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WO2017022316A1 - 緩衝器の制御装置およびサスペンション装置 - Google Patents

緩衝器の制御装置およびサスペンション装置 Download PDF

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WO2017022316A1
WO2017022316A1 PCT/JP2016/066377 JP2016066377W WO2017022316A1 WO 2017022316 A1 WO2017022316 A1 WO 2017022316A1 JP 2016066377 W JP2016066377 W JP 2016066377W WO 2017022316 A1 WO2017022316 A1 WO 2017022316A1
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WO
WIPO (PCT)
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shock absorber
acceleration
damping force
vehicle
vehicle body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/066377
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏一郎 粟野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
KYB Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KYB Corp filed Critical KYB Corp
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Priority to US15/578,545 priority patent/US10618367B2/en
Publication of WO2017022316A1 publication Critical patent/WO2017022316A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B60G2800/014Pitch; Nose dive
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    • B62K25/04Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork
    • B62K2025/044Suspensions with automatic adjustment

Definitions

  • the present invention relates to an improvement of a shock absorber control device and a suspension device.
  • acceleration acting on the vehicle body is detected by an acceleration sensor.
  • the acceleration is an acceleration that decelerates the vehicle, there is one that increases the damping force generated by the shock absorber and suppresses the nose dive of the vehicle body.
  • the acceleration is monitored, and the acceleration acting on the vehicle body becomes an acceleration that decelerates the vehicle speed.
  • this acceleration exceeds a set value, the damping force of the shock absorber is increased to suppress the nose dive. It is supposed to be.
  • the conventional control device cannot sufficiently suppress posture changes such as pitching, which is rotation in the front-rear direction of the vehicle body, such as nose dive and squat, and rolling, which is rotation in the lateral direction.
  • an object of the present invention is to provide a vibration damping device and a suspension for a shock absorber that can sufficiently suppress posture changes such as pitching and rolling of a vehicle body.
  • the provision of equipment is to provide a vibration damping device and a suspension for a shock absorber that can sufficiently suppress posture changes such as pitching and rolling of a vehicle body.
  • the shock absorber control device of the present invention controls the damping force of the shock absorber based on the rate of change of acceleration or the rate of change of angular acceleration.
  • 1 is a system configuration diagram of a suspension device according to an embodiment. It is the schematic of a buffer. It is a control block diagram of the control device of the shock absorber in one embodiment. It is a map which shows the relationship between the change rate of acceleration and the 1st command value. It is a map which shows the relationship between an acceleration and a 2nd command value. It is the flowchart which showed an example of the calculation processing procedure of the damping force command value in the control apparatus of the buffer of one Embodiment.
  • a suspension device S includes a front-wheel-side shock absorber DF interposed between a vehicle body B and a front wheel WF of a vehicle V that is a straddle vehicle,
  • the rear wheel side shock absorber DR which is a rear wheel side shock absorber interposed between B and the rear wheel WR, and a shock absorber control device C are provided.
  • the vehicle V is a motorcycle that is a saddle riding vehicle.
  • the front wheel side shock absorber DF is built in the front fork SF interposed between the vehicle body B and the front wheel WF together with a front wheel side suspension spring (not shown), and exhibits a damping force when extending and contracting.
  • the rear wheel side shock absorber DR is interposed between a vehicle body B and a swing arm SA that rotatably holds the rear wheel WR together with a rear wheel side suspension spring (not shown), and exhibits a damping force during expansion and contraction. It is supposed to be.
  • the front wheel side shock absorber DF and the rear wheel side shock absorber DR are both slidably inserted into the cylinder 20 and extended inside the cylinder 20 as shown in FIG. 2.
  • the pressure side chamber R2, and the piston 21 movably inserted into the cylinder 20 and connected to the piston 21, and the extension side chamber R1 and the pressure side chamber R2 provided in the piston 21 communicate with each other.
  • a damping valve 23 that bypasses the damping valve 23, communicates with the expansion side chamber R 1 and the compression side chamber R 2, a damping force adjustment valve 25 provided in the middle of the bypass passage 24, and the cylinder 20.
  • the piston rod 22 allows only a reservoir 26 for supplying and discharging hydraulic oil that is excessive or insufficient in the cylinder 20 and the flow of hydraulic oil from the reservoir 26 toward the pressure side chamber R2.
  • the suction passage 28 is configured by a compression side valve 29 which gives resistance to the flow of the hydraulic fluid from the compression side chamber R2 to the reservoir 26.
  • the damping force adjusting valve 25 provides a large resistance to the flow of hydraulic oil from the extension side chamber R1 to the compression side chamber R2, but a small resistance to the flow to the opposite side in this example.
  • Stretch-side hard position, compression-side hard position that gives a large resistance to the flow of hydraulic oil from the compression-side chamber R2 to the extension-side chamber R2, but gives a small resistance to the flow to the opposite side, and a stretching-side chamber R1 to the compression-side chamber
  • a medium position is provided that provides a medium resistance to both the flow of hydraulic oil toward R2 and the flow of hydraulic oil from the pressure side chamber R2 toward the extension side chamber R1.
  • the damping force adjusting valve 25 is connected to the actuator 27 via the control rod 27a and is driven by the actuator 27 so as to be switched to each position.
  • a rotary valve disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-238235 may be used, but the present invention is not limited to this rotary valve.
  • the damping force adjustment valve 25 when the damping force adjustment valve 25 takes the expansion side hard position, the front wheel side shock absorber DF and the rear wheel side shock absorber DR increase the attenuation coefficient on the expansion side and decrease the attenuation coefficient on the contraction side. It becomes the side hard mode. Further, the damping force adjusting valve 25 can adjust the valve opening degree by adjusting the position of the actuator 27 in the extension side hard mode, and can adjust the magnitude of the extension side damping force while minimizing the compression side damping force. It has become.
  • the damping force adjusting valve 25 when the damping force adjusting valve 25 takes the compression side hard position, the front wheel side shock absorber DF and the rear wheel side shock absorber DR reduce the damping coefficient on the expansion side and increase the damping coefficient on the contraction side. It becomes a mode. Further, the damping force adjusting valve 25 can adjust the valve opening degree by adjusting the position of the actuator 27 in the compression side hard mode, and can adjust the magnitude of the compression side damping force while minimizing the extension side damping force. ing.
