づいて、モータ７０の出力を制御する指令値を計算する。アシスト制御部６１は、計算した指令値を、モータ７０のドライバ７２に出力する。
【００７３】
アシスト制御部６１の構成は、図８に示す例に限られない。例えば、アシスト制御部６１は、操舵トルク、舵角速度以外のデータを受け付けることができる。一例として、アシスト制御部６１は、車速センサで検出された車速、ライダー操作で入力された各種指示信号等を受け付けることができる。また、アシスト制御部６１は、ＬＥＤ又はディスプレイを含む表示部に接続され、表示部を通じてライダーへ情報を出力する構成であってもよい。
【００７４】
＜舵角センサ＞
図８に示す例では、舵角センサ４４は、操舵系２９の回転角及び回転の向きを検出する。舵角センサ４４は、検出した回転角及び回転の向きに応じたデータを、バーハンドル８の舵角を示すデータとして、アシスト制御部６１へ送る。ここで、バーハンドル８の舵角を示すデータは、例えば、バーハンドル８の回転角を示す値であってもよいし、ステアリングシャフト９又はその他操舵系２９の回転角、若しくは、前輪４の切れ角を示す値であってもよい。バーハンドル８の舵角速度は、バーハンドル８の回転の変化の度合いである。舵角速度は、バーハンドル８又は操舵系２９のうち一部の回転を検出することにより得ることができる。
【００７５】
舵角検出部４３は、舵角センサ４４が検出した舵角を舵角速度に変換する変換部４５を有する。変換部４５は、例えば、舵角を微分して舵角速度を演算する微分回路を含む構成とすることができる。なお、アシスト制御部６１が、舵角センサ４４から受け取った舵角の値を用いて舵角速度を演算することもできる。この場合、舵角検出部４３は、変換部４５を備えなくてもよい。
【００７６】
＜トルクセンサ＞
トルクセンサ９０は、磁歪部９４、増幅部９５、及び変換部９６を含む。トルクセンサ９０は、上述したように、第一部（ハンドルホルダ２１）の回転を第二部（軸部材１２）に伝達するトルク伝達部１３の捩れを検出することで、操舵トルクを検出する。そのため、トルク伝達部１３は、磁歪部９４を含む。磁歪部９４は磁性体を含む。トルク伝達部１３において、磁歪部９４は、ピックアップコイル９１と、軸部材１２の径方向において対向する部分に形成される。変換部９６及び増幅部９５は、例えば、上記の搭載基板９２に搭載される。
【００７７】
バーハンドル８の回転によるトルクで磁歪部９４が歪むと、磁歪部９４の透磁率が変化する。磁歪部９４の透磁率変化により、ピックアップコイル９１に誘導電圧が発生する。この誘導電圧は、磁歪部９４にかかるトルクに応じた値になる。ピックアップコイル９１の電圧は、増幅部９５で増幅される。また、増幅部９５は、誘導電圧をＰＷＭ信号に変換してもよい。変換部９６は、増幅部９５で増幅された信号を、操舵トルクを示す値に変換する。操舵トルクを示す値は、アシスト制御部６１へ送られる。増幅部９５で、異常が発生した場合は、増幅部９５からアシスト制御部６１にエラー信号が送られる。
【００７８】
このように、トルクセンサ９０を磁歪側のトルクセンサとすることで、トーションバーを用いたトルクセンサに比べて、操舵力の伝達ロスを少なくすることができる。また、トルクセンサ９０の小型化が可能になる。
【００７９】
＜アシスト力付与機構＞
アシスト力付与機構６０は、上記のモータ７０及び減速機８０に加え、アシスト制御部６１の制御信号に基づいてモータ７０を駆動するドライバ７２を有する。ドライバ７２は、例えば、モータ７０に交流電流を印加するインバータ等の駆動回路を含む。ドライバ７２は、アシスト制御部６１から、制御信号として電流指令値を受け取り、電流指令値に応じてＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号によりインバータを駆動する。なお、上記のドライバ７２の動作の一部は、アシスト制御部６１で実行されてもよい。
【００８０】
図８に示す例では、自動二輪車１は、モータ７０の電流を検出する電流センサ７３を備える。アシスト制御部６１は、電流センサ７３で検出されたモータ電流を用いて、例えば、フィードバック制御を実行することができる。
【００８１】
＜アシスト制御部６１＞
