JP5039349B2 - 鞍乗型車両の姿勢検知装置、エンジン制御装置、及び鞍乗型車両 - Google Patents

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。

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。
特開２００４−９３５３７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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）

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）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置、及びエンジン制御装置を搭載した自動二輪車の側面図である。 上記エンジン制御装置、及び上記姿勢検知装置の構成を示すブロック図である。 上記姿勢検知装置が備える加速度センサの出力信号、位相補償回路の出力信号、減算回路の出力信号の例を示す図である。 上記姿勢検知装置が備える制御回路の機能ブロック図である。 ピッチ角の余弦値を算出する算出処理の例を説明するための図である。 制御回路が実行する処理の例を示すフローチャートである。 加速度センサの検知方向の他の例を示す図である。

符号の説明

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。

Claims (8)

1. 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、
   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。
2. 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を検知するための第１の手段と、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を検知するための第２の手段とを含む加速度検知手段と、
   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。
3. 請求項１又は２に記載の鞍乗型車両において、
   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。
4. 請求項３に記載の鞍乗型車両において、
   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。
5. 請求項３に記載の鞍乗型車両において、
   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。
6. 請求項１又は２に記載の鞍乗型車両において、
   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。
7. 請求項６に記載の鞍乗型車両において、
   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。
8. 請求項２に記載の鞍乗型車両において、
   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。

Images