  • control device C is installed in the vehicle body B of the vehicle V to detect the longitudinal acceleration of the vehicle body B, and based on the acceleration ⁇ detected by the acceleration sensor 1, both the buffers DF, DR
  • the control unit 2 is configured to obtain a damping force command value and drive the actuator 27 to control the damping force exerted by both the shock absorbers DF and DR.
  • the acceleration sensor 1 is provided immediately below a seat B1 on which a passenger provided in a vehicle body B of a vehicle V is seated, and detects acceleration in the front-rear direction of the vehicle body B. . Further, the acceleration sensor 1 outputs an acceleration acting forward with respect to the vehicle body B as a positive acceleration, and conversely, outputs an acceleration acting backward with respect to the vehicle body B as a negative acceleration.
  • the control unit 2 processes the signal output from the acceleration sensor 1 to obtain a damping force command value that is a command given to the actuator 27 of each of the shock absorbers DF and DR, and as this damping force command value indicates. A current is supplied to the actuator 27.
  • the control unit 2 differentiates the acceleration ⁇ detected by the acceleration sensor 1 to obtain the change rate of the acceleration ⁇ , and the change rate of the acceleration ⁇ as a parameter.
  • a first command value calculation unit 12 for determining the first command value F1 by map calculation, a second command value calculation unit 13 for determining the second command value F2 by map calculation using the acceleration ⁇ as a parameter, and a first command value F1 Based on the second command value F2, a damping force command value calculation unit 14 for obtaining a damping force command value FF on the front wheel side and a damping force command value FW on the rear wheel side, and currents indicated by the damping force command values FF and FR
  • the driver 15 is configured to supply current to the actuator 27 of each buffer DF, DR according to the quantity.
  • the first command value calculation unit 12 has a map that maps the relationship between the rate of change of the acceleration ⁇ and the first command value F1 in advance in order to obtain the first command value F1 using the rate of change of the acceleration ⁇ as a parameter.
  • the first command value F1 is obtained from the rate of change of the acceleration ⁇ .
  • this map as shown in FIG. 4, there is a dead zone in which the first command value F1 is 0 in the range where the change rate of the acceleration ⁇ is from a to b.
  • the first command value F1 gradually decreases as the change rate becomes smaller than a, and the first command value F1 gradually increases as the change rate becomes larger than b. To change.
  • the numerical values of a and b can be arbitrarily set as long as the condition of a ⁇ b is satisfied, and the range of the dead zone can be set. Therefore, in addition to setting a as a negative value, b as a positive value, and setting a range including a change rate of acceleration ⁇ of 0 as a dead zone, both a and b are set as positive values or negative values, and the change in acceleration ⁇ is set.
  • the range of the dead zone can be set to a range where the rate has a positive value or a range where the rate has a negative value.
  • the values of a and b may be set within the range of the dead zone so as to be suitable for the vehicle V to which the present suspension device S is applied. In addition, as shown in FIG.
  • the slope of the characteristic line of the first command value F1 changes and changes non-linearly with respect to increase / decrease in the change rate of the acceleration ⁇ in the range exceeding the dead band. Therefore, when the rate of change of the acceleration ⁇ is such that a exceeds the minus side or b exceeds the plus side, the absolute value of the first command value F1 is relatively small, but the rate of change changes the a to the minus side or b If it greatly exceeds to the plus side, the absolute value of the first command value F1 becomes a very large value.
  • the first command value calculation unit 12 obtains the first command value F1 by map calculation. However, you may obtain
  • the second command value calculation unit 13 has a map in which the relationship between the acceleration ⁇ and the second command value F2 is mapped in advance to obtain the second command value F2 using the acceleration ⁇ as a parameter. Two command values F2 are obtained. In this map, as shown in FIG. 5, there is a dead zone in which the second command value F2 is 0 in the range where the acceleration ⁇ is from c to d. Further, the second command value F2 changes so as to decrease greatly as the acceleration ⁇ becomes smaller than c, and the second command value F2 changes so as to increase gradually as the acceleration ⁇ becomes larger than d. To do.
  • the numerical values of c and d can be arbitrarily set as long as the condition of c ⁇ d is satisfied, and the range of the dead zone can be set. Therefore, in addition to setting c as a negative value and d as a positive value and setting the range including acceleration ⁇ to 0 as a dead zone, both c and d are set to a positive value or a negative value, and acceleration ⁇ is set to a positive value.
  • the dead band range can be set to a range having a negative value or a range having a negative value.
  • the values of c and d may be set to the same value for c and a, and to the same value for b and d, or may be set to different values, and the vehicle to which the present suspension apparatus S is applied.
  • the slope of the characteristic line of the second command value F2 changes and changes non-linearly with respect to the increase or decrease of the acceleration ⁇ in the range exceeding the dead band. Therefore, when the acceleration ⁇ is such that c exceeds the minus side or d exceeds the plus side, the absolute value of the second command value F2 is relatively small, but the acceleration ⁇ increases c to the minus side or d to the plus side. If it greatly exceeds, the absolute value of the second command value F2 becomes a very large value.
  • the second command value calculation unit 13 obtains the second command value F2 by map calculation.
  • the damping force command value calculation unit 14 obtains an added value obtained by adding the first command value F1 and the second command value F2, sets this added value as the damping force command value FF on the front wheel side, and reverses the sign of the added value.
  • the obtained value is set as a damping force command value FR on the rear wheel side.
  • a forward acceleration acts on the vehicle body B. In this situation, the vehicle body B is subjected to a moment that rotates forward.
  • the front side shock absorber DF increases the compression side damping force to reduce the expansion side damping force
  • the rear wheel side shock absorber DR increases the extension side damping force to reduce the compression side damping force.
