(57)【要約】【課題】適正且つ効率的に駆動力を制御する車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】転倒検出手段の出力信号が所定時間連続して検出された場合に車両が転倒状態であると判定する転倒判別手段と、転倒検出手段の出力信号が所定時間に所定回数断続して検出された場合に車両が悪路走行状態であると判定する悪路判別手段と、を有する。悪路判別手段が悪路走行状態であると判定した時、エンジン制御手段がエンジン出力を所定の割合低下させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態を制御するエンジン制御手段と車両の転倒状態を検出する転倒検出手段とを備えた車両における駆動力制御装置であって、
前記転倒検出手段の出力信号が所定時間連続して検出された場合に車両が転倒状態であると判定する転倒判別手段と、
前記転倒検出手段の出力信号が所定時間に所定回数断続して検出された場合に車両が悪路走行状態であると判定する悪路判別手段と、を有し、
前記悪路判別手段が悪路走行状態であると判定した時、前記エンジン制御手段がエンジン出力を所定の割合低下させることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記エンジン制御手段は、前記悪路判定手段による前記転倒検出手段の断続的な出力信号の検出回数に基づいて、前記エンジン出力の低下割合を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
点火時期遅角、点火間引、燃料間引及びスロットル開度のいずれか、又はそれらの組合せにより前記エンジン出力の低下制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御手段と車両の転倒検出手段とを備えた車両、典型的にはオフロード走行自動二輪車や鞍乗型の不整地走行車両（ＡＴＶ；All Terrain Vehicle）等における駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両においてオフロード走行では路面状態（砂利もしくは砂地、ぬかるみ、路面の起伏あるいは凹凸等々）は極めて過酷である。このためオンロード走行に比べて車輪のスリップ率が高く、一般にエンジンパワーを路面に伝える効率（路面グリップ性）が悪くなる。オフロード走行車両、特に大排気量スポーツレース用のＡＴＶ車両等にあっては、その有り余るパワーを十分に路面に伝えることが難しい。また、時々刻々と変化する路面状況に対して、必要で無駄のない適切なパワーにコントロールすることは、ベテランのライダーにおいても容易ではない。その対策として例えば、折角のパワーを抑えて使用する場合もある。
【０００３】
また、特許文献１に記載の車両では駆動輪を駆動制御する回転数制御手段を備え、駆動輪が所定状態以上にスリップしない状態を維持するように、回転数制御手段を介して駆動輪を減速するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のようにエンジンパワーを敢えて抑えて使用すると、例えばグリップ性が良好な路面を走行する際、却ってその本来備えている性能が十分に発揮されない。また、特許文献１に記載の車両等では特別な制御装置等が必要になり、コストアップを招来する等の問題がある。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑み、適正且つ効率的に駆動力を制御する車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両の駆動力制御装置は、エンジンの運転状態を制御するエンジン制御手段と車両の転倒状態を検出する転倒検出手段とを備えた車両における駆動力制御装置であって、  前記転倒検出手段の出力信号が所定時間連続して検出された場合に車両が転倒状態であると判定する転倒判別手段と、前記転倒検出手段の出力信号が所定時間に所定回数断続して検出された場合に車両が悪路走行状態であると判定する悪路判別手段と、を有し、前記悪路判別手段が悪路走行状態であると判定した時、前記エンジン制御手段がエンジン出力を所定の割合低下させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の車両の駆動力制御装置において、前記エンジン制御手段は、前記悪路判定手段による前記転倒検出手段の断続的な出力信号の検出回数に基づいて、前記エンジン出力の低下割合を決定することを特徴とする。
