JP5039349B2 - Saddle-type vehicle attitude detection device, engine control device, and saddle-type vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、加速度センサを用いて車両の姿勢を検知する姿勢検知装置、検知した車両の姿勢に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置、及び該エンジン制御装置を搭載する鞍乗型車両に関する。 The present invention relates to an attitude detection device that detects the attitude of a vehicle using an acceleration sensor, an engine control apparatus that controls an engine based on the detected attitude of the vehicle, and a straddle-type vehicle equipped with the engine control apparatus.
従来、2方向の加速度を検知する加速度センサを備え、車両の上下方向(高さ方向)と左右方向(幅方向)とにおける重力加速度の加速度成分を検知し、車両が左右方向に傾いている場合には、これらの加速度成分がその傾斜角(ロール角)に応じて共に変化することを利用して、これらの加速度成分に基づいてロール角を検知する装置が提案されている(例えば、特許文献1)。従来、この様な装置は、検知したロール角に基づいて、車両が転倒したか否かを判定する転倒検知装置として用いられている。
ところで、自動二輪車などの鞍乗型車両では、ロール角だけでなく、ピッチ角(車両の前後軸の傾き)を検知したいとする要望がある。例えば、急な崖を走行したり、前車輪が路面から離れた状態で走行するウィリー走行に利用される自動二輪車などでは、車両のピッチ角に応じてエンジンの出力を制御したいとする要望がある。 By the way, in a saddle riding type vehicle such as a motorcycle, there is a demand for detecting not only a roll angle but also a pitch angle (an inclination of a longitudinal axis of the vehicle). For example, there is a demand to control the output of the engine according to the pitch angle of the vehicle, such as a motorcycle used for a wheelie traveling that travels on a steep cliff or travels with the front wheels away from the road surface. .
車両のピッチ角を検知する方法としては、車両の前後方向の加速度成分を検知し、重力加速度に対する、前後方向の加速度成分の割合を算出し、該割合に基づいてピッチ角を検知する方法が考えられる。 As a method of detecting the pitch angle of the vehicle, a method of detecting the acceleration component in the front-rear direction of the vehicle, calculating the ratio of the acceleration component in the front-rear direction to the gravitational acceleration, and detecting the pitch angle based on the ratio is considered. It is done.
しかしながら、従来備えられている上下方向と左右方向の加速度を検知するセンサに加えて、さらに、前後方向の加速度を検知するセンサを備えたり、3方向の加速度を検知するセンサを新たに備えたりすると、その分だけコストが上昇する。また、センサを設置するためのスペースの確保が困難になる恐れがある。 However, in addition to the sensors that detect the acceleration in the vertical direction and the horizontal direction that are conventionally provided, in addition to a sensor that detects the acceleration in the front-rear direction, or a new sensor that detects the acceleration in the three directions The cost will increase by that amount. Further, it may be difficult to secure a space for installing the sensor.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、2方向の加速度を検知する加速度センサの検知方向を車両の前後方向に向けることなく、車両のピッチ角を検知できる姿勢検知装置、ピッチ角に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置、及び鞍乗型車両を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is an attitude capable of detecting the pitch angle of a vehicle without directing the detection direction of an acceleration sensor for detecting acceleration in two directions in the front-rear direction of the vehicle. An object of the present invention is to provide a detection device, an engine control device that controls an engine based on a pitch angle, and a straddle-type vehicle.
上記課題を解決するために、本発明に係る姿勢検知装置は、車両の前後方向とは異なる方向に定められる第1の方向の重力加速度の加速度成分と、前記前後方向及び前記第1の方向とは異なる方向に定められる第2の方向の重力加速度の加速度成分とを検知するための加速度検知手段と、車両のピッチ角に対応する値を算出するピッチ角検知手段と、を備える。そして、前記ピッチ角検知手段は、前記第1の方向の加速度成分と前記第2の方向の加速度成分とを使用して、車両の前後方向に垂直な平面における重力加速度の射影成分と、重力加速度との割合を、ピッチ角に対応する値として算出する。本発明によれば、前後方向の加速度成分を検知するためのセンサを新たに設置することなく、車両のピッチ角を検知できる。 In order to solve the above problems, an attitude detection device according to the present invention includes an acceleration component of gravitational acceleration in a first direction determined in a direction different from the front-rear direction of the vehicle, the front-rear direction, and the first direction. Comprises acceleration detecting means for detecting an acceleration component of gravitational acceleration in a second direction defined in different directions, and pitch angle detecting means for calculating a value corresponding to the pitch angle of the vehicle. Then, the pitch angle detection means uses the acceleration component in the first direction and the acceleration component in the second direction, and a projection component of gravity acceleration in a plane perpendicular to the front-rear direction of the vehicle, and gravity acceleration Is calculated as a value corresponding to the pitch angle. According to the present invention, the pitch angle of a vehicle can be detected without newly installing a sensor for detecting an acceleration component in the front-rear direction.