  • the forward rotation of the vehicle body B is suppressed by the damping force of the shock absorbers DF and DR. Therefore, when the front wheel side damping force command value FF takes a positive value and the rear wheel side damping force command value FR takes a negative value, the damping force adjustment valve 25 of the front wheel side shock absorber DF is set to the compression side hard position.
  • the damping force adjustment valve 25 of the rear wheel side shock absorber DR is set to the extension side hard position.
  • the damping force adjustment valve 25 of the shock absorber DF on the front wheel side is set to the hardened side.
  • the damping force adjusting valve 25 of the rear wheel side shock absorber DR is set to the compression side hard position.
  • the damping force adjustment valves 25 of the respective shock absorbers DF and DR are set to the medium mode.
  • the driver 15 has a drive circuit that supplies current to the actuator 27, and supplies current to the actuator 27 in accordance with instructions of the damping force command values FF and FR obtained as described above.
  • the driver 15 is supplied with current as follows. That's fine. Specifically, for example, the driver 15 applies to the actuator 27 which is a stepping motor to rotationally drive the damping force adjustment valve 25 so as to take a position where the damping force indicated by the damping force command values FF and FR can be exhibited. Supply the pulse current. In this way, the driver 15 supplies the pulse current to the actuator 27, and the position and valve opening of the damping force adjusting valve 25 are adjusted according to the instructions of the damping force command values FF and FR as described above. DR damping force is controlled.
  • the driver 15 When the damping force adjustment valve 25 is a spool valve that enables both the selection of each position and the adjustment of the valve opening, and the actuator 27 is a solenoid, the driver 15 What is necessary is just to supply. Specifically, for example, the driver 15 sends the command value FF to the actuator 27, which is a solenoid, to drive the damping force adjustment valve 25 so as to take a position where the damping force commanded by the damping force command values FF and FR can be exhibited. , FR is supplied with the amount of current along FR. The driver 15 may detect the current flowing through the actuator 27 and control the current flowing through the actuator 27 by current feedback control.
  • the driver 15 supplies current to the actuator 27, and the position and valve opening of the damping force adjustment valve 25 are adjusted as indicated by the damping force command values FF and FR as described above, and the buffers DF and DR.
  • the damping force is controlled.
  • an amplifier for amplifying a signal output from the acceleration sensor 1 and an analog signal are converted into a digital signal.
  • a computer system comprising a converter, a storage device such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a crystal oscillator, and a bus line connecting these, and a part of the driver 15
  • the control processing procedure for controlling the driver 15 by processing each signal to obtain the damping force command value and the drive circuit for driving the actuator 27 that constitutes And other storage devices in advance It is sufficient to pay.
  • control unit 2 is a well-known computer system as hardware, when the vehicle V on which the control device 1 for the shock absorber is equipped has an ECU (Electronic Control Unit), it is bothered. You may make it integrate the control part 2 in ECU, without providing the control part 2 separately.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the control unit 2 reads the acceleration ⁇ detected by the acceleration sensor 1 (step 101). Subsequently, the control unit 2 calculates the rate of change of the acceleration ⁇ (step 102), obtains the first command value F1 from the rate of change (step 103), and obtains the second command value F2 from the acceleration ⁇ (step 104). Damping force command values FF and FR are obtained from the first command value F1 and the second command value F2 (step 105). Further, the controller 2 supplies current from the driver 15 to the actuator 27 to control the damping force of each buffer DF, DR (step 106). And the control part 2 repeats the above-mentioned step 101 to step 106, and controls the damping force of buffer DF, DR.
  • control unit 2 executes the series of processes described above, so that each unit of the differentiator 11, the first command value calculation unit 12, the second command value calculation unit 13, the damping force command value calculation unit 14, and the driver 15 is obtained. These processes are realized by the CPU reading the program and executing the arithmetic processes described above.
  • the shock absorber control device C and the suspension device S are configured to control the damping force of each shock absorber DF, DR based on the rate of change of the acceleration ⁇ .
  • the rate of change of the acceleration ⁇ is a phase advance with respect to the acceleration ⁇ .
  • the damping force of each of the shock absorbers DF and DR can be raised at a timing earlier than before, so that the shock absorber control device C and the suspension device S can be used to pitch the vehicle body B. Can be sufficiently suppressed.
  • This rate of change may be the rate of change in angular acceleration in the longitudinal direction of the vehicle body B in addition to the rate of acceleration in the longitudinal direction of the vehicle body B.
  • a rate sensor is used instead of the acceleration sensor 1. Install it.
  • the shock absorber when the straddle vehicle is a four-wheeled vehicle or a three-wheeled vehicle and the shock absorber has a layout in which the shock absorber is arranged on the left and right with respect to the vehicle body, You may control. In this case, if the damping force of the shock absorber on the right wheel side and the shock absorber on the left wheel side is controlled using the rate of change in lateral acceleration or angular acceleration, rolling of the vehicle body can also be suppressed without delay in driving operation. .
  • control device C and the suspension device S of the shock absorber it is possible to effectively suppress the posture change such as pitching or rolling of the vehicle body B of the vehicle V.
  • pitching can also be suppressed when controlling the damping force of only one of the front wheel side shock absorber DF or the rear wheel side shock absorber DR.
  • the damping force of both the front wheel side shock absorber DF and the rear wheel side shock absorber DR is controlled, the pitching of the vehicle body B can be more effectively suppressed by the damping force of both the shock absorbers DF and DR.
  • the rolling is suppressed by the damping force of both the right wheel side shock absorber and the left wheel side shock absorber, the rolling of the vehicle body B can be more effectively suppressed.
  • the damping force command value is obtained based on the change rate of the acceleration ⁇ and the acceleration ⁇ , or the change rate of the angular acceleration and the angular acceleration, and one of the buffers DF and DR. Or control both damping forces.
  • the damping force command value can be increased not only in proportion to the rate of change of acceleration ⁇ or the rate of change of angular acceleration, but can also be increased in proportion to acceleration ⁇ or angular acceleration.
  • the shock absorbers DF and DR can increase the damping force that suppresses the posture change of the vehicle body B, so that good posture control can be realized. That is, when the vehicle body B changes its posture such as pitching and rolling, the shock absorbers DF and DR continuously exert a damping force that suppresses the posture change, thereby realizing good posture control.
