WO2015163425A1 - ダンパ制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the extension side attenuation passage 14 provides resistance to the flow of liquid from the extension side chamber R1 toward the compression side chamber R2.
- the pressure side passage 15 is provided in parallel with the extension side attenuation passage 14 and allows only the flow of liquid from the pressure side chamber R2 toward the extension side chamber R1.
- the pressure-side attenuation passage 16 provides resistance to the flow of liquid from the pressure-side chamber R2 toward the reservoir R.
- the suction passage 17 is provided in parallel to the pressure side attenuation passage 16 and allows only the flow of liquid from the reservoir R toward the pressure side chamber R2.
- the bypass passage 18 is provided in parallel to the pressure-side attenuation passage 16 and the suction passage 17 and communicates the pressure-side chamber R2 and the reservoir R.
- the roll angle detection unit is configured by the triaxial rate sensor 2 and the integrator 33 provided in the control unit 5, and the integrator 33 integrates the roll angular velocity Vr detected by the triaxial rate sensor 2.
- the roll angle ⁇ is obtained.
- the yaw angular velocity detection unit is configured by a triaxial rate sensor 2 that detects the yaw angular velocity.
- the control unit 5 determines the target pressure Pf * of the compression side chamber R2 of the front wheel side damper FD or the rear wheel side damper RD from the pitching angular velocity ⁇ , the roll angular velocity Vr, and the yaw angular velocity ⁇ s detected by the triaxial rate sensor 2.
- the target pressure Pr * of the pressure side chamber R2 is obtained.
- the control unit 5 feeds back the pressure Pf detected by the pressure sensor 3 and outputs a current command to the control valve V so that the pressure Pf of the pressure side chamber R2 of the front wheel side damper FD becomes the determined target pressure Pf *.
- the current command is output to the control valve V so that the pressure Pr detected by the pressure sensor 4 is fed back so that the pressure Pr of the pressure side chamber R2 of the rear wheel side damper RD becomes the determined target pressure Pr * .
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Abstract
ダンパ制御装置1は、二輪車における車体Bのピッチング角速度ωを検知する三軸レートセンサ2と、車体Bと前輪FWとの間に介装され前輪側ダンパFDにおける圧側室R2の圧力Pfを検知する圧力センサ3と、車体Bと後輪RWとの間に介装され後輪側ダンパRDにおける圧側室R2の圧力Prを検知する圧力センサ4と、ピッチング角速度ωを補正する補正部6とを備え、補正されたピッチング角速度ω、前輪側ダンパFDにおける圧側室R2の圧力Pfおよび後輪側ダンパRDにおける圧側室R2の圧力Prに基づいて前輪側ダンパFDの圧側室R2の圧力Pfと後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力Prを制御する。
Description
本発明は、ダンパ制御装置に関する。
JP2011-529822Aに記載のように、二輪車の車体と前輪および後輪との間に介装される前輪側ダンパと後輪側ダンパの減衰力を制御するダンパ制御装置にあっては、たとえば、スカイフック制御を基本として減衰力を制御するものがある。
このスカイフック制御にあたり、ダンパ制御装置は、前輪側ダンパのストロークを検知するストロークセンサと、後輪側ダンパのストロークを検知するストロークセンサと、車体のピッチング角速度を検知するピッチングセンサとを備える。そして、ダンパ制御装置は、ストロークセンサで検知した変位を微分して、前輪側ダンパと後輪側ダンパのストローク速度を求め、ピッチング角速度と前後のダンパのストローク速度から予め用意した三次元マップを参照して、前輪側ダンパと後輪側ダンパの減衰係数を算出して各ダンパの減衰力を開ループ制御するようになっている。
しかしながら、JP2011-529822Aに開示されているダンパ制御装置では、以下の問題がある。
二輪車では、旋回する際、車体に作用する遠心力で転倒をしないよう車体を路面に対して傾ける必要がある。ところが、車体を傾けると車体のピッチング角速度にヨー角速度が影響するので、従来のダンパ制御装置では、正しくピッチング角速度を把握することができない。このため、二輪車における乗り心地を損なってしまう可能性がある。
本発明は、二輪車における乗り心地を向上することができるダンパ制御装置を提供することを目的とする。