本発明の一態様では、前記第1の方向と前記第2の方向とを直交させてもよい。この態様によれば、より簡易な処理で車両の前後方向に垂直な平面における重力加速度の射影成分と、重力加速度との割合を算出できるようになる。この態様では、前記第1の方向は、車両の左右方向にしてもよい。また、前記第2の方向は、車両の上下方向にしてもよい。これによって、上記算出処理をさらに簡易にできる。 In one embodiment of the present invention, the first direction and the second direction may be orthogonal to each other. According to this aspect, it is possible to calculate the ratio between the gravitational acceleration and the projected component of the gravitational acceleration in a plane perpendicular to the front-rear direction of the vehicle with simpler processing. In this aspect, the first direction may be the left-right direction of the vehicle. The second direction may be the vertical direction of the vehicle. Thereby, the calculation process can be further simplified.
また、本発明の他の態様では、前記加速度検知手段は、検出信号からノイズ信号を取り出すノイズ抽出手段と、前記検出信号から、前記ノイズ抽出手段によって取り出されたノイズ信号を差し引いて得られる信号を、前記加速度成分に対応する信号として出力する減算手段と、を備える。この態様によれば、姿勢検知の正確性が向上する。 In another aspect of the present invention, the acceleration detection means includes a noise extraction means for extracting a noise signal from a detection signal, and a signal obtained by subtracting the noise signal extracted by the noise extraction means from the detection signal. Subtracting means for outputting as a signal corresponding to the acceleration component. According to this aspect, the accuracy of posture detection is improved.
また、この態様では、前記ノイズ抽出手段をハイパスフィルタ回路にしてもよい。これによって、フィルタ回路を通過することによる信号の位相遅れを抑制でき、姿勢検知に要する時間を短縮できる。 In this aspect, the noise extraction means may be a high-pass filter circuit. Thereby, the phase delay of the signal due to passing through the filter circuit can be suppressed, and the time required for posture detection can be shortened.
また、本発明に係るエンジン制御装置は、上記姿勢検知装置によって検知される車両のピッチ角に対応する前記値に基づいて、エンジンを制御する。本発明によれば、前後方向の加速度成分を検知するためのセンサを新たに設置することなく車両のピッチ角を検知し、該ピッチ角に基づいてエンジンを制御できるようになる。 The engine control apparatus according to the present invention controls the engine based on the value corresponding to the pitch angle of the vehicle detected by the attitude detection apparatus. According to the present invention, the pitch angle of the vehicle can be detected without newly installing a sensor for detecting the acceleration component in the front-rear direction, and the engine can be controlled based on the pitch angle.
また、本発明に係る鞍乗型車両は、上記エンジン制御装置を搭載する。本発明によれば、前後方向の加速度成分を検知するためのセンサを新たに設置することなく車両のピッチ角を検知し、該ピッチ角に基づいてエンジンを制御できるようになる。ここで、鞍乗型車両は、例えば自動二輪車(スクータを含む)、四輪バギー、スノーモービル等である。 A straddle-type vehicle according to the present invention is equipped with the engine control device. According to the present invention, the pitch angle of the vehicle can be detected without newly installing a sensor for detecting the acceleration component in the front-rear direction, and the engine can be controlled based on the pitch angle. Here, the straddle-type vehicle is, for example, a motorcycle (including a scooter), a four-wheel buggy, a snowmobile, or the like.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る姿勢検知装置10、及び当該姿勢検知装置10を含むエンジン制御装置20を搭載した自動二輪車1の側面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a motorcycle 1 equipped with an
