JP4230483B2 - 自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明はモータ等により駆動する自動二輪車に関する。

自動二輪車において、安全な走行を図るために車体の傾き、車速及び横滑りをセンサーで検知し、その検知結果に基づいて転倒の危険性があるか否かを判定し、その判定結果を運転者に警告する構成となっているものがある（例えば、特許文献１等）。
特開２００５−２８０３８７号公報

しかしながら、上記従来例による場合、運転者に転倒の危険性を知らせる警告が行われたときは殆ど転倒寸前であって、元の状態に立て直すことは至難の技であることが多い。即ち、このような転倒警告機能が転倒の防止に寄与することは殆どなく、実用性が乏しいのが現状である。

本発明は上記した背景の下で創作されたものであって、転倒し難いように改良した自動二輪車を提供することを目的とする。

本発明に係る自動二輪車は、車体の前側に配置され且つ左タイヤ及び右タイヤが同軸上に軸支された前側車輪部と、車体の後側に配置され且つ左タイヤ及び右タイヤが同軸上に軸支された後側車輪部と、前側車輪部の左タイヤ及び右タイヤを独立して駆動する前側駆動部と、後側車輪部の左タイヤ及び右タイヤを独立して駆動する後側駆動部と、ハンドルの操作角度及び車体の傾斜角を検知するセンサ部と、アクセルに応じて前側駆動部及び後側駆動部を動作させる部であって少なくともセンサ部の検知結果に基づいて走行中に転倒しないように前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ、後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの各回転速度を調節する機能を有した制御部とを備えている。特に、制御部は、車体が傾斜せず、且つハンドルが左方向、右方向に向いていることをセンサ部を検知したときは、前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ、後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの回転速度ＦＬ、ＦＲ、ＢＬ、ＢＲを表１左側上段、同表同側下段に示す大小関係になるように各々調節する一方、ハンドルの向きに変化がなく、且つ車体が左方向、右方向に傾いていることをセンサ部を検知したときは、前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ、後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの回転速度ＦＬ、ＦＲ、ＢＬ、ＢＲを表１右側上段、同表同側下段に示す大小関係になるように各々調節する構成となっている。

また、前側車輪部及び後側車輪部の左タイヤ及び右タイヤについては、左右対称形であり且つ外周内端縁から外端縁にかけて略１／４円弧状をなした形状のものを使用することが望ましい。

本発明の請求項１に係る自動二輪車による場合、ハンドルの操作角度や車体の傾斜角等に応じて走行中に転倒しないように前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ及び後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの各回転速度が調節される構成となっているので、たとえ初心者であっても転倒し難くなり、安全な走行を実現することが可能になる。

本発明の請求項２に係る自動二輪車による場合、一般的なタイヤをダブルで用いたときに比べて、車体が傾いた状態での地面に対する接触面積を大きくすることができ、この点で車体が一層転倒し難くなり、より安全な走行を実現することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は自動二輪車の側面図、図２は同自動二輪車の前側車輪部等の模式的正面図、図３は同自動二輪車の構成図、図４は同自動二輪車が傾斜することなく走行している状態、傾斜して走行している状態を各々示す模式的正面図であり、図５は同自動二輪車が旋回／傾斜する場合のハンドル操作角度／傾斜角に応じて調節される各タイヤの回転速度の大小関係のパターンを示す図である。

ここに掲げる自動二輪車１は、モータにより駆動するスクータであって、図１乃至図３に示すように、ハンドル１１、アクセル１２、フロントフォーク１３、フレーム１４等が取り付けられた車体１０と、左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒが車体１０に同軸上に軸支された前側車輪部２０と、左タイヤ３１Ｌ、右タイヤ３１Ｒが車体１０に同軸上に軸支された後側車輪部３０と、前側車輪部２０の左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒを独立して駆動する前側駆動部４０と、後側車輪部３０の左／右タイヤ３１Ｌ、３１Ｒを独立して駆動する後側駆動部５０と、ハンドル１１の操作角度及び車体１０の傾斜角を検知するセンサ部６０と、アクセル１２に応じて前側駆動部４０及び後側駆動部５０を動作させる制御部７０とを具備している。

特に、制御部７０については、センサ部６０の検知結果に基づいて走行中に転倒しないように前側車輪部２０、後側車輪部３０の左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒ及び後側車輪部３０の左タイヤ３１Ｌ、右タイヤ３１Ｒの各回転速度を調節する機能を有している。

前側車輪部２０は、図２に示すように左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒを有し、左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒのホイール部２２Ｌ、２２Ｒが前側駆動部４０のモータ４１Ｌ、４１Ｒのシャフトに直接連結されている。左タイヤ２１Ｌ及び右タイヤ２１Ｒは、同図に示すように左右対称形であり且つ外周内端縁から外端縁にかけて略１／４円弧状をなした形状となっている。