また、本発明の車両の駆動力制御装置において、点火時期遅角、点火間引、燃料間引及びスロットル開度のいずれか、又はそれらの組合せにより前記エンジン出力の低下制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、先ず装置構成上、特別なセンサ類や制御機器等を別途用意しないで済むため、特にコストや車両重量、更には車両サイズ等の点において格段に優れている。
また、転倒検出手段（転倒センサ）の出力信号により車両の揺れ、即ち路面状態を検知し、エンジン出力を規制制御することで、悪路等においても車両をスリップ等なく適正に走行させることができる。その場合、路面の荒れ具合に応じて規制量を変化させることにより、路面状況に応じた最適な駆動力で走行させることができ、極めて高い走行安定性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき、本発明による車両の駆動力制御装置の好適な実施の形態を説明する。
この実施の形態においては、本発明装置を例えば鞍乗型車両に適用した例とする。図１は、本発明に係る駆動力制御装置を備えた鞍乗型車両の側面図である。なお、本図において、矢印Ｆｒは前方を、矢印Ｒｒは後方をそれぞれ示す。
【００１１】
ここで先ず、鞍乗型車両１０の全体構成について説明する。図１において、鞍乗型車両１０は基本骨格を構成する鋼管製の車体フレームを備え、基本構成において、車体フレームの前部及び後部にそれぞれ一対の前輪１１及び後輪１２を配設し、前輪１１相互間に操舵装置１３を具備すると共に、前輪１１及び後輪１２との間の車体フレームにエンジンユニット１４を搭載する。
【００１２】
ここで、車体フレームは、上部フレーム１５Ａ、下部フレーム１５Ｂ及び前部フレーム１５Ｃ等からなり、これら各フレームは車幅方向にそれぞれ左右一対配設され、クロスメンバ等によって相互に連結されることで車両の骨格を構成している。
【００１３】
上部フレーム１５Ａ及び下部フレーム１５Ｂとの間には、エンジンユニット１４が搭載支持される。エンジンユニット１４は、例えば水冷式４サイクル単気筒のエンジン（内燃機関）を含み、その出力は、エンジンケース（クランクケース）１４Ａに一体に組み込まれたトランスミッションを経てドライブスプロケットに伝達される。エンジンユニット１４はまた、ドライサンプ式のエンジン潤滑を行うようにしており、エンジンユニット１４とは別体に不図示のオイルタンクを装備する。なお、上記ドライブスプロケットはチェーンを介して、後輪１２のドリブンスプロケットと結合しており、これにより後輪１２が回転駆動することになる。
【００１４】
上部フレーム１５Ａ上には、鞍乗型のシート１６が設置される。またシート１６の前方にはフロントフェンダ１７が設置され、シート１６の側方下側から後方にかけては、車両側面をカバーするサイドカバーと一体となったリヤフェンダ１８が設置される。これらフロントフェンダ１７及びリヤフェンダ１８は合成樹脂材料等により成形される。また、シート１６の下方には、上部フレーム１５Ａに搭載されるかたちで燃料タンク１９が搭載される。
【００１５】
シート１６の下方には更に、ＥＣＭ（Engine Control Module）２０が搭載されている。  ＥＣＭ２０は、鞍乗型車両１０に設けられた各種センサからの信号を受け、メータパネル２７において燃料残量表示や速度表示等を行ったり、エンジン始動制御、インジェクタの燃料噴射量の制御、スパークプラグによる点火制御等を行ったりする。なお、ＥＣＭ２０は具体的には例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む１ユニットとして構成される。
