JP2013075589A - 操舵復元装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トップブリッジ上に復元装置を取付ける。復元装置の圧力室30内には左室32と右室33に区画するベーン31を備え、ハンドルと連動して回動させる。左室32と右室33間を流出用の第1連通路41と流入用の第2連通路42で接続するとともに、第1連通路41と第2連通路42を第3連通路43で接続し、第1連通路41の途中にメインバルブ45を設け、リニアソレノイド46により、全閉のポジション、半開のポジション、全開のポジションのいずれかにする。全閉のポジションでは左室32と右室33の連絡が絶たれ、ハンドルと連動するベーン31の回動で、左室32又は右室33内で高圧空気が圧縮されて空気バネをなし大きな復元力を発生する。全開のポジションでは左室32と右室33間が連通し、復元力が発生しない。
【選択図】図3
Description
しかし、上記したように、自動2輪車は低速走行時において上記自立復元装置を必要としても、高速走行になれば、ジャイロ効果により直進性が増すため、上記自立復元装置は不要であり、逆に、復元力がハンドルの回動を抑制してしまい、軽快なハンドル操作の支障になる。
したがって、自動2輪車においては、低速走行時に復元力を発生して、高速走行時には復元力を発生せず軽快なハンドル操作を可能にするよう、走行状態に応じて簡単に復元力を変更することが望まれるが、上記従来例ではこのようなことはできなかった。なお、上記従来例には調整バルブが備えられているが、この調整バルブは、単なる初期状態における内圧調整用と考えられ、走行状態によって復元力を変更できるようなものではない。
そこで、本願発明はこのような要望の実現を目的とする。
前記復元装置は、高圧の気体が圧入される圧力室と、
その圧力室内を複数の室に区画するとともにハンドルと連動して回動する隔壁と、
前記区画された複数の室を連通する連通路と、
この連通路を少なくとも開閉自在にする復元力調整弁(例えば、実施形態におけるメインバルブ45が相当する)とを備えることを特徴とする。
また、連通路を閉じると、複数の室間における気体の移動ができなくなるため、復元力を発生してハンドルのふらつきを低減できる。
したがって、復元装置の復元力を復元力調整弁の開け閉めで容易に調整できることになり、走行状態に応じて復元力調整弁を開閉制御すれば、走行状態に応じて復元装置の復元力を調整できる。
この復元装置10は、既存の液圧式ステアリングダンパを利用して構成したものであり、ステアリングダンパと同様にトップブリッジ11の近傍に配置される。
トップブリッジ11は横長のブリッジ本体部11aと、その左右両端に設けられたリング状をなすフォーク支持部11bを備える。ブリッジ本体部11aと図示しないボトムブリッジ12の各左右方向中央部間にヘッドパイプ8が配置され、ヘッドパイプ8に通したボルト11cにより、ヘッドパイプ8の上下にトップブリッジ11とボトムブリッジ12とを連結一体化している。
ヘッドパイプ8にはボルト11cの軸受けが設けられており、ボルト11cで連結されたトップブリッジ11及びボトムブリッジ12はヘッドパイプ8に対して回動自在になる。フォーク支持部11bにはそれぞれフロントフォーク7の上部が通され、割締め等することでフロントフォーク7がトップブリッジ11及びボトムブリッジ12と固定される。
空気バネケース21は上方へ開放された容器状をなし、フタ28で覆うことにより内部に圧力室が形成されている。
このように、リンク機構を介して回動軸23をトップブリッジ11と連結させると、回動軸23を直接ボルト11cと連結した場合に比べて、レバー比を大きくして、トップブリッジ11から回動軸23へ伝達される回動トルクを大きくすることができる。
Aに示すように、空気バネケース21内には扇形をした圧力室30が設けられ、回動軸23が圧力室30における扇の要に相当する部分に上下方向へ通され、その一端23aは空気バネケース21のフタ28に形成された凹部内へ回動自在に嵌合している。回動軸23の他端23bは空気バネケース21の裏面へ突出し、ここで第1リンク24の一端部と一体回動可能に連結されている。
左室32と右室33はベーン31の回動により相補的に容積が増減される容積可変室である。