図1に示すように、自動二輪車1は、姿勢検知装置10と、エンジン制御装置20と、車体フレーム3と、エンジンユニット26とを備えている。
As shown in FIG. 1, the motorcycle 1 includes an
車体フレーム3は、その前端部に、ステアリングシャフト4を支持するステアリングヘッド部3aを有している。車体フレーム3は、該ステアリングヘッド部3aから斜め下方に向けて延伸した後、屈曲し、シート6の下方まで延伸している。その後、車体フレーム3は、シート6の下方から、車両後方に向けて斜めに延伸している。
The
車両の後部には、エンジンユニット26が配置されている。エンジンユニット26は、ユニットスイング式であり、ピボット軸9を支点として、後車輪5とともに上下動する。エンジンユニット26は、シリンダ26c等を有するエンジン26aと、該エンジン26aから出力された駆動力を後車輪5に伝達する駆動力伝達機構26bとを含んでいる。エンジン26aは、シリンダ26cに供給された燃料と空気の混合気を燃焼させる点火プラグ21を備えている。
An
エンジンユニット26の上方には、エアクリーナ23が配置されている。エアクリーナ23を通過し浄化された空気は、吸気管24及びスロットルボディ25によって構成される吸気通路を流れてエンジン26aに供給される。スロットルボディ25には、燃料を吸気通路内に噴射するインジェクタ22が取り付けられている。
An
姿勢検知装置10は、ここでは、ステアリングヘッド3aより僅かに下方に配置され、車体フレーム3によって支持されている。なお、姿勢検知装置10の配置位置は、これに限られない。例えば、シート6の下方に配置され、車体フレーム3によって支持されてもよい。
Here, the
ここで、エンジン制御装置20について説明する。図2は、エンジン制御装置20の構成を示すブロック図である。エンジン制御装置20は、姿勢検知装置10と、インジェクタ22と、点火プラグ21とを含み、姿勢検知装置10は、制御回路11と、記憶装置12と、加速度検知装置16とを含んでいる。また、加速度検知装置16は、加速度センサ13と、A/D変換回路14と、ハイパスフィルタ回路15aと、位相補償回路15bと、減算回路15cと、を含んでいる。これらハイパスフィルタ回路15aと、位相補償回路15bと、減算回路15cは、ノイズ除去回路15を構成し、ここでは、アナログ回路であるものとして説明する。
Here, the
制御回路11は、CPU(Central Processing Unit)を含み、記憶装置12に格納されているプログラムを実行して、車両に搭載される各種電装品を制御する。例えば、制御回路11は、車両の運転状態に応じて点火プラグ21の点火タイミングや、インジェクタ22による燃料の噴射量などを制御する。本実施の形態では、制御回路11は、加速度センサ13が出力する信号に基づいて、車両の姿勢を検知する処理を行い、検知された姿勢に基づいて点火プラグ21の点火タイミングや、インジェクタ22による燃料の噴射量を制御する。制御回路11が実行する処理については、後において説明する。
The
記憶装置12は、揮発性のメモリや、不揮発性のメモリを含み、制御回路11が実行するプログラムを保持している。
The
加速度センサ13は、例えば、静電容量方式の加速度センサや、圧電素子を用いた加速度センサなど、半導体を用いた加速度センサであり、直交する2方向の加速度に応じた電圧信号を出力する。加速度センサ13は、その検知方向が車両の上下方向(高さ方向)と左右方向(車幅方向)とになるように配置され、各方向における重力加速度の加速度成分に応じた信号を、減算回路15cとハイパスフィルタ回路15aとに出力する。
The
なお、この例では、加速度センサ13は、半導体を利用した加速度センサであるとして説明するが、例えば、振り子式の加速度センサでもよい。また、加速度センサ13は、2方向の加速度を検知する2軸センサでなく、2つの1軸センサでもよい。この場合、この2つの1軸センサは、検知方向が車両の上下方向と前後方向となるように設置される。
In this example, the
ノイズ除去回路15は、加速度センサ13から入力される信号から、当該信号に含まれるノイズ信号(車両の振動や、エンジン26aの振動などによって生じる信号)を抽出する。そして、加速度センサ13から入力された信号から、ノイズ信号を差し引いて得られる信号を、加速度信号としてA/D変換回路14に出力する。以下、ノイズ除去回路15を構成する各回路について説明する。
The
ハイパスフィルタ回路15aは、加速度センサ13から入力される信号からノイズ信号を抽出する。すなわち、ハイパスフィルタ回路15aは、加速度センサ13から入力される信号において、所定のカットオフ周波数より低い周波数の信号を減衰させ、当該カットオフ周波数より高い周波数の信号を通過させる。ハイパスフィルタ回路15aを通過する周波数の高い信号は、位相補償回路15bに入力される。一般的に、エンジン26a等の振動によるノイズ信号は、車両の姿勢変化によって変動する信号より、周波数が高い。ここでは、カットオフ周波数が、ノイズ信号の周波数より低く、車両の姿勢変化を示す信号の周波数より高く設定されており、ハイパスフィルタ回路15aは、ノイズ信号を出力する。
The high-
位相補償回路15bは、ハイパスフィルタ回路15aを通過することによって生じる信号の位相シフトを補償する。例えば、ハイパスフィルタ回路15aが、当該回路を通過する信号の位相を、所定の位相差だけ進める場合には、位相補償回路15bは、ハイパスフィルタ回路15aから入力される信号の位相を、当該所定の位相差だけ遅らせて、減算回路15cに出力する。