【００１６】
また、図１において燃料タンク１９及びＥＣＭ２０の前方、シート１６及びフロントフェンダ１７の内側には、上部フレーム１５Ａに搭載されるかたちでエアクリーナ２１が設置される。エアクリーナ２１は、エンジンケース１４Ａの上部から延びるブリーザーホース２２を接続する。
【００１７】
エアクリーナ２１の前方には前輪１１を操向するためのステアリングハンドル２３及びこれを支持するステアリングシャフト２４が設置される。ステアリングシャフト２４は、その下端部が車両中央部における前輪１１の車軸付近に位置する軸受部（操舵装置１３が含む）で回転可能に軸支されており、また、エンジンユニット１４側、即ち後上方に傾斜配置される。また、ステアリングシャフト２４の前方にはラジエータ２５が設置される。
【００１８】
ステアリングハンドル２３は、回転可能に支持されたスロットルハンドルを有しており、ライダーによる該スロットルハンドルの操作に応じて、エンジンユニット１４に含まれるスロットルバルブの開度が調整される。そして、スロットルバルブの開度に応じエンジン内部に供給されるエアクリーナ２１からの空気の量が調整されることで、エンジン出力が制御される。
【００１９】
ステアリングハンドル２３の前方にはフロントカウル２６が設置される。フロントカウル２６内側には、ＬＥＤやＬＣＤ等を含むメータパネル２７が設置され、これにより鞍乗型車両１０のライダーは、走行中等に眼下のメータパネル２７を視認することで、例えば速度や燃料残量を確認することができる。
【００２０】
先述したようにエンジンユニット１４は、例えば水冷式４サイクル単気筒のエンジンを採用する一方、その燃料の流入方式としては、ＦＩ（Fuel Injection）仕様を採用する。ＦＩ仕様のエンジンにおいては、エアクリーナ２１から延出するインテークパイプ２８からスロットルボディ２９に空気が供給され、供給された空気と、スロットルボディ２９に装着されたインジェクタが噴射する燃料とが混じりあい、混合気となってエンジン内に流入する。ここで混合気の流入量はスロットルバルブにより調整される。また、インジェクタは所定のタイミングで燃料を噴射するようにＥＣＭ２０により制御される。そして、混合気がエンジン内部に流入すると、エンジンに装着されたスパークプラグがイグニッションコイルからの電圧を受け所定のタイミングで点火を行い、混合気が燃焼される。
【００２１】
混合気燃焼後の排気ガスは、エンジンユニット１４前方に取り付けられた排気管３０によって排出される。排気管３０は、前方に突出してその後、エンジンの車両幅方向の一側方側を通って車両後方へ向けて延出し、車両後方側の後輪１２上でマフラ３１に接続する。
【００２２】
次に、鞍乗型車両１０の制御系について、図２を用いて説明する。図２は、ＥＣＭ２０、各種センサ等を繋ぐ鞍乗型車両１０のシステム構成を説明する図である。なお、本図において図１と同様の構成要素については同符号で示し、またここでは本発明の主要部分についてのみ説明する。
【００２３】
図２に示されるようにＥＣＭ２０には、各種センサ及びスイッチ等が接続されている。ＥＣＭ２０は、これらからの信号に応じて、車両における各種制御を行う。
これらのうち先ず、クランクシャフトポジションセンサ（ＣＫＰセンサ）２０１は、クランクシャフト位置（角度）検出する。ＥＣＭ２０は、検出されたクランクシャフト位置信号に基づき、エンジン回転数、ピストン位置を算出し、燃料噴射、点火時期等の制御を行う。
【００２４】
スロットルポジションセンサ２０２は、スロットルボディ２９内のスロットルバルブの状態（全閉、加速、全開等）を検出する。ＥＣＭ２０は、検出されたスロットルバルブの状態に応じて、燃料噴射、点火時期等の制御を行う。
【００２５】