アシスト制御部６１は、舵角速度及び操舵トルクに応じたモータ７０の制御信号を生成しドライバ７２へ送る。そのため、アシスト制御部６１は、舵角速度及び操舵トルクを用いてモータ７０制御の指令値を計算する指令値算出部（図示せず）を有することができる。アシスト制御部６１は、モータ７０の回転力と回転方向を示す指令値を計算する。アシスト制御部６１は、操舵トルクと同じ方向の回転すなわちプラス方向のアシストを示す指令値を計算する場合と、操舵トルクと反対方向の回転すなわちマイナス方向のアシストを示す指令値を計算する場合がある。指令値を、プラス方向のアシストを示す値とするかマイナス方向のアシストを示す値とするかは、舵角速度及び操舵トルクの組み合わせに応じて決定される。
【００８２】
これにより、モータ７０は、バーハンドル８で入力された操舵トルクと同じ方向の回転力と、操舵トルクと反対方向の回転力とを、舵角速度及び操舵トルクに応じて切り替えて、操舵系２９に付与することができる。すなわち、アシスト制御部６１により、プラス方向アシストと、マイナス方向アシストとを、舵角速度及び操舵トルクに応じて切り替わるように、モータ７０の出力が制御される。
【００８３】
このように、モータ７０の回転は、操舵トルクと同じ方向の回転と、操舵トルクと反対方向の回転の双方を含むレンジで制御される。これにより、操舵力を増やすパワーステアリングと、操舵系２９の回転を減衰させるステアリングダンパの双方の機能をモータ７０により実現できる。また、モータ７０による制御を採用することで、パワーステアリングとステアリングダンパの切り替えを迅速且つスムーズに実行することが可能になる。
【００８４】
具体的には、アシスト制御部６１は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きいときにバーハンドル８の舵角速度が上昇するとアシストの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じるよう、モータ７０を制御することができる。すなわち、モータ７０は、ある一定の大きさより大きい操舵トルクが入力されている状況下において、舵角速度が上昇した場合、アシストの方向を、操舵トルクと同じプラス方向から操舵トルクと反対のマイナス方向に切り替えるよう制御される。
【００８５】
この場合、ライダーがバーハンドル８を操作する場合、操作開始直後の期間は、バーハンドル８の操作方向と同じ方向の回転がモータ７０によって操舵系２９に付与される。そのため、ライダーは、軽い動作でバーハンドル８を操作することができる。ライダーがバーハンドル８の操作中に、操作速度を急激に速くすると、モータ７０によってバーハンドル８を操作する方向と逆向きの回転力が操舵系２９に付与される。そのため、ライダーはバーハンドル８が重くなったと感じる。
【００８６】
これにより、ライダーの意図するバーハンドル８の操作に対しては、バーハンドル８の回転を促す力が働く。これに対して、ライダーがバーハンドル８を持ったまま、急にバランスを崩して、意図しないバーハンドル８の操作をしてしまった場合は、バーハンドル８の回転に抵抗する力が働く。また、キックバックにより、意図しない力がバーハンドル８に加わった場合も、バーハンドル８の回転に抵抗する力が働く。そのため、ライダーの意図する操舵に対しては操舵を促す方向にアシストするとともに、ライダーの意図しない舵角の変化は抑えるようアシストすることが可能になる。すなわち、ライダー及び車両の状況に応じた適切なアシストが可能になる。
【００８７】
上記の第１閾値Ｔｈ１は、自動二輪車１（鞍乗型車両）が停止している状態でバーハンドルの操作により舵角を変化させるのに必要な操舵トルク（以下、停車時の操舵トルクと称する）と同じ程度の値とすることができる。停車時の操舵トルクは、据え切り時の操作トルクと言うこともできる。停車時の操舵トルクは、例えば、車両の重量、操舵伝達機構の構造等によって決まる。第１閾値Ｔｈ１を、停車時の操舵トルク程度とすることで、状況に応じて適切にアシスト方向を切り替えることが可能になる。ここで、第１閾値Ｔｈ１を停車時の操舵トルクとする態様は、第１閾値Ｔｈ１が厳密に停車時の操舵トルクに一致する場合に限られず、一致すると見なせる程度の誤差がある場合も含む。すなわち、第１閾値Ｔｈ１を、停車時の操舵トルクと略同じ程度に設定することで、より適切な操舵特性が得られる。ここで、停車時の操舵トルクは、乾いた舗装路面に鞍乗型車両が停止した状態で舵角を変化させるのに必要な操舵トルクとする。