The
減算回路15cは、加速度センサ13が出力する信号から、位相補償回路15bから入力されるノイズ信号を差し引いて、得られる信号を加速度信号としてA/D変換回路14に出力する。A/D変換回路14は、減算回路15cから入力されたアナログの加速度信号をデジタル信号に変換して、制御回路11に出力する。
The
図3(a)は、加速度センサ13が出力する信号の例を示し、図3(b)は、位相補償回路15bが出力するノイズ信号の例を示し、図3(c)は、減算回路15cが出力する加速度信号の例を示している。また、ここでは、車両がウィリー走行などを始める際に、車両が傾くことによって、重力加速度の上下方向の成分が徐々に小さくなる場合を例にして説明する。
3A shows an example of a signal output from the
図3(a)に示すように、加速度センサ13から出力される上下方向の加速度成分に応じた信号は、時間が経過するに従って徐々に小さくなるとともに、エンジン26aの振動や車両の振動によって生じる周波数の高いノイズ信号を含んでいる。
As shown in FIG. 3A, the signal corresponding to the vertical acceleration component output from the
上述したように、ハイパスフィルタ回路15aは、加速度センサ13から入力される信号に含まれる周波数の低い信号を抑制し、周波数の高いノイズ信号のみを通過させる。その結果、図3(b)では、周波数の高いノイズ信号のみが示されている。
As described above, the high-
また、上述したように、減算回路15cは、加速度センサ13から入力される信号から、位相補償回路15bから入力されるノイズ信号を減算し、得られる信号を加速度信号として出力する。従って、図3(c)では、重力加速度の上下方向の成分を示す周波数の低い加速度信号が示されている。同図において、該加速度信号は、時間の経過に従って、漸次小さくなっており、車両が傾くことによってピッチ角(前後軸の傾き)が大きくなることを示している。
Further, as described above, the
ここで、制御回路11が実行する処理について説明する。制御回路11は、A/D変換回路14から入力される加速度信号に基づいて、上下方向と左右方向の加速度成分を検知し、該加速度成分に基づいて、車両のピッチ角に対応する値(以下、ピッチ角対応値とする)を算出する。そして、該ピッチ角対応値に基づいて、点火プラグ21によるエンジン26aの点火タイミングや、インジェクタ22による燃料の噴射量などを制御する。図4は、制御回路11の機能ブロック図である。制御回路11は、機能的には、ピッチ角検知部11aと、判定処理部11bと、エンジン制御部11cとを含んでいる。
Here, processing executed by the
ピッチ角検知部11aは、所定のサンプリング周期で、車両の上下方向の加速度成分(以下、上下方向成分とする)と、左右方向の加速度成分(以下、左右方向成分とする)と検知する。そして、これらの加速度成分を使用して、車両の前後方向に垂直な平面における重力加速度の射影成分と、重力加速度との割合を、ピッチ角対応値として算出する。ピッチ角対応値の算出処理は、例えば、次のように実行される。
The pitch
ピッチ角検知部11aは、まず、上下方向成分Adownと、左右方向成分Alrとに基づいて、車両の前後方向に垂直な平面に対する重力加速度の正射影成分(以下、垂直面射影成分とする)Avertを算出する。具体的には、垂直面射影成分Avertの二乗値を、上下方向成分Adownの二乗値に、左右方向成分Alrの二乗値を加えて算出する(Avert^2=Adown^2+Alr^2)。
First, the pitch
次に、ピッチ角検知部11aは、重力加速度Gと、算出した垂直面射影成分Avertとに基づいて、車両のピッチ角φの余弦値cos(φ)をピッチ角対応値として算出する。具体的には、ピッチ角検知部11aは、垂直面射影成分Avertを、重力加速度Gで除して、ピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出する(cos(φ)=Avert/G)。
Next, the pitch
図5は、ピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出する処理を説明するための図である。図5(a)は、左右方向に傾いた姿勢で配置される車両Mを正面から臨む様子を示す概念図である。図5(b)は、図5(a)と同じ車両Mを側方から臨む様子を示す概念図である。なお、図5(a)において、D1は車両Mの左右方向を示し、D2は、車両Mの上下方向を示している。また、図5(b)において、Dは車両Mの前後方向を示し、車両Mは路面Eに対して角度φだけ傾いている。 FIG. 5 is a diagram for explaining processing for calculating the cosine value cos (φ) of the pitch angle φ. FIG. 5A is a conceptual diagram showing a state in which the vehicle M arranged in a posture inclined in the left-right direction is viewed from the front. FIG.5 (b) is a conceptual diagram which shows a mode that the same vehicle M as Fig.5 (a) is seen from a side. In FIG. 5A, D1 indicates the left-right direction of the vehicle M, and D2 indicates the vertical direction of the vehicle M. 5B, D indicates the front-rear direction of the vehicle M, and the vehicle M is inclined with respect to the road surface E by an angle φ.