したがって、ベーン31の回動方向により、左室32又は右室33のいずれか側の高圧空気が圧縮されることになる。
第1吐出口32aと第2吐出口33aは第1連通路41で連結されている(図3のA)。
さらに、第2連通路42には、第3連通路43が連結され、第3連通路43は第4連通路44及び第1連通路41へ連結されている。
但し、第3連通路43及び第4連通路44は上下方向の連通路を介して第1連通路41へ連通接続している。また、第2連通路42も図では見えないが上下方向の連通路を介して第1流入口32bと第2流入口33bへ連通接続している。
なお、第3連通路43の第1連通路41に対する接続部はメインバルブ45の近傍になっている。
この等価回路に示すように、メインバルブ45により第1連通路41を遮断すると、ハンドルの回動に連動してベーン31が回動することにより、左室32と右室33に容積変化が生じても、左室32と右室33間における高圧空気の移動を禁止することにより、圧縮側におけるエア圧を高めて空気バネにより復元力を発生させ、ハンドルを中立位置へ戻すようにする。
弁側通路45dはメインバルブ45を挟む第1連通路41の左右部分と連通しており、弁側通路45dの開度を変化させると、第1連通路41における高圧空気の移動を制御し、左室32又は右室33における空気バネの発生を変化させて、復元力を調整できる。
このポジション切り換えは、リニアソレノイド46のアクチュエータ46aの伸縮により行われる。アクチュエータ46aの伸縮量は、ECU70によるリニアソレノイド46の制御駆動により行われる。
Aにおいて、フロントフォーク7のストローク(伸び)と車速に基づき、各ポジションが決定される。すなわち、ストローク及び車速とは、それぞれにしきい値が設けられ、ストロークは大きなしきい値ST1と、小さなしきい値ST2とが設定される。また、車速は、低速・中速・高速に区分され、それぞれの境界値がV1及びV2である。
但し、良路と判定の場合であっても、小さいしきい値ST2よりストロークが小さいとき(ST<ST2)は、ストロークの変化速度が小さいため、復元力を必要とせず、これを抑えるべきであり、中間のST2<ST<ST1となる範囲はある程度の復元力を必要とする領域である。
また、小さなしきい値ST2も、車速に応じて右上がり変化する直線をなす。但し、ST1よりも傾きは小さい。
中速域は、ある程度の復元力を発生させることが望ましい範囲である。
ST<ST1及び中速域以上ではある程度の復元力を必要とする領域のためNポジションとする。
但し、ST<ST2でかつ高速域の場合は、復元力を必要とせず、むしろ発生を抑えるべき領域のためAポジションとする。
このようにして、ポジション決定に関する制御テーブルが完成される。
図7はメインバルブ45が第1連通路41を全閉するBポジションの作動を示し、Aは左旋回、Bは右旋回を示す。
まず、Aにおいて、ハンドル9が左へ旋回すると、トップブリッジ11が反時計回りに回動するので、第2リンク26,第1リンク24を介して回動軸23及びベーン31が反時計回りに回動する。
このとき、圧縮された右室33内の高圧空気は、第2吐出口33aから第1連通路41へ流出しようとするが、第1連通路41はメインバルブ45で閉じられているため、第1チェックバルブ41bを通過したところでメインバルブ45により止められる。
したがって、右室33内の高圧空気は左室32側へ移動できずに圧縮されるため、大きな空気バネが発生し、これが大きな復元力になってベーン31を中立側へ押し戻し、その結果、ハンドルを中立位置へ戻すので、ハンドル9のふらつきを阻止して直進走行を維持するよう補助できる。
これにより、左室32の高圧空気は、第1吐出口32aから第1連通路41へ流出しようとするが、第1連通路41はメインバルブ45で閉じられているため、第1チェックバルブ41aを通過したところでメインバルブ45により止められる。
したがって、左室32内の高圧空気は右室33側へ移動できずに圧縮されるため、大きな空気バネが発生し、ベーン31を中立側へ押し戻し、その結果、ハンドルを中立位置へ戻すので、ハンドル9のふらつきを阻止して直進走行を維持するよう補助できる。
Aにおける左旋回時には、ベーン31が反時計回りに回動して右室33側が高圧、左室32側が低圧となる。