【００８８】
アシスト制御部６１は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きくかつ第２閾値Ｔｈ２より小さいときにバーハンドル８の舵角速度が上がるとアシストの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じるよう、モータ７０を制御することができる。これにより、モータ７０は、操舵トルクが予め決められた範囲にある状態で、舵角速度が上昇した場合に、アシストの方向を、操舵トルクと同じプラス方向から操舵トルクと反対のマイナス方向に切り替える。すなわち、モータ７０は、操舵トルクが大きく、第２閾値Ｔｈ２より大きくなる場合は、プラス方向からマイナス方向へのアシスト方向の切り替えをしないようになる。
【００８９】
これにより、例えば、ライダーが、急旋回したい場合等、意図を持って強くバーハンドル８切った場合は、バーハンドル８の回転をモータ７０が阻害しないようにすることができる。
【００９０】
また、アシスト制御部６１は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きいときバーハンドル８の舵角速度が第３閾値Ｔｈ３を越えるとアシストの方向がプラス方向からマイナス方向へ転じるよう、モータ７０を制御することができる。これにより、モータ７０は、操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きい場合であっても、舵角速度が第３閾値Ｔｈ３より小さい場合は、操舵トルクと同じ方向の回転力を操舵系２９に付与する。操舵トルクが第１閾値Ｔｈ１より大きいときであって、舵角速度が第３閾値Ｔｈ３を越える場合は、モータ７０は、操舵トルクと反対方向の回転力を操舵系２９に付与する。
【００９１】
舵角がゆっくり変化する場合は、ライダーが意図を持ってバーハンドル８を切っていることが多いことが発明者らによって見出されている。そのため、アシスト方向を操舵トルク方向からその反対方向に切り替えるかどうかの判断に、舵角速度の閾値を導入することで、ライダーの意図に沿ったアシストを付与することができる。
【００９２】
図９は、アシスト制御部６１によって制御されるアシスト方向と、舵角速度及び操舵トルクとの関係の一例を示すグラフである。図９に示すグラフでは、上記の第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、及び第３閾値Ｔｈ３が全て設定された場合の例である。図９に示す例では、操舵トルクＴｓが第１閾値Ｔｈ１以上第２閾値Ｔｈ２以下（Ｔｈ１≦Ｔｓ≦Ｔｈ２）の状況下で、舵角速度Ｖｒが第３閾値Ｔｈ３を下回る状態（Ｖｒ＜Ｔｈ３）から第３閾値Ｔｈ３以上（Ｔｈ３≦Ｖｒ）になるよう変化した場合、モータ７０によるアシストの方向は、プラス方向からマイナス方向に切り替わる。
【００９３】
閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３は、例えば、予めアシスト制御部６１に記録されたデータによって決められる。この場合、アシスト制御部６１は、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３を記録するためのメモリなどの記録部を有する。
【００９４】
閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３は、固定値でなくてもよい。例えば、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３は、操舵トルク、舵角速度等の車両状態に応じて決まる値とすることができる。一例として、アシスト制御部６１は、車両の状態を示す値と閾値との対応を示すデータを参照して、車両の状態に応じた閾値を決定することができる。
【００９５】
図９に示す例では、モータ７０によるアシストの方向のプラス方向からマイナス方向へ切り替えの判定において、舵角速度Ｖｒを閾値Ｔｈ３と比較している。舵角速度Ｖｒを用いた判定はこれに限られない。舵角速度Ｖｒから求められる値を、閾値Ｔｈ３と比較することもできる。例えば、舵角速度Ｖｒを微分した値すなわち舵角の加速度が、閾値Ｔｈ３を越える場合に、アシストの方向を変えると判断することができる。すなわち、舵角速度Ｖｒの上昇の度合いに応じて、アシストの方向を決定することができる。