本発明のある態様のダンパ制御装置は、二輪車における車体のピッチング角速度を検知するピッチング角速度検知部と、前記二輪車における前記車体と前輪との間に介装される前輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検知する前輪側圧力検知部と、前記二輪車における前記車体と後輪との間に介装される後輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検知する後輪側圧力検知部と、前記ピッチング角速度を補正する補正部とを備え、補正された前記ピッチング角速度、前記前輪側ダンパにおける圧側室の圧力および前記後輪側ダンパにおける圧側室の圧力に基づいて前記前輪側ダンパの圧側室の圧力と前記後輪側ダンパの圧側室の圧力を制御する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1から図3に示すように、一実施形態におけるダンパ制御装置1は、この例では、二輪車の車体Bと前輪FWとの間に介装される前輪側ダンパFDにおける圧側室R2の圧力Pfと、車体Bと後輪RWとの間に介装される後輪側ダンパRDにおける圧側室R2の圧力Prを制御するようになっている。ダンパ制御装置1は、車体Bのピッチング角速度ωを検知するピッチング角速度検知部としての三軸レートセンサ2と、圧力Pfを検知する前輪側圧力検知部としての圧力センサ3と、圧力Prを検知する後輪側圧力検知部としての圧力センサ4と、ピッチング角速度ω、圧力Pfおよび圧力Prに基づいて圧力Pfおよび圧力Prを制御する制御部5とを備える。
以下、各部材について詳細に説明すると、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDは、図2に示すように、たとえば、シリンダ10と、ピストン11と、ピストンロッド12と、タンク13と、伸側減衰通路14と、圧側通路15と、圧側減衰通路16と、吸込通路17と、バイパス路18と、制御バルブVとを備える。
ピストン11は、シリンダ10内に摺動自在に挿入されてシリンダ10内を液体が充填される伸側室R1と同じく液体が充填される圧側室R2とに区画する。液体には、作動油のほか、水、水溶液等を利用することができる。ピストンロッド12は、シリンダ10内に移動自在に挿入されてピストン11に連結される。タンク13は、圧側室R2に連通されるリザーバRを内部に備える。リザーバRは、タンク13内に設けた弾性隔壁19によって区画される液室Lと気室Gとを備える。弾性隔壁19の代わりにタンク13内に摺動自在に挿入されるフリーピストンでタンク13内を液室Lと気室Gとに区画してもよい。伸側減衰通路14は、伸側室R1から圧側室R2へ向かう液体の流れに抵抗を与える。圧側通路15は、伸側減衰通路14に並列に設けられ圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れのみを許容する。圧側減衰通路16は、圧側室R2からリザーバRへ向かう液体の流れに抵抗を与える。吸込通路17は、圧側減衰通路16に並列に設けられリザーバRから圧側室R2へ向かう液体の流れのみを許容する。バイパス通路18は、圧側減衰通路16および吸込通路17に並列に設けられ圧側室R2とリザーバRとを連通する。制御バルブVは、バイパス路18の途中に圧側室R2の圧力を調節する圧力制御要素として設けられる。この例では、シリンダ10から突出するピストンロッド12の図2中下端を二輪車の前輪FW或いは後輪RWに連結し、シリンダ10の図2中上端を二輪車の車体Bに連結する。
伸側減衰通路14は、途中に減衰バルブ14aを備え、この減衰バルブ14aで通過する液体の流れに抵抗を与える。圧側通路15は、途中に逆止弁15aを備え、この逆止弁15aで通過する液体の流れを一方通行に規制する。圧側減衰通路16は、途中に減衰バルブ16aを備え、この減衰バルブ16aで通過する液体の流れに抵抗を与える。吸込通路17は、途中に逆止弁17aを備え、この逆止弁17aで通過する液体の流れを一方通行に規制する。圧側通路15の途中に設けられた逆止弁15aは、圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れのみを許容し、液体の流れに与える抵抗は圧側減衰力に影響を与えない程度とされる。但し、逆止弁15aを圧側室R2と伸側室R1とに積極的に差圧を与える減衰弁として機能させるようにしてもよい。この場合、伸側減衰通路14と圧側通路15を統合した通路、すなわち、液体が伸側室R1と圧側室R2とを双方向に通過することを許容しつつ流れに抵抗を与える通路を設けるようにしてもよい。
制御バルブVは、たとえば、ソレノイドで弁体を駆動する電磁式弁等とされる。制御バルブVは、供給する電流量によって弁***置を調整して流路面積を変化させることができるようになっており、これによってバイパス路18を流れる液体へ与える抵抗を変化させることができるようになっている。制御バルブVには、可変絞りタイプのものを使用してもよいし、開閉弁タイプのものを使用してもよい。
前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDが伸長作動する場合、圧縮される伸側室R1から伸側減衰通路14を介して拡大される圧側室R2へ液体が移動する。そして、伸側減衰通路14が液体の流れに与える抵抗によって伸側室R1と圧側室R2とに差圧が生じ、この差圧に応じて伸長作動を抑制する伸側減衰力が発揮される。拡大される圧側室R2内には、リザーバRから吸込通路17を介して液体が供給され、シリンダ10内から退出するピストンロッド12の体積補償がなされる。したがって、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDは、伸長作動時には、減衰特性が変化しないパッシブなダンパとして機能する。
前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDが収縮作動する場合、圧縮される圧側室R2から圧側通路15を介して拡大される伸側室R1へ液体が移動する。また、シリンダ10内にピストンロッド12が侵入するのでシリンダ10内で過剰となった液体が圧側減衰通路16およびバイパス路18を介して圧側室R2からリザーバRへ排出される。このように、ピストンロッド12のシリンダ10内へ侵入した体積相当の液体がシリンダ10からリザーバRへ排出されることで、ピストンロッド12のシリンダ10内への侵入体積の補償がなされる。そして、圧側室R2からリザーバRへ移動する液体が圧側減衰通路16および制御バルブVを通過する際に、これらが液体の流れに抵抗を与える。このため、シリンダ10内の圧力が上昇して、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDは、収縮作動を抑制する圧側減衰力を発揮する。
ここで、バイパス路18の途中に設けた制御バルブVの開度(制御バルブVにおける流路面積)を変更すると、圧側室R2とリザーバRとを連通する流路の面積が変化する。このため、制御バルブVの開度によって圧側室R2内の圧力をコントロールすることができる。より詳細には、ピストンロッド12のシリンダ10内への侵入によって、シリンダ10から押し出された液体は、リザーバRへ移動する際に圧側減衰通路16とバイパス路18を通過しようとする。このとき、制御バルブVの開度を小さくすれば、液体がリザーバRへ移動し難くなるので圧側室R2内の圧力は大きくなる。また、制御バルブVの開度を大きくすれば液体がリザーバRへ移動し易くなるので圧側室R2内の圧力は小さくなる。前輪側ダンパFDや後輪側ダンパRDは、圧側室R2内の圧力をピストン11で受けて、収縮作動を抑制する圧側減衰力を発揮する。このため、圧側室R2の圧力をコントロールすることで、圧側減衰力を制御することができるのである。なお、前輪側ダンパFDや後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力は、収縮速度にも依存するが、任意の収縮速度において制御バルブVにおける流路面積を最小にすると、最も高くなる。制御バルブVは、流路面積を最小とする場合、バイパス路18を遮断するように設定されていてもよい。
前輪側ダンパFDや後輪側ダンパRDが電気粘性流体や磁気粘性流体をシリンダ10内に充填している場合、バイパス路18にバルブの代わりに電圧或いは磁界を作用させることができる装置を組み込み、この装置を圧力制御要素としてもよい。この場合、制御部5からの指令によって電界或いは磁界の大きさを調整して、バイパス路18を流れる流体に与える抵抗を変化させることで、圧側室R2内の圧力を制御することができる。