  • a dead zone in which the first command value F1 is 0 with respect to the rate of change of the acceleration ⁇ and a dead zone in which the second command value F2 is 0 with respect to the acceleration ⁇ are provided.
  • the vehicle V is a saddle vehicle and a sensor (acceleration sensor 1) for detecting acceleration ⁇ or angular acceleration is disposed under the seat B1 of the vehicle V
  • the center of gravity of the vehicle body B including the passenger It is possible to detect the acceleration ⁇ or the angular acceleration of a part close to. Therefore, better posture control of the vehicle body B can be realized, and the passenger does not feel uncomfortable during the posture control.
  • the buffer DF (DR) has an expansion side hard mode in which the expansion side attenuation characteristic is hard and the contraction side attenuation characteristic is soft, and an expansion side attenuation characteristic is soft and the contraction side attenuation characteristic is soft. And a compression side hard mode for making the hard.
  • the shock absorber DF (DR) is configured in this way, the shock absorber DF (DR) can automatically function as a skyhook damper, and in addition to the attitude control that suppresses the pitching and rolling of the vehicle body B, the skyhook control is added. This is advantageous.
  • each of the shock absorbers DF and DR may simply be a damping valve that can open and close the bypass passage 24 or adjust the valve opening degree and that opens and closes the bypass passage 24.
  • each of the shock absorbers DF and DR has an expansion-side hard mode in which the compression-side attenuation coefficient is decreased while increasing the expansion-side attenuation coefficient, and a compression-side in which the expansion-side attenuation coefficient is decreased while increasing the compression-side attenuation coefficient. Although there is no hard mode, the damping force can be adjusted.
  • the damping force on both sides of the pressure expansion can be adjusted in magnitude, so that the effect of the present invention that the change in posture such as pitching or rolling of the vehicle body B can be sufficiently suppressed. I will not lose.
  • the damping force is adjusted by providing an electrode or a coil for applying an electric field or a magnetic field instead of providing the damping force adjusting valve 25 in the bypass passage 24.
  • the bypass passage 24 may be eliminated, and an electrode or a coil may be provided in a passage communicating the extension side chamber R1 and the pressure side chamber R2 instead of the damping valve 23.

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Abstract

【課題】車両の車体のピッチングやローリングといった姿勢変化を充分に抑制できる緩衝器の制振装置およびサスペンション装置を提供する。 【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の緩衝器の制御装置は、加速度の変化率或いは角加速度の変化率に基づいて緩衝器の減衰力を制御するようになっている。車両の運転者の運転操作に対して車体に作用する加速度の立ち上がり時間遅れがあっても加速度の変化率は加速度に対して位相進みとなるので、変化率は運転操作に対して時間遅れが少ない。

Description