【００９６】
＜動作例＞
図１０は、アシスト制御部６１の処理の流れの一例を示す図である。図１０に示す例では、アシスト制御部６１は、トルクセンサ９０から受け取った操舵トルクＴｓを用いて、アシスト指令値Ｉａを算出する（ステップＳ１）。アシスト指令値Ｉａは、例えば、操舵トルクと同じ方向の回転補助力の度合いを示す値とすることができる。すなわち、アシスト指令値Ｉａは、操舵トルクＴｓに応じて決まるプラス方向のアシストの度合いを示す値とすることができる。ここでは、一例として、アシスト指令値Ｉａは、電流指令値とし、アシスト指令値Ｉａの範囲は、Ｉａ＝０又はＩａ＞０とする。すなわち、操舵トルクと同じ方向にモータ７０を回転させるための指令値は正とする。
【００９７】
ステップＳ１において、アシスト制御部６１は、操舵トルクとアシスト指令値との対応関係を示すデータを参照し、入力された操舵トルクＴｓに対応するアシスト指令値Ｉａを決定する。例えば、アシスト制御部６１は、対応関係を示すデータとしてマップデータを用いて、マップ演算により、入力された操舵トルクＴｓに対応するアシスト指令値Ｉａを決定することができる。図１１は、マップデータの示す操舵トルクとアシスト指令値の対応関係の一例を示すグラフである。
【００９８】
図１１に示す例では、プラス方向のモータの回転を指示するアシスト指令値が、操舵トルクの増加に伴って増加するような対応関係が含まれる。この例では、操舵トルクが所定値以上では、アシスト指令値が一定となっている。なお、操舵トルクとアシスト指令値の対応関係は、図１１に示す例に限られない。また、対応関係を示すデータの形式はマップデータに限定されない。例えば、テーブル形式のデータの他、与えられた操舵トルクの値を用いて、対応するアシスト指令値を計算するための関数等のデータを、対応関係を示すデータとすることができる。
【００９９】
図１０に示す例では、ステップＳ１の処理において、入力データは、操舵トルクＴｓだけであるが、さらに他のデータを入力してもよい。例えば、操舵トルクＴｓに加えて、車速を入力することができる。この場合、アシスト制御部６１は、操舵トルク、車速、及びアシスト指令値の対応関係を示すマップデータを参照して、入力された操舵トルクＴｓと車速の組み合わせに対応するアシスト指令値Ｉａを決定することができる。
【０１００】
アシスト制御部６１は、舵角検出部４３から受け取った舵角速度Ｖｒを用いて、粘性補償指令値Ｉｎを算出する（ステップＳ２）。粘性補償指令値Ｉｎは、例えば、操舵トルクと反対方向の回転補助力の度合いを示す値とすることができる。すなわち、粘性補償指令値Ｉｎは、舵角速度Ｖｒに応じて決まるマイナス方向のアシストの度合いを示す値とすることができる。ここでは、一例として、粘性補償指令値Ｉｎは、電流の指令値とし、粘性補償指令値Ｉｎの範囲は、Ｉｎ＝０又はＩｎ＜０とする。すなわち、操舵トルクと反対の方向にモータ７０を回転させるための指令値は負とする。
【０１０１】
ステップＳ２において、アシスト制御部６１は、舵角速度と粘性補償指令値との対応関係を示すデータを参照し、入力された舵角速度Ｖｒに対応する粘性補償指令値Ｉｎを決定する。例えば、アシスト制御部６１は、対応関係を示すデータとしてマップデータを用いて、マップ演算により、入力された舵角速度Ｖｒに対応する粘性補償指令値Ｉｎを決定することができる。図１２は、マップデータの示す舵角速度と粘性補償指令値の対応関係の一例を示すグラフである。
【０１０２】
図１２に示す例では、マイナス方向のモータ回転を指示する粘性補償指令値が、舵角速度の増加に伴って減少する対応関係が含まれる。この例では、舵角速度が所定値以上では、粘性補償指令値が一定となっている。なお、舵角速度と粘性補償指令値の対応関係は、図１２に示す例に限られない。また、対応関係を示すデータの形式はマップデータに限定されない。例えば、テーブル形式のデータの他、与えられた舵角速度の値を用いて、対応する粘性補償指令値を計算するための関数等のデータを、対応関係を示すデータとすることができる。
【０１０３】