圧力センサ3は、前輪側ダンパFDの圧側室R2内の圧力Pfを検知可能な位置に取付ければよい。本実施形態では、圧側室R2とリザーバRを連通する圧側減衰通路16の上流やバイパス路18の制御バルブVよりも上流に圧力センサ3を取付けてある。圧力センサ3は、前輪側ダンパFDにおける圧側室R2の圧力Pfを検知し制御部5へ出力するようになっている。圧力センサ4は、後輪側ダンパRDの圧側室R2内の圧力Prを検知可能な位置に取付ければよい。本実施形態では、圧側室R2とリザーバRを連通する圧側減衰通路16の上流やバイパス路18の制御バルブVよりも上流に圧力センサ4を取付けてある。圧力センサ4は、後輪側ダンパRDにおける圧側室R2の圧力Prを検知し制御部5へ出力するようになっている。
上記のように構成された前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDによれば、一般的なダンパにバイパス路18と圧力制御要素を追加することで圧側室R2の圧力の制御を行うことができる。また、圧力センサ3,4の設置が容易となる。また、シリンダ10側を車体B側へ設置することで、圧力センサ3,4および圧力制御要素が車体B側へ配置されるので、高周波で大振幅の振動が入力される車輪側へこれらを配置せずに済む。このため、ダンパ制御装置1の信頼性が高くなるともに、信号の取り出しや電流供給に使用される信号線やハーネスの取り回しも容易となり劣化も抑制される。
三軸レートセンサ2は、たとえば、レートジャイロを利用した複合的なセンサであり、車体Bの横方向軸周りの角速度であるピッチング角速度ωを検知可能な他、車体Bの上下方向軸周りおよび前後方向軸周りの三軸周りの角速度を検知する。つまり、三軸レートセンサ2は、車体Bの横方向軸周りのピッチング角速度ωを検知する他、車体Bの前後方向軸周りのロール角速度Vrと、車体Bの上下方向軸周りのヨー角速度φを検知する。三軸レートセンサ2が検知したロール角速度Vrは、制御部5に設けられる積分器33に入力されて積分される。これによりロール角度を得ることができる。よって、本実施形態では、ロール角度検知部は、三軸レートセンサ2と積分器33によって構成されている。車体Bのヨー角速度は、三軸レートセンサ2によって検知されるので、本実施形態では、ヨー角速度検知部は、三軸レートセンサ2によって構成されている。車体Bのピッチング角速度、ロール角度、ヨー角速度の検知にあたって、三軸レートセンサ2ではなく、これらを別個に検知するセンサを用いてもよいが、三軸レートセンサ2を用いることでセンサ数を最小にすることが可能となる。三軸レートセンサ2は、車体Bのピッチング回転中心およびその付近、或いは、車体Bの重心付近に設けられて、車体Bのピッチング角速度、ロール角速度およびヨー角速度を検知し制御部5へ出力するようになっている。三軸レートセンサ2の車体Bへの設置位置は、車体Bのピッチングの回転中心の付近および重心の付近以外であってもよい。
制御部5は、図3に示すように、補正部6と、レギュレータ21と、スイッチ22と、乗算部23と、偏差演算部24と、レギュレータ25と、リミッタ26と、乗算部27と、偏差演算部28と、レギュレータ29と、リミッタ30とを備えて構成される。
補正部6は、三軸レートセンサ2で検知したピッチング角速度ωを補正する。レギュレータ21は、補正されたピッチング角速度ωから車体Bのピッチングを抑制する目標トルクτを求める。スイッチ22は、レギュレータ21で求めた目標トルクτの符合から車体Bのピッチングを抑制する方向に圧側減衰力を発生可能なダンパを選択する。乗算部23は、スイッチ22により前輪側ダンパFDが選択されて目標トルクτが入力されると目標トルクτに係数Kfを乗じて前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*を求める。偏差演算部24は、乗算部23で求めた圧力Pf*と圧力センサ3で検知した圧力Pfとの偏差εPfを求める。レギュレータ25は、偏差演算部24で求めた偏差εPfから前輪側ダンパFDにおける制御バルブVへ与える目標電流If*を求める。リミッタ26は、目標電流If*の下限と上限を規制するサーチュレート演算を行い前輪側ダンパFDにおける制御バルブVへ与える最終的な電流指令Ifを求める。乗算部27は、スイッチ22により後輪側ダンパRDが選択されて目標トルクτが入力されると目標トルクτに係数Krを乗じて後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*を求める。偏差演算部28は、乗算部27で求めた圧力Pr*と圧力センサ4で検知した圧力Prとの偏差εPrを求める。レギュレータ29は、偏差演算部28で求めた偏差εPrから後輪側ダンパRDにおける制御バルブVへ与える目標電流Ir*を求める。リミッタ30は、目標電流Ir*の下限と上限を規制するサーチュレート演算を行い後輪側ダンパRDにおける制御バルブVへ与える最終的な電流指令Irを求める。
レギュレータ21は、補正部6によって補正されたピッチング角速度ωから車体Bのピッチングを抑制する目標トルクτを求める。具体的には、レギュレータ21は、ピッチング角速度ωから車体Bのピッチング角速度がゼロに近づくような目標トルクτを求めるようになっている。レギュレータ21は、比例ゲインをピッチング角速度ωに乗じて目標トルクτを演算するようにしてもよいし、ピッチング角速度ωをパラメータとする関数を用いたりマップ演算を行ったりして目標トルクτを求めるようにしてもよい。
スイッチ22は、目標トルクτの符合から前輪側ダンパFDと後輪側ダンパRDのうち車体Bのピッチングによって圧縮され、車体Bのピッチングを抑制する方向に圧側減衰力を発生可能なダンパを選択する。具体的には、たとえば、車体Bが後輪側へ傾く回転方向を正として、目標トルクτの符号が負である場合、目標トルクτは車体Bのピッチングを抑制する方向の力なので、車体Bはピッチングによって後輪側へ傾こうとしていることになる。この場合、車体Bが後輪側へピッチングすることを抑制する方向へ圧側減衰力を発生することができるのは後輪側ダンパRDである。このためこの場合には、スイッチ22は、後輪側ダンパRDを選択して、目標トルクτを乗算部27へ入力する。反対に、目標トルクτの符号が正である場合、車体Bが前輪側へ傾く方向へピッチングが生じていることになる。このためこの場合には、スイッチ22は、車体Bが前輪側へピッチングすることを抑制する方向へ圧側減衰力を発生することができる前輪側ダンパFDを選択して、目標トルクτを乗算部23へ入力する。
乗算部27は、目標トルクτに係数Krを乗じて後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*を求める。係数Krは、目標トルクτを後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*へ変換するための係数であり、主として、車体重心と後輪側ダンパRDの取付位置までの距離、ピストン11の断面積等を考慮の上決定される。係数Krは、負の値に設定される。乗算部27に代えて、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行い目標圧力Pr*を求める演算部を利用するようにしてもよい。
乗算部23は、目標トルクτに係数Kfを乗じて前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*を求める。係数Kfは、目標トルクτを前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*へ変換するための係数であり、主として、車体重心と前輪側ダンパFDの取付位置までの距離、ピストン11の断面積等を考慮の上決定される。乗算部23に代えて、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行い目標圧力Pf*を求める演算部を利用するようにしてもよい。