緩衝器の制御装置およびサスペンション装置
 本発明は、緩衝器の制御装置およびサスペンション装置の改良に関する。
 車両の車体と車輪との間に介装される緩衝器の減衰力を制御する制御装置としては、例えば、JP2003-063473Aに開示されているように、車体に作用する加速度を加速度センサにより検知し、加速度が車両を減速させる加速度である場合、緩衝器が発生する減衰力を高め車体のノーズダイブを抑制するものがある。つまり、この制御装置では、加速度を監視して、車体に作用する加速度が車両速度を減速させる加速度となり、この加速度が設定値よりも大きくなると、緩衝器の減衰力を高めて前記ノーズダイブを抑制するようになっている。
 また、この他にも、加速度の代わりにブレーキ信号の入力によって、緩衝器が発生する減衰力を高めて、車体のノーズダイブを抑制する制御装置も知られている(たとえば、特許文献1参照)。
 このような従来の制御装置では、車両の運転者の運転操作に対して車両の挙動に時間遅れがあり、センサによる車両の減速の検知やブレーキ信号の検知によって緩衝器の減衰力を制御したのでは、車体のノーズダイブを充分に抑制できないという問題がある。
 また、車体のスクォートやローリングについても同様の理由で、単に、加速度を検知して緩衝器の減衰力を制御しても、車体のスクォートやローリングを充分に抑制できない。
 よって、従来の制御装置では、ノーズダイブおよびスクォートといった車体の前後方向の回転であるピッチングと横方向の回転であるローリングといった姿勢変化を充分に抑制できない。
 そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、車両の車体のピッチングやローリングといった姿勢変化を充分に抑制できる緩衝器の制振装置およびサスペンション装置の提供である。
 上記した目的を達成するため、本発明の緩衝器の制御装置は、加速度の変化率或いは角加速度の変化率に基づいて緩衝器の減衰力を制御する。
一実施の形態におけるサスペンション装置のシステム構成図である。 緩衝器の概略図である。 一実施の形態における緩衝器の制御装置の制御ブロック図である。 加速度の変化率と第一指令値との関係を示すマップである。 加速度と第二指令値との関係を示すマップである。 一実施の形態の緩衝器の制御装置における減衰力指令値の演算処理手順の一例を示したフローチャートである。
 以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1および図2に示すように、一実施の形態におけるサスペンション装置Sは、鞍乗車両である車両Vの車体Bと前輪WFとの間に介装される前輪側の緩衝器DFと、車体Bと後輪WRとの間に介装される後輪側の緩衝器である後輪側の緩衝器DRと、緩衝器の制御装置Cとを備えて構成されている。
 各部について詳細に説明すると、車両Vは、本例では、鞍乗車両である自動二輪車とされている。また、前輪側の緩衝器DFは、車体Bと前輪WFとの間に介装されたフロントフォークSFに図示しない前輪側懸架ばねとともに内蔵されており、伸縮時に減衰力を発揮するようになっている。さらに、後輪側の緩衝器DRは、図示しない後輪側懸架ばねともに車体Bと後輪WRを回転自在に保持するスイングアームSAとの間に介装されており、伸縮時に減衰力を発揮するようになっている。
 前輪側の緩衝器DFおよび後輪側の緩衝器DRは、本例では共に、図2に示すように、シリンダ20と、シリンダ20内に摺動自在に挿入されてシリンダ20内を伸側室R1と圧側室R2との区画するピストン21と、シリンダ20内に移動自在に挿入されるとともにピストン21に連結されるピストンロッド22と、ピストン21に設けられて伸側室R1と圧側室R2とを連通する減衰バルブ23と、減衰バルブ23を迂回して伸側室R1と圧側室R2とを連通するバイパス通路24と、バイパス通路24の途中に設けられ減衰力調整バルブ25と、シリンダ20内に出入りするピストンロッド22によりシリンダ20内で過不足となる作動油を給排するリザーバ26と、リザーバ26から圧側室R2へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路28と、圧側室R2からリザーバ26へ向かう作動油の流れに抵抗を与える圧側バルブ29とを備えて構成されている。
 減衰力調整バルブ25は、詳しくは図示しないが、本例では、伸側室R1から圧側室R2へ向かう作動油の流れに対して大きな抵抗を与えるが反対側への流れに対して小さな抵抗を与える伸側ハードポジションと、圧側室R2から伸側室R2へ向かう作動油の流れに対して大きな抵抗を与えるが反対側への流れに対して小さな抵抗を与える圧側ハードポジションと、伸側室R1から圧側室R2へ向かう作動油の流れと圧側室R2から伸側室R1へ向かう作動油の流れの双方に対して中程度の抵抗を与えるミディアムポジションとを備えている。また、減衰力調整バルブ25は、本例では、コントロールロッド27aを介してアクチュエータ27に連結され、このアクチュエータ27により駆動されて、各ポジションに切り替え可能とされている。減衰力調整バルブ25としては、たとえば、特開平05-238235号公報に開示されているロータリバルブ等を用いればよいが、このロータリバルブに限定されるものではない。
 このように、作動油の流れには、減衰バルブ23を通過する作動油の流れと、減衰力調整バルブ25を通過してバイパス通路24を通る作動油の流れの二つの流れがある。
 そして、減衰力調整バルブ25が伸側ハードポジションを採る場合、両緩衝器DF,DRが伸長する際にはバイパス通路24を通過する作動油の流れに大きな抵抗が与えられるので、両緩衝器DF,DRは、減衰係数が大きい減衰特性を示す。反対に、減衰力調整バルブ25が伸側ハードポジションを採る場合、両緩衝器DF,DRが収縮する際にはバイパス通路24を通過する作動油の流れに小さな抵抗しか与えられないので、両緩衝器DF,DRは、減衰係数が小さい減衰特性を示す。よって、減衰力調整バルブ25が伸側ハードポジションを採る場合、前輪側の緩衝器DFおよび後輪側の緩衝器DRは、伸長側では減衰係数を大きくし、収縮側では減衰係数を小さくする伸側ハードモードとなる。また、減衰力調整バルブ25は、伸側ハードモードにおいてアクチュエータ27の位置調整により弁開度の調整が可能であって、圧側減衰力を最小にしつつ伸側減衰力の大きさを調整できるようになっている。