図１０に示すように、アシスト制御部６１は、ステップＳ１で算出したアシスト指令値Ｉａと、ステップＳ２で算出した粘性補償指令値Ｉｎを加算する（ステップＳ３）。すなわち、Ｉａ＋Ｉｎが、出力指令値Ｉとして算出される。この例では、アシスト制御部６１は、操舵トルクＴｓに応じて決められる指令値Ｉａと、舵角速度Ｖｒに応じて決められる指令値Ｉｎとに基づいて、モータ７０に出力する指令値Ｉを決定している。
【０１０４】
なお、図１０に示す例では、アシスト指令値Ｉａと粘性補償指令値Ｉｎを加算する処理であるが、さらに他の指令値を加算することもできる。一例として、操舵トルクＴｓの微分値に応じて決定されるプラス方向のアシスト度合いを示す静止摩擦補償指令値Ｉｓ、及び、舵角速度に応じて決定されるプラス方向のアシスト度合いを示す動摩擦補償指令値Ｉｄ等を、アシスト指令値Ｉａと粘性補償指令値Ｉｎに加えてさらに加算することができる。すなわち、ステップＳ３において、出力指令値Ｉを、Ｉ＝アシスト指令値Ｉａ＋静止摩擦補償指令値Ｉｓ＋粘性補償指令値Ｉｎ＋動摩擦補償指令値Ｉｄで算出することができる。
【０１０５】
アシスト制御部６１は、モータ７０で検出されたモータ電流Ｉｍと、出力指令値Ｉを用いて電流フィードバック処理を実行する（Ｓ４）。例えば、アシスト制御部６１は、モータ７０で検出されたモータ電流Ｉｍと、出力指令値Ｉとを比較し、それらの差を小さくするような制御信号を生成してモータ７０に出力することができる。なお、フィードバック処理は、ドライバ７２が実行してもよい。
【０１０６】
ここで、入力される操舵トルクが一定（Ｔｓ＝Ｔｓ１）で、舵角速度が変化した場合のアシスト制御部６１の動作の一例を説明する。アシスト制御部６１は、図１１に示す対応関係を示すデータを参照し、操舵トルクＴｓ＝Ｔｓ１に対応するアシスト指令値Ｉａ＝Ｉａ１を決定することができる。
【０１０７】
ここで、入力される操舵トルクＴｓが一定（Ｔｓ＝Ｔｓ１）の条件下で、入力される舵角速度Ｖｒが、０からＶｒ２まで段階的に上昇した場合について説明する。この場合、アシスト制御部６１は、図１２に示す対応関係を示すマップデータを参照し、舵角速度Ｖｒ＝０〜Ｖｒ２の各段階に対応する粘性補償指令値Ｉｎを算出する。ここで、一例として、Ｖｒ＝Ｖｒ１の時の粘性補償指令値Ｉｎ＝Ｉｎ１の絶対値が、入力操舵トルクＴｓ１に対応するアシスト指令値Ｉａ１の絶対値と等しくなるとする。
【０１０８】
出力指令値Ｉは、アシスト指令値Ｉａと粘性補償指令値Ｉｎの和となる。上記のように、図１１及び図１２の対応関係を用いて計算した場合、０＜Ｖｒ＜Ｖｒ１の時は、出力指令値Ｉは、正となり、Ｖｒ１＜Ｖｒ＜Ｖｒ２の時に、出力指令値Ｉは、負となる。図１３は、図１１及び図１２の対応関係を用いて計算された出力指令値Ｉの例を示す。
【０１０９】
図１３に示す例では、出力指令値Ｉは、舵角速度Ｖｒの上昇に伴って、プラスからマイナスへ転じる。すなわち、操舵トルクＴｓが一定（Ｔｓ＝Ｔｓ１）の状態で、舵角速度ＶｒがＶｒ１を越えると、出力指令値Ｉがプラスからマイナスへ転じる。これにより、モータ７０の回転は、舵角速度Ｖｒの上昇に伴って、操舵トルクと同じ方向の回転を操舵系２９に付与する回転から操舵トルクと反対方向の回転を操舵系２９に付与する回転に切り替わる。
【０１１０】
（変形例）
以上、操舵補助装置の実施形態を説明したが、本発明の操舵補助装置の実施形態は、上記例に限られない。
【０１１１】
例えば、アシスト力付与機構６０の構成は、図４に示す例に限られない。モータ７０の回転を、ステアリングシャフト９以外の操舵系２９の部分に伝達する構成であってもよい。例えば、トップブリッジ５０、ボトムブリッジ１４、左緩衝器６、又は右緩衝器７のいずれかにモータ７０の回転を伝達する構成とすることができる。
【０１１２】
また、図１の例では、操舵系２９は、伝達部材２０、トップブリッジ５０、ボトムブリッジ１４、左緩衝器６、右緩衝器７、及びステアリングシャフト９を含むが、操舵系２９はこの例に限られない。操舵系２９は、操舵輪を転舵させるための任意の構成を採ることができる。例えば、伝達部材２０を省略してもよい。この場合、バーハンドル８がステアリングシャフト９に対して回転不能に連結される構成とすることができる。また、伝達部材２０及びトップブリッジ５０を省略することもできる。また、緩衝器が、操舵系２９に含まれない構成とすることもできる。