図5(a)に示すように、垂直面射影成分Avertのベクトルは、車両の上下方向成分Adownのベクトルと、左右方向成分Alrのベクトルとに分解される。そこで、この例では、ピッチ角検知部11aは、上述した算式(Avert^2=Adown^2+Alr^2)に、加速度センサ13によって検知した上下方向成分Adownと、左右方向成分Alrとを代入することによって、垂直面射影成分Avertを算出する。
As shown in FIG. 5A, the vector of the vertical plane projection component Avert is decomposed into a vertical vector component Adown vector and a horizontal component Alr vector of the vehicle. Therefore, in this example, the pitch
また、図5(b)に示すように、垂直面射影成分Avertと、重力加速度Gとは、(1)式の関係にあり、車両の前後軸が傾斜すると、垂直射影成分Avertは、その傾斜角φに応じて小さくなる。そこで、この例では、ピッチ角検知部11aは、垂直面射影成分Avertを、重力加速度Gで除することで、ピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出する。
Avert=Gcos(φ)・・・(1)
Further, as shown in FIG. 5B, the vertical plane projection component Avert and the gravitational acceleration G are in the relationship of the expression (1), and when the longitudinal axis of the vehicle tilts, the vertical projection component Avert It becomes smaller according to the angle φ. Therefore, in this example, the
Avert = Gcos (φ) (1)
なお、ピッチ角検知部11aによる、余弦値cos(φ)の算出処理は、以上説明した方法に限られない。例えば、上下方向成分Adownと、左右方向成分Alrとを、(2)式に代入し、垂直面射影成分Avertを、重力加速度Gで除して、ピッチ角の余弦値cos(φ)を算出してもよい。なお、(2)式において、(√(Adown^2+Alr^2)が垂直面射影成分となっている。
cos(φ)=√(Adown^2+Alr^2)/G・・・(2)
Note that the cosine value cos (φ) calculation processing by the pitch
cos (φ) = √ (Adown ^ 2 + Alr ^ 2) / G (2)
また、加速度成分と、ピッチ角φの対応関係を示すテーブルを予め記憶装置12に格納しておいてもよい。そして、ピッチ角検知部11aは、該テーブルを参照して、ピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出してもよい。
In addition, a table indicating the correspondence between the acceleration component and the pitch angle φ may be stored in the
例えば、垂直面射影成分Avertと、ピッチ角φの余弦値cos(φ)との対応関係を示すテーブルを予め記憶装置12に格納しておく。そして、ピッチ角検知部11aは、上下方向成分Adownと左右方向成分Alrとに基づいて、垂直面射影成分Avertを算出した後、該テーブルを参照し、垂直面射影成分Avertに対応する余弦値cos(φ)を取得してもよい。
For example, a table indicating the correspondence between the vertical plane projection component Avert and the cosine value cos (φ) of the pitch angle φ is stored in the
また、ピッチ角φと、その余弦値cos(φ)との対応関係を示すテーブルを予め記憶装置12に格納しておいてもよい。そして、ピッチ角検知部11aは、該テーブルを参照して、余弦値cos(φ)からピッチ角φを算出し、該ピッチ角φがピッチ角対応値として、後述する判定処理部11bの処理に供されてもよい。
Further, a table indicating the correspondence between the pitch angle φ and the cosine value cos (φ) may be stored in the
判定処理部11bは、ピッチ角検知部11aで算出されたピッチ角対応値に基づいて、車両の運転状態が、後述するエンジン制御部11cによる処理の開始条件に該当するか否かを判定する。ここで開始条件は、例えば、算出したピッチ角対応値が所定の閾値(以下、判定条件値)を下回ることである。この場合、判定処理部11bは、ピッチ角φの余弦値cos(φ)が判定条件値を下回った時に、車両の運転状態が、エンジン制御部11cによる処理の開始条件に該当したと判断する。
Based on the pitch angle corresponding value calculated by the pitch
また、判定処理部11bは、ピッチ角φの余弦値cos(φ)が判定条件値を下回る状態が、所定の時間以上、継続した場合に、運転状態が上記開始条件に該当したと判断してもよい。
Further, the
また、判定処理部11bは、ピッチ角の余弦値だけでなく、他の運転状態に基づいて、上記開始条件に該当したか否かを判定してもよい。例えば、エンジン26aにエンジン回転数を検知するためのクランク角センサを設置し、スロットルボディ23にスロットル開度を検知するためのスロットルポジションセンサを設置する。判定処理部11bは、クランク角センサから入力される信号と、スロットルポジションセンサから入力される信号とに基づいて、運転状態が所定の条件に該当するか否かを判断する。そして、判定処理部11bは、運転状態が当該所定条件に該当する場合であって、ロール角対応値(ここでは、ピッチ角の余弦値)が、判定条件値より小さくなる場合に、上記開始条件に該当したと判断してもよい。
Further, the
ここで、運転状態についての所定条件は、例えば、スロットル開度が予め定める閾値より大きく、エンジン回転数が予め定める閾値より低くなることである。このように、条件を設定することによって、判定処理部11bは、例えば、車両が急坂を走行中であることを検知できる。
Here, the predetermined condition for the operating state is, for example, that the throttle opening is larger than a predetermined threshold and the engine speed is lower than a predetermined threshold. Thus, by setting the conditions, the
エンジン制御部11cは、判定処理部11bによって開始条件が満たされたと判断された場合に、通常走行時とは異なるエンジン制御を実行する。
When it is determined by the