空気圧センサ２０３は、インテークパイプ２８或いはスロットルボディ２９を流れる空気の空気圧を検出する。ＥＣＭ２０は、検出された空気圧に応じて、燃料噴射、点火時期等の制御を行う。
【００２６】
冷却液温度センサ２０４は、エンジン内の冷却液（クーラント液）の温度を検出する。吸気温度センサ２０５は、インテークパイプ２８或いはスロットルボディ２９を流れる空気の温度（吸気温度）を検出する。ＥＣＭ２０は、これら検出された温度に応じて、噴射時間の制御等を行う。
【００２７】
転倒（Tip Over；ＴＯ）センサ２０６は、後述するように鞍乗型車両１０の転倒を検出する。ＥＣＭ２０は、転倒が検出された場合には、エンジン停止等の制御を行う。
【００２８】
ＩＳＣバルブ２０７はＥＣＭ２０からの信号に応じて、エンジンに吸入される空気量を変化させ、アイドリング回転数等を制御する。デフロックスイッチ２０８は、ＥＣＭ２０からの指令に応じて、デファレンシャルギヤの差動機能をロック或いは解除する。
【００２９】
インジェクタ２０９は、所謂燃料噴射装置であり、ＥＣＭ２０からの指令に応じて、燃料を噴射する。なお、燃料ポンプ２１２によってインジェクタ２０９に対して燃料が供給される。イグニッションコイル２１０は、オルタネータで発電された所定のボルトの電圧を、電磁誘導によってスパークプラグの点火に必要な数万ボルトに増幅する装置である。
【００３０】
警告解除スイッチ２１１は、燃料残量に応じた点火カットもしくは燃料カット制御等のエンジン制御を行う動作を解除するためのスイッチである。警告解除スイッチ２１１は、ステアリングハンドル２３のスロットルハンドル近傍に配置されているものとするが、例えばメータパネル２７上に設ける構成であっても構わない。
【００３１】
さて、本発明において鞍乗型車両１０は、上述のようにエンジンの運転状態を制御するエンジン制御手段（ＥＣＭ２０）と車両の転倒状態を検出する転倒検出手段（転倒センサ２０６）とを備える。更に、鞍乗型車両１０に対する駆動力を制御する駆動力制御装置を有する。この駆動力制御装置は、転倒検出手段の出力信号が所定時間連続して検出された場合に車両が転倒状態であると判定する転倒判別手段と、転倒検出手段の出力信号が所定時間に所定回数断続して検出された場合に車両が悪路走行状態であると判定する悪路判別手段と、を有する。これらの手段は実質的にＥＣＭ２０のＣＰＵによって実現される。
【００３２】
ここで、図３は、転倒センサ２０６の具体的構成例（ハード構成）を示している。この転倒センサ２０６は好適には車両中央（左右方向）部位であって、具体的にはステアリングシャフト２４の上部等に配設される。鉛直面に沿って配置された基板３２には矢印Ａ，Ａ′のように揺動可能に垂下された錘片３３が搭載されている。この錘片３３はスイッチとして機能し、即ち矢印Ａ，Ａ′のように揺動した際、基板３２上に略円弧状に敷設された接点３４（図３、斜線部）と接触し得るようになっている。錘片３３が接点３４と接触したことにより発生する信号は、ＥＣＭ２０へ送出される。
【００３３】
なお、転倒センサ２０６は悪路走行時等においてその時の車両の揺れに反応することがあるが、その信号形態は例えば図４（ａ）に示されるように基本的にはパルス状（もしくは断続的）の信号である。一方、転倒時には錘片３３及び接点３４が接触したままとなり、転倒状態を解除しない限り、図４（ｂ）に示されるようにスイッチＯＮ状態が持続する。
【００３４】
本発明ではかかる転倒センサ２０６の信号を利用して、悪路判別手段が悪路走行状態であると判定した時、エンジン制御手段がエンジン出力を所定の割合低下させる。
その際、エンジン制御手段は、悪路判定手段による転倒検出手段の断続的な出力信号の検出回数に基づいて、エンジン出力の低下割合を決定する。
【００３５】
次に、本発明装置の主動作について図５を用いて説明する。図５は、鞍乗型車両１０においてエンジン制御する際の流れを説明するフローチャートである。なお、ＥＣＭ２０が鞍乗型車両１０の各部を制御することで実行される。
【００３６】