偏差演算部24とレギュレータ25は、圧力フィードバックループを形成している。レギュレータ25は、たとえば、PID補償器等の補償器とされる。レギュレータ25は、PD補償器やその他、H∞補償器等とされてもよい。
偏差演算部28とレギュレータ29は、圧力フィードバックループを形成している。レギュレータ29もレギュレータ25と同様に、たとえば、PID補償器等の補償器とされる。レギュレータ29も、PD補償器やその他、H∞補償器等とされてもよい。
リミッタ26,30が出力した電流指令は、それぞれ対応する前輪側ダンパFD、後輪側ダンパRDにおける制御バルブVへ送られる。制御バルブVは、この電流指令通りに開度を調節し、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力を制御する。結果、ダンパ制御装置1によって車体Bのピッチングが抑制される。なお、乗算部23および乗算部27のうち一方は、前輪側ダンパFDと後輪側ダンパRDのうちスイッチ22によって選択されなかったダンパに対応する乗算部となる。このような乗算部については、ゼロを入力して、選択されなかったダンパの圧側減衰力を低くするようにしてもよい。或いは、目標圧力Pf*および目標圧力Pr*のうち選択されなかったダンパに対応する目標圧力をゼロまたは最小として、選択されなかったダンパの圧側減衰力を低くするようにしてもよい。或いは、予め決められた圧側減衰力を出力するように、選択されなかったダンパの制御バルブVを制御するようにしてもよい。レギュレータ25,29にて積分補償を行う場合にあっては、積分値が飽和するのを避けるために、スイッチ22によって選択されなかった制御パスについては演算を行わず、常に、選択されなかったダンパの制御バルブVに予め決めておいた電流指令を出力するようにしてもよい。
上記したように、制御部5は、ピッチング角速度ωから車体Bのピッチングを抑制する目標トルクτを求める。そして、制御部5は、前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*を決定して前輪側ダンパFDの圧側室R2の圧力Pfを制御するか、或いは後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*を決定して後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力Prを制御するようになっている。
ところで、二輪車は、旋回する場合、車体Bが回転して進行方向が変化するヨーイングが発生する。ヨー角速度をベクトル表現すると、回転面に垂直なベクトルで表現される。図4に示すように、角速度ベクトルで表現された路面に垂直な軸周りの車体Bのヨー角速度φは、車体Bがロール角度θを持って車体Bを傾けた状態で旋回する場合、車体Bの上下方向軸周りの成分φy(φy=φ・cosθ)と車体Bの横方向軸周りの成分φp(φp=φ・sinθ)とに分解することができる。
成分φpは、三軸レートセンサ2が検知するピッチング角速度の方向と同一方向に作用する。このため、二輪車の旋回中には、三軸レートセンサ2が検知するピッチング角速度には、車体Bのロール角度θに応じたヨー角速度φの成分φpが重畳されることになる。車体Bのピッチングを抑制する制御を精度よく行うことを考えた場合、検知するピッチング角速度からピッチングに無関係なヨー角速度φの成分φpを取り除くことが好ましい。
そこで、本実施形態におけるダンパ制御装置1は、図3に示すように、車体Bの傾斜時におけるヨーイングがピッチング角速度に与える影響を取り除くべく、ピッチング角速度を補正する補正部6を備える。本実施形態において、補正部6は、ロール角度検知部が検知するロール角度とヨー角速度検知部が検知するヨー角速度に基づいてピッチング角速度を補正する。
上述したように、ロール角度検知部は、三軸レートセンサ2と制御部5に設けた積分器33によって構成されており、三軸レートセンサ2で検知したロール角速度Vrを積分器33で積分することでロール角度θを求める。また、ヨー角速度検知部は、ヨー角速度を検知する三軸レートセンサ2によって構成される。
補正部6は、ピッチング角速度ωからヨー角速度φの車体Bの横方向軸周りの成分φp(φp=φ・sinθ)を取り除いて、ピッチング角速度を補正する。三軸レートセンサ2で検知するヨー角速度をφsとすると、補正部6は、検知されたヨー角速度φsから路面に垂直なヨー角速度φをφ=φs/cosθの演算によって求め、ヨー角速度φにsinθを掛け算してピッチング角速度ωから引く。つまり、補正部6は、φp=φs・tanθの演算によって成分φpを求めてピッチング角速度ωから引くようにする。ロール角度θの値が小さければ、成分φは近似的にφs・θとすることができる。本実施形態では変分を考えて、検出されたヨー角速度φsにロール角度θの微分値相当のゲインKφを乗じた値とロール角度θに検出されたヨー角速度φsの微分値相当のゲインKθを乗じた値の和を求め、ピッチング角速度ωから引くことでピッチング角速度ωを補正するようにしている。このように、φp=Kφ・φs+Kθ・θの演算によってφpを求めて、ピッチング角速度ωを補正する場合には、ゲインKφおよびゲインKθを自動調整することで、成分φpを精度よく求めることができる。
具体的には、補正部6は、三軸レートセンサ2で検知するヨー角速度φsにゲインKφを乗じるゲイン乗算部34と、車体Bのロール角度θにゲインKθを乗じるゲイン乗算部35と、ゲインKθが乗じられたロール角度θを絶対値処理する絶対値処理部36と、ピッチング角速度ωから|θ・Kθ|を引き算するとともにφs・Kφを加算する補正演算部37とを備える。
ゲイン乗算部34は、ピッチング角速度ωに重畳されている成分φpを除去できるように、三軸レートセンサ2で検知するヨー角速度φsの値にゲインKφを乗じる。ここで、三軸レートセンサ2が検知するヨー角速度φsは、二輪車におけるハンドルの舵角が小さい場合、ヨー角速度φの車体Bの上下方向軸周りの成分φyに等しくなる。成分φyは、上記したようにφ・cosθであるから、φp=φ・sinθ=φs・tanθとなる。したがって、成分φpの値は、ロール角度θに依存して変化することになるが、補正部6は、ゲイン乗算部34で三軸レートセンサ2が検知するヨー角速度φsにゲインKφを乗じた値を得て、この値を用いることでピッチング角速度ωから成分φpを除去するようにしている。ゲインKφの設定については、ロール角度θの微分値相当の値であるが、二輪車に適する条件を設定すれば、理論的に最適な値を求めることができる。なお、ヨー角速度φが車体Bのピッチング角速度ωに与える影響は、ロール角度θに応じて変化する。このため、ゲインKφについては、上記したように、ロール角度θに応じて値が変化するようになっていてもよく、たとえば、Kφ=tanθとしてもよい。
ゲイン乗算部35も、ゲイン乗算部34と同様に、ピッチング角速度ωに重畳されている成分φpを除去できるように、ロール角度θの値にゲインKθを乗じる。なお、ゲインKθは、ヨー角速度φの微分値相当の値であるが、二輪車に適する条件を設定すれば、理論的に最適な値を求めることができる。絶対値処理部36は、ゲインKθをロール角度θに乗じてから絶対値処理する。絶対値処理部36は、ゲインKθを乗算する前に絶対値処理を行ってもよい。ヨー角速度φのピッチング角速度ωに対する影響を取り除くことを考える場合、車体Bが左右いずれにローリングしても、ヨー角速度φがピッチング角速度ωに与える影響は同じである。このため、本実施形態では、ロール角度θを絶対値処理するようにしている。