例えば、判定処理部11bが、ピッチ角対応値に基づいて、車両がウィリー走行中であると判断した場合には、エンジン制御部11cは、点火プラグ21による点火タイミングを通常走行時のタイミングより遅らす遅角制御を行ったり、インジェクタ22による燃料の噴射量を下げたりして、エンジン26aの出力を低減する。
For example, when the
また、判定処理部11bが、ピッチ角対応値や、エンジン回転数、スロットル開度などに基づいて、車両が急坂を走行中であると判断する場合には、エンジン制御部11cは、インジェクタ22による燃料の噴射量を上げるなどして、エンジン26aの出力を上げてもよい。
When the
ここで、制御回路11が実行する処理の流れについて説明する。図6は、制御回路11の処理の例を示すフローチャートである。なお、ここでは、車両がウィリー走行をする場合に、エンジン制御部11cによる制御が実行されるものとして説明する。また、ウィリー走行中であるか否かの判定処理では、車両が傾いている状態が、所定時間以上、継続する場合に、ウィリー走行中であると判断する場合を例にして説明する。
Here, the flow of processing executed by the
ピッチ角検知部11aは、加速度信号を取得し、上下方向成分Adownと左右方向成分Alrとを検知する(S101)。次に、ピッチ角検知部11aは、上下方向成分Adownと、左右方向成分Alrとを、上述した(2)式に代入して、ピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出する(S102)。そして、判定処理部11bは、余弦値cos(φ)が所定の閾値cosφ1より小さいか否かを判定する(S103)。ここで、閾値cosφ1は、例えば、上述した判定条件値と等しい値や、当該判定条件値より小さい値である。
The pitch
S103の判定において、ピッチ角φの余弦値cos(φ)が閾値cosφ1以上である場合には、制御回路11はS101の処理に戻る。一方、S103の判定で、ピッチ角の余弦値cos(φ)が閾値cosφ1より小さい場合には、ウィリー走行中である可能性が認められるので、制御回路11は、車両が傾いている状態が、所定の時間以上、継続するか否かを判定する処理を開始する。
If the cosine value cos (φ) of the pitch angle φ is equal to or greater than the threshold value cos φ1 in the determination of S103, the
具体的には、判定処理部11bは、まずパラメータnに初期値1を代入する(S104)。次に、ピッチ角検知部11aは、上下方向成分Adownと、左右方向成分Alrとを検知し(S105)、それらの加速度成分に基づいてピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出する(S106)。次に、判定処理部11bは、当該余弦値cos(φ)が、判定条件値cosφ2より小さいか否かを判定する(S107)。ここで、余弦値cos(φ)が判定条件値cosφ2以上である場合には、判定処理部11bは、車両がウィリー走行中ではないと判断し、S101の処理に戻る。
Specifically, the
一方、S107の判定で、余弦値cos(φ)が判定条件値cosφ2より小さい場合には、パラメータnを1だけインクリメントし(S108)、得られるパラメータnが所定の閾値Nlim以上であるか否かを判断する(S109)。ここで、パラメータnが、未だ所定の閾値Nlimに達していない場合には、S105の処理に戻り、ピッチ角検知部11aは、再び左右方向成分Alrと、上下方向成分Adownとを検知する。
On the other hand, if the cosine value cos (φ) is smaller than the determination condition value cosφ2 in the determination in S107, the parameter n is incremented by 1 (S108), and whether or not the obtained parameter n is equal to or greater than a predetermined threshold value Nlim. Is determined (S109). Here, when the parameter n has not yet reached the predetermined threshold value Nlim, the process returns to S105, and the pitch
一方、S109の判定で、パラメータnが閾値Nlim以上である場合には、判定処理部11bは、車両が傾いている状態が所定の時間以上継続し、車両はウィリー走行中であると判断する。この場合、エンジン制御部11cは、点火プラグ21による点火タイミングを通常走行時のタイミングより遅らす遅角制御を行ったり、インジェクタ22による燃料の噴射量を下げたりして、エンジン26aの出力を低減する出力低減制御を開始する(S110)。
On the other hand, if the parameter n is greater than or equal to the threshold value Nlim in the determination of S109, the
その後、制御回路11は、車両がウィリー走行を終了し、通常走行に復帰したか否かを判定する処理を行い、通常走行に復帰した判断した時に、エンジン26aの出力低減制御を終了する。
Thereafter, the
具体的には、ピッチ角検知部11aは、上下方向成分Adownと左右方向成分Alrとを検知し(S111)、これらの加速度成分に基づいてピッチ角φの余弦値cos(φ)を算出する(S112)。そして、判定処理部11bは、余弦値cos(φ)が所定の閾値cosφ3より大きいか否かを判定する(S113)。ここで、ピッチ角の余弦値cos(φ)が閾値cosφ3以下である場合には、未だ車両がウィリー走行中であると判断され、制御回路11は、S111の処理に戻る。一方、ピッチ角φの余弦値cos(φ)が閾値cosφ3より大きい場合には、車両が通常走行に復帰したと判断され、エンジン制御部11cは、出力低減制御を終了し、エンジン26aの点火タイミングや、インジェクタ22による燃料の噴射量を増加させてエンジン26aの出力を上げる(S114)。以上が制御回路11が実行する処理の例である。
Specifically, the
本発明によれば、車両のピッチ角を検知するにあたり、例えば車両のロール角を検知するために備えられている上下方向の加速度と左右方向の加速度を検知するセンサに加えて、新たに前後方向の加速度を検知するセンサを備えることなく、車両のピッチ角を検知できる。 According to the present invention, in detecting the pitch angle of the vehicle, for example, in addition to the sensor for detecting the vertical acceleration and the horizontal acceleration provided for detecting the roll angle of the vehicle, a new front-rear direction is provided. The pitch angle of the vehicle can be detected without a sensor for detecting the acceleration of the vehicle.