ステップＳ１において、転倒センサ２０６からの信号の有無をチェックする。信号無しの場合、悪路ではないと判断し、ステップＳ１０へ進み、ここでは通常のエンジン制御が行われる。また、信号有りの場合、ステップＳ２へ進む。
【００３７】
ステップＳ２において、転倒センサ２０６の信号時間（ｔ）を計測し（図４（ａ）参照）、転倒判断用の設定時間（Ｔ１）と比較する。信号時間（ｔ）が設定時間（Ｔ１）以上である場合、車両転倒状態であると判断して、ステップＳ３へ進む。信号時間（ｔ）が設定時間（Ｔ１）よりも短い場合、悪路走行状態であると判断し、ステップＳ４へ進む。
【００３８】
ステップＳ３において、これは実質的に従来の転倒制御であり、エンジン停止制御を実行して終了する。
【００３９】
ステップＳ４において、なおこのステップは必要に応じて行われるが、駆動力制御スイッチがＯＮの場合、ステップＳ５へ進む。ＯＦＦの場合にはステップＳ１０へ進み、通常のエンジン制御が行われる。このステップでは、運転者が悪路でもフルパワーで走行したい場合などのために、例えば制御解除用のＯＮ／ＯＦＦスイッチを備えており、通常をＯＮとする。また、運転者がスイッチをＯＦＦにして、悪路走行制御をキャンセルできるようになっている。
【００４０】
ステップＳ５、ステップＳ６において、悪路走行状態であると判断された後、スロットル開度（α）とエンジン回転数（N）が所定の開度（α１）、所定の回転数（N１）以上であるか否かをチェックする。共に所定値以上の場合、ステップＳ７へ進む。どちらか一方でも所定値未満の場合、ステップＳ１０へ進み通常のエンジン制御を行なう。
【００４１】
ここでの制御は、高出力時にスリップ防止を目的として出力規制を行うものであるため、低速時は通常制御が行われる。また、スロットル開度が大で、回転数が小の場合は、坂道走行状態等が考えられる。このような場合出力を低下させると登坂できなくなる可能性がある。一方、スロットル開度が小で、回転数が大の場合は、減速状態等が考えられる。この場合には、出力を低下させると回転数が低下してエンストが発生する可能性がある。
【００４２】
ステップＳ７において、ステップＳ５及びステップＳ６共にＹｅｓ場合、図６に示すように悪路走行用の設定時間（Ｔ２）中の転倒センサ出力信号数（K）をカウントする。この設定時間Ｔ２は、最初の信号入力時からの時間とし、最初の信号を１とカウントする。なお、Ｔ２＝Ｔ１でも差し支えないが、Ｔ２＜Ｔ１とする方が、フローサイクルが短くなるので好ましい。
【００４３】
舗装路等の良好な路面状態では、図６（ａ）のように基本的には転倒センサ２０６からの信号は無く、悪路走行では、なお程度にもよるが図６（ｂ）のように設定時間（Ｔ２）中に例えば３つ（K＝３）の出力信号が出る。また、極めて荒れた悪路の場合には図６（ｃ）のようにK＝８の出力信号が出る。
【００４４】
ステップＳ８において、ステップＳ７でカウントした信号数（K）に対応するエンジン出力低下割合を算出する。この場合、前述したように転倒センサ２０６の出力信号の検出回数、即ち車両の揺れ頻度に基づいて、エンジン出力の低下割合を決定する。例えば、図７に示したように揺れ頻度に応じて出力規制量が増大するように制御される。
なお、エンジン出力低下割合は、予め信号数（K）に対応する補正マップを備えて、それを読み込んでもよい。
【００４５】
ステップＳ９において、ステップＳ８にて決定した割合でエンジン出力低下制御を実行し、その実行後ステップＳ１へ戻る。
【００４６】
ここで、エンジン出力を低下制御する際の具体例を説明する。この制御例として、例えばエンジンの点火時期を遅角させる、点火を間引く、燃料供給を間引く、あるいはスロットル制御（スロットルの絞り）を行う等の手法が可能である。
先ず、点火時期の遅角制御では、クランクシャフト位置はＣＫＰセンサ２０１によって検出されおり、ＣＫＰセンサ２０１の検出信号を利用してイグニッションコイル２１０従ってスパークプラグの点火時期を遅らせる。その場合、転倒センサの出力信号の検出回数に基づいて、遅角量を変化させる。
【００４７】