補正演算部37は、本実施形態では、ピッチング角速度ωから|θ・Kθ|を減算するとともにφs・Kφを加算して得た値を補正後のピッチング角速度ωaとして出力し、レギュレータ21へ入力する。以下、制御部5は、上記したように、レギュレータ21にて目標トルクτを求め、スイッチ22がレギュレータ21で求めた目標トルクτの符合から車体Bのピッチングを抑制する方向に圧側減衰力を発生可能なダンパを選択し、スイッチ22により選択されたダンパの目標圧力を求め、制御バルブVへ最終的な電流指令を与える。
このように、本実施形態におけるダンパ制御装置31にあっては、ピッチング角速度検知部としての三軸レートセンサ2が検知するピッチング角速度ωから車体Bの旋回時に重畳されるヨーイングの成分を取り除くことができる。したがって、車体Bのピッチングのみによって生じたピッチング角速度ωを精度良く検知することができるようになる。このため、車体Bのピッチングを抑制するのに適した減衰力を前輪側ダンパFD或いは後輪側ダンパRDに出力させることができ、車両における乗り心地をより一層向上させることができる。
二輪車のユーザー固有の二輪車の操縦方法の違い、たとえば、旋回時の車体Bの倒し方、起こし方、旋回時のユーザーの姿勢、着座位置等の違いによって、ヨーイングに起因するピッチング角速度への影響に癖が出る場合がある。このような場合にユーザーの癖にあったピッチング角速度の補正を行うことができると便利である。そこで、ダンパ制御装置1のピッチング角速度の補正のチューニングを実行できるプログラムを予め制御部5の記憶装置に格納しておき、当該プログラムをユーザーの希望によって実行できるようにしておくとよい。具体的には、上記チューニングを行う場合、ユーザーにピッチングが生じないような平坦路で予め決められた走行手順を実施してもらい、車体Bのロール角度θとヨー角速度φsを用いて、三軸レートセンサ2で検知するピッチング角速度ωを補正する際のゲインKθおよびゲインKφの最適値を求め、ゲインKθおよびゲインKφを最適値に設定するようにすればよい。このようにすれば、ユーザーの癖にあった補正を行うことができるようになるので、車両における乗り心地をさらに向上させることができる。
制御部5は、上述のように、三軸レートセンサ2が検知したピッチング角速度ω、ロール角速度Vrおよびヨー角速度φsから、前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*或いは後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*を求める。そして、制御部5は、圧力センサ3が検出する圧力Pfをフィードバックして前輪側ダンパFDの圧側室R2の圧力Pfが求めた目標圧力Pf*となるように電流指令を制御バルブVへ出力するか、或いは、圧力センサ4が検出する圧力Prをフィードバックして後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力Prが求めた目標圧力Pr*となるように電流指令を制御バルブVへ出力する。
制御部5は、ハードウェア資源としては、図示はしないが具体的にはたとえば、三軸レートセンサ2、圧力センサ3および圧力センサ4が出力する信号を取り込むためのA/D変換器と、上記した制御に必要な処理に使用されるプログラムが格納されるROM(Read Only Memory)等の記憶装置と、上記プログラムに基づいた処理を実行するCPU(Central Processing Unit)などの演算装置と、上記CPUに記憶領域を提供するRAM(Random Access Memory)等の記憶装置とを備えて構成されればよく、CPUが上記プログラムを実行することで上記制御部5の各部が実現される。
このように本実施形態におけるダンパ制御装置1は、車体Bのピッチング角速度ω、ロール角度θおよびヨー角速度φsと、前輪側ダンパFDにおける圧側室R2の圧力Pfおよび後輪側ダンパRDにおける圧側室R2の圧力Prとに基づいて圧力Pfおよび圧力Prを制御する。このため、ストロークセンサが不要で、二輪車への設置が非常に簡単となる。
また、ダンパ制御装置1では、前輪側ダンパFDや後輪側ダンパRDにおける減衰係数を調節するのではなく、圧側室R2内の圧力を制御する。このため、ダンパ内の油温の変化等によって各ダンパに出力させたい減衰力と実際に出力している減衰力に誤差が生じることがなく、二輪車における乗り心地を向上させることができる。
ここで、従来の制御装置では、動作に不具合が生じた場合等に前輪側ダンパおよび後輪側ダンパにおける伸側減衰力が過少となると、二輪車の車体姿勢の安定性が低下するという問題が生じる可能性がある。
このことに鑑み、本実施形態のダンパ制御装置1は、ピッチング角速度ωから車体Bのピッチングを抑制する目標トルクτを求め、目標トルクτから前輪側ダンパFDと後輪側ダンパRDのうちピッチングによって圧縮されるダンパを選択し、目標圧力Pf*および目標圧力Pr*のうち当該選択されたダンパにおける圧側室R2の目標圧力を求め、圧力Pfおよび圧力Prのうち当該選択されたダンパの圧側室R2の圧力をフィードバックして当該選択されたダンパの圧側室R2の圧力を制御する。
そのため、ダンパ制御装置1では、車体Bのピッチングを抑制する圧側減衰力を発生可能なダンパを選択して圧側室R2の圧力を制御するだけで車体Bのピッチングを抑制することできる。したがって、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDにおける伸側減衰力については制御が不要で、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDを伸長作動時にパッシブなダンパとして機能させることができる。結果、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDにおける伸側減衰力が過少となることがなく、二輪車の車体姿勢の安定性が低下する心配が少ない。
つづいて、一実施形態の変形例のダンパ制御装置38について説明する。図5に示すように、ダンパ制御装置38は、図3に示した一実施形態のダンパ制御装置1の構成の一部を変更したものである。ダンパ制御装置38では、三軸レートセンサ2に代えて設けたレートセンサ39の後段に、レートセンサ39が検知したピッチング角度ωを濾波するハイパスフィルタ40を挿入している。また、ハイパスフィルタ40で処理したピッチング角度ωをレギュレータ21へ入力するようにしており、このハイパスフィルタ40が補正部を構成している。
この場合、レートセンサ39は、三軸の角速度を検知するのではなく、車体Bのピッチング角速度ωのみを検知すればよいので、一軸のレートセンサを使用している。
このように、レートセンサ39で検知したピッチング角度ωをハイパスフィルタ40で処理することにより、二輪車の旋回中にレートセンサ39で検知するピッチング角速度ωに重畳する車体Bのヨーイングの定常的な成分を取り除くことができる。これにより、車体Bの真実のピッチング角速度に近似したピッチング角速度を抽出することができる。
よって、ダンパ制御装置38にあっては、ハイパスフィルタ40を用いることで、ピッチング角速度検知部としてのレートセンサ39が検知するピッチング角速度ωから車体Bの旋回時にピッチング角速度ωに重畳されるヨーイングの成分を取り除くことができる。したがって、車体Bのピッチングのみによって生じたピッチング角速度ωを精度良く検知することができるようになる。このため、車体Bのピッチングを抑制するのに適した減衰力を前輪側ダンパFD或いは後輪側ダンパRDに出力させることができ、車両における乗り心地をより一層向上させることができる。
つづいて、他の実施形態のダンパ制御装置41について説明する。ダンパ制御装置41は、図6に示すように、車体Bの上下方向速度「v」を検知する速度検知部42をさらに備え、制御部43が上下方向速度をも加味して前輪側ダンパF圧側室R2の圧力PfDおよび後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力Prを制御する点で、上記した一実施形態のダンパ制御装置1と異なる。以下、他の実施形態のダンパ制御装置41が一実施形態のダンパ制御装置1と異なる点について詳しく説明する。同様の部材等については、説明が重複するので同じ符号を付すのみとして詳しい説明を省略する。