 そして、減衰力調整バルブ25が圧側ハードポジションを採る場合、両緩衝器DF,DRが伸長する際にはバイパス通路24を通過する作動油の流れに小さな抵抗しか与えられないので、両緩衝器DF,DRは、減衰係数が小さい減衰特性を示す。反対に、減衰力調整バルブ25が圧側ハードポジションを採る場合、両緩衝器DF,DRが収縮する際にはバイパス通路24を通過する作動油の流れに大きな抵抗が与えられるので、両緩衝器DF,DRは、減衰係数が大きな減衰特性を示す。よって、減衰力調整バルブ25が圧側ハードポジションを採る場合、前輪側の緩衝器DFおよび後輪側の緩衝器DRは、伸長側では減衰係数を小さくし、収縮側では減衰係数を大きくする圧側ハードモードとなる。また、減衰力調整バルブ25は、圧側ハードモードにおいてアクチュエータ27の位置調整により弁開度の調整が可能であって、伸側減衰力を最小にしつつ圧側減衰力の大きさを調整できるようになっている。
 そして、減衰力調整バルブ25がミディアムポジションを採る場合、両緩衝器DF,DRが伸長しても収縮しても、バイパス通路24を通過する作動油の流れに中程度の抵抗が与えられるので、両緩衝器DF,DRは、減衰係数が中程度となる減衰特性を示す。よって、減衰力調整バルブ25がミディアムポジションを採る場合、前輪側の緩衝器DFおよび後輪側の緩衝器DRは、伸縮両側で減衰係数を中程度とするミディアムモードとなる。
 つづいて、制御装置Cは、車両Vの車体Bに設置されて車体Bの前後方向の加速度を検出する加速度センサ1と、加速度センサ1が検出する加速度αに基づいて両緩衝器DF,DRの減衰力指令値を求めてアクチュエータ27を駆動して両緩衝器DF,DRが発揮する減衰力を制御する制御部2とを備えて構成されている。
 加速度センサ1は、図1に示すように、車両Vの車体Bにおける設けた搭乗者が着座するシートB1の直下に設けられており、車体Bの前後方向の加速度を検出するようになっている。また、加速度センサ1は、車体Bに対して前向きに作用する加速度を正の値の加速度とし、反対に車体Bに対して後向きに作用する加速度を負の値の加速度として出力する。
 制御部2は、上記した加速度センサ1が出力する信号を処理して、各緩衝器DF,DRのアクチュエータ27へ与える指令でなる減衰力指令値を求め、この減衰力指令値が指示する通りにアクチュエータ27へ電流供給するようになっている。
 そして、具体的には、制御部2は、図3に示すように、加速度センサ1が検出した加速度αを微分して加速度αの変化率を求める微分器11と、加速度αの変化率をパラメータとしてマップ演算により第一指令値F1を求める第一指令値演算部12と、加速度αをパラメータとしてマップ演算により第二指令値F2を求める第二指令値演算部13と、第一指令値F1と第二指令値F2に基づいて前輪側の減衰力指令値FFと後輪側の減衰力指令値FWとを求める減衰力指令値演算部14と、各減衰力指令値FF,FRが指示する電流量通りに各緩衝器DF,DRのアクチュエータ27へ電流供給するドライバ15とを備えて構成されている。
 第一指令値演算部12は、加速度αの変化率をパラメータとして第一指令値F1を求めるべく、予め、加速度αの変化率と第一指令値F1の関係をマップ化したマップを保有しており、加速度αの変化率から第一指令値F1を求める。このマップでは、図4に示すように、加速度αの変化率がaからbまでの範囲では第一指令値F1が0となる不感帯を設けてある。また、前記変化率がaより小さくなればなるほど徐々に第一指令値F1が大きく減少するように変化し、前記変化率がbより大きくなればなるほど徐々に第一指令値F1が大きく増大するように変化する。aとbの数値は、a<bの条件を満たせば任意に設定可能で不感帯の範囲を設定できる。よって、aを負の値としbを正の値として加速度αの変化率が0を含む範囲を不感帯に設定する他、a,bともに正の値或いは負の値に設定し、加速度αの変化率が正の値を持つ範囲或いは負の値を持つ範囲に不感帯の範囲を設定可能である。また、a,bの値は、本サスペンション装置Sが適用される車両Vに適するよう不感帯の範囲を設定されればよい。また、図4に示すように、不感帯域を超える範囲において加速度αの変化率の増減に対して第一指令値F1の特性線における傾きが変わり非線形に変化するようになっている。よって、加速度αの変化率がaをマイナス側に或いはbをプラス側に超える程度である場合、第一指令値F1の絶対値は比較的小さいが、前記変化率がaをマイナス側に或いはbをプラス側に大きく超えると第一指令値F1の絶対値は非常に大きな値となる。このように、第一指令値F1が前記変化率に対して非線形で変化するので、両者の関係をマップとし、第一指令値演算部12は、マップ演算によって第一指令値F1を求めているが、マップ演算によらずに関数の演算により求めてもよい。なお、不感帯の範囲外では、第一指令値F1が加速度αの変化率に対して線形に変化するように設定するのも可能である。
 第二指令値演算部13は、加速度αをパラメータとして第二指令値F2を求めるべく、予め、加速度αと第二指令値F2の関係をマップ化したマップを保有しており、加速度αから第二指令値F2を求める。このマップでは、図5に示すように、加速度αがcからdまでの範囲では第二指令値F2が0となる不感帯を設けてある。また、加速度αがcより小さくなればなるほど徐々に第二指令値F2が大きく減少するように変化し、加速度αがdより大きくなればなるほど徐々に第二指令値F2が大きく増大するように変化する。cとdの数値は、c<dの条件を満たせば任意に設定可能で不感帯の範囲を設定できる。よって、cを負の値としdを正の値として加速度αが0を含む範囲を不感帯に設定する他、c,dともに正の値或いは負の値に設定し、加速度αが正の値を持つ範囲或いは負の値を持つ範囲に不感帯の範囲を設定可能である。また、c,dの値は、cとaを同じ値に、bとdを同じ値にそれぞれ設定してもよいし、異なる値に設定してもよく、本サスペンション装置Sが適用される車両Vに適するよう不感帯の範囲を設定すればよい。また、図5に示すように、不感帯域を超える範囲において加速度αの増減に対して第二指令値F2の特性線における傾きが変わり非線形に変化するようになっている。よって、加速度αがcをマイナス側に或いはdをプラス側に超える程度である場合、第二指令値F2の絶対値は比較的小さいが、前記加速度αがcをマイナス側に或いはdをプラス側に大きく超えると第二指令値F2の絶対値は非常に大きな値となる。このように、第二指令値F1が前記加速度αに対して非線形で変化するので、両者の関係をマップとし、第二指令値演算部13は、マップ演算によって第二指令値F2を求めているが、マップ演算によらずに関数の演算により求めてもよい。なお、不感帯の範囲外では、第二指令値F2が加速度αに対して線形に変化するように設定するのも可能である。