なお、左タイヤ２１Ｌ（モータ４１Ｌ）の回転速度をＦＬとして表す一方、右タイヤ２１Ｒ（モータ４１Ｒ）の回転速度をＦＲとして表すとする。

後側車輪部３０は前側車輪部２０と同様の構成となっている。即ち、図２に示すように左タイヤ３１Ｌ、右タイヤ３１Ｒを有し、左タイヤ３１Ｌ、右タイヤ３１Ｒのホイール部３２Ｌ、３２Ｒが前側駆動部５０のモータ５１Ｌ、５１Ｒのシャフトに直接連結されている。左タイヤ３１Ｌ及び右タイヤ３１Ｒは、左右対称形であり且つ外周内端縁から外端縁にかけて略１／４円弧状をなした形状となっている。

なお、左タイヤ３１Ｌ（モータ５１Ｌ）の回転速度をＢＬとして表す一方、右タイヤ３１Ｒ（モータ５１Ｒ）の回転速度をＢＲとして表すとする。

前側駆動部４０は、車体１０のフロントフォーク１３の先端部に互いに向かいあって取り付けられたインダクションモータ等のモータ４１Ｌ、４１Ｒと、モータ４１Ｌ、４１Ｒのシャフトに左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒとは別に連結されたエンコーダ等の回転検出器４２Ｌ、４２Ｒとを有した構成となっている。

後側駆動部５０は前側駆動部４０と全く同様の構成になっている。即ち、車体１０のフレーム１４の後方部に互いに向かいあって取り付けられたインダクションモータ等のモータ５１Ｌ、５１Ｒと、モータ５１Ｌ、５１Ｒのシャフトに左タイヤ３１Ｌ、右タイヤ３１Ｒとは別に連結されたエンコーダ等の回転検出器５２Ｌ、５２Ｒとを有した構成となっている。

センサ部６０は、ハンドル１１の操作角度を検知するポテンションメータや車体１０の傾斜角を検知する加速度センサ等であり、車体１０に取り付けられている。センサ部６０の各種検出信号は、ハンドル１１の右端に取り付けられたアクセル１２のレバー操作信号、回転検出器４２Ｌ、４２Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒの検出信号とともに制御部７０に導かれている。

制御部７０は、アクセル１２のレバー操作に従ってモータ４１Ｌ〜５１Ｒの動作を制御するマイクロコンピュータ等の制御回路であって、入力ポートにはアクセル１２、回転検出器４２Ｌ〜５２Ｒ及びセンサ部６０等が接続される一方、出力ポートにはモータ４１Ｌ〜５１Ｒに供給する電圧を生成するＰＷＭ方式のインバータ電源である電源部９０ａ〜９０ｄが接続されている。その制御プログラムは、後述する図５に示す速度パターンのデータを含めてメモリ部７１に予め記録されている。

電源部９０ａは、充電電池８０から導かれた直流電流を交流電流に変換するスイッチング素子群９２ａと、制御部７０から出力された制御信号に基づいてスイッチング素子群９２ａをオンオフさせるための信号を生成する駆動回路９１ａとを有し、モータ４１Ｌを駆動させるための電源電圧を生成する構成となっている。電源部９０ｂ〜９０ｄについても全く同様の構成であって、モータ４１Ｒ〜５１Ｒを駆動させるための電源電圧を生成する構成となっている。

なお、上記した制御部７０、充電電池８０及び電源部９０ａ〜９０ｄ等が車体１０に備えられている。

次に、制御部７０において行われているモータ４１Ｌ〜５１Ｒの速度の制御内容について図４及び図５を参照して説明する。

まず、センサ部６０を通じてハンドル１１が左右のどちらの方向にも向けられておらず且つ車体１０も傾斜していないと認識したときには、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの回転速度を全て同じにする。この場合、モータ４１Ｌ〜５１Ｒについては、アクセル１２のレバー操作に応じた回転速度となるように制御され、この点に関しては従来と何ら変わりない。

ところが、図４（ａ）に示すように車体１０は傾斜していないが、ハンドル１１が右方向に向けられたと認識したときは、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの各回転速度を図５中上段左欄に示す大小関係になるように調節される。それとは反対に、ハンドル１１が左方向に向けられたと認識したときは、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの各回転速度を図５中下段左欄に示す大小関係になるように調節される。具体的な速度差については、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの回転速度及びハンドル１１の操作角度に関連した値に設定している。

一方、ハンドル１１の向きに変化はないが、図４（ｂ）に示すように車体１０が右方向に傾斜したと認識したときは、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの各回転速度を図５中上段右欄に示す大小関係になるように調節される。それとは反対に、車体１０が左方向に傾斜したと認識したときは、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの各回転速度を図５下段右欄に示す大小関係になるように調節される。具体的な速度差については、モータ４１Ｌ〜５１Ｒの回転速度及び車体１０の傾斜角に関連した値に設定している。