速度検知部42は、車体Bの上下方向加速度を検知する加速度センサ42aと、加速度センサ42aが検知した車体Bの上下方向加速度を積分して車体Bの上下方向速度「v」を求める積分部42bとを備える。積分部42bは、制御部43に統合されてもよい。上下方向速度「v」は、制御部43に入力される。
制御部43は、一実施形態のダンパ制御装置1の制御部5からスイッチ22、乗算部23および乗算部27を廃止するとともに、このように変更した制御部5に演算部44および演算部48と、レギュレータ45およびレギュレータ49と、加算部46および加算部50と、演算部47および演算部51とをさらに設けた構成となっている。
演算部44は、前輪側ダンパFDがピッチングを抑えるために、前輪側ダンパFDの圧側室R2の制御バルブVの電流指令を得るパスに出力すべきピッチング抑制減衰力Ffpを目標トルクτから演算する。演算部48は、後輪側ダンパRDがピッチングを抑えるために、後輪側ダンパRDの圧側室R2の制御バルブVの電流指令を得るパスに出力すべきピッチング抑制減衰力Frpを目標トルクτから演算する。
レギュレータ45は、車体Bの上下方向速度「v」から前輪側ダンパFDが車体Bのバウンスを抑えるのに出力すべきバウンス抑制減衰力Ffbを演算する。レギュレータ49は、車体Bの上下方向速度「v」から後輪側ダンパRDが車体Bのバウンスを抑えるのに出力すべきバウンス抑制減衰力Frbを演算する。車体Bのバウンスは具体的には、車体Bの中心付近のバウンスである。
加算部46は、ピッチング抑制減衰力Ffpとバウンス抑制減衰力Ffbを加算して前輪側ダンパFDが出力すべき目標圧側減衰力Ff*を演算する。加算部50は、ピッチング抑制減衰力Frpとバウンス抑制減衰力Frbを加算して後輪側ダンパRDが出力すべき目標圧側減衰力Fr*を演算する。演算部47は、目標圧側減衰力Ff*から目標圧力Pf*を求め、演算部51は、目標圧側減衰力Fr*から目標圧力Pr*を求める。
演算部44は、目標トルクτに係数Klfを乗じて前輪側ダンパFDのピッチング抑制減衰力Ffpを求める。係数Klfは、目標トルクτを前輪側ダンパFDのピッチング抑制減衰力Ffpへ変換するための係数であり、主として、車体重心と前輪側ダンパFDの取付位置までの距離を考慮の上決定される値である。演算部44は、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行ってピッチング抑制減衰力Ffpを求めるようにしてもよい。いずれにしても、演算部44は、前輪側ダンパFDが車体Bのピッチングを抑制するために必要となる減衰力をピッチング抑制減衰力Ffpとして求める。
演算部48は、目標トルクτに係数Klrを乗じて後輪側ダンパRDのピッチング抑制減衰力Frpを求める。係数Klrは、目標トルクτを後輪側ダンパRDのピッチング抑制減衰力Frpへ変換するための係数であり、主として、車体重心と後輪側ダンパRDの取付位置までの距離を考慮の上決定される。演算部48は、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行ってピッチング抑制減衰力Frpを求めるようにしてもよい。いずれにしても、演算部48は、後輪側ダンパRDが車体Bのピッチングを抑制するために必要となる減衰力をピッチング抑制減衰力Frpとして求める。
レギュレータ45は、車体Bの上下方向速度「v」から前輪側ダンパFDが発生すべきバウンス抑制減衰力Ffbを求める。レギュレータ45は、上下方向速度「v」に単に制御ゲインとして係数を乗じてバウンス抑制減衰力Ffbを求めてもよいし、上下方向速度「v」をパラメータとした関数やマップを用いてバウンス抑制減衰力Ffbを求めてもよい。いずれにしても、レギュレータ45は、前輪側ダンパFDが車体Bのバウンスを抑制するために必要となる減衰力をバウンス抑制減衰力Ffbとして求める。
レギュレータ49は、車体Bの上下方向速度「v」から後輪側ダンパRDが発生すべきバウンス抑制減衰力Frbを求める。レギュレータ49は、上下方向速度「v」に単に制御ゲインとして係数を乗じてバウンス抑制減衰力Frbを求めてもよいし、上下方向速度「v」をパラメータとした関数やマップを用いてバウンス抑制減衰力Frbを求めてもよい。いずれにしても、レギュレータ49は、後輪側ダンパRDが車体Bのバウンスを抑制するために必要となる減衰力をバウンス抑制減衰力Frbとして求める。
ここで、二輪車で旋回する場合には、旋回中に車体Bに作用する遠心加速度に釣り合うように路面に対して車体Bを傾斜させる必要がある。二輪車が遠心加速度で転倒しないようにするためである。路面に対して車体Bを傾斜させると、図7に示すように、遠心加速度αは二輪車の回転中心から車体Bを遠ざける方向、概ね、水平方向に作用する。このため、車体Bの上下方向には、車体Bの傾斜角度であるロール角度θに応じて遠心加速度αの分解成分αz(αz=α・sinθ)が作用することになる。したがって、加速度センサ42bが検知する車体Bの上下方向の加速度には、二輪車の旋回中、車体Bのロール角度θに応じた遠心加速度αの分解成分αzが重畳されることになる。車体Bの上下方向の振動を抑制する制御を精度よく行うことを考えた場合、車体Bのバウンスに無関係な遠心加速度の成分を取り除くことが好ましい。
そこで、レギュレータ45およびレギュレータ49を次のように構成するとよい。すなわち、遠心加速度の影響を取り除く遠心力補正部として、レギュレータ45には補正部45aを、レギュレータ49には補正部49aを設ける。また、上下方向速度「v」からバウンス抑制減衰力を求める演算を実行する減衰力演算部として、レギュレータ45にはバウンス抑制減衰力Ffbを求める演算を実行する減衰力演算部45bを、レギュレータ49にはバウンス抑制減衰力Frbを求める演算を実行する減衰力演算部49bを設ける。そして、レギュレータ45およびレギュレータ49それぞれにおいて、減衰力演算部の演算に先んじて、補正部にて上下方向速度「v」から遠心加速度αの分解成分αzを積分して得られる上下方向速度「vz」を差し引いて遠心加速度αの影響を取り除く。
このように、上下方向速度「v」から遠心加速度αの影響を取り除いてから、制御ゲインを乗じるかマップ演算を行うなどしてバウンス抑制減衰力Ffbおよびバウンス抑制減衰力Frbを求めるようにすれば、車体Bのバウンスのみを抑制するために必要なバウンス抑制減衰力Ffbおよびバウンス抑制減衰力Frbを求めることができる。具体的には、車体Bの左右方向の加速度を検知する加速度センサを設けておき、上下方向の加速度をαzとし、左右方向の加速度をαxとし、ロール角度をθとすれば、加速度αzは、αz=αx・tanθという式で表される。このように加速度αzを求めておけば、上下方向速度Vzは、加速度αzを積分することによって求めることができる。ロール角度θは、ロール角速度Vrを積分して求めることができるので、tanθは、こうして求めたロール角度θから求めればよい。このように、バウンス抑制減衰力Ffbおよびバウンス抑制減衰力Frbを求めるに際して、遠心加速度αの影響を取り除くことで、車体Bの振動を効果的に抑制することができる。
加算部46は、このようにして求められたピッチング抑制減衰力Ffpとバウンス抑制減衰力Ffbを加算することで、前輪側ダンパFDが出力すべき目標圧側減衰力Ff*を演算する。ピッチング抑制減衰力Ffpとバウンス抑制減衰力Ffbを加算した結果、前輪側ダンパFDの圧側減衰力の方向と目標圧側減衰力Ff*が指示する減衰力の方向とが合致する場合には、目標圧側減衰力Ff*をそのまま出力し、両者が合致しない場合には、ゼロを出力する。加算部50も同様に、求められたピッチング抑制減衰力Frpとバウンス抑制減衰力Frbを加算することで、後輪側ダンパRDが出力すべき目標圧側減衰力Fr*を演算する。ピッチング抑制減衰力Frpとバウンス抑制減衰力Frbを加算した結果、後輪側ダンパRDの圧側減衰力の方向と目標圧側減衰力Fr*が指示する減衰力の方向とが合致する場合には、目標圧側減衰力Fr*をそのまま出力し、両者が合致しない場合には、ゼロを出力する。