 減衰力指令値演算部14は、第一指令値F1と第二指令値F2を加算した加算値を求め、この加算値を前輪側の減衰力指令値FFとし、加算値の符号を反転して得た値を後輪側の減衰力指令値FRとする。ここで、前輪側の減衰力指令値FFが正の値を採る場合であって、後輪側の減衰力指令値FRが負の値を採る場合、車体Bに対して前向きの加速度が作用しており、車体Bには前側へ回転するモーメントが作用する状況である。この状況では、前輪側の緩衝器DFでは圧側減衰力を大きくして伸側減衰力を小さくし、後輪側の緩衝器DRでは伸側減衰力を大きくして圧側減衰力を小さくするようにし、これら緩衝器DF,DRの減衰力で車体Bの前転を抑制するようにする。そのため、前輪側の減衰力指令値FFが正の値を採り、後輪側の減衰力指令値FRが負の値を採る場合、前輪側の緩衝器DFの減衰力調整バルブ25を圧側ハードポジションとし、後輪側の緩衝器DRの減衰力調整バルブ25を伸側ハードポジションとする。これにより、車体Bのノーズダイブを抑制するアンチダイブ制御が実現できる。
 反対に、前輪側の減衰力指令値FFが負の値を採る場合であって、後輪側の減衰力指令値FRが正の値を採る場合、車体Bに対して後向きの加速度が作用しており、車体Bには後側へ回転するモーメントが作用する状況である。この状況では、前輪側の緩衝器DFでは伸圧側減衰力を大きくして圧側減衰力を小さくし、後輪側の緩衝器DRでは圧側減衰力を大きくして伸側減衰力を小さくするようにし、これら緩衝器DF,DRの減衰力で車体Bの後転を抑制するようにする。そのため、前輪側の減衰力指令値FFが負の値を採り、後輪側の減衰力指令値FRが正の値を採る場合、前輪側の緩衝器DFの減衰力調整バルブ25を伸側ハードポジションとし、後輪側の緩衝器DRの減衰力調整バルブ25を圧側ハードポジションとする。これにより、車体Bのスクォートを抑制する制御が実現できる。
 また、加速度αおよびその変化率がそれぞれ第二指令値F2の不感帯と第一指令値F1の不感帯の範囲内にある場合、車体Bのピッチングの抑制が不要であるので減衰力指令値FF,FRはともに0となる、その場合、各緩衝器DF,DRの減衰力調整バルブ25をミディアムモードとする。
 ドライバ15は、アクチュエータ27へ電流供給する駆動回路を有しており、前述のようにして求められた減衰力指令値FF,FRの指示によってアクチュエータ27へ電流を供給する。減衰力調整バルブ25が前述の各ポジションの選択と弁開度の調整の双方を可能とするロータリバルブであってアクチュエータ27がステッピングモータである場合は、ドライバ15は、以下のように電流供給すればよい。具体的には、たとえば、ドライバ15は、減衰力指令値FF,FRが指示する減衰力を発揮できるポジションを採るように減衰力調整バルブ25を回転駆動すべく、ステッピングモータであるアクチュエータ27に対してパルス電流を供給する。このようにドライバ15がパルス電流をアクチュエータ27に供給して、減衰力調整バルブ25のポジションと弁開度が前述のように減衰力指令値FF,FRの指示通りに調整され、緩衝器DF,DRの減衰力が制御される。
 また、減衰力調整バルブ25が前述の各ポジションの選択と弁開度の調整の双方を可能とするスプール弁であってアクチュエータ27がソレノイドである場合には、ドライバ15は、以下のように電流供給すればよい。具体的には、たとえば、ドライバ15は、減衰力指令値FF,FRが指示する減衰力を発揮できるポジションを採るように減衰力調整バルブ25を駆動すべくソレノイドであるアクチュエータ27に前記指令値FF,FRに沿った電流量の電流を供給する。なお、ドライバ15は、アクチュエータ27に流れる電流を検出して電流フィードバック制御によって、アクチュエータ27に流れる電流を制御すればよい。このようにドライバ15が電流をアクチュエータ27に供給して、減衰力調整バルブ25のポジションと弁開度が前述のように減衰力指令値FF,FRの指示通りに調整され、緩衝器DF,DRの減衰力が制御される。
 また、上記した制御部2の各部におけるハードウェア資源としては、具体的にはたとえば、図示はしないが、加速度センサ1が出力する信号を増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)等の記憶装置、RAM(Random Access Memory)、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインからなるコンピュータシステムと、ドライバ15の一部をなすアクチュエータ27を駆動する駆動回路とを備えた周知なシステムとして構成されればよく、各信号を処理し減衰力指令値を求め、ドライバ15を制御するための制御処理手順は、プログラムとしてROMや他の記憶装置に予め格納しておけばよい。
 なお、上記制御部2は、ハードウェアとしては、周知のコンピュータシステムであるので、この緩衝器の制御装置1が搭載される車両VがECU(Electronic Control Unit)を備えている場合には、わざわざ制御部2を別途設けずにECUに制御部2を統合するようにしてもよい。
 ここで、上記した緩衝器の制御装置Cの制御部2における処理手順について、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、制御部2は、加速度センサ1が検出した加速度αを読み込む(ステップ101)。つづき、制御部2は、加速度αの変化率を演算し(ステップ102)、変化率から第一指令値F1を求め(ステップ103)、加速度αから第二指令値F2を求め(ステップ104)、第一指令値F1と第二指令値F2から減衰力指令値FF,FRを求める(ステップ105)。さらに、制御部2は、ドライバ15からアクチュエータ27へ電流供給して各緩衝器DF,DRの減衰力を制御する(ステップ106)。そして、制御部2は、以上のステップ101からステップ106までを繰り返し処理し、緩衝器DF,DRの減衰力を制御する。
 以上によって、制御部2が上記した一連の処理を実行することで、微分器11、第一指令値演算部12、第二指令値演算部13、減衰力指令値演算部14およびドライバ15の各部の処理が実現され、上記これら各部は、CPUが上記プログラムを読み込んで、上記した各演算処理を実行することによって実現される。
 以上のように緩衝器の制御装置Cおよびサスペンション装置Sは構成されており、加速度αの変化率に基づいて各緩衝器DF,DRの減衰力を制御するようになっている。ここで、車両Vの運転者の運転操作に対して車体Bに作用する加速度αの立ち上がり時間遅れがあっても加速度αの変化率は加速度αに対して位相進みとなるので、前記変化率は前記運転操作に対して時間遅れが少ない。よって、この変化率を用いて減衰力制御すると、従来よりも早いタイミングで各緩衝器DF,DRの減衰力を立ち上げできるので、緩衝器の制御装置Cおよびサスペンション装置Sは、車体Bのピッチングを充分に抑制できる。この変化率は、車体Bの前後の加速度のほか、車体Bの前後方向の角加速度の変化率であってもよく、角加速度の変化率を用いる場合、加速度センサ1の代わりに、レートセンサを設置すればよい。
 また、鞍乗車両が四輪車や三輪車であって、緩衝器が車両の車体に対して左右に配置されるレイアウトを備える場合、右輪側の緩衝器と左輪側の緩衝器の減衰力を制御してもよい。この場合、横方向の加速度或いは角加速度の変化率を用いて、右輪側の緩衝器と左輪側の緩衝器の減衰力を制御すれば、車体のローリングについても運転操作に遅れずに抑制できる。