以上のように構成された自動二輪車１による場合、ハンドル１１の操作角度及び車体１０の傾斜角に応じて走行中に転倒しないように前側車輪部４０の左／右タイヤ２１Ｌ、２１Ｒ及び後側車輪部３０の左／右タイヤ３１Ｌ、３１Ｒの各回転速度が調節される構成となっているので、たとえ初心者であっても転倒し難くなる。

しかも前側車輪部２０及び後側車輪部３０において、左タイヤ２１Ｌ、右タイヤ２１Ｒ及び左タイヤ３１Ｌ、右タイヤ３１Ｒが図２に示すような形状であることから、一般的なタイヤをダブルで用いたときに比べて、車体１０が傾いた状態での地面に対する接触面積を大きくすることができ、この点でも車体１０が転倒し難くなり、安全な走行を実現することが可能になる。

なお、本発明に係る自動二輪車については、上記実施形態に限定されず、以下のように形態を採用してもかまわない。

例えば、前側車輪部及び後側車輪部については、使用するタイヤの種類やタイヤの連結方法等が問われないことは勿論のこと、左タイヤ及び右タイヤが車体に同軸上に軸支されている限り、どのように設計変更して良い。

前側駆動部及び後側駆動部については、左タイヤ及び右タイヤを独立して駆動させるために２台のモータを用いるのではなく、１台のモータ及び速度比が制御可能な調速器の組合せを用いるようにしても良い。即ち、左タイヤ及び右タイヤを前記調速器を介して互いに連結するとともに全体を前記モータと連結し、これらのモータ及び調速器を制御するようにすれば２台のモータを用いた場合と全く同様の動作を実現できる。また、モータの代わりにエンジンを用いてもかまわず、モータとエンジンとが混在したハイブリッド式にしてもかまわない。

センサ部については、ハンドルの操作角度を検知するセンサと車体の傾斜角を検知するセンサのどちらか一方を省略するようにしても良い。

制御部については、ソフトウエアはなくハードウエアにより上記実施形態と同一の機能が発揮されるようにしても良いのは勿論のこと、アクセルに応じて前側駆動部及び後側駆動部を動作させる構成であって、センサ部の検知結果に基づいて走行中に転倒しないように前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ及び後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの各回転速度を調節する機能を有する限り、各タイヤの回転速度の大小関係のパターンの内容や制御方式についても、車体の重心位置及び全体重量、タイヤの摩擦係数、前側駆動部及び後側駆動部のパワー等に応じて適宜設計変更すれば良い。

本発明の実施の形態を図面を説明するための図であって、自動二輪車の側面図である。 同自動二輪車の前側車輪部等の模式的正面図である。 同自動二輪車の構成図である。 同自動二輪車が傾斜することなく走行している状態、傾斜して走行している状態を各々示す模式的正面図である。 同自動二輪車が旋回／傾斜する場合のハンドル操作角度／傾斜角に応じて調節される各タイヤの回転速度の大小関係のパターンを示す図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
１０ 車体
１１ ハンドル
１２ アクセル
２０ 前側車輪部
２１Ｌ 左タイヤ
２１Ｒ 右タイヤ
３０ 後側車輪部
３１Ｌ 左タイヤ
３１Ｒ 右タイヤ
４０ 前側駆動部
５０ 後側駆動部
６０ センサ部
７０ 制御部

Claims (2)

1. 車体の前側に配置され且つ左タイヤ及び右タイヤが同軸上に軸支された前側車輪部と、車体の後側に配置され且つ左タイヤ及び右タイヤが同軸上に軸支された後側車輪部と、前側車輪部の左タイヤ及び右タイヤを独立して駆動する前側駆動部と、後側車輪部の左タイヤ及び右タイヤを独立して駆動する後側駆動部と、ハンドルの操作角度及び車体の傾斜角を検知するセンサ部と、アクセルに応じて前側駆動部及び後側駆動部を動作させる部であって少なくともセンサ部の検知結果に基づいて走行中に転倒しないように前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ、後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの各回転速度を調節する機能を有した制御部とを備えており、制御部は、車体が傾斜せず、且つハンドルが左方向、右方向に向いていることをセンサ部を検知したときは、前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ、後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの回転速度ＦＬ、ＦＲ、ＢＬ、ＢＲを表１左側上段、同表同側下段に示す大小関係になるように各々調節する一方、ハンドルの向きに変化がなく、且つ車体が左方向、右方向に傾いていることをセンサ部を検知したときは、前側車輪部の左タイヤ、右タイヤ、後側車輪部の左タイヤ、右タイヤの回転速度ＦＬ、ＦＲ、ＢＬ、ＢＲを表１右側上段、同表同側下段に示す大小関係になるように各々調節する構成となっていることを特徴とする自動二輪車。
   

   
2. 請求項１記載の自動二輪車において、前側車輪部及び後側車輪部の左タイヤ及び右タイヤは左右対称形であり且つ外周内端縁から外端縁にかけて略１／４円弧状をなした形状となっていることを特徴とする自動二輪車。

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