演算部47は、目標圧側減衰力Ff*に係数Kafを乗じて前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*を求める。係数Kafは、目標圧側減衰力Ff*を前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*へ変換するための係数であり、主として、ピストン11の断面積を考慮の上決定される。演算部51は、目標圧側減衰力Fr*に係数Karを乗じて後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*を求める。係数Karは、目標圧側減衰力Fr*を後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*へ変換するための係数であり、主として、ピストン11の断面積を考慮の上決定される。
このように目標圧力Pf*と目標圧力Pr*が求められると、各パスにおける圧力フィードバックループによって、ダンパ制御装置1と同様に電流指令Ifと電流指令Irが求められる。そして、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの制御バルブVに電流指令通りに電流が供給されて、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力が制御される。
このように、ダンパ制御装置41は、車体Bのピッチングだけでなくバウンスをも考慮して車体Bの振動を抑制することができる。具体的には、ダンパ制御装置41によれば、目標圧力Pf*や目標圧力Pr*を求める過程において、ピッチングを抑制するピッチング抑制減衰力をバウンス抑制減衰力で補正することで、車体Bの沈み込みだけでなく浮き上がりをも効果的に抑制することができる。このため、二輪車における乗り心地をより一層向上させることができる。
また、ダンパ制御装置41では、レギュレータ45やレギュレータ49で上下方向速度「v」に係数を乗じてバウンス抑制減衰力Ffbやバウンス抑制減衰力Frbを求めると、スカイフック制御に近似した制御を行うことができ、車体Bの振動を効果的に抑制することができる。
つづいて、別の実施形態のダンパ制御装置61について説明する。ダンパ制御装置61は、図8に示すように、車体Bの上下方向速度「v」を検知する速度検知部62と、二輪車の搭乗者のブレーキ操作を検知してブレーキ信号を制御部63へ入力するブレーキ操作センサ64と、二輪車の搭乗者のアクセル操作を検知してアクセル信号を制御部63へ入力するアクセル操作センサ65とを備える。ダンパ制御装置61では、制御部63が上下方向速度を加味するだけでなく、前輪側が沈み込む車体Bのピッチングに対する制御系と、後輪側が沈み込む車体Bのピッチングに対する制御系とを別個に設計することができるようになっている。
以下、別の実施形態のダンパ制御装置61が一実施形態のダンパ制御装置1と異なる点について詳しく説明する。同様の部材等については説明が重複するので同じ符号を付すのみとして詳しい説明を省略する。
速度検知部62は、車体Bの上下方向加速度を検知する加速度センサ62aと、加速度センサ62aが検知した車体Bの上下方向加速度を積分して車体Bの上下方向速度「v」を求める積分部62bとを備える。積分部62bは、制御部63に統合されてもよい。上下方向速度「v」は、制御部63に入力される。
ブレーキ操作センサ64は、搭乗者がブレーキをかけると、ブレーキがオン操作されたことを制御部63で識別することが可能なブレーキ信号を制御部63へ出力する。アクセル操作センサ65は、搭乗者がアクセルをオンすると、アクセルがオン操作されたことを制御部63で識別することが可能なアクセル信号を制御部63へ出力する。
制御部63は、一実施形態のダンパ制御装置1の制御部5と比較すると、乗算部23に代えて、前輪側ダンパFDの圧側室R2の制御バルブVの電流指令を得るパスに前転抑制制御器66を設け、乗算部27に代えて、後輪側ダンパRDの圧側室R2の制御バルブVの電流指令を得るパスに後転抑制制御器67を設けた構成になっている。
前転抑制制御器66は、スイッチ22によって前輪側ダンパFDが選択されると、目標トルクτと上下方向速度「v」とブレーキ信号の有無に基づいて前輪側ダンパFDの圧側室R2の目標圧力Pf*を求める。前転抑制制御器66は、具体的にはたとえば、目標トルクτからピッチング抑制のために必要となる減衰力を求め、上下方向速度「v」からバウンス抑制のために必要となる減衰力を求めて、これら減衰力を加算して前輪側ダンパFDの圧側減衰力を求める。さらに、前転抑制制御器66は、ブレーキ信号のある場合には、この圧側減衰力に1以上の係数を乗じたり、ブレーキ力に比例するような値を加算したりして目標圧力Pf*を出力し、ブレーキ信号のない場合には圧側減衰力をそのまま目標圧力Pf*として出力する。前転抑制制御器66における目標圧力Pf*の演算方法は、これに限定されるものではなく、ダンパ制御装置61が適用される二輪車に最適となるように変更することができる。
後転抑制制御器67は、スイッチ22によって後輪側ダンパRDが選択されると、目標トルクτと上下方向速度「v」とアクセル信号の有無に基づいて後輪側ダンパRDの圧側室R2の目標圧力Pr*を求める。後転抑制制御器67は、具体的にはたとえば、目標トルクτからピッチング抑制のために必要となる減衰力を求め、上下方向速度「v」からバウンス抑制のために必要となる減衰力を求めて、これら減衰力を加算して後輪側ダンパRDの圧側減衰力を求める。さらに、後転抑制制御器67は、アクセル信号のある場合には、この圧側減衰力に1以上の係数を乗じて目標圧力Pr*を出力するか、または、アクセル開度に比例するような目標圧力Pr*を出力し、アクセル信号のない場合には圧側減衰力をそのまま目標圧力Pr*として出力する。後転抑制制御器67における目標圧力Pr*の演算方法は、これに限定されるものではなく、ダンパ制御装置61が適用される二輪車に最適となるように変更することができる。
このように目標圧力Pf*,Pr*が求められると、各パスにおける圧力フィードバックループによって、ダンパ制御装置1と同様に電流指令Ifと電流指令Irが求められる。そして、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの制御バルブVに電流指令通りに電流が供給されて、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力が制御される。
このように、ダンパ制御装置61は、車体Bの前転側へのピッチングに最適な制御と後転側へのピッチングに最適な制御を別個独立に設計することができ、より二輪車の挙動や運転状況に対応した姿勢制御が可能となるので、乗り心地を向上させることができる。
ダンパ制御装置61では、前転ピッチングの制御および後転ピッチングの制御ともに独立した線形コントローラとして設計しやすい。このため、ダンパ制御装置61によれば、前転ピッチング時の特徴的な入力、この場合ではブレーキ信号を取り込むことで、前転ピッチングに特化した制御を用いて前転ピッチングを効果的に抑制することできる。また、後転ピッチング時の特徴的な入力、この場合ではアクセル信号を取り込むことで、後転ピッチングに特化した制御を用いて後転ピッチングを効果的に抑制することできる。
なお、上記した別の実施形態におけるダンパ制御装置61にあっても、他の実施形態におけるダンパ制御装置41と同様に、車体Bの傾斜時において車体Bに作用する遠心加速度の影響を除去するべく、前転抑制制御器66及び後転抑制制御機67で速度検知部62が検知する上下方向速度「v」に重畳される遠心加速度の成分を除去する演算をおこなうようにしてもよい。