なお、本発明は、以上説明した姿勢検知装置10に限られず種々の変更が可能である。例えば、以上の説明では、姿勢検知装置10は、アナログ回路で構成されるノイズ除去回路15を備えていた。しかしながら、姿勢検知装置10は、デジタル処理によって、加速度センサ13が出力する信号からノイズ信号を除去してもよい。この場合、加速度センサ13の出力信号は、A/D変換回路14によってデジタル信号に変換された後に、CPUなどを含むノイズ除去回路に入力される。そして、加速度センサ13の出力信号は、該ノイズ除去回路において、ハイパスフィルタ処理及び減算処理に供され、ノイズ信号が除去され、加速度信号として制御回路11に入力される。なお、制御回路11がノイズ除去回路を含み、ハイパスフィルタ処理や減算処理を実行してもよい。
Note that the present invention is not limited to the
また、以上の説明では、加速度センサ13は、その検知方向が車両の上下方向と左右方向となるように設定されていた。しかしながら、加速度センサの検知方向はこれに限られない。
In the above description, the
図7は、加速度センサ13の検知方向の他の例を示す図である。図7は、左右方向に傾斜する車両を正面から臨む様子を示す概念図である。図7においても、D1は車両の左右方向を示し、D2は、車両の上下方向を示している。また、D1’及びD2’は、加速度センサ13の検知方向を示している。この図に示すように、加速度センサ13の検知方向D1’,D2’は、例えば、車両の左右方向D1及び上下方向D2に対して予め定める角度αだけ傾斜していてもよい。この場合、ピッチ角検知部11aは、D1’方向の加速度成分Alr’と、D2’方向の加速度成分Adown’とに基づいて、上下方向成分Adownと、左右方向成分Alrとを算出する。例えば、ピッチ角検知部11aは、加速度成分Adown’と加速度成分Alr’とを、一次変換する(3)式及び(4)式に代入することで、上下方向成分Adownと左右方向成分Alrとを算出する。そして、算出した上下方向成分Adownと左右方向成分Alrとに基づいて、ロール角の余弦値を算出してもよい。これによって、加速度センサのレイアウトの自由度を増すことができる。
Alr=Alr’×cos(α)−Adown’ ×sin(α)・・・(3)
Adown=Alr’ ×sin(α)+Adown’ ×cos(α)・・・(4)
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the detection direction of the
Alr = Alr ′ × cos (α) −Adown ′ × sin (α) (3)
Adown = Alr ′ × sin (α) + Adown ′ × cos (α) (4)
1 自動二輪車、3 車体フレーム、6 シート、9 ピボット軸、10 姿勢検知装置、11 制御回路、11a ピッチ角検知部(ピッチ角検知手段)、11b 判定処理部、11c エンジン制御部、12 記憶装置、13 加速度センサ、14 A/D変換回路、15 ノイズ除去回路、15a ハイパスフィルタ回路(ノイズ抽出手段)、15b 位相補償回路、15c 減算回路(減算手段)、16 加速度検知装置(加速度検知手段)、20 エンジン制御装置、21 点火プラグ、22 インジェクタ、23 エアクリーナ、24 吸気管、25 スロットルボディ、26 エンジンユニット、Alr 車両の左右方向の加速度成分(第1の方向の加速度成分)、Adown 車両の上下方向の加速度成分(第2の方向の加速度成分)、Avert 垂直面射影成分(車両の前後方向に垂直な平面に対する重力加速度の射影成分)、D 車両の前後方向、D1 車両の左右方向、D2 車両の上下方向、E 路面、G 重力加速度、φ 車両のピッチ角。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motorcycle, 3 Body frame, 6 Seat, 9 Pivot shaft, 10 Attitude detection apparatus, 11 Control circuit, 11a Pitch angle detection part (pitch angle detection means), 11b Judgment processing part, 11c Engine control part, 12 Storage device, 13 acceleration sensor, 14 A / D conversion circuit, 15 noise removal circuit, 15a high-pass filter circuit (noise extraction means), 15b phase compensation circuit, 15c subtraction circuit (subtraction means), 16 acceleration detection device (acceleration detection means), 20 Engine control device, 21 Spark plug, 22 Injector, 23 Air cleaner, 24 Intake pipe, 25 Throttle body, 26 Engine unit, Alr Vehicle left and right acceleration component (first direction acceleration component), Adown Vehicle up and down direction Acceleration component (acceleration component in the second direction), Avert vertical plane Shadow component (projection component of gravity acceleration with respect to plane perpendicular to vehicle longitudinal direction), D vehicle longitudinal direction, D1 vehicle lateral direction, D2 vehicle vertical direction, E road surface, G gravity acceleration, φ vehicle pitch angle.