 よって、緩衝器の制御装置Cおよびサスペンション装置Sによれば、車両Vの車体Bのピッチングやローリングといった姿勢変化を効果的に抑制できる。
 なお、前輪側の緩衝器DF或いは後輪側の緩衝器DRの一方のみの減衰力を制御する場合にも、ピッチングの抑制が可能である。ただし、前輪側の緩衝器DFおよび後輪側の緩衝器DRの両方の減衰力を制御すると、双方の緩衝器DF,DRの減衰力でより一層効果的に車体Bのピッチングを抑制できる。また、鞍乗車両が四輪車や三輪車であって車体のローリングを抑制するには、車体Bの右側と左側に配置される緩衝器の一方のみの減衰力の制御でも可能である。ただし、右輪側の緩衝器と左輪側の緩衝器の双方の減衰力でローリングを抑制する場合には、より一層効果的に車体Bのローリングを抑制できる。
 さらに、本例の制御装置Cおよびサスペンション装置Sでは、加速度αと加速度αの変化率、或いは、角加速度と角加速度の変化率に基づいて減衰力指令値を求めて緩衝器DF,DRの一方または両方の減衰力を制御する。このようにすると、減衰力指令値を加速度αの変化率或いは角加速度の変化率に比例して大きくできるだけでなく、加速度α或いは角加速度に比例して大きくできる。加速度αの変化率或いは角加速度の変化率が運転操作に対して時間遅れなく立ち上った後に小さくなっても車体Bをピッチング、ローリングといった姿勢変化させる加速度α或いは角加速度自体は大きいまま維持される場合がある。このような場合にあっても、緩衝器DF,DRが車体Bの姿勢変化を抑制する減衰力を大きくでき、良好な姿勢制御を実現できる。つまり、車体Bがピッチング、ローリングといった姿勢変化中は緩衝器DF,DRが姿勢変化を抑制する減衰力を継続的に発揮して、良好な姿勢制御を実現できる。
 なお、本例では、加速度αの変化率に対して第一指令値F1が0となる不感帯と、加速度αに対して第二指令値F2が0となる不感帯とを設けている。このように不感帯を設けると、ピッチング、ローリングといった姿勢変化の変位量が小さく姿勢抑制制御を実施せずとも良い場合にまで制御を実行する無駄を省ける。また、加速度センサ1が検出する加速度にノイズが重畳されていて、実際には車体Bに姿勢変化がないような場合に姿勢抑制制御が実行されるといった心配もない。
 また、車両Vが鞍乗車両であって、加速度α或いは角加速度を検出するセンサ(加速度センサ1)が車両VのシートB1下に配置される場合には、搭乗者を含めた車体Bの重心に近い部位の加速度α或いは角加速度を検出できる。よって、車体Bのより良好化姿勢制御を実現でき、姿勢制御中に搭乗者に違和感を与えない。
 さらに、本例では、緩衝器DF(DR)が、伸長側の減衰特性をハードとし収縮側の減衰特性をソフトにする伸側ハードモードと、伸長側の減衰特性をソフトとし収縮側の減衰特性をハードにする圧側ハードモードとを有している。このように緩衝器DF(DR)を構成する場合、緩衝器DF(DR)がスカイフックダンパとして自動的に機能でき、車体Bのピッチング、ローリングを抑制する姿勢制御の他にスカイフック制御を加味する際に有利となる。
 なお、各緩衝器DF,DRにおける減衰力調整バルブ25は、単に、バイパス通路24を開閉或いは弁開度の調整可能で且つバイパス通路24を開閉する減衰バルブとされてもよい。この場合は、各緩衝器DF,DRは、伸側の減衰係数を大きくしつつ圧側の減衰係数を小さくする伸側ハードモード、圧側の減衰係数を大きくしつつ伸側の減衰係数を小さくする圧側ハードモードといったモードを備えないが、減衰力を大小調整可能である。このように構成された緩衝器DF,DRにあっても、伸圧両側の減衰力を大小調整可能であるので、車体Bのピッチングやローリングといった姿勢変化を充分に抑制できるという本発明の効果を失わない。
 また、緩衝器DF,DRの作動流体を電気粘性流体或いは磁気粘性流体とする場合、バイパス通路24に減衰力調整バルブ25を設ける代わりに電界或いは磁界を印加する電極或いはコイルを設けて減衰力調整を可能としてもよい。また、この場合、バイパス通路24も廃止して減衰バルブ23の代わりに伸側室R1と圧側室R2とを連通する通路に電極或いはコイルを設けるようにしてもよい。
 本願は、2015年7月31日に日本国特許庁に出願された特願2015-152964に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (6)

  1.  車両における車体の前後方向或いは横方向の加速度の変化率、または、前記車体の前後方向或いは横方向の角加速度の変化率に基づいて、前記車両の前記車体と車輪との間に介装された緩衝器の減衰力を制御する
     ことを特徴とする緩衝器の制御装置。
  2.  請求項1に記載の緩衝器の制御装置であって、
     前記緩衝器は、前記車両の前記車体と前輪との間に介装される前輪側の緩衝器と、前記車両の前記車体と後輪との間に介装される後輪側の緩衝器とを有し、
     前記車両における前記車体の前後方向の加速度の変化率、または、前記車体の前後方向の角加速度の変化率に基づいて、前記前輪側の緩衝器と前記後輪側の緩衝器の減衰力を制御する
     ことを特徴とする緩衝器の制御装置。
  3.  請求項1に記載の緩衝器の制御装置であって、
     前記緩衝器は、前記車両の前記車体と右輪との間に介装される右輪側の緩衝器と、前記車両の前記車体と左輪との間に介装される左輪側の緩衝器とを有し、
     前記車両における前記車体の左右方向の加速度の変化率、または、前記車体の左右方向の角加速度の変化率に基づいて、前記右輪側の緩衝器と前記左輪側の緩衝器の減衰力を制御する
     ことを特徴とする緩衝器の制御装置。
  4.  請求項1に記載の緩衝器の制御装置であって、
     前記加速度と前記加速度の変化率、または、前記角加速度と前記角加速度の変化率に基づいて減衰力指令値を求める
     ことを特徴とする請求項1に記載の緩衝器の制御装置。
  5.  請求項1に記載の緩衝器の制御装置であって、
     前記車両が鞍乗車両であり、
     前記加速度或いは前記角加速度を検出するセンサが前記車両のシート下に配置される
     ことを特徴とする緩衝器の制御装置。
  6.  伸長側の減衰特性をハードとし収縮側の減衰特性をソフトにする伸側ハードモードと、伸長側の減衰特性をソフトとし収縮側の減衰特性をハードにする圧側ハードモードとを有する緩衝器と、
     請求項1から5のいずれか一項に記載の緩衝器の制御装置とを備えた
     ことを特徴とするサスペンション装置。
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