すると、メインバルブ45が開いて第1連通路41は連通状態になっているから、右室33内の高圧空気は、第2吐出口33aより出て、第1チェックバルブ41bを通過して第1連通路41へ流出する。第1連通路41へ流出した高圧空気は、さらに第3連通路43から第2連通路42へ入る。第2連通路42では、低圧側の第2チェックバルブ42aを通って第1流入口32bから左室32へ入る。
このとき、メインバルブ45がAポジションで十分に大きく開いているので、右室33から左室32へ高圧空気がスムーズに流れ、空気バネは殆ど発生せず、そのため、復元力も発生せずハンドルの回動トルクを低減させる。
なお、左旋回又は右旋回のいずれでも、アキュームレータ50によるエア圧の補償はBポジション時と同様に行われる。
図9は第1実施例であり、まず、リニアソレノイド46をノーマル状態(Nポジション)とする(S1)。
続いて、スイッチ73のオン・オフ操作を判断し(S2)、スイッチ73がオンであれば(SW=ON)、リニアソレノイド46を駆動してメインバルブ45をBポジションにする(S3)。速度を判断しない段階では基本的にBポジションを設定するためである(図6A参照)。
なお、S2でスイッチ73がオフであればS1へ戻って、スイッチ73のオンを待つ。
NOの場合は、悪路判定になり、S2へ戻してからS3のBポジションへ切り換え、S4以下の処理を続行する。
但し、S14及び17において、操舵角速度が制限角速度内であれば、S4及びS7同様に、次のS15、S18へ進み、B→N又はN→Aへのポジション切り換えが判断される。
例えば、本体機構部20の構成をよりシンプルにすることができ、圧力室30の左室32と右室33を第1連通路41のような1本の連通路で接続し、その途中に復元力調整弁を配置して、走行状態に応じて復元力調整弁を制御してもよい。このとき、復元力調整弁は単なる開閉のみか、開閉に加えて開度調整機能を備えるものでもよい。このようにすれば、最もシンプルな操舵復元装置を実現できる。
ここで、復元力調整弁は、メインバルブ45に限らず、種々の公知構造を利用でき、またその調整駆動もリニアソレノイド46に限らず、種々な駆動手段を利用できる。
このように、ストロークの大きさではなく、ストロークの速度に基づいて復元力を調整すると、ストローク速度により悪路判定が正確になるので、悪路走行時における復元力制御がより正確になる。
そのうえ、上記実施形態では、メインバルブのポジションを3段階で制御していたが、2段階(すなわちオン・オフ)や4段階以上で変更した制御テーブルを作成することもできる。
また、ステアリングの操舵角度をセンシングすることに加えて、操舵系の状態を把握してフィードバック制御することにより、制御の精度を上げることもできる。
Claims (5)
- 車体に操舵系部材を走行可能に取付け、これらの車体と操舵系部材との間に操舵系部材を直進方向へ戻す力を発生する復元装置(10)を介設した車両において、
前記復元装置(10)は、高圧の気体が圧入される圧力室(30)と、
その圧力室内を複数の室(32・33)に区画するとともにハンドルと連動して回動する隔壁(31)と、
前記区画された複数の室(32・33)を連通する連通路(41)と、
この連通路(41)を少なくとも開閉自在にする復元力調整弁(45)とを備えることを特徴とする操舵復元装置。 - 前記復元力調整弁(45)は、前記連通路(41)に連通する弁側通路(45d)を備え、この弁側通路の開度を可変としたことを特徴とする請求項1に記載した操舵復元装置。
- 車速検出手段(72)を備え、その出力により、車速が遅いときに車速が速いときより前記復元力調整弁の開度を小さくし、復元力を大きくしたことを特徴とする請求項2に記載した操舵復元装置。
- サスペンション(7)のストローク検出手段(62)を備え、その出力により、ストローク速度が大きいときにストローク速度が小さいときより前記復元力調整弁(45)の開度を小さくし、復元力を大きくしたことを特徴とする請求項2又は3に記載した操舵復元装置。
- 操舵系の操舵角検出手段を備え、その出力により、操舵角速度が速いときに操舵角速度が遅いときより前記復元力調整弁(45)の開度を小さくして、復元力を大きくしたことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載した操舵復元装置。
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