また、点火間引制御では、通常クランク２回転に１度、従ってクランク６回転で３回点火を行うが（４サイクルエンジン）、点火を１回間引き、即ち６回転に２回だけスパークプラグにより点火する。その場合、転倒センサ２０６の出力信号の検出回数に基づいて、間引回数を変化させる。
【００４８】
また、燃料間引制御では、インジェクタ２０９から所定間隔（通常クランク２回転に１度噴射）で燃料を噴射する回数を減らすことで対応できる。その場合、転倒センサの出力信号の検出回数に基づいて、燃料間引き回数を変化させる。
【００４９】
また、スロットル制御では（なお、所謂サブスロットル仕様の場合も含む）、スロットル開度はスロットルポジションセンサ２０２によって検出されており、スロットルポジションセンサ２０２の検出信号を利用してスロットル開度を小さくする。
【００５０】
上述したエンジン出力を低下制御する各手法は、これを単独で実行する場合の他に、互いに組合せ併用することも可能である。例えば、点火時期を遅角と点火間引とを併用してもよく、必要に応じて適宜選択することができる。
【００５１】
このように転倒センサ２０６の出力信号により車両の揺れ、即ち路面状態を検知し、エンジン出力を規制制御することで、悪路等においても車両をスリップ等なく適正に走行させることができる。その場合、路面の荒れ具合に応じて規制量を変化させることにより、路面状況に応じた最適な駆動力で走行させることができ、極めて高い走行安定性を実現することができる。
また、本発明装置において、特別なセンサ類や制御機器等を別途用意しないで済むため、特にコストや車両重量、更には車両サイズ等の点において格段に優位である。
【００５２】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、本実施の形態では、ＦＩ仕様の鞍乗型車両１０について説明したが、本発明はキャブレター仕様の車両においても点火間引運転をさせることで適用できる。
また、本実施形態で説明した鞍乗型車両１０はその典型的なものといえるが、本発明は鞍乗型車両以外の車両、例えば自動二輪車、雪上車、水上バギー等でも好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の車両の駆動力制御装置を備えた鞍乗型車両の側面図である。
【図２】本発明の車両の駆動力制御装置に係るシステム構成例を説明する図である。
【図３】本発明の車両の駆動力制御装置に係る転倒センサの構成例を説明する正面図である。
【図４】本発明の車両の駆動力制御装置に係る転倒センサの出力信号の例をそれぞれ示す図である。
【図５】本発明の車両の駆動力制御装置の作動例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の車両の駆動力制御装置に係る転倒センサの出力信号の例をそれぞれ示す図である。
【図７】本発明の車両の駆動力制御装置に係る転倒センサの出力信号の検出回数（車両の揺れ頻度）とエンジン出力の低下割合の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  鞍乗型車両、１１  前輪、１２  後輪、１３  操舵装置、１４  エンジンユニット、１６  シート、１７  フロントフェンダ、１８  リヤフェンダ、１９  燃料タンク、２０  ＥＣＭ、２１  エアクリーナ、２３  ステアリングハンドル、２４  ステアリングシャフト、２５  ラジエータ、２６  フロントカウル、２７  メータパネル、２９  スロットルボディ、３０  排気管、３１  マフラ、３２  基板、３３  錘片、３４  接点、２０１  ＣＫＰセンサ、２０２  スロットルポジションセンサ、２０３  空気圧センサ、２０４  冷却液温度センサ、２０５  吸気温度センサ、２０６  転倒センサ、２０８  デフロックスイッチ、２０９  インジェクタ。
【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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