Claims (8)
前記前後方向及び前記第1の方向とは異なる方向に定められる第2の方向の重力加速度の加速度成分とを検知するための加速度検知手段と、
車両のピッチ角に対応する値を算出するピッチ角検知手段と、を備え、
前記ピッチ角検知手段は、前記第1の方向の加速度成分と前記第2の方向の加速度成分とを使用して、車両の前後方向に垂直な平面における重力加速度の射影成分と、重力加速度との割合を、ピッチ角に対応する値として算出し、
前記ピッチ角に対応する値に基づいてエンジンを制御する、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 An acceleration component of gravitational acceleration in a first direction defined in a direction different from the front-rear direction of the vehicle;
Acceleration detecting means for detecting an acceleration component of gravity acceleration in a second direction defined in a direction different from the front-rear direction and the first direction;
Pitch angle detecting means for calculating a value corresponding to the pitch angle of the vehicle,
The pitch angle detecting means uses the acceleration component in the first direction and the acceleration component in the second direction to calculate a projection component of gravity acceleration in a plane perpendicular to the front-rear direction of the vehicle and the gravitational acceleration. Calculate the percentage as a value corresponding to the pitch angle,
Controlling the engine based on a value corresponding to the pitch angle;
A straddle-type vehicle characterized by that.
車両のピッチ角に対応する値を算出するピッチ角検知手段と、を備え、
前記ピッチ角検知手段は、前記第1の手段と前記第2の手段とを使用して車両の上下方向の加速度成分と車両の左右方向の加速度成分とを取得し、上下方向の加速度成分の二乗と左右方向の加速度成分の二乗との和の平方根と、重力加速度との割合をピッチ角に対応する値として得る演算式を用いて、前記取得した加速度成分から前記ピッチ角に対応する値を算出する、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 First means for detecting an acceleration component of gravitational acceleration in a first direction determined in a direction different from the vehicle front-rear direction, and a second direction determined in a direction different from the front-rear direction and the first direction Acceleration detecting means including second means for detecting an acceleration component of gravitational acceleration in the direction of
Pitch angle detecting means for calculating a value corresponding to the pitch angle of the vehicle,
The pitch angle detecting means acquires the acceleration component in the vertical direction of the vehicle and the acceleration component in the horizontal direction of the vehicle using the first means and the second means, and squares the acceleration component in the vertical direction. The value corresponding to the pitch angle is calculated from the acquired acceleration component by using an arithmetic expression that obtains the ratio of the square root of the sum of the square of the acceleration component and the square of the acceleration component in the horizontal direction and the gravitational acceleration as a value corresponding to the pitch angle. To
A straddle-type vehicle characterized by that.
前記第1の方向と前記第2の方向は直交する、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 The saddle riding type vehicle according to claim 1 or 2,
The first direction and the second direction are orthogonal to each other,
A straddle-type vehicle characterized by that.
前記第1の方向は、車両の左右方向である、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 The saddle riding type vehicle according to claim 3,
The first direction is a left-right direction of the vehicle.
A straddle-type vehicle characterized by that.
前記第2の方向は、車両の上下方向である、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 The saddle riding type vehicle according to claim 3,
The second direction is a vertical direction of the vehicle.
A straddle-type vehicle characterized by that.
前記加速度検知手段は、検出信号から、ノイズ信号を取り出すノイズ抽出手段と、前記検出信号から、前記ノイズ抽出手段によって取り出されたノイズ信号を差し引いて得られる信号を、前記加速度成分に対応する信号として出力する減算手段と、を備える、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 The saddle riding type vehicle according to claim 1 or 2,
The acceleration detection means includes a noise extraction means for extracting a noise signal from the detection signal, and a signal obtained by subtracting the noise signal extracted by the noise extraction means from the detection signal as a signal corresponding to the acceleration component. Subtracting means for outputting,
A straddle-type vehicle characterized by that.
前記ノイズ抽出手段は、ハイパスフィルタ回路である、
ことを特徴とする鞍乗型車両。 The saddle riding type vehicle according to claim 6,
The noise extraction means is a high pass filter circuit.
A straddle-type vehicle characterized by that.
車両のピッチ角に対応する前記値に基づいて、エンジンを制御する鞍乗型車両。 The saddle riding type vehicle according to claim 2,
A straddle-type vehicle that controls an engine based on the value corresponding to the pitch angle of the vehicle.
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