【０１１３】
上記例では、操舵輪である前輪４が１つであるが、操舵輪は、左右に並べて配置された一対の車輪であってもよい。この場合、鞍乗型車両は、一対の車輪車体とフレームとの間に設けられ、車体フレームに対して回転可能に支持されるアームを含むリンク機構を備えることができる。アームが車体フレームに対して回転することにより、一対の車輪の車体フレームに対する上下方向の相対位置が変更する。これにより、車体フレームが、鉛直方向に対して傾斜する。この構成では、リンク機構のアームを、バーハンドルの操舵力を一対の車輪へ伝達する操舵系の一部とすることができる。
【０１１４】
また、アシスト制御部６１の動作も上記例に限られない。例えば、ステップＳ１及びステップＳ２において、対応関係を示すデータとして、マップデータを用いる代わりに、関数データを用いて、指令値Ｉａ、Ｉｎを演算することもできる。
【０１１５】
上記実施形態では、閾値と車両の状態を示す検出値との比較する処理として、閾値と検出値とが同じある場合を含まない判定（例えば、Ｔｓ＞Ｔｈ１等）の例を示している。これを、閾値＝検出値を含むような判定（例えば、Ｔｓ＞＝Ｔｈ１）とした場合も、技術的意義は同じである。
【０１１６】
トルク検出部も、上記構成のトルクセンサ９０に限られない。例えば、トルク検出部は、モータ７０の電流に基づいて、操作トルクを計算する構成であってもよい。或いは、トルクセンサ９０は、ステアリングシャフト９又は減速機８０の回転軸のトルクを検出する構成であってもよい。また、磁歪式トルクセンサの代わりに、その他の方式のトルクセンサを用いることもできる。他の方式として、例えば、トーションバーの捩れを検出するトーションバー式、又は、ひずみゲージによりトルクを検出する方式等が挙げられる。
【０１１７】
また、上記例では、トルクセンサ９０は、操舵系２９の一部に設けられ、操舵系２９に入力されるトルクに応じて変形する変形容易部（トルク伝達部１３）の変形に基づく物理量の変化を検出する構成である。変形容易部の構成は、上記例に限られない。操舵トルクを検出するための変形容易部を、操舵系２９の任意の位置に設けることができる。例えば、ステアリングシャフト９とヘッドパイプ１０の間、又は、バーハンドル８に変形容易部を設けてもよい。
【０１１８】
トルクセンサ９０の出力は、操舵力のアシストの他の任意の制御に用いることもできる。例えば、トルクセンサ９０の出力を、トラクションコントロール、及び／又は、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）の制御に用いることができる。同様に、舵角センサ４４の出力も、他の任意の制御に用いることができる。
【０１１９】
舵角検出部４３も、図８に示す構成に限られない。例えば、舵角検出部は、モータ７０の電流に基づいて、舵角速度を計算する構成であってもよい。
【０１２０】
本発明は、自動二輪車１以外の任意の鞍乗型車両に適用することができる。例えば、自動三輪車、ＡＴＶ、スノーモービル、自転車等に本発明を適用することができる。なお、鞍乗型車両とは、乗員が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指している。
【０１２１】
本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。そのような実施形態は非排他的であると解釈されるべきである。
【図１】
2017206168.tif 000003
【図２】
2017206168.tif 000004
【図３】
2017206168.tif 000005
【図４】
2017206168.tif 000006
【図５】
2017206168.tif 000007
【図６】
2017206168.tif 000008
【図７】
2017206168.tif 000009
【図８】
2017206168.tif 000010
【図９】
2017206168.tif 000011
【図１０】
2017206168.tif 000012
【図１１】
2017206168.tif 000013
【図１２】
2017206168.tif 000014
【図１３】
2017206168.tif 000015