また、上記したところでは、前輪側圧力検知部としての圧力センサ3および後輪側圧力検知部としての圧力センサ4を用い、これら圧力センサ3および圧力センサ4によって、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力を検知している。
しかしながら、ピストンロッド12、二輪車の車体Bへの前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの取付部材の応力を歪ゲージで測定して前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDが発生している減衰力を検知するか、力センサで前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの減衰力を検知して、当該減衰力をピストン11の断面積で割り算して上記圧側室R2の圧力とすることもできる。
したがって、前輪側圧力検知部および後輪側圧力検知部は、上記のような歪ゲージや力センサと、これら歪ゲージや力センサで検知する減衰力から圧側室R2の圧力を得るための演算処理を行う処理装置とで構成することもできる。当該処理装置は制御部5や制御部43や制御部63に統合することができる。
さらに、上記したように、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDが発生している減衰力と前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDにおける圧力室R2の圧力の関係はほぼ比例関係にあるから、ゲインの設定により当該減衰力をそのまま前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの圧側室R2の圧力として取り扱うことが可能である。このため、当該減衰力をフィードバックして圧側室R2の目標圧力Pf*および目標圧力Pr*を求めることも可能である。よって、前輪側圧力検知部および後輪側圧力検知部は、前輪側ダンパFDおよび後輪側ダンパRDの減衰力を検知するものであってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
本願は2014年4月23日に日本国特許庁に出願された特願2014-088795に基づく優先権を主張し、この出願のすべての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (10)
- 二輪車における車体のピッチング角速度を検知するピッチング角速度検知部と、
前記二輪車における前記車体と前輪との間に介装される前輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検知する前輪側圧力検知部と、
前記二輪車における前記車体と後輪との間に介装される後輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検知する後輪側圧力検知部と、
前記ピッチング角速度を補正する補正部とを備え、
補正された前記ピッチング角速度、前記前輪側ダンパにおける圧側室の圧力および前記後輪側ダンパにおける圧側室の圧力に基づいて前記前輪側ダンパの圧側室の圧力と前記後輪側ダンパの圧側室の圧力を制御する、
ダンパ制御装置。 - 請求項1に記載のダンパ制御装置であって、
前記車体のロール角度を検知するロール角度検知部と、
前記車体のヨー角速度を検知するヨー角速度検知部とをさらに備え、
前記補正部は、前記ロール角度および前記ヨー角速度に基づいて前記ピッチング角速度を補正する、
ダンパ制御装置。 - 請求項1に記載のダンパ制御装置であって、
前記補正部は、前記ピッチング角速度検知部が検知する前記ピッチング角速度を濾波するハイパスフィルタを含む、
ダンパ制御装置。 - 請求項1に記載のダンパ制御装置であって、
補正された前記ピッチング角速度から前記車体のピッチングを抑制する目標トルクを求め、前記目標トルクから前記前輪側ダンパと前記後輪側ダンパのうちピッチングによって圧縮されるダンパを選択し、当該選択されたダンパにおける圧側室の目標圧力を求め、当該選択されたダンパの圧側室の圧力をフィードバックして当該選択されたダンパの圧側室の圧力を制御する、
ダンパ制御装置。 - 請求項1に記載のダンパ制御装置であって、
前記車体の上下方向速度を検知する速度検知部をさらに備え、
補正された前記ピッチング角速度から前記車体のピッチングを抑制する目標トルクを求め、
前記目標トルクから、前記前輪側ダンパのピッチングを解消するのに必要な前輪側のピッチング抑制減衰力と前記後輪側ダンパのピッチングを解消するのに必要な後輪側のピッチング抑制減衰力とを求め、
前記上下方向速度から、前記車体の中心付近のバウンスを解消するのに必要な前輪側のバウンス抑制減衰力および後輪側のバウンス抑制減衰力を求め、
前記前輪側のピッチング抑制減衰力と前記前輪側のバウンス抑制減衰力とから前記前輪側ダンパにおける圧側室の目標前輪側圧力を求め、当該前輪側ダンパの圧側室の圧力をフィードバックして当該前輪側ダンパの圧側室の圧力を制御するとともに、
前記後輪側のピッチング抑制減衰力と前記後輪側のバウンス抑制減衰力とから前記後輪側ダンパにおける圧側室の目標後輪側圧力を求め、当該後輪側ダンパの圧側室の圧力をフィードバックして当該後輪側ダンパの圧側室の圧力を制御する、
ダンパ制御装置。 - 請求項1に記載のダンパ制御装置であって、
前記車体の上下方向速度を検知する速度検知部をさらに備え、
補正された前記ピッチング角速度から前記車体のピッチングを抑制する目標トルクを求め、
前記目標トルクから前記前輪側ダンパと前記後輪側ダンパのうちピッチングによって圧縮されるダンパを選択し、前記目標トルクと前記上下方向速度とに基づいて当該選択されたダンパにおける圧側室の目標圧力を求め、当該選択されたダンパの圧側室の圧力をフィードバックして当該選択されたダンパの圧側室の圧力を制御する、
ダンパ制御装置。 - 請求項5に記載のダンパ制御装置であって、
前記車体の上下方向速度から遠心加速度の影響を取り除く遠心力補正部をさらに備える、
ダンパ制御装置。 - 請求項6に記載のダンパ制御装置であって、
前記前輪側ダンパが選択される場合、前記目標トルクと前記上下方向速度と前記二輪車のブレーキ信号とに基づいて当該前輪側ダンパにおける圧側室の目標圧力を求める、
ダンパ制御装置。 - 請求項6に記載のダンパ制御装置であって、
前記後輪側ダンパが選択される場合、前記目標トルクと前記上下方向速度と前記二輪車のアクセル信号とに基づいて当該後輪側ダンパにおける圧側室の目標圧力を求める、
ダンパ制御装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のダンパ制御装置であって、
前記前輪側ダンパおよび前記後輪側ダンパは、
シリンダと、
前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて前記シリンダ内を液体が充填される前記圧側室と液体が充填される伸側室とに区画するピストンと、
前記圧側室に連通されるリザーバと、
前記伸側室から前記圧側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路と、
前記伸側減衰通路に並列に設けられ前記圧側室から前記伸側室へ向かう液体の流れのみを許容する圧側通路と、
前記圧側室から前記リザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路と、
前記圧側減衰通路に並列に設けられ前記リザーバから前記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、
前記圧側減衰通路および前記吸込通路に並列に設けられ前記圧側室と前記リザーバとを連通するバイパス路と、
前記バイパス路の途中に設けられ前記圧側室の圧力を調節する圧力制御要素と、
を備えるダンパ制御装置。
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